JP3492104B2 - Method and apparatus for liquefying plastic waste - Google Patents

Method and apparatus for liquefying plastic waste

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JP3492104B2
JP3492104B2 JP22654196A JP22654196A JP3492104B2 JP 3492104 B2 JP3492104 B2 JP 3492104B2 JP 22654196 A JP22654196 A JP 22654196A JP 22654196 A JP22654196 A JP 22654196A JP 3492104 B2 JP3492104 B2 JP 3492104B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超臨界域の水を反
応媒体とする反応によりプラスチック廃棄物を分解して
油化する方法及び装置に関する。更に詳しくは、発電ボ
イラー等の高圧スチームを利用して、前記反応によりプ
ラスチック廃棄物を分解して油化する方法及び装置に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for decomposing plastic waste into oil by a reaction using water in the supercritical range as a reaction medium. More specifically, the present invention relates to a method and an apparatus for decomposing plastic waste into oil by the above reaction using high-pressure steam such as a power generation boiler.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、各種プラスチック廃棄物は、その
ほとんどが埋立処分又は焼却処理に付されており、資源
として有効利用されていない。また、埋立処分では埋立
用地の確保の困難、埋立後の地盤の不安定化といった問
題が生じ、焼却処理では炉の損傷、有害ガスや悪臭の発
生といった問題が生じている。このため、容器包装廃棄
物法が平成7年に制定され、プラスチックの回収再利用
が義務づけられるようになった。これらの状況に合わせ
て、近年、プラスチック廃棄物を再資源化することが試
みられており、その1つとして、超臨界域の水(超臨界
水という)を反応媒体とする反応(超臨界水反応とい
う)により、プラスチック廃棄物を分解して油化し、有
用な油状物を回収する方法(超臨界水法という)が提案
されている(特表昭56−501205号、特開昭57
−4225号、特開平5−31000号、特開平6−2
79762号(公報参照))。
2. Description of the Related Art Conventionally, most of various plastic wastes are subjected to landfill disposal or incineration treatment and are not effectively used as resources. Further, landfill disposal causes problems such as difficulty in securing landfill site and destabilization of ground after landfill, and incineration causes problems such as damage to furnace and generation of harmful gas and odor. For this reason, the Containers and Packaging Waste Law was enacted in 1995, and it has become mandatory to collect and reuse plastic. In response to these circumstances, it has been attempted in recent years to recycle plastic waste, one of which is a reaction using supercritical water (called supercritical water) as a reaction medium (supercritical water). A method of decomposing plastic waste into oil and recovering a useful oily substance (referred to as supercritical water method) is proposed (Japanese Patent Publication No. 56-501205, JP-A-57).
-4225, JP-A-5-31000, JP-A-6-2
79762 (see publication)).

【0003】超臨界水または超臨界蒸気とは、温度が臨
界温度(374℃)以上で、圧力が臨界圧力(22.1
MPa)以上の状態にある水または蒸気のことである。
超臨界水は溶融状態のプラスチック油滴の中に浸透しや
すいので、超臨界水法では常圧下の熱分解に比べて反応
が高速であり、ガス生成及び残渣が少なく、高い油転換
率を実現することができる。
Supercritical water or supercritical steam has a temperature above the critical temperature (374 ° C.) and a pressure above the critical pressure (22.1 ° C.).
It is water or steam in a state of (MPa) or higher.
Since supercritical water easily penetrates into molten plastic oil droplets, the supercritical water method has a faster reaction than thermal decomposition under atmospheric pressure, produces less gas and less residues, and achieves a high oil conversion rate. can do.

【0004】しかし、超臨界水法によるプラスチック廃
棄物の処理は、技術が十分に確立していないのが現状で
あり、特に反応の高速化、廃棄物の大量処理、及び加熱
設備の問題点を克服し工業化することが急がれている。
すなわち、従来の超臨界水法によるプラスチック廃棄物
の処理では、小型セルを用いて400℃程度の温度でバ
ッチ処理を行っており、プラスチックの分解、油化に3
0分以上の長時間を要し、大量処理を行うことが困難で
あり、且つプラスチックの溶融、反応設備並びにそのた
めの加熱処理はプラスチック廃棄物処理の工業化を妨げ
るものであった。
However, the technology for the treatment of plastic wastes by the supercritical water method is currently not well established, and in particular, problems such as speeding up of reaction, large-scale treatment of wastes, and heating equipment have been considered. There is an urgent need to overcome and industrialize.
That is, in the conventional treatment of plastic waste by the supercritical water method, a small cell is used for batch treatment at a temperature of about 400 ° C.
It took a long time of 0 minutes or more, and it was difficult to perform a large amount of treatment, and the melting of plastics, the reaction equipment and the heat treatment therefor hindered the industrialization of plastic waste treatment.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、超臨界水法によるプラスチック
廃棄物の処理において、プラスチック廃棄物を高速で分
解、油化し、大量処理する方法を経済的に行う技術を提
供し、超臨界水法によるプラスチック廃棄物の処理の工
業化を図ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the processing of plastic waste by the supercritical water method, a method of decomposing and oilifying the plastic waste at a high speed and treating it in a large amount. The purpose of this invention is to provide a technology for economically performing the process and to industrialize the treatment of plastic waste by the supercritical water method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために、超臨界水反応によるプラスチック廃
棄物の分解、油化を高速で、大量に、連続して、経済的
に行うことのできる手段について検討を行った結果、ポ
リスチレンの場合は420℃以上で、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル等の場合は500℃以上
の温度で、超臨界水の条件下に反応を行った場合、例え
ば、2分以下という短時間でプラスチックが分解、油化
されることを見い出した。また、超臨界水法によりプラ
スチック廃棄物を処理する手段については、管式の連続
反応器を用いることにより大量に処理できることを見い
出し、さらに、超臨界水を得るために、発電ボイラー等
の高圧蒸気を、特に、臨界温度、圧力以上の蒸気を使用
し、また、反応生成物の持っている熱を利用してプラス
チック廃棄物を溶融すれば、経済的に有利であり、加え
て、得られた可燃性ガス及び油を燃料として利用するこ
とにより、使用した蒸気以上の蒸気を発生させることが
できることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention can decompose plastic waste by supercritical water reaction and oilize it at high speed, in large quantities, continuously, and economically. As a result of studying the means that can be carried out, the reaction was carried out under the conditions of supercritical water at a temperature of 420 ° C. or higher in the case of polystyrene and 500 ° C. or higher in the case of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride or the like. In this case, for example, it was found that the plastic was decomposed and oiled in a short time of 2 minutes or less. Regarding the means for treating plastic waste by the supercritical water method, we found that a large amount can be treated by using a tubular continuous reactor, and further, in order to obtain supercritical water, high pressure steam such as a power generation boiler is used. In particular, it is economically advantageous to use a vapor having a critical temperature or pressure and to melt the plastic waste by utilizing the heat of the reaction product. By using combustible gas and oil as fuel, it has been found that steam more than the used steam can be generated, and the present invention has been completed.

【0007】即ち、本発明は、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンの少なくとも一
種を含む熱可塑性プラスチック廃棄物を原料にして、プ
ラスチックを融解した後、該融解プラスチックにボイラ
ーから供給された臨界温度以上の蒸気を添加して、超臨
界域の水を反応媒体として温度400〜600℃、圧力
22.1〜50MPa、反応時間10分以下でプラスチ
ックの分解反応を行い、反応生成物から油又は油と可燃
性ガスの混合物を回収するプラスチック廃棄物の油化方
法及びその装置、さらには、プラスチック廃棄物の油化
により得られた油又は油と可燃性ガスを上記ボイラーの
燃料に使用するプラスチック廃棄物の油化方法及びその
装置を提供するものである。
That is, the present invention uses a thermoplastic waste containing at least one of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, and polystyrene as a raw material, melts the plastic, and then supplies the molten plastic with a critical temperature supplied from a boiler. The above steam is added, and the decomposition reaction of the plastic is performed at a temperature of 400 to 600 ° C., a pressure of 22.1 to 50 MPa, and a reaction time of 10 minutes or less using water in the supercritical region as a reaction medium, and the reaction product is converted into oil or oil. Oil recovery method and apparatus for recovering a mixture of methane and flammable gas, and further oil waste obtained by oilification of plastic waste or plastic waste using oil and flammable gas as fuel for the boiler The present invention provides a method for liquefying a product and an apparatus therefor.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明で処理できるプラスチックの種類は、主として熱
可塑性樹脂であり、部分的に硬化された樹脂も含み、単
一の種類であっても、混合物であっても、アロイのよう
な複合材料であってもよい。熱可塑性樹脂としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ−4−メチルペンテ
ン−1、アイオノマー、ポリスチレン、AS樹脂、AB
S樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、メタク
リル樹脂、ポリビニルアルコール、EVA、セルロース
系プラスチック等が挙げられる。好ましくは、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル
のような汎用プラスチックを少なくとも1種類含むプラ
スチック廃棄物である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
The types of plastics that can be treated by the present invention are primarily thermoplastics, including partially cured resins, whether single types, mixtures or composite materials such as alloys. May be. As the thermoplastic resin, polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene-1, ionomer, polystyrene, AS resin, AB
Examples thereof include S resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, methacrylic resin, polyvinyl alcohol, EVA, and cellulosic plastics. Preferably, it is a plastic waste containing at least one general-purpose plastic such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, or polyvinyl chloride.

【0009】プラスチック廃棄物は、必要に応じ粉砕、
分離分別等の前処理を行った後、加熱溶融される。熱溶
融時に、塩化水素のようなガスが発生する場合はガスを
分離除去し、洗浄して回収したり、中和したりすること
ができる。プラスチック廃棄物はフィーダ等を用いて竪
型又は横型の溶融槽に供給してもよい。プラスチック廃
棄物の溶融は200〜400℃、好ましくは250〜3
50℃で行われる。加熱溶融は、溶融槽で行われ、プラ
スチック単独で溶融されてもよいし、加熱水中に分散状
態で溶融されてもよいし、反応で得られた油に溶解され
た状態でもよいし、油に溶解されたものが加熱水中に分
散された状態でもよい。
Plastic waste may be crushed, if necessary,
After pretreatment such as separation and fractionation, it is heated and melted. When a gas such as hydrogen chloride is generated during heat melting, the gas can be separated and removed, washed and recovered, or neutralized. The plastic waste may be supplied to a vertical or horizontal melting tank using a feeder or the like. Melting of plastic waste is 200-400 ° C, preferably 250-3
It is carried out at 50 ° C. The heating and melting are performed in a melting tank, and may be melted by the plastic alone, may be melted in a dispersed state in heated water, or may be in a state of being dissolved in the oil obtained by the reaction, or in the oil. The dissolved product may be in a state of being dispersed in heated water.

【0010】プラスチック単独で溶融された場合、又
は、反応で得られた油に溶解された場合には、これら
は、溶融槽を出た後に水と混合されて、加熱水中に分散
されてもよい。溶融したプラスチック単独の搬送には、
1軸あるいは2軸のスクリューを備えた圧入装置を使用
することができる。ポリ塩化ビニルのような塩素含有プ
ラスチックは、加熱溶融及び反応の時点で塩化水素ガス
を発生したり、凝縮水の発生する状態では塩酸を生じ材
料の腐食が著しい。したがって、生じた塩化水素を気相
で分離除去することが望ましい。さらに、設備にハステ
ロイC、カーベイトのような耐酸材料を使用したものが
要求される。あるいは、溶融、反応時に、発生する酸性
物質に見合った量又はそれ以上の塩基性物質、例えばア
ンモニア、苛性ソーダ、炭酸ソーダ等を添加することも
できる。
When the plastics alone are melted or dissolved in the oil obtained in the reaction, they may be mixed with water after leaving the melting tank and dispersed in heated water. . For transporting molten plastic alone,
It is possible to use a press-fitting device equipped with a single or twin screw. Chlorine-containing plastics such as polyvinyl chloride generate hydrogen chloride gas at the time of heating and melting and reaction, or generate hydrochloric acid in the state of generating condensed water, resulting in significant material corrosion. Therefore, it is desirable to separate and remove the produced hydrogen chloride in the gas phase. Furthermore, equipment using an acid resistant material such as Hastelloy C or Carbate is required. Alternatively, during melting or reaction, an amount of a basic substance, such as ammonia, caustic soda, sodium carbonate, etc., which is commensurate with the generated acidic substance or more, can be added.

【0011】プラスチック廃棄物を得られた油に溶解す
る利点としては、プラスチック廃棄物の裁断等の前処理
が不要又は軽減され、溶解が容易で短時間に処理が可能
であり、得られた液は粘度が低減するために搬送が容易
である。また、プラスチック廃棄物中の、高融点樹脂、
熱硬化性樹脂、無機充填物、特にガラス、炭素等の短繊
維、長繊維又はウィスカー、あるいは混入した金属片等
の非溶融物を濾過手段、遠心分離手段等により溶融すべ
きプラスチックから容易に除去することができる。これ
らの油は当然、分解反応には何ら妨げにならない。
The advantage of dissolving the plastic waste in the obtained oil is that the pretreatment such as cutting of the plastic waste is unnecessary or reduced, the dissolution is easy and the treatment is possible in a short time, and the obtained liquid is obtained. Since it has a reduced viscosity, it is easy to transport. In addition, high melting point resin in plastic waste,
Easily remove non-melting materials such as thermosetting resins, inorganic fillers, especially glass, short fibers such as carbon, long fibers or whiskers, or mixed metal pieces from the plastic to be melted by filtration means, centrifugal separation means, etc. can do. These oils naturally do not interfere with the cracking reaction.

【0012】超臨界域の水を反応媒体とする反応の温度
は、400℃以上であり、好ましくは、500℃以上で
あり、反応温度の上限としては、工業的に大規模に得ら
れる蒸気の点から600℃程度である。反応温度は、プ
ラスチックの種類、処理時間により異なるが、例えば、
ポリスチレンの場合は420℃以上で、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の場合は500℃以
上で、反応を行った場合に、2分以下という短時間でプ
ラスチックが分解、油化される。反応圧力は、22.1
〜50MPa、好ましくは、23〜30MPaであり、
前記プラスチックの種類、処理時間により変える。
The temperature of the reaction using water in the supercritical region as a reaction medium is 400 ° C. or higher, preferably 500 ° C. or higher, and the upper limit of the reaction temperature is that of steam that is industrially obtained on a large scale. It is about 600 ° C from the point. The reaction temperature varies depending on the type of plastic and the processing time, but for example,
In the case of polystyrene, the temperature is 420 ° C or higher, polyethylene,
In the case of polypropylene, polyvinyl chloride, etc., the plastic is decomposed and liquefied at a temperature of 500 ° C. or higher and in a short time of 2 minutes or less when the reaction is performed. Reaction pressure is 22.1
˜50 MPa, preferably 23-30 MPa,
It depends on the type of plastic and processing time.

【0013】水の添加量は、プラスチック廃棄物/水の
重量比率があまりに低く、0.1以下では経済的に不利
であり、また1.0以上のように逆に高過ぎると未分解
物や高粘度のものが生ずるので、好ましくは、0.15
〜0.5の範囲である。処理時間(超臨界水との反応時
間)は、0.1〜10分、好ましくは2分以下である。
反応域に供給されるものは、前記の溶融プラスチック単
独でもよいし、高温水に分散されたものでもよいし、油
に溶解された状態でもよいし、油に溶解されたものが加
熱水中に分散された状態のものでもよい。分解条件は、
使用できる蒸気の温度、圧力、量、プラスチック廃棄物
の種類、量、処理すべき時間等により選択され、可燃性
ガス/油比率、油分の重質油/軽質油比率を幅広く変え
ることができる。
The amount of water added is such that the weight ratio of plastic waste / water is too low, and it is economically unfavorable if it is 0.1 or less. Since a highly viscous product is produced, it is preferably 0.15.
The range is from 0.5 to 0.5. The treatment time (reaction time with supercritical water) is 0.1 to 10 minutes, preferably 2 minutes or less.
What is supplied to the reaction zone may be the above-mentioned molten plastic alone, may be dispersed in high temperature water, may be dissolved in oil, or may be dissolved in oil and dispersed in heated water. It may be in the state of being crushed. The decomposition conditions are
It is selected according to the temperature, pressure and amount of steam that can be used, the type and amount of plastic waste, the time to be treated, etc., and the flammable gas / oil ratio and the heavy oil / light oil ratio of oil can be widely varied.

【0014】反応器としては管型、塔型、槽型、多段槽
型の種々のものが使用できる。反応操作は連続式又は半
回分式、あるいは、槽型切換のような準連続回分式で行
うことができる。反応器として管式の連続反応器を用い
ることにより、反応の高速化、大量処理、反応器の小型
化を図ることができる。反応器の材質としては、金属、
セラミック、カーベート、ガラス、またはこれらのライ
ニング処理したものが挙げられる。金属材料としては、
Ni、Cr、V、Mo等の特殊鋼、オーステナイト系ス
テンレス鋼等が挙げられる。
As the reactor, various types such as a tubular type, a tower type, a tank type and a multi-stage tank type can be used. The reaction operation can be performed in a continuous system, a semi-batch system, or a quasi-continuous batch system such as a tank type switching. By using a tubular continuous reactor as the reactor, it is possible to speed up the reaction, process a large amount, and downsize the reactor. The material of the reactor is metal,
Examples include ceramics, carbates, glass, and lining-treated products of these. As a metal material,
Examples include special steels such as Ni, Cr, V, and Mo, austenitic stainless steels, and the like.

【0015】上記分解処理により得られた可燃性ガス及
び油は、原料の種類、処理条件により異なるが、ポリス
チレンの場合は、可燃性ガス分は少なく、分解生成油が
殆どであり、ポリエチレン、ポリプロピレンの場合は1
5〜20%の炭化水素を主体とする可燃性ガスと残りの
分解生成油が生じる。これらのトータルの燃料としての
収率は90〜100%であり、いずれも、硫黄分や重金
属等を含まず、また、これらのトータルの燃焼熱は、重
油並の発熱量を示す。したがって、例えば、プラスチッ
ク廃棄物/水の重量比率が1/3で処理して燃料を得ら
れれば、プラスチック廃棄物1/3tと蒸気1tから燃
料約300kgが得られることになり、これは超臨界状
態の蒸気約3tの発生に要する燃料に相当する。
The flammable gas and oil obtained by the above decomposition treatment differ depending on the type of raw material and the processing conditions. In the case of polystyrene, the combustible gas content is small and most of the decomposition product oil is polyethylene, polypropylene. In case of 1
Combustible gas mainly composed of 5 to 20% of hydrocarbons and the remaining cracked oil are produced. The total yield of these fuels is 90 to 100%, and none of them contains sulfur and heavy metals, and the total combustion heat of these fuels shows a calorific value similar to that of heavy oil. Therefore, for example, if fuel is obtained by processing at a plastic waste / water weight ratio of 1/3, about 300 kg of fuel will be obtained from 1/3 t of plastic waste and 1 t of steam, which is a supercritical value. This corresponds to the fuel required to generate about 3 t of steam in the state.

【0016】使用する蒸気は、大型自家発電ボイラー、
電力事業用ボイラー等からのものが使用可能である。そ
れらの蒸気は、温度、圧力ともに、臨界点以上のもので
も、圧力は臨界圧力以下だが、温度は臨界温度以上に過
熱されており、溶融プラスチック又は溶融プラスチック
と水の混合物に添加されて、超臨界域の水を反応媒体と
してプラスチックの分解反応を行うことが可能な蒸気で
あれば使用できる。このような蒸気は、具体的には、温
度500℃以上、圧力8MPaのもの、温度570℃、
圧力17.4MPaのもの、更に高出力の電力事業用ボ
イラー用のものでは、温度542〜567℃、圧力2
5.1MPaのものがあり、特に、最近の火力発電用ボ
イラーの多くは臨界点以上のものであり、超臨界圧変圧
運転貫流ボイラーや超臨界圧複合循環式変圧運転貫流ボ
イラーからの超臨界状態のものが好ましく使用できる。
The steam used is a large-scale private power generation boiler,
It is possible to use the one from the boiler for the electric power business. Even if the temperature and pressure of these vapors are both above the critical point, the pressure is below the critical pressure, but the temperature is superheated above the critical temperature, and when added to the molten plastic or the mixture of molten plastic and water, Any vapor can be used as long as it can decompose plastics using water in the critical region as a reaction medium. Specifically, such steam has a temperature of 500 ° C. or higher, a pressure of 8 MPa, a temperature of 570 ° C.,
For a pressure of 17.4 MPa and a boiler for a higher power utility, a temperature of 542 to 567 ° C and a pressure of 2
5.1 MPa, especially most of the recent boilers for thermal power generation are above the critical point, and the supercritical state from the supercritical pressure transformer operation once-through boiler or the supercritical pressure combined circulation type transformer operation once-through boiler. What is preferable can be used.

【0017】したがって、本発明の装置は既存のボイラ
ーに付設して、又は、本装置とボイラーを同時に建設し
て使用することにより蒸気を経済的に利用し、得られた
油等の燃料を有効に利用することができる。なお、分解
反応後の反応マスは、高温であるので、溶融されたプラ
スチックの加熱のために使用され、さらに、プラスチッ
ク廃棄物の溶融に使用される。大型自家発電ボイラー、
電力事業用ボイター等では、蒸気発生量は数百t/hr
〜数千t/hrであり、一方、プラスチック廃棄物の処
理量は数百kg/hr〜数千kg/hrである。前述の
ように、プラスチック廃棄物/水の重量比率は実用的に
は、0.15〜0.5の範囲であるので、大型自家発電
ボイラー、電力事業用ボイラー等の設備としては、発電
向け蒸気量の少量の低下はあるが、プラスチック廃棄物
処理の重要性と、得られた燃料の有効利用の点から、プ
ラスチック廃棄物処理のために、蒸気を分け当てること
が可能である。
Therefore, the device of the present invention can be used economically by using steam by attaching it to an existing boiler or by constructing and using the device and the boiler at the same time, and effectively using the obtained fuel such as oil. Can be used for. Since the reaction mass after the decomposition reaction has a high temperature, it is used for heating the melted plastic and further used for melting the plastic waste. Large private power generation boiler,
In boilers for electric power business, the amount of steam generated is several hundred t / hr.
.About.several thousand t / hr, while the throughput of plastic waste is several hundred kg / hr to several thousand kg / hr. As mentioned above, since the plastic waste / water weight ratio is practically in the range of 0.15 to 0.5, it is suitable for large-scale private power generation boilers, power utility boilers, etc. as steam for power generation. Although there is a small reduction in the amount, it is possible to allocate steam for the plastic waste treatment in view of the importance of the plastic waste treatment and the effective utilization of the obtained fuel.

【0018】以下、本発明の方法及び装置の一例を図1
を用いて説明する。必要に応じて前処理を行ったプラス
チック廃棄物1は攪拌機(図示していない)を有する溶
融槽2に供給される。溶融槽2には、例えば、250℃
の高温、加圧の水が入っており、溶融プラスチックと水
は攪拌されて分散物3になる。溶融槽2は、内部にコイ
ル、蛇管等の熱交換パイプ4が設けられており、上記分
散物は、超臨界水によるプラスチック分解生成物が熱交
換パイプ4の中を流れることにより加熱される。溶融槽
2から排出されら分散物(溶融プラスチック)3は、必
要により予熱器5を経て加熱され、反応器6に供給され
る。一方、反応器6には、ボイラー7から高温の水蒸気
8が供給され、超臨界水による分解反応が起こり、反応
生成物9を生じる。
An example of the method and apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.
Will be explained. The plastic waste 1 which has been pretreated as necessary is supplied to a melting tank 2 having a stirrer (not shown). In the melting tank 2, for example, 250 ℃
Water containing high temperature and pressure, and the molten plastic and water are stirred to form the dispersion 3. The melting tank 2 is internally provided with a heat exchange pipe 4 such as a coil and a flexible pipe, and the dispersion is heated by a plastic decomposition product of supercritical water flowing in the heat exchange pipe 4. The dispersion (molten plastic) 3 discharged from the melting tank 2 is heated via a preheater 5 if necessary, and supplied to the reactor 6. On the other hand, high temperature steam 8 is supplied from the boiler 7 to the reactor 6, and a decomposition reaction by supercritical water occurs to generate a reaction product 9.

【0019】反応器6から排出された反応生成物9は予
熱器5により冷却され、溶融槽2に供給されプラスチッ
ク廃棄物1の溶融に使用され、更に必要ならば熱交換器
10により冷却されて、気液分離器11に供給されてガ
ス成分13と液成分に分離される。液成分はさらに分離
器12において油層14と水層15に分離される。水層
15はプラスチック廃棄物1の溶融に再利用される。油
層14は、そのままボイラー7の燃料としてもよいし、
分留して各種沸点成分に分けてもよい。ガス成分13は
ボイラー7の燃料によりことができ、塩化水素等を含む
場合には、除去するために後処理器16等を通過させて
もよい。別の方法として、反応生成物9は、溶融槽2に
供給してプラスチック廃棄物1の溶融に使用した後、フ
ラッシュ蒸留等により、高沸点残渣油と、ガス、低沸点
留分油、水との留分に分け、高沸点残渣油をプラスチッ
ク廃棄物1の溶解に、使用してもよい。得られたガス及
び油分は、燃料に使用した場合に、重油や石炭と比較し
て公害の原因となる硫黄分や重金属分が少なく、また、
燃焼時の発熱量も高い。また油分は、炭化水素系の溶剤
等にも使用することができる。
The reaction product 9 discharged from the reactor 6 is cooled by the preheater 5, supplied to the melting tank 2 and used for melting the plastic waste 1, and further cooled by the heat exchanger 10 if necessary. Is supplied to the gas-liquid separator 11 and separated into a gas component 13 and a liquid component. The liquid component is further separated in the separator 12 into an oil layer 14 and an aqueous layer 15. The water layer 15 is reused for melting the plastic waste 1. The oil layer 14 may be directly used as fuel for the boiler 7,
You may fractionate and divide into various boiling point components. The gas component 13 can be generated by the fuel of the boiler 7. When hydrogen gas or the like is contained, the gas component 13 may be passed through the aftertreatment device 16 or the like for removal. As another method, after the reaction product 9 is supplied to the melting tank 2 and used for melting the plastic waste 1, the high boiling residual oil, the gas, the low boiling fraction oil and the water are subjected to flash distillation or the like. The high-boiling point residual oil may be used for dissolving the plastic waste 1 by dividing it into the fractions. The obtained gas and oil, when used as a fuel, has less sulfur and heavy metals that cause pollution compared to heavy oil and coal, and
The calorific value during combustion is also high. Further, the oil component can be used as a hydrocarbon solvent and the like.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例1〜4 図1に示した装置を使用し、表1に示した組成のプラス
チック廃棄物1及び蒸気を使用して、溶融、分解を行っ
た。なお、実施例3で、溶解時に添加した油分はフラッ
シュ留出残分を集めて使用した。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Examples 1 to 4 Using the apparatus shown in FIG. 1, the plastic waste 1 having the composition shown in Table 1 and steam were used for melting and decomposition. In addition, as for the oil component added at the time of dissolution in Example 3, the flash distillation residue was collected and used.

【0021】結果を表1に示す。表1から分かるよう
に、超臨界水反応を行った場合、熱分解に比較して短時
間でプラスチック廃棄物を連続的に大量に溶融、分解す
ることが可能であり、燃料ガス及び油を高収率で得るこ
とができた。得られた燃料ガス及び油の量は、熱量に換
算して、分散に使用した蒸気の熱量以上のものであっ
た。また、原料プラスチック廃棄物を回収した油に溶解
することにより、原料の細断等の前処理が緩和され、溶
解時間が短縮され、また、原料中の異物及び無機充填剤
の除去が容易となり、装置の長時間連続運転が可能にな
った。
The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, when the supercritical water reaction is performed, it is possible to continuously melt and decompose a large amount of plastic waste in a short time as compared with thermal decomposition, and to increase the fuel gas and oil. The yield could be obtained. The amounts of fuel gas and oil obtained were, in terms of heat quantity, at least the heat quantity of steam used for dispersion. Further, by dissolving the raw material plastic waste in the recovered oil, the pretreatment such as shredding of the raw material is alleviated, the dissolution time is shortened, and the foreign matter and the inorganic filler in the raw material are easily removed, The equipment can be operated continuously for a long time.

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【発明の効果】プラスチック廃棄物を分解、油化し、得
られた燃料をボイラーに再利用することが可能となり、
プラスチック廃棄物を大量に、高速で且つ経済的に処理
する技術が得られた。
EFFECTS OF THE INVENTION It becomes possible to decompose plastic waste, turn it into oil, and reuse the obtained fuel in a boiler.
A technique for processing a large amount of plastic waste at a high speed and economically has been obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法及び装置の一例を示すシステムフ
ロー図である。
FIG. 1 is a system flow diagram illustrating an example of the method and apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラスチック廃棄物 2 溶融槽 3 溶融プラスチック 4 熱交換パイプ 5 予熱器 6 反応器 7 ボイラー 8 水蒸気 9 反応生成物 10 熱交換器 11 気液分離器 12 分離器 13 ガス成分 14 油層 15 水層 16 後処理器 1 plastic waste 2 melting tank 3 molten plastic 4 heat exchange pipes 5 Preheater 6 reactor 7 boiler 8 water vapor 9 Reaction products 10 heat exchanger 11 gas-liquid separator 12 separator 13 gas components 14 oil layer 15 water layer 16 Post-processor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−184555(JP,A) 特表 平9−501458(JP,A) 国際公開94/022979(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10G 1/10 C08J 11/14 - 11/28 B09B 3/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-184555 (JP, A) JP-A-9-501458 (JP, A) International Publication 94/022979 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C10G 1/10 C08J 11/14-11/28 B09B 3/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 熱可塑性プラスチック廃棄物を原料にし
て、プラスチックを融解した後、該融解プラスチックに
ボイラーから供給された臨界温度、圧力以上の蒸気を添
加して、超臨界域の水を反応媒体として温度400〜6
00℃、圧力2.1〜50MPa、反応時間10分以下
でプラスチックの分解反応を行い、反応生成物から油又
は油と可燃性ガスの混合物を回収するプラスチック廃棄
物の油化方法。
1. Thermoplastic waste is used as a raw material to melt plastic, and then steam having a critical temperature or pressure supplied from a boiler is added to the melted plastic to add water in a supercritical region as a reaction medium. As a temperature of 400-6
An oilification method for plastic waste, comprising decomposing a plastic at 00 ° C, a pressure of 2.1 to 50 MPa, and a reaction time of 10 minutes or less to recover oil or a mixture of oil and a flammable gas from a reaction product.
【請求項2】 熱可塑性プラスチックがポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンの少な
くとも一種を含む請求項1に記載のプラスチック廃棄物
の油化方法。
2. The thermoplastic is polyethylene,
The method for oilizing plastic waste according to claim 1, comprising at least one of polypropylene, polyvinyl chloride, and polystyrene.
【請求項3】 分解反応が500〜600℃、22.1
〜40MPaの超臨界域の水を反応媒体として行われる
請求項1又は2に記載のプラスチック廃棄物の油化方
法。
3. A decomposition reaction at 500 to 600 ° C., 22.1
The method for liquefying plastic waste according to claim 1 or 2, wherein water in a supercritical region of -40 MPa is used as a reaction medium.
【請求項4】 分解反応時間が2分以下である請求項
1、2又は3記載のプラスチック廃棄物の油化方法。
4. The method for liquefying plastic waste according to claim 1, 2 or 3, wherein the decomposition reaction time is 2 minutes or less.
【請求項5】 添加する蒸気が超臨界点以上の蒸気であ
る請求項1〜4のいずれかに記載のプラスチック廃棄物
の油化方法。
5. The method for liquefying plastic waste according to claim 1, wherein the added steam is steam having a supercritical point or higher.
【請求項6】 ボイラーが火力発電ボイラーである請求
項1〜5のいずれかに記載のプラスチック廃棄物の油化
方法。
6. The method for liquefying plastic waste according to claim 1, wherein the boiler is a thermal power generation boiler.
【請求項7】 反応生成物と熱交換して原料プラスチッ
ク廃棄物を溶融する請求項1〜6のいずれかに記載のプ
ラスチック廃棄物の油化方法。
7. The method for liquefying plastic waste according to claim 1, wherein the raw plastic waste is melted by exchanging heat with the reaction product.
【請求項8】 原料プラスチック廃棄物を、プラスチッ
ク廃棄物の油化により得られた油を加えて溶融する請求
項1〜7のいずれかに記載のプラスチック廃棄物の油化
方法。
8. The method of oilizing plastic waste according to claim 1, wherein the raw plastic waste is melted by adding oil obtained by oilification of the plastic waste.
【請求項9】 溶融したプラスチックに、水を加えて水
とプラスチックの混合分散物にして予熱した後、蒸気を
添加する請求項1〜8のいずれかに記載のプラスチック
廃棄物の油化方法。
9. The method for oiling plastic waste according to claim 1, wherein water is added to the molten plastic to prepare a mixed dispersion of water and the plastic, which is preheated and then steam is added.
【請求項10】 プラスチック廃棄物の油化により得ら
れた油又は油と可燃性ガスを前記ボイラーの燃料に使用
する請求項1〜9のいずれかに記載のプラスチック廃棄
物の油化方法。
10. The method for oilizing plastic waste according to claim 1, wherein oil or oil and combustible gas obtained by oiling plastic waste is used as fuel for the boiler.
【請求項11】 攪拌機及び熱交換パイプを備えた溶融
槽、反応器、分離器から成る油化装置を、火力発電ボイ
ラーに付設して成り、熱可塑性プラスチック廃棄物を原
料にして、プラスチックを溶融槽で融解した後、反応器
に供給し、同時に反応器に火力発電ボイラーから供給さ
れた臨界温度、圧力以上の蒸気を添加して、超臨界域の
水を反応媒体としてプラスチックの分解反応を行い、反
応生成物を得た後、反応生成物を溶融槽の熱交換パイプ
に導き、その熱により原料プラスチック廃棄物を溶融し
た後、分離器により水と油に又は水と油と可燃性ガスに
分離し、回収し、得られた油又は油と可燃性ガスをボイ
ラー燃料に使用するプラスチック廃棄物の油化装置。
11. Melting with an agitator and a heat exchange pipe
An oil liquefier consisting of a tank, a reactor, and a separator is installed in a thermal power generation boiler.
Attached to the rack and is used as a source of thermoplastic waste.
After melting the plastic in the melting tank as a raw material,
To the reactor and at the same time to the reactor from the thermal power boiler.
Of steam above the critical temperature and pressure
Using water as a reaction medium
After obtaining the reaction product, the reaction product is mixed with the heat exchange pipe in the melting tank.
And melt the raw plastic waste by the heat
The water and oil or water and oil and flammable gas with a separator.
Separate and collect the obtained oil or oil and flammable gas
Liquefaction equipment for plastic waste used for fuel.
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