JPS63125597A - 固形燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分ツ？］ この発明は、プラスチックスと、燃料燃焼灰とからなる
圧縮成形体である固形燃料に係るものであり、特に、廃
プラスチックス及びオイルコークス燃焼灰、重油燃焼灰
などを燃料資源として再利用することができる。

［従来の技術］ 最近、膨大な量のプラスチックス製品が使用されている
が、それに秤なって膨大な場の廃プラスチックスが発生
する。これらの廃プラスチックスの中には可燃性のもの
が多いが、そのままでは、燃焼速度が早すぎたり、発熱
量が大きすぎて、燃焼温度が高くなりすぎ、その結果、
燃焼ボイラーの隔壁などを高熱によって短期間で劣化さ
せてしまったり、あるいは、燃焼中に、プラスチックス
自体が溶融して、燃焼ボイラーの壁に固着したり、溶融
したプラスチックスが流動して燃焼を阻害したりするの
で、燃料としては使用しにくいものであった。

火力発電所から排出される重油の燃焼灰や、オイルコー
クス燃焼ボイラーから排出されるオイルコークス燃焼灰
は、膨大な量である。セメントキルンの燃料に混ぜて燃
焼するとか油と混合して燃焼するとかが行なわれている
が、燃焼しにくいため、現実には膨大な樋が野積みのま
ま放置されている。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明者らは、廃プラスチックス及びオイルコークス
燃焼灰１型油燃焼灰などを燃料として使用する際の上記
の種々の問題点を、同時に解決する手段について鋭意研
究した結果、オイルコークス又は屯油の通常の燃焼で得
られる燃焼灰をプラスチックスと配合して、その配合物
を圧縮成形したペレット状の成形体などからなる固形燃
料が。

前記の問題点を解消し、燃料として好適に使用できるこ
とを見い出し、この発明を完成した。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明は、プラスチックス又はピッチ状物
と、無ａ成分５〜２５重琶％及び炭素成分９５〜６０重
量％である燃焼灰とからなる圧縮成形体であることを特
徴とする固形燃料に関するものである。

以下、この発す１をさらに詳しく説明する。

この発明に使用されているプラスチックスは、可燃性の
ものであれば、特に限定されないが、特に燃焼速度が甲
〈、燃焼後に毒性物質を多７．１に発生しないものが好
適であり、例えば、 （ａ）アクリルニトリル−ブタジェン−スチレン共重合
体（ＡＢＳ樹脂）、アクリルニトリル−スチレン共重合
体（ＡＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル酸（エステル）
などのアクリル系樹脂、（ｂ）ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリイソブチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体などのすレフイン系重合体、ポリスチレンなどのエ
チレン系付加重合体、 （ｅ）ポリブタジェン、ポリイソプレン、ブタジェン−
スチレン共重合体などの合成ゴムまたは天然ゴム、およ
び （ｄ）ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド（ナ
イロン−６、ナイロン−６，６）などの縮合系重合体か
らなる群から選ばれた一種または二種以上の熱可塑性樹
脂を挙げることができる。

この発明の固形燃料を成形するために使用するプラスチ
ックスは１種々のプラスチックス成形体が一時的または
長期間使用された後に廃棄された廃プラスチックス、あ
るいは、種々のプラスチックスの成形時に発生するオフ
成形品、パリ部分。

裁断残部又は耳部分などであればよく、特に、燃焼灰と
の均一・な配合や、その配合物の圧縮成形に好適なよう
に、粉砕、破砕、切断、引き裂きなどの手段によって、
適当な大きさ又は形状に切断または粉砕されている粉末
であることが好ましく。

さらに、前述の固形燃料の成形に使用されるプラスチッ
クスとしては、最大長さが約５０００　＃Ｌｍ以下、特
に２０００　ｇｍ以下、さらに好ましくは１〜１５００
ｇｍ程度である「微細な粒子状（球状など）、棒状、又
は短冊状の粉末」であることが最適である。

この発明に使用されているピッチ状物とは４０℃以下の
温度で固体であり、粉砕して粉末状にすることができる
ものである。また加熱して溶融状態となる０例えば、石
炭ピッチである。また種々の有機化合物の蒸留工程で出
る釜残１例えばバニリン釜残である。

前述の固形燃料は、プラスチックスが微細な粉末となる
ほど、燃焼灰との均一な配合がより容易に可能となり、
その均一な配合物の圧縮成形における流動性又は成形性
がよくなり、また、得られた圧縮成形体の圧壊強度など
の強度が高くなるので適当である。

プラスチックは着火時間を短くし、初めにガス化燃焼す
ることにより、燃料が多孔質となり、内部まで酸素が入
りやすくなるため燃焼しやすくする作用を付与すること
に寄与している。

固形燃料に使用されている燃焼灰は。

（ｉ）無機成分が５〜２５重量％の割合で含有されてお
り、そして。

（ｔｉ）炭素成分（可燃性有機成分、炭化水素成分また
は未燃カーボン）が９５〜６０屯量％の割合で含有され
ている「燃焼灰」である。

すなわち、この発す１では、燃焼灰は、固形燃料内に含
有されているプラスチックスの燃焼速度を低く抑え、ま
た、そのプラスチックス自体が燃焼時に溶融して流動し
てしまうのを防止し、固形燃料の形状を保持する作用を
持つものであり、前述の組成を有するものであって１例
えば、オイルコークス又は重油をボイラーなどで燃焼し
て得られる［未燃の炭素成分を約６０〜９５重量％で含
有する燃焼灰Ｊを挙げることができる。

特に、前記の燃焼灰に含まれている無機成分は、燃焼灰
内に含有されて、プラスチックスと均一に配合され、そ
して、圧１１ｉ１成形されて固形燃料が製造されるので
、この発明の固形燃料内に均一に分散して存在するので
あるが、 （イ）固形燃料の燃焼速度を適度に押さえる作用（ロ）
燃焼時の固形燃料の！５ｉ！熱量を押さえる作用（ハ）
固形燃料の強度を向上させる作用、および（ニ）燃焼時
にも固形燃料の形状を保持する作用などを、本発明の固
形燃料に付与することに寄手しており、これはこの）Ａ
すＩの主な特長である。

また、その無機成分としては１例えばＳ　ｉ０２などの
珪素成分、Ａｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、Ｃａｎ
、ＣａＣＯ３などのカルシウム成分、Ｆｅ２ｏｚ　など
の鉄成分、ソノ他の金属化合物（ＭｇＯ、Ｔｉ０．　Ｖ
２Ｏ５。

Ｎａｎｏ　、　Ｋ２Ｏ）などのｆｉ機物質を主として挙
げることができる。

この発明では、固形燃料の成形に使用される燃焼灰は、
その９！、Ｍ　；＃が５０００〜ａｏｏｏキロカロリー
／　ｋｇ、特に５０００〜７０００キロカロリー／ｋｇ
程度であることが、固形燃料内のプラスチックスの発熱
にを押さえる上で好ましい。

この発明の固形燃料を成形するために使用する燃焼灰は
、平均粒子径が０．１　”　１０００　ＪＬｍ、特に０
．５〜５００ｇｍ程度である微細なものが、プラスチッ
クスとの均一な配合などにおいて好ましい。

この発明の固形燃料は、プラスチックスと燃焼灰との使
用量比（プラスチックス／燃焼灰）が、０．１〜２．０
ｇ／ｇ、特〈０．２〜０．５ｇ／ｇ程度であることが、
圧縮成形体である固形燃料の強度。

発熱量、燃焼速度などの点から好ましい、また。

この発明では、固形燃料におけるｓａｌ成分の含有量が
約５〜２０重量％であることが最適である。

この発明の固形燃料は、プラスチックスおよび燃焼灰の
他に、（ａ）水分、（ｂ）果吏の絞りカスなどの植物性
有機成分（植物性Ｍ＆雑成分）　、　（ｃ）劣化した廃
潤滑油、廃油など油性成分の少なくとも一腫以上を、約
５５重量％以下、特に５０重量％以下であれば配合され
ていてもよい。

前述の場合に、その固形燃料中において。

（＾）水分の含有率は、２０重量％以下、特に１５重量
％以下程度であり。

（Ｂ）植物性有機成分の含有率は、約５５重量％以下、
特に４５重量％以下であり、 （Ｃ）油性成分の含有率は３０重量％以下、特に２５重
量％以下程度であることがそれぞれ適冶である。

この発明の固形燃料は、その発熱量が５０００〜ａｏｏ
ｏキロカロリー／ｋｇ、特に、５５００〜７５００キロ
カロリー／ｋｇ程度であり、しかも。

９００℃での固形燃料（試料として径５閣腸及び長さ５
■である円柱状ペレットを使用し、電気炉で燃焼する燃
焼試験を行った場合）の燃焼時間が３００〜５００秒で
あることが好ましい。

この発明の固形燃料を製造する方法は、例えば、プラス
チックスの粉粒体と燃焼灰とを、必要に応じて前述の水
、廃油などと共に、混合・配合して、次いで、二軸押出
し成形機、−軸押用成形機、ブリケットマシンなどを使
用して、前記配合物から連続的に圧縮押出し成形して、
細い棒状の圧縮成形体を形成すると同時に、その細い棒
状の圧縮成形体を適当な長さに連続的に裁断して。

（円、角柱などの）柱状１球状、楕円珠状であるベレッ
ト状の固形燃料を製造する方法を挙げることができる。

前述圧縮成形は、室温からプラスチックの軟化温度付近
までの範囲内の温度で行えばよく１例えば、約５〜２５
０℃、特にｉｏ〜２００℃程度、さらに好ましくは１５
〜１５０℃程度の範囲内の温度で行えばよい、その圧ｔ
ｌｉ！成形における圧縮成形体の押出成形時の温度は、
最初に室温（１０〜３０℃）で開始しても、圧縮成形時
の発熱によってしだいに上昇し、約５０℃以上、特に６
０〜１００℃程度にまで到達する。

この発明の圧縮成形体は、径が２〜５０腸■、特に３〜
４０腸１程度であり、そして長さが２〜５０Ｉ、特に３
〜４０ｍｍ程度である円柱状又は角柱状のベレット状成
形体、または、最大径が２〜５０■、３〜４０５ｍ程度
である粒状１球状、楕円球状の成形体などが好ましい、
また、圧縮成形体は、圧壊強度（径５１ｍ層、長さ５■
濡である円柱状ペレットの試料）が１．５　ｋｇ以上、
特に２．０〜５０ｋｇであることが好ましい。

前述の圧縮成形において、プラスチックスと燃焼灰との
配合物に水を多量に添加して使用する場合には、この木
は主として湿式成形の助剤として作用させ、押し出され
た圧縮成形体内には約１５重量％以下、特にｌＱ！Ｉｉ
量％以下量水以下有割合とすることが好ましい。

また、前述の圧縮成形において、植物性有機成分（植物
性ｍ＃Ｉ成分）をプラスチックスと燃焼灰との配合物に
添加して使用することによって、圧縮成形時に潤滑剤的
な作用効果が示され、その結果、圧縮成形における機械
的エネルギーを簡約することができ、また、植物性ｍ、
＊成分を含有する圧ｌａ成形体からなる固形燃料は、植
物性繊維成分が、その燃焼時に、プラスチックスの溶融
−波動を一層防止することができ、さらに、燃料の一部
としても消費される。

このような植物性繊維成分としては、各種の果実、食品
原料などの絞りカスを利用することができ１例えば、ミ
カン、コーヒー、ビール用麦、テンサイ糖、さとうきび
、醤油、しょうちゅう糖などの原料の絞りカスを挙げる
ことができる。

前記の油性成分としては、廃潤滑油、切削油などの機械
工場から出る廃油、また、化学工場などかう出るトルエ
ン、スチレン、フェノールなどの廃溶剤などを挙げるこ
とができる。

さらに、前記のオイルコークスとは、石油精製過程にお
いて得られる重質の残査油を熱分解して軽質留分を回収
する際に残留する固形残存（生石油コークス）、生石油
コークスをか焼してさらに揮発分を除去し、固形炭素分
を高くしたが焼石油コークスなどの石油コークスである
。

［実施例］ 以下、実施例によりさらに具体的に説明する。

この発明の固形燃料の実施例に使用する各原料の配合例
として１次に挙げる配合量（重４１部）の割合の例を第
１表に示すことができる。

なお、それらの配合比において、廃プラスチックスは、
平均粒子径が約１０００μｍであるＡＢＳ樹脂不完全重
合物粉末（発熱ｆｉ；１００００ｋｃａｌ／ｋｇ）、平
均粒子径が約１０００ｇｍ程度のバニリン釜残粉末（発
Ｉ！％量；　６１００　ｋｃａｌ／　ｋｇ）　テある。

オイルコークス燃焼灰は、約１０重Ｑ％の無機物質［５
ｉ０２　：１．７重量％、Ｖ２０ｂ　：　５．３　　正
量％。

ソノ他（Ｆｅ＋０３．　Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ、
ＫｙＯ、ＳＯｙナト）：各０．０１〜２．２　ｍＷ：％
］を含有し、残部が炭素成分（未燃カーボン）であり１
発／８量が７５００キロカロリー／ｋｇである燃焼灰で
ある。

重油燃焼灰は約１５％の無機物’Ａ　［Ｆｅ２Ｏ２：　
３．１重量％、ｖ２０５”−３ｍｍ％、ソノ他（５ｉ０
２　　。

Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｎ
ｉＯなど）：各０．０２〜０．８重ｈ（％Ｊを含有し、
残部が炭素成分（未燃カーボン）であり、発熱量が５５
００キロカロリー／ｋｇである燃焼灰である。

みかんの絞りカスは、約７６重量％の水分を含んでおり
、屹燥状態での発熱量が４５０２　ｋｃａｌ／ｋｇテあ
る。また、廃油の発熱量は８６００　ｋｃａｌ／ｋｇで
ある。

第　　１　　表 配合例　ＡＢＳ樹脂　ニオイルコークス：　水不完全七
合物　　燃焼灰 Ｉ　　　　　Ｏ，３１，０：（１，１ 配合例　　ＰＥ　　　ニオイルコークス：　水煙焼灰 ＩＩ　　　　　Ｏ，３１，００，１ 配合例　　ＰＰ　　　ニオイルコークス：　水煙焼灰 ｍ　　　　Ｏ，３１，００，１ 配合例　バニリン釜残ニオイルコークス：　水煙焼灰 ■　　　　０．３　　・　　　１．０　　　　：０．１
配合例　バニリン釜残：オイルコークスコ廃油燃焼灰 Ｖ　　　　　Ｏ，３１：　　０．１ 配合例　バニリン釜残：オイルコークスコみかんの絞り
燃焼灰　　　　カス Ｖｌｌ　　　　　Ｏ，５１：１ 配合例　ＡＢＳ＃４脂　：重油燃焼灰　　：　水下完全
重合物 ＶＩＩＩ　　　　　Ｑ、３　　　　　　１　　　　　：
　　０．１実施例１ 配合例工の各原料を混合機に供給し、混合・配合して得
られた配合物を、二軸圧縮（押出し）成形機（ｌｌｏｋ
ｇ／Ｈ１動力？、５　ｋＷ）で、７０℃の温度で、圧縮
しながら押出して、その押出された成形体を連続的に裁
断し、冷却して、径５■、長さ５■である円柱状ペレッ
ト（圧縮成形体、水分の含有−ド約５重呈％）の固形燃
料を圧縮成型した。

この円柱状ペレットを電気炉内で燃焼させる燃焼試験に
よれば、９００℃での着火が１秒以内と早く、円柱状ペ
レットが燃焼中に簡単に崩れることがなく、また１円柱
状ペレット内のプラスチ−７クスの溶融による電気炉壁
への固着、流動変形などがなく、その燃焼状態および燃
焼効率（未燃炭素成分；　２．５　ｗｔ％）は良好であ
った。その燃焼試験の結果を第２表に示す。

また、この円柱状ペレットは、流動床ボイラー内で良好
に燃焼させることができた。

この円柱状ペレットのその他の性状を第２表に示す。

比較例１ 比較のために、ＡＢＳ樹脂を使用した電気炉での燃焼試
験において、ＡＢＳ樹脂は、ただちに溶融状態となり、
約３５秒で燃えつきてしまった。

比較例２ 比較のために、オイルコークスを使用した電気炉での燃
焼試験において、オイルコークスは表面燃焼時間が長く
約５５０秒で燃えつきた。

実施例２〜７ 配合例■〜■の各原料を使用して、実施例１と同様の形
状のペレット（圧縮成形体）の固形燃料をそれぞれ形成
した。

これらの円柱状ペレットの性状を第２表に示す。

なお、前記の実施例４〜７でｆｌ）られた各ペレット（
固形燃料）は、９００℃での燃焼試験における若人時間
がいずれも約１秒以下であり、しかも、実施例１でｉｆ
ｆられたペレット（固形燃料）と実質的に同様の燃焼状
態で燃焼させることができる。

また、実施例１〜７で得られた各ペレット（固形燃料）
、および比較例１で得られたＡＢＳ樹脂のペレットにつ
いて、９００℃での！［験における燃焼時間の内容を、
第１図及び第２表にそれぞれ詳しく示す。

第２表 実施例　　　圧壊強度（ｋｇ）　　発熱量　燃焼時間押
出方向　直角方向　ｋｃａｌ／ｋｇ　　秒１　　　３．
０　　　２．９　　　７８００　　４８３２　　　２．
８　　　２．７　　　７４００　　４５２３　　　２．
８　　　２．５　　　７４００　　４６３４　　　５．
０　　　４．８　　　８！１００　　　４４１５　　　
４．５　　　４．２　　　７４００　　　４１５６　　
　２．２　　　２．０　　　５７００　　　２２５７　
　　３．５　　　３．３　　　８３００　　　４１１１
１９００℃での燃焼試験の結果である。

［発明の効果］ この発明は、一般に燃焼速度が高く、シかも光８量が大
きくて、そのままで燃料として使用することが問題であ
る廃プラスチックス、廃油などを、Ｍｔ動床ボイラーな
どに使用できる固形燃料として再利用することが可使に
できる優れた固形燃料に関するものであり、省エネルギ
ー技術として極めて効果的である。

即ち、この発明の固形燃料は。

（ｉ）　　流動床ボイラーなどでも燃焼させることがで
きる充分な強度を有しており。

（ｉｉ）プラスチックスの燃焼速度が適当に遅くなるよ
うにコントロールされており、 （ｉｉｉ）発熱量が押さえられているので燃焼によって
高温になりすぎて燃焼炉を損傷させることがほとんどな
く、また。

（ｉｉ）燃焼灰によって固形燃料に内蔵されているプラ
スチックスが溶融して燃焼炉壁に付着したり、溶融して
流動することがなく、極めて好適な燃焼状態を保持する
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の固形燃料（実施例１．４〜７）、お
よびＡＢＳ樹脂のペレット（比較例１）の燃焼試験にお
ける「燃焼時間の内容」を詳しく表した棒グラフである
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチックス又はピッチ状物と、無機成分５〜
   ２５重量％及び炭素成分９５〜６０重量％である燃料燃
   焼灰とからなる圧縮成形体であることを特徴とする固形
   燃料。
2. （２）燃料燃焼灰が、発熱量が５０００〜８０００キロ
   カロリー／ｋｇである、オイルコークス又は重油の燃焼
   によって得られた燃焼灰である特許請求の範囲第１項記
   載の固形燃料。
3. （３）プラスチックスと燃料燃焼灰との使用量比が０．
   １〜２．０ｇ／ｇである特許請求の範囲第１項記載の固
   形燃料。
4. （４）固形燃料の発熱量が５０００〜９０００キロカロ
   リー／ｋｇであって、しかも、９００℃での固形燃料の
   燃焼時間が２００〜５００秒である特許請求の範囲第１
   項記載の固形燃料。