JPH07197032A

JPH07197032A - 廃プラスチックの熱分解装置

Info

Publication number: JPH07197032A
Application number: JP5336905A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Suzuki; 一雄鈴木; Kimihiro Tadauchi; 仁弘忠内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-01
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: DE4446964A1; DE4446964C2; JP3288164B2

Abstract

(57)【要約】【目的】廃プラスチックの分解再資源化と残渣の処理
を効率よく行うことができ、残渣の処理が容易な廃プラ
スチックの熱分解装置を提供する。【構成】熱分解装置は、廃プラスチックを熱分解して
燃料油を回収する熱分解装置であって、加熱手段によっ
て加熱される外槽と、外槽内に出し入れ可能な廃プラス
チックを収容するための内槽とを備え、該外槽が、加熱
時に内槽表面と密接して外槽から内槽への熱伝導性を高
めるための熱伝導部を有する。【効果】残渣の処理が行い易く、熱分解作業に要する
時間が短縮され、効率よく熱分解装置を作動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃プラスチックの熱分
解装置、更に詳しくは、廃プラスチックを熱分解して燃
料油を回収するための熱分解装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックを処理する方法として、
古くから、加熱処理して容積を減少させる技術や焼却す
る技術が知られている。廃プラスチック、特に塩化ビニ
ル樹脂等を熱分解すると、装置内に残渣が生成する。
又、資源の有効利用の観点から、最近は、ゴミとして廃
棄されるプラスチックそのものの容積を減少させるだけ
ではなく、燃料油として再資源化することが注目されつ
つあるが、この場合においても、分解槽内に粘着性又は
微粒子状の残渣が生成する。従って、加熱処理後には残
渣の掻き出し作業が必要となる。特に、バッチ方式処理
のような場合には、残渣の書き出し作業中は装置の作動
を停止しなければならず、廃プラスチックの分解装置へ
の受け入れ時における作動停止も考慮すると、１日当た
りの処理量は大幅に制限される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、最終
処分場などの処理施設の確保が困難になり、廃棄物処理
も大きな社会問題と化している。このような状況におい
て、分解装置の処理能力を上げ、廃プラスチックを効率
よく再資源化できるようにすることが急務とされるよう
になった。又、分解槽内の掻き出し作業は容易ではな
く、粉塵等によって作業者の健康を害する可能性も大き
い。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、廃プラスチックの分解再資源化と残
渣の処理を効率よく行うことができ、残渣の処理が容易
な廃プラスチックの熱分解装置を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、２重槽式加熱
分解装置を用いることによって残渣処理が効率よく容易
に行え、２つの槽に相対応する伝熱部を設けることによ
って加熱分解の能率が向上することを見いだし、本発明
の熱分解装置を発明するに至った。

【０００６】本発明の熱分解装置は、廃プラスチックを
熱分解して燃料油を回収する熱分解装置であって、加熱
手段によって加熱される外槽と、外槽内に出し入れ可能
な廃プラスチックを収容するための内槽とを備え、該外
槽が、加熱時に内槽表面と密接して外槽から内槽への熱
伝導性を高めるための熱伝導部を有するものである。

【０００７】又、前記熱伝導部は内径Ｄの円筒形の仕切
り板で形成され、前記内槽は直径ｄの円筒容器で形成さ
れるに際し、ｄ／Ｄは、０．７＜ｄ／Ｄ≦０．９８に設
定される。

【０００８】

【作用】廃プラスチックを収容する内槽は外槽内に入れ
られ、内槽表面と外槽の熱伝導部とが密接する。加熱手
段によって外槽が加熱され、熱伝導部を通じて外槽から
内槽へ高い熱伝導性で熱が伝達され、内槽が加熱されて
廃プラスチックが熱分解される。分解終了後、内槽は外
槽から取り出され、内槽から残渣が除去される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について詳細に説明する。

【００１０】熱分解装置はバッチ処理型であり、廃プラ
スチックを収容する分解槽と、分解槽内の廃プラスチッ
クを加熱分解するために分解槽を加熱する加熱手段を備
え、更に、廃プラスチックの熱分解によって生じた燃料
油分のガスを冷却等の処理によって液体燃料油として回
収する回収手段を備えている。

【００１１】本発明に係る分解装置は、まず、分解槽を
２重構造としていることに特徴がある。すなわち、分解
槽は互いに分離可能な外槽と内槽とからなり、外槽は加
熱手段によって直接加熱され、内槽は廃プラスチックを
収容して外槽内に据えられる。廃プラスチックの熱分解
後、内槽は分解プラスチック残渣と共に外槽の外へ引き
出され、残渣の掻き出しが行われる。その間、別の内槽
に収容された新たな廃プラスチックが外槽内に導入され
て加熱分解される。更に、本発明では、外槽から内槽へ
の熱伝導効率を向上させるために、外槽には、加熱時に
内槽の表面と密接するような熱伝導部が設けられてお
り、互いの表面が接触することによって熱が直接的に伝
わり、熱伝導が容易になる。熱伝導部は、内槽を下方か
ら加熱し熱分解が適切に行われるように工夫がなされ
る。

【００１２】以下、図面を参照しながら、実施例を用い
て本発明をさらに詳細に説明する。図１及び図２に示さ
れるように、熱分解装置は、内槽１及び外槽３を備え
る。この実施例における内槽１は円筒形状の側壁１ａと
円形底部１ｂとを備える。内槽１には、運搬用のフック
又は取っ手（図示せず）が設けられている。内槽１はジ
ブクレーン５を用いて搬送され、外槽３は、内槽１を外
槽３内に導入するために開閉されるハッチ７を頂部に有
する。図２に示されるように、外槽３の仕切り板３ａ中
央には円筒形状の凹部３ｂが形成され、内槽１がこの中
に嵌入される。外槽３の下部に仕切り板３ａに仕切られ
燃焼室９が一体的に形成され、燃焼室９に据え付けられ
たバーナー１１での燃焼によって仕切り板３ａを含む外
槽３が加熱される。加熱時に、仕切り板３ａの熱は、内
槽１の凹部３ｂと接する部分を通じて内槽１に伝達され
る。

【００１３】更に、内槽１及び外槽３の内部の温度を検
出するための温度検出器１３ａ、１３ｂがハッチ７及び
外槽壁部を介して外槽３内に導入されている。温度検出
器１３によって検知された温度を制御変数としてバーナ
ー１１の加熱量を制御するための温度制御演算器１５が
温度検出器１３及びバーナー１１に接続されている。

【００１４】又、廃プラスチックの分解によって生じる
ガス状燃料油分を外槽３外部へ配送するための配管１５
が外槽３に接続され、図１に示すように、配管１５の流
体流量を検出するための流量検出器１７が取り付けられ
ている。更に、配管１５には流量を調節する調節弁１９
が設けられており、流量検出器１７によって検出された
流量を制御変数として流量制御演算器２１によって制御
されるように構成されている。又、外槽３内の気体圧力
を検出するための圧力検出器２３が取り付けられてい
る。

【００１５】更に、配管１５は一次凝縮器２５及び二次
凝縮器２７を通じて排ガス処理装置２９に接続される。
一次凝縮器２５及び二次凝縮器２７は、重質分貯蔵タン
ク３１及び軽質分貯蔵タンク３３にそれぞれ接続され
る。一方、燃焼室９は、燃焼排ガスを処理するための排
ガス処理装置３５に接続される。

【００１６】上記構成において、廃プラスチックの処理
は以下のようになされる。

【００１７】まず、ハロゲンを含むプラスチックに対処
するために脱ハロゲンを促進する薬剤として水酸化ナト
リウム等のアルカリを添加した廃プラスチックＰの粉粒
体・破砕流状物を内槽１内に収容して、内槽１をジブク
レーン５で外槽３上に持ち上げ、ハッチ７を開けて、外
槽３の凹部３ｂに内槽１を設置する。次に、バーナー１
１を点火して仕切り板３ａを加熱すると、内槽１の仕切
り板３ａと接している部分を通じて熱が伝達され、廃プ
ラスチックＰが加熱される。加熱を続けると、廃プラス
チックの熱分解によって燃料油成分を含むガスが生成
し、外槽３内部に充満・乾留して油分への改質が促進さ
れる。廃プラスチックの温度が検出器１３によって検出
され、これに応じてバーナー１１の燃焼が制御され、内
槽１内部の温度は、好ましくは４００〜５００℃に調節
される。ガス状燃料油分を含む生成ガスは配管１５を流
れ、この間、流量が調節弁１９によって適宜調節され
る。外槽３内の圧力が急激に変動するような場合は調節
弁１９が開閉される。生成ガスは一次凝縮器２５に達し
て冷却され、重質分の多い液化成分１０１が凝縮分離し
て重質分貯蔵タンク３１に貯蔵される。ガスは、更に二
次凝縮器２７で冷却され、灯油などの軽質分の多い液化
成分１０３が凝縮分離して軽質分貯蔵タンク３３に貯蔵
される。凝縮されないガス成分は排ガス処理装置３５に
送られ、大気中へ放出可能となるように処理される。

【００１８】廃プラスチックの熱分解が完了した後、バ
ーナー１１を消火して加熱を止め、外槽３を室温程度ま
で冷却する。熱分解の完了は、例えば、内槽１内の温度
が上昇すること等によって検知することができる。ある
いは、原料廃プラスチックの量に応じて計算量の燃料油
を得た時点で分解反応の完了と見なすようにしてもよ
い。外槽３が冷却された後、ハッチ７を開けて内槽１を
ジブクレーン５で取り出す。取り出された内槽１の残渣
１０５は、回転駆動軸３７を有する掻き出し機３９を用
いて掻き出し、洗浄する。残渣の掻き出し及び洗浄中
に、別の内槽を用いて廃プラスチックの熱分解が行われ
る。掻き出し洗浄作業を行う場所や環境は適宜選択する
ことができるので、作業者の健康を損なわないように配
慮することが容易となる。掻き出した残渣に燃料成分が
残っている場合には、この残渣を固形燃料として用いる
こともできる。

【００１９】上記の熱分解装置において、内槽１の直径
ｄと仕切り板３ａの凹部３ｂの内径Ｄとは、図３に示さ
れるように、常温においては凹部３ｂに嵌入された内槽
１と凹部３ｂ表面との間にわずかの隙間ができるように
設定され、且つ、内槽１の材料の熱膨張率が仕切り板３
ａの熱膨張率よりも僅かに大きくなるように素材の組合
せが選択される。このように構成することにより、常温
においては、内槽１が凹部３ｂに滑らかに挿入され、加
熱時には内槽１及び仕切り板３ａの材料が膨張して、凹
部３ｂと内槽１の外表面とが密接し、内槽１への熱伝導
性が向上する。例えば、オーステナイトステンレス鋼で
内槽１を形成し、仕切り板３ｂを炭素鋼で形成すると、
内槽の膨張率が大きく好適に密着させることができる。
この直径比ｄ／Ｄ（ｄ或いはＤが一定でない場合は、両
者が接触する領域での各平均値）は、０．７＜ｄ／Ｄ≦
０．９８の範囲で適宜設定される。直径比が０．９８以
内である方が、常温で内槽１を凹部３ｂに嵌入する操作
が容易であるが、０．７以下では加熱時に好適な熱伝導
性を得るのが難しくなる。

【００２０】加熱によって、投入したプラスチックは、
分解時の気泡による流状物の液面上昇を加味すると、概
して１．２〜１．５倍、時には２倍以上にも膨張する。
従って、廃プラスチックを内槽１一杯に収容すると、熱
分解中に内槽１から廃プラスチックが溢れる。従って、
内槽１内に廃プラスチックを収容する量は、内槽１の高
さの５０〜７０％とするのが好ましい。又、廃プラスチ
ックの上部を加熱すると更に上方に向かって膨らむのを
助長することになるので、熱伝導部は内槽１の下部に位
置させるのが好ましい。この点から、内槽１の軸方向高
さを凹部３ｂの深さの約１．２〜２倍程度に設定するの
が好ましい。

【００２１】上記のように熱伝導部を設けることによっ
て、熱伝導性の低い空気伝導に依らず、直接、外槽から
内槽へ熱を伝達することができるので、廃プラスチック
の加熱を速く行うことができ、操作性が向上する。又、
このような燃料油を回収する廃プラスチックの熱分解操
作においては、熱伝導性が油質の向上及びばらつきの減
少にとって重要であり、加熱される廃プラスチックの占
める容積に対する熱伝導部の面積の比が０．０８cm²／
cm³以上あるのが効果的である。

【００２２】従って、２重槽式の構成を採用し、熱伝導
部を設けることによって、残渣の掻き出しによる時間の
ロスを減少させ、効率よく熱供給を行うことができるた
め、プラスチックの熱分解作業に必要な作業時間を短縮
し、単位時間当たりの処理能力を上げることができる。

【００２３】上述の装置において、図１に示されるよう
に、熱分解によって得た燃料をパイプ４１によってバー
ナー１１へ送り、燃焼に用いることができるように構成
することができる。内槽１へ廃プラスチックを入れる作
業や、残渣の掻き出し作業は、外槽と離れた場所で行っ
てもよく、適宜トラックなどの搬送手段が用いられる。

【００２４】図４は、本発明に係る熱分解装置の第２実
施例を示す。この例においては、内槽として汎用のドラ
ム缶４３を用いている。この場合、凹部３ｂの内径部と
ドラム缶４３の側部との間に空間があり、この空間は凹
部３ｂからドラム缶４３への熱伝導性を低下させる。こ
れを改善するために、スチールウール等の金属媒体ある
いは重質油などの液状媒体を空間に充填して熱伝導部を
構成する。つまり、このような比熱の小さい充填材を介
在させることによって、内槽と密接した熱伝導部を形成
することができる。これによると、第１実施例における
ｄ／Ｄ比が小さく加熱時の密接性が低い場合において
も、充填材を用いて補うことが可能であることが解る。

【００２５】図５は、本発明に係る分解装置の第３実施
例を示す。この例においては、内槽として円錐台形の内
槽４７が用いられている。従って、仕切り板３ａの凹部
についても円錐台型の凹部３ｂ’が用いられる。このよ
うに内槽及び凹部をテーパ形状にすることによって、内
槽を凹部へ移送して位置決めする操作の正確さがさほど
厳格に要求されず、凹部への嵌入作業が容易になる。内
槽及び凹部のサイズ設計において多少の誤差があって
も、加熱状態での熱伝導の不良や装置の膨張による破損
を避けられる。又、凹部に据え付けられた内槽の安定性
も得られ易い。更に、内槽の開口が広いので、残渣の取
り出しが容易である。又、図６のように、複数の内槽を
重ねて保存、運搬することができるので、内槽の保存、
運搬の際に必要な空間を少なくすることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の廃プラス
チックの熱分解装置は、熱分解残渣の処理が行い易く分
解作業の効率が高いものであり、その工業的価値は極め
て大である。また、本発明の分解による残渣の処分も行
い易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分解装置の第１実施例の構成を示
す概念図である。

【図２】図１における外槽の内部構成を示す鉛直断面図
である。

【図３】図１における外槽の内部構成を示す水平断面図
である。

【図４】本発明に係る分解装置の第２実施例における外
槽を示す鉛直断面図である。

【図５】本発明に係る分解装置の第３実施例のおける外
槽を示す鉛直断面図である。

【図６】図５における内槽を複数重ねた状態を示す鉛直
断面図である。

【符号の説明】

１内槽３外槽９燃焼室１１バーナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃プラスチックを熱分解して燃料油を回
収する熱分解装置であって、加熱手段によって加熱され
る外槽と、外槽内に出し入れ可能な廃プラスチックを収
容するための内槽とを備え、該外槽が、加熱時に内槽表
面と密接して外槽から内槽への熱伝導性を高めるための
熱伝導部を有する、廃プラスチックの熱分解装置。
【請求項２】前記熱伝導部は内径Ｄの円筒形の仕切り
板で形成され、前記内槽は直径ｄの円筒容器で形成され
るに際し、ｄ／Ｄは、０．７＜ｄ／Ｄ≦０．９８に設定
されることを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチッ
クの熱分解装置。