CN1944580A - 废塑料的油转化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
提供以下所述的方法及装置。将废塑料投入热分解槽，与高温溶剂混合进行热分解时使溶剂更短时间、更均匀加热的同时上述热分级槽内生成的混合油更短时间、更均匀地冷却的废塑料的油转化方法及装置。本发明的废塑料的油转化方法及装置是：给热分解槽10、30与设有循环槽12、加热装置13，具有加热、储存溶剂机能的第1循环设备及可供给已精制的常温混合油的第2循环设备相连接，使高温溶剂保持流动到完全分解为止，同时生成的分解油排出时供给常温混合油来冷却而构成。
Description
[技术领域]
此发明涉及热分解废塑料制得精制油的油转化方法及装置。
[背景技术]
将废塑料放入加热到约200℃的溶剂中就会溶化成分解油(与溶剂混合的状态)。为了精制它，将其加热气化后冷却凝结成液体，就可以以可作为燃料等再利用的混合油(与煤油，柴油等分类不同的油性物质)而回收。
另外，本申请人将运转周期交错的2个热分解槽同时运转，使多于投入废塑料量的溶剂循环，连续进行热分解与冷却，增加混合油的回收量的废塑料油转化方法及装置已经提出专利申请(例，参照专利文件1)。
将废塑料混入高温溶剂可热分解精制成分解油，但在此高温状态下如果接触空气，会有着火的危险。故从热分解槽取出前必须事先冷却。在已往的装置中，热分解槽备有水冷冷却装置。
上述专利文件1中记载的油转化装置也在热分解槽周围设有水冷夹套，循环冷却水作为冷却热分解槽内分解油的冷却装置。
另外，为将溶剂加热到预定温度，在其外侧使用具有燃油或燃气燃烧器的加热炉。
[专利文件1]
日本专利第3654833号公告(第1-6页，图1)
[发明内容]
[发明要解决的课题]
到目前为止的在外部具有燃烧器的已往的加热炉的方法难以将内部的溶剂等在短时间内均匀加热。
而且，在热分解槽设置水冷夹套的从槽外部的水冷方法难以在短时间内均匀地冷却槽内的混合油。
此发明的目的是鉴于以上问题点，提供废塑料投入热分解槽与高温溶剂混合热分解时更短时间、更均匀地加热的同时，上述热分解槽内生成的混合油可以更短时间、更均匀地冷却的废塑料的油转化方法及装置。
[解决问题的手段]
为达成以上目的，第1项的发明的特征在于，是用高温溶剂热分解废塑料以从废塑料制得精制油的油转化方法，具有加热、储存溶剂机能的第1循环设备连接在热分解槽上，所述热分解槽具有在分解油出口处设有的分离未分解废塑料与固形不纯物的开闭堰板，保持高温溶剂流动直至完全分解为止，同时经过可供给已精制的常温混合油的第2循环设备、通过向上述分解槽供给常温混合油而使上述分解油冷却。
通过具有上述构成的第1项发明，由于通过第1循环设备使高温溶剂始终保持流动，投入热分解槽的废塑料周围分解油的浓度不易变高，废塑料的分解容易进行。另外，给高温状态的分解油提供精制了的常温混合油，无需特别的冷却装置即可更短时间、更均匀地冷却。而且因已精制的混合油再循环使用可使制品纯度提高。
第2项的发明的特征在于，第1循环设备具有加热装置与储存溶剂的循环槽、和将这些与上述加热槽相连接的循环流路，上述第2循环设备可随意连接上述循环槽以及上述加热装置。
通过有上述构成的第2项的发明，装置共有可降低成本，而且加热已精制的混合油也可作为溶剂使用。
第3项的发明的特征在于，使用2个热分解槽，各槽内用加热到预定温度的溶剂溶解投入的废塑料生成分解油，2个中的1个冷却过程中，另1个热分解槽与上述循环槽间通过上述加热装置加热溶剂并使之循环，由此对新投入的废塑料进行热分解，上述第1个热分解槽中的分解油与固形不纯物以上述的常温混合油冷却到预定温度后，全部取出，在分离器中进行分离。
通过有上述构成的第3项的发明，可以在1个分解槽排出分解油时，另1个进行热分解，成为可以连续进行精制的油转化方法。
第4项的发明的特征在于，是用高温溶剂将废塑料热分解油转化，以从废塑料提取精制油的油转化装置，保持高温溶剂接受废塑料投入的热分解槽，与具有使溶剂在该热分解槽内移动功能的第1循环设备，和可以从储存已精制的混合油的产品接受槽供给上述常温混合油的第2循环设备相连接，将上述第1和第2循环设备、可以贮存为上述分解槽10倍左右容量溶剂的循环槽、将溶剂加热到预定温度的第1加热装置和泵共通地设置，同时，在上述热分解槽的分解油出口处，通过开闭堰板与分解油及固形不纯物的分离装置相连接。
通过有上述构造的第4项的发明，可以得到大量溶剂可以循环，分解油浓度不上升就可以使大量废塑料迅速地热分解，而且供给已精制的常温混合油可以更短时间，更均匀地冷却的废塑料的油转化装置。并且，精制了的混合油再循环使用成为可提高制品纯度的废塑料的油转化装置。
第5项的发明的特征在于，设有2个上述热分解槽、相对于上述第1、第2循环设备每个都可以切换连接。
通过有上述构造的第5项的发明，可以控制在一方热分解槽排出分解油时、在另一方热分解槽进行热分解，构成可以连续精制的油转化装置。
第6项的发明的特征在于，作为从上述分离装置排出的分解油的精制手段，设有加热分解油的第2加热装置，具有将第2加热装置加热的上述分解油表面积扩大的设备的蒸发槽。
通过具有上述构成的第6项的发明，可促进分解油蒸发，高效率地进行精制。
第7项的发明的特征在于，上述第1、2加热装置是发热部件和加热温度控制设备，其中发热部件设在加热槽内，在中心轴上设置的螺旋形发热板，均以传热钢材构成；加热温度控制手段根据加热槽内被加热流体出口侧设置的温度传感器温度信息对发热部件提供预定的电力，在加热槽外设有控制装置。
通过有上述构造的第7项的发明，可使沿着螺旋形发热板流动的被加热流体(溶剂，分解油，精制油)均匀且快速地加热。
第8项的发明的特征在于，将上述发热材按加热槽内相对流动方向平行设置多根，同时在上述加热槽内各大致均等分配的位置设置。
通过有上述构造的第8项的发明，即使是大型的大口径加热槽也可以使加热槽内流动的被加热流体(溶剂，分解油，精制油)更均匀地加热。
[发明效果]
像上述那样通过本发明，可得到这样的油转化方法及装置：循环槽和具有加热装置的加热、储存溶剂的第1循环设备以及可以供应精制的常温混合油的第2循环设备连接在热分解槽上，保持高温溶剂流动直至完全分解为止，同时供应常温混合油而使上述分解油冷却，如此构成可以在更短时间、更均匀地进行废塑料的热分解，同时，上述热分解槽内生成的分解油可更短时间、更均匀地冷却。
[附图说明]
[图1]
关于本发明的废塑料油的转化装置的工艺系统图。
[图2]
关于本发明的废塑料油的转化装置的工艺系统图。
[图3]
关于本发明的加热装置概略说明图，(a)为侧面图、(b)为剖面图。
[符号的说明]
1 废塑料的油转化装置
7 循环流路(第2)
10 热分解槽
12 循环槽
13 加热装置(第1)
16 循环流路(第1)
23 加热装置(第2)
30 热分解槽
41 中心轴
42 螺旋形发热板
H 发热部件
[具体实施方式]
以下，根据附图来详细说明关于本发明的废塑料的油转化方法及装置。图1，2是油转化装置工艺系统图，图3是关于本发明的加热装置的概略说明图，(a)是侧面图、(b)是切面图。
首先，根据图1、图2说明本发明的废塑料的油转化装置。
例如，作为原料的废塑料(例：PE、PP、PS为主含有部分PVC的塑料废弃物)，以混有固形不纯物(纸、木、布、石、砂、金属、玻璃、陶器、植物残渣、动物残渣等残渣)的状态，将400kg投入粉碎机(无图示)。
经过粉碎机粗粉碎到30×30mm左右后，放入减容固形机9浓缩，形成比重0.6～0.7左右的粒状废塑料。
上述粉碎机及减容固形机9的处理量每小时800kg，经过这样的预处理，废塑料的体积约减少到一半。然后将处理后的粒状废塑料400kg从投入口11投入热分解槽10(30)。
上述热分解槽为下部是圆锥形的设有开闭堰板17a和出口17的容器。在内部接有循环流路16(16a、16b)，与第1循环设备相连通，其中包含储存溶剂(煤油、废油等油性物质)的循环槽12、在内部有发热部件的将溶剂加热到预定温度的第1加热装置13、以及泵14、阀门15a、15b。
打开阀门15a、15b，关闭开闭堰板17a的状态下使泵14工作，从拥有相当于溶剂4000kg的容量(就是热分解槽10容量的约10倍)的循环槽12，溶剂经过上述加热装置13被送入热分解槽10。在上述加热装置13中，溶剂被加热到200℃。这时溶剂一直保持流动状态，加热时不会焦。
热分解槽10内的粒状废塑料被200℃的溶剂溶解成为分解油。未分解的废塑料、固形不纯物留在热分解槽10内，只有生成的分解油及溶剂经过循环流路16以上述加热装置再次加热到200℃返回热分解槽10。这时热分解槽10内的溶剂(含分解油)一直保持移动，热分解槽10与循环槽12等的容积合起来使4000kg以上的溶剂循环，废塑料周围的溶剂的浓度不易变高，分解速度几乎不降低。
像上述那样通过连接循环槽12与第1加热装置13上的循环流路16，具有加热、储存溶剂机能的第1循环设备，高温溶剂一直保持流动的热分解的构成，溶剂可完全分解。
在热分解槽10及循环槽12中废塑料中的氯变成气态，这些过程中生成的含氯气体通过10、12上部被送到废气吸收槽(未图示)，碱洗涤后进行排水。
这样溶剂(含分解油)连续循环30分钟，投入热分解槽10中的废塑料被完全分解，关闭阀门15a、15b截断循环流路16。然后冷却热分解槽10内生成的分解油。
分解油在高温状态下接触空气时有着火的危险，从热分解槽10取出时必须降温。
本实施方案下，通过后述第2循环设备向高温分解油提供临时储存在制品槽32中的精制后的常温混合油，成为可迅速冷却的构成。
在经温度计(未图示)确认分解油温度降到常温后，开放热分解槽下部的开闭堰板17a，将热分解槽10中的分解油与固形不纯物送入离心分离机。温度若降到常温，即使接触空气也不会着火。
到此为止热分解与冷却用时60分的过程作为一个周期，相同构造的2个热分解槽10、30错开1/2周期(也就是30分钟)运转。热分解槽30与热分解槽10同样具有包括上述减容固形机9的预处理手段、投入口11、开闭堰板37a、取出口37。
本实施形态，因2个热分解槽10、30错开1/2周期(就是30分)运转，一个热分解槽10内分解油冷却时，在另一个热分解槽30与循环槽12间使溶剂循环，可以进行热分解新预处理好的400kg废塑料。这样交错往复，作为油转化装置1整体，废塑料的热分解在连续进行。
因此，从两个热分解槽10、30用2A、2B两线路交替(每30分)向离心分离机21输送混有不纯固形物的分解油。分离机21利用离心力的作用将分解油与固形不纯物分离。分离后的分解油从线路3经过第2加热装置23加热到预定温度后，通过线路4送到蒸发槽24，剩下的固形不纯物掉入废液槽25，然后焚烧处理。上述废液槽25内生成的，或焚烧过程中生成的含氯气体在吸收槽(未图示)被碱洗涤，与处理液一同排水。
上述被送到加热装置23的分解油，沿后述螺旋形发热板流动过程中被加热到约360℃，送到蒸发槽24。这时分解油一直是流动状态，加热过程中不会焦。
然后，分解油从蒸发槽24上部设置的小内径的送油口26一点点滴下那样落入蒸发槽24内，这样分解油以细流落下或滴落，与迄今为止的只从滞留热分解槽内的分解油表面蒸发的油转化装置相比，分解油表面积可以变大，而且加热到约360℃的高温，分解油的蒸发可更迅速地进行。
在蒸发槽24产生的分解油的蒸汽通过线路5被送入冷凝器31，未蒸发的分解油由循环流路(未图示)再送到上述加热装置23，被送到冷凝器31的分解油蒸汽由冷却水冷凝成为优质的混合油，除去水分后被回收到制品槽32。在此再次除去含氯气体后，通过有泵的线路6被送到制品罐33，本实施形态下被精制的混合油可大约以1m3/小时的比例回收。并且由此油转化装置回收的混合油，在离心分离机21有效率的除去固形不纯物，成为比目前为止的更优质的混合油(精制油)。
另外，被临时回收到制品槽32的混合油通过前述的第2循环设备供给各热分解槽10、30成为各分解槽内分解油冷却的构造。
上述第2循环设备是将上述回收到制品槽32的混合油送到各热分解槽10、30的设备，包括循环流路7、7A、7B及循环槽12、泵14构成。
可以将作为第1循环设备设置的循环槽12、泵14与第2循环设备并用，也可以作为第2循环设备专用来准备，但是与各循环流路相连接作为第1及第2循环设备共同的设备并用的构造，可降低设备成本更有效率，因而优选。
被回收到上述制品槽32的混合油因是常温状态，通过循环流路7、7A、7B送到各分解槽10、30，可将各分解槽内高温状态的分解油迅速均匀地冷却，所以这种构造的冷却方法不必设置特别的冷却装置，可降低设备成本。
并且，因可以将上述常温混合油供给上述第1加热装置13可向各分解槽10、30输送不是常温而是加热到预定温度的混合油。
就是说上述常温混合油既可作为冷却手段使用，又可作为高温溶剂使用。优选已精制的混合油作为溶剂再次供给热分解槽，可以精制纯度更优良的混合油。
以下，由图3说明关于本发明的加热装置。
将溶剂加热到预定温度(200℃以上)的第1加热装置13与将分解油加热到预定温度(360℃以上)的第2加热装置23都是图3那样同一构造的加热装置。当然，被加热流体不同，只是加热的温度设定不同而已。
像图3(a)所示加热装置13、23都是加热槽40里在中心轴41上有螺旋形发热板42，都具有由传电钢材制成的发热部件H。另外在加热槽内被加热流体的出口侧设置温度传感器44的同时，在加热槽外设置可根据温度传感器的信息给上述发热部H提供预定电力的控制装置43。这样加热装置13、23是可将被加热流体加热到预定温度的加热温度控制手段。
上述发热部件H对加热槽内被加热流体的流动方向平行设置被加热流体沿螺旋形发热板像旋涡状平滑流动，被加热流体(溶剂、分解油、混合油)可以被均匀快速地加热。另外加热槽的内径大的时候，优选将上述发热部件多个、平均设置。此实施方式中，像图3(b)所示，加热槽40内大致均等的位置，相对于加热槽内流动方向平行设置4个(H1、H2、H3、H4)发热部件H而构成。
上述的构造，即使是大型、大口径的加热槽也可以更均匀地加热流动的被加热流体(溶剂、分解油、混合油)。另外，发热部件H的设置数量只要能使被加热流体更均匀地加热即可，无特别的数量限制。
上述发热部件H、控制装置43、温度传感器44均可以对应200～400℃，无论是将溶剂加热到200℃，还是将分解油加热到360℃，都可以自由设定。
因构成发热部件H的发热板42螺旋形设置，被加热流体沿发热板表面旋涡状流动，边缓慢搅拌边加热，故被加热流体可无遗漏地均匀加热。
另外因加热槽内被加热流体出口侧设有温度传感器44，可正确检测排出的被加热流体的温度。而且，可以自动控制电力的供给，使检测温度到达预定温度为止。由被提供的被加热流体的量及温度自动对应，均匀的加热到预定温度排出的自动控制。
像上述那样，本发明涉及的废塑料的油转化方法是，热分解槽与具有加热、储存溶剂功能的第1循环设备及可提供常温精制油的第2循环设备相连接，使高温溶剂保持流动至完全分解为止，生成的分解油排出时，提供已精制的常温混合油来冷却的构造，促进废塑料热分解的同时可使生成的分解油短时间、均匀地冷却排出的油转化方法。
而且，使用2个热分解槽交替进行分解油的生成与冷却，是可连续生产精制油的油转化方法。
本发明所述的油转化装置是，热分解槽与具有使溶剂在该热分解槽内移动功能的第1循环设备及可从储存已精制的混合油的制品槽提供常温混合油的第2循环设备相连接，上述第1第2循环设备共同设置可储存热分解槽10倍左右容量溶剂的循环槽、将溶剂加热到预定温度的第1加热装置、泵的同时，热分解槽的分解油取出口通过开闭堰板连接分解油与固形不纯物的分离手段的构造，使大量溶剂可循环。分解油浓度不上升可迅速大量分解废塑料，可以只取出分解油。另外，因供给已精制的常温混合油，可更短时间、更均匀地冷却分解油。并且，因使混合油再循环是可使精制品纯度提高的废塑料油转化方法。
此外，以在中心轴上设有螺旋形发热板同时以传电钢材构成的发热部件为溶剂、分解油、混合油加热的构造，可以使流动的被加热流体均匀地加热到预定温度。
为此，不需要多余的冷却设备，也不要燃气炉等加热器材，可节约设备成本及能源成本，是环保的废塑料油转化装置。
Claims (8)
1.废塑料的油转化的方法，用高温溶剂将废塑料热分解油转化，以从废塑料提取精制油，其特征在于，
具有加热、储存溶剂机能的第1循环设备连接在热分解槽上，所述热分解槽具有在分解油出口处设有的分离未分解废塑料与固形不纯物的开闭堰板，保持高温溶剂流动直至完全分解为止，同时，
经过可供给已精制的常温混合油的第2循环设备、通过向上述分解槽供给常温混合油而使上述分解油冷却。
2.权利要求1中记载的废塑料的油转化方法，其特征在于第1循环设备具有加热装置与储存溶剂的循环槽和将这些与上述热分解槽相连接的循环流路，上述第2循环设备可随意连接上述循环槽以及上述加热装置。
3.权利要求1或2中记载的废塑料的油转化方法，其特征在于使用2个热分解槽，各热分解槽内用加热到预定温度的溶剂溶解投入的废塑料生成分解油，2个热分解槽中的1个冷却过程中，另1个热分解槽与上述循环槽间通过上述加热装置加热溶剂并使之循环，由此对新投入的废塑料进行热分解，上述第1个热分解槽中的分解油与固形不纯物以上述的常温混合油冷却到预定温度后，全部取出，在分离器中进行分离。
4.废塑料的油转化装置，是用高温溶剂将废塑料热分解油转化，以从废塑料提取精制油，其特征在于
保持高温溶剂接受废塑料投入的热分解槽，与具有使溶剂在该热分解槽内移动功能的第1循环设备，和可以从储存已精制的混合油的产品接受槽供给上述常温混合油的第2循环设备相连接，
将上述第1和第2循环设备、可以贮存为上述分解槽10倍左右容量溶剂的循环槽、将溶剂加热到预定温度的第1加热装置和泵共通地设置，同时，
在上述热分解槽的分解油出口处，通过开闭堰板与分解油及固形不纯物的分离装置相连接。
5.权利要求4中记载的废塑料的油转化装置，其特征在于设有2个上述热分解槽、相对于上述第1、第2循环设备每个都可以切换连接。
6.权利要求4或5中记载的废塑料的油转化装置，其特征在于作为从上述分离装置排出的分解油的精制手段，设有加热分解油的第2加热装置，具有将第2加热装置加热的上述分解油表面积扩大的设备的蒸发槽。
7.权利要求6中记载的废塑料的油转化装置，其特征在于上述第1、2加热装置是发热部件和加热温度控制设备，其中发热部件设在加热槽内，在中心轴上设置的螺旋形发热板，均以传热钢材构成；加热温度控制设备根据加热槽内被加热流体出口侧设置的温度传感器温度信息对发热部件提供预定的电力，在加热槽外设有控制装置。
8.权利要求7中记载的废塑料的油转化装置，其特征在于将上述发热部件按加热槽内相对流动方向平行设置多根，同时在上述加热槽内各大致均等分配的位置设置。
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