JPH04180878A - 熱可塑性プラスチック廃棄物の油化方法とこれに用いる装置 - 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、熱可塑性プラスチック廃棄物を油化する方
法及びこれに用いる装置に関し、詳しくは廃棄物を搬送
しつつ、加熱融解処理を経て乾溜油化する一連の方法と
これに用いる装置に関するものである。

「従来の技術」 近年、食品産業、包装産業の急速な成長に伴い、食品包
装用その他の包装用容器、包装用フィルム、クソシッン
材、スポンジなどの熱可塑性プラスチック製品の使用量
が急増している。このため使用ずみの熱可塑性プラスチ
ック製品、或いはその製造工程で生ずる残滓が大量に発
生し、一般廃棄物、又は産業廃棄物として、埋め立て、
焼却処理されている。又、単に埋め立て、焼却して処理
するのではなく、プラスチック材料や回収油として再利
用を図る研究も行われている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで発泡プラスチック廃棄物は一般に比重が小さい
ためかさ高く、収集、運搬にコストがかかるうえ、広大
な埋め立て地を必要とする。しかもプラスチックは埋め
立てても腐食せず、とくに発泡製品が多く含まれていれ
ば覆土した地盤が軟弱に過ぎて、埋め立て地の利用が極
めて制限されている。

又、発泡プラスチックを含むプラスチック一般は、焼却
すると高熱を発するうえ有害ガス、悪臭ガスを発生する
ため焼却炉の寿命を縮める、環境汚染を惹起しているな
ど重大な問題を生みだしている。さらに有害ガス、悪臭
ガスを除去するためには高価な設備を必要とするなど、
環境面でもコスト面でも十分な処理技術が確立されてい
ない。

一方プラスチック廃粟物の再利用についても、プラスチ
ック廃棄物の組成、添加物、性状、形状などが極めて複
雑多岐にわたるため、有効な処理技術が確立されていな
いのが現状である。

「問題点を解決するための手段」 本発明者は研究、実験のうえ、プラスチック廃棄物のう
ち熱可塑性プラスチックの廃棄物を加熱処理して乾湿す
れば、回収油として燃料油などに再利用し得ることを発
見してこの発明を完成した。

即ちこの発明は、熱可塑性プラスチック廃棄物の油化方
法とこれに用いる装置に関するもので、廃棄物を連続的
に油化処理し得るところに特徴を有しており、以下の構
成をその要旨とする。

なお、この発明の処理される熱可塑性プラスチックは、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ
などである。但し、処理にあたり有害な塩素ガスを発生
する塩化ビニル等塩素系プラスチックは除かれる。

又、廃棄物に付着したり含まれたりするレソテルなどの
紙類、金属片、土砂などは、予め除去する必要がない。

（１１油化方法 熱可塑性プラスチックの廃棄物を搬送しつつ、加熱融解
処理を経て乾溜処理する。

廃棄物の加熱融解温度はおおむね１００℃〜４００℃で
あり、発泡スチロール成形品の場合には１００℃で融解
が始まるが、４００℃を超えると油の蒸散が激しく融解
効率が悪くなる。

又、廃棄物の加熱融解にあたり油を添加混合すると、融
解が著しく速（なる。油は、鉱物油、植物油、合成油、
及びこれらの廃油などであればその種類を問わないが、
処理効率上常温で液状であるものが好ましい、しかし常
温で液状でないグリース、脂肪などでも、加熱して液状
とすればよい。

廃棄物は加熱融解処理を経てほとんどが泥状物となって
搬送されつつ、次いで乾溜処理される。

一部泥状物に融解しなかった廃棄物も、乾溜処理により
油化される。

この乾溜処理に於ける乾湿温度は、おおむね２００℃〜
５００℃である。

（２）油化処理装置 前記油化方法（１）に使用する装置は、廃棄物を搬送す
るコンベヤを内蔵する加熱管と、前記加熱管を加熱する
融解加熱手段と、前記コンベヤの搬送方向に対し融解加
熱手段の下流側に設けられ、前記加熱管を加熱する乾湿
加熱手段を具備した乾溜筒と、 前記乾溜筒と連通し、冷却手段へ接続された導管とから
なる。

そして前記加熱管は前記乾湿筒内に開口する排気口と、
前記乾溜筒の前記搬送方向下流側に残滓排出口とが設け
られている。

「作用」 （１）の油化方法に於ける加熱融解処理では、廃棄物が
搬送されながら融解されて泥状物となり、次の乾湿処理
工程へ送られる。

この泥状物は融解前のプラスチック特性を全（失ってお
り、体積も著しく減少する。例えば比重の小さいクツシ
ョン材では約８０分の１、これより比重の大きい発泡プ
ラスチックの場合では約４０分の１、さらに比重の大き
いものでは約２０分の１に体積が減少する。

なおこの泥状物を冷却すると、常温で油成分と非油成分
とからなる、手で容易に砕ける脆い粘土状の固形物、即
ち脆性固形物を得ることができる。

加熱融解処理前に廃棄物に油を添加すると、油と廃棄物
とが加熱されて、軟化した廃棄物と高温となった油とが
混じり合い、廃棄物は発泡プラスチックの場合には瞬時
に、発泡プラスチック以外のプラスチックの場合には速
やかに融解する。

廃棄物に油を添加する加熱融解処理に於いては、廃棄物
は融解時に、廃棄物の成分及び油の成分からなる、それ
ぞれ異なる分子の混じり合いにより、プラスチック分子
の切断、連鎖基の解離等の化学変化を起し、加熱融解処
理を著しく速めることが可能になる。

次に乾溜処理では、加熱融解処理を経て搬送されてきた
泥状物は、搬送されながら乾湿されて油成分は揮発する
ので、揮発ガスを冷却することにより回収油を得ること
ができる。乾溜処理により得られた回収油は常温で液状
であり、燃料油、プラスチック原料として利用できる。

この油化方法で用いる前述の装置（２）について説明す
る。

廃棄物はコンベヤで加熱管内を搬送されて、まず加熱融
解手段により搬送されながら加熱されて融解し泥状物と
なる。

次いで加熱管内を搬送されてきた泥状物は、搬送されな
がら乾湿加熱手段により加熱されて、油成分は揮発して
揮発ガスとなり、加熱管の排気口から乾湿筒内を上昇し
、導管へ至って冷却手段で冷却されて回収油となる。融
解されなかった紙類等の非油成分は、コンベヤで排出口
から残滓として排出される。

「実施例」 以下、第１図で示されている加熱融解処理前に油を添加
する実施例に基づいて、この発明の詳細な説明する。

この発明で処理される熱可塑性プラスチックの廃棄物は
、前述のように塩素系のものは除かれる。

又同一種類の廃棄物、例えば持ち帰り弁当用の発泡スチ
ロール容器など、同一種類の廃棄物を処理するのが効率
的である。しかし、組成、性状、大きさ等の異なるもの
をいっしょに処理することも、勿論可能である。又、廃
棄物に付着したり含まれたりするレッテルなどの紙類、
金属片、土砂などを予め除去する必要がない。

又処理に使用する油は、前述のように種類を問わない、
しかし廃棄物によく付着させて処理効率を高めるために
は、常温で液状のものがよい。グリース、脂肪のように
常温で液状でないものは、加熱して液状油として使用す
ることも可能である。

従ってこの発明の実施例では、すべて液状油を使用する
。

第１図に於いて、１は熱可塑性プラスチック廃棄物Ａを
投入するホッパである。、ホッパ１は、廃棄物Ａを適宜
な大きさに破砕するための破砕手段の１例として、図外
モータで駆動されて互いに逆回転する、一対の破砕ロー
ラ２を内蔵する。この破砕ローラ２は廃棄物Ａを破砕し
て添加される液状油Ｏと混じりやすく、又加熱し易くす
るものであり、従ってこの破砕ローラ２を設けず、ホッ
パｌへ投入前に破砕して人手、又はコンベヤなどで投入
することも可能である。

３はホッパ１と連通する供給管であって、後記の加熱管
８と連通して接続され、加熱管８の搬送始端側に開口し
、破砕された廃棄物Ａを加熱管８へ供給する。

４は給油管で、供給管３内に開口するよう供給管３に取
付けられている。そして、貯油タンク５から油圧ポンプ
６を介して液状油０が、供給管３内の破砕された廃棄物
Ａへ、定置的に添加されるようになっている。７は給油
路である。なおこの給油管４の開口位置は実施例にこだ
わらず、例えばホッパ１や、後記するスクリューコンベ
ヤ９の搬送始端側の加熱管８に取付けることも可能であ
る。

８は加熱管であり、モータ１０を具備するスクリューコ
ンベヤ９を内蔵している。

１１は融解加熱炉で、その内部には融解加熱手段として
オイル（又はガス）バーナ１２が設けられている。融解
加熱手段としては、例えばバンドヒータなどを用いるこ
ともできる。１３は排気筒である。なおオイルバーナ１
２で加熱される部分の加熱管８内には温度センサを設け
、融解加熱温度を制御させるとよい。

ここでスクリューコンベヤ９は、給油管４で添加された
液状油Ｏと廃棄物Ａとを回転させつつ搬送して、よく両
者を混合する。しかし廃棄物Ａの成分、性状、破砕の程
度によっては、他のコンベヤ、例えば口〜ラコンベヤ、
メツシュコンベヤなどを用いてもい。この場合には振動
装置をコンベヤに付加すると、液状油Ｏと廃棄物Ａとが
よく混合して処理効率が上がる。

１４は乾湿筒で、融解加熱炉１１に対しスクリューコン
ベヤ９の搬送方向の下流側に配置され、上端部に導管１
５が連通して接続されている。この乾湿筒１４は、乾湿
加熱手段のオイル（又はガス）バーナ１７を具備する乾
湿加熱炉１６を具備する。オイルバーナ１７にかえて、
他の乾湿加熱手段を用いることも任意である。１８は排
気筒である。１９は加熱管８の上面に貫設された排気口
群であって、乾湿筒１４内に開口している。オイルバー
ナ１７で加熱される加熱管８内には温度センサを設けて
、乾湿加熱温度を制御させるとよい。

なお、乾湿加熱路１６の排気熱を前述の融解加熱炉１１
へ導いて融解加熱手段として利用し、オイルバーナ１２
を廃してもよい。或いは融解加熱手段としてバンドヒー
タを用いる場合には、これと排気熱とを併用することも
可能である。

２０は加熱管８に設けられた残滓排出口であり、乾湿筒
１４外に位置するスクリューコンベヤ９の搬送終端側で
開口し、受は容器２１が接続されている。

２２は冷却手段の水冷（又は空冷）冷却器であり、前述
のように導管１５がこれに接続されている。２３は給水
ポンプである。なお２４ａは給水路、２４ｂは排水路で
ある。２５は回収油排出筒、２６はその受は容器である
。

実施例に於いては、スクリューコンベヤ９の搬送始端側
に冷却手段として水冷（又は空冷）冷却器２７を設けて
いる。この冷却器２７は、加熱管８の熱や逆流する高温
の揮発ガスの熱が、モータ１０、及びそのベアリング類
を傷めるのを防ぐとともに、揮発ガスにより搬送される
廃棄物Ａが、揮発ガスでべとついて搬送しにくくなるの
を防ぐものである。なお、２８は給水ポンプ、２９ａは
給水路、２９ｂは排水路である。

上記構成からホッパ１へ投入された廃棄物Ａは、破砕ロ
ーラ２で適当な大きさに破砕されたのち、スクリューコ
ンベヤ′９によって回転しつつ搬送されながら融解加熱
手段のオイルバーナ１２により泥状物Ｂとなり、次工程
で乾湿処理される。このオイルバーナ１２などの融解加
熱手段による廃棄物への融解温度は、１００℃〜４００
℃の範囲であり、廃棄物Ａの組成、形状、液状油Ｏの組
成等により適宜選択するが、おおむね２００℃〜３５０
℃の範囲で有効であって、４００℃を超えると液状油Ｏ
が蒸散して廃棄物Ａの融解が十分に行えない。

又、廃棄物Ａとこれに添加する液状油０との重量比は、
はぼ１対１であり、この比率も適宜変更できる。

加熱管８内をスクリューコンベヤ９で回転しつつ搬送さ
れる泥状物Ｂは、乾湿加熱手段のオイルバーナ１７によ
り２００℃〜５００℃に加熱され、油成分は揮発してガ
スとなって排気口１９群から乾湿筒１４内を上昇する。

そして揮発ガスは、導管１５を介して冷却器２２に入る
。冷却器２２で冷却された揮発ガスは凝集して液状の回
収油Ｃとなり、回収油排出筒２５から受は容器２６へ排
出される。この回収油Ｃは、廃棄物への成分によって色
、粘度が異なるが、燃料油、もとのプラスチック原料な
どに利用できる。

又で泥状物Ｂの非油成分は残滓りとなって、残滓排出口
２０から受は容器２１へ排出される。残滓りは、紙の燃
え滓、金属片、土砂などである。

この乾湿処理では、冷却器２２の冷却効率が回収油Ｃの
回収率に大きく影響する。従って例えば揮発ガスを送風
機を用いて空冷して一旦冷却凝集させ、さらに冷却機で
水冷して冷却効率を高めるとよい。かくして得られる回
収油Ｃは、重量比で処理前の脆性固形物Ｃの約９５％に
達するが、残りの約５％は残滓、凝集しないガスである
。凝集しないガスは、前記オイル（又はガス）バーナ１
２．１７などの補助燃焼ガスとして利用できる。

なお、給油管４を省略して油を添加しないで廃棄物人を
直接油化することも可能である。この場合には、給油管
４などの給油手段を必要としない。

「効果」 （１１従来処理に困難を極めていた熱可塑性プラスチッ
ク廃棄物を、搬送しつつ加熱乾湿することにより回収油
として回収できる。この回収油は、燃料、もとのプラス
チック原料等に利用できるので、資源の再利用の観点か
らも有益である。

（２）廃棄物を連続的に処理して油化できるので、極め
て能率的である。

（３）有害ガス、悪臭ガスを発生することもないので環
境へ悪影響を与えることがなく、又処理装置の構成が簡
単であるためコストがかからない。

（４）油を添加して油化処理する場合、添加する油は、
溶剤のような引火点の低いものを使用しないので発火す
る危険がなく、しかも装置を簡単、小型化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱可塑性プラスチック廃棄物の油化装置の配置
図である。 代理人　弁理士　山　上　正　晴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　塩素系を除く熱可塑性プラスチック廃棄物を搬送し
   つつ、加熱融解処理を経て乾溜処理することを特徴とす
   る熱可塑性プラスチック廃棄物の油化方法。 ２　加熱融解処理前に廃棄物に油を添加する請求項１記
   載の熱可塑性プラスチック廃棄物の油化方法。 ３　廃棄物を搬送するコンベヤを内蔵する加熱管と、前
   記加熱管を加熱する融解加熱手段と、前記コンベヤの搬
   送方向に対し前記融解加熱手段の下流側に設けられ、前
   記加熱管を加熱する乾溜加熱手段を具備した乾溜筒と、
   前記乾溜筒と連通し、冷却手段へ接続された導管とから
   なり、前記加熱管は前記乾溜筒内に開口する排気口と、
   前記乾溜筒の前記搬送方向下流側に残滓排出口とが設け
   られている請求項１記載の油化方法に用いる熱可塑性プ
   ラスチック廃棄物の油化装置。 ４　融解加熱手段の前記搬送方向上流側に廃棄物へ油を
   添加する給油管が設けられている請求項３記載の熱可塑
   性プラスチック廃棄物の油化装置。 ５　融解加熱手段の前記搬送方向上流側に加熱管を冷却
   する冷却手段が設けられている請求項３又は４記載の熱
   可塑性プラスチック廃棄物の油化装置。