JPH1036857A

JPH1036857A - 廃プラスチック熱減容分解装置

Info

Publication number: JPH1036857A
Application number: JP20415596A
Authority: JP
Inventors: Takao Wada; 岳雄和田; Ichiro Shibata; 一朗柴田; Tomoyuki Ishimatsu; 朋之石松; Hiroshi Goto; 宏後藤
Original assignee: Advance Co Ltd
Current assignee: Advance Co Ltd
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JP2955922B2

Abstract

(57)【要約】【目的】廃プラスチックの発生現場で減容、熱分解処理
が可能で、油化した廃プラスチックを燃料として、自己
の駆動源とする事が出来る小型移動可能な廃プラスチッ
ク熱減容分解装置を提供する。【構成】廃プラスチックを熱で減容する減容部と減容し
た廃プラスチックを熱分解油化する分解部と油化した廃
プラスチックを既存の燃料と最適条件で混合する混合部
と混合した燃料を減容、分解に使用しうる熱に変換する
変換部を備える。【効果】小型移動可能で、廃プラスチックを発生現場で
熱減容、分解処理か出来、油化処理した廃プラスチック
を自己の駆動源として消費する自己還元型で処理費用の
削減、処理物の保管、輸送の手間が掛からず経済的で対
応性の高い廃プラスチック処理が可能となる装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃プラスチックを熱に
より減容、分解し、油化した廃プラスチックを自己還元
できる方法及び装置に係わる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックは、軽量で様々な使用方法
が可能であることから、包装容器、断熱材、建材、家電
製品等のあらゆる分野で多く使用されている。従来、そ
の廃棄物処理には焼却や埋め立てといった手段が採用さ
れているが、焼却場の周辺環境の劣化、埋め立て地の減
少や資源有効利用運動によって１９９１年にリサイクル
促進法、１９９５年に容器包装リサイクル法等が施行、
成立し、廃プラスチックのリサイクルや再資源化への関
心が急速に高まり、なお且つ、必要に迫られている。ま
た、処理するまでの保管場所、処理場までの輸送費、処
理場での処理費などが年々、増大して各企業の負担は大
きくなってきている。

【０００３】かかる現状において近年、各企業、研究機
関に於いて廃プラスチックの再利用、再資源化のために
廃プラスチックの減容装置、廃プラスチックの油化装置
などの発明が活発に行われている。

【０００４】しかしながら、減容だけでは分量は減るも
のの、依然、保管場所、輸送費、２次処理費が必要であ
り、油化装置は再利用可能な油が出来るものの、大型、
高額になり、油化装置までへの輸送手段が必要となる欠
点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来に於け
る廃プラスチック処理装置は廃プラスチック処理に係わ
る問題の程度は軽減するもののスーパー、小売店、廃家
屋の取り壊し現場などの廃プラスチックが発生する現場
に於いては、依然、経費の掛かるものであり、また、一
般消費者へのリサイクル活動への参加を促すまでには至
っていない。

【０００６】本発明はこの様な従来の課題を解決するた
めになされたもので、その目的はスーパー、小売店、廃
屋取り壊し現場などの廃プラスチックの発生現場、廃プ
ラスチック処理設備から遠隔な地、処理不可能であった
船舶等の移動手段上での処理が簡単に行え、且つ、処理
装置駆動の駆動源の乏しい場所や住宅地などでの処理を
可能とし、廃プラスチックリサイクルに於ける活動に誰
でも参加できるようにする廃プラスチック熱減容分解装
置を提供する事にある。

【０００７】

【課題を解決する手段】上記目的を達成するためには、
移動可能、設置面積を最小にする為の小型化およびその
方法、油化した廃プラスチックの自己還元による処理方
法が必要不可欠であり、本発明に於いては以下の方法で
上記課題を克服した。

【０００８】本発明は廃プラスチックを熱で減容する減
容部；減容した廃プラスチックを熱分解油化する分解
部；油化し分解部に溜まった廃プラスチックを容器に搬
送する搬送部；油化した廃プラスチックを既存の燃料と
最適条件で混合する混合部；混合した燃料を減容、分解
に使用しうる駆動源に変換する変換部をひとつの装置内
に有し、減容部、熱分解部が兼用になっており、減容を
おこなった廃プラスチックが分解するに適する量が熱分
解部に溜まると減容用の落とし蓋がそのまま熱分解部を
塞ぎ、熱分解効率の向上する容器を形成する。

【０００９】また、熱分解部で分解油化された廃プラス
チックはガス圧または空気圧で閉ざされた系の中を分解
油化容器に搬送される。容器に搬送された分解廃プラス
チックは別容器に蓄えられている既存の燃料と最適条件
に空気と混合され、処理に必要な駆動源に変換される。

【００１０】変換される駆動源とは、熱減容分解に必要
な熱エネルギー、装置を駆動させる電気エネルギーであ
り、それぞれ燃焼、燃焼を用いた発電で処理全体の駆動
源を補助すると同時に廃プラスチックの処理を完全に発
生現場またはその近くで終了させる事が出来る。

【００１１】以下、更に本発明について図１を用いて詳
細に説明する。

【００１２】常圧、大気中で３００〜６００℃の温度で
プラスチックを加熱すると、プラスチックが熱分解を起
こし、数種の生成ガスが発生する。特にポリスチレン、
ＰＶＣなどはスチレンモノマー、塩素ガスをはじめ数種
の有毒なガスが発生する。これは作業員の健康を害し、
環境を破壊するもので非常に好ましくない。そこで、本
発明では有毒ガスが発生しないで、且つ、減容に適する
温度、即ち１００〜２５０℃、好ましくは１４０〜２３
０℃までを減容温度とし、また、特願平７−５８２５７
号において申請済みである図１にある減容槽１の櫛歯ヒ
ーター２に該廃プラスチックを減容蓋３で圧接接触させ
る事で分解しないで容積を縮小させる事を目的とした減
容工程を有する。

【００１３】有毒ガスを発生させずに減容、収縮した廃
プラスチックは分解槽４の底部に溜まり、適度の量にな
ったときに減容蓋３はそのまま減容槽１の櫛歯型ヒータ
ー２の上で固定する。櫛歯型ヒーター２の側面の壁はテ
ーパー形状をしており、減容蓋３の端面のテーパーより
大きな角度を有している。その為、減容蓋３は適度な櫛
歯型ヒーター２の上部の位置で固定され、且つ、分解槽
４を密閉する。減容蓋３の端面には必要に応じてシール
材等が設置され、分解槽４の密閉化に寄与する様にして
ある。減容蓋３の端面のテーパーの角度は、例えば５〜
４５°、好ましくは１０〜３０°で、櫛歯ヒーター２の
側面のテーパーの角度は、例えば１０〜６０°、好まし
くは１５〜４０°、又、減容蓋３の重量（Ｋｇ）は、例
えば１〜３００、好ましくは３０〜１００である。

【００１４】櫛歯ヒーター２の上部で固定され、分解槽
４を密閉した減容蓋３は分解槽４の空隙を減らし、熱効
率を向上させると共に、分解槽４内で分解時に発生する
有毒ガスが外部に漏洩する事を防止する。

【００１５】密閉された分解槽４は、不活性ガス弁５、
排気弁６が解放する事により窒素などの不活性ガスで充
満され、不活性雰囲気に置換される。この時、まだ分解
槽４内の減容された該廃プラスチックは分解温度まで到
達していない為に有毒ガスは発生していない。分解槽４
内が不活性雰囲気に置換された適度な時間で不活性ガス
弁５、排気弁６は閉じられ、置換は終了する。

【００１６】分解に要する温度は３００〜６００℃の範
囲で行われ、減容に用いられた櫛歯ヒーター２は上部か
ら、分解用ヒーター７は下部から減容された該廃プラス
チックを効率よく加熱し分解する。

【００１７】分解槽４の底部には任意の傾斜（例えば５
〜６０°、好ましくは１５〜３５°。）が付けてあり、
分解され油となり粘度の低下した廃プラスチックが底部
の排出弁８の方に移動して行き、分解されていない粘度
の高い廃プラスチックは残って更に効率良く分解され
る。

【００１８】油化された該廃プラスチックは液状化して
粘度も低下し分解槽４の底部に蓄積される。分解槽４の
底部には適当な斜度が施してあり、分解され粘度の低下
した廃プラスチックが底部の斜面を辿り、斜面下部へと
移動し、分解用ヒーター７の上部には分解されていない
残廃プラスチックが残り、効率の良い分解が行われる。
この時、分解用ヒーター７に温度差を付けて、斜面上部
から中部にかけてのヒーターは高温に、分解された廃プ
ラスチックが蓄積する斜面下部のヒーターは再重合しな
い為に低温に設定するのが望ましい。蓄積された該廃プ
ラスチックは適度な温度に冷却した後に不活性ガス弁５
と排出弁８が開き、不活性ガス圧によって排出される。
この不活性ガスとは、例えば空気、窒素、アルゴン等で
その圧力は、例えば１〜１００Ｋｇｆ／ｍ²、好ましく
は５〜５０Ｋｇｆ／ｍ²である。尚、ガス圧による廃プ
ラスチックの搬送の他、機械的に掻き出す様な手段によ
る搬送、底部が自動的に動き出す様な搬送、振動による
搬送等が例示される。

【００１９】不活性ガス圧によって排出された該油化廃
プラスチックは回収槽９に送られ蓄積される。

【００２０】回収された回収槽９内の油化廃プラスチッ
クは、燃料槽１０内の燃料と混合器１１で適度な混合比
に混合され、本発明の廃プラスチック熱減容分解装置の
駆動源となる為に変換部へと送られる。ここで、上記燃
料槽１０内の燃料には、例えば灯油、軽油、ガソリン、
重油等が使用できる。

【００２１】変換部は例えば図２、３に示される様に熱
エネルギー変換と電気エネルギー変換の２種類の変換部
に変換が可能である。

【００２２】図２に示す様に熱エネルギー変換器は混合
された燃料を燃焼させ、その燃焼熱でヒートパイプ１
２、１３を加熱する。加熱されたヒートパイプ１２は減
容部の櫛歯ヒーター２、ヒートパイプ１３は分解部の分
解用ヒーター７に接続されており、ヒートパイプ１２か
ら伝わってきた熱で前記減容、分解工程を行う。この場
合、装置駆動の為の電源は外部電源または内蔵の蓄電池
を用いる事になる。

【００２３】図３に示す様に電気エネルギー変換器は混
合された燃料で発電器１６を駆動、発電させ、発生した
電力を調整器１７に通して、それにより本発明の廃プラ
スチック熱減容分解装置を駆動させるものである。この
時の櫛歯ヒーター２、分解用ヒーター７は電気ヒーター
を用いる事となる。

【００２４】図２、３に示したエネルギー変換方式は使
用場所、使用方法により選択され、必要に応じては併用
する事も可能である。

【００２５】これらの工程が終了した時点で該廃プラス
チックは燃焼され、装置の駆動エネルギーに自己還元さ
れて、完全なるクローズドループとなり、小型移動可能
で、廃プラスチックを発生現場で熱減容、分解処理か出
来、油化処理した廃プラスチックを自己の駆動源として
消費する自己還元型で処理費用の削減、処理物の保管、
輸送の手間が掛からず経済的で対応性の高い廃プラスチ
ック処理が終了する。尚、上述に数値の範囲をいくつか
示しているが、特にこれらに限定はされない。

【００２６】

【実施例】以下、実験結果に基づいて本発明の好適な実
施例について説明する。

【００２７】図１に示される装置に発泡ポリスチレン９
０％、ポリエチレン５％、ポリプロピレン４％、ＰＶＣ
１％を混在させた試料４０Ｋｇを作り減容させた。本試
料の割合は、一般的なスーパー、小売店から排出される
廃プラスチックの割合と同一にした。減容は１７０〜２
００℃で行われたが、ＰＶＣが含まれない場合は２００
〜２３０℃でも良く、その方が減容速度が速い。５Ｋｇ
の廃プラスチックの減容は、約４０分で終了し、分解槽
４の分解用ヒーター７の上に堆積した。また、櫛歯ヒー
ター２により発泡ポリスチレン内の気泡が除去でき良好
な減容が終了した。この時の櫛歯ヒーター２のヒーター
間隔は３ミリとした。減容が終了した時点で、減容蓋３
は櫛歯ヒーター２の上部にあり、分解槽を密閉した。密
閉した後、分解槽内を不活性ガスで充満させ、分解温度
６００℃で分解を開始した。分解時間は約８〜１０時間
掛けた。これは急激な加熱による炭素化と圧力上昇を防
ぐためで、実際、本分解工程を行う際には店舗業務が終
了した、電力価格の安価な深夜電力を使用する深夜から
明朝に掛けて行う。

【００２８】分解、油化された廃プラスチックには、重
油分はほとんど含まれておらず、スチレンモノマーを主
成分にガソリン、ケロシン類に分解された。分解した油
は、不活性ガス圧により回収槽９に搬送された。

【００２９】回収槽９内の油化された廃プラスチック
は、熱エネルギー、電気エネルギーに変換される。熱エ
ネルギーの場合は、その燃焼熱を減容、分解にリサイク
ルし、電気エネルギーの場合は発電器等を燃料に混合し
電気エネルギーに変換し、装置駆動や電気ヒーターに使
用する。

【００３０】図２に示す熱エネルギーへの還元のタイプ
では回収槽９に貯蔵された分解、油化された廃プラスチ
ックは燃料槽１０内の軽油と混合器１１により約６対４
の割合で混合され気化された。この混合比は煤の少ない
良好な混合比であったが、プラスチックの成分によって
は３対７まで混合比を上げられた。

【００３１】燃焼したエネルギーを用いてヒートポンプ
１２を加熱し、該ヒートポンプ１２は減容用櫛歯ヒータ
ー２、分解用ヒーター７に接続されており、任意の温度
に加熱される。加熱温度はヒートパイプ１２に取り付け
られた熱電対１３からフィードバックされて、燃焼量で
制御する。

【００３２】図３に示す電気エネルギーへの還元のタイ
プは回収槽９に貯蔵された分解、油化した廃プラスチッ
クは燃料槽１０内の軽油と混合器１１により約３対７の
割合で混合され気化された。この混合比は発電器１６の
キャブレターに燃焼時のカーボンが詰まらない為の最適
な混合比であったが、ポリエチレン、ポリプロピレンが
多く、ポリスチレンの少ない廃プラスチック油では、５
対５まで混合比を上げてもキャブレターの詰まりは発生
しなかった。

【００３３】上記の結果から本発明を用いて廃プラスチ
ックを熱減容、分解、油化し、自己の駆動源として活用
できることが確認された。

【００３４】

【発明の効果】小型移動可能で、廃プラスチックを発生
現場で熱減容、分解処理か出来、油化処理した廃プラス
チックを自己の駆動源として消費する自己還元型で処理
費用の削減、処理物の保管、輸送の手間が掛からず経済
的で対応性の高い廃プラスチック処理が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる廃プラスチック熱減容分解装置
の減容、分解部の一実施例の概略の構成を示す構成図で
ある。

【図２】本発明を適用した自己還元型廃プラスチック熱
減容分解装置の一実施例を示す構成図である。

【図３】本発明を適用した自己還元型廃プラスチック熱
減容分解装置の一実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１減容槽２櫛歯ヒーター３減容蓋４分解槽５不活性ガス弁６排気弁７分解用ヒーター８排出弁９回収槽１０燃料槽１１混合器１２減容用ヒートパイプ１３分解用ヒートパイプ１４減容用バーナー１５分解用バーナー１６発電器１７調整器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の工程を具備した廃プラスチック熱
減容分解装置。・廃プラスチックを熱で減容する減容部；・減容した廃プラスチックを熱分解油化する分解部；・油化し分解部に溜まった廃プラスチックを容器に搬送
する搬送部；
【請求項２】前記油化した廃プラスチックを既存の燃
料とを混合する混合部、前記混合した燃料を減容、分解
に使用しうる駆動源に変換する変換部を更に設けてなる
請求項１に記載の廃プラスチック熱減容分解装置。
【請求項３】投入した廃プラスチックが荷重と熱によ
り減容されて自動的に分解部に蓄積され、適当な量にな
ったとき荷重部がそのまま分解部の蓋となり、熱分解工
程が効率よく処理出来る請求項１の廃プラスチック熱減
容分解装置。
【請求項４】廃プラスチックを減容する発熱源を具備
する減容部の側面をテーパ状にし、且つ、廃プラスチッ
クに荷重を掛ける荷重部に減容部のテーパより角度の小
さなテーパを付部する事により分解部にある減容した廃
プラスチックの空隙を少なくさせて熱効率を上げ、且
つ、減容部から分解部を遮蔽する事を特徴とする請求項
３の廃プラスチック熱減容分解装置。
【請求項５】熱分解油化し分解部に溜まった廃プラス
チックを不活性ガス圧、または空気圧によって搬送する
搬送手段を有する請求項１の廃プラスチック熱減容装
置。
【請求項６】熱分解油化した廃プラスチックを装置の
駆動源として再利用する事を特徴とした請求項２の廃プ
ラスチック熱減容分解装置。
【請求項７】熱分解油化した廃プラスチックを既存の
燃料と最適条件で混合し、発電器を駆動させ装置に必要
な電力を自己供給する事が可能な請求項６の廃プラスチ
ック熱減容分解装置。
【請求項８】熱分解油化した廃プラスチックを既存の
燃料と最適条件に混合し、燃焼させて減容、分解の為の
熱源とする事が出来る請求項６の廃プラスチック熱減容
分解装置。