JP7145524B2 - Waste plastic oil processing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、廃プラスチックを分解して再生油を製造するための装置に係る発明であり、詳しくは、熱分解により生じる熱分解残渣を効率よく熱分解釜より排出することのできる廃プラスチック油化処理装置に係る発明である。 This invention relates to an apparatus for decomposing waste plastics to produce recycled oil. More specifically, the present invention relates to waste plastic oil conversion equipment that can efficiently discharge pyrolysis residue generated by pyrolysis from a pyrolysis tank. The invention relates to a processing apparatus.
従来から、プラスチックのリサイクル方法として、廃プラスチックを分解し、再生油等を得る方法が種々検討されている。この方法の例として、廃プラスチックを溶融して熱分解釜に送り、次いで、熱分解釜で熱分解して分解ガスを生成させ、これを液化して再生油を得る方法が知られている(特許文献1等)。 BACKGROUND ART Conventionally, various methods of decomposing waste plastics to obtain recycled oil and the like have been studied as methods of recycling plastics. As an example of this method, a method is known in which waste plastic is melted and sent to a pyrolysis tank, then pyrolyzed in the pyrolysis tank to generate cracked gas, which is liquefied to obtain recycled oil ( Patent Document 1, etc.).
原料となる廃プラスチックは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンやポリスチレン等である。 Waste plastics used as raw materials are polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and polystyrene.
ところで、熱分解釜における廃プラスチックの熱分解において、得られる成分としては、再生油、さらに分解されたガス成分や、分解途中の常温で固体のワックス成分や炭等の固形成分等があげられる。このうち、固形成分は、そのまま熱分解釜に残存し、熱分解残渣となる。この熱分解残渣は、そのまま放置しておくと、熱分解釜の壁面に付着して除去しにくくなり、また、付着量が多くなると、撹拌羽根との接触が生じるおそれが生じる。さらに、熱分解釜を加熱する燃焼炉からの熱の伝導が低下し、十分な熱分解を行うためには、燃焼炉の温度をより高める必要が生じ、熱効率が低下する。 By the way, the components obtained in the thermal decomposition of waste plastics in the pyrolysis tank include recycled oil, further decomposed gas components, and solid components such as wax components and charcoal that are solid at room temperature during decomposition. Among them, the solid component remains in the pyrolysis tank as it is and becomes a pyrolysis residue. If this residue from thermal decomposition is left as it is, it will adhere to the walls of the thermal decomposition vessel and become difficult to remove. Furthermore, heat conduction from the combustion furnace that heats the pyrolysis reactor is reduced, and the temperature of the combustion furnace needs to be raised further in order to perform sufficient pyrolysis, resulting in a reduction in thermal efficiency.
これを防ぐには、1日~数日に1回、熱分解残渣が固着しないうちに装置を停止して、除去する必要がある。
しかし、この場合、長期間の連続運転が困難となって再生油の製造効率が低下し、また、熱分解残渣の除去の際に熱分解釜の冷却が必要となり、熱効率が低下する。
そこで、この発明は、廃プラスチックを熱分解して再生油を製造するときにおいて、熱効率や再生油の製造効率をより高く保つことを目的とする。
In order to prevent this, it is necessary to stop the apparatus and remove the residue once a day to several days before it sticks.
In this case, however, continuous operation for a long period of time becomes difficult and the production efficiency of reclaimed oil decreases, and the thermal decomposition reactor needs to be cooled during the removal of the residue from thermal decomposition, resulting in a decrease in thermal efficiency.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to keep the thermal efficiency and the production efficiency of the recycled oil higher when the waste plastic is thermally decomposed to produce the recycled oil.
この発明は、熱分解釜中の熱分解残渣を効率よく、熱分解釜から除去する装置を用いることにより、前記の課題を解決したものであり、その要旨は、下記の[1]~[6]に存する。
[1]廃プラスチックを熱分解して分解ガスを生成させる熱分解釜、及び熱分解釜で得られた分解ガスを冷却して液化させ、再生油を得る凝縮器を有する廃プラスチック油化処理装置であり、前記熱分解釜の底部は、前記熱分解釜の内部に向かって凹んだ凹部を有し、前記凹部の周縁部は、前記熱分解釜の底部の周縁部となるように形成され、前記熱分解釜の底部の周縁部には、熱分解残渣を抜き出す抜き出し口が設けられ、前記熱分解残渣が前記抜き出し口から熱分解釜の外部に排出される廃プラスチック油化処理装置。
The present invention solves the above problems by using a device for efficiently removing the pyrolysis residue in the pyrolysis kettle from the pyrolysis kettle. ].
[1] Apparatus for converting waste plastics to oil, having a thermal cracking vessel for thermally decomposing waste plastics to generate cracked gas, and a condenser for obtaining recycled oil by cooling and liquefying the cracked gas obtained from the thermal cracking vessel. wherein the bottom of the pyrolysis kettle has a recess recessed toward the inside of the pyrolysis kettle, and the peripheral edge of the recess is formed to be the peripheral edge of the bottom of the pyrolysis kettle, A waste plastic-to-oil processing apparatus is provided with an extraction port for extracting the thermal decomposition residue at the peripheral edge of the bottom of the pyrolysis pot, and the thermal decomposition residue is discharged to the outside of the pyrolysis pot through the extraction port.
[2]前記凹部は、球面状又は円錐状を形成している[1]に記載の廃プラスチック油化処理装置。
[3]前記抜き出し口に押出装置が連結され、前記押出装置によって、前記熱分解残渣が熱分解釜の外部に排出される[1]又は[2]に記載の廃プラスチック油化処理装置。
[2] The waste plastic-to-oil treatment apparatus according to [1], wherein the recess is spherical or conical.
[3] The apparatus for converting waste plastics into oil according to [1] or [2], wherein an extrusion device is connected to the extraction port, and the thermal decomposition residue is discharged to the outside of the pyrolysis tank by the extrusion device.
[4]廃プラスチックを熱分解釜で熱分解して分解ガスを生成させ、次いで、熱分解釜で得られた分解ガスを凝縮器で冷却して液化させ、再生油を製造する方法であり、前記熱分解釜の底部は、前記熱分解釜の内部に向かって凹んだ凹部を有し、前記凹部の周縁部は、前記熱分解釜の底部の周縁部となるように形成され、前記熱分解釜の底部の周縁部には、熱分解残渣を抜き出す抜き出し口が設けられ、前記熱分解残渣が前記抜き出し口から熱分解釜の外部に排出される再生油の製造方法。 [4] A method of thermally decomposing waste plastics in a pyrolysis kettle to generate a cracked gas, then cooling the cracked gas obtained in the pyrolysis kettle with a condenser to liquefy it to produce recycled oil, The bottom of the pyrolysis kettle has a recess recessed toward the inside of the pyrolysis kettle, and the periphery of the recess is formed to be the periphery of the bottom of the pyrolysis kettle. A method for producing reclaimed oil, wherein an extraction port for extracting thermal decomposition residue is provided at the peripheral edge of the bottom of the kettle, and the thermal decomposition residue is discharged from the extraction opening to the outside of the thermal decomposition kettle.
[5]前記凹部は、球面状又は円錐状を形成している[4]に記載の再生油の製造方法。
[6]前記抜き出し口に押出装置が連結され、前記押出装置によって、前記熱分解残渣が熱分解釜の外部に排出される[4]又は[5]に記載の再生油の製造方法。
[5] The method for producing reclaimed oil according to [4], wherein the recess is spherical or conical.
[6] The method for producing reclaimed oil according to [4] or [5], wherein an extrusion device is connected to the extraction port, and the thermal decomposition residue is discharged to the outside of the thermal decomposition vessel by the extrusion device.
この発明で用いられる熱分解釜において、底部の形状を特定のものとするので、熱分解残渣は、底部の周縁部に滞留する。それを底部の周縁部に設けた抜き出し口から抜き出すことにより、熱分解残渣がスラリー状態で抜き出すことができ、熱分解釜内壁にこびりつくのを防止できる。
また、押出装置を用いて抜き出すと、スラリー状の熱分解残渣を強制的に送ることができるので、抜き出し配管が詰まるのを防止できる。
In the pyrolysis pot used in the present invention, the bottom has a specific shape, so that the pyrolysis residue stays at the peripheral edge of the bottom. By extracting it from the extraction port provided in the peripheral part of the bottom part, the thermal decomposition residue can be extracted in a slurry state and can be prevented from sticking to the inner wall of the thermal decomposition vessel.
In addition, when the extruder is used for extraction, the slurry-like pyrolysis residue can be forcibly fed, so that clogging of the extraction pipe can be prevented.
この発明に係る廃プラスチック油化処理装置は、図1に示すように、廃プラスチックを熱分解して分解ガスを生成させる熱分解釜11aを有する熱分解炉11、及び熱分解釜11aで得られた分解ガスを冷却して液化させ、再生油を得る凝縮器13を有する装置である。
As shown in FIG. 1, the apparatus for converting waste plastics to oil according to the present invention comprises a
この発明の処理対象となる廃プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド等があげられる。 Waste plastics to be processed in the present invention include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene, and polyamides.
前記熱分解炉11は、図1に示すように、熱分解をおこなう熱分解釜11a、加熱炉11b、撹拌機11cから構成される。
The
前記熱分解釜11aは、前記廃プラスチックの熱分解を行う釜である。この熱分解釜11aの温度は、370℃以上がよく、380℃以上が好ましい。370℃より低いと、廃プラスチックの熱分解が生じにくくなり、熱分解の時間が長くなってしまう傾向がある。また、この温度は、400℃以下がよく、390℃以下が好ましい。400℃より高いと、熱分解速度が速まり、分解油がさらに分解されたガス成分が生じたり、炭等の熱分解残渣の生成量が増大するおそれがある。
The
この前記熱分解釜11aの温度は、加熱炉11bによって調整される。この加熱炉11bは、熱分解釜11aの周壁外部に配される熱媒通路11k及びこの熱媒通路11kに熱媒を送り込む熱媒供給モータ11mから構成される。この熱媒は、前もって所定温度に加熱した媒体を用いてもよく、図示しないが、熱媒通路11kに加熱部を設け、外部から加熱してもよい。外部から加熱を行う場合、その熱媒の温度は、下記の温度範囲となるように調整することが好ましい。
この熱媒の温度は、580℃以上がよく、600℃以上が好ましい。また、その温度の上限は、670℃以下がよく、650℃以下が好ましい。この範囲を外れると、熱分解釜11a内部の温度が前記の範囲に保持できなくなる恐れがある。
The temperature of the
The temperature of this heat medium is preferably 580° C. or higher, preferably 600° C. or higher. Moreover, the upper limit of the temperature is preferably 670° C. or lower, preferably 650° C. or lower. If the temperature is out of this range, the temperature inside the
前記熱分解釜11aは、図1に示すように、その底部11gが熱分解釜11aの内部に向かって凹んだ凹部を有する。なお、この熱分解釜11aを設置した状態でみるとき、この熱分解釜11aの底部は上方に膨らんだ形状(凸状)となる。
この凹部の形状は、凹状であれば特に限定されないが、凹状の面に凸凹がない滑らかな面であれば、熱分解で生じる熱分解残渣が滞留することが防止され、後述するように、この熱分解残渣の排出がより容易となるので好ましい。
As shown in FIG. 1, the
The shape of the recess is not particularly limited as long as it is concave, but as long as the concave surface is smooth and has no unevenness, the thermal decomposition residue generated by thermal decomposition is prevented from stagnation, and as described later, this This is preferable because the thermal decomposition residue can be discharged more easily.
この凹部の形状の例としては、図1に示すような球面状の一部の形状や、楕球面状の一部の形状、円錐状の形状があげられる。この凹部の頭頂部は、平坦面ではなく、底部11gの周縁部に向かって傾斜をもつことが、熱分解残渣の滞留を防ぐ意味で好ましい。
また、この凹部の形状が円錐状の場合、その頭頂部は、尖っているのではなく、丸みを帯びた方が、メンテナンス等における安全性等の観点から好ましい。
Examples of the shape of the recess include a partial spherical shape, a partial ellipsoidal shape, and a conical shape as shown in FIG. It is preferable that the top of the concave portion is not flat but inclined toward the peripheral edge of the
Further, when the shape of the recess is conical, it is preferable that the top of the recess is rounded rather than sharp from the viewpoint of safety during maintenance and the like.
前記凹部の周縁部は、熱分解釜11aの底部11gの周縁部となるように形成される。このようにすることにより、熱分解釜11aの底部11gに形成される平坦部が減るので、熱分解残渣の滞留を減らす観点から好ましい。
この熱分解釜11aの底部11gの周縁部は、この熱分解釜11aを設置した状態でみるとき、底部の最も低い位置となる。
The peripheral edge of the concave portion is formed so as to be the peripheral edge of the
The peripheral portion of the
前記熱分解釜11aの上方側面壁には、廃プラスチックの供給口11hが設けられる。この供給口11hから供給される廃プラスチックは、溶融されていると、熱分解釜11a内での温度が低下するのを抑制できるので好ましい。
溶融廃プラスチックを供給口11hから熱分解釜11aに供給する方法としては、図1に示すように、押出機10a及びこの押出機10aを加熱する加熱器10bからなる押出装置10を用いることが好ましい。この押出装置10は、廃プラスチック投入口10cに廃プラスチックが投入され、モータ10dにより押出機10aにより粉砕されながら溶融され、熱分解釜11aに送られる。この押出機10aの温度は、加熱器10bによって加熱され、廃プラスチックの溶融に供される。押出機10aの温度は、240℃以上がよく、260℃以上が好ましい。240℃未満だと、廃プラスチックを十分に溶融できないおそれがある。一方、上限は300℃未満がよく、280℃以下が好ましい。300℃より高いと押出機内部で熱分解が起こるおそれがある。
A waste
As a method for supplying the molten waste plastic from the
前記熱分解釜11a内には、内部の溶融廃プラスチックを撹拌する撹拌機11cが配される。この撹拌機11cは、撹拌軸11dに撹拌羽根11e、11fを有し、撹拌モータ11jによって撹拌される。撹拌軸11dの先端部、すなわち、熱分解釜11aの底部11gに最も近い位置に配される撹拌羽根11eは、熱分解釜11aの底部11gに沿った形状を有し、底部11g付近の内容物が滞留しないように撹拌する。この撹拌羽根11eの形状は、さらに、撹拌機11cを回転させたとき、熱分解釜11aの内容物である溶融廃プラスチックを下方に押す力が働くような形状を有することが好ましい。このようにすると、前記内容物、特に熱分解残渣等の固形物を下方に送り、熱分解残渣を底部11gの周縁部に移動させることができる。
また、撹拌軸11dの先端部以外に設けられる撹拌羽根11fの形状も、撹拌機11cを回転させたとき、熱分解釜11aの内容物を下方に押す力が働くような形状を有することが好ましい。このようにすることにより、前記内容物、特に熱分解残渣等の固形物を下方に送ることが可能となる。
A
In addition, it is preferable that the shape of the
前記熱分解釜11aの底部11gの周縁部には、熱分解残渣を抜き出す抜き出し口11g’が少なくとも1箇所設けられる。この抜き出し口11g’から前記の熱分解残渣がその周囲の溶融廃プラスチックと共にスラリー状態で抜き出され、外部に排出される。
前記抜き出し口11g’には、押出装置12が連結されることが好ましい。この押出装置12は、図1に示すように、押出機12a、押出機12aの外周部を覆い、押出機12aを冷却する冷却器12b、前記抜き出し口11g’から前記押出機12aの投入口に連結される連結部12c、押出機12aを回転させる回転モータ12dから構成される。
熱分解釜11a中で生じた熱分解残渣は、前記撹拌機11cによって、熱分解釜11aの底部11gの周縁部に移動する。そして、この熱分解残渣は周囲の液状の内容物に混錬されたスラリー状態で抜き出し口11g’から押出機12aに送られ、冷却されながら、外部に排出される。
この押出機12aにおいて、前記熱分解残渣を含むスラリーの温度は、100~150℃程度に冷却されることが好ましい。温度が低すぎると、内容物の固化が生じ、詰まるおそれが生じる。一方、温度が高すぎると、残渣が発火するおそれがある。
At least one
An
The pyrolysis residue generated in the
In the
前記した熱分解炉11を用いた廃プラスチック油化処理装置として、図2~4に示す装置を例としてあげることができる。
図2に示す装置は、熱分解釜11aで熱分解された分解ガスを、回収ライン21を経由して凝縮器13で冷却し、気液分離装置13bで気液を分離し、液状物である再生油を再生油貯蔵槽14に送る装置である。再生油貯蔵槽14に送られた再生油は、製品として外部に送り出されて使用される。また、気液分離装置13bで分離されたガスは、可燃ガスを含むので、加熱炉11bの加熱用燃料や他の燃料ガスとして使用できる。
2 to 4 can be given as an example of a waste plastic oil processing apparatus using the
The apparatus shown in FIG. 2 cools the cracked gas thermally decomposed in the
この図2に、図3に示す還流塔15を設けてもよい。この場合、熱分解釜11aで得られた分解ガスは、この還流塔15に送られる。この還流塔15においては、内部で還流が生じる状態、すなわち、前記分解ガスと分解ガスの液化物である再生油とが向流する状態となる。この還流塔15の内部には、必要に応じて、充填材を充填してもよい。充填材を用いることにより、還流塔の高さを低めに設定し、冷却の程度を下げることが可能となる。
2 may be provided with a
この充填材としては、規則充填物であっても、不規則充填物であってもよい。前記規則充填物は、還流の状態を一定に保つことができると共に、圧損をより低減することができるので、好ましい。この規則充填物は、多数の孔を有するものであり、多数の孔を開けた平板体や網状体等を円柱状、塔の形状に加工したものがあげられる。そして、この規則充填物は、その径や高さを還流塔15の径や高さに合わせたものが使用される。このような規則充填物としては、MCパック(マツイマシン(株)製)等があげられる。
The filler may be regular packing or irregular packing. The structured packing is preferable because it can keep the reflux state constant and further reduce the pressure loss. This structured packing has a large number of holes, and examples thereof include a flat plate having a large number of holes, a net-like body, or the like processed into a columnar shape or a tower shape. The structured packing is used with its diameter and height matched with the diameter and height of the
ところで、前記還流塔15の頭頂部の温度は、再生油がガス状態を保持できる温度、具体的には250℃程度を保持することが好ましい。
By the way, the temperature at the top of the
前記熱分解釜11aから還流塔15に上がってくる分解ガスには、主成分である再生油以外に、分解途中の常温で液体のワックス分等の高沸点の成分も含まれる。そして、還流塔15での還流により、高沸点の成分は、還流塔15内や、還流塔15と下方の熱分解釜11aとの間で行き来することとなる。
一方、還流塔15の上部に行くほど、前記の高沸点の成分が少なくなり、頭頂部付近では、ほぼ分解ガスのみとなる。この分解ガスは、還流塔15の頭頂部より、回収ライン21を通って凝縮器13に送られる。
The cracked gas coming up from the thermal cracking
On the other hand, the higher the upper part of the
ところで、還流塔15上部から出る分解ガスの温度によっては、凝縮器13の冷却機能が不十分となったり、還流塔15内部の還流が十分に行われず、高沸点の成分が還流塔15の頭頂部から回収ライン21に出ていく可能性がある。これを防止するため、図3に示すように、再生油貯蔵槽14に貯蔵された再生油の一部を冷却器16でさらに冷却した後、還流塔15の上部や回収ライン21に戻してもよい。このラインを設けることにより、回収ライン21を流れる分解ガスを冷却でき、凝縮器13の冷却機能を補うことができ、また、還流塔15の上部の温度を低下させることができるので、還流塔15内部の還流を十分に行うことができる。
By the way, depending on the temperature of the cracked gas emitted from the upper part of the
次に、図4に示す装置について説明する。
廃プラスチックとして、前記したもの以外に、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート等のポリエステルが含まれる場合がある。これが含まれると、熱分解釜11aでの熱分解の際、テレフタル酸等のポリエステル樹脂分解成分が発生する。テレフタル酸は300℃付近に昇華点を有する高昇華点の成分であり、この温度を下回った場合、固形化が生じてラインや装置を閉塞する場合がある。
この閉塞を防止するため、図4に示す装置、すなわち、図2に示す装置に図3に示す還流塔15を組み入れ、さらに、抜き出しライン22、分離槽17及びこれらに関係する配管群を含むポリエステル樹脂分解成分除去機構を有する装置を用いることができる。
Next, the device shown in FIG. 4 will be described.
Waste plastics may include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate in addition to those mentioned above. If this is included, polyester resin decomposition components such as terephthalic acid are generated during thermal decomposition in the
To prevent this clogging, the apparatus shown in FIG. 4, that is, the apparatus shown in FIG. 2, incorporates the
図4に示す装置において、ポリエステル樹脂分解成分除去機構以外は、前記したとおりである。
前記ポリエステル樹脂分解成分除去機構は、還流塔15の途中から前記分解ガスの一部を抜き出す抜き出しライン22、抜き出しライン22で抜き出した分解ガスが送り込まれる分離槽17、分離槽17内の分解ガス及びこの分解ガスが液化した分解油を冷却するため、分離槽17の分解油及び/又は分解ガスが分解油循環冷却器18を経由して、分離槽17に戻る分解油冷却循環ライン23、及び分解油循環冷却器18の手前で分解油冷却循環ライン23から分離して、還流塔15と熱分解釜11aとの間、具体的には、前記還流塔15の下部、熱分解釜11a、及び還流塔15と熱分解釜11aとの間を連結する還流ラインのいずれかに連結される分解油返送ライン24から構成される。
The apparatus shown in FIG. 4 is the same as described above except for the mechanism for removing decomposed components of the polyester resin.
The mechanism for removing decomposed components of the polyester resin includes an extracting
前記抜き出しライン22が設けられる還流塔15の位置は、還流塔15の高さの半分又はそれより下の位置がよい。抜き出しライン22を還流塔15の高さの半分より上の位置に設けると、還流塔15内の上部において、前記の高沸点成分やポリエステル樹脂分解成分の割合が高まり、結果として、還流塔15の頭頂部に前記の高沸点成分や高ポリエステル樹脂分解成分が到達する可能性が高まる。このため、回収ライン21から凝縮器13にこれらの成分が流れ込み、再生油貯蔵槽14にこれらの成分が混入したり、回収ライン21や凝縮器13がポリエステル樹脂分解成分によって閉塞したりするおそれがある。
The position of the
前記の抜き出しライン22は、分離槽17に連結され、抜き出しライン22から抜き出される分解ガスは、分離槽17に送り込まれる。
この抜き出しライン22は、274℃以上に保温することがよく、280℃以上に保温することが好ましく、300℃以上に保温することがより好ましい。274℃未満とすると、抜き出しライン22中にポリエステル樹脂分解成分が析出し、ラインを閉塞するおそれが生じる。
The
The
前記の分離槽17内には、分解ガスや、この分解ガスを液化した分解油が存在する。この分解油は、前記の再生油に、前記のワックス分等の高沸点の成分が含まれる。この分解油及び/又は分解ガスは、前記分解油冷却循環ライン23を循環させることにより、冷却される。
Cracked gas and cracked oil obtained by liquefying this cracked gas are present in the
また、分離槽17において、分解油に含まれる成分のうち、ポリエステル樹脂分解成分は、析出して沈降する。これにより、ポリエステル樹脂分解成分を分解油から分離・除去することができる。
Further, in the
さらに、この分離槽17内の分解油及び/又は分解ガスの一部は、前記分解油返送ライン24を通して、熱分解釜11a又は熱分解釜11aと還流塔15の間を連結する連結管に戻される。これにより、ポリエステル樹脂分解成分を減らした分解油を熱分解釜11aに戻し、還流塔15に再度かけることができ、再生油の回収効率を高めることができる。
Furthermore, part of the cracked oil and/or cracked gas in the
ところで、抜き出しライン22のある還流塔15の部分の温度は、高沸点成分又はポリエステル樹脂分解成分が液化又は固化しない程度の温度、すなわち、274℃以上が好ましく、280℃以上がより好ましい。また、この温度の上限は、還流塔15の頭頂部の温度が上記した温度を保持できる温度がよく、具体的には、300℃以下がよく、290℃以下が好ましい。
By the way, the temperature of the part of the
また、前記抜き出しライン22は、その温度が低くなりすぎると、この抜き出しライン22内でポリエステル樹脂分解成分が析出し、抜き出しライン22を閉塞するおそれがある。このため、この抜き出しライン22は、保温することが好ましい。この保温温度は、270℃以上がよく、274℃以上が好ましく、280以上がより好ましい。この温度を下回ると、ポリエステル樹脂分解成分が析出するおそれがある。一方、この保温温度の上限は、300℃以下がよく、290℃以下が好ましい。この温度を超えてもよいが、熱効率の観点から、この温度で十分である。
Moreover, if the temperature of the
この発明に係る廃プラスチック油化処理装置を用いると、従来、廃棄、燃焼処理されていた廃プラスチックから再生油を得ることができ、新たなエネルギー源を得ることができる。 By using the apparatus for converting waste plastics to oil according to the present invention, it is possible to obtain recycled oil from waste plastics that have conventionally been discarded and burned, and to obtain a new energy source.
以下、この発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
[実施例1]
図1に記載の熱分解炉11、図2のフローに図3の還流塔15を設けた装置を用いて、廃プラスチックの油化処理を行った。
まず、廃プラスチック(ポリエチレン:100重量%)を洗浄装置((株)カネミヤ製:Bun-Sen)にて水洗し、汚れを落とした。次いで、熱分解釜11aの排熱を利用して、70℃~80℃の温風を得、これを吹きかけ、乾燥させた。
The present invention will now be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
Waste plastics were converted to oil by using the
First, waste plastic (polyethylene: 100% by weight) was washed with water using a washing device (manufactured by Kanemiya Co., Ltd.: Bun-Sen) to remove dirt. Next, the hot air of 70° C. to 80° C. was obtained by utilizing the exhaust heat of the
次いで、廃プラスチック投入口10cに約100kg/hで投入した。この押出機(一軸押出機)は、出口側が約260℃となるように温度条件を設定される。
この押出機10aで溶融された溶融廃プラスチックは熱分解釜11aに連続供給される。この熱分解炉11の熱分解釜11aは、内径が1m、高さが1.2mの中央部が円柱状、上部及び下部が楕円状であり、かつ、底部が図1に示すように、円錐状に盛り上がっている。この底部が構成する円錐の高さは80mm、底面の直径は700mmである。
そして、この熱分解釜11aの外周に燃焼炉11bが配され、これにより熱分解釜11aが加熱される。この熱分解釜11aは、内温が380℃~400℃となるように調節されている。
Then, it was charged into the
The molten waste plastic melted by the
A
熱分解釜11aで溶融廃プラスチックは熱分解されて分解ガスとなり、熱分解釜11aの上方の還流塔15に移動する。この還流塔15は、内径314mm、高さ3750mmであり、内部には、規則充填物(マツイマシン(株)製:MCパック)が充填される。
この還流塔15内部では、上部で分解ガスの一部が液化し、還流状態が生じる。これは、還流塔15の上部に向かうにしたがって、分解ガスが放冷して温度が下がるためと、後述するように再生油貯蔵槽14に貯められた再生油の一部を冷却して、還流塔15上部に供給し、分解ガスと直接接触させるからである。
この還流塔15で液化した分解ガスの液化液は、連結管を経由して熱分解釜11aに戻り、再度、熱分解に供与される。一方、液化しなかった分解ガスは、還流塔15の上部より凝縮器13に送られる。この還流塔15から凝縮器13に送られる再生油の量は、153.6kg/hである。
The molten waste plastic is thermally decomposed in the
Inside the
The liquefied liquid of the cracked gas liquefied in the
次いで、凝縮器13にて、分解ガスを冷却する。このときの冷媒としては、水が用いられる。冷媒として用いられた水は、凝縮器13通過後、40.6℃になるので、クーリングタワーで冷却される。
凝縮器13によって冷却された分解ガスは、気液分離装置13bで気液に分離され、液体成分は、再生油として再生油貯蔵槽14に貯蔵される。この再生油は、製品として使用される。
Next, the cracked gas is cooled in the
The cracked gas cooled by the
一方、熱分解釜11aにおいて、炭等の熱分解残渣は、撹拌機11cによって、熱分解釜11aの底部周縁部に送られる。そして、抜き出し口11g’から熱分解残渣を周囲の分解油と共に100kg/hで30分間抜き出した。抜き出した抜き出し液は、押出装置12によって、外部に送り出された。このとき、押出機12aは100~150℃とした。
On the other hand, in the
このような実験を行ったところ、熱分解釜11a内の熱分解残渣による付着が激減し、500時間連続して運転することができた。
As a result of such an experiment, adhesion due to thermal decomposition residue in the
[比較例1]
熱分解釜として、底部が平坦状の熱反応釜を用い、抜き出し口11g’が底面中央部に設けた以外は、実施例1と同様の実験を行った。なお、撹拌羽根11eは、底部に沿った直線状の撹拌羽根を用いた。
その結果、熱分解釜の側周壁と底部との境界部に、熱分解残渣が付着し始め、10時間経過後に撹拌羽根が熱分解残渣による付着物と接触し始めたので、装置を停止して、熱分解残渣による付着物を除去する作業を行った。
[Comparative Example 1]
The same experiment as in Example 1 was conducted except that a thermal reaction kettle with a flat bottom was used as the pyrolysis kettle, and the
As a result, thermal decomposition residue began to adhere to the boundary between the side peripheral wall and the bottom of the pyrolysis vessel, and after 10 hours, the stirring blades began to come into contact with deposits of thermal decomposition residue, so the apparatus was stopped. , work was carried out to remove deposits due to thermal decomposition residue.
[実施例2]
図1に記載の熱分解炉11、図4のフローを有する装置を用いて、廃プラスチックの油化処理を行った。
まず、廃プラスチック(ポリエチレン:90重量%、ポリエチレンテレフタレート:10重量%)を洗浄装置((株)カネミヤ製:Bun-Sen)にて水洗し、汚れを落とした。次いで、熱分解釜11aの排熱を利用して、70℃~80℃の温風を得、これを吹きかけ、乾燥させた。
[Example 2]
Using the
First, waste plastic (polyethylene: 90% by weight, polyethylene terephthalate: 10% by weight) was washed with water using a washing device (manufactured by Kanemiya Co., Ltd.: Bun-Sen) to remove dirt. Next, the hot air of 70° C. to 80° C. was obtained by utilizing the exhaust heat of the
次いで、一軸押出機(一億社製)の入り口側の投入口に、約100kg/hで投入した。この一軸押出機は、出口側が約260℃となるように温度条件が設定される。
この一軸押出機で溶融された溶融廃プラスチックは熱分解釜11aに連続供給される。この熱分解炉11の熱分解釜11aは、実施例1に示すものと同様の釜を用いた。そして、この熱分解釜11aの外周に燃焼炉11bが配され、これにより熱分解釜11aが加熱される。この熱分解釜11aは、内温が380℃~400℃となるように調節されている。
Next, the mixture was fed into a single-screw extruder (manufactured by Ichiyoku Co., Ltd.) at a rate of about 100 kg/h. The temperature condition of this single screw extruder is set so that the temperature on the outlet side is about 260°C.
Molten waste plastics melted by this single-screw extruder are continuously supplied to the thermal cracking
熱分解釜11aで溶融廃プラスチックは熱分解されて分解ガスとなり、熱分解釜11aの上方の還流塔15に移動する。この還流塔15は、実施例1と同様のものを用い、実施例1と同様に状態を示した。
The molten waste plastic is thermally decomposed in the
次いで、凝縮器13にて、分解ガスを冷却する。このときの冷媒としては、水が用いられる。冷媒として用いられた水は、凝縮器13通過後、40.6℃になるので、クーリングタワーで冷却される。
凝縮器13によって冷却された分解ガスは、気液分離装置13bで気液に分離され、液体成分は、再生油として再生油貯蔵槽14に貯蔵される。この再生油は、水を冷媒とする再生油循環冷却器15、凝縮塔13を経由する循環冷却ラインを通ってさらに冷却される。
Next, the cracked gas is cooled in the
The cracked gas cooled by the
また、還流塔15の高さの半分の位置に、抜き出しライン22が設けられる。この抜き出しライン22から分解ガスを抜き出し分離槽17に送った。抜き出し量は、23.8kg/hとした。また、この抜き出しライン22は、280℃で保温した。
分離槽17において、抜き出された分解ガスは液化及び昇華して、分解油、ワックス分等の液化成分やテレフタル酸等の固形化成分が溜まる。そして、再生油やワックス分等の液化成分は、ガス状態の分解ガスと共に、分解油循環冷却器18を経由する分解油冷却循環ライン23によって冷却され、液化成分の冷却と分解ガスの液化・固化が行われる。これらにより、分離槽17にてテレフタル酸等の固形化成分が生じ、テレフタル酸等を分解油やワックス等の液化成分から分離することができる。
そして、分離槽17から分解油循環冷却器18に送られる成分の一部が熱分解釜11aと還流塔15との連絡管に戻され、再生油の再還流、ワックス分の再分解に供される。この戻す量は、11.9kg/hである。
In addition, a
In the
Then, part of the components sent from the
このような実験を行ったところ、10時間経過後、還流塔15、回収ライン21、凝縮器13、再生油貯蔵槽14等にテレフタル酸による固形物の析出は見られず、各ラインにおける閉塞は見られなかった。
As a result of such an experiment, after 10 hours, no deposition of solids due to terephthalic acid was observed in the
一方、熱分解釜11aにおいて、炭等の熱分解残渣は、撹拌機11cによって、熱分解釜11aの底部周縁部に送られる。そして、抜き出し口11g’から熱分解残渣を周囲の分解油と共に100kg/hで30分間抜き出した。抜き出した抜き出し液は、押出装置12によって、外部に送り出された。このとき、押出機12aは100~150℃とした。
On the other hand, in the
このような実験を行ったところ、熱分解釜11a内の熱分解残渣による付着が激減し、500時間連続して運転することができた。
As a result of such an experiment, adhesion due to thermal decomposition residue in the
[比較例2]
比較例1で用いた熱分解釜を用いた以外は、実施例2と同様にして、再生油生成実験を行った。
その結果、熱分解釜の側周壁と底部との境界部に、熱分解残渣が付着し始め、10時間経過後に撹拌羽根が熱分解残渣による付着物と接触し始めたので、装置を停止して、熱分解残渣による付着物を除去する作業を行った。
[Comparative Example 2]
A reclaimed oil production experiment was conducted in the same manner as in Example 2, except that the pyrolysis reactor used in Comparative Example 1 was used.
As a result, thermal decomposition residue began to adhere to the boundary between the side peripheral wall and the bottom of the thermal decomposition vessel, and after 10 hours, the stirring blades began to come into contact with deposits of thermal decomposition residue, so the apparatus was stopped. , work was carried out to remove deposits due to thermal decomposition residue.
[比較例3]
実施例2において、ポリエステル樹脂分解成分除去機構を設けなかった以外は、実施例2と同様に再生油生成実験を行った。
その結果、4時間経過後に、第1回収ラインがテレフタル酸による閉塞が生じた。このとき、熱分解釜内に撹拌羽根が熱分解残渣による付着物が見られた。
[Comparative Example 3]
A recycled oil generation experiment was conducted in the same manner as in Example 2, except that the polyester resin decomposed component removal mechanism was not provided.
As a result, after 4 hours, the first recovery line was clogged with terephthalic acid. At this time, deposits of thermal decomposition residue were found on the stirring blades in the thermal decomposition vessel.
10 押出装置
10a 押出機
10b 加熱器
10c 廃プラスチック投入口
10d モータ
11 熱分解炉
11a 熱分解釜
11b 加熱炉
11c 撹拌機
11d 撹拌軸
11e、11f 撹拌羽根
11g 底部
11g’ 抜き出し口
11h 廃プラスチックの供給口
11j 撹拌モータ
11k 熱媒通路
11m 熱媒供給モータ
12 押出装置
12a 押出機
12b 冷却器
12c 連結部
12d 回転モータ
13 凝縮器
13b 気液分離装置
14 再生油貯蔵槽
15 還流塔
16 冷却器
17 分離槽
18 分解油循環冷却器
21 回収ライン
22 抜き出しライン
23 分解油冷却循環ライン
24 分解油返送ライン
10
Claims (6)
前記廃プラスチックには、ポリエステル樹脂が含まれ、
前記熱分解釜には、前記廃プラスチックが供給され、
前記熱分解釜の上方に還流塔が設けられ、
前記還流塔は、その頭頂部から出る分解ガスを前記凝縮器に送る回収ラインを有すると共に、前記還流塔の途中から前記分解ガスの一部を抜き出す抜き出しラインが設けられ、
この抜き出しラインから抜き出された前記分解ガスを送り込む分離槽が設けられ、
前記分離槽で、送り込まれた前記分解ガスに含まれる、前記ポリエステル樹脂由来のポリカルボン酸が分離され、
前記熱分解釜の底部は、前記熱分解釜の内部に向かって凹んだ凹部を有し、
前記凹部の周縁部は、前記熱分解釜の底部の周縁部となるように形成され、
前記熱分解釜の底部の周縁部には、熱分解残渣を抜き出す抜き出し口が設けられ、
前記熱分解残渣が前記抜き出し口から熱分解釜の外部に排出される廃プラスチック油化処理装置。 A waste plastic oil conversion apparatus comprising a thermal cracking vessel for thermally decomposing waste plastics to generate cracked gas, and a condenser for obtaining recycled oil by cooling and liquefying the cracked gas obtained from the thermal cracking vessel,
The waste plastic contains a polyester resin,
The waste plastic is supplied to the pyrolysis kettle,
A reflux tower is provided above the pyrolysis vessel,
The reflux column has a recovery line for sending the cracked gas emitted from the top of the reflux column to the condenser, and is provided with a withdrawal line for extracting a part of the cracked gas from the middle of the reflux column,
A separation tank is provided for feeding the cracked gas extracted from the extraction line,
In the separation tank, polycarboxylic acid derived from the polyester resin contained in the cracked gas sent is separated,
The bottom of the pyrolysis kettle has a concave portion recessed toward the inside of the pyrolysis kettle,
The peripheral edge of the recess is formed to be the peripheral edge of the bottom of the pyrolysis kettle,
An extraction port for extracting thermal decomposition residue is provided at the peripheral edge of the bottom of the pyrolysis pot,
A waste plastic-to-oil processing apparatus in which the pyrolysis residue is discharged from the pyrolysis tank to the outside of the pyrolysis tank.
前記押出装置によって、前記熱分解残渣が熱分解釜の外部に排出される請求項1又は2に記載の廃プラスチック油化処理装置。 An extrusion device is connected to the extraction port,
3. The apparatus for recycling waste plastics to oil according to claim 1 or 2, wherein the extruder discharges the thermal decomposition residue to the outside of the thermal decomposition tank.
前記廃プラスチックには、ポリエステル樹脂が含まれ、
前記熱分解釜には、前記廃プラスチックが供給され、
前記熱分解釜の上方に還流塔が設けられ、
前記還流塔は、その頭頂部から出る分解ガスを前記凝縮器に送る回収ラインを有すると共に、前記還流塔の途中から前記分解ガスの一部を抜き出す抜き出しラインが設けられ、
この抜き出しラインから抜き出された前記分解ガスを送り込む分離槽が設けられ、
前記分離槽で、送り込まれた前記分解ガスに含まれる、前記ポリエステル樹脂由来のポリカルボン酸が分離され、
前記熱分解釜の底部は、前記熱分解釜の内部に向かって凹んだ凹部を有し、
前記凹部の周縁部は、前記熱分解釜の底部の周縁部となるように形成され、
前記熱分解釜の底部の周縁部には、熱分解残渣を抜き出す抜き出し口が設けられ、
前記熱分解残渣が前記抜き出し口から熱分解釜の外部に排出される再生油の製造方法。 A method of thermally decomposing waste plastic in a pyrolysis kettle to generate cracked gas, then cooling the cracked gas obtained in the pyrolysis kettle with a condenser to liquefy it to produce recycled oil,
The waste plastic contains a polyester resin,
The waste plastic is supplied to the pyrolysis kettle,
A reflux tower is provided above the pyrolysis vessel,
The reflux column has a recovery line for sending the cracked gas emitted from the top of the reflux column to the condenser, and is provided with a withdrawal line for extracting a part of the cracked gas from the middle of the reflux column,
A separation tank is provided for feeding the cracked gas extracted from the extraction line,
In the separation tank, polycarboxylic acid derived from the polyester resin contained in the cracked gas sent is separated,
The bottom of the pyrolysis kettle has a concave portion recessed toward the inside of the pyrolysis kettle,
The peripheral edge of the recess is formed to be the peripheral edge of the bottom of the pyrolysis kettle,
An extraction port for extracting thermal decomposition residue is provided at the peripheral edge of the bottom of the pyrolysis pot,
A method for producing reclaimed oil, wherein the thermal decomposition residue is discharged from the thermal cracking vessel to the outside of the extraction port.
前記押出装置によって、前記熱分解残渣が熱分解釜の外部に排出される請求項4又は5に記載の再生油の製造方法。
An extrusion device is connected to the extraction port,
6. The method for producing reclaimed oil according to claim 4 or 5, wherein the extruder discharges the pyrolysis residue to the outside of the pyrolysis vessel.
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