JP2009203293A

JP2009203293A - プラスチックの分解装置

Info

Publication number: JP2009203293A
Application number: JP2008045170A
Authority: JP
Inventors: Shin Matsugi; 伸真継; Toshihiro Miyazaki; 敏博宮崎; Hiroshi Yano; 宏矢野
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP5001198B2

Abstract

【課題】原料供給管路内に付着した原料を洗浄除去し、原料供給管路の閉塞を防止するプラスチックの分解装置を提供する。
【解決手段】プラスチック６０を超臨界又は亜臨界の状態で溶媒７０にて分解する分解槽１にプラスチック６０を供給する原料供給管路２が形成されているプラスチックの分解装置において、前記原料供給管路２は、この原料供給管路２の内部を洗浄する洗浄装置３を有することとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックの分解装置に関するものである。

従来より、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）に代表されるプラスチック成形品中の無機有価物及び有機有価物を回収して再利用できるようにするために、超臨界又は亜臨界状態の水熱反応によって分解する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

このような方法は、一般的には、耐圧性の分解槽にＦＲＰ及び溶媒となる水を投入し、これを超臨界又は亜臨界状態で分解した後、分解槽から分解液を排出して回収している。ここで、分解槽内での分解率向上と分解液の排出性等の観点から、ＦＲＰを前処理として２〜２０ｍｍ程度の大きさに粉砕して分解槽に投入している。ＦＲＰとともに投入される水と事前混合して投入してもよいが別途混合槽が必要になるため、経済性の観点から、分解槽に接続された原料供給管路より分解槽に直接、ＦＲＰを投入することが行われている。

しかしながら、粉砕したＦＲＰはガラス繊維を含むため箔状の形状を有し嵩比重が大きく、また微粉も含んでいることから、原料供給管路の内壁やその途中に設けられた供給弁に付着してしまうという問題があった。分解槽は超臨界又は亜臨界状態にするため高圧状態になるが、特にＦＲＰが供給弁の閉止部に付着すると、漏れの原因となり、分解槽の温度上昇を妨げる。したがって、原料供給管路内部のＦＲＰの付着を防止する方策が必要となる。このような方策として、例えば、ＦＲＰと一緒に空気を流して原料供給管路内部にＦＲＰが付着するのを防止することが考えられる。しかしながら、空気を逃がす配管を用意する必要があり、またその配管の途中に分解処理時には閉止する開閉弁を設ける必要もあり、この配管にＦＲＰが搬送されて閉塞を引き起こすことが懸念される。
国際公開第２００４／０４１９１７号パンフレット

本発明は、上記のとおりの背景から、従来の問題点を解消し、原料供給管路内に付着した原料を洗浄除去し、原料供給管路の閉塞を防止するプラスチックの分解装置を提供することを課題としている。

本発明は以下のことを特徴としている。

第１には、プラスチックを超臨界又は亜臨界の状態で溶媒にて分解する分解槽にプラスチックを供給する原料供給管路が形成されているプラスチックの分解装置において、前記原料供給管路は、この原料供給管路の内部を洗浄する洗浄装置を有することを特徴とする。

第２には、第１の発明において、洗浄装置は、原料供給管路の内部を洗浄する洗浄液供給口と、洗浄液で洗浄した後の原料供給管路の内部を乾燥させる空気供給口を備えた洗浄液供給管路であることを特徴とする。

第３には、第２の発明において、洗浄液供給管路の洗浄液供給口が、溶媒を供給する溶媒供給口であることを特徴とする。

第４には、上記第２の発明又は第３の発明において、分解槽に供給されたプラスチック、洗浄液及び溶媒の重量を検出する重量検出器を有することを特徴とする。

第１の発明によれば、原料供給管路は、この原料供給管路の内部を洗浄する洗浄装置を有することにより、原料供給管路内に付着した原料を洗浄除去することができる。したがって、原料供給管路の閉塞を防止することができる。

第２の発明によれば、洗浄装置は、原料供給管路の内部を洗浄する洗浄液供給口と、洗浄液で洗浄した後の原料供給管路の内部を乾燥させる空気供給口を備えた洗浄液供給管路であることにより、原料供給管路内に付着した原料を洗浄液で確実に洗浄除去することができる。また、原料供給管路の内部を乾燥させるため、次バッチの原料供給時において原料供給管路内への原料の付着を抑えることができる。

第３の発明によれば、洗浄液供給管路の洗浄液供給口が、溶媒を供給する溶媒供給口であることにより、溶媒を供給するための溶媒供給管路を別途設ける必要がないため、構造がより簡素化されて小型化が図られ、しかも低コストでプラスチックの分解装置を作製できる。さらに、原料供給管路を洗浄した洗浄液をそのままプラスチックの溶媒として用いることができるので、低コストでプラスチックの分解処理を実現できる。

第４の発明によれば、分解槽に供給されたプラスチック、洗浄液及び溶媒の重量を検出する重量検出器を有することにより、分解槽の仕込み量を効果的に把握することができる。これにより、洗浄液が溶媒の場合、分解槽に供給された洗浄液を有効に利用することができる。

図１は、本発明に係るプラスチックの分解装置の一実施形態を示した概要構成図である。

この実施形態のプラスチックの分解装置は、プラスチック６０を超臨界又は亜臨界の状態で溶媒にて分解する円筒形で耐圧性の分解槽１を備えており、この分解槽１の上部にプラスチック６０を供給する配管が接続され、原料供給管路２が形成されている。原料供給管路２の分解槽１側には供給弁２１が設けられており、供給弁２１を開放することによってプラスチック６０が分解槽１に供給される。プラスチック６０は、例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機充填材やガラス繊維等の無機繊維を含むＦＲＰ等のプラスチック成形品であり、分解槽１内での溶媒７０との攪拌混合性を高めて反応効率を向上させるために、粒径が１〜２０ｍｍ程度、好ましくは最大粒子径が１０ｍｍ以下になるように粉砕して使用するのが好ましい。このように粉砕された粉粒状のプラスチック６０が原料供給管路２を通じて分解槽に供給さる。

本実施形態では、原料供給管路２の内部を洗浄する洗浄液供給口５と、洗浄液で洗浄した後の原料供給管路２の内部を乾燥させる空気供給口６を備えた洗浄液供給管路４が、原料供給管路２を洗浄する洗浄装置３として、原料供給管路２に形成されている。具体的には、空気供給口６を有する配管が原料供給管路２を構成する配管に供給弁２１の上流側で接続され、洗浄液供給口５を有する配管が空気供給口６を有する配管の途中に接続されている。

洗浄液の種類としては、プラスチックの分解に用いられる溶媒と同様のものを用いることができ、例えば、水やアルコール等の流体を挙げることができる。この流体に水酸化ナトリウム等のアルカリが共存されていてもよい。このような洗浄液は、原料供給管路２の洗浄後は分解槽１に排出されるが、これをそのままプラスチック分解のための溶媒として使用することができる。また、洗浄液によって洗浄除去されたプラスチックについてもこれを分解槽１から排出せずに被分解物として利用することができる。洗浄液をプラスチック６０の分解のための溶媒７０として用いる場合、別途プラスチック６０の分解のために供給される溶媒７０の量は、この洗浄液の量を考慮して設定される。

洗浄液供給口５を有する配管には洗浄液供給弁５１が設けられており、これを開放することによって洗浄液供給口５から高圧ポンプ等によって洗浄液が導入され、供給弁２１を含む原料供給管路２の内部が洗浄される。原料供給管路２の口径が大きく、一定の洗浄液量で充分な洗浄効果が得られない場合には、一時的に原料供給管路２の供給弁２１を閉止し、原料供給管路２に洗浄液を貯留した上で、供給弁２１を開放して洗浄するようにしてもよい。

空気供給口６を有する配管には空気供給弁６１が設けられており、洗浄液で原料供給管路２を洗浄した後は、空気供給弁６１を開放して空気供給口６からコンプレッサ等によって乾燥空気を導入する。これによって、洗浄液で濡れた原料供給管路２の内部を乾燥させ、次バッチでのプラスチック６０の供給時にプラスチック６０が原料供給管路２の内部に付着し易くなるのを防止できる。

このように洗浄液供給管路４によって原料供給管路２内に付着したプラスチック６０を洗浄除去することができるため、原料供給管路２の閉塞を防止することができる。

分解槽１の上部には、溶媒７０を供給する配管が接続され、溶媒供給口７１を有する溶媒供給管路７が形成されている。溶媒７０は、溶媒供給口７１から溶媒供給管路７を通じて分解槽１内に供給され、超臨界又は亜臨界状態でプラスチック６０の反応触媒として作用してプラスチック６０が分解される。このような溶媒７０の種類としては、水やアルコール等の流体であり、この流体に水酸化ナトリウム等のアルカリが共存されていてもよい。本実施形態では、プラスチック６０を分解槽１に供給した後に溶媒７０を供給するようにしてもよいし、先に溶媒７０を供給してからプラスチック６０を供給するようにしてもよく、溶媒７０とプラスチック６０の仕込み順は問わない。また、上述したように、洗浄液を溶媒７０として使用する場合、洗浄水量分を差し引いた量の溶媒７０を仕込み量として設定する。

分解槽１の外周にはヒーターや熱媒ジャケット等で形成される加熱手段８が設けてあり、温度センサー等で形成される温度検出器９が分解槽１内に差し込んで設けられている。また、分解槽１には内部の圧力を測定する圧力ゲージなどで形成される圧力検出手段１０が設けられている。この温度検出器９及び圧力検出手段１０で分解槽１の温度、圧力をそれぞれ検出しながら、加熱手段８で分解槽１内を加熱することによって、検出される温度と圧力に基づいて加熱手段８を制御して最適温度での加熱を行うようにしている。

分解槽１には、分解槽１に供給されるプラスチック６０と溶媒７０を混合する攪拌装置２０が設けられている。攪拌装置２０は、回転軸２０１と、回転軸２０１に取り付けられた攪拌翼２０２を有しており、分解槽１の上部に設けたモータで回転軸２０１を回転駆動することにより、分解槽１内のプラスチック６０と溶媒７０を攪拌混合する。

本実施形態の分解槽１には、配管で構成される安全弁管路３０が形成されて、安全弁管路３０の途中に安全弁３０１が設けられている。安全弁３０１は、プラスチック６０の分解処理時における高温高圧下において、内圧の異常上昇による分解槽１の破損などを防止するための安全機構を有する弁である。

本実施形態では、分解槽１が密閉された状態で洗浄液供給管路４による洗浄液及び空気の供給をすることができない。このため、開閉弁を別途設けてこれを開放することで分解槽１を外部に開放してもよいが、上記安全弁３０１を開放して分解槽１を外部に開放するようにしてもよい。

分解槽１の底部には配管で構成される排出管路４０が形成され、その途中に排出用開閉弁４０１が設けられている。排出用開閉弁４０１を開放することによって、分解槽１内の内容物、例えば分解処理終了後のプラスチック６０の分解液や原料供給管路２を洗浄した際に分解槽１に排出された洗浄液等が排出される。

図２は、本発明に係るプラスチックの分解装置の別の一実施形態を示した概要構成図である。なお、図１に示した部分と同一の部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

この実施形態では、洗浄液供給管路４の洗浄液供給口５を、溶媒７０を供給する溶媒供給口７１としている。つまり、プラスチック６０の分解に用いられる溶媒７０を洗浄液として用い、原料供給管路２の内部を洗浄するとともに、プラスチック６０を分解する溶媒７０として分解槽１内に供給するものである。

この実施形態のプラスチックの分解装置の構成では、図１のような溶媒供給管路７を専用に設ける必要がなく、洗浄液供給管路４が溶媒供給管路７の機能を兼ね備えている。したがって、プラスチックの分解装置の構造が簡素化されて小型化が図られ、しかも低コストで作製できる。さらに、この実施形態では、原料供給管路２でプラスチック６０を分解槽１に供給した後、原料供給管路２の内部を洗浄しつつ溶媒７０を分解槽１に供給することができるので、分解槽１への溶媒７０の仕込み時間の短縮化が図れる。また、洗浄液を溶媒７０として使用することから、低コストでプラスチック６０の分解処理を実現できる。

図３は、本発明に係るプラスチックの分解装置のさらに別の一実施形態を示した概要構成図である。なお、図１に示した部分と同一の部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

この実施形態では、分解槽１に供給されたプラスチック６０、洗浄液及び溶媒７０の重量を検出するロードセル等の重量検出器５０が分解槽１に設けられている。この重量検出器５０で、分解槽１に供給されたプラスチック６０、洗浄液及び溶媒７０の重量管理を行うようにしている。分解槽１で分解処理する際のプラスチック６０と溶媒７０の仕込み量は、分解槽１の大きさや加熱手段８の加熱能力等により予め決定されている。このため、洗浄液を溶媒７０として使用する場合、重量検出器５０によってプラスチック６０、洗浄液、溶媒７０のそれぞれの仕込み量を検出して所定量仕込むようにしている。

本実施形態では、プラスチック６０、洗浄液及び溶媒７０のそれぞれの重量を重量検出器５０で重量管理しているが、プラスチック６０のみを重量管理し、洗浄液及び溶媒７０については配管に流量計を設けて、その積算流量で仕込み量を管理してもよい。さらに、重量検出器５０と流量計の両方を組み合わせて、洗浄液及び溶媒７０のそれぞれについて積算流量を確認した後、重量検出器５０で再度確認するようにしてもよい。

本実施形態では、このように分解槽１の仕込み量を効果的に把握することができるので、洗浄液が溶媒７０の場合、分解槽１に供給された洗浄液を有効に利用することができる。

本発明に係るプラスチックの分解装置の一実施形態を示した概要構成図である。本発明に係るプラスチックの分解装置の別の一実施形態を示した概要構成図である。本発明に係るプラスチックの分解装置のさらに別の一実施形態を示した概要構成図である。

符号の説明

１分解槽
２原料供給管路
２１供給弁
３洗浄装置
４洗浄液供給管路
５洗浄液供給口
５１洗浄液供給弁
６空気供給口
６１空気供給弁
７溶媒供給管路
７１溶媒供給口
５０重量検出器
６０プラスチック
７０溶媒

Claims

プラスチックを超臨界又は亜臨界の状態で溶媒にて分解する分解槽にプラスチックを供給する原料供給管路が形成されているプラスチックの分解装置において、前記原料供給管路は、この原料供給管路の内部を洗浄する洗浄装置を有することを特徴とするプラスチックの分解装置。
洗浄装置は、原料供給管路の内部を洗浄する洗浄液供給口と、洗浄液で洗浄した後の原料供給管路の内部を乾燥させる空気供給口を備えた洗浄液供給管路であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックの分解装置。
洗浄液供給管路の洗浄液供給口が、溶媒を供給する溶媒供給口であることを特徴とする請求項２に記載のプラスチックの分解装置。
分解槽に供給されたプラスチック、洗浄液及び溶媒の重量を検出する重量検出器を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のプラスチックの分解装置。