JP3094359B2 - 廃タイヤ・廃frp等の分解処理装置 - Google Patents

廃タイヤ・廃frp等の分解処理装置

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JP3094359B2 JP33550394A JP33550394A JP3094359B2 JP 3094359 B2 JP3094359 B2 JP 3094359B2 JP 33550394 A JP33550394 A JP 33550394A JP 33550394 A JP33550394 A JP 33550394A JP 3094359 B2 JP3094359 B2 JP 3094359B2
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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、廃タイヤ・廃FRP等
の非熱可塑性合成樹脂を減圧,加熱の条件下で分解処理
する装置に関し、更に詳細には、該廃タイヤ・廃FRP
等を連続的に効率良く処理できる装置に関する。
【0002】
【技術の背景】廃タイヤ・廃FRP等の非熱可塑性合成
樹脂は、熱可塑性合成樹脂と違って、常圧下で加熱して
も容易には溶融や分解が起こらず、例えば、廃FRPに
ついては、FRPボ−ド・FRP浴槽等を砂状になるま
で粉砕し、当該粉砕樹脂をガラス繊維と樹脂粉末とに分
別していた(特開平3−93511号)。しかし、該粉
末は自然分解しないため永久に残存し、環境汚染をもた
らし、好ましくないという問題があった。
【0003】
【従来の技術】そこで、本発明者は先に、FRP成形品
を破砕した後の廃FRP板を減圧加熱装置内の収納容器
に収納し、−600mmHgから−650mmHg程度
の気圧まで減圧すると共に、300℃から400℃の温
度で約15分加熱し、廃FRP板の硬化性樹脂分を分解
し、該分解した樹脂を冷却させ、熱硬化性樹脂液を貯溜
させる処理方法及びその装置を提案している(特願平3
−358758号)。
【0004】しかし、(a)減圧下とする該装置内で
は、空気の対流がないため、熱伝達は輻射又は伝導によ
らねばならず、容器内に静置させただけの該装置では加
熱が不十分で、分解の進行速度が遅くなる傾向にあり、
(b)処理が終了すると減圧容器を常気圧に戻して出し
入れを行なうバッジ式である為、運転効率が極めて悪い
等の欠点があった。
【0005】一方、合成樹脂に対する連続熱処理手段と
して、胴部に加熱ヒ−タ−を備えて加熱可能とし、スク
リュ−軸を有して連続的にプラスチックの熱分解が可能
な装置(特開平5−245463号)や、胴体の周囲に
加熱装置を配し、2軸のスクリュ−軸でガラス繊維を含
有する合成高分子廃棄物を熱分解処理する方法(特開昭
51−28883号)等が公知である。
【0006】しかし、これら手段はスクリュ−軸を配し
た筒体が開放系であり、減圧度を高めることが難しく、
一方、非熱可塑性樹脂は難分解性であるから、該開放系
の装置で熱分解しようとすると、相当な加熱が必要とさ
れることになる。けれど、高温下で熱分解ガスが存在す
ると、そこに酸素を含んだ外気が導入されると火災や爆
発の危険が大きくなるという矛盾があった。
【0007】
【発明の解決しようとする課題】そこで本発明装置は、
上記容器式の減圧分解装置の運転効率を改善する為、ス
クリュ−軸を有する連続処理装置に着目し、その際生じ
る火災等の危険を回避できるよう可及的に低温で、且
つ、分解効率の良い装置を開発せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明分解装置は、谷部
が漸次底浅となる圧潰部を適当間隔を保って複数個形成
したスクリュー軸を胴部に軸装し、該胴部の外側に加熱
ヒーターを備えた分解部を配し、該胴部の前端に第1弁
と第2弁の間に待機室を介設した投入部を配設すると共
に後端に第1弁と第2弁の間に待機室を介設した排出部
を配設し、該胴部の上側から数本の吸引管を真空ポンプ
に連結し、中間に分解ガスを冷却液化して蓄える貯留室
を介設して構成される。
【0009】胴部の腹部には延設した数本の吸引管に調
整弁を介設し、発生ガス量に応じて吸引量を調整自在と
するのが好ましい。
【0010】又、待機室の一部には吸引管を連通させて
室内を無酸素状態にするのが好ましい。
【作用】
【0011】胴部 に導入された被処理物は、軸装され
たスクリュ−軸によって徐々に前進し、加熱ヒ−タ−に
よって加熱された胴部の内壁に接触すると、その熱が直
接に伝達され直ちに昇温し、同時に、内部は真空ポンプ
によって減圧されているので、高温、低圧となり、非熱
可塑性樹脂の分解が可能となる。
【0012】その導入の際、被処理物の投入には、投入
部の第2弁を閉じて、第1弁を開口し、被処理物を待機
室内に導入し、次いで、第1弁を閉じて、第2弁を開口
して胴部に導入するので、常に胴部と外界とが仕切られ
た状態となり、酸素が胴部内に導入される危険がない。
待機室の一部に吸引管を連通させると、更に無酸素状態
となる。
【0013】スクリュ−軸に沿って進行し、非処理物の
表面の熱分解が進むと、分解後の残留物が表面を覆い、
更なる熱分解の内部進行が妨げられるが、圧潰部に差し
掛かると、螺旋の進行方向に向って谷部の底が徐々に浅
くなり、被処理物の外側が圧潰されるので、内部が露出
し、熱分解が内部まで進行する。
【0014】熱分解によって生じた気化成分は、連結管
を介して冷却自在な貯留室に吸引され、液化させるが、
このとき、連結管に介設した調整弁は、胴部各箇所から
発生する気化成分の量の多少に応じて、開度を調整し、
全体の均衡が図られる。
【0015】熱分解が進むと、例えば、廃タイヤに含ま
れる多量のカ−ボン成分、及びFRPのガラス繊維成分
等の熱分解しないものが残渣として残るが、排出部から
投入部と同様の操作で酸素を導入させない状態で排出さ
れる。排出された残渣成分及び液化成分は再利用するこ
とができる。
【0016】
【実施例】以下、図面を基に実施例について説明する
と、本発明装置の縦断側面図を描いた図1において、1
0が分解部で、円筒形の胴体11の内部に1軸のスクリ
ュ−軸12を、モ−タ−16にスプロケット13,14
間にチャ−ン15を直結させて回転自在に軸装し、回転
軸部周縁には気密性を高める為のシ−ル材17を施し
て、胴体内部に一定の気密空間を形成する。
【0017】そして、該円筒形の胴体11の左右一端
に、廃タイヤ,廃FRP等の被処理物を投入する投入口
部20と、他端に分解処理後に生成されるカ−ボン、ガ
ラス繊維等の残留物を排出させる為の排出口部30を形
成し、先ず、投入口部20は、頭端にシュ−ト21を配
すると共に、その下に第1弁22を設け、更にその下に
投下した被処理物を直接胴体に導かず、一時控えさせる
為の待機室23を形成し、その下に胴体11との境を形
成する第2弁24を配設する。排出口部30にも、同様
に、胴体11から残留物を導く導引口31を形成した
後、その下に胴体11と仕切る第2弁34を配し、その
下に落下した残留物を貯め置くための待機室33を形成
し、その下に排出のための第1弁32を配設する。
【0018】該投入口部20及び排出口部30の待機室
23,33の一部には、室内の酸素を含んだ空気を排除
するため、吸気管25,35を連結し、それを後述の真
空ポンプ46に連結させるか、或いは、独立の小型の真
空ポンプに連結させる。
【0019】上記胴体11の周囲には、胴体11の器壁
及び胴体11室内を加熱する為の加熱ヒ−タ−18を囲
僥させ、金属体で形成された胴体11を伝導加熱し、直
接の接触で加熱を図る。該ヒ−タ−18には、電熱ヒ−
タ−、誘導加熱ヒ−タ−等が利用できる。
【0020】そして、上記スクリュ−軸11は、螺旋状
の隆起12aが連続的に形成され、その間に谷部12b
が挟まって、該谷部12bに挟まった被処理物が螺旋の
回転と共にその推進作用で前進するが、図3に示す如
く、適当間隔を保って、被処理物を圧潰する為谷部12
bの深度が斬次浅くなって行く圧潰部12cを形成す
る。即ち、螺旋の進行方向に向って、谷部の底を徐々に
浅くし頂部での底の深さを通常の深さの例えば約1/2
程度に狭くなるように形成する。そして、該底の深さ
は、数箇所設けた圧潰部12cにあって進行方向に従っ
て段階的に浅くする。
【0021】次に、胴体11の外側には、胴体内部を減
圧する為の真空ポンプ46を配設し、吸引管41,45
で連通させるが、その中間に熱分解した樹脂を冷却して
液状化させて貯留する貯留タンク40を介設する。タン
ク内にはフィルタ−43及び排出のためのドレン44を
配設する。
【0022】そして、該吸引管41は胴部11の複数箇
所から引出し、例えば、左右端部付近と中間の4箇所4
1a,41b,41c,41dとし、各吸引管の基部に
は開度の調整を行なう調整弁42a,42b,42c,
42dを付設する。即ち、胴部11の内部の各箇所にお
いて発生するガスの量には多少の変化があり、その変化
に応じて吸引量を調整して、真空ポンプからの吸引を最
も効果的にしようとするものである。
【0023】次に、本実施例の作用を説明すると、先
ず、対象となる被処理物は、廃タイヤ、廃FRP板等の
熱分解が困難な非熱可塑性の合成樹脂を用いた製品の廃
棄物であり、これを適当な大きさ、例えば2〜3cm立
方角程度に裁断する。
【0024】そして、分解部10の胴体11を囲僥した
加熱ヒ−タ−18に入力し、器壁を加熱し、その設定温
度は被処理物によって異なるが、タイヤの場合300℃
程度で、FRP樹脂の場合には250℃程度とする。更
に、真空ポンプ46を作動させて、−500mmHgか
ら−650mmHg程度まで減圧状態とする。
【0025】次に、被処理物の投入に移り、先ず、投入
部20のシュ−ト21に上記裁断した非処理物を投下
し、第2弁24を閉じて、第1弁22を開口し、被処理
物を待機室23内に導入する。このとき、胴部11と外
界とは第2弁24によって仕切られているので、気密性
を保つ。次いで、第1弁22を閉じて、第2弁24を開
口すると、待機室23に封入されていた被処理物は、自
重及び胴部11の低圧に誘導されて落下し、胴部11に
入る。このときは、第1弁22が閉じているので、外界
と胴部とが仕切られ、酸素を含んだ外気が胴部11内に
導入される虞はない。
【0026】胴部11に入った被処理物は、胴部11に
軸装されたスクリュ−軸12によって徐々に前進する
が、該胴部11は外縁に沿って囲僥した加熱ヒ−タ−1
8によって加熱されているので、その内壁に被処理物が
接触すると、その熱が直接に伝達され直ちに昇温する。
同時に、内部は真空ポンプ46によって減圧されている
ので、高温、低圧条件が揃い、非熱可塑性樹脂の分解が
可能となる。
【0027】そして、投入された非処理物が吸引管41
aに差し掛かる位置では、分解が始る頭初なので、樹脂
内部に含まれる低沸点成分が蒸散を始めるので、この量
は比較的多いので、吸引管41dの調整弁42dの開度
をいっぱいにする。
【0028】次に、更に進むと、高分子の熱分解が開始
され、廃タイヤや廃FRP樹脂の結合が解かれ、低分子
へと分解されるが、このとき、非熱可塑性樹脂は熱分解
温度が高い傾向にあるが、−500mmHg以下程度ま
で減圧状態になるので、相対的に低い温度での熱分解が
可能となる。
【0029】ここで、表面の熱分解が進むと、全てが蒸
散するとはかぎらず、残留物が表面を覆い、更に熱分解
が内部に進行するのを妨害する。しかし、被処理物が圧
潰部12cに差し掛かると、螺旋の進行方向に向って谷
部の底が徐々に浅くなり、頂部では底の深さが通常の深
さの約1/2程度に狭くなるので、被処理物の外側が潰
され、内部が露出する。次の圧潰部では、更に底の深さ
が浅くなるので、圧潰作用が続き、この結果、被処理物
の熱分解が内部まで進行する。
【0030】熱分解によって生じた気化成分は、吸引管
41a,41b,41c,41dを介して貯留室40に
吸引され、該貯留室40は周囲を風に当て、又は冷却水
を巡らす等して冷却可能な構造として、気化成分を凝縮
液化させる。
【0031】このとき、吸引管41a,41b,41
c,41dに介設した調整弁42a,42b,42c,
42dは、夫々、胴部11から発生する気化成分等の量
の多少に応じて、開度を調整し、例えば、順次小、中、
大、大とする。
【0032】熱分解が進むと、例えば、廃タイヤに含ま
れる多量のカ−ボン成分、及びFRPのガラス繊維成分
は熱分解しないので残渣として残り、スクリュ−軸12
によって終端まで送られ、排出部30の導引口31に入
る。そこで、排出部30の第1弁32を閉じて、第2弁
34を開口し、待機室33内に残渣物を落とし込む。次
いで、第2弁34を閉じて、第1弁32を開口すると、
待機室33に封入されていた残渣物は、自重で落下し、
排出される。このときは、第2弁34が閉じているの
で、外界と胴部とが仕切られ、外気が胴部11内に導入
される虞はない。
【0033】排出された残渣成分及び液化成分は再利用
することができ、例えば、カ−ボンは吸着能に秀れるの
で、上下水道の慮過材,消臭剤に、ガラス繊維はセメン
トに混合させて補強材に、液化成分は燃料とすることが
できる。
【0034】
【発明の効果】以上の構成及び作用に基づく本発明装置
は、(a)スクリュ−軸を内装した胴部を気密性に保つ
ことができるので、気化成分と酸素とが接触する虞は皆
無となり、火災や爆発の危険が回避され、(b)待機室
を備えた投入部と排出部により、気密性を保持しつつス
クリュ−軸を連続回転させ、バッジ式によらない連続的
な処理が可能となって運転効率が向上し、(c)器壁か
らの直接加熱及び圧潰部の作用で内部までの熱分解が可
能となり、熱効率も飛躍的に改善される等の優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一部切欠側面図。
【図2】本発明装置の平面図。
【図3】スクリュ−軸の圧潰部を示す模式的断面図。
【符号の説明】
10 分解部 11 胴部 12 スクリュ−軸 12c 圧潰部 16 モ−タ− 18 加熱ヒ−タ− 20 投入口部 22 第1弁 23 待機室 24 第2弁 25 吸気管 30 排出口部 32 第1弁 33 待機室 34 第2弁 35 吸気管 40 貯留タンク 41 吸引管 42 調整弁 46 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 11/12 B09B 3/00 B29B 17/00 C10G 1/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 谷部が漸次底浅となる圧潰部を適当間隔
    を保って複数個形成したスクリュー軸を胴部に軸装し、
    該胴部の外側に加熱ヒーターを備えた分解部を配し、該
    胴部の前端に第1弁と第2弁の間に待機室を介設した投
    入部を配設すると共に後端に第1弁と第2弁の間に待機
    室を介設した排出部を配設し、該胴部の上側から数本の
    吸引管を真空ポンプに連結し、中間に分解ガスを冷却液
    化して蓄える貯留室を介設したことを特徴とする廃タイ
    ヤ・廃FRP等の分解装置。
  2. 【請求項2】 胴部の上側から延設した数本の吸引管に
    調整弁を介設し、発生ガス量に応じて吸引量を調整自在
    とした請求項1記載の廃タイヤ・廃FRP等の分解装
    置。
  3. 【請求項3】 待機室の一部に吸引管を連通させた請求
    項1,2項記載の廃タイヤ・廃FRP等の分解処理装
    置。
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