JP3684114B2 - Volume reduction granulation method and apparatus for waste plastic containing combustible waste - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃ゴミを含む廃プラスチックを減容・造粒するスクリュ式減容造粒方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
使用済みの廃プラスチックには、大別して産業系と一般系の2種類がある。その形状はさまざまであり、取り扱いは難しいものが多い。廃プラスチックを燃焼させると有害なガスが発生し人体に悪影響を及ぼしたり、燃焼炉を損傷したりする。また、燃焼ガスは大気を汚染し環境問題の原因となる。そのため、埋め立て処理が行われているが、例えば、一般系の廃プラスチックは嵩だかで、そのまま埋め立てると、スペースの問題や土地の安定性の問題などが起きる。そのため、2軸スクリュ型の押出機などを用いて圧縮・熱溶融させ、減容化して嵩を小さくして埋め立てることが行われている。例えば、特開平7−256645号公報や特開平10−315237号公報には、次のような二軸押出機タイプの減容固形化装置が開示されている。すなわち、廃棄物は、例えば50mm角まで破砕された後、二軸押出機の投入口に供給される。廃棄物は二本の特殊なスクリュの回転により破砕、混練、加圧、圧縮されながら下流側に進み、スクリュの先端側に設けられた平面のダイスから吐出され、適当な長さに切断されてペレット化される。通常、供給された廃棄物中には水分が非常に多く、それが廃棄物中のプラスチック分の溶融を妨げるが、押出機シリンダからの外部加熱とスクリュによるせん断発熱によりプラスチック分を溶融させ、その溶融したプラスチック分が他の成分の中に混練され、他の成分をくっつけるバインダー的な役割を果たし、廃棄物は、流動性を与えられてダイスノズルから押し出されペレット(粒)になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、圧縮・加熱溶融した廃プラスチックをダイスノズルから押し出してペレットを製造する装置では、廃プラスチック中の塩素系ポリマーの熱分解による塩化水素の発生防止や省エネルギーの観点から、廃プラスチックの溶融程度が低く抑えられており、未溶融樹脂が多く存在している。また、廃プラスチック中には、紙、木材、金属片などを含んでいることから、スクリュとダイス間で流動性が低下し流動しなくなったり、ダイスノズルの内壁面の抵抗が大きくなり流動しなくなったりする、いわゆるダイスノズルの目詰まりがよく発生する。目詰まりが発生すると、運転を中断し、ダイノズルの目詰まりを解除する作業を行わなければならないという問題がある。よく目詰まりをおこす廃プラスチックとして、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂の厚肉包装テープやポリエステル樹脂、ナイロン等の高融点樹脂成形品などがある。
【0004】
さらに、原料廃プラスチックの組成変動や水分含有量変動により、廃プラスチックの溶融が変動する問題がある。低融点樹脂不足や高水分率に起因する溶融不足は減容化後のペレット(固形燃料)の成形度合いを損ない、形が崩れやすく、嵩密度の低いものとなる。これでは、埋め立てる場合には、埋め立てスペースが大きくなる。また、燃料にする場合には、ハンドリングが難しくなり、粉塵などがでやすくなり衛生面での問題が発生する。また、廃プラスチックの溶融度が進み過ぎると、廃プラスチック中のポリ塩化ビニルが部分的に熱分解を起こし、塩化水素が発生し、機械装置の腐蝕や運転員の健康を損なう恐れがでてくる。
【0005】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、ダイスノズルの目詰まりを防止することができると共に、廃プラスチックの溶融度合いや減容化度合いを調整することができる可燃ゴミを含む廃プラスチックの減容造粒方法及びその装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の可燃ゴミを含む廃プラスチックの減容造粒装置は、供給部、混練部および押出部からなるスクリュの混練部の下流側に、背圧を調整して廃プラスチックの溶融度合や減容化度合い調整する廃プラ通過流路調整装置を設置し、スクリュの押出部を多重フライトとし、押出部のスクリュ溝とシリンダの内壁によって排出口を形成し、排出口に溶融廃プラスチックを切断するカッタを設けたことを特徴とする。
【0009】
本発明により、廃プラスチックを破砕、混練、圧縮し、発熱させて部分的に溶融し、廃プラスチックの嵩密度を上げてペレットなどの固形化物を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【0011】
図1は本発明による可燃ゴミを含む廃プラスチック減容化造粒装置の概略構成図であり、(a)は平面断面図、(b)は(a)のA矢視図である。
【0012】
本発明の可燃ゴミを含む廃プラスチックの減容化造粒装置は、一端に廃プラスチックの原料供給入口1、他端に減容された廃プラスチックの排出口2が設けられているシリンダ3と、このシリンダ3内に装着され供給部4、混練部5および押出部6を有するスクリュ7と、前記シリンダ3の排出口2に配設されているカッタとしての固定刃8とから構成されている。前記スクリュ7は、減速機9を介してモータ10によって駆動される。なお、本実施例の廃プラスチックの減容化造粒装置は、異方向回転二軸スクリュ型押出機で、スクリュ7の供給部4、混練部5は大径で噛み合い形、押出部6は小径で非噛み合い形とされている。
【0013】
前記スクリュ7の押出部6は多条フライトからなり、スクリュ口径や処理能力によって変わるが通常2〜64条とされている。また、スクリュ7の先端部は、軸心に対して鉛直な平面とされている。
【0014】
前記シリンダ3の先端側には、その上流側の混練部5の圧力を調整して廃プラスチックの溶融度合や減容化度合いを調整するオリフィスを有する背圧調整ゲート11が設けられている。なお、シリンダ3は、電気、蒸気あるいは熱媒油により加熱されている。前記背圧調整ゲート11のオリフィスに代えて、スクリュ7の混練部5と押出部6の間にテーパー部を設け、シリンダ3にも同位置にテーパー部を設けて、両テーパー部でスロット部を形成し、スクリュ7またはシリンダ3を前後に移動してスロット部の隙間を変化させる構成としてもよい。
【0015】
前記シリンダ3の先端面には、固定刃8が接触して溶融廃プラスチックを切断する際、シリンダ加熱の影響でシリンダ端面とスクリュ端面が面位置にならないという問題が起きるので、シリンダ端面とスクリュ端面を調整するための間隙調整リング12が設けられている。
【0016】
前記固定刃8は、図1(a)に示すように、スクリュ7およびシリンダ3の端面方向にバネで押し付けられると共に、図1(b)に示すように、スクリュ7の回転方向とは逆方向にバネで押し付けられている。なお、カッタは回転刃でもよい。
【0017】
次に、その動作について説明する。
【0018】
原料となる廃プラスチックは、原料供給口1から供給され、スクリュ7の供給部4、混練部5により前方に送られながら、シリンダ3からの加熱、スクリュ7とシリンダ3の間で発生するせん断発熱、スクリュ7による圧縮および混練部5の前方に設けられている背圧調整ゲート11の抵抗を受け、混練部5に充満し、この混練部5で混練分散作用を受けて発熱し、溶融・減容化される。この溶融廃プラスチックは、背圧調整ゲート11を通過し、スクリュ7の押出部6の多条フライトで下流側に輸送され、スクリュ先端のスクリュ溝7aとシリンダ3の内壁で構成される排出口2からなんらの詰りもなく排出される。
【0019】
排出された溶融廃プラスチックは、スクリュ7の回転と排出口2に設けた固定刃8により適宜な長さに切断される。これにより、嵩密度が大きく、減容度が高く、かつポリ塩化ビニルが分解されていないペレット、例えば固形燃料を作ることができる。
【0020】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次のような効果を得ることができる。
(a)廃棄プラスチックは、原料組成の地域性、季節性などによる変動や変化および水分含有量の日変動があるが、背圧調整ゲートにより、廃プラスチックの溶融度合や減容化度合いを自由に調整することができる。また、どのような組成の廃プラスチックでも、塩化ビニル樹脂の熱分解を起こさずに、減容化度の大きいペレット(固形燃料など)を製造することが可能になる。
(b)溶融廃プラスチックは、スクリュ溝から外部に排出され、従来の、いわゆるダイスがないので、高融点樹脂や異物などがきても目詰まりなく排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による廃プラスチック減容化造粒装置の概略構成図であり、(a)は平面断面図、(b)は(a)のA矢視図である。
【符号の説明】
1 原料供給口
2 排出口
3 シリンダ
4 供給部
5 混練部
6 押出部
7 スクリュ
7a スクリュ溝
8 固定刃(カッタ)
9 減速機
10 モータ
11 背圧調整ゲート(廃プラ通過流路調整装置)
12 間隙調整リング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw-type volume reduction granulation method and apparatus for volume reduction and granulation of waste plastic containing combustible waste.
[0002]
[Prior art]
There are roughly two types of used waste plastic: industrial and general. Their shapes vary and are often difficult to handle. When waste plastic is burned, harmful gases are generated, which adversely affects the human body and damages the combustion furnace. Also, the combustion gas pollutes the atmosphere and causes environmental problems. For this reason, landfill processing is performed. For example, general waste plastic is bulky, and if it is landfilled as it is, problems such as space and land stability may occur. For this reason, compression and heat melting are performed using a twin screw type extruder or the like, and the volume is reduced to reduce the bulk and the land is filled. For example, JP-A-7-256645 and JP-A-10-315237 disclose the following twin-screw extruder type volume reduction solidification device. That is, the waste is crushed to, for example, a 50 mm square and then supplied to the inlet of the twin screw extruder. Waste is crushed, kneaded, pressurized and compressed by the rotation of two special screws, and then proceeds to the downstream side. It is discharged from a flat die provided at the tip of the screw and cut to an appropriate length. Pelletized. Normally, the supplied waste has a lot of moisture, which prevents the plastic in the waste from melting, but the plastic is melted by external heating from the extruder cylinder and shear heat generated by the screw. The melted plastic content is kneaded into the other components and serves as a binder to attach the other components, and the waste is given fluidity to be extruded from the die nozzle into pellets (grains).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in an apparatus for producing pellets by extruding compressed plastic, heat-melted waste plastic from a die nozzle, from the viewpoint of preventing generation of hydrogen chloride due to thermal decomposition of chlorinated polymer in waste plastic and saving energy, The degree of melting is kept low, and there are many unmelted resins. In addition, because waste plastic contains paper, wood, metal pieces, etc., the fluidity between the screw and the die decreases and does not flow, or the resistance of the inner wall of the die nozzle increases and the fluid does not flow. The so-called die nozzle clogging often occurs. When clogging occurs, there is a problem that the operation must be interrupted and work to clear clogging of the die nozzle must be performed. Waste plastics that often cause clogging include polypropylene resin, polyester resin thick packaging tape, polyester resin, and high melting point resin molded products such as nylon.
[0004]
Furthermore, there is a problem that the melting of the waste plastic fluctuates due to fluctuations in the composition and water content of the raw material waste plastic. Insufficient melting due to a low melting point resin shortage or a high moisture content impairs the degree of molding of the pellets (solid fuel) after volume reduction, tends to lose its shape, and has a low bulk density. This increases the landfill space when landfilling. In addition, when using fuel, handling becomes difficult, dust and the like are easily generated, and a sanitary problem occurs. Moreover, if the melting degree of waste plastics is too high, the polyvinyl chloride in the waste plastics will be partially thermally decomposed to generate hydrogen chloride, which may damage the machinery and the health of operators. .
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can prevent clogging of a die nozzle and adjust the degree of melting and volume reduction of waste plastic. It is an object of the present invention to provide a volume reduction granulation method and apparatus for waste plastic containing combustible waste.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The volume reduction granulator for waste plastic containing combustible waste according to the present invention has a back pressure adjusted downstream of the kneading part of the screw consisting of a supply part, a kneading part and an extrusion part to adjust the degree of melting and volume reduction of the waste plastic. Cutter that installs waste plastic passage flow path adjustment device that adjusts the degree of conversion, makes the screw extrusion part a multiple flight, forms a discharge port by the screw groove of the extrusion part and the inner wall of the cylinder, and cuts molten waste plastic at the discharge port Is provided .
[0009]
According to the present invention, waste plastic can be crushed, kneaded, compressed, heated and partially melted to increase the bulk density of the waste plastic to obtain a solidified product such as pellets.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a waste plastic volume-reduction granulating apparatus containing combustible waste according to the present invention.
[0012]
The waste plastic volume reducing granulation apparatus containing combustible waste of the present invention includes a cylinder 3 provided with a waste plastic raw material supply inlet 1 at one end and a waste
[0013]
The extrusion part 6 of the screw 7 is composed of a multi-strip flight, and is usually 2 to 64, although it varies depending on the screw diameter and processing capacity. The tip of the screw 7 is a plane that is perpendicular to the axis.
[0014]
A back pressure adjusting gate 11 having an orifice for adjusting the degree of melting and volume reduction of the waste plastic by adjusting the pressure of the kneading section 5 on the upstream side is provided on the tip side of the cylinder 3. The cylinder 3 is heated by electricity, steam or heat transfer oil. Instead of the orifice of the back pressure adjusting gate 11, a taper portion is provided between the kneading portion 5 and the extrusion portion 6 of the screw 7, and the cylinder 3 is also provided with a taper portion at the same position. It is good also as a structure which forms and moves the screw 7 or the cylinder 3 back and forth, and changes the clearance gap of a slot part.
[0015]
When the
[0016]
As shown in FIG. 1A, the
[0017]
Next, the operation will be described.
[0018]
Waste plastic as a raw material is supplied from the raw material supply port 1 and is sent forward by the supply unit 4 and kneading unit 5 of the screw 7, while heating from the cylinder 3 and shearing heat generated between the screw 7 and the cylinder 3. , Compression by the screw 7 and resistance of the back pressure adjusting gate 11 provided in front of the kneading part 5 are filled, the kneading part 5 is filled, and the kneading part 5 is subjected to kneading and dispersing action to generate heat and melt and reduce. Tolerated. The molten waste plastic passes through the back pressure adjusting gate 11 and is transported downstream by the multi-strip flight of the extrusion portion 6 of the screw 7, and the
[0019]
The discharged molten waste plastic is cut into an appropriate length by the rotation of the screw 7 and the fixed
[0020]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
(A) Waste plastics may vary or change due to locality and seasonality of the raw material composition and daily fluctuations in water content, but the back pressure adjustment gate allows the degree of melting and volume reduction of waste plastics to be freely controlled. Can be adjusted. In addition, waste plastics of any composition can produce pellets (such as solid fuel) with a large volume reduction without causing thermal decomposition of the vinyl chloride resin.
(B) The molten waste plastic is discharged from the screw groove to the outside, and since there is no conventional so-called die, it can be discharged without clogging even when a high-melting point resin or foreign matter comes.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a waste plastic volume reducing granulation apparatus according to the present invention, in which (a) is a cross-sectional plan view and (b) is a view as seen from an arrow A in (a).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw
9 Reducer 10 Motor 11 Back pressure adjustment gate (Waste plastic passage flow adjustment device)
12 Gap adjustment ring
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