JPH08259950A

JPH08259950A - 粉砕機構を備えた乾留炉

Info

Publication number: JPH08259950A
Application number: JP7063682A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamada; 山田　　清二; Takekazu Suzuki; 武和鈴木
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】乾留固形物を４ｍｍ以下のサイズに粉砕する
粉砕機構付き乾留炉の提供。【構成】外熱式の回転炉からなる乾留炉１３と、乾留
炉１３の出口付近に設けられたロッドミルまたはボール
ミル方式の粉砕機構とからなる装置。乾留炉１３は水平
から２°以下の角度で傾けられている。炭化された乾留
物は乾留炉出口で粉砕機構で４ｍｍ以下のサイズに粉砕
され、別の後工程で粉砕する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば廃自動車等を
シュレッダ処理すること等によって発生した、塩化ビニ
ルの含有量の多い廃プラスチックを含有するとともに、
銅、アルミ等の非鉄金属も含有しているダストを乾留処
理する乾留炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃自動車等をシュレッダ処理することに
よって発生した、銅、アルミ等の金属を含み、塩化ビニ
ルの含有量の多い廃プラスチックを主体とするダストの
処理方法は、現在つぎの２つの方法が一般的である。ダストを焼却処理する方法。ダストをそのままあるいは減容して地中に埋める方
法。

【０００３】しかし、上記従来技術にはそれぞれつぎの
問題がある。まず、の焼却方法には、ＳＯ_X（硫黄酸
化物）、ＮＯx （窒素酸化物）、Ｃ１、有機塩素化合物
等の有害ガスが発生するので、それらを無害化あるいは
補足するための設備が高価なものになる。また、の埋
立方法には、埋立処理用地の逼迫化と社会問題を伴いや
すいという問題がある。

【０００４】これを解決するために、本出願人は先に
（平成５年特許願第２９８５７８号、平成５年１１月２
９日出願）、つぎの塩化ビニル含有ダストの熱分解処理
方法および装置を提案した。塩化ビニル含有ダストにア
ルカリおよびアルカリ土類から選択された少なくとも１
種の元素の塩を添加し、該塩を添加された塩化ビニル含
有ダストを途中に乾留ガス出口をもつ通路を通して乾留
炉に導き、前記塩を添加された塩化ビニル含有ダストを
前記乾留炉内にて３５０〜５００℃で酸素を極力遮断し
た状態で蒸し焼きにしてガスと油と水分と固形残留物と
に分離し、前記蒸し焼きで生成したガスを前記乾留ガス
出口を通して水洗せずに捕集し、前記蒸し焼きで生成し
た固形残留物を水と接触させ、塩素イオンと非鉄金属と
炭素を主成分とする固形物に分離し非鉄金属と炭素を主
成分とする固形物を回収する、工程から成る塩化ビニル
含有ダストの熱分解処理方法。ホッパーと、炉壁および
炉壁内に配設されたレトルトおよびレトルトを加熱する
バーナーを有する乾留炉と、前記ホッパーと前記レトル
トの一端部との間にわたって延び途中に乾留ガス出口を
もつ通路と、前記乾留ガス出口に接続された乾留ガスバ
ッファタンクと、前記レトルトの他端部に連通可能とさ
れた水槽と、から成る塩化ビニル含有ダストの熱分解処
理装置。上記方法では、５００℃以下で還元雰囲気中の
熱処理のため、有機塩素化合物等の有害物質の生成がほ
とんどなく、プラスチックのほぼ全量を炭化または油と
して回収、リサイクルできるため埋立処理用地の問題も
生じず、触媒を用いないため触媒の塩素による失効の問
題も生じない。また、アルカリ塩および／またはアルカ
リ土類塩が添加されるので、蒸し焼き時に生成された塩
素成分、塩素水素はアルカリ塩および／またはアルカリ
土類塩と反応して、塩化物を生成し、固定化され、固形
残留物とともに処理される。したがって、乾留ガス中の
塩素成分の酸性物質（たとえば、ＨＣｌ）が抑制され、
水洗工程を経ずにそのまま捕集しても、塩素ガスによる
ステンレス機器の腐蝕の問題を生じず、あるいは乾留炉
の燃料の一部として燃焼させても有害な有機塩素化合物
の生成の問題を生じなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法に
も、なお次の問題が存在する。すなわち、乾留物（プラ
スチックが蒸し焼きにされて炭化したもので粒状になっ
ており、炭化粒のうち一部は、銅、アルミ等を含んでい
る）は使用目的上（精錬の加炭剤、燃料等として再利用
される）適度の大きさの粒に造粒することが不可欠で、
そのためには乾留粒体が４ｍｍ以下にあることが生産
上、再利用上、望ましい。しかし、従来は、原料（ダス
ト）は、ホッパーより投入スクリューにより乾留炉に導
入されており、乾留炉直前ではダスト粒径は４０ｍｍ程
度である。そして、そのまま乾留すると、粒径で４ｍｍ
以下の粒径物は５０％程度にとどまる。本発明の目的
は、乾留物のサイズを約４ｍｍ以下にできる、粉砕機構
を備えた乾留物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
する本発明は次の通りである。（１）外熱式の回転炉からなる乾留炉と、前記乾留炉
の出口付近に設けられたミル方式の粉砕機構と、からな
る粉砕機構を備えた乾留炉。（２）前記乾留炉が水平から２°以下の角度で傾けら
れている（１）記載の粉砕機構を備えた乾留炉。（３）前記粉砕機構がロッドミルからなる（１）記載
の粉砕機構を備えた乾留炉。（４）前記粉砕機構がボールミルからなる（１）記載
の粉砕機構を備えた乾留炉。

【０００７】

【作用】上記（１）の乾留炉では、乾留炉で炭化された
原料（ダスト）が、乾留炉出口付近の粉砕機構で粉砕さ
れて出てくる。粉砕機構は乾留炉の回転と共に回転し、
乾留、粉砕は連続的に行われる。上記（２）の乾留炉で
は、乾留炉が傾けられているので、乾留炉の回転に従っ
て原料は乾留炉および粉砕機構部位を通って自動的に送
られる。この傾きを選定することにより原料の搬送のス
ピードを調節でき、粉砕機構部位を通過する時間を調節
することにより、乾留物のサイズを調節できる。この場
合、乾留物が粉砕機構部を通過するのに要する時間が大
である程、粉砕後の乾留物のサイズは小となる。上記
（３）の乾留炉では、乾留物は複数本のロッドにより粉
砕される。上記（４）の乾留炉では、乾留物は複数のボ
ールにより粉砕される。

【０００８】

【実施例】図１〜図３にに本発明の実施例装置を示す。
ホッパー１には乾留原料、たとえば塩化ビニル含有ダス
トが入れられる。塩化ビニル含有ダストは、廃自動車の
シュレッダダスト等である場合があり、その場合は、塩
化ビニル含有量の多い廃プラスチックを含有するととも
に、銅、アルミ等の非鉄金属を含有している場合が多
い。ホッパー１には、ダストと共にアルカリ、アルカリ
土類の塩が入れられる。

【０００９】ホッパー１には、二重ダンパ２、３を介し
て、ダストを乾留炉１３へと導く通路４が接続されてお
り、この通路４はほぼ水平方向に延びている。通路４内
には、ダストを送るためのスクリュー５が配設されてお
り、スクリュー５は駆動モータ６によって回転される。
二重ダンパ２、３は少なくとも一つが閉まった状態にあ
るので、ホッパ１からのエアを遮断する。

【００１０】乾留炉出口側には、乾留炉１３からの乾留
ガスを吸引するための乾留ガス出口９が設けられてい
る。乾留ガス出口９は乾留ガスバッファタンク１０に連
通されており、乾留ガス出口９から吸引された乾留ガス
は一時乾留ガスバッファタンク１０に貯留される。バッ
ファタンク１０にはパイプ１１を介して吸引ポンプ（図
示せず）が接続されている。また、バッファタンク１０
の乾留ガスは乾留炉のバーナー１２に送られ、ＬＰＧと
混合して乾留炉燃料として利用される。なお、乾留ガス
は、乾留ガス出口９からバッファタンク１０を通さずに
直接バーナー１２に導かれてもよい。ホッパー１に、塩
化ビニルを含むダストと共にアルカリ、アルカリ土類の
塩を投入しておくと、塩化ビニル中の塩素が乾留炉１３
内の蒸し焼き中にアルカリ、アルカリ土類と反応して塩
化物となり固定化される。このため、乾留ガスの中に塩
素または塩素化合物（たとえば、ＨＣｌ）をほとんど含
まず、塩素成分を除去するために乾留ガスを水洗する必
要がなくなる。もしも、乾留ガスが塩素成分を多量に含
んでいて、それを処理せずにバッファタンク１０に入れ
ると、ステンレス製のバッファタンク１０は塩素腐蝕を
生じるし、またそれをバーナー１２に導いて燃焼すると
有害な有機塩素化合物を生じる原因となるが、本発明で
は、ダストにアルカリ、アルカリ土類の塩を添加するの
で、乾留ガス中に塩素成分はほとんどなく、水洗槽を通
さずに直接バッファタンク１０に導くことができる。

【００１１】乾留炉１３はステンレス製で、外熱炉壁１
４の中に回転可能に支持される。乾留炉１３は駆動モー
タ１６によって回転され、均一にダストが加熱される。
炉壁１４にはＬＰＧバーナー１２が設けられ、その火炎
によって乾留炉１３を外側から加熱する。１５は排ガス
出口、１７は測温孔である。乾留炉１３の内部は外部と
遮断されている。乾留炉１３内の塩化ビニル含有ダスト
は、３５０〜５００℃で酸素を極力遮断した状態で蒸し
焼きにされ、生成ガス（乾留炉外のエアとは遮断されて
いる）と油と水分と固形残留物とに分離される。このう
ち、生成ガスは乾留ガス出口９と９´から吸引される。
固形残留物は、炭素を主成分とするものと、銅やアルミ
の非鉄金属とを含む。炭素を主成分とするものの中に
は、塩化ビニル中の塩素とアルカリ、アルカリ土類とが
反応して生成された塩化物も含まれている。

【００１２】１８は静止のダンパで、開けられたとき
に、乾留炉１３内の固形残留物をとり出す。ダンパ１８
から取り出された固形残留物はパイプ１９を介して水槽
２０に入れられる。固形残留物のうち炭素を主成分とす
る固形物と非鉄金属とは底に沈むが、塩化物は水に溶け
て塩素は塩素イオンとなるので、両者を分離することが
できる。そして、水溶液の方を処理することによって、
塩素を処理できる。水槽２０内に沈んだ固形物を、炭素
と非鉄とに分ける場合、比重の差を利用して互いに分離
するか、または乾燥させてふるいにかければよく、ふる
いでは粉になったプラスチック炭とクラッシュしても粉
にならない導線などの非鉄とにわけられる。また、炭素
は造粒されて鋼の成分調整用の加炭剤や、燃料として用
いられる。炭素分には、ほとんど塩素を含んでいないの
で、炭素を固形燃料として使用しても、有害な有機塩素
化合物を生成するおそれはない。非鉄は、精錬用原料と
してリサイクルできる。なお、非鉄は５００℃以下の温
度と、酸素を極力遮断された雰囲気、したがってＣＯを
含む還元性雰囲気に曝されるだけであるので、表面にＡ
ｌ₂Ｏ₃等の溶解しにくい酸化層がなく、良質な精錬材
料となる。

【００１３】乾留炉１３は、粉砕機構が設けられている
出口付近を含み、２°以下、望ましくは０．５°以下の
角度だけ水平から傾けられており、これによって乾留炉
１３が軸芯まわりに回転されたときに、乾留炉１３内の
ダストは出口に向って自動的に搬送される。乾留炉１３
の出口付近には、乾留されて炭化された乾留物を粉砕す
るミル式の粉砕機構２３（または２４）が設けられてい
る。粉砕機構は図１、図２に示すようにロッドミル２３
からなるか、または図３に示すようにボールミル２４か
らなる。ロッドミル２３の場合は、各ロッドの長手方向
を乾留炉１３の軸方向に向けて複数本のロッドが積み重
ねて配設されている。ロッドは乾留炉１３の回転に合せ
て回転し、炭化された固形乾留物を複数の回転するロッ
ドの間でより小さなサイズの粒に粉砕する。ボールミル
２４の場合は、ダストの中に複数個のボールが入れら
れ、ボールは乾留炉１３の回転に合せて回転し、炭化さ
れた固形乾留物をボールの間でより小さなサイズの粒に
粉砕する。また、乾留炉１３には内側に突出し乾留炉軸
方向に延びる板２５が周方向に複数、たとえば３枚、設
けられており、ロッドミル２３またはボールミル２４と
板２５との間ででも乾留物は粉砕される。乾留炉１３が
回転していって約１／３回転すると板２５間の一つのセ
クションにあったロッドミル２３またはボールミル２４
はつぎの板２５間のセクションに板２５を乗り越えて移
る。乾留炉１３の出口には、ロッドやボールが乾留炉１
３の端から出て落下することを防止するためのガイド１
３ａが設けられている。

【００１４】つぎに、上記の実施例の作用を説明する。
まず、塩化ビニル含有ダストにアルカリおよびアルカリ
土類から選択された少なくとも１種の元素の塩を添加す
る。この添加は、通常、ホッパー１の部位にて行われ
る。アルカリはＮａ、Ｋなどを含み、アルカリ土類はＣ
ａ、Ｍｇなどを含む。アルカリ塩は、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ
₂ＣＯ₃などを含み、アルカリ土類塩は、ＣａＯ、Ｃａ
ＣＯ₃、Ｃａ（ＯＨ）₂、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ₃、Ｍｇ
（ＯＨ）₂などを含む。添加においては、ダスト中に含
有された塩素成分１モルに対し、０．５〜５．０モルの
アルカリ、アルカリ土類の塩を添加するようにする。

【００１５】つぎに、上記塩を添加された塩化ビニルダ
ストを通路４を通して乾留炉１３に送る。アルカリ、ア
ルカリ土類の塩を添加された場合、塩素成分は乾留炉１
３内でアルカリ、アルカリ土類と反応して塩化物、たと
えばＣａＣｌ₂、ＭｇＣｌ₂、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどに
なるので、乾留ガス中に含まれる塩素成分は無視できる
オーダになり、水洗槽を通すことなく直接バッファタン
ク１０に導くことができる。このため、水洗槽除去によ
るコストダウン、工程数低減がはかれる。バッファタン
ク１０内のガスはＬＰＧとともにバーナー１２に導かれ
て、乾留炉の燃料とされる。なお、乾留ガスをバッファ
タンク１０を通さず、直接バーナー１２に導いてもよ
い。

【００１６】乾留炉１３内に導かれた、塩を添加された
塩化ビニル含有ダストは、乾留炉１３内で、３５０〜５
００℃で、かつ酸素を極力遮断した状態で、蒸し焼きに
され、この乾留によってガスと油と水分と固形残留物と
に分離される。ガスは乾留ガス出口９からバッファタン
ク１０へと吸引される。固形残留物には、プラスチック
の炭、塩化物（塩化ビニル中の塩素成分がアルカリ、ア
ルカリ土類と反応した固形物でＣａＣｌ₂、ＭｇＣ
ｌ₂、ＮａＣｌ、ＫＣｌ等）、Ａｌ、Ｃｕ等の非鉄金属
を含む。

【００１７】固形残留物は、乾留炉１３から水槽２０に
導かれて水と接触され、塩素イオンと、非鉄金属と、炭
素を主成分とする固形物（非溶解成分）に分離される。
塩化物は溶解度の範囲内で水に溶解して塩素イオンとな
り、水槽２０内の水を別の処理設備に導いて化学的に処
理される。非鉄金属と炭素（プラスチックの炭）は乾燥
されて、ふるい等で分離され、炭は燃焼材または電気炉
のＣ成分調整剤としてリサイクルされ、ＣｕやＡｌ等の
非鉄はそれぞれの精錬材としてリサイクルされる。

【００１８】図４は、塩化ビニル含有ダスト中の塩素成
分の上記工程におけるマスバランス（どの工程にどれだ
けの質量が流れていくか）を示している。ホッパー１へ
のダスト投入段階を１００としている。アルカリ、アル
カリ土類の塩をダストに添加しない場合とした場合とが
示してあり、添加しない場合の数字を括弧内に示してあ
る。図４より明らかな如く、ダストの塩素成分は、ほぼ
全量が炭化物として捕捉され、そのうち大部分が炭化物
洗浄水中に溶解されて処理される。アルカリ、アルカリ
土類の塩を加えない場合は、ガスや油分となって１２％
がでていくので、図１で水洗槽が必要になるが、塩を添
加した場合は１２％がほぼ０％になるので、水洗槽を設
置する必要がない。また、洗浄後の炭化物に含まれる塩
素成分は、洗浄の工夫によりさらに低減することができ
る。

【００１９】また、乾留炉１３の出口付近にロッドミル
またはボールミルからなる粉砕機構を設け、かつ乾留炉
１３の水平からの傾斜角度を２°以下としたため、乾留
炉入口で約４０ｍｍのサイズであったダストが、乾留炉
１３で炭化され、粉砕機構で粉砕されて取り出し口１８
から出る時には、大部分が４ｍｍ以下のサイズになって
おり、加炭剤、燃料として再利用するのに便利である。
４０ｍｍサイズのままで炭化した場合は、後工程に粉砕
工程が必要で、粉砕設備、粉砕のランニング費用および
人件費が必要となるが、本発明では省略できる。乾留炉
１３の水平からの傾斜角度を変化させて４ｍｍ以下のサ
イズの粒体の回収率を調べたところ表１に示す結果を得
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１からわかるように、傾斜角度が２°以
下の場合は９０％以上の固形乾留物が望ましいサイズと
なった。また、乾留炉１３の水平からの傾斜角度を０．
５°に固定して、粉砕機構有り（本発明）の場合と粉砕
機構無し（従来）の場合とについて４ｍｍ以下のサイズ
の炭化物の回収率を調べたところ、表２に示す結果を得
た。２°を越えると回収率が急激に低下する理由はダス
トの搬送スピードが速すぎて粉砕が追いつかないためで
ある。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２からわかるように、粉砕機構を設ける
ことにより、大部分の炭化物を４ｍｍ以下のサイズにす
ることができるが、粉砕機構無しの場合は半分もの炭化
物は４ｍｍを越えるサイズであり、乾留工程後に別工程
の粉砕工程を設ける必要がある。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の乾留炉によれば、乾留炉
出口付近に粉砕機構を設けたので、炭化乾留固形物は粉
砕機構によって小さなサイズの粒に粉砕され、再利用に
便利になる。また、乾留炉出口付近（温度が３５０〜５
００°Ｃ）で粉砕するため、後工程で常温で粉砕する場
合に比べて小さな力で粉砕できる請求項２記載の乾留炉
によれば、乾留炉が２°以下の角度で水平から傾けられ
ているので、約９０％以上もの炭化乾留固形物が４ｍｍ
以下のサイズに粉砕される。請求項３記載の乾留炉によ
れば、粉砕機構をロッドミルとしたので、乾留炉の回転
を利用してロッドミルを回転し、炭化乾留固形物を粉砕
できる。請求項４記載の乾留炉によれば、粉砕機構をボ
ールミルとしたので、乾留炉の回転を利用してボールミ
ルを回転し、炭化乾留固形物を粉砕できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る粉砕機構を備えた乾留
炉の概略断面図である。

【図２】粉砕機構がロッドミルである場合の、図１のＡ
−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】粉砕機構がボールミルである場合の、図１のＡ
−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図１の乾留炉による乾留における塩素のマスバ
ランス図である。

【符号の説明】

１ホッパー４通路９乾留ガス出口１０バッファタンク１３乾留炉２３ロッドミル２４ボールミル

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｃ１０Ｇ 1/10 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ３０２Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外熱式の回転炉からなる乾留炉と、前記乾留炉の出口付近に設けられたミル方式の粉砕機構
と、からなる粉砕機構を備えた乾留炉。
【請求項２】前記乾留炉が水平から２°以下の角度で
傾けられている請求項１記載の粉砕機構を備えた乾留
炉。
【請求項３】前記粉砕機構がロッドミルからなる請求
項１記載の粉砕機構を備えた乾留炉。
【請求項４】前記粉砕機構がボールミルからなる請求
項１記載の粉砕機構を備えた乾留炉。