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JP2002256277A - 固形樹脂の燃料化方法 - Google Patents

固形樹脂の燃料化方法

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Publication number
JP2002256277A
JP2002256277A JP2001054091A JP2001054091A JP2002256277A JP 2002256277 A JP2002256277 A JP 2002256277A JP 2001054091 A JP2001054091 A JP 2001054091A JP 2001054091 A JP2001054091 A JP 2001054091A JP 2002256277 A JP2002256277 A JP 2002256277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulverized
solid resin
fuel
particle size
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001054091A
Other languages
English (en)
Inventor
Takamiki Tamae
宇幹 玉重
Hiroyuki Ninomiya
浩行 二宮
Kazuharu Yasutake
計治 安武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Aso LLC
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Aso LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp, Aso LLC filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP2001054091A priority Critical patent/JP2002256277A/ja
Publication of JP2002256277A publication Critical patent/JP2002256277A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 着地燃焼を生じない固形樹脂燃料化方法を
提供する。 【解決手段】 可燃性の固形樹脂を中程度に粉砕した後
に、この粉砕物を2mm以下、好ましくは0.5〜2mmか
ら選択される境界値で分級し、この境界値を超える粒径
の粉砕物を新たに粉砕される固形樹脂または粗粉砕した
固形樹脂と共に再び中程度に粉砕し、分級して得た境界
値以下の粒径の粉砕物をセメント製造用キルンの燃料と
することを特徴とする固形樹脂の燃料化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチックなどの
可燃性固形樹脂をセメント製造用キルンの代替燃料とし
て用いることができようにする燃料化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に樹脂類はかなり高い発熱量を有す
ることが知られており、これをセメント製造用キルンの
代替燃料に利用することが検討されている。現在、プラ
スチックの生産量および使用量は塩化ビニール樹脂の割
合が高いが、廃プラスッチクを一般のゴミ焼却炉で焼却
すると、焼成温度が300〜800℃程度であるため、
塩化ビニールの分解によって有害なダイオキシンが発生
すると云う問題がある。一方、セメント製造用キルンの
焼成温度は約1450℃前後の高温であるため塩化ビニ
ール等を焼却してもダイオキシンを発生しない。
【0003】廃プラスチック等の可燃性合成樹脂をセメ
ント製造用キルンの代替燃料として利用するには、その
粉砕物を、重油や微粉炭などの通常の燃料と同様にキル
ンのバーナ部から炉内に投入して燃焼させるが、投入さ
れた合成樹脂が燃焼しきらずに炉内のセメント原料表面
に落下して燃焼(着地燃焼)すると、クリンカ鉱物の生成
やクリンカの色に悪影響を及ぼす場合がある。そこで、
廃プラスチックを燃料として用いる場合には、炉内に投
入した廃プラスチック粉砕物が炉内空間を漂う間に完全
燃焼し、セメント原料の表面で着地燃焼することがない
ように、細かく粉砕したものを用いる必要がある。この
粉砕の程度は概ね2mm以下の微粉が適当である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】廃プラスチックなどの
固形樹脂を粉砕してセメント製造用キルンの燃料として
利用する場合、2mm以下の微粉に粉砕することが求めら
れるが、廃プラスチックなどの固形樹脂を通常の粉砕方
法で2mm以下に微粉砕するには多大な粉砕エネルギーを
必要とし、通常の燃料を用いた場合より製造コストが大
幅に増大する。すなわち、廃プラスチックなどの固形樹
脂は高分子材料であるために粉砕されると柔軟性が増し
て衝撃力を吸収し、しかも粉砕物が粉砕機の壁面に付着
する。このため微粉化するのに長時間を要し、粉砕エネ
ルギーのコストが嵩む。
【0005】本発明は、可燃性樹脂粉砕物をセメント製
造用キルンの代替燃焼として使用する場合に伴う上記問
題を解決したものであり、可燃性樹脂粉砕物をキルン内
に投入して燃焼させてもクリンカの性状に悪影響を与え
ず、燃焼速度も早くセメント調合原料を熱分解するのに
十分な発熱量が得られ、しかし燃焼バーナのトラブルも
生じない燃料化方法を提供する。
【0006】
【課題を解決する手段】すなわち、本発明は以下の燃料
化方法に関する。 (1)可燃性の固形樹脂を中程度に粉砕した後に、この
粉砕物を2mm以下から選択される境界値で分級し、この
境界値を超える粒径の粉砕物を新たに粉砕される固形樹
脂または粗粉砕した固形樹脂と共に再び中程度に粉砕
し、分級して得た境界値以下の粒径の粉砕物をセメント
製造用キルンの燃料とすることを特徴とする固形樹脂の
燃料化方法。 (2)分級の境界値が0.5mm以上〜2mm以下である上
記(1)の燃料化方法。 (3)中程度の粉砕が粒径10mm以下であり、この粉砕
物を0.5mm以上〜2mm以下の境界値で分級する上記(1)
の燃料化方法。 (4)境界値を超える粒径の粉砕物を、新たに粉砕され
る固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂に混合し、再び中
程度に粉砕して分級することを繰り返す上記(1)、(2)ま
たは(3)の燃料化方法。 (5)上記(4)の方法において、連続式粉砕装置および
連続式分級装置によって粉砕と分級を繰り返す燃料化方
法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の燃料化方法は、可燃性の
固形樹脂を中程度に粉砕した後に、この粉砕物を2mm以
下から選択される境界値で分級し、この境界値を超える
粒径の粉砕物を新たに粉砕される固形樹脂または粗粉砕
した固形樹脂と共に再び中程度に粉砕し、分級して得た
境界値以下の粒径の粉砕物をセメント製造用キルンの燃
料とすることを特徴とする。
【0008】本発明の燃料化方法は、以上のように、廃
プラスチックなどの可燃性固形樹脂を一度に全て2mm以
下の微粉砕に粉砕するのではなく、粉砕エネルギーが比
較的低い粒径10mm以下程度の中粉砕の段階にとどめて
分級し、分級の境界値より大きい粒径の粉砕物を新たに
粉砕される固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂に混合し
て再び中程度に粉砕することにより粉砕効率を高めたも
のである。
【0009】固形樹脂を一度に全て粒径2mm以下の微粉
末に粉砕するには非常に長い粉砕時間を必要とするが、
粒径10mm〜2mmの中程度の粉砕までは比較的容易に粉
砕が進み、しかも2mm以下の微粉末もかなり発生する。
本発明はこの点を利用し、中程度の粉砕を繰り返すこと
によって粉砕効率を高める。また、分級境界値より大き
い粉砕物を新たに粉砕される固形樹脂や粗粉砕した固形
樹脂に混合して一緒に粉砕するほうが、これらを分級境
界値以下の微粉末と一緒に粉砕するよりも最終的には短
時間で境界値以下に粉砕することができる。この結果、
生産コストが低く、しかもセメントクリンカの性状に悪
影響を与えないセメント製造用燃料を得ることができ
る。
【0010】本発明において、可燃性の固形合成樹脂と
は、固形状のプラスチックであり、好ましくはポリエチ
レン樹脂などの硬質樹脂である。燃料化することから一
般的には廃プラスチックが用いられる。樹脂が付着水を
含む場合には適宜乾燥して用いるのが好ましい。また、
金属などの不燃性異物が混入しているものは予めこれら
を除去する。
【0011】廃プラスチックなどの固形樹脂を粉砕す
る。一般に粉砕の程度は粉砕粒度の低いほうから順に微
粉砕、中粉砕、粗粉砕に区分される。各粉砕区分の具体
的な粒径は適用分野や条件によって異なるが、本発明に
おいては、概ね粒径1mm以下を微粉砕、10mm程度以下
を中粉砕、粒径10mm以上を粗粉砕とする。粉砕の程度
が進み粒度が小さくなるほど粉砕エネルギーが嵩む。
【0012】本発明の燃料化方法は可燃性固形樹脂を粒
径10mm以下に中粉砕する。通常、固形樹脂は中粉砕の
程度でも粒径2mm以下の粒子がかなり発生する。そこ
で、この粉砕物を2mm以下から選択される境界値で分級
し、この境界値以下の粒径のものを選別し、これをセメ
ント製造用キルンの燃料として回収する。分級境界値は
例えば粒径0.5mm以上〜2mm以下が適当である。
【0013】一方、分級境界値よりも大きい粒径の粉砕
物は再び粉砕する。この再粉砕は分級した粒径の大きい
粉砕物を単独に粉砕するのではなく、この粉砕物を新た
に粉砕される固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂に混合
し、これらと一緒に再び中程度に粉砕する。この粉砕
後、分級して得た境界値以下の粒径の粉砕物をセメント
製造用キルンの燃料として再び回収し、境界値よりも大
きい粒径の粉砕物は再び粉砕工程に戻し、新たに粉砕さ
れる固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂に混合して、こ
れらと一緒に再び中程度に粉砕する工程を繰り返す。
【0014】このように、本発明の燃料化方法は、分級
境界値よりも大きい粒径の粉砕物が残存する限り、これ
を新たに粉砕される固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂
と共に中程度の粉砕を繰り返すことによって粉砕効率を
高め、最終的に粒径2mm以下の粉砕物の回収量を増や
す。なお、本発明の方法において用いる粉砕装置は樹脂
固形物の中粉砕に適したものであれば良い。因みに、粉
砕機としては例えば、一軸または多軸剪断破砕機等が好
適である。分級装置も限定されない。例えば、振動篩な
どを用いることができる。また、分級後の粒径の大きな
粉砕物を新たに粉砕される固形樹脂または粗粉砕した固
形樹脂と一緒に再粉砕する場合には、これらを粉砕する
前に予め混合して粉砕機に投入する必要はなく、これら
をそれぞれ粉砕機に投入して粉砕機内部で混合した状態
で粉砕すれば良い。
【0015】上記固形樹脂粉砕物をセメント製造用キル
ンの燃料として用いることにより、セメントクリンカの
焼成に適した1450℃前後の高温を得ることができ
る。また、粒径2mm以下の粉砕物は燃焼速度も早いため
炉内空間で燃焼し、セメントクリンカでの着火燃焼を避
けることができる。一方、分級境界値を超える粒径の固
形樹脂は再粉砕されるが、この再粉砕では粉砕の衝撃力
を緩和する微粉末が分級除去されているので、粉砕効率
の低下を抑えることができる。さらに、この再粉砕は新
たに粉砕する固形樹脂または粗粉砕された固形樹脂と混
合して行うので粉砕コストを大幅に低減することができ
る。また、このような粉砕と分級を繰り返し行うことに
より粒径2mm以下の微粉末の回収量を高めることができ
る。
【0016】
【実施例】〔実施例1〕直径350mm、長さ1000mmのポリ
エチレン製のフィルムロールを二軸剪断粗破砕機で全て
粒径50mm以下のサイズに破砕した後、これを更に同型
の連続式中破砕機で粒径10mm以下に破砕した。この破
砕物を付設の振動篩いを用いて粒径1mm以下の粉砕物と
1mmを超える破砕物に分け、粒径が1mmより大きい破砕
物は連続式中破砕機に連続的に戻して粒径10mm以下の
破砕物と共に再破砕し、全量を粒径1mm以下のセメント
焼成補助燃料とした。この粉砕に要したエネルギーは破
砕物1ton当たり約100kWhであった。この補助燃料と
した粉砕物はプレヒータを有するロータリー式セメント
焼成窯の窯前から吹き込んで燃焼させ、普通ポルトラン
ドセメントの製造条件に従ってセメントクリンカを焼成
した。得られたセメントクリンカは、外観、粉末X線回
折による鉱物組成、蛍光X線による元素組成、比重等の
物性面の何れにおいても、従来の主燃料(重油または石
炭系燃料)のみで焼成した普通ポルトランドセメントク
リンカと実質的に変わらず同等の品質を有するものであ
った。
【0017】〔実施例2〕直径500mm、横40mm、長さ100
0mmの発泡スチロール板を二軸剪断粗破砕機で全て粒径
50mm以下のサイズに破砕した後、これを更に同型の連
続式中破砕機で粒径10mm以下に破砕した。この破砕物
を付設の振動篩いを用いて粒径2mm以下の粉砕物と2mm
を超える破砕物に分け、粒径が2mmより大きい破砕物は
連続式中破砕機に連続的に戻して粒径10mm以下の破砕
物と共に再破砕し、全量を粒径2mm以下のセメント焼成
補助燃料とした。この粉砕に要したエネルギーは破砕物
1ton当たり約80kWhであった。この補助燃料とした粉
砕物はプレヒータを有するロータリー式セメント焼成窯
の窯前から吹き込んで燃焼させ、普通ポルトランドセメ
ントの製造条件に従ってセメントクリンカを焼成した。
得られたセメントクリンカは、外観、粉末X線回折によ
る鉱物組成、蛍光X線による元素組成、比重等の物性面
の何れにおいても、従来の主燃料(重油または石炭系燃
料)のみで焼成した普通ポルトランドセメントクリンカ
と実質的に変わらず同等の品質を有するものであった。
【0018】〔比較例1〕実施例1と同様のポリエチレ
ン製のフィルムロールを二軸剪断粗破砕機で全て粒径5
0mm以下のサイズに破砕した後、これを更に同型連続式
破砕機で全て粒径10mm以下に粉砕した。粉砕物の平均
サイズは約4mmであった。破砕に要したエネルギーは破
砕物1ton当たり約75kWhであった。この全破砕物をロ
ータリー式セメント焼成窯の窯前から吹き込み、セメン
ト焼成時の代替燃料とした。得られたセメントクリンカ
は従来のクリンカと比較して変色していた。
【0019】〔比較例2〕実施例1と同様のポリエチレ
ン製フィルムロールを二軸剪断粗破砕機で全て粒径50
mm以下のサイズに破砕した後、これを同型の連続式中破
砕機で粒径10mm以下にし、更にこの中破砕物を連続式
高速剪断微粉砕機で全て粒径1m以下に微粉砕した。こ
の粉砕物をロータリー式セメント焼成窯の窯前から吹き
込み、セメントクリンカ焼成時の補助燃料とした。得ら
れたクリンカは従来の主燃料だけで焼成したセメントク
リンカと比較し、同等の品質を有するものであったが、
微粉砕に要したエネルギは破砕物1ton当たり約350k
Whであり、また連続式高速剪断微粉砕機で発生した熱の
ため一部の微粉が同機の回転部に融着した。
【0020】
【発明の効果】本発明の燃料化方法によれば、固形樹脂
を効率よく微粉砕してセメント製造用キルンの燃料を低
コストで得ることができる。従って、本発明の燃料化方
法は、従来、廃棄処分されていたプラスチック製品など
の可燃性樹脂廃棄物を利用することができ、廃棄物の再
資源化を進めることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 浩行 山口県小野田市大字小野田6276番地 太平 洋セメント株式会社環境技術開発センター 内 (72)発明者 安武 計治 福岡県福岡市早良区百道浜二丁目4番27号 麻生セメント株式会社内 Fターム(参考) 4D065 CA12 EB14 ED23 EE02 4D067 EE13 EE18 GA16 GB03 4F301 AA13 BD05 BD29 BD47 BF12 BF26 BF27 BF29 BF31 4H015 AA02 AA17 AB01 BA12 BB10 CA03 CB01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可燃性の固形樹脂を中程度に粉砕した後
    に、この粉砕物を2mm以下から選択される境界値で分級
    し、この境界値を超える粒径の粉砕物を新たに粉砕され
    る固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂と共に再び中程度
    に粉砕し、分級して得た境界値以下の粒径の粉砕物をセ
    メント製造用キルンの燃料とすることを特徴とする固形
    樹脂の燃料化方法。
  2. 【請求項2】 分級の境界値が0.5mm以上〜2mm以下
    である請求項1の燃料化方法。
  3. 【請求項3】 中程度の粉砕が粒径10mm以下であり、
    この粉砕物を0.5mm以上〜2mm以下の境界値で分級す
    る請求項1の燃料化方法。
  4. 【請求項4】 境界値を超える粒径の粉砕物を、新たに
    粉砕される固形樹脂または粗粉砕した固形樹脂に混合
    し、再び中程度に粉砕して分級することを繰り返す請求
    項1、2または3の燃料化方法。
  5. 【請求項5】 請求項4の方法において、連続式粉砕装
    置および連続式分級装置によって粉砕と分級を繰り返す
    燃料化方法。
JP2001054091A 2001-02-28 2001-02-28 固形樹脂の燃料化方法 Pending JP2002256277A (ja)

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