(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹き込み可能に処理された合成樹脂を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽から移送された合成樹脂を一時貯留するとともに、その中の合成樹脂に所定の吹き込み圧力を付与して所定量の合成樹脂を送出する吹き込みタンクと、
前記吹き込みタンクから送出された合成樹脂をキャリアして炉に吹き込むための吹き込み空気を供給する吹き込み空気供給機構と、
前記貯留槽と前記吹き込みタンクとの間に設けられた中間タンクと、
前記中間タンク内の合成樹脂の重量を測定する重量測定手段と、
前記中間タンク内の合成樹脂の高さ位置を測定する位置測定手段と、
前記重量測定手段と前記位置測定手段との測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、その結果に基づいて、炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が所定範囲になるように前記吹き込み空気供給機構の吹き込み空気量を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする合成樹脂の吹き込み設備。
【請求項２】
前記制御手段は、炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が２〜５の範囲になるように前記吹き込み空気供給機構の吹き込み空気量を制御することを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂の吹き込み設備。
【請求項３】
吹き込み可能に処理された合成樹脂を貯留する貯留槽から中間タンクを介して吹き込みタンクに合成樹脂を移送し、吹き込みタンクから所定量の合成樹脂を吹き込み空気にキャリアさせて炉に吹き込む合成樹脂の吹き込み方法であって、
前記中間タンクにおいて合成樹脂の重量および合成樹脂の高さ位置を測定して、その測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、その結果に基づいて、炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が所定範囲になるように吹き込み空気量を決定することを特徴とする合成樹脂の吹き込み方法。
【請求項４】
前記炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が２〜５の範囲になるように吹き込み空気量を決定することを特徴とする請求項３に記載の合成樹脂の吹き込み方法。
【請求項５】
吹き込み可能に処理された合成樹脂を貯留する貯留槽から中間タンクを介して吹き込みタンクに合成樹脂を移送し、吹き込みタンクから所定量の合成樹脂を吹き込み空気にキャリアさせて炉に吹き込む合成樹脂の吹き込み方法であって、
前記貯留槽の合成樹脂の性状を把握し、かつ前記中間タンクにおいて合成樹脂の重量および合成樹脂の高さ位置を測定して、その測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比の適正範囲を、合成樹脂の性状およびかさ密度ごとに予め把握しておき、この予め把握された適正範囲内で、合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比を設定することを特徴とする合成樹脂の吹き込み方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック等の合成樹脂を高炉やスクラップ溶解炉等の炉の吹き込み燃料として使用する際における合成樹脂の吹き込み設備および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業廃棄物や一般廃棄物としてプラスチック等の合成樹脂類が急増しており、その処理が大きな問題となっている。中でも高分子系の炭化水素化合物であるプラスチックは燃焼時に発生する熱量が高く、焼却処理した場合に焼却炉を焼却炉を損傷させるために大量処理が困難であり、その多くがごみ埋め立て地等に投棄されているのが現状である。しかし、プラスチック等の投棄は環境対策上好ましくなく、その処理方法の開発が求められている。
【０００３】
このような背景において、このような廃棄物としての合成樹脂を、高炉等の原料や補助燃料として用いる方法が、特表平８−５０７１０５号および特公昭５１−３３４９３号に開示されている。
【０００４】
また、上記従来技術では、フィルム状の合成樹脂は流動性が悪く、吹き込むことが困難であることから、合成樹脂の形態に関わらず高炉等の炉の原料として吹き込むことができる吹き込み方法が特開平９−１３７９２６号公報に開示されている。この公報に開示された技術は、フィルム状の合成樹脂と、それ以外の合成樹脂とを異なる工程で粒状化処理し、これらの粒状合成樹脂を気送により高炉等の炉に吹き込むものである。
【０００５】
そして、実際に合成樹脂を吹き込む際には、粒状化処理した合成樹脂を貯留槽に貯留し、そこから均圧タンクに供給し、圧力を調整してから吹き込みタンクに移送し、そこから合成樹脂を高炉等に吹き込んでいる。この際に、均圧タンクにはロードセルが設けられ、このロードセルにより予め吹き込み重量を測定している。また、吹き込みタンクにもロードセルが設けられており、このロードセルの重量変化ｄＷ／ｄｔにより吹き込み速度を設定し、一定流量の吹き込み空気にキャリアさせて吹き込みを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、合成樹脂は、従来から高炉に吹き込まれている微粉炭やミルスケール等異なり、材質の違いによる真密度のばらつきが大きい。また、合成樹脂の種類毎に粒状化処理を行っても、例えばペットボトル破砕品等は薄片状となり、このような薄片状のものと粒状のものとはかさ密度が大きく異なる。また、このように粒子の性状が異なると吹き込みやすさも異なってくる。
【０００７】
したがって、吹き込み空気量を一定として吹き込むと、固気比が適切でない場合が生じ、吹き込み配管内のつまりの発生、または、吹き込み効率の低下の原因となってしまう。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、吹き込む合成樹脂によらず、配管のつまりや吹き込み効率の低下が生じずに適切に吹き込むことができる合成樹脂の吹き込み装置および方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、吹き込み可能に処理された合成樹脂を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽から移送された合成樹脂を一時貯留するとともに、その合成樹脂に所定の吹き込み圧力を付与して所定量の合成樹脂を送出する吹き込みタンクと、前記吹き込みタンクから送出された合成樹脂をキャリアして炉に吹き込むための吹き込み空気を供給する吹き込み空気供給機構と、
前記貯留槽と前記吹き込みタンクとの間に設けられた中間タンクと、
前記中間タンク内の合成樹脂の重量を測定する重量測定手段と、
前記中間タンク内の合成樹脂の高さ位置を測定する位置測定手段と、
前記重量測定手段と前記位置測定手段との測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、その結果に基づいて、炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が所定範囲になるように前記吹き込み空気供給機構の吹き込み空気量を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする合成樹脂の吹き込み設備が提供される。
【００１０】
また、本発明の第２の観点によれば、吹き込み可能に処理された合成樹脂を貯留する貯留槽から中間タンクを介して吹き込みタンクに合成樹脂を移送し、吹き込みタンクから所定量の合成樹脂を吹き込み空気にキャリアさせて炉に吹き込む合成樹脂の吹き込み方法であって、
前記中間タンクにおいて合成樹脂の重量および合成樹脂の高さ位置を測定して、その測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、その結果に基づいて、炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が所定範囲になるように吹き込み空気量を決定することを特徴とする合成樹脂の吹き込み方法が提供される。
【００１１】
上記いずれの発明においても、炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比が２〜５の範囲になるように吹き込み空気量が制御されることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の第３の観点によれば、吹き込み可能に処理された合成樹脂を貯留する貯留槽から中間タンクを介して吹き込みタンクに合成樹脂を移送し、吹き込みタンクから所定量の合成樹脂を吹き込み空気にキャリアさせて炉に吹き込む合成樹脂の吹き込み方法であって、
前記貯留槽の合成樹脂の性状を把握し、かつ前記中間タンクにおいて合成樹脂の重量および合成樹脂の高さ位置を測定して、その測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比の適正範囲を、合成樹脂の性状およびかさ密度ごとに予め把握しておき、この予め把握された適正範囲内で、合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比を設定することを特徴とする合成樹脂の吹き込み方法が提供される。
【００１３】
上記本発明の第１および第２の観点においては、中間タンクにおいて合成樹脂の重量測定のみならず高さ位置の測定を行い、合成樹脂のかさ密度を求め、このかさ密度に基づいて所定の流量で供給される合成樹脂の体積と前記吹き込み空気の体積との比が所定範囲になるように吹き込み空気の量を制御するので、合成樹脂の材質およびかさ密度に応じて固気比を適正な範囲にして合成樹脂を吹き込むことができる。したがって、合成樹脂の材質やかさ密度が変化しても配管のつまりや吹き込み効率の低下が生じずに適切に合成樹脂を吹き込むことができる。
【００１４】
また、上記本発明の第３の観点においては、上記本発明の第２の観点と同様にして合成樹脂のかさ密度を算出することに加え、貯留槽の合成樹脂の性状を把握し、合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比の適正範囲を、合成樹脂の性状およびかさ密度ごとに予め把握しておき、この予め把握された適正範囲内で、合成樹脂の吹き込み速度、および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比を設定するので、合成樹脂の材質およびかさ密度に加え、さらに合成樹脂粒子の性状が変化しても配管のつまりや吹き込み効率の低下が生じずに一層適切に合成樹脂を吹き込むことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る合成樹脂の吹き込み設備を示す概略構成図である。この合成樹脂の吹き込み設備１は、合成樹脂粒状化設備２０で吹き込み可能に粉砕された合成樹脂を貯留する貯留槽２と、合成樹脂に所定の吹き込み圧力を付与して所定量の合成樹脂を高炉に向けて送出する吹き込みタンク４と、大気圧の貯留槽２の合成樹脂を、高炉より高圧に維持される吹き込みタンク４に移送するために、加圧・排圧機能を有する均圧タンク（中間タンク）３とを備えている。
【００１６】
吹き込みタンク４には、加圧空気配管５および吹き込み配管６が接続されており、加圧空気配管５から供給される加圧空気により所定量の合成樹脂が吹き込み配管６に送出される。
【００１７】
吹き込み配管６の途中には、吹き込み空気配管７が接続されており、この配管７を介して吹き込み配管６に吹き込み空気が吹き込まれ、この吹き込み空気が配管６に送出された合成樹脂を高炉へキャリアするようになっている。吹き込み空気配管７には、吹き込み空気の流量を制御するバルブ８と流量測定のためのオリフィス９が設けられている。
【００１８】
均圧タンク３には、タンク全体の重量を測定するためのロードセル１０、および均圧タンク３内の合成樹脂のレベルを測定するためのレベル計１１が設けられている。これらロードセル１０およびレベル計１１の測定結果はコントローラ１２に送られる。なお、上述したオリフィス９で検出した流量もコントローラ１２に送られる。また、吹き込みタンク４にもロードセル１３が設けられており、ロードセル１３による吹き込みタンク重量データもコントローラ１２に送られる。なお、貯留槽２にも受け入れ重量を測定するためのロードセル１４が設けられている。
【００１９】
コントローラ１２では、ロードセル１０の測定値から求められる均圧タンク３内の合成樹脂の重量と、レベル計１１の測定結果から求められる合成樹脂の体積から合成樹脂のかさ密度を算出する。また、ロードセル１３の測定値から求められる吹き込みタンク重量データより重量変化（ｄＷ／ｄｔ）すなわち合成樹脂の吹き込み速度を算出する。そして、吹き込み速度およびかさ密度の値に基づいて、バルブ８に制御信号を出力し、吹き込み空気量が所定の範囲になるように制御する。
【００２０】
このように構成される吹き込み設備１においては、まず、合成樹脂粒状化設備２０で粒状化された合成樹脂を貯留槽２に貯留する。次いで、貯留槽２に貯留された合成樹脂は、均圧タンク３に移送される。この際に、均圧タンク３の中は貯留槽２と同等の圧力にされ、かつロードセル１０およびレベル計１１により均圧タンク内の合成樹脂の重量および合成樹脂のレベルが把握される。そして、均圧タンク３内の合成樹脂は、さらに吹き込みタンク４に移送される。その際には、均圧タンク３は吹き込みタンク４と同等の圧力にされる。
【００２１】
この測定結果はコントローラ１２に送られ、上述したようにロードセル１０の測定値から求められる均圧タンク３内の合成樹脂の重量と、レベル計１１の測定結果から求められる合成樹脂の体積から合成樹脂のかさ密度を算出する。そして、このかさ密度のデータに基づいて、吹き込みタンク４の重量変化（ｄＷ／ｄｔ）により得られる高炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と吹き込み空気の重量との比、つまり固気比が所定範囲になるように、吹き込み空気配管７のバルブ８の開度を制御して吹き込み空気量を制御する。
【００２２】
したがって、合成樹脂の性質および性状の違いによるかさ密度の変化に対応して吹き込み空気量を制御するので、合成樹脂の材質およびかさ密度によらず、固気比を所定の範囲にすることができ、配管のつまりや吹き込み効率の低下を生じ難くすることができる。この場合に、配管のつまりや吹き込み効率の低下を生じ難くする観点から、固気比は２〜５の範囲が好ましい。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、合成樹脂のかさ密度のみならず、合成樹脂粒子の具体的な性状についても加味して固気比および合成樹脂の吹き込み量を決定する。
【００２４】
具体的には、図１に示した装置における貯留槽２の合成樹脂粒子の性状をサンプリング等により予め把握しておき、かつ第１の実施形態と同様に、均圧タンク３においてロードセル１０およびレベル計１１により、合成樹脂の重量および合成樹脂の高さ位置を測定して、その測定値から合成樹脂のかさ密度を算出し、合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と吹き込み空気の重量との比、つまり固気比の適正範囲を、合成樹脂の性状およびかさ密度ごとに予め把握してダイアグラム等を作成しておき、この予め把握された適正範囲内で、合成樹脂の吹き込み速度および吹き込みの際の固気比を設定し、操業を行う。したがって、本実施の形態では第１の実施形態のようなコントローラ１２は用いない。
【００２５】
合成樹脂粒子が、薄片状、シート状の場合には、粒状の場合と異なり、受圧面積が小さく吹き込み困難であるため、配管内でつまりの原因となりやすい、またかさ密度の小さい合成樹脂は、かさ密度の大きいものと比較して、同じ吹き込み速度では、体積が大きくなって、より配管が詰まりやすくなり吹き込み効率が低下する。
【００２６】
このようなことを考慮して、例えば図２に示すようなダイアグラムを作成する。図２では、かさ密度０．３〜０．５Ｔ／ｍ３で粒子形状が粒状のものを最も吹き込みやすい基本条件とし、固気比Ｓ／Ｇ（ｋｇ／ｋｇ）を３〜５、吹き込み速度を１５〜４０ｋｇ／ｍｉｎに設定している。そして、この基本条件よりもかさ密度が小さく、かさ密度０．１〜０．３Ｔ／ｍ３で粒状の場合には、吹き込み速度を下げ、固気比Ｓ／Ｇを基本条件と同一範囲として、吹き込み効率の向上を図る。また、かさ密度が基本条件と同じ０．３〜０．５Ｔ／ｍ３で、薄片状、シート状の粒子が５０％以上の場合には、吹き込み速度および固気比を基本条件より低下させ、それぞれ５〜２０ｋｇ／ｍｉｎおよび１．５〜３として配管の詰まりを防止する。さらに、かさ密度が基本条件と同じ０．３〜０．５Ｔ／ｍ３で、薄片状、シート状の粒子が５０％以下（典型的には２０〜５０％）の場合には、上記３種類の中間的条件、すなわち、吹き込み速度を１０〜３０ｋｇ／ｍｉｎ、固気比Ｓ／Ｇを２〜４の条件で吹き込みを行う。
【００２７】
このように、合成樹脂粒子の性状およびかさ密度に応じて、予め適正な吹き込み速度および固気比をダイアグラムにしておくことにより、サンプリング等により把握した粒子性状、および均圧タンクでの重量および体積から求めたかさ比重をこのダイアグラムに当てはめれば適正な吹き込み条件が把握される。したがって、この把握された条件に基づいて吹き込み速度および吹き込み空気量を決定すれば、配管の詰まりや吹き込み効率の低下が生じずに適切に合成樹脂を高炉に吹き込むことができる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、高炉への合成樹脂の吹き込みについて示したが、これに限るものではない。また、図２示したダイアグラムは例示であり、これに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間タンクにおいて合成樹脂の重量および合成樹脂の高さ位置から合成樹脂のかさ密度を求め、このかさ密度に基づいて合成樹脂の体積と前記吹き込み空気の体積との比が所定範囲になるように吹き込み空気の量を制御するので、合成樹脂の材質およびかさ密度に応じて固気比を適正な範囲にして合成樹脂を吹き込むことができる。したがって、合成樹脂の材質やかさ密度が変化しても配管のつまりや吹き込み効率の低下が生じずに適切に合成樹脂を吹き込むことができる。
【００３０】
また、合成樹脂のかさ密度を算出することに加え、貯留槽の合成樹脂粒子の性状を把握し、かつ合成樹脂の吹き込み速度および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比の適正範囲を、合成樹脂の性状およびかさ密度ごとに予め把握しておき、この予め把握された適正範囲内で、合成樹脂の吹き込み速度、および炉に吹き込まれる合成樹脂の重量と前記吹き込み空気の重量との比を設定するので、合成樹脂の材質およびかさ密度に加え、さらに合成樹脂の性状が変化しても配管のつまりや吹き込み効率の低下が生じずに一層適切に合成樹脂を吹き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る合成樹脂の吹き込み設備を示す概略構成図。
【図２】本発明の第２実施形態に用いる、合成樹脂の吹き込み速度および固気比の適正範囲を合成樹脂の性状およびかさ密度ごとに示すダイアグラム。
【符号の説明】
１；合成樹脂の吹き込み設備
２；貯留槽
３；均圧タンク（中間タンク）
４；吹き込みタンク
５；加圧空気配管
６；吹き込み配管
７；吹き込み空気配管
８；バルブ
９；オリフィス
１０；ロードセル（重量測定手段）
１１；レベル計（位置検出手段）
１２；コントローラ（制御手段）
１３，１４；ロードセル
【図１】
0003613057.tif 000002
【図２】
0003613057.tif 000003