JP2002226626A - プラスチックの処理方法および処理設備 - Google Patents

プラスチックの処理方法および処理設備

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JP2002226626A
JP2002226626A JP2001312583A JP2001312583A JP2002226626A JP 2002226626 A JP2002226626 A JP 2002226626A JP 2001312583 A JP2001312583 A JP 2001312583A JP 2001312583 A JP2001312583 A JP 2001312583A JP 2002226626 A JP2002226626 A JP 2002226626A
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exhaust gas
reactor
temperature
plastics
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English (en)
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Masahiko Kajioka
正彦 梶岡
Kazuya Takemura
一也 竹村
Tatsuya Nobusawa
達也 信澤
Toshihide Suzuki
利英 鈴木
Makoto Shitomi
誠 侍留
Kazuya Miyagawa
和也 宮川
Hideaki Unzaki
秀明 運崎
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JFE Steel Corp
Research Institute of Innovative Technology for Earth
Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
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Research Institute of Innovative Technology for Earth
Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
Kawasaki Steel Corp
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチックを反応器内で加熱処理し、得ら
れた処理物を冷却、固化するプラスチックの処理方法、
処理設備において、反応器からの排ガスの冷却装置や配
管における付着物の形成、冷却装置や配管の閉塞を防止
し、さらには塩素含有プラスチックの処理において純度
の高い塩酸を回収することが可能なプラスチックの処理
方法、処理設備の提供。 【解決手段】 プラスチックを反応器内で加熱処理した
後、得られた処理物を反応器から抜き出し、冷却、固化
するプラスチックの処理方法において、反応器で発生す
る排ガスを燃焼装置に導入し、排ガス中の可燃分を燃焼
した後、冷却、洗浄するプラスチックの処理方法、およ
び、該処理方法に好適に適用されるプラスチックの処理
設備。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉砕が極めて容易
なプラスチック処理物を得ることが可能で、さらにはポ
リ塩化ビニルなどの塩素含有プラスチックを含むプラス
チックを、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理
物に転化することが可能なプラスチックの処理方法およ
び処理設備に関する。
【0002】また、本発明は、特に、プラスチック加熱
処理用反応器からの排ガスの冷却装置や配管における付
着物の形成、冷却装置や配管の閉塞を防止し、さらに
は、塩素含有プラスチックを含むプラスチックから純度
の高い塩酸を回収することが可能なプラスチックの処理
方法および処理設備に関する。
【0003】
【従来の技術】近年、廃プラスチックの有効利用のため
の一つの解決手段として、廃プラスチックから鉱石用還
元剤や固体燃料などを製造する方法が検討されている。
これは、プラスチックを微粉化すると燃焼性が飛躍的に
向上し、有用な燃料資源となり得るためである。
【0004】この場合、廃プラスチック中には、一般に
ポリ塩化ビニルなどの塩素含有プラスチックが含まれて
いるため、廃プラスチックをそのまま還元剤や固体燃料
などとして使用すると、加熱過程で塩化水素が発生し、
還元炉、燃焼炉の内壁耐火物の化学的浸食、装置の腐食
や大気汚染などを招く。このため、通常、廃プラスチッ
クを鉱石用還元剤や固体燃料などとして用いる際の前処
理として、塩素含有プラスチックを含んだプラスチック
の脱塩素処理が行なわれる。
【0005】上記した脱塩素処理においては、反応器内
で廃プラスチックを加熱し、塩素含有プラスチックを熱
分解、脱塩素し、得られたプラスチック処理物である溶
融物を冷却、固化すると共に、反応器で発生した塩化水
素ガスをガス処理装置に導き処理している。上記した塩
化水素ガスの処理は、反応器からの排出ガス(以下、排
ガスとも記す)を、一旦冷却装置で冷却し、その後アル
カリで中和したり、水中にトラップして塩酸として回収
することによって行なわれる。
【0006】また、上記した反応器内での脱塩素処理と
しては、プラスチックだけをそのまま加熱する直接方式
や、プラスチックに有機溶媒を添加、混合した後、加熱
する溶媒混合方式などが挙げられる。溶媒混合方式は、
プラスチックに有機溶媒を添加、混合することで、加
熱中のプラスチックが攪拌し易くなる、有機溶媒が、
反応器内のプラスチック充填層において熱媒体として作
用しプラスチック同士の熱伝導が促進され加熱処理速度
が向上すると共に、プラスチックの脱塩素が迅速に進行
するなどの利点を有している。
【0007】一方、廃プラスチックを加熱処理する場
合、プラスチックが溶融、さらには脱塩素されると共
に、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックの
分解生成物が反応器からの排ガス中に同伴される。ま
た、廃プラスチックには、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレ
フタレートなどのプラスチック以外に、通常、紙屑、木
屑、金属片、ガラス屑などの固体が混入している。
【0008】このため、プラスチックが加熱される際
に、紙屑や木屑などが熱や塩化水素などによって分解さ
れ、この分解生成物が排ガスの一部として反応器から排
出される。この結果、前記したプラスチックの分解生成
物、さらには、廃プラスチックに含まれる紙屑や木屑な
どの分解生成物が、冷却装置や配管内での温度降下によ
って固化し、冷却装置や配管内に付着する。付着が進行
すると配管や冷却装置を閉塞する。
【0009】配管や冷却装置が閉塞すると、ガスの排出
が阻害されるため、反応器の内圧が高くなり、反応器で
の加熱処理を停止するなどの対策が必要となり、操業が
阻害される。また、塩素含有プラスチックの加熱処理に
よって生成する塩化水素ガスを水洗し、塩酸を回収する
場合、上記した分解生成物が、回収塩酸中に不純物とし
て混入し、塩酸の再利用に支障をきたす。
【0010】また、溶媒混合方式でプラスチックの脱塩
素処理を行なう場合、排ガス中に塩化水素ガスと共に蒸
発気化した溶媒が混入するため、前記した冷却装置によ
って、排ガスから溶媒を回収し再利用するが、従来のプ
ラスチックの処理設備においては、冷却装置で回収した
溶媒中に分解生成物が許容量以上に混入する。この結
果、回収溶媒中の分解生成物を除去する後処理が必要と
なる。
【0011】なお、排ガスを吸収油と接触させて、 排ガ
ス中の分解物を除去することも考えられるが(特開平9
−206556号公報)、塩酸を回収する場合、 吸収油
が混入し、塩酸の再利用に支障をきたす。また、吸収油
を再利用する際に、 分解物を除去する手間もかかる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、プラスチックを反応器内で加
熱処理し、得られた処理物を冷却、固化するプラスチッ
クの処理方法および処理設備において、反応器からの排
ガスの冷却装置や配管における付着物の形成、冷却装置
や配管の閉塞を防止し、さらには、塩素含有プラスチッ
クの処理において純度の高い塩酸を回収することが可能
なプラスチックの処理方法および処理設備を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、プラスチ
ックを反応器内で加熱処理した後、得られた処理物を反
応器から抜き出し、冷却、固化するプラスチックの処理
方法において、反応器で発生する排ガスを燃焼装置に導
入し、排ガス中の可燃分を燃焼した後、冷却、洗浄する
ことを特徴とするプラスチックの処理方法である。
【0014】前記した第1の発明においては、前記した
プラスチックの加熱処理温度が、 200〜 400℃であるこ
とが好ましく、さらには 250〜 340℃であることがより
好ましい。前記した第1の発明は、塩素含有プラスチッ
クを含むプラスチックであって、該プラスチックの塩素
含有量が 0.5質量%以上のプラスチックの処理方法とし
て特に好適に用いられる。
【0015】前記した第1の発明においては、前記した
排ガス中の可燃分燃焼後の排ガスの冷却、洗浄は、該排
ガスを冷却水との間接熱交換によって間接冷却した後、
洗浄用水を用いて洗浄を行ってもよいし、該排ガスを洗
浄用水を用いて冷却、洗浄を同時に行ってもよい。な
お、前記プラスチックとして塩素含有プラスチックを含
むプラスチックを用いる場合、前記洗浄用水として、水
もしくは洗浄用水の循環水である含塩化水素水を用い、
排ガス中の塩化水素を塩酸として回収することが好まし
いが、前記洗浄用水としてアルカリ水溶液を用いて中和
処理を行ってもよい。
【0016】前記反応器で発生する排ガスの洗浄によっ
て塩酸を回収する場合は、燃焼後の排ガスを間接冷却し
た後、洗浄用水を用いて洗浄を行うことが好ましい。ま
た、前記した第1の発明においては、前記した燃焼装置
内の排ガス温度が 800℃以上、燃焼装置内における排ガ
ス滞留時間が1秒以上であることが好ましい。
【0017】また、前記した第1の発明においては、前
記した加熱処理において、前記反応器内にさらに熱媒体
を添加し、プラスチックおよび熱媒体の混合物を反応器
内で200〜 400℃、より好ましくは 250〜 340℃で加熱
処理することが好ましい。また、上記した熱媒体として
は、有機溶媒を用いることがより好ましい。有機溶媒と
しては、石油系鉱油、コールタールやコールタールの蒸
留留分などが好ましい。
【0018】さらに前記した加熱処理中のプラスチック
に可燃物を導入することが好ましく、該可燃物として
は、加熱処理時の温度で蒸発するものが好ましい。より
好ましい可燃物は、石油系鉱油、 コールタールやコール
タールの蒸留留分などの常温で液体の可燃液体やメタ
ン、 プロパン、 ブタンなどの常温で気体の可燃性ガスで
ある。
【0019】第2の発明は、プラスチック加熱処理用の
反応器1と、該反応器1で発生する排ガスを導入し、排
ガス中の可燃分を燃焼する燃焼装置2と、該燃焼装置2
からの排ガスの冷却装置3と、該冷却装置3からの排ガ
スの洗浄装置4と、前記反応器1と燃焼装置2との間の
排ガス導管5に設けられた導管加熱装置5aを有すること
を特徴とするプラスチックの処理設備である。
【0020】前記した第2の発明においては、前記燃焼
装置2が、燃料供給装置6および燃焼用空気供給装置7
を有することが好ましい。前記した第2の発明は、塩素
含有プラスチックを含むプラスチックであって、該プラ
スチックの塩素含有量が 0.5質量%以上のプラスチック
の処理設備として特に好適に用いられる。
【0021】前記した第2の発明においては、前記処理
設備が、前記反応器1への熱媒体供給装置9を有するこ
とが好ましい。また、上記した熱媒体供給装置9として
は、有機溶媒供給装置を付設することがより好ましい。
さらに前記反応器(1) が、可燃物導入用の可燃物導入管
(29)を有することが好ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者らは、前記した従来技術の問題点を解決
するために鋭意検討した結果、下記知見(1) 、(2) を見
出し本発明に至った。 (1) プラスチックを反応器内で加熱処理し、得られた処
理物を冷却、固化するプラスチックの処理方法および処
理設備においては、反応器からの排ガス中に含まれるポ
リエチレンテレフタレートなどのプラスチックの分解生
成物、さらには廃プラスチックに含まれる紙屑や木屑な
どの分解生成物は、燃焼性に優れている。
【0023】(2) プラスチック加熱処理用の反応器と反
応器で発生する排ガスの冷却装置との間に、排ガスの燃
焼装置を設けることによって、上記した分解生成物、さ
らには溶媒蒸気および/または可燃物蒸気が迅速に燃焼
し、下記〜の効果が得られる。 反応器からの排ガスの冷却装置や配管における付着物
の形成および冷却装置や配管の閉塞を防止できる。
【0024】塩素含有プラスチックの処理において、
純度の高い塩酸を回収できる。 燃焼装置内の排ガス温度および排ガス滞留時間を規定
することによって、ダイオキシン類の生成を防止しつつ
塩素含有プラスチックを処理し、実質的に塩素を含有し
ないプラスチック処理物を得ることができる。 溶媒混合方式で処理を行なう場合、反応器排出ガス中
の溶媒蒸気を燃焼装置の燃料として有効利用でき、燃焼
装置の燃料供給量を低減できる。
【0025】加熱処理時に加熱処理中のプラスチック
に可燃物を導入することにより、反応器内の処理物の流
動性を高め、 伝熱性が向上したり、発生気体の揮発によ
り反応効率を向上させると共に、燃焼装置の助燃剤とし
て燃焼装置の温度を制御することができる。図1に、本
発明のプラスチックの処理設備の一例を、縦断面図によ
って示す。
【0026】なお、図1において、1は反応器、2は燃
焼装置、3は冷却装置(二重管方式)、4は洗浄装置、
4aはスプレー管、4bはポンプ、5は反応器1と燃焼装置
2との間の排ガス導管、5aは電気ヒータなどの導管加熱
装置、6は燃料供給装置、7は燃焼用空気供給装置(ブ
ロワー)、8はプラスチック供給装置、9はポンプなど
の熱媒体供給装置、10は攪拌機、10a は攪拌翼、11は電
気ヒータ、12は排風機(ブロワー)、13は弁、20は廃プ
ラスチックなどのプラスチック(原料)、21は有機溶媒
などの熱媒体、22はプラスチック溶融物(被処理物)、
23はプラスチック処理物(溶融物)、24は冷却水、25は
排ガス洗浄用の水(:洗浄用水)、26は処理ガス、27は
回収塩酸、fは排ガスの流れ方向を示す。
【0027】すなわち、図1に例示した本発明のプラス
チックの処理設備は、プラスチック加熱処理用の反応器
1と、反応器1で発生する排ガスを導入し排ガス中の可
燃分を燃焼する燃焼装置2と、燃焼装置2からの排ガス
の冷却装置3と、冷却装置3からの排ガスの洗浄装置4
と、反応器1と燃焼装置2との間の排ガス導管5に設け
られた導管加熱装置5aを有するプラスチックの処理設備
である。
【0028】また、図1に例示した本発明のプラスチッ
クの処理設備においては、燃焼装置2に、燃料供給装置
6および燃焼用空気供給装置7が付設されている。ま
た、図2に本発明の別の好適態様のプラスチック処理設
備を示す。図2中の29は可燃物導入用の可燃物導入管を
示し、他の図1と同じ符号は同じものを示す。
【0029】すなわち、図2に示した本発明のプラスチ
ックの処理設備においては、可燃物導入用の可燃物導入
管29を有している。図1または図2に示すプラスチック
の処理設備においては、下記の方法で好ましくは廃プラ
スチックを含むプラスチックを処理する。すなわち、プ
ラスチック20を反応器1内で 200〜 400℃、より好まし
くは 250〜 340℃で加熱処理した後、得られた処理物を
反応器1から抜き出し、冷却、固化し、プラスチック処
理物を得る。
【0030】加熱処理温度が 200℃未満の場合は、溶融
物(プラスチック被処理物)の粘度が高くなり、溶融物
の攪拌および溶融物の抜き出しが困難となると共に、処
理物の脱塩素率が低下する。また、加熱処理温度が 400
℃を超える場合は、プラスチックのガス化や油化により
固形物(プラスチック処理物)の収率が低下し、目的と
する固体燃料、固体還元剤などとしての固形物を収率に
優れた方法で製造することができない。
【0031】本発明においては、得られた冷却・固化物
を固体還元剤、固体燃料などとして用いる場合、冷却・
固化物を粉砕することが好ましい。これは、本発明で得
られる冷却・固化物は粉砕性に優れ、微粉化することに
よって、燃焼性が飛躍的に向上するためである。本発明
においては、反応器1で発生する排ガスを燃焼装置2に
導入し、排ガス中の可燃分を燃焼した後、冷却、洗浄す
る。
【0032】すなわち、反応器1で発生する排ガスを燃
焼装置2に導入し、好ましくは、図1に示すように、燃
料供給装置6から供給されるプロパンガスなどの燃料お
よび燃焼用空気供給装置7から供給される空気による高
温燃焼ガスによって、反応器1からの排ガスに含まれる
プラスチックの分解生成物、さらには廃プラスチックに
含まれる紙屑や木屑などの分解生成物である可燃分を燃
焼する。
【0033】前記したように、反応器からの排ガスに含
まれるプラスチックの分解生成物、廃プラスチックに含
まれる紙屑や木屑などの分解生成物は、燃焼性に優れ、
プラスチック加熱処理用の反応器1と反応器1で発生す
る排ガスの冷却装置3との間に燃焼装置を設けることに
よって、上記した分解生成物が迅速に燃焼し、下記、
の効果が得られる。
【0034】反応器からの排ガスの冷却装置や配管に
おける付着物の形成、冷却装置や配管の閉塞を防止でき
る。 塩素含有プラスチックの処理において、純度の高い塩
酸を回収できる。なお、本発明においては、燃焼装置2
内の排ガス温度が 800℃以上、燃焼装置2内における排
ガス滞留時間が1秒以上であることが好ましい。
【0035】これは、燃焼装置2内の排ガス温度を 800
℃以上、燃焼装置2内における排ガス滞留時間を1秒以
上と規定することによって、ダイオキシン類の生成を防
止しつつ塩素含有プラスチックを処理し、実質的に塩素
を含有しないプラスチック処理物を得ることができるた
めである。なお、上記した燃焼装置2内の排ガス温度
は、燃焼装置2内の全排ガスの平均排ガス温度(以下、
炉内平均排ガス温度とも記す)を示す。
【0036】また、本発明の処理設備においては、図1
または図2に示すように、反応器1と燃焼装置2との間
の排ガス導管5に導管加熱装置5aを設ける。これは、上
記排ガス導管5を導管加熱装置5aによって加熱すること
によって、排ガス導管5中における前記した分解生成物
(ガス状分解生成物)の冷却、固化、管内壁への付着、
ひいては排ガス導管5の閉塞を防止し、反応器1で生成
したガス状分解生成物を全て燃焼装置2において燃焼す
ることができるためである。
【0037】燃焼装置2によって分解生成物がCO2 、H2
O に転換された排ガスは、冷却装置3で急冷された後、
排ガスの洗浄装置4に送給され、排ガス中の塩化水素ガ
スが、スプレー管4aから供給される排ガス洗浄用の水
(洗浄用水)25に吸収される。排ガス中の塩化水素ガス
を吸収した洗浄用水は、回収塩酸27として回収され、必
要に応じて濃縮した後、塩酸として利用される。
【0038】なお、上記したプラスチックの処理方法、
処理設備においては、図1または図2に示すように、反
応器1に、熱媒体21を供給し、プラスチックおよび熱媒
体の混合物を、200 〜 400℃、より好ましくは 250〜 3
40℃で加熱処理することが、より好ましい。これは、反
応器内のプラスチック充填層は熱伝導率が低いため、加
熱する際に時間を要し、プラスチックに熱媒体を添加、
混合することによって、プラスチック充填層の熱伝導率
が高くなり、処理速度を早めることができるためであ
る。
【0039】上記した熱媒体としては後記する液状熱媒
体、固体状熱媒体のいずれを用いてもよいが、反応器内
のプラスチック同士の熱伝導の面から、液状熱媒体を用
いることがより好ましい。また、液状熱媒体としては、
後記する石油系の鉱油など有機溶媒を用いることが特に
好ましい。
【0040】これは、液状熱媒体として有機溶媒を用い
ることによって、反応器内のプラスチック同士の熱伝導
が大幅に促進されるばかりでなく、ポリ塩化ビニルなど
塩素含有プラスチックの脱塩素が促進されるためであ
る。さらには、液状熱媒体として有機溶媒を用いる場
合、排ガス中に同伴される有機溶媒蒸気の燃焼によっ
て、燃焼装置の燃料供給量を低減することができる。
【0041】加熱処理時に加熱処理中のプラスチックに
可燃物を導入することにより、反応器内の処理物の流動
性を高め、 伝熱性が向上したり、発生気体の揮発により
反応効率を向上させると共に、燃焼装置の助燃剤として
燃焼装置の温度を制御することができる。以下、本発明
を、本発明に係わるI.プラスチック、II. 熱媒体、III.
プラスチックの加熱処理、排ガス処理工程、IV. 可燃
物、可燃物の導入、V.有機溶媒(熱媒体)の除去工程、
VI. 粉砕工程の順に、さらに詳細に説明する。
【0042】〔I.プラスチック:〕本発明の対象とする
プラスチックとしては、バージン材プラスチック以外
に、都市ゴミ、産業廃棄物、一般廃棄物などに含まれる
廃プラスチックや容器包装材料、および電機製品、自動
車などの解体の過程で発生する廃プラスチックなどが例
示される。
【0043】具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートお
よびナイロンやその他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂な
ど全てのものが適用可能であり、上記プラスチックの内
のいずれか1種のみを用いることもできるし、2種以上
を用いることもできる。
【0044】特に、本発明によれば、プラスチックに含
まれる塩素は、処理中に塩化水素となり、洗浄によって
容易に処理できる。このため、本発明の対象とするプラ
スチックにはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩
素化ポリエチレンなどの塩素含有プラスチックが含まれ
ていることが好ましい。
【0045】すなわち、本発明は、処理対象であるプラ
スチック中に、ポリ塩化ビニルなどの塩素含有プラスチ
ックを含むプラスチック、特には該プラスチックの塩素
含有量が 0.5質量%以上のプラスチックの処理方法、処
理設備として好適に適用される。したがって、本発明に
よれば、廃プラスチックにおけるプラスチックの種類の
選別が不要であり、この点でも極めて有利である。
【0046】さらに、本発明において用いる原料プラス
チックとしては、前記した都市ゴミ、産業廃棄物、一般
廃棄物などに含まれる廃プラスチックや容器包装材料お
よび電機製品、自動車などの解体過程で発生する廃プラ
スチックが好ましい。これは、本発明によれば、廃プラ
スチックを、燃焼性に優れた固体燃料、固体還元剤とし
て有効利用することが可能で、さらには、実質的に塩素
をほとんど含まないプラスチック処理物を得ることがで
き、廃棄物である塩素含有廃プラスチックを環境問題を
生じることなく有効利用できるためである。
【0047】本発明で用いるプラスチックの形状寸法
は、粗く破砕したものでよく、10cm角程度の大きさで十
分であり、一般的な廃プラスチックでは、改めて破砕す
る必要がなく、回収されたままの状態で処理可能であ
り、フィルム状、シート状、繊維状のプラスチックもそ
のままの形で処理できる。なお、細かく破砕した方が早
く溶融するが、その分、破砕コストは高くなる。
【0048】〔II. 熱媒体:〕本発明においては、熱媒
体は用いても用いなくてもよいが、用いることによって
プラスチック同士の熱伝導が促進するため、熱媒体を用
いることがより好ましい。熱媒体としては、液状熱媒体
または固体状熱媒体またはこれらの両者を用いることが
できる。
【0049】液状熱媒体としては、有機溶媒を用いるこ
とが好ましい。これは、前記したように、液状熱媒体と
して有機溶媒を用いることによって、反応器内のプラス
チック同士の熱伝導が大幅に促進されるばかりでなく、
ポリ塩化ビニルなど塩素含有プラスチックの脱塩素が促
進されるためである。また、有機溶媒としては、石炭系
タール、石炭系タールの蒸留留出分および石油系有機溶
媒から選ばれる1種または2種以上を用いることが好ま
しい。
【0050】上記した石油系有機溶媒としては、石油系
の鉱油を用いることが好ましく、さらに具体的には灯
油、軽油または重油、またはこれらの混合油などであ
る。なお、本発明においては、プラスチックの加熱処理
時に、 200℃以上、より好ましくは 250℃以上に加熱す
るため、沸点が 200℃以上、より好ましくは沸点が250
℃以上の有機溶媒を用いることが好ましい。
【0051】なお、沸点が 200℃未満のものであって
も、加圧条件下で用いることができる。前記したよう
に、これらの有機溶媒は、単独で用いてもよく、これら
の内2種以上を混合して用いてもよい。また、固体状熱
媒体としては、石炭の粉粒体、コークスの粉粒体または
鉄粉、またはこれらの混合物を用いることが好ましい。
【0052】これは、固体状熱媒体として石炭の粉粒
体、コークスの粉粒体、鉄粉を用いることによって、該
粉粒体を介して反応器内のプラスチック同士の熱伝導が
促進されると共に、得られるプラスチック処理物が石炭
の粉粒体、コークスの粉粒体または鉄粉を含有するた
め、プラスチック処理物の粉砕物をボイラーなどの固体
燃料もしくは高炉の還元剤もしくはコークス炉の原料な
どとして用いる場合、これらの固体状熱媒体も燃料、還
元剤、鉄源もしくはコークス用原料として利用可能なた
めである。
【0053】なお、本発明においては、反応器内のプラ
スチック同士の熱伝導の面から、液状熱媒体を用いるこ
とが特に好ましい。 〔III.プラスチックの加熱処理、排ガス処理工程:〕 〔III.−1.プラスチックの加熱処理:〕 (熱媒体無添加の場合:)前記したように、本発明にお
いては、プラスチックを反応器内で好ましくは 200〜 4
00℃、より好ましくは 250〜 340℃で加熱処理する。
【0054】加熱処理温度が 200℃未満の場合は、溶融
物(プラスチック被処理物)の粘度が高くなり、溶融物
の攪拌および溶融物の抜き出しが困難となると共に、塩
素含有プラスチック処理時に、脱塩素の反応速度が低下
し、処理物の脱塩素率が低下する。また、加熱処理温度
が 400℃を超える場合は、プラスチックのガス化や油化
により固形物の収率が低下し、目的とする固体燃料、固
体還元剤などの固形物を収率に優れた方法で製造するこ
とができない。
【0055】200〜 400℃、より好ましくは 250〜 340
℃における保持時間は、好ましくは10分〜30時間、より
好ましくは30分〜30時間である。保持時間が10分以上の
場合、脱塩素が確実に行え、また、溶融物(プラスチッ
ク被処理物)の抜き出し、冷却後に得られる固形物が脆
くなり粉砕性が向上する。
【0056】保持時間が30時間を超える場合は、プラス
チックの分解・ガス化が進行し、目的とする固形物の収
率が低下すると共に、設備の処理能力が低下する。な
お、上記した加熱処理、溶融物の抜き出しは、回分式
(バッチ式)で行なってもよく、また、連続式で行なっ
てもよいが、連続式で行なう方が生産性に優れる。
【0057】回分式で行なう場合、反応器からの排ガス
中のプラスチックの分解生成物、さらには、廃プラスチ
ックに含まれる紙屑や木屑などの分解生成物の量は時間
と共に変化することが多い。この結果、燃焼装置の安定
操業が困難になるケースがある。このため、回分式で行
なう場合は、加熱溶融、さらには脱塩素を行なう反応器
を複数基配設し、操業管理によって、燃焼すべき分解生
成物の量の均等化をはかることが可能である。
【0058】(熱媒体添加の場合:)本発明において熱
媒体を添加する場合、反応器にプラスチックと共に熱媒
体を供給し、プラスチックおよび熱媒体の混合物を、好
ましくは200 〜 400℃、より好ましくは 250〜 340℃で
加熱処理する。前記したと同様に、混合物の加熱処理温
度が 200℃未満の場合は、溶融物(プラスチック被処理
物)の粘度が高くなり、溶融物の攪拌および溶融物の抜
き出しが困難となると共に、塩素含有プラスチック処理
時に、脱塩素の反応速度が低下し、処理物の脱塩素率が
低下する。
【0059】また、混合物の加熱処理温度が 400℃を超
える場合は、プラスチックのガス化や油化により固形物
の収率が低下し、目的とする固体燃料、固体還元剤など
の固形物を収率に優れた方法で製造することができな
い。また、熱媒体として有機溶媒を用いる場合、混合物
の加熱処理温度が 400℃を超えると、有機溶媒の蒸気圧
が高くなるため、反応器の耐圧能力を高くする必要があ
り、設備費の面から経済的でない。
【0060】以下、熱媒体として、本発明で特に好適に
用いられる有機溶媒を用いる場合を例として説明する。
プラスチックと有機溶媒との混合物における有機溶媒と
プラスチックとの質量比率、すなわち、有機溶媒/プラ
スチック〔質量比〕の好適範囲は、1/1 以下であり、よ
り好ましくは0.05/1.0〜 1/1の範囲である。
【0061】質量比が 1/1を超える場合は、所定のプラ
スチック処理量に対して反応器の内容積を大きくする必
要があり、処理設備が大型化すると共に、後記するプラ
スチック処理物から有機溶媒を除去するための除去装置
の大型化に伴う問題が生じる。また、質量比が 1/1を超
える場合、有機溶媒消費量の面で経済的でない。
【0062】逆に、質量比が0.05/1.0未満の場合は、系
の粘度が高くなり取扱いが困難となり、さらには脱塩素
が生じにくく、有機溶媒添加効果が低下する。プラスチ
ックと有機溶媒とを 200〜 400℃の温度で混合状態にす
る方法は、特に制限されない。すなわち、例えば、常温
でプラスチックと有機溶媒とを混合した後、 200〜 400
℃の温度範囲内となるように加熱、昇温してもよいし、
有機溶媒を例えば 200〜 400℃の温度範囲内となるよう
に加熱、昇温した後、プラスチックを供給、混合し、プ
ラスチックと有機溶媒との混合物の温度が 200〜 400℃
の温度範囲内となるように制御してもよい。
【0063】このような混合状態にすることによって得
られるプラスチックと有機溶媒との混合系は、全て溶解
した均一系でもよく、一部のプラスチックが溶解せず、
固体状(膨潤状態)で残るプラスチック被処理物を含む
系でもよい。プラスチックと有機溶媒との混合物を好ま
しくは 200〜 400℃、より好ましくは 250〜 340℃の温
度範囲内で混合状態にした後は、該温度範囲内で一定時
間保持することが好ましい。
【0064】200〜 400℃、より好ましくは 250〜 340
℃における保持時間は、好ましくは10分〜30時間、より
好ましくは30分〜30時間である。保持時間が10分以上の
場合、脱塩素が確実に行え、また、溶融物(プラスチッ
ク被処理物)の抜き出し、冷却後に得られる固形物が脆
くなり粉砕性が向上する。
【0065】保持時間が30時間を超える場合は、プラス
チックの分解・ガス化が進行し、目的とする固形物の収
率が低下し、設備の処理能力が低下する。なお、上記し
た加熱処理、溶融物の抜き出しは、回分式(バッチ式)
で行なってもよく、また、連続式で行なってもよいが、
連続式で行なう方が生産性に優れる。
【0066】回分式で行なう場合、反応器からの排ガス
中の蒸発有機溶媒、プラスチックの分解生成物、さらに
は、廃プラスチックに含まれる紙屑や木屑などの分解生
成物の量は時間と共に変化することが多い。この結果、
燃焼装置の安定操業が困難になるケースがある。このた
め、回分式で行なう場合は、加熱溶融、脱塩素を行なう
反応器を複数基配設し、操業管理によって、燃焼すべき
分解生成物、蒸発有機溶媒の量の均等化をはかることが
可能である。
【0067】上記したように、本発明においては、反応
器で生成した分解生成物、さらには蒸発した有機溶媒を
燃焼装置で燃焼する。すなわち、プラスチックと有機溶
媒との混合物の昇温、 200〜 400℃における保持時に、
有機溶媒と共に、プラスチックの分解生成物、さらに
は、廃プラスチックに含まれる紙屑や木屑などの分解生
成物が、反応器から冷却装置に送給される排ガス中に同
伴される。
【0068】この際、ポリエチレンテレフタレートの分
解生成物であるテレフタル酸などのプラスチックの分解
生成物、上記した紙屑や木屑などの分解生成物が、配管
および冷却装置へ付着し、さらには、これらの分解生成
物が配管および冷却装置の閉塞原因となり易い。本発明
においては、反応器で発生する排ガスを下記方法で処理
し、配管および冷却装置の閉塞を防止し、さらには塩酸
を回収する。
【0069】〔III.−2.排ガス処理:〕前記した図1
または図2に示すように、本発明においては、反応器1
で発生する排ガスを燃焼装置2に導入し、反応器で生成
したプラスチックの分解生成物、紙屑や木屑などの分解
生成物、あるいはさらに反応器で蒸発した有機溶媒を燃
焼する。
【0070】この結果、上記した分解生成物、さらには
有機溶媒が、CO2 、H2O に転換し、配管、冷却装置の閉
塞を防止することが可能となり、さらには実質的に有機
物を含有しない純度に優れた塩酸を回収することができ
る。燃焼装置2内の排ガス温度は 800℃以上、燃焼装置
内における排ガス滞留時間は1秒以上であることが好ま
しい。
【0071】これは、前記したように、燃焼装置2内の
排ガス温度を 800℃以上、燃焼装置2内における排ガス
滞留時間を1秒以上と規定することによって、ダイオキ
シン類の生成を防止しつつ塩素含有プラスチックを処理
し、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理物を得
ることができるためである。なお、ダイオキシン類など
の有害物質の生成を防止するため、燃焼装置2内の排ガ
ス温度を1200℃以上、燃焼装置2内における排ガス滞留
時間を2秒以上と規定することがより好ましい。
【0072】上記した反応器1で発生する排ガス中の可
燃分の高温条件下での燃焼は、図1に示すように、燃焼
装置2に、燃料供給装置6および燃焼用空気供給装置7
を付設することによって達成できる。なお、前記したよ
うに、本発明の処理設備においては、反応器1と燃焼装
置2との間の排ガス導管5に導管加熱装置5aを設け、排
ガス導管5を加熱することによって、排ガス導管5中に
おけるガス状分解生成物の冷却、固化、管内壁への付
着、ひいては排ガス導管5の閉塞を防止する。
【0073】燃焼装置2によって分解生成物、さらには
有機溶媒がCO2 、H2O に転換した排ガスは、冷却、洗浄
する。冷却、洗浄は、前記した図1または図2の冷却装
置3に示すように、排ガスを冷却水24との間接熱交換に
よって間接冷却した後、洗浄装置4で洗浄用水25を用い
て洗浄を行ってもよいし、排ガスを洗浄用水を用いて冷
却、洗浄を同時に行ってもよい。
【0074】なお、プラスチックとして塩素含有プラス
チックを含むプラスチックを用いる場合、洗浄用水とし
て、水もしくは図1または図2に示すように洗浄用水の
循環水である含塩化水素水を用い、排ガス中の塩化水素
を塩酸として回収することが好ましいが、洗浄用水とし
てアルカリ水溶液を用いて中和処理を行ってもよい。反
応器で発生する排ガスの洗浄によって塩酸を回収する場
合は、燃焼後の排ガスを間接冷却した後、洗浄用水を用
いて洗浄を行うことが好ましい。
【0075】これは、上記した方法によれば、洗浄用水
を冷却に用いる必要がなく、洗浄用水の使用量が少なく
てよいため、回収塩酸の濃度が高くなるためである。上
記した方法によれば、燃焼装置2によって分解生成物が
CO2 、H2O に転換した排ガスは、冷却装置3で急冷され
た後、排ガスの洗浄装置4に送給され、排ガス中の塩化
水素ガスが、スプレー管4aから供給される水もしくは図
1または図2に示すように洗浄用水の循環水である含塩
化水素水に吸収される。
【0076】排ガス中の塩化水素ガスを吸収した洗浄用
水は、回収塩酸27として回収され、必要に応じて濃縮し
た後、塩酸として利用される。 〔IV. 可燃物、 可燃物の導入:〕本発明の可燃物は、プ
ラスチックの加熱処理時の温度で蒸発するものが好まし
い。可燃物は導入後、 全て蒸発してもよいし、一部のみ
が蒸発してもよい。より好ましい可燃物は、石油系鉱
油、 コールタールやコールタールの蒸留留分などの常
温、 常圧で液体の可燃液体やメタン、 プロパン、 ブタン
などの常温、 常圧で気体の可燃性ガスである。もちろん
圧縮により液化した可燃物であってもよい。これら種類
の異なる可燃物を複数導入してもよいし、前述した熱媒
体としての有機溶媒と同じものを用いてもよい。熱媒体
は用いてもよいし、用いなくてもよい。
【0077】可燃物の添加量は、一定であってもよく、
また、燃焼装置2の温度が800 ℃、好ましくは1200℃以
上になるように制御する量を適宜添加してもよい。燃焼
装置2の温度制御は燃料供給装置6からの燃料の供給量
でも制御できるが、 加熱処理時に加熱処理条件において
全部または一部が気体となる可燃物を反応器1に添加
し、 反応器1内で蒸発させることにより、反応器1内に
存在する廃プラスチック溶融物を有効に攪拌し、壁面か
らの伝熱を促進し、さらに、系内に存在する、プラスチ
ックの分解生成物、廃プラスチックに含まれる紙屑や木
屑などの分解生成物の溶融物からの脱離を促進する効果
がある。燃焼装置2の温度制御は燃料供給装置6からの
燃料の供給量でも制御できるが、 可燃物の添加により燃
料供給装置6からの燃料の供給量をできるだけ減らした
方が効果的である。
【0078】〔V.有機溶媒の除去工程:〕本発明におい
ては、プラスチックの加熱処理時に熱媒体として有機溶
媒を用いる場合、得られるプラスチック処理物中の有機
溶媒が少ない方が好ましい。これは、プラスチック処理
物中に残存する有機溶媒が少ない程、得られるプラスチ
ック処理物が粉砕し易く、また粉砕物の凝集が生ぜず取
扱いが容易となるためである。
【0079】ただし、上記した有機溶媒の除去工程は必
須ではない。プラスチック処理物中の有機溶媒を低減さ
せる方法としては、例えば、加熱処理時に有機溶媒を
蒸発せしめる方法、加熱処理時に、適宜、反応系を減
圧し有機溶媒を蒸発せしめる方法、反応器から抜き出
した溶融物を再加熱する方法、反応器から抜き出した
溶融物を減圧蒸留などによって蒸留する方法を用いるこ
とができる。
【0080】〔VI. 粉砕工程:〕本発明においては、前
記したプラスチックの加熱処理後に得られた冷却・固化
物であるプラスチック処理物の塊を、所定の粒径となる
ように粉砕することが好ましい。本発明で得られたプラ
スチック処理物の粉砕は、未処理のプラスチックの粉砕
に比較して極めて容易に行なうことができる。
【0081】すなわち、本発明で得られたプラスチック
処理物は、あらゆるタイプの粉砕機で粉砕可能であり、
粉砕機として、例えばジョークラッシャー、ロールクラ
ッシャー、ボールミル、遠心ミルなどを用いることがで
きる。粉砕後の粒径は、プラスチック処理物の使用目的
に応じて決めればよく、所定の粒径となるように粒度調
整を行なえば、例えば、鉄鉱石などの鉱石還元剤、すな
わち高炉など銑鉄を製造する竪型炉の還元剤などの原燃
料や、ボイラ、キルンなどの燃焼用燃料、キュポラの燃
料、コークス炉用原料として使用できる。
【0082】また、上記した用途以外にも固体燃料とし
て使用できる。なお、前記した高炉など銑鉄を製造する
竪型炉の還元剤として使用する場合、竪型炉の炉頂から
装入することも可能であるが、プラスチック処理物の還
元剤および燃料としての利用効率の面から、本発明で得
られたプラスチック処理物を、銑鉄を製造する竪型炉の
送風羽口前に形成されるレースウェイ内に吹き込むこと
が好ましい。
【0083】また、この場合、本発明で得られた冷却・
固化物の粉砕品を、レースウェイ内に吹き込むことが好
ましい。レースウェイ内に吹き込む方法としては、ブロ
ーパイプ方式、羽口吹き込み方式のいずれも用いること
が可能であり、吹き込み方式は特に制限されるものでは
ない。
【0084】本発明で得られたプラスチック処理物は、
前記したように塩素含有プラスチックを原料とした場合
も塩素含有量が少ないため、高炉、ボイラ、キルン、キ
ュポラ、コークス炉などにおける還元剤、燃料、原料と
して用いた場合、塩素もしくは塩素化合物による炉の内
壁耐火物の化学的侵食を防止することが可能であるとい
う優れた効果を有している。
【0085】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。 (実施例1)前記した図1に示す処理設備を用いて実験
を行った。すなわち、図1に示す反応器(ステンレス
製、内容積:5L)1に、有機溶媒(熱媒体)としてA
重油:500gと、ポリエチレン:300g、ポリプロピレン:
260g、ポリスチレン:360g、ポリエチレンテレフタレー
ト:20g 、軟質ポリ塩化ビニル:30g および硬質ポリ塩
化ビニル:30g のそれぞれ市販のペレット(プラスチッ
クの合計量:1000g )を仕込み、反応器外壁の電気ヒー
タ11によって昇温を開始した。
【0086】なお、処理前のプラスチックの平均塩素含
有量は 2.4質量%であった。燃焼装置2は、プロパンガ
スおよび燃焼用空気の燃焼により炉内温度(:炉内平均
排ガス温度)を1000℃に設定した。反応器内の被処理物
の温度が240 ℃に到達した時点から、A重油の蒸発が始
まったので、プロパンガスおよび燃焼用空気の供給量を
制御することによって、燃焼装置2の炉内温度(:炉内
平均排ガス温度)を1000℃に保持した。
【0087】昇温開始後135 分で被処理物の温度が280
℃に到達し、1時間この状態を保持した。この過程で、
プラスチックの大部分が溶融し、粘稠な液体が得られ
た。また、塩化水素:20g が塩酸として回収された。回
収された塩酸は無色透明であった。
【0088】また、反応器内の液体を抜き出し冷却した
結果、 1150gの黄褐色の固体(塊)が得られた。なお、
本実施例において冷却装置3出側のガス量を測定し、得
られたガス量の燃焼装置2における排ガス温度換算のガ
ス量および燃焼装置2の内容積に基づき燃焼装置2内に
おける排ガス滞留時間を計算した結果、最大排ガス量時
の燃焼装置内における排ガス滞留時間は 2.5秒であっ
た。
【0089】上記した実験後、得られたプラスチック処
理物である黄褐色の固体について、塩素を分析すると共
に、黄褐色の固体の粉砕性を評価した。また、得られた
塩酸中のダイオキシン類を分析した。この結果、プラス
チック処理物である黄褐色の固体の塩素含有量は 0.1質
量%であり、塩酸中にダイオキシン類は検出されなかっ
た。
【0090】また、プラスチック処理物である黄褐色の
塊:50g を、小型ミルで粉砕した結果、極めて容易に粉
砕でき、粉砕時間:40秒間で平均粒径:1mmの微粉末が
得られた。また、冷却装置3の排ガス流通部に付着物は
認められなかった。 (実施例2)前記した図1に示す処理設備を用いて実験
を行った。
【0091】すなわち、図1に示す反応器(ステンレス
製、内容積:5L)1に、有機溶媒(熱媒体)としてA
重油:500gと、都市不燃ゴミからより分けた廃プラスチ
ックの粉砕品(粒径≦ 9mm): 1000gを仕込み、反応器
外壁の電気ヒータ11によって昇温を開始した。なお、処
理前の廃プラスチックの粉砕品の塩素含有量は 3.1質量
%であった。
【0092】燃焼装置2は、プロパンガスおよび燃焼用
空気の燃焼により炉内温度(:炉内平均排ガス温度)を
1000℃に設定した。反応器内の被処理物の温度が240 ℃
に到達した時点から、A重油の蒸発が始まったので、プ
ロパンガスおよび燃焼用空気の供給量を制御することに
よって、燃焼装置2の炉内温度(:炉内平均排ガス温
度)を1000℃に保持した。
【0093】昇温開始後 225分で被処理物の温度が 320
℃に到達し、1時間この状態を保持した。この過程で、
プラスチックの大部分が溶融し、粘稠な液体が得られ
た。また、塩化水素: 26gが塩酸として回収された。回
収された塩酸は無色透明であった。
【0094】また、反応器内の液体を抜き出し冷却した
結果、 1020gの黒色の固体(塊)が得られた。なお、本
実施例において前記した実施例1と同じ方法で燃焼装置
2内における排ガス滞留時間を計算した結果、最大排ガ
ス量時の燃焼装置内における排ガス滞留時間は 2.1秒で
あった。
【0095】上記した実験後、得られたプラスチック処
理物である黒色の固体について、塩素を分析すると共
に、黒色の固体の粉砕性を評価した。また、得られた塩
酸中のダイオキシン類を分析した。この結果、プラスチ
ック処理物である黒色の固体の塩素含有量は 0.3質量%
であり、塩酸中にダイオキシン類は検出されなかった。
【0096】また、プラスチック処理物である黒色の
塊:50g を、小型ミルで粉砕した結果、極めて容易に粉
砕でき、粉砕時間:40秒間で平均粒径:1mmの微粉末が
得られた。また、冷却装置3の排ガス流通部に付着物は
認められなかった。 (実施例3)前記した図2に示す処理設備を用いて実験
を行った。
【0097】すなわち、図2に示す反応器(ステンレス
製、内容積:5L)1に、有機溶媒(熱媒体)としてA
重油:500gと、都市不燃ゴミからより分けた廃プラスチ
ックの粉砕品(粒径≦ 9mm): 1000gを仕込み、反応器
外壁の電気ヒータ11によって昇温を開始した。なお、処
理前の廃プラスチックの粉砕品の塩素含有量は 3.1質量
%であった。
【0098】燃焼装置2は、プロパンガスおよび燃焼用
空気の燃焼により温度を上げた。反応器内の被処理物の
温度が240 ℃に到達した時点から、A重油の蒸発が始ま
った。さらに溶融プラスチック中にメタンガスを吹き込
み、燃焼装置2の炉内温度(:炉内平均排ガス温度)を
1000℃に保持した。昇温開始後 210分で被処理物の温度
が 320℃に到達し、1時間この状態を保持した。
【0099】この過程で、プラスチックの大部分が溶融
し、粘稠な液体が得られた。また、塩化水素: 25gが塩
酸として回収された。回収された塩酸は無色透明であっ
た。また、反応器内の液体を抜き出し冷却した結果、 1
019gの黒色の固体(塊)が得られた。
【0100】なお、本実施例において前記した実施例1
と同じ方法で燃焼装置2内における排ガス滞留時間を計
算した結果、最大排ガス量時の燃焼装置内における排ガ
ス滞留時間は 2.2秒であった。上記した実験後、得られ
たプラスチック処理物である黒色の固体について、塩素
を分析すると共に、黒色の固体の粉砕性を評価した。
【0101】また、得られた塩酸中のダイオキシン類を
分析した。この結果、プラスチック処理物である黒色の
固体の塩素含有量は 0.3質量%であり、塩酸中にダイオ
キシン類は検出されなかった。また、プラスチック処理
物である黒色の塊:50g を、小型ミルで粉砕した結果、
極めて容易に粉砕でき、粉砕時間:39秒間で平均粒径:
1mmの微粉末が得られた。
【0102】また、冷却装置3の排ガス流通部に付着物
は認められなかった。 (実施例4)前記した図2に示す処理設備を用いて実験
を行った。すなわち、図2に示す反応器(ステンレス
製、内容積:5L)1に、有機溶媒(熱媒体)としてA
重油:500gと、都市不燃ゴミからより分けた廃プラスチ
ックの粉砕品(粒径≦ 9mm): 1000gを仕込み、反応器
外壁の電気ヒータ11によって昇温を開始した。
【0103】なお、処理前の廃プラスチックの粉砕品の
塩素含有量は 3.1質量%であった。燃焼装置2は、プロ
パンガスおよび燃焼用空気の燃焼により昇温した。反応
器内の被処理物の温度が240 ℃に到達した時点から、A
重油の蒸発が始まった。さらに溶融プラスチック中への
軽油の吹き込みと、プロパンガスおよび燃焼用空気の供
給量を制御することによって、燃焼装置2の炉内温
度(:炉内平均排ガス温度)を1000℃に保持した。
【0104】昇温開始後 215分で被処理物の温度が 320
℃に到達し、1時間この状態を保持した。この過程で、
プラスチックの大部分が溶融し、粘稠な液体が得られ
た。また、塩化水素: 26gが塩酸として回収された。回
収された塩酸は無色透明であった。
【0105】また、反応器内の液体を抜き出し冷却した
結果、 1021gの黒色の固体(塊)が得られた。なお、本
実施例において前記した実施例1と同じ方法で燃焼装置
2内における排ガス滞留時間を計算した結果、最大排ガ
ス量時の燃焼装置内における排ガス滞留時間は 2.0秒で
あった。
【0106】上記した実験後、得られたプラスチック処
理物である黒色の固体について、塩素を分析すると共
に、黒色の固体の粉砕性を評価した。また、得られた塩
酸中のダイオキシン類を分析した。この結果、プラスチ
ック処理物である黒色の固体の塩素含有量は 0.3質量%
であり、塩酸中にダイオキシン類は検出されなかった。
【0107】また、プラスチック処理物である黒色の
塊:50g を、小型ミルで粉砕した結果、極めて容易に粉
砕でき、粉砕時間:40秒間で平均粒径:1mmの微粉末が
得られた。また、冷却装置3の排ガス流通部に付着物は
認められなかった。 (比較例1)図3に示す処理設備を用いて実験を行っ
た。
【0108】なお、図3に示す処理設備は、前記した図
1に示す処理設備において、燃焼装置2を配設せず、冷
却装置3で凝縮する有機溶媒(熱媒体)の貯槽14を設け
た処理設備であり、冷却装置3としては、図1に示す二
重管方式に代えて冷却装置3内に冷却水通水管15を配設
した。すなわち、本比較例においては、図3に示す反応
器(ステンレス製、内容積:5L)1に、有機溶媒(熱
媒体)としてA重油:500gと、ポリエチレン:300g、ポ
リプロピレン:260g、ポリスチレン:360g、ポリエチレ
ンテレフタレート:20g 、軟質ポリ塩化ビニル:30g お
よび硬質ポリ塩化ビニル:30g のそれぞれ市販のペレッ
ト(プラスチックの合計量:1000g )を仕込み、反応器
外壁の電気ヒータ11によって昇温を開始した。
【0109】なお、処理前のプラスチックの平均塩素含
有量は 2.4質量%であった。反応器内の被処理物の温度
が240 ℃に到達した時点から、A重油の蒸発が始まっ
た。昇温開始後135 分で被処理物の温度が260 ℃に到達
し、1時間この状態を保持した。
【0110】この過程で、プラスチックの大部分が溶融
し、粘稠な液体が得られた。また、塩化水素:20g が塩
酸として回収された。回収された塩酸は無色透明であっ
たが、一部油滴が観察された。油滴は、ガスクロマトグ
ラフ分析の結果、A重油中の軽質分であることが確認さ
れた。
【0111】また、冷却装置3の内部に灰色の針状結晶
状の付着物が認められた。 (比較例2)前記した図3に示す処理設備を用いて実験
を行った。すなわち、図3に示す反応器(ステンレス
製、内容積:5L)1に、有機溶媒(熱媒体)としてA
重油:500gと、都市不燃ゴミからより分けた廃プラスチ
ックの粉砕品(粒径≦ 9mm): 1000gを仕込み、反応器
外壁の電気ヒータ11によって昇温を開始した。
【0112】なお、処理前の廃プラスチックの粉砕品の
塩素含有量は 3.1質量%であった。反応器内の被処理物
の温度が240 ℃に到達した時点から、A重油の蒸発が始
まった。昇温開始後 225分で被処理物の温度が 320℃に
到達し、1時間この状態を保持した。
【0113】この過程で、プラスチックの大部分が溶融
し、粘稠な液体が得られた。また、塩化水素: 27gが塩
酸として回収された。回収された塩酸は褐色透明であ
り、一部油滴が観察された。塩酸中の約1質量%がクロ
ロホルムで抽出された。油滴は、ガスクロマトグラフ分
析の結果、A重油中の軽質分であることが確認された。
【0114】また、冷却装置3の内部に黒色のタール状
物質と灰色の針状結晶状の付着物が認められた。
【0115】
【発明の効果】本発明によれば、下記(1) 〜(8) の優れ
た効果が得られる。 (1) 反応器からの排ガスの冷却装置や配管における付着
物の形成、冷却装置や配管の閉塞を防止できる。 (2) 塩素含有プラスチックの処理において、純度の高い
塩酸を回収できる。
【0116】(3) 燃焼装置内の排ガス温度および排ガス
滞留時間の規定によって、ダイオキシン類の生成を防止
しつつ塩素含有プラスチックを処理し、実質的に塩素を
含有しないプラスチック処理物を得ることができる。 (4) 有機溶媒混合方式で脱塩素処理を行なう場合、排ガ
ス中の有機溶媒の蒸気を燃焼装置の燃料として有効利用
できる。
【0117】(5) 加熱処理時に加熱処理中のプラスチッ
クに可燃物を導入することにより、反応器内の処理物の
流動性を高め、 伝熱性が向上したり、発生気体の揮発に
より反応効率を向上させると共に、燃焼装置の助燃剤と
して燃焼装置の温度を制御することができる。 (6) 粉砕が極めて容易なプラスチック処理物を得ること
ができ、廃プラスチックを原料として燃焼性に優れた微
粉の固体燃料、固体還元剤を製造することができる。
【0118】(7) 塩素含有プラスチックを含むプラスチ
ックを、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理物
に転化することが可能なため、廃プラスチックを原料と
して無公害の固体燃料、固体還元剤を製造することがで
きる。 (8) 塩素含有プラスチックを含むプラスチックを、実質
的に塩素を含有しないプラスチック処理物に転化するこ
とが可能なため、本発明によって得られるプラスチック
処理物を高炉、ボイラ、キルン、キュポラ、コークス炉
などにおける固体還元剤、固体燃料、原料として用いた
場合、塩素もしくは塩素化合物による炉の内壁耐火物の
化学的浸食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラスチックの処理設備の一例を示す
縦断面図である。
【図2】本発明のプラスチックの処理設備の他の好適態
様を示す縦断面図である。
【図3】比較例で用いたプラスチックの処理設備を示す
縦断面図である。
【符号の説明】
1 反応器 2 燃焼装置 3 冷却装置 4 洗浄装置 4a スプレー管 4b ポンプ 5 反応器と燃焼装置との間の排ガス導管 5a 導管加熱装置 6 燃料供給装置 7 燃焼用空気供給装置(ブロワー) 8 プラスチック供給装置 9 熱媒体供給装置 10 攪拌機 10a 攪拌翼 11 電気ヒータ 12 排風機(ブロワー) 13 弁 14 回収有機溶媒(回収熱媒体)の貯槽 15 冷却水通水管 20 プラスチック(原料) 21 熱媒体 22 プラスチック溶融物(被処理物) 23 プラスチック処理物(溶融物) 24 冷却水 25 排ガス洗浄用の水(洗浄用水) 26 処理ガス 27 回収塩酸 28 回収有機溶媒(回収熱媒体) 29 可燃物導入管 f 排ガスの流れ方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 一也 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 信澤 達也 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 鈴木 利英 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 侍留 誠 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 宮川 和也 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 運崎 秀明 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 3K061 AA23 AA24 AB02 AC13 BA05 CA01 CA12 FA21 FA23 3K070 DA05 DA16 DA37 DA42 3K078 AA05 BA03 BA26 CA02 CA07 CA11 4F301 AA12 AA13 AA17 BF23 BF32 CA09 CA25 CA26 CA41 CA51

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックを反応器内で加熱処理した
    後、得られた処理物を反応器から抜き出し、冷却、固化
    するプラスチックの処理方法において、反応器で発生す
    る排ガスを燃焼装置に導入し、排ガス中の可燃分を燃焼
    した後、冷却、洗浄することを特徴とするプラスチック
    の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記加熱処理において、前記反応器内に
    さらに熱媒体を添加し、プラスチックおよび熱媒体の混
    合物を加熱処理することを特徴とする請求項1記載のプ
    ラスチックの処理方法。
  3. 【請求項3】 前記した加熱処理中のプラスチックに可
    燃物を導入することを特徴とする請求項1または2に記
    載のプラスチックの処理方法。
  4. 【請求項4】 プラスチック加熱処理用の反応器(1)
    と、該反応器(1) で発生する排ガスを導入し排ガス中の
    可燃分を燃焼する燃焼装置(2) と、該燃焼装置(2) から
    の排ガスの冷却装置(3) と、該冷却装置(3) からの排ガ
    スの洗浄装置(4) と、 前記反応器(1) と燃焼装置(2)
    との間の排ガス導管(5) に設けられた導管加熱装置(5a)
    を有することを特徴とするプラスチックの処理設備。
  5. 【請求項5】 前記燃焼装置(2) が、燃料供給装置(6)
    および燃焼用空気供給装置(7) を有することを特徴とす
    る請求項4記載のプラスチックの処理設備。
  6. 【請求項6】 前記反応器(1) が、可燃物導入用の可燃
    物導入管(29)を有することを特徴とする請求項4または
    5に記載のプラスチックの処理設備。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006176848A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Jfe Steel Kk プラスチックの炉内への吹き込み方法
WO2011081251A1 (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 한밭대학교 산학협력단 고함수 유기성 폐자원 건조장치 및 방법
JP2013053256A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 樹脂の処理方法
CN109764341A (zh) * 2019-01-10 2019-05-17 浙江鑫广环保科技有限公司 一种工业用焚烧炉清理装置

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