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公開番号2025126474
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022673
出願日2024-02-19
発明の名称コークス炉への原料装入方法およびコークスの製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人弁理士法人銀座マロニエ特許事務所
主分類C10B 53/07 20060101AFI20250822BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】合成樹脂類を配合するにあたりコークス強度の低下を抑制可能な技術を提案する。
【解決手段】合成樹脂類をコークス原料として原料炭とともにコークス炉へ装入するにあたり、石炭塔上部に搬送した原料炭と合成樹脂類とを傾斜したふるい網に通し、粒度によってふるい上とふるい下とに分離してから装入することにより、合成樹脂類と原料炭との落下位置を隔離し、石炭塔内においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入する、コークス炉への原料装入方法である。石炭塔内のコークス原料を、送炭車を介して炭化室に装入し、炭化室でコークス原料を乾留してコークスを製造するにあたり、石炭塔への装入は上記方法を用い、石炭塔内においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入し、炭化室においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入する、コークスの製造方法である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
合成樹脂類をコークス原料として原料炭とともにコークス炉へ装入するにあたり、
石炭塔上部に搬送した原料炭と合成樹脂類とを傾斜したふるい網に通し、粒度によってふるい上とふるい下とに分離してから装入することにより、合成樹脂類と原料炭との落下位置を隔離し、
石炭塔内においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入する、
コークス炉への原料装入方法。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記ふるい網を水平面に対して、配合炭の安息角より大きい角度とし、ふるい網の形式をグリズリーフィーダーとする、請求項１に記載のコークス炉への原料装入方法。
【請求項３】
前記ふるい網の目開きを１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満とする、請求項１または２に記載のコークス炉への原料装入方法。
【請求項４】
事前に前記合成樹脂類が、球相当直径、または、円柱相当の軸長および円断面直径のいずれか小さい方が２０ｍｍ以上となるように造粒し、または、成形する、請求項３に記載のコークス炉への原料装入方法。
【請求項５】
合成樹脂類をコークス原料として原料炭とともにコークス炉の石炭塔へ装入し、送炭車を介して炭化室に装入し、炭化室でコークス原料を乾留してコークスを製造するにあたり、
石炭塔上部に搬送した原料炭と合成樹脂類とを傾斜したふるい網に通し、粒度によってふるい上とふるい下とに分離してから装入することにより、合成樹脂類と原料炭との落下位置を隔離し、
石炭塔内においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入し、
炭化室においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入する、
コークスの製造方法。
【請求項６】
前記ふるい網を水平面に対して、配合炭の安息角より大きい角度とし、ふるい網の形式をグリズリーフィーダーとする、請求項５に記載のコークスの製造方法。
【請求項７】
前記ふるい網の目開きを１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満とする、請求項５または６に記載のコークスの製造方法。
【請求項８】
事前に前記合成樹脂類を、球相当直径、または、円柱相当の軸長および円断面直径のいずれか小さい方が２０ｍｍ以上となるように造粒し、または、成形する、請求項７に記載のコークスの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉において廃プラスチックに代表される合成樹脂類を製鉄原料としてリサイクルするにあたり、コークス炉への原料装入方法およびコークスの製造方法に関する。以下の記載において、質量の単位である「ｔ」は１０
３
ｋｇを表す。本明細書中で、「合成樹脂類」には、廃プラスチックと呼称される一般廃棄物の使用済みプラスチックのほか、製造工程で発生する合成樹脂の端材や不良品、使用済みプラスチックなど産業廃棄物となるプラスチックも含まれる。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、廃プラスチックによる海洋汚染が世界的な問題となっており、海洋に流出する廃プラスチックの量は全世界でおよそ年間８００万ｔに上ると言われている。海洋汚染の解決は２０１５年に国連サミットで採択された「持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＧｏａｌｓ）において目標の一つとして挙げられている。これに対応するため欧州では「ＥＵプラスチック戦略」を掲げてプラスチックのリサイクルの強化と使い捨てプラスチックの削減に取り組んでいる。日本においては、１９９５年に容器包装リサイクル法が制定され、早くから廃プラスチックのリサイクルが進められてきた。さらなる廃プラスチック削減の気運の高まりを受け、２０２２年から「プラスチックに係る資源循環の促進等に関する法律」が施行され、さらなる廃プラスチックのリサイクル強化が求められている。鉄鋼業においては、廃プラスチックをコークス炉において、原料として石炭に混合し装入することにより、製鉄原料としてリサイクルする技術が実用化されている。容器包装リサイクル法における廃プラスチックのケミカルリサイクル技術として実施されている。しかしながら、石炭に廃プラスチックを混合してコークスを製造するとコークス強度が低下することが知られており、コークス強度が低下しない廃プラスチックの混合率の限界は約１質量％が上限とされている（非特許文献１）。そこで、廃プラスチック混合によるコークス強度劣化を抑制するため、これまで様々な技術開発が行われてきた。
【０００３】
たとえば、特許文献１では、コークス炉炭化室に原料を装入したのち、少なくても１時間経ってから炭化室の装入原料上部に廃プラスチックを装入し、熱分解リサイクルする方法が開示されている。コークス炉上部の空間を利用し、コークス強度に影響を与えず大量の廃プラスチックをリサイクルできるとしている。
【０００４】
また、特許文献２では、廃プラスチックを少量混合した配合炭Ａをコークス炉炭化室へ装入し、その配合炭Ａの上部に廃プラスチックを多量に混合した配合炭Ｂを装入して、前記配合炭Ａおよび配合炭Ｂを乾留してコークスとする技術が開示されている。廃プラスチックをコークス炉上部に大量に装入しながら、熱分解残渣によるガス回収・洗浄ラインの閉塞を抑制できると示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１３５２８１号公報
特開２００１－０９８２７６号公報
【非特許文献】
【０００６】
野村誠治、加藤健次、中川朝之、古牧育男日本エネルギー学会誌第８１巻第８号（２００２）ＰＰ７２８－７３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術では、以下のような課題があった。
特許文献１や特許文献２に開示された技術では、石炭と廃プラスチックを分離することにより、コークス強度へ影響を最低限に抑制することが可能である。一方で、石炭装入後に原料装入蓋を開けて廃プラスチックを装入しなければならない。そのため、ガスの漏洩を防ぐためには、ガス発生量が吸引量を上回らないように厳密に制御する必要がある。しかしながら、石炭の品位の変動やその他の原因により炭化室で発生するガス量が増減した場合、制御が困難となる場合がある。そうすると、発生ガスが外部に漏洩し異常燃焼を起こすおそれがある。また、炭化室上部では大量に発生するガスを吸引している。そのため、廃プラスチックを炭化室上部で炭化した場合、粉状となった廃プラスチック炭化物が大量に吸引される。そうすると、ガス回収・洗浄ラインにおいて閉塞の原因となる可能性があるほか、回収されるタール中にこれらの廃プラスチック炭化物が混入し、製品として回収されるタールの品位を低下させるおそれがある。さらに、石炭塔に原料を装入した後でプラスチックを装入するため、送炭車上部に廃プラ専用ホッパーを用意する必要がある。加えて、原料装入の手順が増えるため、コークス炉の生産性が低下する要因となる。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術では、まず、廃プラスチックを０質量％～１質量％の範囲で混合したコークス製造用の配合炭Ａをコークス炉炭化室へ装入する。次いで、配合炭Ａが乾留される間に、配合炭Ａの上部に廃プラスチックを１質量％～６０質量％の割合で混合した配合炭Ｂを装入する。そして、配合炭Ａおよび配合炭Ｂを乾留してコークスとする。それにより、廃プラスチックをコークス炉上部に大量に装入しながら、熱分解残渣によるガス回収・洗浄ラインの閉塞を抑制するものである。ところが、最初に配合炭Ａを装入したあとで廃プラスチック混合率が高い配合炭Ｂを装入する必要がある。そのため、生産性が低下するほか、配合炭中に密度と粒度が大きく違う廃プラスチックを大量に、なるべく均一に混合する必要があり、コークス炉において実施が困難である。
【０００９】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであって、合成樹脂類を配合するにあたりコークス強度の低下を抑制可能なコークス炉の原料配置を容易に実現可能とするための原料装入方法を提案することを目的とするものである。さらに、その原料装入方法を用いたコークスの製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を有利に解決する本発明にかかるコークス炉への原料装入方法は、合成樹脂類をコークス原料として原料炭とともにコークス炉へ装入するにあたり、石炭塔上部に搬送した原料炭と合成樹脂類とを傾斜したふるい網に通し、粒度によってふるい上とふるい下とに分離してから装入することにより、合成樹脂類と原料炭との落下位置を隔離し、石炭塔内においてマシンサイドとコークサイドに合成樹脂類が偏在するように装入することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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