JPH0913044A - 廃プラスチック油化装置の分解槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確に槽内温度や液面位置を測定できるよう
にする。更に、本発明は、槽内での溶融プラスチックの
攪拌を効果的なものとして伝熱効果を上げる。 【構成】 攪拌翼を備えた分解槽のまわりを炉で囲繞
し、分解槽の周りに熱風を導入して同槽内の廃プラスチ
ックを熱分解させる廃プラスチック油化装置の分解槽に
おいて、攪拌翼を支持して分解槽の中心で回転する回転
軸１７を少なくとも二重管とし、外側の管１９と内側の
管２０との間の空間に温度計１１を導入して分解槽内の
所定のゾーンの温度を検出したり、あるいは液面計１０
を設けたり、さらには循環ガスを供給する循環ガス供給
官１２を設けて分解槽中心に循環ガスを吹き込んで強制
対流を発生させるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃プラスチックある
いはプラスチックを含む固形廃棄物など（本明細書では
これらを総称して単に廃プラスチックと呼ぶ）を加熱溶
融させて熱分解し、分解油と残渣に分離して回収する熱
分解方式の廃プラスチック油化装置における分解槽に関
する。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックから有効資源を回収する
処理としては、熱分解によって廃プラスチックを油化し
て回収する方式が知られている。この方式は、廃プラス
チックをあらかじめ前処理で半溶融状態にしてから分解
槽に投入し、分解槽で約４００℃〜４５０℃に加熱溶融
させて炭化水素の熱分解をさせるものである。

【０００３】分解槽としては、従来、鋼板製の分解槽の
まわりを炉で囲繞し、分解槽の周りに熱風を導入して同
槽内の廃プラスチックを熱分解させる方式のものが知ら
れている。この分解槽は、槽内に内壁面に沿って移動す
る攪拌翼を備え、半溶融状態の廃プラスチックを攪拌し
ながら外側から加熱して熱分解させるものである。この
分解槽では、効果的な廃プラスチックの油化を実施する
ために、分解槽内の溶解油や蒸気の温度並びに溶解液の
液面の高さを正確に測定し、最大の加熱効果を上げなけ
ればならない。そこで、温度計や液面計を槽壁面に設置
している。また、分解槽内周壁面でのコーキングが起こ
らないように分解槽内周壁面に沿った攪拌を行うだけで
は分解槽内壁面付近での伝熱効率が改善されるだけなの
で、更に積極的に分解槽内の廃プラスチックを攪拌して
分解速度を速くすることが望まれる。そこで、分解槽の
槽底に吹き込みノズルを上向きに配置して循環ガス（槽
頂部から抜き取られた軽質油の蒸気の一部）を吹き込み
溶解部に強制対流を起こすことが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
分解槽の構造では分解槽内壁面にできるだけ接近して回
転する攪拌翼に邪魔されて温度計や液面計の取付が困難
となる問題がある。例えば、温度計や液面計を分解槽の
壁面から中央に向けて突出させれば、攪拌翼と衝突す
る。このため、より正確な温度を測定するため僅かでも
温度計を内方へ突き出させるには、攪拌翼側にも温度セ
ンサと干渉するのを避けるための切り欠きを設けること
が必要となり、その分だけ溶解液が攪拌できずにコーキ
ングする確率が高くなる問題がある。また、液面計も攪
拌翼に衝突するのを回避するため、液面計として一般的
なガラスゲージ等を分解槽の上下に穴をあけて装着し、
溶融プラスチックを分解槽外に抜き出して液面の位置を
測定しようとすると、溶解槽の外に取り出すことによっ
て液温が下がるため、ある程度使用すると、取り出しノ
ズルまたはガラス管が詰まって測定不能に陥ってしまう
虞がある。通常、分解槽内の温度が数点において測定さ
れているため、温度さえ正確に測定されていれば各位置
での温度と廃プラスチックの融点との関係などから溶解
位置と蒸発位置などを推定し、液面を推測することがで
きる。このことから操業上の危険に陥ることはないが、
熱分解速度を可能な限り上げることはできない。即ち、
分解槽内の温度及び液面位置が正確に測定できないと、
廃プラスチックの分解作業速度も限界近くまで上げるこ
とができない。

【０００５】また、槽底に取り付けられた循環ガス吹き
込みノズルは、循環ガスの吹き込みが停止されたり、吹
き込み量が大きく絞られたときなどに残渣が侵入して詰
まってしまう虞がある。また、循環ガスの吹き込みノズ
ルの設置位置も分解槽の中心からずらさざるを得ないた
め、溶解部に強制的に対流を起こす効果が小さくなる問
題がある。更に、循環ガス吹き込みノズルが分解槽の外
で炉内を流れる熱風にさらされるため、コーキングを起
こし易い。そこで、断熱構造などを採らざるを得なくな
る。

【０００６】更に、スクレーパが分解槽の内周壁面をま
んべんなく掻きとるには、分解槽を変形が全くない高い
真円度で形成しなければならず、製作が容易でない。

【０００７】本発明は、正確に槽内温度が測定できる廃
プラスチックの分解槽を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、正確に液面位置を測定できる廃プラスチ
ックの分解槽を提供することを目的とする。更に、本発
明は、槽内での溶融プラスチックの攪拌を効果的なもの
として伝熱効果を上げることができる廃プラスチックの
分解槽を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の廃プラスチック油化装置の分解槽は、攪拌
翼を備える分解槽のまわりを炉で囲繞し、分解槽の周り
に熱風を導入して同槽内の廃プラスチックを熱分解させ
る廃プラスチック油化装置の分解槽において、前記攪拌
翼を支持して前記分解槽の中心で回転する回転軸を少な
くとも二重管とし、外側の管と内側の管との間の空間に
温度計を導入して分解槽内の所定のゾーンの温度を検出
するようにしている。

【０００９】したがって、分解槽の内壁面に沿って回転
する攪拌翼によって熱分解残渣が掻き取られると共に壁
面付近の溶解液が攪拌される。そして、分解槽中心部で
正確な溶解液及び蒸気の温度が測定される。

【００１０】また、本発明の分解槽は、回転軸の内部空
間例えば内側の管の空間を利用して液面計を設置するよ
うにしている。

【００１１】この発明の場合、回転軸の内部空間を利用
して例えば背圧の変動などを検出して液面の位置が測定
される。

【００１２】また、本発明の分解槽は、回転軸の内部空
間例えば外側の管と内側の管との間の空間を利用して循
環ガスを供給し分解槽内に循環流を形成するようにして
いる。

【００１３】この発明の場合、回転軸から噴射される循
環ガスによって分解槽中央から周辺へまたは下方から上
方へ向かう強制対流が発生し、分解槽壁面付近の溶解液
が分解槽中央へ、また分解槽中央の溶解液が分解槽壁面
付近へ及び上下の移動が活発に循環し伝熱効率を上げ
る。

【００１４】更に、本発明の分解槽は、攪拌翼と分解槽
の内周壁面との間にスクレーパを配置し、該スクレーパ
を攪拌翼に弾性体を介して支持させるようにしている。

【００１５】この発明の場合、分解槽の内壁面が変形し
ていても、スクレーパが弾性体の変形によってその傾き
や径方向位置を変えるため内壁面の変形に追従して熱分
解残渣を確実に掻き取る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図１に本発明の廃プラスチックの分解槽の
一実施例を示す。この分解槽１は、通常、前処理プロセ
スの溶融槽（図示省略）において塩化物混入の廃プラス
チックから脱塩化水素の熱分解を起こさせて半溶融状態
となった廃プラスチックが導入され、３５０℃から４５
０℃に加熱し炭化水素の熱分解をさせ、油分を蒸気とし
て槽頂部から回収する一方、蒸発しないカーボンやアス
ファルトのような重質炭化水素化合物、無機化合物、金
属成分などを残渣として槽底部から掻き出すように設け
られている。

【００１８】この分解槽１の周囲は炉２で囲繞され、伝
熱材例えば鋼板などから成る分解槽１の周囲に熱風が導
入されて分解槽１を周りから加熱して分解槽１内の半溶
融状態の廃プラスチックを熱分解させるように設けられ
ている。そして、分解槽１内には、投入された廃プラス
チックを溶解させる溶解部３と、油の蒸気が占める蒸発
部４と、残渣が貯まる濃縮部５とが構成されている。分
解槽１の加熱温度は処理しようとするプラスチックによ
っても好適な温度は異なるが、通常３５０〜４５０℃程
度である。圧力条件は特に限定されないが、通常、常圧
近傍が好ましい。

【００１９】また、分解槽１の加熱は分解槽内周壁面６
でコーキングを起こさない範囲でできるだけ高温にする
ことが熱分解の効率を上げるうえで好ましい。そのため
には、分解槽内壁面６に付着する熱分解残渣などを剥離
できるように攪拌下に熱分解を行うことが好ましい。そ
こで、分解槽１には溶解部３及び蒸発部４の溶融プラス
チックなどを攪拌しかつ槽内壁面６に付着した熱分解残
渣を攪拌により剥離する攪拌手段７と、槽底部から熱分
解残渣を抜き出す手段８と、溶融プラスチックの液面９
を測定する液面計１０と、槽内の溶解部３と蒸発部４の
温度を測定する温度計１１と、槽頂部から抽出された蒸
気の一部を環流させて溶融プラスチック内に供給し強制
対流を起こさせる循環ガス噴射手段１２とを有してい
る。尚、熱分解過程において副成した熱分解残渣は槽底
部の円錐状の濃縮部（コニカル）５に蓄積されて、ある
程度貯まったところで取り出される。この残渣の取り出
しは、４００から４５０℃の高温のままでは大気に触れ
た際に発火するため、残渣を抜き出す手段８において１
５０〜２００℃程度に冷却されてから行われる。そこ
で、濃縮部５から図示しないバルブなどで切り離された
冷却部に抜き取られた後に１５０〜２００℃程度に冷却
されてから残渣用容器等に排出される。一方、前処理工
程から供給される半溶融状態の廃プラスチックは連続的
に槽頂部の溶融物挿入口１３から投入される。

【００２０】攪拌手段７は、分解槽内壁面６に沿って回
転移動する攪拌翼１４を備えており、その外側に内壁の
付着物（熱分解残渣）を剥離するスクレーパがばねなど
の弾性物によって弾性支持されている。例えば、図３に
示すように、攪拌翼１４の移動方向にばね１６が取り付
けられてそのばね１６にスクレーパ１５が固定されてい
る。したがって、分解槽１が真円でなく僅かに変形して
いたり、歪みを有していても、その変形にスクレーパ１
５の傾きの変化や径方向への変位によって追従し、内壁
面６をまんべんなく掻きとることができる。また、攪拌
翼１４とその中心の回転軸１７とは、水平面に対し傾い
た攪拌支持フレーム１８翼で数カ所が連結されている。
この攪拌翼支持フレーム１８は溶解部３において溶融状
態のプラスチックを上下方向に対流が発生するように攪
拌して伝熱効果を上げる。

【００２１】回転軸１７は、本実施例の場合、同心の二
重管で構成されている。そして、外側の管１９が回転軸
として攪拌翼１４を支持し、内側の管２０が空気式液面
計の加圧管として利用されている。外側の管１９は、分
解槽１の頂部に設置された軸受支持フレーム２１に例え
ば円筒ころ軸受２２およびスラスト円筒ころ軸受２３な
どを介して回転自在に支持されている。また、外側の管
１９にはスプロケット２４が溶接またはキーなどで固着
されている。そして、軸受支持フレーム２１側に設置さ
れたモータ２５とチェーン２６によって連結されてい
る。尚、外側の管１９と分解槽１の頂部との間の隙間は
必要に応じてグランドシール機構２７などによってシー
ルされている。

【００２２】回転軸１７を構成する外側の管１９と内側
の管２０との空間には温度計１１と循環ガス噴射手段と
しての管１２とが挿入されている。温度計１１は例えば
熱電対の使用が好ましく、外側の管１９の適宜箇所例え
ば溶解部３および蒸発部４のそれぞれに１ないし２以上
の熱電対が露出されている。温度計１１としてはこの熱
電対に特に限定されるものではなく、抵抗温度計や薬液
封入温度計などのその他の温度計を採用することも可能
である。また、循環ガス供給管１２は回転軸１７の下端
開口部まで延び、濃縮部５近傍から循環ガスを分解槽１
内へ噴出させるように設けられている。この循環ガスは
槽中央部の溶融プラスチックを上昇させると共に槽内壁
付近の溶融プラスチックを下降させる強制対流を溶解部
３に発生させる。同時にガスそのものの熱を溶融プラス
チックに直接与えて加熱乾留を促進させる。この実施例
の場合、濃縮部５付近の槽底壁面から噴出させる場合に
比べて重力の影響を受けないので循環ガス供給管が残渣
で詰まったり、分解槽１の周りを流れる熱風で供給管内
の循環ガスがコーキングを起こすことがない。これによ
って、分解槽１の伝熱面積を小さくすることができると
ともにコーキングの発生を大幅に低減できる。尚、循環
ガスとしては、槽頂部から抽出された熱分解によって発
生したガス・油蒸気（軽質油の蒸気）の一部が使用され
る。

【００２３】また、内側の管２０を利用して液面計１０
がセットされている。液面計１０としては、例えば加圧
式、差圧式、ディスプレースメント式、フロート式のい
ずれもが使用可能であるが、中でも構造が簡単な加圧式
液面計の採用が好ましい。そこで、内側の管２０に図示
していない空気源を連結して一定の圧力の空気を送り内
側の管２０内の圧力を測定するようにしている。この場
合、内側の管２０にかかる背圧は液面の高さに比例する
ので、圧力を測定すれば液面が計量できる。尚、液面計
はこの方式に特に限定されるものではなく、回転軸１７
の中空部を利用できる方式であればどのようなものであ
っても実施可能である。

【００２４】以上のように構成された分解槽１による
と、以下のようにして廃プラスチックを熱分解して油化
すると共に残渣を回収することができる。

【００２５】まず、分解槽１には前段の溶融槽で半溶融
状態とされた廃プラスチックが槽頂部の溶融物挿入口１
３から投入される。そして、分解槽１の周りを囲繞する
炉２内に熱風が導入されて分解槽１内の廃プラスチック
が加熱される。熱風は炉２の入口２８から導入されて分
解槽１の周りを旋回するように上昇しながら上部の排気
口２９から排出される。分解槽１内に投入された半溶融
状態の廃プラスチックは既に貯留している溶解状態の廃
プラスチックと混合されて攪拌翼１４及び攪拌翼支持フ
レーム１８によって攪拌される。このとき、攪拌翼１４
は分解槽１の内周壁面６に可能な限り接近してスクレー
パ１５を摺接させて内壁面６に付着した残渣を掻き落と
しながら内周壁面６付近の溶解液を積極的に攪拌してコ
ーキングを防止する。また、攪拌翼１４の回転に伴っ
て、攪拌翼１４と回転軸１７とを連結する攪拌翼支持フ
レーム１８によっても溶解液（溶融状態のプラスチッ
ク）が上下方向にかき混ぜられて攪拌する。更に、分解
槽１中心の回転軸１７の先端からは循環ガスが分解槽１
の濃縮部５付近に噴出されてそのエアレーションによっ
て溶解液に強制対流を起こさせる。したがって、溶解液
の内側から外側へ向かう循環が活発なものとなって伝熱
効果が上がる。しかも、循環ガスの熱が溶解液に直接付
与されて加熱乾留を促進させる。

【００２６】また、回転軸１７の外側の管１９からは温
度計１１の測温接点たる熱電対が露出しているため、分
解槽１の中央から周辺に向けて循環する溶解液の温度が
測定され、分解槽内の溶解部３および蒸発部４の任意の
点の温度がそれぞれ正確に測定される。更に、回転軸１
７の内側の管２０にかけられた圧力の変動から液面９の
位置が測定される。したがって、分解槽内の液面９の位
置と分解液や蒸気の温度が正確に測定され、コーキング
を惹き起こさずに最大の加熱効果を上げて廃プラスチッ
クの油化を効果的に実施できる。

【００２７】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の分解槽は、分解槽内壁面に最も接近した箇所を攪拌で
きるのでコーキングを起こし難い。しかも、分解層の中
央部分で正確な分解液や蒸気の温度が測定できる。した
がって、コーキングを惹き起こさずに効果的な廃プラス
チックの油化を実施できる。

【００２９】また、請求項２の発明の場合、分解槽内の
液面の位置を正確に測定できるので、安全な操業が実現
できる。

【００３０】また、請求項３の発明の場合、濃縮部付近
の槽底壁面から噴出させる場合に比べて重力の影響を受
けないのでノズルが残渣で詰まったり、分解槽の周りを
流れる熱風でノズル内の循環ガスがコーキングを起こす
ことがない。

【００３１】また、請求項４の発明の場合、スクレーパ
が分解槽の形状に沿って傾きや径方向位置を変位するの
で、分解槽自体を高い真円度で製作する必要がなく、安
価なものとできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃プラスチックの分解槽の一実施例を
示す縦断面図である。

【図２】攪拌手段の回転軸部分の構造を拡大して概略的
に示す説明図である。

【図３】図１の分解槽のスクレーパ部分及び回転軸部分
の拡大平面断面図である。

【符号の説明】

１ 分解槽 ２ 炉 ３ 溶解部 ４ 蒸発部 ５ 濃縮部 ６ 分解槽内壁面 ７ 攪拌手段 ８ 残渣抜き出し手段 ９ 液面 １０ 液面計 １１ 温度計 １２ 循環ガス供給管 １４ 攪拌翼 １５ スクレーパ １６ ばね（弾性体） １７ 回転軸 １８ 攪拌翼支持フレーム １９ 外側の管 ２０ 内側の管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 攪拌翼を備えた分解槽のまわりを炉で囲
   繞し、前記分解槽の周りに熱風を導入して同槽内の廃プ
   ラスチックを熱分解させる廃プラスチック油化装置の分
   解槽において、前記攪拌翼を支持して前記分解槽の中心
   で回転する回転軸を少なくとも二重管とし、外側の管と
   内側の管との間の空間に温度計を導入して前記分解槽内
   の所定のゾーンの温度を検出することを特徴とする廃プ
   ラスチック油化装置の分解槽。
2. 【請求項２】 前記回転軸の内部空間を利用して液面計
   を設置したことを特徴とする請求項１記載の廃プラスチ
   ック油化装置の分解槽。
3. 【請求項３】 前記回転軸の外側の内部空間を利用して
   循環ガスを前記分解槽のほぼ中心に吹き込み分解槽内に
   溶解液の循環流を形成することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の廃プラスチック油化装置の分解槽。
4. 【請求項４】 前記攪拌翼と分解槽の内周壁面との間に
   スクレーパを配置し、該スクレーパを前記攪拌翼に弾性
   体を介して支持させたことを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の廃プラスチック油化装置の分解槽。