JP2004238544A

JP2004238544A - 廃プラスチック処理装置

Info

Publication number: JP2004238544A
Application number: JP2003030320A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Sugiyama; 英一杉山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】前処理のための設備を大幅に省略して省スペース化を可能とした廃プラスチック処理装置を提供すること。
【解決手段】プラスチック廃棄物１３を投入装置１０から脱塩装置２０に投入する場合、投入容器１１内に滞留する荒破砕されたプラスチック廃棄物１３を、スクリュウ状の投入機１２によって、脱塩装置２０の入口側に強制的に投入するようにしたので、ブリッジを生じることなく、確実に投入することができる。また、前処理も荒破砕程度でよく、大規模な前処理設備を要しない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱塩処理装置を有する廃プラスチック処理装置にする。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラスチック廃棄物に対しては、これを熱分解処理して油を生成するなどの処理を施す、廃プラスチック処理装置が用いられるようになってきた。この場合、プラスチック廃棄物には、ＰＶＣ（塩化ビニル）やＰＥＴ等が混入しており、熱分解処理に当たっては、これら塩素や熱可塑性成分を事前に除去する脱塩処理が必要となる。
【０００３】
このように、プラスチック廃棄物を脱塩処理する場合、従来は前処理として、プラスチック廃棄物を破砕し、金属などの異物を選別して除去し、造粒処理していた。このような前処理を行うのは、プラスチック廃棄物が脱塩装置への投入部分にて、所謂ブリッジを形成し、脱塩装置へのプラスチック廃棄物の投入が円滑に行われないためである（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７３５４８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−１７３５４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異物選別や造粒等の前処理を行うためには、大規模な設備が必要となり、脱塩および熱分解設備の約２倍の大きさのスペースが必要となる。このため、装置の複雑化を招き、設備コストも大幅に高くなる。特に最近、廃プラスチック処理設備を一体化し、要求される処理場所に移動可能に構成して設備の共有化を図ることが計画されており、設備全体のコンパクト化が強く要望されている。
【０００７】
本発明の目的は、前処理のための設備を大幅に省略して省スペース化を可能とした廃プラスチック処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による廃プラスチック処理装置は、プラスチック廃棄物を投入装置によって脱塩装置に投入し、脱塩処理する廃プラスチック処理装置であって、投入装置は荒破砕されたプラスチック廃棄物を滞留させる投入容器と、この投入容器下部に設けられ、投入容器内の荒破砕されたプラスチック廃棄物を投入容器出側に送るスクリュウ状の投入機とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
投入装置は、スクリュウ状の投入機を回転制御することにより、投入量を一定に制御することができる。
【００１０】
また、投入装置は、その投入容器出側と、この投入装置出側に連結された脱塩装置入り側との間に、この間を遮蔽可能なシャッターを設けている。
【００１１】
また、投入装置は、投入容器内におけるプラスチック廃棄物の滞留量を測定するレベル検出器を有し、その検出レベルが設定レベル以下になると、スクリュウ状投入機を停止させるようにしてもよい。
【００１２】
さらに、投入装置には、荒破砕されたプラスチック廃棄物とともにアルカリ剤を投入するとよい。
【００１３】
また、脱塩装置は、投入装置から投入されたプラスチック廃棄物を一定方向に搬送しながら加熱するスクリュウフィーダ方式の加熱部と、この加熱部から送出される脱塩溶融物を滞留させる脱塩溶融物ホッパーとを有する。
【００１４】
また、脱塩溶融物ホッパーは、その内部における脱塩溶融物のレベルを検出する脱塩溶融物レベル検出器を有し、このレベル検出器が設定レベル以上を検出するとスクリューフィーダ方式の加熱部の搬送を停止させ、設定レベル以下を検出するとこのホッパーからの脱塩溶融物取出しを停止させるようにしてもよい。
【００１５】
また、脱塩溶融物ホッパーは、その内部にスクレーパが設置されているものでもよい。
【００１６】
さらに、脱塩溶融物ホッパーの出側は、熱分解装置の入り側に連結しており、脱塩溶融物ホッパーの周囲に形成された加熱装置には、前記熱分解装置加熱後の燃焼排ガスが熱媒体として供給されるように構成してもよい。
【００１７】
これらの発明では、プラスチック廃棄物を投入装置から脱塩装置に投入する場合、投入容器内に滞留する荒破砕されたプラスチック廃棄物を、スクリュウ状の投入機によって、脱塩装置入口側に強制的に投入するようにしたので、ブリッジを生じることなく、確実に投入することができる。また、前処理も荒破砕程度でよく、大規模な前処理設備を要しない。
【００１８】
また、スクリュウ状の投入機を回転制御することにより、投入量を一定に制御できる。
【００１９】
また、投入容器出側と、脱塩装置入り側との間に、シャッターを設けているので、必要に応じてこの間を遮蔽することができ、投入停止時における脱塩装置と大気との遮断を行うとともに脱塩装置側からの熱の逆流を防止できる。
【００２０】
また、投入容器内にプラスチック廃棄物の滞留量を測定するレベル検出器を設けたので、その検出値により、スクリュウ状投入機の運転／停止を制御でき、投入機の空回りなどを防止できる。
【００２１】
さらに、荒破砕されたプラスチック廃棄物とともにアルカリ剤を投入すると、アルカリ剤はスクリュウ状投入機によりプラスチック廃棄物と充分混合されるため、後段の脱塩処理を効率よく行うことができる。
【００２２】
また、脱塩装置は、プラスチック廃棄物を一定方向に搬送しながら加熱するスクリュウフィーダ方式の加熱部と、脱塩溶融物を滞留させる脱塩溶融物ホッパーとを有するので、前段の加熱部でプラスチック廃棄物を連続脱塩処理するとともに、脱塩溶融物ホッパーがバッファーとなるので、後段のバッチ処理による熱分解処理にも対応することができる。
【００２３】
また、脱塩溶融物ホッパーに、脱塩溶融物レベル検出器を設けたので、その検出値により、前段のスクリューフィーダ方式の過熱部及び、後段のホッパーからの脱塩溶融物取出しを制御でき、効率的な運転制御が可能となる。
【００２４】
また、脱塩溶融物ホッパー内部にスクレーパが設置されていると脱塩溶融物のつまりが生じない。
【００２５】
さらに、脱塩溶融物ホッパーの加熱源に、後段の熱分解装置を加熱後の燃焼排ガスが用いることにより、熱エネルギの有効活用が図れる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による廃プラスチック処理装置の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態における廃プラスチック処理装置の全体構成を示している。図１において、この廃プラスチック処理装置は、荒破砕されたプラスチック廃棄物の投入装置１０を有し、この投入装置１０からプラスチック廃棄物が投入される脱塩装置２０、さらには、この脱塩装置２０から脱塩溶融物が投入される熱分解装置３０により大略構成される。
【００２８】
投入装置１０は、投入容器１１と、スクリュウ状の投入機１２とを有する。投入容器１１は、入り側１１ａから投入されたプラスチック廃棄物１３を滞留させる。プラスチック廃棄物１３は、５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度に荒破砕されている。投入機１２は、この投入容器１１の下部に設けられており、モータ１４により回転駆動され、投入容器１１内の荒破砕されたプラスチック廃棄物１３を、図示右下側の投入容器出側１１ｂに移送する。
【００２９】
また、投入容器１１内にはレベル検出器１５が設けられ、投入容器１１内におけるプラスチック廃棄物１３の滞留量を検出する。このレベル検出器１５の検出値はモータ制御器１４Ａに出力され、スクリュウ状投入機１２の駆動モータ１４を制御する。例えば、プラスチック廃棄物１３の滞留量が設定レベル以上であれば、スクリュウ状投入機１２を動作させてプラスチック廃棄物１３を脱塩装置２０側に投入させる。この得モータ制御器１４Ａによって、駆動モータ１４を回転制御すれば、脱塩装置２０への投入量を一定に制御できる。また、検出レベルが設定レベル以下になると、モータ１４を停止させ、スクリュウ状投入機１２の空回りを防止する。
【００３０】
投入装置１０の投入容器出側１１ｂは、後続する脱塩装置２０と連結されるが、この脱塩装置２０との間にシャッター１７を設けている。このシャッター１７は、駆動機構１７ａにより図示横方向にスライド駆動されるもので、必要に応じて脱塩装置２０との間を遮蔽する。
【００３１】
また、投入装置１０の投入容器１１内には、図示していないが、荒破砕されたプラスチック廃棄物１３とともにアルカリ剤（例えば消石灰）が投入される。この消石灰は、スクリュウ状投入機１２によりプラスチック廃棄物１３と充分に混合された状態で、後続の脱塩装置２０に投入される。
【００３２】
脱塩装置２０は、スクリュウフィーダ方式の加熱部２１と、この加熱部２１から送出される脱塩溶融物を滞留させる脱塩溶融物ホッパー２２とを有する。加熱部２１は筒体２１ａ中に、スクリュウフィーダ状の搬送体２１ｂを設け、この搬送体２１ｂをモータ２３で回転駆動する。この搬送体２１ｂの回転に伴い、投入装置１０側から投入されたプラスチック廃棄物１３は、一定方向（図示右方向）に搬送されながら攪拌され、かつ筒体２１ａの外周に設けた図示しない加熱装置により３５０℃程度に加熱される。
【００３３】
このように、前段の投入装置１０側から投入されたプラスチック廃棄物１３は、過熱部２１の筒状体２１ａ内で搬送体２１ｂにより搬送されながら攪拌・加熱されるので、脱塩ガス（塩素ガス）が分解された脱塩溶融物となり、この脱塩ガスと共に後続の脱塩溶融物ホッパー２２内に送出される。
【００３４】
脱塩溶融物ホッパー２２は、上面を閉鎖した漏斗状をなし、その上部側面に加熱部２１の送出端が連結され、また、上面には脱塩ガス導出管２４が連結されている。この脱塩溶融物ホッパー２２は、その内部における脱塩溶融物のレベル（滞留量）を検出するレベル検出器２５を有する。このレベル検出器２５の検出信号は、過熱部２１の駆動モータ２３のモータ制御器２３Ａに出力される。すなわち、レベル検出器２５が設定レベル以上を検出すると、モータ制御器２３Ａによりス加熱部２１の搬送を停止させる。
【００３５】
また、この脱塩溶融物ホッパー２２の周囲には加熱装置２６が設けられ、さらに、同ホッパー２２内にはスクレーパ２７が回転可能に設けられている。このスクレーパ２７は、モータ２８により低速に回転駆動される。なお、２８Ａはモータ制御器である。
【００３６】
熱分解装置３０は、脱塩溶融物ホッパー２２の出側に、スクリュウフィーダ状の投入機３１を介して連結している。この投入機３１は駆動モータ３２を有し、その運転により、溶融物ホッパー２２下部から流出する脱塩溶融物を熱分解装置３０内に投入する。前記脱塩溶融物用レベル検出器２５の検出信号は、駆動モータ３２の制御器３２Ａにも出力されており、脱塩溶融物レベルが設定レベル以下になるとモータ３２を停止させ、ホッパー２２からの脱塩溶融物取出しを停止させる。
【００３７】
この熱分解装置３０は、投入機３１によって前段の脱塩溶融物ホッパー２２から取り出された脱塩溶融物を熱分解処理し、油ガスと残渣とに分離する。分離された油ガスは油ガス導出管３３により後続の図示しない分溜工程に導出される。また、残渣は、残渣排出機３４により残渣排出口３５から排出される。
【００３８】
また、この熱分解装置３０には、その内部温度を所定の熱分解温度に保つため、加熱装置３６が設けられている。
【００３９】
なお、前記脱塩溶融炉ホッパー２２の周囲に形成された加熱装置２６には、熱分解装置３０を加熱後の、加熱装置３６の排ガス（燃焼排ガス）が熱媒体として供給される。
【００４０】
上記構成において、プラスチック廃棄物を処理する場合は、まず対象となるプラスチック廃棄物を簡単に前処理し荒破砕しておく。この前処理は大きな金属片を除去する程度の簡単なものであり、荒破砕のみ行う。この荒破砕されたプラスチック廃棄物１３は、投入装置１０の投入容器１１内に投入され滞留される。このとき、プラスチック廃棄物１３とともにアルカリ剤、例えば消石灰を投入する。
【００４１】
投入容器１１内におけるプラスチック廃棄物１３の滞留量が設定量以上になると、レベル検出器１５がこれを検出し、モータ制御器１４ａを介して駆動モータ１４を動作させる。このため、投入容器１１内のプラスチック廃棄物１３は、スクリュウ状の投入機２１により、消石灰と充分に混合されながら図示右方に移送される。このとき、シャッター機構１７は開状態であり、移送されたプラスチック廃棄物１３は脱塩装置２０の加熱部２１内に投入される。
【００４２】
このように、投入容器１１内に滞留する荒破砕されたプラスチック廃棄物１３を、スクリュウ状の投入機１２によって、脱塩装置２０の入口側に強制的に投入するようにしたので、ブリッジを生じることなく、確実に投入することができる。また、前処理も荒破砕程度でよく、大規模な前処理設備を要しない。さらに、スクリュウ状の投入機１２を回転制御することにより、投入量を一定に制御できる。
【００４３】
加熱部２１に投入されたプラスチック廃棄物１３は、筒体２１ａ内にて、搬送体２１ｂの回転により図示右方に搬送されながら攪拌・加熱され、溶融物となり脱塩される。このとき、プラスチック廃棄物１３には、消石灰（アルカリ剤）が充分に混合されているため、脱塩が効率よく行われ、従来のように前処理によって造粒処理しておく必要はない。
【００４４】
ここで、プラスチック廃棄物１３に消石灰を加え、脱塩を効率よく行うためには、消石灰とプラスチック廃棄物１３とを充分に混合させる必要がある。このため、攪拌機構などを設けて両者を充分に混合させる必要があるが、この例では、投入機１２として回転スクリュウによる搬送機能を有するものを用いたので、この投入機１２により、プラスチック廃棄物１３は消石灰と充分に混合される。すなわち、特別の攪拌機構を設ける必要がなく、設備を小形化かつ簡素化でき、設備コストも大幅に低減できる。
【００４５】
また、シャッター１７は、投入装置１０によりプラスチック廃棄物１３が脱塩装置２０に連続投入されている間は、前述のように開状態である。一方、投入容器１１内のプラスチック廃棄物１３の滞留量が少なくなった等の理由で、駆動モータ１４が停止制御され、脱塩装置２０への投入が停止した場合は、シャッター１７を閉じておく。
【００４６】
すなわち、プラスチック廃棄物１３の投入が行なわれない場合は、脱塩装置２０の入口部分が投入容器１１を経て外部に通じ、脱塩装置２０内に大気が侵入するおそれがある。脱塩装置２０内に大気が侵入すると、脱塩が行われなくなり危険でもある。また、脱塩装置２０への投入が行われないときは、脱塩装置２０からの熱気が、投入容器１１内に逆流し、投入容器１１内に残留するプラスチック廃棄物１３を燃焼させ、火災を発生する可能性がある。
【００４７】
そこで、脱塩装置２０への投入停止時は、投入装置１０との間に設けたシャッター１７を閉じ、この間を遮蔽しておく。このように遮蔽することにより、脱塩装置２０への大気侵入や、脱塩装置２０から投入容器１１側への熱気の逆流を確実に防止でき、脱塩機能及び安全性を確保できる。
【００４８】
脱塩装置２０の加熱部２１により脱塩処理された脱塩溶融物は脱塩ガスと共にホッパー２２内に送出され、一旦滞留される。脱塩ガスは、導出管２４によって後続する図示しない塩素処理工程に導出され、塩酸などに処理される。
【００４９】
ホッパー２２内に滞留している脱塩溶融物は、加熱装置２６によって所定温度に保たれ、かつスクレーパ２７によってゆっくりと攪拌されているので、ホッパー２２内で固まったり詰まったりすることなく、流動性を保って次工程に送出される。
【００５０】
すなわち、ホッパー２２の出側に連結した投入機３１の運転により、所定量の脱塩溶融物が熱分解装置３０内に投入される。熱分解装置３０では加熱装置３６によって所定温度に加熱され、油ガスと残渣とに分解される。そして、油ガスは導出管３３により図示しない次の分溜工程に導出され、残渣は残渣排出機３４により排出口３５から排出される。
【００５１】
ここで、投入装置１０から脱塩装置２０の加熱部２１までの処理は、スクリュウ状の投入機１２やスクリュウフィーダ方式の加熱部２１により、切れ目のない連続処理とすることができる。これに対し、後続の熱分解装置３０による熱分解処理は、予め決められた量を決められた時間処理する所謂バッチ処理である。脱塩溶融物ホッパー２２は、脱塩溶融物を一旦滞留させることにより、上述した連続処理とバッチ処理とのバッファーとして機能し、これら両処理を連結して効率よく処理することができる。
【００５２】
また、ホッパー２２内のレベル検出器２５は、脱塩装置加熱部２１駆動用のモータ２３、及び、脱塩溶融物投入装置３１の運転／停止制御の条件信号として使用される。すなわち、ホッパー２２内の脱塩溶融物が設定レベル以上になれば、脱塩加熱部２１のモータ２３を停止させ、ホッパー２２からのオーバフローを防止する。反対に、ホッパー２２内の脱塩溶融物が設定レベル以下になれば、脱塩溶融物投入機３１のモータ３２を停止させ、ホッパー２２の空運転を防止する。
【００５３】
また、ホッパー２２の加熱装置２６に、後段の熱分解装置３０の加熱装置３６にて加熱後の燃焼排ガスを導入して熱源として用いることができ、熱エネルギの有効活用が図れる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、荒破砕したプラスチック廃棄物を、ブリッジなどを生じることなく確実に脱塩装置に投入でき、前処理のための大規模な設備を要することなく、高効率で、安全・確実に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃プラスチック処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１０投入装置
１１投入容器
１２スクリュウ状の投入機
１３荒破砕されたプラスチック廃棄物
１５投入容器のレベル検出器
２０脱塩装置
２１加熱部
２２脱塩溶融物ホッパー
２５脱塩溶融物ホッパーのレベル検出器
２６脱塩溶融物ホッパー加熱装置
２７スクレーパ
３０熱分解装置
３６熱分解装置用加熱装置

Claims

プラスチック廃棄物を投入装置によって脱塩装置に投入し、脱塩処理する廃プラスチック処理装置であって、
投入装置は荒破砕されたプラスチック廃棄物を滞留させる投入容器と、この投入容器下部に設けられ、投入容器内の荒破砕されたプラスチック廃棄物を投入容器出側に送るスクリュウ状の投入機と、
を備えたことを特徴とする廃プラスチック処理装置。
投入装置は、スクリュウ状の投入機を回転制御することにより、投入量を一定に制御することを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチック処理装置。
投入装置は、その投入容器出側と、この投入装置出側に連結された脱塩装置入り側との間に、この間を遮蔽可能なシャッターを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック処理装置。
投入装置は、投入容器内におけるプラスチック廃棄物の滞留量を測定するレベル検出器を有し、その検出レベルが設定レベル以下になると、スクリュウ状投入機を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の廃プラスチック処理装置。
投入装置には、荒破砕されたプラスチック廃棄物とともにアルカリ剤が投入されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の廃プラスチック処理装置。
脱塩装置は、投入装置から投入されたプラスチック廃棄物を一定方向に搬送しながら加熱するスクリュウフィーダ方式の加熱部と、この加熱部から送出される脱塩溶融物を滞留させる脱塩溶融物ホッパーと、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の廃プラスチック処理装置。
脱塩溶融物ホッパーは、その内部における脱塩溶融物のレベルを検出する脱塩溶融物レベル検出器を有し、このレベル検出器が設定レベル以上を検出するとスクリューフィーダ方式の加熱部の搬送を停止させ、設定レベル以下を検出するとこのホッパーからの脱塩溶融物取出しを停止させることを特徴とする請求項６に記載の廃プラスチック処理装置。
脱塩溶融物ホッパーは、その内部にスクレーパが設置されていることを特徴とする請求項６乃至７のいずれかに記載の廃プラスチック処理装置。
脱塩溶融物ホッパーの出側は、熱分解装置の入り側に連結しており、脱塩溶融物ホッパーの周囲に形成された加熱装置には、前記熱分解装置加熱後の燃焼排ガスが熱媒体として供給されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の廃プラスチック処理装置。