燃料粒料、燃料粒料的制造方法及制造裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)日為2011年4月19日的發(fā)明名稱為"燃料粒料、燃料粒料的制 造方法及制造裝置"、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01180003600. 8的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及將由廢棄的家電制品回收的聚氨酯泡沫破碎、將得到的粉狀的聚氨酯 壓縮成型而形成的燃料粒料，燃料粒料的制造方法以及燃料粒料的制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 由廢棄的家電制品回收的塑料的處理成為大問(wèn)題。其中，在冷藏庫(kù)、冷凍庫(kù)中用作 絕熱材料的硬質(zhì)聚氨酯泡沫、特別是含氯氟烴發(fā)泡聚氨酯泡沫，例如即使破碎成粉狀后，由 于殘留氯濃度高，因而也難以用作燃料。此外，含氯氟烴發(fā)泡聚氨酯泡沫由于輕量、堆積比 重小，因此存在體積易增大，難以輸送的問(wèn)題。
[0004] 下述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了有效利用由廢棄的家電制品產(chǎn)生的塑料的方法。該方法 中，將熱熔融可燃物粉碎后，加熱熔融進(jìn)行液化，進(jìn)而添加脫氯劑，由此進(jìn)行脫氯，然后，進(jìn) 行冷卻、固體化，制造燃料。
[0005] 此外，下述專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了利用由廢棄的家電制品回收的熱塑性塑料粉碎物 等來(lái)制造造粒合成樹(shù)脂材料的方法。該方法中，將所回收的熱塑性塑料粉碎物和除去了含 氯氟烴的絕熱材料的粉碎物混合，將其造粒。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平9-13062號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2000-140794號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 即使將上述專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)用于由廢棄的家電制品回收的絕熱用的聚 氨酯，也會(huì)由于聚氨酯為熱固化性、加熱也不熔融，因此不能使用上述的方法。
[0008] 此外，欲將專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)用于由廢棄的家電制品例如冷藏庫(kù)回收的聚 氨酯時(shí)，對(duì)于使用含氯氟烴而成的聚氨酯發(fā)泡材料，即使在除去了含氯氟烴后再次粉碎，殘 留氯濃度也為1. 〇重量％以上，因此不能形成適合燃料的殘留氯濃度（通常為〇. 3wt%以 下）。所以，所制造的造粒合成樹(shù)脂材料雖然可用作殘留氯容許濃度高的高爐燃料或鐵還原 劑等，但是在通常的鍋爐、水泥窯或焚燒爐等中不能用作燃料。
[0009] 然而近年來(lái)，由廢棄的家電制品回收的聚氨酯中，來(lái)自含氯氟烴（R11和含氯氟烴 141b)發(fā)泡的聚氨酯占80%左右，剩余20%左右為來(lái)自環(huán)戊烷（C5H1Q)發(fā)泡的聚氨酯。推測(cè) 在日本國(guó)內(nèi)1年間回收的聚氨酯達(dá)到約2萬(wàn)噸（2008年度回收處理冷藏庫(kù)273萬(wàn)臺(tái)、每1 臺(tái)的聚氨酯排出量平均7~8kg/臺(tái)）。所回收的聚氨酯不被再利用，而大部分被焚燒處理， 其成本達(dá)到1年間6~10億日元。
[0010] 也看到部分地將環(huán)戊烷發(fā)泡聚氨酯用于水泥燃料或焚燒爐燃料的例子。但是，對(duì) 于占所回收的聚氨酯的大部分的含氯氟烴發(fā)泡聚氨酯，盡管具有比得上煤的熱量，但是殘 留氯成分不滿足燃料適合基準(zhǔn)（〇. 3wt%以下），因此不能作為燃料利用。
[0011] 將冷藏庫(kù)粗破碎并通過(guò)風(fēng)力篩分等分離得到的聚氨酯破碎片的堆積比重為〇. 035 左右，為了進(jìn)行燃料利用或廢棄（焚燒）處理而需要向廢棄物處理（焚燒）設(shè)施搬運(yùn)，其運(yùn) 輸成本升高。因此，在家電回收廠中進(jìn)行減容化。然而，其主流的方法為將聚氨酯破碎片再 破碎制成粉狀（堆積比重〇. 06左右），將該聚氨酯粉末壓縮成型，減容為松糕狀（堆積比重 0. 16左右）。
[0012] 聚氨酯壓縮成型中通常使用油壓加壓機(jī)，此時(shí)例如為了成型直徑500_左右的塊 狀需要10~25MPa的高壓，因此有必要使用220kw左右的大型電動(dòng)機(jī)。因此，為了壓縮成 型的消耗電力大。
[0013] 聚氨酯破碎片（堆積比重〇? 035)、聚氨酯粉末（堆積比重0? 06)和松糕狀（堆積 比重0.16)中的任意形狀的聚氨酯都是輕量的因此容易飛散。特別是經(jīng)減容的粉末、松糕 狀的聚氨酯由于產(chǎn)生粉塵而在操作方面存在困難。因此，對(duì)于經(jīng)減容的粉末、松糕狀的聚氨 酯的接納側(cè)，也要求防止飛散、應(yīng)對(duì)粉塵等。這是含氯氟烴發(fā)泡聚氨酯的不能進(jìn)行燃料利用 的原因之一。
[0014] 如上所述，由廢棄的家電制品回收的聚氨酯，由于（1)占其大部分的含氯氟烴發(fā) 泡聚氨酯的殘留氯成分不滿足燃料適合基準(zhǔn)，（2)聚氨酯的堆積比重小、運(yùn)輸成本高，（3) 即使成型為松糕狀、操作方面也存在困難等原因，現(xiàn)狀是其未被用作燃料而是進(jìn)行焚燒處 理。因此，強(qiáng)烈期待有效利用這些由家電制品回收的聚氨酯。
[0015] 本發(fā)明是鑒于這種情況而作出的發(fā)明，其目的在于，提供可以有效將由家電制品 回收的聚氨酯作為燃料加以利用的燃料粒料、燃料粒料的制造方法以及燃料粒料的制造裝 置。
[0016] 為了解決上述課題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0017] 即，本發(fā)明涉及的燃料粒料是將聚氨酯泡沫破碎、將得到的粉狀的聚氨酯壓縮成 型而形成的燃料粒料，其中，堆積比重設(shè)定為0. 45~0. 55,殘留氯濃度設(shè)定為0. 3重量％以 下。
[0018] 根據(jù)如上所述構(gòu)成的燃料粒料，將殘留氯濃度設(shè)定為0. 3重量％以下，因此可以用 作通常的焚燒爐、鍋爐的燃料用。若燃料粒料的殘留氯濃度超過(guò)0. 3重量％，則僅可以用作 殘留氯容許濃度高的高爐燃料或鐵還原劑等的特殊燃料。
[0019] 此外，上述燃料粒料若堆積比重為0. 45~0. 55,則被充分壓實(shí)，可以降低運(yùn)輸時(shí) 的成本的同時(shí)，也可以抑制粉塵的產(chǎn)生。若燃料粒料的堆積比重小于0.45,則運(yùn)輸成本升 高，且壓縮不充分，不能抑制粉塵的產(chǎn)生。此外，若燃料粒料的堆積比重超過(guò)0. 55,則用于壓 縮的成本升高，是不現(xiàn)實(shí)的。
[0020] 應(yīng)予說(shuō)明，燃料粒料形成為圓柱狀，長(zhǎng)度L與直徑D之比L/D為4~15。
[0021] 此時(shí)，若成型為圓柱狀，則容易處理且干燥、冷卻效率也優(yōu)異。若長(zhǎng)度L與直徑D 之比L/D小于4,則不能進(jìn)行高壓實(shí)。此外，若長(zhǎng)度L與直徑D之比L/D超過(guò)15,則成型時(shí) 脫氣效率降低，難以將殘留氯濃度設(shè)定為〇. 3重量％以下。結(jié)果需要額外的設(shè)備，因此成本 有可能升_。
[0022] 本發(fā)明涉及的燃料粒料的制造方法為制造燃料粒料的制造方法，其中，具備：將由 廢棄的家電制品回收的聚氨酯泡沫破碎為1〇_以下的粉狀的聚氨酯的破碎步驟和將上述 粉狀的聚氨酯夾在環(huán)狀的模具與配置在該模具的內(nèi)側(cè)的壓輥之間、由在上述模具形成的成 型用孔進(jìn)行擠出，由此將燃料粒料壓縮成型的壓縮步驟。
[0023] 根據(jù)如上所述構(gòu)成的燃料粒料的制造方法，由于在壓輥與模具之間直接將燃料粒 料壓縮成型，與利用加壓機(jī)通過(guò)壓縮成型將聚氨酯粉末形成為松糕狀的情況相比，可以有 效地壓縮粒狀的聚氨酯。結(jié)果可以容易地將燃料粒料的堆積比重設(shè)定為0.45~0.55。此 外，由于由成型用孔擠出的同時(shí)進(jìn)行壓縮，因此在脫氣效率方面也優(yōu)異，即使為含氯氟烴發(fā) 泡的聚氨酯材料，也無(wú)需強(qiáng)制加熱或使用脫氯劑，就可以將殘留氯濃度設(shè)定為〇. 3重量％以 下。
[0024] 上述壓縮步驟中的上述粉狀的聚氨酯的溫度可以為140°C~160°C。
[0025] 此時(shí)，由于在比較低的溫度條件下（聚氨酯的閃點(diǎn)約為310°C、燃點(diǎn)約為410°C) 將燃料粒料壓縮成型，因此在壓縮加工中不會(huì)點(diǎn)燃聚氨酯。結(jié)果安全性升高。
[0026] 上述壓縮步驟可以在壓力比大氣低147Pa~245Pa的負(fù)壓氣氛中進(jìn)行。
[0027] 此時(shí)，由于在負(fù)壓條件下進(jìn)行壓縮加工，壓縮中可以快速地除去由聚氨酯分離的 氣體（含氯氟烴以及水蒸氣），可以進(jìn)一步提高脫氣效率。應(yīng)予說(shuō)明，若負(fù)壓低于147Pa，則 脫氣效率降低，難以從聚氨酯粉末除去氣體、空氣。此外，若負(fù)壓高于245Pa，則聚氨酯粉末 向鼓風(fēng)機(jī)等負(fù)壓源側(cè)流動(dòng)的量增多，燃料粒料形成的收率有可能降低。
[0028] 在上述壓縮步驟之后，可以具備將壓縮成型的加溫狀態(tài)的燃料粒料冷卻的冷卻步 驟。
[0029] 此時(shí)，可以將壓縮成型的燃料粒料適當(dāng)冷卻，可以排除在此后的燃料粒料的保管 中放熱等危險(xiǎn)性。
[0030] 本發(fā)明涉及的燃料粒料的制造裝置具備：將粉狀的聚氨酯夾在環(huán)狀的模具與配置 在該模具的內(nèi)側(cè)的壓輥之間、由在上述模具形成的成型用孔進(jìn)行擠出，由此將燃料粒料壓 縮成型的造粒構(gòu)件，向該造粒構(gòu)件中供給粉狀的聚氨酯的聚氨酯供給構(gòu)件，將用上述造粒 構(gòu)件壓縮成型的燃料粒料冷卻的冷卻構(gòu)件，將用上述造粒構(gòu)件壓縮成型的燃料粒料搬運(yùn)至 上述冷卻構(gòu)件的搬運(yùn)構(gòu)件，和將包圍上述造粒構(gòu)件和上述搬運(yùn)構(gòu)件而形成的空間保持在規(guī) 定的負(fù)壓氣氛的負(fù)壓構(gòu)件。
[0031] 根據(jù)如上所述構(gòu)成的燃料粒料的制造裝置，可以合適地實(shí)施上述本發(fā)明涉及的燃 料粒料的制造方法。結(jié)果可以制造本發(fā)明涉及的燃料粒料。
[0032] 此外，在上述造粒構(gòu)件中可以各自附設(shè)向?qū)⑷剂狭Ａ蠅嚎s成型的造粒部?jī)?nèi)導(dǎo)入惰 性氣體的惰性氣體導(dǎo)入構(gòu)件，在上述造粒部?jī)?nèi)產(chǎn)生火焰時(shí)抑制火焰向造粒部外擴(kuò)散的第一 阻斷/抑制構(gòu)件和抑制在上述造粒部?jī)?nèi)產(chǎn)生的爆炸的影響向造粒部外擴(kuò)散的第二抑制構(gòu) 件。