JP5537658B2 - 連続的に脱塩素するプロセス及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＨＣｌ吸収プロセス及び装置に関し、特にプラスチックの熱分解過程にて生成されるＨＣｌを事前に吸収するプロセス及び装置に関する。

工業生産において、多くの化学工業原料には塩素が含まれており、原料が加熱されると、塩素と水素が反応して、塩化水素が生成される。例えば、日常生活プラスチック等の廃プラスチックの中にはポリ塩化ビニルが含まれており、それを加熱処理すると、大量の塩化水素が生成される。これらの塩化水素は環境に悪影響を与えるだけでなく、体にも被害を与え、さらに設備の腐食も引き起せる。この問題を解決するために、まず原料に対して分類を行い、それから種類別に原料を分別処理することが一般的であるが、数多くの複雑な工程を増やし、生産コストを増大させるだけでなく、操作も複雑になってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、混合原料に対して、直接かつ連続的に脱塩素できるプロセス、およびその漏洩を有効に防止できるプロセス及び装置を提供することを目的とする。

本発明の技術方法は、含塩素原料を加熱し、生成されるＨＣｌが混合されている排ガスを排出することにより、原料中の塩素を除去するというものである。これを実現するための本発明の具体的な実施プロセスは次の通りである。まず、原料入口から固形原料を供給し、固形原料に対して加熱、および圧縮減容しながら原料入口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作って輸送し、次に、固形原料を単独にあるいは同時に軸に設けられた螺旋状に配列されている少なくとも１組の棒状体で叩いて破砕しながらＨＣｌを含む排ガスを排出し、その後、固形原料を原料出口に送って排出する。本発明の採用する方法は、原料に対して加熱し、かつ加熱過程中に原料を固く圧縮することである。この方法は塩素と原料の分離を実現できるだけでなく、固く圧縮された原料によりこのプロセスの末端部で密封構造が作られ、次のステップとの隔離が実現できる。これによって、排ガス過程でガスの逆流が起きず、原料入口からのＨＣｌを含むガスの漏洩が防止できる。上記過程の後、再び原料を破砕し、その中のＨＣｌを充分に放出させ、排出する。ここで、原料移動過程中の密封状態が実現されたため、連続的に脱塩素する過程が実現でき、脱塩素過程の安全と環境保護も保証できることが分かる。

原料の脱塩素処理後、次の工程においても密封に対する要求があれば、破砕後の原料を次の工程に送る前にさらに密封機構を設ける必要がある。即ち、原料出口の前に密封機構を設ける必要がある。具体的なやり方は、複雑な密封構造を使用しても良いし、原料自体で密封させても良い。例えば、破砕された原料を再度後段側で圧縮減容輸送してから原料出口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作って原料出口に送る。その上、密封効果を保証するため、原料を後段側で圧縮減容後、貯蔵室を通らせてから排出しても良い。貯蔵室は個室でも良いし、通路でも良い。貯蔵室内には一部固く圧縮された原料が貯蓄でき、且つ、新たに入ってくる原料がない時、現在入っている部分の原料は貯蔵室にそのまま残り、密封状態を維持する。新たに入ってくる固く圧縮された原料に押されて、現在入っている部分の原料が原料出口から排出されると、新しく入ってきた原料により再び密封構造が作れる。このように、本発明は巧妙な構造を採用して連続状態での密封を実現する。

原料に対する圧縮減容と輸送は、普通の推進方式で実現でき、ピッチが小さくなる可変ピッチスクリュー機構を採用しても実現できる。一方、破砕過程は原料に比較的大きな空間を提供することにより実現できる。例えば、簡単に採用できるシリンダー断面積の増大によって原料を自然に破砕させても良いし、比較的ピッチの大きいスクリューで破砕しても良いし、また、単独か或いは同時に棒状体で叩きながら破砕する方式を採用してもよい。棒状体で叩きながら破砕する方式はより迅速で有効である。

排ガス口から排出されるガスの中には大量のＨＣｌが含まれており、直接利用することができる。もしこのような要求がなければ、苛性アルカリ溶液で吸収する必要がある。これらのガスは直接或いはベンチュリ管を通じて吸収過程に入ることができ、苛性アルカリ溶液の流量をコントロールすることによってガスを容易に吸収過程に入らせることができる。

本発明の上記のプロセスを実現する装置は、原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中には原料入口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作る圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送機構の後方にはＨＣｌを含む排ガスを排出する排ガス口が備えられ、固形原料を単独にあるいは同時に軸に設けられた螺旋状に配列されている少なくとも１組の棒状体で叩いて破砕している破砕機構が設けられている。本装置はプロセスに対応する構造を設けることで、脱塩素の目的を達成している。

処理の必要に応じ、ＨＣｌが次の工程に入るのを防止するため、シリンダーの原料出口に密封機構を設ける必要がある。具体的な実現方法は複雑な機械構造を採用しても、簡単で実用的な方式を採用してもよい。例えば、破砕機構の後方に原料出口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作る後段圧縮減容輸送機構が設けられてもよい。このように設けられた機構は、破砕された原料を再び固く圧縮減容でき、原料出口に対して密封構造を作ることができる。もっとも、密封効果を保証するため、後段圧縮減容輸送機構と原料出口の間に貯蔵室を設けることが好ましい。また、本発明で使用された破砕機構は、軸に取付けられ、螺旋状に配列された少なくとも１組の棒状体或いはその他トグル機構である。

本発明の上記装置の圧縮減容機構は往復移動可能なラム或いはピッチが小さくなるスクリュー推進機構である。両者はともに圧縮減容すると同時に原料を輸送でき、本発明の要求をみたす。圧縮減容輸送機構、破砕機構及び後段圧縮減容輸送機構はそれぞれ違うシリンダーに設けることができる。装置構造を簡略化させるために、同じシリンダーに設けても良いし、そして同軸に設けてもよい。すなわち、同軸で圧縮減容輸送機構、破砕機構及び後段圧縮減容輸送機構を駆動する。

また、排出されたＨＣｌガスに対し吸収処理が必要である場合、排ガス口は苛性アルカリ溶液の入口が設けられたベンチュリ管を通じて吸収塔と繋げることができる。

本発明実施例４の装置を示す断面図である。 図１のＡ部分の拡大図である。

（実施例１）
本実施例のプロセスは以下のとおりである。原料に対して加熱、および圧縮減容しながら輸送し、次に、原料を破砕しながらガスを排出し、その後、固形原料を原料出口に送って排出する。

このプロセスを実現する装置は、原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中には内壁とフィットし、且原料入口を通過するラム式の往復圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送機構の後方には排ガス口が備えられている撹拌式の破砕機構が設けられている。破砕機構の後方は原料出口である。

このプロセスを実現する装置はまた下記の構造であってもよい。加熱機構が設けられている圧縮減容輸送室と、当該輸送室と接続されている破砕室が含まれ、圧縮減容輸送室にはピッチが段々小さくなる可変ピッチスクリューが設けられ、原料を輸送しながら原料に対する圧縮減容が実現でき、末端部で原料を固く圧縮し、当該圧縮輸送室出口の密封を実現する。破砕室には排ガス口が設けられており、破砕室自体縦方向に設けられ、下方には原料出口が設けられている。破砕室の断面積は圧縮減容輸送室の出口の断面積より大きい。破砕室には縦軸に固定され、モータにより駆動される棒状体が設けられている。

（実施例２）
本実施例のプロセスは以下のとおりである。原料に対して加熱、および圧縮減容しながら輸送し、次に、原料を破砕しながらガスを排出し、その後、固形原料を原料出口に送って排出する。原料出口に密封機構を設ける。

このプロセスを実現する装置は、原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中には圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送機構の後方には排ガス口が備えられている破砕機構が設けられ、破砕機構はシリンダーに固定された各種形状の棒状体である。破砕機構の後方には後段圧縮減容輸送機構が設けられ、後段圧縮減容輸送機構は圧縮減容輸送構造と関連する構造を採用し、密封機構を作っている。

このプロセスを実現する装置はまた下記の構造であっても良い。原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中には圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送機構の後方には排ガス口が備えられている破砕機構が設けられ、破砕機構はシリンダーに固定された各種形状の棒状体である。破砕機構の後方には後段圧縮減容輸送機構が設けられ、後段圧縮減容輸送機構は圧縮減容輸送機構と関連する構造を採用し、後段圧縮減容輸送機構の後方で原料出口の前に貯蔵室が設けられている。

（実施例３）
本実施例のプロセスは以下のとおりである。原料に対して加熱、および圧縮減容しながら輸送し、次に、原料を破砕しながらガスを排出し、その後、固形原料を原料出口に送って排出する。原料出口に密封機構を設ける。上記圧縮減容輸送はピッチが小さくなる可変ピッチスクリューによる圧縮減容輸送である。

このプロセスを実現する装置は下記の構造であって良い。原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中には圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送はピッチが小さくなるスクリューによる圧縮減容輸送である。圧縮減容輸送機構の後方には排ガス口が備えられている破砕機構が設けられ、破砕機構はシリンダーに固定された各種形状の棒状体である。破砕機構の後方には後段圧縮減容輸送機構が設けられ、後段圧縮減容輸送機構は圧縮減容輸送機構と関連する構造を採用し、後段圧縮減容輸送機構から直接に原料を出すか或いはその後方で原料出口の前に貯蔵室が設けられている。

このプロセスを実現する装置はまた下記の構造であっても良い。原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中に圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送はピッチが小さくなるスクリューによる圧縮減容輸送である。圧縮減容輸送機構の後方には排ガス口が備えられている破砕機構が設けられ、破砕機構は軸に固定された１組或いは複数組の棒状体であり、棒状体の配列は多形式であって良い。例えば、軸から外側に向けて放射状に配列された１組の棒状体でも良いし、外側に向けて放射状に配列され、全ての棒状体が螺旋状に配列される棒状体でも良く、棒状体間のピッチは圧縮減容輸送機構の後部のピッチより大きい。破砕機構の後方には後段圧縮減容輸送機構が設けられ、後段圧縮減容輸送機構は圧縮減容輸送機構と関連する構造を採用し、後段圧縮減容輸送機構から直接に原料を出すか或いはその後方で原料出口の前に貯蔵室が設けられている。

このプロセスを実現する装置はまた下記の構造であっても良い。原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、シリンダーの中に圧縮減容輸送機構が設けられ、圧縮減容輸送はピッチが小さくなるスクリューによる圧縮減容輸送である。圧縮減容輸送機構の後方には排ガス口が備えられている破砕機構が設けられ、破砕機構は軸に固定された１組或いは複数組の棒状体であり、棒状体の配列は多形式であって良い。例えば、軸から外側に向けて放射状に配列された１組の棒状体でも良いし、外側に向けて放射状に配列され、全ての棒状体が螺旋状に配列される棒状体でも良く、棒状体間のピッチは圧縮減容輸送機構の後部のピッチより大きい。破砕機構の後方には後段圧縮減容輸送機構が設けられ、後段圧縮減容輸送機構は圧縮減容輸送機構と関連する構造を採用し、後段圧縮減容輸送機構、破砕機構、後段圧縮減容輸送機構は同軸に設けられている。後段圧縮減容輸送機構から直接に原料を出すか或いはその後方で原料出口の前に貯蔵室が設けられている。

（実施例４）
本実施例のプロセスは以下のとおりである。原料に対して加熱、および圧縮減容しながら輸送し、次に、原料を破砕しながらガスを排出し、その後、固形原料を原料出口に送って排出する。原料出口に密封機構を設ける。上記圧縮減容輸送はピッチが小さくなる可変ピッチスクリューによる圧縮減容輸送である。排ガス口から排出されるガスに含まれるＨＣｌと苛性アルカリ溶液とがベンチュリ管を通じて吸収過程に入り、苛性アルカリ溶液の流量をコントロールすることによってガスを容易に吸収過程に入らせる。

このプロセスを実現する装置は下記の構造であって良い。原料入口と原料出口及び加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、上記加熱構造のシリンダーの外側には熱媒入口８と熱媒出口２が備えられている加熱室９が設けられている。原料入口には原料供給槽１が設けられ、シリンダーの中には圧縮減容輸送機構３が設けられ、当該圧縮減容輸送機構３はピッチが小さくなるスクリューにより圧縮減容輸送する。圧縮減容輸送機構３の後方には排ガス口５が備えられている破砕機構４が設けられ、破砕機構４は軸に固定された１組或いは複数組の棒状体であり、棒状体は外側に向けて放射状に配列され、全ての棒状体が螺旋状に配列され、棒状体間のピッチは圧縮減容輸送機構３の後部のピッチより大きいか或いは当該部分のシリンダーの内径が圧縮減容輸送機構３部分の内径より大きい。破砕機構４の後方には後段圧縮減容輸送機構６が設けられ、後段圧縮減容輸送機構６は圧縮減容輸送機構と関連する構造を採用し、圧縮減容輸送機構３、破砕機構４、後段圧縮減容輸送機構６は同軸に設けられている。後段圧縮減容輸送機構６の処理後、直接に原料を出すか或いはその後方で原料出口の前に貯蔵室７が設けられている。排ガス口５はベンチュリ管１０を通じて吸収塔１１と繋ぎ、ベンチュリ管１０の入口には苛性アルカリ溶液の入口が設けられている。

１ 原料供給槽、
２ 熱媒出口、
３ 圧縮減容輸送機構、
４ 破砕機構、
５ 排ガス口、
６ 後段圧縮減容輸送機構、
７ 貯蔵室、
８ 熱媒入口、
９ 加熱室、
１０ ベンチュリ管、
１１ 吸収塔。

Claims (14)

1. 原料入口から固形原料を供給し、固形原料に対して加熱、および圧縮減容しながら原料入口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作って輸送し、
   次に、固形原料を単独にあるいは同時に軸に設けられた螺旋状に配列されている少なくとも１組の棒状体で叩いて破砕しながらＨＣｌを含む排ガスを排ガス口から排出し、
   その後、固形原料を原料出口に送って排出することを特徴とする連続的脱塩素プロセス。
2. 原料出口に密封機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の連続的脱塩素プロセス。
3. 破砕後、原料に対し、再度後段側で圧縮減容してから原料出口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作って原料出口に送ることを特徴とする請求項２に記載の連続的脱塩素プロセス。
4. 原料を後段側で圧縮減容した後、貯蔵室を通って排出することを特徴とする請求項３に記載の連続的脱塩素プロセス。
5. 前記圧縮減容しながらの輸送は、ピッチが小さくなる可変ピッチスクリューによる圧縮減容輸送であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の連続的脱塩素プロセス。
6. 排ガス口から排出されるガスに含まれるＨＣｌと苛性アルカリ溶液とがベンチュリ管を通じて吸収過程に入り、苛性アルカリ溶液の流量をコントロールすることによってガスを吸収過程に入らせることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の連続的脱塩素プロセス。
7. 原料入口と原料出口および加熱機構が設けられているシリンダーが含まれ、
   シリンダーの中には原料入口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作る圧縮減容輸送機構（３）が設けられ、
   圧縮減容輸送機構（３）の後方にはＨＣｌを含む排ガスを排出する排ガス口（５）を備え、固形原料を単独にあるいは同時に軸に設けられた螺旋状に配列されている少なくとも１組の棒状体で叩いて破砕する破砕機構（４）が設けられていることを特徴とする連続的脱塩素装置。
8. シリンダーの原料出口には密封機構が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の連続的脱塩素装置。
9. 破砕機構（５）の後方には原料出口からのＨＣｌを含む排ガスの漏洩を防止する固形原料による密封構造を作る後段圧縮減容輸送機構（６）が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の連続的脱塩素装置。
10. 後段圧縮減容輸送機構（６）と原料出口の間には貯蔵室（７）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の連続的脱塩素装置。
11. 前記破砕機構（４）は、断面積が圧縮減容輸送機構の断面積より大きいシリンダーに設けられていることを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか一項に記載の連続的脱塩素装置。
12. 前記圧縮減容輸送機構（３）はピッチが小さくなる螺旋推進機構であることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれか一項に記載の連続的脱塩素装置。
13. 圧縮減容輸送機構（３）、破砕機構（４）および後段圧縮減容輸送機構（６）が同軸に設けられていることを特徴とする請求項７〜請求項１２のいずれか一項に記載の連続的脱塩素装置。
14. 排ガス口はベンチュリ管（１０）を通じて吸収塔（１１）と繋ぎ、ベンチュリ管（１０）の入口には苛性アルカリ溶液の入口が設けられていることを特徴とする請求項７〜請求項１３のいずれか一項に記載の連続的脱塩素装置。