JPH10292177A - プラスチック廃棄物の油化方法及び装置 - Google Patents
プラスチック廃棄物の油化方法及び装置Info
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- JPH10292177A JPH10292177A JP9114309A JP11430997A JPH10292177A JP H10292177 A JPH10292177 A JP H10292177A JP 9114309 A JP9114309 A JP 9114309A JP 11430997 A JP11430997 A JP 11430997A JP H10292177 A JPH10292177 A JP H10292177A
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- plastic
- slurry
- plastic waste
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチック廃棄物を選別することなく、熱
可塑性プラスチックのみならず架橋プラスチック、熱硬
化性プラスチック又はこれらの混合物を連続して高速で
分解、油化し、大量処理する方法を経済的に行う技術を
提供すること。 【解決手段】 熱可塑性プラスチック、架橋プラスチッ
ク、熱硬化性プラスチックプラスチック又はこれらの混
合物の粉体と水とのスラリーに、吸水性樹脂、水溶性高
分子又は界面活性剤のような分散剤を添加して、管式連
続反応器に供給し、水が超臨界域又は超臨界域近傍にな
る反応条件下にプラスチック粉体を分解して、反応生成
物から油分を得る。
可塑性プラスチックのみならず架橋プラスチック、熱硬
化性プラスチック又はこれらの混合物を連続して高速で
分解、油化し、大量処理する方法を経済的に行う技術を
提供すること。 【解決手段】 熱可塑性プラスチック、架橋プラスチッ
ク、熱硬化性プラスチックプラスチック又はこれらの混
合物の粉体と水とのスラリーに、吸水性樹脂、水溶性高
分子又は界面活性剤のような分散剤を添加して、管式連
続反応器に供給し、水が超臨界域又は超臨界域近傍にな
る反応条件下にプラスチック粉体を分解して、反応生成
物から油分を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック廃棄
物の粉体を水に分散してスラリーとなし、超臨界域又は
超臨界域近傍の水を反応媒体としてプラスチックを分解
し、油化する方法及び装置に関する。
物の粉体を水に分散してスラリーとなし、超臨界域又は
超臨界域近傍の水を反応媒体としてプラスチックを分解
し、油化する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種プラスチック廃棄物は、その
ほとんどが埋立処分又は焼却処理に付されており、資源
として有効利用されていない。また、埋立処分では埋立
用地の確保の困難、埋立後の地盤の不安定化といった問
題が生じ、焼却処理では炉の損傷、有害ガスや悪臭の発
生といった問題が生じている。一方、容器包装リサイク
ル法が平成７年に制定され、プラスチックの回収再利用
が義務づけられるようになった。これらの状況に合わせ
て、近年、プラスチック廃棄物を再資源化することが試
みられており、その１つとして、超臨界域の水（超臨界
水）又は超臨界域近傍の水を反応媒体とする反応（超臨
界水反応）により、プラスチック廃棄物を分解して油化
し、有用な油状物を回収する方法（超臨界水法）が提案
されている（特表昭５６−５０１２０５号公報、特開昭
５７−４２２５号公報、特開平５−３１０００号公報、
特開平６−２７９７６２号公報）。超臨界水とは、温度
が臨界温度（３７４℃）以上で、圧力が臨界圧力（２
２．１ＭＰａ）以上の状態にある水のことであり、超臨
界水は溶融状態のプラスチック油滴の中に拡散しやすい
ので、超臨界水法では常圧下の熱分解に比べて残渣が少
なく、高い油化率を実現することができると考えられて
いる。なお、たとえ温度及び圧力が臨界温度及び臨界圧
力以下であっても、臨界温度及び臨界圧力の近傍であれ
ば、水の反応媒体としての挙動は超臨界水の挙動とほぼ
同様の特性を示す。しかし、超臨界水法によるプラスチ
ック廃棄物の処理は、技術が十分に確立していないのが
現状であり、プラスチック廃棄物を、特に熱硬化性樹脂
や架橋した樹脂を含むプラスチック廃棄物を超臨界条件
下の反応器に連続して供給することは困難であり、連続
供給するためには特殊な又は高価な装置を考慮する必要
があった。
ほとんどが埋立処分又は焼却処理に付されており、資源
として有効利用されていない。また、埋立処分では埋立
用地の確保の困難、埋立後の地盤の不安定化といった問
題が生じ、焼却処理では炉の損傷、有害ガスや悪臭の発
生といった問題が生じている。一方、容器包装リサイク
ル法が平成７年に制定され、プラスチックの回収再利用
が義務づけられるようになった。これらの状況に合わせ
て、近年、プラスチック廃棄物を再資源化することが試
みられており、その１つとして、超臨界域の水（超臨界
水）又は超臨界域近傍の水を反応媒体とする反応（超臨
界水反応）により、プラスチック廃棄物を分解して油化
し、有用な油状物を回収する方法（超臨界水法）が提案
されている（特表昭５６−５０１２０５号公報、特開昭
５７−４２２５号公報、特開平５−３１０００号公報、
特開平６−２７９７６２号公報）。超臨界水とは、温度
が臨界温度（３７４℃）以上で、圧力が臨界圧力（２
２．１ＭＰａ）以上の状態にある水のことであり、超臨
界水は溶融状態のプラスチック油滴の中に拡散しやすい
ので、超臨界水法では常圧下の熱分解に比べて残渣が少
なく、高い油化率を実現することができると考えられて
いる。なお、たとえ温度及び圧力が臨界温度及び臨界圧
力以下であっても、臨界温度及び臨界圧力の近傍であれ
ば、水の反応媒体としての挙動は超臨界水の挙動とほぼ
同様の特性を示す。しかし、超臨界水法によるプラスチ
ック廃棄物の処理は、技術が十分に確立していないのが
現状であり、プラスチック廃棄物を、特に熱硬化性樹脂
や架橋した樹脂を含むプラスチック廃棄物を超臨界条件
下の反応器に連続して供給することは困難であり、連続
供給するためには特殊な又は高価な装置を考慮する必要
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プラスチッ
ク廃棄物を選別することなく、熱可塑性プラスチックの
みならず架橋プラスチック、熱硬化性プラスチック又は
これらの混合物を連続して反応器に供給し、超臨界水法
により高速で分解、油化し、大量処理する方法を経済的
に行う技術を提供し、プラスチック廃棄物の処理の工業
化を図ることを目的とする。
ク廃棄物を選別することなく、熱可塑性プラスチックの
みならず架橋プラスチック、熱硬化性プラスチック又は
これらの混合物を連続して反応器に供給し、超臨界水法
により高速で分解、油化し、大量処理する方法を経済的
に行う技術を提供し、プラスチック廃棄物の処理の工業
化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために、超臨界水反応による種々のプラスチ
ック廃棄物の分解、油化を高速で、大量に、連続して、
経済的に行うことのできる手段について検討を行った結
果、プラスチック廃棄物を粉体にした後、水を加えてス
ラリー状態にすることにより、水が超臨界域又は超臨界
域近傍にある管式連続反応器に供給することが容易にな
り、連続して各種プラスチック廃棄物を分解して油化す
ることが可能であることを見いだし、本発明を完成させ
るに至った。
を達成するために、超臨界水反応による種々のプラスチ
ック廃棄物の分解、油化を高速で、大量に、連続して、
経済的に行うことのできる手段について検討を行った結
果、プラスチック廃棄物を粉体にした後、水を加えてス
ラリー状態にすることにより、水が超臨界域又は超臨界
域近傍にある管式連続反応器に供給することが容易にな
り、連続して各種プラスチック廃棄物を分解して油化す
ることが可能であることを見いだし、本発明を完成させ
るに至った。
【０００５】即ち、本発明は、プラスチック廃棄物を粉
砕して得られたプラスチック粉体と水とのスラリーを管
式連続反応器に供給し、水が超臨界域又は超臨界域近傍
になる反応条件下にプラスチック粉体を分解して油分を
得るプラスチック廃棄物の油化方法に関するものであ
り、プラスチックが熱可塑性プラスチック、架橋プラス
チック、熱硬化性プラスチック又はこれらの混合物であ
るプラスチック廃棄物の油化方法に関するものである。
また本発明は、プラスチック粉体と水とのスラリーに分
散剤を添加する上記プラスチック廃棄物の油化方法に関
するものであり、分散剤が吸水性樹脂、水溶性高分子、
界面活性剤又はこれらの混合物であるプラスチック廃棄
物の油化方法、特に、吸水性樹脂がポリアクリル酸塩
系、イソブチレン−マレイン酸塩系、ポリビニルアルコ
ール系、ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン
系、デンプン−ポリアクリル酸塩系の架橋化合物であ
り、水溶性高分子がデンプン、マンナン、ガラクタン又
はゼラチン等の天然高分子であり、カルボキシメチルセ
ルロース、カルボキシメチルデンプン、メチルセルロー
ス等の半合成高分子であり、ポリビニルアルコール、ポ
リオキシエチレン等の合成高分子であり、界面活性剤が
陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性イ
オン系界面活性剤又は非イオン系界面活性剤であるプラ
スチック廃棄物の油化方法に関する。また本発明は、反
応生成物から分液した水分をプラスチック粉体と水との
スラリー形成に使用する上記プラスチック廃棄物の油化
方法に関する。さらに本発明は、混合手段、スラリー供
給手段、管式連続反応器、加熱手段及び分離器からな
り、プラスチック廃棄物を粉砕して得られたプラスチッ
ク粉体と水とを混合手段によりスラリーとなし、該スラ
リーをスラリー供給手段により管式連続反応器に供給
し、加熱手段により管式連続反応器を加熱して水が超臨
界域又は超臨界域近傍になる反応条件下にプラスチック
粉体を分解した後、分離器により油分を分離するプラス
チック廃棄物の油化装置に関するものであり、さらに混
合手段に分散剤を添加するための分散剤添加手段を有す
る上記プラスチック廃棄物の油化装置に関するものであ
る。
砕して得られたプラスチック粉体と水とのスラリーを管
式連続反応器に供給し、水が超臨界域又は超臨界域近傍
になる反応条件下にプラスチック粉体を分解して油分を
得るプラスチック廃棄物の油化方法に関するものであ
り、プラスチックが熱可塑性プラスチック、架橋プラス
チック、熱硬化性プラスチック又はこれらの混合物であ
るプラスチック廃棄物の油化方法に関するものである。
また本発明は、プラスチック粉体と水とのスラリーに分
散剤を添加する上記プラスチック廃棄物の油化方法に関
するものであり、分散剤が吸水性樹脂、水溶性高分子、
界面活性剤又はこれらの混合物であるプラスチック廃棄
物の油化方法、特に、吸水性樹脂がポリアクリル酸塩
系、イソブチレン−マレイン酸塩系、ポリビニルアルコ
ール系、ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン
系、デンプン−ポリアクリル酸塩系の架橋化合物であ
り、水溶性高分子がデンプン、マンナン、ガラクタン又
はゼラチン等の天然高分子であり、カルボキシメチルセ
ルロース、カルボキシメチルデンプン、メチルセルロー
ス等の半合成高分子であり、ポリビニルアルコール、ポ
リオキシエチレン等の合成高分子であり、界面活性剤が
陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性イ
オン系界面活性剤又は非イオン系界面活性剤であるプラ
スチック廃棄物の油化方法に関する。また本発明は、反
応生成物から分液した水分をプラスチック粉体と水との
スラリー形成に使用する上記プラスチック廃棄物の油化
方法に関する。さらに本発明は、混合手段、スラリー供
給手段、管式連続反応器、加熱手段及び分離器からな
り、プラスチック廃棄物を粉砕して得られたプラスチッ
ク粉体と水とを混合手段によりスラリーとなし、該スラ
リーをスラリー供給手段により管式連続反応器に供給
し、加熱手段により管式連続反応器を加熱して水が超臨
界域又は超臨界域近傍になる反応条件下にプラスチック
粉体を分解した後、分離器により油分を分離するプラス
チック廃棄物の油化装置に関するものであり、さらに混
合手段に分散剤を添加するための分散剤添加手段を有す
る上記プラスチック廃棄物の油化装置に関するものであ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明で処理できるプラスチックの種類は、熱可塑性プ
ラスチック、架橋プラスチック、熱硬化性プラスチック
又はこれらの混合物である。熱可塑性樹脂としては、汎
用プラスチックのみならずエンジニアリングプラスチッ
クも含まれ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ−４−メチルペンテン−１、アイオノマー、ポ
リスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、メタクリル樹脂、ポリビニルアル
コール、ＥＶＡ、ポリカーボネート、各種ナイロン、各
種芳香族又は脂肪族ポリエステル、熱可塑性ポリウレタ
ン、セルロース系プラスチック、熱可塑性エラストマー
等が挙げられる。架橋プラスチックとしては、上記の熱
可塑性プラスチックを放射線、電子線、光等で架橋させ
たもの、過酸化物等により架橋させたもの、架橋性モノ
マーを加えて架橋させたもの等が挙げられる。熱硬化性
プラスチックとしては、汎用プラスチックのみならずエ
ンジニアリングプラスチックも含まれ、具体的には、フ
ェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、
シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、アリル樹脂、熱硬化性樹脂ポリウレタン、ゴム等が
挙げられる。これらのプラスチックは単一の種類であっ
ても、混合物であっても、アロイのような複合材料であ
ってもよい。
本発明で処理できるプラスチックの種類は、熱可塑性プ
ラスチック、架橋プラスチック、熱硬化性プラスチック
又はこれらの混合物である。熱可塑性樹脂としては、汎
用プラスチックのみならずエンジニアリングプラスチッ
クも含まれ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ−４−メチルペンテン−１、アイオノマー、ポ
リスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、メタクリル樹脂、ポリビニルアル
コール、ＥＶＡ、ポリカーボネート、各種ナイロン、各
種芳香族又は脂肪族ポリエステル、熱可塑性ポリウレタ
ン、セルロース系プラスチック、熱可塑性エラストマー
等が挙げられる。架橋プラスチックとしては、上記の熱
可塑性プラスチックを放射線、電子線、光等で架橋させ
たもの、過酸化物等により架橋させたもの、架橋性モノ
マーを加えて架橋させたもの等が挙げられる。熱硬化性
プラスチックとしては、汎用プラスチックのみならずエ
ンジニアリングプラスチックも含まれ、具体的には、フ
ェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、
シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、アリル樹脂、熱硬化性樹脂ポリウレタン、ゴム等が
挙げられる。これらのプラスチックは単一の種類であっ
ても、混合物であっても、アロイのような複合材料であ
ってもよい。
【０００７】本発明の特徴は、処理できるプラスチック
が熱可塑性プラスチックのみならず、架橋プラスチッ
ク、熱硬化性プラスチックも処理できることである。従
って、プラスチック廃棄物を選別する必要がないので、
プラスチック廃棄物の回収、処理が容易である。本発明
では、プラスチック廃棄物は粉砕して粉体にしたものを
使用して水と混合し、スラリーにする。粉体の大きさは
直径約１ｍｍ以下が好ましい。粉体の大きさがあまりに
大きいとスラリー供給手段による供給が難しい。粉体の
大きさが小さいほどスラリー供給手段による供給が容易
であるが、粉砕の所用動力と嵩が増えるので、通常０．
１〜１ｍｍであればよい。なお、粉体の大きさとは、バ
ルク状のものについては直径又は辺の長さが０．１〜１
ｍｍであるが、フィルム等の薄肉のものなどでは、スラ
リーにした場合、体積が１立方ｍｍ程度に相当するもの
であればよい。プラスチック廃棄物を粉砕して上記範囲
の大きさのものにする装置としてはカッターミル、ハン
マーミル等従来のものが使用できる。なお、プラスチッ
ク廃棄物は、元々上記範囲の大きさのものであればそれ
以上処理する必要はないし、またプラスチック廃棄物の
種類によっては、予めプラスチック以外のものを分別し
たり、洗浄したりしてもよい。しかし、プラスチックに
フィラー等の無機物が入っていても構わない。
が熱可塑性プラスチックのみならず、架橋プラスチッ
ク、熱硬化性プラスチックも処理できることである。従
って、プラスチック廃棄物を選別する必要がないので、
プラスチック廃棄物の回収、処理が容易である。本発明
では、プラスチック廃棄物は粉砕して粉体にしたものを
使用して水と混合し、スラリーにする。粉体の大きさは
直径約１ｍｍ以下が好ましい。粉体の大きさがあまりに
大きいとスラリー供給手段による供給が難しい。粉体の
大きさが小さいほどスラリー供給手段による供給が容易
であるが、粉砕の所用動力と嵩が増えるので、通常０．
１〜１ｍｍであればよい。なお、粉体の大きさとは、バ
ルク状のものについては直径又は辺の長さが０．１〜１
ｍｍであるが、フィルム等の薄肉のものなどでは、スラ
リーにした場合、体積が１立方ｍｍ程度に相当するもの
であればよい。プラスチック廃棄物を粉砕して上記範囲
の大きさのものにする装置としてはカッターミル、ハン
マーミル等従来のものが使用できる。なお、プラスチッ
ク廃棄物は、元々上記範囲の大きさのものであればそれ
以上処理する必要はないし、またプラスチック廃棄物の
種類によっては、予めプラスチック以外のものを分別し
たり、洗浄したりしてもよい。しかし、プラスチックに
フィラー等の無機物が入っていても構わない。
【０００８】スラリー化に使用される水は種類、温度、
圧力等、特に制限はなく、反応後に油分と分液により分
離した水分を使用してもよい。プラスチック粉体対水の
重量比率は、プラスチックの種類によるが１対０．３〜
２０、好ましくは２〜１０である。プラスチック粉体と
水とをスラリーにするには、縦型又は横型の攪拌機構付
き混合槽、管型ミキサーのような粉体と液体との混合に
従来使用されている混合手段により行うことができる。
プラスチック粉体と水とをスラリーにするには、ただ単
に両者を撹拌して混合してもよいし、分散剤を添加して
混合することもできる。本発明で使用する分散剤として
は吸水性樹脂、水溶性高分子、界面活性剤又はこれらの
混合物が挙げられる。なお、分散剤の添加は予め水に加
えられてもよいし、プラスチック粉体と水とをスラリー
にした後加えてもよい。分散剤の添加は、薬液定量ポン
プ、粉体計量供給装置等従来の分散剤添加手段により行
うことができる。
圧力等、特に制限はなく、反応後に油分と分液により分
離した水分を使用してもよい。プラスチック粉体対水の
重量比率は、プラスチックの種類によるが１対０．３〜
２０、好ましくは２〜１０である。プラスチック粉体と
水とをスラリーにするには、縦型又は横型の攪拌機構付
き混合槽、管型ミキサーのような粉体と液体との混合に
従来使用されている混合手段により行うことができる。
プラスチック粉体と水とをスラリーにするには、ただ単
に両者を撹拌して混合してもよいし、分散剤を添加して
混合することもできる。本発明で使用する分散剤として
は吸水性樹脂、水溶性高分子、界面活性剤又はこれらの
混合物が挙げられる。なお、分散剤の添加は予め水に加
えられてもよいし、プラスチック粉体と水とをスラリー
にした後加えてもよい。分散剤の添加は、薬液定量ポン
プ、粉体計量供給装置等従来の分散剤添加手段により行
うことができる。
【０００９】吸水性樹脂としては、ポリアクリル酸塩
（例えばナトリウム塩、以下同じ）系、イソブチレン−
マレイン酸塩系、ポリビニルアルコール系、ポバール−
ポリアクリル酸塩系、ポリアクリロニトリル加水分解物
系特にポリアクリルアミド系、デンプン−ポリアクリロ
ニトリル加水分解物系特にデンプン−ポリアクリル酸塩
系の架橋化合物が挙げられる。吸水性樹脂の水に対する
添加量は、０．０５以上、好ましくは、０．１〜１重量
％である。
（例えばナトリウム塩、以下同じ）系、イソブチレン−
マレイン酸塩系、ポリビニルアルコール系、ポバール−
ポリアクリル酸塩系、ポリアクリロニトリル加水分解物
系特にポリアクリルアミド系、デンプン−ポリアクリロ
ニトリル加水分解物系特にデンプン−ポリアクリル酸塩
系の架橋化合物が挙げられる。吸水性樹脂の水に対する
添加量は、０．０５以上、好ましくは、０．１〜１重量
％である。
【００１０】水溶性高分子としては、天然高分子、半合
成高分子、合成高分子又はこれらの混合物が使用でき
る。天然高分子としてはデンプン、マンナン、ガラクタ
ン、カゼイン、アラビアゴム、グルテン、グアーガム、
アルギン酸塩、ゼラチン等であり、半合成高分子として
はカルボキシメチルセルロース塩（例えばナトリウム
塩、以下同じ）、メチルセルロース、カルボキシメチル
デンプン塩、ジアルデヒドデンプン、デンプングリコー
ル酸塩、繊維素グリコール酸塩、アルギン酸エチレング
リコールエステル、アルギン酸プロピレングリコールエ
ステル等であり、合成高分子としてはポリビニルアルコ
ール、ポリオキシエチレン等が挙げられる。水溶性高分
子の水に対する添加量は、０．０５重量％以上、好まし
くは、０．２〜２重量％である。
成高分子、合成高分子又はこれらの混合物が使用でき
る。天然高分子としてはデンプン、マンナン、ガラクタ
ン、カゼイン、アラビアゴム、グルテン、グアーガム、
アルギン酸塩、ゼラチン等であり、半合成高分子として
はカルボキシメチルセルロース塩（例えばナトリウム
塩、以下同じ）、メチルセルロース、カルボキシメチル
デンプン塩、ジアルデヒドデンプン、デンプングリコー
ル酸塩、繊維素グリコール酸塩、アルギン酸エチレング
リコールエステル、アルギン酸プロピレングリコールエ
ステル等であり、合成高分子としてはポリビニルアルコ
ール、ポリオキシエチレン等が挙げられる。水溶性高分
子の水に対する添加量は、０．０５重量％以上、好まし
くは、０．２〜２重量％である。
【００１１】界面活性剤としては、陰イオン系界面活性
剤、陽イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤又
は非イオン系界面活性剤が挙げられる。陰イオン系界面
活性剤としては、例えば、石鹸、アルキルスルホン酸
塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、スルホこはく酸
塩、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン
酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アル
キル燐酸塩、アルキルエーテル燐酸塩等が挙げられる。
陽イオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン
塩及びその４級アンモニウム塩、芳香族４級アンモニウ
ム塩、複素環４級アンモニウム塩等が挙げられる。両性
イオン系界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタ
イン、スルホベタイン、イミダゾリン型、レシチン等が
挙げられる。非イオン系界面活性剤としては、例えば、
アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルアリル
ポリオキシエチレンエーテル、アルキルアリルフォルム
アルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレンエーテル、グリセリン
エステルポリオキシエチレンエーテル、グリセリンエス
テル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグ
リセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレング
リコールエステル、蔗糖脂肪酸エステル、グリセリンエ
ステルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステ
ルポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステル
ポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。界面活性
剤の水に対する添加量は、０．０１重量％以上、好まし
くは、０．０５〜１重量％である。
剤、陽イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤又
は非イオン系界面活性剤が挙げられる。陰イオン系界面
活性剤としては、例えば、石鹸、アルキルスルホン酸
塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、スルホこはく酸
塩、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン
酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アル
キル燐酸塩、アルキルエーテル燐酸塩等が挙げられる。
陽イオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン
塩及びその４級アンモニウム塩、芳香族４級アンモニウ
ム塩、複素環４級アンモニウム塩等が挙げられる。両性
イオン系界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタ
イン、スルホベタイン、イミダゾリン型、レシチン等が
挙げられる。非イオン系界面活性剤としては、例えば、
アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルアリル
ポリオキシエチレンエーテル、アルキルアリルフォルム
アルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレンエーテル、グリセリン
エステルポリオキシエチレンエーテル、グリセリンエス
テル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグ
リセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレング
リコールエステル、蔗糖脂肪酸エステル、グリセリンエ
ステルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステ
ルポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステル
ポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。界面活性
剤の水に対する添加量は、０．０１重量％以上、好まし
くは、０．０５〜１重量％である。
【００１２】例えば、分散剤が吸水性樹脂のような場合
には、スラリーはゲル状態になり、界面活性剤を使用し
た場合にはプラスチック粉体が水に馴染んで分散がよく
なり粘度の低いスラリーとなり、水溶性高分子のような
粘稠化剤を使用すると粘度の高いスラリーとなる。本発
明では、上記の状態のものを全てスラリーという。従っ
て、スラリーを反応器に連続供給するには、各種のスラ
リー供給手段が使用できる。スラリー供給手段としては
例えばスラリー用うず巻きポンプ、プランジャーポンプ
のようなピストン式圧送システム、ハイドロホイスト等
が挙げられる。このため、押出機等の圧入装置を考慮し
た場合に比べて、プラスチック廃棄物を、より経済的
に、高速で、大容量で反応器に供給することができる。
には、スラリーはゲル状態になり、界面活性剤を使用し
た場合にはプラスチック粉体が水に馴染んで分散がよく
なり粘度の低いスラリーとなり、水溶性高分子のような
粘稠化剤を使用すると粘度の高いスラリーとなる。本発
明では、上記の状態のものを全てスラリーという。従っ
て、スラリーを反応器に連続供給するには、各種のスラ
リー供給手段が使用できる。スラリー供給手段としては
例えばスラリー用うず巻きポンプ、プランジャーポンプ
のようなピストン式圧送システム、ハイドロホイスト等
が挙げられる。このため、押出機等の圧入装置を考慮し
た場合に比べて、プラスチック廃棄物を、より経済的
に、高速で、大容量で反応器に供給することができる。
【００１３】本発明で使用する管式連続反応器は、水が
超臨界域又は超臨界域近傍になる反応条件下にプラスチ
ック粉体を分解するので、この条件に耐えられる材料及
び肉厚の管が使用される。反応器は、直線状でもよい
が、コイル状に巻いたり、Ｕ字型に折り曲げたりした構
造のものを使用することができる。反応器の材質として
は、金属材料としては、炭素鋼、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ
等の特殊鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、ハステロ
イ、チタン又はこれらにガラス、セラミック、カーベイ
ト等をライニング処理したもの、他の金属をクラッドし
たもの等が挙げられる。反応器の反応管の長さは、プラ
スチックの種類、分解条件によるが、１０〜１００ｍで
ある。
超臨界域又は超臨界域近傍になる反応条件下にプラスチ
ック粉体を分解するので、この条件に耐えられる材料及
び肉厚の管が使用される。反応器は、直線状でもよい
が、コイル状に巻いたり、Ｕ字型に折り曲げたりした構
造のものを使用することができる。反応器の材質として
は、金属材料としては、炭素鋼、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ
等の特殊鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、ハステロ
イ、チタン又はこれらにガラス、セラミック、カーベイ
ト等をライニング処理したもの、他の金属をクラッドし
たもの等が挙げられる。反応器の反応管の長さは、プラ
スチックの種類、分解条件によるが、１０〜１００ｍで
ある。
【００１４】反応器は加熱手段により加熱される。加熱
手段としては、電気ヒーター、バーナー、燃焼ガス、蒸
気、熱媒等が挙げられる。しかしながら、プラスチック
分解生成物であるガスや油分を燃料として使用できるよ
うに、バーナーを使用した加熱炉により加熱する方式が
好ましい。
手段としては、電気ヒーター、バーナー、燃焼ガス、蒸
気、熱媒等が挙げられる。しかしながら、プラスチック
分解生成物であるガスや油分を燃料として使用できるよ
うに、バーナーを使用した加熱炉により加熱する方式が
好ましい。
【００１５】プラスチック粉体と水のスラリーを分解し
て油分を得るための反応条件としては、水が超臨界域の
媒体となるために、臨界温度３７４℃以上、臨界圧力２
２．１ＭＰａ、又は超臨界域近傍の媒体となるために、
圧力が臨界圧力の０．８倍以上、温度が３００℃以上が
必要である。超臨界域又は超臨界域近傍の水の存在下に
プラスチック粉体が分解するための温度範囲は３５０〜
６５０℃、好ましくは、４００〜６００℃である。あま
りに高温にすると、ガス分が多く生成する。プラスチッ
ク粉体が分解して油分が生成するための反応時間は、３
０分以下、好ましくは、１０分以下である。あまり反応
時間を長くすると、処理量が小さくなったり、ガス分が
多く発生したり、カーボンが発生したりして好ましくな
い。
て油分を得るための反応条件としては、水が超臨界域の
媒体となるために、臨界温度３７４℃以上、臨界圧力２
２．１ＭＰａ、又は超臨界域近傍の媒体となるために、
圧力が臨界圧力の０．８倍以上、温度が３００℃以上が
必要である。超臨界域又は超臨界域近傍の水の存在下に
プラスチック粉体が分解するための温度範囲は３５０〜
６５０℃、好ましくは、４００〜６００℃である。あま
りに高温にすると、ガス分が多く生成する。プラスチッ
ク粉体が分解して油分が生成するための反応時間は、３
０分以下、好ましくは、１０分以下である。あまり反応
時間を長くすると、処理量が小さくなったり、ガス分が
多く発生したり、カーボンが発生したりして好ましくな
い。
【００１６】反応生成物は、そのまま、又は必要であれ
ば冷却されて、あるいは又フラッシュバルブを経て、分
離器に導かれる。反応生成物は、分離器でガス分と液成
分に分離され、液成分はさらに油分と水分に分液され
る。なお、本発明で「反応生成物から分液する」とは静
置分離に相当するものであり、分離器としてはセットラ
ー等が挙げられる。なお、分散剤を添加した場合には分
散剤もまた分解されるので、分散剤が分液に影響するこ
とはない。
ば冷却されて、あるいは又フラッシュバルブを経て、分
離器に導かれる。反応生成物は、分離器でガス分と液成
分に分離され、液成分はさらに油分と水分に分液され
る。なお、本発明で「反応生成物から分液する」とは静
置分離に相当するものであり、分離器としてはセットラ
ー等が挙げられる。なお、分散剤を添加した場合には分
散剤もまた分解されるので、分散剤が分液に影響するこ
とはない。
【００１７】ガス分は、主として炭素数４以下の炭化水
素であり、そのまま、又は塩化水素等を除去して、反応
器の加熱のための燃料として使用することができるし、
他の用途に使用することもできる。
素であり、そのまま、又は塩化水素等を除去して、反応
器の加熱のための燃料として使用することができるし、
他の用途に使用することもできる。
【００１８】油分は炭素数５以上の低沸点炭化水素から
常圧沸点５００℃の炭化水素まで含んでおり、油分は外
部に抜き出されて燃料、原料、材料等に使用されるが、
一部は反応器の加熱のための燃料として使用することが
できる。得られたガス分及び油分は、燃料に使用した場
合に、重油や石炭と比較して公害の原因となる硫黄分や
重金属分が少なく、また、燃焼時の発熱量も高い。また
油分は、分留して各種の燃料、化学合成用原料、炭化水
素系の溶剤等にも使用することができる。
常圧沸点５００℃の炭化水素まで含んでおり、油分は外
部に抜き出されて燃料、原料、材料等に使用されるが、
一部は反応器の加熱のための燃料として使用することが
できる。得られたガス分及び油分は、燃料に使用した場
合に、重油や石炭と比較して公害の原因となる硫黄分や
重金属分が少なく、また、燃焼時の発熱量も高い。また
油分は、分留して各種の燃料、化学合成用原料、炭化水
素系の溶剤等にも使用することができる。
【００１９】水分は、一部は外部に抜き出されて処理さ
れ、残りはプラスチック粉体のスラリー化に循環使用し
てもよい。水分は、必要であれば、フィルター又はスト
レーナー等によりフィラー等の固体分を除去することが
できる。
れ、残りはプラスチック粉体のスラリー化に循環使用し
てもよい。水分は、必要であれば、フィルター又はスト
レーナー等によりフィラー等の固体分を除去することが
できる。
【００２０】以下、本発明の方法及び装置の一例を図１
を用いて説明する。必要に応じてプラスチック廃棄物を
前処理して、粉砕して得られたプラスチック粉体１は混
合手段２（例えば混合槽）に供給される。混合手段２に
は水８が入っており、プラスチック粉体１と水８は混合
撹拌されて、あるいは分散剤１２が添加されて、スラリ
ー３を形成する。スラリー３は、スラリー供給手段４に
より管式連続反応器５に連続的に供給される。管式連続
反応器５は加熱手段６（ここではバーナーを使用してい
る）を有する加熱炉７内で所定の温度に加熱されて、ス
ラリー中の水は超臨界域又は超臨界域近傍の水媒体とな
り、プラスチック粉体が分解されて、反応生成物９を生
ずる。管式連続反応器５から排出された反応生成物９
は、フラッシュバルブ１０を経て分離器１１に供給され
てガス成分１３と液成分に分離される。ガス成分１３は
分離器１１の頂部から抜き出され、加熱手段６に供給さ
れて空気１８により燃焼される。液成分はさらに分離器
１１において油分１４と水分１５に分離される。油分１
４は分離器１１から抜き出されて、一部は加熱手段６に
供給されて燃焼され、残りは系外に抜き出されて他の用
途に使用される。水分１５の一部は抜き出し水１６とし
て系外に排出され、残りは循環水１７として、混合槽２
に循環される。
を用いて説明する。必要に応じてプラスチック廃棄物を
前処理して、粉砕して得られたプラスチック粉体１は混
合手段２（例えば混合槽）に供給される。混合手段２に
は水８が入っており、プラスチック粉体１と水８は混合
撹拌されて、あるいは分散剤１２が添加されて、スラリ
ー３を形成する。スラリー３は、スラリー供給手段４に
より管式連続反応器５に連続的に供給される。管式連続
反応器５は加熱手段６（ここではバーナーを使用してい
る）を有する加熱炉７内で所定の温度に加熱されて、ス
ラリー中の水は超臨界域又は超臨界域近傍の水媒体とな
り、プラスチック粉体が分解されて、反応生成物９を生
ずる。管式連続反応器５から排出された反応生成物９
は、フラッシュバルブ１０を経て分離器１１に供給され
てガス成分１３と液成分に分離される。ガス成分１３は
分離器１１の頂部から抜き出され、加熱手段６に供給さ
れて空気１８により燃焼される。液成分はさらに分離器
１１において油分１４と水分１５に分離される。油分１
４は分離器１１から抜き出されて、一部は加熱手段６に
供給されて燃焼され、残りは系外に抜き出されて他の用
途に使用される。水分１５の一部は抜き出し水１６とし
て系外に排出され、残りは循環水１７として、混合槽２
に循環される。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１〜６）図１に示した装置を使用し、表１に示
す条件で、架橋ポリエチレン又は架橋ポリエチレンとポ
リエチレンの混合物からなる廃電線被覆の粉体を水に分
散し、又は分散剤を添加して分散し、分解を行った。管
式連続反応器は、内径５ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ６０
ｍの肉厚反応管を使用した。結果を表１に示す。各種の
状態のスラリーが、スラリーポンプにより連続して反応
器に供給することが可能となり、また、表１から分かる
ように、短時間でプラスチック廃棄物を連続的に分解す
ることが可能となり、燃料ガス及び油を高収率で得るこ
とができた。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１〜６）図１に示した装置を使用し、表１に示
す条件で、架橋ポリエチレン又は架橋ポリエチレンとポ
リエチレンの混合物からなる廃電線被覆の粉体を水に分
散し、又は分散剤を添加して分散し、分解を行った。管
式連続反応器は、内径５ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ６０
ｍの肉厚反応管を使用した。結果を表１に示す。各種の
状態のスラリーが、スラリーポンプにより連続して反応
器に供給することが可能となり、また、表１から分かる
ように、短時間でプラスチック廃棄物を連続的に分解す
ることが可能となり、燃料ガス及び油を高収率で得るこ
とができた。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】各種プラスチック廃棄物を選別すること
なく、その粉体を水とのスラリーにして、スラリーポン
プのような手段で、反応器に連続して供給することが可
能となり、プラスチック廃棄物を超臨界水法により高速
で分解、油化し、大量処理することができるようになっ
た。
なく、その粉体を水とのスラリーにして、スラリーポン
プのような手段で、反応器に連続して供給することが可
能となり、プラスチック廃棄物を超臨界水法により高速
で分解、油化し、大量処理することができるようになっ
た。
【図１】本発明の方法及び装置の一例を示すシステムフ
ロー図である。
ロー図である。
１ プラスチック粉体 ２ 混合手段 ３ スラリー ４ スラリー供給手段 ５ 管式連続反応器 ６ 加熱手段 ７ 加熱炉 ８ 水 ９ 反応生成物 １０ フラッシュバルブ １１ 分離器 １２ 分散剤 １３ ガス成分 １４ 油分 １５ 水分 １６ 抜き出し水 １７ 循環水 １８ 空気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 松原 亘 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 小林 一登 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 鵜川 直彦 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】 プラスチック粉体と水とのスラリーを管
式連続反応器に供給し、水が超臨界域又は超臨界域近傍
になる反応条件下にプラスチック粉体を分解して、反応
生成物から油分を得るプラスチック廃棄物の油化方法。 - 【請求項２】 プラスチックが熱可塑性プラスチック、
架橋プラスチック、熱硬化性プラスチック又はこれらの
混合物である請求項１記載のプラスチック廃棄物の油化
方法。 - 【請求項３】 プラスチック粉体と水とのスラリーに分
散剤を添加する請求項１又は２記載のプラスチック廃棄
物の油化方法。 - 【請求項４】 分散剤が吸水性樹脂、水溶性高分子、界
面活性剤又はこれらの混合物である請求項３記載のプラ
スチック廃棄物の油化方法。 - 【請求項５】 吸水性樹脂がポリアクリル酸塩系、イソ
ブチレン−マレイン酸塩系、ポリビニルアルコール系、
ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン系、デンプ
ン−ポリアクリル酸塩系の架橋物である請求項４記載の
プラスチック廃棄物の油化方法。 - 【請求項６】 水溶性高分子が天然高分子、半合成高分
子、合成高分子又はこれらの混合物である請求項４記載
のプラスチック廃棄物の油化方法。 - 【請求項７】 天然高分子がデンプン、マンナン、ガラ
クタン又はゼラチンであり、半合成高分子がカルボキシ
メチルセルロース、カルボキシメチルデンプン又はメチ
ルセルロースであり、合成高分子がポリビニルアルコー
ル又はポリオキシエチレンである請求項６記載のプラス
チック廃棄物の油化方法。 - 【請求項８】 界面活性剤が陰イオン系界面活性剤、陽
イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤又は非イ
オン系界面活性剤である請求項４記載のプラスチック廃
棄物の油化方法。 - 【請求項９】 反応生成物から分液した水分をプラスチ
ック粉体と水とのスラリー形成に使用する請求項１〜８
記載のプラスチック廃棄物の油化方法。 - 【請求項１０】 混合手段、スラリー供給手段、管式連
続反応器、加熱手段及び分離器からなり、プラスチック
廃棄物を粉砕して得られたプラスチック粉体と水とを混
合手段によりスラリーとなし、該スラリーをスラリー供
給手段により管式連続反応器に供給し、加熱手段により
管式連続反応器を加熱して水が超臨界域又は超臨界域近
傍になる反応条件下にプラスチック粉体を分解した後、
分離器により油分を分離するプラスチック廃棄物の油化
装置。 - 【請求項１１】 さらに混合手段に分散剤を添加するた
めの分散剤添加手段を有する請求項１０記載のプラスチ
ック廃棄物の油化装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114309A JPH10292177A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | プラスチック廃棄物の油化方法及び装置 |
| TW087105350A TW495525B (en) | 1997-04-16 | 1998-04-09 | Process and system for converting plastics waste into oil |
| US09/057,725 US6107532A (en) | 1997-04-16 | 1998-04-09 | Process and system for converting plastics waste into oil |
| EP98400895A EP0872536B1 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-10 | Process and system for converting plastics waste into oil |
| DE69815202T DE69815202T2 (de) | 1997-04-16 | 1998-04-10 | Verfahren und System zur Umwandlung von Kunststoffen zu Oel |
| SG1998000734A SG77171A1 (en) | 1997-04-16 | 1998-04-13 | Process and system for converting plastics waste into oil |
| CN98108883A CN1197813A (zh) | 1997-04-16 | 1998-04-16 | 将废塑料转化成油的方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114309A JPH10292177A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | プラスチック廃棄物の油化方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10292177A true JPH10292177A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14634651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9114309A Pending JPH10292177A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | プラスチック廃棄物の油化方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6107532A (ja) |
| EP (1) | EP0872536B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10292177A (ja) |
| CN (1) | CN1197813A (ja) |
| DE (1) | DE69815202T2 (ja) |
| SG (1) | SG77171A1 (ja) |
| TW (1) | TW495525B (ja) |
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