(57)【要約】【課題】有機化合物である廃プラスチックを成型炭のバインダーとしてリサイクル利用する際に、成型炭の強度を従来以上に向上させることのできる成型炭の製造方法を提供すること。また、廃プラスチックをバインダーとした成型炭を原料として製造されるコークスの品質を向上可能な、コークスの製造方法を提供すること【解決手段】廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解して混合バインダーとし、該混合バインダーと石炭とを混合して加圧成型することで成型炭を製造することを特徴とする成型炭の製造方法を用いる。溶媒として、石油系タールおよび／または石炭系タールを用いることが望ましい。また、混合バインダーと石炭とに、さらに固形バインダーを混合して加圧成型することで成型炭を製造することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解して混合バインダーとし、該混合バインダーと石炭とを混合して加圧成型することで成型炭を製造することを特徴とする成型炭の製造方法。
【請求項２】
溶媒として、石油系タールおよび／または石炭系タールを用いることを特徴とする請求項１に記載の成型炭の製造方法。
【請求項３】
溶媒として、石油系タールおよび／または石炭系タールを蒸留後、軽質油を回収した後に得られる重質油を用いることを特徴とする請求項１に記載の成型炭の製造方法。
【請求項４】
混合バインダーにおける、溶媒に対する廃プラスチックの混合比率が質量比で０．３以上３．０以下であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の成型炭の製造方法。
【請求項５】
廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解する温度が１５０℃〜２２０℃であることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の成型炭の製造方法。
【請求項６】
石炭に対する混合バインダーの添加比率が質量比で１％以上２０％以下であることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかにに記載の成型炭製造方法
【請求項７】
混合バインダーと石炭とに、さらに固形バインダーを混合して加圧成型することで成型炭を製造することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の成型炭の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の方法で製造された成型炭を、コークス炉に装入して乾留することを特徴とするコークスの製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の方法で製造された成型炭を、石炭とともにコークス炉に装入して乾留することを特徴とするコークスの製造方法。
【請求項１０】
コークス炉に装入するコークス原料である石炭に対する成型炭の添加比率が質量比で１％以上、４０％以下であることを特徴とする請求項８または請求項９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、石炭粉を一定形状に加圧成型して製造する成型炭の製造方法および成型炭を用いたコークスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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増加しており、その処理が社会的に、また環境上も大きな問題になっている。なかでも、高分子系の炭化水素化合物であるプラスチックは、燃焼時に発生する発熱量が高く、これを焼却処理した場合に焼却炉の炉壁を痛める等の問題があることから、専用の焼却設備を必要とするため、その多くは、ごみ埋立地等で投棄処理されているのが現状である。しかしながら、プラスチック等の投棄は、埋立地の地盤低下をもたらすとともに、環境対策上からも好ましくなく、また、昨今では処理費用の増加とともに、埋立地用の用地不足が社会問題になりつつある。このために、大量の合成樹脂類を投棄することなく、処理可能とする方法の開発が切望され、各方面で研究されている。
【０００３】
廃プラスチックのリサイクル利用に関して、廃プラスチックを石炭に混合して利用する方法が知られている。例えば、コークス炉炭化室の下部に予め石炭と混合した廃プラスチックを装入する方法であり、廃プラスチックを成型炭とともにコークス炉の炭化室下部または全体に装入することにより、乾留時の発生ガス圧を低下させると共に、コークス品質低下を抑制することを特徴とする高炉用コークスの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、粒状プラスチックを装入炭に混ぜてコークス炉に装入し、乾留すると、粒状プラスチックは溶融して装入炭同志を接着する糊として作用し、良質のコークスが製造できる方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、予め減容処理を行った廃プラスチックを石炭に混合して成型炭を製造し、成型炭を石炭に配合して、コークス炉に装入して乾留を行う方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。さらに、廃プラスチックと重質油を高温（２００〜５００℃）で加熱混合し、重合処理することにより石炭の粘結助成剤としてコークス炉へ装入する方法が知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開２００２−４７４９３号公報
【特許文献２】特開平６−２２８５６５号公報
【特許文献３】特開２００３−１０５３４２号公報
【特許文献４】特開２０００−５３９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を用いると、炭化室底部に廃プラスチックを装入した場合、廃プラスチックの分解熱により炭化室底部の吸熱量が大きく、煉瓦の損耗が発生する。また、炭化室底部に装入したコークスの粒度や強度が低下し、コークスの品質が低下するという問題点がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載の方法を用いると、廃プラスチックの嵩密度が低いために、コークス炉に装入される石炭の嵩密度が低下し、この石炭を乾留して製造したコークス強度が低くなり、コークス品質が低下する。また、全体として嵩密度が低下するために生産性が低下するという問題も発生する。
【０００６】
特許文献２に記載の方法を改善するために、特許文献３に記載の方法を用いることができる。廃プラスチックを予め減容化し、嵩密度を高くしているので、石炭と均一混合できるとされている。しかし、均一混合するためには嵩密度、比重、粒度などの物理的な性状を同程度にする必要があり、廃プラスチックの場合、石炭と同一の粒度（例えば、特許文献３に記載の実施例の成型炭の成型サイズ１５ｍｍの場合には、原料の石炭として３ｍｍ以下程度の粒度を有する石炭を用いる必要があると考えられる）に通常の粉砕装置で粉砕するためには、冷却等の操作が必要となり、経済的ではない。また、廃プラスチックと石炭とを加圧して成型炭を製造するが、その際の現象としては石炭に混合された廃プラスチックが加圧成型により温度上昇し、溶融により粘結剤（バインダー）の役割となることが期待されている。しかしながら、廃プラスチックはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＰＥＴなど種々のプラスチックの混合状態であり、それぞれの溶融温度が異なるため、成型炭内部の一部は廃プラスチックにより結合されるが、他の部分は結合せずに逆に強度が低下する場合もある。
【０００７】
上記のような各種プラスチックの溶融温度の違いによる粘結剤性状の不均一性を改善できる技術として、特許文献４に記載の方法が知られている。しかしながらこのような手法を用いて製造した粘結助成剤を石炭粘結剤として原料炭に添加してコークス炉に装入する特許文献４に記載の方法では、乾留後のコークス強度は向上するものの装入嵩密度が低下すると考えられ、コークスの製造歩留が低下するという問題がある。また原料石炭中への粘結助成剤の均一な分散添加は困難である。特許文献４においてはこのためニーダーを用いて石炭と粘結助成剤（混合バインダー）を加熱混練しているが、粘結助成剤はプラスチックを溶媒中で高温（実施例においては３５０℃）で反応させ、重合処理を行っているので軟化温度が高くなり、ニーダーにおける加熱混練時にも同程度の温度が必要になると考えられる。このため、高温の加熱が可能で駆動力の大きい加熱混練設備が必要となり、また石炭中へ均一に分散させるための設備規模が大きいので、経済性に問題がある。したがって、廃プラスチックと重質油を加熱混合して重合処理した粘結助成剤と、原料炭とを混合してコークス炉に装入してコークスを製造することは望ましくない。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点の解決を図ったものであり、有機化合物である廃プラスチックを成型炭のバインダーとしてリサイクル利用する際に、コークス製造の歩留を低下させることなく、成型炭の強度を従来以上に向上させることのできる成型炭の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、廃プラスチックをバインダーとした成型炭を原料として製造されるコークスの品質を向上可能な、コークスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）、廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解して混合バインダーとし、該混合バインダーと石炭とを混合して加圧成型することで成型炭を製造することを特徴とする成型炭の製造方法。
（２）、溶媒として、石油系タールおよび／または石炭系タールを用いることを特徴とする（１）に記載の成型炭の製造方法。
（３）、溶媒として、石油系タールおよび／または石炭系タールを蒸留後、軽質油を回収した後に得られる重質油を用いることを特徴とする（１）に記載の成型炭の製造方法。
（４）、混合バインダーにおける、溶媒に対する廃プラスチックの混合比率が質量比で０．３以上３．０以下であることを特徴とする（２）または（３）に記載の成型炭の製造方法。
（５）、廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解する温度が１５０℃〜２２０℃であることを特徴とする（２）ないし（４）のいずれかに記載の成型炭の製造方法。
（６）、石炭に対する混合バインダーの添加比率が質量比で１％以上２０％以下であることを特徴とする（２）ないし（５）のいずれかにに記載の成型炭製造方法
（７）、混合バインダーと石炭とに、さらに固形バインダーを混合して加圧成型することで成型炭を製造することを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の成型炭の製造方法。
（８）、（１）ないし（７）のいずれかに記載の方法で製造された成型炭を、コークス炉に装入して乾留することを特徴とするコークスの製造方法。
（９）、（１）ないし（７）のいずれかに記載の方法で製造された成型炭を、石炭とともにコークス炉に装入して乾留することを特徴とするコークスの製造方法。
（１０）、コークス炉に装入するコークス原料である石炭に対する成型炭の添加比率が質量比で１％以上、４０％以下であることを特徴とする（８）または（９）に記載のコークスの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃プラスチックを成型炭製造用バインダーとして石炭に混合する際に均一に配合することができ、製造される成型炭の強度が上昇し、成型炭としての品質が向上する。ハンドリング強度が向上するため、コークス炉装入前の粉化を抑制する事ができる。廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解する際に、重合反応などの化学的な反応を伴う必要が無いため、比較的低い温度で発明を実施する事が可能である。また、成型炭を乾留することで製造されるコークスの品質を向上させることができ、コークス炉への成型炭の装入密度が増加することでコークスの生産性が向上する。成型炭に添加された廃プラスチックは、含有する炭素の一部がコークスとして残留する他、一部はタールとして回収され、残りはガス化してコークス炉ガス（ＣＯＧ）として製鉄所内で有効に利用され、高度なリサイクル利用を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明では廃プラスチックを石油系および／または石炭系タール等の溶媒に混合および／または溶解し、成型炭用バインダーとして用いる。このような成型炭用バインダーを用いることにより、廃プラスチックを成型炭中に均一に分散可能となり、また廃プラスチックに由来して粘度が増加するために成型炭強度が大幅に向上する。廃プラスチックを溶媒に混合および／または溶解し、廃プラスチックが溶媒分子中に分散した状態とすると、廃プラスチックの分子鎖間に溶媒分子鎖が入り込むため分子鎖同士の結合力が緩くなり、軟化点が低下することによってバインダーとして必要な粘性が発現するという仕組みを有効に利用したものであり、プラスチック分子自体に化学的な重合反応をさせる必要が無いため低温で混合および／または溶解を行うことが可能であり、経済的である。また、コークス炉に本発明の成型炭用バインダーを用いて製造した成型炭を配合することにより、コークス炉への原料の装入嵩密度が向上し、生産性が上がるという利点がある。
【００１３】
本発明の具体的な手段や特徴を以下に詳しく説明する。
【００１４】
本発明では、廃プラスチックを成型炭製造用のバインダーとして利用するために、廃プラスチックを溶媒中に混合し、前記廃プラスチックが混合および／または溶解された溶媒を「混合バインダー」として石炭に混合して成型炭を製造する。
【００１５】
溶媒として、プラスチックを溶解可能な有機化合物からなる溶媒を用いることが望ましく、石炭と混合して成型炭を製造する際に揮発しない程度の沸点を有し、製造した成型炭を乾留する際に固形分が残留する、芳香族を有する有機化合物であることが好ましい。
したがって、石油系タールおよび／または石炭系タールを用いることが特に好ましく、また石油系タールおよび／または石炭系タールを蒸留し、軽質油成分を取り出した後に得られる重質油も好適に使用できる。
【００１６】
溶媒として石油系タールおよび／または石炭系タールや、重質油を用いる際には混合バインダーにおける、溶媒に対する廃プラスチックの混合比率（廃プラスチック／溶媒）が質量比で０．３以上３．０以下であることが望ましい。
【００１７】
また、溶媒として石油系タールおよび／または石炭系タールや、重質油を用いる際には廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解する温度が１５０℃〜２２０℃であることが望ましい。
【００１８】
さらに、石炭に対する混合バインダーの添加比率（混合バインダー／石炭）が質量比で１％以上２０％以下であることが望ましい。
【００１９】
また、乾留後の成型炭の強度を上昇させるために、混合バインダーと石炭の他に、さらに従来から用いられている固形バインダー類（ＡＳＰ、ＰＤＡ等の固形ピッチ類等）を混合して成型炭を製造することも可能である。
【００２０】
さらに本発明では、上記の方法で製造された成型炭をコークス炉に装入して乾留することで高品質のコークスを製造する。成型炭をコークス炉に装入して乾留する際には、通常の原料炭（石炭）とともにコークス炉に装入して乾留すると、コークス炉内の充填密度が増加し、生産性が向上するので望ましい。
【００２１】
コークス炉に装入するコークス原料である石炭（原料炭）に対する成型炭の添加比率（成型炭／原料炭）が質量比で１％以上、４０％以下であることが望ましい。
【００２２】
廃プラスチックは、必要に応じて、取扱いの容易な大きさに破砕処理を行い、混入された異物を除去して用いることが望ましい。さらにこれらを粒状に成型することによってハンドリングが容易になり、また廃プラスチックの嵩密度が増加するため溶媒との混合性が向上する。廃プラスチックを粒状化する手法としては、二軸押出成型法、リングダイ成型法など公知の方法を用いることが可能である。
【００２３】
本発明の一実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態であり、廃プラスチックをバインダーとして利用するコークス製造フローである。コークス製造工程は、廃プラスチックの収集工程１とベール状に梱包された廃プラスチックを解砕（解袋）する工程２、解砕された廃プラスチックを５０ｍｍ以下に破砕する１次破砕工程３、廃プラスチック中の異物（金属、瀬戸物等）を風選、磁選、手選等により選別除去する選別工程４、異物が除去された廃プラスチックを２０ｍｍ以下に破砕する２次破砕工程５、破砕された廃プラスチックを溶媒中に混合および／または溶解させる混合・溶解工程６、溶媒に混合および／または溶解したプラスチックを溶媒とともにバインダーとして石炭に配合する混合工程７、石炭と前記バインダーとの混合物の成型工程８、成型工程８により得られた成型炭を石炭とともに乾留するコークス炉９からなる。製造されたコークスは、高炉１０等で利用する。
【００２５】
収集工程１で収集された廃プラスチックが容器包装プラスチックのように、菓子袋や包装材等のフィルム系プラスチックが主体である場合は、取扱いを容易とするために１次破砕工程３において剪断型破砕機等を用いて５０ｍｍ以下に破砕することが望ましい。また、廃プラスチック中にはプラスチック以外の異物が混入していることから、風選、磁選、手選、比重選別等の手法を用いて選別工程４にて金属、ガラス、陶器等、成型工程８の妨げとなる異物が除去される。廃プラスチックが産業廃棄物系プラスチックのように、含まれる異物の割合が少ない場合は、選別工程４の負荷を軽減することも可能である。
【００２６】
また、これらを粒状に成型することによって廃プラスチックのハンドリング性が改善され、また廃プラスチックの嵩密度が増加するため溶媒との混合性が向上するので、二軸押出成型法、リングダイ成型法等により成型を行っても良い。廃プラスチックの粒状物の平均粒径は３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下程度とすることが望ましい。３ｍｍ未満では造粒時の生産性が著しく低下し、２０ｍｍ超えでは粒が大きすぎて伝熱性が悪く、溶解に時間がかかる場合がある。
【００２７】
混合・溶解工程６に用いられる溶媒は、廃プラスチックを混合する条件において液体として存在し、少なくともほとんど分解することなく、その粘度等の物理的性質が変化しないものを用いることが望ましい。また、混合・溶解工程６はプラスチックの膨潤や溶解を促進するために加熱しながら行うことが望ましい。このためには、混合・溶解工程６を６０℃から２５０℃で行うことが望ましい。これは６０℃未満ではプラスチックの溶解が困難である場合があるからであり、２５０℃を超えると溶媒中の成分が揮発して成分組成が変わり溶解しにくくなるばかりでなく、溶媒そのものの量が減ることにより溶解性が低下する場合があるからでる。また溶媒の種類によって混合・溶解の最適温度は変動するが、溶媒として石油系タールおよび／または石炭系タールや、重質油を用いる際には、１５０℃〜２２０℃の温度条件で行うことが特に望ましい。これは１５０℃以上の温度領域では廃プラスチック中の各種プラスチックの多くが溶融温度に達し、比較的廃プラスチック溶解性の低いこれらの溶媒においても十分な溶解性能を確保できるからであり、また２２０℃を超えると揮発量が大きくなるため溶媒の変質、減少といった問題が顕在化するためである。これらの温度条件においては、溶媒分子とプラスチック分子の間の化学反応による変化は小さいと考えられ、形態としては廃プラスチックの高分子鎖が溶媒中に分散していると考えられる。このため、廃プラスチックの軟化温度は低下し、成型炭用バインダーとして適した軟化温度となる。
【００２８】
溶媒の選択は、混合・溶解温度に依存するが、たとえば、コールタールの他、コールタール系の常圧蒸留塔中段抜き出し重油、残渣重質油、石炭液化油、特定の油種（カフジ等芳香族成分が多いもの）からの石油系の減圧残油、エチレンボトム油、改質油、ＦＣＣオイル等を用いることができる。また、カーボンブラックオイル等、上記残油のブレンド油でも望ましい。さらに、供給する廃プラスチックのうち、塩化ビニル、ポリスチレン、ＰＥＴの比重は１．０以上、ポリエチレン、ポリプロピレン等の比重は１．０以下であるため、溶媒中への均一混合を考えれば、溶媒の比重は０．９〜１．２の範囲が好ましい。混合・溶解工程６では、廃プラスチックに対する溶媒の質量比である、「溶媒／廃プラスチック」が０．１〜２０の範囲で廃プラスチックを混合・溶解することが好ましい。廃プラスチックの割合が多すぎると、溶媒分子の廃プラスチック分子鎖間への分散の効果が少ない。また、廃プラスチックの割合が少なすぎると、プラスチックによるバインダー効果が低下する。「溶媒／廃プラスチック」の最適比率は溶媒の種類や混合攪拌条件によって異なるが、上記に示した好適な温度範囲において十分な混合攪拌を行うことを前提とし、溶媒として、石油系タールおよび／または石炭系タール、もしくは石油系タールおよび／または石炭系タールを蒸留し軽質油成分を取り出した後に得られる重質油を用いた場合、より好ましい「溶媒／廃プラスチック」は０．３〜３．０の範囲である。これらの溶媒を用いた場合は、特に「溶媒／廃プラスチック」が０．３未満であると強度が発現せず、また３．０を超えると溶媒量が少ないために廃プラスチック分子鎖間への溶媒の分散が少なく、廃プラスチックの軟化温度が低下し難いため、バインダーとして用いる際に成型物中における分散性が低下し、成型物の強度が低下する場合があるからである。
【００２９】
また、廃プラスチックが混合および／または溶解した溶媒の軟化点および粘度は、ポンプなどで移送可能な温度または粘度以下であることが望ましい。具体的には、蒸気加熱配管温度で移送可能な粘度であることが望ましい。混合・溶解工程６に用いる装置は、溶媒を加熱しつつ撹拌可能な機構を有するものであることが好ましい。また、均一溶解および処理時間の短縮のためには、液表面から内部方向への撹拌が可能であることが重要である。特にプラスチックが溶解するに従い溶媒が高粘度化するため、攪拌羽根としてはヘリカルリボン型、アンカー型など、高粘度流体において十分攪拌能力を発揮できるものが望ましい。この際、高粘度流体の持続的な攪拌を可能とする強力な攪拌装置を必要とする。また、溶解物に対して高速剪断が可能なホモジナイザーを用いた混合攪拌も有効である。
【００３０】
混合・溶解工程６で製造された廃プラスチックと溶媒との混合物（混合バインダー）は石炭混合工程７に供給され、石炭および、常温で固形のバインダー（固形バインダー）とともに均一に混合される。混合バインダーの混合割合は、バインダー単独で添加する場合、成型炭原料石炭に対して１ｍａｓｓ％以上２０ｍａｓｓ%以下であることが望ましい。バインダー添加量１ｍａｓｓ％未満では殆ど強度が発現せず、また２０ｍａｓｓ％を超えると乾留した際にバインダー成分の揮発により空間が形成され密度が低下するため、乾留後のコークス強度が逆に低下してしまう場合があるからである。ただし固形バインダーを添加する場合はその添加割合にも依存するので、適宜調整する。
【００３１】
混合温度は添加する固形バインダーの軟化点等にもよるが、大量の材料を安価に加熱するためには、製鉄所内においては特に蒸気の使用が適しており、通常は蒸気で加熱可能な温度範囲（１２０℃以下程度）とすることが好ましい。しかしながら廃プラスチック配合量が多く軟化点が高めの混合バインダーを使用する場合、例えばシリコーンオイル等の熱媒を用いた加熱方式等を用いてより高温条件で混合溶解を行うことも可能である。
【００３２】
また混合方法については均一に混合可能なものであれば良く、スクリュー方式あるいは攪拌機を設置してある混合装置等を適宜使用すれば良いが、攪拌羽根を用いた混合攪拌装置を使用する場合は、混合攪拌性能を確保する為、１５０ｒｐｍ以上の攪拌速度を確保できるモーター駆動力を持った攪拌装置の使用が適している。
【００３３】
石炭混合工程７で得られた混合物を成型工程８にて成型して成型炭を製造する。混合物を成型機等を用いて加圧して例えば豆炭状に成型する。成型機は押し出し成型でも、ダブルロールタイプの成型機でも適宜利用可能である。また、成型後のハンドリング強度を考慮して、成型機自体を加熱できるもの、もしくは成型前に加熱混合機構を持つものが望ましい。成型炭の大きさは、コークス製造原料とする場合には、コークス炉での乾留後の大きさが通常のコークスと同程度であれば良く、具体的には１８ｃｍ3〜７５ｃｍ3とすることが好ましい。
【００３４】
成型工程８で製造された成型炭は、石炭と混合され、コークス炉９に装入後、乾留され、高炉用コークスを得ることができる。コークス炉に装入の際の適切な成型炭添加比率は、ブリケット形状、石炭粒度、コークス炉形状によって変わるが、通常装入する石炭量の１〜４０ｍａｓｓ％の範囲であることが望ましい。これは１ｍａｓｓ％未満ではコークス強度、コークス生産性向上の効果がほとんど現れず、また４０ｍａｓｓ％を超えるとコークス炉における原料装入密度が上がり過ぎるため、コークスの押し詰まり、コークス炉の炉壁損傷の原因となる可能性があるからである。
【実施例１】
【００３５】
図２に示す処理装置を用いて、成型炭の製造を行なった。
【００３６】
成型炭の製造に用いた廃プラスチックは、あらかじめ異物除去を行ない、２０ｍｍ以下に破砕されたものであり、工業分析値で灰分３．５ｍａｓｓ％、揮発分９５．２ｍａｓｓ％であり、化学分析値でＣ：７５．８ｍａｓｓ％、Ｈ：１０．３ｍａｓｓ％、Ｏ：８．８ｍａｓｓ％、Ｎ：０．２ｍａｓｓ％、Ｓ：０．１ｍａｓｓ％であった。
【００３７】
溶媒として石炭乾留時に生成したタール留分を常圧蒸留塔で蒸留して、中段より得られた留分を用いた。比重は０．９７（１５℃）、流動点：−３２℃、１０％留出温度１６０℃であった。
【００３８】
石炭は粒度３ｍｍ以下のものを、石炭と同時に添加する固形バインダーには軟化点１８０℃、粒径３ｍｍ以下が５４％の粒度のアスファルトピッチ（ＡＳＰ）を用いた。
【００３９】
混合・溶解装置１１内に、溶媒２ｋｇに対して、廃プラスチック１ｋｇを装入後、２００℃で撹拌しながら、２０分間の混合・溶解処理を行なった。得られた廃プラスチック混合溶媒（混合バインダー）３ｋｇと、石炭７５ｋｇと、さらに固形バインダー２．３ｋｇとを石炭混合装置１２に供給し、蒸気により加熱するとともに、攪拌機により２分間撹拌して混合した。さらに、得られた混合物をカップ容量５０ｍｌのダブルロール成型機１３に送り、成型炭を製造し、歩留を測定した。得られた成型炭を１１００℃で乾留する試験を実施した。乾留前の成型炭、乾留後の成型炭について圧潰強度を測定した。また乾留後の成形炭のドラム強度を測定した。（本発明例１）
次に、溶媒が廃プラスチックを含まない以外は上記の本発明例と同様の方法で成型炭を製造した。但し、溶媒は３ｋｇとした。実施例１と同様に、成型炭の歩留まり、乾留前の成型炭の圧潰強度、乾留後の成型炭の圧潰強度、乾留後のドラム強度を測定した。（比較例１）
さらに、廃プラスチックを固形バインダーと同様な粒度（粒径３ｍｍ以下が５４％程度）に冷凍して粉砕した。得られた廃プラスチック１ｋｇと、本発明例で使用した溶媒２ｋｇ、固形バインダー２．３ｋｇ、石炭７５ｋｇとを石炭混合装置１２に供給し、蒸気により加熱するとともに、２分間の攪拌機による混合を行った。得られた混合物を用いて本発明例と同様の方法で成型炭を製造し、成型炭の歩留まり、乾留前の圧潰強度、乾留後の圧潰強度、乾留後のドラム強度を測定した。（比較例２）
本発明例１、比較例１、比較例２で製造した成型炭の歩留まり、ドラム強度、圧潰強度を図３に示す。図３において、比較例１の強度、歩留まりを１００として、指数で示した。
【００４０】
尚、圧潰強度は、圧潰強度試験機にて成型炭の加圧面に対して上下から圧力をかけて、割れが発生した（上昇圧力が停滞した）時点の力を測定して求めた。単位はＮ／Ｐで表示し、Ｐは測定試料が圧力を受ける面が点接触であることを示している。また、ドラム強度はＪＩＳ Ｋ ２１５１で規定されるコークスの回転強度であり、ここでは、目開き１５．９ｍｍの篩でふるい分けた篩上の成型炭５ｋｇをドラム試験機に装入し２５ｒｐｍで５０回転させたのち、目開き１５．９ｍｍの篩でふるい分けて篩上の質量を求め、元の質量に対する百分率をドラム強度とした。ドラム試験機としては、径５００ｍｍ、厚さ５００ｍｍ、内部に高さ８０ｍｍの羽根３枚を有するトロンメル強度試験機を用いた。
【００４１】
また、成形炭の歩留は、製造した成型炭中の、粒径１０ｍｍ以上の成型炭の割合とした。
【００４２】
本発明の製造方法を用いた成形炭は、コークスの原料として好適であり、従来の廃棄プラスチックを用いた成形炭（比較例２）に比較してはるかに歩留、強度が向上し、また、プラスチックを原料に用いない通常の成形炭（比較例１）に比較しても、強度が向上することが分かった。本発明で製造したコークスも、従来の廃棄プラスチックを用いたコークス（比較例２）に比較して強度が向上し、また、プラスチックを原料に用いない通常のコークス（比較例１）に比較しても、強度が向上した。
【実施例２】
【００４３】
図２に示す処理装置を用いて、以下の条件で成型炭の製造を行った。
【００４４】
実施例１と同様、破砕処理を行い、異物を除去した後、比重分離装置によって、塩化ビニル、紙類を除去した廃プラスチック（２０ｍｍ以下）を、原料として用いた。溶媒としては石炭乾留時に生成したタールを用いた。比重は１．１７（１５℃）、１０％留出温度は２３０℃であった。上記プラスチック１２ｋｇとタール１５ｋｇ（廃プラスチック／溶媒比＝０．８）を混合・溶解装置内に装入し、２００℃で１時間の攪拌・溶解処理を行った。攪拌は高粘度用アンカー攪拌羽根によって行い、攪拌羽根回転速度は毎分１５０回転であった。得られた混合バインダー２７ｋｇに対し、実施例１で使用したものと同等の粒度・性状を示す石炭６００ｋｇと固形バインダー（アスファルトピッチ）１５ｋｇを石炭混合装置に供給し、蒸気により加熱しながら４分間混合攪拌した。さらに得られた混合物をカップ容量４７ｍＬのダブルロール成型機に送り、成型炭を製造した（本発明例２）。
【００４５】
次に、本発明例２と同じ原料である、粒状プラスチック１６ｋｇとタール２０ｋｇ（廃プラスチック／溶媒比＝０．８）を混合・溶解装置内に装入し、本発明例２と同じ条件で攪拌して混合バインダーを製造し、同様に石炭６００ｋｇと固形バインダー１５ｋｇを加えて石炭混合装置に供給し、蒸気で加熱しながら４分間攪拌混合した。得られた成型物を本発明例２で使用したダブルロール成型器でブリケット成型し、成型炭を製造した（本発明例３）。
【００４６】
さらに、混合バインダーの代わりに溶媒であるタールを添加し、本発明例２とすべて同じ条件で攪拌・成型を行い、成型炭を製造した。この際、タールの添加量は本発明例２における混合バインダー添加量と同量の２７ｋｇとした（比較例３）。
【００４７】
これらの各成型炭について、成型時にそれぞれ成型歩留の測定を行った。また、これら成型炭の強度評価試験として、実施例１に示したトロンメル強度試験、圧潰強度試験を行った。本発明例２、本発明例３、比較例３で製造した成型炭の歩留まり、ドラム強度、圧潰強度を図４に示す。図４において、比較例３の強度、歩留まりを１００として、指数で示した。
【００４８】
さらに各成型炭を同じ方法で繰り返し大量に製造し、室炉式コークス炉（７.５５ｍ×１７ｍ×０．４５ｍ）において原料炭（石炭）中に分散させて配合した。この際、原料炭中への成型炭の配合率は、すべて２０ｍａｓｓ％となるように調節した。
【００４９】
乾留後、それぞれのコークスについて、ドラム強度（ＪＩＳＫ２１５１に規定のＤＩ１５０／１５）、ＣＳＲ（ＣＯ2反応後強度）について評価し、比較した。
【００５０】
強度測定結果を表１に示す。実施例1における比較例２の値を１００として、本発明例２、本発明例３、比較例３における強度比率を指数で示した。
【００５１】
【表１】
2005240009.tif 000003
【００５２】
固形バインダーと溶媒のみを使用した比較例３と比較して、廃プラスチック混合バインダーを使用した本発明例２では、成型歩留が上昇し、ドラム強度が上昇し、圧潰強度が大幅に向上した。さらに、混合バインダー添加量を増加するとこれらの強度はさらに大幅に向上した。さらに、これらの成型炭を原料炭中に２０ｍａｓｓ％配合して乾留したコークス強度についての比較評価では、廃プラスチック混合バインダーの使用により、ＤＩ、ＣＳＲの両指標とも向上することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態であるコークス製造フロー。
【図２】本発明の製造方法に用いるのに好適な処理装置の概略図。
【図３】本発明例１、比較例１〜２における成型炭の強度と歩留を示すグラフ。（実施例１）
【図４】本発明例２、本発明例３、比較例３における成型炭の強度と歩留を示すグラフ。（実施例２）
【符号の説明】
【００５４】
１    廃プラスチックの収集工程
２    解砕（解袋）工程
３    １次破砕工程
４    選別工程
５    ２次破砕工程
６    混合・溶解工程
７    石炭混合工程
８    成型工程
９    コークス炉
１０    高炉
１１    混合・溶解装置
１２    石炭混合装置
１３    ダブルロール成型機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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