JP4825813B2 - 廃プラスチック分解油用加熱炉 - Google Patents

Description

本発明は、廃プラスチックを熱分解して得られる油ガスを凝縮させた廃プラスチック分解油を加熱する廃プラスチック分解油用加熱炉に関する。

一般的な廃プラスチック処理の全体のフローについて説明する。廃プラスチックは、熱分解装置にて加熱油化される。熱分解装置で発生する油ガスは、一旦凝縮されて、不純物を沈降させる機能を有する分解油ドラムに送られる。分解油ドラムにて滞留する凝縮油は、廃プラスチック分解油用加熱炉（回収塔加熱炉等）に送られて加熱される。その後、当該凝縮油は、生成油回収塔に送られて、蒸留される。

すなわち、廃プラスチック分解油用加熱炉は、凝縮油を加熱する炉である。加熱が進むと、凝縮状態（液体状態）の分解油は気化する。従って、加熱炉内における凝縮油用の配管内は、液体の１相流状態から、気液混合の２相流状態となる。

液体の１相流状態と気液混合の２相流状態との各々において凝縮油及び／または油ガスを円滑に通過させるべく、本件発明者は、廃プラスチック分解油用加熱炉における凝縮油用の配管を、主として液体の１相流状態のための第１配管と、主として気液混合の２相流状態のための第２配管と、に分けて設計することが有効であることを知見した。

例えば、凝縮油及び／または油ガスを円滑に通過させるべく、第２配管の径を第１配管の径よりも大きくすることが好ましい。

一方、本件発明者は、配管の詰まりを解消するための有効なメンテナンス手段として、ピグ打ちという技術を知見していた。例えば、本件発明者は、脱塩ガス配管の閉塞防止のためにピグ打ちを利用する技術を発明している（特願２０００−１４９１７号参照）。

しかしながら、ピグ打ちによって配管の閉塞を回避する技術は、配管内が全て同一の径で形成されている場合にのみ有効な技術である。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、凝縮油用の配管の径を２種類とする場合において、当該凝縮油用の配管の閉塞を有効に防止することができる廃プラスチック分解油用加熱炉を提供することを目的とする。

本発明は、廃プラスチックを熱分解して得られる油ガスを凝縮させた廃プラスチック分解油を加熱する加熱炉であって、凝縮状態の廃プラスチック分解油が導入される第１配管と、第１配管に接続された第２配管と、前記第１配管及び前記第２配管を取り囲む炉壁と、炉壁により囲まれた領域を加熱する加熱手段と、を備え、第２配管の径は、第１配管の径よりも大きいことを特徴とする廃プラスチック分解油用加熱炉である。

本発明によれば、第１配管と第２配管との各々に対して、順に径が大きくなるような任意の数の別個のピグが打込まれ得るため、各配管の閉塞を有効に防止することができる。

好ましくは、第１配管と第２配管との接続部に、第１配管用または第２配管用のピグの導入口または排出口が形成され得る。この場合、各配管への別個のピグの打ち込み作業が容易となる。

例えば、第１配管と第２配管との接続部は、全体がＵ字の管状に形成されている。そして、当該接続部に、ピグの導入口または排出口が形成され得る。

第１配管は、炉壁に沿って延びる複数の縦管部がＵ字管部によって接続されて構成され得る。同様に、第２配管も、炉壁に沿って延びる複数の縦管部がＵ字管部によって接続されて構成され得る。

配管の交換の便宜のため、第１配管及び第２配管は、それぞれ複数部分に分割され得て、一部の部分のみが交換可能となっていることが好ましい。

また、配管のメンテナンス作業を行うべき時期についての情報を得るため、第１配管及び第２配管の少なくとも一方に、内部圧力を検出するセンサや、内部温度を検出するセンサが設けられていることが好ましい。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による廃プラスチック分解油用加熱炉を示す概略縦断面図である。ここで、廃プラスチック分解油用加熱炉とは、廃プラスチックを熱分解して得られる油ガスを凝縮させた廃プラスチック分解油を加熱する加熱炉である。

図１に示すように、本発明の一実施の形態の廃プラスチック分解油用加熱炉１０は、円筒状の炉壁１１と、炉壁に囲まれた領域の略中間に配置されたバーナ部１２（加熱手段）と、を備えている。

図１に示すように、凝縮油用の配管２０が、炉壁１１の内側表面に沿って、炉壁１１から微小距離だけ離れて配置されている。配管２０は、炉壁１１の長手方向に延びる複数の縦管部と、隣接する縦管部同士を接続して折り返させるＵ字管部とによって形成されている。

図１では、図示の便宜のために、配管２０の縦管部の数を著しく間引いている。実際には、図２に示すように、多数の縦管部が配置されている。図２は、図１に示す廃プラスチック分解油用加熱炉の横断面図である。

図２及び図３に示すように、本実施の形態における凝縮油用の配管２０は、相対的に小径の第１配管２１と、相対的に大径の第２配管２２と、を有している。第１配管２１は、主として凝縮油の１相流状態のために設計されており、第２配管２２は、主として凝縮油と気化油ガスとの２相流状態のために設計されている。

具体的には、例えば第１配管２１の径は４０Ａであり、第２配管２２の径は５０Ａである。

本実施の形態では、図３に示すように、第１配管２１と第２配管２２とは、接続配管２３を介して接続されている。本実施の形態の接続配管２３は、全体がＵ字の管状に形成されている。そして、第２配管２２用のピグの導入口２３ａが、接続配管２３における第２配管２２の延長直線方向に設けられている。

そして、凝縮状態の廃プラスチック分解油は、第１配管２１の入口端部２１ａ（図２参照）から導入され、第１配管２１、接続配管２３及び第２配管２２を通過する間に少なくとも部分的に気化され、第２配管の出口端部２２ａ（図２参照）から後工程の生成油回収塔（図示せず）等に送られるようになっている。

なお、第１配管２１の長さ（Ａ領域に相当）は、第２配管の長さ（Ｂ領域に相当）の２倍以上である。図２に示すように、本実施の形態では、第１配管２１の長さと第２配管の長さの比は、１６：６＝８：３である。

その他、本実施の形態では、第１配管２１及び第２配管２２の各々は、分割可能な複数の部分配管が接続されて構成されている。これにより、第１配管２１及び第２配管２２の各々は、一部の部分配管のみが交換可能となっている。

また、配管のメンテナンス作業を行うべき時期についての情報を得るため、第１配管２１及び第２配管２２に、管内の圧力を検出する圧力センサ２１ｐ及び２２ｐが設けられると共に、管内の温度を検出する温度センサ２１ｔ及び２２ｔが設けられている（図３参照）。

次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。

廃プラスチックの熱分解処理から得られた廃プラスチック分解油（凝縮油）が、第１配管２１の入口端部２１ａから導入される。炉壁１１によって囲まれている第１配管２１及び第２配管２２は、バーナ部１２の作用によって炉の中央側から加熱される。

凝縮状態の廃プラスチック分解油は、第１配管２１を通過する際に加熱されて、部分的に気化する。そして、凝縮油と気化油ガスとの２相流状態となった廃プラスチック分解油は、接続配管２３を経て、更に第２配管２２を通過する際に加熱される。その後、当該廃プラスチック分解油は、生成油回収塔等に送られて、例えば蒸留される。

以上のように、廃プラスチック分解油は第１配管２１内及び第２配管２２内を加熱されながら通過する。このような運転が長時間に及ぶ場合、廃プラスチック分解油に含まれ得るカーボン成分が、第１配管２１内及び第２配管２２内に付着し得る（コーキング）。

コーキングが進行すると、廃プラスチック分解油の加熱伝送性能が低下する。コーキングの程度については、圧力センサ２１ｐ及び２２ｐの出力や温度センサ２１ｔ及び２２ｔの出力を用いて知ることができる。

コーキングの程度が所定レベルを上回ったと判断された場合、第１配管２１及び第２配管２２の閉塞を防止すべく、第１配管２１及び第２配管２２のメンテナンス作業として、ピグ打ちが実施される。

ここで用いられ得るピグは、例えば、図４（ａ）乃至図４（ｃ）、または、図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すような金属塊である。各図において、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線断面図である。

ピグ打ち作業について、より詳細に説明する。まず、第１配管２１の入口端部２１ａから、第１配管２１、接続配管２３及び第２配管２２を通過して第２配管２２の出口端部２２ａから出るように、４０Ａよりも小径の第１ピグが打ち込まれる。第１ピグの径は、コーキングの程度に応じて選択される。

その後、４０Ａの第２ピグが打ち込まれる。もっとも、第１ピグと第２ピグとの各打ち込みの間に、両者の径の中間の径のピグが打ち込まれ得る。要するに、順に径が大きくなるような任意の数のピグが打ち込まれ得る。

４０Ａの第２ピグの打ち込みによって、第１配管２１の清掃が完了する。

その後、接続配管２３に形成されたピグ導入口２３ａから、第２配管２２を通過して第２配管２２の出口端部２２ａから出るように、５０Ａの第３ピグが打ち込まれる。もっとも、第２ピグと第３ピグとの各打ち込みの間に、ピグ導入口２３ａから、両者の径の中間の径のピグが打ち込まれ得る。

そして、５０Ａの第３ピグの打ち込みによって、第２配管２２の清掃が完了する。

以上のように、本実施の形態によれば、第１配管２１と第２配管２２との各々に対して別個のピグが打込まれ得るため、各配管の閉塞を有効に防止することができる。

特に、第１配管２１と第２配管２２とを接続する接続配管２３に、第２配管２２用のピグの導入口２３ａが形成されているため、各配管への別個のピグの打ち込み作業が容易である。

なお、本発明においては、第１配管及び第２配管の各々に対して別個のピグが打込まれるのであれば、各配管の形状、配置等は上記の実施の形態に限定されない。

例えば、第１配管と第２配管との間に接続配管が設けられる場合であっても、前記のように第２配管２２用のピグの導入口が形成される態様に限定されず、第１配管２１用のピグの導入口、第１配管２１用のピグの排出口、第２配管２２用のピグの排出口が形成されてもよい。

本発明の一実施の形態による廃プラスチック分解油用加熱炉を示す構成概略図。 廃プラスチック分解油用加熱炉の横断面図。 接続配管の近傍を示す拡大図。 ＢＡＲＥ−ＨＡＲＤ−ＰＩＧを示す構成概略図。 ＳＴＵＤ−ＰＩＧを示す構成概略図。

符号の説明

１０ 廃プラスチック分解油用加熱炉
１１ 炉壁
１２ バーナ部
２０ 凝縮油用の配管
２１ 第１配管
２１ａ 入口端部
２１ｐ 圧力センサ
２１ｔ 温度センサ
２２ 第２配管
２２ａ 出口端部
２２ｐ 圧力センサ
２２ｔ 温度センサ
２３ 接続配管
２３ａ ピグ導入口

Claims (1)

1. 廃プラスチックを熱分解して得られる油ガスを凝縮させた廃プラスチック分解油を加熱する加熱炉であって、
   凝縮状態の廃プラスチック分解油が導入される第１配管と、
   第１配管に接続された第２配管と、
   前記第１配管及び前記第２配管を取り囲む炉壁と、
   炉壁により囲まれた領域を加熱する加熱手段と、
   を備え、
   第２配管の径は、第１配管の径よりも大きい
   ことを特徴とする廃プラスチック分解油用加熱炉。

Images