JPH03200892A - 廃プラスチック用油化還元炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、廃プラスチック用の油化還元炉に関する。

（従来の技術） 従来、廃プラスチックを油化して再利用する方法及び装
置に関し、種々の提案がなされているが、その多くは、
廃プラスチックの溶融９分解。

反応と、三段階に分けて加熱を行っている。

（発明が解決しようとする課題） この従来の方法や装置では、各段階毎に異なる燃焼装置
を必要とし、又、そのために、プラントが大掛かりなも
のとなっている。その結果、プラントの設置面積も大と
なり、ランニングコストも大きな数値を示し、実用化が
困難であるという問題があった。又、出て来たところの
油成分も不安定なものが多く、実際の使用に耐え得る油
が抽出されていないという問題点があった。

又、本発明者が上記問題点を解決するために開発し、特
開平１−２９４０１４号公報に開示された、溶融室の下
部に熱分解室を備えたものを向−炉内に配設し溶融室と
熱分解室とを同時に加熱するようにした廃プラスチック
用熱分解反応炉がある。これは炉全体がコンパクトで設
置面積も少なくて済み、ランニングコストも少ないとい
う長所があるが、処理量をあまり大きくできないという
欠点があった。

本発明は、前記した従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、炉全体をコンパ
クトに形成でき、連続的に大量に処理することを可能に
した廃プラスチック用油化還元炉を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明の廃プラスチック用油化還元炉では、上記目的を
達成するための手段として、密閉可能に形成され廃プラ
スチックを液化する溶融室と；溶融室から送られた液化
した廃プラスチックを気化する熱分解室と； 溶融室と熱分解室とを連通し、一方が溶融室の底部に開
口した連通路と； 前記溶融室と熱分解室とを同一炉内に左右に並設した状
態で加熱する加熱炉と； 炉上部に設けられ熱分解室へ連通された接触反応室と； を備えた構成とした。

又、連通路が熱分解室上部に液化した廃プラスチックの
排出口を有する構成とすることもできる。

又、溶融室における廃プラスチックの液面を検知し液面
が所定位置になったとき、溶融室に廃プラスチックを供
給させる液面調整センサを設けた構成とすることもでき
る。

（作用） 本発明請求項１記載の廃プラスチック用油化還元炉では
、同一炉内に廃プラスチックの溶融室と熱分解室とを連
通状態で備え、さらに炉上部に設けられた接触反応室が
熱分解室と連通されている。前記溶融室では投入された
廃プラスチックが密閉状態で加熱炉の熱源によって液化
される。

又、溶融室と熱分解室とを連通する連通路が溶融室の底
部に取入口を有しているので、密閉状態で加熱された溶
融室内では、液化した廃プラスチックが一部気化するた
め内圧が上昇する。この内圧が上昇することで液化した
廃プラスチックの液面が抑圧され、溶融室底部の液化し
た廃プラスチックが取入口に押し込まれる。そして熱分
解室では連通路の排出口から前記液化した廃プラスチッ
クが供給される。

従って廃プラスチックは物質のもつ物性（圧力）を最大
限利用して物質移動を行う。又、熱分解室では溶融室で
液化された廃プラスチックが気化される。又、接触反応
室では廃プラスチックの気化部が触媒に接触反応し改質
される。

従って同一炉内で廃熱を有効利用することで、−の燃焼
装置のみで廃プラスチックの液化、気化、改質を連続し
て行うことができる。

又、本発明請求項２記載の廃プラスチック用油化還元炉
では、溶融室に液面調整センサを設けているため、溶融
室の内圧により液化した廃プラスチックが連通路を介し
て熱分解室に送られることにより液面が所定位置まで下
降したのを検知し溶融室内へ所定量の廃プラスチックを
供給させる。

従って、この還元炉では自動的に廃プラスチックの油化
還元を行わせることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

尚、第１図は、一実施例の廃プラスチック油化還元炉を
側面から見た内部構造説明図、第２図は同燃焼及び排ガ
スの移動説明図、第３図は同廃プラスチックの固体、液
化、気化の反応説明図、第４図は同要部の説明図である
。

まず実施例の構成を説明する。

この実施例の廃プラスチック用油化還元炉Ａは、還元炉
（加熱炉）ｌと、燃焼機２と、溶融室３と、熱分解室４
と、導入管５と、接触反応室６と、連続投入部７と、液
面調整センサ８とを主要な構成としている。

前記還元炉ｌは、第１図に示すように、溶融室３と熱分
解室４とを同時に加熱するものであって、断熱外壁１０
と炉底部１１とで燃焼室１２が形成され、その上端には
、還元炉ｌを密封する蓋本体と炉内を外部と連通ずる煙
道１３が設けられている。

前記燃焼機２は、燃焼室１２内を８００〜１ＯＯＯ℃に
加熱するものであって、電気火花による自動着火式バー
ナーが使用され、前記還元炉ｌの下方に配設されている
。

ｌ 前記溶融室３は、禰体の廃プラスチックＰ１を加熱溶融
するものであって、有底の中空円筒状に形成され、その
底部は球状に形成されている。

又、該溶融室３の上端は蓋本体下面に固定され、この蓋
本体はその中央に開孔を有し、この開孔を溶融室蓋（図
示せず）で塞ぐことにより溶融室３を密封している。又
、この溶融室３内には、回転アーム３０が溶融室３外壁
を貫通したシャフト３１に接続されると共に、このシャ
フト３１が炉上部に設けた電動機３２と変速ギヤを介し
て連結されている。尚、この回転アーム３０は、溶融室
３内の廃プラスチックＰ１およびＰ２を撹拌するもので
あり、この目的を達成できる範囲でその形状は様々に選
定することができる。図中３３は溶融室３の安全弁であ
る。

前記熱分解室４は、溶融室３で液化した廃プラスチック
Ｐ２を気化させるもので、前記還元炉１内部の溶融室３
の側方に配設されている。この熱分解室４は箱型に形成
され、内部にはパイプ状の煙道４０が水平に多数設けら
れている。第４図において９は残渣取出口である。

前記導入管５は、溶融室３で液化された廃プラスチック
Ｐ２を熱分解室４に供給する連通路であって、一方が溶
融室３の底部まで延設されて取入口５０が形成されてい
る。そして、もう一方が熱分解室４の上方まで延設され
て排出口５１が形成されている。

前記接触反応室６は気化した廃プラスチックＰ、を改質
するものであって、熱分解室４の上部に設置され、カー
トリッジ型の金属触媒が装着可能に形成されている。又
、その一方は熱分解室４の上部に連通され、もう一方は
炉外に設置したコンデンサ（図示せず）に、弁管６０で
接続されいる。

前記連続投入部７は、原料である固体の廃プラスチック
Ｐ、を必要量だけ自動的に溶融室３に供給するものであ
って、密閉式の粉体フィーダが溶融室３外壁の連続投入
ロア０に配設されている。

この密閉式の粉体フィーダは廃プラスチックＰ１を投入
後は溶融室３の密閉状態を保つものである。尚、粉体フ
ィーダは投入コンベアを介して外部のホッパー等へ連結
されている。

前記液面調整センサ８は、溶融室３内の廃プラスチック
の液面を検知して前記粉体フィーダを作動させるもので
あって、棒状のものが溶融室３の蓋本体に取付けられて
いる。

次に、この実施例の作用を説明する。

まず熱分解反応に利用される熱の説明を第２図に基ずき
説明する。

燃焼機２より吐出された燃料油は、その噴射口（図示せ
ず）より燃焼室１２内へ噴霧される。霧化された燃料油
は、高温化された燃焼室１２内の熱（８００〜１０００
℃）を媒体として反応（酸化運動）が始まり、発光反応
を起こす。（尚、始動時は電気火花による自動発火によ
り燃焼する。）発光と共に起こった熱は、溶融室３外壁
に熱伝導を起こす、酸化運動の終わった燃料油廃分は熱
を伴う廃ガス成分となり、溶融室３及び熱分解室４と、
還元炉断熱外壁１０との間の空間を通過して上昇し、煙
道１３に至る。この通過上昇中に、その熱６００〜８０
０℃を熱伝導し、熱分解室４を４００〜６００℃の熱体
とする。そして、廃ガス成分は、煙道１３を通り廃ガス
として炉外部へ放出され、燃焼過程を終わる。

次に、熱分解反応を第３図に基づき説明する。

（イ）液化 まず、劣化したポリプロピレン（ｐｐ）、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アタ体）は溶融必要
量が連続投入部７から溶融室３内に投入される。連続投
入部７が密閉された後、回転シャフト３１及びその先端
の回転アーム３０が回転を開始する。この回転は、電動
機３２を動力源とし、その運動が、回転シャフト３１、
回転アーム３０へと伝導されることによりなされる。

この回転アーム３０の回転により、投入された廃プラス
チックは、撹拌され、その炭化防止及び早期溶融化が図
られる。

又、燃焼室１２での燃焼及びその廃ガスにより、溶融室
３は外部から８００〜ｔｏｏｏ℃の熱が加えられること
で溶融室３内の温度及び圧力は上昇する。そして、回転
シャフト３１及び回転アーム３０の回転運動と溶融室内
温度２００〜４００℃の熱を利用して溶融化が良好に行
われる。

以上の温度、圧力の維持、及び炭化防止作用を果たしな
がら溶融が可能となり、廃プラスチックは液化する。

又、溶融室３内圧力の上昇により液面が押し下げられ、
底部の良好に液化した廃プラスチックＰ、が導入管５の
取入口５０に押し込まれ排出口５１から熱分解室４に送
られる。そして、溶融室３では液面の低下により液面調
整センサ８がこれを検知して連続投入部のバルブを開放
してから粉体フィーダを作動させ、一定量の廃プラスチ
ック（固体）を追加供給した後、再びバルブを閉じ溶融
室３を密閉させる。

（ロ）気化 導入管５により熱分解室４へ導かれた液化した廃プラス
チックＰ２は、この熱分解室４で４００〜６００℃に加
熱され、廃プラスチックは気化し気化油Ｐ３となる。こ
の熱分解室４も前記燃焼室１２での燃焼及びその廃ガス
により外部から加熱されることで熱源を得る。

（ハ）改質 気化した廃プラスチック気化油Ｐ３は３５０〜４５０℃
に加熱され接触反応室６に入る。そして、接触反応室６
にて、接触反応が起こされ、廃プラスチック気化油Ｐ、
の油質が改質され、安定した気化軽質油となる。

気化軽質油は、導管６０を経て炉外コンデンサー（図示
せず）へと押し出されていく。

その後、炉外コンデンサーにより気化軽質油は液化され
、油水分離槽（図示せず）により、油と水が分離される
。

以上、本発明の詳細な説明してきたが、本発明の具体的
な構成はこの実施例に限定されるものではなく、発明の
要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に
含まれる。

例えば、実施例では熱分解室４にパイプ状の煙道４０が
水平に設けられているとしたが、これに限らずパイプを
垂直に多数設けてこの内部に廃プラスチックＰ２を供給
し、パイプ外周面から加熱することで気化させるように
してもよい。

例えば、溶融室や熱分解室１回転アーム等の形状は任意
であり、また、金属触媒等を付加することにより反応促
進や臭成分の分解等を行わせることができる。

この場合、金属触媒として廃プラスチックとの接触部に
銅およびアルミニウムを貼り合わせておくとよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明の廃プラスチック用油化
還元炉にあっては、前記構成としたため、−の燃焼装置
のみでその発熱を有効利用し廃プラスチックの液化、気
化、改質が効率的にでき、省エネルギー性を有する。

又、廃プラスチックの熱分解、金属触媒による接合接触
反応により油改質を可能にした。

又、溶融室と熱分解室を連通し、一方が溶融室の下部で
開口した導入管を設けたので、溶融室の液化した廃プラ
スチックを溶融室の内圧によって熱分解室へ効率的に送
ることができる。

又、溶融室、熱分解室及びこれらの各種導管に廃プラス
チックもれの事故が発生した場合にも、一つの炉内にこ
れらの各室及び導管が収納されているため、この炉内で
廃プラスチックが燃焼するだけで大事故にはつながらず
、安全面でも優れた炉を提供し得たものである。

又、溶融室に液面調整センサを設けると、液面の低下し
た分だけ固体の廃プラスチックを自動的に供給すること
ができ自動運転を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明廃プラスチック用油化還元炉の実施例を
示す内部構造説明図、第２図は同燃焼及び排ガスの移動
説明図、第３図は同廃プラスチックの固体、液化、気化
の反応説明図、第４図は要部説明図である。 Ａ　： ｌ　： ２　： ３　： ４　： ５　： ６　： ８　： Ｐ、　： Ｐ２　： 廃プラスチック用油化還元炉 還元炉（加熱炉） 燃焼機 溶融室 熱分解室 導入管（連通路） 接触反応室 液面調整センサ 廃プラスチック（固体） 廃プラスチック（液体） ：廃プラスチック （油化）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）密閉可能に形成され廃プラスチックを液化する溶融
   室と； 溶融室から送られた液化した廃プラスチックを気化する
   熱分解室と； 溶融室と熱分解室とを連通し、一方が溶融室の底部に開
   口した連通路と； 前記溶融室と熱分解室とを同一炉内に左右に並設した状
   態で加熱する加熱炉と； 炉上部に設けられ熱分解室へ連通された接触反応室と； を備えたことを特徴とする廃プラスチック用油化還元炉
   。 ２）溶融室における廃プラスチックの液面を検知し液面
   の所定位置で溶融室に廃プラスチックを供給させる液面
   調整センサを設けたことを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の廃プラスチック用油化還元炉。