トップ :: C 化学 冶金 :: C10 石油,ガスまたはコ−クス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭

【発明の名称】 高炉用コークスの製造方法
【発明者】 【氏名】加藤 健次
【住所又は居所】千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技術開発本部内

【要約】 【課題】廃プラスチックを石炭に混合してコークス炉で乾留し、多量の廃プラスチックを処理すると同時に、高炉用のコークスを製造する。

【解決手段】石炭を室炉式コークス炉で乾留して高炉用コークスを製造する方法において、(a)廃プラスチックを微粉炭(好ましくは粒径0.3mm以下)に混合し、(b)上記混合物を加熱(好ましくは110〜300℃)して成形(好ましくは押出成形)し、(c)上記成形物を粗粒炭(好ましくは粒径0.3mm超)に混合して乾留する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
石炭を室炉式コークス炉で乾留して高炉用コークスを製造する方法において、
(a)廃プラスチックを微粉炭に混合し、
(b)上記混合物を加熱して成形し、
(c)上記成形物を粗粒炭に混合して乾留する、
ことを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
【請求項2】
前記微粉炭が粒径0.3mm以下の微粉炭であることを特徴とする請求項1に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項3】
前記粗粒炭が粒径0.3mm超の粗粒炭であることを特徴とする請求項1に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項4】
前記混合物を110〜300℃に加熱することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項5】
前記成形が押出成形であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項6】
前記成形物が円相当径0.3mm以上の柱状物ないし棒状物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項7】
前記廃プラスチックを、微粉炭100質量部に対し2〜30質量部混合することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項8】
前記成形物を、粗粒炭100質量部に対し0.5〜10質量部混合することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の高炉用コークスの製造方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックを石炭に混合してコークス炉で乾留し、廃プラスチックを処理すると同時に、高炉用のコークスを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
石炭を室炉式コークス炉で乾留してコークスを製造する場合、石炭の粒度及び装入時の石炭の嵩密度が、コークス強度に大きく影響する。そのため、通常、事前に石炭を乾燥し、粉砕・分級して、所要粒度の石炭を用意する。
【0003】
石炭を粉砕すると、銘柄や乾燥度によって異なるが、そのままではコークス炉に装入できない微粉炭(例えば、粒径0.3mm以下の石炭)が、通常30質量%程度発生する。
【0004】
コークス製造技術においては、この微粉炭をコークス化することが大きな課題であり、これまで、主として、微粉炭を粒状化又は塊成化してコークス炉に装入する技術が数多く開示されている。
【0005】
例えば、特許文献1には、石炭を乾燥した後、微粉炭と粗粒炭に分級して、微粉炭を塊成化して粗粒炭と混合し、室炉式コークス炉に装入する石炭の事前処理方法が開示されている。
【0006】
また、特許文献2には、0.5〜1.0mmの微粉炭とタールを混練して擬似粒子化し、この擬似粒子と乾燥粗粒炭を混合して室炉式コークス炉に装入する石炭の事前処理方法が開示されている。
【0007】
上記事前処理方法は、微粉炭を、粒状・塊成化設備を必要とせずに高強度コークスの製造に活用するものであるので、コークス製造コストの低減や、高炉操業の安定・効率化に大きく寄与するが、量的に有限で、かつ、化学原料であるタールを使用するものであり、また、微粉炭とタールの混練作業が容易ではない等の理由により、コークス製造技術の一つとして定着していないのが実情である。
【0008】
コークスの製造において微粉炭の有効利用は不可欠であり、コークス製造技術の一つとして定着し得る粒状・塊成化技術を開発する必要があるが、そのためには、粒状・塊成化材料の点からの検討も重要である。
【0009】
ところで、近年、環境保護の観点から、産業廃棄物や一般廃棄物として排出される塩素含有樹脂、塩素含有有機物及び/又はその他の樹脂(以下「廃プラスチック」という。)を資源として回収・再利用する技術の開発が求められている。
【0010】
通常、廃プラスチックには約数質量%程度の塩素が含まれていて、処理過程で、有害な塩素化合物の発生を抑制するのに高温を必要とし、また、廃プラスチックは石炭と同質の炭化水素系物質であり、高温でコークス化が可能なものであることから、廃プラスチックを石炭と混合してコークス炉で処理する技術が、既に幾つか開示されている(特許文献3〜5、参照)。
【0011】
特許文献5の技術は、廃プラスチックからタール、軽油、ガス等を回収するものであり、単なる廃プラスチック処理にとどまらず、資源回収・再利用の点で工業的に有用なものであるが、石炭への配合量は、コークス強度の維持の点から1質量%程度が限度であり、廃プラスチック処理量の点で必ずしも充分なものではない。
【0012】
このように、廃プラスチックは石炭と同質の炭化水素系物質であり、高温でコークス化が可能なものであるから、廃プラスチック処理とコークス製造の両方を目指して、廃プラスチックをコークス炉で処理する技術は、環境保護及び産業発展の点で有用なものであるが、現状では、コークス強度及び廃プラスチック処理量の点で改善・工夫の余地があるものである。
【0013】
【特許文献1】
特開平1−252694号公報
【特許文献2】
特開平8−239669号公報
【特許文献3】
特公昭49−1032号公報
【特許文献4】
特開昭59−120682号公報
【特許文献5】
特開平8−157834号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情・現状に鑑み、廃プラスチックを石炭に混合してコークス炉で乾留し、多量の廃プラスチックを処理すると同時に、高炉用の高強度コークスを製造する方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、廃プラスチックが石炭と同質の炭化水素系物質であり、高温でコークス化が可能なものであることに加え、廃プラスチックが所定の温度(110〜300℃)で軟化することに着目し、廃プラスチックを粘結材として利用することを発想した。
【0016】
そして、上記発想の下において、廃プラスチックと微粉炭を混合し、次いで、廃プラスチックを粒状化ないし塊成化し、コークス化することについて鋭意研究した。
【0017】
本発明は、上記研究成果に基づくもので、その要旨は以下のとおりである。
【0018】
(1) 石炭を室炉式コークス炉で乾留して高炉用コークスを製造する方法において、
(a)廃プラスチックを微粉炭に混合し、
(b)上記混合物を加熱して成形し、
(c)上記成形物を粗粒炭に混合して乾留する、
ことを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
【0019】
(2) 前記微粉炭が粒径0.3mm以下の微粉炭であることを特徴とする前記(1)に記載の高炉用コークスの製造方法。
【0020】
(3) 前記粗粒炭が粒径0.3mm超の粗粒炭であることを特徴とする前記(1)に記載の高炉用コークスの製造方法。
【0021】
(4) 前記混合物を110〜300℃に加熱することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の高炉用コークスの製造方法。
【0022】
(5) 前記成形が押出成形であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の高炉用コークスの製造方法。
【0023】
(6) 前記成形物が円相当径0.3mm以上の柱状物ないし棒状物であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の高炉用コークスの製造方法。
【0024】
(7) 前記廃プラスチックを、微粉炭100質量部に対し2〜30質量部混合することを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の高炉用コークスの製造方法。
【0025】
(8) 前記成形物を、粗粒炭100質量部に対し0.5〜10質量部混合することを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の高炉用コークスの製造方法。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明について、詳細に説明する。図1に、本発明の処理体系を示す。
【0027】
まず、廃プラスチックを、廃プラスチック粉砕処理設備1で、所要の大きさに粉砕する。
【0028】
廃プラスチックの粉砕後の大きさは、微粉炭と均一に混合できる大きさであればよいので、特定の大きさに限定されず、微粉炭の粒径に応じて、適宜、選択できる。
【0029】
石炭は、乾燥・分級機2で微粉炭と粗粒炭に分級し、分級した微粉炭と廃プラスチックを、混合機3で混合する。
【0030】
石炭は、銘柄や含水量によって被粉砕性が異なり、粉砕後の粒度分布も異なるので、微粉炭として扱う粒径範囲は特に限定されるものではなく、石炭の銘柄や含水量に応じて設定すればよいが、通常、粒径0.3mm以下を微粉として扱っているので、本発明においても、粒径0.3mm以下の微粉炭を用いるのが好ましい
本発明では、好ましくは粒径0.3mm以下の微粉炭を粒状化するが、この粒径に対応して、廃プラスチックの粉砕後の大きさは、0.1〜10mmが好ましい。
【0031】
本発明では、所定の大きさに粉砕した廃プラスチックと微粉炭を均一に混合し、この混合物を、廃プラスチックが軟化する温度に加熱する。
【0032】
本発明においては、微粉炭の粒状化及び廃プラスチックの処理において、上記混合・加熱の工程を採用する点が、第1の特徴である。
【0033】
即ち、本発明においては、廃プラスチックを加熱により軟化せしめ、微粉炭を結合する粘結材として活用する点に特徴がある。
【0034】
廃プラスチックは、微粉炭100質量部に対し、2〜30質量部混合することが好ましい。廃プラスチック量が2質量部未満であると、粘結材としての量が不足し、成形後、所定の形状を維持することが難しく、一方、30質量部を超えると、廃プラスチックが熱分解する際に発生する熱分解ガスが石炭の粘結性低下に及ぼす影響が大きくなり、逆に、コークス強度の低下を招くことになる。
【0035】
上記混合範囲であれば、廃プラスチック中の炭化水素系物質と粗粒炭が一体となって乾留され、上記熱分解ガスの石炭の粘結性に対する影響は小さいので、高強度のコークスを製造することができる。
【0036】
廃プラスチックは、110〜300℃で軟化するので、廃プラスチックと微粉炭の混合物を、好ましくは110〜300℃に加熱する。この加熱により、廃プラスチックは軟化状態になり、廃プラスチックと微粉炭の混合物は容易に成形されることになる。
【0037】
そして、成形後の成形物において、廃プラスチックが粘結材として機能するので、該成形物は、粗粒炭との混合、さらには、コークス炉への装入に耐え得る所定の強度と形状を備えることができる。
【0038】
なお、本発明における混合・加熱・成形の一連の工程を実施する場合、加熱を独立の設備で実施してもよいが、熱損失の低減を考慮して、図1に示すように、加熱機能を備える加熱・成形機4を用い、混合物を予め成形機に装入しておいて、加熱後成形してもよい。
【0039】
成形は押出成形が好ましい。混合物中の廃プラスチックは軟化しているので、混合物は成形型から容易に押出され、所定形状に成形される。
【0040】
本発明においては、上記成形の工程に続き、室炉式コークス炉への装入に際し、上記成形物と粗粒炭を混合する混合工程を採用する。この点が、本発明における第2の特徴である。
【0041】
即ち、上記成形物は、粗粒炭との混合、さらには、室炉式コークス炉への装入に耐え得る所定の強度と形状を備えているので、炉内への装入において、コークス化原料の嵩密度を高めることができ、その結果、コークス強度が向上する。
【0042】
なお、本発明において成形物と粗粒炭の混合は、図1に示すように、室炉式コークス炉6への装入の前に、予め、混合機5で完了していてもよく、また、室炉式コークス炉6への装入時に、成形物と粗粒炭を別個に装入しながら、炉内で混合状態を形成してもよい。
【0043】
上記成形物は、粗粒炭100質量部に対し、0.5〜10質量部混合することが好ましい。成形物量が0.5質量部未満であると、嵩密度の向上が期待できず、所要のコークス強度を得ることが難しく、一方、10質量部を超えると、廃プラスチックが熱分解する際に発生する熱分解ガスが石炭の粘結性低下に及ぼす影響が大きくなり、逆に、コークス強度の低下を招くことになる。
【0044】
粗粒炭の粒度は、所要強度のコークスが得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、所要のコークス強度を安定的に確保する点で、粒径0.3mm超の粗粒炭を用いるのが好ましい。
【0045】
成形物の形状は、押出しで成形できる形状であればよく、特定の形状に限定されないが、押出成形が容易で、かつ、粗粒炭との均一混合が容易であるという点で柱状ないし棒状が好ましい。
【0046】
上記柱状物ないし棒状物の大きさは、粗粒炭と均一に混合できる大きさであればよく、特に限定されるものではない。粗粒炭の粒径に対応して、適宜、選択すればよいが、粒径0.3mm超の粗粒炭を用いる場合、それに対応し、円相当径が0.3mm以上の柱状物ないし棒状物とするのが好ましい。
【0047】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例で採用した条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した代表的な条件例であり、本発明は、該条件例に限定されるものではない。
【0048】
本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、適宜、条件を選択できるものである。
【0049】
(実施例)
廃プラスチックを0.1〜10mmに粉砕し、粒径0.3mm以下の微粉炭と混合し、加熱後、円相当径25mmの柱状物に押出し成形し、さらに、該成形物を粒径0.3mm超の粗粒炭に混合した。この混合例を、発明例として表1に示す。
【0050】
また、表1に、廃プラスチックを用いず、粒径0.3mm以下の微粉炭を従来の粘結材と混合し、加熱後、円相当径25mmの柱状物に押出し成形し、さらに、該成形物を粒径0.3mm超の粗粒炭に混合した混合例を比較例として示す。
【0051】
次いで、表1に示す混合物を、室炉式コークス炉に装入して乾留し、コークスのドラム強度(DI15015(−))を測定した。その結果を表2に示す。
【0052】
【表1】


【0053】
【表2】


【0054】
表2から、本発明により、多量の廃プラスチックを処理しつつ、同時に、高強度のコークスを製造できることが解かる。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、多量の廃プラスチックを処理しつつ、同時に、高炉用の高強度コークスを低コストで安定して製造できる。
したがって、本発明は、環境の保護及び産業の発展の両方に、大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理体系を示す図である。
【符号の説明】
1…廃プラスチック粉砕処理設備
2…乾燥・分級機
3…混合機(微粉炭と廃プラスチック)
4…加熱・成形機
5…混合機(粗粒炭と成形物)
6…室炉式コークス炉
【出願人】 【識別番号】000006655
【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区大手町2丁目6番3号
【出願日】 平成15年6月16日(2003.6.16)
【代理人】 【識別番号】100077517
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬

【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一

【識別番号】100113918
【弁理士】
【氏名又は名称】亀松 宏

【識別番号】100082898
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 雅也

【公開番号】 特開2005−8655(P2005−8655A)
【公開日】 平成17年1月13日(2005.1.13)
【出願番号】 特願2003−170713(P2003−170713)