JP2001089595A - プラスチック溶融脱塩素装置 - Google Patents

プラスチック溶融脱塩素装置

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JP2001089595A
JP2001089595A JP27250899A JP27250899A JP2001089595A JP 2001089595 A JP2001089595 A JP 2001089595A JP 27250899 A JP27250899 A JP 27250899A JP 27250899 A JP27250899 A JP 27250899A JP 2001089595 A JP2001089595 A JP 2001089595A
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JP
Japan
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plastic
molten
molten plastic
dechlorination
melting
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JP27250899A
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English (en)
Inventor
Fumiki Hojo
史樹 寳正
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics 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】 溶融プラスチックを迅速に脱塩素化できるよ
うにする。 【解決手段】 熱媒によるプラスチック加熱溶融用のジ
ャケット1Aを外周に備えた溶融脱塩素槽1を設け、こ
の溶融脱塩素槽1には、プラスチックを内部に投入する
ための投入口3と塩素ガスを排出するための排気口4と
を形成してあるプラスチック溶融脱塩素装置であって、
前記溶融脱塩素槽1内に、溶融プラスチックよりも熱伝
導率が高くかつ溶融プラスチック中で軟化及び溶融しな
い加熱体8を、溶融脱塩素槽1の内壁から熱伝導で伝熱
される状態でかつ溶融プラスチック中に浸漬する状態に
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリ塩化ビニル
(PVC)やポリ塩化ビニリデン(PVDC)などを含
むプラスチック廃棄物を高炉の還元剤やセメント工場の
キルン燃料とするように溶融脱塩素化する場合や、PV
CやPVDCなどを含むプラスチック廃棄物の油化にお
いてプラスチック廃棄物を溶融脱塩素化する場合などに
使用される装置で、詳しくは、熱媒によるプラスチック
加熱溶融用のジャケットを外周に備えた溶融脱塩素槽を
設け、この溶融脱塩素槽には、プラスチックを内部に投
入するための投入口と塩素ガスを排出するための排気口
とを形成してあるプラスチック溶融脱塩素装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えばプラスチック廃棄物の油化では、
プラスチック廃棄物から十分に脱塩素する必要がある。
更に、プラスチック廃棄物からの脱塩素化が十分でない
と、プラスチック廃棄物を高炉の還元剤に使用する場合
には、高炉の腐食や、塩素による鉄の品質劣化などを招
来し、また、プラスチック廃棄物をセメント工場のキル
ン燃料と使用する場合にも、セメント製品が海砂使用時
と同様に耐久性の低下したものになりやすいという結果
を招来し易い。
【0003】そして、プラスチック溶融脱塩素装置で
は、溶融脱塩素槽に投入されたプラスチックを300〜
340℃に均一加熱して溶融させることで脱塩素反応を
起こさせて溶融プラスチックを脱塩素化するのであっ
て、そのようなプラスチック溶融脱塩素装置として従来
では、特開平11‐90387号公報で見られるような
ものが知られている。つまり、溶融脱塩素槽内に、溶融
プラスチックを攪拌する攪拌翼を設けて溶融プラスチッ
クの対流(流動)による熱伝達を促進することにより、
例えば攪拌翼を設けない場合に比較して、溶融プラスチ
ックの均一加熱を促進して、溶融プラスチックの脱塩素
化を迅速化しようとしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術によるときは、溶融プラスチックは粘度が10000
cP(センチポアズ)といった具合に大きい高粘度流体
であって流動性が悪く、しかも、溶融プラスチックを溶
融脱塩素槽の内壁でのみ加熱するのであって加熱面積が
小さいから、溶融プラスチックを攪拌するものの均一加
熱の効率が未だ十分とは言えなく、溶融プラスチックを
均一加熱しての溶融プラスチックからの脱塩素に長時間
を要していた。このことは、多量処理のための装置の大
型化を阻害する。
【0005】本発明の目的は、溶融プラスチックを迅速
に脱塩素化できるようにする点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明の
特徴・作用・効果は次の通りである。
【0007】〔特徴〕熱媒によるプラスチック加熱溶融
用のジャケットを外周に備えた溶融脱塩素槽を設け、こ
の溶融脱塩素槽には、プラスチックを内部に投入するた
めの投入口と塩素ガスを排出するための排気口とを形成
してあるプラスチック溶融脱塩素装置であって、前記溶
融脱塩素槽内に、溶融プラスチックよりも熱伝導率が高
くかつ溶融プラスチック中で軟化及び溶融しない加熱体
を、溶融脱塩素槽の内壁から熱伝導で伝熱される状態で
かつ溶融プラスチック中に浸漬する状態に配置してある
点にある。
【0008】〔作用〕加熱体は、溶融脱塩素槽の内壁に
より熱伝導で加熱されるとともに、内壁や先に昇温した
加熱体部分で加熱されて対流してきた溶融プラスチック
により熱伝導で加熱される。そして、加熱体は、溶融プ
ラスチックよりも熱伝導率が高いものであるから、内壁
及び溶融プラスチックによる加熱で全体が迅速に昇温し
て溶融プラスチックに対する加熱源となる。このよう
に、溶融プラスチック中に浸漬して溶融プラスチックと
接触する加熱体も溶融プラスチックに対する加熱源とし
て作用するから、溶融脱塩素槽での溶融プラスチックに
対する加熱面が、内壁と加熱体とから形成されて内壁の
みが加熱面であった従来の技術に比較して溶融プラスチ
ックに対する加熱面積が増大し、その結果、溶融プラス
チックの均一加熱の効率が向上し、特に、加熱体を溶融
プラスチック中に分散配置させた場合には、溶融プラス
チック中に加熱面を分散配置させて、より一層溶融プラ
スチックの均一加熱の効率が向上する。
【0009】〔効果〕従って、溶融プラスチックの均一
加熱による溶融プラスチックの脱塩素化時間を短縮でき
るようになり、特に、加熱体を溶融プラスチック中に分
散配置させた場合には、より一層脱塩素化時間を短縮で
きるようになった。
【0010】請求項2に係る本発明の特徴・作用・効果
は次の通りである。
【0011】〔特徴〕上記請求項1に係る本発明におい
て、加熱体が、多数の塊状物から構成されたものである
点にある。
【0012】〔作用〕多数の塊状物から加熱体を構成し
てあって、塊状物のうち溶融脱塩素槽の内壁に接するも
のは、内壁により熱伝導で加熱されるとともに、内壁で
加熱された対流してきた溶融プラスチックによる熱伝導
で加熱される一方、内壁に接しないものは、それに接す
る他の塊状物により熱伝導で加熱されるとともに、内壁
や先に昇温した他の塊状物で加熱されて対流してきた溶
融プラスチックにより熱伝導で加熱される。従って、塊
状物の全体は、迅速に昇温して溶融プラスチックの加熱
源となる。そして、多数の塊状物は溶融プラスチック中
に分散配置するから、塊状物による溶融プラスチックの
加熱が効率よく行われる。
【0013】しかも、塊状物の数、大きさ、形状を選択
することにより、加熱体の大きさ及び表面積を調整でき
るから、加熱体による溶融プラスチックに対する加熱量
を容易に調整することができる。
【0014】その上、多数の塊状物を溶融脱塩素槽内に
投入するだけで、溶融脱塩素槽の大きさ、形状に関係な
く、多数の塊状物を、互いに接して熱伝導する状態でか
つ外周に位置するものが溶融脱塩素槽の内壁に接して熱
伝導される状態で溶融脱塩素槽内に分散配置させる、つ
まり、充填することができるから、加熱体の溶融脱塩素
槽内への設置を容易に行うことができる。
【0015】更に、加熱体を小さな塊状物として取り扱
うことができるから、加熱体の溶融脱塩素槽内への充填
(装填)及びメンテナンスのための加熱体の取り出し、
取り出し後のメンテナンスを作業性良く行うことができ
る。
【0016】〔効果〕従って、溶融プラスチックの均一
加熱による溶融プラスチックの脱塩素化時間を一層短縮
できるようになり、しかも、加熱体の設置作業性及びメ
ンテナンス性を優れたものにできるようになった。
【0017】請求項3に係る本発明の特徴・作用・効果
は次の通りである。
【0018】〔特徴〕上記請求項2に係る本発明におい
て、溶融脱塩素槽内に、溶融プラスチック及び塊状物を
攪拌する攪拌翼を設けてある点にある。
【0019】〔作用〕攪拌翼を設けて、溶融プラスチッ
クと塊状物とを攪拌するようにしてあるから、塊状物か
ら溶融プラスチックへの伝熱を促進することができる。
【0020】〔効果〕従って、より一層、溶融プラスチ
ックの均一加熱による溶融プラスチックの脱塩素化時間
をできるようになった。
【0021】請求項4に係る本発明の特徴・作用・効果
は次の通りである。
【0022】〔特徴〕上記請求項1や2、3に係る本発
明において、溶融プラスチック中に、塩素のガス化を促
進する気液接触面を形成するための不燃性ガスを吹き込
む不燃性ガス吹き込み口を形成してある点にある。
【0023】〔作用〕不燃性ガス吹き込み口を形成し
て、塩素のガス化を促進する気液接触面を形成するため
の窒素ガスなど不燃性ガスを溶融プラスチック中に吹き
込むようにしてあるから、脱塩素反応を促進することが
できる。特に、加熱体が多数の塊状物から構成されたも
の、つまり、多孔性の物である場合には、吹き込んだ不
燃性ガスを細分化して分散させることができるから、よ
り一層、脱塩素反応を促進することができる。
【0024】〔効果〕従って、より一層、溶融プラスチ
ックの均一加熱による溶融プラスチックの脱塩素化時間
をできるようになった。
【0025】
【発明の実施の形態】PVCやPVDCなどを含むプラ
スチック、主として、プラスチック廃棄物を溶融脱塩素
処理する溶融脱塩素装置は、図1に示すように、油など
の熱媒aによるプラスチック加熱溶融用のジャケット1
Aを外周に備えた溶融脱塩素槽1を主構成とするもので
ある。この溶融脱塩素槽1は、ジャケット1Aの熱媒a
を380℃に維持することにより、プラスチックP1を
300〜340℃で溶融するものである。
【0026】前記溶融脱塩素槽1の天井には、スクリュ
ーフィーダなどの搬送手段2で搬送されてきたプラスチ
ックP1を内部に投入するための一つの投入口3と、塩
素ガスGを排出するための排気口4とが形成されてお
り、漏斗状の底部には、脱塩素処理された溶融プラスチ
ックP2を流下排出するための排出口5と、塩素のガス
化を促進する気液接触面を形成する不燃性ガスgを溶融
プラスチックP2中に吹き込むための一つの不燃性ガス
吹き込み口7とが形成されている。
【0027】前記投入口3は、プラスチックP1を溶融
脱塩素槽1内に分散投入するように分散配置された複数
の口であっても良く、また、不燃性ガス吹き込み口7
も、塩素ガス分離をより促進すべく、溶融プラスチック
P2中に不燃性ガスgを分散供給するように分散配置さ
れた複数の口であっても良い。
【0028】前記不燃性ガスgは、塩素や、加熱に伴い
発生した熱分解ガスと反応することがなく、かつ、40
0℃以下で有機ガスと反応して発熱することがないガス
であって、その一例としては、窒素ガスを挙げることが
できる。
【0029】そして、前記溶融脱塩素槽1内には、溶融
プラスチックP2よりも熱伝導率が高くかつ溶融プラス
チックP2中で軟化及び溶融しない加熱体8が、溶融脱
塩素槽1の内壁から熱伝導で伝熱される状態でかつ溶融
プラスチックP2中に浸漬する状態に配置されている。
【0030】前記加熱体8の素材は、ステンレススチー
ルで代表される金属、セラミックス、コークスなどであ
り、また、加熱体8は、溶融脱塩素槽1に充填した多数
の塊状物9から構成されている。
【0031】前記塊状物9は、大きさが同じ球形のもの
であるが、塊状物9としては、大きさが異なっていても
良く、また、4面体、6面体など各種定形のものや不定
形のものであっても良い。
【0032】次に、上記溶融プラスチックP2のうち塊
状物9が充填された部分(充填層)の熱伝導率の試算結
果を示す。
【0033】充填層の熱伝導率(λbed)の計算には、
固体粒子(塊状物9)の熱伝導率(λp)、空隙を埋め
る流体(溶融プラスチックP2)の熱伝導率(λf)、
充填層の空隙率(ψ)を考慮したツェナー・バウアー・
シュルンダー(Zehner・Bauer・Schlu
nder)のモデルを使用した。このモデルでは、k
bed=λbed/λf と定義される充填層の相対的熱伝導率
(kbed)は、次の式(1)で示される。 kbed=1−(1−ψ)1/2+(1−ψ)1/2・kc ………式(1) ここで、kcは、二つの粒子部分が正対している円筒形
の核とこの核を取り囲むとともに流体が満たされた円筒
形の外殼とで構成された単位セルの核の相対的熱伝導率
であり、kc=λc/λfと定義される。なお、λcは、単
位セルの核の熱伝導率である。そして、前記単位セルの
核の相対的熱伝導率(kc)は、次の式(2)で示され
る。 kc=2/N・〔B/N2・(kp−1)/kp・In(kp/B) −(B+1)/2−(B−1)/N〕 ………式(2) ここで、kpは、固体粒子の相対的熱伝導率であり、kp
=λp/λfと定義される。また、 N=1−(B/kp) である。さらに、Bは、モデル粒子の輪郭を規定する変
形パラメータであり、単位セルの空隙率を充填層の空隙
率(ψ)と同じにすることにより、次の式(3)に近似
する。 B=1.25〔(1−ψ)/ψ〕10/9 ………式(3)
【0034】そして、溶融プラスチックP2の熱伝導率
(λf)が0.3W/mK、塊状物9の熱伝導率(λp
が54W/mK、空隙率(ψ)が0.4の場合、充填層
の熱伝導率(λbed)は、3.2W/mKであり、溶融
プラスチックP2のみの場合の約10倍である。このこ
とから、塊状物9を溶融脱塩素槽1内に充填することに
より、塊状物9を充填しない場合に比較して溶融プラス
チックP2を迅速に均一加熱できることが判る。
【0035】〔別実施形態〕図2に示すように、上記実
施の形態において、電動や油圧駆動のモータMで駆動さ
れて、溶融脱塩素槽1内の溶融プラスチックP2及び塊
状物9を攪拌する攪拌翼10を設けて実施する。
【図面の簡単な説明】
【図1】概略構成図
【図2】別実施形態を示す概略構成図
【符号の説明】
1 溶融脱塩素槽 1A ジャケット 3 投入口 4 排気口 7 不燃性ガス吹き込み口 8 加熱体 9 塊状物 10 攪拌翼

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱媒によるプラスチック加熱溶融用のジ
    ャケット(1A)を外周に備えた溶融脱塩素槽(1)を
    設け、この溶融脱塩素槽(1)には、プラスチックを内
    部に投入するための投入口(3)と塩素ガスを排出する
    ための排気口(4)とを形成してあるプラスチック溶融
    脱塩素装置であって、前記溶融脱塩素槽(1)内に、溶
    融プラスチックよりも熱伝導率が高くかつ溶融プラスチ
    ック中で軟化及び溶融しない加熱体(8)を、溶融脱塩
    素槽(1)の内壁から熱伝導で伝熱される状態でかつ溶
    融プラスチック中に浸漬する状態に配置してあるプラス
    チック溶融脱塩素装置。
  2. 【請求項2】 加熱体(8)が、多数の塊状物(9)か
    ら構成されたものである請求項1記載のプラスチック溶
    融脱塩素装置。
  3. 【請求項3】 溶融脱塩素槽(1)内に、溶融プラスチ
    ック及び塊状物(8)を攪拌する攪拌翼(10)を設け
    てある請求項2記載のプラスチック溶融脱塩素装置。
  4. 【請求項4】 溶融プラスチック中に、塩素のガス化を
    促進する気液接触面を形成するための不燃性ガスを吹き
    込む不燃性ガス吹き込み口(7)を形成してある請求項
    1〜3のいずれか1項に記載のプラスチック溶融脱塩素
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005028548A1 (ja) * 2003-09-17 2005-03-31 Honda Motor Co., Ltd. 樹脂成分の分解方法及び分解装置、並びに触媒添加方法及び触媒添加装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005028548A1 (ja) * 2003-09-17 2005-03-31 Honda Motor Co., Ltd. 樹脂成分の分解方法及び分解装置、並びに触媒添加方法及び触媒添加装置

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