JP6308325B2 - Resin waste processing method and resin waste processing system - Google Patents
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Description
本発明は炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理方法、及び炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理システムに関する。 The present invention relates to a method for treating resin waste containing carbon fibers and a system for treating resin waste containing carbon fibers.
近年、セメント製造設備においては、建設発生土、汚泥、煤塵、食品系廃棄物、廃プラスチック等の廃棄物の有効利用を図るため、これらを原燃料として活用している。なかでも、廃自動車シュレッダーダスト（ASR:Automobile Shredder Residue）は年々大量に発生し、その効率的な処理の必要性が増している。 In recent years, cement production facilities have been using them as raw fuel in order to effectively use wastes such as construction generated soil, sludge, dust, food waste, and plastic waste. In particular, scrapped automobile shredder dust (ASR: Automobile Shredder Residue) is generated in large quantities year by year, and the need for efficient treatment is increasing.
廃自動車シュレッダーダストは、リサイクル工場で廃自動車を大型カッターで切断した後、磁選機等を通して鉄等の有価物を分離回収した残留物で、プラスチック、ゴム、スポンジ等の有機合成高分子物質を中心とした可燃物やガラス等の無機物を主体とするものである。近年では、車両の強度の向上や軽量化の観点から、これら構成成分として炭素繊維が含まれる炭素繊維強化樹脂（CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics）や、繊維強化樹脂（FRP:Fiber Reinforced Plastics）、炭素繊維強化熱硬化性樹脂（CFRTS:Carbon Fiber Reinforced Thermosets）、炭素繊維強化熱可塑性樹脂（CFRTP:Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics）が使用されるようになった（例えば、特許文献１参照）。 Waste car shredder dust is a residue obtained by cutting and scrapping a used car at a recycling plant with a large cutter, and separating and recovering valuable materials such as iron through a magnetic separator, etc., mainly organic synthetic polymer materials such as plastic, rubber, and sponge. Combustible materials and inorganic materials such as glass. In recent years, carbon fiber reinforced plastics (CFRP: Carbon Reinforced Plastics), carbon fiber reinforced plastics (FRP: Fiber Reinforced Plastics) containing carbon fiber as a component, carbon fiber reinforced resin (FRP: Carbon Reinforced Plastics), carbon Fiber reinforced thermosetting resins (CFRTS: Carbon Fiber Reinforced Thermosets) and carbon fiber reinforced thermoplastic resins (CFRTP: Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics) have come to be used (for example, see Patent Document 1).
通常、セメント製造設備で廃自動車シュレッダーダストを処理する場合は、一般的には他の産業廃棄物と同様に仮焼炉や窯尻等、燃料としてこれら可燃性廃棄物を７００〜１３００℃程度の燃焼場に投入される。従来は、投入位置の詳細な検討（例えば、特許文献２参照）や、燃焼雰囲気の検討（例えば、特許文献３参照）が行われてきた。
ところが、近年これら廃自動車シュレッダーダストに炭素繊維を使用した樹脂部材を処理する場合、排ガス処理設備の電気集塵機において炭素繊維が原因で放電を起こし、電気集塵機が停止する等セメント製造の操業に障害を引き起こすことが判明した。一般的な樹脂部材は燃焼場で加熱処理されるが、炭素繊維は上記温度帯では燃焼しないものがあり、燃焼しない炭素繊維は排ガスと共にプレヒータの中を通過していく。炭素繊維は繊維状であるため、種々の装置内や配管内に絡みつきセメント設備の操業を阻害する問題を発生し得る。特に電気集塵機の停止は深刻な事故につながる。
In general, when waste car shredder dust is processed in a cement manufacturing facility, in general, as with other industrial wastes, these combustible wastes are used as fuels such as calcining furnaces and kiln bottoms at about 700 to 1300 ° C. It is thrown into the combustion field. Conventionally, detailed examination of the charging position (for example, see Patent Document 2) and examination of the combustion atmosphere (for example, see Patent Document 3) have been performed.
However, in recent years, when processing resin members using carbon fibers to these scrapped car shredder dust, discharges caused by carbon fibers in the electrostatic precipitator of the exhaust gas treatment facility have caused obstacles to the operation of cement production, such as the electric precipitator stopping. Turned out to cause. Although a general resin member is heat-treated in a combustion field, some carbon fibers do not burn in the above temperature range, and carbon fibers that do not burn pass through the preheater together with exhaust gas. Since carbon fibers are fibrous, they can be entangled in various devices and pipes and can cause problems that impede the operation of cement equipment. In particular, stopping the electrostatic precipitator leads to a serious accident.
そこで、本発明では、炭素繊維を含む樹脂廃棄物を燃料として用いても、セメント設備の操業を阻害することなく、効率的に当該樹脂廃棄物を処理できる樹脂廃棄物の処理方法、及び樹脂廃棄物の処理システムを提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, even when resin waste containing carbon fiber is used as a fuel, a resin waste treatment method and resin waste that can efficiently treat the resin waste without hindering the operation of the cement facility. The object is to provide a material processing system.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、加熱処理後に発生する炭素繊維を含む飛散物をフィルター処理して飛散物を回収することで、当該課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は下記の通りである。 As a result of earnest research to solve the above problems, the present inventors have found that the problems can be solved by filtering the scattered matters containing carbon fibers generated after the heat treatment and collecting the scattered matters. The headline and the present invention were completed. That is, the present invention is as follows.
［１］ 炭素繊維を含む樹脂廃棄物を処理する方法であって、前記樹脂廃棄物の樹脂部分を加熱して炭素繊維を分離する加熱・分離工程と、前記加熱・分離工程を経て発生する前記炭素繊維を含む飛散物をフィルター処理して前記飛散物を回収する回収工程とを含む、樹脂廃棄物の処理方法。
［２］ 前記加熱・分離工程における前記加熱が、セメント製造装置のプレヒータ、仮焼炉、窯尻、及びロータリーキルンの少なくともいずれかである、［１］に記載の樹脂廃棄物の処理方法。
［３］ 前記回収工程のフィルター処理がバグフィルターによる処理である［１］又は［２］に記載の樹脂廃棄物の処理方法。
［４］ 前記フィルター処理後に電気集塵処理を施す［１］〜［３］のいずれかに記載の樹脂廃棄物の処理方法。
［５］ 前記炭素繊維を含む樹脂廃棄物が自動車シュレッダーダストである［１］〜［４］のいずれかに記載の樹脂廃棄物の処理方法。
［６］ 炭素繊維を含む樹脂廃棄物を処理する処理システムであって、加熱により前記樹脂廃棄物の樹脂部分を加熱する加熱手段と、前記加熱後に発生する前記炭素繊維を含む飛散物をフィルター処理して前記飛散物を回収する回収手段と、を含む、樹脂廃棄物処理システム。
［７］ 前記回収手段がバグフィルターである［６］に記載の樹脂廃棄物処理システム。
［８］ 排気煙突と電気集塵機とを備えてなり、前記電気集塵機が、前記排気煙突と前記回収手段との間にある［６］又は［７］に記載の樹脂廃棄物処理システム。
[1] A method for treating resin waste containing carbon fiber, the heating / separation step of separating the carbon fiber by heating the resin portion of the resin waste, and the heating / separation step A method for treating resin waste, comprising: a step of filtering the scattered matter containing carbon fiber to collect the scattered matter.
[2] The method for treating resin waste according to [1], wherein the heating in the heating / separation step is at least one of a preheater, a calciner, a kiln bottom, and a rotary kiln of a cement manufacturing apparatus.
[3] The resin waste processing method according to [1] or [2], wherein the filter process in the collecting step is a process using a bag filter.
[4] The resin waste treatment method according to any one of [1] to [3], wherein an electrostatic dust collection treatment is performed after the filter treatment.
[5] The method for treating resin waste according to any one of [1] to [4], wherein the resin waste containing carbon fibers is automobile shredder dust.
[6] A treatment system for treating resin waste containing carbon fiber, the heating means for heating the resin portion of the resin waste by heating, and filtering the scattered matter containing the carbon fiber generated after the heating And a recovery means for recovering the scattered matter.
[7] The resin waste treatment system according to [6], wherein the collection unit is a bag filter.
[8] The resin waste treatment system according to [6] or [7], further including an exhaust chimney and an electric dust collector, wherein the electric dust collector is between the exhaust chimney and the collecting means.
本発明によれば、炭素繊維を含む樹脂廃棄物を燃料として用いても、セメント設備の操業を阻害することなく、効率的に当該樹脂廃棄物を処理できる樹脂廃棄物の処理方法、及び樹脂廃棄物の処理システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it uses the resin waste containing carbon fiber as a fuel, the processing method of the resin waste which can process the said resin waste efficiently, without inhibiting the operation of cement equipment, and resin disposal An object processing system can be provided.
［１．炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理方法］
まず、炭素繊維を用いた複合材料としては炭素繊維強化プラスチック、炭素繊維強化炭素複合材料などがある。炭素繊維を単独の材料として利用することは少なく、合成樹脂などの母材と組み合わせた複合材料として用いることが主である。
本発明の炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理方法では、樹脂部分を加熱して溶融又は燃焼させる加熱工程を含んでおり、具体的にはセメント製造装置のプレヒータ、仮焼炉、窯尻、及びロータリーキルンの加熱場又は燃焼場の少なくともいずれかに投入し、炭素繊維を含む樹脂廃棄物のうち、樹脂成分を溶融又は燃焼させ、炭素繊維を分離する。
[1. Treatment method of resin waste containing carbon fiber]
First, composite materials using carbon fibers include carbon fiber reinforced plastics and carbon fiber reinforced carbon composite materials. Carbon fiber is rarely used as a single material, and is mainly used as a composite material combined with a base material such as a synthetic resin.
The method for treating resin waste containing carbon fiber of the present invention includes a heating step of heating and melting or burning the resin portion, specifically, a preheater, a calcining furnace, a kiln bottom of a cement manufacturing apparatus, and The carbon fiber is separated by melting or burning the resin component of the resin waste containing carbon fiber by charging at least one of the heating field and the combustion field of the rotary kiln.
燃焼処理の条件は、セメント製造設備で行われる条件が適用される。例えば処理温度は、仮焼炉では７５０〜１０５０℃程度（好ましくは８５０〜９５０℃）であり、窯尻では、９５０〜１２５０℃程度（好ましくは１０００〜１２００℃、更に好ましくは１０００〜１1００℃）である。 As the conditions for the combustion treatment, conditions performed in a cement manufacturing facility are applied. For example, the processing temperature is about 750 to 1050 ° C. (preferably 850 to 950 ° C.) in the calciner, and about 950 to 1250 ° C. (preferably 1000 to 1200 ° C., more preferably 1000 to 100 ° C.) at the kiln bottom. It is.
なお、炭素繊維を含む樹脂廃棄物は予め所定の大きさごとに分けておくことが好ましい。本発明に係る処理方法では、樹脂成分が加熱されることで、樹脂成分が溶融又は燃焼して、炭素繊維部分が燃焼せずに樹脂成分から分離される。樹脂部分と分離された炭素繊維はガスの流れに乗ってプレヒータへ流れていく。そして、本発明に係る処理方法では、炭素繊維を含む飛散物をフィルター処理してこの飛散物を回収する回収工程を含んでいる。当該工程は、具体的にはプレヒータを飛散する炭素繊維をフィルターで回収する工程である。 In addition, it is preferable to divide the resin waste containing carbon fiber for every predetermined size beforehand. In the treatment method according to the present invention, when the resin component is heated, the resin component melts or burns, and the carbon fiber portion is separated from the resin component without burning. The carbon fiber separated from the resin portion rides on the gas flow and flows to the preheater. And the processing method which concerns on this invention includes the collection | recovery process which filters the scattered material containing carbon fiber, and collect | recovers this scattered material. This step is specifically a step of collecting the carbon fibers scattered by the preheater with a filter.
このような処理により、炭素繊維を含む樹脂廃棄物のうち、可燃性である樹脂成分がいずれは燃料の一部として燃焼する。すなわち、樹脂成分が燃料として供される。炭素繊維には様々な種類があるが、種類によって、６００℃以下で燃焼するものもあれば１４５０℃でも燃焼しないものがある。しかし、ほとんど全ての炭素繊維は１４５０℃程度では溶融しない。アクリル繊維を原料に高温で炭化して作ったＰＡＮ系（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）や、ピッチ（石油、石炭、コールタールなどの副生成物）を原料にしたピッチ系（ＰＩＴＣＨ）等があるが、いずれも融点・分解点は２０００〜３５００℃と高温のものがある。
したがって、燃焼処理後には、炭素繊維を含む飛散物が発生することになる。この飛散物は、排ガスとともに飛散し、例えば、電気集塵機に混入すると炭素繊維を介して通電してしまう問題が発生し、操業を停止せざるを得なくなることがある。また、当該飛散物が大量に飛散することで他の設備や配管内に滞留し、種々の不具合を生じることがある。
なお、本発明では、ＰＡＮ系やピッチ系の炭素繊維を含む樹脂廃棄物に対して特に有効である。
By such a process, the resin component which is combustible among the resin waste containing carbon fiber will burn as a part of fuel. That is, the resin component is provided as a fuel. There are various types of carbon fibers. Depending on the type, there are those that burn at 600 ° C. or lower, and those that do not burn even at 1450 ° C. However, almost all carbon fibers do not melt at about 1450 ° C. There are PAN type (Polyacrylonitrile) made by carbonizing acrylic fiber at high temperature, and Pitch type (PITCH) using pitch (by-products such as petroleum, coal, coal tar) as raw materials.・ Some decomposition points are 2000-3500 ° C.
Therefore, scattered matter containing carbon fibers is generated after the combustion treatment. The scattered matter is scattered with the exhaust gas. For example, if the scattered matter is mixed in an electric dust collector, there is a problem that electricity is passed through the carbon fiber, and the operation may be stopped. Moreover, when the scattered matter is scattered in a large amount, it may stay in other equipment or piping, resulting in various problems.
The present invention is particularly effective for resin waste containing PAN-based or pitch-based carbon fibers.
本発明では、燃焼処理後に発生する上記炭素繊維を含む飛散物をフィルター処理してその飛散物を回収する飛散物回収処理を施す。これにより、飛散物を排ガス中から除去できるため、セメント設備の操業を阻害することなく、その後の排ガス処理工程を阻害したり効率を低下させることがなくなる。 In the present invention, the scattered matter collecting process for filtering the scattered matter containing the carbon fiber generated after the combustion treatment and collecting the scattered matter is performed. Thereby, since the scattered matter can be removed from the exhaust gas, the subsequent exhaust gas treatment process is not inhibited or the efficiency is not lowered without inhibiting the operation of the cement facility.
飛散物回収処理としては、バグフィルターによる処理、スクラバーによる排ガスの水洗処理、大型沈降室による処理等があるが、設備投資や処理費用などを考慮すると、バグフィルターによる処理が好ましい。 As the scattered matter recovery process, there are a process using a bag filter, a washing process of exhaust gas using a scrubber, a process using a large sedimentation chamber, and the like.
ここで、バグフィルターのろ布に使用される素材としては、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル、ポリエステル、木綿、羊毛、耐熱ナイロン、ポリアミド・ポリイミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ガラス繊維、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などがあり、機能付きろ布として触媒担持フィルター、静電フィルターなどが挙げられる。中でも好適なろ布としては、耐熱ナイロン、ポリアミド・ポリイミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ガラス繊維、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であり、さらに好適には耐熱ナイロン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である。
また、払い落し方式としては、脈動逆圧方式、パルスジェット方式などが挙げられ、中でも好適な払い落し方式としては、パルスジェット方式である。
Here, the materials used for the filter cloth of the bag filter are polypropylene, nylon, acrylic, polyester, cotton, wool, heat resistant nylon, polyamide / polyimide, PPS (polyphenylene sulfide), glass fiber, PTFE (polytetrafluoroethylene). ) And the like, and examples of the filter cloth with a function include a catalyst-carrying filter and an electrostatic filter. Among them, heat resistant nylon, polyamide / polyimide, PPS (polyphenylene sulfide), glass fiber, PTFE (polytetrafluoroethylene) are preferable, and heat resistant nylon, PPS (polyphenylene sulfide), PTFE (polytetrasulfide) are more preferable. Fluoroethylene).
Moreover, examples of the wiping-off method include a pulsation back pressure method, a pulse jet method, and the like. Among these, a suitable wiping-out method is a pulse jet method.
フィルター処理後には、電気集塵処理を施すことが好ましい。電気集塵処理を施すことで、処理後の排ガスから微粉ダストを回収し、排煙設備から微粉ダストの拡散を防止することができる。
なお、電気集塵処理は、炭素繊維がフィルター処理により分離回収された後に行われるため、炭素繊維に起因する故障が生じることはない。
After the filter treatment, it is preferable to perform an electrostatic dust collection treatment. By performing the electric dust collection treatment, the fine dust can be recovered from the treated exhaust gas, and the diffusion of the fine dust from the smoke exhaust facility can be prevented.
The electric dust collection process is performed after the carbon fiber is separated and recovered by the filter process, and therefore no failure due to the carbon fiber occurs.
炭素繊維を含む樹脂廃棄物としては、廃自動車シュレッダーダスト、ボート、フロ桶、釣竿、ゴルフクラブ等の廃棄物、型枠、洗面台、浴槽、室内部材等が挙げられるが、燃料としての樹脂成分の大量処理性を考慮すると、廃自動車シュレッダーダストが好ましい。
また、廃自動車シュレッダーダスト中の炭素繊維はセメント製造に適用される加熱では燃焼せずに残留するが、本発明ではそのような場合に炭素繊維に起因する不具合を防止しながら、当該炭素繊維を分離回収できる。かかる観点を考慮しても、廃自動車シュレッダーダストが好ましい。
Resin waste containing carbon fiber includes waste such as scrap car shredder dust, boats, floats, fishing rods, golf clubs, formwork, washstands, bathtubs, indoor members, etc., but resin components as fuel In view of the large-scale processability, waste automobile shredder dust is preferable.
In addition, the carbon fiber in the scrap car shredder waste remains without being burned by heating applied to cement production, but in the present invention, in such a case, the carbon fiber is removed while preventing problems caused by the carbon fiber. Can be separated and recovered. Considering this point of view, waste automobile shredder dust is preferable.
ここで、廃自動車シュレッダーダストは、廃自動車から再利用可能な部品やパーツを取り外した後、大型破砕機（シュレッダー）で大きさ１００ｍｍ程度に破砕し、磁力選別や手選別等で有価金属類を回収した後に残る破砕廃棄物である。 Here, after scrapping recyclable parts and parts from scrapped automobiles, scrapped car dust is shredded to a size of about 100 mm with a large shredder and shredded into valuable metals by magnetic sorting or hand sorting. It is crushed waste that remains after recovery.
廃自動車シュレッダーダストをプレヒータ及びロータリーキルンの少なくともいずれかに投入する場合、それぞれの投入場所により、廃自動車シュレッダーダストの粒径を調整することが好ましい。 When throwing away the used vehicle shredder dust into at least one of the preheater and the rotary kiln, it is preferable to adjust the particle size of the used vehicle shredder dust according to the respective input locations.
プレヒータ（特に仮焼炉）に投入する場合、廃自動車シュレッダーダストの粒径（最大粒径）は１５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましい。ロータリーキルンに投入する場合はその窯尻に投入することが好ましく、その際の廃自動車シュレッダーダストの粒径（最大粒径）は４０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましい。
上記粒径ごとに分ける方法としては、篩を用いる等の公知の方法を適用することができる。
When put into a preheater (especially a calcining furnace), the particle size (maximum particle size) of the scrapped automobile shredder dust is preferably 15 mm or less, and more preferably 10 mm or less. When putting into the rotary kiln, it is preferable to put into the kiln bottom, and the particle size (maximum particle size) of the scrapped car shredder dust at that time is preferably 40 mm or less, more preferably 30 mm or less.
As a method for dividing each particle size, a known method such as using a sieve can be applied.
廃自動車シュレッダーダストには、ポリ塩化ビニル等の塩素含有プラスチック；自動車の窓枠（ウェザーストリップ）として使用されたクロロプレンゴム；等の塩素含有樹脂成分が含まれている場合が多い。従って、これを直接に燃焼処理すると、ダイオキシン発生のおそれがあり、また塩化水素による装置類の腐食が問題になる可能性がある。また、製品であるセメントの塩素含有量が増大する。そこで、本発明においては、脱塩処理を適宜行うことが好ましい。
脱塩処理としては、塩素含有廃棄物の水洗といった処理が挙げられる。あるいは、セメント設備の窯尻からプレヒータの最下段サイクロンまでの間で、高温ガスを抽気することで、セメント設備の中から塩素含有ダストや塩素ガスを系外に排出する脱塩処理が挙げられる。これら脱塩処理を採用すれば、廃自動車シュレッダーダストの処理量を増やすことができる。
Waste automobile shredder dust often contains chlorine-containing resin components such as chlorine-containing plastics such as polyvinyl chloride; chloroprene rubber used as automobile window frames (weather strips). Therefore, if this is directly burned, dioxins may be generated, and corrosion of equipment by hydrogen chloride may become a problem. In addition, the chlorine content of the product cement increases. Therefore, in the present invention, it is preferable to appropriately perform a desalting treatment.
Examples of the desalting process include a process of washing chlorine-containing waste with water. Or the desalination process which discharge | releases chlorine containing dust and chlorine gas out of the system from cement equipment by extracting high temperature gas between the kiln bottom of a cement equipment and the lowermost cyclone of a preheater is mentioned. By adopting these desalting treatments, it is possible to increase the amount of waste car shredder dust.
本発明の樹脂廃棄物の処理方法によれば、セメント設備の操業を阻害し得る炭素繊維を含む樹脂廃棄物を燃料として用いても、セメント設備を安定して運転させることができる。
また、飛散物をフィルター処理して分離回収した飛散物は炭素繊維を含有しているため、繊維補強コンクリート等に使用する補強繊維として再利用することができる。あるいは、回収した繊維をセメントに混合して、繊維補強コンクリート等に使用する繊維プレミックスセメントとして使用することができる。
According to the resin waste processing method of the present invention, the cement facility can be stably operated even when the resin waste containing carbon fibers that can hinder the operation of the cement facility is used as a fuel.
Moreover, since the scattered matter separated and collected by filtering the scattered matter contains carbon fiber, it can be reused as a reinforcing fiber used for fiber-reinforced concrete or the like. Alternatively, the recovered fiber can be mixed with cement and used as a fiber premix cement used for fiber reinforced concrete or the like.
［２．炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理システム］
本発明の炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理システムの一実施形態の概略を図１に示す。当該システムは、既述の本発明の樹脂廃棄物の処理方法を実施するのに好適である。したがって、以下で説明する各種条件は本発明の樹脂廃棄物の処理方法にも適用可能である。
[2. Resin waste treatment system containing carbon fiber]
FIG. 1 shows an outline of an embodiment of a treatment system for resin waste containing carbon fibers of the present invention. This system is suitable for carrying out the resin waste processing method of the present invention described above. Therefore, the various conditions described below are also applicable to the resin waste processing method of the present invention.
図１に示す樹脂廃棄物の処理システム１０は、プレヒータ１２と、ロータリーキルン１４と、プレヒータ１２、仮焼炉１２Ａ、窯尻１３、及びロータリーキルン１４の少なくともいずれかに炭素繊維を含む樹脂廃棄物を投入する樹脂廃棄物投入手段１６とを含む。なお、図１では樹脂廃棄物投入手段１６により樹脂廃棄物はロータリーキルンの窯尻１３に投入されているが、これは例示であり、本発明はこの態様に限定されるものではない。
以下、図面を参照して本発明の樹脂廃棄物の処理システムの処理概要の一例を説明する。なお、図１中、実線の矢印は原料の流れを示し、点線の矢印は排ガスの流れを示す。
The resin waste treatment system 10 shown in FIG. 1 is charged with resin waste containing carbon fiber in at least one of the preheater 12, the rotary kiln 14, the preheater 12, the calcining furnace 12A, the kiln bottom 13, and the rotary kiln 14. And resin waste charging means 16. In FIG. 1, the resin waste is input to the kiln bottom 13 of the rotary kiln by the resin waste input means 16, but this is an example, and the present invention is not limited to this aspect.
Hereinafter, an example of a processing outline of the resin waste processing system of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the solid arrow indicates the flow of the raw material, and the dotted arrow indicates the flow of the exhaust gas.
まず、セメント原料ストレージ１８に貯蔵されたセメント原料は、原料ミル（セメント原料乾燥粉砕機）２０により乾燥・粉砕され、サイクロン（セメント原料粉分離機）２２を通った後、原料サイロ２３に貯蔵され、プレヒータ（サスペンションプレヒータ）１２に投入される。プレヒータ（サスペンションプレヒータ）１２にて加熱されながらプレヒータ１２を通過して仮焼炉１２Ａに送られる。
プレヒータ１２では３００〜９００℃程度で原料が加熱されており、その後の仮焼炉１２Ａで８００〜１３００℃程度で原料が加熱される。仮焼炉１２Ａで加熱された原料は、ロータリーキルン１４内でさらに加熱処理が施される。これにより生成したクリンカはクリンカクーラ２６へと運ばれ、その後粉砕されて公知のセメント製造処理が施される。
First, the cement raw material stored in the cement raw material storage 18 is dried and pulverized by a raw material mill (cement raw material drying and grinding machine) 20, passed through a cyclone (cement raw material powder separator) 22, and then stored in the raw material silo 23. The preheater (suspension preheater) 12 is charged. While being heated by the preheater (suspension preheater) 12, the preheater 12 passes through and is sent to the calcining furnace 12A.
In the preheater 12, the raw material is heated at about 300 to 900 ° C., and the raw material is heated at about 800 to 1300 ° C. in the subsequent calcining furnace 12A. The raw material heated in the calcining furnace 12 </ b> A is further subjected to heat treatment in the rotary kiln 14. The clinker thus generated is conveyed to the clinker cooler 26, and then crushed and subjected to a known cement manufacturing process.
ここで、樹脂廃棄物投入手段１６により、プレヒータ１２、仮焼炉１２Ａ、窯尻１３、及びロータリーキルン１４の少なくともいずれかに炭素繊維を含む樹脂廃棄物が投入されることで、樹脂廃棄物中の樹脂成分が加熱されて、溶融し、一部もしくは全部が燃料として燃焼して消費される。また、加熱により、樹脂成分が溶融又は燃焼するため、炭素繊維と樹脂成分とが分離されることになる。 Here, the resin waste containing means 16 is charged with resin waste containing carbon fiber in at least one of the preheater 12, the calcining furnace 12A, the kiln bottom 13, and the rotary kiln 14 by the resin waste charging means 16. The resin component is heated and melted, and a part or all of it is burned and consumed as fuel. Further, since the resin component is melted or burned by heating, the carbon fiber and the resin component are separated.
樹脂廃棄物投入手段１６により仮焼炉１２Ａに樹脂廃棄物を投入する場合は、仮焼炉１２Ａの天井から底部までのうち、天井から４０%までの範囲では最大粒径１５ｍｍ以下の樹脂廃棄物を投入することが好ましい。また、仮焼炉１２Ａの天井から４０％以上から底部までの範囲では最大粒径４０ｍｍ以下の樹脂廃棄物を投入することが好ましい。 When the resin waste is input into the calcining furnace 12A by the resin waste charging means 16, the resin waste having a maximum particle size of 15 mm or less is in the range of 40% from the ceiling to the bottom of the calcining furnace 12A. Is preferably introduced. Moreover, it is preferable to introduce resin waste having a maximum particle size of 40 mm or less in the range from 40% or more to the bottom of the calcining furnace 12A.
樹脂廃棄物中の炭素繊維は不燃物であるため燃料として供されることはなく、また軽いため燃焼時に発生する排ガスの流れに乗って原料供給方向とは逆方向に飛散する（図中の点線矢印を参照）。 Carbon fiber in resin waste is nonflammable and is not used as fuel, and because it is light, it is scattered in the direction opposite to the raw material supply direction on the flow of exhaust gas generated during combustion (dotted line in the figure) See arrow).
燃焼処理後に発生するこの炭素繊維を含む飛散物は、例えば、電気集塵機に混入すると炭素繊維を介して通電してしまう問題が発生し、操業を停止せざるを得なくなることがある。また、当該飛散物が大量に飛散することで他の設備や配管内に付着や滞留し、種々の不具合を生じることがある。 For example, when the scattered matter containing carbon fibers generated after the combustion treatment is mixed into an electric dust collector, there is a problem that electricity is passed through the carbon fibers, and the operation may be stopped. Moreover, when the scattered matter is scattered in large quantities, it may adhere or stay in other equipment or piping, which may cause various problems.
そこで、図１では、排ガスの流れ方向において、電気集塵機３０より上流側に飛散物回収手段２８を設け、燃焼処理後に発生する炭素繊維を含む飛散物をフィルター処理して当該飛散物の回収を行っている。
これにより、電気集塵機３０には炭素繊維を含まない排ガスのみが送られ、ここでさらにダストが回収され、最終的に排気煙突３２から排ガスが放出される。
Therefore, in FIG. 1, in the flow direction of the exhaust gas, the scattered matter collecting means 28 is provided upstream of the electrostatic precipitator 30, and the scattered matter containing carbon fibers generated after the combustion treatment is filtered to collect the scattered matter. ing.
As a result, only the exhaust gas not containing carbon fiber is sent to the electric dust collector 30, where further dust is collected and finally exhaust gas is discharged from the exhaust chimney 32.
飛散物回収手段２８としては、バグフィルターを用いることが好ましく、特に耐熱性材料からなるフィルターが好ましい。バグフィルターであれば、炭素繊維だけでなく、燃料の石炭で燃え切らなかった未燃カーボンが飛散してきても障害なく除去することが可能であり、電気集塵機での未燃カーボンによる操業阻害を抑制することができる。なお、バグフィルターの集塵性能がよければ、電気集塵機３０を停止または外すこともできる。
ここで、電気集塵機３０としては、整流方式がシリコンタイプで集塵室が３室のタイプ等を使用することができる。この電気集塵機の集塵室を通過するガス流速としては０．５〜１．５ｍ／ｓ程度で稼働することができる。
As the scattered matter collecting means 28, a bag filter is preferably used, and a filter made of a heat resistant material is particularly preferable. If it is a bag filter, it is possible to remove not only carbon fiber but also unburned carbon that has not been burned out with coal as fuel, and it can be removed without any obstacles. can do. If the dust collection performance of the bag filter is good, the electric dust collector 30 can be stopped or removed.
Here, as the electric dust collector 30, a type in which the rectification method is a silicon type and the number of dust collecting chambers is three can be used. The flow rate of gas passing through the dust collection chamber of this electric dust collector can be operated at about 0.5 to 1.5 m / s.
なお、電気集塵機３０と排気煙突３２との間には、ファン（図示せず）を設けて制御装置により電気集塵機３０及びバグフィルター２８を通過する排ガスの流量や流速を一定値に保つ機能を付与してもよい。 A fan (not shown) is provided between the electrostatic precipitator 30 and the exhaust chimney 32, and a function for maintaining the flow rate and flow velocity of the exhaust gas passing through the electrostatic precipitator 30 and the bag filter 28 at a constant value by a control device is provided. May be.
また、この樹脂廃棄物処理システムにおいて使用することができるセメント原料としては、例えば、天然に存在する鉱石を掘削採取して得られる石灰石、粘土質原料、珪石等の珪酸質原料、酸化鉄等を微粉砕混合したセメント原料の他、無機系廃棄物、有機系廃棄物、無機系廃棄物及び有機系廃棄物を含む廃棄物の１種または２種以上を用いることができる。
無機系廃棄物としては、残留炭素を含む石炭灰、高炉スラグ、高炉ダスト、未燃灰等が用いられ、これらの無機系廃棄物は粘土質原料の代替品として好適である。
Examples of the cement raw material that can be used in this resin waste treatment system include limestone, clay raw material, siliceous raw material such as silica, iron oxide, and the like obtained by excavating and collecting naturally occurring ores. In addition to finely pulverized and mixed cement raw materials, one or more of wastes including inorganic waste, organic waste, inorganic waste, and organic waste can be used.
As the inorganic waste, coal ash containing residual carbon, blast furnace slag, blast furnace dust, unburned ash, and the like are used, and these inorganic wastes are suitable as substitutes for clay-based raw materials.
一方、有機系廃棄物としては、例えば、廃プラスチック、廃タイヤ、廃油等の有機物を含む廃棄物が用いられる。これらの廃棄物は、セメント製造設備で処理される廃棄物の中では比較的処理が容易であり、例えば、廃プラスチック、廃タイヤ等については、裁断もしくは粗砕された後、燃料の一部として直接ロータリーキルン１４又は仮焼炉１２Ａに投入され溶融・燃焼処理される。 On the other hand, as the organic waste, for example, waste containing organic matter such as waste plastic, waste tire, waste oil and the like is used. These wastes are relatively easy to process among the wastes processed in cement manufacturing facilities. For example, waste plastics, waste tires, etc. are cut or crushed and then used as part of the fuel. Directly charged into the rotary kiln 14 or the calcining furnace 12A and melted and burned.
以上のような炭素繊維を含む樹脂廃棄物の処理システムによれば、炭素繊維を含む樹脂廃棄物を燃料として有効に利用しながら、セメントを生産することができる。また、炭素繊維に起因するセメント設備の操業が阻害されることがなく、効率的に当該樹脂廃棄物を処理できる。 According to the resin waste processing system including carbon fibers as described above, cement can be produced while effectively using the resin waste including carbon fibers as fuel. Moreover, the operation of the cement equipment resulting from the carbon fibers is not hindered, and the resin waste can be treated efficiently.
１０・・・処理システム
１２・・・プレヒータ
１２Ａ・・・仮焼炉
１３・・・窯尻
１４・・・ロータリーキルン
１６・・・樹脂廃棄物投入手段
１８・・・セメント原料ストレージ
２３・・・原料サイロ
２８・・・飛散物回収手段
３２・・・煙突
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Processing system 12 ... Preheater 12A ... Calciner 13 ... Kiln bottom 14 ... Rotary kiln 16 ... Resin waste input means 18 ... Cement raw material storage 23 ... Raw material Silo 28 ... Scatter collection means 32 ... Chimney
Claims (5)
前記樹脂廃棄物を、最大粒径４０ｍｍ以下に篩を用いて分け、
前記加熱・分離工程における加熱が、セメント製造装置のサイクロンと仮焼炉とを備えたプレヒータ及び窯尻の少なくともいずれかによって行なわれるものであり、
前記加熱・分離工程において、最大粒径４０ｍｍ以下の前記樹脂廃棄物を、前記仮焼炉の天井部から４０％以上から底部までの範囲に投入する、及び／又は、前記窯尻に投入する、樹脂廃棄物の処理方法。 A method for treating resin waste containing carbon fiber, comprising: heating / separating step for separating the carbon fiber by heating a resin portion of the resin waste; and the carbon fiber generated through the heating / separating step. Collecting the scattered matter to be collected and collecting the scattered matter, and performing an electric dust collection treatment after the filter treatment,
Said resin waste, divided with the maximum grain size 40mm or less sieve under,
The heating in the heating / separation step is performed by at least one of a preheater and a kiln butt provided with a cyclone and a calcining furnace of a cement manufacturing apparatus,
In the heating and separating process, the maximum particle diameter 40mm below the resin waste, introducing the ceiling portion of the calciner in the range up to the bottom 40% or more, and / or put into the kiln, Resin waste disposal method.
前記樹脂廃棄物を、最大粒径１５ｍｍ以下に篩を用いて分け、The resin waste is divided into a maximum particle size of 15 mm or less using a sieve,
前記加熱・分離工程における加熱が、セメント製造装置のサイクロンと仮焼炉とを備えたプレヒータによって行なわれるものであり、The heating in the heating / separation step is performed by a preheater provided with a cyclone and a calciner of a cement manufacturing apparatus,
前記加熱・分離工程において、最大粒径１５ｍｍ以下の前記樹脂廃棄物を、前記サイクロンに投入する、及び／又は、前記仮焼炉の天井部から４０％までの範囲に投入する、樹脂廃棄物の処理方法。In the heating / separation step, the resin waste having a maximum particle size of 15 mm or less is charged into the cyclone and / or is charged into a range of 40% from the ceiling of the calciner. Processing method.
The material used for the filter cloth of the bag filter is polypropylene, nylon, acrylic, polyester, cotton, wool, polyamide / polyimide, PPS (polyphenylene sulfide), glass fiber, or PTFE (polytetrafluoroethylene). 3. A method for treating resin waste according to 3 .
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