JP2008013597A

JP2008013597A - タール除去装置

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Publication number: JP2008013597A
Application number: JP2006183212A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Nakatsuka; 廣重中塚; Toshiyuki Murata; 敏幸村田; Katsuya Nakajima; 勝也中島
Original assignee: ALMIGHTY KK; Almighty Co Ltd
Current assignee: ALMIGHTY KK; Almighty Co Ltd
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: WO2008004485A1; JP4925745B2

Abstract

【課題】熱分解ガス中からタールを除去し、より確実にタールによるガス管の閉塞を防止するタール除去装置を提供する。
【解決手段】廃プラスチックを熱分解して発生する熱分解ガスから生ずるタールを除去するタール除去装置２００であって、内部が密閉された円筒本体２０１と、円筒本体２０１外部から円筒本体２０１の壁部を貫通して円筒本体２０１内へ延び、熱分解ガスを円筒本体２０１内に供給する供給管２０７と、円筒本体２０１壁部に設けられ、円筒本体２０１内の熱分解ガスを外部へ排出する排出部２１１と、を備え、供給管２０７は、円筒本体２０１内に位置する下方端２０８が下向きに開口している。
【選択図】図４

Description

本発明は、廃プラスチックの油化処理装置に設置されるタール除去装置に関するものである。

近年、循環型経済社会を形成するための取り組みがさまざまな分野で行われ始め、廃プラスチックについてもそのリサイクルの必要性が高まっている。廃プラスチックのリサイクル処理の一つとして、廃プラスチックから油を取り出す油化という処理が知られている。このような油化処理では、まず熱分解槽に廃プラスチックを投入し、熱分解槽内の廃プラスチックを加熱分解して熱分解ガスを生成し、その生成した熱分解ガスを冷却して油を得ている。しかし、このような油化処理では、廃プラスチックを熱分解した際に粘性のある褐色又は黒色の液体であるタールが生じるという問題がある。通常、熱分解槽内では５００℃程度の高温で熱分解を行うために、上記タールは気化して熱分解ガス中に混合している。ところが、熱分解ガスのガス管内の移動中に外気温で自然冷却されることで、熱分解ガス中の気化していたタールが凝固してガス管内に付着し、ガス管を閉塞させるおそれがある。そこで、この問題を解決するために、例えば特許文献１に記載の油化処理装置では、ガス管を保温ジャケットで包囲し、この保温ジャケット内に熱媒体を導入することで、ガス管を加熱保温し、ガス管内を流れる熱分解ガス中のタール分が凝固することを防止している。
特開２００２−１２８５号公報

しかしながら、上記油化処理装置は、ガス管を加熱保温してタールの凝固を防止するだけのものであって、熱分解ガス中からタールを除去するものではない。そのため、例えば、油化処理装置の運転を停止させる必要が生じたときなどは、保温ジャケット内の熱媒体の温度が低下し、ガス管内に残っているタール分が凝固してガス管を閉塞させるといった問題がある。

そこで、本発明は、熱分解ガス中からタールを除去し、より確実にタールによるガス管の閉塞を防止するタール除去装置を提供することを課題とする。

本発明に係るタール除去装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、廃プラスチックを熱分解して発生する熱分解ガスから生ずるタールを除去するタール除去装置であって、内部が密閉された中空本体と、前記中空本体外部から前記中空本体の壁部を貫通して前記中空本体内へ延び、熱分解ガスを前記中空本体内に供給する供給管と、前記中空本体壁部に設けられ、前記中空本体内の熱分解ガスを外部へ排出する排出部と、を備え、前記供給管は、前記中空本体内に位置する端部が下向きに開口している。

この構成によれば、熱分解ガスを供給する供給管の端部が中空本体内で下向きに開口しているために、この供給管の端部に達するまでに自然冷却されて凝固したタールを、この端部から重力によって中空本体内に落下させることができる。また、供給管の端部から中空本体内に供給された熱分解ガスは、中空本体内は密閉されるとともに排出部が設けられているため、その排出部と次工程の処理装置とを連結させることで、熱分解ガスを次の処理工程に供給させることができる。このようにして、タールを凝固させて熱分解ガス中から除去し、タールが除去された熱分解ガスを次工程に供給することができるため、より確実にガス管の閉塞を防止することができる。このとき、例えば、供給管が中空本体内を下向きに延びるように構成することで、より容易且つ確実に凝固したタールを中空本体内に落下させることができる。

ここで、上記排出部が中空本体内に位置する供給管の端部よりも上方に位置するようにタール除去装置を構成することができる。このように中空本体内に熱分解ガスを供給する供給管の端部よりも排出部が上方に位置しているために、中空本体内に供給された熱分解ガスを排出部からよりスムーズに排出させることができる。

上記タール除去装置では、中空本体内の上部に空間が形成されるよう中空本体内に液体（油）を封入することができる。このとき、供給管の端部を液体（油）内に位置させ、排出部を空間内に設けると、供給管の端部から供給された熱分解ガスは、液体（油）内を気泡として空間内まで上昇し、空間内に設けられた排出部から中空本体外部へ排出される。このとき、気泡として上昇した熱分解ガスは、その液体（油）内を下降することができないため、一旦供給管から供給された熱分解ガスが供給管へ逆流することを防止することができる。

また上記タール除去装置は、中空本体の底部に設けられ、開閉自在のバルブを有する排出管をさらに備えていることが好ましい。上述したように供給管の端部から落下したタールは中空本体の底部に溜まるが、このように構成することで、バルブを開状態にすると、タールを中空本体内から排出管を介して外部へ排出することができ、タールの排出を容易に行うことを可能とする。

本発明によれば、熱分解ガス中からタールを除去し、より確実にタールによるガス管の閉塞を防止するタール除去装置を提供することができる。

以下、本発明に係る廃プラスチックのタール除去装置の一実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係るタール除去装置が設置される廃プラスチック油化処理システムのフロー図である。

図１に示すように、本実施形態に係るタール除去装置２００は、廃プラスチック油化処理システム１０に設置されている。ここで、まず廃プラスチック油化処理システム１０について説明する。廃プラスチック油化処理システム１０の最上流には、処理対象となる廃プラスチックを熱分解し、廃プラスチックから熱分解ガスを生成するための熱分解処理装置１が配置されている。この熱分解処理装置１の下流には、熱分解ガス中のタールを除去するためのタール除去装置２００、熱分解ガスを改質するための触媒装置３００がこの順で配置されている。さらにこの下流には熱分解ガスを冷却凝縮して油を生成するための凝縮装置４００、生成された油から水を分離するための油水分離装置５００が配置されている。また、水が分離された油は、油タンク６００に貯蔵されるとともに、凝縮装置４００で凝縮されないいわゆるオフガス中の塩化水素は脱塩装置７００で除去される。以下、上述した各装置について説明する。

図２は熱分解処理装置１の側面断面図、図３は熱分解処理装置１の正面断面図である。図２及び図３に示すように、熱分解処理装置１は、廃プラスチックを熱分解する熱分解槽２と、この熱分解槽２を加熱する炉部（加熱手段）６とを備えている。熱分解槽２は、椀状に膨出した曲面状の底面２１及び上面２２を有する円筒型に構成されており、炉部６内に収容できるように構成されている。熱分解槽２の上面２２には、廃プラスチックを投入するために開閉可能な蓋部２３と、廃プラスチックから発生する熱分解ガスを排出する排出管２４とが設けられている。なお、排出管２４は、熱分解槽２を炉部６に設置したときに、タール除去装置２００に繋がる第１ガス管２１０と連通するように構成されている。また、熱分解槽２の上面には、槽内の温度を測定するための温度計測器２５が設置されている。温度計測器２５には、図１に示す制御装置５が接続されており、温度計測器２５で計測した熱分解槽２内の温度信号を受信し、その熱分解槽２内の温度に応じてバーナの火力を調整する。

また、熱分解槽２には、熱分解槽２内の廃プラスチックを攪拌するための攪拌器３が回転可能に支持されている。攪拌器３は、熱分解槽２の上面２２を貫通して回転可能に支持された回転軸３１と、回転軸３１の下端３１１に固定して取り付けられて熱分解槽２内を攪拌する攪拌羽根３２とを備えており、回転軸３１の上端には、回転軸３１を回転させるモータ３３が取り付けられている。攪拌羽根３２は、椀状に膨出した底面２１に沿うように形成された湾曲部３２１とその湾曲部の両端を結ぶ直線部３２２とから構成されており、その撹拌羽根３２の平面視中心で回転軸３１が連結している。また、攪拌器３の回転軸３１の上端付近にはトルクセンサ（トルク検出手段）４が取り付けられ、トルクセンサ４は廃プラスチックによって攪拌器３に作用する負荷トルクを検出している。そして、上述した制御装置５は、撹拌器３にも接続されており、トルクセンサ４で検出した負荷トルクに応じて、モータ３３を制御することで攪拌器３の回転を制御する。

炉部６は、上部が開口しており、その開口部から熱分解槽２を収容できるよう構成されている。また、収容した熱分解槽２を加熱するために、対向する側壁のそれぞれにバーナ６１が設置されている。このバーナ６１は、サービスタンク６２や脱塩装置７００と接続しており、後述する脱塩装置７００からのオフガスや、サービスタンク６２からのオイルを燃料として燃焼を行う。また、サービスタンク６２には、その燃料供給量を制御する制御装置５が接続されている。

図１に戻って油化処理システム１０の説明を続ける。同図に示すように、熱分解処理装置１の排出管２４は第１ガス管２１０と連結しており、熱分解処理装置１で生成された熱分解ガスはタール除去装置２００に供給される。

図４は、本実施形態に係るタール除去装置２００及び触媒装置３００を示す拡大正面図である。図４に示すように、タール除去装置２００は、中空円筒状の円筒本体（中空本体）２０１を備えており、円筒本体２０１内には、上部に空間ができるように一定量の油２０４が封入されている。円筒本体２０１の上部空間部の側面には、外部の油供給源（図示省略）から油２０４を供給するための供給ライン２０５が接続されている。この供給ライン２０５には開閉自在のバルブ２０６が設けられている。なお、円筒本体２０１内の油２０４が減ると自動的に開状態となって円筒本体２０１内に油を供給するようにバルブ２０６を自動制御することもできる。ここで、油の温度は２５０〜３５０℃とするのが好ましく、２８０〜３２０℃とするのがさらに好ましい。

また、タール除去装置２００は、第１ガス管２１０からの熱分解ガスを円筒本体２０１内に供給する供給管２０７を備えている。供給管２０７は、下方に屈曲するＬ字状に形成されている。つまり、円筒本体２０１の外部から外周面を貫通して上部空間へ水平に延びるとともに、そこから下方へ屈曲して下方端２０８が油２０４内に位置するように延びている。また、円筒本体２０１の外部へ延びた供給管２０７の他方端２０９は、第１ガス管２１０と連結している。このように、供給管２０７の下方端２０８が油２０４内に位置しているために、供給管２０７から排出されて円筒本体２０１の上部空間内まで進んだ熱分解ガスは、油２０４のために供給管２０７へ逆流することがなく、ひいては熱分解処理装置１へも逆流することがない。また、供給管２０７の下方端２０８が下向きに開口しているために、第１ガス管２１０内で自然冷却されて凝固したタールが、供給管２０７の下方端２０８から供給されて円筒本体２０１の底面に落下するように構成されている。このように底面に落下したタールを外部に排出するために、円筒本体２０１の底面には開閉自在のバルブ２０３を有する排出管２０２が設けられている。また、円筒本体２０１の上部空間の側面（壁部）には、第２ガス管３１０と連結するよう構成された排出部２１１が設けられており、タールを除去した熱分解ガスを触媒装置３００へ排出するよう構成されている。

触媒装置３００は、中空円筒状の円筒本体３０１を備えており、円筒本体３０１の内部には、熱分解ガスを改質するための触媒、例えばゼオライト触媒等を充填させている。また、円筒本体３０１の底面には三つ又状の連結管３０２の３つの端部の内の上端が連結されている。連結管３０２の水平方向を向く水平端は第２ガス管３１０と連結しており、連結管３０２の下方端は開閉自在のバルブ３０４を有する排出管３０３と連結している。このように、連結管３０２の下方端が排出管３０３と連結しているために、熱分解ガスがタール除去装置２００でタールが十分に除去されずに第２ガス管３１０に排出された場合でも、第２ガス管３１０内で自然冷却されてタールが凝固し、連結管３０２の下方端から重力で排出管３０３へ落下し、バルブ３０４を開いて外部へ排出することが可能となる。また、円筒本体３０１の外周面上部には第３ガス管４１０と連結するよう構成された排出部３０５が設けられている。

図５は凝縮装置４００を示す正面断面図、図６は凝縮装置４００の隔壁４０４をＡ方向から見た詳細を示す拡大図である。図５に示すように、凝縮装置４００は、中空円筒状の冷却タンク４０１と、ストックタンク４０６とを備えている。冷却タンク４０１は、その軸方向が水平となるように設置されており、一方端側の上部に供給部４０２が形成されるとともに、他方端側上部に排出部４０３が形成されている。この供給部４０２には触媒装置３００からの第３ガス管４１０が連結されており、排出部４０３には脱塩装置７００へ繋がる第４ガス管７１０が連結されている。また、冷却タンク４０１には、その内部を軸方向（図５の左右方向）で６つの室に区画するよう５つの隔壁４０４が設けられている。図６に示すように、隔壁４０４の上半分には複数の孔４０５が形成されており、その孔４０５を熱分解ガスが通過可能となっている。

また、冷却タンク４０１の外周面には、冷却水を流すための水路（図示省略）が形成されている。この冷却タンク４０１の外周面を流れる冷却水によって、熱分解ガスが冷却タンク４０１を供給部４０２から排出部４０３まで隔壁４０４の孔４０５を通過して流れる間に冷却凝縮されて、各室で油が生成される。なお、熱分解ガスは、冷却タンク４０１内を供給部４０２から排出部４０３に進むにしたがって冷却されるので、沸点の高い油は供給部４０２側の室で凝縮されて生成され、沸点の低い油は排出部４０３側の室で生成されるというように、沸点の差によって油が生成される室を分けることができる。

ストックタンク４０６は、冷却タンク４０１の各室で生成された油をストックするために、冷却タンク４０１の下方に設置されている。ストックタンク４０６は、冷却タンク４０１の各室と対応するように複数の室が形成されており、ストックタンク４０６の各室は、バルブ４０８を有する連結管４０７を介して、対応する冷却タンク４０１の各室と連結されている。また、ストックタンク４０６の各室は、ストックされた油を図１に示す油水分離装置５００へ送るための配管４０９が接続されている。

油水分離装置５００は、油と水の比重の違いを利用して油と水とに分離するよう構成されている。油水分離装置５００の下流には、水が分離された油を貯蔵するための油タンク６００が設置されている。

図１に示すように、上述した冷却タンク４０１の排出部４０３と連結した第４ガス管７１０は、脱塩装置７００と連結している。

図７は、脱塩装置７００を示す正面断面図である。図７に示すように、脱塩装置７００は、中空円筒状の円筒本体７０１を備えている。円筒本体７０１は、その軸方向が水平となるように設置されている。また、円筒本体７０１には、円筒本体７０１を軸方向（図７の左右方向）に２室に分ける隔壁７０２が形成されている。隔壁７０２は円筒本体７０１の上部までは形成されておらず、このため、円筒本体７０１の２室はその上部で連通している。円筒本体７０１の２室のうちの一方の室には水７０３が溜められており、この水にオフガスが供給される。

また、脱塩装置７００は、第４ガス管７１０からのオフガスを円筒本体７０１内に供給する供給管７０５を備えている。供給管７０５は、水平方向に屈曲するＬ字状に形成されている。つまり、円筒本体７０１の外部から外周面を貫通して水７０３内まで鉛直下向きに延びる連結部７０７と、水７０３内まで延びた連結部７０７の一方端と連結し水７０３内を水平に延びる供給部７０６とから構成されている。また、円筒本体７０１の外部へ延びた連結部７０７の他方端は、第４ガス管７１０と連結している。供給部７０６は複数の孔が形成されており、その孔からオフガスが水７０３中に供給される。このように、供給部７０６が水７０３内に配置されているために、供給部７０６から供給され水７０３内を気泡として上昇したオフガスは、その水７０３のために逆流することが防止される。

また、散布管７０４が、隔壁７０２で区切られた他方の室内の上方で水平に延びている。この散布管７０４は、円筒本体７０１を貫通して外部へ延びて水酸化ナトリウム水溶液の供給源（図示省略）と連結しており、円筒本体７０１の他方の室に水酸化ナトリウム水溶液を散布するよう構成されている。このように、散布管７０４から水酸化ナトリウム水溶液が散布されるために、円筒本体７０１の他方の室には塩化ナトリウム水溶液が溜まるが、この塩化ナトリウム水溶液が一方の室へ流入しないよう、円筒本体７０１の隔壁７０２上端より低い位置に第２の排出部７０９が設けられている。円筒本体７０１の他方室側端部の上部には第１排出部７０８が設けられており、第１排出部７０８は、バーナ６１へと繋がる第５ガス管８１０が連結されている。なお、上記のように水酸化ナトリウム水溶液を散布するのではなく、他方の室に予め水酸化ナトリウム水溶液を注入しておくこともできる。

次に、上記のように構成された廃プラスチック油化処理システム１０による油化処理方法を図面を参照しつつ説明する。

まず、図１、図２及び図３に示すように、投入位置に配置された熱分解槽２の蓋部２３を開け、この開口部から廃プラスチックを投入する。

廃プラスチックを熱分解槽２内に種々の手段で投入して蓋部２３を閉めた後、熱分解槽２をクレーン等により投入位置から移動させて炉部６内に収容し、熱分解槽２の上部から延びる排出管２４をタール除去装置２００に繋がる第１ガス管２１０と連結させる。

このように炉部６へ熱分解槽２を設置した後、制御装置５によってサービスタンク６２からの燃料供給を開始してバーナ６１の燃焼を開始させ、熱分解槽２を加熱する。バーナ６１によって熱分解槽２を加熱することで、熱分解槽２内の温度は徐々に上昇すると、熱分解槽２内の廃プラスチックが溶融を始める。

一方、熱分解槽２を炉部６に設置後、攪拌器３の回転軸３１をモータ３３により所定の回転数で回転させる。このようにモータ３３で回転軸３１を回転させることにより、攪拌羽根３２には熱分解槽２内の廃プラスチックによる負荷トルクが作用する。ここで、撹拌羽根３２に作用する負荷トルクは、廃プラスチックの溶融状態によって変化する。そのため、負荷トルクが所定値より大きい場合、すなわち、廃プラスチックが溶融していない、又は溶融し始めの高粘度の状態では、モータ３３は攪拌羽根３２が攪拌しないような低駆動トルクで回転軸３１を回転させている。そして、上述したように、熱分解槽２内の温度を上昇させることで廃プラスチックが溶融を始めると、廃プラスチックの粘度が低下し、攪拌羽根３２に作用する負荷トルクも低下する。負荷トルクが所定値以下となると、それを検知した制御装置５により、上記負荷トルクに打ち勝つようにモータ３３による回転軸３１への駆動トルクを増加させて攪拌羽根３２の攪拌を開始させる。ここでいう、攪拌羽根３１の攪拌を開始するための所定値とは、モータ３３の出力や攪拌器３の強度、熱分解槽２内の廃プラスチックの量等によっても変わるが、６〜１２Ｎ／ｍｍとすることが好ましい。このように、廃プラスチックの溶融状態によって攪拌器３の攪拌の開始させる。

こうして、熱分解槽２内の廃プラスチックを攪拌器３により攪拌させながら、バーナ６１による熱分解槽２の加熱を続けることで、図８のグラフに示すように、熱分解槽２内の温度を上昇させる。なお、図８は、横軸を加熱時間ｔ（分）、縦軸を熱分解槽２内の温度（℃）としたグラフである。ここで、熱分解槽２内の温度を、熱分解ガスを生成するための温度である５００〜６００℃程度まで一気に上昇させると、廃プラスチックの炭素―炭素結合が十分に切断されることなく熱分解してガスが発生してしまうため、生成された熱分解ガスは炭素数が多くなってしまう。

そこで、本実施形態では、まず第１の温度Ｔ_１である３００〜４００℃まで熱分解槽２内の温度を上昇させ、その過程で廃プラスチック中の炭素―炭素結合を切断しつつ、バーナ６１による熱分解槽２の加熱を続ける。そして、熱分解槽２内の温度が第１の温度Ｔ_１まで上昇したことを温度計測装置２５からの信号で制御装置５が検知すると、制御装置５は第１の温度Ｔ_１を保持するようサービスタンク６２からの燃料供給量を調整することでバーナ６７の火力を制御する。なお、第１の温度Ｔ_１は１８０〜２４０分保持することが好ましい。そして、第１の温度Ｔ_１を前記の所定時間保持した後、第１の温度からさらに、廃プラスチックを熱分解して熱分解ガスを生成するための第２の温度Ｔ₂である５００〜６００℃まで熱分解槽２内の温度が上昇するよう、制御装置５によりサービスタンク６２からの燃料供給量を調整してバーナ６１の火力を制御する。熱分解槽２内の温度が第２の温度Ｔ_２まで上昇すると、廃プラスチックが熱分解を始め、熱分解ガスが発生する。この熱分解ガスは、排出管２４から排出されてタール除去装置２００に送られる。このように、第１の温度Ｔ_１で一旦昇温を停止して所定時間保持し、その後第２の温度Ｔ_２まで昇温させることで、廃プラスチックの炭素―炭素結合を十分に切断して、炭素数の少ない熱分解ガスを生成することができる。

第２の温度Ｔ_２を所定時間保持し、廃プラスチックから十分に熱分解ガスを生成した後は、バーナ６１による加熱を停止して、熱分解槽２を自然冷却させる。この場合、例えばブロアーによって熱分解槽２に空気を送ることで強制冷却することもできる。なお、熱分解槽２の冷却中も攪拌器３は攪拌し続けている。このような廃プラスチックの熱分解処理では、熱分解ガスと同時に残渣と呼ばれる炭化物が生成される。そのため、熱分解槽２が十分に冷却された後に熱分解槽２の蓋部２３を開けて、そこから吸引機（図示省略）で熱分解槽２内の残渣を吸引して回収する。なお、上記熱分解工程中、攪拌器３により溶融した廃プラスチックを攪拌させているために、熱分解槽２内の残渣は塊状ではなく粉末状となり、吸引機等で吸引回収するなどして容易に回収することができる。

このようにして熱分解処理装置１によって生成された熱分解ガスを、第１ガス管２１０を介してタール除去装置２００に供給する。

図４に示すように、タール除去装置２００に供給された熱分解ガスは、供給管２０７の下方端２０８から供給されて油２０４内を気泡となって上昇して上部空間まで進み、第２ガス管３１０と連結する排出部２１１へと排出されて触媒装置３００へと送られる。このとき、供給管２０７の下方端２０８からは、熱分解ガス中の気化したタールが第１ガス管２１０や供給管２０７中で自然冷却されて凝固されたものが、重力により円筒本体２０１の底面に落下する。そして、底面にある程度の量のタールが溜まると、円筒本体２０１内の油２０４と一緒に排出管２０２から排出させる。なお、この作業は、油化処理のサイクルが終了してからバルブ２０３を開状態にして行ったり、または、油化処理サイクル中に自動でバルブ２０３を開状態とすることで行うようにしてもよい。このとき円筒本体２０１内の油２０４は、タールとともに排出されることで減少するが、外部の油供給源と繋がる供給ライン２０５から手動または自動で補充されることで所定量を維持している。

円筒本体２０１の上部空間へと送られた熱分解ガスは、排出部２１１から排出されて、第２ガス管３１０を介して触媒装置３００へ供給される。触媒装置３００へ供給された熱分解ガスは、連結管３０２を経て、触媒が充填された円筒本体３０１へ供給される。熱分解ガスは、円筒本体３０１を通過することで触媒に接触して低沸点のガスに改質される。改質された熱分解ガスは、排出部３０５から第３ガス管４１０へ排出されて凝縮装置４００へと供給される。なお、第１，第２，及び第３ガス管２１０，３１０，４１０に、ヒータや断熱材を取り付けて保温することもでき、こうすることで、タールの発生を抑制することも可能である。また、各ガス管をできるだけ短くすることでもタールの発生を抑制する効果がある。

図５及び図６に示すように、第３ガス管４１０からの熱分解ガスは、供給部４０２から冷却タンク４０１内に供給される。冷却タンク４０１内に供給された熱分解ガスは、隔壁４０４の孔４０５を通過して排出部４０３へ進む間に、冷却タンク４０１の外側面を流れる冷却水により徐々に冷却される。このように熱分解ガスは、冷却されることで凝縮して各室で油が生成される。なお、各室にて生成される油は、供給部４０２側の室は沸点が高い重質油となっており、排出部４０３側の室で生成される油は一番沸点の低い軽質油となっている。各室で生成された油がある程度溜まると、バルブ４０８を開いて連結管４０７を経てストックタンク４０６の対応する各室へと送られる。そして、ストックタンク４０６の各室にストックされた油は、配管４０９を経てそれぞれポンプによって油水分離装置５００へと送られる。油水分離装置５００で水分を分離された油は、ポンプで油タンク６００へと送られる。なお、冷却水の温度を変化させ、供給部４０２側から排出部４０３側に向けて温度が低くなるように構成することもできる。これによって、供給部４０２側では沸点の高い油を、排出部４０３側では沸点の低い油を確実に得ることができる。

ここで、熱分解ガス中には凝縮装置４００で凝縮されない成分も含まれている。このため、上記凝縮装置４００の冷却タンク４０１では凝縮されずに排出部４０３から排出されるいわゆるオフガスが、第４ガス管７１０を介して脱塩装置７００へと供給される。

図７に示すように、第４ガス管７１０から供給管７０５へと送られたオフガスは、供給部７０６から水７０３内へ供給されて、気泡として水７０３内を上昇する。水面まで上昇したオフガスには、隔壁７０２の上方を越えて第１排出部７０８へと向かうまでの間に、他方の室で散布管７０４から水酸化ナトリウム水溶液が散布される。このように水酸化ナトリウム水溶液が散布されることで、オフガス中の塩化水素が中和される。塩化水素が中和されて除去されたオフガスは第１排出部７０８から排出された後、第５ガス管８１０を経てバーナ６１に供給され、バーナ６１の燃料として燃焼させる。以上のサイクルが繰り返されることにより、廃プラスチックがリサイクルされる。

以上のように、本実施形態に係るタール除去装置２００によれば、熱分解ガスを供給する供給管２０７の下方端２０８が円筒本体２０１内で下向きに開口しているために、供給管２０７の下方端２０８に達するまでに自然冷却されて凝固したタールが、この下方端２０８から重力によって円筒本体２０１内に落下する。また、供給管２０７の下方端２０８から円筒本体２０１内に供給された熱分解ガスは、円筒本体２０１内は密閉されるとともに排出部２１１が設けられているため、その排出部２１１を次工程の触媒装置３００に繋がる第２ガス管３１０と接続させることで、熱分解ガスを次の改質工程に供給される。このようにして、熱分解ガス中からタールを凝固させて除去し、そのタールを除去した熱分解ガスを次工程に供給することができるため、より確実にガス管の閉塞を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。上記実施形態では、円筒本体２０１内に油２０４を封入することで、熱分解ガスの逆流を防止していたが、特に油に限定されるものではなく、例えば水等の液体を使用することができる。或いは、水、油、及び界面活性剤を混合したエマルジョン溶液を用いることもできる。その他にも、円筒本体２０１内に液体を封入させずに逆流防止弁を供給管２０７の下方端２０８に設けることで、熱分解ガスの逆流を防止することもできる。

また、上記実施形態では、開閉自在のバルブ２０３を有する排出管２０２を円筒本体２０１の底部に設けているが、その他にも、例えば、円筒本体２０１底部に溜まったタールを吸引除去するような吸引機を設けることで、より効率的にタールを外部へ排出することができる。なお、これらのようなタール排出手段を設けずに、油化処理終了後に、溜まったタールを手作業で除去することもできる。

本実施形態に係るタール除去装置が設置される廃プラスチック油化処理システムのフロー図である。本実施形態に係る熱分解処理装置の拡大側面図である。本実施形態に係る熱分解処理装置の拡大正面図である。本発明に係るタール除去装置の実施形態及び本実施形態に係る触媒装置を示す拡大正面図である。本実施形態に係る凝縮装置の断面図である。本実施形態に係る凝縮装置の隔壁を示す拡大図である。本実施形態に係る脱塩装置の断面図である。本発明に係る熱分解処理方法の熱分解工程の熱分解槽内の温度と時間の関係を示すグラフである。

符号の説明

１０油化処理システム
２００タール除去装置
２０１円筒本体（中空本体）
２０２排出管
２０３バルブ
２０４油
２０７供給管
２０８下方端（端部）
２１１排出部

Claims

廃プラスチックを熱分解して発生する熱分解ガスから生ずるタールを除去するタール除去装置であって、
内部が密閉された中空本体と、
前記中空本体外部から前記中空本体の壁部を貫通して前記中空本体内へ延び、熱分解ガスを前記中空本体内に供給する供給管と、
前記中空本体壁部に設けられ、前記中空本体内の熱分解ガスを外部へ排出する排出部と、を備え、
前記供給管は、前記中空本体内に位置する端部が下向きに開口しているタール除去装置。
前記排出部は、前記中空本体内に位置する前記供給管の端部より上方に設けられている、請求項１に記載のタール除去装置。
前記中空本体には、上部に空間が形成されるよう内部に液体が封入されており、
前記供給管における前記中空本体内に位置する端部は、前記液体内に位置し、
前記排出部は、前記空間内に設けられている、請求項１または２に記載のタール除去装置。
前記中空本体の底部に設けられ、開閉自在のバルブを有する排出管をさらに備えた、請求項１から３のいずれかに記載のタール除去装置。