JP2006272561A - Method for treating waste plastics - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般廃棄物及び産業廃棄物などの廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離し、非塩素含有プラスチックを回収する廃プラスチックの処理方法に関する。 The present invention relates to a waste plastic treatment method for separating chlorine-containing plastic from waste plastic such as general waste and industrial waste and recovering non-chlorine-containing plastic.
一般に廃プラスチックといわれるプラスチック系廃棄物は、複数種類のプラスチックを含むものであり、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの他に、PVC(ポリ塩化ビニル)及びPVDC(ポリ塩化ビニリデン)等の塩素含有プラスチックも含まれている(以下、PVC及び/又はPVDC等を「塩素含有プラスチック」という。)。このような混合廃プラスチックを、例えば炉の燃料や鉄源の還元材として再利用する際には、塩素含有ガスの発生が問題となるため、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理が行われている。 Plastic waste, generally called waste plastic, contains a plurality of types of plastic. In addition to polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), PVC (polychlorinated). Also included are chlorine-containing plastics such as vinyl) and PVDC (polyvinylidene chloride) (hereinafter, PVC and / or PVDC are referred to as “chlorine-containing plastics”). When such mixed waste plastic is reused, for example, as a furnace fuel or a reducing material for iron sources, the generation of chlorine-containing gas becomes a problem, and therefore, a process for separating chlorine-containing plastic from waste plastic is performed. ing.
廃プラスチックから塩素成分を除去するために、廃プラスチックを加熱する方法も知られている(例えば、特許文献1参照。)。廃プラスチックを押出し機や溶融槽等を用いて加熱溶融して熱分解することで、塩素成分を塩化水素ガスとして回収し、塩素濃度の低いプラスチックを得るものである。しかしこのような処理を行う場合も、あらかじめ廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離して、塩素濃度の高い廃プラスチックに対して加熱処理を行うことが効果的である(例えば、特許文献2参照。)。 In order to remove the chlorine component from the waste plastic, a method of heating the waste plastic is also known (see, for example, Patent Document 1). Waste plastic is heated and melted using an extruder, a melting tank or the like and thermally decomposed to recover the chlorine component as hydrogen chloride gas, thereby obtaining a plastic having a low chlorine concentration. However, even when such a treatment is performed, it is effective to separate the chlorine-containing plastic from the waste plastic in advance and heat the waste plastic having a high chlorine concentration (see, for example, Patent Document 2). .
混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理方法は各種存在するが、比較的低コストで混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを精度良く分離する処理方法として、廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により混合廃プラスチックを昇温させて、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない状態になる造粒処理を行ない、処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに篩分する、造粒後に形状差分離を行なう混合廃プラスチックの分離方法が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 Various treatment methods exist for separating chlorine-containing plastic from mixed waste plastic, but as a treatment method for accurately separating chlorine-containing plastic from mixed waste plastic at a relatively low cost, the waste plastic is agitated to generate frictional heat. The mixture waste plastic is heated by the frictional heat so that the non-chlorine-containing plastic is melted and granulated, and the chlorine-containing plastic is not melted. There is known a method of separating mixed waste plastic that is sieved to those having a predetermined particle diameter or more and that performs shape difference separation after granulation (see, for example, Patent Document 3).
また、塩素含有プラスチックの分離精度がより高い方法として比重差選別法が知られている(例えば、特許文献4参照。)。比重差選別法は、塩素含有プラスチックの比重がPE、PP、PSなどの非塩素含有プラスチックよりも大きいことに着目したものであり、混合廃プラスチックを比重差により高比重分と低比重分に分ける処理を行い、高比重分を塩素含有プラスチックとして取り除き、低比重分を非塩素含有プラスチックとして回収する方法である。 Further, a specific gravity difference sorting method is known as a method with higher separation accuracy of chlorine-containing plastics (see, for example, Patent Document 4). The specific gravity difference sorting method focuses on the fact that the specific gravity of chlorine-containing plastics is larger than that of non-chlorine-containing plastics such as PE, PP, PS, etc., and separates mixed waste plastics into high specific gravity and low specific gravity by specific gravity difference. This is a method of removing the high specific gravity as a chlorine-containing plastic and recovering the low specific gravity as a non-chlorine-containing plastic.
比重差選別法には、液体サイクロン、湿式縦型分離装置(低比重分を浮上させ、高比重分を沈降させる分離装置)、湿式遠心分離法などの湿式法による処理方式と、液体を用いない乾式法による処理方式があり、湿式遠心分離法による廃プラスチックの分離処理が特に分離精度が高いとされている。湿式遠心分離法は次のように行われる。 Specific gravity difference selection methods include liquid cyclones, wet vertical separators (separators that float low specific gravity and settle high specific gravity), wet processing methods such as wet centrifugation, and no liquid. There is a processing method by a dry method, and separation processing of waste plastics by a wet centrifugal method is said to have particularly high separation accuracy. The wet centrifugation method is performed as follows.
水又は比重調整された媒体液が滞留し、回転している回転胴に、媒体液に分散させた廃プラスチックを装入する。回転胴内においては、比重が大きいプラスチック片は回転胴の内壁の近傍に集まり、比重が小さいプラスチック片は回転胴の中側に集まる。そして、二つに分離されたプラスチックをそれぞれの排出口から取り出すことにより、装入された廃プラスチックが、塩素含有プラスチックからなる高比重分と、非塩素含有プラスチックからなる低比重分とに分離される。
例えば塩素濃度が2mass%程度の廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離除去して非塩素含有プラスチックを得る場合、造粒後に形状差分離を行なう方法を用いる場合は非塩素含有プラスチックの塩素濃度を0.8mass%程度に低下させることができるが、湿式遠心分離法を用いて高比重分として塩素含有プラスチックを除去すると、非塩素含有プラスチックの塩素濃度は0.6mass%程度にまで低下させることができる。 For example, when chlorine-containing plastic is separated and removed from waste plastic having a chlorine concentration of about 2 mass% to obtain non-chlorine-containing plastic, the chlorine concentration of non-chlorine-containing plastic is set to 0. Although it can be reduced to about 8 mass%, when the chlorine-containing plastic is removed as a high specific gravity using a wet centrifugal method, the chlorine concentration of the non-chlorine-containing plastic can be reduced to about 0.6 mass%.
しかし、塩素含有プラスチックの分離精度を高めて、より一層塩素濃度の低い廃プラスチックを得ようと試みる場合、湿式遠心分離法を用いた場合であっても、低塩素濃度化に限界があるという問題がある。 However, when trying to improve the separation accuracy of chlorine-containing plastics and obtain waste plastics with a lower chlorine concentration, there is a problem that there is a limit to lowering the chlorine concentration even when the wet centrifugation method is used. There is.
湿式遠心分離法を用いる場合、処理する廃プラスチックをより細かく破砕してから投入する、1回の処理量を減らす、媒体液を最適化する、媒体液に消泡剤を添加する等の手段により、ある程度までの分離精度の向上は可能であるが、処理コストの上昇により廃プラスチックのリサイクル利用を工業的に実施することが困難となる懸念がある。また一方で、PVCとPETのように比重の近い塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとの分離が困難であるため、原理的にも分離精度の向上に限界がある。 When using the wet centrifuge method, the waste plastic to be processed is crushed more finely and then added by means such as reducing the amount of processing once, optimizing the medium liquid, adding an antifoaming agent to the medium liquid, etc. Although the separation accuracy can be improved to a certain extent, there is a concern that it is difficult to industrially implement recycling of waste plastic due to an increase in processing cost. On the other hand, since it is difficult to separate a chlorine-containing plastic and a non-chlorine-containing plastic having similar specific gravity like PVC and PET, there is a limit in improving separation accuracy in principle.
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、比較的低コストな方法で廃プラスチックから塩素含有プラスチックを精度良く分離し、従来以上に廃プラスチックの塩素濃度を低下させることが可能となる廃プラスチックの処理方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve such problems of the prior art, accurately separate chlorine-containing plastic from waste plastic by a relatively low cost method, and lower the chlorine concentration of waste plastic more than before. An object of the present invention is to provide a method for treating waste plastic.
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックから非塩素含有プラスチックを分離回収する廃プラスチックの処理方法であって、前記廃プラスチックを比重差により高比重プラスチックと低比重プラスチックとに分離し、前記低比重プラスチックを所定の温度に加熱することで塩素含有プラスチックを微細化し、該微細化された塩素含有プラスチックを分離除去して非塩素含有プラスチックを回収することを特徴とする廃プラスチックの処理方法。
(2)比重差による分離が湿式遠心分離法であることを特徴とする(1)に記載の廃プラスチックの処理方法。
(3)低比重プラスチックを攪拌しながら加熱する処理をした後、この加熱攪拌処理された前記低比重プラスチックを篩い分ける処理を行い、この篩い分け処理により分離された篩上分を非塩素含有プラスチックとして回収することを特徴とする(1)または(2)に記載の廃プラスチックの処理方法。
(4)低比重プラスチックを所定の温度に加熱して非塩素含有プラスチックの少なくとも一部を粒状化させて造粒物とすることを特徴とする(1)ないし(3)のいずれかに記載の廃プラスチックの処理方法。
(5)塩素含有プラスチックがポリ塩化ビニールおよび/またはポリ塩化ビニリデンであることを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかに記載の廃プラスチックの処理方法。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) A waste plastic treatment method for separating and recovering non-chlorine-containing plastic from waste plastic containing chlorine-containing plastic, wherein the waste plastic is separated into high specific gravity plastic and low specific gravity plastic by a specific gravity difference, and the low specific gravity A method for treating waste plastic, comprising: refining chlorine-containing plastic by heating the plastic to a predetermined temperature; and separating and removing the refined chlorine-containing plastic to recover non-chlorine-containing plastic.
(2) The method for treating waste plastic according to (1), wherein the separation based on the difference in specific gravity is a wet centrifugation method.
(3) After the process of heating the low specific gravity plastic while stirring, the low specific gravity plastic subjected to the heating and stirring process is screened, and the content on the screen separated by the screening process is made of non-chlorine-containing plastic. The waste plastic treatment method according to (1) or (2), wherein:
(4) The low specific gravity plastic is heated to a predetermined temperature to granulate at least a part of the non-chlorine-containing plastic to obtain a granulated product, according to any one of (1) to (3) Waste plastic processing method.
(5) The method for treating waste plastic according to any one of (1) to (4), wherein the chlorine-containing plastic is polyvinyl chloride and / or polyvinylidene chloride.
本発明によれば、廃プラスチックを非塩素含有プラスチックと塩素含有プラスチックとに比較的低コストで且つ高精度で分離することができる。したがって混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを除去して得られたプラスチックの塩素濃度を従来以上に低下させることができる。 According to the present invention, waste plastic can be separated into non-chlorine-containing plastic and chlorine-containing plastic at a relatively low cost and with high accuracy. Therefore, the chlorine concentration of the plastic obtained by removing the chlorine-containing plastic from the mixed waste plastic can be reduced more than before.
本発明者らは廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離除去して、従来以上に塩素濃度の低い廃プラスチックを回収する処理方法について検討した。 The present inventors examined a processing method for separating and removing chlorine-containing plastic from waste plastic and recovering waste plastic having a lower chlorine concentration than conventional ones.
まず、湿式遠心分離法について検討した。湿式遠心分離法において分離精度が低下する最大の原因は、廃プラスチックは廃棄物であることに由来して食物残渣等で汚染されており、汚染物による媒体液の比重の変化や、泡の発生であると考えられる。しかし、湿式遠心分離法で処理する前の廃プラスチックの汚染状態が一定のレベルの場合、遠心分離装置投入時の廃プラスチックの破砕条件の変更や、1回の処理量の減量化、媒体液に添加する消泡剤の最適化等を行なっても、実操業条件の範囲内では軽比重分として分離した廃プラスチックの塩素濃度が低下する割合は少なく、コスト増加に見合う効果を得ることは困難であった。他の方法として、塩素含有プラスチックに比重の近い非塩素含有プラスチックを塩素含有プラスチックと同時に除去することで、残部の廃プラスチック自体の塩素濃度を低下させることが可能であるが、この場合は非塩素含有プラスチックの収率が低下するため望ましい方法ではない。すなわち、湿式遠心分離法で比重分離する場合には、比重の近い塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックの分離は困難であるが、非塩素含有プラスチックの収率を低下させないために、ある程度は塩素含有プラスチックが非塩素含有プラスチックに混入することを許容する必要があるのが現実である。できる限り塩素含有プラスチックのみを分離除去して、非塩素含有プラスチックの収率を増加させることが廃プラスチックの有効利用の点から望ましいが、汚染した廃プラスチックを湿式遠心分離法で高精度に分離することは困難である。 First, the wet centrifugation method was examined. The biggest cause of the decrease in separation accuracy in the wet centrifuge method is that waste plastics are contaminated with food residues, etc. due to waste, and changes in the specific gravity of media liquid due to contaminants and generation of bubbles It is thought that. However, if the waste plastic contamination state before processing by the wet centrifuge method is at a certain level, changing the crushing conditions of the waste plastic when the centrifuge is charged, reducing the amount of processing once, Even if the defoamer to be added is optimized, the percentage of chlorine concentration in the waste plastic separated as light specific gravity is small within the range of actual operating conditions, and it is difficult to obtain an effect commensurate with the increase in cost. there were. As another method, it is possible to reduce the chlorine concentration of the remaining waste plastic itself by removing the non-chlorine-containing plastic having a specific gravity close to that of the chlorine-containing plastic simultaneously with the chlorine-containing plastic. This is not a desirable method because the yield of the contained plastic is reduced. In other words, when separating with specific gravity by wet centrifugation, it is difficult to separate chlorine-containing plastics and non-chlorine-containing plastics with similar specific gravity. However, in order not to reduce the yield of non-chlorine-containing plastics, some chlorine is contained. The reality is that it is necessary to allow plastics to be mixed into non-chlorine containing plastics. Although it is desirable from the point of effective use of waste plastics to separate and remove only chlorine-containing plastics as much as possible to increase the yield of non-chlorine-containing plastics, contaminated waste plastics are separated with high precision by wet centrifugation. It is difficult.
次に、造粒後に形状差分離を行なう方法について検討した。造粒後に形状差分離を行なう方法は、プラスチックの造粒技術である溶融造粒方法を利用したものであり、廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により廃プラスチックを昇温させて、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない状態で造粒処理を行ない、造粒処理において製造された処理物を造粒物と非造粒物とに分離することで、非造粒物として塩素含有プラスチックを分離する方法である。この方法では、造粒装置の昇温精度の問題から、造粒時の正確な温度制御が困難であること、また軟化した非塩素含有プラスチックに塩素含有プラスチックが巻き込まれたり、非塩素含有プラスチックの表面に塩素含有プラスチック付着して造粒される場合があるため、簡易で低コストである半面、湿式遠心分離法に比較して分離精度が低下する。しかし、プラスチックの軟化溶融温度の違いを利用して分離する技術であるため、比重の近いプラスチックであっても軟化溶融温度が異なる場合は分離可能であると考えられる。 Next, a method of performing shape difference separation after granulation was examined. The method of shape difference separation after granulation uses the melt granulation method, which is a plastic granulation technique. The waste plastic is agitated to generate frictional heat, and the temperature of the waste plastic is raised by the frictional heat. The non-chlorine-containing plastic is melted and granulated, and the granulation process is performed in a state where the chlorine-containing plastic is not melted, and the processed product produced in the granulation process is separated into a granulated product and a non-granulated product. By doing so, the chlorine-containing plastic is separated as a non-granulated product. In this method, it is difficult to accurately control the temperature during granulation due to the temperature rise accuracy of the granulator, and the chlorine-containing plastic is entangled in the softened non-chlorine-containing plastic. Since the surface may be granulated by adhering chlorine-containing plastic to the surface, it is simple and low-cost, but the separation accuracy is lowered as compared with the wet centrifugation method. However, since it is a technology for separating using the difference in softening and melting temperature of plastic, it is considered that separation is possible when the softening and melting temperature is different even for plastics with similar specific gravity.
以上の知見より、比重差による分離方法と、軟化溶融温度の差による分離方法とを組み合わせて廃プラスチックの分離を行なう処理方法について検討した。そして、まず比重差による分離を行ない、主な塩素含有プラスチックを重比重分として除去した上で、軽比重分として分離されたプラスチックを所定の温度に加熱して軟化溶融したプラスチックを分離すれば、PVCとPET等の比重の近いプラスチックの精度よい分離も可能であり、従来以上に低塩素化したプラスチックが得られることを見出して、本発明を完成した。 Based on the above findings, a processing method for separating waste plastics by combining a separation method based on a difference in specific gravity and a separation method based on a difference in softening and melting temperature was examined. Then, first, separation by specific gravity difference is performed, and after removing the main chlorine-containing plastic as heavy specific gravity, the plastic separated as light specific gravity is heated to a predetermined temperature to separate the softened and melted plastic, The present invention was completed by finding that plastics such as PVC and PET having similar specific gravity can be accurately separated, and that plastics with lower chlorination than before can be obtained.
なお、本発明者等は造粒後に形状差分離を行なう方法についてさらに検討を加え、廃プラスチックを加熱する温度を非塩素含有プラスチックが溶融して粒状物や塊状物が生成する程度に高くすると、塩素含有プラスチックがその粒状物や塊状物に付着したり、包み込まれてしまう場合があり、分離精度がやや低下することを見出した。一方で、塩素含有プラスチックは非塩素含有プラスチックの溶融が始まる温度よりも低い温度の加熱であっても脆化して微細化するため、非塩素含有プラスチックが造粒されない場合であっても形状による分離が可能であることが分かった。したがって、比重分離された低比重プラスチックを所定の温度に加熱して塩素含有プラスチックを脆化させることで微細化し、微細化された塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとを分離することが特に望ましい方法である。 In addition, the inventors further examined the method of performing the shape difference separation after granulation, and when the temperature at which the waste plastic is heated is increased to such an extent that the non-chlorine-containing plastic is melted to produce a granular material or a lump, It has been found that the chlorine-containing plastic may adhere to or be encased in the granular material or lump, and the separation accuracy is slightly reduced. On the other hand, since chlorine-containing plastics become brittle and refine even when heated at a temperature lower than the temperature at which melting of non-chlorine-containing plastics begins, separation by shape even when non-chlorine-containing plastics are not granulated Was found to be possible. Therefore, it is a particularly desirable method to separate a refined chlorine-containing plastic and a non-chlorine-containing plastic by heating the specific gravity-separated low-density plastic to a predetermined temperature and embrittlement of the chlorine-containing plastic. It is.
所定の温度に加熱することで塩素含有プラスチックが脆化する一方で、非塩素含有プラスチックは脆化することがない。脆化した塩素含有プラスチックを微細化するには、回転羽根を有する攪拌機等を用いて攪拌処理を行なうことが望ましい。破砕機、粉砕機等による粉砕工程を設けることも可能である。低比重プラスチックに熱攪拌処理を行なうと、塩素含有プラスチックを加熱して脆化させ、微細化することが一工程で行なえるため効率的である。加熱により非塩素含有プラスチックのうち融点の低いもの(たとえばPE系)は溶融し粒状化する場合があり、高融点のもの(たとえばPP、PET系)は加熱前の原形(フラフ状等)を保つ場合等があるが、いずれにしても非塩素含有プラスチックは加熱しても、場合によってはさらに攪拌処理を行なっても、微細化しないため、微細なものとそうでないものとを粒径に応じて分離することによって塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとをより高精度で分離することが可能となる。微細なものとそうでないものとは、篩等を用いることで容易に分離することが可能である。 By heating to a predetermined temperature, the chlorine-containing plastic becomes brittle, while the non-chlorine-containing plastic does not become brittle. In order to refine the embrittled chlorine-containing plastic, it is desirable to perform a stirring process using a stirrer having rotating blades. It is also possible to provide a pulverization step using a crusher, a pulverizer or the like. When the low specific gravity plastic is subjected to a thermal stirring treatment, it is efficient because the chlorine-containing plastic can be heated to become brittle and refined in one step. Non-chlorine-containing plastics with a low melting point (for example, PE type) may be melted and granulated by heating, and those with a high melting point (for example, PP or PET type) keep the original form (such as fluff) before heating. In any case, in any case, non-chlorine-containing plastics will not be refined even if they are heated, or in some cases further stirred, depending on the particle size. By separating, chlorine-containing plastic and non-chlorine-containing plastic can be separated with higher accuracy. Fine and non-fine can be easily separated by using a sieve or the like.
図1は廃プラスチックの処理方法の説明図である。図1を用いて本発明の一実施形態を説明する。 FIG. 1 is an explanatory view of a method for treating waste plastic. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1において、100は収集された廃棄物である塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックであり、破砕工程11で10〜50mm角程度の大きさに破砕された混合廃プラスチックは、比重差選別工程12へ送られる。比重差選別工程12では、後述する図2に示す湿式遠心分離装置が使用され、比重差による選別処理を行って、PVCよりも比重が高い高比重分103とPVCの比重以下の低比重分102とに分ける処理を行う。二分されたプラスチックのうち、高比重分103は高塩素濃度プラスチックであり、低比重分102がPE、PP、PSなどの非塩素含有プラスチックが主のプラスチックである。非塩素含有プラスチックの収率を低下させないために、ある程度は低比重分102が塩素含有プラスチックを含むような条件で分離を行なう。
In FIG. 1,
次に、混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離除去した低比重分102の塩素濃度をさらに低下させるために、加熱攪拌工程13へ送って、攪拌しながら加熱する処理を行い、次いで、篩分工程14において、目開きが所定寸法の篩で篩い分けを行う。この篩い分け処理により、塩素含有プラスチックの粉状物や微粒を多量に含む篩下分105と、塩素含有プラスチックが僅かしか含まれていない非塩素含有プラスチックからなる篩上分104とに分離する。篩上分104は高炉還元剤や燃料、マテリアルリサイクル品原料などとして再利用する。
Next, in order to further reduce the chlorine concentration of the low
加熱攪拌工程13では、後述する図3に示す加熱攪拌装置が使用される。この加熱攪拌装置は高速回転可能に構成された攪拌機を備えた加熱攪拌槽を有しており、この加熱攪拌槽へ装入された混合廃プラスチックを高速攪拌して摩擦熱を発生させ、この摩擦熱によって所定温度まで昇温させることができるようになっている。
In the heating and stirring
そして、加熱攪拌工程13では、装入された混合廃プラスチックを高速攪拌しながら所定温度範囲まで昇温させ、所定温度で所定時間の間攪拌を継続する。この加熱攪拌中に、塩素含有プラスチック中の可塑剤の揮散が起って塩素含有プラスチック片が脆くなり、塩素含有プラスチック片が粉砕されて粉状物や微粒になる。
Then, in the heating and stirring
次いで、加熱攪拌工程13から排出された加熱攪拌処理物は篩分工程14において、目開きが所定寸法の篩で篩い分けられる。この篩い分け操作により、塩素含有プラスチックの粉状物や微粒を多量に含む篩下分105と、塩素含有プラスチックが僅かしか含まれていない非塩素含有プラスチックからなる篩上分104とに分けられる。PETは粉砕されないので、比重差選別処理では分離できなかったPVCとPETの分離が行われ、PETが非塩素含有プラスチックとして回収される。篩上分104は高炉還元剤や燃料などとして再利用する用途に向けられる。
Next, the heated and stirred processed product discharged from the heating and stirring
上記加熱攪拌工程13において、加熱保持温度は、装入されたプラスチックの溶融が始まる温度、あるいは一部のものが溶融し始める温度よりも低く、且つそれらの近傍の領域に設定するのが特に望ましい。加熱保持温度の設定は、混合廃プラスチックに含まれるプラスチックの種類などによって異なるが、塩素含有プラスチックが主としてポリ塩化ビニールおよび/またはポリ塩化ビニリデンである場合には、140〜165℃とすることが望ましい。加熱保持温度を高くすると、融点の低いPE、PP、PSなどの非塩素含有プラスチックが溶融して粒状物や塊状物が生成する際に、加熱攪拌によって粉砕された塩素含有プラスチックがその粒状物や塊状物に付着したり、包み込まれてしまう場合があり、塩素含有プラスチックの分離精度がやや低下する。混合プラスチックに含まれる一部のプラスチックが溶融する程度の温度に加熱保持した場合、その一部が粒状物になるが、その生成量が多量でなければ、非塩素含有プラスチックへ混入する塩素含有プラスチックの量は許容される程度にとどまるため、処理効率を考慮すると、PEの軟化温度以上、PP、PETの軟化温度未満程度で加熱することが望ましい。
In the heating and stirring
上記のように、プラスチックの攪拌を継続していると、プラスチックの温度が上記加熱保持温度の範囲を超える領域まで昇温してしまうので、所定温度まで上昇した後においては、時々、少量の水を吹きかけて冷却する操作を行いながら、攪拌を継続する。 As described above, if the stirring of the plastic is continued, the temperature of the plastic rises to a region exceeding the range of the heating and holding temperature. The stirring is continued while performing the operation of cooling by spraying.
又、加熱攪拌工程13における加熱時間は、塩素含有プラスチック片が粉砕されて粉状物や微粒になるまでの所要時間であるので、混合廃プラスチックに含まれている塩素含有プラスチックの大きさや厚さと加熱保持温度などによって異なるが、その形状がフィルム状である場合、通常、10分〜20分程度である。
Further, the heating time in the heating and stirring
以上のように、本発明においては、廃プラスチックの大量処理方法として適している湿式遠心分離法を用い、次いで加熱攪拌処理と篩い分け処理と言う極めて簡易な手段を用いて、廃プラスチックから非塩素含有プラスチックを回収する大量処理を高精度で効率よく行うことができる。 As described above, in the present invention, non-chlorine is used from waste plastic by using a wet centrifugation method suitable as a large-scale treatment method for waste plastic, and then using extremely simple means of heating and stirring treatment and sieving treatment. Mass processing for recovering the contained plastic can be efficiently performed with high accuracy.
次に、湿式遠心分離装置について説明する。図2は比重差選別工程で使用する湿式遠心分離装置の構成に係る一例を示す図である。この湿式遠心分離装置20は両側に円錐台状に縮径された部分が形成され、水又は比重調整された媒体液を滞留させながら回転させる回転胴21と、その回転胴と若干異なった速度で回転させる回転軸とその軸に設けられたスクリューからなるスクリューコンベア22a,22bとにより主要部が構成されている。図中、102は低比重分のプラスチック、103は高比重分のプラスチックを示す。
Next, the wet centrifugal separator will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the wet centrifugal separator used in the specific gravity difference sorting step. The
この装置によるプラスチックの分離は次のように行われる。回転胴21には、その上部に空間ができる程度の量の媒体液を滞留させて回転させ、廃プラスチック装入管23から、媒体液に分散させた廃プラスチックの破砕品を装入する。回転胴21内においては、廃プラスチック装入管23から回転胴21の中心部へ装入されたプラスチック片のうち、媒体液よりも比重が小さいものは浮上し、媒体液よりも比重が大きいものは沈降する。この際、媒体液よりも比重が大きいプラスチックは、回転胴21の回転に伴なって発生する遠心力の作用によって沈降が促進される。そして、比重が大きいプラスチック片(高比重分)は回転胴21の内壁の近傍に集まり、比重が小さいプラスチック片(低比重分)は媒体液の液面近傍に(回転胴21の中心側)に集まる。高比重分103は径の大きいスクリューコンベア22aにより掻き出されて高比重分出口24から排出され、塩素含有プラスチック分として処理される。又、低比重分102は径の小さいスクリューコンベア22bにより掻き出されて低比重分出口25から排出され、非塩素含有プラスチックとして回収される。
Separation of plastic by this apparatus is performed as follows. An amount of medium liquid that allows a space to be formed in the upper portion of the
図3は加熱攪拌工程で使用する加熱攪拌装置と篩分工程で使用する篩分装置の一例を示す図である。図3において、30は加熱攪拌装置、40は篩分装置である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a heating and stirring device used in the heating and stirring step and a sieving device used in the sieving step. In FIG. 3, 30 is a heating and stirring device, and 40 is a sieving device.
31は混合廃プラスチックを装入して攪拌しながら加熱する加熱攪拌装置の加熱攪拌槽で、その底部に備えた攪拌機32を高速回転させることにより摩擦熱を発生させるようになっている。100は装入された廃プラスチックを示す。
加熱攪拌槽31の側部には、攪拌中の廃プラスチックの温度を測定する温度測定装置33と、上部には散水装置34が設けられている。散水装置34は、摩擦熱により加熱される廃プラスチックの温度が過度に上昇するのを抑えるための冷却、及び加熱攪拌処理終了後の冷却をするために設けられており、散水制御装置35からの指示信号により稼動、停止する。散水制御装置35には、加熱保持温度の設定値が入力されており、温度測定装置33の測定値が上記設定値に達した時点で、制御弁38がごく短時間の間だけ開になって少量の散水が行われ、槽内の廃プラスチックの温度が設定値近傍に保持される。又、所定の加熱攪拌時間が経過した時点では、十分な散水が所定時間行われ、冷却される。図中、36は槽内の端部に散水ノズル37が設けられた冷却水供給管である。
A
篩分装置40は、上記のようにして加熱攪拌された処理物を所定の目開きの篩で篩い分けて、塩素含有プラスチックが粉砕されて生成した粉状物や微粒を取り除く装置である。篩分装置40により篩分けられた所定径以上の篩上分104は非塩素含有プラスチックとして回収される。又、所定径未満の篩下分105は塩素含有プラスチックとして処理される。
The sieving
上記のように、所定の目開きの篩で篩い分けることによって、非塩素含有プラスチックと塩素含有プラスチックに分別されるが、加熱攪拌処理後の廃プラスチックは径が小さなものほど塩素分が多量に含まれているので、再利用可能なプラスチックとして回収する径の下限を決める篩の目開き寸法は、処理する廃プラスチックの性状や溶融造粒装置の運伝条件などを勘案し、過去の実績に基づいて決定される。篩分工程においては、通常、目開きが1〜3mmの間の篩が使用される。 As described above, by sieving with a sieve with a predetermined opening, it is separated into non-chlorine-containing plastics and chlorine-containing plastics, but the waste plastic after heating and stirring treatment contains more chlorine as the diameter decreases. Therefore, the opening size of the sieve that determines the lower limit of the diameter to be recovered as reusable plastic is based on past results, taking into account the properties of the waste plastic to be processed and the transfer conditions of the melt granulator. Determined. In the sieving step, a sieve having an opening of 1 to 3 mm is usually used.
なお、図3に示す加熱攪拌装置30は廃プラスチックを加熱して塩素含有プラスチックに脆性を帯びさせること、及びその塩素含有プラスチックを粉砕することを目的に備えたものである。従って、加熱攪拌装置30は図5に示されている竪型の槽に攪拌機を備えたもの以外に、例えば、加熱攪拌可能に構成された回転円筒体に、選定された形状や比重を有する粉砕媒体が装入されたボールミルのような方式のものであって、主として脆性を帯びた塩素含有プラスチックが粉砕されるように構成された装置であってもよい。
The heating and stirring
又、加熱攪拌装置30は図3に示すような攪拌の摩擦熱のみにより加熱する方式の装置以外のものを用いることもできる。特に、高速攪拌操作を行わない装置においては、例えば、スチームなどによる間接加熱方式の装置、熱風を吹き込んで加熱する方式の装置などを使用することができる。
Further, the heating /
次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
地方自治体で収集した、容器や包装などに使用された廃プラスチックで、その塩素含有率は約1.5%のものについて塩素含有プラスチックを分離除去して、塩素濃度の低い廃プラスチックを得る処理を行った。廃プラスチック中に含まれる非塩素含有プラスチックの主なものはPEであった。 Waste plastic collected by local governments and used for containers and packaging whose chlorine content is about 1.5% is separated and removed to obtain waste plastic with a low chlorine concentration. went. The main non-chlorine-containing plastic contained in the waste plastic was PE.
塩素含有プラスチックを分離する処理は次のように行った。容器包装プラスチックのベール品を解砕機でほぐした後、破砕機により破砕し、10〜50mm程度のスクリーン通過物とした。 The treatment for separating the chlorine-containing plastic was performed as follows. A container-packaged plastic bale product was loosened with a crusher and then crushed with a crusher to obtain a screen passing material of about 10 to 50 mm.
この破砕物を図2と同様の構成による湿式遠心分離装置へ装入し、高比重分と低比重分に分離する比重差選別処理を行った。プラスチック破砕物を分散させる媒体液としては、水を使用した。この処理により非塩素含有プラスチックとして回収した低比重分の割合は装入された破砕物に対し72mass%で、その塩素含有率は0.6mass%であった。又、高比重分の割合は28mass%で、その塩素含有率は3.8mass%であった。 The crushed material was charged into a wet centrifuge having the same configuration as that shown in FIG. 2, and a specific gravity difference sorting process for separating the crushed material into a high specific gravity component and a low specific gravity component was performed. Water was used as the medium liquid for dispersing the plastic crushed material. The ratio of the low specific gravity recovered as non-chlorine-containing plastic by this treatment was 72 mass% with respect to the charged crushed material, and the chlorine content was 0.6 mass%. The proportion of the high specific gravity was 28 mass%, and the chlorine content was 3.8 mass%.
次いで、上記低比重分を図3に示す加熱攪拌装置へ装入し、攪拌機を高速回転させて昇温させた。そして、加熱保持温度を160℃に設定し、散水制御装置による温度制御を行いながら、20分間攪拌した。所定時間経過後、散水して冷却し、取り出した。加熱攪拌された処理物の状態を観察したところ、一部のものが粒状物になっていた。 Next, the low specific gravity was charged into the heating and stirring apparatus shown in FIG. 3, and the temperature was increased by rotating the stirrer at high speed. And the heating holding temperature was set to 160 degreeC, and it stirred for 20 minutes, performing temperature control by a watering control apparatus. After elapse of a predetermined time, water was sprayed to cool and take out. When the state of the heated and stirred processed product was observed, a part of the processed product was granular.
加熱攪拌装置から排出された加熱攪拌処理物を網目の開きが2.3mmの篩で篩い分け、所定粒径未満のもの(篩下分)と所定粒径以上のもの(篩上分)とに分けた。この処理により非塩素含有プラスチックとして回収された篩上分の割合は、加熱攪拌装置へ装入した低比重分に対し80mass%で、その塩素含有率は0.2mass%であった。又、篩下分の割合は20mass%で、その塩素含有率は2.2mass%であった。 The heated and stirred processed product discharged from the heating and stirring device is sieved with a sieve having a mesh opening of 2.3 mm, so that it is smaller than the predetermined particle size (under sieve) and larger than the predetermined particle size (on sieve). divided. The proportion of the sieve top recovered as non-chlorine-containing plastic by this treatment was 80 mass% with respect to the low specific gravity charged in the heating and stirring device, and the chlorine content was 0.2 mass%. Moreover, the ratio of under-sieving was 20 mass%, and the chlorine content was 2.2 mass%.
上記のようにして湿式遠心分離装置による比重分離後に加熱攪拌処理と篩分処理を行ったところ、非塩素含有プラスチックとして回収されたプラスチックの塩素含有率は0.2mass%にまで低下し、その回収率は約57mass%であった。 As described above, after the specific gravity separation by the wet centrifugal separator, the heating and stirring treatment and the sieving treatment were performed. As a result, the chlorine content of the plastic recovered as a non-chlorine-containing plastic was reduced to 0.2 mass%, and the recovery was performed. The rate was about 57 mass%.
11 破砕工程
12 比重差選別工程
13 加熱攪拌工程
14 篩分工程
20 湿式遠心分離装置
21 回転胴
22a スクリューコンベア
22b スクリューコンベア
23 廃プラスチック装入管
24 高比重分出口
25 低比重分出口
30 加熱攪拌装置
31 加熱攪拌槽
32 攪拌機
33 温度測定装置
34 散水装置
35 散水制御装置
36 冷却水供給管
37 散水ノズル
38 制御弁
40 篩分装置
100 混合廃プラスチック
102 低比重分
103 高比重分
104 篩上分
105 篩下分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Crushing
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