JP2008127533A - Method of stopping pyrolysis system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプラスチック溶液を熱分解槽で熱分解して生成油を製造する熱分解システムの停止方法に関し、詳しくは熱分解槽へのプラスチック溶液を供給する溶液配管が細かい固形状の不純物の残留により閉塞することを防止した熱分解システムの停止方法に関する。 The present invention relates to a method for stopping a pyrolysis system in which a plastic solution is pyrolyzed in a pyrolysis tank to produce a product oil. More specifically, the solution pipe for supplying the plastic solution to the pyrolysis tank has a small solid impurity remaining. The present invention relates to a method for stopping a thermal decomposition system that is prevented from being blocked.
工場や家庭からは種々のプラスチック廃棄物(廃プラスチック)が排出される。廃プラスチックはそのまま焼却すると環境に悪影響を与る上に資源的な損失になる。そこで従来から廃プラスチックを熱分解装置で熱分解し、分解油として資源回収する技術が開発されている。熱分解に適したプラスチックはポリスチレン、スチレンーアクリル共重合体(AS樹脂)、スチレンーアクリルーブタジエン共重合体(ABS樹脂)等のスチレン系樹脂(以下、これらを単にポリスチレンという)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等がある。 Various plastic wastes (waste plastics) are discharged from factories and households. If waste plastic is incinerated as it is, it will adversely affect the environment and cause resource losses. Therefore, a technology has been developed in which waste plastic is pyrolyzed with a pyrolyzer and resources are recovered as cracked oil. Plastics suitable for thermal decomposition are polystyrene, styrene resins such as styrene-acrylic copolymer (AS resin), styrene-acrylic-butadiene copolymer (ABS resin) (hereinafter simply referred to as polystyrene), polyethylene, and polypropylene. There are olefinic resins and the like.
廃プラスチックとして多く排出されるのはポリスチレンであり、その中でも発泡ポリスチレンは緩衝材や断熱材として多用されているので、廃プラスチックとして多量に排出される。発泡ポリスチレンの嵩密度は著しく低いので、スチレンモノマー、ベンゼン、トルエン等の溶剤で溶解してポリスチレン溶液に変換する減容処理を行い、得られたポリスチレン溶液を熱分解する方法が一般的に採用される。なお以下の説明はプラスチック溶液としてポリスチレン溶液を用いた熱分解技術について記述しているが、本発明は他のプラスチック溶液についても同様に適用される。 A large amount of waste plastic is discharged as polystyrene. Among them, expanded polystyrene is frequently used as a buffer material and a heat insulating material, and is therefore discharged in large quantities as waste plastic. Since the bulk density of expanded polystyrene is extremely low, a method of reducing the volume by dissolving in a solvent such as styrene monomer, benzene, or toluene and converting it to a polystyrene solution is generally adopted. The The following description describes a thermal decomposition technique using a polystyrene solution as a plastic solution, but the present invention is similarly applied to other plastic solutions.
ポリスチレン溶液の熱分解システムとして、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された熱分解システムは、熱分解槽を備え、その熱分解槽の内部にポリスチレン溶液を加熱する熱交換部が設けられる。そして熱交換部は並列に配置した複数のチューブを有し、各チューブ内を流通する加熱媒体(例えば高温ガス)により、熱分解槽に連続的に供給されるポリスチレン溶液を加熱して熱分解するようになっている。 As a thermal decomposition system of a polystyrene solution, for example, one described in Patent Document 1 is known. The thermal decomposition system described in Patent Document 1 includes a thermal decomposition tank, and a heat exchange unit that heats the polystyrene solution is provided inside the thermal decomposition tank. The heat exchanging unit has a plurality of tubes arranged in parallel, and heats and decomposes the polystyrene solution continuously supplied to the pyrolysis tank with a heating medium (for example, high-temperature gas) flowing through each tube. It is like that.
ポリスチレン溶液は溶液配管により熱分解槽に供給される。熱分解槽で熱分解により得られた分解ガスは熱分解槽の上部から凝縮器に供給され、そこで冷却されて凝縮し、生成油タンクに貯留される。生成油はそのまま燃料油として利用されるか、または蒸留装置で蒸留してスチレンモノマーに精製して化学原料として利用される。 The polystyrene solution is supplied to the pyrolysis tank through a solution pipe. The cracked gas obtained by pyrolysis in the pyrolysis tank is supplied to the condenser from the top of the pyrolysis tank, where it is cooled and condensed, and stored in the product oil tank. The product oil is used as fuel oil as it is, or is distilled by a distillation apparatus and purified to a styrene monomer and used as a chemical raw material.
例えば廃発泡ポリスチレンをスチレン等の溶剤で溶解して得られるポリスチレン溶液などは、廃発泡ポリスチレン由来の細かい塵、スラッジまたは雑物等の細かい固形状の不純物が混入していることが多く、その不純物はポリスチレン溶液中では高粘度物として存在し、その大部分はポリスチレン溶液に同伴して熱分解槽に流入するが、一部は溶液配管内に沈殿もしくは付着して滞留する。特に溶液配管に水平部分が存在すると、該部分おける滞留量の成長が大きく、場合によっては溶液配管が部分閉塞もしくは完全閉塞を起こす恐れもある。 For example, a polystyrene solution obtained by dissolving waste foamed polystyrene with a solvent such as styrene often contains fine solid impurities such as fine dust, sludge or other impurities derived from waste foamed polystyrene. Exists in the polystyrene solution as a high-viscosity product, and most of it is accompanied by the polystyrene solution and flows into the thermal decomposition tank, but a part of the solution is settled or adhered to the solution pipe. In particular, when there is a horizontal portion in the solution pipe, the amount of residence in the portion is greatly increased, and in some cases, the solution pipe may be partially or completely blocked.
一方、熱分解システムは連続運転またはバッチ運転が可能であるが、いずれの運転方式であっても定期的にまたは随時にシステム停止が行われる。熱分解システムが停止したとき、ポリスチレン溶液は溶液配管に滞留するが、ポリスチレン溶液が長時間滞留すると、溶解したポリスチレンが再析出を起こして新たにスラッジ等の細かい固形状の不純物を発生する場合がある。 On the other hand, although the thermal decomposition system can be operated continuously or batchwise, the system is stopped periodically or at any time in any operation method. When the pyrolysis system is stopped, the polystyrene solution stays in the solution pipe, but if the polystyrene solution stays for a long time, the dissolved polystyrene may reprecipitate and newly generate fine solid impurities such as sludge. is there.
そのような不純物も溶液配管の閉塞発生を助長させる。そこで本発明はこのような従来の熱分解システムにおける溶液配管の閉塞問題を解決することを課題とし、そのための新しい熱分解システムの停止方法を提供することを目的とする。 Such impurities also promote the occurrence of clogging of the solution piping. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of blockage of solution piping in such a conventional pyrolysis system, and an object of the present invention is to provide a new method for stopping the pyrolysis system.
前記課題を解決する本発明は、プラスチック溶液を溶液配管により熱分解槽に供給して熱分解し、得られた分解ガスを冷却して生成油を製造するようにした熱分解システムの停止方法であって、熱分解槽へのプラスチック溶液の供給を停止した後、前記溶液配管に洗浄液として生成油を供給し、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に排出することを特徴とする(請求項1)。 The present invention that solves the above problems is a method for stopping a pyrolysis system in which a plastic solution is supplied to a pyrolysis tank through a solution pipe and pyrolyzed, and the resulting cracked gas is cooled to produce product oil. After the supply of the plastic solution to the pyrolysis tank is stopped, the generated oil is supplied as a cleaning liquid to the solution pipe, and the plastic solution remaining inside the solution pipe is discharged to the pyrolysis tank side. (Claim 1).
上記熱分解システムの停止方法において、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に流出した後の前記供給配管内部を前記生成油で満たすことができる(請求項2)。 In the method for stopping the pyrolysis system, the inside of the supply pipe after the plastic solution remaining in the solution pipe flows out to the pyrolysis tank side can be filled with the product oil.
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、前記溶液配管が水平部分を含む場合は、前記生成油が少なくとも該水平部分を流通するように、前記溶液配管に前記生成油を供給することができる(請求項3)。 In any one of the above pyrolysis system stopping methods, when the solution pipe includes a horizontal portion, the generated oil can be supplied to the solution pipe so that the generated oil flows at least through the horizontal portion. (Claim 3).
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、前記プラスチック溶液は廃発泡プラスチックを溶剤で溶解して得られたものを用いることができる(請求項4)。 In any one of the above thermal decomposition system stopping methods, the plastic solution obtained by dissolving waste foamed plastic with a solvent can be used.
本発明の熱分解システムの停止方法は、請求項1に記載のように、熱分解槽へのプラスチック溶液の供給を停止した後、前記溶液配管に洗浄液として生成油を供給し、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に排出することを特徴とする。本停止方法によれば、熱分解システムの停止期間を利用して溶液配管に滞留するスラッジ等の不純物をその都度熱分解槽側に排出するようにしたので、滞留量が大きく増加して溶液配管が閉塞するという恐れがない。 The method for stopping a thermal decomposition system according to the present invention, as described in claim 1, after stopping the supply of the plastic solution to the thermal decomposition tank, supplies the generated oil as a cleaning liquid to the solution pipe, The plastic solution remaining inside is discharged to the pyrolysis tank side. According to the present stop method, impurities such as sludge staying in the solution pipe are discharged to the pyrolysis tank side each time using the stop period of the pyrolysis system. There is no fear of blockage.
またポリスチレン溶液が長時間滞留すると、溶解したポリスチレンが再析出を起こして新たにスラッジ等の細かい固形状の不純物を発生するが、本停止方法によれば殆どのポリスチレン溶液が熱分解槽側に排出されるので、再析出は実質的に発生しない。このように本停止方法により溶液配管の閉塞を防止でき、結果として溶液配管の使用寿命もしくは耐久性を向上させることができる。 If the polystyrene solution stays for a long time, the dissolved polystyrene reprecipitates and newly generates fine solid impurities such as sludge. According to this stopping method, most of the polystyrene solution is discharged to the pyrolysis tank side. Therefore, substantially no reprecipitation occurs. In this way, the stopping method can prevent the solution pipe from being blocked, and as a result, the service life or durability of the solution pipe can be improved.
また、使用する洗浄液としての生成油は熱分解槽で生成したものを利用できるので、システム外から新たな洗浄液を補給する必要がない。さらに、不純物と共に熱分解槽に流入した生成油は、熱分解システムの運転が再開された際に蒸発して生成油タンク等に回収することができる。 Further, since the produced oil as the cleaning liquid to be used can be generated in the thermal decomposition tank, it is not necessary to supply a new cleaning liquid from outside the system. Furthermore, the produced oil that has flowed into the pyrolysis tank together with the impurities can be evaporated and collected in a produced oil tank or the like when the operation of the pyrolysis system is resumed.
上記熱分解システムの停止方法において、請求項2に記載のように、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に流出した後、その供給配管内部を前記生成油で満たすことができる。このようにすると、熱分解システムの停止中に溶液配管内への空気侵入等を防止できる。 In the method for stopping the pyrolysis system, as described in claim 2, after the plastic solution remaining in the solution pipe flows out to the pyrolysis tank side, the supply pipe may be filled with the product oil. it can. In this way, it is possible to prevent air from entering the solution pipe while the thermal decomposition system is stopped.
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、請求項3に記載のように、前記溶液配管が水平部分を含む場合は、前記生成油が少なくとも該水平部分を流通するように、前記溶液配管に前記生成油を供給することができる。このようにすると、滞留を起こしやすい前記水平部分の閉塞事故を確実に防止できる。 In any one of the above thermal decomposition system stop methods, as described in claim 3, when the solution pipe includes a horizontal portion, the solution oil is disposed in the solution pipe so that the generated oil flows at least through the horizontal portion. The product oil can be supplied. If it does in this way, the obstruction | occlusion accident of the said horizontal part which is easy to raise | generate a stay can be prevented reliably.
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、請求項4に記載のように、前記プラスチック溶液は廃発泡プラスチックを溶剤で溶解して得られたものを用いることができる。このようにすると、熱分解システムが停止中に再析出したプラスチックを生成油で再溶解することができる。 In any one of the above thermal decomposition system stopping methods, as described in claim 4, the plastic solution obtained by dissolving waste foamed plastic with a solvent can be used. In this way, the plastic re-deposited while the pyrolysis system is stopped can be redissolved with the product oil.
次に図面に基づいて本発明の最良の実施形態を説明する。図1は本発明に係る熱分解システムによりポリスチレン溶液を熱分解し、分解油としてのスチレン溶液を生成するプロセスフロー図である。しかし本実施形態は他の熱分解可能なプラスチック溶液の熱分解にも同様に適用できる。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process flow diagram in which a polystyrene solution is pyrolyzed by a pyrolysis system according to the present invention to produce a styrene solution as cracked oil. However, this embodiment can be similarly applied to the thermal decomposition of other thermally decomposable plastic solutions.
図1に示す熱分解システム1は、熱分解槽2、熱分解槽2の内部下方に配置された熱交換部3、熱交換部3に加熱ガスを供給する加熱ガス発生手段4、熱分解槽2の上部に設けられた分解ガス排出部5、熱分解槽2の底部に設けられた残渣排出部6、熱分解槽2の側面に流通路7を介して連通する補助槽8、補助槽8の上部に設けたポリスチレン溶液の供給部9、凝縮器10および生成油タンク11を備えている。
A pyrolysis system 1 shown in FIG. 1 includes a pyrolysis tank 2, a heat exchange unit 3 disposed below the inside of the pyrolysis tank 2, heating gas generating means 4 for supplying heating gas to the heat exchange unit 3, and a pyrolysis tank. 2, a cracked
熱分解槽2は周囲を断熱層で囲まれた閉鎖型の槽により構成され、その供給部9は溶液配管20を介して図示しないポリスチレン溶液タンクに接続され、溶液配管20にはポンプ21と開閉弁22が設けられる。熱分解槽2の残渣排出部6には排出管23が接続され、排出管23に開閉弁24が設けられる。さらに熱分解槽2の分解ガス排出部5は分解ガス配管13を介して凝縮器10に接続され、凝縮器10に冷却水等の冷却媒体を循環する配管12が設けられる。
The pyrolysis tank 2 is constituted by a closed tank surrounded by a heat insulating layer, and its
凝縮器10には生成油を排出する配管14と未凝縮ガスを排出する配管15が接続され、配管14の先端は生成油タンク11に連通する。生成油タンク11には配管16,17が接続され、配管16から生成油が蒸留装置等に供給され、配管17にはポンプ18と調整弁19が設けられ、その先端は前記溶液配管20に接続される。そして溶液配管20に対する配管17の接続部分(連通部分)が生成油の供給点(A)となる。
The
加熱ガス発生手段4はスチレンガス等の燃料を燃焼して高温(例えば550℃程度)の燃焼ガスを発生し、それを加熱ガスとして熱分解槽2に配置された熱交換部3に供給するものである。加熱ガス発生手段4から流出する加熱ガスを熱交換部3に供給するために供給管25が設けられ、熱交換部3から流出する排ガスを排出するために排出管26が設けられる。熱交換部3は並列に配置した複数の細長いチューブを有し、各チューブ内に加熱ガス発生手段4からの加熱ガスが分流し、分流した加熱ガスは各チューブの表面に接触するスチレン溶液と熱交換してから排出管26を経て排出する。
The heating gas generating means 4 burns fuel such as styrene gas to generate high-temperature (for example, about 550 ° C.) combustion gas, and supplies it as a heating gas to the heat exchanging section 3 disposed in the thermal decomposition tank 2. It is. A supply pipe 25 is provided for supplying the heated gas flowing out from the heated gas generating means 4 to the heat exchanging section 3, and a
次に図1の熱分解システム1によりポリスチレンを連続的に熱分解する方法を説明する。熱分解の原料である廃発泡ポリスチレン等の発泡ポリスチレンは、粉砕機(図示せず)で細かく粉砕することにより発泡ポリスチレン片とし、ポリスチレン溶液タンクとして機能する溶解槽(図示せず)に供給される。溶解槽には例えばポリスチレンの溶剤としてスチレン溶液が供給され、発泡ポリスチレン片は該溶剤と混合され、攪拌装置で所定時間攪拌されることにより溶解されてポリスチレン溶液となる。得られたポリスチレン溶液はポンプ21により溶液配管20から補助槽8の供給部9に連続的に供給される。
Next, a method for continuously pyrolyzing polystyrene by the pyrolysis system 1 of FIG. 1 will be described. Expanded polystyrene such as waste expanded polystyrene, which is a raw material for thermal decomposition, is finely pulverized by a pulverizer (not shown) to form expanded polystyrene pieces, which are supplied to a dissolution tank (not shown) that functions as a polystyrene solution tank. . For example, a styrene solution is supplied to the dissolution tank as a solvent for polystyrene, and the expanded polystyrene pieces are mixed with the solvent and stirred for a predetermined time with a stirring device to be dissolved into a polystyrene solution. The obtained polystyrene solution is continuously supplied from the
補助槽8に供給されたポリスチレン溶液は、そこから流通路7を通って熱分解槽2に流入する。このように熱分解原料のポリスチレン溶液は補助槽8を経由して最終的に熱分解槽2に連続的に供給される。平常運転中の熱分解槽2の内部におけるポリスチレン溶液は、熱交換部3でその熱分解温度(例えば350℃〜400℃程度)に昇温されて熱分解し、スチレンを主成分とする分解ガスを生成する。生成した分解ガスは分解ガス排出部5から配管13に流出し、凝縮器10で冷却されることによって凝縮し、その凝縮液(生成油)は配管14を経て生成油タンクに回収される。一方、凝縮されない低沸点成分は未凝縮ガスとして配管15から排出して燃料等に利用される。
The polystyrene solution supplied to the auxiliary tank 8 flows into the thermal decomposition tank 2 through the
熱分解槽2に流入した細かい固形状の不純物、あるいは熱分解に伴い生成する炭化物等の残渣は次第に熱分解槽2の底部に滞留してくるので、適宜開閉弁23を開けて外部の回収槽等に排出する。
Since fine solid impurities that flow into the pyrolysis tank 2 or residues such as carbides generated by pyrolysis gradually accumulate at the bottom of the pyrolysis tank 2, the on-off
次に図1に示す熱分解システムの停止方法について説明する。熱分解システムを停止する際には、先ずポンプ21を停止して熱分解槽2へのポリスチレン溶液の供給を停止すると共に熱交換部3への加熱ガスの供給を停止する。次にポンプ18を運転し調整弁19を開けると、生成油タンク11に貯留されている生成油が配管17から溶液配管20の供給点(A)に供給される。溶液配管20に供給された生成油は熱分解槽2側に排出されるが、生成油が溶液配管20内部を流通することにより、残存する細かい固形状の不純物が生成油に同伴して熱分解槽2側に排出される。
Next, a method for stopping the pyrolysis system shown in FIG. 1 will be described. When stopping the thermal decomposition system, first, the
溶液配管20に残存する不純物を効率よく排出するためには、溶液配管の内部における生成油の流通速度をある程度高く設定する、すなわち残存する不純物を効率よく排出できる流通速度に設定することが必要である。好ましい流通速度の範囲は実験等により予め決めることができ、設定された流通速度が得られるように調整弁19の開度を調整する。
In order to efficiently discharge the impurities remaining in the
前記のように生成油を配管17から溶液配管20の供給点(A)に供給すると、生成油は供給点(A)より下流側の溶液配管20の内部を流通して該部分に残存する不純物を排出する。従って供給点(A)は不純物が滞留する部分より上流側の位置に選定する必要がある。例えば溶液配管20に水平部分が存在する場合、その水平部分には不純物の滞留量の程度が大きくなるので、その水平部分より上流側の溶液配管20に供給点(A)を設け、少なくとも前記水平部分には必ず生成油が流通することが望ましい。
When the generated oil is supplied from the
図1の例では溶液配管20に設けたポンプ21の出口近傍を供給点(A)としたが、ポンプ21が図示しないポリスチレン溶液タンクの上方に配置すれば、供給点(A)はこの位置で十分である。なおポリスチレン溶液タンクが熱分解槽2より上方に位置している場合は、ポンプ21の代わりに開閉弁を設けることもできる。
In the example of FIG. 1, the vicinity of the outlet of the
生成油による不純物の排出が終了したら、ポンプ18を停止して調整弁19を閉じる。その際、前記のように溶液配管20を生成油で満たしておく場合は、開閉弁22を閉じてからポンプ18を停止すればよい。
When the discharge of impurities by the produced oil is finished, the
本発明の熱分解システムの停止方法は、例えば発泡ポリスチレンを溶剤に溶解して得られたポリスチレン溶液を熱分解し、生成油としてのスチレン溶液を製造する装置等に利用できる。 The method for stopping the thermal decomposition system of the present invention can be used for, for example, an apparatus for thermally decomposing a polystyrene solution obtained by dissolving foamed polystyrene in a solvent to produce a styrene solution as a product oil.
1 熱分解システム
2 熱分解槽
3 熱交換部
4 加熱ガス発生手段
5 分解ガス排出部
6 残渣排出部
7 流通路
8 補助槽
9 供給部
10 凝縮器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal decomposition system 2 Thermal decomposition tank 3 Heat exchange part 4 Heating gas generation means 5 Decomposition
11 生成油タンク
12〜17 配管
18 ポンプ
19 調整弁
20 溶液配管
21 ポンプ
22 開閉弁
23 排出管
24 開閉弁
25 配管
26 排出管
11
Claims (4)
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Cited By (1)
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KR20230078101A (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-02 | 주식회사 대경에스코 | Pyrolysis Apparatus for Waste Plastics and Preparing Method of Low Boiling Point Oil Using the Same |
-
2006
- 2006-11-24 JP JP2006317216A patent/JP2008127533A/en not_active Withdrawn
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KR20230078101A (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-02 | 주식회사 대경에스코 | Pyrolysis Apparatus for Waste Plastics and Preparing Method of Low Boiling Point Oil Using the Same |
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