JP2005162881A - 廃プラスチックの処理方法及びその処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 塩素等を生じさせることなく廃プラスチックを有効に処理する。
【解決手段】 廃プラスチックの処理方法は、粒状又は塊状のCaCO313が充填された筒状の炉本体12に廃プラスチック11を投入する工程と、炉本体内部で廃プラスチックを320〜550℃で熱分解して油蒸気を生成しつつ熱分解時に生じる酸性ガスをCaCO313の表面に吸着させる工程と、炉本体からその油蒸気を取り出して室温まで冷却して液状油を得る工程とを含む。廃プラスチックから塩素系ポリマーを脱塩する工程を更に含むことが好ましく、CaCO3とともに金属又はセラミックからなる球23を炉本体に充填することが更に好ましい。この処理装置は、CaCO3の炉本体内部における移動を阻止する仕切板22を炉本体の内部に設け、その回転により球をCaCO3とともに掻き上げる掻き上げ板24を炉本体の内部周壁に複数設けられることが好ましい。
【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する。従来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としては、主に熱分解により行われており、例えばエステル系ポリマーを含む廃プラスチックを熱分解槽で分解して熱分解ガスを生成し、熱分解槽の出口に接続された攪拌冷却槽で熱分解ガスを凝縮して生成油を得る廃プラスチックの油化処理方法(例えば、特許文献1参照。)が知られている。この油化処理方法では、熱分解ガス中のテレフタル酸や安息香酸等が攪拌冷却槽内の生成油と直接接触して冷却され、生成油に析出した後除去されるので、熱分解系などの閉塞を防止できるようになっている。
特開平8−120113号公報(特許請求の範囲)
しかし、この廃プラスチックの油化処理方法では、用いられている装置が複雑になり、有機酸により装置が腐食し、温度管理が難しく、処理コストが増大するなどの問題点があり、また処理負荷が重く、更に回収された低純度の結晶性有機物を処理する方法が難しい問題点があった。
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、特願2003−383226)。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、上記の方法により得られた脱塩廃プラスチックには、窒素、硫黄及び少量の分解残留塩素が存在し、これらの廃プラスチックを高温分解する際に窒素、硫黄及び塩素などを含む酸性ガスが生成することによって燃料製品の品質が低下する。そのため、燃料製品に含まれる窒素、硫黄及び塩素などを含む酸性ガスを除去する工程が必要となる。また、窒素、硫黄及び塩素は酸性ガスの他に、有機化合物の形態で燃料製品に含まれており、これら有機化合物形態の窒素、硫黄、塩素を効果的に酸性ガスに分解する必要がある。このため、より低コストで効率的に処理することが望ましい。
本発明の目的は、塩素、窒素、及び硫黄などを含む酸性ガスを除去する工程を必要とせずに、これら酸性ガスを効果的に除去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することにある。
請求項1に係る発明は、図1に示すように、粒状又は塊状のCaCO313が充填されかつ回転する筒状の炉本体12に廃プラスチック11を投入する工程と、炉本体12内部で廃プラスチック11を320〜550℃で熱分解して油蒸気を生成しつつ熱分解時に生じる酸性ガスをCaCO313の表面に吸着させる工程と、炉本体12から油蒸気を取り出して室温まで冷却して液状油を得る工程とを含む廃プラスチックの処理方法である。
請求項6に係る発明は、粒状又は塊状のCaCO313が充填されかつ回転する筒状の炉本体12に廃プラスチック11を投入する工程と、炉本体12内部で廃プラスチック11を320〜550℃で熱分解して油蒸気を生成しつつ熱分解時に生じる酸性ガスをCaCO313の表面に吸着させる工程と、炉本体12から油蒸気を取り出して室温まで冷却して液状油を得る工程とを含む液状油の製造方法である。
この請求項1に記載された廃プラスチックの処理方法及び請求項6に記載された液状油の製造方法では、粒状又は塊状のCaCO313が充填された筒状の炉本体12に廃プラスチック11を投入して熱処理するので、廃プラスチック11を高温分解する際に発生する酸性ガスをそのCaCO313の表面に吸着させることができる。このため、熱分解工程の後に酸性ガスを処理する工程を別に設けることを必要とせずに、その処理工程が単純化して廃プラスチックの処理コスト及び液状油の製造コストを大幅に低減させることができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、廃プラスチック11から塩素系ポリマーを脱塩する工程を更に含み、塩素系ポリマーが脱塩された廃プラスチック11を炉本体12に投入することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6に係る発明であって、廃プラスチック11から塩素系ポリマーを脱塩する工程を更に含み、塩素系ポリマーが脱塩された廃プラスチック11を炉本体12に投入す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及び請求項7に記載された液状油の製造方法では、炉本体12に充填する粒状又は塊状のCaCO313の量を低減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、CaCO313の平均粒径が5〜200mmであることを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項6又は7に係る発明であって、CaCO313の平均粒径が5〜200mmであ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及び請求項8に記載された液状油の製造方法では、廃プラスチック11を高温分解する際に発生する酸性ガスを、炉本体12内部に充填されたCaCO313の表面に吸着されることができる。
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、粒状又は塊状のCaCO313とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球23が炉本体12に充填されたことを特徴とする。
請求項9に係る発明は、請求項6ないし8いずれか1項に係る発明であって、粒状又は塊状のCaCO313とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球23が炉本体12に充填されたことを特徴とする。
この請求項4に記載された廃プラスチックの処理方法及び請求項9に記載された液状油の製造方法では、金属又はセラミックからなる球23が粒状又は塊状のCaCO313と衝突してその表面に生成した化合物を剥落させ、落とした固形粉末を軸方向に移行させ、系外に排出させてCaCO313の表面を常に更新させて酸性ガスをCaCO313の更新された新たな表面に吸着させることができる。
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4いずれか1項に係る発明であって、油蒸気を室温まで冷却して得られた液状油を酸化剤及びH2O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。
請求項10に係る発明は、請求項6ないし9いずれかの方法で製造された液状油を酸化剤及びH2O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。
この請求項5に記載された廃プラスチックの処理方法及び請求項10に記載された可燃性ガスの製造方法では、得られた可燃性ガスを熱源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11に係る発明は、筒状の炉本体12の一端に設けられ炉本体12の一端側内部に廃プラスチック11を投入可能に構成された搬入装置16と、炉本体12の他端に形成され油蒸気を排出するためのガス出口12bと、炉本体12の他端に形成され固体残渣を排出するための固体出口12cと、炉本体12の中心軸を回転中心として炉本体12を回転させ炉本体12の一端側内部に投入された廃プラスチック11を炉本体12の他端に向けて搬送させる回転手段17と、炉本体12の内部を320〜550℃の温度に加熱して一端から他端に向けて移動する廃プラスチック11を320〜550℃で熱分解させて油蒸気を生成する加熱装置14と、炉本体12に充填され廃プラスチック11の熱分解に伴って発生する酸性ガスを吸着する粒状又は塊状のCaCO313とを備えた廃プスチックの処理装置である。
この請求項11に記載された廃プラスチックの処理装置では、炉本体12の一端に投入された廃プラスチック11は、回転手段17により回転する炉本体12の内部を一端から他端に向かって移動するとともに、加熱装置14により320〜550℃、好ましくは450〜500℃に維持された炉本体12の内部で熱分解させる。この高温分解する際に発生する酸性ガスを炉本体12に充填したCaCO313の表面に吸着させることができる。
請求項12に係る発明は、請求項11に係る発明であって、粒状又は塊状のCaCO313の炉本体12内部における軸方向の移動を阻止する仕切板22が炉本体12の内部に複数設けられたことを特徴とする。
この請求項12に記載された廃プラスチックの処理装置では、仕切板22により炉本体12内部におけるCaCO313の軸方向の移動を阻止するため、CaCO313は炉内に残留し、酸性ガスを有効に吸着させ、使用量は大幅に低減することができる。
請求項13に係る発明は、請求項11又は12に係る発明であって、CaCO313の平均粒径が5〜200mmであって、CaCO313とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球23が炉本体12に充填され、炉本体12の回転により球23をCaCO313とともに掻き上げる掻き上げ板24が炉本体12の内部周壁に軸方向に沿って1又は2以上設けられたことを特徴とする。
この請求項13に記載された廃プラスチックの処理装置では、炉本体12が回転することにより掻き上げ板24が球23をCaCO313とともに掻き上げる。その後球23はCaCO313とともに落下して金属又はセラミックからなる球23は粒状又は塊状のCaCO313に衝突してその表面の酸性ガスを吸着した部分を剥落させ、落とされた固形粉末の化合物のみを系外に排出する。これによりCaCO313の表面を常に更新させ、酸性ガスを有効に吸着させることができるとともに、CaCO313の使用量が大幅に低減することによりプロセスにおいて生成する廃棄物量が少なくなる。
請求項14に係る発明は、請求項11ないし13いずれか1項に係る発明であって、ガス出口12bから排出された油蒸気を室温まで冷却して液状油を得る冷却器19と、液状油を酸化剤及びH2Oとともに800〜1000℃でガス化させてH2,CO2,CO及びCH4を主成分とする可燃性ガスを得るガス化炉21とを更に備えたことを特徴とする。
この請求項14に記載された廃プラスチックの処理装置では、熱源等として利用し得る可燃性ガスを得ることができる。
なお、この明細書で「酸性ガス」とは、HCl、HCN、H2S、HF、HBrなどのガスをいうものとする。
以上述べたように、本発明によれば、粒状又は塊状のCaCO3が充填された筒状の炉本体に廃プラスチックを投入して熱分解して油蒸気を生成するので、その際に発生する酸性ガスをそのCaCO3の表面に吸着させることができる。このため、熱分解工程の後に酸性ガスを処理する工程を別に設けることを必要とせずに、その処理工程が単純化して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。この場合、廃プラスチックから塩素系ポリマーを予め脱塩しておけば、炉本体に充填する粒状又は塊状のCaCO3の量を低減させることができる。そして、CaCO3の平均粒径が5〜200mmであれば、酸性ガスを有効に表面に吸着されることができ、粒状又は塊状のCaCO3とともに金属又はセラミックからなる球を炉本体に充填すれば、それが粒状又は塊状のCaCO3と衝突してその表面の酸性ガスを吸着した部分を剥落させ、落とされた固形粉末の化合物のみを系外に排出する。これによりCaCO3の表面を常に更新させ、酸性ガスを有効に吸着させることができるとともに、CaCO3の使用量が大幅に低減することによりプロセスにおける生成する廃棄物量を少なくさせることができる。
また、装置として、他端に油蒸気を排出するためのガス出口が形成され他端に固体残渣を排出するための固体出口が形成された筒状の炉本体と、炉本体の一端に設けられ炉本体の一端側内部に廃プラスチックを投入可能に構成された搬入装置と、炉本体の中心軸を回転中心として炉本体を回転させ炉本体の一端側内部に投入された廃プラスチックを炉本体の他端に向けて搬送させる回転手段と、炉本体の内部を320〜550℃の温度に加熱して一端から他端に向けて移動する廃プラスチックを320〜550℃で熱分解させて油蒸気を生成する加熱装置と、炉本体に充填され廃プラスチックの熱分解に伴って発生する酸性ガスを吸着する粒状又は塊状のCaCO3とを備えれば、高温分解する際に発生する酸性ガスを炉本体に充填したCaCO3の表面に吸着させつつ、廃プラスチックを連続的に処理することができる。
そして、粒状又は塊状のCaCO3の炉本体内部における軸方向の移動を阻止するため、未反応のCaCO3は炉内に残留し、酸性ガスを有効に吸着させ、使用量は大幅に低減することができる。また、CaCO3とともに金属又はセラミックからなる球を炉本体に充填し、その炉本体の回転により球をCaCO3とともに掻き上げる掻き上げ板を炉本体の内部周壁に軸方向に沿って複数設ければ、掻き上げられてCaCO3とともに落下してその球は粒状又は塊状のCaCO3に衝突してその表面に生成した化合物を剥落させ、落とした固形粉末を軸方向に移行させ、系外に排出させる。これにより、CaCO3の表面を常に更新させることができる。更に、ガス出口から排出された油蒸気を室温まで冷却して液状油を得る冷却器と、液状油を酸化剤及びH2O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炉とを更に備えれば、熱源等として利用し得る可燃性ガスを得ることができる。
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>
この第1の実施の形態では廃プラスチックの処理方法を示し、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とに分けられる。本発明の廃プラスチックの処理方法は、これらの全てを含む廃プラスチックを処理することができるけれども、塩素系ポリマーにあっては処理以前に脱塩することが好ましい。この塩素系ポリマーの脱塩は、塩素系ポリマーを含む廃プラスチックを280〜320℃の温度で脱塩させることにより得られる。即ち、廃プラスチックを、油浴槽中で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分間浸漬する。
廃プラスチックを上記有機媒体に浸漬すると、廃プラスチックにおける塩素系ポリマーが脱塩(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。)されて脱塩残渣が有機媒体に浮上する。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、更に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、処理プラスチックを280〜320℃の温度に維持された有機媒体に浸漬すると塩素系ポリマーは脱塩され、比較的比重の軽い脱塩残渣並びに液化しない廃プラスチック及び液化した炭化水素系ポリマー(以下、「脱塩廃プラスチック」という。)は有機媒体に浮上し、それとともに比較的比重の大きいエステル系ポリマーは有機媒体に沈降することにより脱塩廃プラスチックとエステル系ポリマーの液化油は分離され、回収される。回収されたエステル系ポリマーの液化油は燃料として再利用される。
図1に示すように、このようにして塩素系ポリマーが脱塩された廃プラスチック11が処理装置である炉本体12に投入されて処理される。この炉本体12には粒状又は塊状のCaCO313が充填され、この炉本体12の内部で廃プラスチック11は320〜550℃、好ましくは450〜500℃で熱分解される。これにより脱塩廃プラスチックは熱分解して油蒸気となり、その油蒸気に含まれた酸性ガスは粒状又は塊状のCaCO313の表面に吸着される。少量の分解残量物及びCaCO313の表面から落とされたCaの塩素、窒素及び硫黄の固形化合物は残渣として系外に排出される。ここで、炉本体12内部の温度を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℃を越えると凝縮しないガス成分が増えるからである。
また、CaCO313の平均粒径は5〜200mmであることが好ましく、粒状又は塊状のCaCO313とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球を炉本体に充填することが好ましい。CaCO313の平均粒径が5mm未満であると未反応の粒子が容易に系外に流出することによりCaCO313の添加量が増加する、平均粒子が50mmを越えると、その比表面積が減少して、吸着効率が低下するとともに、その取り扱いが困難になるからである。ここでCaCO313の平均粒径は10〜30mmであることが更に好ましい。一方、金属又はセラミックからなる球を炉本体に充填すると、これらの球が粒状又は塊状のCaCO313と衝突してその表面の酸性ガスを吸着した部分を剥落させ、落とされた固形粉末の化合物のみを系外に排出する。これによりCaCO313の表面を常に更新させるからである。ここでその球の直径を50〜200mmとするのは、その直径が50mm未満であると流出し易い不具合があり、その直径が200mmを越えると重すぎるためにCaCO313が粉砕されて系外に排出される不具合があるからである。
一方、油蒸気は炉本体12から取出された後に、冷却器19で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、この液状油を酸化剤及びH2Oとともに800〜1000℃で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、粒状又は塊状のCaCO313が充填された筒状の炉本体12に廃プラスチック11を投入して熱処理するので、廃プラスチック11を高温分解する際に発生する酸性ガスをそのCaCO313の表面に吸着させることができる。このため、熱分解工程の後に酸性ガスを処理する工程を別に設けることを必要とせずに、その処理工程が単純化して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>
次に本発明の第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を示す。図1に示すように、この廃プラスチックの処理装置は、廃プラスチック11が投入される筒状の炉本体12と、この炉本体12を320〜550℃、好ましくは450〜500℃の温度に加熱する加熱装置14とを有する。炉本体12の他端近傍の上面には油蒸気を排出するためのガス出口12bが形成され、このように炉本体12の他端近傍にガス出口12bを形成することにより分解揮発分中に含まれる酸性ガスがCaCO3と十分に接触し、吸着されることが可能になる。一方、炉本体12の他端下面には固体残渣を排出するための固体出口12cが形成される。この炉本体12の一端には、この炉本体12の一端側内部に廃プラスチック11を投入可能な搬入装置16が設けられる。この搬入装置16は、一端に廃プラスチックを投入するためのホッパ16bが設けられ他端が炉本体12の一端に装着された筒体16aと、この筒体16aの一端にホッパから投入された廃プラスチックを筒体16aの他端に向って搬送するスクリューコンベア16cと、このスクリューコンベア16cを回転駆動するスクリュー用モータ16dとを有する。
また、この装置は炉本体12の中心軸を回転中心としてこの炉本体12を回転させる回転手段17が設けられる。この回転手段17は、この炉本体12を回転させることにより炉本体12の一端側内部に投入された廃プラスチック11をこの炉本体12の他端に向けて搬送させるように構成される。この実施の形態における回転手段17の具体的構成は、炉本体12の外周に外周を接触させたローラ17aと、このローラ17aを回転させる回転モータ17とにより構成される。一方、加熱装置14は、加熱ガスを発生するバーナ14aと、炉本体12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14bをと有する。この加熱装置14ではバーナ14aから発生させた加熱ガスを加熱ガス流通部14bの内部に流通させることにより、その流通部14bが包囲した炉本体12の内部を320〜550℃の温度に加熱して一端から他端に向けて移動する廃プラスチックを320〜550℃で熱分解させて油蒸気を生成するように構成される。
炉本体12には粒径が5〜200mmの粒状又は塊状のCaCO313が充填され、このCaCO313とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球23が炉本体12に充填される。そして、この粒状又は塊状のCaCO313の炉本体12内部における軸方向の移動を阻止する仕切板22が炉本体12の内部に複数設けられる。この実施の形態における仕切板22は、図2に示すように、中央に廃プラスチック11の揮発分が流通可能な大きさの孔22aが形成されたドーナツ状の円板であり、同形同大のものが炉本体12に軸方向に所定の間隔を開けて四枚設けられる。仕切板22の外径は炉本体12の内径より小さく形成され、周囲に取付部材22bが放射状に取付けられる。この取付部材22bにより仕切板22は炉本体12の内部に同軸に設けられ、取付けられた状態で炉本体12の内面と外周との間隔wが粒状又は塊状のCaCO313及び球23の各直径よりも小さくなるように形成されて、炉本体12の内面と仕切板22の外周との間隔から粒状又は塊状のCaCO313及び球23がその仕切板22を越えて炉本体12の軸方向の移動が不能になるように形成される。
図1に戻って、炉本体12の内部周壁には、炉本体12の回転により球23をCaCO313とともに掻き上げる掻き上げ板24が炉本体12の軸方向に沿って複数、この実施の形態では仕切板22により仕切られた炉本体12内部の各部屋にそれぞれ2枚ずつ設けられる。
炉本体12のガス出口12bは第1ガス管19aを介して冷却器19に接続され、ガス出口12bから排出された油蒸気をこの冷却器19は室温まで冷却して液状油とするように構成される。そしてこの冷却器19には更にガス化炉21が接続され、冷却器19で得られた液状油を酸化剤及びH2Oとともに800〜1000℃でガス化させてH2,CO2,CO及びCH4を主成分とする可燃性ガスを得るように構成される。
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。
処理すべき廃プラスチック11は、搬入装置16のホッパ16bに投入される。ホッパ16bに投入された廃プラスチック11は。モータ16dにより回転駆動するスクリューコンベア16cにより筒体16aの内部を一端から他端に移動して炉本体12の一端に投入される。炉本体12の一端に投入された廃プラスチック11は、回転手段17により回転する炉本体12の内部を一端から他端に向かって移動するとともに、加熱装置14により320〜550℃、好ましくは450〜500℃に維持された炉本体12の内部で熱分解される。
一方、廃プラスチック11を高温分解する際に発生する酸性ガスは、炉本体12内部に充填されたCaCO313の表面に吸着される。このCaCO313は仕切板22により炉本体12内部における軸方向の移動が阻止されるため、未反応のCaCO313は炉内に残留し、酸性ガスを有効に吸着させ、使用量は大幅に低減することができる。また、炉本体12には、CaCO313とともに金属又はセラミックからなる球23が充填され、掻き上げ板24を炉本体12内部の周壁に設けたので、図3に示すように、炉本体12が回転することによりこの掻き上げ板24はその球23をCaCO313とともに掻き上げて落下させることを繰り返す。これにより金属又はセラミックからなる球23は粒状又は塊状のCaCO313と衝突してその表面の酸性ガスを吸着した部分を剥落させ、落とされた固形粉末の化合物のみを系外に排出する。これによりCaCO313の表面を常に更新させ、酸性ガスを有効に吸着させることができる。このため、連続して廃プラスチック11を炉本体12に投入して高温分解させた場合に連続して発生する酸性ガスをCaCO313の更新された新たな表面に吸着する。従って、廃プラスチック11の連続処理を可能にすることができる。
一方、炉本体12内部で生じた油蒸気はガス出口12bから第1ガス管19aを通って冷却器19に導入され、この冷却器19により液化されて、燃料として再利用できる。なお、炉本体12内に残った固体残渣は回転手段17により固体出口12cまで搬送され、固体出口12cから排出される。
次に本発明の実施例を詳しく説明する。
<実施例1>
実際の廃プラスチックの組成に基づいてPE,PP,PS,PET及びABSが含まれる廃プラスチックの模擬物を準備した。CaCO3と直径が100mmの金属からなる球がそれぞれ充填されて500℃に加熱された炉本体12に、この廃プラスチックを投入して約10分間の滞留時間で熱分解した。その後、この熱分解工程で得られた油蒸気を冷却器で室温まで冷却して液状油を得た。この液状油を回収して、これに含まれる塩素量を測定した。廃プラスチックに含まれる塩素量、炉本体に充填されたCaの添加比及び液状油に含まれる塩素量を表1に示す。
<実施例2>
実施例1と同一の廃プラスチックを準備した。この廃プラスチックを有機媒体に40分間滞留させて、脱塩及び液化した。このように予め脱塩された廃プラスチックを、500℃に加熱された炉本体12に投入して約10分間の滞留時間で熱分解した。炉本体12にはCaCO3と直径が100mmの金属からなる球を予め充填しておいた。その後、この熱分解工程で得られた油蒸気を冷却器で室温まで冷却して液状油を得た。この液状油を回収して、これに含まれる塩素量を測定した。廃プラスチックに含まれる塩素量、炉本体に充填されたCaの添加比及び液状油に含まれる塩素量を表1に示す。
<実施例3>
炉本体12にCaCO3のみ充填し、直径が100mmの金属からなる球を充填しないことを除いて実施例1と同一の廃プラスチックを同一の手順で熱分解させ、得られた油蒸気を実施例1と同一の手順で冷却して液状油を得た。この液状油を回収して、これに含まれる塩素量を測定した。廃プラスチックに含まれる塩素量、炉本体に充填されたCaの添加比及び液状油に含まれる塩素量を表1に示す。
Figure 2005162881
<評価>
表1から明らかなように、Ca/Clのモル比は、10倍以上あれば、脱塩工程の設置と関係なく、塩素含有量は数十ppmまで低下させることができると考えられる。また、脱塩工程を設置すれば、原料の廃プラスチックに対してのCa添加量を大幅に減少させることができる。また、Caの添加は、HClの吸着効果であることだけではなく、有機塩素の分解を促進する効果もあると考えられる。更に、球を添加すると粒状又は塊状のCaCO3の表面が常に更新すると考えられ、これにより脱塩効果が大きく向上するしたものと考えられる。
本発明の廃プラスチックの処理方法及び装置を示す構成図である。 図1のA−A線断面図である。 図1のB−B線断面図である。
符号の説明
11 廃プラスチック
12 炉本体
12b ガス出口
12c 固体出口
13 粒状又は塊状のCaCO3
14 加熱装置
16 搬入装置
17 回転手段
19 冷却器
21 ガス化炉
22 仕切板
23 金属又はセラミックからなる球
24 掻き上げ板

Claims (14)

  1. 粒状又は塊状のCaCO3(13)が充填されかつ回転する筒状の炉本体(12)に廃プラスチック(11)を投入する工程と、
    前記炉本体(12)内部で前記廃プラスチック(11)を320〜550℃で熱分解して油蒸気を生成しつつ熱分解時に生じる酸性ガスを前記CaCO3(13)の表面に吸着させる工程と、
    前記炉本体(12)から前記油蒸気を取り出して室温まで冷却して液状油を得る工程と
    を含む廃プラスチックの処理方法。
  2. 廃プラスチック(11)から塩素系ポリマーを脱塩する工程を更に含み、塩素系ポリマーが脱塩された前記廃プラスチック(11)を炉本体(12)に投入する請求項1記載の廃プラスチックの処理方法。
  3. CaCO3(13)の平均粒径が5〜200mmである請求項1又は2記載の廃プラスチックの処理方法。
  4. 粒状又は塊状のCaCO3(13)とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球(23)が炉本体(12)に充填された請求項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. 油蒸気を室温まで冷却して得られた液状油を酸化剤及びH2O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4いずれか1項に記載の廃プラスチックの処理方法。
  6. 粒状又は塊状のCaCO3(13)が充填されかつ回転する筒状の炉本体(12)に廃プラスチック(11)を投入する工程と、
    前記炉本体(12)内部で前記廃プラスチック(11)を320〜550℃で熱分解して油蒸気を生成しつつ熱分解時に生じる酸性ガスを前記CaCO3(13)の表面に吸着させる工程と、
    前記炉本体(12)から前記油蒸気を取り出して室温まで冷却して液状油を得る工程と
    を含む液状油の製造方法。
  7. 廃プラスチック(11)から塩素系ポリマーを脱塩する工程を更に含み、塩素系ポリマーが脱塩された前記廃プラスチック(11)を炉本体(12)に投入する請求項6記載の液状油の製造方法。
  8. CaCO3(13)の平均粒径が5〜200mmである請求項6又は7記載の液状油の製造方法。
  9. 粒状又は塊状のCaCO3(13)とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球(23)が炉本体(12)に充填された請求項6ないし8いずれか1項に記載の液状油の製造方法。
  10. 請求項6ないし9いずれかの方法で製造された液状油を酸化剤及びH2O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。
  11. 筒状の炉本体(12)の一端に設けられ前記炉本体(12)の一端側内部に廃プラスチック(11)を投入可能に構成された搬入装置(16)と、
    前記炉本体(12)の他端に形成され油蒸気を排出するためのガス出口(12b)と、
    前記炉本体(12)の他端に形成され固体残渣を排出するための固体出口(12c)と、
    前記炉本体(12)の中心軸を回転中心として前記炉本体(12)を回転させ前記炉本体(12)の一端側内部に投入された前記廃プラスチック(11)を前記炉本体(12)の他端に向けて搬送させる回転手段(17)と、
    前記炉本体(12)の内部を320〜550℃の温度に加熱して一端から他端に向けて移動する廃プラスチック(11)を320〜550℃で熱分解させて油蒸気を生成する加熱装置(14)と、
    前記炉本体(12)に充填され前記廃プラスチック(11)の熱分解に伴って発生する酸性ガスを吸着する粒状又は塊状のCaCO3(13)と
    を備えた廃プラスチックの処理装置。
  12. 粒状又は塊状のCaCO3(13)の炉本体(12)内部における軸方向の移動を阻止する仕切板(22)が前記炉本体(12)の内部に複数設けられた請求項11記載の廃プラスチックの処理装置。
  13. CaCO3(13)の平均粒径が5〜200mmであって、前記CaCO3(13)とともに直径が50〜200mmの金属又はセラミックからなる球(23)が炉本体(12)に充填され、前記炉本体(12)の回転により前記球(23)を前記CaCO3(13)とともに掻き上げる掻き上げ板(24)が前記炉本体(12)の内部周壁に軸方向に沿って1又は2以上設けられた請求項11又は12記載の廃プラスチックの処理装置。
  14. ガス出口(12b)から排出された油蒸気を室温まで冷却して液状油を得る冷却器(19)と、前記液状油を酸化剤及びH2Oとともに800〜1000℃でガス化させてH2,CO2,CO及びCH4を主成分とする可燃性ガスを得るガス化炉(21)とを更に備えた請求項11ないし13いずれか1項に記載の廃プラスチックの処理装置。
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