JP2009167274A - Oil-forming/reduction device for waste plastic - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃プラスチック油化還元装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、廃プラスチックを熱分解して油化還元処理する技術に関する。 The present invention relates to a waste plastic oil reduction apparatus. More specifically, the present invention relates to a technique for thermally decomposing waste plastics to perform oil reduction treatment.
廃プラスチックを熱分解して油化還元処理する従来の技術としては、例えば高分子系廃棄物の熱分解装置がある(特許文献1)。この熱分解装置は、はさみ角度が大きなV字形に連結されたフィードスクリューを内部に有するフィードパイプと送り上げスクリューを内部に有する傾斜管とを有し、高分子系廃棄物をフィードパイプの内部において第一熱風炉の熱で溶解してV字形部分に滞留させ、さらに、高分子溶融物を傾斜管の内部において送り上げスクリューで上方に送りながら第二熱風炉の熱で一次分解処理すると共にこれにより生じた分解ガスを第三熱風炉の熱で二次分解するものである。 As a conventional technique for thermally decomposing waste plastics for oil reduction treatment, for example, there is a thermal decomposition apparatus for polymer waste (Patent Document 1). This thermal decomposition apparatus has a feed pipe having a feed screw connected in a V-shape with a large scissor angle and an inclined pipe having a feed screw inside, and polymer waste inside the feed pipe. It is melted by the heat of the first hot stove and stays in the V-shaped part, and further, the polymer melt is primarily decomposed by the heat of the second hot stove while being sent upward with a feed screw inside the inclined tube. The cracked gas generated by the above is secondarily decomposed by the heat of the third hot stove.
ここで、プラスチックを熱分解することによって生成油を抽出するためには、一般的に、プラスチックが溶解点に達して液状に溶け出す状態である溶解→溶解した状態から最初にガス化する状態である1次分解→1次分解ガスに熱を更に加えて軽くなった状態である2次分解の順番に状態を変化させることによって2次分解ガスを生成してこれを冷却することが必要である。そして、プラスチックに熱を加え過ぎると、2次分解ガスの状態を通り過ぎ、可燃性ガスになってしまう3次分解の状態(オフガス状態とも呼ぶ)や、炭素化してしまう炭化状態になってしまう。 Here, in order to extract the produced oil by thermally decomposing plastic, in general, the plastic reaches the melting point and dissolves into a liquid state, from the dissolved state to the first gasified state. It is necessary to produce a secondary cracked gas and cool it by changing the state in the order of secondary cracking, which is a lightened state by further applying heat to the primary cracked gas → the primary cracked gas. . If too much heat is applied to the plastic, it will pass through the state of secondary cracked gas, resulting in a state of tertiary cracking (also referred to as an off-gas state) that becomes a combustible gas, or a carbonized state that will be carbonized.
すなわち、プラスチックの熱分解による生成油の抽出では、温度が低すぎる場合にはプラスチックが溶解しないか又は溶解してもガス化しないので生成油を抽出することができない。一方、温度が高すぎる場合にはオフガスの状態や炭化状態になってしまうのでこの場合も生成油を抽出することができない。 That is, in the extraction of the produced oil by the thermal decomposition of the plastic, the produced oil cannot be extracted because the plastic does not dissolve or does not gasify even if the temperature is too low. On the other hand, when the temperature is too high, an off-gas state or a carbonized state is obtained, so that the produced oil cannot be extracted also in this case.
しかしながら、特許文献1の熱分解装置では、熱風炉の熱によるフィードパイプや傾斜管の加熱にムラが生じて局所的に高温部分と低温部分とが形成されてしまう。この場合、低温部分において高分子系廃棄物の一部は溶解しないまま未溶解分として残って熱分解装置のフィードパイプや傾斜管内で滞ったり固まったりしてフィードパイプや傾斜管を詰まらせることがある。このため、装置の稼働について安定性・信頼性があるとは言い難い。さらに、本来は分解可能でありながら分解されずに未溶解分中に残存してしまう油分があり、装置に投入する高分子系廃棄物の量に対して熱分解による還元処理の結果得られる油の量が少なくなってしまう。このため、油化還元の効率が高いとは言い難い。 However, in the thermal decomposition apparatus of Patent Document 1, unevenness occurs in the heating of the feed pipe and the inclined pipe by the heat of the hot stove, and a high temperature portion and a low temperature portion are locally formed. In this case, in the low-temperature part, a part of the polymer waste remains undissolved and remains as an undissolved part, and it may become clogged or solidified in the feed pipe or the inclined pipe of the pyrolysis device and clog the feed pipe or the inclined pipe. is there. For this reason, it is difficult to say that the operation of the apparatus is stable and reliable. Furthermore, there is an oil that is originally decomposable but remains in the undissolved portion without being decomposed, and the oil obtained as a result of the reduction treatment by thermal decomposition with respect to the amount of polymer waste to be put into the apparatus The amount of will decrease. For this reason, it is hard to say that the efficiency of oil reduction is high.
また、局所的な低温部分の形成を防ぐためにフィードパイプや傾斜管を加熱する熱風の温度を高めると局所的な高温部分の温度が極端に高くなり、当該部分では溶解状態や1次分解ガスの状態から2次分解ガスの状態を通り過ぎてオフガスの状態や炭化状態になってしまい、この場合も油化することができない。 Moreover, if the temperature of the hot air that heats the feed pipe or the inclined pipe is increased to prevent the formation of a local low temperature portion, the temperature of the local high temperature portion becomes extremely high, and in this portion, the dissolved state and the primary cracked gas From the state, it passes through the state of the secondary cracked gas to become an off-gas state or a carbonized state, and in this case, it cannot be oiled.
そこで、本発明は、油化還元処理対象の廃プラスチックの全てを還元することによって油化還元の効率を高めることができる廃プラスチック油化還元装置を提供することを目的とする。また、本発明は、未溶解分が装置内で滞ったり固まったりすることがなく安定的且つ継続的に稼働することができ信頼性の高い廃プラスチック油化還元装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the waste plastic oil reduction apparatus which can improve the efficiency of oil reduction by reducing all the waste plastics of oil reduction reduction process object. It is another object of the present invention to provide a highly reliable waste plastic oil reduction apparatus that can operate stably and continuously without stagnation or solidification of undissolved components in the apparatus. .
かかる目的を達成するため、請求項1記載の廃プラスチック油化還元装置は、溶解状態の廃プラスチック原料を外気と分離された状態のスクリューコンベアで送る間にスクリューコンベアの周りに形成された熱風通路に導かれる熱ガスの熱によって一次分解及び二次分解を連続的に行う油化還元装置において、熱風通路に螺旋状の障壁を配置し、熱ガスがスクリューコンベアの外周面に沿って螺旋状に通過するようにしている。 In order to achieve this object, the waste plastic oil reduction apparatus according to claim 1 is a hot air passage formed around the screw conveyor while the waste plastic raw material in a dissolved state is sent by the screw conveyor separated from the outside air. In the oil reduction and reduction device that continuously performs primary decomposition and secondary decomposition by the heat of the hot gas guided to the hot gas, a spiral barrier is arranged in the hot air passage, and the hot gas spirals along the outer peripheral surface of the screw conveyor. I try to pass.
また、請求項2記載の廃プラスチック油化還元装置は、外側を覆うカバーによって外気と分離される螺旋状の熱風通路を周りに有し廃プラスチック原料を加熱して溶解させる溶解用フィードパイプと、外側を覆うカバーによって外気と分離される螺旋状の熱風通路を周りに有すると共に廃プラスチック原料を排出する側から熱風通路に熱風を注入することによって溶解用フィードパイプから廃プラスチック原料が投入される側から反対側に向かって次第に温度が高くなる温度勾配を形成して溶解用フィードパイプから供給される廃プラスチック原料を加熱して熱分解させることによって分解ガスを分離させる分解用フィードパイプと、溶解用フィードパイプの熱風通路及び分解用フィードパイプの熱風通路に供給する熱風を発生させる熱風発生炉とを備えるようにしている。
Moreover, the waste plastic oil reduction apparatus according to
したがって、請求項1,2記載の廃プラスチック油化還元装置によると、スクリューコンベアやフィードパイプの周りに熱風通路を螺旋状に設けると共に該螺旋状の熱風通路内に熱風を通過させるようにしているので、周方向に温度ムラを生じさせることなくフィードパイプを加熱することができる。 Therefore, according to the waste plastic oil reduction apparatus according to the first and second aspects, the hot air passage is spirally provided around the screw conveyor and the feed pipe, and the hot air is allowed to pass through the spiral hot air passage. Therefore, the feed pipe can be heated without causing temperature unevenness in the circumferential direction.
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の廃プラスチック油化還元装置において、溶解用フィードパイプ内と分解用フィードパイプ内とに注入する窒素ガスを発生させる窒素ガス発生機を更に備えるようにしている。この場合には、溶解用フィードパイプ内と分解用フィードパイプ内とに窒素ガスを注入するようにしているので、上記空間を低酸素状態に保つことができる。
The invention described in claim 3 is the waste plastic oil reduction apparatus according to
さらに、請求項4記載の発明は、請求項2または3記載の廃プラスチック油化還元装置において、溶解用フィードパイプから廃プラスチック原料が投入される側の端部に対して反対側の端部が高くなるように分解用フィードパイプが設置されるようにしている。この場合には、分解用フィードパイプの一端が他端に対して高くなるように設置するようにしているので、熱分解によって廃プラスチックから分離して生成される分解ガスが分解用フィードパイプから自然に排出される。
Furthermore, the invention described in claim 4 is the waste plastic oil reduction apparatus according to
請求項1,2記載の発明によれば、周方向に温度ムラを生じさせることなくフィードパイプを加熱することができるので、装置に投入された廃プラスチック全体に均等に熱を加えてガス化させて油化還元の効率を向上させることが可能になる。さらに、油化還元処理を完全に行うことにより、未溶解分が装置内で滞ったり固まったりして稼働に支障が生じる事態を避けることができるので、装置の安定性及び信頼性を向上させることが可能になる。 According to the first and second aspects of the invention, since the feed pipe can be heated without causing temperature unevenness in the circumferential direction, heat is uniformly applied to the entire waste plastic put into the apparatus for gasification. Thus, the efficiency of oil reduction can be improved. Furthermore, by performing the oil reduction treatment completely, it is possible to avoid the situation where undissolved components are stagnated or solidified in the device and cause trouble in operation, so that the stability and reliability of the device can be improved. Is possible.
また、請求項3記載の発明によれば、溶解用フィードパイプ内と分解用フィードパイプ内とを低酸素状態に保つことができるので、静電気が発生した場合であってもフィードパイプ内のガスに引火することを防いで稼働中の安全を保ち装置の安定性及び信頼性を向上させることが可能になる。 According to the invention described in claim 3, since the inside of the dissolving feed pipe and the inside of the decomposing feed pipe can be kept in a low oxygen state, even if static electricity is generated, It is possible to prevent ignition and maintain safety during operation and improve stability and reliability of the apparatus.
さらに、請求項4記載の発明によれば、熱分解によって廃プラスチックから分離して生成される分解ガスが分解用フィードパイプから自然に排出されるので、分解用フィードパイプから分解ガスを吸引するための特別の仕組みを設ける必要がなく装置の構成を簡素化することができると共に整備コストを低減することができる。 Furthermore, according to the invention described in claim 4, since the cracked gas generated by separating from the waste plastic by pyrolysis is naturally discharged from the cracking feed pipe, the cracked gas is sucked from the cracking feed pipe. Therefore, the configuration of the apparatus can be simplified and the maintenance cost can be reduced.
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.
図1に、本発明の廃プラスチック油化還元装置の実施形態の一例を示す。本発明の廃プラスチック油化還元装置は、溶解状態の廃プラスチック原料を外気と分離された状態のスクリューコンベア21で送る間にスクリューコンベア21の周りに形成された熱風通路21bに導かれる熱ガスの熱によって一次分解及び二次分解を連続的に行う油化還元装置において、熱風通路21bに螺旋状の障壁21aを配置し、熱ガスがスクリューコンベア21の外周面に沿って螺旋状に通過するものである。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the waste plastic oil reduction apparatus of the present invention. The waste plastic oil reduction apparatus of the present invention is a method for supplying hot gas introduced into the hot air passage 21b formed around the
そして、本実施形態の廃プラスチック油化還元装置1は、大きく分けて原料投入部2と溶解部12と分解部20とを有する。
And the waste plastic oil-reduction apparatus 1 of this embodiment has the raw
具体的には、本実施形態の廃プラスチック油化還元装置1は、外側を覆う熱風通路カバー18によって外気と分離される螺旋状の熱風通路13bを周りに有し廃プラスチック原料を加熱して溶解させる溶解用フィードパイプ13と、外側を覆う熱風通路カバー26によって外気と分離される螺旋状の熱風通路21bを周りに有すると共に廃プラスチック原料を排出する側から熱風通路21bに熱風を注入することによって溶解用フィードパイプ13から廃プラスチック原料が投入される側から反対側に向かって次第に温度が高くなる温度勾配を形成して溶解用フィードパイプ13から供給される廃プラスチック原料を加熱して熱分解させることによって分解ガスを分離させる分解用フィードパイプ21と、溶解用フィードパイプ13の熱風通路13bに供給する熱風を発生させる第一の熱風発生炉16と、分解用フィードパイプ21の熱風通路21bに供給する熱風を発生させる第二の熱風発生炉24とを備える。
Specifically, the waste plastic oil reduction apparatus 1 of the present embodiment has a spiral
原料投入部2は、原料投入ホッパー3と、原料投入ホッパー3と連通する押出機4と、押出機4と連通すると共に内部にフィードスクリュー7を備えた投入用フィードパイプ6と、フィードスクリュー7を回転駆動させる第一のモーター9とを備える。
The raw
原料投入ホッパー3は油化還元処理対象の廃プラスチック原料を廃プラスチック油化還元装置1に連続して供給するためのものである。具体的には、本実施形態の原料投入ホッパー3は、漏斗状の原料貯留部3aを有し、この原料貯留部3aに溜められた廃プラスチック原料を下端の開口部3bと連通する押出機4に供給する。
The raw material charging hopper 3 is for continuously supplying the waste plastic raw material to be subjected to the oil reduction treatment to the waste plastic oil reduction device 1. Specifically, the raw material charging hopper 3 of the present embodiment has a funnel-shaped raw
押出機4は廃プラスチック原料を加熱して溶解するためのものである。具体的には、押出機4は、原料投入ホッパー3から供給される廃プラスチック原料を内部のスクリュー並びに当該スクリューを取り囲む加熱シリンダ(バレル)によって加熱,溶解,加圧して投入用フィードパイプ6に押し出す。押出機4における加熱温度は、溶解用フィードパイプ13における廃プラスチック原料の加熱・溶解をより効率的に行うために廃プラスチック原料の温度を高めると共に当該原料の一部が溶解をし始める程度の温度に調整される。
The extruder 4 is for heating and dissolving the waste plastic raw material. Specifically, the extruder 4 heats, melts and presses the waste plastic raw material supplied from the raw material charging hopper 3 by an internal screw and a heating cylinder (barrel) surrounding the screw, and pushes it out to the charging feed pipe 6. . The heating temperature in the extruder 4 is a temperature at which the temperature of the waste plastic raw material is increased and a part of the raw material starts to melt in order to more efficiently heat and dissolve the waste plastic raw material in the
また、加熱によって廃プラスチック原料から発生する塩素ガスを処理するために押出機4の加熱シリンダに排気口38を設けると共に、排気口38に連接される塩素ガス処理装置39を設けることが好ましい。これにより、押出機4以降の処理機構に塩素ガスが流入して装置内が腐食することを防ぐことができる。。
In addition, it is preferable to provide an
投入用フィードパイプ6は、廃プラスチック原料を押出機4から溶解部12の溶解用フィードパイプ13に向けて加熱しながら運搬するためのものである。
The feeding feed pipe 6 is for conveying the waste plastic raw material while heating from the extruder 4 toward the
このため、投入用フィードパイプ6は、一方の端部(原料投入側端部)において押出機4の排出口と連接されて連通し、他方の端部(原料排出側端部)付近において溶解用フィードパイプ13と接続管8を介して連接されて連通している。なお、投入用フィードパイプ6の長さや直径は特定の寸法に限定されるものではなく、押出機4から溶解用フィードパイプ13への廃プラスチック原料の運搬に合わせて適宜調整される。
Therefore, the feeding feed pipe 6 is connected to and communicated with the discharge port of the extruder 4 at one end (raw material charging side end), and is dissolved near the other end (raw material discharge side end). The
そして、投入用フィードパイプ6は、押出機4から供給される溶解状態の廃プラスチック原料を内部のフィードスクリュー7によって押出機4と反対側の原料排出側端部に向けて運搬する。また、投入用フィードパイプ6の外周には軸方向に複数のヒーターが配設され、投入用フィードパイプ6は押出機4によって溶解された廃プラスチック原料を溶解状態のまま運搬する。 The feed pipe 6 for feeding conveys the waste plastic raw material in a molten state supplied from the extruder 4 toward the raw material discharge side end opposite to the extruder 4 by the internal feed screw 7. In addition, a plurality of heaters are disposed in the axial direction on the outer periphery of the feeding feed pipe 6, and the feeding feed pipe 6 transports the waste plastic raw material melted by the extruder 4 in a dissolved state.
フィードスクリュー7は原料排出側端部に備えられた第一のモーター9によって回転駆動する。なお、投入用フィードパイプ6及びフィードスクリュー7はステンレス製である。 The feed screw 7 is rotationally driven by a first motor 9 provided at the raw material discharge side end. The feeding feed pipe 6 and the feed screw 7 are made of stainless steel.
ここで、廃プラスチック原料のスクリューへの付着を防ぐと共にスクリューが廃プラスチック原料を咬んだまま外れなくなることを防ぐために、廃プラスチック原料の潤滑油として投入用フィードパイプ6内に油を注入することが好ましい。なお、この油としては、廃プラスチック油化還元装置1によって油化還元処理された生成油を用いるようにしても良いし、別の油を用いるようにしても良い。また、投入用フィードパイプ6内に油を注入する場合には、押出機4による廃プラスチック原料の加熱温度よりも若干高めに当該油を加熱してから投入することが好ましい。 Here, in order to prevent the waste plastic raw material from adhering to the screw and to prevent the screw from coming off with the waste plastic raw material being bitten, oil is injected into the feed pipe 6 as a lubricant for the waste plastic raw material. Is preferred. In addition, as this oil, you may make it use the production | generation oil by which the waste plastic oil reduction apparatus 1 performed the oil reduction process, and you may make it use another oil. Further, when oil is injected into the feed pipe 6 for injection, it is preferable to input the oil after heating the oil slightly higher than the heating temperature of the waste plastic raw material by the extruder 4.
次に、溶解部12は、内部にフィードスクリュー14を備えた溶解用フィードパイプ13と、フィードスクリュー14を回転駆動させる第二のモーター15と、フィードパイプ13の外側を覆う熱風通路カバー18と、フィードパイプ13の熱風通路に供給する熱風を生成するバーナー17を有する第一の熱風発生炉16と、フィードパイプ13の熱風通路に設けられた排気ブロワ19とを備える。
Next, the
溶解用フィードパイプ13は、投入用フィードパイプ6から供給される溶解状態の廃プラスチック原料を更に加熱してより良好・完全な溶解状態にしながら分解部20の分解用フィードパイプ21に向けて運搬するためのものである。
The
このため、溶解用フィードパイプ13は、一方の端部(原料投入側端部)付近において投入用フィードパイプ6の原料排出側端部付近と接続管8を介して連接されて連通し、他方の端部(原料排出側端部)付近において分解用フィードパイプ21と接続管28を介して連接されて連通している。なお、溶解用フィードパイプ13の長さや直径は特定の寸法に限定されるものではなく、投入用フィードパイプ6から供給される廃プラスチック原料を完全に溶解させるために必要とされる仕様に合わせて適宜調整される。
For this reason, the
そして、溶解用フィードパイプ13は、投入用フィードパイプ6から供給される溶解状態の廃プラスチックを内部のフィードスクリュー14によって接続管8と反対側の原料排出側端部に向けて運搬しながら加熱する。
The
フィードスクリュー14は原料投入側端部に備えられた第二のモーター15によって回転駆動する。なお、溶解用フィードパイプ13及びフィードスクリュー14はステンレス製である。
The
溶解用フィードパイプ13の外周には、螺旋状のフィン13aが両端部付近を除いてパイプに巻き付くように設けられる。
On the outer periphery of the
また、溶解用フィードパイプ13には、外周に設けられる螺旋状フィン13aを取り囲むように熱風通路カバー18が取り付けられる。なお、熱風通路カバー18の内周面と外周面との一方若しくは両方が例えばガラスウールなどの断熱材で被覆されることが好ましい。
A hot
そして、螺旋状フィン13aとそれを取り囲む熱風通路カバー18とによって溶解用フィードパイプ13の外周には外気と分離される螺旋状の熱風通路13bが形成される。
A spiral
また、熱風通路カバー18には、溶解用フィードパイプ13の原料排出側端部寄りの位置に熱風の吹込口18aが設けられると共に、溶解用フィードパイプ13の原料投入側端部寄りの位置に排気ブロワ19が連通している排気口18bが設けられる。そして、吹込口18aには、バーナー17を備える第一の熱風発生炉16が連接し連通している。
Further, the hot
上記の構成により、熱風通路13bには、排気ブロワ19の作動によって第一の熱風発生炉16内に備えられたバーナー17によって熱せられた熱風が溶解用フィードパイプ13の原料排出側端部側の吹込口18aから原料投入側端部側の排気口18bに向かって通過する。これにより、溶解用フィードパイプ13には、原料投入側端部から原料排出側端部に向かって温度が高くなる温度勾配が形成される。
With the above configuration, the hot air heated by the burner 17 provided in the first hot
次に、分解部20は、内部にフィードスクリュー22を備えた分解用フィードパイプ21と、フィードスクリュー22を回転駆動させる第三のモーター23と、フィードパイプ21の外側を覆う熱風通路カバー26と、フィードパイプ21の熱風通路に供給する熱風を生成するバーナー25を有する第二の熱風発生炉24と、フィードパイプ21の熱風通路に設けられた排気ブロワ27と、フィードパイプ21と連通する残渣タンク30とを備える。
Next, the
分解用フィードパイプ21は、溶解用フィードパイプ13から供給される溶解状態の廃プラスチックを加熱して分解ガスと残渣物とに分解するためのものである。
The
このため、分解用フィードパイプ21は、一方の端部(原料投入側端部)付近において溶解用フィードパイプ13の原料排出側端部付近と接続管28を介して連接されて連通している。なお、分解用フィードパイプ21の長さや直径は特定の寸法に限定されるものではなく、溶解用フィードパイプ13から供給される溶解状態の廃プラスチックを完全に分解するために必要とされる仕様に合わせて適宜調整される。
For this reason, the
そして、分解用フィードパイプ21は、溶解用フィードパイプ13から供給される溶解状態の廃プラスチックを内部のフィードスクリュー22によって接続管28と反対側の端部(原料排出側端部)に向けて運搬しながら加熱する。
The
フィードスクリュー22は原料排出側端部に備えられた第三のモーター23によって回転駆動する。なお、分解用フィードパイプ21及びフィードスクリュー22はステンレス製である。
The
分解用フィードパイプ21の外周には、螺旋状のフィン21aが両端部付近を除いてパイプに巻き付くように設けられる。螺旋状のフィン21aのピッチは、分解用フィードパイプ21全体をムラなく加熱することができるように調整される。具体的には例えば、10cm〜30cm程度にすることが考えられる。
On the outer periphery of the disassembling
また、分解用フィードパイプ21には、外周に設けられる螺旋状フィン21aを取り囲むように熱風通路カバー26が取り付けられる。そして、螺旋状フィン21aとそれを取り囲む熱風通路カバー26とによって分解用フィードパイプ21の外周には外気と分離される螺旋状の熱風通路21bが形成される。分解用フィードパイプ21の外周面と熱風通路カバー26の内周面との間隔並びに螺旋状フィン21aの高さは、熱風通路21bに熱風を通すことによって分解用フィードパイプ21全体をムラなく加熱することができるように螺旋状フィン21aの頂点と熱風通路カバー26の内周面とが離れ過ぎないように調整される。具体的には例えば、分解用フィードパイプ21の外周面と熱風通路カバー26の内周面との間隔を5cm〜10cm程度にすると共に螺旋状フィン21aの頂点と熱風通路カバー26の内周面との間隔を0.1cm〜0.3cm程度にすることが考えられる。なお、熱風通路カバー26の内周面と外周面との一方若しくは両方が例えばガラスウールなどの断熱材で被覆されることが好ましい。
In addition, a hot
また、熱風通路カバー26には、分解用フィードパイプ21の原料排出側端部寄りの位置に熱風の吹込口26aが設けられると共に、分解用フィードパイプ21の原料投入側端部寄りの位置に排気ブロワ27が連通している排気口26bが設けられる。そして、吹込口26aには、バーナー25を備える第二の熱風発生炉24が連接し連通している。
The hot
上記の構成により、熱風通路21bには、排気ブロワ27の作動によって第二の熱風発生炉24内に備えられたバーナー25によって熱せられた熱風が分解用フィードパイプ21の原料排出側端部側の吹込口26aから原料投入側端部側の排気口26bに向かって通過する。これにより、分解用フィードパイプ21には、原料投入側端部から原料排出側端部に向かって温度が高くなる温度勾配が形成される。
With the above configuration, the hot air heated by the
また、分解用フィードパイプ21の原料排出側端部下部には残渣物排出口21dが設けられる。そして、分解用フィードパイプ21は残渣物排出口21dから分解用フィードパイプ21内で廃プラスチックが加熱されて分解ガスと分離した残渣物を排出する。なお、残渣物は、具体的には、廃プラスチック原料に含まれている熱分解されない無機物や金属片等の異物や炭化物などである。
In addition, a
残渣物排出口21dには残渣物排出管29が連通するように連接されると共に残渣物排出管29の下端は残渣タンク30の水中に開口して水封構造となっている。廃プラスチック油化還元装置1による油化還元処理に伴って発生する残渣物はこの残渣タンク30に溜められる。
A
さらに、分解用フィードパイプ21の原料排出側端部上部にはガス取出口21cが設けられる。そして、分解用フィードパイプ21はガス取出口21cから分解用フィードパイプ21内で廃プラスチックが加熱されて熱分解した結果生成される分解ガスを排出する。
Further, a
本実施形態では、分解用フィードパイプ21から分解ガスが自然に排出されるようにするために、分解用フィードパイプ21は原料投入側端部に対して原料排出側端部の方が高くなるように設置される。これにより、廃プラスチックの熱分解の生成物であって軽い分解ガスは残渣物とは分離して高い方へと上っていって原料排出側端部側のガス取出口21cから自然に排出される。
In the present embodiment, in order to allow the cracked gas to be naturally discharged from the cracking
また、本発明の廃プラスチック油化還元装置1は、投入用フィードパイプ6と接続管8と溶解用フィードパイプ13と接続管28と分解用フィードパイプ21とが連接し連通して外気とは分離された空間を形成する。
Further, the waste plastic oil reduction apparatus 1 of the present invention is separated from the outside air by connecting the feed pipe 6 for connection, the
そして、本実施形態の廃プラスチック油化還元装置1は、窒素ガス発生機10によって発生させた窒素ガスを窒素ガス加熱装置11によって加熱して投入用フィードパイプ6から注入する。これにより、廃プラスチック油化還元装置1によれば、投入用フィードパイプ6内並びにこれと連通すると共に外気とは分離された空間を形成している溶解用フィードパイプ13内及び分解用フィードパイプ21内に窒素ガスを充満させて低酸素状態に保つことができるので、静電気が発生した場合であってもこれらのフィードパイプ6,13及び21内のガスに引火することを防いで稼働中の安全を保つことができる。なお、窒素ガス加熱装置11による窒素ガスの加熱温度は例えば5℃〜40℃程度の範囲にすることが考えられる。
And the waste plastic oil reduction apparatus 1 of this embodiment heats the nitrogen gas generated with the
次に、分解ガスを液化等するための構成について説明する。 Next, a configuration for liquefying the cracked gas will be described.
分解用フィードパイプ21のガス取出口21cにはガス送管31aが連通するように連接される。ガス取出口21cから排出される分解ガスはガス送管31aによってリアクター32に送られる。
A
リアクター32は分解ガス中に含まれる塩化水素ガスを消石灰により中和する。そして、リアクター32にはガス送管31bが連通するように連接される。中和処理されてリアクター32から排出される分解ガスはガス送管31bによって残留塩素中和装置(スクラバーとも呼ばれる)33に送られる。
The
残留塩素中和装置33は、水性アルカリのシャワリングによって分解ガスの残留塩素分を中和して分解ガス中の塩素分を取り除く。そして、この処理によって分解ガスは液化即ち油化する。
The
残留塩素中和装置33には油送管34aが連通するように連接される。中和処理されて残留塩素中和装置33から排出される液状の生成油は油送管34aによって触媒装置35に送られる。
The
残留塩素中和装置33には、更に、オフガス分解装置5が連通するように連接される。オフガス分解装置5は、廃プラスチック原料の油化還元処理中に発生するオフガスを接触分解するためのものである。具体的には、オフガス分解装置5は、セラミック板とバーナーとを内部に有する。そして、残留塩素中和装置33における処理によって液化しなかったオフガスをバーナーによって約1200℃に熱したセラミック板に吹き付けることによって接触分解する。なお、熱したセラミック板に吹き付けられたオフガスは二酸化炭素(CO2)や水(H2O)や窒素酸化物(NOx)などの単純酸化物に変化する。
Further, the off-gas decomposition apparatus 5 is connected to the residual
触媒装置35は、ヒーター及び粒状のゼオライト触媒を有し、ヒーターによって熱せられたゼオライト触媒を溜めた濾過槽を通過させることによって不純物を取り除いて生成油を精製する。なお、ゼオライト触媒を加熱して高温に保つことによって生成油が固まって触媒が目詰まりしてしまうことを防ぐことができる。
The
触媒装置35には油送管34bが連通するように連接される。精製処理されて触媒装置35から排出される生成油は油送管34bによって生成油蒸留分離装置(セパレーターとも呼ばれる)36に送られる。
An
生成油蒸留分離装置36は生成油を、軽質油分,灯油相当分,重油相当分に蒸留分離する。そして、蒸留分離された油は油送管34cを介して油貯蔵タンク37に送られて溜められる。
The produced oil
上述した廃プラスチック油化還元装置1の動作を以下に説明する。 Operation | movement of the waste plastic oil-reduction apparatus 1 mentioned above is demonstrated below.
本発明の廃プラスチック油化還元装置1による油化還元処理においては、まず、原料投入ホッパー3を介して廃プラスチック原料が押出機4に供給される。なお、原料投入ホッパー3への廃プラスチック原料の供給は人手作業によって適宜投入するようにしても良いし、例えば定量供給装置を用いて投入するようにしても良い。なお、本発明に用いられる廃プラスチック原料は、原料投入ホッパー3に投入される前に予め粉砕処理と乾燥処理とが施される。一方で、本発明では、供給される原料に対して複雑な分別処理や異物除去処理は必要とされない。 In the oil reduction treatment by the waste plastic oil reduction apparatus 1 of the present invention, first, the waste plastic raw material is supplied to the extruder 4 through the raw material charging hopper 3. In addition, the supply of the waste plastic raw material to the raw material charging hopper 3 may be appropriately performed manually or may be performed using, for example, a quantitative supply device. The waste plastic raw material used in the present invention is subjected to a pulverization process and a drying process in advance before being input to the raw material input hopper 3. On the other hand, in the present invention, complicated separation processing and foreign matter removal processing are not required for the supplied raw material.
本発明の廃プラスチック油化還元装置に供給される廃プラスチック原料としては、具体的には、メラミン樹脂やエポキシ系樹脂などのいわゆる熱硬化性プラスチックを除き、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレンといった産業系廃プラスチックやABS樹脂や塩化ビニルやポリエチレンテレフタレート(PETとも表記される)等の産業系及び一般系の廃棄プラスチック類が挙げられる。 Specific examples of the waste plastic raw material supplied to the waste plastic oil reduction apparatus of the present invention include industrial waste plastics such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene, except for so-called thermosetting plastics such as melamine resins and epoxy resins. And industrial and general waste plastics such as ABS resin, vinyl chloride and polyethylene terephthalate (also referred to as PET).
押出機4は、供給された廃プラスチック原料を加熱,溶解,加圧して投入用フィードパイプ6に押し出す。 The extruder 4 heats, melts and pressurizes the supplied waste plastic raw material, and pushes it out to the feeding feed pipe 6.
投入用フィードパイプ6は、供給された溶解状態の廃プラスチック原料を押出機4側の端部から反対側の端部の接続管8まで加熱しながら運搬して接続管8を介して溶解用フィードパイプ13に投入する。
The feeding feed pipe 6 conveys the supplied waste plastic raw material in a melted state while heating it from the end on the extruder 4 side to the connecting
なお、油化還元処理中は、窒素ガス発生機10及び窒素ガス加熱装置11の作動によって高温の窒素ガスが投入用フィードパイプ6に注入される。これにより、投入用フィードパイプ6内,溶解用フィードパイプ13内及び分解用フィードパイプ21内が低酸素状態に保たれる。
During the oil reduction treatment, high-temperature nitrogen gas is injected into the feed pipe 6 by the operation of the
溶解用フィードパイプ13は、バーナー17及び排気ブロワ19の作動により熱風通路13b内を通過する熱風によって周壁が加熱され、廃プラスチック原料をフィードスクリュー14によって運搬する間に撹拌しながら加熱して完全に溶解する。
The peripheral wall of the
そして、溶解用フィードパイプ13は、完全に溶解した廃プラスチックを接続管28を介して分解用フィードパイプ21に投入する。
Then, the
分解用フィードパイプ21は、バーナー25及び排気ブロワ27の作動により熱風通路21b内を通過する熱風によって周壁が加熱され、廃プラスチックをフィードスクリュー22によって運搬する間に加熱して分解ガスと残渣物とに分解する。このとき、分解用フィードパイプ21には原料投入側端部から原料排出側端部に向かって温度が高くなる温度勾配が形成されているので、ガス化する温度が異なる複数種類のプラスチック類が廃プラスチック油化還元装置1に一度に投入されても、分解用フィードパイプ21内を移動する間にプラスチック類の種類毎にガス化に適した温度になり、投入された廃プラスチックの全てを油化還元することができる。
The peripheral wall of the
廃プラスチックの熱分解により生じた分解ガスはガス取出口21cから分解用フィードパイプ21の外に出てリアクター32に集められて中和処理が施される。分解ガスは次いで残留塩素中和装置33に送られて中和処理を更に施されて分解ガス中の塩素分が取り除かれると共に液化即ち油化する。
The cracked gas generated by the thermal decomposition of the waste plastic goes out of the cracking
一方、熱分解の残渣物はフィードスクリュー22によって分解用フィードパイプ21の原料排出側端部の残渣物排出口21dまで運ばれる。そして、残渣物排出口21dから排出されて残渣タンク30に溜められる。
On the other hand, the pyrolysis residue is conveyed by the
生成油は、その後、触媒装置35によって精製処理が施されてから生成油蒸留分離装置36によって蒸留分離された後に油貯蔵タンク37に種類毎に溜められる。
The product oil is refined by the
以上の構成を有する本発明の廃プラスチック油化還元装置によれば、油化還元処理対象の廃プラスチックの全てを還元することによって油化還元の効率を高めることができる。また、未溶解分が装置内で滞ったり固まったりすることがなく安定的に稼働させることができ信頼性を高めることができる。 According to the waste plastic oil-reduction apparatus of the present invention having the above-described configuration, the efficiency of oil-reduction reduction can be increased by reducing all of the waste plastics subject to oil-reduction treatment. In addition, the undissolved component does not stagnate or harden in the apparatus, and can be operated stably and the reliability can be improved.
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、分解用フィードパイプ21から分解ガスが自然に排出されるようにするために分解用フィードパイプ21を原料投入側端部に対して原料排出側端部の方が高くなるように設置しているが、これに限られず、分解用フィードパイプ21を水平に設置すると共にガス取出口21cに誘引ファンを設けてこのファンを作動させることによって分解用フィードパイプ21から強制的に分解ガスを吸引するようにしても良い。
In addition, although the above-mentioned form is an example of the suitable form of this invention, it is not limited to this, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in this embodiment, in order to allow the cracked gas to be naturally discharged from the cracking
また、本実施形態では、ヒーターによって投入用フィードパイプ6を加熱するようにしているが、これに限られず、分解用フィードパイプ21と同様に、投入用フィードパイプの外周に熱風通路を形成して熱風によって加熱するようにしても良い。また、外周に熱風通路を形成して熱風によって溶解用フィードパイプ13を加熱するようにしているが、場合によっては、外周にヒーターを設けて当該ヒーターによって加熱するようにしても良い。
In the present embodiment, the charging feed pipe 6 is heated by a heater. However, the present invention is not limited to this, and a hot air passage is formed on the outer periphery of the charging feed pipe as in the case of the
また、図2に示すように、例えば特開2000−1677の熱分解装置40における分解装置41の下方空間42並びに上方空間43に螺旋状の障壁(フィン)42a,43aを設けることによっても本発明は実現される。
Further, as shown in FIG. 2, for example, the present invention is also provided by providing spiral barriers (fins) 42a and 43a in the
また、本実施形態では、押出機4と投入用フィードパイプ6と溶解用フィードパイプ13とを有するものとして構成されているが、押出機4を有しない構成とすることも可能である。この場合も、投入用フィードパイプ6と溶解用フィードパイプ13とによって廃プラスチック原料を溶解させて廃プラスチック原料に対して油化還元処理を施すことができる。なお、この場合は、分解用フィードパイプ21と同様に、投入用フィードパイプ6の外周に熱風通路を形成して熱風によって投入用フィードパイプ6内を移動する廃プラスチック原料を加熱するようにする。
In the present embodiment, the extruder 4, the input feed pipe 6, and the
あるいは、押出機4を有し且つ押出機4によって廃プラスチック原料を溶解させることができる場合には、押出機4を有しない場合よりも投入用フィードパイプ6の長さを短くした構成或いは投入用フィードパイプ6を有しない構成、又は、投入用フィードパイプ6及び溶解用フィードパイプ13を有しない構成とすることも可能である。この場合も、廃プラスチック原料に対して油化還元処理を施すことができる。
Alternatively, when the waste plastic raw material can be melted by the extruder 4 with the extruder 4, the length of the feed pipe 6 for making the feed is shorter than that without the extruder 4 or A configuration without the feed pipe 6 or a configuration without the input feed pipe 6 and the
また、本実施形態では、触媒装置35を有するものとして構成されているが、場合によっては、触媒装置35を有しない構成とすることも可能である。この場合も、廃プラスチックに対して油化還元処理を施すことができる。さらに、触媒装置35の代わりに、或いは、触媒装置35と生成油蒸留分離装置36との間に、遠心分離装置を設けてこれにより生成油中の水分や異物を分離排除して生成油に対して精製処理を施すようにしても良い。
Moreover, in this embodiment, although it is comprised as what has the
また、本実施形態においては、廃プラスチックを油化還元処理する場合を前提とした例について説明したが、本発明の処理対象物はこれに限られるものではなく、廃油を再生処理する装置としても利用が可能である。 Further, in the present embodiment, an example has been described on the assumption that waste plastic is subjected to oil reduction treatment. However, the processing object of the present invention is not limited to this, and may be used as an apparatus for recycling waste oil. It can be used.
本発明の廃プラスチック油化還元装置を実際の産業系廃プラスチック原料の油化還元処理に適用した実施例について説明する。 An embodiment in which the waste plastic oil reduction apparatus of the present invention is applied to an actual industrial waste plastic raw material oil reduction process will be described.
本実施例では、廃プラスチック油化還元装置1として、投入用フィードパイプ6の長さ約1.5m,直径約22cm、溶解用フィードパイプ13の長さ約3m,直径約22cm、分解用フィードパイプ21の長さ約7m,直径約22cmのものを用いた。なお、本実施例では、溶解用フィードパイプ13の回転数は3回/分とし、分解用フィードパイプ21の回転数は1回/分とした。
In the present embodiment, the waste plastic oil reduction apparatus 1 has a length of feed pipe 6 of about 1.5 m and a diameter of about 22 cm, a length of
そして、本実施例では、押出機4における加熱温度は約200℃に調整された。 And in the present Example, the heating temperature in the extruder 4 was adjusted to about 200 degreeC.
また、本実施例では、熱風通路13b内を通過する熱風の温度が吹込口18a即ち原料排出側端部側で480℃程度であって排気口18b即ち原料投入側端部側で380℃程度になるように第一の熱風発生炉16内のバーナー17の火力が制御された。
In this embodiment, the temperature of the hot air passing through the
さらに、熱風通路21b内を通過する熱風の温度が吹込口26a即ち原料排出側端部側で550℃程度であって排気口26b即ち原料投入側端部側で450℃程度になるように第二の熱風発生炉24内のバーナー25の火力が制御された。
Further, the temperature of the hot air passing through the hot air passage 21b is about 550 ° C. at the
本実施例では、産業系廃プラスチックのいわゆる3P(すなわち、ポリスチレン・ポリプロピレン・ポリエチレン)混合原料500gを用いて油化還元処理を行った。なお、本実施例で用いた混合原料の構成は、ポリスチレン150g,ポリプロピレン150g,ポリエチレン200gであった。 In this example, the oil reduction treatment was performed using 500 g of a so-called 3P (that is, polystyrene / polypropylene / polyethylene) mixed raw material of industrial waste plastic. In addition, the structure of the mixed raw material used by the present Example was 150g of polystyrene, 150g of polypropylene, and 200g of polyethylene.
本発明の構成を有する実機を用いて上記原料500gを油化還元処理し、400ccの生成油が抽出された。本実施例では、約50分で原料500gの油化還元処理が終了した。 Using the actual machine having the configuration of the present invention, 500 g of the raw material was subjected to oil reduction treatment, and 400 cc of produced oil was extracted. In this example, the oil reduction treatment of 500 g of the raw material was completed in about 50 minutes.
得られた400ccの生成油を蒸留試験によって分離して以下の成分が得られた。 The resulting 400 cc product oil was separated by a distillation test to obtain the following components.
1)軽質油分
40cc(全体の10%)
これは、0〜130℃の範囲の熱分解によって抽出された油である。
ガソリン・ナフサ留分であり、石油化学製品に再生利用可能である。
2)灯油・軽油相当分
335cc(全体の83.75%)
これは、131〜350℃の範囲の熱分解によって抽出された油である。
灯油・軽油留分であり、ボイラー燃料やディーゼル油等に再生利用可能である。
3)A重油相当分
25cc(全体の6.25%)
これは、351℃以上の範囲の熱分解によって抽出された油である。
重油留分であり、ボイラー燃料や船舶燃料等に再生利用可能である。
また、油化還元装置の熱風発生炉のバーナー用燃料としても利用可能である。
1) Light oil 40cc (10% of the total)
This is an oil extracted by thermal decomposition in the range of 0-130 ° C.
Gasoline and naphtha fractions that can be recycled into petrochemical products.
2) Kerosene / light oil equivalent 335cc (83.75% of the total)
This is an oil extracted by thermal decomposition in the range of 131-350 ° C.
It is a kerosene / light oil fraction and can be recycled for boiler fuel, diesel oil, etc.
3) A heavy oil equivalent 25cc (6.25% of the total)
This is an oil extracted by thermal decomposition in the range of 351 ° C. or higher.
It is a heavy oil fraction and can be reused for boiler fuel, marine fuel, etc.
It can also be used as a fuel for a burner of a hot air generating furnace of an oil reduction apparatus.
以上の実施例の結果から、本発明の廃プラスチック油化還元装置は、炭化率を抑えると共に熱分解効率に優れており、非常に高い生成油回収率を達成可能であることが確認された。 From the results of the above examples, it was confirmed that the waste plastic oil reduction apparatus of the present invention has a low carbonization rate and an excellent thermal decomposition efficiency, and can achieve a very high product oil recovery rate.
1 廃プラスチック油化還元装置
3 原料投入ホッパー
6 投入用フィードパイプ
13 溶解用フィードパイプ
13b 熱風通路
18 熱風通路カバー
21 分解用フィードパイプ
21b 熱風通路
26 熱風通路カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste plastic oil reduction apparatus 3 Raw material input hopper 6
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