JPH0633069A

JPH0633069A - プラスチックの処理方法

Info

Publication number: JPH0633069A
Application number: JP18532592A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Murata; 勝英村田; Norio Tezuka; 則雄手塚; Kenji Sato; 健二佐藤; Yuichi Kato; 裕一加藤
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】プラスチックを安定した状態で燃焼処理でき
るとともに、輸送や貯蔵等の取扱い性に優れた燃料を得
ることができるプラスチックの処理方法の提供。【構成】プラスチック廃棄物11を粗粉砕し、このプラ
スチック粗粉砕物12を加圧して半溶融状態プラスチック
13とし、これを溶融・分解槽30で加熱溶融または溶解し
てそのまま液状燃料として使用できるプラスチック液状
物14とし、さらにこれをスプレー塔50で水51により冷却
して微粉状固体15とし、この微粉状固体15に界面活性剤
を含んだ液体72を混合してスラリー状燃料16とし、燃焼
炉90で噴霧燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの処理方
法に関し、プラスチック廃棄物の燃焼による処分および
その燃料資源としての活用による省エネルギー対策など
に利用できる。

【０００２】

【背景技術】近年、プラスチック廃棄物の発生量は飛躍
的に増加し、都市ゴミや産業廃棄物としてその処理をめ
ぐって大きな社会問題となっている。現在まで、このよ
うなプラスチック廃棄物の処理方法としては、埋立て処
理、焼却処理等が行われてきた。

【０００３】埋立て処理では、プラスチック廃棄物をそ
のままの形で埋立て用地に埋立てるか、あるいは加熱・
加圧等により減容してから埋立てる方法が取られてき
た。一方、焼却処理では、プラスチック廃棄物はその他
の一般廃棄物と分類して回収することが困難なため、こ
れらとの混焼により処理されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のプラスチック廃棄物の処理方法では、環
境問題、資源問題を含む種々の問題が生じていた。すな
わち、埋立て処理では、埋立て用地の不足という問題が
あるとともに、プラスチック廃棄物が腐らないことによ
り地盤が軟弱化し、あるいは埋立てたプラスチック廃棄
物からの有害物質の溶出等により周辺環境が汚染される
という問題があった。また、この埋立て処理では、プラ
スチック廃棄物を埋立てるだけであり、熱回収等のエネ
ルギー再利用を行わないので、資源の浪費になるという
問題があった。

【０００５】一方、焼却処理では、前述のような埋立て
用地の不足、埋立てに伴う周辺環境の汚染等の問題はな
いが、プラスチック廃棄物は固体のままで一般廃棄物と
混焼されるため、固体燃焼による局所的な高発熱、ある
いは混焼による発熱量の変動により安定な燃焼が得られ
ず、このため炉壁耐火物を傷めるという問題があった。
そして、このような条件のもとでも焼却処理を行うに
は、高い発熱量、あるいは発熱量の激しい変動に対応で
きる専用炉あるいは専用ボイラ等としなければならず、
高いコストがかかるという問題があった。

【０００６】また、一般廃棄物との混焼であることから
負荷変動が大きくなるため、不安定燃焼となり、運転効
率を高めにくいという問題があった。そして、混焼であ
ることから完全燃焼しにくく、煤や未燃物が残る、ある
いは有害ガスが発生するために高度な排ガス処理設備が
必要となるという問題があった。

【０００７】さらに、固体燃焼させる場合には、プラス
チック廃棄物を固体のままで処理するため、その取り扱
いが困難なものとなり、搬送設備、供給設備が大型化
し、広い敷地、空間が必要になるとともに、微粉砕した
ものを粉体として扱うと搬送に伴い粉塵等が発生しやす
くなり、これらにより燃焼工場全体が汚れたイメージの
ものとなりやすいという問題があった。

【０００８】そして、一般に固体処理は人手を要する
が、前述のような工場全体の汚れたイメージとも相まっ
て、人材を確保することが困難であるほか、自動化、省
力化を進めるとしても、固体処理では自動化、省力化が
高コストとなるため、事業火力等の大型の設備にしか利
用することができないという問題があった。

【０００９】また、固体燃焼させる場合には、液体燃料
である石油燃料を用いる既設の大小重油炉やボイラを利
用することができないので、専用の固体燃焼設備を新設
しなければならず、コストがかかるという問題があっ
た。

【００１０】本発明の目的は、プラスチックを安定した
状態で燃焼処理できるとともに、輸送や貯蔵等の取扱い
性に優れた燃料を得ることができるプラスチックの処理
方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のプラスチックの
処理方法は、プラスチックを粗粉砕し、このプラスチッ
ク粗粉砕物を貯槽内に投入し、当該貯槽内でこれを加熱
溶融または溶解して液状燃料とすることを特徴とする。
ここで、前記液状燃料を噴霧するとともに、これを冷却
して微粉状固体とし、当該微粉状固体に界面活性剤を含
んだ液体を混合してスラリー状燃料とすることが望まし
い。

【００１２】

【作用】このような本発明においては、プラスチックを
液状燃料とするので、液体としての取扱いが可能とな
り、安定した燃料の供給を行うことができるうえ、噴霧
燃焼させることで安定燃焼させることができるようにな
る。このため、安定した燃焼によりプラスチック廃棄物
を処分することができるようになり、前述したような固
体のままでプラスチック廃棄物を混焼させて処理する場
合に生じる種々の問題を解消できるようになる。

【００１３】また、プラスチック廃棄物を燃料としてエ
ネルギー再利用を行うので、油燃料を節約することがで
きるようになり、資源問題を解消できるようになるう
え、燃料コストを安定化することができるようになる。

【００１４】さらに、燃焼にあたっては、炉内の負荷変
動を少なくでき、単位時間あたりの炉負荷を向上させて
効率よく炉を運転することができるようになり、さらに
固体燃料の場合に比べ、未燃分の大幅低減、低NO_X化を
行うことができるようになるうえ、燃焼処理における取
扱い操作を容易に行うことができるようになる。

【００１５】また、既設の大小重油炉やボイラへ石油代
替燃料として供給することができるようになり、バーナ
ー部分の変更等の簡易な変更で既設炉の利用が可能とな
る。

【００１６】さらに、貯蔵タンクによる貯蔵やタンクロ
ーリ車による輸送、あるいはパイプラインによる搬送等
が可能となる。そして、これらの貯蔵性、輸送性の向上
により、燃焼炉への原料供給系の自動化、省力化を促進
させることができるようになり、設備面、労力面で大幅
なコストダウンが可能となり、これらにより前記目的が
達成される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第一実施例を図面に基づいて
説明する。図１において、プラスチックの処理装置10
は、プラスチック廃棄物11を粗粉砕したプラスチック粗
粉砕物12を加圧加熱する二軸型イクストルダー等の押出
機20と、この押出機20から押し出される半溶融状態プラ
スチック13を加熱溶融または溶解する貯槽である溶融・
溶解槽30と、溶融・溶解槽30からプラスチック液状物14
を下流部へ送り出すパイプライン40と、このパイプライ
ン40の途中に設けられたギアポンプ等の高圧移送ポンプ
41とを有している。

【００１８】また、プラスチックの処理装置10は、パイ
プライン40の下流部に、水51によりプラスチック液状物
14を急速冷却して微粒子化するスプレー塔50と、微粒子
化された微粉状固体15から水抜きをして水分量調整を行
うフィルタ60と、フィルタ60からの適当量の水51を含ん
だ微粉状固体15と界面活性剤を含んだ液体72とを混合さ
せるスラリー燃料タンク70と、混合されて生成されたス
ラリー状燃料16を燃焼炉90へ送り出すパイプライン80
と、このパイプライン80の途中に設けられたモーノポン
プ等のスラリーポンプ81とを有している。

【００１９】ここで、プラスチック廃棄物11とは、例え
ば、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリ
スチレン（PS）、ポリエチレンテレフタレート（PET
）、ポリ塩化ビニル（PVC ）等による組成物である。
また、プラスチック粗粉砕物12とは、10mm以下程度に粉
砕されたプラスチック廃棄物11であり、微粉状固体15と
は、平均粒径が 100μm 以下（好ましくは30μm 程度）
に微粒子化されたプラスチック廃棄物11である。

【００２０】界面活性剤を含んだ液体72は、燃料油73お
よび界面活性剤74を含む液体であり、この界面活性剤74
は、微粒子化されたプラスチック廃棄物11である微粉状
固体15と、これに含まれる適当量の水51および燃料油73
との混合を均一化させるためのものであり、非イオン系
の物質である。そして、これらの混合比率（重量％）
は、燃料油：水：界面活性剤＝ 0： 100： 1以下〜 10
0： 0：1 以下であり、好ましくは前記比率＝10：90：
1以下〜30：70： 1以下である。

【００２１】溶融・溶解槽30には、ヒータ31、ヒーティ
ングコイル33および攪拌機32が設けられており、この溶
融・溶解槽30は、攪拌機32により攪拌しながらヒータ31
およびヒーティングコイル33により押出機20から押し出
された半溶融状態プラスチック13を加熱溶融または溶解
するように構成されている。

【００２２】ここで、この溶融・溶解槽30の溶融温度
は、半溶融状態プラスチック13を充分に流動化するよう
に溶融させる 220〜380 ℃（好ましくは、 250〜330
℃）程度の温度であり、その溶融貯槽滞留時間は、 1〜
6 時間程度である。また、この溶融・溶解槽30での加熱
は、半溶融状態プラスチック13の粘度低減のためのポリ
マーの部分熱分解を含み、また、物理的な溶解のために
適宜溶剤等を添加してもよい。

【００２３】パイプライン40は、溶融・溶解槽30から送
り出されるプラスチック液状物14をスプレー塔50の噴霧
器52で良好に噴霧できる粘度に保つようにヒータ42によ
り加熱されている。

【００２４】スプレー塔50には、噴霧器52およびスプレ
ーノズル53が設けられており、このスプレー塔50は、高
圧移送ポンプ41から送られてくるプラスチック液状物14
を噴霧器52で噴霧するとともに、これにスプレーノズル
53で水51を吹きつけることによりプラスチック液状物14
を冷却して微粉状固体15とするように構成されている。

【００２５】フィルタ60とスプレー塔50との間には、デ
カンタ61が設けられており、このデカンタ61は、フィル
タ60により微粉状固体15から抜き取られた液分を水51と
溶剤あるいは熱分解軽留分54とに分離し、溶剤あるいは
熱分解軽留分54を取り除いた後、再び水51を冷却水とし
て使用するためにスプレー塔50に送るように構成されて
いる。

【００２６】スラリー燃料タンク70には、攪拌機71が設
けられており、この攪拌機71でフィルタ60からの適当量
の水51を含んだ微粉状固体15と界面活性剤を含んだ液体
72とを攪拌して混合させ、スラリー状燃料16を生成する
ようになっている。そして、その混合割合は、微粉状固
体15の30〜50（好ましくは40）重量部に対し、界面活性
剤を含んだ液体72と水51との和は70〜50（好ましくは6
0）重量部である。

【００２７】燃焼炉90は、既存の燃焼炉であり、バーナ
91にアトマイジング用スチームまたはエア92を供給し、
このバーナ91からスラリー状燃料16を噴霧状に噴き出し
て噴霧燃焼させるように構成されている。

【００２８】このような第一実施例においては、以下の
ようにプラスチック廃棄物の処理を行う。先ず、プラス
チック廃棄物11を粗粉砕したプラスチック粗粉砕物12を
押出機20に投入し、ここで加熱加圧して半溶融状態プラ
スチック13とする。そして、押出機20から押し出された
半溶融状態プラスチック13を溶融・溶解槽30に送り、こ
こで加熱溶融または溶解してプラスチック液状物14とす
る。

【００２９】次に、高圧移送ポンプ41によりヒータ42に
よって加熱されたパイプライン40を通してプラスチック
液状物14をスプレー塔50に送り出し、ここでこれを噴霧
させるとともに、水51で急速冷却して微粉状固体15とす
る。そして、フィルタ60により微粉状固体15と水51との
混合物より一部の水51を除去して水分量調整を行い、こ
れらの微粉状固体15および適当量の水51をスラリー燃料
タンク70に送る。ここで、一部の除去された水51は、デ
カンタ51によりスプレー塔50に送られて再び冷却に使用
される。

【００３０】その後、スラリー燃料タンク70において、
フィルタ60からの微粉状固体15および適当量の水51と界
面活性剤を含んだ液体72とを混合させ、スラリー状燃料
16を生成する。そして、生成されたスラリー状燃料16を
スラリーポンプ81によりパイプライン80を通して燃焼炉
90に送り、この燃焼炉90で噴霧燃焼させる。ここで、ス
ラリー燃料タンク70から燃焼炉までの距離が遠い場合な
どにはタンクローリ車82等によりスラリー状燃料16をそ
の燃焼炉まで運び、すぐにスラリー状燃料16を使用しな
い場合などには貯蔵タンク83に貯蔵しておく。

【００３１】このような第一実施例によれば、プラスチ
ック廃棄物11を液状燃料とするので、液体としての取扱
いができるため、安定した燃料の供給を行うことができ
るうえ、噴霧燃焼させることで安定燃焼させることがで
きる。このため、安定した燃焼によりプラスチック廃棄
物11を処分することができ、前述したような固体のまま
でプラスチック廃棄物11を混焼させて処理する場合に生
じる種々の問題を解消できる。

【００３２】特に、本実施例では、プラスチック廃棄物
11をそのままでも液状燃料として使用できるプラスチッ
ク液状物14とした後、さらにこれを微粒化して微粉状固
体15とし、スラリー状燃料16とするので、より粘性の低
い液化された燃料とすることができ、低い温度でも液状
を保つことができるうえ、燃料濃度や粘性等の調整をも
行うことができることから取扱いをさらに容易なものと
することができる。

【００３３】そして、プラスチック廃棄物11のスラリー
化にあたって、界面活性剤74を用いることで微粒化され
た微粉状固体15を均一に液体と混合させることができ
る。

【００３４】また、プラスチック廃棄物11を燃料として
エネルギー再利用を行うので、油燃料を節約することが
でき、資源問題を解消できるうえ、燃料コストを安定化
することができる。

【００３５】さらに、スラリー状燃料16とするので、燃
焼炉90内の負荷変動を少なくでき、単位時間あたりの炉
負荷を向上させて効率よく炉を運転することができ、さ
らに固体燃料の場合に比べ、未燃分の大幅低減、低NO_X
化を行うことができるうえ、燃焼処理における取扱い操
作を容易に行うことができる。

【００３６】また、スラリー状燃料16とするので、既設
の大小重油炉やボイラへ石油代替燃料として供給するこ
とができ、バーナー部分の変更等の簡易な変更で既設炉
を利用することができる。

【００３７】さらに、スラリー状燃料16とするので、貯
蔵タンク83による貯蔵やタンクローリ車82による輸送、
あるいはパイプライン80による搬送等ができる。そし
て、これらの貯蔵性、輸送性の向上により、燃焼炉90へ
の原料供給系の自動化、省力化を促進させることがで
き、これらによって設備面、労力面で大幅なコストダウ
ンができる。

【００３８】また、プラスチック廃棄物11をスラリー状
燃料16として焼却処分するので、従来のような埋立て処
理を行う必要がなく、埋立てに伴う各種問題なしにプラ
スチック廃棄物11を処分することができる。

【００３９】ところで、このような第一実施例について
の燃焼実験を行った。その際の各条件および結果を表１
に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】同表において、実験例１と実験例２とで
は、プラスチック廃棄物11の組成、プラスチック廃棄物
11と界面活性剤を含んだ液体72および適当量の水51との
混合液組成、粗粉砕の粒径、およびスプレー塔温度の各
条件は同じであるが、添加溶剤の有無、溶融貯槽温度／
圧力、溶融貯槽滞留時間、スプレー塔噴霧圧力、および
微粉砕の粒径の各条件が異なる。そして、各々の実験例
の結果は良好なものとなっている。

【００４２】なお、実験例２は、実験例１に比べ、細か
く微粉砕された微粉状固体15となっており、このためス
ラリー粘度が高くなり、スラリー噴霧燃焼圧力も高くな
っているが、発生NO_X量が増加している。従って、実際
の適用にあたっては、炉の状況、必要カロリー等に応じ
て適宜各条件を選択していくことが望ましい。

【００４３】図２には、本発明の第二実施例が示されて
いる。同図において、プラスチックの処理装置100 の構
成は、前記第一実施例の一部分を除いた構成となってお
り、以下には異なる構成部分のみを説明し、同じ構成部
分には前記第一実施例と同じ符号を付して説明を省略す
る。

【００４４】プラスチックの処理装置100 は、前記第一
実施例のプラスチックの処理装置10と比べ、パイプライ
ン40の下流部から燃焼炉90までの構成部分が除かれた構
成となっており、前記第一実施例のスプレー塔50の配置
位置に燃焼炉90が直接に設けられている。そして、燃焼
炉90は、前記第一実施例のプラスチック液状物14を液状
燃料として直接噴霧燃焼するように構成されている。

【００４５】ここで、プラスチック廃棄物11の組成、プ
ラスチック粗粉砕物12の粒径、溶融・溶解槽30における
溶融貯槽温度／圧力、溶融貯槽滞留時間などは、前記第
一実施例と同じである。

【００４６】このような第二実施例においては、以下の
ようにプラスチック廃棄物の処理を行う。先ず、前記第
一実施例と同様にプラスチック廃棄物11に各種処理を施
し、これをプラスチック液状物14とする。次に、このプ
ラスチック液状物14を液状燃料として燃焼炉90で直接に
噴霧燃焼させる。

【００４７】このような第二実施例によれば、前記第一
実施例と略同様な効果を得ることができるうえ、大きな
スラリー燃料タンク70を必要としないため装置全体を小
型化することができるとともに、装置が少ないため取扱
い操作をより容易に行うことができる。

【００４８】ところで、前記第一実施例の場合と同様
に、本実施例についても燃焼実験を行った。その際の各
条件および結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】同表において、実験例３と実験例４とで
は、プラスチック廃棄物11の組成および粗粉砕の粒径の
各条件は同じであるが、添加溶剤の有無、溶融貯槽温度
／圧力、および溶融貯槽滞留時間の各条件が異なる。そ
して、各々の実験例の結果は良好なものとなっている。

【００５１】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、例えば以下に示すような変形等も本発明
に含まれるものである。すなわち、前記第一実施例で
は、水51によりスプレー塔50で冷却を行っていたが、他
の冷却方法で冷却して微粉状固体15としてもよい。そし
て、冷却に水51を使用しない場合には、界面活性剤を含
んだ液体72に水51を含ませ、これをスラリー燃料タンク
70に供給し、スラリー状燃料16を生成するようにしても
よい。

【００５２】また、前記各実施例では、処理されるプラ
スチックはプラスチック廃棄物11となっているが、積極
的にプラスチックを生成し、液状燃料であるプラスチッ
ク液状物14あるいはスラリー状燃料16を作り出してもよ
い。

【００５３】さらに、前記第一実施例の微粉状固体15と
界面活性剤を含んだ液体72および適当量の水51との混合
は、スラリー燃料タンク70での攪拌混合に限定されるも
のではなく、要するに混合後に所望のスラリー状燃料16
を得ることができる方法であればよい。

【００５４】そして、前記第一実施例では、界面活性剤
74は非イオン系のものとなっているが、微粉状固体15と
界面活性剤を含んだ液体72および適当量の水51との混合
を促進することができるものであれば適宜選択してよ
い。

【００５５】また、前記各実施例では、プラスチック粗
粉砕物12を押出機20で加熱加圧した後、溶融・溶解槽30
で加熱溶融または溶解するようになっているが、押出機
20での加熱加圧処理は必ずしも必要なものではなく、プ
ラスチック粗粉砕物12を直接に溶融・溶解槽30に投入し
て加熱溶融または溶解するようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、プ
ラスチックを液状燃料とするので、プラスチックを安定
した状態で燃焼処理できるとともに、輸送や貯蔵等の取
扱い性に優れた燃料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す構成図。

【図２】本発明の第二実施例を示す構成図。

【符号の説明】

10,100 プラスチックの処理装置 11 プラスチック廃棄物 12 プラスチック粗粉砕物 13 半溶融状態プラスチック 14 液状燃料であるプラスチック液状物 15 微粉状固体 16 スラリー状燃料 20 押出機 30 貯槽である溶融・溶解槽 50 スプレー塔 51 水 72 界面活性剤を含んだ液体 90 燃焼炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤裕一千葉県市原市八幡海岸通１番地三井造船株式会社千葉事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックを粗粉砕し、このプラスチ
ック粗粉砕物を貯槽内に投入し、当該貯槽内でこれを加
熱溶融または溶解して液状燃料とすることを特徴とする
プラスチックの処理方法。
【請求項２】請求項１に記載したプラスチックの処理
方法において、前記液状燃料を噴霧するとともに、これ
を冷却して微粉状固体とし、当該微粉状固体に界面活性
剤を含んだ液体を混合してスラリー状燃料とすることを
特徴とするプラスチックの処理方法。