JPH10130657A

JPH10130657A - 廃プラスチック油化処理装置および方法

Info

Publication number: JPH10130657A
Application number: JP8289915A
Authority: JP
Inventors: Riyou En; 梁閻; Shuichi Inagaki; 垣修一稲
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【課題】腐食問題の改善を図った廃プラスチック油化
処理装置および方法を提供する。【解決手段】廃プラスチックを加熱分解する減容押出
機（１００）を備える廃プラスチック油化処理装置にお
いて、減容押出機は、処理される廃プラスチックを上流
側から下流側へ回転押し出しするスクリュウ手段（５）
と、処理する廃プラスチックをスクリュウ手段の上流側
に供給するための原料入口部（１５）と、原料入口部を
介してスクリュウ手段の上流側から減容押出機内へ不活
性ガスを供給する不活性ガス供給手段（２９）とを備え
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックを
加熱分解する減容押出機を備える廃プラスチック油化処
理装置および方法に係り、特に、廃プラスチック油化処
理装置の耐食性、安全性および環境保全を図る廃プラス
チック油化処理装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物として排出される廃プラスチ
ックの構成比率は、ポリエチレンとポリプロピレンが約
６０％、ポリスチレンが約２３％およびポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）が１３％など熱可塑プラスチックであり、廃
プラスチック全体の９６％を占めている。

【０００３】従来、この種の廃棄物の処理は埋め立てが
主であったが、近年、廃プラスチックを熱分解して油化
する方法が開発され、資源の再利用が可能な上、環境汚
染の恐れもないことから注目されている。

【０００４】廃プラスチックを再生処理する方法は、廃
プラスチックを破砕し、熱分解処理によって重質油およ
び軽質油などの回収を行う方法が一般に知られている。

【０００５】図２は従来型廃プラスチック油化処理プロ
セスを示すブロック図である。

【０００６】廃プラスチックは前処理槽２で破砕され、
雑物が除去される。約２０ｍｍ以下に破砕された廃プラ
スチックは脱塩化減容押出機１内に導かれ、そこで脱塩
化減容押出機１の胴体１４周りに設けているヒーター３
によって２７０〜３３０℃まで加熱され、分解される。
溶融状の廃プラスチックを次の熱分解槽１０に送り出す
ため、電気モータ４でスクリュー５が駆動され、溶融状
の廃プラスチックが連続的に押出される。

【０００７】また、加熱により、廃プラスチック中のＰ
ＶＣは、熱分解して塩酸ガスを発生する。このガスは、
吸引ポンプ６によって排出され、塩酸ガス処理装置７を
通して中和され、除去される。

【０００８】また、熱分解中発生した少量の油分解ガス
は上記と同様に、吸引ポンプ６によって排出され、吸収
塔８を介して吸収される。最終ガスは大気中に放出され
る。一方、脱塩化減容押出機１から押出された溶融状廃
プラスチックは溶融物流出管９を介して次の熱分解槽１
０に導かれ、熱分解槽で４００〜４５０℃まで加熱さ
れ、更に分解される。

【０００９】分解した油ガスは凝縮器１１を通して分留
し、軽油および重油となり、オイルタンク１２に貯蔵さ
れる。また、分解したカーボン残さは残さ受槽１３に導
かれ、処置される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】廃プラスチックを脱塩
化減容押出機１の中で一次溶融する加熱分解工程におい
て、廃プラスチック中のＰＶＣを常温から３００℃まで
加熱すると、熱分解によってＰＶＣ中の塩素と水素が脱
落し、塩酸ガスおよび少量の油分解ガスが発生する。そ
の反応は次のように推定している。

【００１１】

【化１】上記のように、従来では、脱塩化減容押出機１内で発生
した塩酸ガスを系外に排出し、処理する。

【００１２】しかしながら、発生した塩酸ガスの一部は
脱塩化減容押出機１内空気中の水分と結合し、凝縮する
ことによって、塩酸となる。この塩酸は脱塩化減容押出
機内部の低温域で滞留し、濃縮する。特に装置１内酸素
が存在している雰囲気下で、その塩酸に曝されている装
置内部は一層激しく腐食される。

【００１３】その腐食反応は以下のように進行する。

【００１４】Ｍ＋２ＨＣｌ→ＭＣｌ2 ＋Ｈ2 （Ｍ＝Ｆ
ｅ、Ｎｉ）このような腐食に対し、従来ではアルカリ性等の中和剤
を投入するか、又は脱塩化減容押出機１内面に耐食層を
施すことで対応している。しかし、以上のような対策
は、生成油質の降下、設備の複雑化、コスト増および耐
食層の劣化や剥離など諸問題があった。

【００１５】また、運転停止後において、常温下での脱
塩化減容押出機１内の残留塩酸ガスは凝縮しやすくな
り、装置内の局部に滞留し、濃縮することによって、装
置内部の腐食を起こさせる原因となる。

【００１６】一方、一次溶融工程で未分解のＰＶＣは熱
分解槽内１０に送り出され、そこで再分解する。上記と
同様に、加熱によって小量の塩酸ガスが再び発生し、空
気中の水分と結合して塩酸となり、熱分解槽１０内部の
腐食を起こさせる原因となる。

【００１７】また、生成油中に塩酸が混入すると、その
生成油を燃やす燃焼機器の劣化や腐食を引き起こす原因
となる。

【００１８】さらに塩酸を含んだ廃ガスが大気中に排出
すると、自然環境に悪い影響を与える恐れがある。

【００１９】そこで本発明の目的は、前記した従来技術
の有する問題を解消し、腐食問題の改善を図った廃プラ
スチック油化処理装置および方法を提供することであ
る。

【００２０】また、本発明の他の目的は、廃ガスを有効
に再利用し、環境に排出する廃ガス量を最小限にするこ
とである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の廃プラスチック油化処理装置は、廃プラス
チックを加熱分解する減容押出機を備える廃プラスチッ
ク油化処理装置において、前記減容押出機は、処理され
る廃プラスチックを上流側から下流側へ回転押し出しす
るスクリュウ手段と、処理する廃プラスチックを前記ス
クリュウ手段の上流側に供給するための原料入口部と、
前記原料入口部を介して前記スクリュウ手段の上流側か
ら前記減容押出機内へ不活性ガスを供給する不活性ガス
供給手段とを備えることを特徴とする。

【００２２】また、前記不活性ガス供給手段によって供
給され前記減容押出機内から排出される不活性ガスを回
収するためのガス貯蔵タンクを備えることを特徴とす
る。

【００２３】また、廃プラスチックの二次溶融装置であ
る熱分解槽と、前記ガス貯蔵タンクに回収された不活性
ガスを前記熱分解糟に注入する不活性ガス注入手段とを
備えることを特徴とする。

【００２４】また、前記減容押出機は脱塩素減容押出機
であることを特徴とする。

【００２５】また、前記脱塩素減容押出機および前記熱
分解槽内の酸素、空気中水分あるいは残留塩酸ガスを、
前記不活性ガス供給手段によって供給される不活性ガス
によって置換する置換手段を備えることを特徴とする。

【００２６】また、本発明の廃プラスチック油化処理方
法はあ、プラスチックを減容押出機内で加熱分解し油化
処理する廃プラスチック油化処理方法において、処理さ
れる廃プラスチックをスクリュウ手段の上流側から下流
側へ回転押し出しする押し出し工程と、前記スクリュウ
手段の上流側から前記減容押出機内へ不活性ガスを供給
する不活性ガス供給工程とを備えることを特徴とする。

【００２７】また、前記不活性ガス供給工程は、前記ス
クリュウ手段の運転前、運転中にあるいは運転後に行わ
れることを特徴とする。

【００２８】また、前記不活性ガス供給工程は、前記減
容押出機内の酸素、空気中水分あるいは塩酸ガスを追い
出す工程であることを特徴とする。

【００２９】また、前記減容押出機内から排出される不
活性ガスを再利用するために回収する不活性ガス回収工
程を備えることを特徴とする。

【００３０】また、前記不活性ガス回収工程で回収した
不活性ガスを廃プラスチックの二次溶融装置である熱分
解槽に注入する不活性ガス注入工程を備えることを特徴
とする。

【００３１】上述した構成により本発明では、脱塩化等
の作用を有する減容押出機内にＣＯ2 、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａ
ｒ等の不活性ガスあるいは不活性混合ガスを注入するこ
とにより、減容押出機内の酸素、空気中水分および廃プ
ラスチック熱分解時発生した塩酸ガス等のガスを追い出
し、塩酸ガス等のガスの凝縮が生じ難い内部雰囲気を作
り、塩酸等の滞留および濃縮による減容押出機内部の腐
食を抑えることができる。

【００３２】また、不活性ガスを再利用し、上記と同様
に熱分解槽内に注入することにより、熱分解槽内の塩酸
ガス、酸素、空気中水分および可燃性ガス等を追い出
し、塩酸ガス等の凝縮による装置内部の腐食および可燃
性ガスと酸素との混合による爆発を防止することができ
る。

【００３３】また、運転終了後の減容押出機および熱分
解槽内に不活性混合ガスを注入し、十分充満させる状態
で装置を閉鎖することにより、装置内の残留塩酸ガス、
酸素および空気中水分等が完全に系外に追い出され、残
留塩酸ガス等の濃縮による装置内部の腐食を防止するこ
とができる。

【００３４】この結果、廃プラスチック油化処理装置の
耐食化を防止し、運転の安全性と省資源化を図ることが
できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００３６】図１は本発明による廃プラスチック油化処
理装置の一実施形態例を示す概略構成図である。

【００３７】図１において、廃プラスチック油化処理装
置は、廃プラスチックを加熱分解する脱塩化減容押出機
１００と廃プラスチックの二次溶融装置である熱分解槽
１０と、塩酸ガス処理装置７と、油分解ガス吸収塔８
と、脱塩化減容押出機１００内から排出される不活性混
合ガスを回収するためのガス貯蔵タンク２６を備えてい
る。

【００３８】脱塩化減容押出機１００は、処理される廃
プラスチックを上流側から下流側へ回転押し出しするス
クリュウ５と、処理する廃プラスチックをスクリュウ５
の上流側に供給するための原料入口部１５と、原料入口
部１５を介してスクリュウ５の上流側から脱塩化減容押
出機１００内へＣＯ2 、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性混
合ガスを供給する不活性ガス供給手段２０とを備えてい
る。

【００３９】不活性ガス供給手段２０は、脱塩化減容押
出機１００の原料入口部１５内に不活性混合ガスを注入
するために原料入口部１５の側壁部に設けられた不活性
混合ガス注入口２１と、原料入口部１５の側壁部の外に
設けられたＣＯ2 、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性混合ガ
スを収納するボンベ２２と、この不活性混合ガスを不活
性混合ガス注入口２０へ導くためのガス開閉弁２３およ
びガス導入通路２４とを備えている。

【００４０】廃プラスチックは前処理槽２で破砕され、
雑物が除去され、約２０ｍｍ以下に破砕された廃プラス
チックとして原料入口部１５から脱塩化減容押出機１０
０内に導かれ、そこで脱塩化減容押出機１００の胴体１
４周りに設けているヒーター３によって２７０〜３３０
℃まで加熱され、分解される。溶融状の廃プラスチック
を次の熱分解槽１０に送り出すため、電気モータ４でス
クリュー５が駆動され、溶融状の廃プラスチックが脱塩
化減容押出機１００外へ連続的に押出される。また、加
熱されることにより、廃プラスチック中のＰＶＣは熱分
解して塩酸ガスを発生する。この塩酸ガスは、吸引ポン
プ６によって排出され、塩酸ガス処理装置７を通して中
和され、除去される。

【００４１】また、熱分解中発生した少量の油分解ガス
は上記と同様に、吸引ポンプ６によって排出され、吸収
塔８を介して吸収される。

【００４２】一方、脱塩化減容押出機１００から押出さ
れた溶融状廃プラスチックは溶融物流出管９を介して次
の熱分解槽１０に導かれ、熱分解槽１０で４００〜４５
０℃まで加熱され、更に分解される。

【００４３】分解した油ガスは凝縮器１１を通して分留
し、軽油および重油となり、オイルタンク１２に貯蔵さ
れる。また、分解したカーボン残さは残さ受槽１３に導
かれ、処置される。

【００４４】また、塩化減容押出機１００の運転前か
ら、ガス開閉弁２３を開き原料入口部１５から不活性混
合ガスが一定の圧力で脱塩化減容押出機１００内に注入
される。これによって、装置内の酸素、空気中の水分お
よび運転中で発生した塩酸ガスが追い出される。

【００４５】追い出された塩酸ガス、少量の油分解ガス
および不活性混合ガスは吸引ポンプ６によって吸引さ
れ、前述したように塩酸ガスは脱塩酸ガス処理装置７を
通して中和され、少量の油分解ガスは吸収塔８を通して
吸収される。

【００４６】残りの不活性混合ガスは吸引ポンプ２５よ
り吸引され、ガス貯蔵タンク２６に回収して貯蔵され
る。

【００４７】また、ガス貯蔵タンク２６に回収された不
活性混合ガスはガス開閉弁２７およびガス導入通路２８
を介して、一定の圧力で熱分解槽１０に注入される。こ
れによって、熱分解槽１０内の酸素、空気中水分および
熱分解で発生した塩酸ガスが追い出される。

【００４８】また、脱塩化減容押出機１００の運転終了
後において、脱塩化減容押出機１００の原料投入口１５
に設置している空気遮断弁２９を閉め、脱塩化減容押出
機１００の出口側の空気遮断弁３０を開けた状態で不活
性混合ガスが注入される。これによって、装置内の酸
素、空気中水分および残留塩酸ガスが完全に追い出され
る。このような装置内に不活性混合ガスが十分充満して
いる状態で空気遮断弁３０が閉められる。

【００４９】また、熱分解槽１０にガス貯蔵タンク２５
に回収された不活性混合ガスが注入され、熱分解槽１０
内の酸素、空気中水分および残留塩酸ガスが追い出さ
れ、不活性混合ガスが十分充満している状態で熱分解槽
１０の周囲に配設された開閉弁３１、開閉弁３２および
開閉弁３３が閉められ、装置の閉鎖が行われる。

【００５０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、脱塩化減容押出機１００および熱分解槽１０内で生
じた塩酸ガスは不活性混合ガスの注入によって追い出さ
れ、従来生じていた塩酸ガスの凝縮による脱塩化押出機
内部の腐食を抑えることができる。

【００５１】また、不活性混合ガスを再利用し、熱分解
槽１０に注入することによって、熱分解槽１０内の腐食
および可燃性ガスの爆発を防止することができる。ま
た、不活性混合ガスを最大限に使用し、環境への排出を
最小限にすることで環境保全を図ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、減容押出機内に不活性ガスを注入することがで
き、減容押出機内の酸素、空気中水分および廃プラスチ
ック熱分解時に発生した塩酸ガス等のガスを追い出し、
塩酸ガス等のガスの凝縮が生じ難い内部雰囲気を作り、
塩酸等の滞留および濃縮による減容押出機内部の腐食を
抑えることができる。

【００５３】また、不活性ガスを再利用して熱分解槽内
の塩酸ガス、酸素、空気中水分および可燃性ガス等を追
い出し、塩酸ガス等の凝縮による装置内部の腐食および
可燃性ガスと酸素との混合による爆発を防止することが
できる。

【００５４】また、装置の運転終了後に減容押出機およ
び熱分解槽内に不活性ガスを注入し十分充満させる状態
で装置を閉鎖することにより、装置内の残留塩酸ガス、
酸素および空気中水分等を完全に系外に追い出し、残留
塩酸ガス等の濃縮による装置内部の腐食を防止すること
ができる。

【００５５】この結果、廃プラスチック油化処理装置の
耐食化を防止し、運転の安全性と省資源化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃プラスチック油化処理装置の一実施
形態の概略構成を示すブロック図。

【図２】従来の廃プラスチック油化処理装置の概略構成
を示すブロック図。

【符号の説明】

２前処理槽３加熱ヒーター４電気モーター５スクリュー６吸引ポンプ７塩酸ガス処理装置８吸収塔９溶融物流出管１０熱分解槽１１凝縮器１２オイルタンク１３残さ受槽１４脱塩化減容押出機胴体１５原料投入口２１不活性混合ガス注入口２２不活性混合ガスボンベ２３開閉弁２４ガス導入通路２５吸引ポンプ２６ガス貯蔵タンク２７開閉弁２８ガス導入通路２９空気遮断弁３０空気遮断弁３１開閉弁３２開閉弁３２開閉弁１００脱塩化減容押出機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２３Ｇ 5/44 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 7/12 ＺＡＢ３０２Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃プラスチックを加熱分解する減容押出機
を備える廃プラスチック油化処理装置において、前記減容押出機は、処理される廃プラスチックを上流側
から下流側へ回転押し出しするスクリュウ手段と、処理
する廃プラスチックを前記スクリュウ手段の上流側に供
給するための原料入口部と、前記原料入口部を介して前
記スクリュウ手段の上流側から前記減容押出機内へ不活
性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備えることを
特徴とする廃プラスチック油化処理装置。
【請求項２】前記不活性ガス供給手段によって供給され
前記減容押出機内から排出される不活性ガスを回収する
ためのガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする請求項
１に記載の廃プラスチック油化処理装置。
【請求項３】廃プラスチックの二次溶融装置である熱分
解槽と、前記ガス貯蔵タンクに回収された不活性ガスを
前記熱分解糟に注入する不活性ガス注入手段とを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の廃プラスチック油化
処理装置。
【請求項４】前記減容押出機は脱塩素減容押出機である
ことを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチック油化
処理装置。
【請求項５】前記脱塩素減容押出機および前記熱分解槽
内の酸素、空気中水分あるいは残留塩酸ガスを、前記不
活性ガス供給手段によって供給される不活性ガスによっ
て置換する置換手段を備えることを特徴とする請求項４
に記載の廃プラスチック油化処理装置。
【請求項６】プラスチックを減容押出機内で加熱分解し
油化処理する廃プラスチック油化処理方法において、処理される廃プラスチックをスクリュウ手段の上流側か
ら下流側へ回転押し出しする押し出し工程と、前記スク
リュウ手段の上流側から前記減容押出機内へ不活性ガス
を供給する不活性ガス供給工程とを備えることを特徴と
する廃プラスチック油化処理方法。
【請求項７】前記不活性ガス供給工程は、前記スクリュ
ウ手段の運転前、運転中あるいは運転後に行われること
を特徴とする請求項６に記載の廃プラスチック油化処理
方法。
【請求項８】前記不活性ガス供給工程は、前記減容押出
機内の酸素、空気中水分あるいは塩酸ガスを追い出す工
程であることを特徴とする請求項６に記載の廃プラスチ
ック油化処理方法。
【請求項９】前記減容押出機内から排出される不活性ガ
スを再利用するために回収する不活性ガス回収工程を備
えることを特徴とする請求項６に記載の廃プラスチック
油化処理方法。
【請求項１０】前記不活性ガス回収工程で回収した不活
性ガスを廃プラスチックの二次溶融装置である熱分解槽
に注入する不活性ガス注入工程を備えることを特徴とす
る請求項９に記載の廃プラスチック油化処理方法。