JP2005200537A - 廃プラスチックの油化還元装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃プラスチックに対する迅速な溶解と均質で良質な溶解を実現する。また、溶解プラスチックを熱分解槽に供給する工程を単純化し、かつ確実に供給するとともに、洗浄やメンテナンス等の容易化を図る。
【解決手段】 投入口３に投入された廃プラスチックＲｏを溶解して押出す加熱シリンダ４及び押出スクリュ５を有する押出機２と、コイル７の内側に配することにより押出機２から押出された溶解プラスチックＲｄを収容する槽本体８を有し、コイル７に高周波電流を流すことにより槽本体８を誘導加熱し、溶解プラスチックＲｄを熱分解して分解ガスＧｒを発生させる熱分解槽６と、この熱分解槽６により発生した分解ガスＧｒを冷却して油化する油化処理部９を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃プラスチックを再資源化するための廃プラスチックの油化還元装置に関する。

従来、廃プラスチック（高分子廃棄物）を加熱して熱分解した後、重油（Ａ重油相当）に還元する廃プラスチックの油化還元装置は、特開２００３−９６４６９号公報で知られている。

この油化還元装置は、第一コイルの内側に配した第一ルツボを有し、第一コイルに高周波電流を流すことにより第一ルツボを誘導加熱し、第一ルツボに収容したポリエチレン，ポリステロール，塩化ビニル等の固形の廃プラスチックを比較的低温となる２５０℃（塩化ビニルは７０℃）前後で溶解して溶解プラスチックを得る溶解槽と、第二コイルの内側に配した第二ルツボを有し、第二コイルに高周波電流を流すことにより第二ルツボを誘導加熱し、第二ルツボに収容した溶解プラスチックを４５０℃（塩化ビニルは１７０℃）前後の高温に加熱することにより熱分解して分解ガスを発生させる熱分解槽を備え、この分解ガスを冷却して重油を得るものである。
特開２００３−９６４６９号

しかし、上述した従来の廃プラスチックの油化還元装置は、次のような解決すべき課題が存在した。

第一に、誘導加熱する第一ルツボの内部に収容した廃プラスチックを撹拌しながら加熱するため、溶解性能に限界があり、迅速な溶解、更には均質で良質の溶解を行う観点からは十分と言えない。

第二に、第一ルツボの底部と第二ルツボの底部を連通管により接続するとともに、この連通管に開閉バルブを付設する構成を採用するため、工程が煩雑となり、また、連通管が詰まった場合などには、洗浄やメンテナンスが大変となる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した廃プラスチックの油化還元装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、廃プラスチックＲｏを加熱して熱分解し、発生した分解ガスＧｒを冷却して油化する廃プラスチックの油化還元装置１を構成するに際して、投入口３に投入された廃プラスチックＲｏを溶解して押出す加熱シリンダ４及び押出スクリュ５を有する押出機２と、コイル７…の内側に配することにより押出機２から押出された溶解プラスチックＲｄを収容する槽本体８を有し、コイル７…に高周波電流を流すことにより槽本体８を誘導加熱し、溶解プラスチックＲｄを熱分解して分解ガスＧｒを発生させる熱分解槽６と、この熱分解槽６により発生した分解ガスＧｒを冷却して油化する油化処理部９を備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、熱分解槽６には、槽本体８に収容した溶解プラスチックＲｄを撹拌し、かつ槽本体８の内壁面８ｗに付着した溶解プラスチックＲｄを掻取る撹拌掻取部１２を有する撹拌機構部１１を備える。また、撹拌機構部１１には、撹拌掻取部１２に付設することにより槽本体８に収容した溶解プラスチックＲｄの上面を加熱するヒータ１３ａ，１３ｂを備える。一方、油化還元装置１には、槽本体８の内部で発生する残渣プラスチックＲｓを回収し、加熱することより発生する分解ガスＧｒを油化処理部９に供給する残渣処理部１５を設けることができる。さらに、油化還元装置１には、廃プラスチックＲｏを順次処理する各過程で発生するオフガスＧｏ…を所定温度以上の高温下で燃焼処理する燃焼処理部１７を有するオフガス処理部１６を設けることができる。

このような構成を有する本発明に係る廃プラスチックの油化還元装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 廃プラスチックＲｏを溶解して押出す加熱シリンダ４及び押出スクリュ５を有する押出機２を利用したため、廃プラスチックＲｏに対する迅速な溶解、更には均質で良質の溶解を実現することができる。

（２） 押出機２を利用し、溶解プラスチックＲｄを押出スクリュ５により押出して熱分解槽６に供給するため、溶解プラスチックＲｄを供給する工程が単純となり、しかも、確実に供給できるとともに、洗浄やメンテナンス等も容易に行うことができる。

（３） 好適な態様により、熱分解槽６に、槽本体８に収容した溶解プラスチックＲｄを撹拌し、かつ槽本体８の内壁面８ｗに付着した溶解プラスチックＲｄを掻取る撹拌掻取部１２を有する撹拌機構部１１を設ければ、溶解プラスチックＲｄに対する容易かつ十分な撹拌を行うことができ、溶解プラスチックＲｄの溶解効率を高めることができるとともに、残渣プラスチックが内壁面８ｗに付着することによる熱伝導性の低下を回避することができる。

（４） 好適な態様により、撹拌機構部１１に、撹拌掻取部１２に付設することにより槽本体８に収容した溶解プラスチックＲｄの上面を加熱するヒータ１３ａ，１３ｂを設ければ、特に、溶解プラスチックＲｄの上面付近に対する熱分解を効率的かつ効果的に行うことができる。

（５） 好適な態様により、油化還元装置１に、槽本体８の内部で発生する残渣プラスチックＲｓを回収し、加熱することより発生する分解ガスＧｒを油化処理部９に供給する残渣処理部１５を設ければ、残渣プラスチックＲｓに対する熱分解と滓の焼き切り等を効率的かつ効果的に行うことができる。

（６） 好適な態様により、油化還元装置１に、廃プラスチックＲｏを順次処理する各過程で発生するオフガスＧｏ…を所定温度以上の高温下で燃焼処理する燃焼処理部１７を有するオフガス処理部１６を設ければ、廃プラスチックＲｏ，溶解プラスチックＲｄ及び残渣プラスチックＲｓ等を処理する各過程で発生するオフガスＧｏ…を無害化して大気に放出することができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る廃プラスチックの油化還元装置１の構成について、図１〜図７を参照して説明する。

図１は、油化還元装置１のシステム構成全体を示す。この油化還元装置１は、主要部に、押出機２，熱分解槽６及び油化処理部９を備える。

押出機２は、図２に示すように、外周部にヒータ２１…を付設した加熱シリンダ４を備え、この加熱シリンダ４の前端には押出ノズル２２を有するとともに、後部には投入口３を構成するホッパー２３を有する。また、加熱シリンダ４には、押出スクリュ５を内蔵する。この押出スクリュ５は、加熱シリンダ４の後端に配設したスクリュ回転駆動部２４により回転駆動される。なお、２５…は加熱シリンダ４を冷却する複数の冷却用ブロア，２６は押出機コントローラ，２８は複数の脚部２７…を有する機台，Ｆは油化還元装置１のフレームをそれぞれ示す。

一方、２９は押出機２のホッパー２３に投入する廃プラスチックＲｏを得るための廃プラスチック前処理部である。この廃プラスチック前処理部２９には、廃棄物を分別する分別工程、廃プラスチックＲｏを破砕する破砕工程、破砕した廃プラスチックＲｏを洗浄する洗浄工程及び乾燥させる乾燥工程等が含まれる。このような前処理により得た廃プラスチックＲｏは、図２に示すコンベア３０等の廃プラスチック投入手段によりホッパー２３に投入される。

他方、押出ノズル２２の先端口は、送管Ｐａを介して三方バルブ３１の入口ポートに接続する。また、三方バルブ３１の一方の出口ポートは、送管Ｐｂを介して熱分解槽６の供給口３３に接続するとともに、三方バルブ３１の他方の出口ポートは、送管Ｐｃを介して塩化ビニル処理部４１の受入側に接続し、更に、塩化ビニル処理部４１の送出側は、送管Ｐｄを介して熱分解槽６の供給口３３に接続する。なお、この塩化ビニル処理部４１はオプション等により選択的に接続できるため、塩化ビニルを処理しない場合には、押出ノズル２２の先端口と熱分解槽６の供給口３３を、図２に示す単一の送管Ｐｘによりダイレクトに接続してもよいし、或いは塩化ビニルのみを専用に処理する場合には、押出ノズル２２の先端口と分解槽６の供給口３３間に塩化ビニル処理部４１を接続した専用処理系としてもよい。

図４は、塩化ビニル処理部４１の模式的構成図を示す。塩化ビニル処理部４１は、上端口を送管Ｐｃに接続する貯留部４２を有し、この貯留部４２の下端口は送管Ｐｄに接続する。また、この送管Ｐｄの中途にはギアポンプ４３を接続する。更に、貯留部４２の上端口は、送管Ｐｅを介して後述するオフガス処理部１６の受入側に接続する。なお、４４は送管Ｐｅに接続した開閉バルブ、４５はギアポンプ４３を制御する制御部、４６…は送管Ｐｄに付設したヒータをそれぞれ示す。このようなヒータ４６…は、必要により各送管Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｘ…にも同様に付設されるとともに、必要により断熱材により覆われる。

熱分解槽６は、図３に示すように、コイル７…の内側に槽本体８を配して構成する。この場合、槽本体８のほぼ下半部が実質的な槽として用いられるため、コイル７…も槽本体８のほぼ下半部に配される。槽本体８は、底面部８ｄ中央に、残渣プラスチックＲｓの排出孔３２を有するとともに、底面部８ｄにおける中央以外の位置には、溶解プラスチックＲｄの供給口３３を設ける。この供給口３３は、上述した送管Ｐｂ（Ｐｄ），Ｐｘに接続される。なお、槽本体８は、コイル７…に高周波電流を流した際に誘導加熱が行われるように、鉄，アルミナ等により構成する。

また、熱分解槽６には撹拌機構部１１を配設する。撹拌機構部１１は、槽本体８の内部に配する撹拌掻取部１２と、槽本体８の外部上端に配設する回転駆動部（駆動モータ）３４を備える。撹拌掻取部１２の中心には、回転駆動部３４により回転せしめられるシャフト３５を有する。そして、図５に示すように、このシャフト３５から１８０〔°〕の位置関係で径方向に突出した一対の撹拌羽３６ｐ，３６ｑを有するとともに、各撹拌羽３６ｐ，３６ｑの先端に取付けた掻取刃３７ｐ，３７ｑを有する。各掻取刃３７ｐ，３７ｑは、槽本体８の内部における少なくとも下半部の内壁面８ｗに当接するように構成する。この場合、一方の掻取刃３７ｐ（他方の掻取刃３７ｑも同じ）は、図５に抽出拡大図で示すように、突出長の異なる三枚のステンレスプレートＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを重ねて構成し、少なくとも最長のステンレスプレートＣａは、内壁面８ｗよりも外方に突出する長さを設定する。これにより、掻取刃３７ｐ…の先端は、湾曲した状態で内壁面８ｗに圧接する。なお、図５中、矢印Ｄｒは掻取刃３７ｐ…の回転方向を示している。

さらに、各掻取刃３７ｐ，３７ｑの上方に位置するシャフト３５上には、槽本体８に収容した溶解プラスチックＲｄの上面を加熱するヒータ１３ａ，１３ｂを配設する。各ヒータ１３ａ，１３ｂは、図５に示すように、シャフト３５から１８０〔°〕の位置関係で径方向に突出し、また、各撹拌羽３６ｐ…（掻取刃３７ｐ…）に対しては直角方向の位置関係となる。

一方、槽本体８の天面部８ｕには、分解ガスＧｒのガス出口３８を設け、このガス出口３８は、送気管Ｐｐを介して後述する油化処理部９の受入側に接続する。さらに、天面部８ｕには、熱分解を促進させるゼオライト等の触媒を槽本体８の内部に供給する不図示の触媒投入機構が付設されている。なお、３９は安全バルブを示す。

このように構成する熱分解槽６は、図３に示すように、フレームＦによって所定の高さに支持される。そして、底面部８ｄの排出孔３２には、開閉バルブ５１を付設するとともに、熱分解槽６の下方には、残渣処理槽５２の収容空間を確保し、この収容空間に配した残渣処理槽５２と排出孔３２を、Ｓ字形に湾曲させた排出管５３により接続する。この場合、排出管５３の下端と残渣処理槽５２は着脱可能に構成する。残渣処理槽５２は、槽本体５４を備え、この槽本体５４は外周面に配したコイル５５により誘導加熱される。また、槽本体５４の内部は、送気管Ｐｑを介して後述する油化処理部９の受入側に接続する。この残渣処理槽５２は、底面に設けた複数のキャスタ５６…により移動させることができる。なお、５７は開閉バルブ５１における弁体を昇降させるリニア駆動部であり、このリニア駆動部５７により開閉バルブ５１の開閉を行うことができる。即ち、排出孔３２が弁座となるため、リニア駆動部５７により弁体を上昇させれば、開閉バルブ５１を閉じることができるとともに、当該弁体を下降させれば、開閉バルブ５１を開くことができる。

油化処理部９は、熱分解槽６から送気管Ｐｐを通して供給される分解ガスＧｒ及び残渣処理槽５２から送気管Ｐｑを通して供給される分解ガスＧｒを冷却し、油化する処理を行うものであり、送気管Ｐｐ及びＰｑは、三方バルブ６１の入口ポートに接続する。また、三方バルブ６１の一方の出口ポートは、コンデンサ６２の入口に接続するとともに、三方バルブ６１の他方の出口ポートは、ガス改質部６３を介してコンデンサ６２の入口に接続する。このガス改質部６３は、ペットボトル等のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）成形物を熱分解した際に大量に発生するテレフタル酸を分解する機能を有する。なお、このガス改質部６３はオプション等により選択的に接続できるため、ＰＥＴ成形物を処理しない場合には、送気管Ｐｐ及びＰｑをコンデンサ６２の入口に対してダイレクトに接続してもよいし、或いはＰＥＴ成形物のみを専用に処理する場合には、送気管Ｐｐ及びＰｑをガス改質部６３の受入側に対してダイレクトに接続した専用処理系としてもよい。

ガス改質部６３は、ＰＥＴ成形物の熱分解により発生するテレフタル酸がコンデンサ６２に供給された際に、コンデンサ６２の冷却によって結晶化し、コンデンサ６２内の熱交換管に管詰まりなどが発生する不具合を回避するためのものであり、テレフタル酸を気相分解することにより結晶化しない低沸点化合物に変換する。ガス改質部６３の原理構成を図６に示す。同図において、７１は分解ガスＧｒに水分Ｗを混合する混合部（スクラバ）であり、この水分Ｗは水分量を調整する水量調整部７２を介して供給される。７３は分解槽であり、加熱炉（電気炉）７４の中に触媒７５を収容して構成する。なお、この分解槽７３は、後述するオフガス処理部１６において用いる熱交換ユニット９３と同じ構造のものを利用できる。これにより、混合部７１から付与される分解ガスＧｒは、触媒７５に接触した後に排出される。触媒７５としては、酸又は塩基を使用し、酸としては、３００〜４００〔μｍ〕の粒状に形成したシリカルアルミナを、塩基としては、６００〔℃〕で焼成し、３００〜４００〔μｍ〕の粒にした酸化カルシウム−酸化亜鉛（ＣａＯ／ＺｎＯ）を用いることができる。また、加熱炉７４は、触媒７５に接触する分解ガスＧｒを、５００〔℃〕程度の反応温度まで加熱する。なお、７６は加熱炉７４における誘導加熱用のコイルを示す。

一方、コンデンサ６２は、分解ガスＧｒを冷却して油化する機能を有し、分解ガスＧｒ機能は、冷却部６５から循環供給される冷却水Ｗにより冷却（熱交換）される。また、６６は貯油槽であり、コンデンサ６２から得られる重油が貯えられる。なお、コンデンサ６２では重油に加えて水も生じるため、このコンデンサ６２内には、重油と水を分離する油水分離槽やフィルタが内蔵されている。

さらに、オフガス処理部１６を備える。オフガス処理部１６は、図７に示すように、廃プラスチックＲｏを順次処理する各過程、即ち、押出機２における加熱シリンダ４，前述した塩化ビニル処理部４１の貯留部４２，残渣処理槽５２，熱分解槽６，貯油槽６６等で発生するオフガスＧｏ…を、それぞれ逆止弁９１…を介して水Ｗ中に供給するための水封槽９２と、この水封槽９２から浮上したオフガスＧｏ…を所定温度以上の高温下で燃焼処理する燃焼処理部１７を備える。したがって、水封槽９２には水Ｗが収容されている。また、燃焼処理部１７は、熱交換ユニット９３を備える。この熱交換ユニット９３は、筒体部９４の外周部に、誘導加熱用のコイル９５を付設するとともに、筒体部９４の内部に、熱交換効率を高めるための接触面積を大きくした網材或いは多孔材により形成した熱交換部９６を有する。なお、９７はオフガスＧｏを燃焼するバーナ，９８は排出ファンをそれぞれ示している。

その他、８１は高周波発生部であり、各コイル７…，５５，７６，９５に高周波電流を流すための電源部となる。また、８２はチッソガス供給部であり、槽本体８，槽本体５４，水封槽９２，貯油槽６６等の内部を大気に開放する際に、予め槽内にチッソガスを供給して分解ガスＧｒ等が直接空気に接触するのを回避する。

次に、本実施形態に係る油化還元装置１の全体動作について、図１〜図７を参照しつつ図８に示すフローチャートに従って説明する。

まず、押出機２は、スクリュ回転駆動部２４により押出スクリュ５が回転する。また、加熱シリンダ４はヒータ２１…により廃プラスチックＲｏの溶解に必要な３００〔℃〕程度に加熱制御される。なお、加熱シリンダ４の加熱はヒータ２１…により行われるとともに、冷却は冷却用ブロア２５…により行われる。

運転時には、押出機２のホッパー２３に廃プラスチックＲｏが投入される。この場合、押出機２に供給される廃プラスチックＲｏは、廃プラスチック前処理部２９により得られる。即ち、廃プラスチック前処理部２９では、収集された廃棄物の分別が行われる（ステップＳ１）。したがって、異物（金属類等）が混入している場合には除去される。また、分別により得られた廃プラスチックＲｏは、所定の大きさ以下のチップ状となるように破砕部により破砕される（ステップＳ２）。さらに、破砕された廃プラスチックＲｏは洗浄部により洗浄されるとともに、乾燥部による乾燥が行われる（ステップＳ３）。そして、乾燥の行われた廃プラスチックＲｏは、コンベア３０（図２）等の廃プラスチック投入手段によりホッパー２３に投入される（ステップＳ４）。

押出機２に収容された廃プラスチックＲｏは、加熱シリンダ４の内部で十分に溶解され、溶解プラスチックＲｄになるとともに、回転する押出ノズル２２により押出ノズル２２から押出される（ステップＳ５）。この際、処理する廃プラスチックＲｏが塩化ビニル以外の廃プラスチックＲｏの場合には、三方バルブ３１の切換により、送管Ｐａ，Ｐｂ（Ｐｘ）を通って供給口３３から熱分解槽６の内部に供給される。

これに対して、塩化ビニルの場合には、熱分解槽６に供給される前に、塩化ビニル処理部４１による処理が行われる。この場合、三方バルブ３１の切換により、押出ノズル２２から押出された溶解プラスチックＲｄは、送管Ｐｃを通って、塩化ビニル処理部４１の受入側に送られる。これにより、図４に示す塩化ビニル処理部４１では、制御部４５によりギアポンプ４３の動作が制御され、塩化ビニルの溶解プラスチックＲｄは、ギアポンプ４３の上流側に一旦貯留される。この際、貯留した溶解プラスチックＲｄに対するいわゆるガス抜きが行われ、発生する塩化水素ガスは貯留部４２に貯留される。そして、貯留部４２に塩化水素ガスが所定量貯留したなら、開閉バルブ４４は開となり、オフガスＧｏとして送管Ｐｅを通ってオフガス処理部１６に供給される。これにより、オフガス処理部１６では、後述するオフガス処理が行われる。また、ギアポンプ４３からはガス抜きされた溶解プラスチックＲｄが排出され、送管Ｐｄを通って供給口３３から槽本体８の内部に供給される。

一方、熱分解槽６は、各コイル７…に流れる高周波電流により槽本体８が誘導加熱される。この高周波電流は高周波発生部８１から供給される。この際、槽本体８は、溶解プラスチックＲｄの熱分解に必要な４５０〔℃〕程度に加熱される。なお、この槽本体８は、待機時に２００〔℃〕程度に加熱される。槽本体８の加熱温度は、処理する廃プラスチックＲｏの種類に応じて任意に設定することができる。よって、熱分解槽６では、供給された溶解プラスチックＲｄが、設定された４５０〔℃〕程度の高温により加熱され、溶解プラスチックＲｄの熱分解が行われる（ステップＳ６）。

また、熱分解槽６では、撹拌機構部１１における回転駆動部３４よりシャフト３５が回転し、撹拌掻取部１２の撹拌羽３６ｐ，３６ｑにより槽本体８に収容された溶解プラスチックＲｄに対する撹拌が行われるとともに、掻取刃３７ｐ，３７ｑにより槽本体８の内壁面８ｗに付着した溶解プラスチックＲｄが掻取られる。これにより、溶解プラスチックＲｄに対する容易かつ十分な撹拌を行うことができ、溶解プラスチックＲｄの溶解効率を高めることができる。また、掻取刃３７ｐ…は、突出長の異なる三枚のステンレスプレートＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを重ねて構成したため、槽本体８の内壁面８ｗに付着する滓等の残渣プラスチックＲｄを確実に掻取ることができ、残渣プラスチックＲｄが内壁面８ｗに付着することによる熱伝導性の低下を回避することができる。

また、シャフト３５の回転によりヒータ１３ａ，１３ｂも同時に回転し、槽本体８に収容された溶解プラスチックＲｄの上面が４００〜５００〔℃〕程度の高温により加熱される。これにより、溶解プラスチックＲｄの上面付近における熱分解を効率的かつ効果的に行うことができる。特に、溶解プラスチックＲｄの上面は、ペースト泡状になるため、ヒータ１３ａ，１３ｂにより加熱して二次分解を促進させる。

他方、熱分解槽６では溶解プラスチックＲｄの熱分解が行われることにより、分解ガスＧｒが発生し、この分解ガスＧｒは、天面部８ｕに設けたガス出口３８から送気管Ｐｐを通って後述する油化処理部９の受入側に供給される。この場合、処理する廃プラスチックＲｏがＰＥＴ成形物以外の場合には、三方バルブ６１の切換により、分解ガスＧｒは、コンデンサ６２に直接供給される。コンデンサ６２では、分解ガスＧｒが冷却（熱交換）されることにより、重油（Ａ重油相当）が生成される（ステップＳ７）。なお、コンデンサ６２は、冷却部６５から送られる冷却水Ｗにより常時冷却される。そして、得られた重油は、貯油槽６６に貯えられる（ステップＳ８）。

これに対して、処理する廃プラスチックＲｏがＰＥＴ成形物の場合には、三方バルブ６１の切換により、分解ガスＧｒは、ガス改質部６３に送られ、ガス改質処理が行われる（ステップＳ９）。ガス改質部６３では、テレフタル酸を含む分解ガスＧｒが、供給されることにより、混合部（スクラバ）７１により水量調整部７２から供給される適量の水分Ｗが分解ガスＧｒ中に添加される。この場合、水分Ｗは水蒸気にして混合させる。混合部７１を通過した分解ガスＧｒは、分解槽７３に供給される。そして、加熱炉（電気炉）７４の中に配した酸（シリカルアルミナ）又は塩基（酸化カルシウム−酸化亜鉛）を用いた触媒７５の中を通過する。この際、テレフタル酸を含む分解ガスＧｒは、４００〔℃〕から６００〔℃〕程度の温度で加熱されるされるように温度制御が行われる。これにより、テレフタル酸は、高温下で触媒７５に接触し、次工程のコンデンサ６２に供給される。そして、コンデンサ６２により冷却されれば、主に、ベンゼン，安息香酸及び二酸化炭素を含む分解生成物が得られる。なお、二酸化炭素はテレフタル酸のカルボキシル基の分解によるものである。

このように、ＰＥＴ成形物を熱分解した場合、テレフタル酸が大量に発生するが、ガス改質部６３を通過させることにより、昇華性高沸点化合物であるテレフタル酸は、気相分解され、結晶化を生じない分解生成物（低沸点化合物）に変換される。

一方、熱分解槽６に収容した溶解プラスチックＲｄの熱分解がほぼ終了し、残渣プラスチックＲｓが残った場合には、撹拌掻取部１２を回転させた状態でリニア駆動部５７を制御し、開閉バルブ５１を開く。この場合、残渣プラスチックＲｓは、流動性のあることが望ましい。これにより、残渣プラスチックＲｓは、排出管５３を通って落下し、残渣処理槽５２における槽本体５４の内部に供給される。槽本体５４は、コイル５５に流れる高周波電流により誘導加熱される。この高周波電流は、高周波発生部８１から供給される。この場合、槽本体５４は、残渣プラスチックＲｓの熱分解に必要な４００〔℃〕程度に加熱される。よって、残渣プラスチックＲｓは、さらに熱分解が行われ、この際に発生する分解ガスＧｒは、送気管Ｐｑを通って三方バルブ６１の入口ポートに供給され、油化処理部９による油化処理が行われる。また、残渣プラスチックＲｓの熱分解が最終段階になり、滓のみになった場合には、槽本体５４の加熱温度を５００〔℃〕まで高め、焼き切る処理を行う（ステップＳ１０）。なお、この槽本体５４は、待機時に２００〔℃〕程度に加熱される。このような残渣処理槽５２を設けることにより、残渣プラスチックＲｓに対する熱分解と滓の焼き切り等を効率的かつ効果的に行うことができる。しかも、清掃やメンテナンスも容易に行うことができるとともに、残留滓を極力少なくすることができる。

他方、オフガス処理部１６では、廃プラスチックＲｏを順次処理する各過程で発生するオフガス、即ち、押出機２における加熱シリンダ４の内部，塩化ビニル処理部４１の貯留部４２，残渣処理槽５２，熱分解槽６，貯油槽６６等で発生するオフガスＧｏ…を無害化して大気に放出する。この場合、押出機２における加熱シリンダ４の内部で発生するオフガスＧｏは、加熱シリンダ４のベント部から導出し、逆止弁９１を介して水封槽９２に収容した水Ｗ中に供給する。また、塩化ビニル処理部４１の貯留部４２で発生したオフガスＧｏは、開閉バルブ４４，送管Ｐｅ及び逆止弁９１を介して水封槽９２に収容した水Ｗ中に供給する。さらに、残渣処理槽５２における槽本体５４の内部で発生するオフガスＧｏ，熱分解槽６の槽本体８の内部で発生するオフガスＧｏ及び貯油槽６６の内部に残留するオフガスＧｏ等も同様に、逆止弁９１…を介してそれぞれ水封槽９２に収容した水Ｗ中に供給する。これにより、オフガスＧｏ…の一部の有害成分は、水Ｗにより回収される。

一方、水封槽９２に浮上したオフガスＧｏは、燃焼処理部１７に供給される。燃焼処理部１７に供給されたオフガスＧｏは、バーナ９７により燃焼されるとともに、排出ファン９８により吸引され、熱交換ユニット９３を通過する。この際、熱交換ユニット９３では、コイル９５に流れる高周波電流により筒体部９４が誘導加熱され、８００〔℃〕以上、望ましくは、１０００〜１３００〔℃〕の高温により再燃焼される。なお、高周波電流は高周波発生部８１から供給される。これにより、廃プラスチックＲｏ，溶解プラスチックＲｄ及び残渣プラスチックＲｓ等を処理する各過程で発生するオフガスＧｏ…、特に、ダイオキシン等の有害ガスは無害化されて大気に放出される。この場合、筒体部９４の内部には、接触面積が大きくなるように網材或いは多孔材により形成した熱交換部９６を有するため、熱交換効率が高められる。

よって、このような本実施形態に係る油化還元装置１によれば、廃プラスチックＲｏを溶解して押出す加熱シリンダ４及び押出スクリュ５を有する押出機２を利用したため、廃プラスチックＲｏに対する迅速な溶解、更には均質で良質の溶解を実現することができる。また、押出機２を利用し、溶解プラスチックＲｄを押出スクリュ５により押出して熱分解槽６に供給するため、溶解プラスチックＲｄを供給する工程が単純となり、しかも、確実に供給できるとともに、洗浄やメンテナンス等も容易に行うことができる。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

本発明の最良の実施形態に係る油化還元装置のブロック系統図、 同油化還元装置における押出機の一部断面側面図、 同油化還元装置における熱分解槽及び残渣処理槽の一部断面側面図、 同油化還元装置における塩化ビニル処理部の模式的構成図、 同油化還元装置に備える撹拌機構部における撹拌掻取部の平面図、 同油化還元装置におけるガス改質部の原理構成図、 同油化還元装置におけるオフガス処理部の模式的構成図、 同油化還元装置の動作を説明するためのフローチャート、

符号の説明

１ 油化還元装置
２ 押出機
３ 投入口
４ 加熱シリンダ
５ 押出スクリュ
６ 熱分解槽
７… コイル
８ 槽本体
８ｗ 槽本体の内壁面
９ 油化処理部
１１ 撹拌機構部
１２ 撹拌掻取部
１３ａ ヒータ
１３ｂ ヒータ
１５ 残渣処理部
１６ オフガス処理部
１７ 燃焼処理部
Ｒｏ 廃プラスチック
Ｒｄ 溶解プラスチック
Ｒｓ 残渣プラスチック
Ｇｒ 分解ガス
Ｇｏ オフガス

Claims (5)

1. 廃プラスチックを加熱して熱分解し、発生した分解ガスを冷却して油化する廃プラスチックの油化還元装置において、投入口に投入された廃プラスチックを溶解して押出す加熱シリンダ及び押出スクリュを有する押出機と、コイルの内側に配することにより前記押出機から押出された溶解プラスチックを収容する槽本体を有し、前記コイルに高周波電流を流すことにより前記槽本体を誘導加熱し、前記溶解プラスチックを熱分解して分解ガスを発生させる熱分解槽と、この熱分解槽により発生した分解ガスを冷却して油化する油化処理部を備えることを特徴とする廃プラスチックの油化還元装置。
2. 前記熱分解槽には、前記槽本体に収容した溶解プラスチックを撹拌し、かつ前記槽本体の内壁面に付着した溶解プラスチックを掻取る撹拌掻取部を有する撹拌機構部を備えることを特徴とする請求項１記載の廃プラスチックの油化還元装置。
3. 前記撹拌機構部には、前記撹拌掻取部に付設することにより前記槽本体に収容した溶解プラスチックの上面を加熱するヒータを備えることを特徴とする請求項２記載の廃プラスチックの油化還元装置。
4. 前記槽本体の内部で発生する残渣プラスチックを回収し、加熱することより発生する分解ガスを前記油化処理部に供給する残渣処理部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の廃プラスチックの油化還元装置。
5. 前記廃プラスチックを順次処理する各過程で発生するオフガスを所定温度以上の高温下で燃焼処理する燃焼処理部を有するオフガス処理部を備えることを特徴とする請求項１又は４記載の廃プラスチックの油化還元装置。

Images