JP2002317072A - 廃プラスチックの処理装置 - Google Patents
廃プラスチックの処理装置Info
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Abstract
縮させて反応機に供給させるため、圧縮作用のために混
練・溶融作用が犠牲にならざるを得ず、構造が複雑かつ
大型化する。その結果、廃プラスチックの処理コストが
増大する。 【解決手段】 塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチッ
クPを供給口4aから供給し、可塑化した後に所定温度
まで昇温させて排出口8から排出させる予備加熱装置B
と、予備加熱装置Bから排出される溶融廃プラスチック
が供給され、溶融廃プラスチックを更に加熱して、塩素
系ポリマ−を熱分解させて塩素化合物を発生させ、溶融
廃プラスチックと塩素化合物とに分離する脱塩素装置C
と、予備加熱装置Bの供給口4aに設けられ、駆動手段
2,2Aによる駆動により、送り込み量を調節しながら
廃プラスチックPを可塑化させることなく押し込む押し
込み部材3,3Aを備える押し込み手段Aとを有する。
Description
処理装置、さらに詳しくは、廃プラスチックの燃焼時に
腐食性ガスや有毒性ガスの発生原因となる塩素を除去す
るための装置に対し、塩素系ポリマ−を含有する廃プラ
スチックを効率良く供給する装置に関するものである。
00万トン以上のプラスチックが生産され、そのうちの
約950万トンが毎年廃プラスチックとして排出されて
いる。これらの廃プラスチックは、従来、埋め立て又は
焼却することにより処理していたが、最終処分場の確保
困難、環境保護及び資源の有効利用の観点から、近年は
ケミカルリサイクルとしてのモノマー化、低分子量・低
沸点の油への還元、つまり油化、サーマルリサイクルと
しての燃焼による熱又は電気などのエネルギー回収、高
炉への原料としての利用、セメントキルンへの原燃料と
しての利用などが注目されるようになつている。
ル(以下、「PVC」という。)やポリ塩化ビニリデン
(以下、「PVDC」という。)などの塩素系ポリマー
が含まれていると、燃焼の際に塩化水素などの腐食性の
ガスが発生するため、燃焼炉の腐食や熱・電気エネルギ
ーの回収率低下などの問題が発生し、更に、ダイオキシ
ンなどが発生するという問題があつた。
チックから除去し、有用な固形燃料を製造するための装
置がいくつか提案されている。第1の方法として、例え
ば、特許第2648412号、特開平9−310077
及び特開平11−50072公報に記載されるものがあ
る。これらの第1の方法は、処理装置への廃プラスチッ
クの供給方法として、廃プラスチックをそのまま供給す
る方法や、破砕した後に供給する方法、破砕した後に金
属などの異物を除去してから供給する方法、更に、破砕
・異物を除去して水で洗浄した後に供給する方法であ
る。
6339、特開平7−256644及び特開平7−11
2437に記載されるものがある。これらの第2の方法
は、廃プラスチックの減容固形化装置によつて、廃プラ
スチックの嵩密度を大きくした後に固形燃料化する方法
である。
38246公報に記載されるものがある。この第3の方
法は、廃プラスチックの処理装置を予備圧縮機と反応機
とで構成させ、投入口から投入される廃プラスチックを
予め予備圧縮機で溶融・圧縮させて反応機に供給させ、
反応機において更に加熱させて脱塩素処理を行なう固形
燃料化方法である。また、特開平10−138246公
報には、従来技術として、上部重しの自重による圧力に
よつて粉砕されたプラスチックを処理装置に押し込むこ
とも記載されている。
ラスチックはそのままでは嵩比重が低いために、処理装
置への供給量が小さくなり、装置を大きくしてスクリュ
径を大きくしなければ供給量の増大が図れないという問
題があり、処理装置の巨大化、処理コストの上昇の原因
となつていた。また、廃プラスチックの中にはショッピ
ングバッグ、ラップなどのフィルム類が多く含まれてい
るが、これらは処理装置のホッパーでブリッジを起こし
易いため、処理装置への廃プラスチックの供給が不安定
になるという問題が生じていた。
リュ(螺旋羽根付き軸)によつて廃プラスチックを破
砕、混練(混合)、圧縮、溶融し、圧密化させながら搬
送するものであり、廃プラスチックを予め圧縮させるこ
となく供給させ、一対のスクリュにより、圧縮のみなら
ず廃プラスチックの破砕、粉砕及び混練を行なつて溶融
させるものであるため、圧縮作用のために混練・溶融作
用が犠牲にならざるを得ず、構造が複雑かつ大型化す
る。
と同様に投入口から投入される廃プラスチックを予め一
対のスクリュを備える予備圧縮機で溶融・圧縮させて反
応機に供給させるため、予備圧縮機には圧縮機能のみな
らず溶融機能をも付与させなければならず、嵩比重が低
い廃プラスチックの圧縮作用のために混練・溶融作用が
犠牲にならざるを得ず、構造が複雑かつ大型化する。そ
の結果、廃プラスチックの処理コストが増大するという
問題がある。
融機能とを可及的に分離させるために、圧縮専用の押し
込み部材を設けるのみならず、溶融機能と脱塩素機能と
を分離させ、それぞれに適正な構造を与えることによ
り、全体として処理量が大きく、かつ、コンパクトな廃
プラスチックの処理装置を提供することを目的としてい
る。
来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、
次の通りである。請求項1の発明は、塩素系ポリマ−を
含有する廃プラスチックPを供給口4aから供給し、可
塑化した後に所定温度まで昇温させて排出口8から排出
させる予備加熱装置Bと、予備加熱装置Bの排出口8か
ら排出される溶融廃プラスチックが供給され、該溶融廃
プラスチックを加熱して、塩素系ポリマ−を熱分解させ
て塩素化合物を発生させ、溶融廃プラスチックと塩素化
合物とに分離する脱塩素装置Cとを有する廃プラスチッ
クの処理装置において、駆動手段2,2Aによる駆動に
より、送り込み量を調節しながら廃プラスチックPを可
塑化させることなく押し込む押し込み部材3,3Aを有
する押し込み手段Aを、前記予備加熱装置Bの供給口4
aに設け、廃プラスチックPの嵩密度を大きくして前記
予備加熱装置Bに供給することを特徴とする廃プラスチ
ックの処理装置である。請求項2の発明は、押し込み部
材3が、前記予備加熱装置Bの供給口4aに向けて推進
力を与えるスクリュ3であることを特徴とする請求項1
の廃プラスチックの処理装置である。請求項3の発明
は、押し込み部材3Aが、前記予備加熱装置Bの供給口
4aに向けて押し込むピストン3Aであることを特徴と
する請求項1の廃プラスチックの処理装置である。請求
項4の発明は、前記予備加熱装置Bの供給口4aの付近
に、排水手段9を設けることを特徴とする請求項1,2
又は3の廃プラスチックの処理装置である。請求項5の
発明は、押し込み手段Aに、所定の大きさに粉砕した廃
プラスチックPを供給することを特徴とする請求項1,
2,3又は4の廃プラスチックの処理装置である。請求
項6の発明は、押し込み手段Aに、異物を除去した廃プ
ラスチックPを供給することを特徴とする請求項1,
2,3,4又は5の廃プラスチックの処理装置である。
請求項7の発明は、押し込み手段Aに、水で洗浄した廃
プラスチックPを供給することを特徴とする請求項1,
2,3,4,5又は6の廃プラスチックの処理装置であ
る。
ックの処理装置の第1実施の形態を示し、廃プラスチッ
クの処理装置は、予備加熱装置B、脱塩素装置C及び排
ガス処理装置Dを主構成要素とすると共に、予備加熱装
置Bに廃プラスチックの押し込み手段Aを付属させてい
る。
の塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチックPを、可塑
化した後に所定温度まで昇温させ、溶融状態で排出させ
る機能を主として有し、供給口4a及び排出口8を有す
るシリンダ4、及び、シリンダ4内に回転自在に設けら
れ、モータ5によつて回転駆動されるスクリュ6を有す
る。また、シリンダ4の供給口4a付近の内底部には排
水手段としてのスリット9が形成され、シリンダ4の排
出口8寄りにはベント10が形成されていると共に、加
熱手段であるヒータ7によつてシリンダ4を適宜に加熱
できるようになつている。スリット9は、廃プラスチッ
クPの通過を阻止し、水を選択的に排出させるように複
数の通孔を有している。なお、排出口8は、シリンダ4
の断面積よりも小さい開口面積が与えられ、内部の廃プ
ラスチックPを圧縮させることができる。
所定温度まで昇温させた溶融廃プラスチックを更に加熱
して、塩素系ポリマ−を熱分解させて塩素化合物を発生
させ、溶融廃プラスチックと塩素化合物とに分離させる
機能を主として有し、供給口12a及び排出口16を有
するシリンダ12、及び、シリンダ12内に回転自在に
設けられ、モータ13によつて回転駆動されるスクリュ
14を有する。また、シリンダ12の排出口16寄りに
はベント17が形成されていると共に、加熱手段である
ヒータ15によつてシリンダ12を適宜に加熱できるよ
うになつている。ベント17には、排ガス配管18を介
して排ガス処理装置Dが接続されている。
熱装置Bの排出口8とは、ポリマー配管11によつて連
通されている。なお、脱塩素装置Cの排出口16には、
図示を省略した冷却手段及びカッターが設けられてい
る。
廃プラスチックPを連続的かつ自動的に押し込み可能な
押し込み手段Aを設ける。この押し込み手段Aは、廃プ
ラスチックPの圧縮機能を有し、嵩密度を大きくして供
給するためのものであり、廃プラスチックPを可塑化・
溶融させる機能は有しておらず、供給口4aに向けて推
進力を与える押し込み部材であるスクリュ3を備える。
すなわち、供給口4aに向けて次第に縮径する截頭円錐
筒からなるホッパー状の供給部1をシリンダ4に固設
し、この供給部1内に、供給口4aに向けて次第に縮径
する外形を有するスクリュ3を1個の回転軸3aに取付
けて配置し、回転軸3a及びスクリュ3を駆動手段であ
るモータ2によつて回転駆動させることにより、送り込
み量の調節が可能になつている。スクリュ3の少なくと
も供給口4a付近の外形は、供給部1の内面に接するこ
となく、ほぼ適合している。
する。廃プラスチックPは、供給部1を通じて予備加熱
装置Bに投入される。投入の際の廃プラスチックPは、
廃棄形状のままでも差支えはほとんどないが、投入量を
多くするために所定の大きさ、具体的には50mm角以
下、好ましくは20mm角以下の大きさに破砕させてあ
れば、押し込み手段Aの負荷を低減させながら押し込み
量が増大する。また、予め、アルミニウム、鉄等の金
属、ガラスなどの異物を除去させれば、押し込み手段A
のスクリュ3、供給部1、予備加熱装置Bのシリンダ4
及びスクリュ6の損傷が少なくなるので好ましい。更
に、破砕、異物除去を行なつた後に水で洗浄した廃プラ
スチックPを使用すれば、食塩由来の塩素を除去できる
ため、脱塩素後の廃プラスチック中の残留塩素濃度を低
減できるのみならず、廃プラスチックPに付着している
汚れ、砂などを除去できるので、押し込み手段Aのスク
リュ3、供給部1、予備加熱装置Bのシリンダ4及びス
クリュ6の損傷が少なくなる。
は、モータ2によつて駆動されるスクリュ3の推進力を
受けて、連続的かつ自動的に予備加熱装置Bのシリンダ
4に供給口4aから送り込まれ、モータ5によつて回転
駆動されるスクリュ6に食い込まれていく。廃プラスチ
ックPの送り込み量は、モータ2の回転数の制御によつ
て容易に増減調節することができるので、廃プラスチッ
クPの嵩比重に応じて密度を高めて、かつ、スクリュ6
の搬送能力に合わせて送り込むことができる。スクリュ
6の搬送能力は、モータ5の回転数によつて調節するこ
とができる。
れている場合や、予め水で洗浄した場合には、スクリュ
6によつて水分が絞り出され、スリット9から外部に排
出される。供給口4a付近の廃プラスチックPには、押
し込み手段Aのスクリュ3によつて押圧力が作用してい
るため、脱水が効果的になされる。これにより、シリン
ダ4の供給口4a付近に水が溜まり廃プラスチックPの
スクリュ6への食い込み性が悪くなつたり、ヒータ7の
熱によつて蒸発した水分が供給部1の内面に付着して腐
食の原因になることが良好に防止される。
截頭円錐筒からなる供給部1及びスクリュ3の中心軸線
(回転軸3a)を垂直として直交配置したので、供給部
1に投入された廃プラスチックPは、スクリュ3によつ
て下方に向けて押圧されながら自重をも受けつつシリン
ダ4内に強制的に送り込まれる。
タ7によつて加熱されながらスクリュ6によつて混練・
搬送されて可塑化され、所定の温度まで昇温して、小断
面積をなす排出口8から溶融状態で排出される。スリッ
ト9から排出されずに残る水分は、供給口4aと排出口
8との間に設けたベント10から蒸気となつて系外へ排
出される。
溶融廃プラスチックは、ポリマー配管11を経由して脱
塩素装置Cに送られる。脱塩素装置C内では、溶融廃プ
ラスチックがヒータ15によつて更に加熱されながらス
クリュ14によつて混練・搬送されることにより、廃プ
ラスチックP中のPVC、PVDCなどの塩素系ポリマ
ーが熱分解して塩素系化合物を発生し、溶融廃プラスチ
ックと塩素化合物とに分離される。分離された塩素化合
物は、ベント17から系外に排出され、排ガス配管18
を経由して排ガス処理装置Dに送られ、そこで無害化さ
れる。塩素化合物の除去された溶融廃プラスチックは、
脱塩素装置Cの排出口16から排出され、冷却、カッテ
ィングされ、固形燃料として種々の用途に供される。ス
クリュ14による搬送能力は、モータ13の回転数を調
節することにより、ポリマー配管11から流入する溶融
廃プラスチックの量に合わせることができる。
プラスチックの押し込み手段Aを示し、上記第1実施の
形態と同一機能部分には同一符号を付してある。この押
し込み手段Aは、ホッパー状の供給部1が、上方に向け
て次第に拡大する錐形筒部1Abと、錐形筒部1Abの
小径端に接続する円筒状部1Aaとを有し、円筒状部1
Aaを供給口4aに接続させて固定すると共に、供給部
1に、円筒状部1Aa内に受入れが可能な大きさの押し
込み部材であるピストン3Aを1個設けてある。
エアーシリンダ装置2Aによつて駆動され、実線で示す
錐形筒部1Ab位置と、破線で示す円筒状部1Aa位置
との間で上下運動をする。廃プラスチックPの送り込み
量は、エアーシリンダ装置2Aによるピストン3Aの昇
降速度及び昇降間隔の制御によつて容易に調節すること
ができるので、廃プラスチックPの嵩比重に応じて密度
を高めて、かつ、スクリュ6の搬送能力に合わせて送り
込むことができる。
スチックPが、上下運動をするピストン3Aによつて錐
形筒部1Abから円筒状部1Aaに連続的かつ自動的に
押し込まれ、ひいては予備加熱装置B内に強制的に送り
込まれスクリュ6に食い込まれていく。その結果、図1
に示すスクリュ3を用いる押し込み手段Aと同様に、予
備加熱装置B内に廃プラスチックPを安定的に送り込む
ことができる。その後は、図1に示す第1実施の形態と
同様に、廃プラスチックPが脱水、可塑化、昇温及び脱
塩素され、固形燃料となる。
供給部1及びエアーシリンダ装置2Aのピストンロッド
2Aaの中心軸線を垂直として直交配置したので、供給
部1に投入された廃プラスチックPは、ピストン3Aに
よつて下方に向けて押圧されながら自重をも受けつつシ
リンダ4内に強制的に送り込まれる。
して缶、瓶等の金属、ガラスなどのプラスチック以外の
物質を手選別により除去した後、ホーライ社製破砕機
(型式:V03−480L(F)S)を用い、20mm
以下の大きさに破砕し、東洋精機社製洗浄・脱水機(型
式:CFP−500)により洗浄・脱水を行なつた。
ラスチックの押し込み手段Aにより供給口4aから予備
加熱装置B内に送り込んだ。押し込み手段Aのスクリュ
3の回転数は、500rpmに設定した。予備加熱装置
Bのシリンダ4にはスリット9を取付けてあり、直径4
4mmの二軸のスクリュ6を備える。投入した廃プラス
チックPを予備加熱装置Bで可塑化し、220℃に昇温
させた後に、ポリマー配管11を経由させて、スクリュ
14の直径が174mmの二軸噛み合い型異方向回転外
回りの脱塩素装置Cに投入させた。脱塩素装置Cのシリ
ンダ12内での溶融廃プラスチックの最高温度は350
℃、滞留時間は10分であつた。その結果、残留塩素濃
度0.2重量%の固形燃料を、押出量70kg/hで6
時間安定的に得ることができた。
図2に示す廃プラスチックの押し込み手段Aにより供給
口4aから予備加熱装置B内に送り込み、実施例1と同
じ運転条件の予備加熱装置B及び脱塩素装置Cにより処
理した。押し込み手段Aのピストン3Aの速度は、3秒
/ストロークの連続である。その結果、残留塩素濃度
0.2重量%の固形燃料を、押出量70kg/hで6時
間安定的に得ることができた。
径44mmの二軸スクリュ方式の予備加熱装置(B)の
供給口(ホッパー)に自然落下させながら供給し、可塑
化、昇温させた後、実施例1と同様の脱塩素装置(C)
により処理した。但し、予備加熱装置(B)にスリット
9は形成していない。予備加熱装置(B)及び脱塩素装
置(C)の運転条件は、実施例1と同じである。その結
果、残留塩素濃度は0.2〜0.5重量%と変動し、押
出量は20〜30kg/hであると共に、運転開始後3
0分で予備加熱装置(B)の供給口付近に水が溜まつて
きたため、運転続行が事実上不可能となつた。
本発明に係る廃プラスチックの処理装置によれば、次の
効果を奏することができる。予備加熱装置の供給部に、
嵩密度を大きくして送り込むことができる廃プラスチッ
クの押し込み手段を設けるので、廃プラスチックを効率
よく、かつ、安定的に供給することが可能となつた。ま
た、押し込み手段は、廃プラスチックの送り込み量を調
節することができるので、原料となる廃プラスチックの
嵩比重に応じて密度を高めて送り込むことができ、か
つ、送り込み量を予備加熱装置の搬送能力に合わせるこ
とができる。
押し込み手段に与え、予備加熱装置による廃プラスチッ
クの圧縮機能を低減させて主として溶融機能を負担させ
るのみならず、溶融機能と脱塩素機能とを予備加熱装置
と脱塩素装置とに分離させたので、それぞれに適正な構
造を与えることが可能になり、全体として処理量が大き
く、かつ、コンパクトな廃プラスチックの処理装置を提
供することができる。その結果、固形燃料の製造コスト
の低減に資することができる。
クの処理装置を断面で示す概略図。
の処理装置の要部を断面で示す概略図。
2:モータ(駆動手段)、2A:エアーシリンダ装置
(駆動手段)、2Aa:ピストンロッド、3:スクリュ
(押し込み部材)、3A:ピストン(押し込み部材)、
3a:回転軸、4:シリンダ、4a:供給口、6:スク
リュ、8:排出口、9:スリット(排水手段)、10:
ベント、11:ポリマー配管、12:シリンダ、14:
スクリュ、A:押し込み手段、B:予備加熱装置、C:
脱塩素装置、D:排ガス処理装置、P:廃プラスチッ
ク。
Claims (7)
- 【請求項1】 塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチッ
ク(P)を供給口(4a)から供給し、可塑化した後に
所定温度まで昇温させて排出口(8)から排出させる予
備加熱装置(B)と、予備加熱装置(B)の排出口
(8)から排出される溶融廃プラスチックが供給され、
該溶融廃プラスチックを加熱して、塩素系ポリマ−を熱
分解させて塩素化合物を発生させ、溶融廃プラスチック
と塩素化合物とに分離する脱塩素装置(C)とを有する
廃プラスチックの処理装置において、駆動手段(2,2
A)による駆動により、送り込み量を調節しながら廃プ
ラスチック(P)を可塑化させることなく押し込む押し
込み部材(3,3A)を有する押し込み手段(A)を、
前記予備加熱装置(B)の供給口(4a)に設け、廃プ
ラスチック(P)の嵩密度を大きくして前記予備加熱装
置(B)に供給することを特徴とする廃プラスチックの
処理装置。 - 【請求項2】 押し込み部材(3)が、前記予備加熱装
置(B)の供給口(4a)に向けて推進力を与えるスク
リュ(3)であることを特徴とする請求項1の廃プラス
チックの処理装置。 - 【請求項3】 押し込み部材(3A)が、前記予備加熱
装置(B)の供給口(4a)に向けて押し込むピストン
(3A)であることを特徴とする請求項1の廃プラスチ
ックの処理装置。 - 【請求項4】 前記予備加熱装置(B)の供給口(4
a)の付近に、排水手段(9)を設けることを特徴とす
る請求項1,2又は3の廃プラスチックの処理装置。 - 【請求項5】 押し込み手段(A)に、所定の大きさに
粉砕した廃プラスチック(P)を供給することを特徴と
する請求項1,2,3又は4の廃プラスチックの処理装
置。 - 【請求項6】 押し込み手段(A)に、異物を除去した
廃プラスチック(P)を供給することを特徴とする請求
項1,2,3,4又は5の廃プラスチックの処理装置。 - 【請求項7】 押し込み手段(A)に、水で洗浄した廃
プラスチック(P)を供給することを特徴とする請求項
1,2,3,4,5又は6の廃プラスチックの処理装
置。
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