JP2011508028A

JP2011508028A - プラスチックの工業用連続分解装置

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Publication number: JP2011508028A
Application number: JP2010539985A
Authority: JP
Inventors: ニウ、ビン
Original assignee: ニウ、ビン
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: US8728282B2; CA2728566A1; EP2233439A1; US20100282590A1; CA2728566C; JP5373816B2; EP2233439B1; CN101469270B; CN101469270A; EP2233439A4; WO2009082842A1

Abstract

このプラスチック工業用連続分解装置は、外側シリンダ１３と内側シリンダ１４とを含んでいる。内側シリンダ１４の両端部は外側シリンダ１３と連通している。内側シリンダ１４と外側シリンダ１３の少なくとも一方が加熱器を有している。外側シリンダ１３の主要部分の内壁にはスクリュー帯１６が配置されている。内側シリンダ１３内にはコンベアが設けられ、その搬送方向は外側シリンダ１３の搬送方向とは逆方向である。外側シリンダ１３から内側シリンダ１４内へ送入される固体状態熱キャリヤ用の内側シリンダ１４の入口端部には案内機構が備えられている。外側シリンダ１３内には、固体熱キャリヤを固体分解生成物から分離するための選別機構２６が備えられている。外側シリンダには、オイル−ガス出口１0と固体生成物出口２５とが設けられている。該分解装置は、構造が簡単で、所要スペースを低減できる。固体熱キャリヤはシリンダ内を循環するので、熱損失及び運転費を大幅に削減できる。

Description

本発明は、プラスチックの連続分解装置（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒａｃｋｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）に関するものである。

これまで本出願人はプラスチックの連続分解技術及びそれに対応する装置を開発しており、その装置には、初めてプラスチックを加熱するために固体状態の熱キャリヤ（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｈｅａｔｃａｒｒｉｅｒ）が採用されている。この方法を使用することにより、分解過程でのコークス化の問題（ｃｏｋｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍ）が解決できるのみならず、プラスチックの連続分解処理用の工業生産が実現される。しかし、この技術の場合、固体状態の熱キャリアを戻す装置（ｄｅｖｉｃｅｏｆｔｈｅｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｈｅａｔｃａｒｒｉｅｒ‘ｓｒｅｔｕｒｎ）、再加熱過程（ｒｅｈｅａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）、分解済み固体（ｃｒａｃｋｉｎｇｓｏｌｉｄｓ）の分離機構が分解キャビティ（ｃｒａｃｋｉｎｇｃａｖｉｔｙ）の外部に設置されるため、設備の複雑さが増す。

本発明の目的は、構造が簡単で、体積が小さく、稼働費が低減されたプラスチック連続分解装置を設計することである。

本発明の技術的プログラムは次の通りである：前記連続分解装置は外側シリンダと内側シリンダとから成り、内側シリンダの両端は外側シリンダと接続され、外側シリンダと内側シリンダの少なくとも一方が加熱機構を備え、外側シリンダ壁部の内側に螺旋状帯が取り付けられており、内側シリンダ内には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆方向の搬送機構が設けられ、外側シリンダと内側シリンダとの間に装入される固体状態熱キャリヤの装入機構が、内側シリンダの入口側に設けられており、固体状態の熱キャリヤと分解時に生じる固体生成物（ｓｏｌｉｄｐｒｏｄｕｃｔ）とを分離するための機構が外側シリンダ内に配置され、オイル−ガスと固体生成物との出口が外側シリンダに設けられている。

本発明では外側シリンダと内側シリンダのうちの一方のシリンダを分解キャビティとして構成し、他方のシリンダは、戻される固体状態の熱キャリヤを保留するためのキャビティとして使用できる。しかし、被搬送材料の体積を考慮して、外側シリンダは概して分解に使用され、内側シリンダは固体状態の熱キャリヤを戻すのに使用される。同時に二つのキャビティが接続されているので、固体状態の熱キャリヤは戻されるときに加熱され、分解過程で必要とされる温度を得ることができる。このようにして、固体状態の熱キャリヤはシリンダ内を循環する。これにより、構造が簡単になりスペースが節減されるのみでなく、シリンダ内を循環する固体状態の熱キャリヤが熱損失を生じず、運転費が大幅に低減される。

本発明の場合、内側シリンダ内で固体状態の熱キャリヤを搬送するには種々の形式が可能である。それらの形式の詳細な説明は次の通りである：内側シリンダを上昇回転シリンダとして構成するか、又は横型の内側シリンダ内にスクリューを配置する。内側シリンダを上昇回転シリンダとして構成する場合、螺旋状帯をシリンダ内壁に取り付け、それによって固体状態の熱キャリヤが内側シリンダの回転につれて一方の側から他方の側へ運ばれるようにする。

固体状態の熱キャリヤ又は固体状態の熱キャリヤと原料との混合物を外側シリンダから内側シリンダへ装入するには、種々の方法が存在する。内側シリンダが上昇式の場合、その入口として下端を使用できる。内側シリンダの入口が比較的高い位置にある場合には特別にリフト機構を設けることができる。リフト機構の機能は内側シリンダとその壁部に取り付けた螺旋状帯とによって実現できる。その詳細な説明は次の通りである：内側シリンダと螺旋状帯との間にはホッパ（ｆｕｎｎｅｌ）が形成される。つまり、内側シリンダ底部が螺旋状帯と一緒に螺旋体を形成することで、前記ホッパが螺旋体端部と内側シリンダと螺旋状帯との間に形成される。

固体状態の熱キャリヤの損失熱を分解過程中に補完して、再度分解反応の要求を満足させるために、シリンダ内の温度を高めることで実現できる。しかし、固体状態の熱キャリヤが確実に十分な熱エネルギーを吸収しかつ加熱費が低減されるには、加熱機構を外側シリンダと内側シリンダそれぞれに設けるのがよい。一方で内側シリンダの加熱機構はその壁部に設けることができるが、他方では内側シリンダの中心部に軸線方向に沿って設けることもできる。その場合、内側シリンダの加熱機構は同じ管を使用でき、一個の機構として内側シリンダと結合できる。加えて、外側シリンダの胴部から突出する加熱機構延長部の両端部は駆動機構と接続される。

分解処理後、固体生成物と固体状態の熱キャリヤとを分離するために、通常、シリンダ内にスクリーン・メッシュを配置する方法が使用される。固体状態の熱キャリヤを搬送する通路として内側シリンダを用いる場合には、内側シリンダの装入端部に設けられる熱キャリヤ装入機構は、スクリーン・メッシュの頂部に設けるのがよい。更に、分離された固体生成物を搬送しやすくするために、スクリーン・メッシュは本発明ではチューブ形状に構成され、その外側にじゃま板（ｂａｆｆｌｅ）を有し、それによって固体状態の熱キャリヤがスクリーン・メッシュの外へ流れ出るのを防止することができる。スクリーン・メッシュ外壁と外側シリンダ間には螺旋状帯が配置され、該螺旋状帯により固体生成物を出口へ搬送することができる。更に、この場合、内側シリンダの入口端はスクリーン・メッシュに設けるのがよい。
本発明では、反応処理と内側シリンダ構造とを組み合わせることにより、分解過程で発生するオイル−ガスの出口は原料入口の近くに設けられる。

本発明の具体的構成は次の通りである：回転可能な外側シリンダと内側シリンダとを含んでおり、外側シリンダの両端部が、可動シールを介して外被と可動に結合され、両端部間に加熱チャンバが形成され、熱キャリヤがこの加熱チャンバを通過でき、外側シリンダの両端は、可動シールを介してシェルカバー（ｓｈｅｌｌｃｏｖｅｒ）と結合させることができ、内側シリンダ内の加熱管は螺旋状帯を介して内側シリンダと結合されており、該加熱管がシェルカバーを貫通し、かつ可動シールを介してシェルカバーと結合されている。

本発明では、内側シリンダの前部ポートが外側シリンダの原料入口に対応していることで、原料は適時に十分な熱エネルギーを得ることができ、反応が開始されるようになっている。
トランスミッションが必要なことから、外側シリンダの両端間には縮径結合部が設けられ、原料入口に隣接する結合部に対応する内側シリンダ内壁には螺旋状帯が取り付けられ、他方の結合部と結合された内側シリンダ内壁には螺旋状帯が取り付けられ、それによって、原料と分解生成物との効率的な搬送が実現できる。

オン状態の、本発明による実施例９の一部を除去して示す図。本発明による図１の実施例のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図。本発明による内側シリンダとスクリーン・メッシュとを右方から見た斜視図。オン状態の、本発明によるスクリーン・メッシュの一部を除去して示す図。本発明による内側シリンダの右側の主要部分の図。

これらの図において、符号１は支持ローラの支持サドル、符号２は支持ローラのブラケット、符号３はシェルカバーの脚、符号４は支持ローラの支持サドル、符号５は左側シェルカバー、符号６は支持ローラのブラケット、符号７及び８は可動シール、符号９は供給口、符号１０はオイル−ガス出口、符号１１はアイドラ・ホイール、符号１２は螺旋状帯、符号１３は外側シリンダ、符号１４は内側シリンダ、符号１５及び１６は螺旋状帯、符号１７は熱キャリヤ・ダクト、符号１８は螺旋状帯、符号１９はショベル・プレート（ｓｈｏｖｅｌｉｎｇｐｌａｔｅ）、符号２０は螺旋状帯、符号２１はチェーン、符号２２は右側シェルカバー、符号２３はアイドラ・ホイール、符号２４はスプロケット、符号２５は灰の出口、符号２６はスクリーン・メッシュ、符号２７は保温層、符号２８は螺旋状帯である。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端は外側シリンダと連通している。加熱機構が外側シリンダ内に固定され、外側シリンダ内壁には螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ内には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。加えて、この搬送機構はスクリュー形式を採用している。内側シリンダ入口にはリフト機構が備えられ、固体状態の熱キャリヤを外側シリンダから内側シリンダ内へ送入できる。外側シリンダ内には、固体状態の熱キャリヤと分解過程で発生する生成物との分離に用いる選別機構が配置されている。加えて、外側シリンダには、オイル−ガス出口と、選別機構に対応する固体生成物出口とが設けられている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端が外側シリンダと連通している。外側シリンダ内には加熱機構が配置され、外側シリンダ内壁には螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ外壁には加熱機構が取り付けられている。内側シリンダ内部には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。更に、この搬送機構はスクリュー形式を採用している。内側シリンダ入口にはリフト機構が配置され、固体状態の熱キャリヤを外側シリンダから内側シリンダ内へ送入できる。固体状態の熱キャリヤと分解工程で発生する固体生成物との分離に用いる選別機構が外側シリンダ内に配置されている。加えて、オイル−ガス出口と選別機構に対応する固体生成物出口とが外側シリンダに設けられている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端が外側シリンダと連通している。外側シリンダ内には加熱機構が配置され、外側シリンダの内壁に螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ内部には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。更に、この搬送機構は、内側シリンダ内壁に取り付けられた螺旋状帯である。内側シリンダ入口にはリフト機構が設けられ、固体状態の熱キャリヤを外側シリンダから内側シリンダ内へ装入できる。固体状態の熱キャリヤと分解過程で発生する固体生成物との分離に用いる選別機構が、外側シリンダ内に配置されている。加えて、オイル−ガス出口と選別機構に対応する固体生成物出口とが外側シリンダに設けられている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端が外側シリンダと連通している。外側シリンダ内には加熱機構が配置され、外側シリンダの内壁に螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ内部には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。更に、この搬送機構は内側シリンダ内壁に取り付けられた螺旋状帯である。内側シリンダ入口には装入機構が配置され、固体状態の熱キャリヤを外側シリンダから内側シリンダ内へ送入できる。この装入機構は、内側シリンダと内側シリンダの螺旋状帯との間でホッパを形成している。固体状態の熱キャリヤと分解過程で発生する固体生成物との分離に用いる選別機構が外側シリンダ内に配置されている。加えて、オイル−ガス出口と選別機構に対応する固体生成物出口とが外側シリンダに設けられている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端が外側シリンダと連通している。外側シリンダ内には加熱機構が配置され、外側シリンダの内壁に螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ内部には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。更に、この搬送機構は内側シリンダ内壁に取り付けられた螺旋状帯である。加熱機構は中心軸線方向に沿って内側シリンダ内に配置されている。内側シリンダ入口には装入機構が配置され、固体状態の熱キャリヤを外側シリンダから内側シリンダ内へ送入することができる。この装入機構は内側シリンダと内側シリンダの螺旋状帯との間に形成されたホッパである。外側シリンダ内には、固体状態の熱キャリヤと分解過程で発生する固体生成物との分離に用いる選別機構が配置されている。加えて、オイル−ガス出口と選別機構に対応する固体生成物出口とが外側シリンダに設けられている。オイル−ガス出口は原料入口近くに設けるように設計されている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端が外側シリンダと連通している。外側シリンダと内側シリンダの少なくとも一方が加熱機構を備え、外側シリンダ内壁には螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ内部には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。内側シリンダ入口には固体状態の熱キャリヤの装入機構が設けられている。外側シリンダ内には、固体状態の熱キャリヤと分解過程で発生した固体生成物との分離に用いる選別機構が配置されている。外側シリンダには、またオイル−ガス出口と固体生成物出口とが設けられている。この実施例の選別機構は、内側シリンダ入口の下方に配置された環状のスクリーン・メッシュである。この実施例の残りの構成には、既述の実施例のいずれか１つが採用されている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含み、内側シリンダの両端は外側シリンダと連通している。外側シリンダと内側シリンダの少なくとも一方に加熱機構が設けられ、外側シリンダ内壁に螺旋状帯が取り付けられている。内側シリンダ内には、給送方向が外側シリンダの給送方向とは逆の搬送機構が配置されている。内側シリンダ入口には、固体状態の熱キャリヤ装入機構が配置されている。外側シリンダ内には、固体状態の熱キャリヤと分解過程で発生する固体生成物との分離に用いる選別機構が配置されている。外側シリンダには、オイル−ガス出口と固体生成物出口とが設けられている。この実施例の選別機構は、内側シリンダ入口に配置された環状のスクリーン・メッシュであり、スクリーン・メッシュの外側にはじゃま板が備えられている。スクリーン・メッシュは、螺旋状帯を介して外側シリンダと結合されている。この実施例の残りの構成には、既述の実施例のいずれか１つが採用されている。

この実施例は、外側シリンダと内側シリンダとを含んでいる。外側シリンダの主要部分の直径は、内側シリンダの直径より大きく、該主要部分の内壁には螺旋状帯が取り付けられている。更に、外側シリンダの右端には、螺旋状帯を介して環状スクリーン・メッシュが配置され、該メッシュの右端にはじゃま板が設けられている。外側シリンダの主要部分は外被（ｃｒｕｓｔ）内に配置され、外被の両端は、可動シールを介して外側シリンダと結合されている。熱キャリヤの入口及び出口は外被に設けられている。外側シリンダ主要部分の両端は、縮径延長部を有している。縮径延長部はスプロケットによって取り囲まれ、該スプロケットが、チェーンを介して動力機構と接続するために使用される。縮径延長部は、可動シールを介して左右のシェルカバーと結合されている。

供給口及びオイル−ガス出口は、左側のシェルカバーに設けられ、固体生成物の灰の出口は右側シェルカバーに設けられている。熱キャリヤ・ダクトは、外側シリンダの軸線方向に沿って外側シリンダ内に配置されている。更に、該ダクトの両端は双方のシェルカバーを貫通し、可動シールを介してシェルカバーと結合されている。熱キャリヤ・ダクトの外周部には、内側シリンダが螺旋状帯を介して取り付けられている。内側シリンダの左端は、供給口の位置に対応しており、環状スクリーン・メッシュ内へ挿入されている。内側シリンダの右端は、螺旋体であり、該螺旋体端部と、内側シリンダと、螺旋状帯との間でホッパが形成される。このホッパは、固体熱キャリヤを内側シリンダ内へ搬入するのに使用される。

図示のように、この実施例は、外側シリンダ１３と内側シリンダ１４とを含んでいる。外側シリンダ１３の主要部分の直径は内側シリンダの直径より大であり、該主要部分は、可動に内壁に固定された螺旋状帯１６を有している。更に、外側シリンダの右端には、螺旋状帯１８を介して環状スクリーン・メッシュ２６が取り付けられ、環状スクリーン・メッシュ２６の右端には、じゃま板が設けられている。外側シリンダ１３の主要部分は外被内に配置され、外被の両端は、可動シールを介して外側シリンダ１３と結合されている。熱キャリアの入口と出口とは外被に設けられている。外側シリンダ１３の主要部分の両端は、縮径延長部を有している。該縮径延長部はスプロケットに取り囲まれ、該スプロケットがチェーン２１を介して動力機構と接続される。縮径延長部は、左右のシェルカバーにそれぞれ結合されている。

左側のシェルカバー５には、供給口９及びオイル−ガス出口１０が設けられている。右側のシェルカバー２２には、固体生成物の灰の出口２５が設けられている。外側シリンダ１４にその軸線方向に沿って熱キャリヤのダクト１７が配置されている。更に、該ダクトの両端が二つのシェルカバー５，２２を貫通し、可動シールを介してシェルカバーと結合している。内側シリンダ１４は螺旋状帯１５を介して熱キャリヤのダクト１７の外周部に固定されている。内側シリンダ１４の左端は供給口９の位置に対応し、環状スクリーン・メッシュ２６内へ挿入されている。内側シリンダ１４の右端は螺旋体であり、該螺旋体の端部と内側シリンダ１４と螺旋状帯１５との間でホッパが形成される。該ホッパは固体熱キャリヤを内側シリンダ１４内へ搬入するのに使用される。

外側シリンダ１３の左側の延長部では、螺旋状帯１２が内側シリンダ１４の外壁に固定され、この螺旋状帯１２が原料を外側シリンダ１３の主要部分内へ装入するのに使用される。しかし、外側シリンダ１３の右側延長部では、螺旋状帯２０が外側シリンダ１３の内壁に取り付けられ、この螺旋状帯２０が、固体熱キャリヤから分離された固体生成物を灰の出口２５へ搬出するのに使用される。
この実施例の原料は前もって用意された固体熱キャリヤと混合され、この混合物が外側シリンダ内へ装入され分解処理される。分解反応時に発生するオイル−ガスは、オイル−ガス出口から排出され、分解反応によって発生する固体生成物はスクリーン・メッシュ内で固体熱キャリヤから分離される。その場合、固体熱キャリヤは外側シリンダの左端へ戻され、新たに装入される原料と混合され新たな分解処理が行われる。更に、固体生成物は灰の出口へ送られ排出される。前記の処理に続いて、本発明の連続的な作業が実現できる。

Claims

プラスチックの工業用連続分解装置において、
外側シリンダと内側シリンダとが含まれ、内側シリンダの両端が外側シリンダと結合されており、外側シリンダと内側シリンダの少なくとも一方に加熱機構が配置され、かつ外側シリンダの内壁に螺旋状帯が取り付けられており、内側シリンダ内には搬送機構が取り付けられ、その搬送方向は外側シリンダの搬送方向とは逆であり、外側シリンダと内側シリンダとの間には、固体状態の熱キャリヤの装入機構が内側シリンダの入口側に設けられており、外側シリンダ内には、固体状態の熱キャリヤと固体分解生成物との分離に用いる機構が配置され、オイル−ガスと固体生成物との出口が外側シリンダに設けられている、プラスチック工業用連続分解装置。
前記内側シリンダが回転シリンダであり、前記螺旋状帯が内側シリンダ内壁に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
内側シリンダの装入端部に設けられた固体熱キャリヤ装入機構が、内側シリンダと内側シリンダの螺旋状帯との間に形成されるホッパ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工業用連続分解装置。
前記加熱機構が、内側シリンダの軸線方向に沿って内側シリンダの中心に配置されていることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
内側シリンダの前記加熱機構が管であり、一個の機構として内側シリンダと結合されており、加えて、外側シリンダを貫通する加熱機構両端部が駆動機構と接続されていることを特徴とする、請求項４に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
内側シリンダの装入端部に配置される固体状態熱キャリヤ装入機構は、スクリーン・メッシュの頂部に配置するのがよいことを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
前記スクリーン・メッシュが桶形に構成され、その外側にじゃま板を備えており、スクリーン・メッシュ外壁と外側シリンダとの間には螺旋状帯が配置され、内側シリンダ入口端はスクリーン・メッシュに設けるのがよいことを特徴とする、請求項６に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
分解過程に発生するオイル−ガスの出口が、外側シリンダに設けられた原料入口近くに位置するように設計されることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
回転可能な外側シリンダと内側シリンダとを含み、外側シリンダの両端部が可動シールを介して外被と結合され、かつ両端部間に加熱機構の入口及び出口を有する分解チャンバが形成されており、外側シリンダの両端部が、可動シールを介してシェルカバーと結合され、内側シリンダ内の加熱管が、螺旋状帯を介して内側シリンダと結合され、該加熱管が、シェルカバーを貫通し、かつ可動シールを介してシェルカバーと結合されていることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプラスチック工業用連続分解装置。
内側シリンダの前部ポートが外側シリンダの原料入口と対応することを特徴とする、請求項９記載のプラスチック工業用連続分解装置。
外側シリンダの両端の間に縮径結合部を設けることができ、原料入口に隣接する結合部に対応する内側シリンダ外壁に螺旋状帯が取り付けられ、他方の結合部と結合されている内側シリンダ内壁に螺旋状帯が取り付けられていることを特徴とする、請求項９に記載のプラスチックの工業用連続分解装置。