JP2003327978A

JP2003327978A - 廃プラスチックの処理方法及びその装置、発電設備、並びに液体燃料

Info

Publication number: JP2003327978A
Application number: JP2002139095A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Koyake; 康博小宅; Keiichiro Hashimoto; 敬一郎橋本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】廃プラスチックの有効利用が図れ、しかも熱
効率が高く、有害物質の発生の少ない廃プラスチックの
処理方法及び処理装置を提供する。【解決手段】廃プラスチックの処理装置１０は、廃プ
ラスチックを粉砕する粉砕機２０と、この粉砕機２０で
粉砕された粉砕物と油とを混合する混合機２１とを備え
る。そして、廃プラスチックを粉砕し、この粉砕物と油
とを混合し、この混合物を液体燃料として利用する。混
合物をガス化し、可燃性ガスを取り出してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックの
処理方法及びその装置に関し、特に、廃プラスチックを
燃料として利用する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックを燃料として利用する技
術としては、廃プラスチックを粉砕した後、融点以上の
温度（例えば３００〜５００℃）で加熱し、熱分解によ
って生じた油化物を燃料として利用する方法や、固体状
の廃プラスチックを溶融したものをガス化して可燃性ガ
スを取り出し、発電設備などで利用する方法が知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術では、熱効率の向上が課題となっている。また、プラ
スチックを熱分解する際に、ダイオキシン類などの有害
物質が発生しやすいという問題がある。

【０００４】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、廃プラスチックの有効利用が図れ、しかも
熱効率が高く、有害物質の発生の少ない廃プラスチック
の処理方法及び処理装置、並びに発電設備を提供するこ
とを目的とする。また、本発明の他の目的は、輸送性や
取扱性に優れ、しかもその製造過程で有害物質の発生が
少ない廃プラスチック燃料を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の廃プラスチック
の処理方法は、廃プラスチックを粉砕し、その粉砕物と
油とを混合し、その混合物を液体燃料として利用するこ
とを特徴とする。この廃プラスチックの処理方法では、
廃プラスチックの粉砕物と油とを混合することにより、
輸送性や取扱性に優れた液体燃料として、廃プラスチッ
クの有効利用が図れる。すなわち、プラスチックは親油
性が高く、その粉砕物と油とを混合することにより、油
中にプラスチックの粉砕物が良好に分散される。この混
合物は、液状あるいはスラリ状であり、液体燃料として
の利用が可能である。また、粉体状の廃プラスチックを
取り扱う場合に比べて、嵩比重が高く輸送性に優れる。
さらに、この混合物は、液状あるいはスラリ状であるの
で加圧しやすく、燃料として取り扱いやすい。また、こ
の廃プラスチックの処理方法では、液体燃料を生成する
段階で高温に加熱する必要がない。そのため、廃プラス
チックを熱分解して液体燃料を生成する場合に比べて、
熱効率の向上が図れる。また、上記熱分解を省略できる
上に、生成された液体燃料を利用する場合に高温燃焼を
図ることで、ダイオキシン類などの有害物質の発生を抑
制できる。

【０００６】上記の廃プラスチックの処理方法におい
て、前記混合物をガス化して、可燃性ガスを取り出して
もよい。前記混合物をガス化する場合、前記混合物が液
状あるいはスラリ状であることから、連続的な処理を容
易に実現できる。すなわち、固体状の廃プラスチックを
ガス化する場合に比べて、原料としての前記混合物を加
圧することにより、ガス化のための燃焼部への原料供給
が容易である。

【０００７】本発明の廃プラスチックの処理装置は、廃
プラスチックを粉砕する粉砕機と、該粉砕機で粉砕され
た粉砕物と油とを混合する混合機とを備えることを特徴
とする。この廃プラスチックの処理装置は、上記構成に
より、上述した本発明の廃プラスチックの処理方法を実
施可能であることから、廃プラスチックの有効利用を図
ることができる。この場合において、前記混合機で混合
された混合物をガス化して、可燃性ガスを取り出すガス
化装置を備えてもよい。

【０００８】本発明の発電設備は、上記の廃プラスチッ
クの処理装置で処理された廃プラスチックの処理物を、
燃料として利用することを特徴とする。この発電設備で
は、熱効率の向上を図り、ダイオキシン類などの有害物
質の発生を抑制できる。

【０００９】本発明の廃プラスチック燃料は、廃プラス
チックの粉砕物と油とを混合して生成されたことを特徴
とする。この廃プラスチック燃料は、輸送性や取扱性に
優れ、しかもその生成過程で有害物質の発生が少ない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例につ
いて図面を参照して詳しく説明する。図１は、本発明の
廃プラスチックの処理装置の実施の形態の一例を概念的
に示す図である。本実施形態の廃プラスチックの処理装
置１０は、廃プラスチックを粉砕する粉砕機２０と、こ
の粉砕機２０で粉砕された粉砕物と油とを混合する混合
機２１とを備えている。

【００１１】処理対象の廃プラスチックとしては、産業
廃棄物系のプラスチック、家庭ゴミを含む一般廃棄物系
のプラスチックなどが挙げられる。

【００１２】粉砕機２０は、廃プラスチックを油中に分
散可能な所望の大きさ（例えば、粒度１ｍｍ程度以下）
に細かくするものである。粉砕機２０としては、ミル等
の公知の様々な装置が適用可能であり、一段式でもよ
く、粉砕処理を複数回繰り返す多段式でもよい。なお、
鉄くずなどの不純物を、粉砕機２０に投入される廃プラ
スチックから除去するために、磁選機などの不純物分離
装置を粉砕機２０の前段あるいは後段に備えてもよい。
ただし廃プラスチックに不純物が多少含まれていてもよ
い。

【００１３】混合機２１には、粉砕機２０で粉砕された
粉砕物と油とが投入される。混合機２１に投入される油
としては、様々な油が使用可能であるが、低質油を用い
ることにより低コスト化が図れる。低質油としては、例
えば、タール、廃油や再生油、重質油などが挙げられ
る。低質油として、石油コークスなどの油系の残渣を用
いてもよい。

【００１４】混合機２１（ミキサ）としては、投入され
る廃プラスチックの粉砕物と油とを攪拌して混合させる
攪拌機能を有するものなど、公知の様々な装置が適用可
能である。なお、低質油を用いる場合、搬送可能な粘度
を維持するために、油を加温する加温機を備えるのが好
ましい。加温機は、混合機２１の内部の油を加温する他
に、混合機２１の後段の装置あるいは配管内の油を加温
するように構成されるのが好ましい。

【００１５】上記構成の廃プラスチックの処理装置１０
では、粉砕機２０によって廃プラスチックが粉砕され、
その粉砕物が混合機２１によって油と混合される。一般
に、プラスチックは親油性が高く、その粉砕物は油と混
合されることにより油中に良好に分散される。この混合
物は、スラリ状の液体燃料として利用可能であり、含有
されるプラスチックが持つエネルギーも利用可能であ
る。

【００１６】こうして生成される廃プラスチック液体燃
料は、例えば、ボイラ発電設備に利用される。あるい
は、ガス化して取り出した可燃性ガスを、発電設備や化
学原料の製造用等に利用してもよい。廃プラスチックの
処理装置１０の設置場所と廃プラスチック液体燃料を利
用する設備の設置場所とが互いに離れている場合、生成
された廃プラスチック液体燃料は、タンクローリなどの
輸送装置を用いて輸送される。廃プラスチックからなる
液体燃料は、粉体状の廃プラスチックを取り扱う場合に
比べて、嵩比重が高く輸送性に優れ、液状であるので加
圧しやすく、燃料として取り扱いやすい。

【００１７】図２は、本発明の発電設備の実施の形態の
一例として、上記廃プラスチック処理装置１０を備える
発電設備５０の全体構成を模式的に示している。この発
電設備５０は、上記廃プラスチック処理装置１０で生成
した廃プラスチック液体燃料から、ガス化によって可燃
性ガスを取り出し、それを燃料として発電する設備であ
る。

【００１８】廃プラスチック処理装置１０は、前述した
ように、廃プラスチックを粉砕する粉砕機２０、及び粉
砕機２０で粉砕された粉砕物と油とを混合する混合機２
１等を備えている。

【００１９】粉砕機２０によって粉砕された廃プラスチ
ックの粉砕物は、ホッパ６０、及びフィーダ６１を介し
て混合機２１に送られる。混合機２１で上記粉砕物と油
とが混合され、廃プラスチック液体燃料が生成される。
生成された液体燃料は移送ポンプ６２を介してランタン
ク６３に送られる。

【００２０】ランタンク６３は、循環ポンプ６４を含む
循環系６５を有し、液体燃料を循環させて、液体燃料に
おける廃プラスチックの分散状態を維持し、沈殿や分離
を防止する。液体燃料から発生するオフガスは、オフガ
ス排出系６６を介して、オフガス処理装置６７に送られ
る。

【００２１】オフガス処理装置６７は、オフガスを利用
可能物（有価物）と利用不適物（廃棄物）とに分離す
る。有価物としては、タールや可燃性ガス等が挙げられ
る。例えば、処理対象の廃プラスチックに塩化ビニル
（ＰＶＣ）が含まれる場合、オフガス中には塩素が含ま
れることから、オフガス処理装置６７は、オフガスを水
洗・冷却して塩素を廃棄物として除去する。また、オフ
ガス処理装置６７は、塩素以外の可燃性ガスや、冷却時
に発生するタール類を有価物としてガス化装置７０に送
る。なお、液体燃料からオフガスが発生しない場合に
は、オフガス処理装置を省く構成としてもよい。

【００２２】また、ランタンク６３は、ガス化装置７０
に液体燃料を供給するための供給ポンプ６８を有する。
本例では、供給ポンプ６８は、上記循環系６５から必要
に応じて所定量の液体燃料をガス化装置７０に送るよう
に構成されている。

【００２３】ガス化装置７０は、液体燃料を部分酸化さ
せて、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）を主成分と
する可燃性ガスに転換するものである。ガス化の方式と
しては、公知の様々な技術が適用可能であり、例えば、
移動回転床方式（ロータリーキルン方式）や、流動床方
式、シャフト炉方式等を用いることができる。本実施形
態例では、流動床方式を用いる。

【００２４】図３は、流動床方式のガス化装置７０の構
成例を模式的に示す図である。ガス化装置７０は、ガス
化炉７１、脱塵装置としてのカーボンスクラバ７２、固
形分回収装置７３、ガス冷却器７４、及び脱硫装置７５
等を備える。ガス化炉７１内には、空気分離装置７１ａ
を介して酸素が供給される他に、液状（スラリ状）の燃
料がそのまま投入される。ガス化される燃料が液状ある
いはスラリ状であることから、その燃料を加圧してガス
化炉７１に供給することにより、連続的な処理を容易に
実現できる。

【００２５】ガス化炉７１における加熱温度は、８００
〜１６００℃程度である。ガス化により、液体燃料に含
まれる可燃分（炭素、水素、酸素など）が一酸化炭素
（ＣＯ）や、水素（Ｈ2 ）などの可燃性ガスに変換され
る。なお、炉内に投入する前に、液体燃料を予備加熱し
てもよい。

【００２６】ガス化装置７０の処理物は、脱塵装置とし
てのカーボンスクラバ７２に送られる。カーボンスクラ
バ７２は、ガス化装置７０の処理物を水洗し、未分解の
灰分や未反応の固形分を分離する。分離された固形分
（灰分を含む）は、固形分回収装置７３に送られる。な
お、固形分回収装置７３は、塩素を回収する塩素回収装
置や排水処理装置などを備えてもよい。

【００２７】カーボンスクラバ７２で分離されたガス分
は、ガス冷却器７４を介して脱硫装置７５に送られる。
ガス冷却器７４は、脱硫処理が可能な温度にまで上記ガ
ス分を冷却するものである。また、脱硫装置７５は、上
記ガス分に含まれる硫黄分（Ｈ2Ｓなど）を分離するも
のであり、例えば、アミン系の脱硫剤で上記ガス分を洗
浄する構成からなる。

【００２８】図２に戻り、ガス化装置７０によって取り
出された可燃性ガスは、発電部８０に送られる。発電部
８０は、ガスタービン８１、排熱ボイラ８２、及び蒸気
タービン８３等を備え、いわゆる複合発電を行う。複合
発電により、高い発電効率が得られる。

【００２９】このように、本実施形態の発電設備５０で
は、廃プラスチックの粉砕物と油とを混合し、その混合
物を液体燃料としてガス化し、取り出した可燃性ガスを
用いて発電を行う。液体燃料を生成する段階で高温に加
熱する必要がないので、廃プラスチックを熱分解して液
体燃料を生成する場合に比べて、熱効率の向上が図れ
る。また、上記熱分解を省略できる上に、生成された液
体燃料を利用する場合に高温燃焼を図ることで、ダイオ
キシン類などの有害物質の発生を抑制できる。

【００３０】以上、添付図面を参照しながら本発明に係
る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例
に限定されないことは言うまでもない。上述した例にお
いて示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例で
あって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計
要求等に基づき種々変更可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の廃プラス
チックの処理方法及び処理装置、並びに発電設備によれ
ば、廃プラスチックの粉砕物と油とを混合し、その混合
物を液体燃料として利用することにより、廃プラスチッ
クの有効利用を図ることができる。しかも、熱効率が高
く、有害物質の発生も少ない。また、本発明の廃プラス
チック燃料は、輸送性や取扱性に優れ、しかもその製造
過程で有害物質の発生が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃プラスチックの処理装置の実施の
形態の一例を概念的に示す図である。

【図２】本発明の発電設備の実施の形態の一例の全体
構成を模式的に示す図である。

【図３】流動床方式のガス化装置の構成例を模式的に
示す図である。

【符号の説明】

１０廃プラスチックの処理装置２０粉砕機２１混合機５０発電設備７０ガス化装置８０発電部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本敬一郎東京都江東区豊洲三丁目２番16号石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内Ｆターム(参考） 4F301 CA09 CA26 CA34 CA62 4H029 CA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃プラスチックを粉砕し、該粉砕物と油
とを混合し、該混合物を液体燃料として利用することを
特徴とする廃プラスチックの処理方法。
【請求項２】前記混合物をガス化して、可燃性ガスを
取り出すことを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチ
ックの処理方法。
【請求項３】廃プラスチックを粉砕する粉砕機と、該
粉砕機で粉砕された粉砕物と油とを混合する混合機とを
備えることを特徴とする廃プラスチックの処理装置。
【請求項４】前記混合機で混合された混合物をガス化
して、可燃性ガスを取り出すガス化装置を備えることを
特徴とする請求項３に記載の廃プラスチックの処理装
置。
【請求項５】請求項３または請求項４に記載の廃プラ
スチックの処理装置で処理された廃プラスチックの処理
物を、燃料として利用することを特徴とする発電設備。
【請求項６】廃プラスチックの粉砕物と油とを混合し
て生成されたことを特徴とする液体燃料。