JP2001064654A - 廃プラスチックの油化システム - Google Patents

廃プラスチックの油化システム

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JP2001064654A
JP2001064654A JP23773599A JP23773599A JP2001064654A JP 2001064654 A JP2001064654 A JP 2001064654A JP 23773599 A JP23773599 A JP 23773599A JP 23773599 A JP23773599 A JP 23773599A JP 2001064654 A JP2001064654 A JP 2001064654A
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JP
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waste plastic
outlet pipe
temperature
heat
chlorine
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JP23773599A
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Yasuhiro Sueoka
靖裕 末岡
Takeshi Amari
猛 甘利
Sakae Kano
栄 鹿納
Yuji Kaihara
裕二 貝原
Shigehiro Sato
繁博 佐藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、流動媒体との熱接触により脱塩処
理を行う廃プラスチック油化装置において、前記脱塩処
理工程の塩素含有ガス出口配管側における閉塞を防止し
うる発明を提供することにある。 【解決手段】 熱流動媒体との熱接触により脱塩処理を
行った後の廃プラスチックを熱分解を行なう廃プラスチ
ックの油化システムにおいて、前記脱塩処理工程で蒸発
した塩素含有ガスの出口配管側に熱エネルギーを付与す
るとともに、該出口配管と前記熱流動媒体生成用の燃焼
炉３間を、塩化水素除去手段を介することなく接続させ
る。前記熱エネルギーは流動床等の燃焼炉３より得られ
る高温排ガスを用いてもよく、又ＬＰＧ等の燃焼ガスを
用いても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩化ビニルその他
の塩素を含む廃プラスチックの油化システムに係り、熱
分解工程の前に、廃プラスチックを高温の砂や必要に応
じて添加剤と混合しながら略２５０〜３５０℃に加熱す
ることにより、塩素除去を行う廃プラスチックの油化シ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、都市ごみで分別収集された廃
プラスチック、又は産業廃棄物として回収された廃プラ
スチックを、熱分解により炭素骨格を切断して低分子化
・液状化させて低分子油を得る方法は公知であり、かか
る技術は、廃プラスチックを２００ｍｍ前後の粒径に粗
粉砕した後、ロータリーキルン等の脱塩素手段におい
て、高温の砂や添加剤と混合して、温度２５０〜３５０
℃に加熱することにより塩素分を除去し、該ロータリキ
ルンによって実質的に塩素分が除去された廃プラスチッ
クを流動層や撹拌槽からなる熱分解炉２に送給して前記
プラスチックの分解を行なうものである。
【０００３】かかる基本技術を図３に基づいて説明する
に、廃プラスチックを２００ｍｍ前後の粒径に粗粉砕し
た後、ロータリーキルン１において、流動床燃焼炉３の
サイクロン１１より導かれた高温の砂やゼオライト等の
添加剤や中和剤と混合しながら、温度２５０〜３５０℃
に加熱して塩素分等を除去する。前記ロータリキルン１
によって実質的に塩素分が除去された廃プラスチックは
スクリューフィーダ等により流動撹拌槽からなる熱分解
炉２に送給される。
【０００４】熱分解炉２では、サイクロン１１より導い
た高温の砂や不図示の添加剤供給ラインより添加剤等が
添加され、比表面積の大きい砂により直接廃プラスチッ
クを加熱して温度略４００〜４８０℃に加熱されること
により、ガス状熱分解生成物（ガス状の高沸点油、低沸
点油、低分子ガス）に熱分解されると共に熱分解残渣を
副生する。熱分解残渣は、ラインを通って流動床形燃焼
炉３に送られる。そして前記熱分解炉２で分解されたガ
ス状熱分解生成物は、同ガス中の高沸点油を還流塔７で
熱分解炉２側に戻されながら低沸点油、低分子ガスを分
留塔若しくは放散塔５に導入される。
【０００５】前記放散塔５はガス状の低沸点油や低分子
ガスを常温に冷却することにより、常温で液体の低沸点
油を下方底部より取り出し、常温で気体の低分子ガスは
ラインを介して流動床燃焼炉３に送られ、該燃焼炉３の
燃料に供される。
【０００６】さらに前記熱分解炉２で生成した固体状の
熱分解残湾（炭素質）・固型異物・液化しなかった熱硬
化性樹脂等の有機物は、スクリューフィーダ等で取り出
され、前記した流動床燃焼炉３に導入される。
【０００７】流動床燃焼炉３は、空気が吹き込まれるこ
とよって砂を媒体とする高温の流動床が形成されてお
り、該流動床内で熱分解炉２よりの有機物や砂に付着し
た有機物は完全燃焼し、該流動砂は５００〜９５０℃に
加熱される。該流動砂は流動床炉３出口側のサイクロン
１１によって灰分と分離され、脱塩素用のロータリキル
ン１と熱分解炉２とに夫々戻して再循環使用される。
【０００８】サイクロン１１で分離された灰分を含む排
ガスはクーラ若しくはボイラー水との熱交換を行う熱交
換器１２により３００℃以下に冷却した後、バグフィル
タ１３により飛灰を除去して排ガスを大気に放出する。
【０００９】一方、前記ロータリーキルン１で除去され
た塩素(塩化水素)は前記キルン内で蒸発した塩ビ可塑
剤、やタール等の含有ガスとともに、塩化水素吸収塔２
２に導かれて、塩素分を除去した後、前記した流動床燃
焼炉３に導入される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】さて前記ロータリキル
ン内では、数百℃に加熱された流動砂との熱接触により
チップ状の廃プラスチックは２５０℃〜３５０℃前後に
加熱混合されてＨＣｌ等の塩化水素ガスとともに前記温
度で蒸発されるタールや塩ビ可塑剤が前記キルン出口側
の配管１０に流れ込むが、でその出口側で放熱等により
２５０℃以下に冷却されると、前記タールや可塑剤が析
出してキルン出口配管１０に付着して閉塞等の問題が生
じる。
【００１１】特に前記出口配管１０に塩化水素ガス吸収
塔２１を設けると、該吸収塔にＮａＯＨ水溶液を用いる
湿式法においては１００℃以下に温度が低下し、又消石
灰を用いる乾式法においても低温ほど除去率は高いこと
から１５０℃程度の温度に設定している。このため前記
キルン出口配管１０側で、２５０℃以下に温度低下する
のは避けられず、塩化水素ガス吸収塔の閉塞が重要な問
題になっていた。
【００１２】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
流動媒体との熱接触により脱塩処理を行なう廃プラスチ
ック油化装置において、前記脱塩処理工程の塩素含有ガ
ス出口配管側における閉塞を防止しうる発明を提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１記載の発明において、 熱流動
媒体との熱接触により脱塩処理を行なった後の廃プラス
チックの熱分解を行なう廃プラスチックの油化システム
において、前記脱塩処理工程で蒸発した塩素含有ガスの
出口配管側に熱エネルギーを付与し、前記出口配管側の
温度を脱塩素工程の操作温度以上、好ましくは３００〜
３５０℃以上に維持させることを特徴とする。
【００１４】この場合、前記熱エネルギーは前記脱塩処
理工程や熱分解工程に熱流動媒体を送給するために、流
動床等の燃焼炉より得られる高温排ガスを用いてもよ
く、又ＬＰＧ等の燃焼ガスを用いても良い。又前記出口
配管側に熱エネルギーを付与する手段が、請求項３に記
載のように出口配管側に向けた配設した燃焼バーナやノ
ズル等のように、高温ガスを直接供給するガス供給手段
で構成してもよく、又請求項４に記載のように、前記出
口配管を囲撓する如く配設した、高温ガス熱交換手段で
あってもよい。
【００１５】かかる発明によれば、前記出口配管側で前
記タールや可塑剤が析出する温度以上に維持することが
出来、これによりこれらがキルン出口配管に付着して閉
塞する等の問題が生じる恐れを回避できる。
【００１６】そして本発明はより好ましくは請求項５に
記載のように、前記出口配管下流側に塩素含有ガス中に
含まれる析出物の除去手段を設け、該析出物経路までの
温度を脱塩素工程の操作温度以上、好ましくは３００〜
３５０℃以上に維持させるのがよい。これにより析出物
が完全に除去された塩素含有燃焼ガスを燃焼炉３等の負
荷側に供給することが出来る。
【００１７】請求項２記載の発明は、熱流動媒体との熱
接触により脱塩処理を行った後の廃プラスチックの熱分
解を行う廃プラスチックの油化システムにおいて、前記
脱塩処理工程で蒸発した塩素含有ガスの出口配管側に熱
エネルギーを付与するとともに、該出口配管と前記熱流
動媒体生成用の燃焼炉３間を、塩化水素除去手段を介す
ることなく接続させたことを特徴とする。
【００１８】かかる発明によれば、前記キルン出口配管
側で、２５０℃以下に温度低下する大きな要因である塩
化水素ガス吸収塔を設ける必要がないために、出口配管
側の閉塞の一層の防止につながる。又塩化水素ガス吸収
塔は、例えば燃焼炉出口側のクーラ下流側に設けること
により、該吸収塔に消石灰を用いる乾式法においても除
去率を９９％に維持できる１５０℃程度の温度に設定し
ても問題が生じない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２０】図１は本発明の実施形態にかかる廃プラス
チックの油化システムの基本構成図で、前記図３と同一
符号は同一機能部材を示し、その説明は省略するととも
に、本発明に対応する要部構成について説明する。
【００２１】１はロータリーキルンで、サイクロン１１
により分離された６００℃前後の高温の砂と２００ｍｍ
前後の粒径に粗粉砕された廃プラスチックとを混合し
て、温度２５０〜３５０℃に加熱されることにより塩素
分が除去されるとともに、塩ビ可塑剤やタール等が蒸発
される。
【００２２】即ち、前記ロータリキルン１内では、数百
℃に加熱された流動砂との熱接触により粗粉砕された廃
プラスチックは温度２５０〜３５０℃、好ましくは２８
０℃〜３２０℃前後に加熱混合されてＨＣｌ等の塩化水
素ガスとともに前記温度で蒸発されるタールや塩ビ可塑
剤が前記キルン出口側の配管１０に流れ込むが、その出
口配管１０側で前記蒸発ガスが前記脱塩素温度以下に冷
却されないように、熱エネルギー付与手段２０を設け
る。
【００２３】この場合、前記熱エネルギー付与手段２０
は、前記脱塩処理を行うロータリキルンや熱分解を行う
熱分解炉２に熱流動媒体を送給するために設けられた、
流動床燃焼炉３より得られる高温排ガスを用い、より具
体的には流動床出口側に設けられたサイクロン１１より
の約７００℃前後の高温ガスであるために、これをノズ
ル２０Ａ等を利用して出口配管１０に向けて供給するよ
うにしている。
【００２４】そして本実施形態においては、前記出口配
管１０下流側に塩素含有ガス中に含まれるタールや塩ビ
可塑剤等の析出物を除去するサイクロン２１を介装さ
せ、該サイクロン２１に析出分含有が導入するまでの出
口経路１０Ａ温度を脱塩素温度以上、好ましくは略３０
０℃〜３５０℃に維持するように熱エネルギーを供給す
るのがよい。
【００２５】これによりサイクロン２１により析出分が
完全に除去されるまでは出口経路１０Ａに析出分が付着
することがない。
【００２６】又サイクロン２１により析出分が除去され
た後の蒸発ガスは従来技術のように塩化水素回収塔２２
を介することなく、直接流動床燃焼炉３のフリーボード
域３０に供給するようにしている。フリーボード域３０
は９００℃以上であるために、前記出口経路１０Ａ上で
発生したダイオキシン等も分解する。
【００２７】一方流動床燃焼炉３のフリーボード域３０
出口側ではサイクロン１１が設けられており、該出口側
のサイクロン１１によってフリーボート３０を飛び出し
た灰分流動砂が分離され、流動砂は脱塩素用のロータリ
キルン１と熱分解炉２とに夫々戻して再循環使用され
る。
【００２８】サイクロン１１で分離された灰分を含む排
ガスはクーラ若しくはボイラー水との熱交換を行う熱交
換器１２により３００℃以下に冷却した後、バグフィル
タ１３により飛灰を除去する。この際前記排ガス中には
塩化水素等が含有されているために、バグフィルタ１３
出口側にクーラ１９等を介して１５０℃前後に冷却した
後、塩化水素吸収塔２２を配設する。そして該塩化水素
回収塔２２で塩素分を除去された排ガスは大気中に放出
される。
【００２９】かかる実施形態によれば、前記キルン出口
配管１０側で、２５０℃以下に温度低下する大きな要因
である塩化水素ガス吸収塔２２を設ける必要がないため
に、出口配管１０の閉塞の一層の防止につながる。又塩
化水素ガス吸収塔２２は、燃焼炉３出口側のクーラ下流
側に設けることにより、該吸収塔に消石灰を用いる乾式
法においても除去率を９９％に維持できる１５０℃程度
の温度に設定しても問題が生じない。
【００３０】図２は熱エネルギを付与する各種具体例で
ある。図２（Ａ）は出口配管１０周囲に囲撓した熱交換
コイル２０Ａで、該コイル内に前記流動床燃焼炉３より
の高温排ガスを前記コイル内に供給して、サイクロン２
１までの出口経路１０Ａ中の塩素含有ガスの温度を例え
ば３５０℃前後に維持する。
【００３１】図２（Ｂ）は、キルン出口部より出口配管
１０側に向けノズル２０Ｂを配設した他の実施例で、前
記流動床燃焼炉３よりの高温ガス若しくはＬＰＧを空気
燃焼した燃焼ガスを直接出口配管１０内に供給するよう
にしている。
【００３２】図２（Ｃ）は、出口配管１０内に燃焼バー
ナ２０Ｃを配設した他の実施例で、ＬＰＧを出口配管１
０内で空気燃焼し、サイクロン２１までの出口経路１０
Ａを３５０℃に維持させている。
【００３３】かかるいずれの実施形態においても、前記
出口配管１０側のサイクロン２１までの出口経路１０Ａ
で前記タールや可塑分が析出する温度以上に維持するこ
とが出来、これによりこれらがサイクロン２１までの出
口経路１０Ａに付着して閉塞する等の問題が生じる恐れ
を回避できる。
【００３４】
【発明の効果】以上記載のごとく請求項１乃至５記載の
発明によれば、前記出口配管側で前記タールや可塑剤が
析出する温度以上に維持することが出来、これによりこ
れらがキルン出口配管に付着して閉塞する等の問題が生
じる恐れを回避できる。
【００３５】そして特に請求項５記載の発明によれば、
塩素含有ガス中に含まれる析出分が完全に除去された塩
素含有燃焼ガスを燃焼炉等の負荷側に供給することが出
来る。
【００３６】請求項２乃至５記載の記載の発明によれ
ば、前記キルン出口配管側で、２５０℃以下に温度低下
する大きな要因である塩化水素ガス吸収塔を設ける必要
がないために、出口配管の閉塞の一層の防止につなが
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかる廃プラスチックの
油化システムの基本構成図である。
【図２】 本発明の要部構成である熱エネルギ付与手段
の各種構成を示す要部概要図である。
【図３】 従来技術にかかる廃プラスチックの油化シス
テムの基本構成図である。
【符号の説明】
１ ロータリーキルン ２ 熱分解炉 ３ 流動床燃焼炉 １０ キルン出口側の配管 １０Ａ 出口経路 １１ サイクロン １２ 熱交換器 １３ バグフィルタ １９ クーラ ２０ 熱エネルギー付与手段 ２０Ａ 熱交換コイル ２０Ｂ ノズル ２０Ｃ 燃焼バーナ ２１ サイクロン ２２ 塩化水素回収塔 ３０ フリーボード域
フロントページの続き (72)発明者 鹿納 栄 横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重 工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 貝原 裕二 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 佐藤 繁博 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4D004 AA07 BA03 CA15 CA24 CA40 CA47 CB09 CB28 CB34 DA02 DA03 DA06 4F301 AA17 CA09 CA26 CA65 CA72 4H029 CA00 CA12 CA15 DA00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱流動媒体との熱接触により脱塩処理
    を行った後の廃プラスチックの熱分解を行なう廃プラス
    チックの油化システムにおいて、 前記脱塩処理工程で蒸発した塩素含有ガスの出口配管側
    に熱エネルギーを付与し、前記出口配管側の温度を脱塩
    素工程の操作温度以上、好ましくは３００〜３５０℃以
    上に維持させることを特徴とする廃プラスチックの油化
    システム。
  2. 【請求項２】 熱流動媒体との熱接触により脱塩処理を
    行なった後の廃プラスチックの熱分解を行う廃プラスチ
    ックの油化システムにおいて、 前記脱塩処理工程で蒸発した塩素含有ガスの出口配管側
    に熱エネルギーを付与するとともに、該出口配管と前記
    熱流動媒体生成用の燃焼炉間を、塩化水素除去手段を介
    することなく接続させたことを特徴とする廃プラスチッ
    クの油化システム。
  3. 【請求項３】 前記出口配管側に熱エネルギーを付与す
    る手段が、出口配管側に向けて配設した、バーナやノズ
    ル等の高温ガス供給手段であることを特徴とする請求項
    １若しくは２記載の廃プラスチックの油化システム。
  4. 【請求項４】 前記出口配管側に熱エネルギーを付与す
    る手段が、出口配管を囲撓する如く配設した、高温ガス
    熱交換手段であることを特徴とする請求項１若しくは２
    記載の廃プラスチックの油化システム。
  5. 【請求項５】 前記出口配管下流側に塩素含有ガス中に
    含まれる析出分の除去手段を設け、該析出物経路までの
    温度を脱塩素工程の操作温度以上、好ましくは３００〜
    ３５０℃以上に維持させることを特徴とする請求項１若
    しくは２記載の廃プラスチックの油化システム。
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