JP3213134B2 - 加熱油化方法及びその装置 - Google Patents

加熱油化方法及びその装置

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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (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】本発明は塩化ビニル樹脂を含む混
合プラスチックを加熱分解して得られる油分を燃料油と
して回収するプラスチックの加熱油化方法及びその装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラスチックの使用の増加に伴
い、その使用済みプラスチックの処理が社会的にも問題
となり、各種処理方法が提案されるに至っている。その
中で、これら廃プラスチックを加熱分解して燃料油とし
て再資源化する技術は、再生品の商品価値が比較的高い
ことなどから特に注目されている。しかしながら、この
ような加熱分解により得られる油はガソリン質から重油
質までの多成分系混合物であり、そのままでは燃料とし
ての使用が現状では困難なため価値が低いものとなって
いた。
【0003】そこで、ゼオライトなどの気相接触分解用
触媒を用いて得られた油を改質する試み(特開昭63−
178195号公報、特開平02−29492号公報)
がなされているものの、この気相接触分解用触媒は塩化
水素ガスの存在により触媒性能が著しく劣化してしま
う。そのため、塩化ビニル樹脂を含む混合廃プラスチッ
クへの適用は困難となっている。
【0004】また、油化原料に供する廃プラスチックは
前処理としてできるだけ微粉化されているほうが、加熱
時の熱効率の面からも好ましい。しかしながら、従来の
前処理装置は図2に示すように、エキストルーダのホッ
パ101に混合廃プラスチックAを投入し、そのまま粉
砕等することなくヒータ103及びスクリュ5で加熱混
練するだけであり、さらにこの加熱混練された混合廃プ
ラスチックAはダイ107で成型されたのちカッティン
グナイフ109によってカッティングのみが行れるだけ
であった。そのため、カッティングされた混合廃プラス
チックAは所定の大きさを有する粘土状Dのものであ
り、加熱分解時の熱効率は非常に悪いものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方、塩化ビニル樹脂
は電線絶縁材、水道管など広く用いられ、全プラスチッ
ク中の6分の1を占めるといわれており、塩化ビニル樹
脂を含む混合廃プラスチックから、これを選別除去した
のちに加熱分解することは容易なことではない。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、塩化ビニル樹脂を含む混合プラスチック廃棄物から
高品質の燃料油を回収するプラスチックの加熱油化方法
及びその装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第1の発明は、供給される複数の種類のプラスチッ
クからなる被処理体に少なくとも水分を含有させかつ気
泡体とした後に加熱分解して油分を得ることを要旨とす
る。
【0008】また、本願第2の発明は、供給される複数
の種類のプラスチックからなる被処理体に少なくとも水
分を加え攪拌する攪拌手段と、この攪拌手段で攪拌され
る被処理体に気泡を混入し気泡体を生成する気泡体生成
手段と、この気泡体生成手段で生成された気泡体を冷却
破砕する破砕手段と、この破砕手段で得られた発泡破砕
体を加熱分解して油分を得る加熱分解手段とを有するこ
とを要旨とする。
【0009】
【作用】本願第1の発明の加熱油化方法は、複数の種類
のプラスチックからなる被処理体に少なくとも水分とア
ルカリのいずれかを含有させかつ気泡体とすることによ
り、その後の加熱分解による分解率が向上され油分、例
えば高品質の燃料油が回収される。
【0010】本願第2の発明の加熱油化装置は、まず複
数の種類のプラスチックからなる被処理体に水分とアル
カリのいずれか若しくはその両方を加えたものを攪拌手
段で攪拌する。この攪拌手段で攪拌される被処理体に気
泡体生成手段によって気泡を混入して被処理体の気泡体
を生成し、この気泡体を破砕手段で冷却破砕して発泡破
砕体を得る。この発泡破砕体を加熱分解することにより
分解効率が向上し、高品質の燃料油が回収される。
【0011】なお、本発明における水分とは単に水だけ
では無く、例えば氷、水蒸気、さらにはアルカリ溶液中
の水等を指すものである。さらに、気泡体とは、スポン
ジ等のように内部に多数の気泡(空孔)を有しているも
のであり、この気泡は好ましくは微細なものが良い。ま
た、その粘性は特に限定されるものではなく、例えば気
泡体を冷却破砕した発泡破砕体は多数の気泡を有してい
る微細な固形物である。また、気泡体は発泡剤による発
泡体でも良く、攪拌等に因るものであっても良く、その
気泡は、各気泡が個々に独立しているものであっても良
く、連通しているものであっても良い。
【0012】このように、プラスチックを一旦、気泡体
とすることにより脱塩化水素分解が促進され、かつ炭化
水素系重合物の分解率が向上することにより、高品質の
燃料油を回収しうる。
【0013】
【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。本発明は、塩化ビニル樹脂を含む混合廃プ
ラスチックの加熱油化方法について鋭意検討した結果、
成されたもので、加熱油化時にアルカリを添加すること
により塩化水素ガス等有害ガスの排出が抑制され、また
加圧することにより分子量分布を低分子化させ、塩化ビ
ニル樹脂を含む混合廃プラスチックから燃料油を効率良
く回収する可能性を見出だしたことによる。
【0014】すなわち、このとき油化原料に供する廃プ
ラスチックは前処理としてできるだけ微粉化されている
ほうが、加熱時の熱効率の面からも好ましいことが明ら
かになり、そのため前処理の際に廃プラスチックに発泡
剤、水を加え、これらと共に加熱混合練りを行ない、水
冷切断することにより廃プラスチックが微粉化された発
泡破砕体を得るようにしたものである。
【0015】また、プラスチックの発泡方法は、原料樹
脂を機械的に強制撹拌させる方法と、原料樹脂に発泡剤
を加えて発泡させる方法などがある。これらは発泡方法
により独立気泡型と連続気泡型のものができるが、好ま
しくは後者の連続気泡が望ましい。また発泡倍率として
は一般的に1〜80倍のものが断熱、防音、クッション
等に使用されているが、本発明の使用に際してはいずれ
のものも適用できる。
【0016】また、原料樹脂の含水発泡剤の製法として
は、一般のエキストルージョン法を使用することが望ま
しい。この装置は押出機で加熱混合練り後、ダイ(型)
から抽出してただちに水冷、切断しペレット化する方式
である。
【0017】混合廃プラスチック、発泡剤、水を混合す
るに際し、これらの他にアルカリを添加しても良い。た
だしこの場合、加熱混練工程は耐アルカリ材料で保護さ
れた装置を使用することが望ましい。
【0018】発泡剤としては、無毒、無臭、不燃性、腐
食性のないこと、低分子量で蒸発速度が大きく、気体の
状態で熱的、化学的に安定でプラスチック膜に対する拡
散速度が空気よりも小さいことが要求される。この発泡
剤には、溶剤型と分散型および無機発泡型等がある。
【0019】溶剤型では、例えば、ヘプタン、トルエン
等、また分散型では、アゾ化合物、N−ニトロソ化合
物、スルホニル−ヒドラジッド等さらに無機発泡型では
炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモ
ニウム、アジド化合物(例:CaN6 )、水素硼素ナト
リウム、軽金属(Mg,Al)等である。
【0020】次に、本発明を具体的に説明する。図1は
本発明に係る加熱油化処理の前処理を行うための前処理
装置の構成を示す図である。この図1に示す前処理装置
は加熱混練機、具体的にはエキストルーダを本体として
構成されるものである。
【0021】ホッパ兼ミキサ部1は、エキストルーダ本
体部の一側端の上部に設けられており、混合廃プラスチ
ックA及び発泡剤、水、アルカリBをエキストルーダ本
体部に投入するための開口部であると共に、内装される
ミキサによってこれらを粉砕し、混合するものである。
ヒータ3はエキストルーダ本体内に設けられるスクリュ
部5の周囲を囲繞するように配設され、このスクリュ部
5をスクリュ5aの回転によって混練されつつ移送され
る混合廃プラスチックA等を加熱するものである。ダイ
7は、スクリュ5aによって移送された混練物を、所定
の形状に成型するものであり、このエキストルーダ本体
部に連続して接続される水槽11での冷却を均一にし、
カッティングナイフ9によるカッティングをし易くする
ものである。水槽11はダイ7から吐出されるマシュマ
ロ状の気泡体を急冷するものである。カッティングナイ
フ9は、冷却された気泡体を細かくカッティングして微
粉化された発泡破砕体を生成するものである。
【0022】次に、この図1に示す前処理装置の作用を
説明する。まず、塩化ビニル樹脂20%を含む混合廃プ
ラスチックAと発泡剤、水、および/またはアルカリB
がホッパ兼ミキサ部1に投入され、粉砕混合される。粉
砕混合された混合廃プラスチックはエキストルーダ本体
部へ送られヒータ3で加熱される。加熱された混合廃プ
ラスチックはスクリュ5aで前方へ押し出されダイ7で
成型された後、水槽11で急冷される。急冷された廃プ
ラスチックはカッティングナイフ9で細かく切断され発
泡破砕体とされ、油化原料Cに最終的に成型される。
【0023】次に、実施例1について説明する。
【0024】まず、塩化ビニル樹脂20%を含む混合廃
プラスチック破砕粉100重量部に対し、アゾ化合物
(アゾビスホルムアミド)0.5重量部、水1.0重量
部を均一に混合した後、加熱混練機、すなわちエキスト
ルーダに供給する。このときエキストルーダ本体が、2
30℃に加熱されていることにより、塩化ビニル樹脂が
加熱分解されること無く、混合廃プラスチック破砕物が
溶融し流動化される。
【0025】このエキストルーダのダイ7のノズルより
吐出された発泡溶融樹脂を、ただちに水槽11で水冷
し、平均1μm径の発泡破砕体を生成する。この発泡破
砕体を廃プラスチック油化原料に供した結果、油化原料
として良好な油が得られた。
【0026】次に、実施例2について説明する。
【0027】塩化ビニル樹脂10%を含む混合廃プラス
チック破砕粉100重量部に対し、N−ニトロソ化合物
(N、N´ジメチル−N、N´ジニトロソテレフタルア
ミド)1.0重量部、水0.5重量部を均一に混合した
後、エキストルーダ(230℃)を通し、ノズルより吐
出された発泡溶融樹脂を、ただちに水冷し、平均1μm
径の発泡破砕体を生成した。これを廃プラスチック油化
原料に供した結果、油化原料として良好な油が得られ
た。
【0028】次に、実施例2について説明する。
【0029】塩化ビニル樹脂5%を含む混合廃プラスチ
ック破砕粉100重量部に対し、炭酸水素ナトリウムス
ホルムアミド0.3重量部、水2.0重量部を均一に混
合した後、エキストルーダ(230℃)を通し、ノズル
より吐出された発泡溶融樹脂を、ただちに水冷し、平均
1μm径の発泡破砕体を生成した。これを廃プラスチッ
ク油化原料に供した結果、油化原料として良好な油が得
られた。
【0030】次に比較例を挙げる。
【0031】塩化ビニル樹脂20%を含む混合廃プラス
チック破砕粉100重量部を均一に混合した後、エキス
トルーダ(230℃)を通し、ノズルより吐出された発
泡溶融樹脂を、ただちに水冷し、平均1μm径の発泡破
砕体を生成した。これを廃プラスチック油化原料に供し
た結果、油化原料としては多成分の油が生成され、燃料
油として期待される油が得られなかった。
【0032】尚、上記の実施例では発泡剤を使用した場
合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定される
こと無く、例えば窒素ガス等の気体を強制的にエキスト
ルーダ内に微細な泡沫状に噴出して樹脂を気泡体として
も良く、或いは樹脂を機械的に強制攪拌して気泡を混入
させるものであっても良い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、塩化ビニ
ル樹脂を含む混合プラスチック廃棄物から高品質の燃料
油を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加熱油化装置の一実施例の内部構
成を概略的に示す構成図である。
【図2】従来の装置の内部構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1 ホッパ兼ミキサ部 3 ヒータ 5 スクリュ部 5a スクリュ 7 ダイ 9 カッティングナイフ 11 水槽 A 混合廃プラスチック B 発泡剤、水、アルカリ C 油化原料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−96503(JP,A) 特開 昭56−55487(JP,A) 特開 平5−237467(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10G 1/10 B09B 3/00 ZAB B09B 3/00 C08J 11/06 ZAB

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給される複数の種類のプラスチックか
    らなる被処理体に少なくとも水分を含有させかつ気泡体
    とした後に加熱分解して油分を得ることを特徴とするプ
    ラスチックの加熱油化方法。
  2. 【請求項2】 供給される複数の種類のプラスチックか
    らなる被処理体に少なくとも水分を加え攪拌する攪拌手
    段と、 この攪拌手段で攪拌される被処理体に気泡を混入し気泡
    体を生成する気泡体生成手段と、 この気泡体生成手段で生成された気泡体を冷却破砕する
    破砕手段と、 この破砕手段で得られた発泡破砕体を加熱分解して油分
    を得る加熱分解手段とを有することを特徴とするプラス
    チックの加熱油化装置。
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