JPH03287694A - 合成樹脂用の油化装置 - 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】

この発明は、主として廃棄合成樹脂を加熱釜て加熱して
油化する装置に間する。

【従来の技術】

熱可塑性の合成樹脂は、加熱して液化させ、さらに、ガ
ス化して冷却することによって油化てきる。このことを
利用して、廃棄合成樹脂を加熱して油化する装置は開発
されている。 例えば、特公昭６１−１７８７９号公報、特開昭５１−
２２７７６号公報、特公昭５２−１９４９号公報、特開
昭６０−４９０８６号公報に廃棄合成樹脂の油化装置が
記載されている。これ等の公報に記載される油化装置は
、廃棄合成樹脂を加熱してガス化し、ガスを凝縮させて
油化している。

【発明が解決しようとする課題】

これ等の公報に記載される油化装置は、油化した油を燃
料として廃棄合成樹脂をガス状に加熱している。このた
め、特別に燃料を消費することがなく、先に油化した油
で次に供給される廃棄合成樹脂を加熱できる。しかしな
がら、燃料の消費率が多く、供給された廃棄合成樹脂に
対する油化される油量が少なくなる欠点がある。 この欠点を解決する油化装置として、バーナーの排熱を
有効利用する装置が開発されている。その装置は、特開
昭５１−２２７７６号公報に記載されている。この油化
装置は、廃棄合成樹脂を溶融する溶融槽と、溶融した合
成樹脂をガス状に加熱する反応槽とを備えている。反応
槽はバーナーで加熱されて、溶融した合成樹脂をガス化
する。 バーナーの排気煙道には熱交換器を設け、この熱交換器
で溶融槽の廃棄合成樹脂を加熱している。 したがって、この構造の油化装置は、排熱を有効に利用
できる特長がある。 また、特開昭６２−１５２４０号公報、および、特開昭
６２−１８４０３４号公報には、１次乾留槽と２次乾留
槽とを直列に連結した油化装置が記載されている。この
装置は、廃棄合成樹脂を１次乾留槽に供給する。１次乾
留槽に供給された廃棄合成樹脂はここでガス化されて、
２次乾留槽に送られる。２次乾留槽でさらに分解された
ガスは、凝縮器に送られて油化される。両方の乾留槽に
は、合成樹脂を加熱するためにバーナーを設けている。 さらに、１次乾留槽の排煙は２次乾留槽に連結されてい
る。このため、２次乾留槽は、１次乾留槽の排煙と、バ
ーナーの両方で加熱される。 これ等の油化装置は、排熱を有効に利用して、消費する
油量を少なくでき、効率よく合成樹脂を油化できる特長
がある。しかしながら、排熱を有効に利用するための構
造が複雑で、メンテナンスに著しく手簡がかかる欠点が
ある。 この発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開
発されたもので、この発明の重要な目的は、簡単な構造
で効率よく合成樹脂を油化でき、しかも、簡単にメンテ
ナンスできる合成樹脂の油化装置を提供するにある。

【従来の課題を解決する為の手段】

前述の目的を達成するために、この発明の合成樹脂の油
化装置は下記の構成を備えている。 （ａ）　　油化装置は、加熱反応手段ｌと、反応器３１
と、凝縮器５とを備えている。 （ｂ）　　加熱反応手段１は、加熱釜２と、加熱釜２の
加熱炉４とを備えている。加熱反応手段ｌは、加熱釜２
に供給された合成樹脂を加熱し、溶融、カス化させる。 （ｃ）　　反応器３１は、加熱釜２で発生したガスを加
熱状態で触媒３３に接触させる。反応器３１は、密閉さ
れたケーシング３２と、ケーシング３２内に充填された
触媒３３とを備えている。 （ｄ）　　反応器３】のケーシング３２は、加熱釜２か
らガスが供給されるように、ガス移送管８を介して加熱
釜２に連結されている。反応器３１のケーシング３２を
通過したガスは、凝縮器５に送られて油化される。従っ
て、ケーシング３２は、凝縮器５に連結されている。 （ｅ）　　反応器３１は、加熱炉４を加熱した排煙で加
熱される。したがって、反応器３１のケーシング３２は
、加熱炉４の排気煙道２０を貫通して固定されている。 また、反応器３１を簡単にメンテナンスできるように、
ケーシング３２の一部は排気煙道２０から突出している
。 （ｆ）　　ケーシング３２の排気煙道２０から突出′す
る部分には、内部の触媒３３を交換するために、開閉蓋
３４が設けられている。

【作用効果】

この発明の好ましい実施例を示す、第１図を参考にして
、合成樹脂の油化装置の動作を記述する。 ■　加熱釜２に廃棄合成樹脂を供給する。 最初に加熱釜２に合成樹脂を供給するときには、好まし
くは、予め油化された油を供給する。すなわち、油化さ
れた油に、廃棄合成樹脂の一部を浸漬する状態とする。 この状態で合成樹脂を供給すると、廃棄合成樹脂を能率
よく加熱して、溶融できる。 ■　廃棄合成樹脂は、加熱炉４の底部で溶融され、さら
に加熱されてガス化される。ガス化された合成樹脂は、
ガス移送管８を通って反応器３１に送られる。 ■　反応器３１に送られたガスは、加熱状態で内部の触
媒３３に接触し、低分子に分解される。 ■　反応器３１で乾留されたガスは、ガス移送管８で凝
縮機５に移送される。 ■　凝縮機５は供給されたガスを冷却して液化させて油
とする。 この発明の油化装置は、加熱反応手段１で合成樹脂をガ
ス状として乾留し、さらにこれを反応器３１で触媒３３
に接触させて低分子に分解している。このため、凝縮器
５で油化された油は、重質成分が少なく、軽質油の割合
が多くなる。 廃棄合成樹脂から油化された油は、有効利用が難しい重
質油やタール成分が多くなる。冷却した状態でペースト
状となる重質油およびタール成分の割合は、油化する合
成樹脂の種類によって異なるが、通常全体の５０％にも
なる。このため、これらの成分を少なくして、軽質油を
多くすることが大切である。軽質油は、そのままの状態
で、灯油、軽油、ガソリンとして有効に利用できる。 この発明の油化装置は、ガスを反応器で低分子に分解し
た後に凝縮させているので、重質成分を少なくして、軽
質油を多くでき、油化された油を高品質の油として有効
に利用できる。 また、この発明の油化装置は、反応器を加熱する熱エネ
ルギーを必要としない。それは、反応器を排気煙道の途
中に連結しているからである。反応器は加熱炉の排熱を
利用して加熱される。したがって、合成樹脂を効率よく
低分子に分解できるにもかかわらず、消費燃料を少なく
できる特長がある。このことは、前述の低質油を多くで
きることと相乗して、供給する合成樹脂量に対する軽質
油量を多くすることに効果がある。 さらにまた、この発明の油化装置の特筆すべき特長は、
全体の構造を著しく簡素化して、反応器のメンテナンス
を簡素化できることにある。それは、反応器を加熱反応
手段から分離し、さらに、反応器のケーシングの一部を
排気煙道の外部に突出させて、この部分に閏閉蓋を設け
ているからである。反応器に収納した触媒３３は、使用
するに従って消耗する。このため、一定時間使用すると
、交換する必要がある。触媒３３には、ステンレス、銅
、アルミニウム等の金属が使用される。

【好ましい実施例】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体
化する為の油化装置を例示すものであって、この発明の
装置は、構成部品の材質、形状、構造、配置を下記の構
造に特定するものでない。 この発明の装置は、特許請求の範囲に記載の範囲に於て
、種々の変更が加えられる。 更に、この明細書は、特許請求の範囲が理解し易いよう
に、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請
求の範囲の欄」、　「従来の課題を解決する為の手段の
欄」および「作用効果の欄」に示される部材に付記して
いる。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例
の部材に特定するものでは決してない。 第１図に示す合成樹脂の油化装置は、加熱反応手段１と
、反応器３１と、凝縮器５と、供給手段２とを備えてい
る。 加熱反応手段ｌは、廃棄合成樹脂を閉鎖空間で加熱する
。加熱反応手段ｌは、閉塞された加熱釜２と、加熱釜２
に供給された合成樹脂を攪拌する攪拌部材３と、この加
熱釜２を加熱する加熱炉４とを備えている。 加熱釜２は、釜本体２Ａと蓋板２Ｂとて構成されている
。加熱釜２は、全体がステンレスで作られている。ステ
ンレス製の加熱釜２は、合成樹脂を低分子に分解する触
媒３３の作用がある。 釜本体２Ａは上端が間口されており、上端の間口部を蓋
板２Ｂで閉塞している。釜本体２Ａは、水平断面が円形
をしている。すなわち、釜本体２Ａの上部は円筒状で、
底板は球面状に湾曲している。この形状の釜本体２Ａは
、合成樹脂を攪拌する攪拌部材３を内面に接近でき、釜
本体２Ａの内面に合成樹脂が付着するのを防止できる。 釜本体２Ａの底板外表面には、バーナーの燃焼ガスから
能率よく熱を吸収するように、吸熱用のフィン７が固定
されている。釜本体２Ａの上部には、強制冷却用の放熱
フィン３０が固定されている。放熱フィン３０は、釜本
体２Ａの外周に突出してフランジ状に固定されている。 放熱フィン３０は蓋板２Ｂを連結するフランジに兼用さ
れる。 このため、蓋板２Ｂは、釜本体２Ａの放熱フィン３０を
貫通する止ネジで釜本体２Ａに連結されている。 加熱釜２は、上部を加熱炉４の外部に突出させている。 この状態で加熱釜２を加熱炉４外に突出させる場合、突
出部分の高さは、加熱釜全高の１０〜５０％とする。さ
らに、好ましくは、突出部分は加熱釜全高の１５〜４０
％とする。 蓋板２Ｂは、これを貫通して、ガス移送管８が連結され
ている。ガス移送管８は反応器３１を介して凝縮機５に
連結されている。 攪拌部材３は、回転軸９と、羽根１０と、駆動モーター
１１とを備えている。回転軸９は、加熱釜２の蓋板２Ｂ
の中心を、上下に、しかも、気密に貫通して回転自在に
支承されている。回転軸９の下端に羽根１０が固定され
ている。 羽根１０は、回転軸９に放射状に固定されている。羽根
１０は、加熱釜２と同様にステンレスで作られている。 羽根１０は、外周が加熱釜２の内面に接近する形状をし
ている。羽根１０の外周縁と加熱釜２の内面との隙間は
、１〜１００ｗｎ、好ましくは３〜５０ｍｍの範囲に調
整される。 この形状の羽根１０は、加熱釜２の内面に付着する合成
樹脂を播き取ることができるので、加熱釜２の内面に付
着する異物を除去できる特長がある。 さらに、回転軸９の上部には、ガス攪拌羽根６が固定さ
れている。ガス攪拌羽根６は、溶融合成樹脂レベルより
も高い位置に配設されている。ガス攪拌羽根６は、釜本
体２Ａ内で霧化あるいはガス化した合成樹脂を攪拌する
。 この図に示す加熱釜２は、加熱炉４の外部に位置する部
分よりも下部で、加熱炉４内に配設される部分の上部を
断熱材１２で断熱している。断熱材１２は、加熱釜２の
内部の温度分布を均一にするために設けている。断熱材
１２は、加熱炉４内で燃焼する火炎から熱エネルギーが
加熱釜２に伝達されるのを抑制する。 この構造の加熱釜２は、底板が火炎で加熱され、中間は
熱エネルギーの伝達を抑ＩＩし、さらに、上部は放熱し
て内部温度を均一にしている。 断熱材１２が張られた加熱釜２の内面は、底部に比較し
て熱エネルギーの供給が抑制される。従って、この部分
の内面にはカーボンの付着が少ない。 回転軸９は駆動モーター１１に連結され、駆動モーター
で回転される。 加熱釜２は、廃棄合成樹脂を加熱して能率よく油化てき
るように、七オライドや金属触媒３３等を内蔵させる。 金属触媒３３には、ニッケルやステンレスを使用する。 回転軸９や羽根１０を金属触媒３３であるニッケルやス
テンレス製とすることも可能である。 加熱炉４は、バーナー３５を備えている。バーナー３５
は、廃棄合成樹脂を油化した油を燃焼して釜本体２Ａを
加熱する。したがって、余分な燃料を必要としない。 反応器３１の構造を第２図と第３図とに示している。こ
の反応器３１は、円筒状のケーシング３２と、二〇ケー
シング３２に収納された板状の触媒３３とで構成されて
いる。 ケーシング３２は、ガス移送管８から供給されたガスが
外部に漏れないように、気密に密閉されている。ケーシ
ング３２は、加熱釜２を加熱した排熱で加熱される。し
たがって、ケーシング３２は、加熱炉４の排気煙道２０
を貫通して固定されている。ケーシング３２の両端は、
排気煙道２０から突出している。ケーシング３２の突出
する両端にはフランジが設けられている。フランジには
、開閉蓋３４がネジで気密に固定されている。ネジを外
して開閉蓋３４を除去してケーシング３２を間口するこ
とができる。 ケーシング３２には、ガスの流入口と、排出口とが互い
に反対側に間口されている。流入口は底部に、排出口は
上部に開口されている。 第２図と第３図とに示す装置は、３つの反応器３１を直
列に接続している。各反応器３１は、排気煙道２０に上
下に並べて配設されている。加熱釜２で発生したガスは
、下段の反応器３１から順番に上段の反応器３１に移送
される。従って、最下段の反応器３１が加熱釜２に連結
され、上段の反応器３１は凝縮器５に連結されている。 中間の反応器３１は、下段と上段の反応器３１に直列に
接続されている。 各段の反応器３１は、流入口が底部に、排出口が上部に
開口されて、互いに直列に接続されている。 この反応器３１を連結すると、加熱釜２から送られて来
るガスを有効に乾留してスムーズに排出でき、また、反
応器３１内で液化した成分を再加熱でき、これがガス移
送管８に詰まるのを防止できる。それは、反応器３１内
で次のようにガスが流動するからである。 ■　加熱釜２から反応器３１に流入したガスは、触媒３
３に接触して低分子に分解される。 ■　反応器３１の両端は排気煙道２０の外部に突出し、
中間は排気煙道２０内に位置するので、内部に供給され
てガスは対流して攪拌される。それは、供給されたガス
が、ケーシング３２０両端部分で冷却され、中間で加熱
されることが理由てあ■　攪拌されるガスは、効果的に
触媒３３に接触して低分子に分解されるが、一部はガス
の状態から液体の状態となる。 ■　低分子に分解されたガスは、最上段の反応器３１の
排出口から次の工程に移送される。 ■　内部で液状になった成分は、再びケーシング３２の
中間で加熱されてガス化され、上部の排出口から送り出
される。 ■　加熱してもガス化できない液体成分は、逆流して下
段の反応器３１に送り込まれる。 ■　直列に連結された反応器３１の内部温度は、下段の
ものが高くなる。ちなみに、本発明者が試作した装置は
、最下段の反応器３１の内部温度が約３６０℃、中間の
反応器３１は３３０℃、上段反応器３１は２９０℃とな
った。 このため、上段の反応器３１で液化した成分は、下段の
反応器３１に逆流して、より高い温度に加熱されて再び
ガス化される。再びガス化した成分は、反応器３１内部
の触媒３３に接触しながら、上段に移送され、ガスの状
態で凝縮器５に移送される。 したがって、この構造の反応器３１は、加熱釜２から供
給されたガスをもっとも有効に乾留して凝縮器５に移送
できる。 反応器３１の内部には、板状の触媒３３を収納している
。板状の触媒３３は、隙間をガスが通過できるように、
例えは、数１〜数０ｆｆｌｉｆされて積層されている。 触媒３３は、簡単に積層できるように、両側が折曲され
て溝型に加工されている。この形状の触媒３３は、単に
ケーシング３２に収納して積層できる特長がある。また
、ガスとの接触面積を大きくして、効率よく乾留できる
特長がある。 この発明は、触媒３３の形状を図に示すものに特定しな
い。触媒３３は、図示しないが、板状でなく筒状、ある
いは、棒状とすることも可能である。また、触媒３３は
、金属を繊維状、あるいは、粒状に加工し、繊維や粒の
間に隙間ができる状態でケーシング３２に収納すること
も可能である。 凝縮機５は、反応器３１から送られて来るガス成分を冷
却して油に液化させる。凝縮機５は液化した油を蓄える
油化タンク２２に連結されている。 第１図に示す供給手段は、加熱釜２に合成樹脂を送り込
む供給筒１３と、この供給筒１３に設けられて、空気を
遮断して廃棄合成樹脂を送り込む複数の開閉弁１４と、
開閉弁１４の開閉状態を制御する制御部材１５とを備え
ている。 供給筒１３は、廃棄合成樹脂を落下させて加熱反応手段
１に供給できるように、垂直に加熱釜２の蓋板２Ｂに連
結されている。 第１図に示す供給筒１３は、上端にゲートバルブ１８を
設けている。ゲートバルブ１８の下方に、２段直列に、
開閉弁１４を設けている。供給筒１３は、ゲートバルブ
１８と上段開閉弁１４との間に供給室１９を設けている
。２段の開閉弁１４の間に一時貯溜室１６を設けている
。 ゲートバルブ１８は、供給筒】３に対して横方向に移動
する開閉板１８Ａと、この開閉板１８Ａを移動させる直
動シリンダー１８Ｂとを備えている。開閉板１８Ａは、
供給筒１３を横に貫通して移動自在に設けられている。 図において、開閉板１８Ａは、右に移動されると供給筒
１３を閉塞し、左に移動されると、開弁される。 ｒｒｉ閉弁１４は、弁座２３と、回転弁２４と、これを
回転させる減速モーター２５とを備えている。 弁座２３は供給筒１３に固定されている。回転弁２４は
、回転軸２６に固定されている。回転軸２６は、供給筒
１３を気密に貫通して、軸受けを介して供給筒１３に取
り付けられている。回転弁２４は、第１図に示すように
、上方に回転されると、弁座２３に密着して閉弁する。 回転弁２４が、図に示す位置から９０度回転されると開
弁される。 弁座は、上方に回転弁が回転すると密着する形状に作ら
れている。 一時貯溜室１６の上下に設けられた開閉弁１４には、同
一形状のものが使用されている。−時貯溜室１６の容積
は、供給室１９にほぼ等しく、あるいは、これより多少
大きく設計される。それは、供給室１９に蓄えられた廃
棄合成樹脂を残らず一時貯溜室１６に供給するからであ
る。 −時貯溜室１６を構成する供給筒１３の内面には、金属
触媒３３２７が固定されている。金属触媒３３２７は、
−時貯溜室１６内で加熱された廃棄合成樹脂を能率よく
油化する。 また、−時貯溜室１６には、ここに蓄える廃棄合成樹脂
を予備加熱し、かつ、開閉弁１４を確実に閉弁するため
に、加熱された油が供給される。 加熱された油は、加熱油供給管１７から供給される。従
って、−時貯溜室１６には、加熱油供給管１７が連結さ
れている。 加熱油供給管１７は、合成樹脂から油化されて加熱状態
にある油を一時貯溜室１６に供給する。 加熱油供給管１７は、加熱された油を供給できるように
、加熱油供給管１７の凝縮機５の出口に連結されている
。 ここに連結された加熱油供給管１７は、供給弁２８を開
くと、加熱油を一時貯溜室１６に供給てきる。このよう
に、廃棄合成樹脂を油化した油の一部を一時貯溜室１６
に供給すると、別に油を加熱する必要がない。ただ、加
熱油供給管１７から一時貯溜室１６に供給する油には、
廃棄合成樹脂を油化した以外の油を供給することもてき
る。加熱油供給管から一時貯溜室に加熱して供給する油
には、重油、軽油、あるいは灯油等が使用できる。 また、この装置を使用する最初には、加熱反応手段１か
ら廃棄合成樹脂を油化した油が得られない。従って、こ
の装置を使用する最初は、油化した油とは別の油を、加
熱して一時貯溜室に供給する。 一時貯溜室１６の上部には、排出管が連結されている。 排出管２９は、−時貯溜室１６内の気体を排出する。開
閉弁１４を閉弁する状態で、−時貯溜室１６に油を供給
すると、油の量に相当し、また、加熱油で廃棄合成樹脂
から発生したガス量に相当する気体が排出される。高温
の油を供給すると、−時貯溜室で廃棄合成樹脂の一部が
ガス化される。このガスは、−時貯溜室内の残留空気を
より能率よく廃棄する。 加熱油供給管１７から一時貯溜室１６に供給される油の
温度は、好ましくは、１５０〜２００’Ｃの範囲に調整
される。 開閉弁１４を開閉する制御部材１５は、開閉弁１４と、
供給弁２８とゲートバルブ１８との開閉状態を制御する
。 供給弁２８は、上下の開閉弁１４を閉弁した状態、言い
替えると、−時貯溜室１６を気密に閉塞した状態で開弁
じて、−時貯溜室１６に加熱した油を供給する。 開閉弁１４は、供給筒１３が加熱反応手段１を大気中に
間口しないように、上下のいずれか片方を開弁じて、供
給筒１３に供給された廃棄合成樹脂を加熱反応手段１に
供給する。上方の開閉弁！４を開弁すると、供給室１９
から一時貯溜室１６に廃棄合成樹脂が供給される。下方
の開閉弁１４を開弁すると、−時貯溜室１６から加熱反
応手段１に廃棄合成樹脂が供給される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す合成樹脂の油化装置の
一部断面側面図、第２図および第３図は反応器を示す断
面図である。 ｌ・・・・・・加熱反応手段、２・・・・・・加熱釜、
２Ａ・・・・・・釜本体５、２Ｂ・・・・・・蓋板、３
・・・・・・攪拌部材、　　　４・・・・・・加熱炉、
５・・・・・・凝縮機、　　　　６・・・・・・ガス攪
拌羽根、７・・・・・・フィン、　　　　８・・・・・
・移送管、９・・・・・・回転軸、　　　１０・・・・
・・羽根、１１・・・・・・駆動モーター １２・・・・・・断熱材、　　　１３・・・・・・供給
筒、１４・・・・・・開閉弁、　　　１５・・・・・・
制御部材、１６・・・・・・−時貯溜室、１７・・・・
・・加熱油供給管、１８・・・・・・ゲートバルブ、 １８Ａ・・・・・・開閉板、１８Ｂ・・・・・・直動シ
リンダー１９・・・・−・供給室、　　　２０・・・・
・・排気煙道、２２・・・・・・油化タンク、 ２３・・・・・・弁座、　　　　２４・・・・・・回転
弁、２５・・・・・・減速モーター ２６・・・・・・回転軸、　　　２７・・・・・・金属
触媒３３．２８・・・・・・供給弁、　　　２９・−・
・・・排出管、３０・・・・・・放熱フィン、３１・・
・・・・反応器、３２・・・・・・ケーシング、３３・
・・・・・触媒、３４・・・・・・開閉蓋、　　　３５
・・・・・・バーナー第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の構成を有する合成樹脂の油化装置。 （ａ）油化装置は、合成樹脂を加熱して溶融、ガス化さ
   せる加熱反応手段１と、反応器３１と、ガスを液化させ
   る凝縮器５とを備えている。 （ｂ）加熱反応手段１は、加熱釜２と、加熱釜２の加熱
   炉４とを備えている。 （ｃ）反応器３１は、密閉されたケーシング３２と、ケ
   ーシング３２内に充填された触媒３３とを備えている。 （ｄ）反応器３１のケーシング３２は、ガス移送管８を
   介して加熱釜２と、凝縮器５とに連結されている。 （ｅ）反応器３１のケーシング３２は、加熱炉４の排気
   煙道２０を貫通して固定されており、ケーシング３２の
   一部は排気煙道２０から突出している。 （ｆ）ケーシング３２の排気煙道２０から突出する部分
   には、開閉蓋３４が設けられている。