(57)【要約】【課題】流体燃料とともに代替燃料として使用する廃プラスチックの燃焼効率を向上させ得るバーナーの燃焼方法を提供する。【解決手段】廃プラスチックを粒状に成形した廃プラスチック成形体の表面に、当該廃プラスチック成形体よりも輻射率が高い物質としてカーボンブラックを塗布することで、カーボンブラックの層を予め形成して、液体または気体の燃料とともに燃焼させた。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを粒状に成形した廃プラスチック成形体を、液体または気体の燃料とともに燃焼させるバーナーの燃焼方法であって、
前記廃プラスチック成形体の表面に、当該廃プラスチック成形体よりも輻射率が高い物質の層を予め形成して、前記液体または気体の燃料とともに燃焼させることを特徴とするバーナーの燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料または気体燃料とともに廃プラスチックを代替燃料として使用するバーナーの燃焼方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、容器や包装の素材としてプラスチックが大量に生産されており、通常、これらに用いられたプラスチックは使用後に廃棄される。これらの廃棄されたプラスチック（以下、廃プラスチックという）は腐敗、分解しないので、埋め立てや焼却して処分される。しかし、特に焼却処分は、様々な有害物質を発生して環境汚染を引き起こすばかりでなく、ＣＯ２を排出して地球温暖化の原因にもなる。そこで、このような状況に対して容器包装リサイクル法が２００１年に施行され、廃プラスチックの有効利用を図るための社会整備が進められている。
【０００３】
上記のような状況に対し、製鉄業界では、石油や石炭の代替燃料として廃プラスチックを使用することによって、石油や石炭の消費量を削減し、ＣＯ２排出量の低減に寄与する試みがなされている。
例えば特許文献１に記載の技術では、廃プラスチックを所定の形状に成形して融着させた固形物（以下、廃プラスチック成形体という）を粒状に成形し、この粒状に成形した廃プラスチック成形体をバーナーで燃焼させる技術が開示されている。この技術で使用するバーナーは、バーナーの中央部に廃プラスチックの流路を設けている。そして、その周囲に流体燃料（液体燃料、気体燃料）の流路を設け、さらにその外周に酸素の流路を設けている。同文献記載の技術では、このような三重構造のバーナーを用いて、酸素によって燃料を燃焼させ、その火炎に廃プラスチックを代替燃料として投入することによって、廃プラスチックを燃焼させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０９０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術に基づき、廃プラスチックを十分に燃焼させるためには、火炎の熱を廃プラスチックに効率良く伝熱する上で検討の余地がある。
すなわち、本発明者らは、酸素によって液体燃料または気体燃料を燃焼させ、生じた火炎に廃プラスチックを投入して、廃プラスチックを効率良く燃焼させる技術について研究を重ねた。その結果、プラスチックの輻射率は１よりも小さいため、火炎からの輻射による熱が廃プラスチックの燃焼に十分に利用されていないという問題点を見いだした。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、流体燃料とともに代替燃料として使用する廃プラスチックの燃焼効率を向上させ得るバーナーの燃焼方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、粒状に成形した廃プラスチック成形体を、液体または気体の燃料とともに燃焼させるバーナーの燃焼方法であって、前記廃プラスチック成形体の表面に、当該廃プラスチック成形体よりも輻射率が高い物質の層を予め形成して、前記液体または気体の燃料とともに燃焼させることを特徴とする。
なお、前記廃プラスチック成形体よりも輻射率が高い物質としては、カーボンブラック（炭素微粉末）を好適に使用することができる。また、このカーボンブラックの層を予め形成する方法としては、カーボンブラックを適当な溶媒に溶かし、これを廃プラスチック表面に塗布するようにすればよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るバーナーの燃焼方法によれば、粒状に成形した廃プラスチック成形体の表面に、輻射率が廃プラスチック成形体よりも高い物質の層を予め形成して、液体または気体の燃料とともに燃焼させるので、輻射率を増加させることによって、廃プラスチック成形体がバーナーの火炎から受ける輻射熱が効率良く伝達される。そのため、代替燃料として使用する廃プラスチック成形体の燃焼効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の廃プラスチック成形体を燃焼させるバーナーの例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
本発明で使用する廃プラスチック成形体は、フィルム状の廃プラスチックを裁断して型枠内で圧縮して成形し、さらに加熱して部分的に融着させたものである。フィルム状の廃プラスチックとは、瓶型の容器（いわゆるＰＥＴボトル等），皿型の容器（いわゆるトレイ等）あるいは箔状の包装材（いわゆるラップ等）のような厚さ０．５ｍｍ程度のプラスチックの廃棄物を指す。
【００１０】
これらの廃プラスチックを回収して裁断する。裁断した後の廃プラスチックの形状は特に限定せず、裁断機の仕様に応じて適宜三角形，四角形等に裁断する。なお、裁断した後の最も大きい辺の長さ（以下、「裁断粒径」ともいう）が１ｍｍ未満では、裁断コストが増加してしまうという問題がある。裁断粒径が１０ｍｍを超えると、型枠内で詰まってしまうおそれがある。したがって、裁断粒径が１〜１０ｍｍの範囲内となるように裁断することが好ましい。
【００１１】
裁断した廃プラスチックを型枠に充填して加圧成形し、さらに加熱して廃プラスチックを部分的に溶融させることによって未溶解の廃プラスチックを融着させて、粒状の廃プラスチック成形体を製造する。この粒状をなす廃プラスチック成形体の平均粒径（複数方向で測定した外径の平均値）は２ｍｍ程度が好ましい。なお、得られた廃プラスチック成形体は、未溶解の廃プラスチックの間に空隙が生じるので、比表面積が増加する。その結果、バーナーで燃焼させる際に廃プラスチック成形体と火炎との接触面積が増大し、廃プラスチック成形体の燃焼効率が向上する。裁断した廃プラスチックから廃プラスチック成形体を製造する際の加圧力や加熱温度，加熱時間は、廃プラスチックの素材や内部空隙率の目標値等に応じて適宜調整する。
【００１２】
そして、上述した廃プラスチック成形体の表面に、当該廃プラスチック成形体よりも輻射率が高い物質の層を予め形成して、液体燃料または気体燃料とともに燃焼させることとした。なお、廃プラスチック成形体よりも輻射率が高い物質としては、カーボンブラック（炭素微粉末）を好適に使用することができ、また、このカーボンブラックの層を予め形成する方法の例としては、カーボンブラックを適当な溶媒に溶かし、これを廃プラスチック成形体表面に塗布するようにすればよい。本実施形態の例では、カーボンブラック溶液を塗布することにより、廃プラスチック成形体表面に、カーボンブラックの層を予め形成している。
【００１３】
このようにして得られた廃プラスチック成形体を燃焼させるバーナーの例を模式的に図１に示す。ここで、廃プラスチック成形体２に着火するのは困難である。そのため、このバーナー１は、酸素４によってプロパンガス３を燃焼させ、その火炎に廃プラスチック成形体２を投入するものである。
詳しくは、同図に示すように、このバーナー１は、バーナー１の中心部に、廃プラスチック成形体２の流路１ａが設けられている。流路１ａの周囲には、円環状の流路１ｂが設けられ、この流路１ｂからプロパンガス３を供給可能に構成されている。さらに、プロパンガス３用の流路１ｂの周囲に設けられた円環状の流路１ｃからは、酸素４が供給されてプロパンガス３を燃焼させ、生じた火炎に流路１ａから廃プラスチック成形体２が投入されるようになっている。また、バーナー１の外壁には冷却水５の流路１ｄが設けられる。なお、ここでは流体燃料としてプロパンガス３を使用する例について説明するが、流体燃料として、液体燃料や他の気体燃料を燃焼させるバーナーにも本発明を適用できる。
【００１４】
次に、このバーナー１による燃焼方法およびその作用効果について説明する。
上記バーナー１による燃焼方法では、酸素４が流路１ｃから供給され、流路１ｂからプロパンガス３が供給されるので、供給されるプロパンガス３を燃焼させて火炎を生じさせることができる。そして、バーナー１の中心部に廃プラスチック成形体２の流路１ａが設けられているので、この流路１ａから供給される廃プラスチック成形体２を、前記火炎に投入することで、廃プラスチック成形体２に着火することができる。
【００１５】
そして、このバーナー１による燃焼方法では、上述のように、廃プラスチック成形体２は、その表面に、当該廃プラスチック成形体２よりも輻射率が高い物質の層として、カーボンブラックを予め塗布しているので、上記生じた火炎中を廃プラスチック成形体２が通過する際に、表面のカーボンブラックにより火炎からの輻射熱を効率良く吸収することができ、これにより、廃プラスチック成形体２の燃焼性を向上させることができる。
以上に説明した通り、本発明を適用すれば、液体燃料または気体燃料とともに代替燃料として廃プラスチックを効率良く燃焼することができ、製鉄業界で使用する各種のバーナーに支障なく適用できる。
【実施例】
【００１６】
図１に示すバーナー１を用いて、予めカーボンブラックを塗布した平均粒径２ｍｍの廃プラスチック成形体２の燃焼実験を行なった。酸素４の流速を２．０Ｎｍ３／分とし、プロパンガス３の流速を０．３５Ｎｍ３／分とした。これを発明例とする。一方、比較例として、カーボンブラックを塗布しない粒径２ｍｍの廃プラスチック成形体２を用いて、バーナー１を用いた燃焼実験を行なった。酸素４とプロパンガス３の流速は、上記発明例と同様に、２．０Ｎｍ３／分、０．３５Ｎｍ３／分とした。
【００１７】
上記燃焼実験終了後、発明例、比較例それぞれについて、未燃の廃プラスチックを回収してその質量を測定し、それを投入した廃プラスチックの質量から差し引いて燃焼した廃プラスチックの質量を求め、これを投入した廃プラスチックの質量で除して、廃プラスチックの燃焼率を算定した。その結果、発明例の燃焼率が０．８であったのに対して、比較例の燃焼率は０．７であり、発明例の廃プラスチック成形体によれば、燃焼効率が向上することが確認された。
【符号の説明】
【００１８】
１    バーナー
２    廃プラスチック成形体
３    プロパンガス
４    酸素
５    冷却水
【図１】
2013036656.tif 000002