JPH08143872A - Pyrolizer for plastic - Google Patents
Pyrolizer for plasticInfo
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば廃プラスチ
ックを溶融して熱分解させ、発生した熱分解ガスを冷
却、凝縮させ、熱分解油として回収する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for, for example, melting and thermally decomposing waste plastic, cooling and condensing the generated pyrolysis gas, and recovering it as pyrolysis oil.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業廃棄物および一般廃棄物として排気
される廃プラスチックは、年間550万トンに達し、そ
の大部分は、瀬戸物やゴムなどの他のごみと一緒に埋立
て処理されるか、焼却処理されるのが一般的であった。
しかし、埋立てに関しては用地の確保の問題があり、廃
プラスチックを直接焼却する方式については、プラスチ
ックの燃焼発生熱量が高く炉が損傷しやすい、プラスチ
ックの融点が低く炉床に付着しやすい、燃焼時黒煙が発
生しやすい、クリンカーが発生しやすい、ダイオキシン
が発生しやすい等の種々の問題がある。2. Description of the Related Art Waste plastics discharged as industrial waste and general waste amount to 5.5 million tons per year, most of which is landfilled with other waste such as crockery and rubber. It was generally incinerated.
However, there is a problem in securing land for landfilling.For the method of incinerating waste plastic directly, the amount of heat generated by combustion of plastic is high, the furnace is easily damaged, the melting point of plastic is low, and it easily sticks to the hearth There are various problems such as black smoke, clinker, and dioxins.
【0003】そこで、上記問題を解決するために、本発
明者は、先に、原料プラスチックを溶融させるとともに
熱分解させる熱分解反応器を備えており、種々のプラス
チックの混合物である廃プラスチックから油化に適しな
いポリ塩化ビニル類を除いて、残りのいわゆる高品位プ
ラスチック(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レンなど)を油化して再利用するプラスチックの熱分解
装置を提案した。Therefore, in order to solve the above problems, the present inventor previously provided a pyrolysis reactor for melting and thermally decomposing a raw material plastic, and an oil from waste plastic which is a mixture of various plastics. We proposed a thermal decomposition device for plastics that reuses the remaining so-called high-grade plastics (polyethylene, polypropylene, polystyrene, etc.) after recycling them, except for polyvinyl chloride, which is not suitable for recycling.
【0004】このプラスチックの熱分解装置は、図3に
示すように、バーナ(63)により加熱される加熱炉(61)内
に配置されかつプラスチック供給管(64)および撹拌機(6
5)を備えた熱分解反応器(62)と、熱分解反応器(62)内で
発生した熱分解ガスを軽質分に分解する改質塔(66)と、
改質塔(66)に通された分解ガスより重質油分を分離する
KOポット(67)と、重質油分が除かれた分解ガスを冷却
する凝縮器(68)と、凝縮器(68)において得られた軽質油
分の一部をバーナ(63)の燃料用に貯蔵する燃料タンク(6
9)と、残りの軽質油分を回収油タンクに送る回収油排出
管(70)と、未凝縮のオフガスを水洗する水洗塔(71)と、
オフガスタンク(72)と、オフガス焼却炉(73)と、熱分解
反応器(62)内の溶融液を定期的にあるいは随時に抜き出
すための溶融液抜出し手段(74)とを備えている。As shown in FIG. 3, this plastic thermal decomposition apparatus is arranged in a heating furnace (61) heated by a burner (63) and has a plastic supply pipe (64) and an agitator (6).
Pyrolysis reactor (62) equipped with 5), a reforming tower (66) for decomposing the pyrolysis gas generated in the pyrolysis reactor (62) into light components,
A KO pot (67) for separating heavy oil from the cracked gas passed through the reforming tower (66), a condenser (68) for cooling the cracked gas from which the heavy oil has been removed, and a condenser (68) A fuel tank (6) that stores a portion of the light oil obtained in
9), a recovered oil discharge pipe (70) for sending the remaining light oil to the recovered oil tank, and a washing tower (71) for washing uncondensed off gas with water,
An off-gas tank (72), an off-gas incinerator (73), and a melt extracting means (74) for extracting the melt in the thermal decomposition reactor (62) regularly or at any time are provided.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、プラスチッ
クの熱分解において、原料となるプラスチックは、通常
産業廃棄物としてプラスチック生産業者から排出された
ものや、分別ごみとして排出されたものが多い。これら
の原料プラスチックには、無機質分が多量に含まれてい
るものがある。例えば、自動車バンパーには、Si、M
gを主成分とし、Ca、Feを含む約10%の無機質が
含まれており、プラスチック製茶碗には、Caを主成分
とする約40%の無機質が含まれている。これらの無機
質を含むプラスチックを原料とすると、無機質が熱分解
反応器内に徐々に蓄積していく。そして、熱分解反応器
内の溶融液のスラリー濃度が40%を越えると、熱分解
反応器内の伝熱効率が極端に低下し、しかも熱分解反応
器の底にコーキングが発生するという問題が生じる。し
たがって、溶融液を定期的にあるいは随時に抜き出すこ
とが必要であり、抜き出した溶融液は別途焼却処理して
いた。By the way, in the thermal decomposition of plastics, most of the plastics used as raw materials are usually discharged as industrial wastes from plastic producers or as separated wastes. Some of these raw material plastics contain a large amount of inorganic matter. For example, for automobile bumpers, Si, M
Approximately 10% of minerals containing g and Ca and Fe are contained, and the plastic bowl contains approximately 40% of minerals containing Ca as the main component. When plastics containing these minerals are used as a raw material, the minerals gradually accumulate in the thermal decomposition reactor. When the slurry concentration of the molten liquid in the thermal decomposition reactor exceeds 40%, the heat transfer efficiency in the thermal decomposition reactor is extremely reduced, and further, coking occurs at the bottom of the thermal decomposition reactor. . Therefore, it is necessary to withdraw the molten liquid regularly or at any time, and the withdrawn molten liquid has been separately incinerated.
【0006】また、図3に示したプラスチックの熱分解
装置では、バーナの燃料として、回収油または灯油等を
使用しており、エネルギー回収効率から考えて非常に効
率の悪いプロセスであった。Further, in the plastic thermal decomposition apparatus shown in FIG. 3, recovered oil or kerosene is used as the fuel for the burner, which is a very inefficient process considering the energy recovery efficiency.
【0007】この発明の目的は、上記の点に鑑み、伝熱
効率の低下およびコーキングの発生の原因となる熱分解
反応器内の溶融液を抜き出すとともに、抜き出した溶融
液を有効に利用することにより、エネルギー回収効率が
優れたプラスチックの熱分解装置を提供することにあ
る。In view of the above points, an object of the present invention is to extract a molten liquid in a thermal decomposition reactor which causes reduction of heat transfer efficiency and occurrence of coking, and to effectively utilize the extracted molten liquid. , To provide a thermal decomposition device for plastics having excellent energy recovery efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明によるプラスチ
ックの熱分解装置は、プラスチックを溶融させるととも
に熱分解させる熱分解反応器と、熱分解反応器で発生し
た熱分解ガスを凝縮する凝縮器と、熱分解反応器内の溶
融液の一部を抜き出す溶融液抜出し手段と、抜き出され
た溶融液の貯留タンクと、貯留タンク内の溶融液を燃焼
させ燃焼ガスを熱分解反応器の加熱源として供給する溶
融液燃焼炉とを備えているものである。A thermal decomposition apparatus for plastics according to the present invention comprises a thermal decomposition reactor for melting and thermal decomposition of plastic, a condenser for condensing thermal decomposition gas generated in the thermal decomposition reactor, Molten liquid extracting means for extracting a part of the molten liquid in the thermal decomposition reactor, a storage tank for the extracted molten liquid, and burning the molten liquid in the storage tank to use combustion gas as a heating source for the thermal decomposition reactor. And a melt-burning furnace for supply.
【0009】溶融液燃焼炉が、溶融液散布用ノズルと、
ノズルの下方に設けられた燃焼床と、燃焼床面に空気を
供給する空気ヘッダと、燃焼炉内加熱用バーナとを備え
ていることが好ましい。The melt combustion furnace has a nozzle for spraying the melt,
It is preferable to include a combustion bed provided below the nozzle, an air header for supplying air to the combustion floor surface, and a burner for heating in the combustion furnace.
【0010】溶融液抜出し手段が、溶融液撹拌器の中空
状垂直回転軸内に配置された吸引管と、吸引管に接続さ
れた吸引タンクとを備えていることがある。The melt extracting means may include a suction pipe arranged in the hollow vertical rotation shaft of the melt agitator, and a suction tank connected to the suction pipe.
【0011】溶融液抜出し手段が、熱分解反応器の底部
に配置された残渣物沈殿管と、残渣物沈殿管に接続され
た溶融液抜出しポンプとを備えていることがある。The melt extracting means may be provided with a residue settling pipe arranged at the bottom of the pyrolysis reactor and a melt extracting pump connected to the residue settling tube.
【0012】凝縮器の未凝縮ガス分を燃焼炉内加熱用バ
ーナの燃料として供給するオフガス供給管を備えている
ことが好ましい。It is preferable to provide an off-gas supply pipe for supplying the uncondensed gas of the condenser as fuel for the burner for heating in the combustion furnace.
【0013】[0013]
【作用】この発明のプラスチックの熱分解装置によれ
ば、伝熱効率の低下およびコーキングの発生の原因とな
る溶融液が抜き出されるので、長時間の連続運転が可能
となる。また、熱分解反応器の加熱源として、熱分解反
応器内の溶融液を使用しているので、外部燃料が不要で
あり、エネルギー効率が大きい。According to the plastic thermal decomposition apparatus of the present invention, the molten liquid that causes the decrease in heat transfer efficiency and the occurrence of coking is extracted, so that continuous operation for a long time becomes possible. Further, since the molten liquid in the thermal decomposition reactor is used as the heating source of the thermal decomposition reactor, no external fuel is required and the energy efficiency is high.
【0014】溶融液は、熱分解反応器中で廃プラスチッ
クが分解し、ガソリン、灯油、軽油相等分が抽出された
後の残渣であり、発熱量は、処理前の廃プラスチック発
熱量約10000kcal/kgに比べて約半分に低下
し、スラリー粘度100〜250cpの比較的安定した
液状物となっている。したがって、例えば液体噴霧燃焼
方式等の公知の燃焼方式による焼却が可能である。The melt is a residue after the waste plastic is decomposed in the thermal decomposition reactor and the gasoline, kerosene, and light oil phase equal parts are extracted, and the calorific value is the calorific value of the waste plastic before treatment of about 10,000 kcal / It is about half that of kg, and is a relatively stable liquid substance having a slurry viscosity of 100 to 250 cp. Therefore, it is possible to incinerate by a known combustion method such as a liquid spray combustion method.
【0015】溶融液燃焼炉が、溶融液散布用ノズルと、
ノズルの下方に設けられた燃焼床と、燃焼床面に空気を
供給する空気ヘッダと、燃焼炉内加熱用バーナとを備え
ているものでは、溶融液中の無機物質が燃焼してできた
灰が、燃焼床面で捕捉されて回収できるので、無機物質
が熱分解反応器、加熱炉内および煙道に付着して、伝熱
効率を低下させる心配が全くない。The melt burning furnace has a nozzle for spraying the melt,
With a combustion bed provided below the nozzle, an air header for supplying air to the combustion floor surface, and a burner for heating in the combustion furnace, the ash formed by burning the inorganic substance in the melt However, since it can be captured and recovered on the surface of the combustion bed, there is no fear that the inorganic substance adheres to the pyrolysis reactor, the inside of the heating furnace and the flue to lower the heat transfer efficiency.
【0016】凝縮器の未凝縮ガス分を燃焼炉内加熱用バ
ーナの燃料として供給するオフガス供給管を備えている
ものでは、さらにエネルギー効率が大きくなる。The energy efficiency is further increased in the case where the off-gas supply pipe for supplying the uncondensed gas component of the condenser as the fuel for the burner for heating in the combustion furnace is provided.
【0017】[0017]
【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1はこの発明によるプラスチックの熱分
解装置を示す。FIG. 1 shows a plastic thermal decomposition apparatus according to the present invention.
【0019】図1において、プラスチックの熱分解装置
は、廃プラスチック(36)を溶融させるとともに熱分解さ
せる熱分解反応器(3) と、熱分解反応器(3) 内から抜き
出された溶融液を燃焼させて熱分解反応器(3) の加熱源
とする溶融液燃焼炉(23)とを備えている。In FIG. 1, a thermal decomposition apparatus for plastics comprises a thermal decomposition reactor (3) for melting and thermally decomposing waste plastic (36) and a molten liquid extracted from the thermal decomposition reactor (3). And a melt combustion furnace (23) which is used as a heat source for the thermal decomposition reactor (3).
【0020】熱分解反応器(3) は、加熱炉(1) 内に配置
されており、加熱炉(1) には、溶融液燃焼炉(23)内の燃
焼ガスの煙道(24)が接続されるとともに、スタート時の
加熱用等に使用されるオフガスバーナ(2) が設けられて
いる。熱分解反応器(3) の底面は中央部で下方に凹んだ
凹球面状となっている。熱分解反応器(3) には、原料の
廃プラスチック(36)を供給する原料ホッパ(8) と、熱分
解ガスの排出管(4) とが設けられている。排出管(4)
は、改質塔(11)に接続されている。改質塔(11)には、熱
分解ガスをさらに低炭素鎖の炭化水素に分解する触媒層
(10)が設けられている。熱分解反応器(3) の加熱用とし
て使用された燃焼排ガスは改質塔(11)の煙突(12)より廃
棄される。改質塔(11)は、KOポット(13)を介して凝縮
器(14)に接続されている。KOポット(13)を経て凝縮器
(14)内に導入された分解ガスは冷却されて凝縮し、凝縮
分すなわち高品位の回収油は、回収油移送ポンプ(15)に
より、回収油タンク(16)に送られてここに貯蔵される。
一方、凝縮器(14)内において凝縮されなかった未凝縮ガ
スは、オフガスタンク(17)に送られ、さらに、バーナ(1
8)を備えたオフガス焼却炉(19)に送られて、ここで焼却
される。The pyrolysis reactor (3) is arranged in the heating furnace (1), and the heating furnace (1) has a flue (24) for combustion gas in the melt combustion furnace (23). An off gas burner (2) is provided that is connected and used for heating at the start. The bottom surface of the pyrolysis reactor (3) has a concave spherical shape that is recessed downward at the center. The pyrolysis reactor (3) is provided with a raw material hopper (8) for supplying the raw plastic waste (36) and a pyrolysis gas discharge pipe (4). Discharge pipe (4)
Are connected to the reforming tower (11). The reforming tower (11) has a catalyst layer for further decomposing the pyrolysis gas into low carbon chain hydrocarbons.
(10) is provided. The combustion exhaust gas used for heating the pyrolysis reactor (3) is discarded from the chimney (12) of the reforming tower (11). The reforming tower (11) is connected to the condenser (14) via the KO pot (13). Condenser via KO pot (13)
The cracked gas introduced into (14) is cooled and condensed, and the condensed component, that is, high-quality recovered oil is sent to the recovered oil tank (16) by the recovered oil transfer pump (15) and stored there. It
On the other hand, uncondensed gas that has not been condensed in the condenser (14) is sent to the off-gas tank (17) and further burner (1
It is sent to an off-gas incinerator (19) equipped with 8) where it is incinerated.
【0021】撹拌機(5) は、熱分解反応器(3) の蓋を貫
通した中空状の垂直回転軸(6) を備えており、垂直回転
軸(6) は、図示省略したが、歯車を介して駆動モータに
連結されている。The stirrer (5) is provided with a hollow vertical rotary shaft (6) penetrating the lid of the thermal decomposition reactor (3). Is connected to the drive motor via.
【0022】垂直回転軸(6) 内に吸引管(7) が配置され
ている。吸引管(7) の上端部は垂直回転軸(6) の上端よ
りも上方に伸びており、吸引管(7) の下端は垂直回転軸
(6)の下端とほぼ同一高さ位置にある。吸引管(7) は、
導管(32)を介して吸引タンク(20)に接続されている。吸
引タンク(20)内は図示省略したポンプにより吸気されて
いる。そして、吸引管(7) 、導管(32)および吸引タンク
(20)により溶融液抜出し用手段(31)が構成され、これに
より、熱分解反応器(3) の底面中央部の溶融液(37)が抜
き出される。A suction pipe (7) is arranged in the vertical rotation shaft (6). The upper end of the suction pipe (7) extends above the upper end of the vertical rotary shaft (6), and the lower end of the suction pipe (7) extends vertically.
It is almost at the same height as the bottom edge of (6). The suction tube (7)
It is connected to the suction tank (20) via a conduit (32). The inside of the suction tank (20) is sucked by a pump (not shown). And suction pipe (7), conduit (32) and suction tank
The melt discharge means (31) is constituted by (20), whereby the melt (37) at the center of the bottom surface of the thermal decomposition reactor (3) is discharged.
【0023】吸引タンク(20)は溶融液貯留タンク(21)に
接続されている。溶融液貯留タンク(21)は温度が低下し
ないように電気ヒータ等で強制保温されている。溶融液
貯留タンク(21)内の溶融液は、ポンプ(22)により溶融液
燃焼炉(23)に送られる。溶融液貯留タンク(21)から溶融
液燃焼炉(23)に至る導管の途中にはフィルタ(30)が設け
られており、溶融液(37)中に蓄積された金属、ガラス等
の異物がここで除去される。The suction tank (20) is connected to the melt storage tank (21). The melt storage tank (21) is forcibly kept warm by an electric heater or the like so that the temperature does not drop. The melt in the melt storage tank (21) is sent to the melt combustion furnace (23) by the pump (22). A filter (30) is provided in the middle of the conduit from the melt storage tank (21) to the melt combustion furnace (23), and foreign substances such as metal and glass accumulated in the melt (37) Will be removed.
【0024】溶融液燃焼炉(23)は、溶融液散布用ノズル
(25)と、ノズル(25)の下方に設けられた燃焼床(26)と、
燃焼床(26)面に空気を供給する空気ヘッダ(27)と、燃焼
床(26)下方に設けられた燃焼灰排出装置(28)と、燃焼炉
内加熱用バーナ(29)とを備えている。The melt burning furnace (23) is a nozzle for spraying the melt.
(25) and a combustion bed (26) provided below the nozzle (25),
An air header (27) for supplying air to the surface of the combustion bed (26), a combustion ash discharging device (28) provided below the combustion bed (26), and a burner (29) for heating in the combustion furnace. There is.
【0025】このような構成において、廃プラスチック
(36)は、一対のボール弁(9) を交互に作動させることに
より、ホッパー(8) より熱分解反応器(3) に供給され
る。このプラスチック(36)は、溶融液燃焼炉(23)の燃焼
熱により加熱、溶融され、溶融液(37)となる。ここで、
反応を促進するために、熱分解反応器(3) 内の溶融液(3
7)を撹拌器(5) により撹拌する。例えばポリプロピレン
系プラスチックでは、390〜400℃に加熱された溶
融液(37)と撹拌器とによって均一に混合され、分解蒸発
する。このとき発生する熱分解ガスは炭素数1〜40の
炭化水素ガスを主成分とするものであり、排出管(4) を
通って改質塔(11)に送られ、ここで触媒層(10)によって
さらに低炭素鎖の炭化水素に分解され、分解ガス送り管
(34)によりKOポット(13)に送られる。KOポット(13)
では、重質油分が分離され、この重質油分は重質油戻し
管(35)により熱分解反応器(3) に戻される。重質油分が
除かれた分解ガスは、凝縮器(14)に送られここで冷却さ
れて凝縮させられ、軽質油として回収される。回収油は
回収油移送ポンプ(15)で回収油タンク(16)に送られる。
凝縮器(14)において凝縮できなかった未凝縮ガス分は、
平均分子量32のプロピレン系可燃オフガスで、オフガ
スタンク(17)に貯留される。オフガスタンク(17)には、
未凝縮ガス分を燃焼炉内加熱用バーナ(29)の燃料として
供給するためのオフガス供給管(33)が設けられており、
オフガスの循環利用が図られている。このオフガス供給
管(33)は、熱分解反応器(3) の加熱炉(1) に付属の追焚
きバーナ(2) にも接続されている。燃焼炉内加熱用バー
ナ(29)および加熱炉(1) の追焚きバーナ(2) によって燃
焼し切れない過剰オフガス分は、オフガス焼却炉(19)付
属のバーナ(18)によって焼却処分される。In such a structure, waste plastic
(36) is supplied from the hopper (8) to the thermal decomposition reactor (3) by alternately operating the pair of ball valves (9). The plastic (36) is heated and melted by the combustion heat of the melt combustion furnace (23) to become a melt (37). here,
In order to accelerate the reaction, the melt (3
Stir 7) with a stirrer (5). For example, in polypropylene plastics, the melt (37) heated to 390 to 400 ° C. is uniformly mixed with a stirrer and decomposed and evaporated. The pyrolysis gas generated at this time is mainly composed of a hydrocarbon gas having 1 to 40 carbon atoms and is sent to the reforming tower (11) through the discharge pipe (4) where the catalyst layer (10 ) Further decomposes into low carbon chain hydrocarbons, and the cracked gas feed pipe
It is sent to the KO pot (13) by (34). KO pot (13)
Then, the heavy oil is separated, and the heavy oil is returned to the pyrolysis reactor (3) through the heavy oil return pipe (35). The cracked gas from which heavy oil has been removed is sent to the condenser (14) where it is cooled and condensed, and is recovered as light oil. The recovered oil is sent to the recovered oil tank (16) by the recovered oil transfer pump (15).
The uncondensed gas that could not be condensed in the condenser (14) is
Propylene-based combustible off-gas having an average molecular weight of 32 is stored in the off-gas tank (17). The off gas tank (17)
An off-gas supply pipe (33) is provided for supplying uncondensed gas as fuel for the burner (29) for heating in the combustion furnace,
The off gas is being circulated and used. The off-gas supply pipe (33) is also connected to the reheating burner (2) attached to the heating furnace (1) of the pyrolysis reactor (3). Excessive offgas that cannot be completely burned by the burner (29) for heating in the combustion furnace and the additional burner (2) of the heating furnace (1) is incinerated by the burner (18) attached to the offgas incinerator (19).
【0026】一方、廃プラスチック(36)には、通常2〜
4%の無機質添加剤が含有されているので、熱分解反応
器(3) 中の溶融液(37)中には、この無機物質が次第に蓄
積されていく。そのため、溶融液(37)の粘度上昇による
伝熱効率の低下およびこれに起因する油化分解率の低下
が起こり、さらにこれが進むと熱分解反応器(3) の底に
コーキングが発生し、油化効率が極端に落ちるという問
題が生じる。これを防止するには、この溶融液(37)の一
定割合の抜出しが必要であり、この装置においては、溶
融液撹拌器(5) の中空状垂直回転軸(6) 内に配置された
吸引管(7) と、吸引管(7) に接続された吸引タンク(20)
とにより、熱分解反応器(3) 内の溶融液(37)が抜き出さ
れている。抜き出された溶融液は、貯留タンク(21)に一
旦貯えられて、溶融液燃焼炉(23)の燃料として有効利用
される。On the other hand, the waste plastic (36) usually contains 2 to
Since it contains 4% of inorganic additive, this inorganic substance is gradually accumulated in the melt (37) in the thermal decomposition reactor (3). As a result, the heat transfer efficiency decreases due to the increase in the viscosity of the melt (37) and the oil decomposition rate decreases due to this, and if this progresses further, coking occurs at the bottom of the thermal decomposition reactor (3) and oil conversion occurs. The problem arises that the efficiency drops extremely. In order to prevent this, a certain proportion of the melt (37) must be withdrawn, and in this device, suction is placed inside the hollow vertical rotary shaft (6) of the melt agitator (5). Pipe (7) and suction tank (20) connected to the suction pipe (7)
The molten liquid (37) in the thermal decomposition reactor (3) is extracted by. The extracted molten liquid is once stored in the storage tank (21) and is effectively used as fuel in the molten liquid combustion furnace (23).
【0027】溶融液燃焼炉(23)は、未凝縮ガス分を燃料
とするバーナ(29)により強制加熱されているので、高温
雰囲気中にあり、溶融液ノズル(25)より溶融液を燃焼床
(26)上に均一に散布するとともに、空気ヘッダ(27)より
空気を燃焼床(26)面より均一に供給することにより、円
滑に溶融液を焼却できる。このとき無機質分は灰分とな
り、排出装置(28)より炉(23)外へ無害化排出される。一
方溶融液が燃焼して生じた燃焼ガスは、煙道(24)により
熱分解反応器(3) の加熱炉(1) に炉へ送られ、プラスチ
ック(36)の溶融および熱分解のための加熱源となる。熱
分解反応器(3)の加熱炉(1) は、溶融液燃焼炉(23)の2
次燃焼室となり、ここでカーボン、CO等が再燃焼され
ることになり、燃焼効率が極めて高いものとなる。Since the melt combustion furnace (23) is forcibly heated by the burner (29) which uses uncondensed gas as a fuel, it is in a high temperature atmosphere, and the melt is injected from the melt nozzle (25) into the combustion bed.
The molten liquid can be smoothly incinerated by uniformly spraying it onto the (26) and by supplying air evenly from the combustion bed (26) surface from the air header (27). At this time, the inorganic matter becomes ash and is harmlessly discharged from the discharge device (28) to the outside of the furnace (23). On the other hand, the combustion gas generated by the combustion of the molten liquid is sent to the heating furnace (1) of the thermal decomposition reactor (3) by the flue (24) and is used for melting and thermal decomposition of the plastic (36). It becomes a heating source. The heating furnace (1) of the pyrolysis reactor (3) is the same as that of the melt combustion furnace (23).
It becomes the next combustion chamber where carbon, CO, etc. are recombusted, and the combustion efficiency becomes extremely high.
【0028】以上のように本発明によるプラスチックの
熱分解装置では、溶融液および未凝縮ガス分という自己
燃料による熱分解方式であり、エネルギー回収率の高い
ものである。As described above, the plastic thermal decomposition apparatus according to the present invention uses the self-fuel of the molten liquid and the uncondensed gas, and has a high energy recovery rate.
【0029】表1に、ポリプロピレン系の廃プラスチッ
クの油化および溶融液燃焼熱回収時の物質収支および熱
収支を示す。Table 1 shows the material balance and the heat balance when the waste plastic heat of the polypropylene type is recovered and the heat of the melt combustion is recovered.
【0030】[0030]
【表1】 表1よりわかるように、廃プラスチック処理量は、1ト
ン/hで、回収油は廃プラスチック投入量の65%、排
気オフガスは投入量の4%で、非常に回収効率の良い収
支となっている。なお、排出灰は投入量の7.5%(7
5kg/h)で、白色さらさらの灰であった。表1にお
いて、燃焼Ig-loss (イグ−ロス)残とは、試料を磁性
のルツボに入れて600〜800℃の電気炉内にて、酸
化雰囲気で加熱燃焼させ、このときの燃焼残量(ほとん
どが無機質の灰分)の重量%をいうものであり、投入プ
ラスチック中の灰分は、800℃電気炉内での燃焼Ig-l
oss 残分析値が7.5%であり、この灰分量を差し引い
たプラスチック量に換算すると、純プラスチック投入量
は925kg、油回収量は投入量の70%になることが
分かる。所要熱量は、溶融液の発熱量175kg/h
と、有効利用されるオフガスの発熱量60kg/hとに
よってまかなわれ、熱収支概算は、投入廃プラスチック
量のわずか4%で、他のオフガスおよび抜出し溶融液は
すべて自己加熱のために消費するので、エネルギーの回
収効率が高いプロセスであるといえる。[Table 1] As can be seen from Table 1, the processing amount of waste plastic is 1 ton / h, the recovered oil is 65% of the input amount of waste plastic, and the exhaust off-gas is 4% of the input amount. There is. The ash discharged is 7.5% of the input (7
5 kg / h) and was a white, free-flowing ash. In Table 1, the combustion Ig-loss residue means that the sample is put in a magnetic crucible and heated and burned in an oxidizing atmosphere in an electric furnace at 600 to 800 ° C. Most of the ash content is inorganic ash), and the ash content in the input plastic is the combustion Ig-l in an 800 ° C electric furnace.
The oss residual analysis value is 7.5%, and when converted to the plastic amount by subtracting this ash amount, it is found that the pure plastic input amount is 925 kg and the oil recovery amount is 70% of the input amount. The required amount of heat is 175 kg / h
And the amount of heat generated by the off gas that is effectively used is 60 kg / h. The heat balance is estimated to be only 4% of the amount of waste plastic input, and all the other off gas and the molten melt extracted are consumed for self-heating. It can be said that this is a process with high energy recovery efficiency.
【0031】また、溶融液は、熱分解反応器中で廃プラ
スチックが分解し、ガソリン、灯油、経由相当分が抽出
された後の残渣であり、さらに発熱量は、スラリー濃度
が30〜40%の溶融液で、5000〜6000kca
l/kgと低く、処理前の廃プラスチック発熱量約10
000kcal/kgに比べて約半分に低下している。
そして、この溶融液は、スラリー粘度100〜250c
pの比較的安定した液状物である。このことから、通常
の液体噴霧燃焼方式による噴霧燃焼が可能で、発熱量も
低いことから、溶融液燃焼炉の損傷もなく、燃焼過程に
おける局部酸素不足による黒煙発生が比較的少ない。The melt is a residue after the waste plastic is decomposed in the pyrolysis reactor and gasoline, kerosene, and the corresponding amount are extracted, and the calorific value is a slurry concentration of 30 to 40%. Melt of 5000-6000 kca
Low as 1 / kg, heat value of waste plastic before treatment is about 10
It is about half that of 000 kcal / kg.
And this melt has a slurry viscosity of 100 to 250 c.
p is a relatively stable liquid substance. From this, the spray combustion by the normal liquid spray combustion method is possible, and since the calorific value is low, the melt combustion furnace is not damaged, and the black smoke generation due to the lack of local oxygen in the combustion process is relatively small.
【0032】したがって、従来の直接廃プラスチックを
燃焼させる方式に比べて、黒煙の発生が抑えられる、噴
霧液滴燃焼が可能である、炉内局部高温部の発生がな
く、炉の損傷やシンタリングおよびクリンカーの発生が
ない等の特徴を有している。Therefore, as compared with the conventional method of directly burning waste plastic, generation of black smoke is suppressed, spray droplet combustion is possible, there is no generation of local high temperature part in the furnace, and damage to the furnace or sintering It has features such as no generation of rings and clinker.
【0033】また、熱分解反応器内の溶融液中には、廃
プラスチック未分解物、発生コーク(カーボン)および
無機物質が含まれており、そのままでは無害化投棄が難
しいが、溶融液燃焼炉内で発生する灰は、タルク(S
i、Mg)、石灰(Ca)その他Fe等で、無害化投棄
が可能である。Further, the melt in the thermal decomposition reactor contains undecomposed waste plastic, generated coke (carbon) and inorganic substances, and it is difficult to detoxify and discard as it is, but the melt combustion furnace The ash generated inside is talc (S
i, Mg), lime (Ca), Fe and the like can be used for detoxification and dumping.
【0034】なお、図1に示した溶融液燃焼炉(23)は、
いわゆる溶融液散布床燃焼方式のもので、溶融液中の無
機物質が燃焼してできた灰が、燃焼床(26)面で捕捉され
て回収できるので、無機物質が熱分解反応器(3) 、加熱
炉(1) 内および煙道(24)に付着して、伝熱効率を低下さ
せる心配が全くない。ただし、溶融液散布床燃焼方式の
溶融液燃焼炉の代わりに、公知の噴霧燃焼方式の溶融液
燃焼炉を使用しても勿論よい。The melt combustion furnace (23) shown in FIG.
With the so-called melt-spray bed combustion method, the ash formed by burning the inorganic substances in the melt can be captured and recovered on the surface of the combustion bed (26), and the inorganic substances are pyrolyzed in the reactor (3). , There is no concern that it will adhere to the inside of the heating furnace (1) and the flue (24) and reduce the heat transfer efficiency. However, as a matter of course, a known spray combustion type melt liquid combustion furnace may be used instead of the melt liquid spread bed combustion type melt liquid combustion furnace.
【0035】図2に、熱分解反応器(3) 内の溶融液を抜
出す溶融液抜出し手段(41)の他の実施例を示す。この実
施例の溶融液抜出し手段(41)は、熱分解反応器(3) の底
面中央部に配置され加熱炉(1) の底壁を貫通して下方に
のびる残渣物沈殿管(42)と、残渣物沈殿管(42)に接続さ
れた溶融液抜出しポンプ(43)とを備えている。加熱炉
(1) の底壁には、残渣物沈殿管(42)の周りを取り囲む筒
状突出部(44)が設けられており、残渣物沈殿管(42)の均
一加熱が図られている。残渣物沈殿管(42)を介して抜き
出された溶融液は、溶融液燃焼炉(23)の燃料として使用
するために溶融液貯留タンク(21)に送られるが、一部
は、熱分解反応器(3) に戻される。FIG. 2 shows another embodiment of the melt discharge means (41) for discharging the melt in the thermal decomposition reactor (3). The melt withdrawing means (41) of this embodiment is arranged in the center of the bottom surface of the pyrolysis reactor (3) and a residue settling pipe (42) extending downward through the bottom wall of the heating furnace (1). And a melt discharge pump (43) connected to the residue settling pipe (42). heating furnace
The bottom wall of (1) is provided with a cylindrical projecting portion (44) surrounding the residue settling tube (42) to ensure uniform heating of the residue settling tube (42). The melt extracted through the residue settling pipe (42) is sent to the melt storage tank (21) for use as fuel in the melt combustion furnace (23), but part of it is pyrolyzed. Returned to the reactor (3).
【0036】[0036]
【発明の効果】この発明のプラスチックの熱分解装置に
よれば、伝熱効率の低下およびコーキングの発生の原因
となる溶融液が抜き出されるので、長時間の連続運転が
可能となる。また、熱分解反応器の加熱源として、熱分
解反応器内の溶融液を使用しているので、外部燃料が不
要であり、エネルギー効率が大きい。According to the plastic thermal decomposition apparatus of the present invention, the molten liquid that causes the decrease in heat transfer efficiency and the occurrence of coking is extracted, so that continuous operation for a long time becomes possible. Further, since the molten liquid in the thermal decomposition reactor is used as the heating source of the thermal decomposition reactor, no external fuel is required and the energy efficiency is high.
【0037】溶融液燃焼炉内で発生する灰は、タルク
(Si、Mg)、石灰(Ca)その他Fe等で、無害化
投棄が可能である。The ash generated in the melt burning furnace is talc (Si, Mg), lime (Ca), Fe, etc., and can be detoxified and discarded.
【0038】また、溶融液は、例えば液体噴霧燃焼方式
等の公知の燃焼方式による燃焼が可能であるから、廃プ
ラスチックを直接燃焼する方式に比べて、溶融液燃焼炉
の損傷もなく、燃焼過程における局部酸素不足による黒
煙発生が比較的少ないものとなる。Further, since the molten liquid can be burned by a known burning method such as a liquid spray burning method, compared with the method of directly burning the waste plastic, there is no damage to the molten liquid combustion furnace and the burning process The generation of black smoke due to local oxygen deficiency is relatively small.
【0039】溶融液燃焼炉が、溶融液散布用ノズルと、
ノズルの下方に設けられた燃焼床と、燃焼床面に空気を
供給する空気ヘッダと、燃焼炉内加熱用バーナとを備え
ているものでは、溶融液中の無機物質が燃焼してできた
灰が、燃焼床面で捕捉されて回収できるので、無機物質
が熱分解反応器、加熱炉内および煙道に付着して、伝熱
効率を低下させる心配が全くない。The melt burning furnace has a nozzle for spraying the melt,
With a combustion bed provided below the nozzle, an air header for supplying air to the combustion floor surface, and a burner for heating in the combustion furnace, the ash formed by burning the inorganic substance in the melt However, since it can be captured and recovered on the surface of the combustion bed, there is no fear that the inorganic substance adheres to the pyrolysis reactor, the inside of the heating furnace and the flue to lower the heat transfer efficiency.
【0040】凝縮器の未凝縮ガス分を燃焼炉内加熱用バ
ーナの燃料として供給するオフガス供給管を備えている
ものでは、さらにエネルギー効率が大きくなる。The energy efficiency is further increased in the case where the off-gas supply pipe for supplying the uncondensed gas content of the condenser as the fuel for the burner for heating in the combustion furnace is provided.
【図1】この発明の実施例の熱分解装置を示すフロー図
で、要部を垂直断面図で示している。FIG. 1 is a flow chart showing a thermal decomposition apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a main portion is shown in a vertical sectional view.
【図2】この発明の実施例の熱分解装置の変形例を示す
垂直断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view showing a modified example of the thermal decomposition apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図3】従来の熱分解装置を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a conventional thermal decomposition apparatus.
(3) 熱分解反応器 (5) 撹拌器 (7) 吸引管 (14) 凝縮器 (20) 吸引タンク (21) 燃焼用溶融液貯留タンク (23) 溶融液燃焼炉 (25) 溶融液散布用ノズル (26) 燃焼床 (27) 空気ヘッダ (29) 燃焼炉内加熱用バーナ (31) 溶融液抜出し手段 (33) オフガス供給管 (41) 溶融液抜出し手段 (42) 残渣物沈殿管 (43) 溶融液抜出しポンプ (3) Pyrolysis reactor (5) Stirrer (7) Suction pipe (14) Condenser (20) Suction tank (21) Combustion melt storage tank (23) Melt combustion furnace (25) Dispersion of melt Nozzle (26) Combustion bed (27) Air header (29) Burner for heating in combustion furnace (31) Melt liquid extraction means (33) Off-gas supply pipe (41) Melt liquid extraction device (42) Residue settling pipe (43) Melt extraction pump
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10J 3/00 ZAB A (72)発明者 長井 健一 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location C10J 3/00 ZAB A (72) Inventor Kenichi Nagai 5-3-28 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka, Hitachi Shipbuilding Co. In the company
Claims (5)
熱分解させる熱分解反応器(3) と、熱分解反応器(3) で
発生した熱分解ガスを凝縮する凝縮器(14)と、熱分解反
応器(3) 内の溶融液(37)の一部を抜き出す溶融液抜出し
手段(31)(41)と、抜き出された溶融液の貯留タンク(21)
と、貯留タンク(21)内の溶融液を燃焼させ燃焼ガスを熱
分解反応器(3) の加熱源として供給する溶融液燃焼炉(2
3)とを備えているプラスチックの熱分解装置。1. A thermal decomposition reactor (3) for melting and thermally decomposing a plastic (36), a condenser (14) for condensing the thermal decomposition gas generated in the thermal decomposition reactor (3), and thermal decomposition. Melt liquid extraction means (31) (41) for extracting a part of the melt liquid (37) in the reactor (3), and a storage tank (21) for the extracted melt liquid
And a melt combustion furnace (2) that burns the melt in the storage tank (21) and supplies the combustion gas as a heating source for the pyrolysis reactor (3).
3) Plastic pyrolysis device with and.
ル(25)と、ノズル(25)の下方に設けられた燃焼床(26)
と、燃焼床(26)面に空気を供給する空気ヘッダ(27)と、
燃焼炉内加熱用バーナ(29)とを備えていることを特徴と
する請求項1記載のプラスチックの熱分解装置。2. A melt combustion furnace (23) comprising a melt spray nozzle (25) and a combustion bed (26) provided below the nozzle (25).
And an air header (27) that supplies air to the combustion bed (26) surface,
The thermal decomposition apparatus for plastics according to claim 1, further comprising a burner (29) for heating the inside of the combustion furnace.
(5) の中空状垂直回転軸(6) 内に配置された吸引管(7)
と、吸引管(7) に接続された吸引タンク(20)とを備えて
いることを特徴とする請求項1記載のプラスチックの熱
分解装置。3. The melt extracting means (31) is a melt agitator.
Suction tube (7) located inside the hollow vertical shaft (6) of (5)
And a suction tank (20) connected to the suction pipe (7).
(3) の底部に配置された残渣物沈殿管(42)と、残渣物沈
殿管(42)に接続された溶融液抜出しポンプ(43)とを備え
ていることを特徴とする請求項1記載のプラスチックの
熱分解装置。4. A melt decomposition means (41) is a thermal decomposition reactor.
The residue settling pipe (42) arranged at the bottom of (3), and a melt discharge pump (43) connected to the residue settling pipe (42). Plastic pyrolyzer.
熱用バーナ(29)の燃料として供給するオフガス供給管(3
3)を備えていることを特徴とする請求項2記載のプラス
チックの熱分解装置。5. An off-gas supply pipe (3) for supplying the uncondensed gas component of the condenser (14) as fuel for the burner (29) for heating in the combustion furnace.
3. The plastic thermal decomposition apparatus according to claim 2, further comprising 3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28779394A JP2958610B2 (en) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | Plastic pyrolysis equipment |
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JPH08143872A true JPH08143872A (en) | 1996-06-04 |
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JP (1) | JP2958610B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008249199A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Plastic-containing waste processing device and method |
JP2008297470A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toshiba Corp | Thermal decomposition oil recovery system |
ES2402644A2 (en) * | 2011-08-08 | 2013-05-07 | Antonio Pasalodos Cabrero | Processing plant of urban and industrial waste for production of fuels through termo solar reactor. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP28779394A patent/JP2958610B2/en not_active Expired - Fee Related
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ES2402644A2 (en) * | 2011-08-08 | 2013-05-07 | Antonio Pasalodos Cabrero | Processing plant of urban and industrial waste for production of fuels through termo solar reactor. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
ES2402644R1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-07-23 | Cabrero Antonio Pasalodos | URBAN AND INDUSTRIAL WASTE PROCESSING PLANT FOR FUEL PRODUCTION THROUGH SOLAR THERMAL REACTOR. |
Also Published As
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JP2958610B2 (en) | 1999-10-06 |
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