JPH1160796A

JPH1160796A - 廃棄プラスチックの処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH1160796A
Application number: JP23338597A
Authority: JP
Inventors: Kingo Nagamine; 欽梧長嶺; Akio Shindo; 昭夫進藤; Akinobu Fukuhara; 明信福原
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、廃棄プラスチックをボイラー用燃
料として有効利用するための工業的に有利な廃棄プラス
チックの処理方法及び装置を提供する。【解決手段】廃棄プラスチックの一部を分別溶剤で溶
解する溶解工程と、得られた溶解生成物を溶液と固体と
に分離する固液分離工程と、得られた溶液を貯留する貯
留工程と、この貯留溶液をボイラー燃料としてボイラー
に供給する溶液供給工程と、前記固液分離工程で得られ
た溶液の一部及び／又は前記貯留工程で貯留されている
溶液の一部を熱媒体により加熱し、溶液中に含まれてい
るプラスチックの一部を熱分解して分別溶剤を得る分別
溶剤生成工程と、得られた分別溶剤の少なくとも一部を
前記溶解工程に循環する分別溶剤循環工程からなること
を特徴とする廃プラスチックの処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄プラスチックの
処理方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】年々増加する一般家庭から廃棄されるプ
ラスチックの処分については、埋め立てるには場所がな
く、埋め立ててもプラスチックは腐敗しないので何時ま
でも残るために美観を損ね、埋立地の再利用ができな
い。一般廃棄プラスチックには、ポリ塩化ビニルやＡＢ
Ｓ樹脂等の異炭化水素系プラスチックが含まれており、
これを焼却場で焼却すると、塩化水素ガス、シアンガ
ス、ダイオキシン等の有害物質が発生する問題がある。
この場合は排気ガスを無害化する必要があり、設備のな
い焼却場では処理できない。廃棄プラスチックを有効利
用するための方法として、従来各種の方法が提案されて
いる。このような方法の１つとして、廃棄プラスチック
をボイラー用燃料として有効利用する方法があるが、こ
の場合、固体状の廃棄プラスチックをそのまま燃料とし
て用いると、そのボイラー設備を固体燃料用に変換する
必要がある上、その燃焼に際して、廃棄プラスチック中
に含まれるポリ塩化ビニルに由来する腐食性の高い塩化
水素ガスが多量生成する。このような塩化水素ガスは、
ボイラー燃焼炉の炉材やボイラーチューブを損傷させ、
ボイラー寿命を大幅に短かくする。一方、その塩化水素
ガスによる腐食を防止するために、耐腐食性大きい材料
（例えば、ハステロイ等）を使用すると、この場合には
材料、コストが高くなるという問題を生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃棄プラス
チックをボイラー用燃料として有効利用するための工業
的に有利な廃棄プラスチックの処理方法及び装置を提供
することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、廃棄プラスチックの
一部を分別溶剤で溶解する溶解工程と、得られた溶解生
成物を溶液と固体とに分離する固液分離工程と、得られ
た溶液を貯留する貯留工程と、この貯留溶液をボイラー
燃料としてボイラーに供給する溶液供給工程と、前記固
液分離工程で得られた溶液の一部及び／又は前記貯留工
程で貯留されている溶液の一部を熱媒体により加熱し、
溶液中に含まれているプラスチックの一部を熱分解して
分別溶剤を得る分別溶剤生成工程と、得られた分別溶剤
の少なくとも一部を前記溶解工程に循環する分別溶剤循
環工程からなることを特徴とする廃プラスチックの処理
方法が提供される。また、本発明によれば、廃棄プラス
チックの一部を分別溶剤で溶解する溶解槽と、得られた
溶解生成物を溶液と固体とに分離する固液分離機と、得
られた溶液を貯留する貯留槽と、この貯留溶液をボイラ
ー燃料としてボイラーに供給する溶液供給配管と、前記
固液分離機で得られた溶液の一部及び／又は前記貯留槽
で貯留されている溶液の一部を熱媒体で加熱し、溶液中
に含まれているプラスチックの一部を熱分解して分別溶
剤を得る分別溶剤生成装置と、得られた分別溶剤を前記
溶解槽に循環する分別溶剤循環配管を備えていることを
特徴とする廃プラスチックの処理装置が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で被処理原料として用いる
廃棄プラスチックは、通常、炭化水素系プラスチック等
の分別溶剤に対する可溶性成分と異炭化水素系プラスチ
ック等の分別溶剤に対する非可溶性成分とからなるもの
である。炭化水素系プラスチックには、ＰＥ、ＰＰ等の
ポリオレフィン系プラスチック及びＰＳ等の芳香族系プ
ラスチックが包含され、異炭化水素系プラスチックに
は、ＰＶＣ、ＰＥＴ及びＡＢＳ樹脂等が包含される。こ
れらのプラスチックはいずれも大量に生産される汎用プ
ラスチックであり、廃棄プラスチックの大部分はこれら
のプラスチックからなる。廃棄プラスチック中には、異
炭化水素系プラスチックとしてポリ塩化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＣ）が少量（約１重量％）含まれる場合があるが、
このＰＶＤＣは部分的に分別溶剤に溶解し、可溶性成分
として作用する。異炭化水素系プラスチックは、炭化水
素系プラスチックとは異なり、その熱分解により、塩化
水素ガスや、シアンガス、ダイオキシン等の有害ガスを
生じる。もちろん、廃棄プラスチックには前記したプラ
スチック以外の炭化水素系プラスチック及び異炭化水素
系プラスチックが含有されることもあるが、その割合
は、通常、２５重量％以下である。一般の廃棄プラスチ
ックにおいては、炭化水素系プラスチックの割合は、通
常、５０重量％以上であり、場合によっては７５重量％
以上である。

【０００６】本発明で用いる廃棄プラスチック中の一部
（可溶性成分）を溶解させるための分別溶剤は、芳香族
系炭化水素とパラフィン系炭化水素を含有する液状炭化
水素混合物からなり、炭化水素系プラスチック及びＰＶ
ＤＣを選択的に溶解し、ＰＶＤＣ以外の異炭化水素系プ
ラスチックは実質的に溶解しないものである。本発明の
場合、このような混合物溶剤としては、廃棄プラスチッ
ク中に含まれている可溶性成分（主に炭化水素系プラス
チック）を熱分解して得られる分解生成油を用いること
から、安価であるという利点を有する。

【０００７】前記分別溶剤中に含まれる芳香族系炭化水
素の割合は、５〜７０％、好ましくは８〜６５％、より
好ましくは８〜４０％である。芳香族系炭化水素の割合
が前記範囲を超えるようになると、異炭化水素系プラス
チック、特にＰＶＣの実質的量が溶解するようになり、
一方、前記範囲より少なくなると、炭化水素系プラスチ
ック、特にＰＳが実質的に溶解しなくなる。パラフィン
系炭化水素の割合は、５〜８５％、好ましくは１０〜８
０％、より好ましくは４０〜８０％である。パラフィン
系炭化水素の割合が前記範囲を超えるようになると、炭
化水素系プラスチック、特にＰＳが実質的に溶解しなく
なり、一方、前記範囲より少なくなると、異炭化水素系
プラスチック、特にＰＶＣの実質的量が溶解するように
なる。混合物中のオレフィン系炭化水素の割合は、混合
物中の芳香族系炭化水素とパラフィン系炭化水素を差引
いた残量であり、通常、０〜２５％である。

【０００８】本明細書において前記分別溶剤に関して言
う芳香族系炭化水素、パラフィン系炭化水素及びオレフ
ィン系炭化水素の各割合は、通常の重量％とは異なり、
¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルに基づいて求められたもので、
その¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルの測定装置、測定条件、ス
ペクトルの帰属及び各成分割合の求め方については、以
下の通りである。

【０００９】（１）装置測定に用いた核磁気共鳴分光（以下ＮＭＲとする）装置
は、日本電子（株）製ＧＸ２７０−ＦＴＮＭＲ装置であ
る。（２）測定条件試料は、溶媒兼ＮＭＲロック剤としての重クロロホルム
（ＣＤＣｌ₃：ＩＳＯＴＥＣＩＮＣ．製９９．９６ａ
ｔｏｍ％Ｄ）に溶解させ、¹³Ｃ−ＮＭＲ測定に対して３
０ｗｔ％濃度とした。化学シフトはテトラメチルシラン
（ＴＭＳ）を内部基準（０．０ｐｐｍ）とし、５ｍｍφ
パイレックス製試料管を用い、回転数１５Ｈｚで測定し
た。主な測定条件は、¹³Ｃ−ＮＭＲにおいては、定量的
な測定のために、核オーバーハウザー効果（ＮＯＥ）を
消去したゲート付き¹Ｈデカップリング測定（ＮＮＥ）
を行い、パルス繰り返し時間６．９秒、データポイント
３２Ｋ、積算回数４０００回とした。（３）スペクトルの帰属と各炭化水素成分の百分率の求
め方¹³ Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、Eberhand,Breifmaier., an
d Wolfgang Voelter. “Carbon-13 NMRSpectroscop
y”， VCH Verlagsgesellschaft mbH,(1987)の文献に基
づき帰属を行い、それぞれの積分値を算出して、各結合
型炭素（パラフィン系炭化水素：Ｃｐ、オレフィン系炭
化水素：Ｃｏ、芳香族系炭化水素：Ｃａ）の百分率を求
めた。パラフィン系炭化水素（Ｃｐ）の化学シフト：１４．２
〜４６．２ｐｐｍオレフィン系炭化水素（Ｃｏ）の化学シフト：１１１．
５〜１１４．２ｐｐｍ、１３７．０〜１４５．０ｐｐｍ芳香族系炭化水素（Ｃａ）の化学シフト：１２５．５〜
１３６．９ｐｐｍなお、¹³Ｃ−ＮＭＲのスペクトルに基づく各炭化水素成
分の百分率の算出方法では、パラフィン系炭化水素基の
結合した芳香族系炭化水素は、パラフィン系炭化水素と
芳香族系炭化水素とに分割して算出され、オレフィン系
炭化水素基の結合した芳香族系炭化水素は、オレフィン
系炭化水素と芳香族系炭化水素とに分割して算出されて
いる。

【００１０】次に、本発明を図面を参照して詳述する。
図１は本発明の方法を実施する場合のフローシートの一
例を示す。図１において、１は溶解槽、２は固液分離
機、３は溶液貯留槽、４は焼却炉（インシネータ）、５
は有害物質除去装置、６は分別溶剤生成装置、７はボイ
ラー、８はタービン、９は発電機を示す。溶解槽１は、
内容物を加熱方式することのできる密閉性容器からな
る。この場合の加熱方式は、内部加熱方式や外部加熱方
式であることができ、特に制約されず、従来公知の加熱
方式を採用することができる。固液分離機２としては、
濾過分離機や遠心分離機等の従来公知の各種の固液分離
機を用いることができる。溶液貯留槽３は、密閉性容器
からなり、その形状は特に制約されない。焼却炉４は、
可燃性固形物を焼却し得る構造のものであればよく、従
来公知の各種のものを使用することができる。

【００１１】有害物質除去装置５は、焼却排ガス中に含
まれる有害物質を除去する構造を有するものであり、気
液接触装置及び気固接触装置等が包含される。固液分離
機２で得られた固形物は、通常、ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）を主成分として含み、その他ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）及びＡＢＳ樹脂等の異炭化水素系プラ
スチックからなる。従って、この固形物を焼却する際に
得られる焼却排ガスには、比較的多量の塩化水素（ＨＣ
ｌ）が含まれ、また、微量のシアン化水素（ＨＣＮ）等
が含まれるようになる。さらに、焼却排ガス中には極く
微量のダイオキシンも含有されてくるが、このダイオキ
シンの発生は、キルン型のインシネータ焼却炉の焼却温
度を高めることにより防止することができるし、焼却排
ガスを水と接触させたり、固体吸着剤と接触させること
により排ガス中から除去することができる。従って、有
害物質除去装置としては、焼却排ガスを水やアルカリ水
と接触させる気液接触装置を好ましく用いることができ
る他、焼却排ガスを活性炭、ゼオライト、ソーダライム
等の吸着剤と接触させる気固接触装置を好ましく用いる
ことができる。

【００１２】図２に、焼却排ガス中の有害物質を除去す
るための気液接触装置の模式図の一例を示す。図２にお
いて、５１は気液接触装置を示し、５２は充填材（金属
片、セラミックス粒状物等）からなる充填層を示す。こ
の気液接触装置５１を用いて焼却排ガス中の有害物質を
除去するには、ライン５４を通して水をスプレーノズル
５５から噴霧し、充填層５２内を流下させるとともに、
焼却排ガスをライン５３を通して装置内に導入し、充填
層５２を上昇させる。充填層５２を上昇する焼却排ガス
は充填層５２内を流下する水と接触し、排ガス中の有害
物質は水中に吸収され、焼却排ガス中から除去される。
有害物質の除去された焼却排ガスはライン５６を通って
排出され、一方、有害物質を吸収した水はライン５７を
通って排出される。有害物質を除去するための水は、中
性水であることができるが、ＨＣｌやＨＣＮ、ダイオキ
シン等の有害物質に対する吸収性を高めるために、ｐＨ
７．５〜１０のアルカリ水とすることが好ましい。ま
た、前記気液接触装置５１は、その複数を連結して用い
ることもできる。

【００１３】分別溶剤生成装置６は、プラスチックと分
別溶剤とからなる溶液を加熱し、溶液に含まれるプラス
チックを熱分解する構造の熱分解反応器を有するもので
あればよく、従来公知の各種のものを用いることができ
る。このような装置の具体例を図３〜図５に示す。図３
に示した装置６１は、全体が円筒状密閉容器からなり、
その容器の外周面に加熱ジャケット６２を配設した構造
のものである。この装置６１を用いて溶液を加熱するに
は、ライン６４を通して溶液を装置内に導入するととも
に、ライン６７から加熱された熱媒体をジャケット６２
内に導入し、ライン６８を通してジャケット６２から排
出する。装置内に導入された溶液は、ジャケット６２内
に導入された加熱媒体により間接的に加熱され、溶液に
含まれるプラスチックが熱分解される。この溶液の加熱
により生成した熱分解生成油の蒸気はライン６６を通し
て排出され、冷却器（図示されず）により冷却液化さ
れ、得られた液状物は分別溶剤として使用される。この
熱分解生成油には、プラスチックの溶媒である分別溶剤
の蒸気も含まれる。装置６１の底部からは、ライン６５
を通して熱分解残渣油（熱分解温度より高い沸点を有す
る留分）が排出される。このものは、ボイラー用液体燃
料として用いることができる。

【００１４】図４に示した装置７１は、上部に冷却コイ
ル７６を有する冷却塔７４を立設した構造を有するもの
である。なお、７５は凝縮液貯留棚を示す。この装置７
１を用いて溶液を加熱するには、ライン７７を通して溶
液を熱分解反応器７０に導入するとともに、ライン８０
から、ボイラー対流部で加熱された溶液を反応器７０内
に導入し、加熱溶液をライン８１を通して反応器から排
出する。装置内に導入された溶液は、同じく装置内に導
入された加熱溶液により直接的に加熱され、溶液中に含
まれているプラスチックが熱分解される。この溶液の加
熱により生成した熱分解生成油の蒸気は冷却塔７４内を
上昇するが、冷却コイル７６により冷却されて凝縮し、
得られた凝縮液は貯留棚７５にいったん貯留された後、
ライン８２を通して排出され、分別溶剤として使用され
る。冷却塔７４の上部からは、未凝縮の分解ガス（通
常、沸点７０℃以下の留分）が排出される。この未凝縮
の分解ガスは、冷却凝縮された後、ボイラー用液体燃料
として用いることができる。また、熱分解反応器７０の
底部からはライン７８を通して熱分解残渣油が排出され
るが、このものもボイラー用液体燃料として用いること
ができる。

【００１５】ボイラー７、タービン８及び発電機９とし
ては、従来公知の各種のものを使用することができ、特
に制約されない。

【００１６】図１に示したフローシートを参照して本発
明の廃棄プラスチックの処理方法を以下に詳述する。

【００１７】図１において、廃棄プラスチックは、ライ
ン１１を通って溶解槽１に供給される。廃棄プラスチッ
クを溶解槽１に供給する場合、その廃棄プラスチックに
混入する金属、木材、紙、土砂、ガラス、水分等の異物
は、あらかじめ除去するのが好ましい。また、廃棄プラ
スチックは適度の大きさ、例えばその長さが１〜１０ｍ
ｍ程度になるように破砕するのが好ましい。溶解槽１に
導入された廃棄プラスチックは、ここでライン１２を通
って循環される分別溶剤と接触し、溶解処理される。こ
の溶解槽１においては、廃棄プラスチック中に含まれる
ＰＥ、ＰＰ及びＰＳ等の炭化水素系プラスチックが選択
的に溶解され、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＡＢＳ樹脂等の異炭化
水素系プラスチックは実質的に溶解されず、固体状に保
持され、溶液中に分散する。ライン１２を通って溶解槽
１に循環される分別溶剤は、芳香族系炭化水素とパラフ
ィン系炭化水素を含有する液状炭化水素混合物である。
このものは、通常、前記において示した分別溶剤に適し
た成分組成を有するもので、廃棄プラスチック中の炭化
水素系プラスチックを選択的に可溶化させる作用を示
す。

【００１８】被処理原料として用いる廃棄プラスチック
の成分組成が変化するとそれに応じて循環分別溶剤の成
分組成も変化する。従って、この循環分別溶剤の成分組
成が前記した分別溶剤に適した成分組成範囲から逸脱す
る場合もあるが、このような場合には、分別溶剤に適し
た成分組成になるように、必要に応じ、適当な炭化水素
成分を溶解槽１に添加すればよい。一般的には、芳香族
系プラスチックの割合が１０〜９０重量％、好ましくは
１５〜８０重量％、より好ましくは１５〜５０重量％の
炭化水素系プラスチックを熱分解して得られる分解生成
油は、これをそのまま、又はこの分解生成油を蒸留して
得られる、５０〜５００℃、好ましくは１００〜４００
℃、より好ましくは１５０〜３５０℃の沸点を有する各
種蒸留留分を、本発明の分別溶剤として使用することが
できる。

【００１９】溶解槽１における溶解操作開始時には、工
業薬品として市販されている芳香族系炭化水素、パラフ
ィン系炭化水素及び必要に応じてのオレフィン系炭化水
素を適量混合することにより、あるいは前記の特性を有
する石油系炭化水素の熱分解油を分別溶剤として用いる
ことができる。溶解槽１において、その操作温度は、炭
化水素系プラスチックが可溶化する温度であり、通常、
加温条件が採用され、一般的には、５０〜２００℃、好
ましくは炭化水素系プラスチックが溶融し、ＰＶＣが実
質的に溶融しない温度、通常、８０〜１８０℃の温度で
ある。操作圧力は、その加温条件下で、分別溶剤を液相
に保持するのに充分な圧力であればよく、通常、０〜５
ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、好ましくは０〜２ｋｇ／ｃｍ²Ｇであ
る。接触時間は、炭化水素系プラスチックが溶解するの
に必要な時間であり、通常、５分以上、好ましくは１０
〜６０分である。分別溶剤の使用割合は、廃棄プラスチ
ック１重量部当り、０．５〜１０重量部、好ましくは１
〜５重量部の割合にするのがよい。

【００２０】前記溶解槽１で得られた溶解生成物はライ
ン１３を通って固液分離機２に送られ、ここで固液分離
される。固液分離機としては、従来公知の各種のもの、
例えば、濾過機、遠心分離機等が好ましく採用される。
この場合の操作温度は、一般的には、５０〜２００℃、
好ましくは８０〜１８０℃であるが、通常、溶解槽１に
おける溶解温度付近の温度である。この固液分離機２に
おいて、炭化水素系プラスチックを溶解状で含む分別溶
剤溶液と、異炭化水素系プラスチックからなる固体状物
質とが得られる。この分別溶剤溶液中の炭化水素系プラ
スチックの濃度は、７〜５０重量％、好ましくは１０〜
４０重量％である。この炭化水素系プラスチックの濃度
は、溶解槽において用いる分別溶剤の使用量により調節
することができる。この固液分離機においては、前記し
たように、異炭化水素系プラスチックは実質的に溶解せ
ずに固体状物質として分離されるが、分別溶剤に溶解性
を示さない他の固体状物質、例えば、廃棄プラスチック
中に含まれる熱硬化樹脂、金属片、アルミ箔、紙片、木
片等も未溶解固体状物質として分離される。これらの未
溶解固体状物質はライン１５を通して焼却炉４に送られ
る。

【００２１】固液分離機２で得られる固体状物質（固形
物）は、比較的多量の溶液を含有する湿潤固形物であ
り、そのまま焼却することは経済的に好ましいことでは
ない。この湿潤固形物は、それに含まれている分別溶剤
を回収するために、分別溶剤回収処理を施するのが好ま
しい。図５に、湿潤固形物からそれに含まれる分別溶剤
の回収処理方法についてのフローシートを示す。図５に
おいて、１１１は分別溶剤蒸発工程、１１２は凝縮工程
及び１１３は加熱工程を示す。図５に示すフローシート
に従って湿潤固形物を処理するには、分別溶剤蒸発工程
１１１に対して、湿潤固形物をライン１１４を通して供
給するとともに、ライン１１７を通って加熱された非凝
縮性ガスを供給し、ここで湿潤固形物に加熱された非凝
縮性ガスを接触させる。湿潤固形物に含まれる分別溶剤
の量は、７５重量％以下、好ましくは６５重量％以下で
ある。その下限値は、通常、３０重量％程度である。非
凝縮性ガスの温度は、５０〜２００℃、好ましくは８０
〜１８０℃である。非凝縮性ガスとしては、常温でガス
状を示す各種のものが使用可能であるが、安全性の点か
ら、窒素ガスや炭酸ガス、アルゴンガス等が好ましく使
用される。非凝縮性ガスの使用割合は、湿潤固形物から
回収する分別溶剤量に応じて適宜決められる。一般的に
は固形物に含まれる分別溶剤の４０〜１００重量％、好
ましくは５０〜９０重量％程度が蒸発するような割合で
ある。また、分別溶剤蒸発処理においては、固形物中の
分別溶剤含有量は、５０重量％以下、好ましくは１５重
量％以下にするのがよい。このような低分別溶剤含有量
の固形物は、乾燥表面を有し、表面のベトつきのない取
扱い性のすぐれたものである。このものは、前記したよ
うに、焼却炉で焼却処理することができる他、図形燃焼
化することもできる。

【００２２】この分別溶剤蒸発工程１１１においては、
分別溶剤含有量の低減した固形物と、分別溶剤蒸気と非
凝縮性ガスとのガス状混合物とが得られるが、その固形
物はライン１１８を通って回収され、ガス状混合物はラ
イン１１５を通って凝縮工程１１２に導入される。凝縮
工程１１２においては、ガス状混合物は冷却され、それ
に含まれる分別溶剤蒸気が凝縮液化され、その液状の分
別溶剤はライン１１９を通って回収される。一方、非凝
縮性ガスはライン１１６を通って加熱工程１１３に送ら
れる。ライン１１９を通って回収される分別溶剤は、溶
解分別工程における分別溶剤として循環使用される。凝
縮工程１１２における冷却温度は、分別溶剤が凝縮液化
する温度であり、通常、５０℃以下、好ましくは４０℃
以下である。この凝縮工程１１２におけるガス状混合物
の冷却方法としては、従来公知の各種の方法、例えば、
水を冷却媒体として用いる方法等が挙げられる。加熱工
程１１３に導入された非凝縮性ガスは、ここで５０〜２
００℃、好ましくは８０〜１８０℃に加熱され、得られ
た加熱非凝縮性ガスはライン１１７を通って分別溶剤蒸
発工程１１１に循環される。前記した湿潤固形物からの
分別溶剤回収方法は、使用する非凝縮性ガスが循環使用
されることから、クローズドシステムとして実施され、
非凝縮性ガスに混入する微量の分別溶剤も外部へ放出さ
れることはない。

【００２３】前記固液分離機２で得られる炭化水素系プ
ラスチックを含む分別溶剤溶液は、ライン１４を通って
溶液貯留槽３に送られ、ここでいったん貯留される。溶
液貯留槽３に貯留された溶液は、液体燃料として、配管
１８及び配管３４を通ってボイラー７に送られ、ボイラ
ー燃焼室においてノズルを介して噴霧燃焼される。固液
分離機２で得られた配管１４を通る溶液の一部は配管１
７を通って分別溶剤生成装置６に供給される。この場合
の分別溶剤生成装置６としては、前記した各種のものが
使用可能であるが、図１に示したものは、前記した図３
に示した構造のものに対応する。分別溶剤生成装置６に
供給する溶液は、図１に示すように、固液分離機２で得
られた配管１４を通る溶液の一部であってもよいが、貯
留槽３に貯留された溶液の一部であってもよく、この場
合には、配管２５及び配管１７を通って分別溶剤生成装
置６に供給する。もちろん、配管１４を通る溶液の一部
と貯留槽３に貯留されている溶液の一部の両方を分別溶
剤生成装置６に供給することもできる。

【００２４】分別溶剤生成装置６に供給された溶液はこ
こで加熱され、それに含まれるプラスチックは熱分解さ
れる。この場合の溶液のこのような加熱は、電熱方式等
の各種の方式により実施可能であるが、図１に示すよう
に、熱媒体を用いる間接加熱方式により好ましく行うこ
とができる。この場合の熱媒体としては、従来公知の観
種のもの、例えば、過熱スチームの他、最高沸点範囲が
３５０〜３９０℃の炭化水素油や、合成有機熱媒油等を
用いることができる。また、分別溶剤生成装置６で得ら
れる沸点範囲が３５０〜４５０℃の留分を熱媒体の原料
として用いてもよい。熱媒体を用いて溶液を間接加熱す
る場合には、熱媒体を、配管３１、ボイラーの燃焼室又
は対流部に配設された蛇管（加熱コイル）２７、配管３
２及び分別溶剤生成装置６に配設した加熱ジャケット２
６からなるループ回路を循環させるとともに、ボイラー
に配設した蛇管２７を介して熱媒体を高温に加熱し、こ
の高温に加熱された熱媒体を用いて、分別溶剤生成装置
６に配設された加熱ジャケット２６を介して溶液を加熱
する。溶液の加熱温度は、加熱ジャケット２６を通る熱
媒体の温度及び熱媒体の流速等により調節することがで
きる。分別溶剤生成装置６内における溶液の加熱温度
（プラスチックの分解温度）は、３００〜４００℃、好
ましくは３１０〜３８０℃である。この加熱により、溶
液中に含まれるプラスチックは熱分解されて、熱分解生
成油の蒸気に変換される。この分解生成油蒸気と分別溶
剤蒸気の混合蒸気は、装置６内において冷却凝縮され、
その凝縮液（分別溶剤）は配管１２を通して溶解槽１に
循環される。従って、熱分解は、分別溶剤量を確保でき
る分の熱分解でよく、廃棄プラスチックの油化用熱分解
温度よりも低い温度でよく、その分だけエネルギー回収
効率は向上する。一方、装置６で得られた分解ガスは配
管３５を通ってボイラーの燃焼室に導入され、ここで燃
焼される。この分解ガスは、必要に応じ、焼却炉４の燃
料として使用してもよい。また、装置６で得られた熱分
解残渣油も配管３３を通って配管１８を通る溶液と混合
され、ボイラーの燃焼室に導入され、ここで燃焼され
る。燃焼排ガスは配管３６を通って排出される。ボイラ
ー７においては、前記した貯留槽３からの溶液、分別溶
剤生成装置６からの分解ガス及びその熱分解残渣油の燃
焼により発生する燃焼熱により、水管２８が加熱され、
高温高圧（約４５０℃以上及び４５気圧以上）のスチー
ムが発生される。このスチームは、配管３７を通り、タ
ービン８を回転させた後、凝縮水に変換され、その凝縮
水は、復水として配管３８を通してボイラーの水管２８
に導入され、ここで高温高圧のスチームに変換される。
タービン８の回転により、これに回転軸３９を介して連
結する発電機が駆動され、これにより、電力が発生され
る。配管１８を通ってボイラーに液体燃料として供給す
る溶液において、それに含まれるプラスチック濃度は、
ノズルを介した噴霧燃焼に好適なように、１０〜５０重
量％、好ましくは２０〜３０重量％に調節するのがよ
い。このプラスチック濃度は、溶解槽１における分別溶
剤の使用量により調節することができる。

【００２５】前記固液分離機２で得られた固形物は、配
管１５を通って焼却炉４に導入され、焼却される。この
場合の焼却温度は１０００℃以上の高温度に保持するこ
とが好ましく、これによりダイオキシンの発生が防止さ
れる。この焼却炉４で生成した焼却排ガスは、これに配
管２９を通して冷却水を噴射して急冷した後、配管１９
を通って有害物質除去装置５に導入される。この有害物
質除去装置５においては、その排ガスは、配管２１を通
して導入される水と接触され、排ガス中の有害物質は水
に吸収され、排ガスから分離される。有害物質の除去さ
れた焼却排ガスは配管２３を通して排出され、中和処理
された後、必要に応じて、さらに他の有害物質除去処理
を施した後、大気へ放出される。一方、有害物質を吸収
した水は、アルカリで中和して無害化した後、必要に応
じてさらに他の処理を施した後、放流される。配管２２
を通って排出される。

【００２６】図６に、本発明を実施する場合のフローシ
ートの他の例を示す。この図６において、図１に示した
符号と同一の符号は同じ意味を有する。図６のフローシ
ートは、分別溶剤生成装置６において得られた分解生成
油の一部を加熱媒体として用い、これを配管４２を通し
てボイラー７の燃焼室に配設した加熱コイル２７に導入
し、ここで所定温度に加熱した後、配管４３を通して分
別溶剤生成装置６に送り、この装置内において、配管１
７を通って導入された溶液中に直接吹込むことによって
その溶液を加熱するもので、これらの点において図１に
示したフローシートとは異っている。この方法において
は、分別溶剤生成装置６内において、高温に加熱された
熱分解生成油（分別溶剤）を溶液中に直吹込んでその溶
液を加熱することから、局部的な過熱を生じず、溶液全
体を均一に加熱することができる。従って、この場合に
は、コーキングが発生しないという大きな利点が得られ
る。また、高温に加熱された蒸気状の分別溶剤を直接溶
液中に吹込むことから、溶液は、この蒸気状分別溶剤の
吹込みにより撹拌され、全体を完全混合状態とすること
ができる。従って、この場合には、特別の撹拌装置を補
助的に用いてもよく、これによって、溶液の均一加熱が
達成される。この装置６においては、冷却塔の側流とし
て、熱分解生成油の蒸気と分別溶剤の蒸気との混合蒸気
の凝縮液（分別溶剤）が排出され、低沸点の分解ガス
（沸点：７０℃以下）が塔頂から排出され、熱分解残渣
油が溶器状熱分解反応器の底部から抜出される。

【００２７】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００２８】参考例１標準プラスチックを用いてその溶解速度を以下のように
して測定した。（溶解速度の測定）プラスチックペレットからなる試料
約４０ｇを分別溶剤２００ｇ中で、常圧下で１３０℃に
３０分間保持して、その溶解速度を測定した。その結果
を表１に示す。なお、前記分別溶剤は、ＰＥ：１重量部
とＰＰ：１重量部とＰＳ：１重量部との混合物を４００
℃で熱分解した得られた熱分解生成油の１５０〜３５０
℃留分（軽質油＋中質油に相当）（芳香族系炭化水素：
３１．７％、パラフィン系炭化水素：５８．５％、オレ
フィン：７．４％）である。表１に示す結果から、溶解
分別工程では、低温でＰＥ、ＰＰ及びＰＳは溶解する
が、ＰＶＣ、ＰＥＴ及びＡＢＳ樹脂は不溶解であること
がわかる。

【表１】

【００２９】実施例１廃棄プラスチックモデルとして、ＰＥ：２９重量％、Ｐ
Ｐ：１８重量％、ＰＳ：２５重量％、ＰＶＣ：５重量
％、ＰＥＴ：１３重量％及びＡＢＳ樹脂：２重量％、そ
の他の金属等の異物：８重量％からなるプラスチック混
合物を細片状に破砕したものを用いた。前記廃棄プラス
チックモデルを図１に示したフローシートに従って処理
した。この処理における主要操作条件を以下に示す。（１）溶解槽１（ｉ）廃棄プラスチック供給量（配管１１）：１００重
量部／ｈ（ii）分別溶剤供給量（配管１２）：３００重量部／ｈ（iii)温度：１３０℃ （２）固液分離工程２（ｉ）溶解生成物供給量（配管１３）：４００重量部／
ｈ（ii）固形物排出量（配管１５）：４２重量部／ｈ（３）配管１４（ｉ）溶液流量：３５８重量部／ｈ（ii）溶液温度：１３０℃ （４）配管１６（ｉ）溶液流量：４８重量部／ｈ（５）配管１７（ｉ）溶液流量：３１０重量部／ｈ（６）溶液貯留槽（ｉ）温度：１３０℃ （７）配管１８（ｉ）溶液流量：４８重量部／ｈ（８）分別溶剤生成装置６（ｉ）加熱温度（ジャケット２６）：３５０℃ （ii）熱媒体合成有機熱媒体（９）配管１２（ｉ）分別溶剤流量：３００重量部／ｈ（ii）温度：１３０℃ （iii)成分組成芳香族系炭化水素：３２％パラフィン系炭化水素：６０％オレフィン系炭化水素：８％（iv）沸点範囲：１５０〜３５０℃ （１０）配管３３（ｉ）熱分解残渣油流量：１０重量部／ｈ（ii）温度：３５０℃ （iii)沸点範囲：５００℃以上（１１）配管３５（ｉ）分解ガス流量：２重量部／ｈ（ii）温度：１３０℃ （１２）配管１５（ｉ）湿潤固形物流量：４２重量部／ｈ（ii）湿潤固形物中の分別溶剤溶液含有量：３０重量％（１３）焼却炉４（ｉ）焼却温度：１０００℃以上（１４）配管１９（ｉ）焼却排ガス組成（Ｎ₂を除く）ＨＣｌ：１０ｖｏｌ％ＨＣＮ：１ｖｏｌｐｐｍ以下（ii)温度：１００℃以下（１５）配管２０（ｉ）不燃固形物流量：８重量部／ｈ（１６）有害物質除去装置５（ｉ）水の供給温度：３０℃ （１７）配管２３（ｉ）ガスの成分組成（中和後）ＨＣｌ：０ｖｏｌｐｐｍ以下ＨＣＮ：０ｖｏｌｐｐｍ以下

【００３０】実施例２実施例１で示した廃棄プラスチックモデルを図６に示し
たフローシートに従って処理した。この処理における主
要操作条件を以下に示す。（１）溶解槽１（ｉ）廃棄プラスチック供給量（配管１１）：１００重
量部／ｈ（ii）分別溶剤供給量（配管１２）：３００重量部／ｈ（iii)温度：１３０℃ （２）固液分離工程２（ｉ）溶解生成物供給量（配管１３）：４００重量部／
ｈ（ii）固形物排出量（配管１５）：４２重量部／ｈ（３）配管１４（ｉ）溶液流量：３５８重量部／ｈ（ii）溶液温度：１３０℃ （４）配管１６（ｉ）溶液流量：４８重量部／ｈ（５）配管１７（ｉ）溶液流量：３１０重量部／ｈ（６）溶液貯留槽（ｉ）温度：１３０℃ （７）配管１８（ｉ）溶液流量：４８重量部／ｈ（８）分別溶剤生成装置６（ｉ）加熱媒体（配管４３）温度：４００℃ （ii）加熱媒体熱分解生成油（分別溶剤）（９）配管４１（ｉ）分解生成物油流量：３００重量部／ｈ（ii）温度：１３０℃ （iii)沸点範囲：１５０〜３５０℃ （１０）配管１２（ｉ）分別溶剤流量：３００重量部／ｈ（ii）成分組成芳香族系炭化水素：３２％パラフィン系炭化水素：６０％オレフィン系炭化水素：８％（iii)沸点範囲：１５０〜３５０℃

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄プラスチックを原
料として、これからボイラー用の液体燃料を公害問題を
生じることなく工業的に有利に得ることができる。本発
明により得られる液体燃料は、炭化水素系プラスチック
を溶解状で含む炭化水素溶液からなるもので、高発熱量
を有する。しかも、この溶液は、塩化水素の高腐食性化
合物やイオウ化合物等を含まないことから、ボイラー装
置を何ら損傷しないという大きな利点を有している。本
発明で得られたボイラー用液体燃料として用いるときに
は、大気汚染物質を発生させることなく、工業的に有利
にボイラーを作動させることができる。そして、このよ
うにして発生したスチームは、発電その他の用途に用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する場合のフローシートの一例を
示す。

【図２】焼却排ガスからそれに含まれている有害物質を
除去するための気液接触装置の模式図を示す。

【図３】分別溶剤生成装置の一つの例についての模式図
を示す。

【図４】分別溶剤生成装置の他の例についての模式図を
示す。

【図５】湿潤固形分からの分別溶剤回収工程を示す。

【図６】本発明を実施する場合のフローシートの他の例
を示す。

【符号の説明】

１溶解槽２固液分離機３溶液貯留槽４焼却炉（インシネータ）５有害物質除去装置６分別溶剤生成装置７ボイラー８タービン９発電機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄プラスチックの一部を分別溶剤で溶
解する溶解工程と、得られた溶解生成物を溶液と固体と
に分離する固液分離工程と、得られた溶液を貯留する貯
留工程と、この貯留溶液をボイラー燃料としてボイラー
に供給する溶液供給工程と、前記固液分離工程で得られ
た溶液の一部及び／又は前記貯留工程で貯留されている
溶液の一部を熱媒体により加熱し、溶液中に含まれてい
るプラスチックの一部を熱分解して分別溶剤を得る分別
溶剤生成工程と、得られた分別溶剤の少なくとも一部を
前記溶解工程に循環する分別溶剤循環工程からなること
を特徴とする廃プラスチックの処理方法。
【請求項２】前記分熱溶剤生成工程で得られた分別溶
剤の一部熱媒体として用い、これをボイラー装置に導入
して加熱した後、前記分別溶剤生成工程における溶液中
に吹込んで溶液を加熱し、溶液中のプラスチックを熱分
解する請求項１の方法。
【請求項３】廃棄プラスチックの一部を分別溶剤で溶
解する溶解槽と、得られた溶解生成物を溶液と固体とに
分離する固液分離機と、得られた溶液を貯留する貯留槽
と、この貯留溶液をボイラー燃料としてボイラーに供給
する溶液供給配管と、前記固液分離機で得られた溶液の
一部及び／又は前記貯留槽で貯留されている溶液の一部
を熱媒体で加熱し、溶液中に含まれているプラスチック
の一部を熱分解して分別溶剤を得る分別溶剤生成装置
と、得られた分別溶剤を前記溶解槽に循環する分別溶剤
循環配管を備えていることを特徴とする廃プラスチック
の処理装置。
【請求項４】前記分別溶剤生成装置で得られた分別溶
剤の一部をボイラー装置に導入して加熱した後、前記分
別溶剤生成装置における熱源として供給する加熱分別溶
剤供給配管を備えている請求項３の装置。