JPH0995690A - プラスチック熱分解残渣の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的に固液分離装置から分離される残留熱
分解油を含有するカーボン残渣の最終処理を容易かつ迅
速に行なうことができるプラスチック熱分解残渣の処理
方法を提供する。 【解決手段】 熱分解槽で発生したカーボン残渣Ｃを含
有する熱分解油を固液分離装置Ｂによって、熱分解油と
残留熱分解油を含有するカーボン残渣Ｃとに分離し、カ
ーボン残渣Ｃを水槽１０に投入することによって急冷
し、収縮・固化させて粒状となし、粒状化カーボン残渣
Ｃ１を排出手段１４により水槽１０より取り出して固形
燃料として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチック材
の油化処理設備に用いる熱分解槽において発生する熱分
解油から分離・除去したプラスチック熱分解残渣の処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃プラスチック材の油化処理設備
は、廃プラスチック材の有効利用を図るためのものであ
り、その処理フローを、図５を参照して、以下、簡単に
説明する。小片に破砕されて廃プラスチック受槽５０に
一時貯留された廃プラスチック材は、コンベア５１で、
熱媒油循環加熱炉５２から供給される熱媒によって内部
が約３００℃に加熱された押出機５３内に搬送され、液
状にされて約３５０℃に加熱された原料混合槽５４に搬
入される。廃プラスチック材は押出機５３及び原料混合
槽５４で高温に加熱されることによって、含有する塩素
が塩化水素となって気化するので、この気化分を塩酸中
和塔５５に通して苛性ソーダによって中和している。前
記原料混合槽５４から搬出された溶融プラスチックは、
熱分解槽５６によって約４００℃に加熱されて熱分解さ
れ、熱分解油ベーパーと熱分解油とを発生する。熱分解
槽５６はその温度を高温に保つために、熱分解油循環加
熱炉５７が設けられ、熱分解油の一部を循環させながら
加熱している。この循環流路の一部には固液分離装置５
８が設けられており、熱分解油中に含有されている固形
物であるカーボンを分離している。熱分解槽５６におけ
る熱分解によって発生した熱分解油ベーパーは、内部に
ゼオライト等の触媒が配置されている接触分解槽５９に
供給され、更に低分子の炭素水素化合物となるが、熱分
解槽５６から発生する熱分解油ベーパーは少量の塩素
（塩化水素）を含むので、内部に生石灰を充填した脱ク
ロル槽６０を設けて塩素を除去している。

【０００３】前記接触分解槽５９によって更に分解され
た炭化水素ガスは、熱交換器と同一構造の全縮器６１に
よって冷却され、ガソリン、灯油又は軽油等の油（全縮
油）となって、全縮油受槽６２に一時貯留され、最終的
には全縮油貯槽６３に貯留される。一方、前記全縮器６
１によっても液化しなかったガスは、ファン６４によっ
て接触分解ガスホルダー６５に送られ、その一部は熱分
解油循環加熱炉５７及び熱媒油循環加熱炉５２の燃料と
され、その他は、燃焼処理して煙突６６から大気に放出
されている。また、特開平６−３２８４４１号公報に、
前記した廃プラスチック材の油化処理設備における溶融
プラスチックの熱分解によって熱分解槽５６内に発生す
る熱分解油からカーボン残渣とを分離する固液分離装置
５８の具体的構成が開示されており、かかる固液分離装
置５８は、図６に示すように、遠心分離機７０の一方に
カーボン残渣を含有する熱分解油のための供給口７１を
設け、該遠心分離機７０の側方にカーボン残渣を分離後
の熱分解油の排出口７２を設けると共に、前記遠心分離
機７０の下部に分離されたカーボン残渣を冷却するため
の水冷式排出装置７３を設けた構成としている。かかる
構成によって、熱分解油からのカーボン残渣の分離を効
率よく行うことができ、その抜き出しを連続的に行なう
ことができ、配管内壁にカーボン残渣が付着して生じる
コーキング（管の閉塞）を防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した遠
心分離機７０からなる固液分離装置５８を用いて固形物
側に分離・排出したカーボン残渣は、未だ、多くの未分
離の残留熱分解油を含有しているが、従来、かかるカー
ボン残渣は、そのままドラム缶等の容器に受けて貯留し
ている。しかし、この残留熱分解油を含有するカーボン
残渣は、常温程度に冷えると固化する性質をもってい
る。そのため、最終処理のため産業廃棄物焼却炉等で焼
却するに際しては、ドラム缶等の容器を切断しなければ
固化したカーボン残渣を外部に取り出すことができなか
った。また、取り出したカーボン残渣を産業廃棄物焼却
炉に投入するためには、カーボン残渣を所望の破砕装置
を用いて破砕する必要があり、最終処理までの作業工程
が煩雑になっていた。本発明は、かかる事情に鑑みてな
されたもので、連続的に固液分離装置から分離される残
留熱分解油を含有するカーボン残渣の最終処理を容易か
つ迅速に行なうことができるプラスチック熱分解残渣の
処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のプラスチック熱分解残渣の処理方法は、熱分解槽
で発生したカーボン残渣を含有する熱分解油を固液分離
装置によって、熱分解油と残留熱分解油を含有するカー
ボン残渣とに分離し、該カーボン残渣を水槽に投入する
ことによって急冷し、収縮・固化させて粒状となし、粒
状化カーボン残渣を排出手段により水槽より取り出して
固形燃料として用いている。

【０００６】

【作用】請求項１記載のプラスチック熱分解残渣の処理
方法においては、固液分離装置によって熱分解油から分
離されたカーボン残渣を、スクリュフィーダ等を用いて
連続的に水槽内に投入する。投入されたカーボン残渣
は、いまだ相当量の残留熱分解油を含有しているので、
水槽内の貯留水中によって急冷されると、収縮しながら
瞬間的に固化して粒状化し、大径の粒状化カーボン残渣
を生成することになる。この粒状化カーボン残渣は比重
が水より重いので重力沈降し、水槽の底部に堆積する。
この堆積された粒状化カーボン残渣は、排出手段を用い
て水槽外部に取り出し、粒状固形燃料として用いたり、
産業廃棄物として焼却処理することもできる。特に、排
出手段としてスクリュコンベアを用いて、粒状化カーボ
ン残渣を水槽より取り出すようにしているので、スクリ
ュコンベアの駆動によって、水槽の底部に堆積する粒状
化カーボン残渣を、回転する螺旋羽根を搬送面として用
いることによって連続的にかつ定量的に水槽の外部に排
出することができる。また、排出手段としてレーキ装置
を用いて、粒状化カーボン残渣を水槽より取り出すよう
にしているので、レーキ装置の駆動によって、水槽の底
部に堆積する粒状化カーボン残渣を、レーキ装置の掻き
上げ板によって連続的にかつ定量的に掻き上げながら水
槽の外部に排出することができる。

【０００７】

【発明の効果】請求項１記載のプラスチック熱分解残渣
の処理方法においては、固液分離装置によって熱分解油
から分離されたカーボン残渣を、水槽内の水による急冷
によって収縮しながら固化して粒状化カーボン残渣を生
成し、該粒状化カーボン残渣を水槽から排出手段を用い
て取り出し、固形燃料として用いるようにしたので、従
来のカーボン残渣のようにドラム缶等の容器を切断して
固化したカーボン残渣を取り出したり、該固化したカー
ボン残渣を破砕する等の工程を不要とすることができる
と共に、カーボン残渣の最終処理を容易かつ迅速に行な
うことができ、また、固形燃料として用いることによっ
て、カーボン残渣の有効利用を図ることができる。排出
手段としてスクリュコンベアを用いることによって、粒
状化カーボン残渣を水槽外に連続的にかつ速やかに排出
することができるので、カーボン残渣の最終処理をさら
により容易かつ迅速に行なうことができる。さらに、排
出手段としてレーキ装置を用いることによって、粒状化
カーボン残渣を水槽外に連続的にかつ速やかに排出する
ことができるので、カーボン残渣の最終処理をさらによ
り容易かつ迅速に行なうことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は第１の実施の形態に
係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いる
ことができるカーボン残渣処理装置の全体正面図、図２
は図１の矢視Ｉ−Ｉ側面図、図３は第２の実施の形態に
係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いる
ことができるカーボン残渣処理装置の全体正面図、図４
は図３の矢視II−II断面図である。

【０００９】図１に示すように、第１の実施の形態に係
るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いるこ
とができるカーボン残渣処理装置Ａは、遠心分離機から
なる固液分離装置Ｂの下方に配設されている。なお、固
液分離装置Ｂは、第１の実施の形態では、従来の技術の
説明において用いた固液分離装置５８と同一の構成のも
のを用いたので、該固液分離装置Ｂの内部構成の説明は
省略する。図１に示すように、カーボン残渣処理装置Ａ
は、全体として、固液分離装置Ｂから落下するカーボン
残渣Ｃを急冷固化して粒状化するための水槽１０と、こ
の水槽１０から粒状化カーボン残渣Ｃ１を外部に取り出
す排出手段とを具備しており、排出手段の一例としてス
クリュコンベア１４が用いられている。図１に示すよう
に、カーボン残渣処理装置Ａの要部をなす水槽１０は、
固液分離装置Ｂの略直下をなす床面１１上に載置されて
おり、内部に大量の冷却水１２を貯留するとともに、そ
の上面を完全に開口している。水槽１０は、図２から明
らかなように、側面視において、その下部を中央部に向
けて漸次収斂しており、中央収斂部に半円形断面の凹状
の底部１３を形成している。一方、水槽１０は、図１か
ら明らかなように、その底部１３は一側端壁１５から他
側端部１７に向けて上り勾配の傾斜を有している。そし
て、かかる傾斜を有する凹状の底部１３内には、回転軸
１４ａの略全長にわたって螺旋羽根１４ｂを取付けたス
クリュコンベア１４が同様に傾斜状態にかつ回転自在に
配設されている。このスクリュコンベア１４の回転軸１
４ａの一端は水槽１０の一側端壁１５の下部に設けた軸
受１６によって回転自在に支持されるとともに、該回転
軸１４ａの他端は水槽１０の他側端部１７に配設した電
動モータ等の回転駆動源１８の出力軸にカップリング１
９を介して連結されている。また、スクリュコンベア１
４の上端側に形成した残渣排出口２０の直下方をなす床
面１１上には、粒状化カーボン残渣回収タンク２１が配
設されている。

【００１０】次に、前記した構成を有するカーボン残渣
処理装置Ａによる固液分離装置Ｂより排出されるカーボ
ン残渣の処理方法について、図１を参照して説明する。
固液分離装置Ｂの作動によって熱分解油から分離された
カーボン残渣Ｃは、排出装置Ｂ１より水槽１０内に連続
的に投入される。投入されたカーボン残渣Ｃは、未だ、
相当量の残留熱分解油を含有するので、水槽１０中の冷
却水１２中に浸漬され急冷されると、瞬間的に収縮して
固化し、粒径が１０ｍｍ〜５０ｍｍの粒状となる。この
粒状化カーボン残渣Ｃ１は、比重が水よりも重いので、
重力沈降によって水槽１０の下方に向けて沈降する。図
２に示すように、水槽１０は、その下部を中央部に向け
て漸次収斂しており、中央収斂部に半円形断面の凹状の
底部１３を形成しているので、粒状化カーボン残渣Ｃ１
は全て凹状の底部１３内に集められ、該底部１３内に堆
積することになる。その後、回転駆動源１８を駆動する
と、スクリュコンベア１４の螺旋羽根１４ｂが残渣搬送
面を形成することになるので、凹状の底部１３内に堆積
した粒状化カーボン残渣Ｃ１は、凹状の底部１３内を、
スクリュコンベア１４の上端側に形成された残渣排出口
２０に向かって移送されることになる。そして、この残
渣排出口２０から水槽１０外へ排出された粒状化カーボ
ン残渣Ｃ１は、粒状化カーボン残渣回収タンク２１内に
落下し、回収されることになる。また、回収された粒状
化カーボン残渣Ｃ１は、そのまま、各種燃焼装置用の固
形燃料として用いたり、産業廃棄物焼却炉で焼却するこ
とができる。このように、第１の実施の形態では、従来
のカーボン残渣のようにドラム缶等の容器を切断して固
化したカーボン残渣を取り出したり、該固化したカーボ
ン残渣を破砕する等の工程を不要とすることができるの
で、カーボン残渣の最終処理を容易かつ迅速に行なうこ
とができ、また、固形燃料として用いることによって、
カーボン残渣の有効利用を図ることができる。また、別
の搬送手段として、ベルト面に一定高さを有する掻き上
げ羽根を設けたベルトコンベアを用いてもよい。

【００１１】次に、図３及び図４に第２の実施の形態に
係るプラスチック熱分解残渣の処理方法に好適に用いる
ことができるカーボン残渣処理装置Ｄを示しており、カ
ーボン残渣処理装置Ｄは、実質的に、図１及び図２に示
すカーボン残渣処理装置Ａにおける排出手段として、ス
クリュコンベア１４に代えてレーキ装置３０を用いたこ
とを特徴とする。即ち、図３及び図４に示すように、水
槽１０ａは、その下部に、一側端部から他側端部に向け
て上り勾配の傾斜を有する平板からなる傾斜底板３１を
有している。傾斜底板３１の上面には、水槽１０ａの幅
と略等しい幅を有すると共に、一定の高さを有する掻き
上げ板３２が配設されている。また、この傾斜底板３１
の上面の中央部には、水槽１０ａの一側端壁３４から他
側端部３６まで伸延する回転ねじ軸３３が配設されてお
り、該回転ねじ軸３３は、図４に示すように、その中途
に、前記した掻き上げ板３２の中央部に設けた雌ねじ孔
に螺合させている。また、回転ねじ軸３３は、その一端
を水槽１０ａの一側端壁３４の下部に設けた軸受３５に
よって回転自在に支持されるとともに、その他端を水槽
１０ａの他側端部３６に配設した電動モータ等の回転駆
動源３７の出力軸にカップリング３８を介して連結して
いる。また、図４に示すように、傾斜底板３１の上面で
あって、回転ねじ軸３３の両側方に平行間隔をあけて一
対のガイド軸３９、４０が配設されており、両ガイド軸
３９、４０も、回転ねじ軸３３と同様に、水槽１０ａの
一側端壁３４から他側端部３６まで伸延し、両端を、そ
れぞれ、一側端壁３４に設けた軸受（図示せず）及び他
側端部３６に設けた軸受（図示せず）によって回転自在
に支持されている。これらのガイド軸３９、４０は、そ
の中途を、掻き上げ板３２の両側部に設けたガイド孔に
挿通している。

【００１２】かかる構成によって、掻き上げ板３２が回
転ねじ軸３３周りに一体回転するのが阻止されるので、
回転ねじ軸３３を回転すると、回転ねじ軸３３と掻き上
げ板３２の雌ねじ孔との螺合関係によって、掻き上げ板
３２は傾斜底板３１の上面上を移動することになる。

【００１３】従って、第２の実施の形態においても、回
転駆動源３７を駆動すると、レーキ装置３０の掻き上げ
板３２の一側面が残渣搬送面を形成することになるの
で、図１及び図２に示すのと同じ要領で傾斜底板３１上
に堆積した粒状化カーボン残渣Ｃ１がレーキ装置３０の
上端側に形成した残渣排出口４１に向かって移送される
ことになる。そして、この残渣排出口４１から水槽１０
ａ外へ排出された粒状化カーボン残渣Ｃ１は、粒状化カ
ーボン残渣回収タンク４２内に落下し、回収されること
になる。また、回収された粒状化カーボン残渣Ｃ１は、
そのまま、各種燃焼装置用の固形燃料として用いたり、
産業廃棄物焼却炉で焼却することができる。このよう
に、第２の実施の形態においても、従来のカーボン残渣
のようにドラム缶等の容器を切断して固化したカーボン
残渣を取り出したり、該固化したカーボン残渣を破砕す
る等の工程を不要とすることができるので、カーボン残
渣の最終処理を容易かつ迅速に行なうことができ、ま
た、固形燃料として用いることによって、カーボン残渣
の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラスチック
熱分解残渣の処理方法に用いるカーボン残渣処理装置の
全体正面図である。

【図２】図１の矢視Ｉ−Ｉ側面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るプラスチック
熱分解残渣の処理方法に用いるカーボン残渣処理装置の
全体正面図である。

【図４】図３の矢視II−II断面図である。

【図５】従来の廃プラスチック材の油化処理設備のレイ
アウト図である。

【図６】同油化処理設備における固液分離装置の概念的
正断面図である。

【符号の説明】

Ａ カーボン残渣処理装置 Ｂ 固液分離装
置 Ｂ１ 排出装置 Ｃ カーボン残
渣 Ｃ１ 粒状化カーボン残渣 Ｄ カーボン残
渣処理装置 １０ 水槽 １０ａ 水槽 １１ 床面 １２ 冷却水 １３ 凹状の底部 １４ スクリュ
コンベア １４ａ 回転軸 １４ｂ 螺旋羽
根 １５ 一側端壁 １６ 軸受 １７ 他側端部 １８ 回転駆動
源 １９ カップリング ２０ 残渣排出
口 ２１ 粒状化カーボン残渣回収タンク ３０ レーキ装
置 ３１ 傾斜底板 ３２ 掻き上げ
板 ３３ 回転ねじ軸 ３４ 一側端壁 ３５ 軸受 ３６ 他側端部 ３７ 回転駆動源 ３８ カップリ
ング ３９ ガイド軸 ４０ ガイド軸 ４１ 残渣排出口 ４２ 粒状化カ
ーボン残渣回収タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舟橋 栄次 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱分解槽で発生したカーボン残渣を含有
   する熱分解油を固液分離装置によって、熱分解油と残留
   熱分解油を含有するカーボン残渣とに分離し、該カーボ
   ン残渣を水槽に投入することによって急冷し、収縮・固
   化させて粒状となし、粒状化カーボン残渣を排出手段に
   より水槽より取り出して固形燃料として用いることを特
   徴とするプラスチック熱分解残渣の処理方法。