JP2001115163A - コークス炉への石炭及び廃プラスチック装入方法及び装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークス炉炭化室内の底部に石炭を主とする
層、その上に廃プラスチックを主とする層、更にその上
に石炭を主とする層を形成する場合において、正確な分
量の原料を炭化室内に装入する。 【解決手段】 石炭及び廃プラスチックを石炭装入車３
のチャージホッパー４に投入し、次いで該石炭及び廃プ
ラスチックをチャージホッパー４からコークス炉６の炭
化室７に装入する方法であって、石炭槽１からチャージ
ホッパー４内に石炭を投入し、次いで前記石炭槽１に隣
接する廃プラスチック槽２から切り出した廃プラスチッ
クを横移動装置５によってチャージホッパー上方に横移
動してチャージホッパー内に投入し、再度前記石炭槽１
からチャージホッパー内に石炭を投入するものであっ
て、前記石炭及び廃プラスチック投入に際して石炭装入
車３を固定したままとすることを特徴とする石炭及び廃
プラスチックの装入方法及び装入装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックを
コークス原料に配合してコークスを製造する際のコーク
ス炉への石炭及び廃プラスチック装入方法及び装入装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック産業廃棄物、プラスチック
一般廃棄物として大量に排出される廃プラスチックの処
理に関しては、従来は大部分が埋め立てや一部焼却処理
されている。廃プラスチックは、埋め立てにおいては土
中の細菌やバクテリアで分解されず、焼却する場合は発
熱量が大きく焼却炉に悪影響を及ぼすとともに、塩素を
含む廃プラスチックの場合は排ガス中の塩素の処理が問
題となっている。埋め立て処分場が将来不足することが
予想されること、及び環境問題の高まりから廃プラスチ
ックのリサイクルの促進が望まれている。リサイクルの
方法としては、プラスチックとしての再利用のほか、燃
焼時の熱の利用や熱分解で得られるガスや油を燃料や化
学原料として利用する方法が考えられる。

【０００３】廃プラスチックをコークス炉に添加して処
理する方法として、例えば特開昭４８−３４９０１号公
報、特開平８−１５７８３４号公報ではコークス製造用
装入炭に廃プラスチックを配合してコークスを製造する
方法が開示されている。コークス乾留時の高温によって
廃プラスチックの大部分は熱分解し、水素、メタン、エ
タン、プロパン等の高カロリー還元分解ガスとなり、コ
ークス炉ガスに含まれて回収されることによりエネルギ
ー源として再利用される。また、残った炭素分はコーク
スの一部となって高炉で再利用される。

【０００４】コークス炉内に廃プラスチックを配合する
方法として、特開平９−１３２７８２号公報には、廃プ
ラスチックを炭化室の下部に装入し、この廃プラスチッ
クの上に石炭を装入して乾留する方法、及び最初に石炭
を装入し、次いで廃プラスチックを炭化室の下部に装入
し、この廃プラスチックの上に石炭を装入して乾留する
方法が記載されている。

【０００５】廃プラスチックが炭化室の下部に装入され
ていると、発生ガスの吸引が炭化室の上部から行われて
いるので、熱分解して揮発した物質は上方に向かって流
れ、その熱分解箇所よりも上に存在している高温の乾留
物の層（コークス層）を通過した後に炭化室の上部空間
に到達し系外へ吸引される。このため、熱分解の初期に
分子量の大きい物質が生成しても、この物質は高温のコ
ークス層を通過する間に段階的に熱分解し、低分子量の
炭化水素になって排出する。この結果、廃プラスチック
を装入して乾留した場合において、上昇管などのガス排
出流路の壁面に対して付着物が増加する現象を回避する
ことができる。

【０００６】炭化室の下部に廃プラスチックを装入する
に際し最初に石炭が装入されていると、高温の炉底と廃
プラスチックの間に石炭が介在し、この石炭が断熱材的
な役目をなして炉底からの熱の伝達を遅らせるので、装
入直後における廃プラスチックの熱分解が抑制される。
従って、コークス炉への原料装入時に発生ガスの吸引が
行われていない場合であっても、熱分解ガスの漏洩によ
って環境が悪化することが防止できる。

【０００７】廃プラスチックを炭化室の下部に装入する
ための方法及び装置が特開平９−１３２７８０号公報に
開示されている。石炭塔に近接して廃プラスチック貯槽
が配置され、装炭車が石炭塔に向かって走行して装炭車
のチャージホッパーが廃プラスチック貯槽の下方位置に
到達した時点で廃プラスチック貯槽から廃プラスチック
をチャージホッパーに投入し、装炭車が更に走行して石
炭塔から石炭をチャージホッパーに投入し、該積載原料
をチャージホッパーの下端から抜き出して炭化室へ装入
するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】廃プラスチック中への
プラスチック以外の不純物の混入を免れることはできな
い。特に不純物として鉄分が混入することも避けられな
い。炭化室に装入した廃プラスチック中の鉄分が炭化室
の珪石煉瓦と接触すると、鉄分は珪石煉瓦の主成分であ
るＳｉＯ₂と反応し、煉瓦を損傷させる。特に炭化室の
炉底煉瓦については、その構造上取り替えが非常に困難
であるため、炉底煉瓦の損傷を促進するような原料装入
は避けなければならない。従って、廃プラスチックを炭
化室の下部に装入する方法においては、炭化室炉底の珪
石煉瓦の損傷を防止するため、炉底と装入廃プラスチッ
クとの間に石炭を主とする層を形成することが必須とな
る。

【０００９】特開平９−１３２７８０号公報に記載され
た方法及び装置によって、炭化室の底部に石炭を主とす
る層、その上に廃プラスチックを主とする層、更にその
上に石炭を主とする層を形成しようとすると、装炭車は
まず石炭塔の下部において石炭を投入し、次いで装炭車
を廃プラスチック貯槽の下部に移動して廃プラスチック
を投入し、再度装炭車を石炭塔の下部に移動して石炭を
投入することが必要となる。装炭車の移動に際しては位
置合わせのための微速走行を行なう必要があるため、以
上のように３回の位置合わせを行なうために必要とする
時間を無視することはできず、コークス炉の生産性を低
下させる原因となる。

【００１０】上記公報には、装炭車に廃プラスチックを
積載する際にチャージホッパー内の残炭量を通常より多
くしておき、チャージホッパー内の残炭の上に廃プラス
チックを装入し、次いで石炭を装入する方法が記載され
ている。このチャージホッパー内の積載原料を炭化室内
に装入すると、底部に石炭を主とする層、その上に廃プ
ラスチックを主とする層、更にその上に石炭を主とする
層ができる。しかし、このような方法では、残炭量を目
標通りの正確な分量で残すことが困難であり、炭化室底
部の石炭層の石炭量が毎回変動することは避けられな
い。また、装炭車の位置合わせを廃プラスチック貯槽と
石炭塔とにおいて２回行なわなければならないので、コ
ークス炉の生産性の低下も避けられない。

【００１１】本発明は、コークス炉炭化室内の底部に石
炭を主とする層、その上に廃プラスチックを主とする
層、更にその上に石炭を主とする層を形成する場合にお
いて、コークス炉の生産性を阻害することなく、かつ正
確な分量の原料を炭化室内に装入するための、コークス
炉への石炭及び廃プラスチック装入方法及び装入装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは以下の通りである。 （１）石炭及び廃プラスチックを石炭装入車３のチャー
ジホッパー４に投入し、次いで該石炭及び廃プラスチッ
クをチャージホッパー４からコークス炉６の炭化室７に
装入する方法であって、石炭及び廃プラスチックをチャ
ージホッパー４に投入するための石炭装入車停止位置２
７において、石炭槽１からチャージホッパー４内に石炭
を投入し、次いで前記石炭槽１に隣接する廃プラスチッ
ク槽２から切り出した廃プラスチックをチャージホッパ
ー上方に横移動してチャージホッパー内に投入し、再度
前記石炭槽１からチャージホッパー内に石炭を投入する
ものであって、前記石炭及び廃プラスチック投入に際し
て石炭装入車３を固定したままとすることを特徴とする
石炭及び廃プラスチックの装入方法。 （２）前記廃プラスチック槽２から切り出した廃プラス
チックの横移動は、ベルトフィーダー１５又はスクリュ
ーフィーダー１６によって行なうことを特徴とする上記
（１）に記載の石炭及び廃プラスチックの装入方法。 （３）チャージホッパー４を有する石炭装入車３と、前
記チャージホッパー４に投入する石炭を貯蔵する石炭槽
１と、前記チャージホッパー４に投入する廃プラスチッ
クを貯蔵する廃プラスチック槽２と、該廃プラスチック
槽２から切り出された廃プラスチックを前記チャージホ
ッパー上方に横移動してチャージホッパー内に投入する
横移動装置５を有し、前記石炭装入車３は石炭及び廃プ
ラスチックをチャージホッパー４に投入する位置から移
動してチャージホッパー内の原料をコークス炉６の炭化
室７に装入可能であり、石炭及び廃プラスチックをチャ
ージホッパー４に投入するための石炭装入車停止位置２
７において石炭装入車３を固定したまま、前記石炭槽１
からチャージホッパー内に石炭を投入し、次いで前記廃
プラスチック槽２から切り出した廃プラスチックを前記
横移動装置５を介してチャージホッパー内に投入し、再
度前記石炭槽１からチャージホッパー内に石炭を投入す
ることが可能であることを特徴とする石炭及び廃プラス
チックの装入装置。 （４）前記横移動装置５はベルトフィーダー１５又はス
クリューフィーダー１６によって廃プラスチックの横移
動を行なうことを特徴とする上記（３）に記載の石炭及
び廃プラスチックの装入装置。

【００１３】本発明においては、廃プラスチック槽２か
ら切り出された廃プラスチックをチャージホッパー４上
方に横移動してチャージホッパー内に投入する横移動装
置５を有することを最大の特徴とする。石炭槽１からの
石炭切り出し口と廃プラスチック槽２からの廃プラスチ
ック切り出し口とが水平方向に距離を有している場合で
あっても、該横移動装置５によって廃プラスチックを横
移動することにより、チャージホッパー４への石炭の投
入と廃プラスチックの投入を、石炭装入車３を同一位置
に固定したままで行なうことが可能になる。石炭及び廃
プラスチックの切り出し量は、それぞれ正確に計量して
行なうことができる。

【００１４】これにより、チャージホッパー４にまず石
炭２１を投入し、次いで廃プラスチック２２を投入し、
更に石炭２３を投入する間において、石炭装入車３の移
動と位置合わせが全く不要となる。従って、コークス炉
６炭化室７内の底部に石炭２４を主とする層、その上に
廃プラスチック２５を主とする層、更にその上に石炭２
６を主とする層を形成する場合において、コークス炉６
の生産性を阻害することなく、かつ正確な分量の原料を
炭化室内に装入することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜３に基づいて、本発明の石
炭及び廃プラスチック装入方法及び装入装置について説
明する。

【００１６】図１において、石炭装入車３は軌条１３上
を移動可能であり、図１（ａ）は石炭装入車３が石炭及
び廃プラスチック投入位置２７に位置し、図１（ｂ）は
石炭装入車３のチャージホッパー４内の原料をコークス
炉６の炭化室７に装入する原料装入位置２８に位置す
る。図１（ａ）の石炭及び廃プラスチック投入位置２７
において、石炭装入車３の上方に石炭槽１及び廃プラス
チック槽２が配置されている。石炭槽１にはコークス炉
装入石炭が貯蔵され、石炭切り出し口１２を開くことに
よって石炭槽１に貯蔵された石炭が石炭装入車３のチャ
ージホッパー４に投入される。石炭切り出し口１２の開
口度と開口時間を調整することにより、石炭の投入量を
十分な精度で調整することができる。石炭槽１下部にも
ベルトフィーダー等を設置することにより、石炭投入量
精度を更に向上することもできる。

【００１７】図１においては、廃プラスチック槽２の底
部にベルトフィーダー１５が配置され、該ベルトフィー
ダー１５を運転することによって廃プラスチック槽２に
貯蔵された廃プラスチックを定量切り出しすることがで
き、更にベルトフィーダー１５が廃プラスチックの横移
動装置５を兼ね、切り出された廃プラスチックが横移動
され、石炭及び廃プラスチック投入位置２７に停止した
石炭装入車３のチャージホッパー４に廃プラスチックが
投入される。横移動装置５を兼ねる廃プラスチックの定
量切り出し装置としては、ベルトフィーダー１５にかえ
てスクリューフィーダー１６を用いてもよい。

【００１８】石炭装入車３を石炭及び廃プラスチック投
入位置２７に停止し、まず炭化室７の底部に装入すべき
石炭２１を石炭槽１から切り出してチャージホッパー４
に投入する。次いで炭化室７の下部に装入すべき廃プラ
スチック２２を廃プラスチック槽２から切り出し、横移
動装置５で横移動してチャージホッパー４に投入する。
更に炭化室７の上部に装入すべき石炭２３を石炭槽１か
ら切り出してチャージホッパー４に投入する。

【００１９】図１（ｂ）に示すように、石炭及び廃プラ
スチックをチャージホッパー４内に投入完了した石炭装
入車３を原料装入位置２８に移動する。原料装入位置２
８は、コークス炉６における原料を装入すべき炭化室７
の上部の装入口８直上に位置する。図２において炭化室
７は装入口８を５個有しており、各装入口毎にそれぞれ
チャージホッパー４が配置される。チャージホッパー４
内にはその底部から石炭２１、廃プラスチック２２、石
炭２３がこの順序に積載されており、チャージホッパー
４の底部から装入口８を通して炭化室７内に原料を装入
することにより、図２に示すように、炭化室７にはその
底部から石炭２４、廃プラスチック２５、石炭２５をそ
れぞれ主とする層を層状に装入することができる。

【００２０】炭化室７の底部に装入する石炭２４の炭化
室７内における高さを５ｃｍ程度以上とすれば、炉底煉
瓦９が廃プラスチック２５中の鉄等の不純物によって受
ける損傷を防止することができる。

【００２１】炭化室７に装入する廃プラスチック２５の
層は、廃プラスチック単独とすることが基本であるが、
廃プラスチックと石炭とを混合した層としてもよい。廃
プラスチックと石炭とを混合した層とするためには、チ
ャージホッパー４への廃プラスチック投入時に、廃プラ
スチック槽２からの廃プラスチック投入と同時に石炭槽
１からの石炭切り出しを行なう。これによってチャージ
ホッパー内において廃プラスチックと石炭との混合層を
形成することができる。

【００２２】廃プラスチックの装入量は、実炉コークス
炉のガス吸引能力により差があるが、重量比で全装入量
の約２０％以下とすると好ましい。２０％を大幅に超え
ると、発生したガスを十分に吸引しきれない可能性があ
る。

【００２３】炭化室７に装入する廃プラスチック２５の
層は少なくとも炭化室７内の全装入物高さの１／２以下
までの高さとし、炭化室７上方の石炭２６の層の高さを
全装入物高さの１／２以上確保することが好ましい。こ
れにより、乾留中に熱分解した廃プラスチックの熱分解
ガスは、炭化室７を上昇して上昇管１０から排出される
までの間に石炭２６の層内で十分に熱分解を進行させる
ことができ、上昇管１０から排出される時点においては
低分子量の炭化水素に変化している。

【００２４】廃プラスチック槽２の廃プラスチック切り
出し及び横移動装置５としては、図１に示すようなベル
トフィーダー５あるいはスクリューフィーダー６とする
かわりに、図３に示すような実施の形態を採用すること
もできる。図３（ａ）においては、廃プラスチックは廃
プラスチック槽２底部の振動フィーダー１７によって切
り出され、横移動装置５としてのシュートを経由してチ
ャージホッパー４に投入される。図３（ｂ）において
は、廃プラスチック槽２の下方に計量ホッパー１９を備
える。計量ホッパー１９は秤量機能を有し、廃プラスチ
ックは該計量ホッパーの秤量値が所定の値になるまでフ
ィーダー１８によって切り出され、次いで計量ホッパー
１９から横移動装置５を経由してチャージホッパー４に
投入される。図３（ｃ）に示すように石炭槽１から切り
出された石炭を横移動するためにシュート２０を用いる
こともできる。

【００２５】塩素を含有する廃プラスチックを熱処理す
る場合、環境上十分に高い温度で熱処理を行なうことが
必要である。本発明のように石炭を乾溜するコークス炉
で廃プラスチックを処理する場合、乾留中の温度は最高
で１３５０℃に到達する。ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビ
ニリデンは２５０℃程度から熱分解を起こし始め、約４
００℃でガス化し、１３５０℃ではほぼ完全に分解す
る。従って、塩素含有廃プラスチックをコークス炉で石
炭とともに熱分解する限り、熱分解または乾留温度、乾
留パターンは従来の石炭乾留と同じでよい。

【００２６】塩素含有廃プラスチックを加熱した際に発
生する廃プラスチック由来の塩素系ガスは、石炭の乾留
中に発生する過剰のアンモニアと反応して塩化アンモニ
ウムとなる。この塩化アンモニウムはコークス炉ガスを
冷却する安水中に取り込まれる。塩化アンモニウムが多
量に蓄積した安水に強塩基、例えば水酸化ナトリウム
（苛性ソーダ）を添加することにより、塩化アンモニウ
ムを塩化ナトリウムとアンモニアとに分解する。

【００２７】従来から、コークス炉には系外に取り出さ
れる安水を処理するための脱安設備が設置されている。
該脱安設備においては、蒸気ストリッピングによってフ
リーアンモニアを気化除去した後に活性汚泥処理を行い
放流する。安水中の塩化アンモニウムは上記のように脱
安設備に入る前に水酸化ナトリウムによって塩化ナトリ
ウムとアンモニアとになっているので、安水中に含まれ
ていた窒素成分はすべてアンモニアの形で含有してい
る。従って、脱安設備でアンモニアが気化除去される結
果として、安水中の窒素成分は除去される。脱安設備を
出た安水中には無害な塩化ナトリウムしか残存しないの
で、このまま放流しても海水中の窒素分を増大する心配
がない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、コークス炉炭化室内の底部に
石炭を主とする層、その上に廃プラスチックを主とする
層、更にその上に石炭を主とする層を形成する場合にお
いて、廃プラスチック槽から切り出す廃プラスチックを
横移動装置によって横移動してチャージホッパー内に投
入するため、チャージホッパーへの石炭の投入と廃プラ
スチックの投入を、石炭装入車を同一位置に固定したま
まで行なうことが可能になる。これにより、原料投入時
に石炭装入車の移動と位置合わせが全く不要となり、コ
ークス炉の生産性を阻害することがなくなる。

【００２９】また、炭化室底部に装入する石炭として予
定したとおりの所定量を切り出すことができるので、正
確な分量の原料を炭化室内に装入することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の石炭及び廃プラスチックの装入装置を
示す概略図であり、（ａ）は石炭及び廃プラスチックを
チャージホッパーに投入する位置、（ｂ）はチャージホ
ッパーから原料をコークス炉炭化室内に装入する位置に
おける概略図である。

【図２】本発明の石炭及び廃プラスチックを装入したコ
ークス炉炭化室の断面図である。

【図３】本発明の石炭及び廃プラスチックの装入装置の
実施の形態を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 石炭槽 ２ 廃プラスチック槽 ３ 石炭装入車 ４ チャージホッパー ５ 横移動装置 ６ コークス炉 ７ 炭化室 ８ 装入口 ９ 炉底煉瓦 １０ 上昇管 １２ 石炭切り出し口 １３ 軌条 １５ ベルトフィーダー １６ スクリューフィーダー １７ 振動フィーダー １８ フィーダー １９ 計量ホッパー ２０ シュート ２１、２３ 石炭 ２２ 廃プラスチック ２４、２６ 石炭 ２５ 廃プラスチック ２７ 石炭及び廃プラスチック投入位置 ２８ 原料装入位置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭及び廃プラスチックを石炭装入車の
   チャージホッパーに投入し、次いで該石炭及び廃プラス
   チックをチャージホッパーからコークス炉の炭化室に装
   入する方法であって、石炭及び廃プラスチックをチャー
   ジホッパーに投入するための石炭装入車停止位置におい
   て、石炭槽からチャージホッパー内に石炭を投入し、次
   いで前記石炭槽に隣接する廃プラスチック槽から切り出
   した廃プラスチックをチャージホッパー上方に横移動し
   てチャージホッパー内に投入し、再度前記石炭槽からチ
   ャージホッパー内に石炭を投入するものであって、前記
   石炭及び廃プラスチック投入に際して石炭装入車を固定
   したままとすることを特徴とする石炭及び廃プラスチッ
   クの装入方法。
2. 【請求項２】 前記廃プラスチック槽から切り出した廃
   プラスチックの横移動は、ベルトフィーダー又はスクリ
   ューフィーダーによって行なうことを特徴とする請求項
   １に記載の石炭及び廃プラスチックの装入方法。
3. 【請求項３】 チャージホッパーを有する石炭装入車
   と、前記チャージホッパーに投入する石炭を貯蔵する石
   炭槽と、前記チャージホッパーに投入する廃プラスチッ
   クを貯蔵する廃プラスチック槽と、該廃プラスチック槽
   から切り出された廃プラスチックを前記チャージホッパ
   ー上方に横移動してチャージホッパー内に投入する横移
   動装置を有し、前記石炭装入車は石炭及び廃プラスチッ
   クをチャージホッパーに投入する位置から移動してチャ
   ージホッパー内の原料をコークス炉炭化室に装入可能で
   あり、石炭及び廃プラスチックをチャージホッパーに投
   入するための石炭装入車停止位置において石炭装入車を
   固定したまま、前記石炭槽からチャージホッパー内に石
   炭を投入し、次いで前記廃プラスチック槽から切り出し
   た廃プラスチックを前記横移動装置を介してチャージホ
   ッパー内に投入し、再度前記石炭槽からチャージホッパ
   ー内に石炭を投入することが可能であることを特徴とす
   る石炭及び廃プラスチックの装入装置。
4. 【請求項４】 前記横移動装置はベルトフィーダー又は
   スクリューフィーダーによって廃プラスチックの横移動
   を行なうことを特徴とする請求項３に記載の石炭及び廃
   プラスチックの装入装置。