JP2007314654A - 発泡スチロールの処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】溶剤を利用して効率よく油化できるシステム及び動物用油の使用後のラードを有効にエネルギーとして活用する。
【解決手段】減容器ユニット１で発泡プラスチックを破砕しながら溶剤に溶かしゲル状混合物として容器１３に回収し、このゲル状混合物を溶剤分離装置４の加熱壁面で薄膜化して溶剤を気化しコンデンサ５で冷却して回収し、一方、溶剤が分離されたゲル状スチレンは油化装置６の溶解部７２の受入部１００から投入され、傾斜分解部７５で気化分解してコンデンサ８０で液化され生成油タンク８２に回収され、このスチレン油は動物性のラードを常温で溶解せしめ、このラードとスチレン油との混合油で発電機８４を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄発泡スチロールを溶剤で減容してゼリー状の混合物とし、この混合物を油化するための発泡スチロールの処理システムに関する。

現在廃棄発泡スチロールを熱分解し、燃料や工業用原料として有用な炭化水素油に変える技術がある。すなわち、発泡スチロール片を加熱溶融させる溶融室を備え、この溶融室の溶媒で溶融された混合物を溶媒室兼分解室に送って、この溶媒室兼分解室で気化したスチレンガスを冷却液化して炭化水素油を得ていた。このタイプの処理方法では、特殊溶媒を使用することなく、単に熱せられ、溶媒室兼分解室から溶融室に送られた発砲スチロールを溶かしている。

また、廃棄発泡スチロールを特殊溶剤で溶かして減容し、それを油化するタイプの処理方法も存在する。
特開平０５−２７９６７３号公報 特開２００１−０５５４６７号公報

前記発泡スチロールの処理方法では、溶融した発泡スチロールを新たに投入された溶融液として使用しており、熱効率としては良好であるが、廃棄された発泡スチロールを処理プラントまで搬送しなければならないばかりでなく、装置が大型化する傾向にあり、油化した油を効率よく使用することにも考慮がなされていない。

また、発泡スチロールを溶かす溶剤は種々存在するが、その溶剤を使用して効率よく油化する全体のシステムは存在しない。

そこで、本発明の発泡スチロールの処理システムは、廃棄発泡スチロールが存在する場所に発泡スチロールを減容する溶剤を収納した減容器をセットしてゼリー状の混合物として回収し、この混合物をユニット化された溶剤分離装置の加熱された周壁に分配接触させて溶剤を気化させることにより溶融スチレンと溶剤とを分離し、分離された溶融スチレンをユニット化された連続式油化装置で油化し、前記油化装置は他のプラスチック片をも処理できる併用装置であるようにした。

また、前記溶融スチレンと溶剤とを分離する溶剤分離装置は、加熱周壁内に収納された回転羽根を有し、この回転羽根により前記加熱周壁に付着した混合物の薄膜をかき落とし、前記回転羽根の軸に前記周壁を加熱する熱媒を昇温するための熱源装置が接続されている。

更に、また、本発明の発泡スチロールの処理システムは、発泡スチロールのスチレン成分を油化してスチレン油を採集し、このスチレン油に動物性食用油を混入してディーゼル発電機を駆動し、この発電機からの電気をシステム内の駆動源とした。

スーパー、魚市場等の廃棄プラスチックは排出される場所に減容器がセットされるので、溶剤分離装置と油化装置がセットされた場所に容積の大きな発泡スチロールを搬送する必要がなくなり、減容したゼリー混合物を搬送するので、搬送効率が著しく増大する。また、減容器、溶剤分離装置及び油化装置は、ユニット化され、設置する場所も限定されず、しかも油化装置は、他のプラスチック片をも油化できるので汎用性に富んでおり、ゼリー混合物から固体プラスチックの処理に切換わるときでも溶剤分離装置を容易に油化装置から切離すことができる。

また、溶剤分離装置として加熱された壁にゼリー混合物を付着せしめて薄膜とし、これを下方にかき落とすようにすれば、溶剤が瞬時に気化して完全に溶剤とスチレンとを分離できる。

更に、また、油化装置のスチレン油は動物性食用油（ラード）をも溶かして発電機の燃料とすることができ処理が困る廃棄ラードを有効に活用できる。

以下、図面を参照して本発明の最良の形態について説明する。

図１において、本発明の発泡スチロールの処理システムＭは、スーパー、魚市場等の廃棄発泡スチロールＨが排出される場所にセットされる減容器ユニット１を備え、この減容器ユニット１で作られた溶剤とスチレンとの混合物は、フィルター装置２で発泡スチロールには付着していた紙、食品屑等が取り除かれ、混合物タンク３に収納される。この混合物タンク３で貯溜されたゼリー状混合物はポンプ１７により回転羽根で混合物を熱せられた筒壁面で薄膜を作るタイプの溶剤分離装置４に送られ、ここで混合物の溶剤とスチレンとが分離され、気化した溶剤は溶剤分離装置４の上部から出てコンデンサ５で液化され溶剤タンク６１に回収される。この溶剤は、前記減容器ユニット１に戻されて再度使用される。

一方、溶剤分離装置４の下部から流出される溶融スチレンはギアポンプ７０を経てユニット化された連続式油化装置６に送られて油化され、生成油タンク８２に回収され、この油は、発電システム７において発電機８４を駆動せしめるものとして使用される。この生成油（スチレン）は、動物性油（ラード）を溶かすので、この混合油はそのままディーゼル機関の油として使用される。

以下、各ユニットの詳細について説明する。

前記減容器ユニット１は、ケーシング１０を有し、このケーシング１０内には回転カッター１１が設けられ、この回転カッター１１により廃棄発泡スチロールＨはある程度の大きさにカットされる。回転カッター１１は溶剤、例えば二塩基酸エステル、トリメチルベンゼン、ペンタメチルブタン等の溶剤液に浸漬されており、破砕された発泡スチロールは溶けてゼリー状の混合物となり、この混合物は、回転する取出装置１２により順次取出されて容器１３に回収される。この容器１３は、溶剤分離装置４が設置されている場所にセットされたフィルタ装置２に搬送される。前記フィルタ装置２は、ケーシング１５の上面に貼られた金網１４を備え、この金網１４は、ゼリー状混合物中に混じっている紙、魚屑、野菜屑等を除去する。前記ケーシング１５内には、ギアやポンプ１６が設けられ、ギアポンプ１６によってゼリー状混合物は混合物タンク３に送られ一旦貯溜される。このタンク３から混合物はポンプ１７によって前記溶剤分離装置４に送られる。前記溶剤分離装置４は図２に示すごとく、円筒状ケーシング１８を備え、このケーシング１８の下側には逆円錐状のケーシング１８ａが接続部３９で付着されている。これらケーシング１８、１８ａ内には、回転体Rが回転自在に設けられ、この回転体Rは、軸３０を有し、この軸上端には、プーリ３１が取付けられ、このプーリ３１にはベルト２１が巻回し、ベルト２１は図示しないモータに接続されている。前記軸３０にはディストリビュータ３２が取付けられ、このディストリビュータ３２は、分配羽根３２ａを備え、原料入口４１から流入した混合物をケーシング１８の上端周壁部分に分配する。前記ディストリビュータ３２の下側には、撹拌部３３が伸長し、この撹拌部３３は多数の撹拌（回転）羽根３４、３４…３４を有し、この撹拌羽根３４により、ケーシング１８の周囲壁を落下する混合物は撹拌されつつ薄膜化し下方へ移送される。前記撹拌部３３を落下する間に混合物はケーシング１８の外周のジャケット３７内を通る熱媒（２００℃以上）により加熱され、その中の溶剤の気化温度は一般に２００℃以下なので蒸発してケーシング１８上端近傍の流出口４１ａを通って外部に排出される。前記ジャケット３７は熱媒入口４０と熱媒出口４２を備えている。

前記撹拌部３３の下側には、回転軸１１１に取付けられたスクレーパ部３５が設けられ、このスクレーパ部３５はスクレーパ羽根３６、３６…３６を有し、この羽根３６によって逆円錐台状のケーシング１８ａの内壁の溶融スチレンは下方にかき落とされる。前記スクレーパ部３５の下方には、溶剤が分離された溶融スチレンを送り出すためのリードスクリュー部１１０が設けられ、溶融スチレンはケーシング１８ａ下端部に形成された流出口４３から排出される。なお、ケーシング１８ａの外周面にはジャケット３８が形成され、このジャケット３８内には熱媒がケーシング１８ａの下部の入口４４から流入し、ケーシング１８ａ上部の出口４７から流出する。前記リードスクリュー部１１０の軸１１１の下端にはプーリ４５が設けられ、このプーリ４５にはベルト４６が巻回され、このベルト４６は図示しないモータに接続されこれにより軸１１１が回転する。なお、前記軸１１１は軸３０とは逆方向に回転する。

前記プーリ４５の下方には更にプーリ４８が設けられ、このプーリ４８はベルト１２１を介して熱媒を加熱する熱源の駆動プーリP（図３）に接続されている。

前記ケーシング１８内で気化して流出口４１ａを流出した気化溶剤ガスは、図１に示すように、コンデンサ６０で冷却されて溶剤タンク６１に貯溜され、この溶剤は、適宜の手段によって通常溶剤分離装置４とは離れた位置にセットした減容器ユニット１内に戻される。

図３において、前記熱源装置２０は、円筒状の外筒５０を有し、このケーシング５０内に中空円筒の内筒５１が軸５３、５２によって高速回転自在に支持されている。前記外筒５０はジャケット５６によって囲まれており、このジャケット５６内にその入口５７から熱媒が流入し、出口５８から流出する。前記内筒５１と外筒５０とは、３〜７ｍｍ程度の間隔で維持されてそれらの底部間隙中に潤滑油５５が収納されている。この状態で内筒５１を１５００ｒｐｍ程度高速回転すると前記潤滑油が高速回転して渦を巻き量子力学的エネルギーが生じて高温度（２００℃以上）になり高エネルギー（カロリー）が発生する。ここで加温された熱媒は図１に示すようにケーシング１８のジャケット３７及びケーシング１８ａのジャケット３８に夫々送られて撹拌部３３、スクレーパ部３５及びリードスクリュー部１１０が加熱される。前記各ジャケット３７、２８から流出した熱媒はヒータからなる補助加熱装置１９によって加熱され、これにより溶剤分離装置４の加熱温度がコントロールされる。

前記溶剤分離装置４から流出した溶融スチレンはポンプ７０によって他の固形プラスチックも処理できる併用連続式油化装置６によって油化される。前記油化装置６は円筒状の溶融部７２と、傾斜した円筒体からなる分解部７５とからなり、前記溶融部７２及び分解部７２、７５内にはリードスクリュー７３、７６が夫々モータ８０、８１によって回転自在に設けられ、これらリードスクリュー７３、７６によって溶融スチレンは搬送されつつゲル状から液状、更には気化ガスとなる。前記溶融部７２には、固形プラスチック片を受けるホッパー７１とゲル状スチレンを受ける注入部１００とを備えており、前記溶融部、分解部７２、７５は電気ヒータにより周囲から加熱されるようになっており、固形プラスチック片を油化する場合とゲル状スチレンを油化する場合に応じてヒータをコントロールする。前記溶融部７２と分解部７５は連結部７４で接続され、分解部７５の下部ではゲル状スチレンは液状となり、ここで気化して気化ガスとなり触媒筒７７を通ってコンデンサ８０に入り、ここで液化されて生成油タンク８２に収納される。一方、分解部７５で発生した残渣は残渣管７８を経て残渣タンク７９に収納される。

前記生成油タンク８２の採集されたスチレンは図示しないフィルターで濾過された後に、混合機８３によって廃食油と混合される。廃食油には、大豆からできる白絞油、菜種からとる菜種油等の植物油及びラードと呼ばれる動物油があるが、特に動物性のラードは常温では固まってしまいスチレン以外のプラスチックから採集した油では溶解しない。ところが、油化したスチレンは溶剤の機能を果たし、ラードは６０％程度までスチレン油に混合する。発電機８４のディーゼル機関を回転させるには、ラードの量が多いとグリセリン量が多くなりディーゼルの燃焼を妨害する。したがって、ラードの量を３０％以下とするのが好ましい。なお、植物油もスチレン油と混合可能であるが、その混合量は４０％以下が好ましい。スチレン油と廃食油とを混合した混合油は低公害であり、この発電システム７により生じた電気はヒータ・モータ群８５に使用される。

なお、本発明のシステムにおける連続式油化装置６は、溶剤分離装置４とは簡単に分離して独立に配置でき、ＰＰ、ＰＥ等の熱可塑性の固形プラスチックであれば、破砕後にホッパー７１から投入することにより効率よく油化できる。更に、この油化装置の変わりに溶剤分離装置４と同一の構造のものを必要に応じて複数並列せしめ油化装置として使用可能である。すなわち、図４に示すように溶剤分離装置４の温度を２００℃に設定し、次の装置２５０を油化装置として使用し、その温度を４００℃に設定し、更に次の装置２６０を油化装置として温度４５０〜５００℃に設定して分解部として機能させ、その後に触媒筒２７０を通してスチレンを回収する。

本発明システムによれば、食品用、製品包装用の発泡スチロールが発生する農業、漁業、一般食品、家電の分野において利用でき、しかも食品をラードで揚げている揚げ物業界で有効に使用できる。

本発明の発泡スチロールの処理システムの概略構成図である。 溶剤分離装置の概略構成図である。 熱源の構造図である。 本発明のシステムに使用される油化装置の他の実施例を示す図である。

符号の説明

１…減容器ユニット
２…フィルタ装置
３…混合物タンク
４…溶剤分離装置
５…コンデンサ
６…油化装置
７…発電システム
２０…熱源
７２…溶融部
７５…分解部
７８…残渣タンク
８２…混合機
８４…発電機

Claims (3)

1. 廃棄発泡スチロールが存在する場所に発泡スチロールを減容する溶剤を収納した減容器をセットしてゼリー状の混合物として回収し、この混合物をユニット化された溶剤分離装置の加熱された周壁に分配接触させて溶剤を気化させることにより溶融スチレンと溶剤とを分離し、分離された溶融スチレンをユニット化された連続式油化装置で油化し、前記油化装置は他のプラスチック片をも処理できる併用装置である発砲スチロールの処理システム。
2. 前記溶融スチレンと溶剤とを分離する溶剤分離装置は、加熱周壁内に収納された回転羽根を有し、この回転羽根により前記加熱周壁に付着した混合物の薄膜をかき落とし、前記回転羽根の軸に前記周壁を加熱する熱媒を昇温するための熱源装置が接続されている請求項１記載の発泡スチロールの処理システム。
3. 発泡スチロールのスチレン成分を油化してスチレン油を採集し、このスチレン油に動物性食用油を混入してディーゼル発電機を駆動し、この発電機からの電気をシステム内の駆動源とした発泡スチロールの処理システム。

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