JP2604312B2 - プラスチックの熱分解装置における異物、残渣の除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば廃プラスチ
ックを融解して熱分解させ、発生した熱分解ガスを冷
却、凝縮させ、熱分解油として回収する装置における異
物、残渣の除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなプラスチックの熱分解方法の
１つとして、原料のプラスチックを熱分解反応器内にお
いて融解させると同時に熱分解させ、熱分解により発生
したガスを触媒層に送って低炭素鎖の炭化水素に分解し
た後、冷却、凝縮部において凝縮させることにより軽質
の油を回収する方法が実施されている。

【０００３】ところで、このような方法において、原料
となるプラスチックは、通常産業廃棄物としてプラスチ
ック生産業者から排出されたものや、分別ごみとして排
出されたものが多い。したがって、原料プラスチックに
は、針金、クリップ、ビス等の金属や土砂やガラス等の
異物が混入している。このような異物は、上記方法にお
いて融解時に融解液中に放出され、連続的に処理を行っ
ていると融解液中に蓄積し、プラスチックを融解させる
とともに熱分解させる熱分解反応器内の融解液に蓄積す
る。また、プラスチックの高分子鎖が熱分解により切れ
て低分子の炭化水素となるが、このさいに無機炭素が分
離発生し、これが残渣として熱分解反応器内の融解液に
蓄積する。これらの異物、残渣は、熱分解反応器内での
熱分解効率を低下させる原因となっている。

【０００４】そこで、従来、上記問題を解決するため
に、熱分解反応器内の異物、残渣の量が多くなって熱分
解効率の低下が認められると、原料プラスチックの供給
を停止し、油分を完全に蒸発させて（焼き締め）異物、
残渣を固体化し、熱分解反応器を常温近くまで冷却した
後蓄積した異物、残渣を人手により除去している。そし
て、異物、残渣の除去後、再昇温し装置の運転を再開し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、異物、残渣除去のために装置の運転を停
止し、熱分解反応器を常温近くまで冷却するさいのエネ
ルギーロスと、異物、残渣除去後再運転を行なうまでの
昇温に要するエネルギーロスが大きいという問題があ
る。しかも、時間的ロスも大きいという問題がある。

【０００６】この発明の目的は、上記問題を解決し、装
置を停止させることなく異物、残渣を系外に除去するこ
とができ、異物除去のさいのエネルギーロスを低減しう
るプラスチックの熱分解装置における異物、残渣の除去
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によるプラスチ
ックの熱分解装置における異物、残渣の除去方法は、プ
ラスチックを融解して熱分解させ、発生した熱分解ガス
を冷却、凝縮させて熱分解油として回収するプラスチッ
クの熱分解装置において、プラスチックを融解して熱分
解させる熱分解反応器内に蓄積する異物、残渣を除去す
る方法であって、噴流ポンプを使用し、回収した熱分解
油を噴射することによりプラスチックの異物、残渣を含
む融解液を吸引し、異物、残渣を除去することを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】噴流ポンプを使用し、回収した熱分解油を噴射
することによりプラスチックの異物、残渣を含む融解液
を吸引し、異物、残渣を除去すると、熱分解装置の運転
を停止することなく、熱分解反応器内の異物、残渣を除
去できる。しかも、熱分解油を噴射するので、吸引され
る高温の融解液と常温の熱分解油が混合し、融解液の粘
度を低下させることができるとともに、融解液の温度が
下げられて吸引される融解液の蒸発を防止することがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１０】図１はこの発明の方法を実施するプラスチ
ックの熱分解装置を示し、図２は噴流ポンプを示す。

【００１１】図１において、プラスチックの熱分解装置
は、原料プラスチックを融解させるとともに熱分解させ
る熱分解反応器(1) と、異物、残渣回収タンク(2) と、
回収された熱分解油を貯留する油タンク(3) とを備えて
いる。

【００１２】熱分解反応器(1) は、図示は省略したが、
加熱用バーナを有する炉内に配置されている。熱分解反
応器(1) の蓋(1a)に、原料プラスチックの供給管(4)
と、熱分解ガスの排出管(5) とが接続されている。供給
管(4) は図示しない原料ホッパに接続されている。排出
管(5) は、炭化水素のさらなる分解を行なう図示しない
触媒層を有する部分に接続されている。熱分解ガスは、
熱分解反応器(1) から排出管(5) を経て触媒層を有する
部分に送られ、ここで触媒によりさらに分解された後冷
却、凝縮部に送られ、ここで凝縮させられて軽質の熱分
解油として回収されて油タンク(3) に貯留される。

【００１３】熱分解反応器(1) の蓋(1a)に形成された貫
通穴(6) を通して、中空状の垂直回転軸(7) が配置され
ている。垂直回転軸(7) と貫通穴(6) の周囲との間はシ
ール装置(8) によりシールされている。垂直回転軸(7)
の下端部は熱分解反応器(1)の底部近傍に位置してい
る。垂直回転軸(7) の上端部は蓋(1a)よりも上方に位置
しており、図示しない公知の駆動源に連結されている。
また、垂直回転軸(7) の下端部に複数の攪拌羽根(9) が
固定状に設けられている。攪拌羽根(9) にはレーキ機構
が備えられている。

【００１４】垂直回転軸(7) 内に外周ノズル形噴流ポン
プ(10)が配置されている。ポンプ(10)の上端は垂直回転
軸(7) の上端よりも上方に突出しており、その上端吐出
口は導管(11)を介して異物、残渣回収タンク(2) に接続
されている。ポンプ(10)の下端吸引口は垂直回転軸(7)
の下端よりも若干下方に位置している。なお、原料プラ
スチックの融解液から蒸発したガス成分は、異物、残渣
回収タンク(2) からガス焼却炉（図示略）に送られて焼
却されるようになっている。また、垂直回転軸(7) の上
端と噴流ポンプ(10)との間はシール装置(12)によりシー
ルされている。

【００１５】外周ノズル形噴流ポンプ(10)は、図２に示
すように、輸送管(13)と、輸送管(13)の周囲に配置され
た囲繞管(14)と、囲繞管(14)内において輸送管(13)の下
端部の周囲に配置され、かつ斜め上方を向くとともに先
端が輸送管(13)内に臨んだ複数のノズル(15)とを備えて
いる。囲繞管(14)の上端部に導管(16)が接続され、導管
(16)の先端が油タンク(3) に接続されている。そして、
油タンク(3) 内の回収された熱分解油が、導管(16)の途
中に設けられたポンプ(17)により囲繞管(14)内に圧送さ
れるようになっている。

【００１６】このような構成において、産業廃棄物等の
異物を混入した原料プラスチックは、原料ホッパから供
給管(4) を通して熱分解反応器(1) に供給される。この
原料プラスチックは、加熱用バーナの燃焼熱により加
熱、融解され、融解液(18)となる。ここで、反応を促進
するために、垂直回転軸(7) を駆動源により回転させ、
熱分解反応器(1) 内の融解液(18)を攪拌羽根(9) により
攪拌する。融解液(18)は、プラスチックの種類にもよる
が１４０℃以上、たとえば３５０〜４５０℃に維持され
て熱分解反応を起こし、熱分解ガスが発生する。発生し
たガスは炭素数１〜４０の炭化水素ガスを主成分とする
ものであり、排出管(5) を通って触媒層を有する部分に
送られ、ここでさらに低炭素鎖の炭化水素に分解された
後冷却、凝縮部に送られ、ここで冷却されて凝縮させら
れ、軽質の熱分解油として回収され、油タンク(3) に貯
留される。

【００１７】このような操作を続けると、融解液(18)の
中に混入していた金属、土砂、ガラス等の異物は熱分解
反応器(1) 内で蓄積してくる。また、プラスチックの高
分子鎖が熱分解により切れて低分子の炭化水素となる
が、このさいに無機炭素が分離発生し、これが残渣とし
て熱分解反応器(1) 内に蓄積する。すると、異物や、残
渣は、攪拌羽根(9) に備えられたレーキ機構により熱分
解反応器(1) の底面の中央部に集められる。集積した異
物、残渣の量が多くなると、攪拌羽根(9) の損傷や熱分
解反応器(1) の底部での融解液(18)の焦げ付きといった
問題が生じる。これを防止するため、ポンプ(17)を作動
させて導管(16)を経て熱分解油を油タンク(3) から囲繞
管(14)内に圧送する。囲繞管(14)内に圧送された熱分解
油は、ノズル(15)から輸送管(13)内に高速で噴出され
る。すると、輸送管(13)の下端吸引口から異物、残渣の
混入した融解液(18)が吸込まれ、のど部(19)で混合され
て融解液(18)に運動量が与えられ、さらにディフューザ
部(20)で速度ヘッドが圧力ヘッドに変えられて輸送され
る。そして、異物、残渣の混入した融解液(18)は導管(1
2)を経て異物、残渣回収タンク(2) に送られる。こうし
て、熱分解装置の運転を停止することなく、異物、残渣
が除去される。

【００１８】上記において、吸引される高温の融解液(1
8)と常温の熱分解油が混合し、融解液(18)の粘度が低下
させられるので、融解液(18)と一緒に回収された異物の
分離を容易に行うことができるとともに、残った残渣と
融解液(18)との混合液の取扱いが簡単になる。すなわ
ち、この混合液を、たとえば熱分解装置の加熱炉の加熱
用バーナの燃料として用いる場合、普通の液体燃料用ポ
ンプを使用でき、しかも加熱用バーナのノズルとしても
一般のオイル用が使用できる。さらに、高温の融解液(1
8)と常温の熱分解油が混合するので、融解液(18)の温度
が下げられて吸引される融解液(18)の蒸発を防止するこ
とができる。したがって、排ガスとして焼却炉で焼却さ
れる量が減少し、焼却炉を大型化する必要がなくなる。

【００１９】上記実施例において、囲繞管(14)内には常
温の熱分解油が圧送されるので、垂直回転軸(7) の上端
と噴流ポンプ(10)との間をシールするシール装置(12)と
して、耐熱性を有する特殊なものを使用する必要がなく
なり、一般の高温用シール装置を用いることができる。

【００２０】

【発明の効果】この発明のプラスチックの熱分解装置に
おける異物、残渣の除去方法によれば、上述のようにし
て、熱分解装置の運転を停止することなく、熱分解反応
器内の異物、残渣を除去できる。したがって、装置を停
止して常温付近まで冷却する必要はないので、異物除去
のさいのエネルギーロスを低減し、熱分解に要する燃費
が向上するとともに、時間的ロスが低減する。

【００２１】また、吸引される高温の融解液と常温の熱
分解油が混合し、融解液の粘度が低下させられるので、
融解液と一緒に回収された異物の分離を容易に行うこと
ができるとともに、残った残渣と融解液との混合液の取
扱いが簡単になる。すなわち、この混合液を、たとえば
熱分解装置の加熱炉の加熱用バーナの燃料として用いる
場合、普通の液体燃料用ポンプを使用でき、しかも加熱
用バーナのノズルとしても一般のオイル用が使用でき
る。さらに、高温の融解液と常温の熱分解油が混合する
ので、融解液の温度が下げられて吸引される融解液の蒸
発を防止することができる。したがって、排ガスとして
焼却炉で焼却される量が減少し、焼却炉を大型化する必
要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施する熱分解装置を示す垂
直断面図である。

【図２】噴流ポンプを示す垂直縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 外周ノズル形噴流ポンプ １８ 融解液

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックを融解して熱分解させ、発
   生した熱分解ガスを冷却、凝縮させて熱分解油として回
   収するプラスチックの熱分解装置において、プラスチッ
   クを融解して熱分解させる熱分解反応器内に蓄積する異
   物、残渣を除去する方法であって、 噴流ポンプを使用し、回収した熱分解油を噴射すること
   によりプラスチックの異物、残渣を含む融解液を吸引
   し、異物、残渣を除去することを特徴とするプラスチッ
   クの熱分解装置における異物、残渣の除去方法。