JP3667836B2 - プラスチック熱分解残渣の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック材の油化処理設備に用いる熱分解槽において発生する熱分解油から分離・除去したプラスチック熱分解残渣の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃プラスチック材の油化処理設備は、廃プラスチック材の有効利用を図るためのものであり、その処理フローを、図５を参照して、以下、簡単に説明する。
小片に破砕されて廃プラスチック受槽５０に一時貯留された廃プラスチック材は、コンベア５１で、熱媒油循環加熱炉５２から供給される熱媒によって内部が約３００℃に加熱された押出機５３内に搬送され、液状にされて約３５０℃に加熱された原料混合槽５４に搬入される。廃プラスチック材は押出機５３及び原料混合槽５４で高温に加熱されることによって、含有する塩素が塩化水素となって気化するので、この気化分を塩酸中和塔５５に通して苛性ソーダによって中和している。
前記原料混合槽５４から搬出された溶融プラスチックは、熱分解槽５６によって約４００℃に加熱されて熱分解され、熱分解油ベーパーと熱分解油とを発生する。熱分解槽５６はその温度を高温に保つために、熱分解油循環加熱炉５７が設けられ、熱分解油の一部を循環させながら加熱している。この循環流路の一部には固液分離装置５８が設けられており、熱分解油中に含有されている固形物であるカーボンを分離している。熱分解槽５６における熱分解によって発生した熱分解油ベーパーは、内部にゼオライト等の触媒が配置されている接触分解槽５９に供給され、更に低分子の炭素水素化合物となるが、熱分解槽５６から発生する熱分解油ベーパーは少量の塩素（塩化水素）を含むので、内部に生石灰を充填した脱クロル槽６０を設けて塩素を除去している。
【０００３】
前記接触分解槽５９によって更に分解された炭化水素ガスは、熱交換器と同一構造の全縮器６１によって冷却され、ガソリン、灯油又は軽油等の油（全縮油）となって、全縮油受槽６２に一時貯留され、最終的には全縮油貯槽６３に貯留される。
一方、前記全縮器６１によっても液化しなかったガスは、ファン６４によって接触分解ガスホルダー６５に送られ、その一部は熱分解油循環加熱炉５７及び熱媒油循環加熱炉５２の燃料とされ、その他は、燃焼処理して煙突６６から大気に放出されている。
また、特開平６−３２８４４１号公報に、前記した廃プラスチック材の油化処理設備における溶融プラスチックの熱分解によって熱分解槽５６内に発生する熱分解油からカーボン残渣とを分離する固液分離装置５８の具体的構成が開示されており、かかる固液分離装置５８は、図６に示すように、遠心分離機７０の一方にカーボン残渣を含有する熱分解油のための供給口７１を設け、該遠心分離機７０の側方にカーボン残渣を分離後の熱分解油の排出口７２を設けると共に、前記遠心分離機７０の下部に分離されたカーボン残渣を冷却するための水冷式排出装置７３を設けた構成としている。
かかる構成によって、熱分解油からのカーボン残渣の分離を効率よく行うことができ、その抜き出しを連続的に行なうことができ、配管内壁にカーボン残渣が付着して生じるコーキング（管の閉塞）を防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した遠心分離機７０からなる固液分離装置５８を用いて固形物側に分離・排出したカーボン残渣は、未だ、多くの未分離の残留熱分解油を含有しているが、従来、かかるカーボン残渣は、そのままドラム缶等の容器に受けて貯留している。しかし、この残留熱分解油を含有するカーボン残渣は、常温程度に冷えると固化する性質をもっている。そのため、最終処理のため産業廃棄物焼却炉等で焼却するに際しては、ドラム缶等の容器を切断しなければ固化したカーボン残渣を外部に取り出すことができなかった。また、取り出したカーボン残渣を産業廃棄物焼却炉に投入するためには、カーボン残渣を所望の破砕装置を用いて破砕する必要があり、最終処理までの作業工程が煩雑になっていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、連続的に固液分離装置から分離される残留熱分解油を含有するカーボン残渣の最終処理を容易かつ迅速に行なうことができるプラスチック熱分解残渣の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載のプラスチック熱分解残渣の処理方法は、熱分解槽で発生したカーボン残渣を含有する熱分解油を固液分離装置によって、熱分解油と残留熱分解油を含有するカーボン残渣とに分離し、該カーボン残渣を水槽に投入することによって急冷し、収縮・固化させて粒状となし、粒状化カーボン残渣を排出手段により水槽より取り出して固形燃料として用いている。
【０００６】
【作用】
請求項１記載のプラスチック熱分解残渣の処理方法においては、固液分離装置によって熱分解油から分離されたカーボン残渣を、スクリュフィーダ等を用いて連続的に水槽内に投入する。投入されたカーボン残渣は、いまだ相当量の残留熱分解油を含有しているので、水槽内の貯留水中によって急冷されると、収縮しながら瞬間的に固化して粒状化し、大径の粒状化カーボン残渣を生成することになる。この粒状化カーボン残渣は比重が水より重いので重力沈降し、水槽の底部に堆積する。この堆積された粒状化カーボン残渣は、排出手段を用いて水槽外部に取り出し、粒状固形燃料として用いたり、産業廃棄物として焼却処理することもできる。
特に、排出手段としてスクリュコンベアを用いて、粒状化カーボン残渣を水槽より取り出すようにしているので、スクリュコンベアの駆動によって、水槽の底部に堆積する粒状化カーボン残渣を、回転する螺旋羽根を搬送面として用いることによって連続的にかつ定量的に水槽の外部に排出することができる。
また、排出手段としてレーキ装置を用いて、粒状化カーボン残渣を水槽より取り出すようにしているので、レーキ装置の駆動によって、水槽の底部に堆積する粒状化カーボン残渣を、レーキ装置の掻き上げ板によって連続的にかつ定量的に掻き上げながら水槽の外部に排出することができる。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１記載のプラスチック熱分解残渣の処理方法においては、固液分離装置によって熱分解油から分離されたカーボン残渣を、水槽内の水による急冷によって収縮しながら固化して粒状化カーボン残渣を生成し、該粒状化カーボン残渣を水槽から排出手段を用いて取り出し、固形燃料として用いるようにしたので、従来のカーボン残渣のようにドラム缶等の容器を切断して固化したカーボン残渣を取り出したり、該固化したカーボン残渣を破砕する等の工程を不要とすることができると共に、カーボン残渣の最終処理を容易かつ迅速に行なうことができ、また、固形燃料として用いることによって、カーボン残渣の有効利用を図ることができる。
排出手段としてスクリュコンベアを用いることによって、粒状化カーボン残渣を水槽外に連続的にかつ速やかに排出することができるので、カーボン残渣の最終処理をさらにより容易かつ迅速に行なうことができる。
さらに、排出手段としてレーキ装置を用いることによって、粒状化カーボン残渣を水槽外に連続的にかつ速やかに排出することができるので、カーボン残渣の最終処理をさらにより容易かつ迅速に行なうことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は第１の実施の形態に係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いることができるカーボン残渣処理装置の全体正面図、図２は図１の矢視Ｉ−Ｉ側面図、図３は第２の実施の形態に係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いることができるカーボン残渣処理装置の全体正面図、図４は図３の矢視II−II断面図である。
【０００９】
図１に示すように、第１の実施の形態に係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いることができるカーボン残渣処理装置Ａは、遠心分離機からなる固液分離装置Ｂの下方に配設されている。なお、固液分離装置Ｂは、第１の実施の形態では、従来の技術の説明において用いた固液分離装置５８と同一の構成のものを用いたので、該固液分離装置Ｂの内部構成の説明は省略する。
図１に示すように、カーボン残渣処理装置Ａは、全体として、固液分離装置Ｂから落下するカーボン残渣Ｃを急冷固化して粒状化するための水槽１０と、この水槽１０から粒状化カーボン残渣Ｃ１を外部に取り出す排出手段とを具備しており、排出手段の一例としてスクリュコンベア１４が用いられている。
図１に示すように、カーボン残渣処理装置Ａの要部をなす水槽１０は、固液分離装置Ｂの略直下をなす床面１１上に載置されており、内部に大量の冷却水１２を貯留するとともに、その上面を完全に開口している。
水槽１０は、図２から明らかなように、側面視において、その下部を中央部に向けて漸次収斂しており、中央収斂部に半円形断面の凹状の底部１３を形成している。一方、水槽１０は、図１から明らかなように、その底部１３は一側端壁１５から他側端部１７に向けて上り勾配の傾斜を有している。
そして、かかる傾斜を有する凹状の底部１３内には、回転軸１４ａの略全長にわたって螺旋羽根１４ｂを取付けたスクリュコンベア１４が同様に傾斜状態にかつ回転自在に配設されている。
このスクリュコンベア１４の回転軸１４ａの一端は水槽１０の一側端壁１５の下部に設けた軸受１６によって回転自在に支持されるとともに、該回転軸１４ａの他端は水槽１０の他側端部１７に配設した電動モータ等の回転駆動源１８の出力軸にカップリング１９を介して連結されている。
また、スクリュコンベア１４の上端側に形成した残渣排出口２０の直下方をなす床面１１上には、粒状化カーボン残渣回収タンク２１が配設されている。
【００１０】
次に、前記した構成を有するカーボン残渣処理装置Ａによる固液分離装置Ｂより排出されるカーボン残渣の処理方法について、図１を参照して説明する。
固液分離装置Ｂの作動によって熱分解油から分離されたカーボン残渣Ｃは、排出装置Ｂ１より水槽１０内に連続的に投入される。投入されたカーボン残渣Ｃは、未だ、相当量の残留熱分解油を含有するので、水槽１０中の冷却水１２中に浸漬され急冷されると、瞬間的に収縮して固化し、粒径が１０ｍｍ〜５０ｍｍの粒状となる。この粒状化カーボン残渣Ｃ１は、比重が水よりも重いので、重力沈降によって水槽１０の下方に向けて沈降する。図２に示すように、水槽１０は、その下部を中央部に向けて漸次収斂しており、中央収斂部に半円形断面の凹状の底部１３を形成しているので、粒状化カーボン残渣Ｃ１は全て凹状の底部１３内に集められ、該底部１３内に堆積することになる。
その後、回転駆動源１８を駆動すると、スクリュコンベア１４の螺旋羽根１４ｂが残渣搬送面を形成することになるので、凹状の底部１３内に堆積した粒状化カーボン残渣Ｃ１は、凹状の底部１３内を、スクリュコンベア１４の上端側に形成された残渣排出口２０に向かって移送されることになる。そして、この残渣排出口２０から水槽１０外へ排出された粒状化カーボン残渣Ｃ１は、粒状化カーボン残渣回収タンク２１内に落下し、回収されることになる。また、回収された粒状化カーボン残渣Ｃ１は、そのまま、各種燃焼装置用の固形燃料として用いたり、産業廃棄物焼却炉で焼却することができる。
このように、第１の実施の形態では、従来のカーボン残渣のようにドラム缶等の容器を切断して固化したカーボン残渣を取り出したり、該固化したカーボン残渣を破砕する等の工程を不要とすることができるので、カーボン残渣の最終処理を容易かつ迅速に行なうことができ、また、固形燃料として用いることによって、カーボン残渣の有効利用を図ることができる。また、別の搬送手段として、ベルト面に一定高さを有する掻き上げ羽根を設けたベルトコンベアを用いてもよい。
【００１１】
次に、図３及び図４に第２の実施の形態に係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いることができるカーボン残渣処理装置Ｄを示しており、カーボン残渣処理装置Ｄは、実質的に、図１及び図２に示すカーボン残渣処理装置Ａにおける排出手段として、スクリュコンベア１４に代えてレーキ装置３０を用いたことを特徴とする。
即ち、図３及び図４に示すように、水槽１０ａは、その下部に、一側端部から他側端部に向けて上り勾配の傾斜を有する平板からなる傾斜底板３１を有している。
傾斜底板３１の上面には、水槽１０ａの幅と略等しい幅を有すると共に、一定の高さを有する掻き上げ板３２が配設されている。また、この傾斜底板３１の上面の中央部には、水槽１０ａの一側端壁３４から他側端部３６まで伸延する回転ねじ軸３３が配設されており、該回転ねじ軸３３は、図４に示すように、その中途に、前記した掻き上げ板３２の中央部に設けた雌ねじ孔に螺合させている。また、回転ねじ軸３３は、その一端を水槽１０ａの一側端壁３４の下部に設けた軸受３５によって回転自在に支持されるとともに、その他端を水槽１０ａの他側端部３６に配設した電動モータ等の回転駆動源３７の出力軸にカップリング３８を介して連結している。
また、図４に示すように、傾斜底板３１の上面であって、回転ねじ軸３３の両側方に平行間隔をあけて一対のガイド軸３９、４０が配設されており、両ガイド軸３９、４０も、回転ねじ軸３３と同様に、水槽１０ａの一側端壁３４から他側端部３６まで伸延し、両端を、それぞれ、一側端壁３４に設けた軸受（図示せず）及び他側端部３６に設けた軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。これらのガイド軸３９、４０は、その中途を、掻き上げ板３２の両側部に設けたガイド孔に挿通している。
【００１２】
かかる構成によって、掻き上げ板３２が回転ねじ軸３３周りに一体回転するのが阻止されるので、回転ねじ軸３３を回転すると、回転ねじ軸３３と掻き上げ板３２の雌ねじ孔との螺合関係によって、掻き上げ板３２は傾斜底板３１の上面上を移動することになる。
【００１３】
従って、第２の実施の形態においても、回転駆動源３７を駆動すると、レーキ装置３０の掻き上げ板３２の一側面が残渣搬送面を形成することになるので、図１及び図２に示すのと同じ要領で傾斜底板３１上に堆積した粒状化カーボン残渣Ｃ１がレーキ装置３０の上端側に形成した残渣排出口４１に向かって移送されることになる。そして、この残渣排出口４１から水槽１０ａ外へ排出された粒状化カーボン残渣Ｃ１は、粒状化カーボン残渣回収タンク４２内に落下し、回収されることになる。また、回収された粒状化カーボン残渣Ｃ１は、そのまま、各種燃焼装置用の固形燃料として用いたり、産業廃棄物焼却炉で焼却することができる。
このように、第２の実施の形態においても、従来のカーボン残渣のようにドラム缶等の容器を切断して固化したカーボン残渣を取り出したり、該固化したカーボン残渣を破砕する等の工程を不要とすることができるので、カーボン残渣の最終処理を容易かつ迅速に行なうことができ、また、固形燃料として用いることによって、カーボン残渣の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に用いるカーボン残渣処理装置の全体正面図である。
【図２】図１の矢視Ｉ−Ｉ側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に用いるカーボン残渣処理装置の全体正面図である。
【図４】図３の矢視II−II断面図である。
【図５】従来の廃プラスチック材の油化処理設備のレイアウト図である。
【図６】同油化処理設備における固液分離装置の概念的正断面図である。
【符号の説明】
Ａ カーボン残渣処理装置 Ｂ 固液分離装置
Ｂ１ 排出装置 Ｃ カーボン残渣
Ｃ１ 粒状化カーボン残渣 Ｄ カーボン残渣処理装置
１０ 水槽 １０ａ 水槽
１１ 床面 １２ 冷却水
１３ 凹状の底部 １４ スクリュコンベア
１４ａ 回転軸 １４ｂ 螺旋羽根
１５ 一側端壁 １６ 軸受
１７ 他側端部 １８ 回転駆動源
１９ カップリング ２０ 残渣排出口
２１ 粒状化カーボン残渣回収タンク ３０ レーキ装置
３１ 傾斜底板 ３２ 掻き上げ板
３３ 回転ねじ軸 ３４ 一側端壁
３５ 軸受 ３６ 他側端部
３７ 回転駆動源 ３８ カップリング
３９ ガイド軸 ４０ ガイド軸
４１ 残渣排出口 ４２ 粒状化カーボン残渣回収タンク

Claims (1)

1. 熱分解槽で発生したカーボン残渣を含有する熱分解油を固液分離装置によって、熱分解油と残留熱分解油を含有するカーボン残渣とに分離し、該カーボン残渣を水槽に投入することによって急冷し、収縮・固化させて粒状となし、粒状化カーボン残渣を排出手段により水槽より取り出して固形燃料として用いることを特徴とするプラスチック熱分解残渣の処理方法。

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