JPH09104874A - プラスチックの熱分解方法及び装置 - Google Patents
プラスチックの熱分解方法及び装置Info
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- JPH09104874A JPH09104874A JP26385795A JP26385795A JPH09104874A JP H09104874 A JPH09104874 A JP H09104874A JP 26385795 A JP26385795 A JP 26385795A JP 26385795 A JP26385795 A JP 26385795A JP H09104874 A JPH09104874 A JP H09104874A
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- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Coke Industry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱硬化性プラスチックの熱分解率が高く、エネ
ルギ効率が高いプラスチックの熱分解装置を提供する。 【解決手段】熱分解装置は、熱硬化性プラスチック１０
ａと熱可塑性プラスチック１０ｂとをそれぞれ所定の重
量になるように計量する計量手段２００ａおよび２００
ｂと、二種類のプラスチックを独立に供給可能なプラス
チック供給手段と、熱可塑性プラスチックを加熱して溶
解する溶融槽３１０と、溶融槽から熱分解槽３２０へ熱
可塑性プラスチックを供給する手段とを含む。
ルギ効率が高いプラスチックの熱分解装置を提供する。 【解決手段】熱分解装置は、熱硬化性プラスチック１０
ａと熱可塑性プラスチック１０ｂとをそれぞれ所定の重
量になるように計量する計量手段２００ａおよび２００
ｂと、二種類のプラスチックを独立に供給可能なプラス
チック供給手段と、熱可塑性プラスチックを加熱して溶
解する溶融槽３１０と、溶融槽から熱分解槽３２０へ熱
可塑性プラスチックを供給する手段とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチックを熱分
解して減容化、または燃料化する方法および装置に関す
る。
解して減容化、または燃料化する方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックを熱分解して、減容化また
は燃料化するプラスチックの熱分解方法および装置に関
する従来技術は、「廃プラスチック熱分解・油化技術調
査研究報告」，社団法人プラスチック処理促進協会（平
成５年３月）に記載されている。
は燃料化するプラスチックの熱分解方法および装置に関
する従来技術は、「廃プラスチック熱分解・油化技術調
査研究報告」，社団法人プラスチック処理促進協会（平
成５年３月）に記載されている。
【０００３】従来技術には、多種類の方法が記載されて
いるが、多くはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレンなどの熱可塑性プラスチックを処理の対象として
いる。熱硬化性プラスチックも処理可能としているもの
には、（株）ＵＳＳの方式がある。これは、廃プラスチ
ックの投入部，熱分解炉，反応塔，凝縮器，オイル回収
部、ガス洗浄塔から構成されており、バッチ操作によ
り、攪拌機能を有する一つの熱分解槽で処理する。
いるが、多くはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレンなどの熱可塑性プラスチックを処理の対象として
いる。熱硬化性プラスチックも処理可能としているもの
には、（株）ＵＳＳの方式がある。これは、廃プラスチ
ックの投入部，熱分解炉，反応塔，凝縮器，オイル回収
部、ガス洗浄塔から構成されており、バッチ操作によ
り、攪拌機能を有する一つの熱分解槽で処理する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プラスチックは軽量
で、腐食しにくく、成形加工も容易であるなど、優れた
性質を有している。その生産量が年々増加している一
方、廃棄物中に占めるプラスチックの割合も急激な増加
傾向にある。従来、プラスチックは紙屑や厨芥などと同
様に可燃ごみとして収集し、廃棄物処理場で焼却されて
いた。
で、腐食しにくく、成形加工も容易であるなど、優れた
性質を有している。その生産量が年々増加している一
方、廃棄物中に占めるプラスチックの割合も急激な増加
傾向にある。従来、プラスチックは紙屑や厨芥などと同
様に可燃ごみとして収集し、廃棄物処理場で焼却されて
いた。
【０００５】しかし、プラスチックが持つ性質から焼却
処理では、(1）他の可燃ごみと比較して発熱量が非常に
大きく、焼却炉壁を損傷する。(2）塩化水素ガスが発生
し、腐食の原因となる。(3）ダイオキシンなどの有害物
質が発生するなどの問題が生じている。
処理では、(1）他の可燃ごみと比較して発熱量が非常に
大きく、焼却炉壁を損傷する。(2）塩化水素ガスが発生
し、腐食の原因となる。(3）ダイオキシンなどの有害物
質が発生するなどの問題が生じている。
【０００６】従って、プラスチックは本来可燃性である
が、燃焼不適ごみとして分別収集して埋め立て処分する
地方自治体も現れてきた。それでも、埋立地の確保は容
易ではない。
が、燃焼不適ごみとして分別収集して埋め立て処分する
地方自治体も現れてきた。それでも、埋立地の確保は容
易ではない。
【０００７】そこで、プラスチックを減容化、または燃
料化して再利用する技術が求められている。
料化して再利用する技術が求められている。
【０００８】プラスチックは一般に、二種類に大別でき
る。一つは熱分解し易く、加熱すると溶融してガス化す
る熱可塑性プラスチック、もう一つは加熱してもごくわ
ずかしか分解せず、逆に固体のまま硬化する熱硬化性プ
ラスチックである。
る。一つは熱分解し易く、加熱すると溶融してガス化す
る熱可塑性プラスチック、もう一つは加熱してもごくわ
ずかしか分解せず、逆に固体のまま硬化する熱硬化性プ
ラスチックである。
【０００９】熱硬化性プラスチックは、材料としてのプ
ラスチックの弱点であった耐熱性を強化しており、工業
的に利用価値が高い。しかし、廃棄物処理の立場から
は、減容化，燃料化は困難であるため、熱硬化性プラス
チックの分解促進技術が必要である。
ラスチックの弱点であった耐熱性を強化しており、工業
的に利用価値が高い。しかし、廃棄物処理の立場から
は、減容化，燃料化は困難であるため、熱硬化性プラス
チックの分解促進技術が必要である。
【００１０】（株）ＵＳＳの従来技術は、熱硬化性プラ
スチックも処理可能であるが、その分解促進に関する対
策は施されていない。
スチックも処理可能であるが、その分解促進に関する対
策は施されていない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱硬化性プラ
スチックと熱可塑性プラスチックの混合物を加熱して、
溶融またはガス化させるプラスチックの熱分解方法にお
いて、前記混合物の熱分解過程の進行に伴って、熱可塑
性プラスチックを追加しながら熱分解することを特徴と
している。
スチックと熱可塑性プラスチックの混合物を加熱して、
溶融またはガス化させるプラスチックの熱分解方法にお
いて、前記混合物の熱分解過程の進行に伴って、熱可塑
性プラスチックを追加しながら熱分解することを特徴と
している。
【００１２】本発明を実施するための熱分解装置は、少
なくとも、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチッ
クとをそれぞれ所定の重量になるように計量する計量手
段と、前記二種類のプラスチックを独立に供給可能なプ
ラスチック供給手段と、前記熱可塑性プラスチックを加
熱して溶解する溶融槽と、前記溶融槽からプラスチック
を加熱して熱分解する熱分解槽へ熱可塑性プラスチック
を供給する手段とにより構成される。
なくとも、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチッ
クとをそれぞれ所定の重量になるように計量する計量手
段と、前記二種類のプラスチックを独立に供給可能なプ
ラスチック供給手段と、前記熱可塑性プラスチックを加
熱して溶解する溶融槽と、前記溶融槽からプラスチック
を加熱して熱分解する熱分解槽へ熱可塑性プラスチック
を供給する手段とにより構成される。
【００１３】熱硬化性プラスチックを単独で熱分解する
よりも、熱可塑性プラスチックと混合して熱分解する方
が、熱硬化性プラスチックの分解率は向上する。これ
は、両者の熱分解過程で生じる分解生成物の相互作用に
よるものと考えられ、混合するプラスチックの種類や、
分量によってその効果が変化する。
よりも、熱可塑性プラスチックと混合して熱分解する方
が、熱硬化性プラスチックの分解率は向上する。これ
は、両者の熱分解過程で生じる分解生成物の相互作用に
よるものと考えられ、混合するプラスチックの種類や、
分量によってその効果が変化する。
【００１４】熱可塑性プラスチックにはポリエチレン，
ポリプロピレン，ポリスチレンなどの種類があるが、そ
の種類によって分解温度や速度が異なるため、分解過程
の進行と共にそれらの分量比率は変化する。
ポリプロピレン，ポリスチレンなどの種類があるが、そ
の種類によって分解温度や速度が異なるため、分解過程
の進行と共にそれらの分量比率は変化する。
【００１５】本発明によれば、分解温度が低い熱可塑性
プラスチックを分解の進行と共に追加供給するので、熱
硬化性プラスチックの分解率を向上させるのに適した重
量比を一貫して維持することができる。
プラスチックを分解の進行と共に追加供給するので、熱
硬化性プラスチックの分解率を向上させるのに適した重
量比を一貫して維持することができる。
【００１６】従って、熱分解しにくい熱硬化性プラスチ
ックの分解率を向上できる。
ックの分解率を向上できる。
【００１７】また、熱硬化性プラスチックの熱分解で
は、高い温度が必要であり、分解時間も長かった。本発
明は、熱分解を効率よく行うことにより、分解に必要な
エネルギを節減できる効果もある。
は、高い温度が必要であり、分解時間も長かった。本発
明は、熱分解を効率よく行うことにより、分解に必要な
エネルギを節減できる効果もある。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１に本発明の第一の実施例を示
す。
す。
【００１９】本実施例は、廃棄物として収集されたプラ
スチックを熱分解して燃料化する装置であり、破砕機３
００，計測装置２００ａおよび２００ｂ，溶融槽３１
０，分解槽３２０，残渣乾燥炉３３０，塩素固定槽３７
０ａおよび３７０ｂ，還流軽質化槽３８０，触媒改質化
槽４００，凝縮器４３０などから構成されている。
スチックを熱分解して燃料化する装置であり、破砕機３
００，計測装置２００ａおよび２００ｂ，溶融槽３１
０，分解槽３２０，残渣乾燥炉３３０，塩素固定槽３７
０ａおよび３７０ｂ，還流軽質化槽３８０，触媒改質化
槽４００，凝縮器４３０などから構成されている。
【００２０】熱硬化性プラスチック１０ａおよび熱可塑
性プラスチック１０ｂはそれぞれ貯留槽１００ａおよび
１００ｂに一旦貯蔵され、それぞれのプラスチックを個
別に計量する計測装置２００ａおよび２００ｂによっ
て、所定の重量だけ破砕機300に送られ、数mmから数cm
角に破砕・混合されて、溶融槽３１０へ送られる。
性プラスチック１０ｂはそれぞれ貯留槽１００ａおよび
１００ｂに一旦貯蔵され、それぞれのプラスチックを個
別に計量する計測装置２００ａおよび２００ｂによっ
て、所定の重量だけ破砕機300に送られ、数mmから数cm
角に破砕・混合されて、溶融槽３１０へ送られる。
【００２１】計測装置２００ａおよび２００ｂで検出さ
れる重量５５０ａおよび５５０ｂは制御装置５００へフ
ィードバックされている。
れる重量５５０ａおよび５５０ｂは制御装置５００へフ
ィードバックされている。
【００２２】溶融槽３１０では約２５０℃で、熱可塑性
プラスチックを加熱，溶融させる。ここでは、ポリ塩化
ビニル中に含まれる９０％以上の塩素成分が、塩化水素
ガスとなって発生するため、第一の塩素固定槽３７０ａ
に充填した水酸化カルシウムと反応させて、塩素成分を
除去する。
プラスチックを加熱，溶融させる。ここでは、ポリ塩化
ビニル中に含まれる９０％以上の塩素成分が、塩化水素
ガスとなって発生するため、第一の塩素固定槽３７０ａ
に充填した水酸化カルシウムと反応させて、塩素成分を
除去する。
【００２３】塩素成分を除去した混合プラスチックは、
溶融槽３１０と分解槽３２０の間のバタフライ弁を開け
ることによって分解槽３２０へ送られる。分解槽３２０
は約５００℃で熱分解を行い、分解ガス５７０を発生す
る。
溶融槽３１０と分解槽３２０の間のバタフライ弁を開け
ることによって分解槽３２０へ送られる。分解槽３２０
は約５００℃で熱分解を行い、分解ガス５７０を発生す
る。
【００２４】熱硬化性プラスチック１０ａと熱可塑性プ
ラスチック１０ｂの混合プラスチックが分解槽３２０へ
送られた後、熱可塑性プラスチック１０ｂのみを所定の
量計量して破砕し、溶融槽３１０で溶融しながら塩素成
分を除去する。
ラスチック１０ｂの混合プラスチックが分解槽３２０へ
送られた後、熱可塑性プラスチック１０ｂのみを所定の
量計量して破砕し、溶融槽３１０で溶融しながら塩素成
分を除去する。
【００２５】分解槽３２０で、熱硬化性プラスチックの
分解が終了すると、溶融状態で分解槽３２０に残ってい
る熱可塑性プラスチックは上段の溶融槽３１０に送られ
て、次に分解される熱硬化性プラスチック１０ａと熱可
塑性プラスチック１０ｂの破砕物と混合される。
分解が終了すると、溶融状態で分解槽３２０に残ってい
る熱可塑性プラスチックは上段の溶融槽３１０に送られ
て、次に分解される熱硬化性プラスチック１０ａと熱可
塑性プラスチック１０ｂの破砕物と混合される。
【００２６】分解槽３２０に残った未分解の残渣は、バ
タフライ弁を開くことにより下段の残渣乾燥炉３３０に
移され、乾燥残渣３５５となって残渣トレー３５０へ排
出される。
タフライ弁を開くことにより下段の残渣乾燥炉３３０に
移され、乾燥残渣３５５となって残渣トレー３５０へ排
出される。
【００２７】従来、残渣の排出には、分解槽外の低温雰
囲気に接して粘性が大きくなり、排出口を閉塞する問題
があった。本実施例では、残渣乾燥炉３３０により、重
質油分がなくなるまで乾燥するので上記のような問題は
生じない。また、分解槽とは別に残渣乾燥炉を設置して
いるので、残渣の乾燥と次回分のプラスチックの熱分解
を並列に行うことができ、装置の利用効率が向上する。
囲気に接して粘性が大きくなり、排出口を閉塞する問題
があった。本実施例では、残渣乾燥炉３３０により、重
質油分がなくなるまで乾燥するので上記のような問題は
生じない。また、分解槽とは別に残渣乾燥炉を設置して
いるので、残渣の乾燥と次回分のプラスチックの熱分解
を並列に行うことができ、装置の利用効率が向上する。
【００２８】分解槽３２０および残渣乾燥炉３３０で発
生した分解ガス５７０は、３００℃に保持された還流軽
質化槽３８０に導かれ、沸点が３００℃以上の重質成分
は凝縮して再び分解槽３２０へ戻る。還流軽質化槽３８
０を通過後、ガス流量計390を経て第二の塩素固定化槽
３７０ｂで残りの塩素成分を除去される。その後、触媒
改質化槽４００で、約３５０℃でゼオライト系触媒と接
触し、さらに軽質化される。次に冷却器４１０で熱媒油
４９０との熱交換により冷却されて、さらに、凝縮器４
３０で常温まで冷却される。冷却された分解ガスは常温
でも凝縮しないガス５４０と液体の燃料油５３０とに分
離し、燃料油５３０は回収油タンク440に貯蔵される。
凝縮器４３０の冷却水は、冷却塔４２０で冷やされて再
び冷却水として循環する。
生した分解ガス５７０は、３００℃に保持された還流軽
質化槽３８０に導かれ、沸点が３００℃以上の重質成分
は凝縮して再び分解槽３２０へ戻る。還流軽質化槽３８
０を通過後、ガス流量計390を経て第二の塩素固定化槽
３７０ｂで残りの塩素成分を除去される。その後、触媒
改質化槽４００で、約３５０℃でゼオライト系触媒と接
触し、さらに軽質化される。次に冷却器４１０で熱媒油
４９０との熱交換により冷却されて、さらに、凝縮器４
３０で常温まで冷却される。冷却された分解ガスは常温
でも凝縮しないガス５４０と液体の燃料油５３０とに分
離し、燃料油５３０は回収油タンク440に貯蔵される。
凝縮器４３０の冷却水は、冷却塔４２０で冷やされて再
び冷却水として循環する。
【００２９】得られた燃料油５３０は、各種燃料として
使用できる。ガス５４０の一部は、加熱用燃料５４５と
してガスバーナ３４０ａおよび３４０ｂで燃焼し、分解
槽３２０および残渣乾燥炉３３０を加熱する。残渣乾燥
炉３３０の加熱は、通常は分解槽３２０の加熱燃焼ガス
５１０との熱交換によって行うが、装置の停止運転時な
ど、分解槽の燃焼ガスが利用できない場合には、ガスバ
ーナ３４０ｂにより加熱できるようになっている。
使用できる。ガス５４０の一部は、加熱用燃料５４５と
してガスバーナ３４０ａおよび３４０ｂで燃焼し、分解
槽３２０および残渣乾燥炉３３０を加熱する。残渣乾燥
炉３３０の加熱は、通常は分解槽３２０の加熱燃焼ガス
５１０との熱交換によって行うが、装置の停止運転時な
ど、分解槽の燃焼ガスが利用できない場合には、ガスバ
ーナ３４０ｂにより加熱できるようになっている。
【００３０】残渣乾燥炉３３０を加熱した後の燃焼ガス
５１０は、熱媒体加熱用熱交換器３６０により熱媒油４
９０を昇温し、さらに触媒改質槽４００および空気予熱
器４５０を順に加熱し、最後に排ガス処理装置４６０を
経て系外に排出される。
５１０は、熱媒体加熱用熱交換器３６０により熱媒油４
９０を昇温し、さらに触媒改質槽４００および空気予熱
器４５０を順に加熱し、最後に排ガス処理装置４６０を
経て系外に排出される。
【００３１】熱媒体加熱用熱交換器３６０で加熱された
熱媒油は、溶融槽３１０の加熱に使用され、冷却器４１
０で予熱されて、循環する。
熱媒油は、溶融槽３１０の加熱に使用され、冷却器４１
０で予熱されて、循環する。
【００３２】熱可塑性プラスチック１０ｂは加熱により
容易に溶融し、分解してガス化するが、熱硬化性プラス
チック１０ａは、熱分解しにくく、加熱しても溶融する
ことなく、一部分は分解してガス化するが大部分は固体
のまま残り残渣となる。
容易に溶融し、分解してガス化するが、熱硬化性プラス
チック１０ａは、熱分解しにくく、加熱しても溶融する
ことなく、一部分は分解してガス化するが大部分は固体
のまま残り残渣となる。
【００３３】プラスチックは一般に加熱によって溶融す
る性質を有し、成形加工が容易な材料であるが、反面、
この性質は耐熱性が弱いことを示しており、プラスチッ
クの弱点でもあった。熱硬化性プラスチックはこの弱点
を補うものとして、工業的に利用価値が高い。
る性質を有し、成形加工が容易な材料であるが、反面、
この性質は耐熱性が弱いことを示しており、プラスチッ
クの弱点でもあった。熱硬化性プラスチックはこの弱点
を補うものとして、工業的に利用価値が高い。
【００３４】一方、廃棄物としてのプラスチック処理で
は、熱硬化性プラスチックの減容化または燃料化には、
従来、高温度で長時間の分解時間が必要であり、処理が
困難で、それに必要なエネルギも大きかった。
は、熱硬化性プラスチックの減容化または燃料化には、
従来、高温度で長時間の分解時間が必要であり、処理が
困難で、それに必要なエネルギも大きかった。
【００３５】熱硬化性プラスチックの分解率を高めるた
めには、熱可塑性プラスチックと混合して熱分解する方
法が有効であることが、「廃プラスチック熱分解残渣低
減の検討」日本化学会第６８回秋季年回講演予稿集に記
載されている。これによれば、熱硬化性プラスチックの
分解率が向上するのは、分解過程で生じる両者の分解生
成物が互いに作用し合うためである。図２に「廃プラス
チック熱分解残渣低減の検討」に述べられている熱硬化
性プラスチックの分解率向上効果を示した。
めには、熱可塑性プラスチックと混合して熱分解する方
法が有効であることが、「廃プラスチック熱分解残渣低
減の検討」日本化学会第６８回秋季年回講演予稿集に記
載されている。これによれば、熱硬化性プラスチックの
分解率が向上するのは、分解過程で生じる両者の分解生
成物が互いに作用し合うためである。図２に「廃プラス
チック熱分解残渣低減の検討」に述べられている熱硬化
性プラスチックの分解率向上効果を示した。
【００３６】熱硬化性プラスチックを単独で熱分解する
場合よりも、熱可塑性プラスチックと混合して熱分解す
る方が、残渣が１／４以下に低減するという結果が示さ
れている。また、混合する熱硬化性プラスチックと熱可
塑性プラスチックの割合や、熱可塑性プラスチックの種
類によりその効果が変化することも述べられている。し
かし、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックを
混合して熱分解しても、熱可塑性プラスチックは比較的
低温でガス化しやすいために先に揮発してしまう。従っ
て、熱分解の進行過程では、分解率向上に必要な熱可塑
性プラスチックの分解生成物が減少してしまう。
場合よりも、熱可塑性プラスチックと混合して熱分解す
る方が、残渣が１／４以下に低減するという結果が示さ
れている。また、混合する熱硬化性プラスチックと熱可
塑性プラスチックの割合や、熱可塑性プラスチックの種
類によりその効果が変化することも述べられている。し
かし、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックを
混合して熱分解しても、熱可塑性プラスチックは比較的
低温でガス化しやすいために先に揮発してしまう。従っ
て、熱分解の進行過程では、分解率向上に必要な熱可塑
性プラスチックの分解生成物が減少してしまう。
【００３７】本発明では、熱分解の過程で熱可塑性プラ
スチックを追加供給するので、常に、熱硬化性プラスチ
ックの分解率を高めるのに適した分解生成物の量を確保
することができる。
スチックを追加供給するので、常に、熱硬化性プラスチ
ックの分解率を高めるのに適した分解生成物の量を確保
することができる。
【００３８】本実施例では、以下のようにして、このよ
うな課題を解決している。
うな課題を解決している。
【００３９】ガス流量計３９０で分解ガスの量を計測
し、その測定値は制御装置５００へ送られる。
し、その測定値は制御装置５００へ送られる。
【００４０】制御装置５００は、分解ガス量の減少を検
出し、減少量および減少速度に応じて、溶融槽３１０で
溶融状態にある熱可塑性プラスチックを分解槽３２０へ
追加供給するために、溶融槽３１０と分解槽３２０とを
つなぐ弁の開度を所定の位置に制御する。また、溶融槽
３１０から分解槽３２０へ供給した熱可塑性プラスチッ
ク量が設定値以上になった場合は、貯留槽１００ｂから
熱可塑性プラスチックを取り出し、計測装置２００ｂで
検出される重量５５０ｂが設定値に達するまで、溶融槽
３１０へ供給し補充する。
出し、減少量および減少速度に応じて、溶融槽３１０で
溶融状態にある熱可塑性プラスチックを分解槽３２０へ
追加供給するために、溶融槽３１０と分解槽３２０とを
つなぐ弁の開度を所定の位置に制御する。また、溶融槽
３１０から分解槽３２０へ供給した熱可塑性プラスチッ
ク量が設定値以上になった場合は、貯留槽１００ｂから
熱可塑性プラスチックを取り出し、計測装置２００ｂで
検出される重量５５０ｂが設定値に達するまで、溶融槽
３１０へ供給し補充する。
【００４１】なお、本実施例では、溶融槽３１０，分解
槽３２０，残渣乾燥炉３３０，分解ガス温度，還流軽質
化槽３８０，触媒改質化槽４００の温度を、それぞれ温
度センサ４７０ａ，４７０ｂ，４７０ｃ，４７０ｄ，４
７０ｅ，４７０ｆにより測定している。また、回収油タ
ンク４４０内の燃料油液位を液位センサ４８０で測定し
ている。これらの、温度および液位の測定情報は制御装
置５００へ送られて、運転制御に活用される。
槽３２０，残渣乾燥炉３３０，分解ガス温度，還流軽質
化槽３８０，触媒改質化槽４００の温度を、それぞれ温
度センサ４７０ａ，４７０ｂ，４７０ｃ，４７０ｄ，４
７０ｅ，４７０ｆにより測定している。また、回収油タ
ンク４４０内の燃料油液位を液位センサ４８０で測定し
ている。これらの、温度および液位の測定情報は制御装
置５００へ送られて、運転制御に活用される。
【００４２】本実施例では、熱可塑性プラスチックの追
加供給量を分解ガス流量の測定値により決定している
が、熱分解ガスの温度や回収油タンクの液位の変化に基
づいて実施してもよい。また、予め時間の経過と分解槽
内の熱可塑性プラスチックの揮発量との関係を求めてお
き、分解開始からの時間経過に応じて熱可塑性プラスチ
ックの追加供給量を決定しもよい。
加供給量を分解ガス流量の測定値により決定している
が、熱分解ガスの温度や回収油タンクの液位の変化に基
づいて実施してもよい。また、予め時間の経過と分解槽
内の熱可塑性プラスチックの揮発量との関係を求めてお
き、分解開始からの時間経過に応じて熱可塑性プラスチ
ックの追加供給量を決定しもよい。
【００４３】図３に本実施例の溶融槽３１０，分解槽３
２０，残渣乾燥炉３３０に関して、より詳細な構造を示
した。
２０，残渣乾燥炉３３０に関して、より詳細な構造を示
した。
【００４４】破砕機３００で破砕されたプラスチック
は、二個のボールバルブ３０２および３０３によって隔
てられた溶融槽３１０に供給されている。破砕機３００
ではシート状またはフィルム状のプラスチックは破砕し
づらいため、溶融槽３１０から溶融状態のプラスチック
をポンプ３１３により汲み上げて、ノズル３０１から原
料プラスチックに噴霧して熱収縮をおこさせている。
は、二個のボールバルブ３０２および３０３によって隔
てられた溶融槽３１０に供給されている。破砕機３００
ではシート状またはフィルム状のプラスチックは破砕し
づらいため、溶融槽３１０から溶融状態のプラスチック
をポンプ３１３により汲み上げて、ノズル３０１から原
料プラスチックに噴霧して熱収縮をおこさせている。
【００４５】溶融槽３１０は加熱用の伝熱管３１４が槽
壁に沿って配置されており、固形物が直接伝熱管に接触
するのを防ぐために、網状のフェンス３１６を内側に配
置している。攪拌用モータ３１１は、攪拌翼３１２を回
転させ、槽内温度を均一に保っている。
壁に沿って配置されており、固形物が直接伝熱管に接触
するのを防ぐために、網状のフェンス３１６を内側に配
置している。攪拌用モータ３１１は、攪拌翼３１２を回
転させ、槽内温度を均一に保っている。
【００４６】溶融槽３１０と分解槽３２０、及び分解槽
３２０と残渣乾燥炉３３０は、開度調整が可能なバタフ
ライ弁３１５および３２４により隔てられている。分解
槽３２０および残渣乾燥炉３３０も、それぞれ、攪拌用
モータ３２１および３３１で回転する攪拌翼３２２およ
び３３３により槽内を攪拌している。
３２０と残渣乾燥炉３３０は、開度調整が可能なバタフ
ライ弁３１５および３２４により隔てられている。分解
槽３２０および残渣乾燥炉３３０も、それぞれ、攪拌用
モータ３２１および３３１で回転する攪拌翼３２２およ
び３３３により槽内を攪拌している。
【００４７】分解槽３２０から残渣乾燥炉３３０へ残渣
を移動させる際には、分解槽３２０に残った溶融状態の
熱可塑性プラスチックを槽底より抜き出し、ポンプ３２
３で分解槽３２０へ移す。その時、固体残渣がポンプ３
２３へ流入しないように網状フェンス３２５が設けられ
ている。網状フェンス３２５はまた、ガスバーナによる
高温の加熱壁に直接固体残渣が接触してコーキングの原
因となることも防いでいる。
を移動させる際には、分解槽３２０に残った溶融状態の
熱可塑性プラスチックを槽底より抜き出し、ポンプ３２
３で分解槽３２０へ移す。その時、固体残渣がポンプ３
２３へ流入しないように網状フェンス３２５が設けられ
ている。網状フェンス３２５はまた、ガスバーナによる
高温の加熱壁に直接固体残渣が接触してコーキングの原
因となることも防いでいる。
【００４８】残渣乾燥炉３３０で重質油分を乾燥させた
後、バタフライ弁３３２を開けて残渣３５５を排出す
る。
後、バタフライ弁３３２を開けて残渣３５５を排出す
る。
【００４９】本発明の変形例を、図４に示した。本図
は、図１に示した熱分解装置で得られた燃料油を用いて
発電するシステムを構成している。
は、図１に示した熱分解装置で得られた燃料油を用いて
発電するシステムを構成している。
【００５０】本発明のプラスチック熱分解装置により燃
料油５３０を得ることができ、この燃料油５３０をディ
ーゼルエンジン発電機６００の燃料として発電し、電力
620を得ることもできる。ここで得られる電力の一部
を、破砕機３００，攪拌用モータ３１１および３２１お
よび３３１，ポンプ３１３および３２３などの動力源と
して用いることもできる。
料油５３０を得ることができ、この燃料油５３０をディ
ーゼルエンジン発電機６００の燃料として発電し、電力
620を得ることもできる。ここで得られる電力の一部
を、破砕機３００，攪拌用モータ３１１および３２１お
よび３３１，ポンプ３１３および３２３などの動力源と
して用いることもできる。
【００５１】また、ディーゼルエンジン発電機６００の
排ガス６１０の保有する熱量を回収して、空気予熱器４
５０の加熱源の一部とすることもできる。
排ガス６１０の保有する熱量を回収して、空気予熱器４
５０の加熱源の一部とすることもできる。
【００５２】図５に本発明のプラスチック熱分解装置を
廃棄物発電システムに適用した場合の例を示した。
廃棄物発電システムに適用した場合の例を示した。
【００５３】廃棄物発電システムは、可燃性廃棄物７７
０を焼却炉７６０で焼却し、その焼却熱を利用して発電
する。焼却炉の燃焼ガスは蒸気過熱器８２０および熱回
収ボイラ７９０へ順次熱を与えて、排ガス処理装置８０
０を経て煙突８１０から大気へ放出される。
０を焼却炉７６０で焼却し、その焼却熱を利用して発電
する。焼却炉の燃焼ガスは蒸気過熱器８２０および熱回
収ボイラ７９０へ順次熱を与えて、排ガス処理装置８０
０を経て煙突８１０から大気へ放出される。
【００５４】熱回収ボイラ７９０から発生する蒸気は蒸
気過熱器８２０で昇温されて、約３００℃，３０ata の
過熱蒸気８３０となり、蒸気タービン８４０を駆動し
て、発電機８５０により電力を得る。蒸気タービンを出
た蒸気は復水器８６０で凝縮され、給水ポンプ８７０に
より再び熱回収ボイラ７９０に送られる。
気過熱器８２０で昇温されて、約３００℃，３０ata の
過熱蒸気８３０となり、蒸気タービン８４０を駆動し
て、発電機８５０により電力を得る。蒸気タービンを出
た蒸気は復水器８６０で凝縮され、給水ポンプ８７０に
より再び熱回収ボイラ７９０に送られる。
【００５５】可燃性廃棄物の内、プラスチックは分別収
集されて本発明の熱分解装置７００で燃料化される。本
実施例では、熱分解装置７００から最終的に排出される
燃焼排ガス７２０と熱回収ボイラ７９０への給水７５０
とを熱交換器７４０で熱交換し、給水を加熱している。
また、熱分解装置７００で生成するガスの内、自己加熱
用の燃料ガス５４５を除いた残りのガス７１０を給水加
熱器７３０の燃料として使用し、さらに給水温度を上昇
させている。
集されて本発明の熱分解装置７００で燃料化される。本
実施例では、熱分解装置７００から最終的に排出される
燃焼排ガス７２０と熱回収ボイラ７９０への給水７５０
とを熱交換器７４０で熱交換し、給水を加熱している。
また、熱分解装置７００で生成するガスの内、自己加熱
用の燃料ガス５４５を除いた残りのガス７１０を給水加
熱器７３０の燃料として使用し、さらに給水温度を上昇
させている。
【００５６】通常、熱分解装置７００自身では利用用途
がない燃焼排ガスの保有熱や余剰生成ガスを用いて熱回
収ボイラの給水を昇温するので、廃棄物発電システムの
発電量を増加させることができる。
がない燃焼排ガスの保有熱や余剰生成ガスを用いて熱回
収ボイラの給水を昇温するので、廃棄物発電システムの
発電量を増加させることができる。
【００５７】以上のように本実施例によれば、従来熱分
解が困難であった熱硬化性プラスチックの分解率が向上
し、分解に要するエネルギを節約することができる。
解が困難であった熱硬化性プラスチックの分解率が向上
し、分解に要するエネルギを節約することができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性プラスチック
を分解の進行と共に追加供給するので、熱硬化性プラス
チックの分解率を向上させるのに適した重量比を一貫し
て維持することができる。従って、熱分解しにくい熱硬
化性プラスチックの分解率を向上できる。
を分解の進行と共に追加供給するので、熱硬化性プラス
チックの分解率を向上させるのに適した重量比を一貫し
て維持することができる。従って、熱分解しにくい熱硬
化性プラスチックの分解率を向上できる。
【００５９】本発明は、熱分解を効率よく行うことによ
り、分解に必要なエネルギを節減できる。
り、分解に必要なエネルギを節減できる。
【図１】本発明の第一の実施例の系統図。
【図２】混合熱分解の効果を表す説明図。
【図３】装置の構造を表す系統図。
【図４】本発明の発電システムへの適用例を表す系統
図。
図。
【図５】本発明の廃棄物発電システムへの適用例を表す
系統図。
系統図。
１０ａ…熱硬化性プラスチック、１０ｂ…熱可塑性プラ
スチック、１００ａ，１００ｂ…貯留槽、２００ａ，２
００ｂ…計測装置、３００…破砕機、３１０…溶融槽、
３２０…分解槽、３３０…残渣乾燥炉、３４０ａ，３４
０ｂ…ガスバーナ、３５０…残渣トレー、３６０…熱媒
油加熱熱交換器、３７０ａ，３７０ｂ…塩素固定化槽、
３８０…還流軽質化槽、３９０…分解ガス流量計、４０
０…触媒改質化槽、４１０…冷却器、４２０…冷却塔、
４３０…凝縮器、４４０…回収油タンク、４５０…空気
予熱器、４６０…排ガス処理装置。
スチック、１００ａ，１００ｂ…貯留槽、２００ａ，２
００ｂ…計測装置、３００…破砕機、３１０…溶融槽、
３２０…分解槽、３３０…残渣乾燥炉、３４０ａ，３４
０ｂ…ガスバーナ、３５０…残渣トレー、３６０…熱媒
油加熱熱交換器、３７０ａ，３７０ｂ…塩素固定化槽、
３８０…還流軽質化槽、３９０…分解ガス流量計、４０
０…触媒改質化槽、４１０…冷却器、４２０…冷却塔、
４３０…凝縮器、４４０…回収油タンク、４５０…空気
予熱器、４６０…排ガス処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 嘉成 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山田 良吉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 金子 朋子 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチ
ックの混合物を加熱して、溶融または気化させるプラス
チックの熱分解方法において、前記混合物の熱分解の進
行に伴って、前記熱可塑性プラスチックを追加しながら
熱分解することを特徴とするプラスチックの熱分解方
法。 - 【請求項２】請求項１において、前記熱硬化性プラスチ
ックと前記熱可塑性プラスチックの重量比を維持するよ
うに、前記混合物の熱分解過程で、前記熱可塑性プラス
チックを追加しながら熱分解するプラスチックの熱分解
方法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記混
合物を、前記熱硬化性プラスチックの前記熱可塑性プラ
スチックに対する重量比が０.１以上、望ましくは１.０
以上となるように混合するプラスチックの熱分解方法。 - 【請求項４】被加熱物の温度制御が可能な加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱される熱分解槽を備えたプラ
スチックの熱分解装置において、熱硬化性プラスチック
と熱可塑性プラスチックとをそれぞれ所定の重量になる
ように計量する手段と、前記二種類のプラスチックを独
立に供給可能なプラスチック供給手段と、前記プラスチ
ックを加熱して熱分解する熱分解槽に前記プラスチック
が供給されてからの経過時間または前記熱分解槽内の温
度または前記熱分解槽から発生する分解ガス量または分
解ガス温度または前記分解ガスを冷却，凝縮して得られ
る分解油量のうち少なくとも一つを計測し、前記計測値
に基づいて前記熱分解槽へ追加供給する前記熱可塑性プ
ラスチックの重量を決定する手段を具備することを特徴
とするプラスチックの熱分解装置。 - 【請求項５】被加熱物の温度制御が可能な加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱される熱分解槽を備えたプラ
スチックの熱分解装置において、熱硬化性プラスチック
と熱可塑性プラスチックとをそれぞれ所定の重量になる
ように計量する計量手段と、前記二種類のプラスチック
を独立に供給可能なプラスチック供給手段と、前記熱可
塑性プラスチックを加熱して溶解する溶融槽と、前記溶
融槽から前記プラスチックを加熱して熱分解する熱分解
槽へ熱可塑性プラスチックを供給する手段とを具備する
ことを特徴とするプラスチックの熱分解装置。 - 【請求項６】請求項４または請求項５において、前記熱
分解槽から発生する分解ガスを燃料として適した成分に
調整する改質手段と、前記改質手段により改質後の前記
分解ガスを冷却，凝縮して燃料油を得る手段とを具備す
るプラスチックの熱分解装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の前記プラスチック熱分解
装置によって製造する燃料油を、ディーゼルエンジン発
電機の燃料として発電するプラスチック油化発電システ
ム。 - 【請求項８】請求項５において、前記熱分解槽の他に、
未分解の残渣を加熱して乾燥する残渣乾燥炉を具備する
プラスチックの熱分解装置。 - 【請求項９】請求項５において、前記溶融槽内の溶融プ
ラスチックの一部を、原料となるプラスチックに接触さ
せる手段と、前記手段による処理後に前記原料プラスチ
ックを破砕する手段を具備するプラスチックの熱分解装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26385795A JPH09104874A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | プラスチックの熱分解方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26385795A JPH09104874A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | プラスチックの熱分解方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09104874A true JPH09104874A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17395204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26385795A Pending JPH09104874A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | プラスチックの熱分解方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09104874A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1180748A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-26 | Hitachi Ltd | 廃プラスチックの油化方法 |
| WO2007138965A1 (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Blest Co., Ltd. | 油化装置 |
| JP2008142639A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Toshiba Corp | 有機物処理材料の熱分解処理装置 |
| CN103675014A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 甘肃大禹节水集团股份有限公司 | 一种树脂粉热分解温度的测定方法 |
| KR20180136561A (ko) * | 2016-05-12 | 2018-12-24 | 골든 리뉴어블 에너지 엘엘씨 | 사이클론 응축 및 냉각 시스템 |
| US10961062B2 (en) | 2016-06-21 | 2021-03-30 | Golden Renewable Energy, LLC | Bag press feeder assembly |
| US11542434B2 (en) | 2016-06-21 | 2023-01-03 | Golden Renewable Energy, LLC | Char separator and method |
| WO2023049037A1 (en) * | 2021-09-21 | 2023-03-30 | Eastman Chemical Company | Heat integration of pyrolysis effluent with non-aqueous heat transfer medium in chemical facilities |
| KR20230065650A (ko) * | 2021-11-05 | 2023-05-12 | 김용진 | 저온 촉매방식 탄화기 |
| KR20230124301A (ko) * | 2022-02-18 | 2023-08-25 | 김용진 | 분진필터청소 제어장치를 구비하는 저온 촉매방식 탄화기 |
| US11773330B2 (en) | 2016-07-05 | 2023-10-03 | Braven Environmental, Llc | System and process for converting waste plastic into fuel |
| US12590257B2 (en) | 2020-02-10 | 2026-03-31 | ExxonMobil Product Solutions Company | Treatment of heavy pyrolysis products by partial oxidation gasification |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP26385795A patent/JPH09104874A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1180748A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-26 | Hitachi Ltd | 廃プラスチックの油化方法 |
| WO2007138965A1 (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Blest Co., Ltd. | 油化装置 |
| JPWO2007138965A1 (ja) * | 2006-05-25 | 2009-10-08 | 株式会社ブレスト | 油化装置 |
| US8187428B2 (en) | 2006-05-25 | 2012-05-29 | Blest Co., Ltd. | Liquefying apparatus |
| JP2008142639A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Toshiba Corp | 有機物処理材料の熱分解処理装置 |
| CN103675014B (zh) * | 2013-12-11 | 2016-08-31 | 甘肃大禹节水集团股份有限公司 | 一种树脂粉热分解温度的测定方法 |
| CN103675014A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 甘肃大禹节水集团股份有限公司 | 一种树脂粉热分解温度的测定方法 |
| KR20180136561A (ko) * | 2016-05-12 | 2018-12-24 | 골든 리뉴어블 에너지 엘엘씨 | 사이클론 응축 및 냉각 시스템 |
| US10961062B2 (en) | 2016-06-21 | 2021-03-30 | Golden Renewable Energy, LLC | Bag press feeder assembly |
| US11542434B2 (en) | 2016-06-21 | 2023-01-03 | Golden Renewable Energy, LLC | Char separator and method |
| US11773330B2 (en) | 2016-07-05 | 2023-10-03 | Braven Environmental, Llc | System and process for converting waste plastic into fuel |
| US12590257B2 (en) | 2020-02-10 | 2026-03-31 | ExxonMobil Product Solutions Company | Treatment of heavy pyrolysis products by partial oxidation gasification |
| WO2023049037A1 (en) * | 2021-09-21 | 2023-03-30 | Eastman Chemical Company | Heat integration of pyrolysis effluent with non-aqueous heat transfer medium in chemical facilities |
| KR20230065650A (ko) * | 2021-11-05 | 2023-05-12 | 김용진 | 저온 촉매방식 탄화기 |
| KR20230124301A (ko) * | 2022-02-18 | 2023-08-25 | 김용진 | 분진필터청소 제어장치를 구비하는 저온 촉매방식 탄화기 |
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