JPH0892568A

JPH0892568A - 廃プラスチックの熱分解反応釜からの異物含有融液の定量抜出し方法

Info

Publication number: JPH0892568A
Application number: JP6229123A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nagai; 健一長井; Yoshimasa Miura; 祥正三浦; Etsuo Ogino; 悦生荻野; Toshio Hama; 利雄濱
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-09
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JP2958607B2

Abstract

(57)【要約】【構成】廃プラスチックを融解するとともに熱分解す
る熱分解反応釜と、一端が熱分解反応釜に接続され、か
つ熱分解反応釜内の異物含有融液を抜出す異物排出用配
管と、異物排出用配管の他端が接続されている異物捕集
容器と、異物捕集容器内の圧力を大気圧以下に調整する
圧力調整手段とを備えている廃プラスチックの熱分解装
置において、反応釜から異物捕集容器へ抜出された融液
が同容器内で所定量に達したことを検知して異物含有融
液の抜出しを停止することを特徴とする、廃プラスチッ
クの熱分解反応釜からの異物含有融液の定量抜出し方法
である。【効果】廃プラスチック熱分解油化装置において、安
価な方法でタンク内のレベル（抜出し融液量）を検知
し、抜出し融液が所定量になった時点で抜出しをストッ
プすることができ、これにより廃プラスチック熱分解油
化装置を定常的に運転することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、廃プラスチックを融
解して熱分解し、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おいて、異物を含有
する融液を熱分解反応釜から定量的に抜出す方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックを処理するには、一般廃
棄物では焼却・埋立て処理がほとんどであり、産業廃棄
物で一部が再利用されている。廃プラスチックの再利用
として廃プラスチックの熱分解による燃料化が進められ
ている。熱分解方法の１つとして、廃プラスチックを熱
分解反応釜内において融解すると同時に熱分解し、熱分
解により発生したガスを触媒層に送って低炭素鎖の炭化
水素に分解した後、冷却・凝縮部において凝縮させるこ
とにより軽質の油を回収する方法が行われている。

【０００３】ところで、このような方法において、原料
となる廃プラスチックは、通常産業廃棄物としてプラス
チック製品の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。したがって、原料廃プラ
スチックには、金属やガラス等の異物が混入している。
このような異物は、上記方法において融解時に融液中に
放出され、連続的に廃プラスチックの熱分解処理を行っ
ていると融液中に蓄積し、廃プラスチックを融解すると
ともに熱分解する熱分解反応釜内に充満する。また、廃
プラスチックのコーキング物も反応釜内に蓄積してく
る。このように、熱分解反応釜内にコーキング物や異物
が蓄積してくると、反応釜内への伝熱が悪くなって廃プ
ラスチックの分解が阻害されたり、反応釜外壁の表面温
度が耐熱温度を超えるような事態になって連続運転がで
きなくなる。これを防止するために、コーキング物や異
物をバキューム方式で高温融液とともに反応釜から抜出
す必要がある。

【０００４】上記問題を解決するために、廃プラスチッ
クを融解するとともに熱分解する熱分解反応釜と、一端
が熱分解反応釜に接続され、かつ熱分解反応釜内の異物
含有融液を抜出す異物排出用配管と、異物排出用配管の
他端が接続されている異物捕集容器と、異物捕集容器内
の圧力を大気圧以下に調整する圧力調整手段とを備えて
いる廃プラスチックの熱分解装置が提案されている（特
願平５−１８７８２０）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】熱分解反応釜から融液
を抜出す場合、廃プラスチックの処理量あるいは反応釜
内融液量に対して所定量を抜出してやらないと、熱分解
装置の定常的な運転ができない。一定量の融液を抜出す
ためには、抜出した融液を貯留容器内で計量しながら所
定量に達した時点で抜出しをストップする必要がある。
バキューム抜出しラインは当然の事ながら密閉系である
ので貯留容器だけを切り離した状態にしてロードセル等
によって重量を計ることはできない。また貯留容器内に
は高温融液が入って来るので、容器内の融液レベルを計
測するには電磁波方式等の高価で特殊なレベル計が必要
になる。

【０００６】この発明の目的は、上記に鑑み、上記構成
の廃プラスチック熱分解油化装置において、安価な手段
で容器内のレベル（抜出し融液量）を検知し、抜出し融
液が所定量になった時点で抜出しをストップする、廃プ
ラスチックの熱分解反応釜からの異物含有融液の定量抜
出し方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明による熱分解反
応釜からの異物含有融液の定量抜出し方法は、廃プラス
チックを融解するとともに熱分解する熱分解反応釜と、
一端が熱分解反応釜に接続され、かつ熱分解反応釜内の
異物含有融液を抜出す異物排出用配管と、異物排出用配
管の他端が接続されている異物捕集容器と、異物捕集容
器内の圧力を大気圧以下に調整する圧力調整手段とを備
えている廃プラスチックの熱分解装置において、反応釜
から異物捕集容器へ抜出された融液が同容器内で所定量
に達したことを検知して異物含有融液の抜出しを停止す
ることを特徴とするものである。

【０００８】この発明の好適な実施形態においては、異
物捕集容器内の融液量を温度センサーで検知し、この信
号によりバルブを制御して異物含有融液の抜出しを停止
する。また、異物含有融液を異物捕集容器に定量抜出し
た後、吸引系、すなわち異物捕集容器および同容器前後
の配管内を不活性ガスで置換する。

【０００９】圧力調整手段により異物捕集容器内の圧力
が大気圧よりも低くなるように調整すると、熱分解反応
釜内の融液およびその中に混入している異物は、異物排
出用配管を通って異物捕集容器内に吸引される。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は廃プラスチックの熱分解装置を示
す。図１において、廃プラスチックの熱分解装置は、原
料廃プラスチックを融解するとともに熱分解する熱分解
反応釜(1) と異物捕集容器(2) とを備えている。

【００１２】熱分解反応釜(1) は、加熱用バーナ(3) を
備えた炉(4) 内に配置されている。熱分解反応釜(1) の
底面は下方に凹んだ凹球面状となっている。原料廃プラ
スチックの供給管(5) と、熱分解ガスの排出管(6) とが
熱分解反応釜(1) の蓋(1a)を貫通して反応釜(1) 頂部に
連通されている。供給管(5) はバルブ(7) を介して原料
ホッパ(8) に接続されている。排出管(6) は、炭化水素
のさらなる分解を行なう図示しない触媒層を有する部分
に接続されている。そして、熱分解ガスは、熱分解反応
釜(1) から排出管(6) を経て触媒層を有する部分に送ら
れ、ここで触媒によりさらに分解された後、これに続い
て冷却・凝縮部に送られて凝縮させられ、ここで軽質の
油として回収される。

【００１３】熱分解反応釜(1) の蓋(1a)を貫通して、中
空状の垂直回転軸(9) が配置されている。垂直回転軸
(9) と蓋(1a)における回転軸(9) が貫通した穴の周囲と
の間はシール装置(10)によりシールされている。垂直回
転軸(9) の下端部は熱分解反応釜(1) の底部近傍まで伸
びている。垂直回転軸(9) において蓋(1a)よりも上方に
位置した部分は、歯車(11)および歯車(12)を介して駆動
モータ(13)に連結されている。また、垂直回転軸(9) の
下端部に複数の攪拌羽根(14)が固定状に設けられてい
る。各攪拌羽根(14)は、熱分解反応釜(1) の底面の形状
に合わせて略円弧状に湾曲している。

【００１４】垂直回転軸(9) 内に異物吸引管(15)が配置
されている。異物吸引管(15)の上端部は垂直回転軸(9)
の上端よりも上方に伸びており、導管(16)を介して異物
捕集容器(2) に接続されている。異物捕集容器(2) の外
周には周部ジャッケット(25)および底部ジャッケット(2
6)が設けられ、コーン状の底壁中央には垂下状の排出管
(27)が設けられ、同管(27)にはフィルタ(29)およびその
下にバルブ(V-2) が設けられている。排出管(27)はその
回りに配置されたヒータ(28)で加熱されている。異物捕
集容器(2) にはその頂壁を貫通して温度センサ(TE)が垂
下状に設けられ、温度センサ(TE)には記録計(TR)が接続
されている。

【００１５】異物吸引管(15)と導管(16)との間にバルブ
(HV-2)が設けられている。そして、異物吸引管(15)と導
管(16)とにより異物排出用配管が構成されている。垂直
回転軸(9) の上端と異物吸引管(15)との間はシール装置
(18)によりシールされている。また、異物吸引管(15)の
下端は垂直回転軸(9) の下端とほぼ同一高さ位置にあ
る。

【００１６】異物捕集容器(2) には、バッファタンク(1
9)を介して真空ポンプ(20)（圧力調整手段）が接続され
ている。バッファタンク(19)と真空ポンプ(20)を結ぶ導
管(31)にはバルブ(HV-5)が設けられている。真空ポンプ
(20)を大気に解放する導管(24)にはバルブ(V-1) が設け
られている。

【００１７】窒素ボンベ(17)から異物吸引管(15)の上端
に、バルブ(HV-1)を有する導管(23)が設けられ、窒素ボ
ンベ(17)から異物捕集容器(2) の頂部に、バルブ(HV-4)
を有する導管(32)が設けられている。導管(16)におい
て、バルブ(HV-2)と異物捕集容器(2) の間に、バルブ(H
V-3)を有する導管(30)が接続されている。

【００１８】このような構成において、産業廃棄物等の
異物を混入した原料廃プラスチックは、バルブ(7) を開
状態とすることにより原料ホッパ(8) から供給管(5) を
通して熱分解反応釜(1) に供給される。この原料廃プラ
スチックは、加熱用バーナ(3) の燃焼熱により加熱、融
解され、融液(21)となる。ここで、反応を促進するため
に、垂直回転軸(9) を駆動モータ(13)により回転させ、
熱分解反応釜(1) 内の融液(21)を攪拌羽根(14)により攪
拌する。融液(21)は、廃プラスチックの種類にもよるが
１４０℃以上に維持されると熱分解反応を起こし、熱分
解ガスが発生する。発生したガスは炭素数１〜４０の炭
化水素ガスを主成分とするものであり、排出管(6) を通
って触媒層を有する部分に送られ、ここでさらに低炭素
鎖の炭化水素に分解された後冷却・凝縮部に送られ、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。

【００１９】このような操作を続けると、融液（通常は
３９０〜４２０℃程度）の中に混入していた金属、ガラ
ス等の異物(22)は熱分解反応釜(1) 内で蓄積してくる。
すると、金属、ガラス等の比重の大きい異物(22)は、攪
拌羽根(14)の形状による凝集効果と熱分解反応釜(1) の
底面の形状とによって熱分解反応釜(1) の底面の中央部
に集積してくる。集積した異物(22)の量が多くなると、
攪拌羽根(14)の損傷や熱分解反応釜(1) の底部での融液
(21)の焦げ付きといった問題が生じる。これを防止する
ため、以下に説明するように、異物含有融液を反応釜
(1) から抜出す。

【００２０】まず、バルブ(HV-5)を開状態にするととも
にバルブ(HV-2)を閉状態とし、さらに真空ポンプ(20)を
運転することにより、吸引系、すなわち真空ポンプ(20)
から異物捕集容器(2) を含んでバルブ(HV-2)までを真空
状態としておいた。

【００２１】ついで、バルブ(HV-2)を開状態にすると、
その瞬間に異物吸引管(15)の上部に溜まっている蒸気は
吸引され、しかも熱分解反応釜(1) 内が大気圧（７６０
ｍｍＨｇ）に維持されているので、熱分解反応釜(1) と
異物捕集容器(2) との間に圧力差が生じ、蒸気の吸引に
引続いて吸引管(15)内の融液(21)がフラッシュ蒸発を起
こしながら吸引され、導管(16)を経て異物捕集容器(2)
内に入る。このときの吸引状態は真空ポンプ(20)の排気
量に依存し、５００リットル／ｍｉｎの真空ポンプ(20)
を使用して１０リットルの融液(21)を吸引するとき、バ
ルブ(HV-2)を開状態とした瞬間に融液(21)がフラッシュ
蒸発し、異物捕集容器(2) 内の圧力は０ｍｍＨｇから５
４３ｍｍＨｇまで上昇し、融液(21)は蒸発潜熱を奪われ
て３３０℃から３１４℃まで温度が低下する。このと
き、熱分解反応釜(1) と異物捕集容器(2) との間にはま
だ圧力差が存在するので、この圧力差によって融液(21)
は吸引管(15)および導管(16)内を１．５３ｍ／ｓｅｃの
速度で吸引されて異物捕集容器(2) 内に移動する。そし
て、蒸発前の融液１０リットルを吸引するのに１３．５
秒を要する。こうして、熱分解装置の運転を停止するこ
となく、反応釜(1) から異物(22)が除去される。

【００２２】次に、図１に示す装置を用いて行なった具
体的操作例について説明する。

【００２３】１．まず、バルブ(HV-1)、バルブ(HV-2)、
バルブ(HV-3)、バルブ(HV-4)およびバルブ(HV-5)を閉
じ、真空ポンプ(20)をオフにし、各ラインの確認を行
う。

【００２４】２．ついで、バルブ(HV-5)を開き、真空ポ
ンプ(20)をオンにし、吸引系が真空であることを確認す
る。こうして、真空ポンプ(20)とバルブ(HV-2)との間を
真空にする。

【００２５】３．バルブ(HV-5)を閉じ、真空ポンプ(20)
をオフにし、吸引系の真空維持を確認する。こうして、
バルブ(HV-5)とバルブ(HV-2)との間の真空を維持する。

【００２６】４．バルブ(HV-2)を開く。この結果、熱分
解反応釜内の異物や攪拌羽根で掻き取ってコーキング物
は廃プラスチックの高温融液(21)とともに、バキューム
方式で熱分解反応釜(1) から異物捕集容器(2) へ抜出さ
れる。こうして融液の抜出しを開始する。

【００２７】５．異物捕集容器(2) に留った融液が温度
センサ(TE)の先端に着き、温度センサ(TE)の示す温度が
急上昇して所定温度に達した時点でバルブ(HV-1)が数秒
間開き、窒素ボンベ(17)から吸引管(15)ヘ窒素ガスが吹
き込まれる。その結果、吸引管(15)の頂部において融液
の抜出しが切断される。ついで、バルブ(HV-1)を閉じ
る。

【００２８】６．バルブ(HV-2)を閉じ、融液の抜出しを
停止する。

【００２９】７．バルブ(HV-4)を開き、窒素ボンベ(17)
から異物捕集容器(2) ヘ窒素ガスを吹き込む。その後、
バルブ(HV-2)を閉じる。こうして、バルブ(HV-2)とバル
ブ(HV-5)の間を大気圧に戻す。

【００３０】８．バルブ(HV-2)を開き、バルブ(HV-2)か
ら異物捕集容器(2) の間の残留融液を異物捕集容器(2)
に落とす。

【００３１】９．必要に応じて、バルブ(HV-3)を開き、
洗浄用の油で排出ラインの洗浄を行う。その後、バルブ
(HV-3)を閉じる。

【００３２】１０．バルブ(HV-2)を閉じ（No. ８〜No.
１０間は所定時間とする）、熱分解反応釜(1) から排出
ラインを切り離す。

【００３３】１１．異物捕集容器(2) 内の排出融液が液
状で低い温度（１１０〜２００℃）に降下したことを温
度センサ(TE)で確認する。

【００３４】１２．バルブ(V-1) を開き、ついでバルブ
(V-2) を開き、異物捕集容器(2) からフィルタ(29)を経
た融液を排出する。図２は上記操作No. ４〜No. ６の自
動シーケンスを示す。プッシュボタン(PB)を押すとバル
ブ(HV-2)が開になり、熱分解反応釜(1) から融液の抜出
しが開始される。温度センサ(TE)の示す温度が所定温度
に達した時点で温度コントローラがオンになり、バルブ
(HV-1)が開き、タイマー(T1)がオンする。所定時間経過
後、タイマー(T1)が作動してバルブ(HV-1)が閉じ、バル
ブ(HV-2)が閉になり、タイマー(T2)にて復帰される。

【００３５】図３は融液排出時の異物捕集容器(2) 内の
圧力変化と温度変化の関係を示す。

【００３６】以上のような操作で５回の抜出しテストを
行った。５回のテストにおける排出融液は１７．７ｋ
ｇ、１７．０ｋｇ、１７．３ｋｇ、１７．１ｋｇおよび
１７．５ｋｇであった。

【００３７】上記実施例においては、圧力調整手段とし
て真空ポンプが用いられているが、これに限定されるも
のではない。たとえば最初に異物捕集容器に接続されて
いる系を真空状態にした後、異物捕集容器を冷却し、真
空ポンプで排気するのに相当するだけのガスを凝縮させ
た系内を一定圧力に維持する圧力調整手段を用いてもよ
い。また、パージガスに窒素ガスを用いるのは廃プラス
チックの分解ガスの燃焼を防止するためである。窒素ガ
スの代わりに炭酸ガスのような不活性ガスを用いること
もできる。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、廃プラスチック熱分
解油化装置において、安価な方法でタンク内のレベル
（抜出し融液量）を検知し、抜出し融液が所定量になっ
た時点で抜出しをストップすることができ、これにより
廃プラスチック熱分解油化装置を定常的に運転すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の熱分解装置を示す垂直断面
図である。

【図２】操作No. ４〜No. ６の自動シーケンスを示すグ
ラフである。

【図３】融液排出時の異物捕集容器(2) 内の圧力変化と
温度変化の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１熱分解反応釜２異物捕集容器１７窒素ボンベ２０真空ポンプ（圧力調整手段）ＴＥ温度センサＨＶ−１バルブＨＶ−２バルブＨＶ−３バルブＨＶ−４バルブＨＶ−５バルブ

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ａ (72)発明者濱利雄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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃プラスチックを融解するとともに熱分
解する熱分解反応釜と、一端が熱分解反応釜に接続さ
れ、かつ熱分解反応釜内の異物含有融液を抜出す異物排
出用配管と、異物排出用配管の他端が接続されている異
物捕集容器と、異物捕集容器内の圧力を大気圧以下に調
整する圧力調整手段とを備えている廃プラスチックの熱
分解装置において、反応釜から異物捕集容器へ抜出され
た融液が同容器内で所定量に達したことを検知して異物
含有融液の抜出しを停止することを特徴とする、廃プラ
スチックの熱分解反応釜からの異物含有融液の定量抜出
し方法。
【請求項２】異物捕集容器内の融液量を温度センサー
で検知し、この信号によりバルブを制御して異物含有融
液の抜出しを停止することを特徴とする、請求項１記載
の定量抜出し方法。
【請求項３】異物含有融液を異物捕集容器に所定量抜
出した後、異物捕集容器および同容器前後の配管内を不
活性ガスで置換することを特徴とする、請求項１記載の
定量抜出し方法。