燃料粒料、燃料粒料的制造方法及制造装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是国际申请日为2011年4月19日的发明名称为"燃料粒料、燃料粒料的制 造方法及制造装置"、国家申请号为201180003600. 8的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及将由废弃的家电制品回收的聚氨酯泡沫破碎、将得到的粉状的聚氨酯 压缩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装置。
【背景技术】
[0003] 由废弃的家电制品回收的塑料的处理成为大问题。其中，在冷藏库、冷冻库中用作 绝热材料的硬质聚氨酯泡沫、特别是含氯氟烃发泡聚氨酯泡沫，例如即使破碎成粉状后，由 于残留氯浓度高，因而也难以用作燃料。此外，含氯氟烃发泡聚氨酯泡沫由于轻量、堆积比 重小，因此存在体积易增大，难以输送的问题。
[0004] 下述专利文献1中公开了有效利用由废弃的家电制品产生的塑料的方法。该方法 中，将热熔融可燃物粉碎后，加热熔融进行液化，进而添加脱氯剂，由此进行脱氯，然后，进 行冷却、固体化，制造燃料。
[0005] 此外，下述专利文献2中公开了利用由废弃的家电制品回收的热塑性塑料粉碎物 等来制造造粒合成树脂材料的方法。该方法中，将所回收的热塑性塑料粉碎物和除去了含 氯氟烃的绝热材料的粉碎物混合，将其造粒。
[0006] 专利文献1 :日本特开平9-13062号公报 专利文献2 :日本特开2000-140794号公报。
【发明内容】
[0007] 即使将上述专利文献1中记载的技术用于由废弃的家电制品回收的绝热用的聚 氨酯，也会由于聚氨酯为热固化性、加热也不熔融，因此不能使用上述的方法。
[0008] 此外，欲将专利文献2中记载的技术用于由废弃的家电制品例如冷藏库回收的聚 氨酯时，对于使用含氯氟烃而成的聚氨酯发泡材料，即使在除去了含氯氟烃后再次粉碎，残 留氯浓度也为1. 〇重量％以上，因此不能形成适合燃料的残留氯浓度（通常为〇. 3wt%以 下）。所以，所制造的造粒合成树脂材料虽然可用作残留氯容许浓度高的高炉燃料或铁还原 剂等，但是在通常的锅炉、水泥窑或焚烧炉等中不能用作燃料。
[0009] 然而近年来，由废弃的家电制品回收的聚氨酯中，来自含氯氟烃（R11和含氯氟烃 141b)发泡的聚氨酯占80%左右，剩余20%左右为来自环戊烷（C5H1Q)发泡的聚氨酯。推测 在日本国内1年间回收的聚氨酯达到约2万吨（2008年度回收处理冷藏库273万台、每1 台的聚氨酯排出量平均7~8kg/台）。所回收的聚氨酯不被再利用，而大部分被焚烧处理， 其成本达到1年间6~10亿日元。
[0010] 也看到部分地将环戊烷发泡聚氨酯用于水泥燃料或焚烧炉燃料的例子。但是，对 于占所回收的聚氨酯的大部分的含氯氟烃发泡聚氨酯，尽管具有比得上煤的热量，但是残 留氯成分不满足燃料适合基准（〇. 3wt%以下），因此不能作为燃料利用。
[0011] 将冷藏库粗破碎并通过风力筛分等分离得到的聚氨酯破碎片的堆积比重为〇. 035 左右，为了进行燃料利用或废弃（焚烧）处理而需要向废弃物处理（焚烧）设施搬运，其运 输成本升高。因此，在家电回收厂中进行减容化。然而，其主流的方法为将聚氨酯破碎片再 破碎制成粉状（堆积比重〇. 06左右），将该聚氨酯粉末压缩成型，减容为松糕状（堆积比重 0. 16左右）。
[0012] 聚氨酯压缩成型中通常使用油压加压机，此时例如为了成型直径500_左右的块 状需要10~25MPa的高压，因此有必要使用220kw左右的大型电动机。因此，为了压缩成 型的消耗电力大。
[0013] 聚氨酯破碎片（堆积比重〇? 035)、聚氨酯粉末（堆积比重0? 06)和松糕状（堆积 比重0.16)中的任意形状的聚氨酯都是轻量的因此容易飞散。特别是经减容的粉末、松糕 状的聚氨酯由于产生粉尘而在操作方面存在困难。因此，对于经减容的粉末、松糕状的聚氨 酯的接纳侧，也要求防止飞散、应对粉尘等。这是含氯氟烃发泡聚氨酯的不能进行燃料利用 的原因之一。
[0014] 如上所述，由废弃的家电制品回收的聚氨酯，由于（1)占其大部分的含氯氟烃发 泡聚氨酯的残留氯成分不满足燃料适合基准，（2)聚氨酯的堆积比重小、运输成本高，（3) 即使成型为松糕状、操作方面也存在困难等原因，现状是其未被用作燃料而是进行焚烧处 理。因此，强烈期待有效利用这些由家电制品回收的聚氨酯。
[0015] 本发明是鉴于这种情况而作出的发明，其目的在于，提供可以有效将由家电制品 回收的聚氨酯作为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装 置。
[0016] 为了解决上述课题，本发明提供以下技术方案。
[0017] 即，本发明涉及的燃料粒料是将聚氨酯泡沫破碎、将得到的粉状的聚氨酯压缩成 型而形成的燃料粒料，其中，堆积比重设定为0. 45~0. 55,残留氯浓度设定为0. 3重量％以 下。
[0018] 根据如上所述构成的燃料粒料，将残留氯浓度设定为0. 3重量％以下，因此可以用 作通常的焚烧炉、锅炉的燃料用。若燃料粒料的残留氯浓度超过0. 3重量％，则仅可以用作 残留氯容许浓度高的高炉燃料或铁还原剂等的特殊燃料。
[0019] 此外，上述燃料粒料若堆积比重为0. 45~0. 55,则被充分压实，可以降低运输时 的成本的同时，也可以抑制粉尘的产生。若燃料粒料的堆积比重小于0.45,则运输成本升 高，且压缩不充分，不能抑制粉尘的产生。此外，若燃料粒料的堆积比重超过0. 55,则用于压 缩的成本升高，是不现实的。
[0020] 应予说明，燃料粒料形成为圆柱状，长度L与直径D之比L/D为4~15。
[0021] 此时，若成型为圆柱状，则容易处理且干燥、冷却效率也优异。若长度L与直径D 之比L/D小于4,则不能进行高压实。此外，若长度L与直径D之比L/D超过15,则成型时 脱气效率降低，难以将残留氯浓度设定为〇. 3重量％以下。结果需要额外的设备，因此成本 有可能升_。
[0022] 本发明涉及的燃料粒料的制造方法为制造燃料粒料的制造方法，其中，具备：将由 废弃的家电制品回收的聚氨酯泡沫破碎为1〇_以下的粉状的聚氨酯的破碎步骤和将上述 粉状的聚氨酯夹在环状的模具与配置在该模具的内侧的压辊之间、由在上述模具形成的成 型用孔进行挤出，由此将燃料粒料压缩成型的压缩步骤。
[0023] 根据如上所述构成的燃料粒料的制造方法，由于在压辊与模具之间直接将燃料粒 料压缩成型，与利用加压机通过压缩成型将聚氨酯粉末形成为松糕状的情况相比，可以有 效地压缩粒状的聚氨酯。结果可以容易地将燃料粒料的堆积比重设定为0.45~0.55。此 外，由于由成型用孔挤出的同时进行压缩，因此在脱气效率方面也优异，即使为含氯氟烃发 泡的聚氨酯材料，也无需强制加热或使用脱氯剂，就可以将残留氯浓度设定为〇. 3重量％以 下。
[0024] 上述压缩步骤中的上述粉状的聚氨酯的温度可以为140°C~160°C。
[0025] 此时，由于在比较低的温度条件下（聚氨酯的闪点约为310°C、燃点约为410°C) 将燃料粒料压缩成型，因此在压缩加工中不会点燃聚氨酯。结果安全性升高。
[0026] 上述压缩步骤可以在压力比大气低147Pa~245Pa的负压气氛中进行。
[0027] 此时，由于在负压条件下进行压缩加工，压缩中可以快速地除去由聚氨酯分离的 气体（含氯氟烃以及水蒸气），可以进一步提高脱气效率。应予说明，若负压低于147Pa，则 脱气效率降低，难以从聚氨酯粉末除去气体、空气。此外，若负压高于245Pa，则聚氨酯粉末 向鼓风机等负压源侧流动的量增多，燃料粒料形成的收率有可能降低。
[0028] 在上述压缩步骤之后，可以具备将压缩成型的加温状态的燃料粒料冷却的冷却步 骤。
[0029] 此时，可以将压缩成型的燃料粒料适当冷却，可以排除在此后的燃料粒料的保管 中放热等危险性。
[0030] 本发明涉及的燃料粒料的制造装置具备：将粉状的聚氨酯夹在环状的模具与配置 在该模具的内侧的压辊之间、由在上述模具形成的成型用孔进行挤出，由此将燃料粒料压 缩成型的造粒构件，向该造粒构件中供给粉状的聚氨酯的聚氨酯供给构件，将用上述造粒 构件压缩成型的燃料粒料冷却的冷却构件，将用上述造粒构件压缩成型的燃料粒料搬运至 上述冷却构件的搬运构件，和将包围上述造粒构件和上述搬运构件而形成的空间保持在规 定的负压气氛的负压构件。
[0031] 根据如上所述构成的燃料粒料的制造装置，可以合适地实施上述本发明涉及的燃 料粒料的制造方法。结果可以制造本发明涉及的燃料粒料。
[0032] 此外，在上述造粒构件中可以各自附设向将燃料粒料压缩成型的造粒部内导入惰 性气体的惰性气体导入构件，在上述造粒部内产生火焰时抑制火焰向造粒部外扩散的第一 阻断/抑制构件和抑制在上述造粒部内产生的爆炸的影响向造粒部外扩散的第二抑制构 件。