JP2004083684A

JP2004083684A - Waste plastics treatment apparatus

Info

Publication number: JP2004083684A
Application number: JP2002244557A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Tokihisa; 時久　昌吉; Yukihiro Sumihiro; 炭廣　幸弘; Tei Chimura; 千村　禎; Noriaki Hashimoto; 橋本　憲明
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-26
Also published as: JP3892366B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for efficiently treating waste plastics of high water contents stuck with water-absorbing matters including soil and sand. <P>SOLUTION: The waste plastics treatment apparatus has the following scheme. At least one position at a midway portion of a preliminarily heating unit B is provided with a slit part 42 equipped with a plurality of slits 41 formed at an area lying circumferentially apart from the center O of the unit B and making the inside communicate with the outside, and the water contained in the waste plastics is discharged as water vapor via the slits 41. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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装置に関するものであり、さらに詳しくは、土砂等の吸水性物質が付着した高含水率の廃プラスチックを効率的に処理するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
現在、わが国では年間１５００万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。
【０００３】
しかし、廃プラスチック中にポリ塩化ビニル（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。
【０００４】
これらの問題の原因となる塩素を廃プラスチックから除去し、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号に記載されるものがある。この第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。
【０００５】
また、第２の方法として、特開平１０−１３８２４６に記載されるものがある。この第２の方法は、廃プラスチックを固形燃料製造装置で脱塩素処理する前に、予め廃プラスチックを溶融温度以上に加熱すると共に圧縮する予備加熱装置で、廃プラスチックの嵩密度を大きくした後に脱塩素処理及び固形燃料化する方法である。
【０００６】
更に、第３の方法として、特開平１１−５００７２に記載されるものがある。この第３の方法は、廃プラスチックを減容化装置によつて最低温度が１００〜１７０℃の範囲となるように昇温させて水蒸気を外部に放出させた後、廃プラスチック中のＰＶＣを熱分解させて生じた塩化水素ガスを外部に放出させると共に、溶融した廃プラスチックを排出して固形燃料を製造する方法である。
【０００７】
しかしながら、廃プラスチックには通常１０ｗｔ％以上の水分を含み、土砂等の吸水性物質が付着したりしている。そのため、土砂や水分を含むような廃プラスチックを第１の方法による装置で処理する場合は、廃プラスチック中の水分が処理装置内部で加熱により水蒸気となつて、装置内部の圧力が上昇し、処理装置出口部から溶融状態の廃プラスチックが噴出して安定運転及び安全運転が確保できないという技術的課題があつた。また、水蒸気の存在により廃プラスチックの昇温が妨げられ、十分に脱塩素処理できず、更に、廃プラスチックの熱分解により発生する塩化水素と水蒸気により塩酸が生成し、処理装置を激しく腐食させるという課題があつた。
【０００８】
また、第２の方法にあつては、予備加熱装置で廃プラスチック中の水分が水蒸気となるが、これがそのまま固形燃料製造装置に送られるため、排ガス処理装置で処理すべきガス量が膨大になりコスト高になると共に固形燃料製造装置で発生する塩化水素と水分から塩酸を生成し、固形燃料製造装置及び排ガス処理装置に至る配管を腐食させるという課題があつた。
【０００９】
更に、第３の方法にあつては、減容化装置により廃プラスチック中の水分を水蒸気としてベントから排出させるため、第２の方法のような問題は起こらないが、減容化装置で除去できる水分量が限られているため、廃プラスチック中の水分が所定量を越えると水分を完全に除去できなくなり、第２の方法と同様の問題が発生する。
【００１０】
本発明は、土砂等の吸水性物質及び水分を含む廃プラスチックを効率良く脱塩素処理するために、予備加熱装置に水蒸気除去専用のスリットを設けるのみならず、水蒸気除去に適した形状のスクリュとすることにより、全体として処理量が大きく、水分に伴う処理装置の損傷が少なく、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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従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、吸水性物質及び水分を含有し、かつ、塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチックＰを供給口４ａから予備加熱装置Ｂに供給し、予備加熱装置Ｂ内で廃プラスチックＰを所定温度まで昇温させた後に脱塩素装置Ｃに供給し、脱塩素装置Ｃ内で溶融状態の廃プラスチックＰを熱分解させて塩化水素を発生させ、該塩化水素を排ガス処理装置Ｄに導いて処理し、溶融した廃プラスチックＰは固化させて固形燃料Ｆとする廃プラスチックの処理装置において、
前記予備加熱装置Ｂの中間部の少なくとも１箇所に、予備加熱装置Ｂの中心Ｏに対する周方向に離れた箇所に形成されて内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を形成し、水分を水蒸気として該スリット４１から排出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、予備加熱装置Ｂが、回転駆動されて廃プラスチックＰを送るスクリュ６を有し、スリット部４２が、スクリュ６の周方向に形成されてい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、脱蒸気シリンダ４０のスリット部４２よりも上流位置として、スクリュ６に混練スクリュ６０を備えることを特徴とする請求項２の廃プラスチックの処理装置である。
請求項４の発明は、スリット部４２よりも下流側のスクリュ６に、溶融状態の廃プラスチックＰの流れに抵抗を与えるせき止め部１０を有することを特徴とする請求項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、駆動手段２２，３２Ａ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２３，３３Ａを有する押し込み手段Ｇ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、押し込み部材２３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２３であることを特徴とする請求項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、押し込み部材３３Ａ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３３Ａであることを特徴とする請求項５の廃プラスチックの処理装置である。
請求項８の発明は、前記予備加熱装置Ｂの供給口４ａの付近に、予備加熱装置Ｂの内外を連通する排水手段３を設けることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７の廃プラスチックの処理装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明に係る廃プラスチックの処理装置の第１実施の形態を示す。廃プラスチックの処理装置の全体は、図１１に示すように廃プラスチックＰを搬送して予備加熱装置Ｂに供給する原料フィーダＡ、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。予備加熱装置Ｂは、ＰＶＣ、ＰＶＤＣなどの塩素系ポリマ−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、水分を除去すると共に溶融状態で排出させる機能を有する。脱塩素装置Ｃの供給口Ｃ１は、ポリマー配管５０によつて予備加熱装置Ｂの排出口８に連通され、予備加熱装置Ｂにおいて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、溶融状態の廃プラスチックＰを熱分解させて塩化水素を発生させ、塩化水素を排ガス処理装置Ｄに導いて処理すると共に、溶融した廃プラスチックＰを排出・固化させて固形燃料Ｆとする。排ガス処理装置Ｄは、脱塩素装置ＣのベントＣ３に排ガス配管５１を介して接続され、導入された塩化水素ガスを無害化させる。なお、脱塩素装置Ｃの排出口Ｃ２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。
【００１３】
予備加熱装置Ｂは、図１に示すようにホッパーからなる供給部１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、回転駆動源であるモータ５によつて回転駆動される２本のスクリュ６を有する。
【００１４】
シリンダ４の供給口４ａ付近の内底部には、排水手段としての開口部３が形成されている。開口部３は、スリットによつて形成され、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予備加熱装置Ｂの内外を連通する複数の通孔を有している。
【００１５】
シリンダ４の中間部は、脱蒸気シリンダ４０によつて形成されている。脱蒸気シリンダ４０は、土砂等の吸水性物質が付着した高含水率の廃プラスチックＰを効率的に処理するために設けられ、多量の水蒸気を外部に放出させる機能を有する。このため、脱蒸気シリンダ４０は、図２，図３に示すように内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を上下部に形成し、水分を水蒸気として各スリット４１から排出する。スリット部４２は、予備加熱装置Ｂのシリンダ４（脱蒸気シリンダ４０）の中心Ｏに対し、スクリュ６の周方向にθ＝約１１０度離れた箇所に形成されている。この脱蒸気シリンダ４０のスリット４１は、溶融状態の廃プラスチックＰの通過を阻止し、水蒸気を選択的に排出させるように１ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下の幅を有している。脱蒸気シリンダ４０は、シリンダ４の中間部に１箇所以上備えられる。
【００１６】
そして、シリンダ４の上流部となる供給口４ａ及び開口部３並びに脱蒸気シリンダ４０の箇所を除き、加熱手段であるヒータ７を設け、ヒータ７によつてシリンダ４内の廃プラスチックＰを適宜に加熱できるようになつている。
【００１７】
また、スクリュ６には、脱蒸気シリンダ４０のスリット部４２よりも上流位置として、１段の混練スクリュ６０が設けられている。混練スクリュ６０は、複数枚のニーディングディスクを位相を変えてスクリュ６の軸に取付けることによつて構成されている。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。
【００１８】
図４，図５には、脱蒸気シリンダ４０の構造例を示す。この脱蒸気シリンダ４０にあつては、内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を左右に形成し、水分を水蒸気として各スリット４１から排出する。この場合、スリット部４２は、予備加熱装置Ｂのシリンダ４の中心Ｏに対し、スクリュ６の周方向にθ＝約１４５度離れた箇所に形成されている。この脱蒸気シリンダ４０のスリット４１は、溶融状態の廃プラスチックＰの通過を阻止し、水蒸気を選択的に排出させるように、１ｍｍ以下好ましくは０．７ｍｍ以下の幅を有している。
【００１９】
図６には、脱蒸気シリンダ４０の他の構造例を示す。この脱蒸気シリンダ４０にあつては、内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を上下及び左右に形成し、水分を水蒸気として各スリット４１から排出する。この場合、スリット部４２は、予備加熱装置Ｂのシリンダ４の中心Ｏに対し、スクリュ６の周方向にθ＝約４０度離れた箇所に形成されている。この脱蒸気シリンダ４０のスリット４１は、溶融状態の廃プラスチックＰの通過を阻止し、水蒸気を選択的に排出させるように、１ｍｍ以下好ましくは０．７ｍｍ以下の幅を有している。なお、隣接するスリット部４２の間隔は、スリット４１の数を少なくすることにより拡大するので、スクリュ６の周方向にθ＝約６０度離れた箇所に形成することもできる。
【００２０】
しかして、脱蒸気シリンダ４０の内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２は、予備加熱装置Ｂの中間部に、予備加熱装置Ｂの周方向に少なくとも４０〜６０度以上離れた箇所に形成させ、各スリット４１から水分を水蒸気として排出させればよい。勿論、予備加熱装置Ｂの全周に所定間隔でスリット４１を形成しても、周方向に４０〜６０度以上離れた箇所にスリット４１が形成されていることになる。スクリュ６が１本の場合であつても同様である。
【００２１】
次に、第１実施の形態の作用について説明する。
土砂等の吸水性物質及び水分を含む廃プラスチック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、嵩密度が０．１以上であることが望ましい。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すれば、供給部１、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。異物の除去時には、粒径の大きい砂利等の吸水性物質も同時に取り除かれる。
【００２２】
投入された廃プラスチックＰ中の含水率が大きいときは、スクリュ６により絞られたある程度の水分が開口部３のスリットから土砂と共に外部に排出される。しかし、含水率が小さい場合（例えば２０％程度以下の場合）には、廃プラスチックＰ中の水分が土砂に吸収されるため、開口部３から排出されない。
【００２３】
水分を含む土砂の付着した廃プラスチックＰは、スクリュ６により下流に搬送される。スクリュ６は１本でもよいが２本にすれば材料の安定供給及び食い込み性が向上する。ヒータ７によつて加熱されながらスクリュ６によつて送られる廃プラスチックＰは、混練スクリュ６０に達し、強く混練を受け、可塑化し混合される。同時に、廃プラスチックＰ中の水分も加熱され水蒸気となる。但し、予備加熱装置Ｂでは、塩化水素ガスを生じさせるまでは昇温させない。
【００２４】
発生した水蒸気は、下流位置の脱蒸気シリンダ４０のスリット４１から外部に排出される。スリット４１では、水蒸気のみが排出され、溶融状態の廃プラスチックＰは、スクリュ６による送りがあることに加えスリット４１の孔幅が小さい（１ｍｍ以下）ことから、外部に排出されることなく下流に送られる。しかも、複数のスリット４１は、シリンダ４の中間部の１つの箇所に、予備加熱装置Ｂの周方向に少なくとも４０度以上離れた複数箇所として形成されて内外を連通するので、スリット４１の中心軸線方向長さ、ひいてはシリンダ４の長さを短縮させた状態で、スリット４１から水蒸気が効果的に放出される。シリンダ４内の廃プラスチックＰは、小断面積をなす排出口８によつて圧縮された状態で攪拌されながら、大気に開放されるスリット４１に次々に接するため、各スリット４１から膨張した水蒸気が良好に排出される。
【００２５】
水分が十分に除去された廃プラスチックＰは、ヒーター７によつて加熱されつつスクリュ６によつて排出口８に向けて送られ、排出口８から溶融状態で排出され、ポリマー配管５０を通つて脱塩素装置Ｃに送られる。脱塩素装置Ｃ内では、溶融状態の廃プラスチックＰが脱塩素され、固形燃料Ｆとして種々の用途に供される。予備加熱装置Ｂにおいて多量の水蒸気が除去されているので、排ガス処理装置Ｄに導入された塩化水素ガスが効率的に無害化される。
【００２６】
図７は、第２実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置Ｂを示し、第１実施の形態と実質的に同一機能部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。この予備加熱装置Ｂは、脱蒸気シリンダ４０のスリット４１よりも下流側のスクリュ６に、溶融状態の廃プラスチックＰの流れに抵抗を与えるせき止め部１０を形成してある。せき止め部１０は、逆フライトスクリュなどの押戻しスクリュ、シールリングスクリュなどのせき止めスクリュによつて構成することができる。
【００２７】
第２実施の形態によれば、混練スクリュ６０によつて発生した水蒸気の大部分が、脱蒸気スリット部４２を通過する際にスリット４１から排出される。排出されずにスリット４１を通過した水蒸気は、せき止め部１０によつて上流に押し戻される流れを局所的に生じ脱蒸気用のスリット４１から排出される。これにより、第１実施の形態と比較して、廃プラスチックＰ中の水蒸気が効率良く排出されるので、スリット４１の中心軸線方向長さを更に短縮して水蒸気をほぼ完全に排出することが可能になる。
【００２８】
図８は、第３実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置Ｂを示し、第１実施の形態と実質的に同一機能部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。この予備加熱装置Ｂは、脱蒸気シリンダ４０及び混練スクリュ６０を２箇所に備え、水蒸気が複数の脱蒸気シリンダ４０のスリット４１から外部に排出される。２箇所の脱蒸気シリンダ４０は、図２〜図６に示す構造のいずれかを有している。従つて、各脱蒸気シリンダ４０は、予備加熱装置Ｂのスクリュ６の周方向に少なくとも４０度以上離れた箇所に形成されて内外を連通する複数のスリット４１を備え、水分を水蒸気としてスリット４１から排出する。
【００２９】
第３実施の形態によれば、土砂等の吸水性物質を含む廃プラスチックＰが、供給部１から供給されスクリュ６により下流に搬送される点では第１実施の形態と同様である。すなわち、廃プラスチックＰが上流側の混練スクリュ６０にまで送られると、可塑化し混合・混練される。同時に廃プラスチックＰ中の水分も加熱されながら水蒸気となる。発生した水蒸気は、下流側に隣接する第１の脱蒸気スリット４１から外部に排出される。
【００３０】
しかし、廃プラスチックＰ中の水分が多いなどの理由で上流側の混練スクリュ６０及び脱蒸気スリット４１の１組のみでは全て水蒸気にならなかつたり、水蒸気になつたとしても完全にスリット４１から排出されない場合がある。その場合、混練スクリュ６０及び脱蒸気スリット４１を多段に設けたことにより、廃プラスチックＰ中の水分を下流側の混練スクリュ６０及び脱蒸気スリット４１の組により、ほぼ完全に除去することができる。
【００３１】
しかして、内外を連通する複数のスリット４１を備える脱蒸気シリンダ４０は、予備加熱装置Ｂの中間部の少なくとも１箇所に形成され、水分を水蒸気としてスリット４１から排出すればよい。また、脱蒸気シリンダ４０のスリット４１よりも上流側に隣接させて混練スクリュ６０を配置すれば、混練スクリュ６０によつて水蒸気を効率的に生じさせながら、速やかにスリット４１から外部に排出させることができる。
【００３２】
図９，図１０は、予備加熱装置Ｂの供給部１に、廃プラスチックＰの形状に応じて、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Ｇを設けた構造例を示す。押し込み手段Ｇ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。
【００３３】
第１構造例に係る押し込み手段Ｇは、図９に示すように押し込み部材であるスクリュ２３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２３を１個の回転軸２３ａに取付けて配置し、回転軸２３ａ及びスクリュ２３を駆動手段であるモータ２２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２３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。予備加熱装置Ｂの廃プラスチックＰの供給部１に押し込み手段Ｇを設けることにより、フラフのような嵩比重の小さい廃プラスチックＰを供給部１内でブリッジを起こさせず効率良く予備加熱装置Ｂ内に供給し、廃プラスチックＰを可塑化しつつ水分を効率良く除去することができる。
【００３４】
供給部１に投入された廃プラスチックＰは、モータ２２によつて駆動されるスクリュ２３の推進力を受けて、連続的かつ自動的に押し込み量を調節されながら予備加熱装置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２２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、原料フィーダＡから供給する廃プラスチック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。
【００３５】
原料となる廃プラスチックＰに水分が多く含まれている場合や、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、開口部３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Ｇのスクリュ２３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。
【００３６】
シリンダ４及びスクリュ６を水平配置し、截頭円錐筒からなる供給部１及びスクリュ２３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２３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。
【００３７】
第２構造例に係る押し込み手段Ｇは、図１０に示すように押し込み部材であるピストン３３Ａを備える。この押し込み手段Ｇ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１Ａａ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３３Ａを１個設けてある。
【００３８】
ピストン３３Ａは、駆動手段である複動式のエアーシリンダ装置３２Ａ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３２Ａによるピストン３３Ａ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。
【００３９】
これにより、供給部１に投入された廃プラスチックＰが、上下運動をするピストン３３Ａ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み量を調節されながら押し込まれ、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９に示すスクリュ２３を用いる押し込み手段Ｇ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、上記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Ｆとなる。
【００４０】
シリンダ４及びスクリュ６を水平配置し、供給部１及びエアーシリンダ装置３２Ａのピストンロッド３２Ａａ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３３Ａ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。
【００４１】
【実施例】
実施例１
使用済みの農業用ＰＶＣシート及び農業用ＰＥシートの混在物を、ホーライ社製破砕機（型式：Ｖ０３−４８０Ｌ（Ｆ）Ｓ）を用い、３０ｍｍ以下の大きさに破砕した。破砕後のフラフの表面には２５ｗｔ％の土砂が付着していた。これを水分が１５ｗｔ％になるように調整し、図１に示す予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。予備加熱装置Ｂは、直径４４ｍｍの二本のスクリュ６を備えている。スクリュ６には、供給部１の下流に混練スクリュ６０として逆ニーディングディスクスクリュを設けている。シリンダ４のほぼ中央となる中間部には、脱蒸気シリンダ４０が取付けられている。脱蒸気シリンダ４０には、図４，図５に示すように蒸気抜き用のスリット部４２が左右に２箇所取付けられている。スリット４１の間隔は、０．５ｍｍである。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、排出口８を経由してスクリュの直径１７４ｍｍの二軸噛み合い型同方向回転外回りの脱塩素装置Ｃに投入した。その結果、残留塩素濃度０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方に設けた開口部３から水は排水されなかつたが、脱蒸気スリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。
【００４２】
実施例２
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が２０ｗｔ％になるように調整し、これを図１に示す予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。予備加熱装置Ｂ及び脱塩素装置Ｃは、実施例１と同様のものを用いた。脱蒸気シリンダ４０には図６に示すように蒸気抜き用のスリット部４２が上下左右に４箇所形成されている。スリット４１の間隔は、０．５ｍｍである。その結果、残留塩素濃度が約０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方の開口部３からは若干の泥水が排水され、脱蒸気スリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。
【００４３】
実施例３
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が５０ｗｔ％になるように調整し、これを図９に示す押し込み手段Ｇを設けた図８の予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。２段目の混練スクリュ６０も逆ニーディングディスクスクリュを用いた。その他の予備加熱装置Ｂ及び脱塩素装置Ｃの構造は、実施例１と同様である。従つて、１段目と２段目の脱蒸気シリンダ４０には図４，図５に示すように蒸気抜き用のスリット部４２が左右に２箇所形成されている。スリット４１の間隔は、０．５ｍｍである。その結果、残留塩素濃度が約０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方の開口部３からは泥水が排水され、各段の脱蒸気用のスリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。
【００４４】
実施例４
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が２０ｗｔ％になるように調整し、これを図９に示す押し込み手段Ｇを設けた図７の予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。押戻しスクリュ１０には逆フルフライトスクリュを用いた。その他の予備加熱装置Ｂ及び脱塩素装置Ｃの構造は、実施例１と同様である。脱蒸気シリンダ４０も、実施例１と同様のものを用いた。その結果、残留塩素濃度が約０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方の開口部３からは若干の泥水が排水され、脱蒸気用のスリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。
【００４５】
比較例１
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が１５ｗｔ％になるように調整し、これを供給口１と排出口８の間に１段の混練スクリュと３箇所の全開口型のベントを設けた直径４４ｍｍの二軸スクリュを備える予備加熱装置Ｂに投入した。予備加熱装置Ｂのシリンダ長さは実施例１の１．８倍である。ベントよりも上流位置として、混練スクリュとして逆ニーディングディスクスクリュを１箇所に設けた。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、排出口８を経由して、実施例１と同様の脱塩素装置Ｃに投入した。運転開始後まもなくして予備加熱装置Ｂのベントから水蒸気が激しい勢いで噴き上げると共に、半溶融のスポンジ状の廃プラスチックも同伴されて噴出した。蒸気及び廃プラスチックＰの噴出量は、上流のベント口ほど著しかつた。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、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。
予備加熱装置により、土砂等の吸水性物質を含む高含水率の廃プラスチックであつても、連続的・安定的に可塑化しつつ水分を除去することができるので、予備加熱装置の全長を短くしながら、排ガス処理装置に導いて処理するガス量が低減される。その結果、全体として処理量が大きく、水分に伴う処理装置の損傷が少なく、かつ、コンパクトな廃プラスチックの処理装置が得られる。加えて、スリットの幅を適正に設定することにより、水分を除去する際に、脱蒸気用のスリットから廃プラスチックを同伴することなく、水蒸気のみを効率的に除去することが可能になる。
【００４７】
請求項３の発明によれば、脱蒸気シリンダのスリット部よりも上流位置として、複数ピースによつて構成される混練スクリュを備えるので、混練スクリュによつて水蒸気の発生を促した直後に、脱蒸気用のスリットから水蒸気を効率的に排出することができる。
【００４８】
請求項４の発明によれば、スリット部の下流側のスクリュに、溶融状態の廃プラスチックをせき止めるせき止め部を有するので、せき止め部によつて溶融状態の廃プラスチックに上流に押し戻される流れを生じ、脱蒸気用のスリットから水蒸気が効果的に排出される。
【００４９】
請求項５の発明によれば、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る。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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置を断面で示す概略図。
【図２】同じく脱蒸気シリンダを示す断面図。
【図３】同じく脱蒸気シリンダを示す平面図。
【図４】同じく他の構造例に係る脱蒸気シリンダを示す断面図。
【図５】同じく他の構造例に係る脱蒸気シリンダを示す側面図。
【図６】同じく更に他の構造例に係る脱蒸気シリンダを示す断面図。
【図７】同じく第２実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置を断面で示す概略図。
【図８】同じく第３実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置を断面で示す概略図。
【図９】同じく予備加熱装置の供給部に押し込み手段を設けた構造例を断面で示す図。
【図１０】同じく予備加熱装置の供給部に押し込み手段を設けた他の構造例を断面で示す図。
【図１１】同じく廃プラスチックの処理装置の全体構成を示す図。
【符号の説明】
１：供給部、１Ａａ：円筒状部、１Ａｂ：錐形筒部、３：開口部（排水手段）、４：シリンダ、４ａ：供給口、６：スクリュ、８：排出口、１０：せき止め部、２２：モータ（駆動手段）、２３：スクリュ（押し込み部材）、２３ａ：回転軸、３２Ａ：エアーシリンダ装置（駆動手段）、３２Ａａ：ピストンロッド、３３Ａ：ピストン（押し込み部材）、４０：脱蒸気シリンダ、４１：スリット、４２：スリット部、５０：ポリマー配管、６０：混練スクリュ、Ａ：原料フィーダ、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、Ｆ：固形燃料、Ｇ：押し込み手段、Ｏ：予備加熱装置の中心。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for treating waste plastic, and more particularly, to an apparatus for efficiently treating waste plastic having a high water content to which a water-absorbing substance such as earth and sand adheres.
[0002]
[Prior art and its problems]
Currently, more than 15 million tons of plastic are produced annually in Japan, and about 9.5 million tons of it are discharged as waste plastic every year. Conventionally, these waste plastics have been treated by landfill or incineration.However, in recent years, from the viewpoint of difficulty in securing final disposal sites, environmental protection and effective use of resources, monomerization as chemical recycling, low molecular weight Attention has been focused on reduction to low-boiling oil, that is, oil recovery, energy recovery such as heat or electricity by combustion as thermal recycling, use as a raw material for blast furnaces, and as a raw fuel for cement kilns. I'm familiar.
[0003]
However, if chlorine-based polymers such as polyvinyl chloride (hereinafter, referred to as "PVC") and polyvinylidene chloride (hereinafter, referred to as "PVDC") are contained in waste plastic, hydrogen chloride or the like may be generated during combustion. Since corrosive gas is generated, there are problems such as corrosion of the combustion furnace, reduction of the recovery rate of heat and electric energy, and further, generation of dioxin and the like.
[0004]
Several devices have been proposed for removing chlorine, which causes these problems, from waste plastics to produce useful solid fuels. As a first method, for example, there is a method described in Japanese Patent No. 2648412. The first method is a method of supplying waste plastic to a processing apparatus, a method of supplying waste plastic as it is, a method of supplying waste plastic after crushing, a method of supplying waste metal after removing foreign matters such as metal, Furthermore, it is a method of supplying after crushing and removing foreign matter and washing with water.
[0005]
As a second method, there is a method described in JP-A-10-138246. This second method is a pre-heating device in which the waste plastic is heated to a melting temperature or more and compressed beforehand, and the bulk density of the waste plastic is increased before the waste plastic is dechlorinated by the solid fuel production device. This is a method for chlorination and solidification.
[0006]
Further, as a third method, there is a method described in JP-A-11-50072. In the third method, the waste plastic is heated by a volume reducing device so that the minimum temperature is in a range of 100 to 170 ° C. to release steam to the outside, and then the PVC in the waste plastic is thermally treated. This is a method in which hydrogen chloride gas generated by the decomposition is released to the outside, and molten waste plastic is discharged to produce a solid fuel.
[0007]
However, waste plastics usually contain water of 10 wt% or more, and water-absorbing substances such as earth and sand are attached. Therefore, when waste plastic containing soil and water is treated by the apparatus according to the first method, the moisture in the waste plastic is turned into steam by heating inside the treatment equipment, and the pressure inside the equipment rises. There is a technical problem that stable operation and safe operation cannot be ensured due to the ejection of molten waste plastic from the outlet of the apparatus. In addition, the presence of water vapor hinders the temperature rise of the waste plastic, making it impossible to sufficiently dechlorinate, and furthermore, hydrogen chloride and water vapor generated by thermal decomposition of the waste plastic generate hydrochloric acid, which severely corrodes the processing equipment. There was an issue.
[0008]
In the second method, the moisture in the waste plastic is converted into water vapor in the preheating device, which is sent to the solid fuel production device as it is, so that the amount of gas to be processed in the exhaust gas treatment device becomes enormous. There has been a problem that the cost is increased and hydrochloric acid is generated from hydrogen chloride and moisture generated in the solid fuel production device, thereby corroding a pipe leading to the solid fuel production device and the exhaust gas treatment device.
[0009]
Further, in the third method, since the water in the waste plastic is discharged from the vent as water vapor by the volume reducing device, the problem as in the second method does not occur, but it can be removed by the volume reducing device. Since the amount of water is limited, if the amount of water in the waste plastic exceeds a predetermined amount, the water cannot be completely removed, and the same problem as in the second method occurs.
[0010]
In order to efficiently dechlorinate waste plastic containing water-absorbing substances such as earth and sand and water, the present invention not only provides a slit dedicated to water vapor removal in the preheating device, but also a screw having a shape suitable for water vapor removal. Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact waste plastic processing apparatus which has a large processing amount as a whole, has less damage to the processing apparatus due to moisture, and is compact.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of such a conventional technical problem, and has the following configuration.
According to the first aspect of the present invention, waste plastics P containing a water-absorbing substance and water and containing a chlorine-based polymer are supplied to the preliminary heating device B from the supply port 4a, and the waste plastics P are supplied in the preliminary heating device B. Is heated to a predetermined temperature and then supplied to a dechlorination device C, where the waste plastic P in a molten state is thermally decomposed in the dechlorination device C to generate hydrogen chloride, and the hydrogen chloride is led to an exhaust gas treatment device D. The waste plastic P that has been treated and melted is solidified into a solid fuel F in a waste plastic processing apparatus.
At least one portion of the intermediate portion of the preheating device B has a slit portion 42 provided with a plurality of slits 41 formed at locations circumferentially distant from the center O of the preheating device B and communicating between the inside and the outside. Is discharged from the slit 41 as steam.
The invention according to claim 2 is characterized in that the preheating device B has a screw 6 that rotates and drives the waste plastic P, and the slit portion 42 is formed in a circumferential direction of the screw 6. 1 is a waste plastic processing apparatus.
A third aspect of the present invention is the waste plastic processing apparatus according to the second aspect, wherein the screw 6 is provided with a kneading screw 60 at a position upstream of the slit portion 42 of the steam removing cylinder 40.
The invention according to claim 4 is characterized in that the screw 6 on the downstream side of the slit portion 42 has a damming portion 10 for giving resistance to the flow of the waste plastic P in a molten state. Processing device.
According to a fifth aspect of the present invention, the pushing means G having the pushing members 23 and 33A for pushing the waste plastic P without plasticizing while adjusting the feeding amount by the driving of the driving means 22 and 32A is used for the preheating device B. 5. The waste plastic processing apparatus according to claim 1, wherein the waste plastic is supplied to the pre-heating device by increasing a bulk density of the waste plastic.
The invention according to claim 6 is the waste plastic processing apparatus according to claim 5, wherein the pushing member 23 is a screw 23 that applies a propulsive force toward the supply port 4a of the preheating device B.
The invention according to claim 7 is the waste plastic processing apparatus according to claim 5, wherein the pushing member 33A is a piston 33A that pushes toward the supply port 4a of the preheating device B.
The invention of claim 8 is characterized in that a drainage means 3 for communicating between the inside and outside of the preheating device B is provided near the supply port 4a of the preheating device B. , 6 or 7 for treating waste plastic.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show a first embodiment of a waste plastic processing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 11, the entire waste plastic processing apparatus mainly includes a raw material feeder A for transporting the waste plastic P and supplying it to the preliminary heating apparatus B, a preliminary heating apparatus B, a dechlorination apparatus C, and an exhaust gas processing apparatus D. Element. The pre-heating device B has a function of increasing the temperature of a waste plastic P containing a chlorine-based polymer such as PVC or PVDC to a predetermined temperature after plasticizing, removing water and discharging the molten plastic in a molten state. The supply port C1 of the dechlorination device C is connected to the discharge port 8 of the preheating device B by a polymer pipe 50, and further heats the molten waste plastic heated to a predetermined temperature in the preheating device B to melt it. The waste plastic P in a state is thermally decomposed to generate hydrogen chloride, the hydrogen chloride is guided to an exhaust gas treatment device D for processing, and the molten waste plastic P is discharged and solidified to obtain a solid fuel F. The exhaust gas treatment device D is connected to the vent C3 of the dechlorination device C via the exhaust gas pipe 51, and detoxifies the introduced hydrogen chloride gas. The outlet C2 of the dechlorinator C is provided with a cooling means and a cutter not shown.
[0013]
As shown in FIG. 1, the preheating device B is rotatably provided in a cylinder 4 having a supply unit 1 composed of a hopper and a discharge port 8 and a cylinder 4, and is rotationally driven by a motor 5 which is a rotational driving source. It has two screws 6.
[0014]
An opening 3 as drainage means is formed in the inner bottom near the supply port 4 a of the cylinder 4. The opening 3 is formed by a slit, and has a plurality of through-holes communicating between the inside and the outside of the preheating device B so as to prevent passage of the waste plastic P and selectively discharge water.
[0015]
The middle part of the cylinder 4 is formed by a de-steaming cylinder 40. The de-steaming cylinder 40 is provided for efficiently processing waste plastic P having a high water content to which a water-absorbing substance such as earth and sand has adhered, and has a function of discharging a large amount of water vapor to the outside. For this reason, as shown in FIGS. 2 and 3, the de-steaming cylinder 40 forms a slit portion 42 having a plurality of slits 41 communicating between the inside and the outside at upper and lower portions, and discharges water from each slit 41 as water vapor. The slit portion 42 is formed at a position away from the center O of the cylinder 4 (de-steam cylinder 40) of the preheating device B by θ = about 110 degrees in the circumferential direction of the screw 6. The slit 41 of the de-steaming cylinder 40 has a width of 1 mm or less, preferably 0.7 mm or less so as to prevent passage of the waste plastic P in a molten state and selectively discharge water vapor. One or more de-steaming cylinders 40 are provided in the middle of the cylinder 4.
[0016]
Except for the supply port 4a and the opening 3, which are the upstream portion of the cylinder 4, and the location of the de-steaming cylinder 40, a heater 7 as a heating means is provided, and the waste plastic P in the cylinder 4 is appropriately removed by the heater 7. It can be heated.
[0017]
The screw 6 is provided with a one-stage kneading screw 60 at a position upstream of the slit portion 42 of the de-steaming cylinder 40. The kneading screw 60 is configured by attaching a plurality of kneading disks to the shaft of the screw 6 with changing phases. The discharge port 8 is provided with an opening area smaller than the cross-sectional area of the cylinder 4, and can compress the waste plastic P inside.
[0018]
4 and 5 show examples of the structure of the de-steaming cylinder 40. In the de-steaming cylinder 40, a slit portion 42 having a plurality of slits 41 communicating between the inside and the outside is formed on the left and right, and water is discharged from each slit 41 as water vapor. In this case, the slit portion 42 is formed at a position separated by θ = about 145 degrees in the circumferential direction of the screw 6 with respect to the center O of the cylinder 4 of the preheating device B. The slit 41 of the de-steaming cylinder 40 has a width of 1 mm or less, preferably 0.7 mm or less so as to prevent the passage of the waste plastic P in a molten state and selectively discharge water vapor.
[0019]
FIG. 6 shows another example of the structure of the de-steaming cylinder 40. In the de-steaming cylinder 40, a slit portion 42 having a plurality of slits 41 communicating between the inside and the outside is formed vertically and horizontally and water is discharged from each slit 41 as water vapor. In this case, the slit portion 42 is formed at a position separated by θ = about 40 degrees in the circumferential direction of the screw 6 with respect to the center O of the cylinder 4 of the preheating device B. The slit 41 of the de-steaming cylinder 40 has a width of 1 mm or less, preferably 0.7 mm or less so as to prevent the passage of the waste plastic P in a molten state and selectively discharge water vapor. Since the interval between the adjacent slit portions 42 is increased by reducing the number of the slits 41, the interval can be formed at a position θ = about 60 degrees apart in the circumferential direction of the screw 6.
[0020]
Thus, the slit portion 42 provided with the plurality of slits 41 communicating between the inside and the outside of the de-steaming cylinder 40 is provided at an intermediate portion of the preheating device B, at a position separated by at least 40 to 60 degrees or more in the circumferential direction of the preheating device B. What is necessary is just to form, and to discharge | release a water | moisture content from each slit 41 as a water vapor. Of course, even if the slits 41 are formed at predetermined intervals on the entire circumference of the preheating device B, the slits 41 are formed at locations separated by at least 40 to 60 degrees in the circumferential direction. The same applies to the case where the number of screws 6 is one.
[0021]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
Waste plastic P containing a water-absorbing substance such as earth and sand and moisture is supplied to the preheating device B through the supply unit 1. It is desirable that the waste plastic P at the time of charging has a bulk density of 0.1 or more. In addition, it is preferable to remove foreign matters such as metals such as aluminum and iron, and glass in advance because damage to the supply unit 1, the cylinder 4, and the screw 6 is reduced. When removing foreign matter, water-absorbing substances such as gravel having a large particle size are also removed at the same time.
[0022]
When the water content in the supplied waste plastic P is high, a certain amount of water squeezed by the screw 6 is discharged to the outside together with earth and sand from the slit of the opening 3. However, when the water content is small (for example, about 20% or less), the water in the waste plastic P is absorbed by the earth and sand, and is not discharged from the opening 3.
[0023]
The waste plastic P to which the soil containing water has adhered is transported downstream by the screw 6. The number of screws 6 may be one, but if two screws 6 are used, the stable supply of material and the biting property are improved. The waste plastic P sent by the screw 6 while being heated by the heater 7 reaches the kneading screw 60, is strongly kneaded, plasticized and mixed. At the same time, the water in the waste plastic P is also heated and becomes steam. However, in the preheating device B, the temperature is not increased until hydrogen chloride gas is generated.
[0024]
The generated steam is discharged to the outside through the slit 41 of the de-steam cylinder 40 at the downstream position. In the slit 41, only the steam is discharged, and the waste plastic P in the molten state is downstream without being discharged to the outside because the hole width of the slit 41 is small (1 mm or less) in addition to the feed by the screw 6. Sent. In addition, since the plurality of slits 41 are formed at one location in the middle of the cylinder 4 as a plurality of locations separated by at least 40 degrees in the circumferential direction of the preheating device B and communicate with the inside and outside, the center axis of the slit 41 is Water vapor is effectively released from the slit 41 in a state in which the length in the direction, and thus the length of the cylinder 4 is reduced. The waste plastic P in the cylinder 4 is successively brought into contact with the slits 41 opened to the atmosphere while being agitated while being compressed by the discharge port 8 having a small cross-sectional area. It is discharged well.
[0025]
The waste plastic P from which water has been sufficiently removed is sent to the outlet 8 by the screw 6 while being heated by the heater 7, discharged from the outlet 8 in a molten state, and passed through the polymer pipe 50. It is sent to the dechlorination unit C. In the dechlorination apparatus C, the waste plastic P in a molten state is dechlorinated, and is provided as a solid fuel F for various uses. Since a large amount of water vapor has been removed in the preheating device B, the hydrogen chloride gas introduced into the exhaust gas treatment device D can be efficiently rendered harmless.
[0026]
FIG. 7 shows a preheating apparatus B of the waste plastic processing apparatus according to the second embodiment, in which substantially the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and their description is omitted. . In the preheating device B, a damming portion 10 that gives resistance to the flow of the waste plastic P in a molten state is formed in the screw 6 downstream of the slit 41 of the de-steaming cylinder 40. The damming portion 10 can be constituted by a push-back screw such as a reverse flight screw and a damming screw such as a seal ring screw.
[0027]
According to the second embodiment, most of the steam generated by the kneading screw 60 is discharged from the slit 41 when passing through the de-steaming slit 42. The water vapor that has passed through the slit 41 without being discharged locally generates a flow that is pushed back upstream by the damming portion 10, and is discharged from the slit 41 for devaporizing. As a result, compared to the first embodiment, the water vapor in the waste plastic P is efficiently discharged, so that the length of the slit 41 in the central axis direction can be further reduced to discharge the water vapor almost completely. become.
[0028]
FIG. 8 shows a pre-heating device B of the waste plastic processing apparatus according to the third embodiment, in which substantially the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. . The pre-heating device B includes a de-steam cylinder 40 and a kneading screw 60 at two locations, and steam is discharged to the outside from the slits 41 of the plurality of de-steam cylinders 40. The two de-steaming cylinders 40 have any of the structures shown in FIGS. Accordingly, each of the de-steaming cylinders 40 is provided with a plurality of slits 41 formed at least 40 degrees apart in the circumferential direction of the screw 6 of the preheating device B and communicating between the inside and the outside. Discharge.
[0029]
According to the third embodiment, it is the same as the first embodiment in that waste plastic P containing a water-absorbing substance such as earth and sand is supplied from the supply unit 1 and transported downstream by the screw 6. That is, when the waste plastic P is sent to the kneading screw 60 on the upstream side, it is plasticized and mixed / kneaded. At the same time, the water in the waste plastic P also becomes steam while being heated. The generated steam is discharged to the outside from the first de-steam slit 41 adjacent on the downstream side.
[0030]
However, only one set of the kneading screw 60 and the de-steaming slit 41 on the upstream side cannot be turned into steam because of a large amount of water in the waste plastic P, and even if it becomes steam, it is not completely discharged from the slit 41. There are cases. In this case, by providing the kneading screw 60 and the de-steam slit 41 in multiple stages, water in the waste plastic P can be almost completely removed by the set of the kneading screw 60 and the de-steam slit 41 on the downstream side.
[0031]
Thus, the de-steaming cylinder 40 having the plurality of slits 41 communicating the inside and the outside may be formed at at least one location in the intermediate portion of the preheating device B, and may discharge moisture from the slits 41 as water vapor. In addition, if the kneading screw 60 is arranged adjacent to the upstream side of the slit 41 of the de-steaming cylinder 40, the kneading screw 60 allows the kneading screw 60 to efficiently generate steam and quickly discharge the steam from the slit 41 to the outside. Can be.
[0032]
9 and 10 show an example of a structure in which a pushing means G capable of continuously and automatically pushing the waste plastic P according to the shape of the waste plastic P is provided in the supply section 1 of the preheating device B. The pushing means G has a function of compressing the waste plastic P and supplies the waste plastic P with an increased bulk density, and does not have a function of plasticizing and melting the waste plastic P. Give propulsion towards.
[0033]
The pushing means G according to the first structural example includes a screw 23 as a pushing member as shown in FIG. That is, a hopper-shaped supply unit 1 composed of a truncated conical cylinder whose diameter gradually decreases toward the supply port 4a is fixed to the cylinder 4, and inside the supply unit 1, the outer diameter gradually decreases toward the supply port 4a. The screw 23 having one of them is mounted on one rotating shaft 23a and is arranged to rotate the rotating shaft 23a and the screw 23 by a motor 22 as a driving means, so that the feeding amount can be adjusted. The outer shape of at least the vicinity of the supply port 4 a of the screw 23 is almost suitable without being in contact with the inner surface of the supply section 1. By providing the pushing means G in the supply section 1 of the waste plastic P of the preheating device B, the waste plastic P having a small bulk specific gravity such as fluff can be efficiently produced in the preheating device B without causing a bridge in the supply section 1. To remove water efficiently while plasticizing the waste plastic P.
[0034]
The waste plastic P supplied to the supply unit 1 is supplied to the cylinder 4 of the preheating device B while receiving a propulsive force of the screw 23 driven by the motor 22 and continuously and automatically adjusting the amount of pressing. It is fed from the mouth 4 a and bites into the screw 6 that is driven to rotate by the motor 5. The feed amount of the waste plastic P can be easily increased or decreased by controlling the rotation speed of the motor 22, so that the density can be increased according to the bulk specific gravity of the waste plastic P supplied from the raw material feeder A, and The screw 6 can be fed in accordance with the carrying capacity. The carrying capacity of the screw 6 can be adjusted by the rotation speed of the motor 5.
[0035]
When a large amount of water is contained in the waste plastic P as a raw material, or when the material is washed with water in advance, the water is squeezed out by the screw 6 and discharged to the outside through the opening 3. Since the pressing force is applied to the waste plastic P near the supply port 4a by the screw 23 of the pressing means G, dewatering is effectively performed. As a result, water accumulates in the vicinity of the supply port 4a of the cylinder 4 and the biteability of the waste plastic P into the screw 6 deteriorates, and water evaporated by the heat of the heater 7 adheres to the inner surface of the supply unit 1 and corrodes. Is well prevented.
[0036]
Since the cylinder 4 and the screw 6 are horizontally arranged, and the supply unit 1 formed of a truncated conical cylinder and the center axis (rotary shaft 3a) of the screw 23 are vertically arranged orthogonally, the waste plastic P put into the supply unit 1 is: While being pressed downward by the screw 23, it is forcibly fed into the cylinder 4 while receiving its own weight.
[0037]
The pushing means G according to the second structural example includes a piston 33A as a pushing member as shown in FIG. The pushing means G includes a hopper-shaped supply unit 1 having a conical cylindrical portion 1Ab gradually expanding upward and a cylindrical portion 1Aa connected to a small-diameter end of the conical cylindrical portion 1Ab. The portion 1Aa is connected to the supply port 4a and fixed, and the supply portion 1 is provided with one piston 33A which is a push member large enough to be received in the cylindrical portion 1Aa.
[0038]
The piston 33A is driven by a double-acting air cylinder device 32A, which is a driving means, and moves up and down between a position of a conical cylindrical portion 1Ab indicated by a solid line and a position of a cylindrical portion 1Aa indicated by a broken line. Since the feed amount of the waste plastic P can be easily adjusted by controlling the speed of lifting and lowering the piston 33A by the air cylinder device 32A, the density can be increased according to the bulk specific gravity of the waste plastic P, and , Can be fed in accordance with the transfer capacity of the screw 6.
[0039]
As a result, the waste plastic P put into the supply section 1 is pushed into the cylindrical section 1Aa from the conical cylindrical section 1Ab by the piston 33A moving up and down while the amount of pushing is continuously and automatically adjusted, Eventually, it is forcibly fed into the preheating device B and bites into the screw 6. As a result, the waste plastic P can be stably fed into the preheating device B in the same manner as the pushing means G using the screw 23 shown in FIG. After that, the waste plastic P is dehydrated, plasticized, heated and dechlorinated, and becomes the solid fuel F, as in the above embodiment.
[0040]
Since the cylinder 4 and the screw 6 are horizontally arranged, and the supply unit 1 and the center axis of the piston rod 32Aa of the air cylinder device 32A are perpendicular to each other, the waste plastic P put into the supply unit 1 is supplied by the piston 33A. While being pressed downward, it is forcibly fed into the cylinder 4 while receiving its own weight.
[0041]
【Example】
Example 1
A mixture of used agricultural PVC sheets and agricultural PE sheets was crushed to a size of 30 mm or less using a crusher manufactured by Horai (model: V03-480L (F) S). 25 wt% of earth and sand had adhered to the surface of the crushed fluff. This was adjusted to have a water content of 15 wt%, and was introduced into a preheating device B shown in FIG. 1 to perform plasticization and water removal. The pre-heating device B includes two screws 6 having a diameter of 44 mm. The screw 6 is provided with an inverse kneading disk screw as a kneading screw 60 downstream of the supply unit 1. A de-steaming cylinder 40 is attached to an intermediate portion substantially at the center of the cylinder 4. As shown in FIGS. 4 and 5, two slit portions 42 for removing steam are attached to the left and right sides of the steam removing cylinder 40, respectively. The interval between the slits 41 is 0.5 mm. The waste plastic P is plasticized by the pre-heating device B, heated to 220 ° C., and then, through the discharge port 8, introduced into a 174 mm screw-type biaxial meshing type co-rotating external dechlorination device C having a diameter of 174 mm. did. As a result, solid fuel F having a residual chlorine concentration of 0.2% by weight could be stably obtained at an extrusion rate of 100 kg / h for 6 hours. Although water was not drained from the opening 3 provided below the supply unit 1, water vapor was continuously discharged from the de-steaming slit 41.
[0042]
Example 2
The waste plastic P subjected to the same pretreatment as in Example 1 was adjusted to have a water content of 20 wt%, and was put into a preheating device B shown in FIG. 1 to perform plasticization and water removal. The same preheating device B and dechlorination device C as in Example 1 were used. As shown in FIG. 6, the steam removing cylinder 40 is provided with four slit portions 42 for removing steam in the vertical and horizontal directions. The interval between the slits 41 is 0.5 mm. As a result, solid fuel F having a residual chlorine concentration of about 0.2% by weight could be stably obtained at an extrusion rate of 100 kg / h for 6 hours. Note that some muddy water was drained from the opening 3 below the supply unit 1, and steam was continuously discharged from the de-steam slit 41.
[0043]
Example 3
The waste plastic P that has been subjected to the same pretreatment as in Example 1 is adjusted to have a water content of 50 wt%, and is put into the preheating apparatus B of FIG. 8 provided with the pushing means G shown in FIG. Plasticization and moisture removal were performed. The kneading screw 60 of the second stage also used an inverse kneading disk screw. Other structures of the preheating device B and the dechlorination device C are the same as those in the first embodiment. Accordingly, as shown in FIGS. 4 and 5, two slit portions 42 for removing steam are formed on the left and right sides of the first and second stages of the de-steaming cylinder 40, respectively. The interval between the slits 41 is 0.5 mm. As a result, solid fuel F having a residual chlorine concentration of about 0.2% by weight could be stably obtained at an extrusion rate of 100 kg / h for 6 hours. In addition, muddy water was drained from the opening 3 below the supply unit 1, and steam was continuously discharged from the slits 41 for steam removal in each stage.
[0044]
Example 4
The waste plastic P that has been subjected to the same pretreatment as in Example 1 is adjusted to have a water content of 20 wt%, and is put into the preheating device B of FIG. Plasticization and moisture removal were performed. A reverse full flight screw was used as the push-back screw 10. Other structures of the preheating device B and the dechlorination device C are the same as those in the first embodiment. As the de-steam cylinder 40, the same one as in Example 1 was used. As a result, solid fuel F having a residual chlorine concentration of about 0.2% by weight could be stably obtained at an extrusion rate of 100 kg / h for 6 hours. In addition, some muddy water was drained from the opening 3 below the supply part 1, and steam was continuously discharged from the slit 41 for de-steaming.
[0045]
Comparative Example 1
The waste plastic P subjected to the same pretreatment as in Example 1 was adjusted to have a water content of 15 wt%, and this was mixed between a supply port 1 and a discharge port 8 with a one-stage kneading screw and three full openings. It was put into a preheating device B equipped with a 44 mm diameter biaxial screw provided with a mold vent. The cylinder length of the preheating device B is 1.8 times that of the first embodiment. An inverse kneading disk screw was provided at one position as a kneading screw at a position upstream of the vent. The introduced waste plastic P was plasticized by the preheating device B and heated to 220 ° C., and then introduced into the same dechlorination device C as in Example 1 via the outlet 8. Shortly after the start of the operation, steam was blown up from the vent of the preheating device B with vigorous force, and semi-molten sponge-like waste plastic was also blown out. The amount of steam and waste plastic P spouted was more pronounced at the upstream vent.
[0046]
【The invention's effect】
As understood from the above description, the waste plastic processing apparatus according to the present invention has the following effects.
The preheating device can remove water while plasticizing continuously and stably even high-moisture content waste plastics containing water-absorbing substances such as earth and sand. However, the amount of gas guided to the exhaust gas treatment device and treated is reduced. As a result, it is possible to obtain a compact waste plastic processing apparatus which has a large processing amount as a whole, has less damage to the processing apparatus due to moisture, and has a small size. In addition, by appropriately setting the width of the slit, it is possible to efficiently remove only water vapor without accompanying waste plastic from the slit for vapor removal when removing moisture.
[0047]
According to the third aspect of the present invention, the kneading screw composed of a plurality of pieces is provided at a position upstream of the slit portion of the de-steaming cylinder. Steam can be efficiently discharged from the steam slit.
[0048]
According to the fourth aspect of the present invention, since the screw on the downstream side of the slit portion has the damming portion for damping the waste plastic in the molten state, a flow is generated by the damming portion to be pushed back to the waste plastic in the molten state upstream, Steam is effectively discharged from the slit for de-steaming.
[0049]
According to the fifth aspect of the present invention, the supply section of the preheating device is provided with a means for pushing waste plastic which can be fed with a large bulk density, so that waste plastic can be efficiently and stably supplied. Becomes possible. Further, the pushing means can adjust the feeding amount of the waste plastic, so that the feeding can be performed with the density increased according to the bulk specific gravity of the waste plastic as a raw material, and the feeding amount can be adjusted by the transfer capacity of the preheating device. Can be adjusted to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a cross-section of a preheating device of a waste plastic processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the same de-steaming cylinder.
FIG. 3 is a plan view showing the same de-steaming cylinder.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a de-steam cylinder according to another structural example.
FIG. 5 is a side view showing a de-steam cylinder according to another structural example.
FIG. 6 is a sectional view showing a de-steam cylinder according to still another structural example.
FIG. 7 is a schematic view showing a cross-section of a preheating device of the waste plastic processing apparatus according to the second embodiment.
FIG. 8 is a schematic view showing a cross-section of a preheating device of a waste plastic processing apparatus according to a third embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a structural example in which a pushing unit is provided in a supply unit of the preheating device.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another structural example in which a pushing unit is provided in a supply unit of the preheating device.
FIG. 11 is a view showing the entire configuration of a waste plastic processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1: supply part, 1Aa: cylindrical part, 1Ab: conical cylindrical part, 3: opening part (drainage means), 4: cylinder, 4a: supply port, 6: screw, 8: discharge port, 10: dam section, 22: motor (drive means), 23: screw (push member), 23a: rotary shaft, 32A: air cylinder device (drive means), 32Aa: piston rod, 33A: piston (push member), 40: de-steam cylinder, 41: slit, 42: slit portion, 50: polymer pipe, 60: kneading screw, A: raw material feeder, B: preheating device, C: dechlorination device, D: exhaust gas treatment device, P: waste plastic, F: solid Fuel, G: pushing means, O: center of preheating device.

Claims

Waste plastic (P) containing a water-absorbing substance and water and containing a chlorine-based polymer is supplied from a supply port (4a) to a preheating device (B), and the waste plastic (P) is discharged from the preheating device (B). After heating (P) to a predetermined temperature, it is supplied to a dechlorination device (C), and the waste plastic (P) in a molten state is thermally decomposed in the dechlorination device (C) to generate hydrogen chloride. In the waste plastics treatment device, hydrogen chloride is introduced into an exhaust gas treatment device (D) to be treated, and the molten waste plastic (P) is solidified into a solid fuel (F).
A plurality of slits (41) are formed at at least one location in the middle of the preheating device (B) and are formed at locations distant from the center (O) of the preheating device (B) in the circumferential direction and communicate between the inside and outside. An apparatus for treating waste plastic, wherein a slit portion (42) is formed and water is discharged from the slit (41) as water vapor.

The preheating device (B) has a screw (6) that is rotated and sends the waste plastic (P), and the slit portion (42) is formed in the circumferential direction of the screw (6). An apparatus for treating waste plastic according to claim 1.

The waste plastic processing apparatus according to claim 2, wherein the screw (6) is provided with a kneading screw (60) at a position upstream of the slit portion (42) of the steam removing cylinder (40).

4. The waste plastic according to claim 2, wherein the screw (6) downstream of the slit (42) has a damming portion (10) for giving resistance to the flow of the waste plastic (P) in a molten state. Processing equipment.

By the driving by the driving means (22, 32A), the pushing means (G) having the pushing member (23, 33A) for pushing the waste plastic (P) without plasticizing while adjusting the feeding amount is connected to the preheating device ( 5. The waste plastic according to claim 1, wherein the waste plastic is supplied to the preliminary heating device by increasing the bulk density of the waste plastic. Processing equipment.

The waste plastics treatment device according to claim 5, wherein the pushing member (23) is a screw (23) for applying a propulsive force toward the supply port (4a) of the preheating device (B).

The waste plastic processing apparatus according to claim 5, wherein the pushing member (33A) is a piston (33A) that pushes toward the supply port (4a) of the preheating device (B).

The drainage means (3) which communicates inside and outside of the preheating device (B) is provided near the supply port (4a) of the preheating device (B). 5, 6 or 7 waste plastic processing equipment.