JP3461134B2 - 混合廃プラスチックの熱分解装置 - Google Patents
混合廃プラスチックの熱分解装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＥＴを含む混合
廃プラスチックを原料として燃料油を回収するケミカル
リサイクルの分野で用いられる混合廃プラスチックの熱
分解装置に関するものである。
廃プラスチックを原料として燃料油を回収するケミカル
リサイクルの分野で用いられる混合廃プラスチックの熱
分解装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＥ（ポリエチレン）等の一般廃プラス
チックを熱分解して燃料油を回収する試みは従来からな
されているが、近年におけるＰＥＴボトルの普及に伴
い、市場から回収される廃プラスチック中には多量のＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が含まれている場
合が多い。ところがＰＥＴを含む混合廃プラスチックを
熱分解すると、ＰＥＴ樹脂由来の昇華性物質による配管
閉塞などの問題が生ずるため、長期的に連続運転可能な
ケミカルリサイクルプロセスは未だ確立されていない。
そこで本発明者等は、これらの昇華性物質を水蒸気と接
触させながら熱分解する工程と、熱分解油を軽質燃料油
へ変換する接触分解工程とを組み合わせた２段階プロセ
スを先に開発した。
チックを熱分解して燃料油を回収する試みは従来からな
されているが、近年におけるＰＥＴボトルの普及に伴
い、市場から回収される廃プラスチック中には多量のＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が含まれている場
合が多い。ところがＰＥＴを含む混合廃プラスチックを
熱分解すると、ＰＥＴ樹脂由来の昇華性物質による配管
閉塞などの問題が生ずるため、長期的に連続運転可能な
ケミカルリサイクルプロセスは未だ確立されていない。
そこで本発明者等は、これらの昇華性物質を水蒸気と接
触させながら熱分解する工程と、熱分解油を軽質燃料油
へ変換する接触分解工程とを組み合わせた２段階プロセ
スを先に開発した。
【０００３】この熱分解工程では、水蒸気との接触効率
を高めるために、図３に示したような攪拌型反応器１を
熱分解装置として用いた。この攪拌型反応器１は、直径
が１０〜５０ｍｍ程度のボール状の充填物２が充填され
た充填槽３の内部にらせん状の攪拌翼４を設けたもの
で、上端から混合廃プラスチックと過熱水蒸気とを供給
し、４００〜５００℃の温度で充填物２とともに攪拌し
ながら、徐々に溶融・予備分解・加水分解等を行わせる
ものである。そして熱分解ガスは下部の熱分解ガス取り
出し口５から取り出され、後段の接触分解工程へ送られ
る。
を高めるために、図３に示したような攪拌型反応器１を
熱分解装置として用いた。この攪拌型反応器１は、直径
が１０〜５０ｍｍ程度のボール状の充填物２が充填され
た充填槽３の内部にらせん状の攪拌翼４を設けたもの
で、上端から混合廃プラスチックと過熱水蒸気とを供給
し、４００〜５００℃の温度で充填物２とともに攪拌し
ながら、徐々に溶融・予備分解・加水分解等を行わせる
ものである。そして熱分解ガスは下部の熱分解ガス取り
出し口５から取り出され、後段の接触分解工程へ送られ
る。
【０００４】ところが上記の反応条件においては、混合
廃プラスチック中のＰＥＴは５〜１０分程度で熱分解が
完了するものの、ＰＥは３０〜６０分程度の熱分解時間
を要する。このため、ＰＥＴに合わせて攪拌型反応器１
を設計するとＰＥは分解不十分な液状のまま排出される
こととなる。一方、ＰＥに合わせて攪拌型反応器１を設
計すると攪拌型反応器１の高さＨを非常に長尺化しなけ
ればならないという実設備設計上の問題があった。
廃プラスチック中のＰＥＴは５〜１０分程度で熱分解が
完了するものの、ＰＥは３０〜６０分程度の熱分解時間
を要する。このため、ＰＥＴに合わせて攪拌型反応器１
を設計するとＰＥは分解不十分な液状のまま排出される
こととなる。一方、ＰＥに合わせて攪拌型反応器１を設
計すると攪拌型反応器１の高さＨを非常に長尺化しなけ
ればならないという実設備設計上の問題があった。
【０００５】またこれとは別に、図４に示したようなタ
ンク型反応器６も検討された。これは炉体７の内部に混
合廃プラスチックと水蒸気とを供給し、攪拌翼８により
溶融プラスチックを攪拌しつつ加熱し、熱分解する装置
である。しかしこのタンク型反応器６は、混合廃プラス
チックと水蒸気との接触面積が小さいため、長時間にわ
たり溶融プラスチックを加熱していると、図示のように
炉体７の底部にＰＥＴ由来の成分が炭化物９となって付
着してくるため、メンテナンスに手数を要するという実
設備設計上の問題があった。
ンク型反応器６も検討された。これは炉体７の内部に混
合廃プラスチックと水蒸気とを供給し、攪拌翼８により
溶融プラスチックを攪拌しつつ加熱し、熱分解する装置
である。しかしこのタンク型反応器６は、混合廃プラス
チックと水蒸気との接触面積が小さいため、長時間にわ
たり溶融プラスチックを加熱していると、図示のように
炉体７の底部にＰＥＴ由来の成分が炭化物９となって付
着してくるため、メンテナンスに手数を要するという実
設備設計上の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、ＰＥＴを含む混合廃プラスチックを
効率よく熱分解することができる、小型で取り扱いの簡
単な熱分解装置を提供するためになされたものである。
の問題点を解決し、ＰＥＴを含む混合廃プラスチックを
効率よく熱分解することができる、小型で取り扱いの簡
単な熱分解装置を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、ＰＥ等の一般プラスチックにＰ
ＥＴを含む混合廃プラスチックの熱分解装置であって、
攪拌翼により充填物とともに混合廃プラスチックを攪拌
しながら水蒸気と接触させ、ＰＥＴを加水分解し熱分解
ガスを生成するとともに、ＰＥ等の一般プラスチックを
溶融・予備分解する攪拌型反応器の下方に、その攪拌型
反応器から滴下したＰＥ等の一般プラスチックの溶融プ
ラスチックを熱分解し熱分解ガスを生成するタンク型反
応器を設置したことを特徴とするものである。攪拌型反
応器とタンク型反応器との間に、その攪拌型反応器とタ
ンク型反応器のそれぞれで生成した熱分解ガス取り出し
口が設けられる。
めになされた本発明は、ＰＥ等の一般プラスチックにＰ
ＥＴを含む混合廃プラスチックの熱分解装置であって、
攪拌翼により充填物とともに混合廃プラスチックを攪拌
しながら水蒸気と接触させ、ＰＥＴを加水分解し熱分解
ガスを生成するとともに、ＰＥ等の一般プラスチックを
溶融・予備分解する攪拌型反応器の下方に、その攪拌型
反応器から滴下したＰＥ等の一般プラスチックの溶融プ
ラスチックを熱分解し熱分解ガスを生成するタンク型反
応器を設置したことを特徴とするものである。攪拌型反
応器とタンク型反応器との間に、その攪拌型反応器とタ
ンク型反応器のそれぞれで生成した熱分解ガス取り出し
口が設けられる。
【０００８】本発明によれば、攪拌型反応器において混
合廃プラスチックを充填物とともに攪拌し、水蒸気と接
触させる。この構造により水蒸気との接触効率を高くで
き、混合廃プラスチック中のＰＥ等の一般プラスチック
の溶融・予備分解と、ＰＥＴの加水分解を行う。ＰＥＴ
の加水分解により得られた熱分解ガスは攪拌型反応器の
下方の熱分解ガス取り出し口から取り出される。またＰ
Ｅ等の一般プラスチックは、分解不十分なまま溶融プラ
スチックとなって下方のタンク型反応器に滴下し、熱分
解されて熱分解ガス取り出し口から取り出される。
合廃プラスチックを充填物とともに攪拌し、水蒸気と接
触させる。この構造により水蒸気との接触効率を高くで
き、混合廃プラスチック中のＰＥ等の一般プラスチック
の溶融・予備分解と、ＰＥＴの加水分解を行う。ＰＥＴ
の加水分解により得られた熱分解ガスは攪拌型反応器の
下方の熱分解ガス取り出し口から取り出される。またＰ
Ｅ等の一般プラスチックは、分解不十分なまま溶融プラ
スチックとなって下方のタンク型反応器に滴下し、熱分
解されて熱分解ガス取り出し口から取り出される。
【０００９】このため、攪拌型反応器はＰＥＴの加水分
解に適した高さとすればよく、装置を大型化させる必要
はない。またＰＥＴ由来の成分はタンク型反応器には入
らないため、タンク型反応器はＰＥ等の一般プラスチッ
クの熱分解のみを考慮して設計すればよく、この部分も
小型化することができるうえ、ＰＥＴ由来の成分による
炭化物の付着がないために、メンテナンスも容易であ
る。
解に適した高さとすればよく、装置を大型化させる必要
はない。またＰＥＴ由来の成分はタンク型反応器には入
らないため、タンク型反応器はＰＥ等の一般プラスチッ
クの熱分解のみを考慮して設計すればよく、この部分も
小型化することができるうえ、ＰＥＴ由来の成分による
炭化物の付着がないために、メンテナンスも容易であ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図１において、破線で囲んだ１０は外部加熱装
置であり、その内部に４００〜５００℃に加熱された攪
拌型反応器１１とタンク型反応器１２とが設置されてい
る。攪拌型反応器１１には直径が１０〜５０ｍｍ程度の
ガラスビーズやアルミナ、ＳｉＣ等のボール状の充填物
１３が充填され、その内部に攪拌翼１４、１５を設けた
ものである。この実施形態では上部の攪拌翼１４をプロ
ペラ翼、下部の攪拌翼１５をアンカー翼としたが、全部
を図３に示すようならせん状の羽根としてもよい。
を示す。図１において、破線で囲んだ１０は外部加熱装
置であり、その内部に４００〜５００℃に加熱された攪
拌型反応器１１とタンク型反応器１２とが設置されてい
る。攪拌型反応器１１には直径が１０〜５０ｍｍ程度の
ガラスビーズやアルミナ、ＳｉＣ等のボール状の充填物
１３が充填され、その内部に攪拌翼１４、１５を設けた
ものである。この実施形態では上部の攪拌翼１４をプロ
ペラ翼、下部の攪拌翼１５をアンカー翼としたが、全部
を図３に示すようならせん状の羽根としてもよい。
【００１１】この攪拌型反応器１１の上端から、ＰＥＴ
を含む混合廃プラスチックが供給される。市場から回収
される廃プラスチック中には、質量比で５〜１０％程度
のＰＥＴが含まれているのが普通である。また攪拌型反
応器１１の上端からは、過熱水蒸気が供給される。過熱
水蒸気は図示のように、外部のスチーム発生部１６によ
り発生させた水蒸気を外部加熱装置１０内のスチーム予
熱部１７で加熱することにより供給される。攪拌型反応
器１１の高さは、ＰＥＴの加水分解に適した高さに設定
される。なお充填物１３を攪拌しない場合には、充填物
１３の上部に溶融プラスチックが堆積したが、充填物１
３を攪拌翼１４、１５により攪拌することにより溶融プ
ラスチックが均一に分散され、効率よく伝熱することが
でき処理量を増大させることができる。
を含む混合廃プラスチックが供給される。市場から回収
される廃プラスチック中には、質量比で５〜１０％程度
のＰＥＴが含まれているのが普通である。また攪拌型反
応器１１の上端からは、過熱水蒸気が供給される。過熱
水蒸気は図示のように、外部のスチーム発生部１６によ
り発生させた水蒸気を外部加熱装置１０内のスチーム予
熱部１７で加熱することにより供給される。攪拌型反応
器１１の高さは、ＰＥＴの加水分解に適した高さに設定
される。なお充填物１３を攪拌しない場合には、充填物
１３の上部に溶融プラスチックが堆積したが、充填物１
３を攪拌翼１４、１５により攪拌することにより溶融プ
ラスチックが均一に分散され、効率よく伝熱することが
でき処理量を増大させることができる。
【００１２】タンク型反応器１２はこの攪拌型反応器１
１の下方に設置されている。混合廃プラスチック中のＰ
ＥＴは攪拌型反応器１１を通過する間に加水分解され、
攪拌型反応器１１とタンク型反応器１２との間の熱分解
ガス取り出し口１８から取り出される。しかし混合廃プ
ラスチック中のＰＥ等の一般プラスチックは、攪拌型反
応器１１内で溶融及び予備分解されるのみで、分解不十
分なまま溶融プラスチックとなって下方のタンク型反応
器１２に滴下する。
１の下方に設置されている。混合廃プラスチック中のＰ
ＥＴは攪拌型反応器１１を通過する間に加水分解され、
攪拌型反応器１１とタンク型反応器１２との間の熱分解
ガス取り出し口１８から取り出される。しかし混合廃プ
ラスチック中のＰＥ等の一般プラスチックは、攪拌型反
応器１１内で溶融及び予備分解されるのみで、分解不十
分なまま溶融プラスチックとなって下方のタンク型反応
器１２に滴下する。
【００１３】この溶融プラスチックはタンク型反応器１
２の内部で加熱されることにより熱分解され、熱分解ガ
スとなって熱分解ガス取り出し口１８から取り出され
る。このタンク型反応器１２の内部にはＰＥＴ由来の成
分は入らず、しかもＰＥ等も攪拌型反応器１１内で溶融
及び予備分解された状態でタンク型反応器１２の内部に
入るため、小型化することができる。このため溶融プラ
スチックの滞留時間は短くて済むうえ、ＰＥＴ由来の成
分が入らないために、図４に示したような炭化物の付着
がなく、メンテナンスも容易である。
２の内部で加熱されることにより熱分解され、熱分解ガ
スとなって熱分解ガス取り出し口１８から取り出され
る。このタンク型反応器１２の内部にはＰＥＴ由来の成
分は入らず、しかもＰＥ等も攪拌型反応器１１内で溶融
及び予備分解された状態でタンク型反応器１２の内部に
入るため、小型化することができる。このため溶融プラ
スチックの滞留時間は短くて済むうえ、ＰＥＴ由来の成
分が入らないために、図４に示したような炭化物の付着
がなく、メンテナンスも容易である。
【００１４】なお、熱分解ガス取り出し口１８から取り
出された熱分解ガスは、接触分解反応器１９に導かれて
接触分解される。この接触分解反応器１９では鉄系触媒
を用いて配管閉塞の原因となる昇華性物質を分解し、得
られた重質成分をさらにゼオライト系（Ｎｉ／ＲＥＹ）
触媒により軽質燃料油に接触分解する。接触分解生成物
は生成物回収部２０で回収される。
出された熱分解ガスは、接触分解反応器１９に導かれて
接触分解される。この接触分解反応器１９では鉄系触媒
を用いて配管閉塞の原因となる昇華性物質を分解し、得
られた重質成分をさらにゼオライト系（Ｎｉ／ＲＥＹ）
触媒により軽質燃料油に接触分解する。接触分解生成物
は生成物回収部２０で回収される。
【００１５】図２は得られた接触分解生成物の炭素数分
布を示すグラフである。このグラフに示されるように、
接触分解生成物はガソリン成分から重質成分まで幅広い
分布を持つが、炭素数が７〜１０にピークを持ち、市販
の灯油に類似していることから、燃料油として利用でき
ることが分かった。
布を示すグラフである。このグラフに示されるように、
接触分解生成物はガソリン成分から重質成分まで幅広い
分布を持つが、炭素数が７〜１０にピークを持ち、市販
の灯油に類似していることから、燃料油として利用でき
ることが分かった。
【００１６】以上に説明した実施形態では、外部加熱装
置１０の内部に攪拌型反応器１１とタンク型反応器１２
とを収納したが、攪拌型反応器１１とタンク型反応器１
２とにそれぞれ加熱手段を設けてもよい。また、熱分解
ガス取り出し口１８から取り出された熱分解ガスの処理
方法は本発明の必須要件ではなく、一例を示したものに
過ぎない。
置１０の内部に攪拌型反応器１１とタンク型反応器１２
とを収納したが、攪拌型反応器１１とタンク型反応器１
２とにそれぞれ加熱手段を設けてもよい。また、熱分解
ガス取り出し口１８から取り出された熱分解ガスの処理
方法は本発明の必須要件ではなく、一例を示したものに
過ぎない。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の混合廃
プラスチックの熱分解装置によれば、装置を大型化する
ことなくＰＥＴを含む混合廃プラスチックを熱分解する
ことができる。また炭化物の付着がないので装置のメン
テナンスも容易である。
プラスチックの熱分解装置によれば、装置を大型化する
ことなくＰＥＴを含む混合廃プラスチックを熱分解する
ことができる。また炭化物の付着がないので装置のメン
テナンスも容易である。
【図１】本発明の実施形態を示す概略的な断面図であ
る。
る。
【図２】接触分解生成物の炭素数分布を示すグラフであ
る。
る。
【図３】従来の攪拌型反応器の断面図である。
【図４】従来のタンク型反応器の断面図である。
１ 攪拌型反応器、２ 充填物、３ 充填槽、４ 攪拌
翼、５ 熱分解ガス取り出し口、６ タンク型反応器、
７ 炉体、８ 攪拌翼、９ 炭化物、１０ 外部加熱装
置、１１ 攪拌型反応器、１２ タンク型反応器、１３
充填物、１４上部の攪拌翼、１５ 下部の攪拌翼、１
６ スチーム発生部、１７ スチーム予熱部、１８ 熱
分解ガス取り出し口、１９ 接触分解反応器、２０ 生
成物回収部
翼、５ 熱分解ガス取り出し口、６ タンク型反応器、
７ 炉体、８ 攪拌翼、９ 炭化物、１０ 外部加熱装
置、１１ 攪拌型反応器、１２ タンク型反応器、１３
充填物、１４上部の攪拌翼、１５ 下部の攪拌翼、１
６ スチーム発生部、１７ スチーム予熱部、１８ 熱
分解ガス取り出し口、１９ 接触分解反応器、２０ 生
成物回収部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 村上 収一
愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号
日本碍子株式会社内
(72)発明者 橋本 健治
京都府京田辺市田辺蕪木22の17
(72)発明者 増田 隆夫
京都府京都市北区紫竹東栗栖町49番地
ルミエール北山401号
(72)発明者 串野 達彦
岡山県倉敷市広江３−１−62−5452
(56)参考文献 特開 平10−95984（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−78072（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−130659（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−195451（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−286185（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−268354（ＪＰ，Ａ)
国際公開96／040839（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C10C 1/10
B09B 3/00
C08J 11/12
Claims (2)
- 【請求項１】 ＰＥ等の一般プラスチックにＰＥＴを含
む混合廃プラスチックの熱分解装置であって、攪拌翼に
より充填物とともに混合廃プラスチックを攪拌しながら
水蒸気と接触させ、ＰＥＴを加水分解し熱分解ガスを生
成するとともに、ＰＥ等の一般プラスチックを溶融・予
備分解する攪拌型反応器の下方に、その攪拌型反応器か
ら滴下したＰＥ等の一般プラスチックの溶融プラスチッ
クを熱分解し熱分解ガスを生成するタンク型反応器を設
置したことを特徴とする混合廃プラスチックの熱分解装
置。 - 【請求項２】 攪拌型反応器とタンク型反応器との間
に、その攪拌型反応器とタンク型反応器のそれぞれで生
成した熱分解ガスの取り出し口を設けた請求項１に記載
の混合廃プラスチックの熱分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00668899A JP3461134B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 混合廃プラスチックの熱分解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00668899A JP3461134B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 混合廃プラスチックの熱分解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000204376A JP2000204376A (ja) | 2000-07-25 |
| JP3461134B2 true JP3461134B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=11645306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00668899A Expired - Fee Related JP3461134B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 混合廃プラスチックの熱分解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461134B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005054082A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Works Ltd | プラスチックの分解・回収方法 |
| JP2018099635A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | 株式会社Ｇｂ総合知財経営事務所 | 有機廃棄物処理システム及び有機廃棄物処理方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07268354A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Fuji Risaikuru Kk | 廃プラスチックの熱分解方法及び装置 |
| JP3004871B2 (ja) * | 1994-04-18 | 2000-01-31 | 株式会社日立製作所 | 混合廃プラスチックの処理方法及び処理装置 |
| JP3170290B2 (ja) * | 1995-06-07 | 2001-05-28 | 日本碍子株式会社 | フタル酸系ポリエステルおよび／またはポリ塩化ビニルを含む廃プラスチックから軽質油を製造する方法 |
| JPH0978072A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-25 | Komatsu Ltd | 廃プラスチックの分解方法及びその装置 |
| JP3327786B2 (ja) * | 1996-09-20 | 2002-09-24 | 三菱重工業株式会社 | 廃プラスチックからの油回収方法 |
| JP2992486B2 (ja) * | 1996-10-31 | 1999-12-20 | 健 黒木 | 廃棄プラスチックの分解装置 |
| JPH10195451A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-28 | Takashi Tachibana | 廃プラスチックの溶融・熱分解方法、その溶融・熱分解 槽及び廃プラスチックの油化方法 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP00668899A patent/JP3461134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000204376A (ja) | 2000-07-25 |
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