JP2003105125A - 混合廃プラスチックの油化等用の熱分解方法及び装置 - Google Patents

混合廃プラスチックの油化等用の熱分解方法及び装置

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JP2003105125A
JP2003105125A JP2001338737A JP2001338737A JP2003105125A JP 2003105125 A JP2003105125 A JP 2003105125A JP 2001338737 A JP2001338737 A JP 2001338737A JP 2001338737 A JP2001338737 A JP 2001338737A JP 2003105125 A JP2003105125 A JP 2003105125A
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dechlorination
combustion
thermal decomposition
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Kanichi Ito
寛一 伊藤
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 PVCなどの塩素系プラスチックを含む混合
廃プラスチックの熱分解において、脱塩素と熱分解をチ
ャー類の燃焼熱で補い得る循環型流動床を構築すること
により、多種類の装置で構成する既存のプロセスの繁雑
さを解消する。 【解決手段】 共通の熱媒体が流動する脱塩素流動層
1、熱分解流動床2、燃焼流動床3の3つの流動床を設
けて各流動床を熱媒体の移動層路で連結して、流動化に
伴って熱媒体が1→2→3→1と2→3→2の2つのル
ートを自動循環するように配備することにより、燃焼流
動床3で加熱された熱媒体の適量を脱塩素流動床1と熱
分解流動床2に分配してそれぞれを所要温度に加熱して
原料の脱塩素と熱分解を連続的に行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、PVCなどの塩
素系プラスチックを含む混合廃プラスチックの油化等に
おける熱分解方法と装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】廃プラスチックなどの熱分解において、
砂を熱媒体として熱分解流動床と燃焼流動床の間を循環
させる周知の2塔循環式流動床は、熱分解で生成するチ
ャー類を燃焼して熱分解の吸熱反応に要する熱量を補う
方式で、チャーやタールを自己消化して生成物をガス又
は油に集約でき、熱媒体(砂)を常にクリーンに維持で
きるのでタールによる運転障害を防げ、熱分解ガスに燃
焼排ガスが混入せず少量かつ高熱量のガスとなるので以
降のガス精製や油化処理が有利になる、などの多くの長
所があるが、PVCなどの塩素系プラスチックを含む廃
プラスチックを原料とする場合は、塩素の悪影響を事前
に除くためにまず脱塩素を行ってから熱分解する必要が
ある。この場合、前段の脱塩素温度(約300℃)が後
段の熱分解温度(400〜700℃)より低いので、単
一循環方式では脱塩素と熱分解に要する熱量をチャー類
の燃焼熱で全て補うことはできない。そのために熱分解
流動床の加熱を原料の部分燃焼で行うと、生成する熱分
解ガスは燃焼排ガスの混入により熱量が低下しガス量が
増大するので、以降のガス精製や油化処理が不利にな
る。
【0003】一方、砂を熱媒体として脱塩素と熱分解を
行う既存のプロセスとしては、原料をまず高温の砂と一
緒にロータリーキルンで脱塩素してから、砂と原料をス
クリューコンベアで機械攪拌式熱分解槽に送って熱分解
し、次に砂とチャーを流動床に送ってチャーを燃焼さ
せ、ここで加熱した砂の温度を調整してロータリーキル
ンと機械攪拌式熱分解槽とにそれぞれ戻す方法がある
(例えば三菱重工技報Vol.38,No.1参照)。
この方式はロータリーキルン、機械攪拌式熱分解槽、流
動床、熱交換器、など多種類の装置で構成する繁雑なフ
ローとなるので、各装置間の砂の搬送、運転管理、装置
の維持などが繁瑣にならざるを得ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、PVCな
どの塩素系プラスチックを含む混合廃プラスチックの油
化等用の熱分解において、脱塩素と熱分解をチャー類の
燃焼熱で補い得る循環型流動床の方式と装置を提供し、
多種類の装置で構成する既存の上記プロセスの繁雑さを
解消することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、共通の熱媒体が流動する3
つの流動床によってそれぞれ脱塩素、熱分解、及び燃焼
の各作用を行わせると共に、熱媒体が脱塩素流動床から
熱分解流動床、燃焼流動床を経て脱塩素流動床に戻る循
環と、熱分解流動床から燃焼流動床を経て熱分解流動床
に戻る循環の2つの循環を行うように配備することによ
り、燃焼流動床で加熱された熱媒体の適量を脱塩素流動
床と熱分解流動床とに分配してそれぞれを所要温度に加
熱して原料の脱塩素と熱分解を連続的に行わせることを
特徴とする、熱分解方法である。
【0006】また、請求項2に記載の発明は、砂を共通
の熱媒体としてそれぞれ脱塩素、熱分解、及びチャーの
燃焼を行う独立した3つの流動床を設けると共に、砂が
脱塩素流動床から熱分解流動床、燃焼流動床を経て脱塩
素流動床に戻る循環と、熱分解流動床から燃焼流動床を
経て熱分解流動床に戻る循環の2つの循環を行うように
各流動床を砂の移動層路で連結して砂を自動循環せしめ
ることにより、燃焼流動床で加熱された砂を脱塩素流動
床と熱分解流動床とに分配してそれぞれを所要温度に加
熱して原料の脱塩素と熱分解を連続的に行わせることを
特徴とする、熱分解装置である。
【0007】また,請求項3に記載の発明は、請求項2
に記載の熱分解装置において、砂を燃焼流動床から脱塩
素流動床及び熱分解流動床に移送する2つの移動層路に
それぞれ絞り弁を設けて高温砂の配分を調節可能とする
ことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例の説明図を参照して説明する。図1〜図4は油化プロ
セスにおける本発明の実施例の説明図で、図1は図2の
P−P断面視矢図を、図2は図1のX−X断面図を、図
3は図1のY−Y断面図を、図4は図1のZ−Z断面図
をそれぞれ示す。
【0009】図1〜図4に示すように、基本構成は、砂
を熱媒体としそれぞれ脱塩素、熱分解、燃焼の役割を果
す脱塩素流動床1、熱分解流動床2、燃焼流動床3の3
つの流動床を設置すると共に、上端が流動床の上部に開
口し下端が隣接する流動床の下部に開口する傾斜管で各
流動床を連通させることにより傾斜管内の砂を流動床と
の比重差で降下させて、流動床間のガスシールとともに
砂移動の役割を果す移動層路4、5、6、7を形成せし
める。以上の配備により、砂は各流動床の流動化に伴っ
て図1に示す矢印の循環すなわち、脱塩素流動床1、移
動層路4、熱分解流動床2、移動層路5、燃焼流動床
3、移動層路6を経て脱塩素流動床1に戻る第一の循環
と、熱分解流動床2、移動層路5、燃焼流動床3、移動
層路7を経て熱分解流動床2に戻る第二の循環の、2つ
の循環を同時に行い得る。更にこれらの循環過程におい
て、移動層路6、7に設けた絞り弁8、9により燃焼流
動床3から脱塩素流動床1及び熱分解流動床2に供給さ
れる高温砂量の配分を調整すると共に、燃焼流動床3内
に水冷式の熱交換器11を埋設して砂温を調整すること
により、脱塩素流動床1および熱分解流動床2の温度を
任意に設定することができる。熱交換器11は流動床内
に埋設せず、燃焼流動床3の外壁の一部をジャケット型
として水冷してもよいことは勿論である。図中、12、
13は上記の第一、第二の各循環を円滑ならしめるため
に流動床内に設けた固定案内壁を示す。以上の基本構成
の下に、以下脱塩素と熱分解のプロセスを説明する。
【0010】脱塩素流動床1においては、流動化ガスと
して水蒸気または熱分解ガスなどの非酸化性ガス31を
ガス室41からガス分散板51を介して供給して砂を流
動化させると共に、燃焼流動床3から移動層路6を経て
供給される適量の高温砂で脱塩素流動床1を加熱して流
動層温度をPVCの脱塩素温度300℃付近に維持する
と、原料中のPVCの塩素は離脱して塩酸となり、一部
の低温分解性プラスチック原料から発生する熱分解ガス
を含んで塩酸リッチガス61となる。このガスを脱塩酸
装置10で洗浄してクリーンな熱分解ガス71が得られ
る。図中、14は原料供給装置、15は原料中に含まれ
る金属などの異物排出装置をそれぞれ示す。
【0011】熱分解流動床2においては、流動化ガスと
して上記同様の非酸化性ガス32をガス室42からガス
分散板52を介して供給して砂を流動化させると共に、
燃焼流動床3から移動層路7を経て供給される適量の高
温砂で熱分解流動床2を加熱して流動床温度を油化の適
温450℃付近に維持してガス化すれば、油化に適した
熱分解ガス62が得られる。該熱分解ガス62を前記熱
分解ガス71と合せて周知の油生成装置16に供給すれ
ば、軽油、灯油、重油などに相当する油を回収すること
ができる。なお、熱分解ガスを油化せずに水素などの低
分子ガスとして回収する場合は、熱分解流動床2の温度
を700℃付近に維持するとよい。
【0012】燃焼流動床3においては、流動化ガスとし
て空気33をガス室43からガス分散板53を介して供
給して砂を流動化させると共に、熱分解流動床2から移
動層路5を介して供給される砂の中のチャー類を燃焼さ
せて砂を昇温させ、前記のように、熱交換器11で温度
調節して脱塩素流動床1と熱分解流動床2にそれぞれ適
量を配分する。燃焼排ガス63から廃熱回収装置17で
回収される水蒸気は、流動化用の非酸化性ガス31、3
2の水蒸気として或いは発電に利用され、燃焼排ガスは
さらに排ガス洗浄装置18で浄化後大気に解放される。
尚、油生成装置16から排出される各種の可燃分残滓は
燃焼流動床3に供給して熱利用できることは勿論であ
る。
【0013】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0014】PVCなどの塩素系プラスチックを含む混
合廃プラスチックの熱分解プロセスにおいて、脱塩素と
熱分解をチャー類の燃焼熱で補い得る循環型流動床方式
を提供することにより、チャーやタールを自己消化して
円滑な運転を可能とするのみならず、少量で高熱量・高
価値の熱分解ガスが得られるので以降のガス精製や油化
処理が有利になり、且つまた、従来のプロセスに比べて
装置が簡略化され運転管理や装置の維持が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明図で、図2のp−p断面
視矢図である。
【図2】本発明の実施例の説明図で、図1のX−X断面
図である。
【図3】本発明の実施例の説明図で、図1のY−Y断面
図である。
【図4】本発明の実施例の説明図で、図1のZ−Z断面
図である。
【符号の説明】
1 脱塩素流動床 2 熱分解流動床 3 燃焼流動床 4、5、6、7 移動層路 8、9 絞り弁 10 脱塩酸装置 11 熱交換器 12、13 固定案内壁 14 原料供給装置 15 異物排出装置 16 油生成装置 17 廃熱回収装置 18 排ガス洗浄装置 31,32 非酸化性ガス 33 空気 41,42,43 ガス室 51、52、53 ガス分散板 61 塩酸リッチガス 62 熱分解ガス 63 燃焼排ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F301 AA17 CA09 CA25 CA41 CA51 CA72 4G070 AA01 AB06 BB33 CA13 CA24 CA25 CB19 CB25 CC02 CC03 DA23 4H029 CA04 CA16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共通の熱媒体が流動する3つの流動床に
    よってそれぞれ脱塩素、熱分解、及び燃焼の各作用を行
    わせると共に、熱媒体が脱塩素流動床から熱分解流動
    床、燃焼流動床を経て脱塩素流動床に戻る循環と、熱分
    解流動床から燃焼流動床を経て熱分解流動床に戻る循環
    の2つの循環を行うように配備することにより、燃焼流
    動床で加熱された熱媒体の適量を脱塩素流動床と熱分解
    流動床とに分配してそれぞれを所要温度に加熱して原料
    の脱塩素と熱分解を連続的に行わせることを特徴とす
    る、混合廃プラスチックの油化等用の熱分解方法。
  2. 【請求項2】 砂を共通の熱媒体としてそれぞれが脱塩
    素、熱分解、及びチャーの燃焼を行う独立した3つの流
    動床を設けると共に、砂が脱塩素流動床から熱分解流動
    床、燃焼流動床を経て脱塩素流動床に戻る循環と、熱分
    解流動床から燃焼流動床を経て熱分解流動床に戻る循環
    の2つの循環を行うように各流動床を砂の移動層路で連
    結して砂を自動循環せしめることにより、燃焼流動床で
    加熱された砂を脱塩素流動床と熱分解流動床とに分配し
    てそれぞれを所要温度に加熱して原料の脱塩素と熱分解
    を連続的に行わせることを特徴とする、混合廃プラスチ
    ックの油化等用の熱分解装置。
  3. 【請求項3】 砂を燃焼流動床から脱塩素流動床及び熱
    分解流動床に移送する2つの移動層路にそれぞれ絞り弁
    を設けて高温砂の配分を調節可能とすることを特徴とす
    る、請求項2に記載の混合廃プラスチックの油化等用の
    熱分解装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8895790B2 (en) 2013-02-12 2014-11-25 Saudi Basic Industries Corporation Conversion of plastics to olefin and aromatic products
US9428695B2 (en) 2013-02-12 2016-08-30 Saudi Basic Industries Corporation Conversion of plastics to olefin and aromatic products with product recycle
US9447332B2 (en) 2013-02-12 2016-09-20 Saudi Basic Industries Corporation Conversion of plastics to olefin and aromatic products using temperature control

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