JP2003292970A

JP2003292970A - 油化装置

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Publication number: JP2003292970A
Application number: JP2002104975A
Authority: JP
Inventors: Akira Tsuchiya; 章土屋
Original assignee: ASKA KK
Current assignee: ASKA KK
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】残渣の量を減らし、コーキングの発生を抑制
し、廃プラスチックの油化処理を連続して運転を可能と
する油化装置を提供することを課題とする。【解決手段】油化装置１は、プラスチック投入口６、
ガス回収口７、及び溶融液ＭＬを採取する取液口１０を
有し、溶融液ＭＬを収容する熱分解槽１２と、溶融液Ｍ
Ｌを攪拌する攪拌駆動部１３、水蒸気通路を有する攪拌
軸２、及び水蒸気Ｗを噴出する噴出管が配設された攪拌
体３と、熱分解槽１２の周囲に形成された燃焼室１４
と、熱分解槽１２の外周壁を加熱する加熱バーナ１５
と、発生した分解ガスＤＧを回収し、油化物を生成する
分留部３１と、熱分解槽１２内に水蒸気Ｗを導入する水
蒸気供給装置１６と、抽出した溶融液ＭＬから残渣ＲＭ
を除去する残渣分別容器３０と、浄化された溶融液ＭＬ
を加熱バーナ１５によって燃焼させるために燃焼室１４
内に噴霧するスプレー部２９とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油化装置に関する
ものであり、特に、廃プラスチックを熱分解し、発生し
た分解ガスを蒸留することにより油化物を生成する油化
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックは、金属や木材等とともに
日常生活のあらゆる製品に用いられる現代社会において
不可欠な素材の一つである。プラスチックを利用したプ
ラスチック製品の生産量の伸びに伴い、ゴミとして廃棄
される廃プラスチックの量もまた増加する傾向にある。
従来のゴミとなった廃プラスチックの処理方法は、焼却
や埋め立てによるものがほとんどであった。しかし近年
になり、「容器包装にかかる分別収集及び再商品化促進
等に関する法律（容器リサイクル法）」が公布されたこ
となどにより、プラスチックを種類毎に回収する分別回
収が、自治体の指導などで行なわれるようになり、その
ため市民にプラスチックなどの資源ゴミのリサイクルに
対する関心が広く浸透するようになった。

【０００３】回収された廃プラスチックは、以下に示す
方法によって資源として再利用される。すなわち、廃プ
ラスチックを破砕機などで機械的に破砕し、その粉砕物
をプラスチック原料として再利用（樹脂再生）するマテ
リアルリサイクルと、廃プラスチックの燃焼時の高発熱
量特性を生かし、焼却の際の燃焼エネルギーとして利用
するサーマルリサイクルと、廃プラスチックを熱や触媒
によって、化学的に分解し、炭化水素を主成分とする油
化物を得るケミカルリサイクルとに大別される。

【０００４】これらの中で、特にケミカルリサイクル
は、ガソリンや灯油、軽油などの燃料油としての再利用
することができるとともに、得られた油化物から、新た
なプラスチック製品を再生することが可能であるため、
非常に幅広い応用が期待できるリサイクル方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たケミカルリサイクルによる油化物の回収には、多くの
課題が残っていた。すなわち、廃プラスチックを油化す
るための設備にかかる費用が他のリサイクル方法に比べ
て多く必要であること、回収にかかる費用と得られた油
化物を売却及び使用する場合のコストが見合わないこと
などがあった。そのため、実験的な設備は多くあるもの
の、実用化され稼動している油化装置は少ない。

【０００６】さらに、油化物を得る過程にも多くの課題
があった。すなわち、廃プラスチックを加熱して熱分解
をさせるために、加熱温度が高温になりすぎると、カー
ボンなどの不揮発性の残渣が反応炉内に残留し、油化物
の生成を阻害する要因となった。カーボンなどの残渣が
反応炉内の内壁に付着するコーキングは、熱の伝達が悪
くなり、熱分解の効率や油化物の収率を著しく低下させ
ることがあった。さらに、これらの残渣を反応炉内から
取り除くための除去作業が必要であり、その度に油化装
置を停止させなければならなかった。そのため、装置を
連続運転させることが難しく、一日の廃プラスチックの
処理能力に限界があった。

【０００７】そこで、本願出願人等は、残渣の量を減ら
すとともに、コーキングの発生を抑えることにより、効
率的に連続運転をすることが可能な油化装置について既
に提案している（特願２００１−１０１２４０など）。
ところで、係る油化装置を使用した場合でも、長時間に
わたって油化装置を連続して運転すると熱分解槽の内周
壁に若干量のコーキングが発生してしまうことがあっ
た。これにより、前述した熱効率の低下が起こり、油化
装置の連続運転に支障をきたす場合があった。そこで、
さらにコーキングの発生を抑え、長時間連続して運転す
る事が可能な経済性の高い油化装置が求められていた。

【０００８】そこで本発明は、上記実情に鑑み、コーキ
ングの発生を抑制し、廃プラスチックの油化処理を長時
間連続して運転可能な油化装置の提供を課題とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１の発明にかかる油化装置は、廃プラスチッ
クを熱分解し、発生した分解ガスを蒸留することにより
油化物を生成する油化装置であって、前記廃プラスチッ
クを投入するプラスチック投入口、及び発生した前記分
解ガスを回収するガス回収口を有し、前記廃プラスチッ
クの溶融した溶融液を収容する熱分解槽と、前記熱分解
槽に収容された前記溶融液を攪拌する攪拌手段と、前記
熱分解槽の周囲に形成された燃焼室と、前記燃焼室内で
前記熱分解槽の外周壁を加熱する加熱手段と、前記ガス
回収口に接続して設けられ、前記熱分解槽に発生した前
記分解ガスを回収し、蒸留することにより前記油化物を
生成する油化手段と、前記熱分解槽内に水蒸気を導入
し、前記熱分解槽の内周壁に向かって前記水蒸気を噴出
する水蒸気噴出手段とを具備するものである。

【００１０】ここで、廃プラスチックとは、家電製品や
包装などに利用された後にゴミとして出されるプラスチ
ックの廃棄物のことであり、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、及びポリスチレンなどのものが挙げられる。尚、
廃プラスチックを油化するために不純物の除去などの前
処理工程を省略し、さらに廃プラスチックの分解温度を
一定に保つためにこれらの廃プラスチックは同一の化学
組成を持つものが望ましい。すなわち、一般の家庭ゴミ
で出されたものよりも、特定業種で廃棄されたプラスチ
ックを利用することが好適である。

【００１１】また、攪拌手段とは、溶融液中でモータな
どによってプロペラなどを駆動させ、熱分解槽内の溶融
液に対流を発生させて混合するものである。これによ
り、加熱された溶融液中の温度分布が不均衡にならず、
液温が一定になる。一方、加熱手段とは、加熱バーナな
どの炎で熱分解槽を外部から加熱し、溶融液を分解ガス
が発生する液温以上にするものである。

【００１２】さらに、油化手段とは、溶融液が低分子化
して発生した分解ガスを冷媒や触媒などを利用して蒸留
し、炭化水素を主成分とする油化物を生成するものであ
る。このとき、分解ガスを直接蒸留すると、得られる油
化物は、種々の化学組成の留分が混在している。そこ
で、分解ガスを各成分の沸点の違いを利用した従来から
既知の方法で成分毎に分留して得ることが望ましい。こ
のようにして得られる油化物の例としては、ガソリン、
灯油、及び軽油などの種々の燃料油が挙げられる。

【００１３】さらに、水蒸気噴出手段とは、溶融液が収
容されている熱分解槽内に高温及び高圧の水蒸気を導入
し、熱分解槽の内周壁に向かって噴付けるものである。
ここで、外周壁は加熱手段によって加熱されているため
に熱分解槽の内周壁が最も高温の状態にある。そして、
内周壁に接した溶融液から熱が伝達され、廃プラスチッ
クを溶解させる温度が保たれる。そのため、内周壁の部
分が最も高温でかつ、廃プラスチックを溶融させるため
以上の過熱した状態になりやすい。したがって、係る部
分が溶融した溶融液を必要以上の熱に晒し、炭素成分が
固化する、いわゆるコーキング（またはスケール）が発
生しやすい。そこで、内周壁に高温及び高圧の水蒸気を
噴出することにより、水素及び酸素が熱分解槽内に新た
に導入される。そのため、溶融液の炭化反応が阻害さ
れ、逆に供給された水素との化学反応によって低分子量
の炭化水素（ガス成分または液体成分）に変換される。
これにより、内周壁に堆積するコーキングの発生が抑え
られる。

【００１４】したがって、請求項１の発明の油化装置に
よれば、プラスチック投入口から熱分解槽内に投入され
た廃プラスチックは、加熱により溶融して溶融液とな
る。このとき、熱分解槽はバーナーなどの加熱手段によ
って外周壁を熱せられているため、熱分解槽の周囲から
溶融液に熱が伝わる。さらに、加熱を継続することによ
り溶融液が低分子化して分解ガスが発生する。その後、
発生した分解ガスをガス回収口から回収し、蒸留するこ
とにより油化物が生成される。さらに、熱分解槽の内周
壁に向かって水蒸気を噴出することにより、内周壁に堆
積するコーキングを、新たに供給された水素によって発
生を抑えることが可能となる。これにより、熱伝達効率
の低下が抑えられ、油化装置の長時間の連続運転が可能
となる。

【００１５】請求項２の発明にかかる油化装置は、請求
項１に記載の油化装置において、前記攪拌手段は、前記
熱分解槽に収容された前記溶融液に少なくとも一部が浸
積し、前記溶融液に対流を発生させる攪拌片が配設され
た攪拌体と、前記攪拌体を回転させる攪拌駆動力を発生
させる攪拌駆動部と、前記攪拌体及び前記攪拌駆動部を
連結し、前記攪拌体を軸回転させる攪拌軸とを有し、前
記水蒸気噴出手段は、前記水蒸気を供給する水蒸気供給
装置と、前記攪拌軸の軸心に沿って穿設され、前記水蒸
気供給装置から供給された前記水蒸気を前記攪拌体の底
面側まで流通させる水蒸気通路と、前記水蒸気通路の終
端から延設され、複数の水蒸気噴出孔を有する噴出管と
を有し、前記攪拌体を前記攪拌軸に沿って回転させなが
ら、前記熱分解槽の内周底壁に前記水蒸気を噴出するも
のである。

【００１６】したがって、請求項２の発明の油化装置に
よれば、請求項１の油化装置の作用に加え、水蒸気供給
装置から供給された水蒸気が、攪拌軸の水蒸気通路を通
じて熱分解槽内に導入され、攪拌体の底面まで到達す
る。そして、水蒸気通路の終端から延設された噴出管の
水蒸気噴出孔から水蒸気が噴出される。ここで、水蒸気
噴出孔は熱分解槽の内周壁に向かって形成されているた
め、熱分解槽の内周壁に水蒸気があたる。このとき、攪
拌体は攪拌駆動部によって攪拌軸に従って軸回転してい
るため、内周壁の全周囲に水蒸気が噴出するようにな
る。そして、水蒸気に含まれる水素と、コーキングの要
因となる炭素成分が反応し、低分子量の炭化水素が生成
され、コーキングの発生が抑えられる。これにより、熱
伝達効率の低下が抑えられ、油化装置を連続して運転す
ることが可能となる。

【００１７】請求項３の発明にかかる油化装置は、請求
項２に記載の油化装置において、前記攪拌体は、前記攪
拌片から垂設され、前記熱分解槽の内周側壁に堆積した
コーキングを、前記攪拌軸を軸として回転しながら掻取
って除去する掻取片をさらに有するものである。

【００１８】したがって、請求項３の油化装置によれ
ば、請求項２の油化装置の作用に加え、攪拌体が回転す
ることにより、熱分解槽の内周側壁に堆積したコーキン
グが掻取片によって掻取られる。これにより、内周側壁
に堆積したコーキングの発生による熱伝達効率の低下が
抑えられ、長時間に亘って連続して油化装置を運転する
ことが可能となる。

【００１９】請求項４の発明にかかる油化装置は、請求
項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の油化装置にお
いて、前記熱分解槽は、不揮発性の残渣を含む前記溶融
液を採取する取液口を有し、前記取液口から前記溶融液
を抽出する抽出手段と、抽出した前記溶融液から前記残
渣を除去する残渣除去手段と、前記残渣除去手段によっ
て前記残渣の除去された前記溶融液を前記燃焼室内に噴
霧する噴霧手段とをさらに備えるものである。

【００２０】したがって、請求項４の発明の油化装置に
よれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの発明の
油化装置の作用に加え、取液口から抽出した溶融液から
不揮発性の残渣が残渣除去手段によって取除かれ、さら
に溶融液が噴霧手段に送られる。噴霧手段に送られる溶
融液に残渣が混じることがない。そのため、送出する途
中の管内に残渣が蓄積し、溜まることが少なくなる。こ
れにより、残渣によって管内が閉塞されるといった不具
合を生じることがない。なお、残渣除去手段としては、
例えば抽出した溶融液を一端貯留容器内に貯留し、比重
の違いによって残渣を下方に沈降させ、上澄みの部分だ
けを噴霧手段に送るものや、ストレーナーやフィルター
などを用い、残渣の濾過によって除去するものであって
もよい。なお、この場合、溶融液の固化を避けるため、
貯留容器内は溶融液が固まらないように一定の温度に保
つ必要がある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
油化装置１の構成を図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は本実施形態の油化装置の構成を模式的に示す模式
図であり、図２は攪拌軸２及び攪拌体３の構成を示す斜
視図であり、図３は噴出管４の水蒸気噴出孔５から水蒸
気Ｗを噴出させた状態を示す拡大断面図である。

【００２２】本発明の一実施形態である油化装置１は、
図１に示すように、廃プラスチックＰの溶融液ＭＬを収
容し、廃プラスチックＰを投入するためのプラスチック
投入口６、分解ガスＤＧを回収するためのガス回収口７
が蓋部８及び槽底９に廃プラスチックＰの不揮発性の残
渣ＲＭを含む溶融液ＭＬの一部を採取する取液口１０を
有する分解槽本体１１から構成される熱分解槽１２と、
熱分解槽１２の蓋部８を貫通し、収容された溶融液ＭＬ
に一端を浸積した棒状の攪拌軸２と、攪拌軸２に取付け
られ、溶融液ＭＬを回転によって攪拌する攪拌体３と、
攪拌軸２を駆動させ、攪拌体３を回転させる攪拌駆動部
１３と、熱分解槽１２の外周壁を囲って形成された燃焼
室１４と、燃焼室１４内で熱分解槽１２の外周壁を加熱
する加熱バーナ１５と、熱分解槽１２内に水蒸気Ｗを導
入するための水蒸気供給装置１６とを備えている。

【００２３】ここで、廃プラスチックＰは、良質な油化
物を生成するために化学組成が一定であるものが望まし
く、ここではポリプロピレンの素材がチップ状に粉砕さ
れたものが利用される。また、燃焼室１４は、耐熱レン
ガなどの高温に耐える材料で形成されている。さらに、
燃焼室１４には、燃焼する炎Ｆの強弱を肉眼で確認する
ための確認窓（図示しない）が複数形成されている。

【００２４】さらに、攪拌軸２及び攪拌体３は、水蒸気
供給装置１６から供給された水蒸気Ｗを、熱分解槽１２
の中に導入し噴出するための、水蒸気Ｗの流通可能な通
路及び管がそれぞれ形成されている。具体的に説明する
と、水蒸気供給装置１６から延設された蒸気管１７が攪
拌駆動部１３に軸支された攪拌軸２に連結している。こ
こで、攪拌軸２は軸心に沿って水蒸気Ｗの流通可能な水
蒸気通路１８が形成された中空状の構造を呈している。
すなわち、水蒸気供給装置１６によって発生した水蒸気
Ｗは蒸気管１７から攪拌軸２の水蒸気通路１８を経て、
熱分解槽１２の中に導入される。そして、該水蒸気通路
１８の終端は、攪拌軸２が攪拌体３の一部を貫通し、円
盤状の攪拌板１９の裏面側に到達している。なお、図１
において蒸気管１７を攪拌軸２の側方から模式的に接続
するものを示したが、攪拌軸２の上方から蒸気管１７を
接続するものであっても構わない。

【００２５】さらに具体的に説明すると、攪拌体３は、
中央部に攪拌軸２が貫通して接続した円盤状の攪拌板１
９と、攪拌軸２を中心に攪拌板１９の上面を四分割する
ように設けられ、上方に向かって三角状に突出した攪拌
片２０と、各攪拌片２０の外端部２１の近傍から垂設さ
れ、熱分解槽１２の内周側壁２２に堆積するコーキング
Ｃを攪拌体３の回転に伴って掻取り、除去することが可
能な掻取片２３と、それぞれの掻取片２３を上下二カ所
で連結する連結具２４と、攪拌板１９の裏面側に形成さ
れ、熱分解槽１２の内周底壁２５のテーパー形状に沿っ
て設けられた裏片体２６と、水蒸気通路１８の終端から
裏片体２６の斜面に沿って設けられ、内部に水蒸気Ｗの
流通可能な通路が形成され、内周底壁２５に向かってそ
れぞれ二カ所に水蒸気噴出孔５が設けられた噴出管４と
を備えている。ここで、攪拌体３の外径は、熱分解槽１
２の内径よりもわずかに小さくなるように形成されてい
る。

【００２６】上記構成により、水蒸気供給装置１６から
供給された水蒸気Ｗは、攪拌軸２の水蒸気通路１８を経
て熱分解槽１２内に導入され、さらに水蒸気噴出孔５か
ら熱分解槽１２の内周底壁２５に向かって噴出される。
なお、油化装置１の稼働した状態では、攪拌体３は攪拌
軸２に沿って軸回転しているため、水蒸気噴出孔５から
噴出された水蒸気Ｗは、熱分解槽１２の内周底壁２５の
全域にわたって当てられることとなる。

【００２７】さらに、円盤状の攪拌板１９を貫通した攪
拌軸２の下端は、攪拌軸２に沿って螺旋状に形成された
スクリュー２７を有している。このスクリュー２７は、
攪拌体３が攪拌駆動部１３によって順方向（＝攪拌方向
に相当）に回転するときは、溶融液ＭＬを下方から上方
に向かって押し上げるような推進力が作用する。これに
より、熱分解槽の１２の内周底壁２５に比重の差違によ
って比較的下方に沈みやすい未溶融の状態にある廃プラ
スチックＰを再度攪拌し、完全に溶融させることができ
る。

【００２８】加えて、本実施形態の油化装置１は、熱分
解槽１２の取液口１０から廃プラスチックＰの残渣ＲＭ
を含む溶融液ＭＬを抽出するためのポンプ２８と、ポン
プ２８により抽出した溶融液ＭＬを燃焼室１４に噴霧し
て燃焼させるためのスプレー部２９とを有している。こ
こで、スプレー部２９は、コンプレッサー（図示しな
い）による圧縮空気を利用して溶融液ＭＬを霧状にして
噴霧している。さらに、取液口の下方には、抽出した溶
融液ＭＬに混合する不揮発性の残渣ＲＭを取除くための
残渣分別容器３０を有している。この残渣分別容器３０
は、抽出した溶融液ＭＬを一端貯留し、比重の違いによ
って下方に沈んだ不揮発性の残渣ＲＭを除き、残渣分別
容器３０内の上澄み部分を、ポンプ２８を用いてスプレ
ー部２９に送っている。これにより、スプレー部２９か
ら燃焼室１４内に向かって噴射される溶融液ＭＬに固体
状の残渣が混じることがない。これにより、スプレー部
２９に至る途中の配管等で残渣ＲＭが溜まり、配管詰ま
りなどの不具合を発生させることがなくなる。

【００２９】加えて、本実施形態の油化装置１は、発生
した分解ガスＤＧを回収するガス回収口７に連接し、分
解ガスＤＧ中の各成分を沸点の違いを利用して蒸留を行
い、成分毎の油化物に分留する分留部３１と、分留部３
１によって各油化物Ｋ，Ｔ，Ｇに生成された後に残る可
燃性の残ガスＲＧを、燃焼室１４内に導入するための残
ガス導入部３２とを有している。尚、本実施形態では分
留部３１により、生成される油化物の例としてガソリン
Ｇ、灯油Ｔ、及び軽油Ｋを示している。

【００３０】さらに、油化装置１は、熱分解槽１２の蓋
部８に開口して形成されたプラスチック投入口６へ、螺
旋状のスクリューの回転に基づく推進力を利用してチッ
プ状に破砕された廃プラスチックＰを搬送するためのス
クリューフィーダ３３が設けられている。

【００３１】さらに、本実施形態の油化装置１は、加熱
バーナ１５、スクリューフィーダ３３、攪拌駆動部１
３、スプレー部２９、及び燃焼室１４内で炎Ｆを完全燃
焼させるために空気を送出するブロア（図示しない）な
どの種々の設備に電力を供給し、稼動させるための電力
設備（図示しない）を備えている。さらに、油化装置１
は、分留部３１において分解ガスＤＧを冷却し、蒸留す
るための水などの冷媒を利用した冷却設備（図示しな
い）を備えている。また、油化装置１の複数箇所におい
て、それぞれ溶融液ＭＬの液温や、分解ガスＤＧの温
度、残渣分別容器３０、燃焼室１４内の温度、及び分留
部３１などの温度を測定するための複数の熱電対（図示
しない）、及び測定された温度に基いて油化装置１内の
温度制御を行う温度制御部（図示しない）を有し、油化
処理に係る温度をそれぞれ制御している。加えて、これ
らの設備を統括的に管理するための各種電源等に接続し
た温度制御部とを具備している。

【００３２】ここで、攪拌軸２、攪拌体３、及び攪拌駆
動部１３が本発明の攪拌手段に相当し、加熱バーナ１５
が本発明の加熱手段に相当し、分留部３１が本発明の油
化手段に相当し、ポンプ２８が本発明の抽出手段に相当
し、スプレー部２９が本発明の噴霧手段に相当する。さ
らに、水蒸気供給装置１６、攪拌軸２の水蒸気通路１
８、及び水蒸気噴出孔５を有する噴出管４が本発明にお
ける水蒸気噴出手段に相当し、残渣分別容器３０が本発
明における残渣除去手段に相当する。

【００３３】次に、本実施形態の油化装置の使用方法に
ついて説明する。まず、スクリューフィーダ３３の上流
側に設けられたホッパ（図示しない）に粉砕されたチッ
プ状の廃プラスチックＰ（ポリプロピレン）を投入し、
該スクリューフィーダ３３の螺旋状に形成されたスクリ
ューの回転に伴う推進力によって廃プラスチックＰをプ
ラスチック投入口６まで搬送する。このとき、その後の
熱分解等の効率をよくするために、スクリューフィーダ
３３による搬送中に廃プラスチックＰを予備的に加熱
し、溶融液ＭＬに近い状態でプラスチック投入口６へ投
入するものでもよい。これにより、熱分解槽１２内に投
入された廃プラスチックＰ（溶融状態）によって分解ガ
スＤＧを発生可能な温度を一定に保つことができる。す
なわち、廃プラスチックＰの溶融時間を短縮し、分解ガ
スＤＧの発生を促進することができる。これにより、熱
分解槽１２内での溶融液ＭＬによる温度不均衡が改善さ
れ、油化処理の効率の上昇が期待される。

【００３４】加熱バーナ１５によって熱分解槽１２の外
周壁が加熱し続けているため、外周壁の熱が熱分解槽１
２の内周壁を経て溶融液ＭＬに伝わり、さらに高温とな
ると、溶融液ＭＬの気液界面から分解ガスＤＧが発生し
はじめる。そして、発生した分解ガスＤＧをガス回収口
７から回収し、分留部３１に導く。その後、分留部３１
において沸点の差を利用して油化物としてガソリンＧ、
灯油Ｔ、及び軽油Ｋに分留する。

【００３５】このとき、溶融液ＭＬを攪拌する攪拌体３
からは、蒸気供給装置１６によって供給された水蒸気Ｗ
が、攪拌軸２の水蒸気通路１８を経て、噴出管４の水蒸
気噴出孔５から噴出している。加えて、攪拌体３は攪拌
軸２に沿って回転運動を行うため、熱分解槽１２の内周
底壁２５の全周面にわたって水蒸気Ｗを行き渡らせるこ
とが可能となる。

【００３６】また、廃プラスチックＰを熱分解槽１２内
で加熱により、溶融させる際、最も高温になる場所は熱
分解槽１２の内周底壁２５である。したがって、係る部
分で溶融液ＭＬが必要以上の高温に晒されると、溶融液
ＭＬに含まれる炭素成分の炭化反応が進行し、コーキン
グＣが発生して堆積しやすくなる。そこで、特にコーキ
ングＣの発生しやすい内周底壁２５に向かって水蒸気Ｗ
を噴出し、水素成分を熱分解槽１２の中に新たに導入し
てやることにより、コーキングＣの発生要因となる炭素
成分と、導入された水蒸気Ｗに含まれる水素成分とが化
学反応を引起こし、低分子量の炭化水素に変換される。
これにより、内周底壁２５にコーキングＣが堆積しにく
くなる。さらに、水蒸気Ｗを発生する攪拌体３は、前述
したように攪拌駆動部１３によって攪拌軸２に沿って回
転運動を行っている。そのため、内周底壁２５の全面に
わたって水蒸気Ｗをあてることができ、コーキングＣの
均等な除去が行える。

【００３７】加えて、本実施形態の油化装置１の攪拌体
３は、熱分解槽１２の内周側壁２２に堆積するコーキン
グＣを除去するための掻取片２３が四つ設けられてい
る。ここで、攪拌体３の外径は、熱分解槽１２の内径よ
りもわずかに小さくなるように設定されている。すなわ
ち、掻取片２３の外縁と内周側壁２２との間は、ごくわ
ずかな隙間しか有していない。そのため、攪拌体３が回
転することによって熱分解槽１２の内周側壁２２に堆積
し、攪拌軸２方向に向かって徐々に突出しようとするコ
ーキングＣを、該掻取片２３によって回転しながら掻取
って内周側壁２２から除去することができる。これによ
り、熱分解槽１２の熱伝導効率の低下が抑えられる。

【００３８】一方、油化物を生成するための出発原料と
して投入された廃プラスチックＰには、炭化水素鎖によ
るポリマー成分のほかにプラスチックの性質を改質する
ために配合された種々の紫外線保護剤や、安定剤、顔
料、帯電防止剤などの物質が含まれている。これらの中
には、加熱バーナ１５による加熱温度では、溶融するこ
とが困難な高融点成分や金属化合物などが含まれている
ことが多い。したがって、これらの成分は、加熱によっ
て分解ガスＤＧとして気化しない。これらの成分は、比
較的比重の高いものが多いため、不揮発性の残渣ＲＭと
して、ほとんどが熱分解槽１２の底部付近に滞留してい
る。これらの残渣ＲＭは熱分解槽１２の中に堆積するこ
とにより、加熱バーナ１５による熱伝導効率を阻害させ
る要因となる。

【００３９】そこで、本実施形態の油化装置１に示すよ
うに、熱分解槽１２の底端に設けられた取液口１０から
残渣ＲＭを溶融液ＭＬの一部とともに抜き出し、熱分解
槽１２の中から不揮発製の残渣ＲＭを取除く。これによ
り、熱伝導効率の低下を抑制することができる。そし
て、抽出された残渣ＲＭを含む溶融液ＭＬは、残渣分別
容器３０に一旦溜められ、比重の違いを利用して、下方
に沈んだ残渣ＲＭと上方の上澄み部分の溶融液ＭＬとに
分別し、その後上澄みの部分の溶融液ＭＬをポンプ２８
を利用して吸い上げ、さらにスプレー部２９から燃焼室
１４内に噴霧することにより、加熱バーナ１５の炎Ｆに
よって燃焼反応を起こし、熱分解槽１２の燃焼エネルギ
ーのアップを図っている。

【００４０】したがって、燃焼室１４内に噴霧される溶
融液ＭＬには、固形状の不揮発性の残渣ＲＭが混入して
いることがほとんどないため、スプレー部２９に至る間
で管径の細くなった部分などで残渣ＲＭが堆積し、配管
内を閉塞したり、良好な溶融液ＭＬの送出を妨げること
がない。これにより、長時間にわたって油化装置１を稼
働させることができる。

【００４１】以上述べたように、熱分解槽１２内に水蒸
気Ｗを噴出し、化学的にコーキングＣが発生することを
抑制し、発生したコーキングＣの除去を行うことができ
る。さらに、攪拌体３の掻取片２３によって内周側壁２
２に堆積するコーキングＣを物理的（＝機械的）に除去
することができる。また、熱分解槽１２の槽底９から抽
出された溶融液ＭＬに含まれる不揮発性の残渣ＲＭを残
渣分別容器３０によって除去し、浄化された融液ＭＬを
加熱バーナ１５の燃焼源として用いて、燃焼エネルギー
の増加を図っている。すなわち、油化物を生成するケミ
カルリサイクルとともに、廃プラスチックＰを燃料エネ
ルギーとして用いるサーマルリサイクルを一度にするこ
とができる。しかも、残渣ＲＭの処理量が少なくなるた
め、環境にやさしくなる。さらに、燃焼源として使用後
の溶融液ＭＬの残量が、従来に比べて少なくなり、これ
らを埋め立て処分する場合にも処理が簡易となる。

【００４２】加えて、本実施形態の油化装置１では、各
成分に分留した後に残る可燃性の残ガスＲＧを、燃焼室
１４内に導入し、炎Ｆによって燃焼させることができ
る。これにより、熱分解槽１２を加熱する燃焼エネルギ
ーとして残ガスＲＧを用いることが可能となり、加熱バ
ーナ１５の燃料消費を抑えることができる。さらに、不
要な排気ガスを大気中に放出することがなく、環境に影
響を与えることが少なくなる。

【００４３】また、本実施形態の油化装置１では、分留
部３１によって生成された軽油Ｋをバーナーの燃料とし
て利用することができる。これにより、熱分解槽１２を
加熱するための燃料を自給できる。そのため、本実施形
態の油化装置１を稼動するために必要な外部からの燃料
消費が少なくなる。

【００４４】以上述べたように、従来の焼却や埋め立て
などによる廃プラスチックＰの処理方法に比べ、油化物
を生成し、これを燃料として用いることができるととも
に、熱分解槽１２内に水蒸気Ｗを導入し、内周底壁２５
に堆積するコーキングＣの発生を抑えることができる。
これにより、熱伝導効率の低下が抑えられ、長時間の油
化処理が可能となる。さらに、取液口１０から抜き取っ
た残渣ＲＭを残渣分別容器３０によって残渣ＲＭのみを
取除き、浄化した溶融液ＭＬを加熱手段によって燃やす
ことができる。これにより、残渣ＲＭによる配管の閉塞
などの不具合が生じることがなくなる。

【００４５】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定され
るものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可
能である。

【００４６】本実施形態の油化装置１において、原料と
なる廃プラスチックＰとしてポリプロピレンを用いるも
のを示したが、これに限定されるものではなく、その他
の種類のプラスチックを用いることも可能である。例え
ば、ポリエチレンやポリスチレンなどのポリオレフィン
系のポリマーや、ポリ塩化ビニルやポリエチレンテレフ
タレートなどの汎用なプラスチックを原料として利用し
てもよい。尚、この場合、それぞれのプラスチックの特
性に合わせてあらかじめ処理を必要とすることもある。
例えば、ポリ塩化ビニルなどの分子中に塩素原子を含む
ものなどは、装置の腐食などを避けるために脱塩素化装
置などをさらに設置することが望ましい。さらに、これ
らのプラスチックの種類及び混合状態、さらに分留部３
１における蒸留の処理温度などを適宜設定することによ
り、ガソリンＧ、灯油Ｔ、及び軽油Ｋ以外の重質油など
の炭化水素を主成分とする油化物を得ることも可能とな
る。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の油化装
置は、廃プラスチックの油化において、溶融液の入った
熱分解槽内に水蒸気を導入し、水素の反応によって化学
的にコーキングを除去し、さらに発生を抑えることがで
きる。これにより、コーキングの堆積による熱伝導効率
の低下が抑制され、油化装置を長時間稼働させることが
でき、廃プラスチックの処理能力がアップする。

【００４８】請求項２の発明の油化装置は、請求項１の
発明の油化装置の効果に加え、攪拌軸及び攪拌体を通じ
て熱分解槽内に水蒸気を導入し、特にコーキングの最も
発生しやすい熱分解槽の内周底壁に向かって噴出するこ
とができる。これにより、より効率的にコーキングの発
生を抑制できる。さらに、攪拌体が回転することによ
り、内周底壁の全周にわたって水蒸気を当てることがで
きる。

【００４９】請求項３の発明の油化装置は、請求項２の
発明の油化装置の効果に加え、攪拌体に熱分解槽の内周
側壁に発生したコーキングを攪拌軸を軸として回転する
掻取片によって掻取りながら除去することができる。こ
れにより、熱伝導効率の低下が抑えられ、長時間にわた
って廃プラスチックの油化処理を行うことができる。

【００５０】請求項４の発明の油化装置は、請求項１乃
至請求項３のいずれか一つの発明の油化装置の作用に加
え、取液口から抽出した溶融液に含まれる不揮発性の残
渣を除去した後、噴霧手段に送ることができる。これに
より、加熱手段によって燃焼させる際の途中の配管内な
どで残渣が堆積し、管を閉塞するなどの不具合を生じる
ことがなく、溶融液の加熱手段による良好な燃焼が行え
る。そのため、油化装置を安定した状態で長時間にわた
って連続して行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の油化装置の構成を模式的に示す模
式図である。

【図２】攪拌軸及び攪拌体の構成を示す斜視図である。

【図３】噴出管の水蒸気噴出孔から水蒸気を噴出させた
状態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１油化装置２攪拌軸（攪拌手段）３攪拌体（攪拌手段）４噴出管（水蒸気噴出手段）５水蒸気噴出孔（水蒸気噴出手段）６プラスチック投入口７ガス回収口１０取液口１２熱分解槽１３攪拌駆動部（攪拌手段）１４燃焼室１５加熱バーナ（加熱手段）１６水蒸気供給装置（水蒸気噴出手段）１８水蒸気通路（水蒸気噴出手段）２０攪拌片２３掻取片２８ポンプ（抽出手段）２９スプレー部（噴霧手段）３０残渣分別容器（残渣除去手段）３１分留部（油化手段）ＤＧ分解ガスＧガソリン（油化物）Ｋ軽油（油化物）ＭＬ溶融液Ｐ廃プラスチックＲＭ残渣Ｔ灯油（油化物）Ｗ水蒸気

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃プラスチックを熱分解し、発生した分
解ガスを蒸留することにより油化物を生成する油化装置
であって、前記廃プラスチックを投入するプラスチック投入口、及
び発生した前記分解ガスを回収するガス回収口を有し、
前記廃プラスチックの溶融した溶融液を収容する熱分解
槽と、前記熱分解槽に収容された前記溶融液を攪拌する攪拌手
段と、前記熱分解槽の周囲に形成された燃焼室と、前記燃焼室内で前記熱分解槽の外周壁を加熱する加熱手
段と、前記ガス回収口に接続して設けられ、前記熱分解槽に発
生した前記分解ガスを回収し、蒸留することにより前記
油化物を生成する油化手段と、前記熱分解槽内に水蒸気を導入し、前記熱分解槽の内周
壁に向かって前記水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段とを
具備することを特徴とする油化装置。
【請求項２】前記攪拌手段は、前記熱分解槽に収容された前記溶融液に少なくとも一部
が浸積し、前記溶融液に対流を発生させる攪拌片が配設
された攪拌体と、前記攪拌体を回転させる攪拌駆動力を発生させる攪拌駆
動部と、前記攪拌体及び前記攪拌駆動部を連結し、前記攪拌体を
軸回転させる攪拌軸とを有し、前記水蒸気噴出手段は、前記水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、前記攪拌軸の軸心に沿って穿設され、前記水蒸気供給装
置から供給された前記水蒸気を前記攪拌体の底面側まで
流通させる水蒸気通路と、前記水蒸気通路の終端から延設され、複数の水蒸気噴出
孔を有する噴出管とを有し、前記攪拌体を前記攪拌軸に沿って回転させながら、前記
熱分解槽の内周底壁に前記水蒸気を噴出することを特徴
とする請求項１に記載の油化装置。
【請求項３】前記攪拌体は、前記攪拌片から垂設され、前記熱分解槽の内周側壁に堆
積したコーキングを、前記攪拌軸を軸として回転しなが
ら掻取って除去する掻取片をさらに有することを特徴と
する請求項２に記載の油化装置。
【請求項４】前記熱分解槽は、不揮発性の残渣を含む前記溶融液を採取する取液口を有
し、前記取液口から前記溶融液を抽出する抽出手段と、抽出した前記溶融液から前記残渣を除去する残渣除去手
段と、前記残渣除去手段によって前記残渣の除去された前記溶
融液を前記燃焼室内に噴霧する噴霧手段とをさらに備え
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一
つに記載の油化装置。