JP2905956B2 - プラスチックの熱分解装置 - Google Patents

プラスチックの熱分解装置

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JP2905956B2
JP2905956B2 JP9974094A JP9974094A JP2905956B2 JP 2905956 B2 JP2905956 B2 JP 2905956B2 JP 9974094 A JP9974094 A JP 9974094A JP 9974094 A JP9974094 A JP 9974094A JP 2905956 B2 JP2905956 B2 JP 2905956B2
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修 中西
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

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、凝縮させて、熱分解油として回収する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】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
スチックを熱分解釜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
となる廃プラスチックは、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、金属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、連続的にプラスチックの熱分解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釜内に充満するという問題が生じ
る。
【0004】そこで、従来、上記問題を解決するため
に、間欠的に装置の運転を停止し、装置を常温近くまで
冷却した後蓄積した異物を除去している。
【0005】しかしながら、このような方法では、異物
除去のために装置を常温近くまで冷却するさいのエネル
ギーロスと、異物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くなり、熱分解に要する燃費
が悪くなるという問題がある。
【0006】また、効率良くプラスチックの熱分解を行
うには、プラスチックの融解液の温度分布を均一にする
必要があるが、このようにプラスチック融解液の温度分
布を均一にする手段は存在しないのが現状である。
【0007】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とと
もに、作業中にプラスチック融解液の温度分布を均一に
することのできるプラスチックの熱分解装置を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明によるプラスチ
ックの熱分解装置は、内部で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釜と、下部が熱分解釜内の
プラスチック融解液中に浸漬されるとともに上部が熱分
解釜の上方に突出しており、かつ下端部に異物吸引口を
有する中空状垂直回転軸と、垂直回転軸内に配置されか
つ下端部が熱分解釜内のプラスチック融解液内に浸漬さ
れる異物吸引管と、異物吸引管を通して熱分解釜内のプ
ラスチック融解液とともに異物を吸引除去する吸引手段
とを備えており、垂直回転軸の周壁に径方向外方に突出
し、かつ径方向外方に向かって垂直回転軸の回転方向前
方に湾曲した攪拌翼が固定状に設けられ、攪拌翼の形状
が、平面から見て垂直回転軸の周壁外周面側を起点と
し、かつ先端に向かって徐々に曲率が小さくなるように
変化する曲線形状であるものである。
【0009】
【作用】上記のように構成されているプラスチックの熱
分解装置によれば、垂直回転軸を回転させたさいの攪拌
翼の働きにより、プラスチック融解液中に混入している
異物は、遠心力により分散することなく、熱分解釜内に
おける垂直回転軸の近傍に集められる。そして、異物が
垂直回転軸の近傍に集められた状態で、吸引手段により
異物吸引管を通して熱分解釜内のプラスチック融解液と
ともに異物を吸引除去することができる。さらに、垂直
回転軸を回転させたさいに、攪拌翼の働きによりプラス
チック融解液の温度分布が均一になる。
【0010】
【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。
【0011】図1および図2はこの発明によるプラスチ
ックの熱分解装置を示す。
【0012】図1および図2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釜(1) と異物捕集容器(2) とを備え
ている。
【0013】熱分解釜(1) は、加熱用バーナ(3) を有す
る炉(4) 内に配置されている。熱分解釜(1) は平面から
見て円形で、その底面は下方に凹んだ凹球面状となって
いる。熱分解釜(1) の蓋(1a)に、原料プラスチックの供
給管(5) と、熱分解ガスの排出管(6) とが接続されてい
る。供給管(5) はバルブ(7) を介して原料ホッパ(8)に
接続されている。原料ホッパ(8) 内に、原料である廃プ
ラスチックが粉砕されて入れられている。排出管(6)
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。そして、熱分解ガス
は、熱分解釜(1) から排出管(6) 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、
これに続いて冷却、凝縮部に送られて凝縮させられ、こ
こで軽質の油として回収される。
【0014】熱分解釜(1) の蓋(1a)の中央部を貫通し
て、中空状の垂直回転軸(9) が配置されている。垂直回
転軸(9) は、上部構成部材(9a)と、上部構成部材(9a)の
下端にフランジ継手(10)を介して接続された横断面円形
の下部構成部材(9b)とよりなる。垂直回転軸(9) の上部
構成部材(9a)と、蓋(1a)における回転軸(9) が貫通した
穴の周囲との間はシール装置(11)によりシールされてい
る。垂直回転軸(9) の下部構成部材(9b)の下端部は熱分
解釜(1) の底部近傍に位置している。垂直回転軸(9) の
上部は蓋(1a)よりも上方に突出しており、歯車(12)(13)
を介して駆動モータ(14)に連結されている。
【0015】垂直回転軸(9) の下部構成部材(9b)の周壁
の下端部における垂直回転軸(9) の回転中心に関して対
称となる位置に、径方向外方に突出し、かつ径方向外方
に向かって垂直回転軸(9) の回転方向前方に湾曲した2
つの攪拌翼(15)が固定状に設けられている。各攪拌翼(1
5)の回転方向後方の面と垂直回転軸(9) の下部構成部材
(9b)の周壁とにまたがるようにリブ(15a) が設けられて
いる。各攪拌翼(15)は、平面から見て垂直回転軸(9) の
外周面との連接部を頂点とする放物線に近似した形状で
ある。図3に示すように、垂直回転軸(9) の回転中心
(O) と攪拌翼(15)の長さ方向に間隔をおいた複数の各点
(P1)〜(P5)とを結ぶ線(X1)〜(X5)と、攪拌翼(15)の上記
各点(P1)〜(P5)における接線(Y1)〜(Y5)とのなす角度
(θ1)〜(θ5)は、それぞれ25〜30度の範囲内
となされていることが好ましい。また、垂直回転軸(9)
の下部構成部材(9b)の周壁の下端部における各攪拌翼(1
5)の基端部よりも回転方向前方の位置に切欠き(16)(異
物吸引口)が形成されている。
【0016】垂直回転軸(9) の下部構成部材(9b)の周壁
における放物線状攪拌翼(15)よりも若干上方の位置に、
径方向外方に突出した平面から見て直線状の2つの攪拌
翼(17)が固定状に設けられている。これらの攪拌翼(17)
は平面から見て一直線上に位置している。平面から見
て、両放物線状攪拌翼(15)の先端部どうしを結ぶ直線
と、各直線状攪拌翼(17)とは略直角をなしている。ま
た、各攪拌翼(17)の回転方向後方の面と垂直回転軸(9)
の下部構成部材(9b)の周壁とにまたがるようにリブ(17
a) が設けられている。
【0017】垂直回転軸(9) 内に異物吸引管(18)が配置
されている。異物吸引管(18)の下端は垂直回転軸(9) の
下部構成部材(9b)周壁の切欠き(16)よりも若干上方に位
置している。異物吸引管(18)の上端部は垂直回転軸(9)
の上端よりも上方に伸びており、導管(19)を介して異物
捕集容器(2) に接続されている。異物吸引管(18)と導管
(19)との間にバルブ(20)が設けられている。垂直回転軸
(9) の上端と異物吸引管(18)との間はシール装置(21)に
よりシールされている。
【0018】異物捕集容器(2) には、バルブ(22)を介し
て真空ポンプ(23)(吸引手段)が接続されている。通
常、バルブ(22)が開状態となされるとともにバルブ(20)
が閉状態となされ、さらに真空ポンプ(23)が運転させら
れることにより導管(19)を含んで異物捕集容器(2) 内が
真空状態となされている。
【0019】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である廃プラスチックは、バルブ
(7) を開状態とすることにより原料ホッパ(8) から供給
管(5)を通して熱分解釜(1) に供給される。この原料プ
ラスチックは、加熱用バーナ(3) の燃焼熱により加熱、
融解され、融解液(24)となる。ここで、プラスチック融
解液(24)の温度分布を均一にして反応を促進するため
に、垂直回転軸(9) を駆動モータ(13)により図2および
図3に矢印で示す方向に回転させ、熱分解釜(1) 内の融
解液(24)を攪拌翼(15)(17)により攪拌する。融解液(24)
は、プラスチックの種類にもよるが140℃以上に維持
されると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(6) 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、軽質油として回収される。
【0020】このような操作を続けると、融解液(24)の
中に混入していた金属、ガラス等の比重の大きい異物(2
5)は沈降し、熱分解釜(1) の底部に溜まる。これらの異
物(25)は、放物線状攪拌翼(15)の働きにより、遠心力に
よって分散することなく、熱分解釜(1) の底部の中央
部、すなわち垂直回転軸(9) の近傍に集められる。そこ
で、バルブ(20)とバルブ(22)とを開状態とし、真空ポン
プ(23)を運転すると、異物捕集容器(2) 内が真空状態に
され、熱分解釜(1) 内の異物(25)はプラスチック融解液
(24)とともに垂直回転軸(9) の下部構成部材(9b)の切欠
き(16)を通って垂直回転軸(9) 内に入り、さらに異物吸
引管(18)および導管(19)を経て異物捕集容器(2) 内に吸
引される。切欠き(16)が垂直回転軸(9) の下部構成部材
(9b)の周壁の下端部における各攪拌翼(15)の基端部より
も回転方向前方の位置に形成されているので、攪拌翼(1
5)により垂直回転軸(9) の近傍に集められた異物(25)の
垂直回転軸(9) 内への侵入がスムーズに行われる。こう
して、熱分解装置の運転を停止することなく、異物(25)
が除去される。
【0021】上記実施例において、放物線状攪拌翼(15)
が存在せず、直線状攪拌翼(17)だけが存在していると、
沈降した異物は遠心力により分散させられる。
【0022】上記実施例においては、下側の湾曲した攪
拌翼(15)は平面から見て放物線状であるが、平面から見
て垂直回転軸の周壁外周面側を起点とし、かつ先端に向
かって徐々に曲率が小さくなるように変化する曲線形状
であれば、その形状は限定されない。また、上記実施例
においては、湾曲した攪拌翼の他に直線状攪拌翼が垂直
回転軸に固定状に設けられているが、これに限るもので
はなく、放物線状攪拌翼だけが固定状に設けられていて
もよい。また、上記実施例においては、吸引手段は真空
ポンプであるが、これに限るものではなく、エゼクタや
噴流ポンプからなる吸引手段が用いられていてもよい。
さらに、上記実施例においては、異物吸引口は垂直回転
軸の周壁下端に形成された切欠きであるが、これに限る
ものではない。
【0023】
【発明の効果】この発明のプラスチックの熱分解装置に
よれば、上述のようにして、プラスチック融解液中に混
入している異物を除去することができる。したがって、
装置を停止して常温付近まで冷却する必要がないので、
異物除去のさいのエネルギーロスが低減し、熱分解に要
する燃費が向上する。しかも、攪拌翼の働きにより、プ
ラスチック融解液中に混入している異物が遠心力により
分散することなく、熱分解釜内における垂直回転軸の近
傍に集められるので、異物除去効率が向上する。さら
に、垂直回転軸を回転させたさいの攪拌翼の働きによ
り、プラスチック融解液の温度分布が均一になるので、
熱分解の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による熱分解装置の全体構成を示す垂
直断面図である。
【図2】 4 図1のII−II線断面図である。
【図3】放物線状攪拌翼を示す平面図である。
【符号の説明】
(1) 熱分解釜 (9) 垂直回転軸 (15) 攪拌翼 (16) 切欠き(異物吸引口) (18) 異物吸引管 (23) 真空ポンプ(吸引手段) (24) プラスチック融解液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10G 1/10 B09B 3/00 B29B 17/00 C08J 11/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部で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釜と、下部が熱分解釜内のプラス
    チック融解液中に浸漬されるとともに上部が熱分解釜の
    上方に突出しており、かつ下端部に異物吸引口を有する
    中空状垂直回転軸と、垂直回転軸内に配置されかつ下端
    部が熱分解釜内のプラスチック融解液内に浸漬される異
    物吸引管と、異物吸引管を通して熱分解釜内のプラスチ
    ック融解液とともに異物を吸引除去する吸引手段とを備
    えており、垂直回転軸の周壁に径方向外方に突出し、か
    つ径方向外方に向かって垂直回転軸の回転方向前方に湾
    曲した攪拌翼が固定状に設けられ、攪拌翼の形状が、平
    面から見て垂直回転軸の周壁外周面側を起点とし、かつ
    先端に向かって徐々に曲率が小さくなるように変化する
    曲線形状であるプラスチックの熱分解装置。
JP9974094A 1993-07-29 1994-05-13 プラスチックの熱分解装置 Expired - Lifetime JP2905956B2 (ja)

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