JPH07331252A - プラスチックの熱分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 融解液および異物の処理時間を大幅に短縮す
ることができ、しかも取り出した融解液および異物の処
分に苦慮することもないプラスチックの熱分解装置を提
供する。 【構成】 プラスチックを融解させるとともに熱分解さ
せる熱分解反応器と、一端が熱分解反応器に接続され、
かつ熱分解反応器内の融解液およびその中に混入してい
る異物を排出する異物排出用配管と、異物排出用配管の
他端が接続されている異物貯留タンクと、異物貯留タン
ク内の圧力を大気圧以下に調整する圧力調整手段と、異
物貯留タンクの底部から熱分解反応器へ配されかつフィ
ルターを有する融解液戻し管とを備えているプラスチッ
クの熱分解装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば廃プラスチ
ックを融解して熱分解させ、発生した熱分解ガスを冷
却、凝縮させ、熱分解油として回収する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックの熱分解において、原料と
なるプラスチックは、通常産業廃棄物としてプラスチッ
ク生産業者から排出されたものや、分別ごみとして排出
されたものが多い。そのため、原料プラスチックには、
クリップ、ビス等の金属片やガラス片、土砂等の異物が
混入することが避けられない。このような異物は、プラ
スチックの融解に伴って融解液中に放出され、連続的に
プラスチックの熱分解処理を行っていると、熱分解反応
器内に徐々に蓄積し、連続運転ができなくなるという問
題が生じる。

【０００３】そこで、上記問題を解決するために、本発
明者は、先に、図２に示すように、原料プラスチックを
融解させるとともに熱分解させる熱分解反応器(1) と異
物捕集容器(2) とを備えたプラスチックの熱分解装置を
提案した。

【０００４】すなわち、図２において、加熱用バーナ
(3) を有する炉(4) 内に熱分解反応器(1) が配置されて
いる。熱分解反応器(1) の頂部にはその蓋(1a)を経て、
原料プラスチックの供給管(5) と、熱分解ガスの排出管
(6) とが配されている。供給管(5) は上下二段のバルブ
(7) を介して原料ホッパ(8) に接続されている。熱分解
反応器(1) の蓋(1a)を貫通して、中空状の垂直回転軸
(9) が配置されている。垂直回転軸(9) の上端部は歯車
(11)(12)を介して駆動モータ(13)に連結されている。ま
た、垂直回転軸(9) の下端部に複数の攪拌羽根(14)が設
けられている。

【０００５】垂直回転軸(9) 内に異物吸引管(15)が配置
されている。異物吸引管(15)の上端部は垂直回転軸(9)
の上端よりも上方に伸びており、導管(16)を介して異物
貯留タンク(2) に接続されている。異物貯留タンク(2)
はジャケット(24)で外装され、ジャケット(24)に冷却水
が循環されている。異物貯留タンク(2) には真空タンク
(25)が接続され、真空タンク(25)に真空ポンプ(20)が接
続されている。

【０００６】このような構成において、原料プラスチッ
クは原料ホッパ(8) から供給管(5)を通して熱分解反応
器(1) に供給され、加熱用バーナ(3) の燃焼熱により加
熱、融解され、融解液(21)となる。融解液(21)は熱分解
反応を起こし、発生した熱分解ガスは排出管(6) を通っ
て触媒層を有する部分に送られ、ここでさらに低炭素鎖
の炭化水素に分解された後、冷却・凝縮部に送られ、こ
こで冷却されて凝縮させられ、軽質油として回収され
る。

【０００７】このような操作を続けると、原料プラスチ
ックの中に混入していた金属、ガラス等の異物(22)は熱
分解反応器(1) 内で蓄積してくる。真空ポンプ(20)を運
転すると、異物貯留タンク(2) 内が真空状態にされ、熱
分解反応器(1) 内の融解液(21)は異物(22)とともに異物
吸引管(15)および導管(16)を経て異物貯留タンク(2)内
に吸引され、ここで冷却されて貯留される。タンク内の
貯留物は、降温後にタンクの蓋を開けて取り出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、異物貯留タンク(2) へ流入した融解液
および異物は高温であるためこれらを冷却するのに長時
間を要する上に、冷却に伴って融解液および異物は堅く
固化するため冷却固化物をタンクから取り出すにも長時
間を要した。また、上記冷却固化物は大きな塊状物とな
り、その処分にも苦慮した。

【０００９】この発明の目的は、上記の点に鑑み、融解
液および異物の処理時間を大幅に短縮することができ、
しかも取り出した融解液および異物の処分に苦慮するこ
ともないプラスチックの熱分解装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によるプラスチ
ックの熱分解装置は、上記目的を達成すべく工夫された
もので、プラスチックを融解させるとともに熱分解させ
る熱分解反応器と、一端が熱分解反応器に接続され、か
つ熱分解反応器内の融解液およびその中に混入している
異物を排出する異物排出用配管と、異物排出用配管の他
端が接続されている異物貯留タンクと、異物貯留タンク
の底部から熱分解反応器へ配されかつフィルターを有す
る融解液戻し管とを備えているものである。

【００１１】

【作用】上記のように構成されているプラスチックの熱
分解装置によれば、熱分解反応器から異物排出用配管に
よって異物貯留タンクへ吸引導入された融解液および異
物は、高温のまま同タンクから排出され、フィルターに
よって固液分離される。したがって、従来技術のように
融解液および異物の冷却の必要がなく、冷却に長時間を
要するという問題が解消される。

【００１２】また、フィルターを透過した融解液は熱分
解反応器へ戻されて、再度熱分解処理に付される。した
がって、融解液および異物の冷却固化物をタンクから取
り出す必要もなく、上記冷却固化物の処分に苦慮するこ
ともない。しかも、熱分解反応器へ戻された融解液の再
熱分解により油化率の向上が達成できる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１４】図１はこの発明によるプラスチックの熱分
解装置を示す。

【００１５】図１において、プラスチックの熱分解装置
は、原料プラスチックを融解させるとともに熱分解させ
る熱分解反応器(1) と異物貯留タンク(2) とを備えてい
る。

【００１６】熱分解反応器(1) は、加熱用バーナ(3) を
有する炉(4) 内に配置されている。熱分解反応器(1) の
底面は中央部で下方に凹んだ凹球面状となっている。熱
分解反応器(1) の蓋(1a)に、原料プラスチックの供給管
(5) と、熱分解ガスの排出管(6) とが接続されている。
供給管(5) はバルブ(7) を介して原料ホッパ(8) に接続
されている。排出管(6) は、炭化水素のさらなる分解を
行なう図示しない触媒層を有する部分に接続されてい
る。そして、熱分解ガスは、熱分解反応器(1) から排出
管(6) を経て触媒層を有する部分に送られ、ここで触媒
によりさらに分解された後、これに続いて冷却・凝縮部
に送られて凝縮させられ、ここで軽質の油として回収さ
れる。

【００１７】熱分解反応器(1) の蓋(1a)を貫通して、中
空状の垂直回転軸(9) が配置されている。垂直回転軸
(9) と蓋(1a)における回転軸(9) が貫通した穴の周囲と
の間はシール装置(10)によりシールされている。垂直回
転軸(9) の下端部は熱分解反応器(1) の底部近傍に位置
している。垂直回転軸(9) の上端部は蓋(1a)よりも上方
に位置しており、歯車(11)(12)を介して駆動モータ(13)
に連結されている。また、垂直回転軸(9) の下端部に複
数の攪拌羽根(14)が固定状に設けられている。各攪拌羽
根(14)は、熱分解反応器(1) の底面の形状に合わせて略
円弧状に湾曲している。

【００１８】垂直回転軸(9) 内に異物吸引管(15)が配置
されている。異物吸引管(15)の上端部は垂直回転軸(9)
の上端よりも上方に伸びており、導管(16)を介して異物
貯留タンク(2) に接続されている。異物吸引管(15)と導
管(16)との間にバルブ(17)が設けられている。そして、
異物吸引管(15)と導管(16)とにより異物排出用配管が構
成されている。垂直回転軸(9) の上端と異物吸引管(15)
との間はシール装置(18)によりシールされている。ま
た、異物吸引管(15)の下端は垂直回転軸(9) の下端とほ
ぼ同一高さ位置にある。

【００１９】異物貯留タンク(2) には真空タンク(25)が
接続され、さらに同タンク(25)にはバルブ(19)を介して
真空ポンプ(20)が接続されている。

【００２０】異物貯留タンク(2) の下端には垂下状に排
出管(26)が設けられ、排出管(26)の下端には開閉弁(28)
が設けられている。開閉弁(28)の上の位置で排出管(26)
から熱分解反応器(1) の頂部へ融解液戻し管(29)が配さ
れ、排出管(26)と融解液戻し管(29)の接続部にフィルタ
ー(30)が設けられ、融解液戻し管(29)にはバルブ(23)が
設けられている。

【００２１】このような構成において、産業廃棄物等の
異物を混入した原料プラスチックは、上下二段のバルブ
(7) を順次開閉することにより原料ホッパ(8) から供給
管(5) を通して熱分解反応器(1) に供給される。この原
料プラスチックは、加熱用バーナ(3) の燃焼熱により加
熱、融解され、融解液(21)となる。ここで、反応を促進
するために、垂直回転軸(9) を駆動モータ(13)により回
転させ、熱分解反応器(1) 内の融解液(21)を攪拌羽根(1
4)により攪拌する。融解液(21)は、プラスチックの種類
にもよるが１４０℃以上、例えば３５０℃程度に維持さ
れると熱分解反応を起こし、熱分解ガスが発生する。発
生したガスは炭素数１〜４０の炭化水素ガスを主成分と
するものであり、排出管(6) を通って触媒層を有する部
分に送られ、ここでさらに低炭素鎖の炭化水素に分解さ
れた後冷却、凝縮部に送られ、ここで冷却されて凝縮さ
せられ、軽質油として回収される。

【００２２】このような操作を続けると、融解液(21)の
中に混入していた金属片やガラス片、土砂等の異物(22)
は熱分解反応器(1) 内で蓄積してくる。すると、金属、
ガラス等の比重の大きい異物(22)は、攪拌羽根(14)の形
状による凝集効果と熱分解反応器(1) の底面の形状とに
よって熱分解反応器(1) の底面の中央部に集積してく
る。集積した異物(22)の量が多くなると、攪拌羽根(14)
の損傷や熱分解反応器(1) の底部での融解液(21)の焦げ
付きといった問題が生じる。これを防止するため、バル
ブ(17)を閉状態としかつバルブ(19)を開状態とし、真空
ポンプ(20)を運転すると、異物貯留タンク(2) 内が真空
状態にされる。その後、バルブ(19)を閉としかつバルブ
(17)を開とすると、熱分解反応器(1) 内の融解液(21)は
異物(22)とともに異物吸引管(15)および導管(16)を経て
異物貯留タンク(2) 内に吸引される。また、プラスチッ
クを熱分解するさいには無機炭素が必然的に発生し、融
解液(21)中に蓄積する。金属、ガラス等の異物(22)を除
去するのと同時に、融解液(21)を定期的にあるいは随時
に抜き出すことによって、無機炭素の熱分解反応器(1)
内への蓄積を防止することができる。

【００２３】こうして熱分解反応器(1) から異物排出用
配管(16)によって異物貯留タンク(2) へ吸引導入された
融解液および異物は、高温のまま排出管(26)へ流下し、
フィルター(30)によって固液分離される。開閉弁(28)は
この時閉じている。

【００２４】フィルター(30)を透過した融解液は熱分解
反応器(1) へ戻されて、再度熱分解処理に付される。フ
ィルター(30)を透過しなかったクリップ、ビス等の金属
片やガラス片、土砂等の異物や高濃度の残渣は、開閉弁
(28)が開かれることにより、排出管(26)から取り出され
る。ただし、この取出の頻度は極めて少ない。

【００２５】

【発明の効果】この発明のプラスチックの熱分解装置に
よれば、熱分解反応器から異物排出用配管によって異物
貯留タンクへ吸引導入された融解液および異物は、高温
のまま同タンクから排出され、フィルターによって固液
分離されるので、融解液および異物の冷却の必要がな
く、冷却に長時間を要するという問題を解消することが
できる。

【００２６】また、フィルターを透過した融解液は熱分
解反応器へ戻されて、再度熱分解処理に付されるので、
融解液および異物の冷却固化物をタンクから取り出す必
要もなく、上記冷却固化物の処分に苦慮することもな
い。しかも、熱分解反応器へ戻された融解液の再熱分解
により油化率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の熱分解装置を示す垂直断面
図である。

【図２】従来の熱分解装置を示す垂直断面図である。

【符号の説明】

１ 熱分解反応器 ２ 異物貯留タンク １５ 異物吸引管 １６ 導管 ２０ 真空ポンプ ２６ 排出管 ２８ 開閉弁 ２９ 融解液戻し管 ３０ フィルター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックを融解させるとともに熱分
   解させる熱分解反応器と、一端が熱分解反応器に接続さ
   れ、かつ熱分解反応器内の融解液およびその中に混入し
   ている異物を排出する異物排出用配管と、異物排出用配
   管の他端が接続されている異物貯留タンクと、異物貯留
   タンク内の圧力を大気圧以下に調整する圧力調整手段
   と、異物貯留タンクの底部から熱分解反応器へ配されか
   つフィルターを有する融解液戻し管とを備えているプラ
   スチックの熱分解装置。