JPH08127780A - 廃プラスチックの油化処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理工程の操作単位が少なく、処理物の滞留
時間が短く、不純ガス成分が十分に除去でき、ラインを
閉塞することのない簡素化された油化設備を提供するも
のである。 【構成】 油化処理工程を溶融、熱分解、蒸留の３単位
操作にして、油化処理部を従来よりも簡略化し、それに
伴って前処理部の設備を簡素化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃プラスチックを熱分
解して、ガソリン、灯油、軽油などを得る油化設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物中の廃プラスチックを再利用する
技術として、廃プラスチックを油化処理してガソリン、
灯油、軽油を得る技術がある。

【０００３】図２及び図３は、廃プラスチックを油化処
理するための設備を示したもので、この油化設備は図２
に示す前処理部１と図３に示す油化処理部２とからな
る。

【０００４】廃プラスチックを含む廃棄物から分別され
た廃プラスチック（通常、約８０％が廃プラスチックで
残り約２０％が金属などの異物）が前処理部のごみ受入
ピット３に収容される。

【０００５】ごみ受入ピット３の廃プラスチックは、投
入コンベア４で１次破砕機５に送られ、約５０ｍｍサイ
ズに破砕され、コンベア６で運ばれ、ベルトセパレータ
７及び磁力選別機８でＰＥＴボトルや金属などの異物が
各々除去される。

【０００６】しかしながら、１次破砕機５で廃プラスチ
ックのサイズを５０ｍｍ程度に破砕しても、この大きさ
では次の油化処理工程での処理が困難で効率が悪いの
で、さらに破砕してサイズが１０ｍｍ程度のフラフにす
る必要があるために、２次破砕機９で破砕したのち、定
量供給機１０を経て、風力選別機１１でアルミなどの箔
を分離、定量供給機１３を経て、さらに金属選別機１２
で非磁性体を取り除きフラフにする。

【０００７】得られたフラフは減容機１４で減容された
後、廃プラスチック受槽１５に収容される。分離された
金属などの不適物はホッパー１６へ送られる。

【０００８】前処理部１で得られたフラフは、バケット
コンベアー１７で油化処理部２の押出機１８に供給さ
れ、約３００°Ｃでもち状に溶融、混練されて、原料混
合槽１９に送られる。

【０００９】廃プラスチックは、原料混合槽１９におい
て、後段の熱分解槽２０において生成した熱分解油を還
流し混合して完全に溶解される。熱分解油に溶解した廃
プラスチックは熱分解槽２０へ送り、熱分解油加熱炉２
１との間を循環させることにより加熱し熱分解させる。

【００１０】押出機１８及び原料混合槽１９で発生する
塩化水素は、ウオッシュスタック２２で消石灰により中
和される。

【００１１】前記熱分解工程において、熱分解槽２０か
らはプラスチックの熱分解油ベーパーが発生し、この熱
分解油ベーパーを塩化水素除去器２３で塩化水素を除去
して接触分解槽２４に送る。また、熱分解槽２０の底部
の残渣は、重力枕降器や遠心分離機２５により固形物と
熱分解油とが分離されて、熱分解油は原料混合槽１９に
戻される。

【００１２】接触分解槽２４では熱分解油ベーパーと触
媒との接触分解反応によって、低沸点炭化水素油ベーパ
ーに分解し改質する。次いで、この熱分解油べーパーを
凝縮器２６により冷却して低沸点炭化水素油を得た後、
受槽２７を経て生成油貯槽２８に送られる。凝縮器２６
のガスはガスホルダー２９を経てフレアスタック３０か
ら排出される。

【００１３】ところが、前記の油化設備では、１０ｍｍ
程度のサイズのフラフでないと油化処理工程での熱分解
がうまくいかないため、破砕機を１次破砕機、２次破砕
機と複数段設けるなど前処理部の設備が大がかりになる
欠点がある。

【００１４】また、油化処理工程では、溶融・脱ＨＣ
ｌ、溶解、熱分解、脱ＨＣｌ、接触分解の５単位操作が
必要であって、その操作が多く、また、処理物の滞留時
間長く、さらに、熱分解ガス中には不純成分として酸性
ガスと塩基性ガスの両方が混在するために脱ＨＣｌ槽
（ＣａＯ充填）だけでは不十分であり、さらに、熱分解
ガスを凝縮させた場合、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）などのポリエステル系廃プラスチックは結晶物
が晶出してワックス状固体となり、配管や凝縮器及び冷
却器内などを閉塞したりして、ハンドリングがやっかい
であるという欠点がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前記の欠点を解決する
ために、本願発明は、処理工程の操作単位が少なく、処
理物の滞留時間が短く、不純ガス成分が十分に除去で
き、ラインを閉塞することのない簡素化された油化設備
を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、油化処理工
程を溶融、熱分解、蒸留の３単位操作に集約して、油化
処理部を従来よりも簡略化し、かつ前処理部の設備も簡
素化することもできる。

【００１７】

【作用】本願発明は、以下の理由により油化設備が分解
蒸留塔で簡略化され、処理の操作単位が少なくなると共
に、酸性ガス及び塩基性ガスの両成分を同時に処理する
ことが可能となり、また、ＰＥＴなどのポリエステル系
廃プラスチックの結晶物の晶出による凝縮器や冷却器な
どの閉塞が防止され、さらに、蒸留により油品質を自由
に選択できるものである。

【００１８】押出機での滞留時間と加熱温度を適切に操
作することにより、押出機へ投入する原料プラスチック
が小さくても（１０ｍｍ程度）大きくても（１００ｍｍ
程度）、同等のレベルに溶融・脱ＨＣｌの性能を発揮で
きることが判明した。これにより前処理は実施例に示す
図１や図２のいずれでも油化設備の前処理として適用で
きる。

【００１９】溶融・脱ＨＣｌ及び溶融までの滞留時間
は、従来数時間としていたが還流する熱分解油の量や温
度を適切に操作することにより数分で完了することが判
明した。これにより溶解は、後工程の熱分解に要する滞
留時間内で充分処理することが可能となった。

【００２０】分解蒸留塔を熱分解部と蒸留部の２ゾーン
とすることにより、熱分解部はプラスチックの溶解と分
解ガス化が同時に進行し、蒸留部は塔頂及び塔底の温
度、塔頂の還流量、塔内圧力を任意に操作することが可
能となり、これにより軽質油、重質油、分解ガス（酸性
ガス及び塩基性ガスを含む）を高度に精製分離すること
ができるようになった。

【００２１】これにより酸性ガスや塩基性ガスが生成油
に混入することを防止でき、かつＰＥＴボトル等のポリ
エステル系プラスチックの分解に伴い生成するテレフタ
ル酸系結晶物は重質油中に高濃度に溶解させ、冷却時に
撹拌機付ジャケットドラム等を用いて冷却水にて間接冷
却させ、結晶トラブルを阻止することができる。

【００２２】不純ガスを含んだ分解ガスは溶融・脱ＨＣ
ｌ工程に発生する排ガスとともに約９００°Ｃ以上で苛
性ソーダ溶液を噴霧しつつ焼却処理することにより完全
に無害化処理できる。これにより従来のウオッシュスタ
ックや塩化水素除去設備等が不要となる。

【００２３】図１の前処理は、図２のそれに比べて、ペ
ットセパレータや金属選別機がなく、簡略化されてい
る。これにより、油化へ供給されるプラスチックフラフ
は、例えば異物が多く含まれることになるが、油化設備
に設けられた遠心分離機により系内で生成するカーボン
残渣とともに系外へ自動的に排出されるようになってい
るので特に支障はない。

【００２４】ポリスチレン等の芳香族ポリマーを含む廃
プラスチックでは、比較的低い分解温度（４００°Ｃ以
下）で処理することにより、常温で液状の生成油を得る
ことができる。この場合、接触分解工程で処理すれば、
さらに、高品質なものとなるが、なくても燃料油相当と
しては充分使用可能である。

【００２５】

【実施例】本願発明の実施例を図１により説明する。

【００２６】前処理部１は、ごみ受入ピット３、破砕機
５、磁力選別機８、定量供給機１０及び風力選別機１１
が順に設置されており、前処理部で廃プラスチックは破
砕されるが、後述の油化処理部２により、分別サイズは
従来のように１０ｍｍ程度の小さいサイズのフラフとす
る必要はなく、１００ｍｍ程度の大きいものでも、従来
の小さいサイズのフラフと同様の熱分解ができ、両者の
間にその特性に有意差はない。

【００２７】油化処理部２は、押出機１８、分解蒸留塔
３１、熱分解油加熱炉２１、凝縮器３２、遠心分離機３
３、冷却器３４が設けてある。

【００２８】押出機１８では、廃プラスチックの混練・
溶融と同時に脱ＨＣｌが行われ、廃棄ガスは廃ガス燃焼
装置３５へ送られる。分解蒸留塔３１は、熱分解部３１
ａと蒸留部３１ｂとからなり、熱分解部３１ａが塔の下
部にあり、熱分解部３１ａの上に蒸留部３１ｂが形成さ
れている。蒸留部３１ａの構造は、通常の蒸留塔と同じ
構造である。

【００２９】熱分解油加熱炉２１と熱分解部３１ａとは
流路で接続されており、熱分解油加熱炉２１へ熱分解部
３１ａの溶解した廃プラスチックが供給され、熱分解油
加熱炉２１で生成された熱分解油は分解蒸留塔３１の熱
分解部３１ａに接続された別の流路で還流し溶解した廃
プラスチックと混合される。

【００３０】熱分解部３１ａの底部は遠心分離機３３に
接続されており、底部に溜まったアルミやカーボンなど
を含む残渣は抜かれて遠心分離機３３に供給されて、固
形物と熱分解油とが分離され、分離された熱分解油は熱
分解油加熱炉２１と熱分解部３１ａとを接続する流路に
戻されて、熱分解油加熱炉２１へ送られる。

【００３１】分解蒸留塔３１の蒸留部３１ｂでは蒸留が
行われ冷却器３４にて重質油が冷却され、さらに、蒸留
物は凝縮器３２によって軽質油となり、生成油受槽２７
に送られる。また、蒸留部では、酸性ガス及び塩基性ガ
スの両成分を含む不純成分ガスも除去される。なお、軽
質油の一部は蒸留物の純度を上げる場合は、蒸留部３１
ｂの上部に戻される。

【００３２】

【発明の効果】本願発明は、分解蒸留塔により設備が集
約化され、従来の油化処理工程である溶融・脱ＨＣｌ、
溶解、熱分解、脱ＨＣｌ、接触分解の５単位操作を溶
融、熱分解、蒸留の３単位操作にしたので、油化処理部
の設備が簡素化され、従来の油化処理部で必要であった
原料混合槽、ウオッシュスタック、塩化水素除去器、接
触分解槽がなくなって省略でき、処理物の滞留時間も短
くなり、処理時間が大幅に短縮され、さらに、ＰＥＴな
どのポリエステル系廃プラスチックの結晶物の晶出によ
る冷却器などの閉塞が防止され、さらに、蒸留により油
品質を自由に選択できる。

【００３３】また、油化処理部の改善により、前処理部
では廃プラスチックを必ずしも細かく破砕する必要がな
くなったため、破砕処理工程が簡略化され２次破砕をす
る必要がなくなり、前処理部も簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明による油化設備の系統図である。

【図２】 従来の油化設備の前処理部の系統図である。

【図３】 従来の油化設備の油化処理部の系統図であ
る。

【符号の説明】

１ 前処理部、２ 油化処理部、３ ごみ受入ピット、
４ 投入コンベア、５ １次破砕機、６ コンベア、７
ベルトセパレータ、８ 磁力選別機、９ ２次破砕
機、１０ 定量供給機、１１ 風力選別機、１２ 金属
選別機、１３ 定量供給機、１４ 減容機、１５ 廃プ
ラスチック受槽、１６ ホッパー、１７ バケットコン
ベアー、１８ 押出機、１９ 原料混合槽、２０ 熱分
解槽、２１ 熱分解油加熱炉、２２ ウオッシュスタッ
ク、２３ 塩化水素除去器、２４ 接触分解槽、２５
遠心分離機、２６ 凝縮器、２７ 生成油受槽、２８
生成油貯槽、２９ 接触分解ガスホルダー ３０ フレアスタック、３１ 分解蒸留塔、３１ａ 熱
分解部、３１ｂ 蒸留部、３２ 凝縮器、３３ 遠心分
離機、３４ 冷却器、３５ 廃ガス洗浄設備又は廃ガス
燃焼装置、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃プラスチックのフラフを得る前処理部
   とフラフを油化処理する油化処理部とからなる廃プラス
   チックの油化設備において、油化処理部が押出機と、こ
   れに続く熱分解部と蒸留部とからなる分解蒸留塔と、こ
   れに接続された熱分解油加熱炉と前記蒸留部に接続され
   た冷却器とを有する油化設備。
2. 【請求項２】 前処理部の破砕機が１次破砕機のみから
   なる請求項１記載の油化設備。
3. 【請求項３】 押出機と、これに続く熱分解部と蒸留部
   とからなる分解蒸留塔と、これに接続された熱分解油加
   熱炉と前記蒸留部に接続された冷却器とからなる廃プラ
   スチックの油化処理設備。