JP2009096966A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

【課題】炭化水素系、エステル系、塩化系等とあらゆる廃プラスチックの混在する廃プラスチックゴミを熱分解によって油化させ、発生する油蒸気を冷却することにより得られる回収油の回収率の向上において、不生成ガスの液化向上を図る。
【解決手段】サイクロン形状をした凝縮器の外周に円筒を重設した空間に冷却水を入れ、凝縮器は薄板によって直胴部もコーン部も共に浅い波状に加工して波状の波形を傾斜させる。流入口より導入する油蒸気は波状谷間を流下する途上、油粘子を増大させ傾斜谷間を流れ落ちる。施回蒸気は波頭を通過させて集油効率は向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は多形状、多種類の廃プラスチックの混在している廃プラスチックゴミを全て熱分解によりプラスチック再生油を得るための、冷却集油装置の効率良い回収方法と装置に関する。

形状の違いや化合物ごとで分解温度の違う廃プラスチックゴミの熱分解において比較的低温領域で融解させると、分解機の底部や融解温度が低い機器の部位、未融解物の取り出し部等に結晶性有機物や昇華物等が凝固し、前記部位に消しゴム状となった凝縮固化が発生する問題が起きている。

廃プラスチックを分解槽に供給して外部加熱により収容物を熱分解させ、発生する油蒸気を直接油溜槽に導いて油溜槽を外気により冷却させるが、次々と導かれる分解油の保持熱で油溜油面より発生する上昇ガスを立ち上がり部周囲側面より油溜槽上部に設けた二次油溜槽に導入し、内部にコンデンサーを設けて冷却再生油を作る方法が特開２００３−１８３６７に開示されている。

油蒸気を油溜槽に直接導入して集油可能とするには、熱分解時に油中に含まれる生成物のテレフタル酸や安息香酸等の結晶物や昇華物が油温低下と共に分解装置底部や冷却部、撹拌応力不足の箇所と温度不足の部分に固形化するが、この消しゴム状の固形化を防止させれば油化分の油量増量とプラスチック臭の減臭につながる。

従来の技術での固化防止手段は触媒を用いて防止する方法が公開されている（特開２００５−１５４５１８）。もう一つの課題は不生成ガスの量の軽減である。この問題は凝縮器の性能の優劣にあり、今日迄通常使用されているのは主として熱交換器であって比較的効率が悪く、液化率を向上させると熱交換器内部に凝固物が付着して益々性能の悪化が進行していた。

その結果熱分解による分解油の重量に対しての補集採油量との隔たりが大きい。
分解重量−（採油重量＋炭化残渣物重量＋結晶物重量）＝オフガス量、という式が成立するためオフガス量を極力減少させることが採油量の増加につながる。

従来使用されているものは熱交換器、またはダクトの通路に設けたコンデンサーがあるが、コンデンサーにおいては性能向上のため冷却フィンを多列させると、前記のように冷媒用のパイプやフィンに油分が固着して性能の劣化を起こす問題があった。
以上のことから凝縮器は清掃を可能にして異物の付着や固着等を防止させ、通過の風速を遅くさせることによって冷却効果を向上させる簡単な構造のものを開発した。
特開２００６−５６９５７ 中本パックス株式会社 特開２００４−７６０９０ ＴＦＥエンジニアリング株式会社 特開２００３−１８３６７１ 村田勝美 他１名 特開２００２−１２１３１９ 株式会社 東芝 熱交換器 日刊工業新聞 落合 安太郎 著

解決しようとする問題点はプラスチック分解油ガス中の不生成ガス量の低減化により採油量の増量と臭気の低減化を図る凝縮器の効率化は可能か。

本発明はサイクロン形状の上部円筒直胴部と下部コーン部の槽壁面に山と谷を設けて波状とし、波状は斜めに角度を設けて下垂させ、円筒上部に接線方向に設けた入口より油蒸気を導入して波状のサイクロン内面を旋回させる。
油気流は波状の連続山脈を旋回飛越え時に山頂で旋回方向と逆に渦巻き、油霧は波状の谷間に付着し露化が成長して油滴になり、斜め状の谷間を流下してコーン出口で集油する。
分離させたガスを渦室中央の排気口より上昇させるこのサイクロン型凝縮器は薄板で構成させてその外周に外筒を重設し、その間に水を冷媒として通水してガスを冷却することを特徴とする。

本発明の凝縮器は廃プラスチックゴミ分解時に発生する熱分解ガスを冷却し、回収油の回収効率の向上と不生成ガス量の軽減により、プラスチック油化臭の低減と回収油の増量効果がある。

日本容器包装リサイクル協会によるプラスチック製容器包装再商品化手法別の環境負荷分析結果公表によると、材料リサイクルに比べケミカルリサイクルの方が二酸化炭素の削減効果が高いという結論がなされた。（日刊工業新聞 平成１９年１０月９日掲載）

混在する廃プラスチックゴミを分別することなく熱分解によって気化させて気化させた油気を凝縮器に導入し、凝縮器の冷却作用によりプラスチック合成油と不生成ガスとを分離させ、不生成ガス量を低減させると共に凝縮器への不純物の付着を防止させる。

図１の実施例は請求項１の内容を図示したもので、集塵機として使用されているサイクロンと同型の凝縮器である。
不生成ガスを同伴した油気を１．ガス吸入口より導入、図３において凝縮器を構成させている波型直胴上部の接線方向の入口１．より吸気して波型直胴の内面を旋回させると、遠心力が働いて比重の重い液体は外周に振り出されて波型コーン部に向かい、旋回スピードはコーン部で加速されて速くなる。

波型の構造の断面は図４に示すように山と谷が交互に連続して波状に円周を構成し、その一部を欠如させて接線にてガス吸入口と結合している。

ガス吸入口より導入したガス主流は波状内壁に沿って回転運動して内壁を旋回する。内壁波頭を飛び越える時、図４に示すように波頭の流れに対して裏側の斜面において主流ガスは分離して逆回転が生じ、斜面に沿って小渦が発生する。

波形谷に入った谷間の渦は主流ガスの旋回影響が少ない斜面に接触し、斜面に霧化油が付着する。油分が斜面を濡らしながら成長して油滴となり、集合して谷間を垂れてゆく。

波形直胴と波形コーンは山と山、谷と谷でつながり、図１の点線で示すように波頭と波谷は斜め状に捻られて山脈と谷間が４．集油口に続き、集油された合成油は谷間を液滴となって下部に設けた１０．集油槽に入る。

サイクロン型凝縮器の波形部は薄板を折り曲げて製作し、外周には一部を除いて５．ジャケット外板を重設して７．冷却水入口、８．冷却水出口を設けて内部に通水させる。折り曲げ薄板は波状のため冷却面積の増加となって冷却効率が向上する。

前記冷却により高温ガスは冷却されて油分は液化し、液化しない不生成ガスは波形直胴を旋回してコーン部で加速され、油分と分離して不生成ガスとなり、さらにサイクロン型の６．排気筒を抜けて消臭装置を通り、空気機械を介して大気に放出する。

プラスチック合成油の粘性により機器に及ぼす影響には粘着という問題がある。
排気筒を着脱自在に構成させて波状部を洗浄させることで対応する。

請求項２について図２により説明する。１．ガス吸入口より導入させたガスは、２．直胴の内面に沿って旋回運動し、山と谷に沿って直胴内面を廻る慣性力は中央の６．排気筒に向かう。外周直胴の機構は前記のごとくジャケット効果により冷却させる。

前記サイクロン型で説明のように波形効果によって冷却を促進させる。冷却効果の向上を更に追及させるため排気筒を２重にし、この重設させた排気筒を波状構造として上部と下部を鏡板で封止させてジャケットとし、上部に冷却水の入口と出口を設ける。
さらに冷却水のショートサーキットを防止するため内部に仕切板を設ける。

排気筒の内筒を上昇ガスの通過時は、凝縮器の外筒直胴の波状で熱交換させたものを更に排気内筒の外周でガス温度の降下を促進させる。
なお更に温度を保持するガスを排気筒内筒通過に於いて温度を低下させる。

外筒も排気筒もジャケットによる冷却作用と波状の山と谷の斜面の渦動によって気液分離させ、斜面に油分が付着し更に互いに接触して集滴する。垂直の波状谷間は旋回する慣性ガスより干渉されない利点がある。また凝縮器容積が大きいため、凝縮器内の旋回ガススピードもゆるくなり、冷却接触が良くなる利点がある。

凝縮器の実施方法を示した説明図である。（実施例１） 凝縮器の実施方法を示した説明図である。（実施例２） 凝縮器の実施方法を示した断面図である。（実施例１） ガスの流れと装置の関係図である。

符号の説明

１ ガス吸入口
２ 波形直胴
３ 波形コーン
４ 集油口
５ ジャケット外板
６ 排気筒
７ 冷却水入口
８ 冷却水出口
９ 排気筒外筒
１０ 集油槽

Claims (2)

1. サイクロン形状の上部にガス入口を設けた直胴とコーン外周に山と谷が縦筋の波状に形成して縦筋を捻り、直胴外周に円筒を重設してその上下を鏡板で塞いで冷却水の入口、出口を設け、直胴の中央に排気筒を設けた凝縮器。
2. 前記凝縮器の直胴の外周を上から下まで同形とした山と谷の縦筋を設け、その外周に円筒を重設してジャケット室とし、中央の排気筒外周に山と谷の縦溝の円筒を重設して冷却水出入口を設けたジャケットを特徴とする前記請求項１の凝縮器。

Images