JP4131428B2 - Thermal decomposition apparatus and thermal decomposition method - Google Patents

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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃プラスチック等のプラスチック類を酸素不存在下で加熱して分解する熱分解装置および熱分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
工場や家庭から排出されるプラスチック類にはポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系プラスチック、ポリスチレン等のスチレン系プラスチックなど種々なものがある。これらプラスチックから有用成分を資源として回収するため、熱分解器を使用して酸素の不存在下でプラスチックを熱分解する方法が広く採用されている。熱分解により生成する分解ガスは冷却器(コンデンサ)で冷却凝縮し、油分として回収することが多い。
【0003】
代表的な熱分解器として槽型と管型がある。槽型の熱分解器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、上方にプラスチックの投入部と分解ガスの排出部、底部に残渣排出部がそれぞれ設けられる。また管型の熱分解器は横に細長い筒状の反応管とその周囲に配置された加熱部を備え、反応管の一端にプラスチックの供給部、他端に分解ガスおよび残渣排出部が設けられる。いずれの熱分解器においても周囲に配置された加熱部からの熱エネルギーによってプラスチックが熱分解される。
【0004】
加熱部の加熱方式としては外部から加熱ガスを供給する方式と電気ヒータで加熱する方式の2種類あるが、経済性などの点から前者の加熱ガス供給方式が広く採用されている。加熱ガス供給方式の場合は加熱ガス発生器を設け、そこで気体燃料または液体燃料を燃焼して高温の加熱ガスを発生し、その加熱ガスを配管(またはダクト等)により熱分解器の加熱部に供給する。
一方、熱分解器で生成した分解ガスは冷却器で冷却し、凝縮した油分を回収するが、冷却器で凝縮しないガス成分は利用価値が極めて低いので、気体燃料として加熱ガス発生器などで燃焼することが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしガス成分を加熱ガス発生器で燃焼する方法は、ガス成分の生成量が原料となるプラスチックの種類や性状によって大きく変動するので、加熱ガス発生器から熱分解器に供給される加熱ガスの温度もそれに応じて変動するという問題がある。例えばガス成分の生成量が加熱ガス発生器で必要とする熱エネルギー量より少ない場合は、発生する加熱ガスの温度が低下する。逆にガス成分の生成量が加熱ガス発生器で必要とする熱エネルギー量より多い場合は、発生する加熱ガスの温度が上昇する。
【0006】
そこで本発明はガス成分を加熱ガス発生器の気体燃料として使用する際の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。
また、本発明は加熱ガス発生器で安定してガス成分を燃焼することができる熱分解装置、および熱分解方法を提供することも目的とする。
さらに、本発明は熱分解器を急速に冷却することができる熱分解装置、および熱分解方法を提供することを目的もする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明の熱分解装置は、プラスチックを酸素不存在下で加熱して熱分解する熱分解器と、熱分解器に設けた加熱部と、熱分解器に加熱ガスを供給する加熱ガス発生器と、熱分解器で生成した分解ガスを冷却する冷却器を備えている。そして、加熱ガス発生器にはガス燃焼装置、液体燃焼装置および冷却空気供給部が設けられ、冷却器で凝縮されないガス成分が前記ガス燃焼装置に供給されると共に、冷却器で凝縮した油成分が前記液体燃焼装置に供給されるように構成される。さらに温度制御装置が設けられ、該温度制御装置はガス成分が不足して加熱ガスの温度が下降したときに液体燃焼装置へ油成分を供給もしくはそれを増加し、ガス成分が過剰で加熱ガスの温度が上昇したときに冷却空気供給部から冷却空気を供給もしくはそれを増加するように制御することを特徴とする(請求項1)。
【0008】
上記熱分解装置において、ガス燃焼装置に供給されるガス成分の圧力を予め設定された値に制御する圧力制御装置を設けることができる(請求項2)。
さらに上記熱分解装置において、熱分解器への加熱ガスの供給を停止する加熱ガス停止手段と、熱分解器に冷却空気を供給する冷却空気供給手段を設けることができる(請求項3)。
【0009】
本発明の熱分解方法は、加熱部を有する熱分解器と、熱分解器に加熱ガスを供給する加熱ガス発生器と、熱分解器で生成した分解ガスを冷却する冷却器を備えた熱分解装置を使用してプラスチックを酸素不存在下で加熱して熱分解する方法である。そして、熱分解器で生成した分解ガスを冷却器で冷却し、冷却器で凝縮されないガス成分を全量加熱ガス発生器で燃焼し、そのガス成分の供給量が不足して加熱ガスの温度が下降したときは、冷却器で凝縮した油成分を加熱ガス発生器で燃焼し、そのガス成分の供給量が過剰で加熱温度が上昇したときは、冷却空気を加熱ガス発生器に供給することを特徴とする(請求項4)。
上記熱分解方法において、熱分解器を冷却する際に、加熱ガス発生器から加熱部への加熱ガス供給を停止すると共に、加熱部に冷却空気を供給することができる(請求項5)。
【0010】
【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は本発明の熱分解装置および熱分解方法を説明するプロセスフロー図である。図において、1は熱分解器、2は加熱部、3は加熱ガス発生器、4は冷却器、5は油回収タンク、6はポンプ、7は送風ブロワ、8は吸引ブロワ、9はガス燃焼装置、10は液体燃焼装置、11は温度制御装置、12は温度測定器、13は圧力制御装置、14は圧力測定器、15は冷却空気調整弁、16,17および18は開閉弁(またはダンパや仕切り弁)、a〜kは配管である。
【0011】
この例では熱分解器1として槽型が使用され、図示していないがその上部にプラスチック投入部、内部にスクレーパ、底部に残渣排出部が設けられる。加熱部2は熱分解器1の周囲を覆うように配置され、配管aから供給された加熱ガスが内部を通過する間に熱分解器1内のプラスチックを加熱する。なお熱分解器1として管型のものを使用することもできる。
熱分解器1でプラスチックが熱分解されて生成される分解ガスは、配管cから冷却器4に導入され、そこで冷却水等により冷却され一部が凝縮して油分となる。油分は配管dを経て油回収タンク5に貯蔵される。一方、冷却器4で凝縮しないガス成分は配管eによりガス燃焼装置9に供給される。また油回収タンク5の油分はポンプ6を設けた配管fにより液体燃焼装置10に供給される。
【0012】
加熱ガス発生器3はガス成分を燃焼するガス燃焼装置9、油分を燃焼する液体燃焼装置10を備え、発生する高温の燃焼ガスは加熱ガスとして配管hから排出される。さらに加熱ガス発生器3には、冷却空気が配管gから供給されるようになっている。
ガス燃焼装置9はガスバーナ19、冷却器4からの配管eに設けたガス調整弁20および送風ブロワ7からの配管iに設けた空気調整弁21を備えている。ガス調整弁20と空気調整弁21は駆動部22とリンケージで連結され、駆動部22は圧力制御装置13からの制御信号でリンケージを駆動する。このようにガス調整弁20と空気調整弁21をリンケージで機械的に連動させることにより、ガス成分の流量に必要な燃焼用空気を最適な空−燃比で自動的に供給することができる。
【0013】
圧力測定器14で配管eのガス成分の圧力が測定され、その測定信号が圧力制御装置13に入力される。圧力制御装置13はガスバーナ19に供給するガス成分の圧力を予め設定された値(例えば50mm水中程度の低圧)に維持するように駆動部22に制御信号を出力し、例えばガス圧力が設定値より低くなるとガス調整弁20と空気調整弁21を絞る方向に制御し、逆にガス圧力が設定値より高くなるとガス調整弁20と空気調整弁21を開ける方向に制御する。なお冷却器4の上部にガス排出部を設け、その排出部に点線のように配管eを接続して、流出するガス成分をガス燃焼装置9に供給することもできる。また熱分解器1を減圧状態で運転するときには配管eの点線部分に真空ポンプを設けるが、その場合には真空ポンプの二次側の圧力を利用してガス成分をガス燃焼装置9に供給することができる。
【0014】
液体燃焼装置10はオイルバーナ23、油調整弁24および空気調整弁25を有し、油調整弁24と空気調整弁25は駆動部26にリンケージで連結され、駆動部26は温度制御装置11からの制御信号で駆動する。リンケージにより油調整弁24と空気調整弁25を機械的に連動させて、油成分の流量に必要な燃焼用空気を最適な空−燃比で自動的に供給することができる。
冷却空気調整弁15は図示しない冷却空気供給源の送風ブロワから配管gで送られてくる冷却空気の流量を調整するもので、温度制御装置11からの制御信号により駆動する。そしてこれら冷却空気調整弁15および配管gにより冷却空気供給部30を構成する。なお駆動部22,26および冷却空気調整弁15の駆動方式は電動式、空気圧式または油圧式のいずれでもよい。
【0015】
温度制御装置11は加熱ガス発生器3から流出する加熱ガスの温度を予め設定された許容範囲に維持するように、加熱ガス発生器3への油分供給量、または冷却空気供給量を制御する。
例えば平常時において、冷却器4からのガス成分を主燃料として供給するのみで加熱ガスの温度が設定された範囲内に維持されるときは、温度制御装置11から油分燃焼や冷却空気の供給を要求する制御信号は出力されない。しかし装置の起動時や一時的にガス成分の供給流量が減少して加熱ガスの温度が設定された範囲より下降したときは、温度制御装置11から駆動部26に油分を補助燃料として供給する制御信号を出力して温度を回復させる。逆にガス成分の供給量が増加して加熱ガスの温度が設定された範囲を超えて上昇したときは、温度制御装置11から冷却空気調整弁15に冷却空気を供給する制御信号を出力して同様に温度を回復させる。
【0016】
平常運転時においても、プラスチックの種類や性状によりガス成分の供給量が不足気味である場合は、加熱ガス温度が設定された範囲より下降するので、温度制御装置11はその不足分を補償するように、油分を補助燃料として供給する制御信号を駆動部26に出力する。また平常運転時において逆にガス成分の供給量が過剰気味である場合は、加熱ガス温度が設定された範囲より上昇するので、温度制御装置11はその過剰分を補償するように冷却空気調整弁15に冷却空気を供給する制御信号を出力する。
【0017】
上記のように平常運転時において、油分をいくらか燃焼しているときにガス成分の供給量がさらに減少した場合には、温度制御装置11は駆動部26に油分を増加する制御信号を出力する。逆に平常運転時において油分をいくらか燃焼しているときにガス成分の供給量が増加し、それのみで加熱ガスの温度が設定された範囲に維持できるときには、温度制御装置11は駆動部26に油分供給を停止する制御信号を出力する。
一方、平常運転時において冷却空気をいくらか供給しているときにガス成分の供給量がさらに増加した場合には、温度制御装置11は冷却空気調整弁15に冷却空気を増加するように制御信号を出力する。逆に平常運転時において冷却空気をいくらか供給しているときに、ガス成分の供給量が減少した場合には、温度制御装置11は冷却空気調整弁15に冷却空気の供給を停止する制御信号を出力する。
【0018】
温度制御装置11はコンピュータ装置やシーケンサ装置等により構成することができる。例えばコンピュータ装置は主演算部(CPU)、記憶部、インターフェース、キーボードなどの入力部、ディスプレー等の表示部などにより構成され、入力部から加熱ガスの温度設定や制御条件等入力して記憶部に記憶させ、主演算部で温度測定器12からの信号と前記設定値の比較演算を行い、駆動部26や冷却空気調整弁15へ制御信号を出力し、さらに必要に応じてポンプ6の起動−停止信号なども出力する。
【0019】
加熱ガス発生器3から熱分解器1へ加熱ガスを供給する配管hに開閉弁16が設けられ、その開閉弁16の上流側の配管hと吸引ブロワ8への配管bの間が開閉弁17を有する配管jでバイパスされている。また配管gに設けた冷却空気調整弁15の上流側と開閉弁16の下流側が開閉弁18を有する配管kでバイパスされている。そして開閉弁16と開閉弁17によって熱分解器1への加熱ガス供給を停止する加熱ガス停止手段31が構成され、開閉弁18と配管kによって熱分解器1に冷却空気を供給する冷却空気供給手段32が構成される。
【0020】
これら加熱ガス停止手段31や冷却空気供給手段32は、熱分解器1の運転終了時や異常停止の際に熱分解器1を急速に冷却するために使用される。例えば熱分解器1の運転を停止するときは、吸引ブロワ8の運転を継続した状態で、加熱ガス発生器3におけるガス燃焼装置9および液体燃焼装置10を停止すると共に、送風ブロワ7の運転を継続した状態で開閉弁16を閉じ、開閉弁17,18を開ける。すると加熱ガス発生器3から熱分解器1に供給されていた加熱ガスの供給が停止し、代わりに配管gからの冷却空気が開閉弁18を経て熱分解器1に供給されて熱分解器1は急速に冷却する。
【0021】
一方、送風ブロワ7からの送風を継続することにより加熱ガス発生器3内も冷却され、昇温した空気は開閉弁17を経て吸引ブロワ8により排出される。しかし熱分解器1を一時的に停止して冷却させる場合などにおいて、加熱ガス発生器3を冷却させたくないときは、その間送風ブロワ7を停止して開閉弁17を閉じておく。
本発明の熱分解装置は、熱分解器1をバッチ運転する場合、連続運転する場合のいずれにも適用することができる。また、回収した油分をさらに蒸留装置で蒸留して精製化学品として回収する場合には、前記加熱ガス発生器3で得られた加熱ガスの一部を蒸留装置の加熱源として使用することもできる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明の熱分解装置は、熱分解器の加熱部に供給する加熱ガスの温度を制御する温度制御装置が設けられ、その温度制御装置は、冷却器からのガス成分の供給量が不足して加熱ガスの温度が下降したときに、液体燃焼装置へ油成分を供給もしくはそれを増加し、ガス成分の供給量が過剰で加熱ガスの温度が上昇したときに、冷却空気供給部から冷却空気を供給もしくはそれを増加するように制御する。そのため本発明の熱分解装置を使用することにより、冷却器で凝縮しないガス成分を全量加熱ガス発生器で燃焼させながら、熱分解器の加熱部に供給する加熱ガスを設定された範囲に維持できる。しかもガス成分が不足する場合には冷却器で回収した油分を補助燃料として使用するので、熱分解装置を低コストで運転することができる。
【0023】
上記熱分解装置において、ガス燃焼装置に供給されるガス成分の圧力を予め設定された値に制御する圧力制御装置を設けることができ、それによって冷却器からのガス成分の流量が変動しても、ガス成分をガス燃焼装置で安定して燃焼することができる。
上記熱分解装置において、熱分解器への加熱ガス供給を停止する加熱ガス停止手段と、熱分解器に冷却空気を供給する冷却空気供給手段を設けることができ、それによって熱分解器の運転終了時や異常停止の際に、熱分解器を急速に冷却することができる。
【0024】
本発明の熱分解方法は、熱分解器で生成した分解ガスを冷却器で冷却し、冷却器で凝縮されないガス成分を全量加熱ガス発生器で燃焼し、そのガス成分の供給量が不足し加熱ガスの温度が下降したときに冷却器で凝縮した油成分を加熱ガス発生器で燃焼し、そのガス成分の供給量が過剰で加熱温度が上昇したときに冷却空気を加熱ガス発生器に供給することを特徴とする。そのため本方法によれば冷却器で凝縮しないガス成分を全量加熱ガス発生器で燃焼させながら、熱分解器の加熱部に供給する加熱ガスを設定された範囲に維持できる。しかもガス成分が不足する場合には冷却器で回収した油分を補助燃料として使用するので、熱分解装置を低コストで運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱分解装置および熱分解方法を説明するプロセスフロー図。
【符号の説明】
1 熱分解器
2 加熱部
3 加熱ガス発生器
4 冷却器
5 油回収タンク
6 ポンプ
7 送風ブロワ
8 吸引ブロワ
9 ガス燃焼装置
10 液体燃焼装置
11 温度制御装置
12 温度測定器
13 圧力制御装置
14 圧力測定器
15 冷却空気調整弁
16 開閉弁
17 開閉弁
18 開閉弁
19 ガスバーナ
20 ガス調整弁
21 空気調整弁
22 駆動部
23 オイルバーナ
24 油調整弁
25 空気調整弁
26 駆動部
30 冷却空気供給部
31 加熱ガス停止手段
32 冷却空気供給手段
a〜k 配管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal decomposition apparatus and a thermal decomposition method for heating and decomposing plastics such as waste plastic in the absence of oxygen.
[0002]
[Prior art]
There are various types of plastics discharged from factories and households, such as olefin plastics such as polyethylene and polypropylene, and styrene plastics such as polystyrene. In order to recover useful components from these plastics as resources, a method of thermally decomposing plastics in the absence of oxygen using a pyrolyzer is widely employed. The cracked gas generated by thermal decomposition is often cooled and condensed by a cooler (condenser) and recovered as an oil component.
[0003]
Typical pyrolyzers include a tank type and a tube type. The tank-type pyrolyzer has a cylindrical tank body with a conical bottom, and a heating unit placed around it. The plastic charging part, cracking gas discharging part, and the residue discharging part at the bottom. Are provided respectively. In addition, the tube-type pyrolyzer includes a horizontally long and slender cylindrical reaction tube and a heating unit disposed around the tube, and a plastic supply unit is provided at one end of the reaction tube, and a cracked gas and residue discharge unit is provided at the other end. . In any of the pyrolyzers, the plastic is pyrolyzed by the heat energy from the heating unit disposed around.
[0004]
There are two types of heating methods for the heating unit, that is, a method of supplying a heated gas from the outside and a method of heating with an electric heater, but the former heated gas supply method is widely adopted from the viewpoint of economy and the like. In the case of the heated gas supply system, a heated gas generator is provided, in which gas fuel or liquid fuel is burned to generate high-temperature heated gas, and the heated gas is connected to the heating section of the pyrolyzer by piping (or a duct). Supply.
On the other hand, the cracked gas produced by the pyrolyzer is cooled by a cooler and the condensed oil is recovered, but the gas component that does not condense by the cooler has a very low utility value, so it is burned by a heated gas generator as a gaseous fuel. Often to do.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of combusting gas components with a heated gas generator, the amount of gas components generated varies greatly depending on the type and properties of the plastic used as the raw material, so the temperature of the heated gas supplied from the heated gas generator to the pyrolyzer However, there is a problem that it fluctuates accordingly. For example, when the amount of gas components generated is less than the amount of heat energy required by the heated gas generator, the temperature of the generated heated gas decreases. Conversely, when the amount of gas component generated is greater than the amount of thermal energy required by the heated gas generator, the temperature of the generated heated gas rises.
[0006]
Then, this invention makes it a subject to solve the problem at the time of using a gas component as gaseous fuel of a heating gas generator, and it aims at providing the new thermal decomposition apparatus and thermal decomposition method for it.
Another object of the present invention is to provide a thermal decomposition apparatus and a thermal decomposition method that can stably burn gas components with a heated gas generator.
Furthermore, this invention also aims at providing the thermal decomposition apparatus which can cool a thermal decomposer rapidly, and the thermal decomposition method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the thermal decomposition apparatus of the present invention includes a thermal decomposer that heats and decomposes plastic in the absence of oxygen, a heating unit provided in the thermal decomposer, and a heated gas generator that supplies heated gas to the thermal decomposer. And a cooler for cooling the cracked gas generated by the thermal cracker. The heated gas generator is provided with a gas combustion device, a liquid combustion device, and a cooling air supply unit. A gas component that is not condensed by the cooler is supplied to the gas combustion device, and an oil component condensed by the cooler is supplied. It is configured to be supplied to the liquid combustion apparatus. Further, a temperature control device is provided, which supplies or increases the oil component to the liquid combustion device when the gas component is insufficient and the temperature of the heating gas falls, and the gas component is excessive and the heating gas Control is performed such that when the temperature rises, the cooling air is supplied or increased from the cooling air supply unit (claim 1).
[0008]
In the thermal decomposition apparatus, a pressure control apparatus for controlling the pressure of the gas component supplied to the gas combustion apparatus to a preset value can be provided.
Further, in the above thermal decomposition apparatus, there can be provided a heated gas stop means for stopping the supply of the heated gas to the thermal decomposer and a cooling air supply means for supplying cooling air to the thermal decomposer.
[0009]
The thermal decomposition method of the present invention includes a thermal decomposer having a heating unit, a heated gas generator for supplying heated gas to the thermal decomposer, and a cooler for cooling the decomposed gas generated by the thermal decomposer. This is a method in which a plastic is heated and pyrolyzed in the absence of oxygen using an apparatus. Then, the cracked gas generated by the pyrolyzer is cooled by a cooler, and the gas components that are not condensed by the cooler are burned by the heated gas generator, and the supply amount of the gas components is insufficient, and the temperature of the heated gas decreases. The oil component condensed in the cooler is combusted in the heated gas generator, and when the supply amount of the gas component is excessive and the heating temperature rises, the cooling air is supplied to the heated gas generator. (Claim 4).
In the thermal decomposition method, when the thermal decomposer is cooled, the supply of the heated gas from the heated gas generator to the heating unit can be stopped and the cooling air can be supplied to the heating unit.
[0010]
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 illustrating a thermal decomposition apparatus and a thermal decomposition method according to the present invention. In the figure, 1 is a thermal decomposer, 2 is a heating unit, 3 is a heated gas generator, 4 is a cooler, 5 is an oil recovery tank, 6 is a pump, 7 is a blower, 8 is a suction blower, and 9 is gas combustion. Device, 10 is a liquid combustion device, 11 is a temperature control device, 12 is a temperature measuring device, 13 is a pressure control device, 14 is a pressure measuring device, 15 is a cooling air regulating valve, 16, 17 and 18 are on-off valves (or dampers) And gate valves) and a to k are pipes.
[0011]
In this example, a tank mold is used as the pyrolyzer 1, and although not shown, a plastic charging part is provided at the top, a scraper is provided inside, and a residue discharging part is provided at the bottom. The heating unit 2 is disposed so as to cover the periphery of the pyrolyzer 1, and heats the plastic in the pyrolyzer 1 while the heated gas supplied from the pipe a passes through the inside. In addition, a tubular type can also be used as the pyrolyzer 1.
The cracked gas generated by thermally decomposing the plastic in the pyrolyzer 1 is introduced into the cooler 4 from the pipe c, where it is cooled by cooling water or the like and partly condensed to become oil. The oil is stored in the oil recovery tank 5 via the pipe d. On the other hand, gas components that are not condensed in the cooler 4 are supplied to the gas combustion device 9 through the pipe e. The oil content in the oil recovery tank 5 is supplied to the liquid combustion apparatus 10 through a pipe f provided with a pump 6.
[0012]
The heated gas generator 3 includes a gas combustion device 9 that burns gas components and a liquid combustion device 10 that burns oil, and the generated high-temperature combustion gas is discharged from the pipe h as a heating gas. Further, the heating gas generator 3 is supplied with cooling air from a pipe g.
The gas combustion device 9 includes a gas burner 19, a gas regulating valve 20 provided in a pipe e from the cooler 4, and an air regulating valve 21 provided in a pipe i from the blower blower 7. The gas regulating valve 20 and the air regulating valve 21 are connected to the drive unit 22 by a linkage, and the drive unit 22 drives the linkage by a control signal from the pressure control device 13. As described above, by mechanically interlocking the gas regulating valve 20 and the air regulating valve 21 with the linkage, the combustion air necessary for the flow rate of the gas component can be automatically supplied at the optimum air-fuel ratio.
[0013]
The pressure measuring device 14 measures the pressure of the gas component in the pipe e, and the measurement signal is input to the pressure control device 13. The pressure control device 13 outputs a control signal to the drive unit 22 so as to maintain the pressure of the gas component supplied to the gas burner 19 at a preset value (for example, a low pressure of about 50 mm underwater). When the gas pressure is lower, the gas regulating valve 20 and the air regulating valve 21 are controlled to be throttled. Conversely, when the gas pressure is higher than the set value, the gas regulating valve 20 and the air regulating valve 21 are controlled to open. It is also possible to provide a gas discharge part at the upper part of the cooler 4 and connect the pipe e to the discharge part as shown by a dotted line to supply the gas component flowing out to the gas combustion device 9. When the pyrolyzer 1 is operated in a reduced pressure state, a vacuum pump is provided in the dotted line portion of the pipe e. In this case, the gas component is supplied to the gas combustion device 9 by using the pressure on the secondary side of the vacuum pump. be able to.
[0014]
The liquid combustion apparatus 10 includes an oil burner 23, an oil adjustment valve 24, and an air adjustment valve 25. The oil adjustment valve 24 and the air adjustment valve 25 are connected to a drive unit 26 by a linkage, and the drive unit 26 is connected to the temperature control device 11. It is driven by the control signal. By linking the oil regulating valve 24 and the air regulating valve 25 mechanically by the linkage, the combustion air necessary for the flow rate of the oil component can be automatically supplied at the optimum air-fuel ratio.
The cooling air adjustment valve 15 adjusts the flow rate of the cooling air sent from the blower blower of the cooling air supply source (not shown) through the pipe g, and is driven by a control signal from the temperature control device 11. The cooling air adjusting valve 15 and the piping g constitute a cooling air supply unit 30. In addition, the drive system of the drive parts 22 and 26 and the cooling air regulating valve 15 may be any of electric type, pneumatic type or hydraulic type.
[0015]
The temperature control device 11 controls the oil supply amount or the cooling air supply amount to the heating gas generator 3 so as to maintain the temperature of the heating gas flowing out from the heating gas generator 3 within a preset allowable range.
For example, when the temperature of the heated gas is maintained within a set range by only supplying the gas component from the cooler 4 as the main fuel in normal times, oil temperature combustion or cooling air supply from the temperature control device 11 is performed. The requested control signal is not output. However, at the time of starting the apparatus or when the supply flow rate of the gas component is temporarily reduced and the temperature of the heated gas falls below the set range, control for supplying oil from the temperature control device 11 to the drive unit 26 as auxiliary fuel. A signal is output to recover the temperature. Conversely, when the supply amount of the gas component increases and the temperature of the heated gas rises beyond the set range, a control signal for supplying cooling air from the temperature control device 11 to the cooling air adjustment valve 15 is output. Similarly, recover the temperature.
[0016]
Even during normal operation, if the supply amount of the gas component is insufficient due to the type or properties of the plastic, the temperature control device 11 compensates for the shortage because the heating gas temperature falls below the set range. In addition, a control signal for supplying oil as auxiliary fuel is output to the drive unit 26. On the contrary, when the supply amount of the gas component is excessive during normal operation, the temperature of the heating gas rises from the set range, so that the temperature control device 11 compensates for the excess by the cooling air regulating valve. 15 outputs a control signal for supplying cooling air.
[0017]
As described above, in the normal operation, when the supply amount of the gas component further decreases while some oil is being burned, the temperature control device 11 outputs a control signal for increasing the oil to the drive unit 26. On the other hand, when the amount of the gas component increases when some oil is combusted during normal operation, and the temperature of the heated gas can be maintained within the set range by itself, the temperature control device 11 causes the drive unit 26 to Outputs a control signal to stop oil supply.
On the other hand, when the supply amount of the gas component further increases while supplying some cooling air during normal operation, the temperature control device 11 sends a control signal to the cooling air adjustment valve 15 so as to increase the cooling air. Output. On the other hand, when some amount of cooling air is supplied during normal operation and the supply amount of the gas component decreases, the temperature control device 11 sends a control signal to the cooling air adjustment valve 15 to stop the supply of cooling air. Output.
[0018]
The temperature control device 11 can be configured by a computer device, a sequencer device, or the like. For example, a computer device includes a main processing unit (CPU), a storage unit, an interface, an input unit such as a keyboard, a display unit such as a display, and the like. The main calculation unit compares the signal from the temperature measuring device 12 with the set value, outputs a control signal to the drive unit 26 and the cooling air regulating valve 15, and further starts the pump 6 if necessary. A stop signal is also output.
[0019]
An open / close valve 16 is provided in a pipe h for supplying the heated gas from the heated gas generator 3 to the thermal decomposer 1, and an open / close valve 17 is provided between the pipe h on the upstream side of the open / close valve 16 and the pipe b to the suction blower 8. Is bypassed by pipe j having Further, the upstream side of the cooling air adjustment valve 15 provided in the pipe g and the downstream side of the on-off valve 16 are bypassed by the pipe k having the on-off valve 18. The on-off valve 16 and the on-off valve 17 constitute a heating gas stop means 31 for stopping the supply of the heating gas to the thermal decomposer 1, and the on-off valve 18 and the piping k supply the cooling air to supply the cooling air to the thermal decomposer 1. Means 32 are configured.
[0020]
The heated gas stop means 31 and the cooling air supply means 32 are used for rapidly cooling the thermal decomposer 1 when the operation of the thermal decomposer 1 is completed or abnormally stopped. For example, when the operation of the pyrolyzer 1 is stopped, while the operation of the suction blower 8 is continued, the gas combustion device 9 and the liquid combustion device 10 in the heated gas generator 3 are stopped and the operation of the blower blower 7 is performed. In a continuous state, the on-off valve 16 is closed and the on-off valves 17 and 18 are opened. Then, the supply of the heated gas supplied from the heated gas generator 3 to the thermal decomposer 1 is stopped. Instead, the cooling air from the pipe g is supplied to the thermal decomposer 1 via the on-off valve 18 and is supplied to the thermal decomposer 1. Cools rapidly.
[0021]
On the other hand, the inside of the heated gas generator 3 is cooled by continuing the blowing from the blower blower 7, and the heated air is discharged by the suction blower 8 through the on-off valve 17. However, in the case where the pyrolyzer 1 is temporarily stopped and cooled, for example, when the heated gas generator 3 is not desired to be cooled, the blower blower 7 is stopped and the on-off valve 17 is closed.
The thermal decomposition apparatus of the present invention can be applied to either the batch operation of the thermal decomposer 1 or the continuous operation. Further, when the recovered oil is further distilled by a distillation apparatus and recovered as a purified chemical, a part of the heating gas obtained by the heating gas generator 3 can be used as a heating source of the distillation apparatus. .
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the thermal decomposition apparatus of the present invention is provided with the temperature control device for controlling the temperature of the heated gas supplied to the heating section of the thermal decomposition device, and the temperature control device is configured to supply the gas component from the cooler. When the temperature of the heated gas falls due to a shortage of gas, the oil component is supplied to the liquid combustion device or increased, and when the supply amount of the gas component is excessive and the temperature of the heated gas rises, the cooling air supply unit The cooling air is supplied from or controlled to increase it. Therefore, by using the pyrolysis apparatus of the present invention, the heating gas supplied to the heating section of the pyrolyzer can be maintained within a set range while the gas component that does not condense in the cooler is burned in the heated gas generator. . In addition, when the gas component is insufficient, the oil recovered by the cooler is used as the auxiliary fuel, so that the thermal decomposition apparatus can be operated at a low cost.
[0023]
In the above thermal decomposition apparatus, a pressure control device for controlling the pressure of the gas component supplied to the gas combustion device to a preset value can be provided, so that even if the flow rate of the gas component from the cooler fluctuates, The gas component can be stably burned by the gas combustion device.
In the above thermal decomposition apparatus, it is possible to provide a heating gas stop means for stopping the supply of the heating gas to the pyrolyzer and a cooling air supply means for supplying cooling air to the pyrolyzer, thereby completing the operation of the pyrolyzer. The pyrolyzer can be rapidly cooled during times and during abnormal stops.
[0024]
In the pyrolysis method of the present invention, the cracked gas generated by the pyrolyzer is cooled by a cooler, and the gas component that is not condensed by the cooler is combusted by the heated gas generator, and the supply amount of the gas component is insufficient and heating is performed. When the gas temperature falls, the oil component condensed in the cooler is burned in the heated gas generator, and when the supply amount of the gas component is excessive and the heating temperature rises, the cooling air is supplied to the heated gas generator. It is characterized by that. Therefore, according to the present method, the heating gas supplied to the heating section of the pyrolyzer can be maintained within a set range while all the gas components that are not condensed by the cooler are burned by the heated gas generator. In addition, when the gas component is insufficient, the oil recovered by the cooler is used as the auxiliary fuel, so that the thermal decomposition apparatus can be operated at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a thermal decomposition apparatus and a thermal decomposition method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal decomposition device 2 Heating part 3 Heating gas generator 4 Cooler 5 Oil recovery tank 6 Pump 7 Blower blower 8 Suction blower 9 Gas combustion device 10 Liquid combustion device 11 Temperature control device 12 Temperature measurement device 13 Pressure control device 14 Pressure measurement 15 Cooling air regulating valve 16 On-off valve 17 On-off valve 18 On-off valve 19 Gas burner 20 Gas regulating valve 21 Air regulating valve 22 Drive unit 23 Oil burner 24 Oil regulating valve 25 Air regulating valve 26 Driving unit 30 Cooling air supply unit 31 Heating gas Stop means 32 Cooling air supply means a to k Piping

Claims (5)

プラスチックを酸素不存在下で加熱して熱分解する熱分解器1と、熱分解器1に設けた加熱部2と、熱分解器1に加熱ガスを供給する加熱ガス発生器3と、熱分解器1で生成した分解ガスを冷却する冷却器4を備えた熱分解装置において、
加熱ガス発生器3には、ガス燃焼装置9、液体燃焼装置10および冷却空気供給部30が設けられ、
冷却器4で凝縮されないガス成分が前記ガス燃焼装置9に供給されると共に、冷却器4で凝縮した油成分が前記液体燃焼装置10に供給されるように構成され、さらに温度制御装置11が設けられ、
該温度制御装置11は、ガス成分が不足して加熱ガス温度が下降したときに液体燃焼装置10へ油成分を供給もしくはそれを増加し、ガス成分が過剰で加熱温度が上昇したときに冷却空気供給部30から冷却空気を供給もしくはそれを増加するように制御することを特徴とする熱分解装置。
A pyrolyzer 1 that heats and decomposes plastic in the absence of oxygen, a heating unit 2 provided in the pyrolyzer 1, a heated gas generator 3 that supplies heated gas to the pyrolyzer 1, and pyrolysis In the thermal decomposition apparatus including the cooler 4 for cooling the cracked gas generated in the vessel 1,
The heated gas generator 3 includes a gas combustion device 9, a liquid combustion device 10, and a cooling air supply unit 30,
A gas component that is not condensed by the cooler 4 is supplied to the gas combustion device 9, and an oil component condensed by the cooler 4 is supplied to the liquid combustion device 10, and a temperature control device 11 is further provided. And
The temperature control device 11 supplies or increases the oil component to the liquid combustion device 10 when the gas component is insufficient and the heating gas temperature falls, and cooling air when the gas component is excessive and the heating temperature rises. A thermal decomposition apparatus that controls to supply cooling air from the supply unit 30 or increase the cooling air.
ガス燃焼装置9に供給されるガス成分の圧力を予め設定された値に制御する圧力制御装置13が設けられる請求項1に記載の熱分解装置。The thermal decomposition apparatus according to claim 1, wherein a pressure control device 13 that controls a pressure of a gas component supplied to the gas combustion device 9 to a preset value is provided. 熱分解器1への加熱のガス供給を停止する加熱ガス停止手段31と、熱分解器1へ冷却空気を供給する冷却空気供給手段32が設けられる請求項1または請求項2に記載の熱分解装置。The thermal decomposition according to claim 1 or 2, wherein a heating gas stop means 31 for stopping the gas supply for heating to the pyrolyzer 1 and a cooling air supply means 32 for supplying cooling air to the pyrolyzer 1 are provided. apparatus. 加熱部2を有する熱分解器1と、熱分解器1に加熱ガスを供給する加熱ガス発生器3と、熱分解器1で生成した分解ガスを冷却する冷却器4を備えた熱分解装置を使用してプラスチックを酸素不存在下で加熱して熱分解する方法において、
冷却器4で凝縮されないガス成分を全量加熱ガス発生器3で燃焼し、そのガス成分の供給量が不足して加熱ガス温度が下降したときは、冷却器4で凝縮した油成分を加熱ガス発生器3で燃焼し、そのガス成分の供給量が過剰で加熱温度が上昇したときは、冷却空気を加熱ガス発生器3に供給することを特徴とする熱分解方法。
A thermal decomposition apparatus including a thermal decomposer 1 having a heating unit 2, a heated gas generator 3 for supplying heated gas to the thermal decomposer 1, and a cooler 4 for cooling the decomposed gas generated in the thermal decomposer 1. In the method of using and heat-decomposing plastics in the absence of oxygen,
The gas component that is not condensed in the cooler 4 is combusted in the heated gas generator 3, and when the supply amount of the gas component is insufficient and the heated gas temperature is lowered, the oil component condensed in the cooler 4 is generated as a heated gas. A pyrolysis method characterized by supplying cooling air to the heated gas generator 3 when the heating temperature rises due to an excessive amount of gas components burned in the vessel 3.
熱分解器1を冷却する際に、加熱ガス発生器3から加熱部2への加熱ガス供給を停止すると共に、加熱部2に冷却空気を供給する請求項4に記載の熱分解方法。5. The thermal decomposition method according to claim 4, wherein when the thermal decomposer 1 is cooled, the supply of the heated gas from the heated gas generator 3 to the heating unit 2 is stopped and the cooling air is supplied to the heating unit 2.
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