JP2000001677A

JP2000001677A - 高分子系廃棄物の熱分解装置

Info

Publication number: JP2000001677A
Application number: JP10170081A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Wada; 洋一和田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2000-01-07
Also published as: KR20000005602A; US6126907A; KR100342349B1

Abstract

(57)【要約】【課題】構成が簡素で小型に、また、廉価に提供でき
て運転コストも低い高分子系廃棄物の熱分解装置の提
供。【解決手段】フィードパイプ１８と傾斜管２３をはさ
み角度が大きなＶ字形に連結し、これらの内部にフィー
ドスクリュー１９、送り上げスクリュー２５を配置す
る。ホッパー１７に投入された高分子系廃棄物はフィー
ドパイプ１８の内部において第１熱風炉１０の熱で溶解
されＶ字形部分に滞留する。高分子溶融物は送り上げス
クリュー２５で上方に送られ、途中、第２熱風炉１１の
熱で一次分解処理され、生じた分解ガスを第２熱風炉１
２の熱でさら二次分解し、コンデンサー７に誘導する。
スラッジは落し管３５を通じて水槽３６に落下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】いわゆるプラスチック製品の
廃材を熱により分解して、有用な燃料油やガスを得る装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製品の廃材、即ち、高分子
系廃棄物の熱分解装置は、多種のものが多数提案されて
いる。特開平９−２６８２９３号公報の「合成重合体の
接触分解装置及びそれを用いる油状物の製造方法」は、
スクリュー型押出機、管型予熱器及び管型分解炉を備
え、スクリュー押出機で高分子系廃棄物を加熱しつつ送
り込んで溶融させ、その高分子溶融物を管型予熱器ある
いは管型分解炉に送り込んでさらに更に加熱して高分子
を熱分解すると共にガス化し、このガス（分解ガス）を
凝縮して油状物を得る技術的思想を開示している。

【０００３】この技術は同時に、管型予熱器及び管型分
解炉を傾斜して配置すること、スクリュー型押出機、管
型予熱器及び管型分解炉の内部にスクリューを配置して
廃棄物及びその溶融物の搬送を行うと共に、管の内壁に
蓄積してくるスラッジを掻き取って自動的に排出するこ
と、及び管型分解炉においてスクリューによってスラッ
ジを分解炉の上端まで運び、その位置から分解炉の外に
落下させる構成を開示している。

【０００４】この装置は一応の連続運転が可能で、管型
分解炉の上部に発生する分解ガスがこの炉の下部側に滞
留する高分子溶融物によってシールされ、それよりも上
流側の管型予熱器や押出器に逆流しない等の特徴につい
て記載している。しかし、管型分解炉と原料投入用の押
出機とを直接に接続する構造については詳しい説明がな
く、この場合における管型分解炉のガスが押出機側へ逆
流する危険の回避や押出機から管型熱分解炉に空気が侵
入して爆発する危険の回避について開示がない。また、
この装置は、アルミナなど触媒の使用を原則としてい
る。触媒を使用しない場合の実施例を記載しているが、
この場合、油状物は得られていない。更に、管型予熱器
及び管型分解炉の熱源は電熱である。電熱は制御しやす
く熱管理が容易であるが、大量の熱量を必要とするこの
種装置の熱源として不経済である。

【０００５】また、特開平１０−１７８７１号公報の
「高分子系廃棄物の熱分解装置」は、原料溶解槽と熱分
解用傾斜管及び加熱手段を備え、熱分解用傾斜管の内部
にスクリューフィーダーを配置して、溶融された高分子
系廃棄物を搬送すると共にスラッジを除去し、加熱手段
は、第１から第３までの熱分解用熱風発生炉に分かれて
熱分解用傾斜管を下部から上部へ順次高温となるように
加熱する構成を開示している。

【０００６】この装置は連続運転が可能で、一次分解や
二次分解用の熱源として熱風を用いており、大量の熱供
給が可能であると共に、装置自体が生成した油を燃料と
して利用することができて経済的である。しかし、熱分
解用傾斜管を用いていながら、これを何れも大きな空間
の一次、二次、あるいは三次の熱分解室（熱風空間）中
を通過させるように構成しており、加熱空間が不必要に
大きい。このため、熱量の無駄が大きくまた、温度変化
のヒステリシスが大きいために、熱管理が難しいという
改良すべき点がある。また、空気の流入やガスの逆流に
関して原料溶解槽と熱分解用傾斜管との関係が明確でな
い。結局、この技術的思想には、装置を小型に、かつ、
運転コストの低い装置にするとの点から不満が残るもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、構成が簡
素で小型に、また、廉価に提供できて運転コストも低い
高分子系廃棄物の熱分解装置の提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】熱分解装置は、第１室と
第２室を備えたものとする。「室」としての形態は、開
口部と底部を備えた容器様の槽の場合と、基本的には容
器ではない管の場合との両方がある。いずれにしても少
なくとも内面は、溶融前の高分子系廃棄物の擦過に耐え
る耐摩耗性と溶融した高分子系廃棄物あるいはこれから
発生した分解ガスによって腐食されない耐腐食性の素
材、例えばステンレススチールで形成される。第１室は
投入部と溶解部及びその下部の貯留部とし、第２室は下
部の一次分解部とその上部の二次分解部とする。このた
めには、「室」が管の場合は、管を傾斜させて配置し、
上部と下部を作り出す。「室」が管の場合にはこれらの
内部にスクリューフィーダーを配置することが好ましい
が、本発明において必須のものではない。

【０００９】溶解部、貯留部、一次分解部、二次分解部
には、加熱手段を設ける。手段として実際には電熱によ
る直接加熱構造あるいは熱風の循環構造などであり、実
施の形態に応じて適宜なものを選択する。供給できる熱
量や経済性の点からすると、熱風の循環構造によるもの
の方が良い。また、熱風方式の場合には、装置が生成し
た油を燃料に利用できるなどして経済的である。なお、
溶解部と貯留部の温度は２００〜３００℃に、一次分解
部の温度は３００〜４００℃に、また、二次分解部の温
度は４００〜４５０℃に維持する。

【００１０】そして、第１室の貯留部の底部と一次分解
部の底部とを高分子溶融物が常時充満する位置で連通
し、第１室と第２室にわたって第１室の貯留部を含む貯
留域が形成される。即ち、連通部分は常に高分子溶融物
が充満する個所に構成され、第１室から一次分解部へ外
気が流入したり、一次分解部から第１室側に分解ガスが
逆流しない構造とされる。二次分解部は、下部に高分子
溶融物が滞留し、その上部が分解ガスの集合空間とされ
る。二次分解部の上部は油化装置にパイプで連通し、内
部の分解ガスが油化装置に誘導される。

【００１１】以上のこの構成は、本願の発明において基
本的なものである。この基本的構成によれば、第１室の
底部に常に、高分子溶融物が存在するので、第１室の上
部から投入する高分子系廃棄物が溶融物に接触して効率
良く溶融する。即ち、溶融物に接触して受熱面積が増え
るのと溶融物は空気よりも熱容量が高いので、熱伝達効
率が良く、固体の高分子系廃棄物が溶融物となりやす
い。また、第１室の上部から高分子系廃棄物を連続して
投入しても、この連通部に高分子溶融物が充満した状態
は持続するので、装置の連続運転が可能である。その結
果、この装置は高分子系廃棄物の処理能力が高い。さら
に、多少の能率は落ちるが、触媒を使用せずに熱分解す
るので、構造が簡素であり、装置を小型かつ廉価に製造
することができる。なお、一次分解部、二次分解部にお
ける高分子溶融物の分解過程そのものは周知である。

【００１２】この装置は次の様に構成することがある。
第１室を上方が開口した縦方向の槽とし、第２室を上方
が開口した縦方向の槽とし、これらを隣接して配置し、
これらの底部を高分子溶融物が充満する位置で連通す
る。第１室は投入部と溶解部及びその下部の貯留部と
し、第２室は下部の一次分解部とその上部の二次分解部
とすることなど他の構成は先に記載の基本構成と同じ構
成とする。この構成は、高分子系廃棄物の熱分解装置と
して、構造が最も簡素で小型に形成することができ、車
両や船舶などの限られた空間での利用に便利である。

【００１３】また、この装置は、第１室の溶解部の底部
と一次分解室の底部との連通を一時遮断する手段と一次
分解部を６００℃以上に維持できる炭化用加熱手段を備
えることがある。一時遮断する手段は、連通路を横断し
て移動するシャッターや弁など機構的な手段の他に、連
通路の第１室側に冷却装置を設けて、連通路の第１室側
にある高分子溶融物を一時的に流動性を失う程度に粘度
の高いものにしてしまうことも含む。何れにしても、一
時遮断する手段によって第１室側からの溶融物の流入を
阻止してから、炭化用加熱手段を機能させ、第２室側に
ガス化せずに残っている高分子系物質（スラッジ）を６
００℃以上に加熱して、これらを炭化させ、取り扱いや
すくしたのちに第２室から掻き出す。

【００１４】第１室、第２室を容器型の槽で形成した場
合、長時間の熱分解作業で、特に第２室の底部に、熱分
解が充分に進まない高分子の塊や成形時に埋め込まれた
金属片などが蓄積されてくる。しかし、このタイプの装
置は、スクリューフィーダーの様な自動的にスラッジ
（スケールを含む）を掻き出す機構を備えないので、こ
のようにして定期的にスラッジを排出し、熱分解能率の
低下を防止する必要がある。なお、小型の装置の場合、
手動によるこのような排出手段でも十分であり、装置の
小型化、低廉化を第一とすることができる。

【００１５】第１室を、後端が高く前端を低く傾斜して
配置した円筒状とし、第２室を、後端を低く前端を高く
傾斜して配置した円筒状とすることがある。そして、第
１室は後端部を投入部にし前端を第２室の後端に接続し
て内部を連通させる。第１室は内部にモーターにより駆
動されるスクリューフィーダーを貫通して備え、第１室
の前半部は溶解部と貯留部である。第２室の後半部は一
次分解部、前半部は二次分解部となり、前端でガス集合
空間に接続する。

【００１６】したがって、第１室を構成する円筒と第２
室を構成する円筒は第１室が第２室に突き当たった状態
で、挟む角度が大きなＶ字状に交差し、その最も低い頂
点を含む一定範囲が貯留域であり、内部に高分子溶融物
が充満する。また、第２室は、前端において下方に向け
て開口したスラッジ落とし管に接続している。その他の
構成は、基本構成として記載したものと同様である。

【００１７】この装置は、第１室、第２室を実際は円筒
で構成し内部にスクリューフィーダーを配置するので、
構造が多少複雑になるが、先に記載した基本構成が発揮
する作用効果に加え、高分子溶融物を搬送しながら熱分
解するので、熱分解の能率が高い。また、スクリューフ
ィーダーによって第２室内部に蓄積されがちなスラッジ
を自動的に除去することができる。

【００１８】この装置における円筒状をした第１室の貯
留部と第２室を外筒で包むことにより、第１室及び第２
室の外側に加熱空間を形成することがある。加熱空間に
は熱風炉からの熱風を導入して第１室、第２室の内部を
所定の温度に加熱する。具体的には、第１室の溶解部と
対応する加熱空間には溶解熱風炉からの熱風を循環さ
せ、第１室の貯留部及び第２室の一次分解部と対応する
個所には一次熱風炉からの熱風を循環させ、また、第２
室の二次分解部と対応する加熱空間には二次熱風炉から
の熱風を循環させる。

【００１９】この構成によれば、円筒状をした第１室と
第２室を外筒で包んで加熱空間を構成するので、加熱空
間が加熱を必要とする個所に近接し、また、小容量なの
で、熱風を無駄なく利用することができ、効率のよい加
熱を行うことができる。この結果、装置を小型にまた廉
価に提供することができる。溶解熱風炉など比較的温度
の低い熱風を供給する熱風炉では熱風が循環する経路の
適宜個所に熱交換機を配置して一次熱風炉や二次熱風炉
の予熱を利用することもある。また、各熱風炉の循環路
を一部連通させて、温度調整や予熱を利用することもあ
る。

【００２０】以上の装置において、何れの場合も、二次
分解部の上部にさらに三次分解部を設け、その空間温度
をほぼ５００℃に維持し、三次分解部から分解ガスを油
化装置に連通した構成とすることができる。この構成で
は、二次分解を終えてガス化はしているがまだ分子量の
大きなものを更に分解することにより、分子量の小さな
軽質油を多く得ることができる。また、三次分解を高度
に進めると、分解ガスの分子量が小さくなりすぎて液化
は困難となるので、ガスが有用な場合にはそのまま取り
出すことがある。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１、２は熱分解装置の全体を示
したもので、第１の実施形態である。図２では後述の投
入装置、分解装置の一部を切欠いて、内部の構造を示し
ている。熱分解装置１は、ベース基盤２上に、投入装置
３、溶解装置４、傾斜させて配置した分解装置５、脱塩
素装置６、コンデンサー７、貯油タンク８、スラッジボ
ックス９及び第１〜第３の熱風発生炉１０，１１，１２
を備える。符号１３は制御装置で、入出力部、記憶部及
び演算処理部を備えた通常のものである。記憶部には熱
分解処理工程のプログラムを格納してあり、入力部には
熱風分解装置１の各適宜個所に配置した各種センサーか
らの信号が伝達される。符号１４はアキュムレーターで
コンデンサー７に至る管路中に連結してある。符号１５
はクーリングタワーでコンデンサー７の冷却に用いる。
符号１６はサービスタンクで、第１〜３の熱風発生炉１
０〜１２のバーナーに供給する燃料を蓄えてある。

【００２２】図２、図３に示すように、投入装置３はホ
ッパー１７とフィードパイプ１８で構成してあり、フィ
ードパイプ１８は内部にフィードスクリュー１９（図
４）を備えると共に、中間部が第１熱風炉１０を通過し
ている。フィードパイプ１８は長さ約３３００ｍｍで直
径２５０ｍｍのステンレス製、フィードスクリュー１９
もステンレス製でピッチは１５０ｍｍである。フィード
スクリュー１９はフィードパイプ後端の第１モーター２
０により４ｒｐｍに駆動回転される。図４において、符
号２１はバーナー、符号２２は熱風循環用のブロワーで
ある。第１モーター２０、バーナー２１、ブロワー２２
の作動は制御装置１３の管理下にある。内部にフィード
スクリュー１９を備えたフィードパイプ１９が第１熱風
炉１０を通過している構造が熔解装置４を構成してい
る。第１熱風炉１０はその個所のフィードパイプ内部の
温度が２５０℃を中心とした２００〜３００℃を維持す
るように制御される。

【００２３】分解装置５は、角度約３０度で後端を低
く、前端を高く配置した傾斜管２３とこれの外周を包み
込む外筒２４で構成してあり、傾斜管２３の内部には、
送り上げスクリュー２５を貫通して備えている。傾斜管
２３は長さが約７０００ｍｍ、直径２５０ｍｍのステン
レス製で外面に長手方向に沿った６枚の吸熱フィン３８
（図６）を周方向に間隔をとって備えている。傾斜管２
３を貫通して配置された送り上げスクリュー２５は、ス
テンレス製で直径１００ｍｍの軸にピッチ１５０ｍｍの
羽根が付いており、傾斜管２３の前端に取り付けた第２
モーター２６で４ｒｐｍに駆動回転される。送り上げス
クリュー２５は軸の長手方向と周方向に１本ずつ間隔を
とって６個のたわみ止めローラー３９（図７）を備え、
送り上げスクリュー２５が自身の重量によってたわむの
を防止する。

【００２４】傾斜管２３と外筒２４間の空間は加熱空間
とし、隔壁２７により下方空間２８と上方空間２９に分
けている。下方空間２８には第２の熱風炉１１を接続
し、バーナー３０が発生する熱をブロワー３１で下方空
間に循環させている。上方空間には第３の熱風炉１２を
接続し、バーナー３２が発生する熱をブロワー３３で上
方空間２９に循環させている。下方空間２８、上方空間
２９を形成している外筒２４の内面は断熱材で被覆して
ある。

【００２５】傾斜管２３の上端部は上方へ拡大されてガ
ス集合空間３４とされ、この空間からコンデンサー７に
接続している（図４）。傾斜管２３の上端部はまた、下
方に向けて開口し、スラッジ落し管３５に接続してい
る。スラッジ落し管３５の下端は水槽３６の水中に開口
し、水封構造となっている。

【００２６】送り上げスクリュー２、第２モーター２
６、バーナー３０、３２、ブロワー３１、３３の作動は
制御装置１３の管理下にある。第２の熱風炉１１は、下
方空間２８の温度が下部では３５０℃程度上部では４０
０℃程度となるように３００〜４００℃を維持する制御
とされる。フィードパイプ下端部の貯留域は下方空間２
８にあって傾斜管２３の下端部とほぼ同じ３５０℃程度
に加熱される。また、第３の熱風炉１２は、上方空間２
９の温度が４５０℃を中心とした４００〜５００℃を維
持するように制御される。

【００２７】そして、前記のフィードパイプ１８は角度
約５度で後端を少し高くして低くなった前端を傾斜管２
３の下部に結合し、内部を連通してある。即ち、フィー
ドパイプ１８と傾斜管２３は、挟み角を大きく取ったＶ
字形に結合されており、結合部分が最も低くなってい
る。

【００２８】脱塩素装置６は溶解装置４のフィードパイ
プ１８とパイプで接続して（図２）フィードパイプ１８
内部のガスを吸引誘導してこのガスに水を噴射し、ガス
中の塩素を水に溶かし込んで塩酸として回収する装置で
あり、周知のものである。コンデンサー７は分解装置４
におけるガス集合空間３４とパイプでアキュムレーター
１４を介して接続され、高温のガスをクーリングタワー
１５の機能を利用して冷却することにより、ガス分子を
凝縮させて液化（油化）するものである。冷却程度を段
階に分割することにより、各種の油を分別して回収する
ことができる。

【００２９】ホッパー１７に高分子系廃棄物（いわゆる
プラスチック製品の廃材、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂、塩化ビ
ニル、ポリエチレンテレフタレートなど、特に種類を問
わない）を投入し、上方から自重あるいは押圧機構を用
いて押圧すると、廃棄物はフィードスクリュー１９で前
方に送られる。投入する廃棄物は小形のものはそのまま
でも良いが、大きなものは予め破砕あるいは裁断してお
くことが好ましい。廃棄物はフィードパイプ１８を通過
する間に、フィードパイプ１８が第１熱風炉１０を貫通
する個所で加熱され熔解する。溶解した高分子溶融物
は、その先の傾斜管２３とのＶ字形をした接続部に滞留
する。

【００３０】すなわち、フィードパイプ１８は、フィー
ドパイプ１８の後端から傾斜管２３の前端に至る高分子
系廃棄物の処理空間における第１室を構成しており、そ
の後端部がホッパーに連なった投入部、中間が第１熱風
炉１０の熱を受ける溶解部、及び前端部が高分子溶融物
が滞留する貯留部となっている。なお、塩化ビニル等を
分解処理する時に溶解部で発生する塩素ガスは脱塩素装
置６で除去する。この第１室の構造によれば、融点が高
く溶解が遅い廃棄物も、滞留している溶融物に触れる
と、溶融物の高い熱容量と接触面積により、短時間で完
全に溶かすことができる。

【００３１】Ｖ字形の接続部に滞留した高分子溶融物
は、レベルとしてホッパー１７の底部に達する量とな
り、このレベル（図４のＬライン）で傾斜管２３の後端
にわたる貯留域３７を形成する。したがって、フィード
スクリュー１９と傾斜管２３との連通部は常時、高分子
溶融物で充満する。これにより、傾斜管２３の内部は実
質的に外気と遮断され、外気が傾斜管２３の内部に侵入
したり、傾斜管２３内部の分解ガスがホッパー部分から
外に噴出したりすることはない。

【００３２】傾斜管２３の内部では送り上げスクリュー
２５が回転して貯留域３７の高分子溶融物を撹拌しつつ
上方へ掻き上げる。これにより、高分子溶融物は下方空
間２８に対応する傾斜管２３の内部（一次分解部）で４
００℃程度まで加熱され、高分子の鎖が切れて分解ガス
となる。この分解ガスは上方の加熱空間２９と対応する
傾斜管内部（二次分解部）に集まり、さらに４５０〜５
００℃程度まで加熱されて、より分子量の小さな分解ガ
スとなる。

【００３３】二次分解部の上部はガス集合空間３４とな
っているので分子量が小さく軽くなった分解ガスはここ
に集まり、ついでコンデンサー７に導かれて油化され
る。ガス集合空間３４を三次分解部として分解ガスをさ
らに加熱（５００℃程度）することがあるが、この際、
あまり温度を高くすると分解ガスの分子量が小さくなり
すぎて、通常の冷却手段では油化しなくなるので、高分
子系廃棄物の種類に応じた注意が必要である。

【００３４】高分子系廃棄物に埋め込まれてあらかじめ
除去できなかった金属部品等の非溶融性の部材はスラッ
ジとなって、溶融物中で沈殿するが、送り上げスクリュ
ー２５はこれらをすくい上げて上方へ送り出し、傾斜管
２３の前端に設けた開口からスラッジ落とし管３５中に
落下する。スラッジ落とし管３５は下端が水中に開口し
ており、傾斜管２３の内部が外気と通じるのを防止し、
また、傾斜管２３内部の圧力調整に寄与している。破砕
したポリエチレンの廃棄物１トンをホッパーから連続し
て投入したところ、燃料として使用可能な油を約１００
０リットル得ることができた。この実施形態において処
理能力は約１トン／２時間である。

【００３５】管型であるこの実施形態は、溶解部、一次
分解部及び二次分解部の空間がコンパクト（直径２５０
ｍｍの管に送り上げスクリュー２５の軸、直径約１００
ｍｍが存在している）で断面全体に熱が伝達しやすく、
かつ、送り上げスクリュー２５によって高分子溶融物が
流動していること及び下方から上方へ順次温度を高くす
ることもあって、断面における熱の分布が均等になるの
で、供給熱量を効率良く利用できると共に、中央部の温
度を一次分解、二次分解に必要な温度とするために過剰
の熱を加えて、傾斜管２３の内面に接して高分子溶融物
を炭化してしまう等ということがない。

【００３６】図８、９は第２の実施形態としての熱分解
装置の全体を示したものである。第１の実施形態では第
１室が管型のフィードパイプ１８、第２室も管型の傾斜
管２３で、第１室、第２室共に円筒状であり、高分子系
廃棄物及びその溶解された高分子溶融物は内部のスクリ
ューで搬送され、搬送の途中で溶解及びガス化される構
造であるが、第２の実施形態では第１室、第２室共に、
上方が開口し底部を備えた槽型である。熱分解装置を完
全に簡素な構造とするために、この実施形態では、最低
限として必要なアラーム以外の制御装置、脱塩素装置及
び熱風発生炉などは備えていない。

【００３７】図において、符号４０は第１室であり、断
面矩形の槽型である。第１室はホッパーを兼ね、内部を
押部材４１が上下に移動可能となっている。また、第１
室の側壁から内部に電熱棒４２が複数本差し込まれ、配
置は槽内の下部ほど密度を高くしてある。電熱棒４２は
第１室４０の下部領域の温度が約２５０℃を維持できる
ように発熱量があらかじめ定まったものを使用してい
る。押部材４０はその自重によって押作用を行ってい
る。なお、スプリングを利用した押作用も可能である。

【００３８】符号４３は第２室で、断面円形をした槽型
であり、上方の開口を水平アームで支えた蓋４４で閉鎖
している。水平アームは一端を中心に回動することがで
きる。蓋４４は熱処理の間は閉じているが、機枠４５と
の間に設けたハンドル４６によって開閉が可能である。
第２室の内部は、設計上で高分子溶融物が滞留する一次
分解部４７（図中のＬライン）とその上方の二次分解部
４８に分割され、双方の分解部に複数本の電熱棒４９が
差し込まれている。さらに、第２室の底部には強熱用ヒ
ーター５０を埋め込み、二次分解部４８の空間にはコン
デンサー５１に連通する管路５２の端部が開口してお
り、分解ガスの吸引口となっている。

【００３９】コンデンサー５１により凝縮され液化した
油は貯油タンク５３に貯蔵される。一次分解部４７に位
置する電熱棒４９は、この部分を約３５０℃に維持でき
る発熱量にあらかじめ定まったものを使用し、二次分解
部４８に位置する電熱棒４９はこの部分を約４５０℃に
維持できる発熱量にあらかじめ定まったものを使用して
いる。そして、第１室４０の下部と第２室４３の下部は
第２室側４３側へ低く、わずかに傾斜した連通路５３で
つながっており、その部分にこの連通路５４を遮断する
ことができるシャッター５５が外部から上下移動可能に
設けられている。シャッター５５は平らな鉄板製で熱分
解処理中は上方に引き上げられ、連通路５４は開通して
いる。第１室４０、第２室４３共に内面はステンレスで
構成し、その外側を断熱材で包んである。

【００４０】図９において、符号５６は可燃ガス誘導パ
イプであり、液化されなかったガスを燃料として利用す
るために取出すものである。符号５７はポンプで貯油タ
ンク５３から油を取出し他に供給するためのものであ
る。この装置は船舶等で長期の航海中に排出される高分
子系廃棄物を処理するためのもので、小型であり、この
実施形態では、第１室の高さが約１２００ｍｍ、奥行き
が１０００ｍｍ、幅約５００ｍｍであり、第２室の高さ
が約８００ｍｍ、直径が８００ｍｍである。

【００４１】高分子系廃棄物は第１室４０の上部から投
入され、押部材４０で下方へ押し込まれ、下部の電熱棒
４２の加熱によって約２５０℃で溶解される。溶解され
た高分子溶融物は第１室４０の下部に滞留する。すなわ
ち、第１室は上部の投入部と下部の溶解部及び貯留部で
構成されている。この実施形態では脱塩素装置を備えな
いので、塩化ビニルなどが多量に混入している場合に
は、脱塩素処理として消石灰を高分子廃棄物と共に投入
する。塩素は塩化カルシュウムとしてスラッジと共に回
収される。

【００４２】高分子系廃棄物の投入を連続すると、高分
子溶融物は連通路５４を通じて第２室に入り、やがてＬ
ラインの位置まで滞留する。一次分解部４７の高分子溶
融物は電熱棒４７によって３５０℃に加熱され、高分子
が分断されて分解ガスとなり、上方の二次分解部４８に
集合する。二次分解部４８では分解ガスを電熱棒４９で
４５０℃程度に加熱して分解ガスの分子量を更に小さく
する。分解ガスは管路５２を通じてコンデンサー５１に
誘導されて油化され、燃料として回収される。この実施
形態では高分子廃棄物１トンから約９００リットルを回
収でき、処理能力は１００ｋｇ／１時間である。この
間、第１室４０と第２室４３の高分子溶融物は連通路５
４を通じて一体の貯留域を形成しており、連通路５４は
常に溶融物が充満している。これにより、第１室４０を
通じて外気が第２室４３に侵入したり、第２室４３の分
解ガスが第１室４０側に吹き出すという危険な状態を防
止することができる。

【００４３】熱分解処理を継続すると、高分子系廃棄物
に埋め込まれた金属や分解の困難な高分子物は溶解段階
で第１室４０の底部に沈殿し、傾斜した連通路５４を通
って第２室４３の底部に滞留する。このため、例えば１
０時間の熱処理ごとにシャッター５４を操作して連通路
５４を閉じた後、第２室底部の強熱ヒーター５０に通電
して底部温度を６００℃以上に維持し、残存物を炭化
し、第２室４３上部の蓋４４を開けて内部の炭化したス
ラッジを掻き出す。

【００４４】すなわち、強熱ヒーター５０は、炭化用加
熱手段の一つである。第２室４３の底部にあらかじめト
レーを配置しておいてその上で炭化させ、トレーごと第
２室４３の外に引き上げる構成とすることもできる。な
お、シャッター５５は必須のものではない。又、この強
熱ヒーター５０は中断した熱処理を再開する際に、固化
している前回の溶融物を軟化させる場合の加熱源として
も使用することができる。この場合は、第１室４０の底
部にも強熱ヒーター５０を配置しておく。以上は、本願
の発明に基づいた２つの実施形態であり、装置の規模、
設置環境、扱う高分子系廃棄物の種類等に応じて種々の
変形が可能である。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載の構成によれば、基本的
に、第１室と第２室を連通路で連結し、第１室に投入
部、溶解部および貯留部を形成し、第２室に一次分解部
と二次分解部を設けて熱処理装置の主要部を形成し、ま
た、第１室と第２室の連通路に高分子溶融物を常に充満
させ、格別の遮断装置を設けなくとも外気が分解室に流
入したり、分解室の分解ガスが投入部側に逆流する危険
を防止することができるので、構成が簡素であり、装置
を小形にまた廉価に提供することができる。その結果、
装置を小型にし、廉価に提供することができる。

【００４６】請求項２に記載の構成によれば、第１室と
第２室を槽型とし、高分子系廃棄物やその溶融物のため
の格別な搬送装置を設けないので、熱分解装置をより小
型に構成することができ、船舶や車両に設置することが
できる。請求項３に記載の構成によれば、連通路を一次
遮断して、第２室内部のスラッジを炭化することができ
るので、スラッジの処理が容易で手作業であってもに簡
単に行なえる。

【００４７】請求項４に記載の構成によれば、第１室と
第２室は円筒状の構造であると共につながっており、内
部に搬送装置を備えるので、高分子系廃棄物の熱分解処
理を連続して効率よく行える。一連の一次分解処理と二
次分解処理を１本の傾斜した管の内部で連続して行うの
で、分解装置が簡単な構造となり、高分子系廃棄物やそ
の溶融物の搬送をスクリューフィーダーで自動的に行う
高度な装置でありながら、装置全体を小型に、かつ、廉
価に構成することができる。また、投入部から二次分解
までを一本のＶ字形に屈曲した管の構造とし、屈曲部に
高分子溶融物を滞留させるので、格別の装置を用いるこ
となく、外気の侵入や分解ガスの逆流を防止することが
できる。

【００４８】請求項５に記載の構成によれば、第１室の
貯留部と第２室を加熱するための加熱空間を小さく構成
することができ、これにより供給熱量を効率よく利用で
きるので、熱分解装置の運転コストを低減することがで
きる。また、第２室の内面で過剰な熱によって高分子溶
融物が炭化するなどのことがなく、能率の良い熱処理を
行える。請求項６に記載の構成によれば、追加の加熱に
より分解ガスの分子量を小さくして軽質の燃料とできる
油をより多く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱分解装置１の全体を示す斜視図（第１の実施
形態）

【図２】熱分解装置の全体を示す平面図（一部を切欠い
ている）

【図３】熱分解装置の全体を概略で示した正面図（一部
を切欠いている）

【図４】作動を示すためのフロー図

【図５】貯留域と下方加熱空間との関係を示す図（一部
断面図）

【図６】吸熱フィンの取付け状態を示す断面図

【図７】たわみ止めローラーの取付け状態を示す断面図

【図８】熱分解装置の全体を示す正面図（第２の実施形
態、一部断面図）

【図９】熱分解装置の全体を示す平面図

【符号の説明】

１熱分解装置２ベース基盤３投入装置４溶解装置５分解装置６脱塩素装置７コンデンサー８貯油タンク９スラッジボックス１０第１の熱風発生炉１１第２の熱風発生炉１２第３の熱風発生炉１３制御装置１４アキュムレーター１５クーリングタワー１６サービスタンク１７ホッパー１８フィードパイプ１９フィードスクリュー２０第１モーター２１バーナー２２ブロワー２３傾斜管２４外筒２５送り上げスクリュー２６第２モーター２７隔壁２８下方空間２９上方空間３０バーナー３１ブロワー３２バーナー３３ブロワー３４ガス集合空間３５スラッジ落とし管３６水槽３７貯留域３８吸熱フィン３９たわみ防止ローラー４０第１室４１押部材４２電熱棒４３第２室４４蓋４５機枠４６ハンドル４７一次分解室４８二次分解室４９電熱棒５０強熱ヒーター５１コンデンサー５２管路５３貯油タンク５４連通路５５シャッター５６誘導パイプ５７ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１室と第２室を備え、第１室は投入部
と溶解部及びその下部の貯留部とし、第２室は下部の一
次分解部とその上部の二次分解部とし、溶解部と貯留部
の温度を２００〜３００℃維持する手段、一次分解部の
温度を３００〜４００℃に維持する手段、二次分解部の
温度を４００〜５００℃に維持する手段、さらに第１室
の貯留部の底部と一次分解室の底部とを高分子系廃棄物
の溶融物が充満する位置で連通して第１室の貯留部を含
んだ貯留域を形成してあり、二次分解部の上部は分解ガ
スの集合空間とされ、その上部から油化装置に連通して
あることを特徴とした高分子系廃棄物の熱分解装置。
【請求項２】上方が開口した縦方向の第１室と上方の
開口が着脱自在の蓋で閉ざされた第２室を隣接して配置
し、第１室は投入部と溶解部及びその下部の貯留部と
し、第２室は下部の一次分解部とその上部の二次分解部
とし、溶解部と貯留部の温度を２００〜３００℃に維持
する手段、一次分解部の温度を３００〜４００℃に維持
する手段、二次分解部の温度を４００〜５００℃に維持
する手段を備え、さらに第１室の貯留部の底部と一次分
解室の底部とを高分子系廃棄物の溶融物が充満する位置
で連通して第１室の貯留部を含んだ貯留域を形成してあ
り、二次分解部は分解ガスの集合空間とされ、その上部
から油化装置に連通してあることを特徴とした高分子系
廃棄物の熱分解装置。
【請求項３】第１室の貯留部の底部と一次分解室の底
部との連通を一時遮断する手段と一次分解室を６００℃
以上に維持できる炭化用加熱手段を備えていることを特
徴とする請求項２に記載した高分子系廃棄物の熱分解装
置。
【請求項４】後端を高く前端を低く傾斜して配置した
円筒状の第１室と、後端を低く前端を高く傾斜して配置
した円筒状の第２室を備え、第１室は後端部を投入部に
し前端を第２室の後端に接続して内部を連通させてあ
り、第１室の前半部を溶解部と貯留部とし、第２室は内
部にモーターにより駆動されるスクリューフィーダーを
貫通して配置し後半部を一次分解部、前半部を二次分解
部としてあり、前端でガス集合空間に接続する一方、前
端で下方に向けて開口したスラッジ落とし管に接続して
おり、第１室における溶解部と貯留部の温度を２００〜
３００℃に維持する手段、第２室における一次分解部の
温度を３００〜４００℃に維持する手段、同二次分解部
の温度を４００〜５００℃に維持する手段を備え、さら
に円筒状の第１室と円筒状の第２室との接続個所を高分
子系廃棄物の溶融物が常時充満する角度とすることによ
り第１室の貯留部を含んだ貯留域を形成してあり、二次
分解部はガス集合空間を通じて油化装置に連通してある
ことを特徴とした高分子系廃棄物の熱分解装置。
【請求項５】第１室の貯留部と第２室を、これらとの
間に加熱空間を形成して外筒で包み、第１室の溶解部と
貯留部、第２室の一次分解部、第２室の二次分解部のそ
れぞれと対応する加熱空間にそれぞれ熱風炉からの熱風
を循環させ、それぞれの個所において必要な熱量と温度
を維持することを特徴とした請求項４に記載の高分子系
廃棄物の熱分解装置。
【請求項６】二次分解部の上部にさらに三次分解部を
設け、その空間温度をほぼ５００℃に維持し、三次分解
部から油化装置に連通してあることを特徴とした請求項
１〜５のいずれか１つに記載の高分子系廃棄物の熱分解
装置。