JP3938962B2 - Waste plastic oil reduction equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃プラスチックを再資源化するための廃プラスチックの油化還元装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、廃プラスチック(高分子廃棄物)を加熱して熱分解した後、重油(A重油相当)に還元する油化還元装置は知られている。
【0003】
この種の油化還元装置は、ポリエチレン,ポリステロール,塩化ビニル等の固形の廃プラスチックを比較的低温となる250℃(塩化ビニルは70℃)前後で加熱する溶解槽により溶解させ、この後、400℃(塩化ビニルは170℃)前後の高温に加熱した熱分解槽によって溶解した廃プラスチックを熱分解させるとともに、気化した分解ガスを冷却して重油を得る。なお、固形の廃プラスチックを熱分解槽に直接投入した場合には、廃プラスチックが炭化し、還元効率が大きく低下するのみならず、炭化物の処理が大変となるため、溶解槽を設けることにより、最初に固形の廃プラスチックを溶解させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の油化還元装置は、一日の稼働を終えて装置を停止した際に、溶解した廃プラスチックが熱分解槽内に残存した状態になることも少なくない。この場合、次の日に装置を再稼働させても、熱分解槽内の廃プラスチックに対する加熱機能部の接触面積が部分的であること、廃プラスチックを伝達する熱によって溶解が進行すること等の理由によって、立上げ時間に半日程度が必要となり、生産性及び経済性の面で著しく不利になる問題があった。
【0005】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、熱分解槽に廃プラスチックが残存する場合であっても、再稼働させる際の立上げ時間を大幅に短縮することにより、生産性及び経済性を飛躍的に高めることができる廃プラスチックの油化還元装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、廃プラスチックP…を加熱して熱分解させる熱分解槽2を備える廃プラスチックの油化還元装置1を構成するに際して、特に、溶解槽を兼用するとともに、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体3と、この槽本体3の内部に、当該槽本体3の内面に沿って上下方向に所定間隔毎に配した複数の水平な加熱管8a…,8b…,8c…を設け、かつ上方に配した加熱管8a…の温度に対して下方に配した加熱管8c…の温度を低く設定した加熱機構9とを有する熱分解槽2を備えるとともに、非稼働時に熱分解槽2における槽本体3を予め設定した保温温度Thに加熱する保温装置4を備えることを特徴とする。
【0007】
この場合、好適な実施の形態により、保温装置4は、槽本体3における外面3oのほぼ全面を外板5により囲み、当該外板5と槽本体3間に密閉された空間Sを設けた保温部6と、この保温部6に加熱した保温用オイルCを循環させる加熱装置7により構成できる。なお、槽本体3は半円形の両端面3s,3tを有する半円筒形に形成することができる。また、複数の加熱管8a,8b,8cは一本の連続管10をジグザグ状に折曲することによって形成される複数の直線部により構成し、最上部に配した加熱管8aに熱風を供給するとともに、最下部に配した加熱管8cから排風することができる。この連続管10は、左右に一対配設することが望ましい。
【0008】
これにより、非稼働時には保温装置4によって、槽本体3が予め設定した保温温度Thに加熱される。即ち、加熱装置7により加熱された保温用オイルCは、保温部6の空間Sに供給される一方、当該空間S内における熱交換された保温用オイルCは加熱装置7に戻されて再び加熱される加熱循環回路が構成される。この結果、槽本体3に残留する廃プラスチックは保温温度Thに維持され、再稼働時には、立上げ時間が大幅に短縮される。
【0009】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0010】
まず、本実施例に係る廃プラスチックの油化還元装置1の構成について、図1〜図5を参照して説明する。
【0011】
図中、2は油化還元装置1に備える熱分解槽である。この熱分解槽2は、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体3、即ち、図1及び図3に示すような半円形の両端面3s,3tを有する半円筒形に形成した槽本体3を備える。
【0012】
この槽本体3の上端の中央には当該槽本体3の軸方向に配した回転スクリュ11を設ける。この回転スクリュ11は回転駆動部11xより回転する。また、槽本体3における端面3sの上部には外方に延出した供給部12を一体に設けるとともに、端面3tの上部には外方に延出した異物回収部13を一体に設け、回転スクリュ11の一側と他側は、それぞれ供給部12及び異物回収部13に収容する。この際、回転スクリュ11の下部11dは溶解した廃プラスチックLに浸かるように配する。さらに、供給部12の上部には固形の廃プラスチックP…を投入するホッパー14を設けるとともに、異物回収部13の上部には回収した異物を取出すための取出口15を設ける。なお、15cは取出口15を開閉する開閉蓋である。
【0013】
また、槽本体3には保温装置4を構成する保温部6を付設する。保温部6は、槽本体3おける外面のほぼ全面を外板5により囲み、外板5と槽本体3間に密閉された空間Sを設ける。この保温部6には後述する加熱装置7から保温用オイルCが供給される。この場合、槽本体3の周面3fと外板5間の空間Sは保温用オイルCを満たせばよいため、比較的狭くてよいが、槽本体3の端面3s,3tと外板5間の空間Sは、保温用オイルCを満たすことに加え、後述する連続管10…の湾曲部を収容するため、当該湾曲部を収容できる間隔を確保する。よって、このような保温部6の構造により、非稼働時における効果的な保温を行うことができるとともに、稼働時における槽本体3の断熱性を高めることができる。
【0014】
一方、16は槽本体3の上面を覆うカバーであり、カバー16の中央上端には分解ガスを回収するダクト17を接続する。このダクト17は後述するスクラバー52に接続される。
【0015】
さらに、槽本体3には加熱機構9を付設する。加熱機構9は槽本体3の内部に設けた複数の水平な加熱管8a,8a,8b,8b,8c,8cを有する。各加熱管8a,8b,8cは、当該槽本体3の内面に沿って上下方向に所定間隔毎、望ましくは10〜15cm間隔毎に配する。この場合、各加熱管8a,8b,8cは一本の連続管10をジグザグ状に折曲することによって形成される複数の直線部により構成する。即ち、ジグザグ状に折曲した連続管10における複数の直線部を槽本体3の内部に配し、かつ湾曲部を上述した外板5と槽本体3間の空間Sに収容する。連続管10は図1に示すように、左右に一対配設する。
【0016】
また、最上部に配した加熱管8a,8aの先端開口は、熱風発生装置21に接続するとともに、最下部に配した加熱管8c,8cの先端開口は、ブロアー23…を付設した煙突22,22に接続する。これにより、熱風発生装置21から供給される熱風は、最上部の加熱管8a…に供給された後、中間部の加熱管8b…を通り、この後、最下部の加熱管8c…から外部に排出される。この際、上方に配した加熱管8a…の温度に対して下方に配した加熱管8c…の温度は、熱風が連続管10…を通る際の放熱によって次第に低くなる。したがって、最上部に配した加熱管8a…の温度が、溶解した廃プラスチックLを熱分解させる温度になった際に、下方に配した加熱管8c…の温度が、廃プラスチックP…を溶解させる温度になるように、連続管10…の径及び長さ(加熱管8a…の本数)等の条件を選定する。
【0017】
なお、加熱管8a…の外周面,槽本体3の内面及び回転スクリュ11の外面等の溶解した廃プラスチックL及び分解ガスの触れる面は、耐熱性を有する液状化ガラス(常温ガラス)を塗布する。加熱管8a…,槽本体3及び回転スクリュ11等は、通常、スチール等の金属材料により製造されるため、腐食が発生しやすい。特に、廃プラスチックとして塩化ビニルを用いた場合には、発生する塩素により金属の腐食及び酸化がかなりの速度で進行する。このため、加熱管8a等の表面を液状化ガラス25a…によりコーティングし、耐薬性,耐食性,耐久性等を高める。この場合、図5に示すように、例えば、加熱管8aの表面に液状化ガラス25a,25b,25c…を重ね塗りし、多層のガラス層を設けることが望ましい。
【0018】
次に、本発明の要部を構成する保温装置4の構成について、図1及び図2を参照して具体的に説明する。
【0019】
保温装置4は加熱装置7を備える。加熱装置7には加熱部33を備え、この加熱部33の吐出部は図1及び図2に示すように、バルブ34を有する配管35を介して前記保温部6の上部一側に接続するとともに、加熱部33の吸入部はバルブ36を有する配管37を介して前記保温部6の上部他側に接続する。
【0020】
これにより、保温用オイルCは、加熱部33により加熱された後、配管35を介して保温部6を構成する外板5と槽本体3間の空間Sに供給されるとともに、空間S内の保温用オイルCは配管37を介して加熱部33に戻される加熱循環回路が構成される。なお、38はバルブ39を介して加熱部33に接続したオイルタンク、40は加熱部33の運転及び加熱温度等の各種制御を司る制御部、41は気化した保温用オイルを液化する機能を含むエクステンション部である。この場合、制御部40は、特に、保温部6に付設した温度センサ(不図示)によって保温温度Thを検出し、この結果に基づいて加熱部33の加熱温度を制御する機能を有する。
【0021】
図4は油化還元装置1の全体構成を示す。同図中、51は形状の大きな廃プラスチックを小さく砕くためのクラッシャ、52は塩素ガスを中和するためのスクラバー、53はスクラバーに付設したPH調整槽、54は分解ガスを液化するためのコンデンサ、55はコンデンサ54を冷却するための冷却機(クーリングタワー)、56はポンプ、57は得られた重油と水を分離するための油水分離槽、58はフィルタ、59は重油の貯蔵タンクである。
【0022】
次に、本実施例の要部を構成する保温装置4の機能を含む油化還元装置1の全体動作について、各図を参照して説明する。
【0023】
まず、熱風発生装置21により最上部に配した加熱管8a,8aに熱風を供給する。これにより、加熱管8a,8aは400℃(塩化ビニルは170℃)前後に加熱される。また、最下部に配した加熱管8c,8cは250℃(塩化ビニルの場合は70℃)前後に加熱される。なお、このような温度が得られるように、連続管10…の径及び長さ(加熱管8a…の本数)等が選定されている。そして、熱風は煙突22,22から外部に排出される。この際、ブロアー23によっても吸気される。
【0024】
一方、固形の廃プラスチック(ポリエチレン,ポリステロール,塩化ビニル等)P…はホッパー14に投入される。この際、大きな廃プラスチックはクラッシャ51により小さく砕かれる。また、回転駆動部11xを作動させて回転スクリュ11を回転させる。これにより、ホッパー14に投入された固形の廃プラスチックP…は回転スクリュ11により移送され、槽本体2の内部に供給される。回転スクリュ11の回転速度は任意に制御することにより槽本体2に対する廃プラスチックP…の供給量を調整できる。
【0025】
また、槽本体2の内部に供給された廃プラスチックP…は、槽本体2の底部に落下し、槽本体2の最下部に配した比較的低温の加熱管8c,8cにより加熱され、溶解する。溶解した廃プラスチックLは槽本体2の内部に蓄えられるとともに、増加に伴って溶解した廃プラスチックLの液面が上昇する。そして、上昇した液面が最上部の加熱管8a,8aに達すれば、高温の加熱管8b,8aにより加熱され、廃プラスチックLは熱分解することにより気化する。なお、廃プラスチックLの上面に浮遊する炭化物等の異物は、回転スクリュ11により異物回収部13により回収されるとともに、廃プラスチックLの上面の撹拌と浄化が行われ、分解ガスの発生効率が高められる。
【0026】
他方、気化した分解ガスはダクト16を通ってスクラバー52に供給され、混在する塩素ガスが中和される。さらに、分解ガスはスクラバー52からコンデンサ54に供給され、冷却されることにより、重油(A重油相当)に液化される。コンデンサ54は冷却機55から送られる冷却液により常時冷却される。そして、得られた重油は油水分離槽57に供給される。油水分離槽57では水と重油が分離され、重油はフィルタ58により不純物の除去が行われた後、貯蔵タンク59に供給されて貯蔵されるとともに、一部は熱風発生装置21に供給されて熱風発生装置21の燃料に使用される。
【0027】
一方、夜間等において液化還元装置1の稼働を停止している期間では、保温装置4により槽本体3を保温する。この場合、保温用オイルCは、加熱部33により加熱され、配管35を介して保温部6を構成する外板5と槽本体3間の空間Sに供給される。これにより、槽本体3は予め設定された保温温度Th(70〜400℃)に加熱される。また、熱交換された空間S内の保温用オイルCは、配管37を介して加熱部33に戻される。
【0028】
これにより、槽本体3内に残留する廃プラスチックLは、保温温度Thに維持される。この結果、再稼働時の立上げ時間は大幅に短縮され、生産性及び経済性が飛躍的に高められる。
【0029】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【0030】
例えば、槽本体は半円筒形の形状を例示したが、例えば、断面が逆三角形或いは逆台形等のように、上側に対して下側の幅が狭くなる任意の形状の槽本体を利用できる。また、実施例における保温装置は、槽本体における外面のほぼ全面を外板により囲んだ場合を例示したが、槽本体における外面の一部を囲ったり或いは保温用オイルを流す保温用管等を槽本体の表面に付設してもよい。
【0031】
【発明の効果】
このように、本発明に係る廃プラスチックの油化還元装置は、溶解槽を兼用するとともに、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体と、この槽本体の内部に、当該槽本体の内面に沿って上下方向に所定間隔毎に配した複数の水平な加熱管を設け、上方に配した加熱管の温度に対して下方に配した加熱管の温度を低く設定した加熱機構とを有する熱分解槽を備えるとともに、非稼働時に熱分解槽における槽本体を予め設定した保温温度に加熱する保温装置を備えるため、次のような顕著な効果を奏する。
【0032】
▲1▼ 熱分解槽に廃プラスチックが残存する場合であっても、再稼働させる際の立上げ時間を大幅に短縮することにより、生産性及び経済性を飛躍的に高めることができる。
【0033】
▲2▼ 好適な実施の形態により、保温装置を、槽本体における外面のほぼ全面を外板により囲み、当該外板と槽本体間に密閉された空間を設けた保温部と、この保温部に加熱した保温用オイルを循環させる加熱装置により構成すれば、非稼働時における効果的な保温を行うことができることに加え、稼働時における槽本体の断熱性を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本実施例に係る油化還元装置に備える熱分解槽の断面正面図、
【図2】同油化還元装置に備える保温装置のブロック系統図、
【図3】同油化還元装置に備える熱分解槽の断面側面図、
【図4】同油化還元装置の全体構成を示すブロック系統図、
【図5】同油化還元装置に備える熱分解槽における加熱管の一部断面図、
【符号の説明】
1 油化還元装置
2 熱分解槽
3 槽本体
3o 槽本体の外面
3s… 槽本体の端面
4 保温装置
5 外板
6 保温部
7 加熱装置
8a… 加熱管
9 加熱機構
10 連続管
P… 廃プラスチック
S 空間
C 保温用オイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste plastic oil reduction apparatus for recycling waste plastic.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an oil reduction apparatus that heats and decomposes waste plastic (polymer waste) to heavy oil (equivalent to heavy oil A) is known.
[0003]
This type of oil reduction apparatus dissolves solid waste plastics such as polyethylene, polyesterol, and vinyl chloride in a dissolution tank that is heated at a relatively low temperature of about 250 ° C. (vinyl chloride is about 70 ° C.). The waste plastic dissolved in a pyrolysis tank heated to a high temperature around 400 ° C. (vinyl chloride is 170 ° C.) is pyrolyzed, and the vaporized decomposition gas is cooled to obtain heavy oil. In addition, when solid waste plastic is directly put into the pyrolysis tank, the waste plastic is carbonized, not only the reduction efficiency is greatly reduced, but also the treatment of carbide becomes difficult, so by providing a dissolution tank, First, solid waste plastic is dissolved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, this type of oil reduction apparatus often has a state in which the dissolved waste plastic remains in the thermal decomposition tank when the apparatus is stopped after one day of operation. In this case, even if the device is restarted on the next day, the contact area of the heating function part with respect to the waste plastic in the pyrolysis tank is partial, and the melting proceeds due to the heat transmitted to the waste plastic, etc. Due to the reason, it takes about half a day for the start-up time, and there is a problem that it is extremely disadvantageous in terms of productivity and economy.
[0005]
The present invention solves such a problem existing in the prior art, and even when waste plastic remains in the pyrolysis tank, the start-up time for restarting is greatly reduced. An object of the present invention is to provide a waste plastic oil-reduction apparatus capable of dramatically improving productivity and economy.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
In the present invention, when the waste plastic oil-reduction apparatus 1 including the
[0007]
In this case, according to a preferred embodiment, the
[0008]
Thereby, the tank
[0009]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0010]
First, the structure of the waste plastic oil-reduction apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0011]
In the figure, 2 is a thermal decomposition tank provided in the oil reduction apparatus 1. The
[0012]
A rotary screw 11 arranged in the axial direction of the
[0013]
Further, the
[0014]
On the other hand, 16 is a cover that covers the upper surface of the
[0015]
Furthermore, the
[0016]
Moreover, while the front-end | tip opening of
[0017]
In addition, the surface which the waste plastic L and decomposition gas which melt | dissolved, such as the outer peripheral surface of the
[0018]
Next, the configuration of the
[0019]
The
[0020]
As a result, the heat retaining oil C is heated by the
[0021]
FIG. 4 shows the overall configuration of the oil reduction apparatus 1. In the figure, 51 is a crusher for crushing large waste plastic, 52 is a scrubber for neutralizing chlorine gas, 53 is a PH adjusting tank attached to the scrubber, and 54 is a condenser for liquefying the cracked gas , 55 is a cooler (cooling tower) for cooling the
[0022]
Next, the entire operation of the oil reduction device 1 including the function of the
[0023]
First, hot air is supplied to the
[0024]
On the other hand, solid waste plastics (polyethylene, polyesterol, vinyl chloride, etc.) P... At this time, the large waste plastic is crushed into small pieces by the
[0025]
Moreover, the waste plastic P ... supplied to the inside of the
[0026]
On the other hand, the vaporized cracked gas is supplied to the
[0027]
On the other hand, the
[0028]
Thereby, the waste plastic L remaining in the
[0029]
The embodiment has been described in detail above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, material, quantity, technique, and the like are within the scope not departing from the gist of the present invention. Can be changed arbitrarily.
[0030]
For example, although the tank body has exemplified a semi-cylindrical shape, for example, a tank body having an arbitrary shape with a lower width narrower than the upper side, such as an inverted triangle or an inverted trapezoid, can be used. In addition, the heat retaining device in the embodiment exemplifies the case where almost the entire outer surface of the tank main body is surrounded by the outer plate, but the heat insulating tube or the like that surrounds a part of the outer surface of the tank main body or flows the heat retaining oil is stored in the tank. You may attach to the surface of a main body.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the oil plastic reduction apparatus for waste plastic according to the present invention also serves as a dissolution tank and has a tank body whose lower width is narrower with respect to the upper side, and the tank body in the tank body. A heating mechanism in which a plurality of horizontal heating pipes arranged at predetermined intervals in the vertical direction along the inner surface of the main body are provided, and the temperature of the heating pipe arranged below is set lower than the temperature of the heating pipe arranged above And a thermal insulation device that heats the tank body in the thermal decomposition tank to a preset thermal insulation temperature when not in operation, the following remarkable effects are achieved.
[0032]
{Circle around (1)} Even when waste plastic remains in the pyrolysis tank, productivity and economy can be dramatically improved by greatly shortening the startup time for restarting.
[0033]
(2) According to a preferred embodiment, the heat retaining device includes a heat retaining portion in which a substantially entire outer surface of the tank body is surrounded by an outer plate, and a sealed space is provided between the outer plate and the tank main body. If it comprises the heating apparatus which circulates the heated oil for heat retention, in addition to being able to perform the effective heat retention at the time of non-operation, the heat insulation of the tank main body at the time of operation can be improved greatly.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]
A cross-sectional front view of a pyrolysis tank provided in the oil reduction device according to this embodiment
FIG. 2 is a block system diagram of a heat retention device provided in the oil reduction device,
FIG. 3 is a cross-sectional side view of a pyrolysis tank provided in the oil reduction device
FIG. 4 is a block system diagram showing an overall configuration of the oil reduction device,
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a heating tube in a pyrolysis tank provided in the oil reduction device.
[Explanation of symbols]
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