JP3627031B2 - プラスチックの選別方法及び装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般及び産業廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチックを分離する方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般及び産業廃棄物中のプラスチック系廃棄物(廃プラスチック)は、その処理対策において以下の問題を有している。
(1)焼却等の熱処理を行った場合、塩素含有プラスチック(PVCやPVDC等)が熱分解して有毒な塩化水素ガスが発生する。
(2)還元剤として高炉に吹込む場合は、上記の塩化水素ガスによる腐食等の問題があるため、あらかじめ塩素含有プラスチック吹き込み許容率以下に精選する必要がある。
【0003】
プラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチックを分離する方法として、シンクフロート、液体サイクロン、湿式縦型分離装置、遠心分離装置による湿式分離方法や、乾式比重形状分離や風力選別、近赤外線の吸収を用いた方法による乾式分離方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、湿式分離装置の場合、媒体として液体との比重差を利用していることから、例えばポリスチレン(PS)を浮上分離する場合、比重1.2程度の重液を使用する必要がある。また、排水処理が不可欠となっている。廃プラスチックに含まれている紙類が残渣として排出されるため、多大に埋立処分されるなどの課題が発生している。
【0005】
一方、乾式比重分離においては、空気流による乾式比重形状分離や風力選別等の場合、プラスチックの厚さの厚いものは比重の大きなもののように振る舞い、厚さの薄いものは比重の小さなものと同様の挙動をする傾向があり、分離する際に比重差よりも形状差(厚さの差)による影響が強くなる場合があるために分離精度が上がらない問題がある。
【0006】
従って、この発明の目的は、上述の課題を解決し、一般及び産業廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチックを精度良く分離することができるプラスチックの選別方法及び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の方法の発明は、プラスチックを主体とする廃棄物を所定の厚さ別に分級し、各厚さ別に分級した前記廃棄物に対してそれぞれ比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離することに特徴を有するものである。
【0008】
請求項2記載の方法の発明は、前記分級を風力選別又は乾式比重形状選別によって実施し、前記比重選別を風力選別又は乾式比重形状選別によって実施することに特徴を有するものである。
【0009】
請求項3記載の方法の発明は、前記風力選別をジグザグ風力選別装置によって実施し、前記乾式比重形状選別をエアテーブル型乾式比重形状分離装置によって実施することに特徴を有するものである。
【0010】
請求項4記載の方法の発明は、前記分級を実施する前に、前記廃棄物の粒径を2〜15mmとすることに特徴を有するものである。
【0011】
請求項5記載の装置の発明は、プラスチックを主体とする廃棄物を所定の厚さ別に分級するための分級装置と、各厚さ別に分級された前記廃棄物に対して比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離するための比重選別装置とを備えることに特徴を有するものである。
【0012】
請求項6記載の装置の発明は、プラスチックを主体とする廃棄物を所定の粒径に破砕するための破砕装置と、破砕された前記廃棄物を所定の厚さ別に分級するための分級装置と、各厚さ別に分級された前記廃棄物に対して比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離するための比重選別装置とを備えることに特徴を有するものである。
【0013】
請求項7記載の装置の発明は、前記分級装置として風力選別装置又は乾式比重形状分離装置が用いられ、前記比重選別装置として風力選別装置又は乾式比重形状分離装置が用いられていることに特徴を有するものである。
【0014】
請求項8記載の装置の発明は、前記風力選別装置としてジグザグ風力選別装置が用いられ、前記乾式比重形状分離装置としてエアテーブル型乾式比重形状分離装置が用いられていることに特徴を有するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、一般廃棄物から塩素含有プラスチックを分離する、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0016】
図1は、この発明の実施の形態に係る工程図(フローシート)、図2は、ジグザグ風力選別装置を示す説明図、図3は、エアテーブル型乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。廃棄物中のプラスチックを選別するに当たり、金属類等は既に除去されているが、紙類等がプラスチックと共に混在している。プラスチックを主体とする廃棄物を破砕するために、破砕機1が設けられている。破砕機1の後工程には、分級装置としての風力選別装置(ジグザグ風力選別装置)2が設けられている。本実施の形態では、前記のように風力選別装置としてジグザグ風力選別装置を用いている。ジグザグ風力選別装置2の後工程には、比重選別装置としての乾式比重形状分離装置(エアーテーブル型乾式比重形状分離装置)31及び32が設けられている。本実施の形態では、前記のように乾式比重形状分離装置としてエアーテーブル型乾式比重形状分離装置を用いている。
【0017】
まず、破砕機1にプラスチックを主体とする廃棄物が導入され、ここで、廃棄物は2〜15mmに破砕される。破砕粒径が2mm未満では、プラスチック同士が融着してしまう。一方、15mmを超えると風力選別装置及び乾式比重形状分離装置の選別効率が低下する。よって、破砕粒径は2〜15mmが好ましい。
【0018】
図2に示すように、ジグザグ風力選別装置2は、ジグザグ管4とブロワ5とを備える。破砕機1により破砕された、プラスチックを主体とする廃棄物7は、ジグザグ管4の上部から投入される。投入された廃棄物7に働く力はブロワ5による上昇気流による浮力と、重力である。このとき厚さの薄いプラスチック9は浮力の影響が強いため上昇しサイクロン6を通り回収される。一方、厚さの厚いプラスチック8には浮力よりも重力の影響の方が強いため、ジグザグ管4の下部から回収される。このようにして、廃棄物7は厚いプラスチック8と、薄いプラスチック9とに分級される。本実施の形態では、分級装置として、風力選別装置を用いているが、該装置に代わり、乾式比重形状分離装置、例えば、図3に示すエアーテーブル型乾式比重形状分離装置を用いることもできる。
【0019】
ここで、一般廃棄物についてプラスチックの厚さ分布を調査した結果によると、その重量割合は、50μmの厚さをピークとするフィルム状のプラスチックと、1mm程度の厚さをピークとするプラスチックとの2つの厚さに分かれて、図4に示すような二山分布が構成されている場合が多い。この結果から、本実施の形態においては厚さ200μmを境として厚さ別に分級する。すなわち、廃棄物7は、200μm以下の厚さの薄ものプラスチック9と、200μm超えの厚さの厚ものプラスチック8とに分級される。
【0020】
なお、分級する境は前記の200μmに限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、本実施の形態では200μmを境に2段階に分級したが、3段階あるいはそれ以上に分級してもよい。
【0021】
次いで、分級した厚ものプラスチック8はエアテーブル型乾式比重形状分離装置31に、薄ものプラスチック9はエアテーブル型乾式比重形状分離装置32に、それぞれ導入される。図3に示すように、分離装置31、32の各々は、矢印15に示す振動方向にほぼ水平に振動自在のテーブル12と、テーブル12上に振動方向15とほぼ同方向に互いに平行に配設された複数のリッフル13と、テーブル12の下面から噴射する上昇空気流14とを備える。テーブル12は、振動方向15及び該振動方向と直交する水平方向に向けて傾斜して配置されている。テーブル面が振動方向15に振動し、上昇空気流14が噴射し、テーブル面による摩擦力の影響が大きい重量物(塩素含有プラスチック)101、102はテーブル面振動の運搬力によって重量物側(傾斜上方)から回収され、軽量物(塩素を含有しないプラスチック)111、112はテーブル面の振動による運搬力よりも空気流の影響を強く受けるためにテーブル面を滑落し軽量側(傾斜下方)から回収される。
【0022】
このように、プラスチックを厚ものと薄ものとに分級して各厚さ別にそれぞれ比重選別を実施するので、プラスチックの厚み差が小さく、重量差や形状差(厚さの差)による影響を受けにくいため、高い精度でプラスチック選別を実施することができる。本実施の形態では、比重選別装置として、乾式比重形状分離装置を用いているが、該装置に代えて、風力選別装置、例えば、図2に示すジグザグ風力選別装置を用いることもできる。
【0023】
また、比重選別には、湿式分離方法(シンクフロート、液体サイクロン、湿式縦型分離装置、遠心分離装置による方法)、及び、乾式分離方法(風力選別や乾式比重形状分離、近赤外線の吸収を用いた方法)等があるが、本発明においては、これらを適用することもできる。
【0024】
本実施の形態により選別された塩素を含有しないプラスチックは、製鉄用高炉吹込みやセメントキルン等の吹込み原燃料等として再利用(リサイクル)に供することができる。
【0025】
また、本実施の形態では、塩素含有プラスチックの分離を実施したが、本発明は、広くプラスチックの分離に適用することができ、プラスチックを種類別に選別することができる。例えば、塩素含有プラスチックが分離された後、塩素を含有しないプラスチックを更に比重選別することにより所望のプラスチック(例えば、PS)を分離することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、以下に示す有用な効果がもたらされる。
▲1▼ プラスチックを厚さ別に分級し、分級した厚さごとに比重選別を実施することにより、プラスチックの選別精度を向上することができる。分級の前に廃棄物を破砕することにより選別効率を向上することができる。
▲2▼ 分級によりプラスチックの厚さを揃えることによって、特に分離精度の良くないプラスチックフィルム等の薄いプラスチックにおいても高精度で比重選別を行うことができる。
▲3▼ 塩素含有プラスチックを分離することにより、塩素を含有していないプラスチックを製鉄用高炉吹込みやセメントキルン等の吹込み原燃料等として有効に再利用(リサイクル)することができる。
▲4▼ 塩素含有プラスチックの分離精度を向上することにより、塩素を含有しないプラスチックの再利用量を増加することができる。
▲5▼ 塩素含有プラスチックの分離のみならず、広くプラスチックの分離に適用することができ、プラスチックを高精度で種類別に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係る工程図である。
【図2】この発明の実施の形態に係るジグザグ風力選別装置を示す説明図である。
【図3】この発明の実施の形態に係るエアテーブル型乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。
【図4】一般廃棄物におけるプラスチックの厚み分布重量比を示すグラフである。
【符号の説明】
1 破砕機
2 ジグザグ風力選別装置
31、32 エアテーブル型乾式比重形状分離装置
4 ジグザグ管
5 ブロワ
6 サイクロン
7 プラスチックを主体とする廃棄物
8 厚ものプラスチック
9 薄ものプラスチック
101、102 重量物
111、112 軽量物
12 テーブル
13 リッフル
14 上昇空気流
15 振動方向
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般及び産業廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチックを分離する方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般及び産業廃棄物中のプラスチック系廃棄物(廃プラスチック)は、その処理対策において以下の問題を有している。
(1)焼却等の熱処理を行った場合、塩素含有プラスチック(PVCやPVDC等)が熱分解して有毒な塩化水素ガスが発生する。
(2)還元剤として高炉に吹込む場合は、上記の塩化水素ガスによる腐食等の問題があるため、あらかじめ塩素含有プラスチック吹き込み許容率以下に精選する必要がある。
【0003】
プラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチックを分離する方法として、シンクフロート、液体サイクロン、湿式縦型分離装置、遠心分離装置による湿式分離方法や、乾式比重形状分離や風力選別、近赤外線の吸収を用いた方法による乾式分離方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、湿式分離装置の場合、媒体として液体との比重差を利用していることから、例えばポリスチレン(PS)を浮上分離する場合、比重1.2程度の重液を使用する必要がある。また、排水処理が不可欠となっている。廃プラスチックに含まれている紙類が残渣として排出されるため、多大に埋立処分されるなどの課題が発生している。
【0005】
一方、乾式比重分離においては、空気流による乾式比重形状分離や風力選別等の場合、プラスチックの厚さの厚いものは比重の大きなもののように振る舞い、厚さの薄いものは比重の小さなものと同様の挙動をする傾向があり、分離する際に比重差よりも形状差(厚さの差)による影響が強くなる場合があるために分離精度が上がらない問題がある。
【0006】
従って、この発明の目的は、上述の課題を解決し、一般及び産業廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチックを精度良く分離することができるプラスチックの選別方法及び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の方法の発明は、プラスチックを主体とする廃棄物を所定の厚さ別に分級し、各厚さ別に分級した前記廃棄物に対してそれぞれ比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離することに特徴を有するものである。
【0008】
請求項2記載の方法の発明は、前記分級を風力選別又は乾式比重形状選別によって実施し、前記比重選別を風力選別又は乾式比重形状選別によって実施することに特徴を有するものである。
【0009】
請求項3記載の方法の発明は、前記風力選別をジグザグ風力選別装置によって実施し、前記乾式比重形状選別をエアテーブル型乾式比重形状分離装置によって実施することに特徴を有するものである。
【0010】
請求項4記載の方法の発明は、前記分級を実施する前に、前記廃棄物の粒径を2〜15mmとすることに特徴を有するものである。
【0011】
請求項5記載の装置の発明は、プラスチックを主体とする廃棄物を所定の厚さ別に分級するための分級装置と、各厚さ別に分級された前記廃棄物に対して比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離するための比重選別装置とを備えることに特徴を有するものである。
【0012】
請求項6記載の装置の発明は、プラスチックを主体とする廃棄物を所定の粒径に破砕するための破砕装置と、破砕された前記廃棄物を所定の厚さ別に分級するための分級装置と、各厚さ別に分級された前記廃棄物に対して比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離するための比重選別装置とを備えることに特徴を有するものである。
【0013】
請求項7記載の装置の発明は、前記分級装置として風力選別装置又は乾式比重形状分離装置が用いられ、前記比重選別装置として風力選別装置又は乾式比重形状分離装置が用いられていることに特徴を有するものである。
【0014】
請求項8記載の装置の発明は、前記風力選別装置としてジグザグ風力選別装置が用いられ、前記乾式比重形状分離装置としてエアテーブル型乾式比重形状分離装置が用いられていることに特徴を有するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、一般廃棄物から塩素含有プラスチックを分離する、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0016】
図1は、この発明の実施の形態に係る工程図(フローシート)、図2は、ジグザグ風力選別装置を示す説明図、図3は、エアテーブル型乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。廃棄物中のプラスチックを選別するに当たり、金属類等は既に除去されているが、紙類等がプラスチックと共に混在している。プラスチックを主体とする廃棄物を破砕するために、破砕機1が設けられている。破砕機1の後工程には、分級装置としての風力選別装置(ジグザグ風力選別装置)2が設けられている。本実施の形態では、前記のように風力選別装置としてジグザグ風力選別装置を用いている。ジグザグ風力選別装置2の後工程には、比重選別装置としての乾式比重形状分離装置(エアーテーブル型乾式比重形状分離装置)31及び32が設けられている。本実施の形態では、前記のように乾式比重形状分離装置としてエアーテーブル型乾式比重形状分離装置を用いている。
【0017】
まず、破砕機1にプラスチックを主体とする廃棄物が導入され、ここで、廃棄物は2〜15mmに破砕される。破砕粒径が2mm未満では、プラスチック同士が融着してしまう。一方、15mmを超えると風力選別装置及び乾式比重形状分離装置の選別効率が低下する。よって、破砕粒径は2〜15mmが好ましい。
【0018】
図2に示すように、ジグザグ風力選別装置2は、ジグザグ管4とブロワ5とを備える。破砕機1により破砕された、プラスチックを主体とする廃棄物7は、ジグザグ管4の上部から投入される。投入された廃棄物7に働く力はブロワ5による上昇気流による浮力と、重力である。このとき厚さの薄いプラスチック9は浮力の影響が強いため上昇しサイクロン6を通り回収される。一方、厚さの厚いプラスチック8には浮力よりも重力の影響の方が強いため、ジグザグ管4の下部から回収される。このようにして、廃棄物7は厚いプラスチック8と、薄いプラスチック9とに分級される。本実施の形態では、分級装置として、風力選別装置を用いているが、該装置に代わり、乾式比重形状分離装置、例えば、図3に示すエアーテーブル型乾式比重形状分離装置を用いることもできる。
【0019】
ここで、一般廃棄物についてプラスチックの厚さ分布を調査した結果によると、その重量割合は、50μmの厚さをピークとするフィルム状のプラスチックと、1mm程度の厚さをピークとするプラスチックとの2つの厚さに分かれて、図4に示すような二山分布が構成されている場合が多い。この結果から、本実施の形態においては厚さ200μmを境として厚さ別に分級する。すなわち、廃棄物7は、200μm以下の厚さの薄ものプラスチック9と、200μm超えの厚さの厚ものプラスチック8とに分級される。
【0020】
なお、分級する境は前記の200μmに限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、本実施の形態では200μmを境に2段階に分級したが、3段階あるいはそれ以上に分級してもよい。
【0021】
次いで、分級した厚ものプラスチック8はエアテーブル型乾式比重形状分離装置31に、薄ものプラスチック9はエアテーブル型乾式比重形状分離装置32に、それぞれ導入される。図3に示すように、分離装置31、32の各々は、矢印15に示す振動方向にほぼ水平に振動自在のテーブル12と、テーブル12上に振動方向15とほぼ同方向に互いに平行に配設された複数のリッフル13と、テーブル12の下面から噴射する上昇空気流14とを備える。テーブル12は、振動方向15及び該振動方向と直交する水平方向に向けて傾斜して配置されている。テーブル面が振動方向15に振動し、上昇空気流14が噴射し、テーブル面による摩擦力の影響が大きい重量物(塩素含有プラスチック)101、102はテーブル面振動の運搬力によって重量物側(傾斜上方)から回収され、軽量物(塩素を含有しないプラスチック)111、112はテーブル面の振動による運搬力よりも空気流の影響を強く受けるためにテーブル面を滑落し軽量側(傾斜下方)から回収される。
【0022】
このように、プラスチックを厚ものと薄ものとに分級して各厚さ別にそれぞれ比重選別を実施するので、プラスチックの厚み差が小さく、重量差や形状差(厚さの差)による影響を受けにくいため、高い精度でプラスチック選別を実施することができる。本実施の形態では、比重選別装置として、乾式比重形状分離装置を用いているが、該装置に代えて、風力選別装置、例えば、図2に示すジグザグ風力選別装置を用いることもできる。
【0023】
また、比重選別には、湿式分離方法(シンクフロート、液体サイクロン、湿式縦型分離装置、遠心分離装置による方法)、及び、乾式分離方法(風力選別や乾式比重形状分離、近赤外線の吸収を用いた方法)等があるが、本発明においては、これらを適用することもできる。
【0024】
本実施の形態により選別された塩素を含有しないプラスチックは、製鉄用高炉吹込みやセメントキルン等の吹込み原燃料等として再利用(リサイクル)に供することができる。
【0025】
また、本実施の形態では、塩素含有プラスチックの分離を実施したが、本発明は、広くプラスチックの分離に適用することができ、プラスチックを種類別に選別することができる。例えば、塩素含有プラスチックが分離された後、塩素を含有しないプラスチックを更に比重選別することにより所望のプラスチック(例えば、PS)を分離することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、以下に示す有用な効果がもたらされる。
▲1▼ プラスチックを厚さ別に分級し、分級した厚さごとに比重選別を実施することにより、プラスチックの選別精度を向上することができる。分級の前に廃棄物を破砕することにより選別効率を向上することができる。
▲2▼ 分級によりプラスチックの厚さを揃えることによって、特に分離精度の良くないプラスチックフィルム等の薄いプラスチックにおいても高精度で比重選別を行うことができる。
▲3▼ 塩素含有プラスチックを分離することにより、塩素を含有していないプラスチックを製鉄用高炉吹込みやセメントキルン等の吹込み原燃料等として有効に再利用(リサイクル)することができる。
▲4▼ 塩素含有プラスチックの分離精度を向上することにより、塩素を含有しないプラスチックの再利用量を増加することができる。
▲5▼ 塩素含有プラスチックの分離のみならず、広くプラスチックの分離に適用することができ、プラスチックを高精度で種類別に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係る工程図である。
【図2】この発明の実施の形態に係るジグザグ風力選別装置を示す説明図である。
【図3】この発明の実施の形態に係るエアテーブル型乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。
【図4】一般廃棄物におけるプラスチックの厚み分布重量比を示すグラフである。
【符号の説明】
1 破砕機
2 ジグザグ風力選別装置
31、32 エアテーブル型乾式比重形状分離装置
4 ジグザグ管
5 ブロワ
6 サイクロン
7 プラスチックを主体とする廃棄物
8 厚ものプラスチック
9 薄ものプラスチック
101、102 重量物
111、112 軽量物
12 テーブル
13 リッフル
14 上昇空気流
15 振動方向
Claims (8)
- プラスチックを主体とする廃棄物を所定の厚さ別に分級し、各厚さ別に分級した前記廃棄物に対してそれぞれ比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離することを特徴とするプラスチックの選別方法。
- 前記分級を風力選別又は乾式比重形状選別によって実施し、前記比重選別を風力選別又は乾式比重形状選別によって実施する請求項1記載のプラスチックの選別方法。
- 前記風力選別をジグザグ風力選別装置によって実施し、前記乾式比重形状選別をエアテーブル型乾式比重形状分離装置によって実施する請求項2記載のプラスチックの選別方法。
- 前記分級を実施する前に、前記廃棄物の粒径を2〜15mmとする請求項1、2又は3記載のプラスチックの選別方法。
- プラスチックを主体とする廃棄物を所定の厚さ別に分級するための分級装置と、各厚さ別に分級された前記廃棄物に対して比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離するための比重選別装置とを備えることを特徴とするプラスチックの選別装置。
- プラスチックを主体とする廃棄物を所定の粒径に破砕するための破砕装置と、破砕された前記廃棄物を所定の厚さ別に分級するための分級装置と、各厚さ別に分級された前記廃棄物に対して比重選別を実施して塩素含有プラスチックを分離するための比重選別装置とを備えることを特徴とするプラスチックの選別装置。
- 前記分級装置として風力選別装置又は乾式比重形状分離装置が用いられ、前記比重選別装置として風力選別装置又は乾式比重形状分離装置が用いられている請求項5又は6記載のプラスチックの選別装置。
- 前記風力選別装置としてジグザグ風力選別装置が用いられ、前記乾式比重形状分離装置としてエアテーブル型乾式比重形状分離装置が用いられている請求項7記載のプラスチックの選別装置。
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KR100801530B1 (ko) * | 2007-04-19 | 2008-02-12 | 주식회사 신텍 | 풍력을 이용한 생활폐기물 선별방법과 그 장치 |
JP5709166B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2015-04-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 小型エアテーブル |
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