JP4003160B2 - Pyrolysis apparatus and pyrolysis method for plastic - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチックを熱分解し、その生成物を蒸留する熱分解装置及び熱分解方法に関し、詳しくは熱分解手段の加熱部からの排ガスを蒸留手段の加熱部に供給するようにした熱分解装置および熱分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
工場設備や家庭からは多量のプラスチック類が排出される。廃プラスチックをそのまま外部に排出すると環境を汚染するため、再利用できる形態にすることが望ましい。そのため従来から廃プラスチックを熱分解手段により熱分解して燃料油として回収する方法が広く採用されている。
【0003】
熱分解手段として槽形の熱分解槽方式や管形の反応管方式があるが、連続運転を行う場合は後者の反応管方式が望ましい。熱分解手段には電気ヒータ加熱方式もしくは高温ガス加熱方式による加熱部が設けられるが、燃焼ガス発生手段で発生した燃焼ガスを用いる高温ガス加熱方式が数多く採用されている。熱分解温度は、例えばポリスチレンでは500℃〜800℃の範囲の高温であるため、高温ガス加熱方式を採用する場合、その燃焼ガスの温度はそれより若干高めに設定される。
【0004】
しかしながら、廃プラスチックを燃料油に変換するだけでは付加価値がそれ程大きくないので、最近では熱分解による生成物、即ち廃プラスチック由来のモノマー成分を含む生成物をさらに蒸留塔などの蒸留手段で蒸留し、高純度のモノマーを回収する方法も採用されつつある。
【0005】
熱分解手段と蒸留手段を組み合わせた熱分解装置として、特開2001−123007号公報に開示されたものがある。同公報に開示された熱分解装置は、廃プラスチックとしてのスチレン共重合体を連続的に溶融して熱分解手段に供給する供給手段と、供給された溶融プラスチックを酸素不存在下で熱分解する熱分解手段と、熱分解手段を加熱するための加熱部と、熱分解の生成物を蒸留する蒸留手段と、蒸留手段を加熱するためのリボイラなどの加熱部を備えている。そして熱分解手段の加熱部から排出される排ガスを蒸留手段の加熱部に熱源として供給して熱回収を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記公報では熱分解手段と蒸留手段の熱エネルギーバランス、または加熱部から排出する排ガスの流量調整等については何ら言及されていない。本発明者らの研究によれば、熱分解装置は熱分解手段と蒸留手段の有機的な連携操作により効率よく運転されるが、熱分解手段からの排ガスの熱量と蒸留手段で必要とする最適な熱量は必ずしも一致せず、直列に接続された排ガス路を有するシステムでは総合的で且つ安定した運転管理もしくは運転制御がしばしば困難になることが分かった。
そこで本発明はこのような問題を解決することを課題とし、そのための新しい熱分解装置および熱分解方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明に係るプラスチックの熱分解装置は、プラスチックを熱分解する熱分解手段5と、熱分解による生成物を蒸留する蒸留手段9と、熱分解手段5の加熱部7に熱源としての燃焼ガスを供給する燃焼ガス発生手段18を備え、前記熱分解手段5の加熱部7からの排ガスを排ガス供給路21に排出し、その排ガス供給路21中に蒸留手段9の加熱部12が配置されて排ガスを供給するようにした熱分解装置において、前記蒸留手段9の加熱部12に並列に排ガスのバイパス路22を設け、前記蒸留手段の加熱部12への排ガス供給路とバイパス路22にそれぞれ流量調整手段23、24を設け、前記加熱部12への排ガス供給路の流量調整手段23には前記蒸留手段9の加熱部12の温度が予め定めた値になるように制御する温度制御部25が接続されており、前記バイパス路22に設けられた流量調整手段24には前記加熱部7から排出する排ガスが供給される排ガス供給路21の圧力が予め設定された値になるように制御する圧力制御部28が接続されていることを特徴とする(請求項1)。
【0010】
また、前記課題を解決するための本発明に係るプラスチックの熱分解方法は、燃焼ガスでプラスチックを加熱する加熱部7を有する熱分解手段5でプラスチックを熱分解し、その生成物を蒸留手段9で蒸留し、前記熱分解手段5の加熱部7からの燃焼ガスの排ガスを排ガス供給路21に排出し、その排ガス供給路21中に蒸留手段9の加熱部12が配置されて排ガスを供給するようにした熱分解方法において、
前記蒸留手段9の加熱部12に並列に排ガスのバイパス路22を設け、前記蒸留手段9の加熱部12の温度が予め設定された値になるように排ガス供給路21から蒸留手段9の加熱部12に供給される排ガス流量を調整し、前記排ガス供給路21の排ガスの圧力が予め設定された値になるように前記バイパス路22の排ガス流量を調整し余剰の排ガスをバイパス路22に分岐することを特徴とする(請求項2)。
【0012】
【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は本発明に係る熱分解装置のプロセスフロー図である。図中、1は供給手段、2はホッパ、3は溶融部、4は押出部、5は熱分解手段、6は反応管、7は加熱部、8は凝縮器、9は蒸留手段、10は第1の蒸留塔、11は第2の蒸留塔、12は加熱部、13、14は凝縮器、15は減圧手段、16はモノマー回収タンク、17は重質成分回収タンク、18は燃焼ガス発生手段、19はバーナ、20は燃焼ガス供給路、21は排ガス供給路、22はバイパス路、23,24は流量調整手段、25は温度制御部、26は温度検出器、27は温度制御器、28は圧力制御部、29は圧力検出器、30は圧力制御器、31は排気ファン、32〜34はポンプ、a〜kは配管である。
【0013】
供給手段1は一般にプラスチックの射出成形に用いられる押出機、またはそれに類する構造の押出機を使用することができる。図示の供給手段1はそのような押出機であり、廃プラスチックを一時的に貯留するホッパ2と、ホッパ2から供給されたプラスチックを加熱混連して溶融する溶融部3と、溶融プラスチックを回転スクリューで押し出す押出部4を備えている。なお廃プラスチック等の熱分解に適するプラスチックは粉砕機で10mm程度以下に細かく粉砕され、空気搬送器などによりホッパ2に適宜供給される。
【0014】
熱分解手段5は管形の反応管方式であり、耐火断熱材料で作られた本体内に反応管6が配置され、その周囲が加熱部7を構成する空間とされる。なお本発明の熱分解装置には槽形の熱分解槽方式を採用することもできる。
加熱部7の一方の端部はダクト等からなる燃焼ガス供給路20を介して燃焼ガス発生手段18に接続され、他方の端部はダクト等からなる排ガス供給路21、蒸留手段9の加熱部12および、その加熱部12に並列するバイパス路22と連通し、さらにそれらの出口側は排気ファン31に接続される。なお燃焼ガス発生手段18は耐火材料で作られた燃焼室と重油燃焼用のバーナ19等を備えたものが好適に使用される。
【0015】
反応管6の一方の端部は配管aを介して前記供給手段1に接続され、他方の端部は配管bを介して凝縮器8に接続される。なお熱分解による副生物の生成をできるだけ抑制し、目的とするモノマー成分を高い収率で得るためには減圧下(例えば圧力20Toor〜100Toor程度の範囲)で熱分解することが望ましい。
凝縮器8は熱分解手段5の生成物である分解ガスを冷却水で冷却することにより凝縮して液化するものであり、得られた凝縮液は蒸留手段9を構成する第1の蒸留塔10の中段に供給される。
【0016】
蒸留手段9は第1の蒸留塔10と第2の蒸留塔11により構成される。しかし場合によっては目的とするモノマー純度がそれ程高くなくてもよい場合などは、蒸留手段9を第1の蒸留塔10のみで構成してもよい。蒸留塔10,11の下部にリボイラからなる加熱部12が設けられる。塔型の蒸留部はトレイ式、またはラッシリングやポーリング,その他高性能な規則充填物などを充填した充填式があるが、低い温度で蒸留可能な減圧蒸留(例えば20Toor〜100Toor)を行う場合には後者の充填式が望ましい。
【0017】
第1の蒸留塔10の塔頂には留出成分を冷却して凝縮する凝縮器13が接続され、該凝縮器13には配管eを介して真空ポンプなどにより構成される減圧手段15が接続される。凝縮器13で得られた凝縮液はポンプ32を設けた還流用の配管dにより塔頂に還流され、凝縮しない僅かな量(通常、投入プラスチック量の1%程度)のガス成分は配管eを経て減圧手段15の出口側から排出する。なお、この排出成分は悪臭物質を含むので焼却炉で焼却するか、燃焼ガス発生手段18で燃焼することが望ましい。
【0018】
第1の蒸留塔10の下部(この例では加熱部12を構成するリボイラ部分)には蒸留により分離された高沸点成分を排出する配管fが接続され、その配管fは第2の蒸留塔11の中段に接続される。
第2の蒸留塔11も第1の蒸留塔10と同様に構成される。すなわち、第2の蒸留塔11の塔頂には留出成分を冷却して凝縮する凝縮器14が接続され、得られた凝縮液はポンプ33を設けた還流用の配管iにより塔頂に還流される。さらに凝縮器14には配管eを介して前記減圧手段15が接続され、僅かな未凝縮成分が減圧手段15の出口側から排出する。
【0019】
さらに、凝縮器14には配管hを介してモノマー回収タンク16が接続され、凝縮器14で得られた凝縮液である高純度のモノマー成分がモノマー回収タンク16に回収される。一方、第2の蒸留塔11の塔底には配管jを介して重質成分タンク17が接続され、蒸留によって分離した重質成分が重質成分タンク17に貯蔵される。
【0020】
第1の蒸留塔10および第2の蒸留塔11の各加熱部12には排ガス供給路21がそれぞれ接続され、それら排ガス供給路21に遠隔操作可能な調整弁または調整ダンパなどからなる流量調整手段23が設けられる。
各流量調整手段23はそれぞれ独立した温度制御部25で制御される。各温度制御部25は加熱部12の温度を検出する温度検出器26と、その温度検出値が予め設定された値になるように流量調整手段23を駆動制御する温度制御器27により構成される。なお温度制御器27はPID(比例・積分・微分)制御モードを有するものを使用することが望ましい。
【0021】
排ガス供給路21の加熱部12にはバイパス路22が並列接続され、そのバイパス路22に流量調整手段24が設けられ、該流量調整手段24は圧力制御部28で制御される。圧力制御部28は排ガス供給路21の圧力を検出する圧力検出器29と、その圧力検出値が予め設定された値になるように流量調整手段24を駆動制御する圧力制御器30により構成される。なお圧力制御器30もPID制御モードを有するものを使用することが望ましい。
【0022】
次に上記熱分解装置を用いてプラスチックを熱分解する方法について説明する。なお、以下の条件等はプラスチックとしてポリスチレンを対象とした場合であるが、他の熱分解可能なプラスチックについても、これに準じて実施できることは言うまでもない。
【0023】
先ず、減圧手段15を運転して熱分解手段5の反応菅6、第1の蒸留塔10および第2の蒸留塔11の各内部空気、およびそれらを接続する配管類の内部を窒素などの不活性ガスで置換して酸素不存在状態にすると共に、それらの内部圧が例えば20Toor〜100Toorになるように減圧手段15に設けた圧力調整弁などを調整する。それと共に、燃焼ガス発生手段18を運転して熱分解手段5の加熱部7に燃焼ガスを供給し、反応菅6の温度を例えば500℃〜800℃に昇温する。
【0024】
さらに、加熱部7から排ガス供給路21に排出する排ガスを第1の蒸留塔10および第2の蒸留塔11の各加熱部12に供給し、それらを所定温度に昇温する。なお各加熱部12の温度は温度制御部25で駆動制御される流量調整手段23により70〜150℃程度の範囲に調整される。
【0025】
排気ファン31を一定の吸引力で運転しているとき、流量調整手段23の調整により排ガス供給路21の排ガス流量が変化する。排ガス流量が変化すると、それに応じて熱分解手段5の加熱部7に供給される燃焼ガス流量も変化するので好ましくない。すなわち熱分解手段5で消費される熱エネルギーは、プラスチックの熱分解に必要な熱量により一義的に決める必要があり、他の要因で変動することは好ましくない。
【0026】
そこで本発明の熱分解装置では、バイパス路22の流量調整手段24を前記流量調整手段23と逆比例して開度調整することにより、燃焼ガス流量を一定に維持することができる。この逆比例制御は手動で行うこともある程度可能であるが、自動的に行うことが望ましい。本実施の形態では排ガス供給路21の圧力を自動制御することにより、燃焼ガス流量を所定値に維持するようにしている。即ち、排ガス供給路21の圧力を所定値に自動制御することにより、それより上流側の圧力、特に燃焼ガス発生手段18の炉内圧を安定化させることができる。
【0027】
燃焼ガス発生手段18の炉内圧が変動すると、燃焼ガス発生手段18のバーナの燃焼も不安定になり、特に加熱部12の流量調整手段23が全閉になったときに炉内圧もそれに応じて変動し、燃焼不安定性はより大きくなる。なお本実施の形態で採用した燃焼ガス発生手段18におけるバーナ19の最適燃焼雰囲気は、炉内圧力が数十mm水頭の負圧領域である。
【0028】
本実施の形態では排ガス供給路21の圧力が予め設定された値になるように、圧力制御部28でバイパス路22に設けた流量調整手段24を調整している。例えば加熱部12の排ガス流量調整手段23が閉じる方向に調整されると、排ガス供給路21の圧力は予め設定された値より上昇する。すると圧力検出器29からの圧力上昇信号を受けた圧力制御器30は、その圧力を予め設定された値に戻すように、流量調整手段24を開ける方向に調整する。逆に排ガス供給流量が増加して排ガス供給路21の圧力が低下したときは、バイパス路22のバイパス流量がそれに応じて減少するように、流量調整手段24を閉じる方向に調整する。
【0029】
次に、熱分解すべきプラスチックはホッパ2から溶融部3に連続的に供給され、そこで200℃程度に加熱されて溶融し、押出部4から配管aに吐出する。配管aに流入した溶融プラスチックは熱分解手段5における反応管6の一方の端部に連続的に供給され、反応管6を通過する間に加熱部7より加熱され熱分解する。
【0030】
熱分解により生成して蒸発する生成物は、配管bから排出して凝縮器8で冷却され凝縮する。例えばポリスチレンを500℃〜800℃、圧力50Toorで熱分解した場合、蒸発する生成物の約70%程度がスチレンモノマーとなり、他にスチレンダイマー、スチレントリマー、トルエン、その他の高沸点成分などが副生物として生成する。
【0031】
凝縮液は前記の圧力範囲に調整された第1の蒸留塔10の中段に供給され、減圧蒸留によりトルエンなどの低沸点成分とスチレンを含むそれより高沸点の成分に分離される。蒸留温度はその下部に設けた加熱部12の温度により制御することができ、通常50〜60℃程度の範囲で運転する。
低沸点成分は熱分解手段5に供給するプラスチックの3〜5%程度であり、その大部分は凝縮器13で凝縮されてポンプ32により第1の蒸留塔10の塔頂に還流する。なお還流比は通常20〜50程度とする。
【0032】
第1の蒸留塔10の下部から蒸留操作により分離された高沸点成分が排出する。排出時の高沸点成分の温度はかなり高いので、図示しない冷却器などで適宜冷却することが望ましい。高沸点成分は次に前記の圧力範囲に調整された第2の蒸留塔11の中段に供給され、そこでさらに減圧蒸留される。第2の蒸留塔11の温度もその下部に設けた加熱部12の温度により調整でき、通常60〜70℃程度の範囲に設定する。
【0033】
第2の蒸留塔11では塔頂から留出する低沸点成分であるスチレンモノマーは凝縮器14で冷却されて凝縮し、その凝縮液は配管hからモノマー回収タンク16に回収され、一部がポンプ33により塔頂に還流する。なお還流比は通常2〜3程度とする。
【0034】
第2の蒸留塔11で分離されるスチレンダイマー、スチレントリマー、およびその他重質成分は、供給された成分の20〜30%程度であり、それらは第2の蒸留塔11の下部から配管jを経て重質成分回収タンク17に回収される。重質成分回収タンクに貯留された重質成分はポンプ34により燃焼ガス発生手段18のバーナ19に供給され、そこで燃料として燃焼される。このような操作により純度99%のスチレンモノマーがポリマー供給量の70%程度回収される。
【0035】
前記熱分解手段5の加熱部7に供給する燃焼ガスの温度が800℃程度の場合、加熱部7から排出する排ガスの温度は600度程度になり、かかる高温の排ガスが排ガス供給路21を経て第1の蒸留塔10および第2の蒸留塔11の加熱部12にそれぞれ供給される。
【0036】
そして各加熱部12の温度は前記のように温度調整部25で制御される流量調整手段23により調整され、さらにその排ガス供給路21の圧力は圧力制御部28で制御されるバイパス路22の流量調整手段24で調整される。そして流量調整手段23と流量調整手段24の協調的な調整操作により、熱分解手段5に消費される熱エネルギーと第1の蒸留塔10および第2の蒸留塔11で構成される蒸留手段9に消費される熱エネルギーの不一致が解消され、システム全体の熱バランスが安定化する。また、燃焼ガス発生手段18におけるバーナ19の燃焼不安定性も解消する。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る熱分解装置は、熱分解手段の加熱部からの排ガスを排ガス供給路に排出し、その排ガス供給路中に蒸留手段の加熱部が配置されて排ガスを供給するように構成したので、熱エネルギーの回収率が向上する。さらに蒸留手段の加熱部に並列にバイパス路を設け、その加熱部への排ガス供給路とバイパス路にそれぞれ流量調整手段を設けたので、それらの調整により熱分解手段で消費される熱エネルギーと蒸留手段で消費される熱エネルギーの不一致を解消することができ、システム全体の熱バランスが安定化する。
さらに、排ガス供給路の圧力が予め設定された値になるようにバイパス路の流量調整手段を制御する圧力制御部を設けたので、蒸留操作の安定化の効果に加え、燃焼ガス発生手段におけるバーナの燃焼不安定性を解消することができる。
【0038】
上記熱分解装置において、蒸留手段の加熱部の温度が予め設定された値になるように排ガス供給路の流量調整手段を制御する温度制御部を設けることができる。このようにすると、蒸留手段の温度を自動調整して蒸留操作の安定化を図ることができる。
【0040】
また、本発明に係るプラスチックの熱分解方法は、熱分解手段の加熱部からの燃焼ガスの排ガスを排ガス供給路に排出し、その排ガス供給路中に蒸留手段の加熱部が配置されて排ガスを供給するようにしているので、熱エネルギーの回収率が向上する。さらに蒸留手段の加熱部に並列してバイパス路を設け、前記蒸留手段の加熱部の温度が予め設定された値になるように加熱部に供給される排ガス流量を調整し、余剰の排ガスをバイパス路に分岐するようにしたので、熱分解手段で消費される熱エネルギーと蒸留手段で消費される熱エネルギーの不一致を解消することができ、システム全体の熱バランスが安定化する。
【0041】
さらに、排ガス供給路の排ガス圧力が予め設定された値になるように、バイパス路へ分岐する排ガスの流量を調整したので、安定化の効果に加え、燃焼ガス発生手段におけるバーナの燃焼不安定性を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱分解装置のプロセスフロー図。
【符号の説明】
1 供給手段
2 ホッパ
3 溶融部
4 押出部
5 熱分解手段
6 反応管
7 加熱部
8 凝縮器
9 蒸留手段
10 第1の蒸留塔
11 第2の蒸留塔
12 加熱部
13,14 凝縮器
15 減圧手段
16 モノマー回収タンク
17 重質成分回収タンク
18 燃焼ガス発生手段
19 バーナ
20 燃焼ガス供給路
21 排ガス供給路
22 バイパス路
23 流量調整手段
24 流量調整手段
25 温度制御部
26 温度検出器
27 温度制御器
28 圧力制御部
29 圧力検出器
30 圧力制御器
31 排気ファン
32〜34 ポンプ
a〜k 配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal decomposition apparatus and a thermal decomposition method for thermally decomposing plastic and distilling a product thereof, and more specifically, a thermal decomposition apparatus configured to supply exhaust gas from a heating section of a thermal decomposition means to a heating section of a distillation means. And a thermal decomposition method.
[0002]
[Prior art]
Large quantities of plastics are discharged from factory facilities and households. If waste plastic is discharged to the outside as it is, the environment will be polluted, so it is desirable to make it reusable. Therefore, conventionally, a method of thermally decomposing waste plastic by a thermal decomposition means and recovering it as fuel oil has been widely adopted.
[0003]
As the thermal decomposition means, there are a tank-type pyrolysis tank method and a tube-shaped reaction tube method, but the latter reaction tube method is desirable when continuous operation is performed. The pyrolysis means is provided with a heating section using an electric heater heating method or a high temperature gas heating method, and many high temperature gas heating methods using combustion gas generated by the combustion gas generation means are employed. The thermal decomposition temperature is, for example, a high temperature in the range of 500 ° C. to 800 ° C. for polystyrene. Therefore, when the high temperature gas heating method is adopted, the temperature of the combustion gas is set slightly higher than that.
[0004]
However, since the added value is not so great just by converting the waste plastic into fuel oil, recently, the product by pyrolysis, that is, the product containing monomer components derived from the waste plastic is further distilled by distillation means such as a distillation tower. Also, a method for recovering a high-purity monomer is being adopted.
[0005]
As a thermal decomposition apparatus combining a thermal decomposition means and a distillation means, there is one disclosed in JP 2001-123007 A. The thermal decomposition apparatus disclosed in the publication discloses a supply unit that continuously melts a styrene copolymer as waste plastic and supplies it to the thermal decomposition unit, and thermally decomposes the supplied molten plastic in the absence of oxygen. A thermal decomposition unit, a heating unit for heating the thermal decomposition unit, a distillation unit for distilling the product of thermal decomposition, and a heating unit such as a reboiler for heating the distillation unit are provided. The exhaust gas discharged from the heating section of the thermal decomposition means is supplied to the heating section of the distillation means as a heat source for heat recovery.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above publication does not mention anything about the thermal energy balance between the thermal decomposition means and the distillation means or the flow rate adjustment of the exhaust gas discharged from the heating section. According to the study by the present inventors, the pyrolysis apparatus is efficiently operated by an organic cooperative operation of the pyrolysis means and the distillation means, but the optimum amount of heat of the exhaust gas from the pyrolysis means and the distillation means is required. It has been found that the total amount of heat does not always match, and comprehensive and stable operation management or operation control is often difficult in a system having exhaust gas passages connected in series.
Therefore, the present invention has an object to solve such a problem, and an object thereof is to provide a new thermal decomposition apparatus and a thermal decomposition method therefor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The plastic pyrolysis apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes a thermal decomposition means 5 for thermally decomposing plastic, a distillation means 9 for distilling a product resulting from the thermal decomposition, and a
[0010]
Further, in the method for thermally decomposing plastic according to the present invention for solving the above-mentioned problems, the plastic is pyrolyzed by the pyrolyzing means 5 having the
An exhaust
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process flow diagram of a thermal decomposition apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a supply means, 2 is a hopper, 3 is a melting section, 4 is an extrusion section, 5 is a thermal decomposition means, 6 is a reaction tube, 7 is a heating section, 8 is a condenser, 9 is a distillation means, 10 is 1st distillation column, 11 is 2nd distillation column, 12 is a heating part, 13 and 14 are condensers, 15 is a decompression means, 16 is a monomer recovery tank, 17 is a heavy component recovery tank, 18 is combustion gas generation Means, 19 is a burner, 20 is a combustion gas supply path, 21 is an exhaust gas supply path, 22 is a bypass path, 23 and 24 are flow rate adjusting means, 25 is a temperature controller, 26 is a temperature detector, 27 is a temperature controller, 28 is a pressure controller, 29 is a pressure detector, 30 is a pressure controller, 31 is an exhaust fan, 32 to 34 are pumps, and a to k are pipes.
[0013]
As the supply means 1, an extruder generally used for plastic injection molding or an extruder having a similar structure can be used. The supply means 1 shown in the figure is such an extruder, and a
[0014]
The thermal decomposition means 5 is a tubular reaction tube system, in which a reaction tube 6 is arranged in a main body made of a refractory heat insulating material, and its periphery is a space that constitutes the
One end of the
[0015]
One end of the reaction tube 6 is connected to the supply means 1 via a pipe a, and the other end is connected to the
The
[0016]
The distillation means 9 includes a
[0017]
A
[0018]
A pipe f for discharging a high-boiling component separated by distillation is connected to the lower part of the first distillation column 10 (in this example, the reboiler part constituting the heating unit 12), and the pipe f is connected to the
The
[0019]
Furthermore, a
[0020]
An exhaust
Each flow rate adjusting means 23 is controlled by an independent
[0021]
A
[0022]
Next, a method for thermally decomposing plastic using the above pyrolyzer will be described. In addition, although the following conditions are the cases where polystyrene is used as a plastic, it goes without saying that other thermally decomposable plastics can be implemented in accordance with this.
[0023]
First, the decompression means 15 is operated, and the reaction tank 6 of the thermal decomposition means 5, the internal air of the
[0024]
Further, the exhaust gas discharged from the
[0025]
When the
[0026]
Therefore, in the thermal decomposition apparatus of the present invention, the flow rate of the combustion gas can be kept constant by adjusting the flow rate adjusting means 24 of the
[0027]
When the furnace pressure of the combustion gas generating means 18 fluctuates, the combustion of the burner of the combustion gas generating means 18 also becomes unstable. In particular, when the flow rate adjusting means 23 of the
[0028]
In the present embodiment, the flow rate adjusting means 24 provided in the
[0029]
Next, the plastic to be thermally decomposed is continuously supplied from the
[0030]
The product generated and evaporated by thermal decomposition is discharged from the pipe b, cooled by the
[0031]
The condensate is supplied to the middle stage of the
The low boiling point component is about 3 to 5% of the plastic supplied to the thermal decomposition means 5, most of which is condensed by the
[0032]
The high-boiling components separated by the distillation operation are discharged from the lower part of the
[0033]
In the
[0034]
The styrene dimer, styrene trimer, and other heavy components separated in the
[0035]
When the temperature of the combustion gas supplied to the
[0036]
The temperature of each
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the thermal decomposition apparatus according to the present invention discharges exhaust gas from the heating section of the thermal decomposition means to the exhaust gas supply path, and supplies the exhaust gas by arranging the heating section of the distillation means in the exhaust gas supply path. As a result, the heat energy recovery rate is improved. Furthermore, since a bypass passage is provided in parallel with the heating section of the distillation means, and a flow rate adjusting means is provided for each of the exhaust gas supply path and the bypass path to the heating section, the heat energy consumed by the pyrolysis means and the distillation due to these adjustments. The inconsistency of the heat energy consumed by the means can be eliminated, and the heat balance of the entire system is stabilized.
Further, since the pressure control unit for controlling the flow rate adjusting means of the bypass path is provided so that the pressure of the exhaust gas supply path becomes a preset value, in addition to the effect of stabilizing the distillation operation, the burner in the combustion gas generating means The combustion instability can be eliminated.
[0038]
In the above thermal decomposition apparatus, a temperature control unit for controlling the flow rate adjusting unit of the exhaust gas supply path can be provided so that the temperature of the heating unit of the distillation unit becomes a preset value. In this way, the distillation operation can be stabilized by automatically adjusting the temperature of the distillation means.
[0040]
The plastic pyrolysis method according to the present invention exhausts the exhaust gas of combustion gas from the heating section of the pyrolysis means to the exhaust gas supply path, and the heating section of the distillation means is disposed in the exhaust gas supply path to discharge the exhaust gas. Since the energy is supplied, the heat energy recovery rate is improved. Further, a bypass path is provided in parallel with the heating unit of the distillation unit, and the flow rate of the exhaust gas supplied to the heating unit is adjusted so that the temperature of the heating unit of the distillation unit becomes a preset value, thereby bypassing excess exhaust gas. Since the branching is made to the path, the mismatch between the thermal energy consumed by the thermal decomposition means and the thermal energy consumed by the distillation means can be eliminated, and the thermal balance of the entire system is stabilized.
[0041]
Furthermore, since the flow rate of the exhaust gas branched to the bypass passage is adjusted so that the exhaust gas pressure in the exhaust gas supply passage becomes a preset value, in addition to the stabilization effect, the combustion instability of the burner in the combustion gas generation means is reduced. Can be resolved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process flow diagram of a thermal decomposition apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply means 2
Claims (2)
前記蒸留手段9の加熱部12に並列に排ガスのバイパス路22を設け、前記蒸留手段の加熱部12への排ガス供給路とバイパス路22にそれぞれ流量調整手段23、24を設け、前記加熱部12への排ガス供給路の流量調整手段23には前記蒸留手段9の加熱部12の温度が予め定めた値になるように制御する温度制御部25が接続されており、前記バイパス路22に設けられた流量調整手段24には前記加熱部7から排出する排ガスが供給される排ガス供給路21の圧力が予め設定された値になるように制御する圧力制御部28が接続されていることを特徴とするプラスチックの熱分解装置。A thermal decomposition means 5 for thermally decomposing plastic, a distillation means 9 for distilling the product of the thermal decomposition, and a combustion gas generating means 18 for supplying a combustion gas as a heat source to the heating section 7 of the thermal decomposition means 5, In the thermal decomposition apparatus in which the exhaust gas from the heating section 7 of the thermal decomposition means 5 is discharged to the exhaust gas supply path 21 and the heating section 12 of the distillation means 9 is arranged in the exhaust gas supply path 21 to supply the exhaust gas .
Wherein the heating portion 12 of the distillation unit 9 the exhaust gas bypass passage 22 provided in parallel, respectively provided flow rate adjusting means 23, 24 to the exhaust gas supply passage and the bypass passage 22 to the heating portion 12 of the distillation unit, the heating unit 12 A temperature control unit 25 for controlling the temperature of the heating unit 12 of the distillation unit 9 to be a predetermined value is connected to the flow rate adjustment unit 23 of the exhaust gas supply path to the exhaust path, and is provided in the bypass path 22. The flow rate adjusting unit 24 is connected to a pressure control unit 28 for controlling the pressure of the exhaust gas supply path 21 to which the exhaust gas discharged from the heating unit 7 is supplied to a preset value. Plastic pyrolysis equipment.
前記蒸留手段9の加熱部12に並列に排ガスのバイパス路22を設け、前記蒸留手段9の加熱部12の温度が予め設定された値になるように排ガス供給路21から蒸留手段9の加熱部12に供給される排ガス流量を調整し、前記排ガス供給路21の排ガスの圧力が予め設定された値になるように前記バイパス路22の排ガス流量を調整し余剰の排ガスをバイパス路22に分岐することを特徴とするプラスチックの熱分解方法。The plastic is pyrolyzed by the pyrolysis means 5 having the heating section 7 for heating the plastic with the combustion gas, the product is distilled by the distillation means 9, and the exhaust gas of the combustion gas from the heating section 7 of the pyrolysis means 5 is removed. In the pyrolysis method in which the exhaust gas is supplied to the exhaust gas supply passage 21 and the heating unit 12 of the distillation means 9 is arranged in the exhaust gas supply passage 21 to supply the exhaust gas .
An exhaust gas bypass path 22 is provided in parallel with the heating section 12 of the distillation means 9, and the heating section of the distillation means 9 from the exhaust gas supply path 21 so that the temperature of the heating section 12 of the distillation means 9 becomes a preset value. The exhaust gas flow rate supplied to the exhaust gas supply channel 21 is adjusted, the exhaust gas flow rate of the bypass channel 22 is adjusted so that the pressure of the exhaust gas in the exhaust gas supply channel 21 becomes a preset value, and excess exhaust gas is branched to the bypass channel 22. A method for thermally decomposing plastics.
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