JPH10272433A

JPH10272433A - 廃ポリエチレン金属複合材の処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH10272433A
Application number: JP7970197A
Authority: JP
Inventors: Yoshitoshi Sekiguchi; 善利関口; Kunio Sasaki; 邦夫佐々木; Nobuyuki Yoshida; 信之吉田; Michitaka Furubayashi; 通孝古林; Takusen Ito; 拓仙伊藤; Iwao Yanaka; 巌谷中
Original assignee: KEIHANNA KANKYO KK; Hitachi Zosen Corp
Current assignee: KEIHANNA KANKYO KK; Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリエチレンと金属の複合材を最適な温度条
件下でかつ最適な雰囲気中で加熱処理することにより、
複合材を構成する有価金属とポリエチレンを分離し、こ
れらをそれぞれ再利用できる形態で回収する。【解決手段】廃棄物収納室3 が内部に設けられた乾留
炉1 と、廃棄物収納室3の外周に巻設されかつ廃棄物収
納室3 内部を臨む熱源吹出しノズル10を有する熱源導管
9 と、乾留炉1 で生じた有機性ガスを燃焼炉11に送る導
管17と、燃焼炉11で生じた排ガスを乾留炉1 に送る導管
15とを備えている。過熱蒸気を熱源として、ポリエチレ
ンと金属からなる複合材の廃棄物8 を酸素の不存在下で
加熱し、廃棄物8 を部分熱分解により硬度を増したポリ
エチレンと非酸化状態の金属とに分離する。ポリエチレ
ンの熱分解により生成する有機性ガスを燃焼炉11で燃焼
させ、燃焼炉11で生じた排ガスにより乾留炉1 を加熱す
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、ポリエチレンと金
属からなる複合材の廃棄物から有価物を回収する、いわ
ゆるマテリアルリサイクルシステムにおいて用いられる
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近開発された耐震用ポリエチレン管継
手は、図３および図４に示すように、管継手本体(21)の
内部にニクロム線や真鍮ないしは黄銅コイル等からなる
発熱体(22)および電源接続用の端子(23)を埋め込んだも
のである。この管継手の廃品が産業廃棄物として多量に
出て来ており、その効果的な処理方法および処理装置の
開発が要望されている。

【０００３】上記のような金属とポリエチレンの複合材
を通常の焼却炉で直接焼却処理し、残った有価金属を回
収しようとしても、金属の表面が酸化によって劣化して
しまうためこれをそのまま再利用することは困難であ
る。また、ポリエチレンはそのままでは容易に塑性変形
してしまうため、これを破砕あるいは粉砕することは困
難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記管継手
等のポリエチレンと金属の複合材を最適な温度条件下で
かつ最適な雰囲気中で加熱処理することにより、複合材
を構成する有価金属とポリエチレンを分離し、これらを
それぞれ再利用できる形態で回収する廃ポリエチレン金
属複合材の処理方法およびその装置において、処理時間
の短縮、熱効率の向上および安全性を高めた方法および
装置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】本発明による廃ポリエチ
レン金属複合材の処理方法は、燃焼排ガス、加熱不活性
ガスまたは過熱蒸気を熱源として、ポリエチレンと金属
からなる複合材の廃棄物を酸素の不存在下で加熱し、ポ
リエチレンを部分熱分解しつつ融解し、廃棄物を部分熱
分解により硬度を増したポリエチレンと非酸化状態の金
属とに分離する方法において、ポリエチレンの熱分解に
より生成する有機性ガスを上記燃焼排ガス、加熱不活性
ガスまたは過熱蒸気を生成させる燃焼ゾーンへ送り、同
ゾーンで生じた排ガスを部分分解ゾーンへ送ることを特
徴とするものである。

【０００６】また、本発明による廃ポリエチレン金属複
合材の処理装置は、筒状の廃棄物収納室が内部に設けら
れた乾留炉と、廃棄物収納室に巻設され、かつ廃棄物収
納室内部を臨む熱源吹出しノズルを有する熱源導管と、
ポリエチレンの熱分解により乾留炉内に生じた有機性ガ
スを燃焼炉に送る有機性ガス導管と、燃焼炉で生じた排
ガスを乾留炉に送る排ガス導管とを備えているものであ
る。

【０００７】上記処理装置は、廃棄物収納室内が、温度
３８０〜４６０℃で酸素濃度２容量％以下とされている
ことが好ましい。

【０００８】また、廃棄物収納室上端開口部に、２以上
の廃棄物投入用ダンパーが直列状に設けられ、隣り合う
ダンパー間に外気遮断ガスを供給する外気遮断ガスの吹
き込み装置が設けられていることが好ましい。

【０００９】排ガス導管に、熱源加熱用ガスに乾留炉内
温度制御用の冷却水を供給する水噴霧装置が設けられて
いることが好ましい。

【００１０】燃焼炉内に過熱蒸気発生用蛇管が設けら
れ、該蛇管に所定量の水が注入されて発生した過熱蒸気
が乾留炉内の熱源用蛇管に導かれていることが好まし
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下図面
を参照して説明する。

【００１２】図１および図２は、本発明の廃ポリエチレ
ン金属複合材の処理装置を示している。同図に示すよう
に、廃ポリエチレン金属複合材の処理装置は、過熱蒸気
を熱源として、廃ポリエチレン金属複合材廃棄物のポリ
エチレンを融解し、廃棄物を硬度を増したポリエチレン
と非酸化状態の金属とに分離する乾留炉(1) と、過熱蒸
気を発生させる燃焼炉(11)とを備えている。

【００１３】乾留炉(1) は、二重管構造とされており、
断熱材製炉壁(2) の内側に、円筒状の廃棄物収納室(3)
が設けられている。廃棄物収納室(3) は、炉壁(2) より
も上方および下方に突出しており、その上端開口には、
２つの廃棄物投入用ダンパー(4)(5)が直列状に設けら
れ、下端開口は、融解したポリエチレンの排出口(6) と
されている。廃棄物収納室(3) の内部に、ポリエチレン
と金属からなる複合材の廃棄物(8) を収めるバケット
(7) が配置されている。バケット(7) は、縦長円筒状で
あって、金網または多孔板で構成されている。廃棄物収
納室(3) に、螺旋状の熱源導管(9) が巻設されている。
この熱源導管(9) の下端部に、廃棄物収納室(3) 内部を
臨む熱源吹出しノズル(10)が設けられている。熱源導管
(9) に過熱蒸気を供給することにより、これを熱源とし
て、廃ポリエチレン金属複合材廃棄物(8) を酸素の不存
在下で加熱し、ポリエチレンを部分熱分解しつつ融解
し、廃棄物(8) を部分熱分解により硬度を増したポリエ
チレンと非酸化状態の金属とに分離することができる。
熱源としては、過熱蒸気のほかに燃焼排ガスまたは加熱
不活性ガスが使用できる。

【００１４】燃焼炉(11)は、上端部にバーナ(12)を備え
ている。燃焼炉(11)内に、過熱蒸気発生用蛇管(13)が設
けられ、該蛇管(13)に所定量の水が注入されるととも
に、発生した過熱蒸気が、蒸気管(14)を介して乾留炉
(1) 内の熱源導管(9) に導かれている。燃焼炉(11)と乾
留炉(1) の下端部同士は、熱源加熱用ガスを乾留炉(1)
の炉壁(2) と廃棄物収納室(3) との間に送る排ガス導管
(15)により連通させられている。乾留炉(1) の炉壁(2)
の上端部には、排ガスの出口煙突(16)が設けられてい
る。また、燃焼炉(11)と乾留炉(1) の廃棄物収納室(3)
の上端部同士は、ポリエチレンの熱分解により生成する
有機性ガスを燃焼炉(11)に導く有機性ガス導管(17)によ
り連通させられており、ポリエチレンの融解時に熱分解
で生成する有機性ガスは、外部に排出されることなく、
燃焼炉(11)の補助燃料として供給されている。

【００１５】廃棄物収納室(3) の上端部には、上下のダ
ンパー(4)(5)間に不活性ガスまたは過熱蒸気を外気遮断
用として吹き込む外気遮断ガス吹き込み装置(18)が設け
られている。

【００１６】また、排ガス導管(15)には、乾留炉(1) 内
温度制御用の冷却水を供給する水噴霧装置(19)が設けら
れている。

【００１７】上記構成の処理装置において、ポリエチレ
ンと金属からなる複合材、例えば図３および図４に示す
耐震用ポリエチレン管継手の廃棄物(8) をバケット(7)
に入れて、廃棄物収納室(3) 内に収める。そして、燃焼
炉(11)内で生成された過熱蒸気を乾留炉(1) 内の熱源導
管(9) に導くとともに、燃焼炉(11)内で発生する排ガス
を乾留炉(1) の炉壁(2) と廃棄物収納室(3) との間に供
給する。これによって廃棄物収納室(3) および蛇管(9)
が加熱される。排ガスは、その後、出口煙突(16)から排
出される。燃焼炉(11)内の温度は、８００℃以上とさ
れ、乾留炉(1) の炉壁(2) と廃棄物収納室(3) との間の
温度は、４５０〜６００℃とされる。また、廃棄物収納
室(3) 内は、温度３８０〜４６０℃で酸素濃度２容量％
以下とされる。廃棄物収納室(3) 内の温度が３８０〜４
６０℃の範囲の上限に近づいたときには、水噴霧装置(1
9)から排ガス導管(15)中に冷却水を噴射する。これによ
り、乾留炉(1) 内の温度制御を容易に行うことができ
る。このさい、燃焼炉(11)内の温度は低下することがな
いから、燃焼炉(11)における不完全燃焼が起こることは
ない。このような加熱条件下で、熱源導管(9) 内の蒸気
を熱源吹出しノズル(10)からバケット(7) 内の廃棄物
(8) に噴霧供給し、これを乾留させる。その結果、廃棄
物(8) を構成するポリエチレンは部分熱分解しつつ融解
し、廃棄物収納室(3) の下端の排出口(6) から落下す
る。また、ポリエチレンの融解時に熱分解で生成する有
機性ガスは、燃焼炉(11)内で完全燃焼する。こうして得
られた融解ポリエチレンは熱分解により硬度を増し、そ
のため容易に粉砕することができる。したがって、その
まま再利用して製品化することはもちろん、粉砕ポリエ
チレンを粉体燃料として利用することもできる。他方、
廃棄物(8) を構成するニクロム線又は黄銅等の有価金属
バケット内に残り、ポリエチレンから分離される。得ら
れた有価金属はポリエチレンの付着や表面の酸化がな
く、したがって例えば継手製造の金属材料として再利用
することができる。

【００１８】なお、管継手を構成する発熱体(22)および
電源接続用の端子(23)などの有価金属は、ポリエチレン
製の管継手本体(21)に対して十分小さく、数回の処理で
はバケット(7) が金属によって一杯になることはない。
そのため、上記の処理を１回行うごとに、有価金属を回
収する必要はなく、廃棄物(8) を連続して上下のダンパ
ー(4)(5)から供給することができる。このさい、下のダ
ンパー(5) を閉じた状態で上のダンパー(4) から廃棄物
(8) を投入し、上のダンパー(4) を閉じた後、必要に応
じて上下のダンパー(4)(5)間に外気遮断ガス吹き込み装
置(18)から不活性ガスまたは過熱蒸気を吹き込んで、下
のダンパー(5) から廃棄物収納室(3) 内に廃棄物(8) を
投下する。これにより、乾留炉(1) 内への外気の流入お
よびが乾留炉(1) からの熱の流出がなく、炉(1) 内酸素
濃度の上昇および炉(1) 内温度の低下が共に防止され
る。したがって、廃棄物(8) の処理を終了するごとに有
価金属を取り出し新たな廃ポリエチレン金属複合材を投
入するバッチ式の処理装置と比較すると、１回の処理ご
とに装置内の温度を下げる必要がなくなり、熱効率が良
いものとなる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の請求項１の廃ポリエチレン金属
複合材の処理方法によると、ポリエチレンの熱分解によ
り生成する有機性ガスが燃焼ゾーンにおいて燃料として
用いられるので、ポリエチレン熱分解生成物を別途処理
するための装置が不要であり、また、排ガスにより部分
分解ゾーンが加熱されるので、熱効率が良い。

【００２０】請求項２の廃ポリエチレン金属複合材の処
理装置によると、ポリエチレンと金属からなる複合材の
廃棄物を廃棄物収納室に収めるとともに、熱源導管の熱
源吹出しノズルから燃焼排ガス、加熱不活性ガスまたは
過熱蒸気を該廃棄物に供給することにより、ポリエチレ
ンと金属からなる複合材の廃棄物が実質的に酸素の不存
在下に加熱されるので、得られた金属はポリエチレンの
付着や表面の酸化がなく、これをそのまま原材料として
再利用することができ、また、ポリエチレンは加熱によ
って部分熱分解しつつ融解し、融解ポリエチレンは熱分
解により硬度を増し、そのため容易に粉砕することがで
き、粉砕ポリエチレンを粉体燃料として利用することが
できる。さらに、ポリエチレンの熱分解により生成する
有機性ガスが燃焼炉に送られて燃料として用いられるの
で、ポリエチレン熱分解生成物を別途処理するための装
置が不要であり、また、排ガスが乾留炉に送られて加熱
用に用いられるので、熱効率が良い。

【００２１】請求項３の廃ポリエチレン金属複合材の処
理装置によると、最適な加熱条件で処理が行われる。

【００２２】請求項４の廃ポリエチレン金属複合材の処
理装置によると、下のダンパーを閉じた状態で複合材を
上のダンパーから投入し、上のダンパーを閉じて上下の
ダンパー間に必要に応じて不活性ガス、過熱蒸気等の外
気遮断ガスを吹き込んだ後、下のダンパーから廃棄物収
納室内に廃棄物を投下する。これにより、乾留炉内に空
気が入らないようになり、安全性が高まるとともに、廃
棄物を連続して供給することができるようになり、１回
処理するごとに装置内の温度を下げる必要があるバッチ
式に比べて、処理時間が短縮し熱効率が良くなる。

【００２３】請求項５の廃ポリエチレン金属複合材の処
理装置によると、水噴霧装置から排ガス導管中に冷却水
を噴射することにより、乾留炉内の温度制御を容易に行
うことができる。しかも、燃焼炉内の温度は低下するこ
とがないから、燃焼炉では不完全燃焼が起こることがな
い。

【００２４】請求項６の廃ポリエチレン金属複合材の処
理装置によると、熱源として用いる過熱蒸気を燃焼炉で
発生させることができるため、ボイラーが不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による廃ポリエチレン金属複合材の処理
装置を示す概略図である。

【図２】図１中のII-II 線に沿う断面図である。

【図３】耐震用ポリエチレン管継手を示す一部切欠き側
面図である。

【図４】耐震用ポリエチレン管継手を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

(1) 乾留炉 (3) 廃棄物収納室 (4)(5) 廃棄物投入用ダンパー (9) 熱源導管 (10) 熱源吹出し部 (11) 燃焼炉 (13) 過熱蒸気発生用蛇管 (17) 有機性ガス導管 (15) 排ガス導管 (18) ガス吹き込み装置 (19) 水噴霧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木邦夫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 (72)発明者吉田信之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 (72)発明者古林通孝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 (72)発明者伊藤拓仙奈良県生駒市高山町8916−12 関西学研都市サイエンスプラザ３Ｆけいはんな環境株式会社内 (72)発明者谷中巌奈良県生駒市高山町8916−12 関西学研都市サイエンスプラザ３Ｆけいはんな環境株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼排ガス、加熱不活性ガスまたは過熱
蒸気を熱源として、ポリエチレンと金属からなる複合材
の廃棄物を酸素の不存在下で加熱し、ポリエチレンを部
分熱分解しつつ融解し、廃棄物を部分熱分解により硬度
を増したポリエチレンと非酸化状態の金属とに分離する
方法において、ポリエチレンの熱分解により生成する有
機性ガスを上記燃焼排ガス、加熱不活性ガスまたは過熱
蒸気を生成させる燃焼ゾーンへ送り、同ゾーンで生じた
排ガスを部分分解ゾーンへ送ることを特徴とする廃ポリ
エチレン金属複合材の処理方法。
【請求項２】筒状の廃棄物収納室(3) が内部に設けら
れた乾留炉(1) と、廃棄物収納室(3) に巻設され、かつ
廃棄物収納室(3) 内部を臨む熱源吹出しノズル(10)を有
する熱源導管(9) と、ポリエチレンの熱分解により乾留
炉(1) 内に生じた有機性ガスを燃焼炉(11)に送る有機性
ガス導管(17)と、燃焼炉(11)で生じた排ガスを乾留炉
(1) に送る排ガス導管(15)とを備えている廃ポリエチレ
ン金属複合材の処理装置。
【請求項３】廃棄物収納室(3) 内が、温度３８０〜４
６０℃で酸素濃度２容量％以下とされている請求項２記
載の廃ポリエチレン金属複合材の処理装置。
【請求項４】廃棄物収納室(3) 上端開口部に、２以上
の廃棄物投入用ダンパー(4)(5)が直列状に設けられ、隣
り合うダンパー(4)(5)間に外気遮断ガスを供給する外気
遮断ガス吹き込み装置(18)が設けられている請求項２ま
たは３記載の廃ポリエチレン金属複合材の処理装置。
【請求項５】排ガス導管(15)に、熱源加熱用ガスに乾
留炉(1) 内温度制御用の冷却水を供給する水噴霧装置(1
9)が設けられている請求項２〜４のうちいずれか１記載
の廃ポリエチレン金属複合材の処理装置。
【請求項６】燃焼炉(11)内に過熱蒸気発生用蛇管(13)
が設けられ、該蛇管(13)に所定量の水が注入されて発生
した過熱蒸気が乾留炉(1) 内の熱源用蛇管(9) に導かれ
ている請求項２〜５のうちいずれか１記載の廃ポリエチ
レン金属複合材の処理装置。