JP2005144768A - 廃プラスチックの処理方法及びその処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃プラスチックのマテリアルリサイクル及び分別残留分のケミカルリサイクルによる処理コストを低減する。
【解決手段】 廃プラスチックから炭化水素系ポリマーの一部を抜出す工程と、その廃プラスチックを有機媒体に浸漬して脱塩とエステル系ポリマーの液化と炭化水素系ポリマーの液化を行うとともに脱塩残渣と液化しない廃プラスチックを液化した炭化水素系ポリマーの残留分を含む脱塩廃プラスチックとして有機媒体に浮上させかつ液化したエステル系ポリマーを沈降させる脱塩液化工程と、脱塩廃プラスチックを油浴槽１２から取出して熱分解させて脱塩廃プラスチックの油蒸気と有機媒体の揮発分を生成する工程と、油蒸気及び有機媒体の揮発分を降温させて液状の有機媒体と油蒸気とに分離する工程とを含む。油蒸気を冷却して得られた液状油又はエステル系ポリマーの液化油をガス化させて可燃性ガスを得ることもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃棄物中の廃プラスチックを燃料等として再利用できるように処理する方法と、その処理装置に関するものである。

廃プラスチックを油化或いは燃料化して再利用するリサイクル方法が多く検討されている。廃プラスチックとしては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の炭化水素系ポリマーと、塩素系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の非炭化水素系ポリマーが存在し、これらの油化・燃料化は主に熱分解により行われている。これらのプロセスは既に実用化の段階に近づきつつあるが、経済性を解決する課題が残存していた。

一方、水等の溶液を用いて廃プラスチック中の炭化水素系ポリマーと非炭化水素系ポリマーを比重差により分離し（例えば、特許文献１参照。）、炭化水素系ポリマーとして得られるポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等を一般容器やパレットなどの原料に利用するマテリアルリサイクルが知られている。このマテリアルリサイクルは、廃プラスチック資源の利用価値を向上させるとともに、廃プラスチック処理の経済性を改善することが期待されている。
特開平８−８０５２８号公報（特許請求の範囲）

しかし、大部分の炭化水素系ポリマーが分離された廃プラスチックは（分別残留廃プラスチック）、塩素系及びエステル系の割合が増えるため、燃料として利用することは環境及び取り扱いの上で問題があり、埋め立てや焼却処理されることが現状である。これらの分別残留廃プラスチックを燃料として利用することにより、廃プラスチックをより資源的に活用し、廃プラスチック処理の経済性を向上させることが望ましい。

本出願人は、炭化水素系ポリマーと塩化水素系及びエステル系の非炭化水素系ポリマーを低温、低粘度の油浴に浸漬して、塩素系ポリマーを脱塩するとともにエステル系ポリマー及び炭化水素系ポリマーを液化し、エステル系ポリマー液油を比重差により分離して燃料化するとともに、エステル系ポリマーを含まない廃プラスチック組成物を高温分解させ、クリーンな軽質油に転換するプロセスを提案した（特願２００３−３４３９４２、特願２００３−３４３９４３）。これにより熱分解において生成されたテレフタル酸、安息香酸及びこれらの同族体等の昇華物、結晶性有機物が揮発系統部位等に析出し、処理装置を閉塞や腐食し、安定した連続運転処理を阻害するという問題を根本的に解決する廃プラスチックの処理方法及びその処理装置を提供した。

しかしながら、分別残留廃プラスチックを上記の方法で処理する場合には、油浴中の液油とする廃プラスチック中の炭化水素系ポリマーが不足するため、低温油浴中の油量と低粘度状態を維持することが課題となる。
本発明の目的は、廃プラスチックから大部分の炭化水素系ポリマーを分離してマテリアルリサイクルし、分別残留プラスチックは低温低粘度の油浴を用いた上記と同様な方法により脱塩、液化するとともに、ガス化して可燃性ガスにケミカルリサイクルできる廃プラスチックの処理方法及びその処理装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、塩素系ポリマーとエステル系ポリマーと炭化水素系ポリマーを含む廃プラスチックから比重差により炭化水素系ポリマーの一部を分離して抜出す工程と、炭化水素系ポリマーの一部が抜出された廃プラスチックを２８０〜３２０℃の温度に維持された油浴槽１２中の有機媒体に浸漬することにより、塩素系ポリマーの脱塩とエステル系ポリマーの液化と炭化水素系ポリマーの液化を行うとともに脱塩残渣と液化しない廃プラスチックを、液化した炭化水素系ポリマーの残留分を含む脱塩廃プラスチック（以下、脱塩廃プラスチックという。）として有機媒体に浮上させ、かつ液化したエステル系ポリマーを、有機媒体に沈降させる脱塩液化工程と、有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを、脱塩廃プラスチックに同伴する有機媒体とともに油浴槽１２から取出して３２０〜５５０℃で熱分解することにより脱塩廃プラスチックの油蒸気と同伴した有機媒体の揮発分を生成する工程と、油蒸気及び有機媒体の揮発分を凝縮器１８で３００〜３５０℃まで降温させて液状の有機媒体と油蒸気とに分離する工程とを含む廃プラスチックの処理方法である。

この請求項１に記載された廃プラスチックの処理方法では、予め炭化水素系ポリマーの一部を分離した廃プラスチックを液化させるために、この処理方法に用いられる装置を従来よりも単純化させることができ、その処理コストを従来より低減させることができる。また、この廃プラスチックの処理方法では、油浴槽１２内にて２８０〜３２０℃と比較的低温で廃プラスチック中のエステル系ポリマーをガスまでの過剰分解をさせずに液化させることにより、装置の閉塞と腐食の原因となるテレフタル酸や安息香酸等の結晶性有機酸の生成を阻止できる。更に、外部から添加された有機媒体が完全に回収され循環することにより油浴槽１２中の有機媒体量と低粘度を維持することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、有機媒体が環状炭化水素系化合物又は廃プラスチックに含まれる炭化水素系ポリマー残留分の分解重質油又はエステル系ポリマーの液化油のうち少なくとも１種であることを特徴とする。
この請求項２に記載された廃プラスチックの処理方法では、化学的に安定な有機媒体を使用することができる。ここで、環状炭化水素系化合物としては、環数１個以上の芳香族、ナフテンの骨格に側鎖としてアルキル基を付加した、或いは付加していない構造を持つ有機物の単成分又は混合物が挙げられる。また、例えば沸点が３５０℃以上の有機媒体を使用することで、凝縮器１８においてその有機媒体を完全に凝縮することができ、その有機媒体を油浴槽１２中の有機媒体として循環させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、凝縮器１８で得られた液状の有機媒体を油浴槽１２に供給して再利用することを特徴とする。
この請求項３に記載された廃プラスチックの処理方法では、有機媒体の有効利用が図られ、油浴槽１２中に新たな有機媒体の補給を不要にし又は低減することができる。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、凝縮器１８で得られた油蒸気を室温まで冷却して液状油を得る工程と、液状油又は脱塩液化工程の油浴槽１２で得られたエステル系ポリマーの液化油のいずれか一方又は双方を水及び酸化剤とともに８００〜１０００℃でガス化させることによりＨ₂，ＣＯ₂，ＣＯ及びＣＨ₄を主成分とする可燃性ガスを得るガス化工程とを更に含むことを特徴とする。
この請求項４に記載された廃プラスチックの処理方法では、得られた可燃性ガスを熱源又は発電用の燃料等として利用することができる。ここで、酸化剤としては、Ｏ₂，Ｏ₃，空気等が挙げられる。

請求項５に係る発明は、請求項４記載の凝縮器１８で得られた油蒸気を室温まで冷却して液状油を製造する液状油の製造方法である。
請求項６に係る発明は、請求項５の方法で製造された液状油又は脱塩液化工程の油浴槽１２で得られたエステル系ポリマーの液化油のいずれか一方又は双方を水及び酸化剤とともに８００〜１０００℃でガス化させることによりＨ₂，ＣＯ₂，ＣＯ及びＣＨ₄を主成分とする可燃性ガスを製造する可燃性ガスの製造方法である。

請求項７に係る発明は、図３に示すように、油浴槽３２と、油浴槽３２に貯えられる有機媒体を２８０〜３２０℃に加熱保持する加熱手段３３と、油浴槽３２の一端に設けられ塩素系ポリマーとエステル系ポリマーと炭化水素系ポリマーを含む廃プラスチックを有機媒体に投入可能に構成されたホッパ３１と、油浴槽３２に中心軸３４ａを水平にして設けられ中心軸３４ａを回転中心として回転することにより有機媒体中に投入された廃プラスチックを塩素系ポリマーの脱塩とエステル系ポリマーの液化と炭化水素系ポリマーの液化を行いながら油浴槽３２の一端から他端に搬送可能に構成された搬送羽根３４と、油浴槽３２の他端に設けられ有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを脱塩廃プラスチックに同伴する有機媒体とともに油浴槽３２から取出す脱塩廃プラスチック取出し手段４７とを備えた廃プラスチックの処理装置である。
この請求項７に記載された廃プラスチックの処理装置では、油浴槽３２内の油を加熱手段３３により２８０〜３２０℃に加熱すると、油浴槽３２内の廃プラスチックのうちエステル系ポリマーは液化して有機媒体に沈降する。また廃プラスチックのうち塩素系ポリマーは脱塩されて脱塩残渣４３が有機媒体に浮上し、液化しない廃プラスチック４４も有機媒体に浮上する。従って、塩素系ポリマーとエステル系ポリマーを分離して処理することができる。

請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明であって、油浴槽３２より取出された有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを３２０〜５５０℃の温度に加熱し熱分解して脱塩廃プラスチックの油蒸気と同伴した有機媒体の揮発分を生成する炉本体５７及び油蒸気と有機媒体の揮発分を炉本体から排出するガス出口５７ｂを有する加熱炉５６と、油蒸気を３００〜３５０℃まで降温させて油蒸気と液状の有機媒体を得る凝縮器６１とを更に備えたことを特徴とする。
この請求項８に記載された廃プラスチックの処理装置では、エステル系ポリマーから分離された脱塩廃プラスチックを熱分解させるため、エステル系ポリマーを含む脱塩プラスチックを熱分解させる場合と比較して、高温分解によるテレフタル酸や安息香酸等の結晶性有機物の生成が避けられ、この結果、装置の閉塞と腐食を防止できるとともに、温度管理が容易で処理コストを低減できる等の課題を根本的に解決できる。

以上述べたように、本発明によれば、炭化水素系ポリマーを予め分離させて塩素系ポリマーとエステル系ポリマーとを主として含む廃プラスチックを油浴槽中の有機媒体に浸漬するので、この処理に用いられる装置を従来よりも単純化させることができ、その処理コストを従来より低減させることができる。また、有機媒体に浸漬された廃プラスチックにおける塩素系ポリマーは脱塩されエステル系ポリマーは液化して分離されるので、高温分解によるテレフタル酸や安息香酸等の結晶性有機物の生成が避けられる。
また油浴槽中の油に浮上した脱塩廃プラスチックをその脱塩廃プラスチックに同伴する有機媒体とともに油浴槽から取出し、加熱炉で脱塩廃プラスチックを熱分解することにより油蒸気を生成した後に、凝縮器で油蒸気を降温させて液状の有機媒体とガス状の油蒸気とに分離すれば、エステル系ポリマーを脱塩残渣や炭化水素系ポリマーとともに熱分解させる場合と比較して、高温分解によるテレフタル酸や安息香酸等の結晶性有機物の生成が避けられる。この結果、装置の閉塞と腐食を防止できるとともに、温度管理が容易で処理コストを低減できる等の課題を根本的に解決できる。

また液状の有機媒体を油浴槽の有機媒体に利用すれば、油浴槽内の有機媒体の外部からの補給を不要にできるか或いは補給を低減でき、凝縮器で得られた油蒸気を室温まで冷却して得られた液状油又は脱塩液化工程の油浴槽で得られたエステル系ポリマーの液化油のいずれか一方又は双方を水及び酸化剤とともにガス化して可燃性ガスを得れば、その得られた可燃性ガスを熱源又は発電用の燃料等として利用することができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
処理すべき廃プラスチックは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の炭化水素系ポリマーからなる廃プラスチックと、塩素系ポリマー、エステル系ポリマー（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ））等の非炭化水素系ポリマーからなる廃プラスチックとに分けられる。図１及び図２に示すように、本発明の廃プラスチックの処理方法は、先ず廃プラスチックから比重差により炭化水素系ポリマーを分離して抜出すことから始められる。ここで、廃プラスチックから比重差により抜出されるのはＰＰ、ＰＥ及びＰＳの一部であり、炭化水素系ポリマーの一部が抜出された残留廃プラスチックは、塩素系ポリマーやエステル系ポリマーを主成分とするものになる。ここで、比重差により抜き出される炭化水素系ポリマーは９０重量％以下であって、抜出された炭化水素系ポリマーの一部はマテリアルリサイクルとして再利用される。

次に、炭化水素系ポリマーの一部が抜出された残留廃プラスチックは、油浴槽１２中で２８０〜３２０℃、好ましくは３００〜３２０℃の温度に維持された有機媒体に、１０〜１２０分間、好ましくは３０〜６０分間浸漬される。ここで、有機媒体に浸漬された残留廃プラスチックは、炭化水素系ポリマーの残留分、塩素系ポリマー及びエステル系ポリマーからなる。油浴槽１２中の有機媒体としては、環状炭化水素系化合物又は廃プラスチックに含まれる炭化水素系ポリマー残留分の分解重質油又はエステル系ポリマーの液化油のうちいずれか１種である。ここで、環状炭化水素系化合物としては、環数１個以上の芳香族、ナフテンなどの骨格に側鎖としてアルキル基を付加した、或いは付加していない構造を持つ有機物の単成分又は混合物が挙げられる。

この実施の形態における有機媒体は、廃プラスチックに含まれる炭化水素系ポリマー残留分の分解重質油である。ここで、この有機媒体としては、沸点が３２０℃以上のものを用いることが好ましい。なお、油浴槽１２中の油の温度を２８０〜３２０℃の範囲に限定したのは、２８０℃未満ではエステル系ポリマーが液状ではなくガム状になる不具合があり、３２０℃を越えると有機媒体の揮発分が増えるからである。また廃プラスチックの有機媒体への浸漬時間を１０〜１２０分間に限定したのは、１０分間未満では廃プラスチックが十分に脱塩と液化ができず、１２０分間を越えると揮発量が増えるからである。

塩素系ポリマーを上記有機媒体に浸漬すると、脱塩（塩素系ポリマーに含まれる塩素が水素と結合して、塩化水素ガスとなって離脱する。）されて脱塩残渣１５が有機媒体に浮上する（図２）。またエステル系ポリマーを上記有機媒体に浸漬すると、エステル系ポリマーが液化して液化油（比重１．０〜１．２）となり、窒素系ポリマーを上記有機媒体に浸漬すると、液化せずに膨張して油に浮上する。更に少量の炭化水素系ポリマーを上記有機媒体に浸漬すると液化して液化油（比重０．６〜０．８５）となる。即ち、炭化水素系ポリマーの一部が抜出された廃プラスチックを２８０〜３２０℃の温度に維持された油浴槽１２中の有機媒体に浸漬すると塩素系ポリマーは脱塩され、図２に示すように比較的比重の軽い脱塩廃プラスチック１９を有機媒体に浮上させ、それとともに比較的比重の大きいエステル系ポリマー１３を有機媒体に沈降させる。なお、塩素系ポリマーから離脱した塩化水素は後処理手段で処理されて無害化され、有機媒体に沈降したエステル系ポリマーの液化油１３は油浴槽１２の下部から取出されて再利用される。特に、図１の一点鎖線矢印で示すように、エステル系ポリマーの液化油１３を水又は酸化剤とともにガス化させれば、燃料として好ましいＨ₂，ＣＯ₂，ＣＯ及びＣＨ₄を主成分とする可燃性ガスが得られる。

次に油浴槽１２中の有機媒体に浮上した脱塩残渣と液化しない廃プラスチックを液化した炭化水素系ポリマーの残留分を含む脱塩廃プラスチックとして油浴槽１２から取出し、加熱炉１７にて３２０〜５５０℃、好ましくは４５０〜５００℃で熱分解する。これにより脱塩廃プラスチックの油蒸気とそれに同伴した有機媒体の揮発分が生成される。ここで分解又は揮発しないものは固体残渣として生成され、この固体残渣は燃料として再利用される。ここで、加熱炉１７内の温度を３２０〜５５０℃の範囲に限定したのは、３２０℃未満では熱分解速度が遅くなり、５５０℃を越えると凝縮器１８で凝縮しないガス成分が増えるからである。

更に上記油蒸気を加熱炉１７から取出した後に、凝縮器１８で３００〜３５０℃、好ましくは３００〜３２０℃まで降温させて揮発した少量の炭化水素系ポリマー分解油中の重質分を含む有機媒体を液状化させ、ガス状の油蒸気と分離する。ここで凝縮器１８の温度を３００〜３５０℃の範囲に限定したのは、有機媒体のみを液化させ、油蒸気をガス状に保つためである。なお、この凝縮器１８で得られた液状の有機媒体は油浴槽１２に供給されて再利用されるので、油浴槽１２内の有機媒体を外部から補給せずに済むか、或いはその補給量を低減できる。

凝縮器１８から取出されたガス状の油蒸気は凝縮して燃料として再利用される。具体的に説明すると、凝縮器で得られた油蒸気は更に室温まで冷却されて液状油とされる。この液状油はそのまま燃料として使用することもできるけれども、この液状油又は脱塩液化工程の油浴槽１２で得られたエステル系ポリマーの液化油のいずれか一方又は双方を水及びを酸化剤とともに８００〜１０００℃で更にガス化させることが好ましい。このようにガス化させると、燃料として好ましいＨ₂，ＣＯ₂，ＣＯ及びＣＨ₄を主成分とする可燃性ガスが得られる。

このような廃プラスチックの処理方法では、廃プラスチック中の炭化水素系ポリマーを比重分離して抜出した後にエステル系ポリマーを液化して沈降分離させ、脱塩廃プラスチックを加熱炉１７で熱分解して油蒸気を生成するので、炭化水素系ポリマーの全てを他のポリマーとともに熱分解してガス化させる場合と比較して、その処理量が少なくまたその装置が単純化し、その結果炭化水素系ポリマーのマテリアルリサイクルを含む廃プラスチックの処理コストを大幅に低減させることができる。

＜第２の実施の形態＞
図３は本発明の第２の実施の形態を示す。
この実施の形態では、廃プラスチックの処理装置が、油浴槽３２と、この油浴槽３２に貯えられる有機媒体を２８０〜３２０℃、好ましくは３００〜３２０℃に加熱保持する加熱手段３３と、油浴槽３２の一端に設けられ塩素系ポリマーとエステル系ポリマーと炭化水素系ポリマーを含む廃プラスチックを有機媒体に投入可能に構成されたホッパ３１と、油浴槽３２に中心軸３４ａを水平にして設けられその中心軸３４ａを回転中心として回転することにより有機媒体中に投入された廃プラスチックを塩素系ポリマーの脱塩とエステル系ポリマーの液化と炭化水素系ポリマーの液化を行いながら油浴槽３２の一端から他端に搬送可能に構成された搬送羽根３４と、油浴槽３２の他端に設けられ脱塩残渣４３と液化しない廃プラスチック４４と液化した炭化水素系ポリマーの残留分を含んで有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを脱塩廃プラスチックに同伴する有機媒体とともに油浴槽３２から取出す脱塩廃プラスチック取出し手段４７とを備える。油浴槽３２は水平方向に細長い方形状に形成される。加熱手段３３は、油浴槽３２を包囲して設けられたジャケット槽３３ａと、このジャケット槽３３ａに貯えられた熱媒体３３ｂとを有する。この熱媒体３３ｂにより油浴槽内の有機媒体が２８０〜３２０℃、好ましくは３００〜３２０℃の温度に加熱・維持されるように構成される。

廃プラスチックを有機媒体に投入可能に構成されたホッパ３１は油浴槽３２の一方の端部における上面に設けられ、搬送羽根３４はこの油浴槽３２の一端から他端に向かって廃プラスチックを有機媒体中で移動させるようにその中心軸３４ａを水平にして設けられる。この搬送羽根３４はモータ４１により回転駆動され、この搬送羽根３４の回転速度を調整することにより、塩素系ポリマーの脱塩と炭化水素系ポリマーの液化のための時間を確保できるようになっている。更に油浴槽３２の他方には緩斜面が形成され、この緩斜面には、この緩斜面に沿って脱塩廃プラスチックを取出し口３２ａまで引き上げる引き上げスクリュー４７が設けられる。この取出しスクリュー４７は取出しモータ４８により回転駆動される。

油浴槽３２の取出し口３２ａ（オーバフロー構造）は取出し管５４により炉本体５７の入口５７ａに接続される。加熱炉５６は、脱塩廃プラスチックが供給される筒状の炉本体５７と、この炉本体５７を３２０〜５５０℃、好ましくは４５０〜５００℃の温度に加熱する加熱装置５８とを有する。上記加熱炉５６の入口５７ａは炉本体５７の一端上面に形成され、炉本体５７の一端近傍の上面の低温部には油蒸気及び揮発分を排出するためのガス出口５７ｂが形成される。炉本体５７の一端近傍にガス出口５７ｂを設置することにより脱塩廃プラスチックに同伴した少量の有機溶媒は揮発後、迅速に系外に追い出される。有機溶媒は沸点以上の高温域を通過させないことにより、その分解は抑制され、これによって有機溶媒の補給量を最小にすることができる。

一方、炉本体５７の他端下面には固体残渣を排出するための固体出口５７ｃが形成される。また炉本体５７内部にはこの炉本体５７に投入された脱塩廃プラスチックを分解揮発させながら一端から他端に向って搬送する搬送手段（図示せず）が設けられる。搬送手段は、炉本体５７の一端から他端に向って脱塩廃プラスチックを搬送するスクリューコンベア（図示せず）でもよく、或いは炉本体５７を一端から他端に向って下方に傾斜させるとともに炉本体５７をその軸を中心に回転させる構造でもよい。また加熱装置５８は、加熱ガスを発生するバーナ５８ａと、炉本体５７を包囲して設けられ加熱ガスが流通する加熱ガス流通部５８ｂとを有する。

炉本体５７のガス出口５７ｂはガス入口管５９により凝縮器６１のガス入口６１ａに接続される。凝縮器６１は好ましくは油浴槽３２より上方に設けられ、油蒸気及び揮発分を３００〜３５０℃、好ましくは３００〜３２０℃まで降温させるように構成される。ガス入口６１ａは凝縮器６１の下端に形成され、凝縮器６１の上面にはガス出口６１ｂが形成される。また凝縮器６１の上部側面には液出口６１ｃが形成され、この液出口６１ｃは連通管６２によりホッパ３１を通して油浴槽３２に連通接続される。ガス入口管５９には凝縮器６１内の有機媒体が逆流するのを阻止する逆止弁６３が設けられ、ガス出口６１ｂはガス出口管６４により冷却手段６６に接続される。更に凝縮器６１にはこの凝縮器６１内の有機媒体を撹拌する凝縮撹拌羽根６８が設けられ、この撹拌羽根６８は凝縮用モータ６９により駆動される。

一方、凝縮器６１には熱交換手段７１が設けられる。この熱交換手段７１は、途中が蛇行して形成された熱交換用管路７２を備え、熱交換用管路７２の蛇行部は凝縮器６１内に挿入される。この熱交換用管路には所定の温度に維持された熱媒体が循環させられるようになっている。また、油浴槽３２のエステル系ポリマーの液油排出口３２ｂには油排出管８２が接続され、油排出管８２にはこの油排出管８２を開閉する電磁弁８３が設けられる。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

このように構成された廃プラスチックの処理装置の動作を説明する。
先ず、塩素系ポリマーとエステル系ポリマーを主として含む廃プラスチックをホッパ３１に投入して油浴槽３２に供給する。油浴槽３２内の廃プラスチックは搬送羽根３４により有機媒体と十分に接触して脱塩液化しながら油浴槽３２の一端から他端に流れる。廃プラスチックのうちエステル系ポリマーは液化し、エステル系ポリマーの液化油９４は有機媒体との比重差によりその有機媒体と分相して沈降する。なお、廃プラスチック中に炭化水素系ポリマーが含まれていた場合には、その炭化水素系ポリマーは液化して有機媒体と混合する。また塩素系ポリマーは脱塩されて脱塩残渣４３が油に浮上し、液化しない廃プラスチック４４は膨張して油に浮上する。なお、塩素系ポリマーから離脱した塩素は水素と結合して塩化水素ガスとなり、油浴槽３２上面から排出されて後処理手段（図示せず）で無害化される。また、油浴槽３２下部に沈降したエステル系ポリマーの液化油９４の浮上は上昇抑制手段９６により抑制されるので、エステル系ポリマーの液化油９４は脱塩廃プラスチックと分離した状態に保たれる。このエステル系ポリマーの液化油９４は油排出口３２ｂから排出され、直接ガス化の燃料として再利用される。従って、高温分解までのテレフタル酸や安息香酸等の結晶性有機酸が生成されず、装置の閉塞及び装置の腐食が生じない。

一方、油浴槽３２の油に浮上した脱塩廃プラスチックは、取出し手段である取出しスクリュー４７により取出し口３２ａに搬送され、この取出し口３２ａからオーバフローし取出し管５４を通って加熱炉５６の炉本体５７に供給され、更に炉本体５７内で加熱されて熱分解し油蒸気が生成される。この油蒸気は同伴した有機媒体の揮発分とともにガス入口管５９を通って凝縮器６１内に導かれ、凝縮器６１内で３００〜３５０℃まで冷却されるので、油蒸気中の重質分を含む有機媒体を液化し、液化しない油蒸気はガス状のままガス出口管６４を通って冷却手段６６に導入され、この冷却手段６６により液化されて、燃料として再利用できる。また凝縮器６１内の液状の有機媒体６７は連通管６２及びホッパ３１を通って油浴槽３２に供給されるので、油浴槽３２内の有機媒体を外部から補給せずに済む。なお、加熱炉５６の炉本体５７内に残った固体残渣は搬送手段により固体出口５７ｃまで搬送され、固体出口５７ｃから排出されて燃料として再利用される。

なお、上述した第２の実施の形態では、油浴槽３２の他方に緩斜面を形成してこの緩斜面に脱塩廃プラスチック取出し手段である引き上げスクリュー４７を設けたけれども、図４に示すように、搬送羽根３４が回転することにより脱塩液化しながら油浴槽の一端から他端に廃プラスチックが移動し、その移動に伴って脱塩廃プラスチックが油浴槽３２の緩斜面に沿って上昇して取出し口３２ａにまで達するように構成しても良い。図４に示す装置は、有機媒体がエステル系ポリマーの分解油も適した装置であり、マイルドな混合と必要な滞留時間を確保でき、脱塩後の廃プラスチックを自動的に加熱炉に送り出すことができる。

次に本発明の実施例を詳しく説明する。
＜実施例１＞
図３に示すように、先ず炭化水素系ポリマーの大部分が抜き出された廃プラスチックの模擬物を３００℃の油浴槽３２に入れ、廃プラスチックを石油蒸留残渣からなる有機媒体に４０分間滞留させて、脱塩及び液化した。この模擬物の原料組成の割合は、ＰＥＴが２５．０重量％、ＰＶＣが１０．００重量％、その他が６５．０重量％であった。また上記その他は、ＰＰ，ＰＥ，ＰＳ，ＡＢＳなどの組成から構成される。これらの成分の重量比は実際の廃プラスチックの組成に基づいて調整した。次に上記脱塩・液化工程で、ＰＥＴの液化油９４及び第１揮発分をそれぞれ回収し、これらに含まれるＰＥＴ成分、塩素及びその他の成分の重量を測定するとともに、それらの転換率を算出し、表１に示した。

一方、上記脱塩・液化工程により生成された脱塩残渣４３と、液化せずに膨張したＡＢＳと、炭化水素系ポリマーの液化油４６とを５２０℃に加熱した加熱炉５６に約１０分間の滞留時間で熱分解した。上記熱分解工程で得られた油蒸気を３５０℃の凝縮器６１に供給して、有機媒体をほぼ１００％凝縮して液化し、油蒸気と分離した。加熱炉に残った残渣と油蒸気をそれぞれ回収し、これらに含まれるＰＥＴ成分、塩素及びその他の成分の重量を測定するとともに、それらの転換率を算出し、表１に示した。

＜評価＞
表１から明らかなように、脱塩・液化工程では、ＰＶＣが３００℃と低温であっても９７．４０％と略全量分解でき、この分解した塩素を塩化水素として除去できた。また脱塩・液化工程では、８７％と多くのＰＥＴを液化油として分離・回収できた。
一方、熱分解・凝縮工程では、塩素とＰＥＴを除いたその他の成分は大部分（９５．１４％）が油蒸気に転換された。また油蒸気に含まれるＰＥＴの分解物は０．８０％と非常に少なかった。この結果、高温熱分解揮発分系の閉塞や腐食を抑制できるとともに、ＰＥＴの熱分解により生成される結晶性有機酸の固形分をガス状の軽質油から分離する工程を省略できる。

本発明第１実施形態の廃プラスチックの処理方法を示す構成図である。 その処理に用いられる油浴槽内の状態を示す構成図である。 本発明の第２実施形態を示す断面構成図である。 本発明の別の第２実施形態を示す断面構成図である。

符号の説明

１２，３２ 油浴槽
１８，６１ 凝縮器
３１ ホッパ
３３ 加熱手段
３４ 搬送羽根
３４ａ 中心軸
４３ 脱塩残渣
４４ 液化しない廃プラスチック
４７ 脱塩廃プラスチック取出し手段
５６ 加熱炉

Claims (8)

1. 塩素系ポリマーとエステル系ポリマーと炭化水素系ポリマーを含む廃プラスチックから比重差により前記炭化水素系ポリマーの一部を分離して抜出す工程と、
   前記炭化水素系ポリマーの一部が抜出された前記廃プラスチックを２８０〜３２０℃の温度に維持された油浴槽(12)中の有機媒体に浸漬することにより、前記塩素系ポリマーの脱塩と前記エステル系ポリマーの液化と前記炭化水素系ポリマーの液化を行うとともに脱塩残渣と液化しない廃プラスチックを前記液化した炭化水素系ポリマーの残留分を含む脱塩廃プラスチックとして前記有機媒体に浮上させかつ前記液化したエステル系ポリマーを前記有機媒体に沈降させる脱塩液化工程と、
   前記有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを前記脱塩廃プラスチックに同伴する有機媒体とともに前記油浴槽(12)から取出して３２０〜５５０℃で熱分解することにより脱塩廃プラスチックの油蒸気と前記同伴した有機媒体の揮発分を生成する工程と、
   前記油蒸気及び前記有機媒体の揮発分を凝縮器(18)で３００〜３５０℃まで降温させて液状の有機媒体と油蒸気とに分離する工程と
   を含む廃プラスチックの処理方法。
2. 有機媒体が環状炭化水素系化合物又は廃プラスチックに含まれる炭化水素系ポリマー残留分の分解重質油又はエステル系ポリマーの液化油のうち少なくとも１種である請求項１記載の廃プラスチックの処理方法。
3. 凝縮器(18)で得られた液状の有機媒体を油浴槽(12)に供給して再利用する請求項１又は２記載の廃プラスチックの処理方法。
4. 凝縮器(18)で得られた油蒸気を室温まで冷却して液状油を得る工程と、前記液状油又は脱塩液化工程の油浴槽(12)で得られたエステル系ポリマーの液化油のいずれか一方又は双方を水及び酸化剤とともに８００〜１０００℃でガス化させることによりＨ₂，ＣＯ₂，ＣＯ及びＣＨ₄を主成分とする可燃性ガスを得るガス化工程とを更に含む請求項１ないし３いずれか１項に記載の廃プラスチックの処理方法。
5. 請求項４記載の凝縮器(18)で得られた油蒸気を室温まで冷却して液状油を製造する液状油の製造方法。
6. 請求項５の方法で製造された液状油又は脱塩液化工程の油浴槽(12)で得られたエステル系ポリマーの液化油のいずれか一方又は双方を水及び酸化剤とともに８００〜１０００℃でガス化させることによりＨ₂，ＣＯ₂，ＣＯ及びＣＨ₄を主成分とする可燃性ガスを製造する可燃性ガスの製造方法。
7. 油浴槽(32)と、
   前記油浴槽(32)に貯えられる有機媒体を２８０〜３２０℃に加熱保持する加熱手段(33)と、
   前記油浴槽(32)の一端に設けられ塩素系ポリマーとエステル系ポリマーと炭化水素系ポリマーを含む廃プラスチックを前記有機媒体に投入可能に構成されたホッパ(31)と、
   前記油浴槽(32)に中心軸(34a)を水平にして設けられ前記中心軸(34a)を回転中心として回転することにより前記有機媒体中に投入された前記廃プラスチックを前記塩素系ポリマーの脱塩と前記エステル系ポリマーの液化と前記炭化水素系ポリマーの液化を行いながら前記油浴槽(32)の一端から他端に搬送可能に構成された搬送羽根(34)と、
   前記油浴槽(32)の他端に設けられ脱塩残渣(43)と液化しない廃プラスチック(44)と液化した炭化水素系ポリマーの残留分を含んで前記有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを前記脱塩廃プラスチックに同伴する有機媒体とともに前記油浴槽(32)から取出す脱塩廃プラスチック取出し手段(47)と
   を備えた廃プラスチックの処理装置。
8. 油浴槽(32)より取出された有機媒体に浮上した脱塩廃プラスチックを３２０〜５５０℃の温度に加熱し熱分解して脱塩廃プラスチックの油蒸気と同伴した有機媒体の揮発分を生成する炉本体(57)及び前記油蒸気と前記有機媒体の揮発分を前記炉本体から排出するガス出口(57b)を有する加熱炉(56)と、前記油蒸気を３００〜３５０℃まで降温させて油蒸気と液状の有機媒体を得る凝縮器(61)とを更に備えた請求項７記載の廃プラスチックの処理装置。

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