JP2006321851A - Apparatus and method for pyrolytic conversion into oil, apparatus for treating waste by pyrolysis, and apparatus for recovering valuable metal - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ポリオレフィン系等の熱可塑性プラスチックや木材チップ、塩化ビニル等のハロゲン系元素を含むプラスチック廃棄物を熱分解処理して、炭化水素油として取り出すための熱分解油化装置及び方法に関する。 The present invention relates to a pyrolysis oil converting apparatus and method for thermally decomposing plastic waste containing a halogen-based element such as polyolefin-based thermoplastic plastic, wood chips, vinyl chloride, etc., and taking it out as hydrocarbon oil.
また、本発明はガラス繊維強化プラスチック(FRP)のようなプラスチックと耐熱性ガラス繊維との複合材料を用いた廃棄物を、効果的に処理する為の熱分解廃棄物処理装置に関する。 The present invention also relates to a pyrolytic waste treatment apparatus for effectively treating waste using a composite material of plastic such as glass fiber reinforced plastic (FRP) and heat resistant glass fiber.
さらに、本発明はレントゲン写真フィルムのようなプラスチックと銀(金属)の複合材料を用いた廃棄物から、金属を効果的に回収する為の有価金属回収装置に関する。 Furthermore, the present invention relates to a valuable metal recovery device for effectively recovering metal from waste using a composite material of plastic and silver (metal) such as X-ray photographic film.
プラスチック廃棄物の処理については、廃棄物処理法に基づく許可基準を充足する廃棄物処理設備での処理が要請されている。そして、廃棄物処理法に基づく同法施行令で従来の焼却処理に加えて、熱分解処理(同法施行令第三条第二号ロ)が加えられた。そして、熱分解設備の構造は、炭化水素油または炭化物を生成する場合については、同法施行規則第1条の7の2第1号に規定されている。 Regarding the disposal of plastic waste, it is requested to treat it in a waste treatment facility that satisfies the permission standards based on the Waste Treatment Law. And in addition to the conventional incineration process in the law enforcement order based on the Waste Treatment Law, thermal decomposition process (Article 3 No. 2 b). And the structure of the thermal decomposition equipment is prescribed | regulated to the case of producing | generating hydrocarbon oil or a carbide | carbonized_material in the 1st article 2-7 1st of the enforcement regulations of the law.
また、プラスチック廃棄物から、炭化水素油を再生利用する油化装置も実用化に向けて鋭意研究がなされている。特に、再生炭化水素油は原油と代替しうるものであり、近年のように原油価格が1バレル当たり50米国ドル程度と、数年前の10米国ドル程度と比較して数倍に高騰している状況では、無資源国である日本においては廃棄物処理・環境対策面のみならず、資源エネルギー対策としても重要性を増してきている。 In addition, diligent research has been conducted on the practical application of an oil converting device that recycles hydrocarbon oil from plastic waste. In particular, recycled hydrocarbon oil can replace crude oil, and the price of crude oil has risen several times as many as US $ 10 per barrel, several years ago, as in recent years. In Japan, a resource-free country, the importance is increasing not only for waste disposal and environmental measures, but also for resource and energy measures.
そこで、例えば特許文献1に開示されているように、プラスチック廃棄物を熱分解して、炭化水素油に変換するプラスチック油化装置が知られている。この種のプラスチック油化装置では、プラスチック廃棄物を分解容器に入れて加熱分解し、得られた熱分解ガスを触媒槽に導き、ここで低沸点成分に分解し、さらに冷却装置に導き、炭化水素油を得る構成が採用されている。 Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1, a plastic oil converting apparatus is known that thermally decomposes plastic waste and converts it into hydrocarbon oil. In this type of plastic oil conversion equipment, plastic waste is put into a decomposition vessel and thermally decomposed, and the resulting pyrolysis gas is led to a catalyst tank, where it is decomposed into low-boiling components and further led to a cooling device for carbonization. A configuration for obtaining hydrogen oil is employed.
ところが、本発明者が特許文献1に掛かるプラスチック油化装置を現実に使用したところ、次の課題が存在することが判明した。第1は、プラスチック廃棄物からの炭化水素油回収率が低いことである。この装置の典型的な運転条件では、原料プラスチック1kgに対して炭化水素油が0.20〜0.25kg程度得られる。即ち、炭化水素油回収率が20〜25%程度と低く、熱分解処理(廃棄物処理法施行令第三条第二号ロ)の油化装置として施行規則で設定している規制値40%が達成できないという課題がある。
However, when the inventor actually used the plastic oil converting apparatus according to Patent Document 1, it was found that the following problems exist. First, the hydrocarbon oil recovery rate from plastic waste is low. Under typical operating conditions of this apparatus, about 0.20 to 0.25 kg of hydrocarbon oil is obtained for 1 kg of the raw plastic. In other words, the hydrocarbon oil recovery rate is as low as about 20-25%, and the
第2は、プラスチック廃棄物には、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)等の三大プラスチックばかりでなく、塩化ビニル等のハロゲン系元素を含むものが混入している点である。分別収集が進展すれば、三大プラスチックとハロゲン系元素を含むプラスチック廃棄物とが分別されることが理論的には可能である。しかし、例えば食品などを包装する透明プラスチックシートには、ポリエチレン系とポリ塩化ビリニデン系が存在するが、廃棄物として収集された塵芥から、両者を分離するのは事実上困難である。 Second, plastic waste contains not only three major plastics such as polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polystyrene (PS), but also those containing halogen elements such as vinyl chloride. is there. If separated collection progresses, it is theoretically possible to separate the three major plastics and plastic waste containing halogen-based elements. However, for example, transparent plastic sheets for packaging food and the like include polyethylene-based and poly (vinylidene chloride) -based materials, but it is practically difficult to separate them from dust collected as waste.
そして、塩素のようなハロゲンを含有した炭化水素油は、汎用バーナーの寿命を著しく短くする。火力発電所等に用いられる大型バーナーには、塩分を含む重油も燃料として使用可能なハロゲン対策を施したものがあり、塩素のようなハロゲンを含有(例えば900ppm)した炭化水素油も可能である。しかし、各地に分散配置された塵芥焼却施設から炭化水素油を収集して、ハロゲン対策済みバーナーの利用施設まで運搬するコストが高額になるという課題が生ずる。そこで、包装容器リサイクル協会の設定している炭化水素油の塩素含有率基準(例えば100ppm)まで、炭化水素油の塩素含有率を低減させる必要がある。しかし、プラスチック廃棄物に含まれる塩化ビニル等の割合は一定しておらず、炭化水素油の塩素除去装置を設置したのでは、設備コストの負担が大きくなると言う課題があった。 And the hydrocarbon oil containing halogen like chlorine shortens the lifetime of a general purpose burner remarkably. Some large-scale burners used in thermal power plants and the like have a halogen countermeasure that can use heavy oil containing salt as a fuel, and hydrocarbon oils containing halogen such as chlorine (for example, 900 ppm) are also possible. . However, there arises a problem that the cost of collecting hydrocarbon oil from the dust incineration facilities distributed in various places and transporting it to the use facility of the burner for which halogen countermeasures are taken increases. Therefore, it is necessary to reduce the chlorine content of the hydrocarbon oil to the chlorine content standard (for example, 100 ppm) of the hydrocarbon oil set by the Packaging Container Recycling Association. However, the proportion of vinyl chloride or the like contained in plastic waste is not constant, and the installation of a hydrocarbon oil chlorine removal device has a problem that the burden of equipment costs increases.
更に、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)が普及して数十年経過しているが、その耐用年数を経過して廃棄物処理が問題となっている。即ち、FRPはプラスチックと耐熱性ガラス繊維との複合材料であるため、廃棄物処理として埋め立て処理しかないのが実情である。典型的な事例では、ガラス繊維の含有割合が50%〜80%程度で、残部がプラスチックとなっている。この場合、耐熱性や耐久性を高める為に、塩素などのハロゲン元素を化合させたプラスチックが利用されている。そこで、FRPを焼却処理しようとすると、燃焼温度が千度程度の高温になるのに加えて、プラスチックにハロゲン元素を含有している場合には、分離したハロゲン元素により、焼却炉の傷みが激しくなるという課題がある。 Furthermore, glass fiber reinforced plastic (FRP) has been in widespread use for several decades, but waste disposal has become a problem with the end of its useful life. That is, since FRP is a composite material of plastic and heat-resistant glass fiber, the actual situation is that there is only landfill treatment as waste treatment. In a typical case, the glass fiber content is about 50% to 80% and the balance is plastic. In this case, in order to improve heat resistance and durability, a plastic combined with a halogen element such as chlorine is used. Therefore, when trying to incinerate FRP, in addition to the combustion temperature becoming as high as about 1000 degrees C., if the plastic contains a halogen element, the incinerator is severely damaged by the separated halogen element. There is a problem of becoming.
また、レントゲン写真フィルムのようなプラスチックと銀(金属)の複合材料を用いた廃棄物も多量に存在している。しかし、プラスチックと銀(金属)の複合材料から、金属のような有価金属を効果的に回収する装置は、十分に開発されていない。一般に、プリント基板配線板のような、プラスチック、耐熱性ガラス繊維、および金や銀等の貴金属との複合材料は、貴金属鉱石と比較しても貴金属含有率が高いことが知られている。即ち、貴金属鉱石においては、原石1t当たりの貴金属含有割合は、金鉱石で10〜20g程度であることが知られている。これに対して、プラスチック廃棄物には、貴金属鉱石と比較しても高い含有割合のものがある。しかし、プラスチック廃棄物と貴金属鉱石との相違点は、貴金属鉱石では貴金属以外の土石が比較的容易に分離できるのに対して、プラスチック廃棄物では貴金属以外のプラスチックや耐熱性ガラス繊維が効果的に除去できない点にある。 There is also a large amount of waste using a composite material of plastic and silver (metal) such as X-ray photographic film. However, an apparatus for effectively recovering valuable metals such as metals from a composite material of plastic and silver (metal) has not been sufficiently developed. In general, it is known that a composite material of plastic, heat-resistant glass fiber, and a noble metal such as gold or silver, such as a printed circuit board, has a high noble metal content even compared to a noble metal ore. That is, in the precious metal ore, the precious metal content ratio per ton of the rough ore is known to be about 10 to 20 g in gold ore. On the other hand, some plastic wastes have a higher content ratio than precious metal ores. However, the difference between plastic waste and precious metal ore is that precious metal ore can separate non-precious earth and stone relatively easily, whereas plastic waste is effectively made of non-precious plastic and heat-resistant glass fiber. It cannot be removed.
本発明は、上述した課題を解決するもので、第1の目的は、プラスチック廃棄物からの油分回収率が高い熱分解油化装置及び方法を提供することである。第2の目的は、塩化ビニル等のハロゲン系元素を含むプラスチック廃棄物であっても、回収された炭化水素油の塩素含有率が低い熱分解油化装置及び方法を提供することである。 This invention solves the subject mentioned above, and the 1st objective is to provide the pyrolysis oil-ized apparatus and method with a high oil recovery rate from plastic waste. The second object is to provide a pyrolysis oil conversion apparatus and method in which the recovered hydrocarbon oil has a low chlorine content even if it is a plastic waste containing a halogen-based element such as vinyl chloride.
第3の目的は、プラスチックと耐熱性ガラス繊維との複合材料を用いた廃棄物を、焼却処理によらないで、効果的に処理する為の熱分解廃棄物処理装置を提供することである。第4の目的は、焼却処理によらないで、プラスチックと銀等の有価金属の複合材料から、有価金属を効果的に回収するを有価金属回収装置を提供することである。 A third object is to provide a thermal decomposition waste treatment apparatus for effectively treating waste using a composite material of plastic and heat-resistant glass fibers without incineration. A fourth object is to provide a valuable metal recovery device that effectively recovers valuable metals from a composite material of valuable metals such as plastic and silver without using incineration.
上記第1の目的を達成する本発明の熱分解油化装置は、例えば図1に示すように、分解容器10の内部に設置された搬送部18であって、粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体を分解容器10の移動軸方向に搬送する搬送部18と、搬送部18の上流側で投入されたプラスチック体に対して、分解容器10の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させると共に、下流側で熱分解で残った残渣を排出する分解容器10と、分解容器10で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する冷却型油分回収部50と、冷却型油分回収部50で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する噴霧型油分回収部60とを備えている。
The pyrolysis oil converting apparatus of the present invention that achieves the first object is, for example, as shown in FIG. 1, a
このように構成された装置においては、プラスチック体が粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態なので、分解容器10の内部に設けられた搬送部18での搬送が容易に行えると共に、分解容器10の内部での熱分解ガスが迅速に生成される。搬送部18は、プラスチック体を分解容器10の移動軸方向に搬送するもので、分解容器10の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させる滞在時間を確保しつつ、下流側で熱分解固形分として残った残渣を排出する。冷却型油分回収部50では、分解容器10で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する。噴霧型油分回収部60では、冷却型油分回収部50で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する。このように、分解容器10の内部で粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体から熱分解ガスが生成し、この熱分解ガスを冷却型油分回収部50と噴霧型油分回収部60の2段で回収することで、プラスチック廃棄物からの炭化水素油の回収率を高めている。
In the apparatus configured as described above, the plastic body is in a granular, crushed state, semi-molten state or melted state, so that it can be easily transported by the
本発明の熱分解油化装置において、例えば図1に示すように、さらに、冷却型油分回収部50と噴霧型油分回収部60で回収された炭化水素油を精製する油分精製部70を備え、油分精製部70で精製された炭化水素油を分解容器10の加熱に使用する構成とすると、分解容器10の加熱用の燃料として炭化水素油を利用でき、運転コストの削減に寄与する。
In the pyrolysis oil converting apparatus of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, an oil content refining unit 70 for refining the hydrocarbon oil recovered by the cooling type oil content recovery unit 50 and the spray type oil
本発明の熱分解油化装置において、例えば図4に示すように、さらに、熱分解油化装置で処理するプラスチック含有体を粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理する減容処理機130を有し、減容処理機130で前処理されたプラスチック体を、分解容器10に供給する構成としている。このような構成によれば、様々な形状や含有物を含むプラスチック含有体であっても、減容処理機130で粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理しているので、搬送部18での搬送が円滑に行えると共に、熱分解油化装置の分解容器10での熱分解が迅速に行える。
In the pyrolysis oil converting apparatus of the present invention, as shown in FIG. 4, for example, a
本発明の熱分解油化装置において、さらに第2の目的を達成する為に、例えば図4に示すように、さらに、熱分解油化装置で処理するプラスチック含有体を粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理する減容処理機130と、減容処理機130で前処理されたプラスチック体を、ハロゲン元素分離温度に保持するハロゲン分離槽140とを備え、前記ハロゲン分離槽で脱ハロゲン処理された粒状又は半溶融状態のプラスチック体を分解容器10に供給する構成としている。
In the pyrolysis oil converting apparatus of the present invention, in order to achieve the second object, as shown in FIG. 4, for example, the plastic-containing body to be processed by the pyrolysis oil converting apparatus is in a granular or semi-molten plastic. And a
このような構成によれば、様々な形状や含有物を含むプラスチック含有体であっても、減容処理機130で粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理しているので、搬送部18での搬送が円滑に行えると共に、熱分解油化装置の分解容器10での熱分解が迅速に行える。また、ハロゲン分離槽140により、減容処理機130で前処理されたプラスチック体を、ハロゲン元素分離温度に保持して、脱ハロゲン処理しているので、分解容器10がプラスチック体に含まれるハロゲン元素によって腐食せず、また炭化水素油に含有されるハロゲン元素も大幅に減少する。
According to such a configuration, even a plastic-containing body including various shapes and inclusions is pre-processed into a granular or semi-molten plastic body by the volume
本発明の熱分解油化装置において、さらに第2の目的を達成する為に、例えば図4に示すように、さらに、熱分解油化装置で処理するプラスチック含有体又はプラスチック体に対して、石灰石等のカルシウム成分を供給するカルシウム供給手段120を備える構成とすると良い。すると、プラスチック含有体がPET(ポリエチレンテレフタレート)とナイロンのような場合に、塩素を含有する他の透明なプラスチックが混入していても、カルシウムが熱分解に伴って分離する塩素ガスと化合して塩化カルシウムとなり、熱分解ガスに含まれる塩素成分が減少し、また炭化水素油にも塩素成分が混入せず、高品質の炭化水素油が得られる。 In the pyrolysis oil converting apparatus of the present invention, in order to achieve the second object, for example, as shown in FIG. 4, the plastic containing body or plastic body to be processed by the pyrolysis oil converting apparatus is further limestone. It is good to set it as the structure provided with the calcium supply means 120 which supplies calcium components, such as. Then, when the plastic-containing body is PET (polyethylene terephthalate) and nylon, even if other transparent plastics containing chlorine are mixed, calcium is combined with chlorine gas that separates with thermal decomposition. It becomes calcium chloride, the chlorine component contained in the pyrolysis gas is reduced, and the chlorine component is not mixed into the hydrocarbon oil, so that a high quality hydrocarbon oil can be obtained.
本発明の熱分解油化装置において、さらに第2の目的を達成する為に、例えば図5に示すように、さらに、冷却型油分回収部50又は噴霧型油分回収部60の少なくとも一方で回収された炭化水素油を、ハロゲン離脱処理の圧力・温度領域でアルカリ金属化合物と接触させて、前記炭化水素油に含まれるハロゲン元素を離脱させる脱塩処理部160を備える構成とするとよい。このような構成によれば、脱塩処理部により、冷却型油分回収部50又は噴霧型油分回収部60の少なくとも一方で回収された炭化水素油を、ハロゲン元素分離温度に保持して、脱ハロゲン処理しているので、炭化水素油に含有されるハロゲン元素が大幅に減少する。ハロゲン元素分離温度は、典型的には温度200℃〜300℃、圧力100気圧〜200気圧の範囲に定めるとよい。
In the pyrolysis oil converting apparatus of the present invention, in order to further achieve the second object, for example, as shown in FIG. 5, at least one of the cooling oil recovery unit 50 or the spray
上記第1の目的を達成する本発明の熱分解油化方法は、例えば図2に示すように、分解容器10の内部に設置された搬送部18の上流側に粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体を投入し(S102)、プラスチック体を搬送部18の下流側に搬送しつつ、加熱をして熱分解ガスを生成させる(S106)と共に、搬送部18の下流側で残った残渣を排出し(S108)、分解容器10で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収し(S114)、冷却された改質ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する(S118)工程を有している。
The pyrolysis oil conversion method of the present invention that achieves the above first object is, for example, as shown in FIG. 2, in the granular, crushed state, and semi-molten state upstream of the conveying
上記第3の目的を達成する本発明の熱分解廃棄物処理装置は、例えば図4に示すように、繊維強化プラスチックを破砕する破砕手段110と、破砕手段110で破砕された繊維強化プラスチックを、破砕された繊維分に附着するプラスチック体であって、粒状又は半溶融状態に前処理する減容処理機130と、分解容器10の内部に設置された搬送部18であって、破砕された繊維分に附着するプラスチック体を移動軸方向に搬送する搬送部18と、搬送部18の上流側で投入されたプラスチック体に対して、分解容器10の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させると共に、下流側で熱分解で残った破砕された繊維分を排出する分解容器10と、分解容器10で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する冷却型油分回収部50と、冷却型油分回収部50で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する噴霧型油分回収部60とを備えている。
The pyrolysis waste disposal apparatus of the present invention that achieves the third object includes a crushing means 110 for crushing fiber reinforced plastic and a fiber reinforced plastic crushed by the crushing means 110, as shown in FIG. A plastic body attached to the crushed fiber, which is a volume
このような構成によれば、破砕手段110によって繊維強化プラスチックを破砕して、減容処理機130で破砕された繊維分に附着するプラスチック体であって、粒状又は半溶融状態に前処理しているので、搬送部18での搬送が円滑に行えると共に、熱分解油化装置の分解容器10での熱分解が迅速に行える。また、残渣に含まれる繊維分は短くなっていると共にプラスチック成分が熱分解固形分としての僅少な割合なので、繊維分の廃棄処理や再生処理が容易になる。また、繊維強化プラスチックに含まれるプラスチック体は、冷却型油分回収部50や噴霧型油分回収部60により炭化水素油として回収される。
According to such a configuration, the fiber reinforced plastic is crushed by the crushing means 110 and is attached to the fiber crushed by the
上記第4の目的を達成する本発明の有価金属回収装置は、例えば図4に示すように、有価金属を含有するプラスチック含有体を、粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理する減容処理機130と、分解容器10の内部に設置された搬送部18であって、前記プラスチック体を移動軸方向に搬送する搬送部18と、搬送部18の上流側で投入されたプラスチック体に対して、分解容器10の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させると共に、下流側で熱分解で残った有価金属を含有する残渣を排出する分解容器10と、分解容器10で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する冷却型油分回収部50と、冷却型油分回収部50で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する噴霧型油分回収部60とを備え、分解容器10で排出された有価金属を含有する残渣から、有価金属を回収するものである。
The valuable metal recovery apparatus of the present invention that achieves the fourth object described above, for example, as shown in FIG. 4, is a volume reduction process for pre-processing a plastic-containing body containing a valuable metal into a granular or semi-molten plastic body.
このような構成によれば、減容処理機130で有価金属を含有するプラスチック含有体を、粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理しているので、搬送部18での搬送が円滑に行えると共に、熱分解油化装置の分解容器10での熱分解が迅速に行える。また、残渣に含まれる有価金属の割合が高まる。そこで、有価金属の回収再生処理が容易になる。また、プラスチック含有体は、冷却型油分回収部50や噴霧型油分回収部60により炭化水素油として回収される。
According to such a configuration, since the plastic-containing body containing valuable metals is pre-processed into a granular or semi-molten plastic body by the volume
本発明の熱分解油化装置及び方法によれば、プラスチック体が粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態なので、搬送部18での搬送が円滑に行えると共に、熱分解油化装置の分解容器10での熱分解が迅速に行える。また、分解容器の内部で粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体から熱分解ガスが生成し、この熱分解ガスを冷却型油分回収部と噴霧型油分回収部の2段で回収することで、プラスチック廃棄物からの炭化水素油の回収率を高めている。
According to the pyrolysis oil converting apparatus and method of the present invention, since the plastic body is granular, crushed, semi-molten or melted, it can be smoothly transported by the
また、請求項4の熱分解油化装置によれば、様々な形状や含有物を含むプラスチック含有体であっても、ハロゲン分離槽により、減容処理機で前処理されたプラスチック体を、ハロゲン元素分離温度に保持して、脱ハロゲン処理しているので、分解容器がプラスチック体に含まれるハロゲン元素によって腐食せず、また炭化水素油に含有されるハロゲン元素も大幅に減少する。請求項6の熱分解油化装置によっても、脱塩処理部により、冷却型油分回収部又は噴霧型油分回収部の少なくとも一方で回収された炭化水素油を、ハロゲン元素分離温度に保持して、脱ハロゲン処理しているので、炭化水素油に含有されるハロゲン元素が大幅に減少する。
According to the pyrolysis oil converting apparatus of
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の熱分解油化装置で処理するプラスチック廃棄物は、RDF(廃棄物固形燃料、refuse derived fuel)のような粒状プラスチック体や、半溶融状態のプラスチック体であることが望ましい。プラスチック廃棄物が、形状が大型であったり、あるいは繊維強化プラスチックでの成形品の場合には、そのままでは分解容器10を構成するロータリーキルンで旨く処理できないので、破砕機や減容処理機で前処理して、粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体にするのがよい。粒状とは、例えば直径数cm程度で、長さ数cm程度のペレット状に加工したものである。RDFの場合は、例えば直径50mm、長さ100mmの円柱体である。破砕状態とは、プラスチック廃棄物を数cm程度の形状に砕いた状態をいい、砕かれた状態が粒状となっている粉砕状態を含むものである。
The plastic waste to be processed by the pyrolysis oil converting apparatus of the present invention is preferably a granular plastic body such as RDF (refuse derived fuel) or a semi-molten plastic body. If the plastic waste has a large shape or is a molded product made of fiber reinforced plastic, it cannot be treated with the rotary kiln that constitutes the
プラスチック廃棄物の主要なものは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド樹脂等である。ポリエチレンには、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等がある。ポリプロピレンの融点160℃〜170℃、ポリスチレンの融点240℃(分解温度300℃)、ポリエチレンテレフタレートの融点264℃、ポリアミド樹脂はナイロン66の融点265℃、ナイロン6の融点215℃であり、プラスチック廃棄物は大略260℃程度で溶融状態に移行する。
The main plastic waste is polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyamide resin, and the like. Examples of polyethylene include high density polyethylene, low density polyethylene, and linear low density polyethylene.
図1は本発明の第1の実施の形態としての熱分解油化装置を説明する構成図である。図において、熱分解油化装置は、主要な構成要素として分解容器10、冷却型油分回収部50、噴霧型油分回収部60、油分精製部としての油水分離器70を備えている。プラスチック体は、粒状又は半溶融状態であることが望ましく、ここでは投入ホッパー2、ブロワー4、シュータ6、搬送パイプ8によって、分解容器10の投入口20に送られる。投入ホッパー2を設けることで、プラスチック体の投入を容易にすることができ、例えばコンベヤ等を用いて定量供給する。ブロワー4は、高圧空気を発生させる装置で、搬送するエアー源となる。シュータ6は、ポンプの役割をするもので、シュータ6上側に負圧を発生させて、投入ホッパー2から落下するプラスチック体を取込んで、搬送パイプ8に送込む。搬送パイプ8は、粒状又は半溶融状態のプラスチック体に加えて、破砕状態又は溶融状態のプラスチック体でも、分解容器10の投入口20に供給できる。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a pyrolysis oil converting apparatus as a first embodiment of the present invention. In the figure, the pyrolysis oil converting apparatus includes a cracking
分解容器10は、外装ケーシング12、キルン外筒部14、キルン内筒部16、搬送部としての凸状羽根(スクリュー)18を備えている。外装ケーシング12は、例えば水平に長く延びる断面矩形、馬蹄形又は円形の筒体で、外壁には放熱を少なくするため断熱材が装着されている。外装ケーシング12の内部には、ロータリーキルンを構成するキルン外筒部14、キルン内筒部16、凸状羽根18が収容されている。キルン外筒部14は、回転する外筒部で、駆動力がベルトやチェーン・歯車などの動力伝達機構30を介して電動モータ32から供給される。キルン内筒部16は、外周側がキルン外筒部14と一体に形成され、内周側には凸状羽根18が形成されたもので、例えば防蝕対策を施した炭素鋼やステンレス鋼のような耐熱性が高く溶接容易な構造材料で構成されている。凸状羽根18は、投入口20から投入された粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体を排出口22に搬送するもので、例えばキルン内筒部16の内周方向に3〜8条程度形成されている。
The
加熱室15は、キルン外筒部14とキルン内筒部16によって囲われた空間であって、キルン内筒部16の外周を覆う空間である。熱風炉34から350℃〜500℃程度の過熱空気が加熱室15に供給されて、キルン内筒部16の周囲を300℃〜400℃程度に保持する。すると、凸状羽根18の温度もキルン内筒部16よりも数℃〜数十℃程度低い温度に保持される。ブロワ36は、熱風炉34に空気を供給するものである。なお、キルン内筒部16の加熱は、加熱室15に電気ヒータ等の外部熱源を設置して加熱してもよく、或いはバーナーを排出口22側に設置して、バーナーによる熱風をキルン内筒部16の内部に送込む形式でも良い。
The
ロータリーキルンは、図示するように投入口20と排出口22で略水平にしてもよいが、キルン内筒部16の壁面から供給される熱がプラスチック体に効率良く伝達されるように、投入口20の位置を排出口22と比較して低くしても良い。このようにロータリーキルンを傾斜させると、キルン内筒部16の回転に伴って凸状羽根18によりプラスチック体が掻き揚げられて、プラスチック体が効果的に混和されて温度分布が均一になる。ロータリーキルンは、プラスチック廃棄物の処理能力に応じて適宜に設計すれば良いが、例えば200[kg/hr]の場合には直径1m、長さ8m程度の形状にする。
The rotary kiln may be substantially horizontal at the charging
また、例えば、プラスチック廃棄物は大略260℃程度で溶融状態に移行し、さらに300℃程度で熱分解が促進されるため、温度管理が重要である。また塩化ビニル樹脂のような塩化物プラスチックから塩素が分離する温度は、例えば280℃〜320℃であり、好ましくは300℃程度にする。他方、プラスチックの種類によっては、熱分解反応が急激に進行する場合もあるので、プラスチック体に含まれるプラスチックに熱分解処理に向かない不安定な性状のプラスチックを予め除去しておくとよい。 In addition, for example, plastic waste enters a molten state at about 260 ° C., and further, thermal decomposition is promoted at about 300 ° C., so temperature management is important. The temperature at which chlorine is separated from chloride plastic such as vinyl chloride resin is, for example, 280 ° C. to 320 ° C., preferably about 300 ° C. On the other hand, depending on the type of plastic, the thermal decomposition reaction may proceed abruptly. Therefore, it is preferable to remove in advance the plastic having an unstable property that is not suitable for the thermal decomposition treatment in the plastic contained in the plastic body.
また、凸状羽根18の羽根の裏側に、炭素原子の鎖を切断する触媒(例えば、ゼオライト)を塗布してもよい。凸状羽根18はキルン内筒部16の中に配置されており、ゼオライトによる熱分解ガスの炭素原子の鎖を分断する反応に適する温度になっている。また、プラスチック廃棄物を押し進めるのは凸状羽根18の表側であり、裏側であれば塗布した触媒が脱落しにくい。こうすれば、熱分解ガスの炭素原子の鎖を分断する反応を、キルン内筒部16の中で生じさせることができ、プラスチック廃棄物が長い炭素の鎖を有している化合物である場合には、装置全体として油化効率がよくなる。
Further, a catalyst (for example, zeolite) for cutting a chain of carbon atoms may be applied to the back side of the blade of the
投入口20は、ロータリーキルンの一端に設けられたもので、搬送パイプ8からプラスチック廃棄物が供給されていても、ロータリーキルンの密閉状態が確保できる構造となっている。排出口22は、ロータリーキルンの凸状羽根18の他端に位置するもので、キルン内筒部16で熱分解された熱分解ガスと熱分解固形分が重力によって分離される。熱分解ガス出口24は、排出口22からの熱分解ガスを冷却型油分回収器50に送る為の出口である。熱分解ガスは、主に炭化水素ガスCnHm(n,mは整数でm≒2n〜2n+2)であるが、熱分解が進行したCO+H2Oや、プラスチック廃棄物が窒素元素を含有している場合には窒素分も含まれる。
The
残渣排出口26では、キルン内筒部16で熱分解されなかった熱分解固形分が残渣冷却室40に送られるもので、ここでは重力による落下を用いている。残渣冷却室40には、例えば水分が滞留しており、落下した熱分解固形分は残渣冷却室40で冷却されると共に、熱分解固形分の微粒子が冷却水に捕捉されて、塵埃の飛散などの問題が生じないようにしている。残渣冷却室40で冷却された熱分解固形分は、モータ44の駆動力を用いたコンベヤ42によって残渣冷却室40の外部へ排出される。熱分解固形分は、プラスチック廃棄物の残渣なので、成分として有価物の場合もあれば無価値物もある。そこで、有価物の場合は熱分解固形分の再生処理が行われ、無価値物の場合は埋立てなどの最終廃棄処理が行われる。
In the
温度計28は、キルン内筒部16の温度を測定するもので、例えば熱電対や測温抵抗体のような1000℃程度まで温度測定できる温度測定素子を用いる。運転制御装置(CTL)29は、温度計28で測定した温度が設定温度、例えば270℃〜300℃となるように制御する。例えば、設定温度よりも炉内温度が低下した場合には、熱風炉34から加熱室15に供給する熱エネルギーを増加させたり、搬送パイプ8からの粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体の供給量を減少させたり、凸状羽根18の搬送速度を遅くするフィードバック制御を行う。キルン内筒部16の温度管理は、熱分解油化の分解速度を定める重要な制御要素であり、投入されたプラスチック体が、熱分解油分として回収されるべき熱分解ガスに大部分が転換するように定める。残渣に、熱分解ガスとして分離すべき成分が残留していることは、残渣の再生利用や廃棄処理にとって望ましくない。
The
冷却型油分回収器50には、例えば熱交換器が用いられ、熱交換器の配管中を流れる熱分解ガスと、熱交換器の配管外壁を流れる冷却水とが熱交換して、熱分解ガスが冷却されて凝縮し、炭化水素油を含む回収油分が生成される。回収油取出管路52は、冷却型油分回収器50の下部に設けられたもので、生成された回収油分が、回収油分タンク56に送られる。冷却ファン54は、冷却型油分回収器50の内部を冷却するもので、熱分解ガスに随伴する熱エネルギーを相殺する。なお、冷却型油分回収器が一台の場合を示しているが、処理容量や油分回収率に応じて適宜の配置とすることができ、例えば2台以上直列に接続してもよく、また並列に接続してもよい。
For example, a heat exchanger is used for the cooling type oil recovery unit 50, and the pyrolysis gas flowing in the pipe of the heat exchanger and the cooling water flowing in the outer wall of the pipe of the heat exchanger exchange heat, and the pyrolysis gas. Is cooled and condensed to produce a recovered oil containing hydrocarbon oil. The recovered oil take-out
油分噴霧塔(オイルスクラバー)60は、冷却型油分回収器50の下流に設けられたもので、冷却された熱分解ガス中の未凝縮炭素化合物に油分を噴霧して油分回収を行うもので、併せて粉塵の除去も行う。噴霧回収油取出管路62は、油分噴霧塔60の下部に設けられたもので、油分噴霧塔60で噴霧された油分により回収された炭化水素油を含む回収油分が、回収油分タンク56に送られる。
The oil spray tower (oil scrubber) 60 is provided downstream of the cooled oil recovery unit 50, and performs oil recovery by spraying the oil on the uncondensed carbon compound in the cooled pyrolysis gas. At the same time, dust is removed. The spray-recovered oil take-out
還元装置64は、油分噴霧塔60で排出されたオフガスを石灰石等のアルカリ溶液により還元処理する。オフガスには、水蒸気の他、一酸化炭素、メタン、水素等の各種の可燃性気体が含まれている。オフガス燃焼炉66は、還元装置64で還元処理されたオフガスと、外部空気を用いて燃焼させて、大気中に無害化された排ガスを排出するものである。
The reducing
回収油分タンク56に貯蔵された回収油分には、炭化水素油と水分が含まれている。油水分離器70a、70bは、回収油分に含まれる水分を除去して炭化水素油に精製するもので、好ましくはフィルタを設けて回収油分に含まれる塵埃などの微粒子成分も除去する。油水分離器70a、70bは、例えば遠心分離機が用いられ、水と油の比重差を用いて分離する。例えば比重0.85以下の軽い成分を抽出油として炭化水素油タンク72に送り、比重0.85以上の重い成分を廃液として廃液タンク78におくる。廃液タンク78の廃油は、ピッチや重油を含むもので、例えば焼却処理される。廃液タンク78の廃油に含まれる水分は、比重差により廃油から分離される。
The recovered oil stored in the recovered
炭化水素油タンク72は、二段の油水分離器70a、70bで精製された炭化水素油を貯えている。炭化水素油循環管路76は、炭化水素油タンク72と油分噴霧塔60の油分噴霧管とを連結する管路である。循環ポンプ74と炭化水素油循環管路76によって、炭化水素油タンク72に貯えられた炭化水素油が、油分噴霧塔60で噴霧させる油分として循環使用される。
The
このように構成された装置の動作を説明する。図2は、本発明の熱分解油化方法を説明するフローチャートである。まず、プラスチック廃棄物を、例えばダンプトラック等により搬入する(S100)。プラスチック廃棄物には、ロータリーキルン型の分解容器10での搬送処理やキルン滞在時間内に熱分解ガスと残渣に分離できるように、粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体を用いる。好ましくは、プラスチック廃棄物には、熱分解の主たる対象としているポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド樹脂等からなるものに限定し、急激な熱分解を行うような不安定物質が含まれないようにする。
The operation of the apparatus configured as described above will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the pyrolysis oil conversion method of the present invention. First, plastic waste is carried in by, for example, a dump truck (S100). For the plastic waste, a granular, crushed, semi-molten or molten plastic body is used so that it can be separated into pyrolysis gas and residue within the rotary kiln-
次に、搬入されたプラスチック廃棄物は、投入ホッパー2、ブロワー4、シュータ6、搬送パイプ8によって、分解容器10の投入口20に送られる(S102)。投入されたプラスチック廃棄物は、凸状羽根18によって、キルン内筒部16の中を下流に向ってゆっくりと搬送される(S104)。この際、加熱室15によって、キルン内筒部16と凸状羽根18は熱分解温度である300℃程度に保持されているので、プラスチック廃棄物も熱分解温度に加熱されて、キルン滞在時間内に熱分解ガスと残渣に分離される(S106)。キルン滞在時間は、例えば30分〜1時間程度となるように、キルン外筒部14とキルン内筒部16の長さと、凸状羽根18の回転に伴う掻き揚げによるプラスチック廃棄物の実質的搬送速度を定める。
Next, the carried plastic waste is sent to the
プラスチック廃棄物には、ガラス繊維や金属箔が含まれている関係で、プラスチック分が熱分解ガス化した後も、熱分解固形分としての残渣が存在する。熱分解固形分はキルン内筒部16の内面に付着するが、すぐに凸状羽根18の羽根に掻き取られ、下流側に送られる。こうして、熱分解固形分は最終的に残渣排出口26から残渣冷却室40に送られ、冷却されてコンベヤ42により残渣として熱分解油化装置から排出される(S108)。残渣は、有価物があれば回収処理され、無価値物であれば廃棄処理される(S110)。
Since plastic waste contains glass fiber and metal foil, there is a residue as a pyrolytic solid even after the plastic is pyrolyzed and gasified. The pyrolyzed solid content adheres to the inner surface of the kiln
一方、熱分解ガスは熱分解ガス出口24からキルン内筒部16の外に出て、冷却型油分回収器(熱交換器)50に送られる(S112)。熱分解ガスは、熱交換器としての配管中を流れ、配管外壁の冷却水に触れて冷却される。そこで、冷却型油分回収器50により、熱分解ガスは炭化水素油と未凝縮ガスに分離される(S114)。未凝縮ガスは、油分噴霧塔60に送られ(S116)、油分噴霧塔60によって、未凝縮ガスは炭化水素油とオフガスに分離される(S118)。オフガスは、還元装置64に送って塩素成分を除去して、オフガス燃焼炉66にてオフガスの燃焼処理をして大気に排出する(S120)。
On the other hand, the pyrolysis gas exits from the kiln
炭化水素油は、冷却型油分回収器50にて凝縮した水分と共に得られると共に、油分噴霧塔60からも回収される。そこで、炭化水素油は水分との混合液であるから、炭化水素油は油水分離器70a、70bを用いて油水分離され(S122)、比重の軽い良質な油分を炭化水素油タンク72に貯蔵する(S124)。回収された炭化水素油の塩素含有率が低い場合、例えば100ppm以下であれば、熱風炉34の燃料等として利用することもでき、油分噴霧塔60の油分回収用の噴霧油としても使用できる。さらに、炭化水素油は、精製して通常の石油化学産業で用いられる石油と同様に、様々な用途に使用することができるから、秤量して需要家向けに出荷することもできる(S126)。
The hydrocarbon oil is obtained together with the water condensed in the cooling type oil recovery unit 50 and is also recovered from the
図3は、油分噴霧塔の一例を説明する構成図である。油分噴霧塔60は、例えば鉛直方向に延びる全長5000mm程度の円筒体で、その塔内には充填物(テラレット)が設けられているとともに、その密閉された内部空間には溶媒としての油を噴射するノズルN,・・・が多数設けてある。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an example of an oil spray tower. The
なお、未凝縮ガスに塩素成分が多量に含有されているときは、油分噴霧塔60の下段に塩素除去槽61を設けるとよい。塩素除去槽61は、油分噴霧塔60で噴霧された油分により回収された炭化水素油を含む回収油分に対して、脱塩処理をして噴霧回収油取出管路62経由で回収油分タンク56に送る。即ち、油分噴霧塔60のノズルN,・・・から水も噴射している場合には、塔内に導入された酸性ガスとしての塩化水素が吸着、溶解し、PH1.5程度の酸性溶液、即ち塩酸となって塩素除去槽61に流出される。そこで、塩素除去槽61に、石灰石等を用いて中和を行う機能を持たせると、回収油分タンク56に貯えられる回収油分に塩酸が含まれず、油水分離器70a、70bや各種管路の耐食性が少なくて済む。
When a large amount of chlorine component is contained in the uncondensed gas, a
図4は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、熱分解油化装置にプラスチック廃棄物の前処理装置を組合せたものである。プラスチック廃棄物の前処理装置は、プラスチック廃棄物を粒状・破砕状態・半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体に加工すると共に、併せてプラスチック廃棄物に含まれるハロゲン元素を予め除去して、熱分解油化装置側の脱塩処理の負担を軽減するものである。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, which is a combination of a pyrolysis oil converting apparatus and a plastic waste pretreatment apparatus. The plastic waste pre-processing equipment processes plastic waste into a granular, crushed, semi-molten or melted plastic body, and at the same time removes halogen elements contained in the plastic waste in advance, and pyrolyzes it. This reduces the burden of desalting on the oil generator side.
図において、搬入されたプラスチック廃棄物は、投入ホッパー102とコンベア104により、粉砕機110に投入される。発停スイッチ106は、コンベア104の搬送をオンオフ指令するものであるが、搬送速度を調整する機能を持たせても良い。粉砕機110は、プラスチック廃棄物を粒径数mm程度に粉砕する。粉砕機110での粉砕を容易にするために、プラスチック廃棄物は予め水分を除去して乾燥させておくとよい。粉砕されたプラスチック廃棄物は、粉砕物置場112に一時貯蔵される。このとき、粉砕機110から粉砕物置場112への輸送は、例えばブロワーのような粉体輸送に適した輸送機を用いると良く、またベルトコンベヤを用いても良い。
In the figure, the plastic waste that has been carried in is fed into the
粉砕されたプラスチック廃棄物は、粉砕物置場112からハンドラ114によって漏斗口116に投入される。ハンドラ114には、例えばロボットアームが用いられ、先端の把持部で粉砕物置場112のプラスチック廃棄物を掴み、粉砕物置場112から漏斗口116まで回転して、把持部で掴んでプラスチック廃棄物を漏斗口116に落とし、再び漏斗口116から粉砕物置場112まで回転する。漏斗口116は、定量投入機118の入口に設けられたもので、プラスチック廃棄物が投入される。定量投入機118は、投入されたプラスチック廃棄物を、予め定められた一定量をロート型供給口132に搬送する。搬送には、例えば粉体輸送に適したブロワーを用いるとよい。
The pulverized plastic waste is fed from the pulverized
石灰石供給機120は、プラスチック廃棄物としてPET(ポリエチレンテレフタレート)とナイロンのような場合に用いられるもので、石灰石(炭酸カルシウム:CaCO3)を漏斗口116に投入する。元来、ポリエチレンテレフタレートやナイロンには、塩素を含有していないが、プラスチック廃棄物として回収する場合には、塩素を含有する他の透明なプラスチックが混入しているのが実情である。そこで、石灰石に含まれるカルシウムが、プラスチック廃棄物の熱分解に伴って分離する塩素ガスと化合して、塩化カルシウムとなり、熱分解油化装置での塩素成分が減少する。なお、炭酸カルシウムは、理論的には酸化カルシウム(CaO)56%と二酸化炭素(CO2)44%で構成されているが、石灰石にはマグネシウム・アルミナ・珪酸・鉄など多少の不純物を含んでいる。
The
ロート型供給口132は、減容処理機130の投入口134に、プラスチック廃棄物又はプラスチック廃棄物と石灰石の混合物を送る。減容処理機130は、例えばRDF形成機のように、粉砕されたプラスチック廃棄物を再度ペレット状に固化するものがよく、必要に応じて成形が容易に行われるように、プラスチック廃棄物が軟化するように、例えば80℃〜100℃程度に昇温するのがよい。減容処理機130でペレット状に固化されたプラスチック廃棄物は、輸送管路136を経て、塩素分離槽140に送られる。輸送管路136では、ペレット状に固化されたプラスチック廃棄物の軟化を促進する為に、200℃程度に加熱されている。
The funnel-
塩素分離槽140は、輸送管路136から送られたプラスチック廃棄物を、塩素元素分離温度に保持する。塩素元素分離温度は、例えば270℃〜300℃である。前述したように、塩素元素分離温度では、プラスチック廃棄物を組成する三大プラスチックやポリエチレンテレフタレート・ナイロン等の耐熱性プラスチックの融点も超えている。そこで、プラスチック廃棄物は、半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体となっており、熱分解油化装置の投入口20に送られる。なお、塩素分離槽140で分離した塩素ガスは、大気汚染物質の除去処理が行われている関係で、別途排気中ガスの脱塩処理が行われる。なお、半溶融状態のプラスチック体の流動性は、プラスチック廃棄物に含まれる不純物の量に応じて変化する。例えば、FRP等のガラス繊維を多量に含む場合には流動性に乏しく、他方プラスチックフィルムのように実質的に大部分がプラスチックの場合には、溶融状態に極めて近い半溶融状態となり、流動性は著しく高くなる。
The
このように構成された装置の動作を説明する。搬入されたプラスチック廃棄物は、粉砕機110により粒径数mm程度に粉砕されて、減容処理機130に送られる。この際に、プラスチック廃棄物に塩化物の混入が予想されるときは、石灰石供給機120により石灰石が混入される。そして、減容処理機130で粉砕されたプラスチック廃棄物を再度ペレット状に固化し、塩素分離槽140に送る。塩素分離槽140では、塩素元素分離温度に保持して、塩素分離処理が行われると共に、半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体にする。そして、半溶融状態又は溶融状態のプラスチック体は、塩素分離槽140から熱分解油化装置の投入口20に送られる。熱分解油化装置では、熱分解により炭化水素油が回収される点は第1の実施の形態で説明した通りである。
The operation of the apparatus configured as described above will be described. The carried plastic waste is pulverized by the
本発明者が実験したところでは、塩素分離槽140で十分な時間滞留させると、プラスチック廃棄物に含まれる塩素成分の80%〜95%が除去された。従って、熱分解油化装置側では残りの20%〜5%について脱塩処理の対策を施せば良い。
As a result of experiments conducted by the present inventor, 80% to 95% of the chlorine components contained in the plastic waste were removed when the
図5は、本発明の第3の実施の形態を示すもので、熱分解油化装置の後段に脱塩処理装置を組合せたものである。炭化水素油タンク72に貯えられた炭化水素油は、脱塩処理装置160により脱塩処理される。脱塩処理装置160は、炭化水素油タンク72に貯えられた炭化水素油を、ハロゲン離脱処理の圧力・温度領域でアルカリ金属化合物と接触させて、炭化水素油に含まれるハロゲン元素を離脱させる。ハロゲン離脱処理の圧力・温度領域は、例えば温度200℃〜300℃、圧力100気圧〜200気圧の範囲である。アルカリ金属化合物としては、例えば苛性ソーダ(NaOH)のような水酸化アルカリ金属化合物を用いる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, which is a combination of a desalination treatment apparatus in the latter stage of the pyrolysis oil converting apparatus. The hydrocarbon oil stored in the
脱塩処理装置160に対する熱エネルギーの供給は、過熱炉152と過熱炉バーナーファン154によって行われ、例えば400℃のスチームが供給される。炭化水素油タンク72に貯えられた炭化水素油は、ポンプ162を介して脱塩処理装置160に供給される。苛性ソーダは、ケミカルタンク164に貯蔵されており、ポンプ166を介して脱塩処理装置160に供給される。
The supply of thermal energy to the
脱塩処理装置160で脱塩処理された炭化水素油は、温度200℃〜300℃と高温である為、冷却器168で熱交換して数十℃程度まで冷却されて、タンク170に送られる。油水分離循環タンク172では、炭化水素油がポンプ174を介して油水分離処理器176に送られ、遠心分離作用によって比重の軽い炭化水素油が油水分離循環タンク172に戻される。このようにして、油水分離循環タンク172には、上澄として軽い炭化水素油が精製されるので、精製タンク173に精製された炭化水素油を移送して、貯蔵する。油水分離処理器176では比重の重い水分が分離されるので、この分離した水分が分離水タンク178に貯蔵される。油水分離循環タンク172に貯蔵された炭化水素油の精製が一段落して、精製タンク173に移送されると、タンク170から未精製の炭化水素油が移送される。精製タンク173には、精製された炭化水素油が貯蔵されているので、炭化水素油が出荷されたり熱分解油化装置での内部使用に供される。
Since the hydrocarbon oil desalted by the
冷却器168で脱塩処理された炭化水素油を冷却する為に、貯水槽180に貯水された冷却水がポンプ182によって冷却器168に送られる。冷却器168で熱交換して昇温した冷却水は、クーリングタワー184によって冷却されて、貯水槽180に戻される。
In order to cool the hydrocarbon oil desalted by the cooler 168, the coolant stored in the
次に、図4に示した熱分解油化装置にプラスチック廃棄物の前処理装置を組合せたシステムを、熱分解廃棄物処理装置として用いる場合を説明する。プラスチック廃棄物には、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)のようなプラスチックと耐熱性ガラス繊維との複合材料を用いた廃棄物が存在する。そこで、図4の装置を用いて、ガラス繊維強化プラスチックを熱分解廃棄物処理する場合を説明する。まず、粉砕機110によって繊維強化プラスチックを粉砕して、減容処理機130で破砕された繊維分に附着するプラスチック体であって、粒状又は半溶融状態に前処理される。
Next, a case will be described in which a system in which a plastic waste pretreatment device is combined with the pyrolysis oil converting device shown in FIG. 4 is used as the pyrolysis waste treatment device. Plastic waste includes waste using a composite material of plastic such as glass fiber reinforced plastic (FRP) and heat-resistant glass fiber. Therefore, the case where the glass fiber reinforced plastic is subjected to pyrolytic waste treatment will be described using the apparatus shown in FIG. First, a fiber reinforced plastic is pulverized by a
破砕された繊維分に附着するプラスチック体は、分解容器10の内部に設置された凸状羽根18によって、キルンの移動軸方向に搬送される。そして、プラスチック体については、分解容器10の内部で加熱されて、キルン内筒部16で、熱分解ガスと、熱分解されなかった熱分解固形分に分離される。熱分解ガスについては、冷却型油分回収部50と噴霧型油分回収部60により、効果的に炭化水素油として回収される。また、破砕された繊維分は、残渣として残渣排出口26から残渣冷却室40に送られ、冷却されてコンベヤ42により残渣として熱分解油化装置から排出される。残渣に含まれる繊維分は短くなっていると共に、プラスチック成分が熱分解固形分として残存するだけなので、繊維分の廃棄処理や再生処理が容易になる。
The plastic body attached to the crushed fiber is conveyed in the direction of the kiln movement axis by the
続いて、図4に示した熱分解油化装置にプラスチック廃棄物の前処理装置を組合せたシステムを、有価金属回収装置として用いる場合を説明する。プラスチック廃棄物には、レントゲン写真フィルムのようなプラスチックと銀(金属)との複合材料を用いた廃棄物が存在する。そこで、図4の装置を用いて、有価金属を含有するプラスチック含有体も効果的に処理される。即ち、減容処理機130によって、有価金属を含有するプラスチック含有体は、粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理される。減容処理機130によりプラスチック含有体の減容処理ができれば、粉砕機110の設置を省略してよい。
Next, a case where a system in which a plastic waste pretreatment device is combined with the pyrolysis oil converting device shown in FIG. 4 is used as a valuable metal recovery device will be described. Plastic waste includes waste using a composite material of plastic and silver (metal) such as an X-ray photographic film. Therefore, the plastic-containing body containing valuable metals is also effectively processed using the apparatus of FIG. That is, the plastic-containing body containing the valuable metal is pretreated into a granular or semi-molten plastic body by the
そして、プラスチック体が炭化水素油として回収される点は、熱分解油化装置の説明と同様である。また、熱分解で残った有価金属を含有する残渣については、残渣として残渣排出口26から残渣冷却室40に送られ、冷却されてコンベヤ42により残渣として熱分解油化装置から排出される。有価金属を含有する残渣は、通常の廃棄物と比較して格段に有価金属の含有割合が増加しているので、有価金属の回収・再利用が容易になる。
And the point by which a plastic body is collect | recovered as hydrocarbon oil is the same as that of description of a pyrolysis oil-ized apparatus. Further, the residue containing valuable metal remaining after pyrolysis is sent as a residue from the
また、第2の実施の形態で説明した、熱分解油化装置にプラスチック廃棄物の前処理装置を組合せたシステムに、第3の実施の形態で説明した、熱分解油化装置の後段に設けた脱塩処理装置160を組合せてもよい。このように構成すると、プラスチック廃棄物の脱塩処理が熱分解油化装置に対して、前処理と後処理としてなされるので、熱分解油化装置として耐食性を高める必要がなく、また回収される炭化水素油が精製されているので、炭化水素油の利用が容易になる。
Further, the system in which the thermal decomposition oil conversion apparatus described in the second embodiment is combined with the plastic waste pretreatment apparatus is provided at the subsequent stage of the thermal decomposition oil conversion apparatus described in the third embodiment. Alternatively, the
10 分解容器(ロータリーキルン)
12 外装ケーシング
14 キルン外筒部
16 キルン内筒部
18 搬送部(凸状羽根)
20 投入口
22 排出口
50 冷却型油分回収器(熱交換器)
56 回収油分タンク
60 油分噴霧塔(噴霧型油分回収部)
70a、70b 油水分離器
72 炭化水素油タンク
110 粉砕機(破砕手段)
120 アルカリ供給手段(石灰石供給機)
130 減容処理機
140 ハロゲン分離槽(塩素分離槽)
160 脱塩処理装置
10 Decomposition container (rotary kiln)
12
20
56
70a, 70b Oil-
120 Alkali supply means (limestone supply machine)
130
160 Desalination processing equipment
Claims (9)
前記搬送部の上流側で投入された前記プラスチック体に対して、前記分解容器の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させると共に、下流側で熱分解で残った残渣を排出する前記分解容器と、
前記分解容器で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する冷却型油分回収部と、
前記冷却型油分回収部で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する噴霧型油分回収部と、
を備える熱分解油化装置。 A transport unit installed inside the decomposition container, wherein the transport unit transports the granular, crushed, semi-molten or molten plastic body in the direction of the axis of movement of the decomposition container;
The decomposition container that heats the plastic body charged on the upstream side of the transport unit to generate pyrolysis gas inside the decomposition container and discharges the residue left by the pyrolysis on the downstream side When,
A cooling type oil recovery unit that cools the pyrolysis gas obtained in the decomposition vessel and recovers hydrocarbon oil;
A spray-type oil recovery unit that recovers hydrocarbon oil by spraying oil to the pyrolysis gas cooled in the cooling-type oil recovery unit;
A pyrolysis oil converting apparatus.
前記油分精製部で精製された炭化水素油を前記分解容器の加熱に使用する請求項1に記載の熱分解油化装置。 Furthermore, an oil content refining unit for refining the hydrocarbon oil recovered by the cooling type oil content recovery unit and the spray type oil content recovery unit,
The pyrolysis oil converting apparatus according to claim 1, wherein the hydrocarbon oil refined by the oil refiner is used for heating the cracking vessel.
さらに、熱分解油化装置で処理するプラスチック含有体を粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理する減容処理機を有し、
前記減容処理機で前処理されたプラスチック体を前記分解容器に供給することを特徴とする熱分解油化装置。 In the pyrolysis oil converting apparatus according to claim 1 or 2,
Furthermore, it has a volume reduction processing machine for pre-processing the plastic-containing body to be processed in the pyrolysis oil converting apparatus into a granular or semi-molten plastic body,
A pyrolysis oil converting apparatus, wherein the plastic body pretreated by the volume reduction processor is supplied to the decomposition container.
さらに、熱分解油化装置で処理するプラスチック含有体を粒状又は半溶融状態のプラスチック体に前処理する減容処理機と、
前記減容処理機で前処理されたプラスチック体を、ハロゲン元素分離温度に保持するハロゲン分離槽と、
を有し、前記ハロゲン分離槽で脱ハロゲン処理されたプラスチック体を前記分解容器に供給することを特徴とする熱分解油化装置。 In the pyrolysis oil converting apparatus according to claim 1 or 2,
Furthermore, the volume reduction processing machine which pre-processes the plastic containing body processed with a pyrolysis oil converting apparatus into the granular or semi-molten plastic body,
A halogen separation tank for maintaining the plastic body pretreated by the volume reduction processing machine at a halogen element separation temperature;
And supplying a plastic body dehalogenated in the halogen separation tank to the decomposition vessel.
さらに、熱分解油化装置で処理するプラスチック含有体又はプラスチック体に対して、カルシウム成分を供給するカルシウム供給手段を備えることを特徴とする熱分解油化装置。 In the pyrolysis oil converting apparatus according to claim 3 or 4,
Furthermore, the pyrolysis oil-ized apparatus characterized by including the calcium supply means which supplies a calcium component with respect to the plastic containing body processed by a pyrolysis oil-ized apparatus or a plastic body.
さらに、前記冷却型油分回収部又は噴霧型油分回収部の少なくとも一方で回収された炭化水素油を、ハロゲン離脱処理の圧力・温度領域でアルカリ金属化合物と接触させて、前記炭化水素油に含まれるハロゲン元素を離脱させる脱塩処理部を備えることを特徴とする熱分解油化装置。 In the pyrolysis oil conversion apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Further, the hydrocarbon oil recovered at least one of the cooling type oil component recovery unit or the spray type oil component recovery unit is brought into contact with an alkali metal compound in the pressure / temperature region of the halogen desorption process, and is contained in the hydrocarbon oil. A pyrolysis oil converting apparatus comprising a desalting treatment section for releasing a halogen element.
前記プラスチック体を下流側に搬送しつつ、加熱により熱分解ガスを生成させると共に前記搬送部の下流側で残った残渣を排出し;
前記分解容器で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収し;
前記冷却された改質ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する;
工程を有する熱分解油化方法。 Put a granular, crushed, semi-molten or molten plastic body upstream of the transport unit installed inside the decomposition vessel;
While conveying the plastic body to the downstream side, the pyrolysis gas is generated by heating and the residue remaining on the downstream side of the conveyance unit is discharged;
Cooling the pyrolysis gas obtained in the cracking vessel to recover hydrocarbon oil;
Oil is sprayed on the cooled reformed gas to recover hydrocarbon oil;
A pyrolysis oil conversion method comprising a step.
前記破砕手段で破砕された繊維強化プラスチックを、破砕された繊維分に附着するプラスチック体であって、粒状又は半溶融状態に前処理する減容処理機と、
分解容器の内部に設置された搬送部であって、前記破砕された繊維分に附着するプラスチック体を移動軸方向に搬送する前記搬送部と;
前記搬送部の上流側で投入された前記プラスチック体に対して、前記分解容器の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させると共に、下流側で熱分解で残った破砕された繊維分を排出する前記分解容器と、
前記分解容器で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する冷却型油分回収部と、
前記冷却型油分回収部で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する噴霧型油分回収部と、
を備える熱分解廃棄物処理装置。 Crushing means for crushing fiber reinforced plastic;
A volume reduction processing machine for pre-treating the fiber-reinforced plastic crushed by the crushing means, which is attached to the crushed fiber, into a granular or semi-molten state,
A transport unit installed inside the decomposition container, the transport unit transporting a plastic body attached to the crushed fiber in a moving axis direction;
The plastic body introduced on the upstream side of the transport unit is heated inside the decomposition vessel to generate pyrolysis gas, and discharges the crushed fibers remaining from the pyrolysis on the downstream side. Said disassembly container,
A cooling type oil recovery unit that cools the pyrolysis gas obtained in the decomposition vessel and recovers hydrocarbon oil;
A spray-type oil recovery unit that recovers hydrocarbon oil by spraying oil to the pyrolysis gas cooled in the cooling-type oil recovery unit;
A pyrolysis waste treatment apparatus.
分解容器の内部に設置された搬送部であって、前記プラスチック体を移動軸方向に搬送する前記搬送部と、
前記搬送部の上流側で投入された前記プラスチック体に対して、前記分解容器の内部で加熱をして熱分解ガスを生成させると共に、下流側で熱分解で残った有価金属を含有する残渣を排出する前記分解容器と、
前記分解容器で得られた熱分解ガスを冷却して、炭化水素油を回収する冷却型油分回収部と、
前記冷却型油分回収部で冷却された熱分解ガスに、油分を噴霧して炭化水素油を回収する噴霧型油分回収部と、
を備え、前記分解容器で排出された有価金属を含有する残渣から、有価金属を回収することを特徴とする有価金属回収装置。 A volume reduction processing machine for pretreating a plastic-containing body containing a valuable metal into a granular or semi-molten plastic body;
A transport unit installed inside the decomposition container, the transport unit transporting the plastic body in a moving axis direction; and
The plastic body charged on the upstream side of the transport unit is heated inside the decomposition vessel to generate a pyrolysis gas, and a residue containing valuable metals left by the pyrolysis on the downstream side The decomposition container to be discharged;
A cooling type oil recovery unit that cools the pyrolysis gas obtained in the decomposition vessel and recovers hydrocarbon oil;
A spray-type oil recovery unit that recovers hydrocarbon oil by spraying oil to the pyrolysis gas cooled in the cooling-type oil recovery unit;
And a valuable metal recovery device that recovers the valuable metal from the residue containing the valuable metal discharged in the decomposition container.
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