JP2006225506A

JP2006225506A - 油化装置

Info

Publication number: JP2006225506A
Application number: JP2005040766A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kimura; 勇一木村; Hitoshi Itagaki; 仁板垣
Original assignee: KIMTEC KK
Current assignee: KIMTEC KK
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】効率よくプラスチックを溶融するとともに溶融プラスチックと残渣とを確実に分離して残渣を排出する。
【解決手段】電気ヒータ１９を着脱自在に内蔵したＵ字形の溶融部１と、電気ヒータ１９を着脱自在に内蔵し、溶融部１から送られた溶融プラスチックを気化するＵ字形の気化部２と、この気化部２の先端に設けた冷却装置２０１を備えた触媒筒３４と、この触媒筒３４に連結され気化ガスを冷却するコンデンサ４と、気化部２の先端にリードスクリュー２７を内蔵した傾斜残渣取出部３とからなり、電気ヒータにより直接プラスチックを加熱するとともに残渣取出部で残渣を確実に外部に排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックを油に戻すための電気的油化装置に関する。

本件出願人は、電気式の油化装置について特願２００３−６４１２９号において開示しており、この小型の油化装置においては、粉砕されたプラスチックを溶融させる溶融筒や溶融したプラスチックを気化させる気化筒も水平に配置されており、これら溶融筒および気化筒の周囲に面状ヒータを取付けてそれらを加熱し、気化筒の先端から垂直に残渣を落下せしめるようになっている。
特願２００３−６４１２９号

しかしながら、上述の油化装置において溶融筒および気化筒はそれらの周囲から電気ヒータで加熱するようになっており、直接プラスチックを加熱するようになっておらず熱効率が悪い。また、気化筒は水平であり、水平な気化筒から水平下方に残渣管が設けられているが、残渣とプラスチックの溶融液との分離が難しく残渣中に溶融プラスチックが混入するという問題がある。

そこで、本発明は、搬送部材によりプラスチックを搬送しながら、電気ヒータにより直接加熱して溶融させる溶融部と、この溶融部により溶融された溶融プラスチックを電気ヒータにより直接加熱して気化させる気化部と、この気化部により気化された気化ガスを触媒を通して分解させる触媒部と、この触媒部を通った気化ガスを冷却して液化するコンデンサと、前記気化部の先端部分から斜めに立ち上がった残渣取出部とから構成した。また、前記溶融部の高さ位置は気化部より上方に位置し、前記溶融部の直下に気化部の基端部が位置して溶融部と気化部とは上方から見たときにＶ字形をなすようにした。更に、前記コンデンサは重質油用コンデンサと軽質油コンデンサからなり、各コンデンサから回収された油に対応して発電機がそれぞれ接続されて、燃料タンクから排出されるオフガスは、圧縮機で圧縮されてガスエンジン又はディーゼルエンジン発電機を回転させるようにした。また、前記電気ヒータを着脱自在としてもよい。

電気ヒータにより直接プラスチックが加熱されるので効率よくプラスチックを溶融気化できる。また、残渣取出し部は確実に残渣を溶融プラスチックとを分離して排出できる。

本油化装置Ｍは、粉砕したプラスチックを搬送しながら溶融する水平に伸びる水平溶融部１と、この水平な溶融部１の下方位置に水平に位置され上方から見た時にＶ字形に伸び、前記溶融部１から供給された溶融プラスチックを気化させる水平な気化部２と、この気化部２の先端から斜め上方に傾斜して伸びる残渣を取り出す残渣取出部３と、前記気化部２から気化された気化ガスを冷却して液化するコンデンサ４と、このコンデンサ４で液化した採集油を貯溜する採集タンク５とを有している。

前記溶融部２は、その一端近傍にホッパー６を有し、このホッパー６の下部にはホッパー６内の破砕プラスチックの一定量を確実に送り込むために２本のスクリューを並列接着配置させて互いに反対方向に回転する送り装置７（図４）を備えている。前記ホッパー６内には、破砕装置９から送り管８を通って破砕されたプラスチックが供給され、前記破砕装置９は開閉塞１０を有し、これを開放して処理されるプラスチックが破砕装置９に投入される。

前記溶融部１は、断面Ｕ字形のＵ字筒１１（図１、２）とこのＵ字筒１１の上部開口部を閉塞する閉塞箱１２とを有し、前記Ｕ字筒１１と閉塞箱１２とはフランジ１１ａと１２ａとで溶接又はねじ止めされている。前記Ｕ字筒１１内には、リードスクリュー１３が収納され、このリードスクリュー１３によってホッパー６から投入されたプラスチックが図上（図２）左から右方向へゆっくりと搬送され、前記リードスクリュー１３はモータ１４によって回転される。前記閉塞箱１２内には、ヒータユニット１５、１５が左右から着脱自在に取付けられている。前記ヒートユニット１５は、図５に示すように、Ｕ字形の棒状ヒータ１６を備え、この棒状ヒータ１６はその端部１６ａを支持する端板１７と、棒状ヒータ１６の中間部分を支える支持板１８と、前記端板１７と支持板１８とを連結する左右の連結板１９、１９とからなる支持ブロックによって着脱自在に支持されている。前記Ｕ字筒１１のフランジ１２ａと面一にＵ字筒１１内の内側方向に支持板２０、２０が張り出し（図６）、これら支持板２０によって連結板１９、１９がそれぞれ支持される。前記端板１７は、閉塞箱１２の長手方向端面に着脱自在に例えばネジ２１、２１によってネジ止めされる。

前記溶融部１のモータ１４側下面からは接続管２１が下方に伸びてこれにより気化部２の後端部に溶融プラスチックが供給される。

前記気化部２は、図１、３に示すように、Ｕ字形状の気化筒２２と、この上部開口部を閉塞する閉塞箱２３とからなり、気化筒２２と閉塞箱２３とは、フランジ２２ａ、２３ａで溶接又はネジ止めされる。前記閉塞箱２３内にはヒータユニット１５（図５）のＵ字形の棒状ヒータ１９、１９が左右から着脱自在に支持され、このヒータ１９、１９によって溶融プラスチックの液面が直接照射され気化される。

前記気化筒２２内には、リードスクリュー２４が設けられ、このリードスクリュー２４はモータ２５によって回転される。前記リードスクリュー２４の軸先端は仕切板３２によって回転自在に支持され、この仕切板３２は気化筒２２の溶融プラスチックが堰止めされ、リードスクリュー２４で搬送されてきた残渣３３はリードスクリュー２４の羽根の回転によって仕切板３２を乗り越えて残渣取出部３の下端部に供給される(図７)。前記残渣取出部３は、斜め上方に傾斜した残渣筒２６を備え、この残渣筒２６内にはリードスクリュー２７がモータ２８によって回転自在に収納され、この残渣筒２６の上部下面からは残渣管２９が垂下され、この残渣管２９の中間には、バルブ３０が設けられ、残渣管２９の下端には残渣タンク３１が連なっている。

前記気化部２の先端部上面には触媒筒３４が設けられ、この触媒筒３４内にはゼオライト、活性アルミナ等の触媒３５が収納されている。この触媒３５を通過して分解された気化ガスは、送り管３６を通ってコンデンサ４に流入する。このコンデンサ４には給水管３７を通って冷却水が供給され、冷却水は排水管３８から排出され、コンデンサ４の中で気化ガスと水とが熱交換して気化ガスが液化してパイプ３９を通って採集タンク５内に貯溜される。

採集タンク５内のオフガスはパイプ４０を通って水封装置４１に送られ、水封装置４１からのオフガスはパイプ４２を通ってオフガスを一定圧に貯溜しておく圧力調整装置４３に至り、更に圧縮機４４で圧縮された後にガスエンジン用発電機４５に送られて発電し、ここで発電された電気は前記溶融部１、気化部２、モータ１４、２５等に送られる。

なお、オフガスはバッファータンクを介してディーゼルエンジンに送り、ディーゼルエンジンで回転する発電機を使用してもよい。

図１には、１個のコンデンサ４が設けられているが、図８に示すように２つの第１、第２コンデンサ５０、５１を設け、第１コンデンサ５０は空気冷却用で２００〜３００℃に触媒筒３４を通り送り管３６で供給される気化ガスを冷却して重質油（重油）を液化して採集し、採集された重油は重油用発電機５５を駆動させて発電する。第１コンデンサ５０で液化しなかった気化ガスはパイプ５２を通って第２の軽質用コンデンサ５１（水冷３０℃以下）に流入し、ここで軽質油を採集して軽質タンク５７に貯溜する。この軽質油で軽質油発電機５８を駆動して発電する。前記両タンク５３、５７からのオフガスは圧力調整器５９で圧力調整された後に圧縮器６０に送られ、ガスエンジン発電機６１を駆動させて発電する。このように、油を重質油と軽質油に区分して採集し、更にオフガスで発電機を駆動させるようにすると、エネルギーを有効に利用することが出来る。

前記破砕機９で細かく破砕されたプラスチックは溶融部で直接棒状ヒータ１９で約３５０℃に加熱され、リードスクリュー１３で搬送されつつ溶融していき、その後端で接続管２１を通って気化部２の後端部に送り込まれる。この気化部２内で溶融プラスチックはその前方にリードスクリュー２４によって残渣取出部３の方向に残渣とともに送られ、このときに棒状ヒータ１９によって４００〜４５０℃程度に加熱される。前記触媒筒３４内の触媒３５は温度が３５０℃以上になると効果が低くなるので、図１７に示すように、触媒筒２００の下部に水冷ジャケット２０１を設け、この水冷ジャケット２０１には十文字にパイプ２０２、２０２…２０２を設け、通過する気化ガスを冷却した後に触媒かご２０４内の触媒２０３を通過せしめるようになっている。本装置の気化部２においては、棒状ヒータ１９により直接溶融プラスチックの水平な気化面を照射しているので、気化面が広く、しかも短時間に多量の気化ガスを発生し、高温気化ガスにより触媒が必要以上の温度に上昇するために、気化したガスを一旦冷却せしめてから触媒を通す必要がある。なお、触媒かごは交換可能に触媒筒２００内に収納されている。

また、気化したガスはスムースに触媒筒を通過せしめる必要性があるので触媒筒２００の上部にファン５を取り付けてガスの流量調整することが好ましい（図１７）。

また、前記棒状ヒータ１９は、高温雰囲気内に存在するため、故障が発生するおそれがあるので、メンテナンスの便宜上着脱自在になっている。しかしながら、図１６に示すように、溶融筒１１、気化筒２２の端板１１ｅ、２２ｅと一体に取付け、各筒１１、２２の上面開口部に所定間隔で複数のガイドバー２０５を配置し、このガイドバー２０５によって支持するようにしてもよい。

更に、図１４に示すように、溶融部１のホッパー６の下端が部高温になると供給するプラスチックがそこで溶融してスムースな送りを妨げることとなるので、開閉箱３００を短くしてホッパー６をその平板部３００ａに取付け、棒状ヒータ１９はホッパー取付部を避けて開閉箱３００に取付けるようにし、必要であれば、ホッパー６の下端周囲を水平ジャケット３０１で冷却するようにしてもよい。

図１５は油化装置の容量が増大した変形例を示すものであり、油化装置４００は、長い水平溶解部４０１と、この溶解部４０１の下方両端部から互いに斜め内側に伸びる２つの水平気化部４０２、４０２と、これら水平気化部４０２の先端から斜めに伸びる残渣取出部４０３、４０３を有している。前記溶解部４０１の中央には、ホッパー４０４が設けられ、このホッパー４０４の直下には、リードスクリュー４０５の中央部が位置し、このリードスクリュー４０５の中央部は互いに逆方向のスクリューとなっており、ホッパー６から供給された破砕プラスチックは、左右に分けられて搬送されそれぞれの気化部４０２に投入される。なお、気化部４０２には触媒筒４０６が設けられ、このように気化部を一本とせずに２本に分ければ触媒への負荷が減少する。また、リードスクリュー４０５は１個のモータ４０７で回転駆動される。

次に、本発明の他の実施例について説明する。図９乃至図１２は、小型の、例えば時間当り２〜３ｋｇのプラスチックを処理する手動の油化装置７０を示し、この油化装置７０は、断面Ｕ字形のＵ字筒７１を有し、このＵ字筒７１の上面はＵ字形の棒状ヒータ７６を有する閉塞箱７２で閉塞され、この閉塞箱７２の上面一端部には蓋７８を備えたホッパー７７が設けられ、その他端部には触媒１９０を内蔵した触媒筒７９が取付けられている。前記Ｕ字筒７１には、手回しの撹拌装置Ｒが設けられ、この撹拌装置Ｒはホッパー７７の下方に位置する部分には軸８８に取付けられ供給プラスチックをＵ字筒７１の軸方向中央部に送り込むためのスクリュー部８９と溶融プラスチックを撹拌するための撹拌羽根部９０と、手回し用のハンドル部９１を備えている。

前記触媒筒７９には、コンデンサ８１が接続され、このコンデンサ８１は水供給口８２と水供給口８３を備え、コンデンサ８１で液化された油はＶ字形のＶ字管８４を通って出口８７からタンク８５に貯溜される。Ｖ字管８４のＶ字に曲がった部分には図１１、図１２に示すようにＶ字の仕切板８６が設けられ、この仕切板８６は管８４を上下に仕切り、その下方空間８４ａを油が流れ、その上方空間８４ｂをオフガスが流れるが、このオフガスの一部はＶ字に曲がった部分で一旦上昇するが、冷却されて液化して出口８７から流出する。このような構造にすることにより、外部に排出されるオフガスが減少する。なお、Ｖ字の仕切板の中央部には開口Ｏが設けられ、液化したオフガスの油の一部がこの開口部Ｏから出口８７に流出する。上述の油化装置は溶解部と気化部を一体化したものであり、少量のプラスチックを簡単に処理できるので便利であり、Ｕ字筒７１の側面には残渣取出部８０が設けられ、この残渣取出部８０は開閉塞８０を備え、駆動中は開閉塞８０を閉じ、作業終了後は開閉塞８０を開く。撹拌装置Ｒを回転させると、羽根９０によって持ち上げられた残渣が外部に排出される。

図１３は、ビデオのようなテープ、箱等の複合材料からなる製品を油化するための油化装置１００を示しており、この油化装置１００は、ビデオ１０６のようなものを溶融する溶融部１０１と、この溶融部で融解された溶融プラスチックを受けて気化させる気化部１０２とからなる。前記溶融部は、ケーシング１０３を有し、このケーシング１０３の底部には、水平に搬送装置４０３が設けられ、この搬送装置４０３は、左右に間隔を配してチェーンＣ、Ｃがスプロケット１０４、１０４によって回転される。このチェーンＣ、Ｃ間は連絡棒１０５、１０５・・・１０５で連続され、この連結棒１０５上にプラスチック製品１０６が順次搬送される。前記ケーシング１０３内の上部には水平にＵ字形の丸棒ヒータ１０２が配設され、このヒータ１０２によって製品１０６は搬送されながら溶融され、前記製品１０６はケーシング端部に形成された入口１０９に配設されたシュート１０７によって搬送装置４０３上に送られ、搬送装置４０３のチェーンＣ、Ｃはモータ１０８によってスプロケット１０４を介して回転駆動する。

前記ケーシング１０３の底面１１０は搬送方向に沿って傾斜しており、溶融したプラスチック、ビス等は傾斜底面に沿って供給口１１１から供給角筒１１２を介して気化部１０２に送られる。この気化部１０２は縦形の円錐台状の容器１１３を備え、この容器１１３の上面１１３ａには、触媒筒１１９が設けられ、上面１１３ａの中央部には、モータ１１８が固定され、このモータ１１８は容器内中央部に設けた攪拌バー１１５を回転し、この攪拌バー１１５には攪拌羽根１１６、１１６が取付けられ、前記上面１１３ａの内面には、棒状ヒータ１１７が設けられ、この棒状ヒータ１１７によって供給された溶融プラスチックの液面が直接照射される。前記容器の側面下部には、残渣取出用の扉１２０が設けられ、この扉１２０には把手１２１が設けられている。なお、気化部１０２の代わりに、図１、３に示すような気化部２を用いることも可能である。なお、上述した溶融部１、気化部２、１０２の周囲には、図示しないが断熱材で被覆されている。

また、図１においては、溶融部１と気化部２は垂直接続管２１で接続されているが、図１８に示したように、溶融部１と気化部２とを段差を設けて平行に配置せしめ、接続管２２１を斜め下方に伸ばして、Ｕ字管筒１１の端部から溶融プラスチックをＶ字筒２２の液面ＬＳより可能に供給してもよい。このようにすることによって気化部２の気化ガスが溶融部１に逆流することが防止される。

本発明の油化装置は、いわゆる３Ｐといわれる、ポリプロプレン、ポリエチレン、ポリスチレン等の廃プラスチックの処理に好適であり、特に少量の破砕プラスチックの油化に適する。

本発明の油化装置の斜視図である。本発明の溶融部の概略構成図である。本発明の気化部の概略構成図である。本発明のホッパーの構成図である。ヒータユニットの斜視図である。ヒータユニットの正面図である。気化部の先端部分の内部構造図である。本発明のコンデンサを２個設けた場合の構成図である。本発明の他の実施例を示す小型油化装置の斜視図である。図９に示す小型油化装置の全体構成図である。図１０に示す小型油化装置のオフガス減少装置の構成図である。図１１のオフガス減少装置の軸方向から見た図である。更に本発明の他の実施例を示す油化装置の斜視図である。溶融部の他の実施例を示す図である。本発明の他の実施例を示す大容量の油化装置の平面図である。ヒータユニットの他の実施例を示す斜視図である。触媒筒の他の実施例を示す構成図である。溶融部と気化部との他の配置を示した図である。

符号の説明

１…溶融部
２…気化部
３…残渣取出部
４…コンデンサ
６…ホッパー
１１…Ｕ字筒
１３…リードスクリュー
１５…ヒータユニット
１６…棒状ヒータ
２２…気化筒
６１…ガスエンジン発電機

Claims

搬送部材によりプラスチックを搬送しながら、電気ヒータにより直接加熱して溶融させる溶融部と、この溶融部により溶融された溶融プラスチックを電気ヒータにより直接加熱して気化させる気化部と、この気化部により気化された気化ガスを触媒を通して分解させる触媒部と、この触媒部を通った気化ガスを冷却して液化するコンデンサと、
前記気化部の先端部分から斜めに立ち上がった残渣取出部とからなる油化装置。
前記溶融部の高さ位置は気化部より上方に位置し、前記水平溶融部の直下に気化部の基端部が位置して溶融部と気化部とは上方から見たときにＶ字形をなす請求項１記載の油化装置。
前記コンデンサは重質油用コンデンサと軽質油コンデンサからなり、各コンデンサから回収された油に対応して発電機がそれぞれ接続され、燃料タンクから排出されるオフガスは、圧縮機で圧縮されてガスエンジン発電機を回転させる請求項１又は２記載の油化装置。
前記触媒部には冷却手段が設けられている請求項１記載の油化装置。
前記溶融部と気化部の電気ヒータは着脱自在に取付けられている請求項１記載の油化装置。