JP2013248604A

JP2013248604A - ２相分離槽

Info

Publication number: JP2013248604A
Application number: JP2012138202A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Abe; 良博阿部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-12-12

Abstract

【課題】感染症医療廃棄物や包装容器利用法により再生不能の埋立にされている廃プラスチック又は、自動解体シュレッダーゴミとなる座席や内装材等に塩化物の混入した廃棄物、特に水分が半分以上を占める医療廃棄物より熱分解に於いて塩酸の混入しない油を分離することは可能か。
【解決手段】熱分解時の高温ガスを凝縮させる段塔下に分離槽を設け、分離槽内に水を張り、段塔底部より挿入管を分離槽の水中に挿入し、挿入管の四方を囲み、油、酸、水の混在した溜出液を放出すると油と酸を含んだ水に分離することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、塩化物などの混合廃プラスチック（以下混在廃プラ）を熱分解によって油化させて得られる液体を油、水と酸液の２相に分離させる手段に関するものである。

塩化物等の破片や選別除去不可能な塩化物小片が混合した廃プラは、燃料として燃焼させると塩化水素が発生して有害なため利用ができなかった。
それらを再生エネルギーとして利用するため熱分解すると廃プラ自体に付着した水分（約３０％）が蒸気化し塩化水素と化合して塩酸を作る。塩酸を含む水分の混入した燃料油は、その排ガスにより設備を腐食、損傷させるため塩素を含む廃プラを油化して再生エネルギーとすることは困難であった。

一般廃プラでさえ前述の大きな問題があるため、塩素量の多い感染症医療廃棄物や自動車解体時に発生する座席、内装材ハーネスは、再利用か不可能であった。
医療廃棄物に至っては、透析ホースが塩化物で作られており、また点滴の容器残液の塩液や透析後の消毒液等の残液、付着液を含んでいる。そのため熱分解すると酸液、塩素液が水と化合し、酸を作り、回収油と回収水に混入してしまう。また、熱分解後の残渣物の粉炭にも混入し、燃料としての再利用を困難にしていた。

残渣物の再生エネルギー活用は本件特許の範囲外である。本件では、熱分解により固体から気体となった高温ガスを冷却させて得られる液体を水と酸、と油に分離させる手段について述べる。
従来技術によっても比重分離により水、油、酸を大別することは可能である。しかし、塩酸を含んだ水の分離、水に乳化して混入する油分、油に乳化して混入する水分や塩酸を完全に分離することは困難であった。
廃プラを熱分解すると高温ガスとなるが、この状態での分離は不可能であるため液化させる。
液化させた液体を他の液体中に放出し、放出圧力により沈澱と浮上作用で分離させる。

熱分解時の高温ガスを熱分解槽より段塔に導き、段塔内で凝縮液化させ、段塔下部に集液する。この液体に加水し、加水後の液を塔下に設けた２相分離槽の液体中に放出する。２相分離槽内の放出配管の周囲は四方を枠で囲み、上下を開放した構造である。。
熱分解により多量の水と油と酸液とが混じって塔下の放出酸管より溜出するが、２相分離槽内で油は上に水は中間排出口に重い酸液は２相分離槽底部とに別れ、大別が可能である。
特開２００５−１５６３５株式会社東芝有機反応機構酸と塩基中央印刷株式会社岡本善之著

解決しようとする問題点は、選別不充分の塩化物混在廃プラを熱分解により高温ガスとし、これを凝縮し、得られた油と水と酸液の混合液をそれぞれ別々に分離させることは可能か。包装容器利用法に基づいて分級した廃プラもやはり水分を５０％以上含んでいるが熱分解によって得られた液体を水と酸、油の２相に完全に分級することは可能か。

もう一つの問題は、病院より廃出される感染症産業廃棄物が今迄再生エネルギーとして利用されなかったことである。その原因は、注射器の付着液や点滴の残液、透析治療時のホース、接続口などに水分、塩分、金属を多く含むためである。そのため医療廃棄物を熱分解して得られた液体を水と酸、油に完全に分級して再利用することは困難であった。

熱分解によって得られた乳化した状態の水と油に清水を加水し、微粒子を大きな粒子に結合させ、液体の比重差を利用して分級する。２相分離槽の内部に四方を仕切った箱を縦置きし上部と下部を開放した仕切箱に水を満たし段塔下部の放出管より熱分解によって得られた液体を挿入する。放出管は大気と遮断されており、熱分解温度の変動により圧力が変化しても水位の変動に影響なく空気は浸入させない構造である。

仕切箱内で放出管より油、水、酸の混じりあった液体を水中に放出すると、油は上部に水と酸は混ざって水中に分かれる。
その時、放出管からのガス圧で油は潜ってもよい。水中に潜らない油は２相分離槽の液面に上昇し油排出口にゆっくりと動く。この油面の高さに幅の狭い仕切板が油の移動方向と直角に並べ堰とする。この移動規制障害物である堰を油は越して油排出口に移動する。

水とともに沈んだ油は、四方仕切箱の下端をくぐって上昇すると油面に並んだ仕切板に当たり、微粒子を大きな粒子へと成長成長させる。素粒子となった油は、水と離れて上昇し、油面槽まで上昇し、油面相の厚さは厚くなる。そして油は油排出孔へと移動する。油の移動スピードは、段塔での凝縮液化能力で制御するとともに、排水する越流堰を灌水する水量調整バルブでおこなう。

比重の重い水と酸は水中で化合しながら仕切箱より沈下して、水は２相分離槽の油層の下面より前部の２相分離槽底の間に集合し比重の重い液は下方へ、比重の軽い水は上部に集まり、油層よりも適当な下方に設けた排出口を潜れる水のみスリット状の排出口より２相分離槽外に出て行く。

まず乳化した水の微粒子を拡大させるために加水させる手段として２相分離槽内に熱分解槽よりの挿入している放出配管途中に施て加水を行う。また２相分離槽内に清水を張り、その清水内に熱分解槽よりの挿入管を入れる。入れた挿入管は、熱分解槽内で発生する内圧により清水中に溜出液を放出する。

分解槽内の挿入管は、四方を壁板で囲み上と下を開放させ水を伝る水は囲みの上面まで水を張り囲みは水の中に沈みその中に挿入管の先端を入れると熱分解発生圧力で水を押しのけ酸と油と水の混合液は水中に放出される。

清水の中に放出された水、油、酸の混合液は、軽い油は上に、重い水と酸は囲みの中を放出圧力により下方に沈み分散し、水の微粒子は結合して粒子を拡大し、酸と化合して沈澱する。
油は囲みを越して上面に浮く。また、微粒子となって水に乳化した油は集合して素粒子となり浮上する。これによって油と、水と酸の結びついた２液に分離することが可能となる。

混在廃プラを熱分解して発生した高温ガスを段塔に導き凝縮させて得られた液体は、水と酸と油と交じり、重量比の半分は水であるが、その水と酸は混合した状態で油に付着している。
水がエマルジョン化しているために油に混入した水を比重分離で分級することは困難である。
それを加水することで微粒子を集合させて拡大し、比重を大きくさせ比重分離をさせる事が可能となった。

この混合した油は、重質油である。前部囲みの下部を潜った軽い油質の油も囲みの上面に浮いた重い油もともに液槽上面に浮上し結合する。油の結合と水と油の分離の手段として油面より下に高さの低い堰板を斜めに配置する。この斜板で油と水の粒子をとらえると油の微粒子は重なり、粒径を拡大し浮上する。この方法は、すでに水処理及び製油所で周知である。

熱分解手段に於て発生する高温ガスを段塔に導き、凝縮させた液体は、汚れ系の油と水と酸とが混合した液体である。これに加水し、熱分解時に発生した高圧ガスを利用して油と、水と酸の化合したグループに分離させる。
分離させた油の比重は０．８９程度で水と酸の化合液は比重１ないし１．１程度である。

図１．のように段塔下部に２相分離槽が設けられる。熱分解槽で発生した高温高圧ガスは段塔または凝縮槽により液化され混合油を挿入管より２相分離槽の水中に放出させる。この液中放出は、流出液を２相に分離させる目的を持つとともに、大気の浸入を防ぎ、火災や爆発の危険を防ぐねらいがある。

放出された水と油と酸の交わり液は、２相分離槽内に張ってある清水と混合し、水の微粒子と油の微粒子をそれぞれ集合させて拡大させる。これにより油と水は分離し、油は上面に浮上、水と酸は結合して沈澱する。

図１．は本発明装置の１実施例の横断面図である。２．ケーシング槽底部が絞られケーシング周囲より勾配を設けることにより集泥し易い形状である。７．バルブを装着し、ケーシング上部の想定油面に傾斜させた４．越流堰と同高さに５．油吸込口をもつ。５．油吸込口と連結されたパイプは槽外に導かれ、このパイプより溢油する油を９．重質油溜出槽に回収する。

符号１．は、段塔より溜出液をケーシング槽に挿入する１．挿入管である。挿入管の先端を清水を充満させた３．四方囲み箱の中に入れ、規定の水位に充満させた水を押しのけて水中に溜出液を放出する。この放出圧力は、熱分解により発生した圧力である。

挿入管より３．四方囲み箱に放出された溜出液は、酸を含む水と油の２液に分離する。油中の水の微粒子は集合して粒径を大きくし、酸と化合して沈澱し、３．四方周り枠の壁をくぐって下へ押し込まれ１１．酸液排出口をくぐって８．排水管より流出する。この排水は、水と酸の化合水でＰＨは４．５〜５程度である。流量は熱分解発生量で決まる。

油面の越流量の安定化と８．排水管の流量を加減可能にするため１３．酸液調整弁を備える。
１０．酸液留出槽、６．邪魔板酸液に油の巻き込みを防止する。

槽内の水が酸側に寄り、排水されると１０．酸液留出槽を経てＰＨ装置に直接放流させ、アルカリ液を加え中性にして放流するか、中和処理を行わずに酸液のままで再利用を計る。

図４は．２相分離槽の実施方法を示した説明図の側面図である。分離槽には前もって清水が張られ、挿入管の途中にも１４．加水器をもうけ分離槽へ溜出する液に直接加水する。

もし加水しなければどうなるのか。油中の塩素量が２万〜３万ＰＰＭと多くなり、更ためて除塩が必要になってしまう。又、加水量を少なくすることで酸濃度は濃くなり、ＰＨ０．１程度の酸液を得ることが可能になる。
この塩酸は、メッキの酸洗や生コンクリート製造のアルカリ中和に用いることで再利用できる。

２相分離槽傾斜底部のバルブから適宜排泥して残渣物をもう一度熱分解槽に収容し、熱分解することで工程で発生する廃棄物を全く無くすることができる。

今迄大量の塩素や水分の付着を理由に再利用困難であった医療廃棄物や包装容器利用法に基づく未利用の重い比重の廃棄物、自動車解体によるシュレッダーゴミの内装材、座席等のゴミ類より、再生エネルギーの油と残渣物の固形燃料と塩酸を再成することが可能になった。

２相分離器の実施方法を示した説明図（実施例１．）の断面図である。２相分離器の実施方法を示した正面図である。（実施例１．）２相分離器の実施方法を示した説明図の平面図である。（実施例１．）２相分離器の実施方法を示した説明図の側面図である。（実施例１．）

１．挿入管
２．ケーシング槽
３．四方囲み箱
４．斜傾板
５．油吸込み口
６．邪魔板
７．ドレン
８．排水管
９．重質油溜出槽
１０．酸液溜出槽
１１．酸液排出口
１２．重質油排口管
１３．酸液排出調整弁
１４．加水器

Claims

混在廃プラスチック及び医療廃棄物などを熱分解させた高温ガスを段塔で凝縮させて得た液体を段塔下部より２相分離槽内の四方囲み箱に挿入された管を経て放出する。その四方囲み箱天端と同位高さに傾斜板と油吸込み口を配置し、傾斜板下端の同高位に酸液排水口をもうけ、傾斜板の天端まで清水を張った２相分離槽。
前記請求項１の段塔下部と２相分離槽の間の挿入管に加水口をもうけ、酸液排水口に水位が調節できるよう酸液排出調整弁と傾斜した分離槽底部に排泥のためのドレンをもうけた２相分離槽。