JP3806829B2 - Waste plastic pyrolysis apparatus and cleaning method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い管型の熱分解装置で廃プラスチックを酸素の不存在下に加熱して熱分解することにより蓄積される残渣類を除去することができる廃プラスチック熱分解装置およびそのクリーニング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工場や家庭から排出されるプラスチック類、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)等の廃プラスチックを資源として回収するため、熱分解装置で酸素不存在下に低分子に熱分解し、生成するガス成分を凝縮して油成分として回収する方法が多く採用されている。
このような熱分解装置には槽型と管型のものがある。槽型のものは底部が円錐形に形成された筒状の槽本体とその周囲に配置された加熱部を備え、上方に廃プラスチックの投入部と生成するガス成分の排出部、底部に残渣排出部が設けられる。そして熱分解される廃プラスチックを攪拌すると共に、熱分解により発生し蓄積する残渣を排出したり底部の傾斜面に固着するコーキングを剥離するスクレーパ機構が設けられる。
管型のものは横長で筒状の管本体と、その周囲に配置された加熱部とを備えたもので、内部にスクリューを設けたスクリュー式とスクリューを設けない単なる管式のものが存在する。
【0003】
現在主流となっている槽型の熱分解装置は、一般に槽が大きくなり、内部に残渣排出やコーキング剥離をするためのスクレーパ機構を有するのでコスト高になるという問題がある。またスクリュー式を採用した管型の熱分解装置は、内部に設けたスクリューにより残渣を排出したり、管本体内面に固着するコーキングを剥離するようになっているが、一般に装置が複雑になりコストも高くなるという問題がある。
一方、内部にスクリューを設けない単なる管型の熱分解装置は、構造が簡単でコストも低いという利点はあるが、管本体の内部の残渣排出やコーキング剥離のために定期的にクリーニングをする必要がある。従来行われているクリーニングは、管本体の両端部を閉鎖している蓋板を取り外し、一方の端部より長いブラシなどの掃除具を差し込み、往復移動してコーキングを剥離すると共に他方の端部から残渣と剥離したコーキングを排出する方法が一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの方法は、管本体の両端部の蓋体を取り外したり掃除具を操作する手間が大変で時間もかかるという問題があり、しかも管本体の長さがかなりある場合は、管本体の内壁面に強固に固着しているコーキングを十分に剥離することが難しいという問題がある。さらにクリーニングに先立って、管本体内の温度を常温まで下げ、熱分解反応の再開時に温度を所定値まで上昇させる必要があり、そのための時間とエネルギー消費量が増加する。
そこで本発明はスクリューを設けない単なる管型の熱分解装置における残渣やコーキング(以下これらを残渣類という)を効率的に且つ十分に除去できるクリーニング方法を提供することを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、管本体(2)と、この管本体(2)を取り巻き、一端にガス供給部(6)を有し他端にガス排出部(7)を有する筒状の加熱部(3)と、前記ガス供給部(6)に接続された燃焼炉(18)と、前記管本体(2)の一端に第1の開閉弁(10)を介して接続された廃プラスチック供給装置(9)と、前記管本体(2)の一端に流量調整弁(22)を介して接続され、前記管本体(2)内へ供給される酸素含有加圧気体の管内流速を可変にし得る加圧気体供給装置(23)と、前記管本体(2)の他端に第2の開閉弁(13)を介して接続された凝縮装置(12)と、前記管本体(2)の他端に一端が接続された第3の開閉弁(25)と、この第3の開閉弁(25)の他端に一端が接続された第4の開閉弁(29)と、この第4の開閉弁(29)の他端に接続された集塵装置(30)と、前記第3の開閉弁(25)の他端に一端が接続された第5の開閉弁(28)と、この第5の開閉弁(28)の他端に接続されたガス処理装置(16)とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置である。
【0006】
この廃プラスチック熱分解装置によれば、管本体2の内面に残渣類が付着したとき、それを容易に酸化処理して分解し、その分解した後のものを集塵装置30に捕捉し、内部を容易にクリーニングし得る。即ち、廃プラスチック熱分解装置の可動中に、第1の開閉弁10を閉じて管本体2に溶融廃プラスチックが導入されるのを阻止し、次いで、流量調節弁22の開放調整して、加圧気体供給装置23から酸素を適量供給することにより、管本体2内の残渣類を効率よく酸化処理することができる。次いで、その酸化処理により生成された残存酸化物を加圧気体供給装置23からの加圧気体を十分供給して、それにより残存酸化物を吹き飛ばし、第3の開閉弁25,第4の開閉弁29を介して集塵装置30に捕捉することができる。
なお、酸化処理にて生成されたガス成分は、第5の開閉弁28を介してガス処理装置16により無害化することができる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、管本体(2)を取り巻く筒状の加熱部(3)内に加熱ガスを導入し前記加熱部(3)内を加熱する工程と、前記管本体(2)の一端から溶融廃プラスチックを導入する工程と、前記溶融廃プラスチックを前記管本体(2)内にてガス状に熱分解させる工程と、この熱分解ガスを凝縮装置(12)へ導入して凝縮した油成分ならびに凝縮されないガス成分を生成する工程と、前記ガス成分をガス処理装置(16)へ導入して無害化する工程と、その後、前記管本体(2)への溶融廃プラスチックの供給を停止する工程と、
次いで、前記管本体(2)内へ第1の管内流速を有する酸素含有加圧気体を導入し前記管本体(2)内の残渣類を酸化処理する第1の工程と、この酸化処理にて生成されたガス成分を前記ガス処理装置(16)へ導入して無害化する工程と、
次いで、前記管本体(2)へ導入する前記酸素含有加圧気体の管内流速を前記第1の工程の管内流速より大なる第2の管内流速へ増速する工程と、それにより前記管本体(2)内の残存酸化物を強制的に前記管本体から排出し集塵装置(30)へ導入する工程とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法である。
このような本発明の廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法によれば、残渣類の酸化処理により、残渣類を構成する有機物質が酸素と反応して二酸化炭素(CO 2 )や水(H 2 O)に分解され、分解できない部分は容積が縮小され灰分、砂、金属片等の無機質分として残される。そしてコーキングとして固着した有機物質は分解されてカーボン質が実質的に無くなっているため、管本体内壁への付着力が著しく低下し、エアブローにより簡単に剥離して排出される。さらに管本体がかなり長い場合でも、コーキングの剥離およびその排出を容易に行うことができる。また本方法は熱分解運転中に高温に保持された管本体内の温度を一旦常温まで下げることなく、熱分解反応の停止後に速やかに高温酸化状態に移行することができるので、クリーニングに要する時間が短く、且つエネルギー消費量も少なくてよい。
しかも、管本体に供給する加圧気体の流速を、残渣物を処理するための第1の流速にし、その酸化処理後の残存酸化物を排出するためには、第1の流速よりも大なる第2の流速で行うようにしたから、確実に残存酸化物を集塵装置30へ導いて捕捉することができる。
また、本発明のクリーニング方法によれば、酸化処理に際して発生する排ガス中の有害成分をガス処理装置で無害化処理もしくは除去処理することができるから、環境を汚染することがない。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図1は本発明のクリーニング方法を実施する熱分解装置の1例を示す模式的なプロセスフロー図である。細長い管型の熱分解装置1は、内部にスクリューを設けない横長の管本体2と、その周囲を取り巻く筒状の断熱壁を有する加熱部3を備えており、管本体2の上流側(図面左側)端部に廃プラスチックの導入部4、下流側(図面右側)端部に生成するガス成分を排出する排出部5がそれぞれ設けられる。さらに加熱部3の上流側(図面左側)端部に加熱用ガスを供給するガス供給部6、下流側(図面右側)端部に熱交換されたガスを排出するガス排出部7がそれぞれ設けられる。
【0009】
管本体2の導入部4は配管8により廃プラスチックの供給装置9に接続され、該配管8に開閉弁10が設けられる。また管本体2の排出部5は配管11により凝縮装置12に接続され、該配管11に開閉弁13が設けられる。凝縮装置12にはガス成分を冷却する冷却配管(図示せず)が設けられ、凝縮装置12で冷却されて凝縮した油成分を排出する配管14は図示しない油成分回収槽に接続され、凝縮しないガス成分を排出する配管15はガス処理装置16に接続される。
【0010】
加熱部3のガス供給部6は配管17によってバーナ燃焼により加熱ガスを発生する燃焼炉18のガス排出口に接続され、加熱部3を通過して熱交換した加熱ガスはガス排出部7から図示しない排ガス処理装置に排出される。
配管8から配管19が分岐され、該配管19に開閉弁20、流量計21および流量調整弁22が設けられ、その先端はブロワ等の加圧方式の気体供給装置23に接続される。また配管11から配管24が分岐され、該配管24に開閉弁25が設けられる。そして配管24はさらに配管26と配管27に分岐され、配管26に開閉弁28が設けられてその先端が前記ガス処理装置16に接続される。
一方、配管27に開閉弁29が設けられてその先端がバグフィルタ式やサイクロン式の集塵装置30に接続される。なお集塵装置30には無機質分を除去された排ガスを排出する配管31、除去した無機質分を排出する配管32が接続される。
【0011】
供給装置9は廃プラスチックを加熱溶融して熱分解装置1に供給するもので、通常プラスチック射出成形に使用される伝熱ヒータ式の溶融装置と同様なものが使用される。すなわち筒状の溶融部33内に電動機等の回転装置36により回転駆動される溶融押出スクリュー35を備え、上流側(図面左側)に細かく粉砕した廃プラスチックを供給するホッパ38を有するもので、下流側端部の排出口に配管8が接続される。
ガス処理装置16としては、例えば燃焼式または活性炭などを充填した吸着式があり、燃焼式はガス成分中の有害物質を燃焼により無害化するもので、吸着式はガス成分中の有害物質を吸着により除去するものである。なおガス処理装置16から排出される処理済みのガス成分は、配管37から外部に排出される。
【0012】
次に上記装置の作用を説明すると、先ず図示しないパージ配管により熱分解装置1の管本体2内を窒素ガス等の不活性ガスで置換する。次に加熱炉18から800℃程度の加熱ガスを加熱部3に導入して管本体2内を加熱しておくと共に、供給装置9を運転して廃プラスチックを溶融する。次に開閉弁10、13を開けて開閉弁20、25を閉じ、150〜300℃程度の温度に溶融された廃プラスチックを管本体2に連続的に導入する。
管本体2に導入された廃プラスチックは、そこを通過する間に酸素不存在下に徐々に熱分解され低分子化して蒸発する。蒸発したガス成分は排出部5から配管11を経て凝縮装置12に導入され冷却されて凝縮する。凝縮した油成分は配管14から図示しない油成分回収槽に回収され、残りの凝縮しないガス成分は配管15からガス処理装置16に導入され、例えば燃焼により無害化されて配管37より排出される。
【0013】
熱分解装置1の運転により管本体2内には次第に分解されない残渣が蓄積し、それと共に管本体2の内壁にはコーキングが固着してくる。残渣の発生量は通常導入される廃プラスチックが純粋なものであれば、高々その導入量の1重量%程度であるが、不純物が混入する場合もあり、一定期間運転を継続するとかなりの蓄積量に達する。管本体2内の残渣類が所定量に達したとき、開閉弁10を閉じて供給装置9からの廃プラスチックの導入を停止することにより、管本体2における熱分解反応を停止する。そして熱分解反応が実質的に停止した後、加熱炉18からの加熱ガスの供給量を調整することにより、管本体2内の温度を例えば500℃程度に下降させ、以後その温度を保持する。
【0014】
次いで開閉弁13を閉じ、開閉弁20、25および28を開け、さらに気体供給装置23を運転して酸素含有気体、例えば空気を管本体2に導入する。管本体2への気体流量は流量調整弁22により、例えば残渣の量が1kg以下のとき、空気の場合1〜10m3 /Hr程度の比較的低い値になるように、流量計21で確認しながら調整する。酸素量が多いほど酸化処理に要する時間は短くなるが、それに比例して管本体2内の温度が低下するので、その温度が許容される値を下回らない範囲でできるだけ多くの酸素含有気体を流すように調整することが望ましい。
【0015】
酸素含有気体を導入した管本体2内は高温酸化状態となり、そこに存在する残渣類は効率よく酸化処理される。残渣類の有機物質は前述のように酸素と反応して二酸化炭素(CO2 )や水(H2 O)に分解され、分解できない部分は容積が縮小され灰分、砂、金属片等の無機質分として残される。またコーキングとして固着した有機物質は分解されてカーボン質が実質的に無くなっているため管本体2内壁への付着力は著しく低下する。なお酸化処理に際して不完全燃焼等により発生する一酸化炭素(CO)や煤などは、CO2 やH2 Oと共に配管24および配管26を経てガス処理装置16に導入され、例えば燃焼により有害物質が無害化されて配管37から排出する。
【0016】
管本体2内の残渣類が十分に酸化処理されたら、次に開閉弁28を閉じて開閉弁29を開け、さらに流量調整弁を操作して気体供給装置23からの酸素含有気体の流量を、例えば管内流速で30〜70m/s程度に増加する。この増加により管本体2内の酸化物は強いエアブロー作用により排出部5から外部に強制的に排出され、さらに配管24、27を経て集塵装置30に導入され、そこで固形の無機質分を除去されて配管31から排出される。そして集塵装置30に蓄積した無機質分は定期的に配管32から外部に排出する。
以上のようにして管本体2内の残渣類が排出されたら、次に加熱炉18からの加熱ガス量を再調整して管本体2内の温度を熱分解温度に上昇させ、開閉弁20、25を閉じ、開閉弁10、13を開けて廃プラスチックの熱分解装置1の運転を再開する。
なお上記実施例では、管本体2内に酸素含有気体を供給する方法として、導入部4側に加圧方式の気体供給装置23を設けたが、その代わりに排出部5側に吸引方式のブロワなどを設けて、吸引により管本体2内に酸素含有気体を供給してもよい。
【0017】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に記載の廃プラスチック熱分解装置の発明によれば、
管本体2の内面に残渣類が付着したとき、それを容易に酸化処理して分解し、その分解した後のものを集塵装置30に捕捉し、内部を容易にクリーニングし得る。即ち、廃プラスチック熱分解装置の可動中に、第1の開閉弁10を閉じて管本体2に溶融廃プラスチックが導入されるのを阻止し、次いで、流量調整弁22を適量開放し、加圧気体供給装置23から酸素を供給することにより、管本体2内の残渣類を酸化処理することができる。次いで、その酸化処理により生成された残存酸化物を加圧気体供給装置23からの加圧気体により吹き飛ばし、第3の開閉弁25,第4の開閉弁29を介して集塵装置30に捕捉することができる。
なお、酸化処理にて生成されたガス成分は、第5の開閉弁28を介してガス処理装置16により無害化することができる。
【0018】
また、請求項2に記載の廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法によれば、残渣類の酸化処理により、残渣類を構成する有機物質が酸素と反応して二酸化炭素(CO 2 )や水(H 2 O)に分解され、分解できない部分は容積が縮小され灰分、砂、金属片等の無機質分として残される。そしてコーキングとして固着した有機物質は分解されてカーボン質が実質的に無くなっているため、管本体内壁への付着力が著しく低下し、エアブローにより簡単に剥離して排出される。さらに管本体がかなり長い場合でも、コーキングの剥離およびその排出を容易に行うことができる。また本方法は熱分解運転中に高温に保持された管本体内の温度を一旦常温まで下げることなく、熱分解反応の停止後に速やかに高温酸化状態に移行することができるので、クリーニングに要する時間が短く、且つエネルギー消費量も少なくてよい。
しかも、管本体に供給する加圧気体の流速を、残渣物を処理するための第1の流速にし、その酸化処理後の残存酸化物を排出するためには、第1の流速よりも大なる第2の流速で行うようにしたから、確実に残存酸化物を集塵装置30へ導いて捕捉することができる。
また、本発明のクリーニング方法によれば、酸化処理に際して発生する排ガス中の有害成分をガス処理装置で無害化処理もしくは除去処理することができるから、環境を汚染することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクリーニング方法を実施する熱分解装置の1例を示す模式的なプロセスフロー図。
【符号の説明】
1 熱分解装置
2 管本体
3 加熱部
4 導入部
5 排出部
6 ガス供給部
7 ガス排出部
8 配管
9 供給装置
10 開閉弁
11 配管
12 凝縮装置
13 開閉弁
14 配管
15 配管
16 ガス処理装置
17 配管
18 燃焼炉
19 配管
20 開閉弁
21 流量計
22 流量調整弁
23 気体供給装置
24 配管
25 開閉弁
26 配管
27 配管
28 開閉弁
29 開閉弁
30 集塵装置
31 配管
32 配管
33 溶融部
35 溶融押出スクリュー
36 回転装置
38 ホッパ
37 配管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste plastic pyrolysis apparatus capable of removing residues accumulated by heating and decomposing waste plastic in the absence of oxygen with an elongated tube type pyrolysis apparatus, and a cleaning method therefor. Is.
[0002]
[Prior art]
In order to recover waste plastics such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and acrylic-butadiene-styrene copolymer (ABS) as resources, pyrolysis Many methods are employed that thermally decomposes into low molecules in the absence of oxygen in the apparatus, condenses the generated gas components, and recovers them as oil components.
Such pyrolysis devices include a tank type and a tube type. The tank type is equipped with a cylindrical tank body with a conical bottom and a heating unit placed around it. The upper part is a waste plastic input part, the generated gas component discharge part, and the bottom part is a residue discharge. Parts are provided. A scraper mechanism is provided that stirs the waste plastic to be pyrolyzed and discharges the residue generated and accumulated by pyrolysis or peels off the coking that adheres to the inclined surface of the bottom.
The tube type is equipped with a horizontally long and cylindrical tube body and a heating part arranged around it, and there are a screw type with a screw inside and a simple tube type without a screw. .
[0003]
The tank-type thermal decomposition apparatus which is currently mainstream has a problem that the tank is generally large, and the scraper mechanism for discharging residue and coking peeling is included inside, so that the cost is high. In addition, tube-type pyrolysis devices that employ a screw type are designed to discharge residues with an internal screw or to remove coking that adheres to the inner surface of the tube body. There is a problem that it becomes higher.
On the other hand, a simple tube-type pyrolysis device that does not have a screw inside has the advantage of simple structure and low cost, but it must be periodically cleaned to remove residue inside the tube body and remove coking. There is. In the conventional cleaning, remove the cover plate that closes both ends of the tube body, insert a cleaning tool such as a brush longer than one end, reciprocate to peel off the coking and the other end The method is generally used to discharge coke that has been peeled off from the residue.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, this method has the problem that it takes a lot of time and effort to remove the lids at both ends of the tube body and to operate the cleaning tool, and if the tube body is quite long, the inner wall surface of the tube body There is a problem that it is difficult to sufficiently peel off the caulking that is firmly fixed. Further, prior to cleaning, it is necessary to lower the temperature in the tube body to room temperature and raise the temperature to a predetermined value when the thermal decomposition reaction is resumed, which increases the time and energy consumption.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cleaning method capable of efficiently and sufficiently removing residues and coking (hereinafter referred to as “residues”) in a simple tube-type pyrolyzer without a screw.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a tubular body having a pipe body (2) and the pipe body (2), having a gas supply part (6) at one end and a gas discharge part (7) at the other end. Waste plastic connected to one end of the pipe body (2) via a first on-off valve (10), a heating part (3), a combustion furnace (18) connected to the gas supply part (6) A supply device (9) is connected to one end of the pipe body (2) via a flow rate adjusting valve (22), and the flow rate of oxygen-containing pressurized gas supplied into the pipe body (2) is made variable. A pressurized gas supply device (23) to be obtained, a condensing device (12) connected to the other end of the tube body (2) via a second on-off valve (13), and the other of the tube body (2) A third on-off valve (25) having one end connected to the end, and a fourth on-off valve (29) having one end connected to the other end of the third on-off valve (25) A dust collector (30) connected to the other end of the fourth on-off valve (29), and a fifth on-off valve (28) having one end connected to the other end of the third on-off valve (25). And a gas treatment device (16) connected to the other end of the fifth on-off valve (28) .
[0006]
According to this waste plastic thermal decomposition apparatus, when residues adhere to the inner surface of the tube body 2, it is easily oxidized and decomposed, and the decomposed material is captured by the dust collecting device 30 and the internal Can be easily cleaned. That is, while the waste plastic pyrolysis apparatus is moving, the first on-off valve 10 is closed to prevent the molten waste plastic from being introduced into the pipe body 2, and then the flow rate adjustment valve 22 is adjusted to be open and adjusted. By supplying an appropriate amount of oxygen from the pressurized gas supply device 23, the residues in the tube body 2 can be efficiently oxidized. Next, the residual oxide generated by the oxidation treatment is sufficiently supplied with the pressurized gas from the pressurized gas supply device 23, so that the residual oxide is blown off, and the third on-off valve 25 and the fourth on-off valve. It can be captured by the dust collecting device 30 via 29.
Note that the gas component generated by the oxidation treatment can be rendered harmless by the gas treatment device 16 via the fifth on-off valve 28.
[0007]
Invention of Claim 2 introduces a heating gas into the cylindrical heating part (3) surrounding the pipe body (2) and heats the inside of the heating part (3), and the pipe body (2). A step of introducing molten waste plastic from one end of the tube, a step of thermally decomposing the molten waste plastic in the form of a gas in the pipe body (2), and introducing the pyrolysis gas into the condenser (12) for condensation Producing the oil component and the non-condensed gas component, introducing the gas component into the gas treatment device (16) and detoxifying it, and thereafter supplying the molten waste plastic to the pipe body (2). A process of stopping;
Next, a first step of introducing an oxygen-containing pressurized gas having a first in-pipe flow rate into the pipe body (2) to oxidize residues in the pipe body (2), and this oxidation treatment Introducing the generated gas component into the gas processing device (16) to render it harmless;
Subsequently, the step of increasing the flow rate in the pipe of the oxygen-containing pressurized gas introduced into the pipe body (2) to a second pipe flow rate larger than the pipe flow rate in the first step, and thereby the pipe body ( And 2) a step of forcibly discharging the residual oxide from the pipe body and introducing it into the dust collector (30) .
According to the cleaning method of the waste plastic pyrolysis apparatus of the present invention, organic substances constituting the residues react with oxygen by oxidation treatment of the residues, so that carbon dioxide (CO 2 ) or water (H 2 O ) is reacted. ), And the portion that cannot be decomposed is reduced in volume and left as an inorganic component such as ash, sand, or metal pieces. And since the organic substance fixed as caulking is decomposed and carbonaceous substance is substantially lost, the adhesive force to the inner wall of the pipe body is remarkably reduced, and it is easily peeled off and discharged by air blow. Furthermore, even when the tube body is considerably long, the coking can be easily peeled off and discharged. In addition, this method can quickly shift to a high temperature oxidation state after stopping the pyrolysis reaction without once reducing the temperature inside the tube body held at a high temperature during the pyrolysis operation to room temperature, so that the time required for cleaning is reduced. Is short and energy consumption may be small.
Moreover, in order to set the flow rate of the pressurized gas supplied to the tube body to the first flow rate for treating the residue and to discharge the residual oxide after the oxidation treatment, the flow rate is higher than the first flow rate. Since the process is performed at the second flow rate, the remaining oxide can be reliably guided to the dust collector 30 and captured.
Further, according to the cleaning method of the present invention, since the harmful components in exhaust gas generated during the oxidation process may be detoxification or removal treatment in the gas treatment device, never contaminate the environment.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic process flow diagram showing an example of a thermal decomposition apparatus for carrying out the cleaning method of the present invention. An elongated tube-type pyrolysis apparatus 1 includes a horizontally long tube main body 2 without a screw inside, and a heating unit 3 having a cylindrical heat insulating wall surrounding the periphery thereof. A waste plastic introduction part 4 is provided at the end on the left side, and a discharge part 5 for discharging gas components generated at the end on the downstream side (right side in the drawing). Further, a gas supply unit 6 for supplying a heating gas to the upstream (left side of the drawing) end of the heating unit 3 and a gas discharge unit 7 for discharging the heat-exchanged gas to the downstream (right side of the drawing) end are provided. .
[0009]
The introduction part 4 of the pipe body 2 is connected to a waste plastic supply device 9 by a pipe 8, and an open / close valve 10 is provided in the pipe 8. Further, the discharge portion 5 of the pipe body 2 is connected to a condenser device 12 by a pipe 11, and an open / close valve 13 is provided in the pipe 11. The condenser 12 is provided with a cooling pipe (not shown) for cooling the gas component, and the pipe 14 for discharging the oil component cooled and condensed by the condenser 12 is connected to an oil component recovery tank (not shown) and does not condense. The pipe 15 for discharging the gas component is connected to the gas processing device 16.
[0010]
The gas supply unit 6 of the heating unit 3 is connected by a pipe 17 to a gas discharge port of a combustion furnace 18 that generates a heated gas by burner combustion, and the heated gas exchanged through the heating unit 3 is shown from the gas discharge unit 7. Not exhausted to the exhaust gas treatment device.
A pipe 19 is branched from the pipe 8, and an opening / closing valve 20, a flow meter 21, and a flow rate adjustment valve 22 are provided in the pipe 19, and the tip thereof is connected to a pressurization type gas supply device 23 such as a blower. A pipe 24 is branched from the pipe 11, and an open / close valve 25 is provided in the pipe 24. The pipe 24 is further branched into a pipe 26 and a pipe 27, and an opening / closing valve 28 is provided in the pipe 26, and the tip thereof is connected to the gas processing device 16.
On the other hand, an opening / closing valve 29 is provided in the pipe 27 and its tip is connected to a bag filter type or cyclone type dust collector 30. The dust collector 30 is connected with a pipe 31 for discharging the exhaust gas from which inorganic components have been removed and a pipe 32 for discharging the removed inorganic components.
[0011]
The supply device 9 heats and melts waste plastic and supplies it to the thermal decomposition apparatus 1, and the same device as the heat transfer heater type melting device usually used for plastic injection molding is used. That is, it has a melt extrusion screw 35 that is rotationally driven by a rotating device 36 such as an electric motor in a cylindrical melting part 33, and has a hopper 38 that supplies finely pulverized waste plastic on the upstream side (left side in the drawing). A pipe 8 is connected to the discharge port at the side end.
As the gas processing device 16, for example, a combustion type or an adsorption type filled with activated carbon is used. The combustion type detoxifies harmful substances in the gas component by combustion, and the adsorption type adsorbs the harmful substances in the gas component. Is to be removed. In addition, the processed gas component discharged | emitted from the gas processing apparatus 16 is discharged | emitted from the piping 37 outside.
[0012]
Next, the operation of the above apparatus will be described. First, the inside of the pipe body 2 of the thermal decomposition apparatus 1 is replaced with an inert gas such as nitrogen gas by a purge pipe (not shown). Next, a heating gas of about 800 ° C. is introduced from the heating furnace 18 into the heating unit 3 to heat the inside of the tube body 2 and the supply device 9 is operated to melt the waste plastic. Next, the on-off valves 10 and 13 are opened, the on-off valves 20 and 25 are closed, and waste plastic melted at a temperature of about 150 to 300 ° C. is continuously introduced into the pipe body 2.
The waste plastic introduced into the tube body 2 is gradually pyrolyzed in the absence of oxygen while passing through the plastic body, is reduced in molecular weight, and is evaporated. The evaporated gas component is introduced from the discharge part 5 through the pipe 11 to the condenser 12 and cooled and condensed. The condensed oil component is recovered from the pipe 14 into an oil component recovery tank (not shown), and the remaining non-condensed gas component is introduced into the gas processing device 16 from the pipe 15 and is rendered harmless by, for example, combustion and discharged from the pipe 37.
[0013]
Residue that is not gradually decomposed accumulates in the pipe body 2 due to the operation of the thermal decomposition apparatus 1, and coke is fixed to the inner wall of the pipe body 2. The amount of residue generated is usually about 1% by weight of the amount of waste plastic introduced if it is pure, but impurities may be mixed in, and if it is operated for a certain period of time, it will accumulate considerably. To reach. When the amount of residues in the pipe body 2 reaches a predetermined amount, the thermal decomposition reaction in the pipe body 2 is stopped by closing the on-off valve 10 and stopping the introduction of waste plastic from the supply device 9. Then, after the thermal decomposition reaction substantially stops, the temperature in the tube body 2 is lowered to, for example, about 500 ° C. by adjusting the supply amount of the heating gas from the heating furnace 18, and the temperature is maintained thereafter.
[0014]
Next, the on-off valve 13 is closed, the on-off valves 20, 25 and 28 are opened, and the gas supply device 23 is operated to introduce an oxygen-containing gas, for example air, into the pipe body 2. The gas flow rate to the pipe body 2 is confirmed by the flow rate adjustment valve 22 with the flow meter 21 so that, for example, when the amount of residue is 1 kg or less, in the case of air, a relatively low value of about 1 to 10 m 3 / Hr is obtained. While adjusting. The larger the amount of oxygen, the shorter the time required for the oxidation treatment. However, the temperature in the tube body 2 decreases in proportion to this, so that as much oxygen-containing gas as possible flows as long as the temperature does not fall below an allowable value. It is desirable to adjust so that.
[0015]
The inside of the tube body 2 into which the oxygen-containing gas has been introduced is in a high-temperature oxidation state, and residues present there are efficiently oxidized. Residue organic substances react with oxygen and decompose into carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O) as described above, and the parts that cannot be decomposed are reduced in volume to reduce the inorganic content such as ash, sand, and metal fragments. Left as. Moreover, since the organic substance fixed as caulking is decomposed and carbonaceous substance is substantially lost, the adhesion force to the inner wall of the pipe body 2 is significantly reduced. Carbon monoxide (CO), soot, etc. generated by incomplete combustion or the like during the oxidation treatment is introduced into the gas treatment device 16 through the piping 24 and the piping 26 together with CO 2 and H 2 O. It is detoxified and discharged from the pipe 37.
[0016]
When the residues in the pipe body 2 are sufficiently oxidized, the on-off valve 28 is closed and the on-off valve 29 is opened, and the flow rate adjusting valve is further operated to adjust the flow rate of the oxygen-containing gas from the gas supply device 23. For example, it increases to about 30 to 70 m / s at the pipe flow velocity. Due to this increase, the oxide in the tube body 2 is forcibly discharged from the discharge portion 5 to the outside by a strong air blowing action, and further introduced into the dust collecting device 30 through the pipes 24 and 27, where the solid inorganic matter is removed. And discharged from the pipe 31. The inorganic matter accumulated in the dust collector 30 is periodically discharged from the pipe 32 to the outside.
When the residues in the pipe body 2 are discharged as described above, the amount of the heated gas from the heating furnace 18 is readjusted to increase the temperature in the pipe body 2 to the pyrolysis temperature, and the on-off valve 20, 25 is closed, the on-off valves 10 and 13 are opened, and the operation of the waste plastic thermal decomposition apparatus 1 is resumed.
In the above embodiment, as a method of supplying the oxygen-containing gas into the tube body 2, the pressure type gas supply device 23 is provided on the introduction part 4 side, but instead, a suction type blower is provided on the discharge part 5 side. For example, an oxygen-containing gas may be supplied into the tube main body 2 by suction.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of the waste plastic pyrolysis apparatus according to claim 1,
When residues adhere to the inner surface of the tube body 2, it can be easily oxidized and decomposed, and the decomposed material can be captured by the dust collector 30 and the inside can be easily cleaned. That is, while the waste plastic thermal decomposition apparatus is moving, the first on-off valve 10 is closed to prevent the molten waste plastic from being introduced into the pipe body 2, and then the flow rate adjusting valve 22 is opened to an appropriate amount for pressurization. By supplying oxygen from the gas supply device 23, the residues in the tube body 2 can be oxidized. Next, the residual oxide generated by the oxidation treatment is blown off by the pressurized gas from the pressurized gas supply device 23 and is captured by the dust collector 30 through the third on-off valve 25 and the fourth on-off valve 29. be able to.
Note that the gas component generated by the oxidation treatment can be rendered harmless by the gas treatment device 16 via the fifth on-off valve 28.
[0018]
According to the cleaning method for the waste plastic thermal decomposition apparatus according to claim 2, the organic substance constituting the residue reacts with oxygen by oxidation treatment of the residue, so that carbon dioxide (CO 2 ) or water (H 2 O) is decomposed, and the portion that cannot be decomposed is reduced in volume and left as an inorganic component such as ash, sand, and metal pieces. And since the organic substance fixed as caulking is decomposed and carbonaceous substance is substantially lost, the adhesive force to the inner wall of the pipe body is remarkably reduced, and it is easily peeled off and discharged by air blow. Furthermore, even when the tube body is considerably long, the coking can be easily peeled off and discharged. In addition, this method can quickly shift to a high temperature oxidation state after the thermal decomposition reaction is stopped without once reducing the temperature in the tube body held at a high temperature during the thermal decomposition operation to room temperature, so that the time required for cleaning is reduced. Is short and energy consumption may be small.
Moreover, in order to set the flow rate of the pressurized gas supplied to the tube body to the first flow rate for treating the residue and to discharge the residual oxide after the oxidation treatment, the flow rate is higher than the first flow rate. Since the process is performed at the second flow rate, the remaining oxide can be reliably guided to the dust collector 30 and captured.
Further, according to the cleaning method of the present invention, since the harmful components in exhaust gas generated during the oxidation process may be detoxification or removal treatment in the gas treatment device, never contaminate the environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic process flow diagram showing an example of a thermal decomposition apparatus for performing a cleaning method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal decomposition apparatus 2 Pipe | tube main body 3 Heating part 4 Introduction part 5 Discharge part 6 Gas supply part 7 Gas discharge part 8 Pipe 9 Supply apparatus 10 On-off valve 11 Pipe 12 Condenser 13 On-off valve 14 Pipe 15 Pipe 16 Gas processing apparatus 17 Pipe 18 Combustion furnace 19 Pipe 20 On-off valve 21 Flow meter 22 Flow rate adjusting valve 23 Gas supply device 24 Pipe 25 On-off valve 26 Pipe 27 Pipe 28 On-off valve 29 On-off valve 30 Dust collector 31 Pipe 32 Pipe 33 Melting section 35 Melting extrusion screw 36 Rotating device 38 Hopper 37 Piping

Claims (2)

管本体(2)と、この管本体(2)を取り巻き、一端にガス供給部(6)を有し他端にガス排出部(7)を有する筒状の加熱部(3)と、前記ガス供給部(6)に接続された燃焼炉(18)と、前記管本体(2)の一端に第1の開閉弁(10)を介して接続された廃プラスチック供給装置(9)と、前記管本体(2)の一端に流量調整弁(22)を介して接続され、前記管本体(2)内へ供給される酸素含有加圧気体の管内流速を可変にし得る加圧気体供給装置(23)と、前記管本体(2)の他端に第2の開閉弁(13)を介して接続された凝縮装置(12)と、前記管本体(2)の他端に一端が接続された第3の開閉弁(25)と、この第3の開閉弁(25)の他端に一端が接続された第4の開閉弁(29)と、この第4の開閉弁(29)の他端に接続された集塵装置(30)と、前記第3の開閉弁(25)の他端に一端が接続された第5の開閉弁(28)と、この第5の開閉弁(28)の他端に接続されたガス処理装置(16)とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置。A tube body (2), a tubular heating section (3) surrounding the tube body (2), having a gas supply section (6) at one end and a gas discharge section (7) at the other end, and the gas A combustion furnace (18) connected to a supply unit (6), a waste plastic supply device (9) connected to one end of the pipe body (2) via a first on-off valve (10), and the pipe A pressurized gas supply device (23) connected to one end of the main body (2) via a flow rate adjusting valve (22) and capable of varying the flow velocity of the oxygen-containing pressurized gas supplied into the pipe main body (2). A condenser (12) connected to the other end of the pipe body (2) via a second on-off valve (13), and a third end connected to the other end of the pipe body (2). On-off valve (25), a fourth on-off valve (29) having one end connected to the other end of the third on-off valve (25), and the fourth on-off valve (29 A dust collecting device (30) connected to the other end of the second on-off valve, a fifth on-off valve (28) having one end connected to the other end of the third on-off valve (25), and a fifth on-off valve ( 28) A waste plastic pyrolysis apparatus comprising a gas processing apparatus (16) connected to the other end of the apparatus. 管本体(2)を取り巻く筒状の加熱部(3)内に加熱ガスを導入し前記加熱部(3)内を加熱する工程と、前記管本体(2)の一端から溶融廃プラスチックを導入する工程と、前記溶融廃プラスチックを前記管本体(2)内にてガス状に熱分解させる工程と、この熱分解ガスを凝縮装置(12)へ導入して凝縮した油成分ならびに凝縮されないガス成分を生成する工程と、前記ガス成分をガス処理装置(16)へ導入して無害化する工程と、その後、前記管本体(2)への溶融廃プラスチックの供給を停止する工程と、Introducing heated gas into the cylindrical heating section (3) surrounding the pipe body (2) and heating the heating section (3), and introducing molten waste plastic from one end of the pipe body (2) A step of thermally decomposing the molten waste plastic into a gaseous state in the pipe body (2), and introducing the pyrolyzed gas into the condenser (12) to condense the condensed oil component and the non-condensed gas component. A step of generating, a step of introducing the gas component into the gas processing device (16) and detoxifying, and a step of stopping the supply of the molten waste plastic to the pipe body (2),
次いで、前記管本体(2)内へ第1の管内流速を有する酸素含有加圧気体を導入し前記管本体(2)内の残渣類を酸化処理する第1の工程と、この酸化処理にて生成されたガス成分を前記ガス処理装置(16)へ導入して無害化する工程と、Next, a first step of introducing an oxygen-containing pressurized gas having a first in-pipe flow rate into the pipe body (2) to oxidize residues in the pipe body (2), and this oxidation treatment Introducing the generated gas component into the gas processing device (16) to render it harmless;
次いで、前記管本体(2)へ導入する前記酸素含有加圧気体の管内流速を前記第1の工程の管内流速より大なる第2の管内流速へ増速する工程と、それにより前記管本体(2)内の残存酸化物を強制的に前記管本体から排出し集塵装置(30)へ導入する工程とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法。Subsequently, the step of increasing the flow rate in the pipe of the oxygen-containing pressurized gas introduced into the pipe body (2) to a second pipe flow rate larger than the pipe flow rate in the first step, and thereby the pipe body ( And 2) a step of forcibly discharging the residual oxide from the pipe body and introducing it into the dust collector (30).
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