JPH105725A - 樹脂の熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理対象物に含まれた樹脂成分と触媒との反
応を促進して処理効率を改善できる樹脂の熱処理装置を
提供する。 【解決手段】 樹脂成分を含んだ処理対象物の搬送路２
０を画定する搬送路画定部材３と、搬送路２０内を移動
する処理対象物を、搬送路２０の少なくとも一部の領域
にて加熱する加熱手段１０、７と、加熱により生成され
た樹脂成分の溶融物が流入するように搬送路２０に連ね
て設けられ、触媒３１を保持可能な触媒保持部４とを熱
処理装置に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック廃棄
物等の処理対象物を熱処理する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック廃棄物の処理装置として、
例えば特開昭５９−１７４６８９号公報には、プラスチ
ック廃棄物と触媒とを混ぜ合わせて予備反応槽に投入
し、予備反応槽を加熱して得られた液相状態のプラスチ
ックを触媒とともに主反応槽へ導くものが開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置で
は、反応槽内に滞留した夾雑物（廃棄物への混入物や反
応過程で生じたカーボン等の残渣物）により、触媒とプ
ラスチックとの反応が次第に妨げられて処理効率が低下
する。従って、装置を定期的に停止させて夾雑物等を取
り除くか、あるいは夾雑物を排出するための専用の機構
を反応装置の例えば底部に付設する必要があった。

【０００４】プラスチック廃棄物の溶融装置としては、
上述した槽内に蓄えるもの以外にも、スクリューコンベ
ア等の搬送装置にて廃棄物を押し出しつつ加熱するいわ
ゆるエクストルーダ方式の装置がある（例えば特開平４
−２２５０９２号公報参照））。槽内に廃棄物を蓄える
装置では、プラスチックの溶融と熱分解とが同一の槽内
で同時的に進行するのに対して、エクストルーダ方式の
装置では、プラスチックの固相から液相、そして気相へ
の変化が搬送路に沿って比較的整然と進行する特徴があ
る。その一方、搬送路に対する伝熱面積が制限されるた
め、プラスチック廃棄物を完全に気化させるには比較的
長い搬送路が必要となる。

【０００５】本発明は、樹脂の溶融物と触媒との接触を
促進して処理効率を改善できる熱処理装置及び熱処理方
法を提供し、さらには上述したエクストルーダ方式の特
徴を活かした熱処理装置及び熱処理方法を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願各請求項に係る発明
では、次のような熱処理装置又は熱処理方法により上述
した目的を達成する。なお、以下では実施形態の図面に
対応付けて本発明を説明するが、本発明はそれらの形態
に限定されない。

【０００７】請求項１の発明の熱処理装置は、樹脂成分
を含んだ処理対象物を加熱する加熱手段（１０、７）
と、加熱により生成された樹脂の溶融物と処理対象物中
の夾雑物とを互いに分離する分離手段（２５）と、触媒
（３１）を保持可能な触媒保持部（４）とを具備し、分
離手段にて分離された溶融物が流入するように触媒保持
部（４）が配置されたものである。この発明によれば、
処理対象物から樹脂成分の溶融物を分離して触媒と効率
よく接触させることができる。

【０００８】請求項２の発明の熱処理装置は、樹脂成分
を含む処理対象物を搬送しつつ加熱して樹脂成分を溶融
させる加熱炉（１）を具備し、加熱炉の内部には、樹脂
成分の溶融物と接触するようにして触媒（３１）が収容
可能とされたものである。この発明によれば、加熱炉内
に収容された触媒を利用して加熱炉内を移動する樹脂成
分の溶融物の分解を促進できる。

【０００９】請求項３の発明の熱処理装置は、樹脂成分
を含んだ処理対象物の搬送路（２０）を画定する搬送路
画定部材（３）と、搬送路内を移動する処理対象物を、
搬送路の少なくとも一部の領域にて加熱する加熱手段
（１０、７）と、加熱により生成された樹脂成分の溶融
物が流入するように搬送路に連ねて設けられ、触媒（３
１）を保持可能な触媒保持部（４）と、を具備するもの
である。この発明によれば、搬送路（２０）を移動する
処理対象物を加熱手段（１０、７）で加熱して樹脂成分
の溶融物を連続的に触媒保持部（４）へ送り込んで触媒
（３１）により連続的に分解できる。

【００１０】請求項４の発明では、請求項３の熱処理装
置において、搬送路（２０）の搬送方向が鉛直方向とは
異なる方向に設定され、触媒保持部（４）が搬送路に対
して鉛直下方に配置されている。従って、樹脂成分の溶
融物を重力によって逐次触媒保持部へ導くことができ
る。なお、鉛直下方には、搬送路からみて斜め下方も含
まれる。

【００１１】請求項５の発明では、請求項３の熱処理装
置において、搬送路（２０）の搬送方向に連なるように
触媒保持部（５０）が配置されている。従って、搬送路
（２０）に作用する廃棄物の搬送力を利用して溶融物を
触媒保持部（５０）に送り込むことができる。

【００１２】請求項６の発明では、請求項３の熱処理装
置において、溶融物を処理対象物中の夾雑物から分離す
る分離手段（２５）が設けられる。従って、溶融物を夾
雑物から分離して効率よく触媒（３１）と接触させるこ
とができる。

【００１３】請求項７の発明では、請求項６の熱処理装
置において、搬送路（２０）の搬送方向とは異なる方向
に連なるように触媒保持部（４）が配置され、分離手段
（２５）にて分離された夾雑物が搬送路に作用する搬送
力により搬出される。従って、夾雑物が搬送路に滞留す
ることなく逐次排出され、それにより装置の長時間連続
運転が可能となる。

【００１４】請求項８の発明では、請求項６の熱処理装
置において、搬送路（２０）の搬送方向に連なるように
触媒保持部（５０）が配置され、分離手段（５１）にて
分離された溶融物が搬送路に作用する搬送力により触媒
保持部に送り込まれる。従って、樹脂成分の溶融物が夾
雑物から分離されつつ搬送力により触媒（５１）内に連
続的に押し込まれる。

【００１５】請求項９の発明では、請求項３の熱処理装
置において、触媒保持部（４）を加熱する触媒加熱手段
（１０、６）を具備し、触媒保持部の加熱によって発生
した余熱が搬送路（２０）側に伝達される。従って、触
媒保持部（４）の加熱後の余熱を利用して、触媒保持部
から搬送路側に向かって温度が低下するように温度勾配
を設定できる。

【００１６】請求項１０の発明では、請求項３の熱処理
装置において、触媒保持部（４）及び搬送路画定部材
（３）を取り囲む隔壁（２）を具備し、隔壁（２）の内
側には、触媒保持部の周囲から搬送路の周囲に向かって
熱媒流体が導かれる。従って、触媒保持部と搬送路とを
連続して効率よく加熱できる。

【００１７】請求項１１の発明では、請求項１〜３のい
ずれかの熱処理装置において、溶融物と触媒とが接触し
て発生する生成物が導かれる二次反応部（３５）が設け
られ、二次反応部にも触媒（３６）が保持可能とされて
いる。従って、単一の装置内で複数段階に渡って分解反
応を進行させることができる。

【００１８】請求項１２の発明では、請求項３の熱処理
装置において、触媒保持部（４）よりも搬送方向上流側
で発生したガス成分を溶融物とは異なる経路で搬送路外
へ排出させるガス抜き路（２４）が設けられる。従っ
て、処理対象物の樹脂成分が気化するよりも前に気化す
る低沸点物質のガスと、樹脂成分のガスとを分けて回収
できる。ガス抜き路（２４）の先方にはガスの回収設備
を設置し、生成ガスを有用な成分として回収、分離可能
なシステムを付設することができる。

【００１９】請求項１３の発明の熱処理方法では、樹脂
成分を含んだ処理対象物を加熱し、生成された樹脂成分
の溶融物と処理対象物中の夾雑物とを互いに分離し、分
離された溶融物を触媒と接触させる。この発明によれ
ば、処理対象物から樹脂成分の溶融物を分離して触媒と
効率よく接触させることができる。

【００２０】請求項１４の発明の熱処理方法では、樹脂
成分を含む処理対象物を所定の搬送路に沿って搬送しつ
つ加熱して溶融させ、生成された溶融物を搬送路に連ね
て配置された触媒と接触させる。この発明によれば、搬
送路内で生成された樹脂成分の溶融物を触媒により連続
的に分解できる。

【００２１】請求項１５の発明では、請求項１又は３の
樹脂の熱処理装置において、触媒保持部（４）には、加
熱により溶融化又はガス化した処理対象物がそれぞれ通
過可能な複数の区分された領域（４ａ、４ｂ）が設けら
れ、各領域のそれぞれに同一又は異なる触媒（３１ａ、
３１ｂ）が設置可能とされている（図６参照）。この発
明によれば、処理対象物の性状及び処理目的に応じて各
領域に適切な触媒を配置することができる。

【００２２】請求項１６の発明では、請求項１又は３の
樹脂の熱処理装置において、触媒保持部（５０）には、
加熱により溶融化又はガス化した処理対象物が通過可能
な複数の通気路（６４）及び触媒（６３）を備えた触媒
機能部（６１）が設置可能であり、触媒機能部（６１）
には、触媒加熱手段（５８又は６５）が付設されている
（図８〜図１０参照）。この発明によれば、複数の通気
路（６４）を有する触媒機能部（６１）の設置により、
熱処理された流体物の閉塞を抑制し、通気路（６４）と
触媒（６３）との配置を調整する（例えば、通気路の間
隔、広さ、本数等を変化させる）ことにより熱処理され
た流体の圧力損失や接触効率の調整等が行なえる。

【００２３】請求項１７の発明では、請求項１６の樹脂
の熱処理装置において、触媒機能部（６１）が、処理対
象物の流れ方向に沿って複数段に設置可能である。この
発明によれば、各触媒機能部（６１）を請求項１５の発
明における触媒保持部（５０）の複数の領域（５０ａ、
５０ｂ）として機能させることができる。なお、この場
合、一つの触媒機能部（６１）の通気路（６４）と、他
の触媒機能部（６１）の触媒（６３）の部分とを処理対
象物の流れ方向に沿って並べることにより、触媒（６
３）に対する処理対象物の接触効率を改善できる。

【００２４】なお、請求項１６又は１７の発明におい
て、触媒機能部（６１）は装置外に脱着可能とすること
が望ましい。

【００２５】本発明の熱処理装置にて生成された樹脂成
分のガスを冷却し、凝縮させた後に、油又は化学原料と
して回収するためのコンデンサ（冷却手段）、貯槽、未
凝縮ガスの処理装置等を設けて熱処理システムを完成す
ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

−第１の実施形態− 図１及び図２は、本発明をプラスチック廃棄物の熱処理
装置に適用した第１の実施形態を示す。本実施形態の熱
処理装置は単一の加熱炉１を主体として構成され、この
加熱炉１は、炉本体２と、炉本体２を水平方向に貫くよ
うに設けられた内筒３と、内筒３の鉛直下方に連なるよ
うにして炉本体２内に収容された触媒室４とを有する。
炉本体２は、鋼板を適宜溶接して成形され、その内外に
は耐熱材料（不図示）が必要に応じて取り付けられる。
炉本体２には、内筒３と同軸の筒形状を呈する外筒２ａ
と、触媒室４を取り囲む下部隔壁２ｂとが設けられる。
下部隔壁２ｂの内側には、触媒室４を画定する内部隔壁
５が設けられ、内部隔壁５と下部隔壁２ｂとの間には第
１加熱室６が設けられる。また、内筒３と外筒２ａとの
間には第２加熱室７が設けられ、両加熱室６、７は外筒
２ａの一端側（図１の右端側）に設けられた連絡孔８
（図２参照）を介して互いに連通する。なお、内部隔壁
５の上端縁はその全周に渡って内筒３の外周面と溶接等
によって接合され、それにより触媒室４は加熱室６、７
に対して気密に仕切られている。

【００２７】第１加熱室６の一端にはバーナ１０を備え
た燃焼室１１が設けられる。バーナ１０の燃焼によって
加熱された空気は、図中に矢印で示したように、第１加
熱室６内を流通した後に連絡孔８から第２加熱室７へ流
入し、さらには第２加熱室７を内筒３の軸方向に沿って
移動して排気口１２から排気される。なお、図１に想像
線で示したように、バーナ１０は一カ所に限らず、必要
に応じて加熱室６、７の途中にも適宜設けてよい。

【００２８】内筒３の内部にはプラスチック廃棄物の搬
送路２０が設けられ、その搬送路２０にはプラスチック
廃棄物の搬送用のスクリューオーガ２１が挿入される。
このスクリューオーガ２１は、不図示の駆動源（例えば
電動モータ）により中心軸２１ａの回りに回転駆動され
る。これにより、内筒３の一端側の投入口２２から投入
されたプラスチック廃棄物が搬送路２０内を内筒３の軸
方向に搬送される。このときの搬送方向は第２加熱室７
における加熱空気の流れ方向と逆向きに設定されてい
る。なお、投入口２２の上方には、プラスチック廃棄物
を粉砕しつつ投入口２２へ連続的に投入可能な投入機構
（不図示）が設けられる。内筒３の他端側には、排出口
２３が下向きに、ガス抜き口２４が上向きにそれぞれ設
けられる。スクリューオーガ２１の中心軸２１ａは好ま
しくは中空軸状に形成する。中心軸２１ａの中空部分に
熱媒流体（例えば熱媒油）を流通させて廃棄物を中心軸
２１ａ側から加熱してもよい。

【００２９】内筒３の投入口２１から排出口２３へ至る
途中の底部には複数の落液孔２５が形成され、それらの
鉛直下方に上述した触媒室４が配置される。落液孔２５
の大きさは、廃棄物中の夾雑物（例えば廃棄物に当初か
ら混入していた固形物やプラスチックの加熱過程で発生
したカーボン、無機充填材等の残渣物）が通過できない
程度の大きさに設定される。このため、搬送路２０内で
生成されたプラスチックの溶融物は、落液孔２５の位置
で夾雑物から分離されて触媒室４へ落下する。触媒室４
の底部にはトレイ３０が載置され、そのトレイ３０に
は、プラスチックの溶融物と接触してこれを分解する触
媒３１が収容される。

【００３０】炉本体２の端部壁２ｃには触媒室４の底部
に通じる開口３２が形成され、その開口３２は蓋板３３
にて塞がれている。蓋板３３は、ボルト等の固定手段に
より端部壁２ｃに着脱可能に取り付けられる。従って、
蓋板３３を取り外せば、触媒３１をトレイ３０とともに
触媒室４から炉本体２の外部へ水平に引き出すことがで
きる。

【００３１】また、開口３２の上方には触媒室４に通じ
るガス取出管３４が接続され、そのガス取出管３４の途
中には触媒管３５が取り付けられる。触媒管３５は、両
端のフランジ３５ａがボルト等の固定手段にてガス取出
管３４のフランジ３４ａと結合されることにより、ガス
取出管３４に着脱自在に取付けられる。触媒管３５の内
部には触媒３６が収容される。触媒３６は、プラスチッ
クの溶融物と触媒３１との接触によって発生するガス状
生成物と接触してこれをさらに分解する。なお、触媒３
１、３６は処理対象のプラスチックや回収する目的物に
応じて適宜選択してよい。触媒３１と３６は同質のもの
でも、異質のものでもよい。すなわち、各触媒３１、３
６には目的に応じて最適なものをそれぞれ選択できる。

【００３２】ガス取出管３４の途中には分岐管３７が接
続され、その分岐管３７にはエアーポンプ３８が接続さ
れる。分岐管３７とガス取出管３４との分岐位置には、
軸３９ａを中心に回動可能なダンパ３９が設けられる。
このダンパ３９を図１の実線位置から点線位置へ回動さ
せると、エアーポンプ３８が触媒室４と連通する。

【００３３】以上の装置では、投入口２２から搬送路２
０にプラスチック廃棄物が投入されると、その廃棄物が
スクリューオーガ２１にて搬送されつつそこに含まれる
プラスチックが第２加熱室７からの熱によって徐々に溶
融する。すなわち、搬送路２０では、プラスチックの固
体から液体への相変化が廃棄物の搬送方向に沿って整然
と進行する。従って、分解対象のプラスチックがほぼ完
全に溶融する領域を特定してその位置に落液孔２５を設
け、それにより廃棄物からプラスチックの溶融物のみを
分離して触媒室４の触媒３１と効率よく接触させること
ができる。

【００３４】触媒室４は第１加熱室６を通過する加熱空
気の熱によって所定の反応温度、例えば４００°Ｃに加
熱される。従って、触媒室４に落下したプラスチックの
溶融物は触媒３１と接触して直ちに分解される。この分
解によって発生したガス状生成物がガス取出管３４に流
入し、触媒３６によりさらに接触分解されて次工程へ送
られる。次工程では、例えばコンデンサによりガスを冷
却して油や化学原料を回収する処理が行われる。

【００３５】以上のように、本実施形態の装置では、搬
送路２０内で生成されたプラスチックの溶融物を触媒３
１と接触させて気化を促進するようにしたから、触媒３
１を用いることなく気化させる場合と比較して搬送路２
０が短くて足りる。搬送路２０と触媒室４とが同一の加
熱炉１内に収容されているから、例えば搬送路２０から
取り出した溶融物を配管を介して別の加熱装置へ送出す
る場合と比較して熱損失が小さく抑えられる。なお、触
媒室４内のガスをガス取出管３４の下流側に吸引して触
媒室４内を減圧し、それによりガス取出管３４からのガ
スの回収効率を改善してもよい。

【００３６】落液孔２５を通過できずに搬送路２０に取
り残された夾雑物はスクリューオーガ２１により排出口
２３まで搬送されてそこから排出される。従って、夾雑
物を取り除くために定期的に装置を停止させる必要がな
い、仮にそのような必要が生じても、頻度は極めて少な
い。また、夾雑物が触媒３１側に混入して接触反応が妨
げられることもない。

【００３７】廃棄物が落液孔２５に達するまでの過程で
廃棄物中の低沸点物質（例えば塩素成分）が気化した場
合、そのような気化成分は内筒３の上部の内壁に沿って
搬送路２０を移動し、ガス抜き口２４から排出される。
すなわち、図３に示したように、本実施形態の熱処理装
置１では、投入口２２から投入された廃棄物が、落液孔
２５から落下するプラスチックの溶融物Ｘと、排出口２
３まで搬出されて落下する夾雑物Ｙと、ガス抜き口２４
から排出されるプラスチック成分以外のガスＺとに分離
されて搬送路２０から排出される。従って、塩素ガスの
ような不所望のガスＺを処理対象のガス（ガス取出管３
４から排出されるガス）と区別して適切な処理を施すこ
とができる。ちなみに、槽内に廃棄物及び触媒を蓄えて
加熱する装置では、溶融過程で発生する不所望のガス
と、プラスチックが触媒と接触して発生するガスとの分
離が困難である。なお、図１に想像線で示したように、
ガス抜き口２４は必要に応じて内筒３の途中に適宜数設
けてよい。

【００３８】本実施形態の装置では、内筒３の搬送路２
０と触媒室４とが分離されているので、触媒室４側の伝
熱面積が内筒３の形状や大きさの制限を受けない。従っ
て、触媒室４の内部隔壁５の表面積を自由に拡大して伝
熱量を増加させ、それにより、触媒室４での反応を促進
できる。このため、内筒３やスクリューオーガ２１の伝
熱面積を無理に拡大する必要がなく、これらの要素が小
型化される。落液孔２５の直下に触媒室４を設けている
ため、ポンプ等の動力設備を使用せずに溶融物を触媒と
接触させることができる。

【００３９】触媒室４からのガス取出管３４の途中にも
触媒３６が装着可能とされているので、ガス状生成物を
触媒と接触させるための反応器を別に設ける必要がなく
なる。従って、プロセスが簡略化されてプラスチック廃
棄物処理システムのスケールダウンが可能となる。ま
た、プラスチックを触媒と複数段に渡って接触させる構
造の採用により、触媒の組み合わせを変化させる等の操
作によって多様な処理を実現できる。なお、プラスチッ
クを液相状態のままで複数段に触媒と接触させてもよ
い。

【００４０】蓋板３３を取り外すだけで触媒室４から炉
外へ触媒３１を取り出せるようにしたので、触媒３１の
交換や再生が簡単に行える。触媒３６についても同様で
ある。また、ダンパ３９を図１の点線位置へ回動させ、
エアーポンプ３８から分岐管３７及びガス取出管３４を
介して触媒室４へ空気（酸素）を供給しつつバーナ１０
を焚いて触媒室４を加熱すれば、触媒３１を触媒室４に
収容したまま再生できる。この再生操作を定期的かつ自
動的に行えば、触媒交換なしで装置を長期間運転でき
る。触媒３６も同様にして再生可能である。触媒３１の
みを再生するときは触媒管３５の内部から触媒３６を取
り除けばよく、反対に触媒３６のみを再生するときはト
レイ３０を触媒室４から取り出せばよい。なお、投入口
２２側から触媒室４に向かって空気等を供給してもよ
い。

【００４１】燃焼室１１からの加熱空気の熱で触媒室４
を加熱し、熱交換後の空気を第２加熱室７へ導いて廃棄
物の搬送方向と逆向きに流通させるようにしたので、プ
ラスチック廃棄物の処理に最適な温度勾配を装置に与え
ることができる。すなわち、プラスチック廃棄物を熱処
理する際には、融点の異なる種々の素材を均質に溶融さ
せる必要から、廃棄物の投入直後は低温でそこから徐々
に温度が上昇するように温度勾配を設定することが望ま
しい。上述した加熱空気の流れ順序によれば、触媒室４
が最も高温で、落液孔２５から投入口２２へ向かうほど
低温となるような温度勾配が得られるから、上述した要
請に容易に応えることができる。

【００４２】以上の実施形態では、落液孔２５によりプ
ラスチックの溶融物のみを触媒室４へ落下させたが、こ
れに限らず各種の手段を用いてプラスチックの溶融物を
触媒室４へ導くようにしてよい。例えば、落液孔２５に
代えてフィルタや金網等の濾過部材を内筒３に取り付け
てプラスチックの溶融物が触媒室４側へ滲み出るように
してもよい。触媒３１は触媒室４の底部に載置される例
に限らない。例えば図４に示すように、外筒２ａの側方
から落液孔２５の直下まで触媒３１を差し込むようにし
てもよい。触媒３１はトレイ３０のような容器に収容し
てもよく、一定の成形体に担持させてもよい。内筒３の
落液孔２５が形成される部分を切り欠き、その切り欠き
部分に触媒３１を担持させた成形体を埋め込んでもよ
い。触媒３１の成形体それ自体に発熱機能を付与しても
よい。内筒３は水平設置されるものに限らず、斜めに傾
斜しあるいは鉛直方向に設置されるものでもよい。

【００４３】−第２の実施形態− 上述した実施形態では、搬送路２０に対して触媒室４が
鉛直下方に連ねて配置されているが、本実施形態では、
図５に示すように搬送路２０の搬送方向下流側に触媒室
５０が連ねて配置される。なお、図５では装置の左半分
が省略されているが、この部分は図１の落液孔２５より
も左側と同じである。触媒室５０には触媒５１が充填さ
れる。触媒５１は、一定形状に成形されたもの、あるい
は適当な保持手段に保持させたもののいずれも構わない
が、プラスチックの溶融物の通過を許容し、それ以外の
夾雑物Ｙの通過は阻止する程度の隙間を触媒５１に設け
ておく。好ましくは、触媒５１に発熱機能を与える。

【００４４】搬送路２０と触媒室５０との接続位置には
夾雑物Ｙの回収容器５３が配置される。回収容器５３
は、図１のトレイ３０と同様にして炉外へ取り出し可能
に設ける。触媒室５０の後方にはガス取出管５４が連ね
て設けられ、その途中にも触媒５５を収容する触媒室５
６が設けられる。触媒５１、５５には、互いに異なるも
のを使用できる。図１の触媒３６と同様にして、触媒５
１、５５を炉外へ取り出し可能としてもよい。触媒室５
０やガス取出管５４の周囲は炉本体２で取り囲まれ、そ
の内側に熱媒流路５８が形成される。熱媒流路５８の空
気はバーナー等で加熱され、その加熱空気は廃棄物の搬
送方向に対して逆向きに流される。

【００４５】本実施形態によれば、スクリューオーガ２
１にて搬送路２０の終端まで廃棄物が搬送されると、そ
れまでの加熱工程で溶融したプラスチックがスクリュー
オーガ２１の搬送力を受けて触媒５１内に押し込まれ
る。触媒５１と接触して生成されたガス成分はガス取出
管５４から触媒５５へと導かれてさらに分解され、その
後に次工程へ送られる。夾雑物Ｙは触媒５１を通過でき
ないために搬送路２０の末端に取り残されて回収容器５
３に落下する。回収容器５３を炉外へ取り出すことによ
り、夾雑物中の有価物（例えば金属片）を回収できる。
なお、触媒室５０の入口に、触媒５１とは異なるフィル
タ等の分離手段を設けてプラスチックの溶融物と夾雑物
Ｙとを分離してもよい。

【００４６】−第３の実施形態− 図６は本発明の第３の実施形態を示す。なお、図１との
共通部分には同一符号を付してある。この実施形態で
は、触媒室４に収容されたトレイ３０に仕切り３０ａを
設けることにより、トレイ３０上に二種類の触媒３１
ａ、３１ｂを収容可能としたものである。従って、触媒
室４には、触媒３１ａによる反応領域４ａと、触媒３１
ｂによる反応領域４ｂとが設けられることになる。な
お、仕切り３０ａを二以上設けて３種類以上の触媒を収
容可能としてもよい。

【００４７】−第４の実施形態− 図７〜図１０は本発明の第４の実施形態を示すものであ
る。図７に示すように、本実施形態は、第２の実施形態
における触媒室５０を、仕切り板６０により領域５０
ａ、５０ｂに区分し、それぞれの領域５０ａ、５０ｂに
同一又は異なる触媒５１ａ、５１ｂを設置可能としたも
のである。なお、仕切り板６０には加熱により溶融化又
はガス化した処理対象物が通過可能な貫通孔（不図示）
を適宜設ける。

【００４８】図８及び図９は、領域５０ａ、５０ｂに対
する触媒の取付け構造の一例を示している。この例で
は、炉本体２に対して着脱可能な触媒ユニット（触媒機
能部）６１…が、炉本体２の長手方向に少なくとも二つ
設置される。触媒ユニット６１には一対の仕切り板６
２、６２が設けられ、それらの間に複数の触媒筒６３…
が取付けられる。なお、図８及び図９では触媒筒６３を
ハッチングにて示している。また、図８は炉本体２の中
心線ＣＬの片側のみを示している。

【００４９】図９（ｂ）から明らかなように、仕切り板
６２には処理対象物を通過させる複数の貫通孔６２ａ
（図では一部のみを示す。）が設けられる。仕切り板６
２に対する触媒筒６３の取付けには種々の構造を用いて
よいが、例えば図９に示すように、仕切り板６２に半円
筒形の受け部６２ｂ…を設け、これらの間に触媒筒６３
を架け渡すことができる。触媒筒６３は、例えば処理対
象物を分解するための触媒を円筒形に焼成して構成す
る。あるいは、円筒形等に形成された触媒収容器の内部
に触媒を詰め込んだ構造でもよい。

【００５０】触媒ユニット６１は、炉本体２の熱媒流体
５８を通過する流体にて加熱される。図１０（ａ）に示
すように、触媒筒６３自身を加熱源６５と接続して発熱
させてもよい。触媒筒６３の側面に一又は二以上の穴６
３ａを設けて処理対象物と触媒との接触効率を高めるよ
うにしてもよい。

【００５１】図８に示したように、一対の仕切り板６２
間に保持された触媒筒６３同士の隙間により、溶融化又
はガス化した処理対象物が直線的に通過可能な通気路６
４が構成される。触媒筒６３同士の配置、大きさ、本数
等を変更することにより通気路６４の断面積を変更し、
それにより処理対象物が通過する際の圧力損失や触媒へ
の接触効率等を所望の値に設定できる。仕切り板６２の
貫通孔６２ａの大きさ、個数によっても圧力損失や触媒
に対する接触効率などを調整できる。

【００５２】図８の例では、触媒室５０の入口側（図の
左側）の触媒ユニット６１と、反対側の触媒ユニット６
１とでは、触媒筒６３の配置が異なっており、左側のユ
ニット６１の通気路６４の延長上に右側のユニット６１
の触媒筒６３が並んでいる。これにより、左側のユニッ
ト６１の通気路６４を、触媒と搬送することなく通過し
たガス等が次段のユニット６１の触媒筒６３に必ず接触
する。

【００５３】さらに、図８に特に符号６３ａで示した触
媒筒は、触媒室５０の入口側がテーパ状に拡径し、反対
側がテーパ状に縮径する。このような構造的工夫を追加
することにより、通気路６４の特性を様々に変化させて
処理対象物に適した装置を提供できる。

【００５４】なお、図７の実施形態では、ガス取出管５
４に対して抜き差し可能なユニット７０に触媒５５を収
容し、触媒５５の交換の手間を軽減している。触媒室５
６にも仕切りを設けて触媒室５０と同様の構成にしても
よい。

【００５５】図１０（ｂ）は触媒ユニット６１の変形例
を示す。このユニット６１′は、搬送路２０（図７参
照）の内径とほぼ等しい直径の円筒形に形成される。触
媒を円筒形等に焼成してユニット６１′を構成してもよ
いし、筒状の容器内に触媒を詰め込んでユニット６１′
を構成してもよい。ユニット６１′には、これを貫通す
る一又は二以上の通気路６４を形成する。通気路６４の
断面積、本数、間隔などを調整することにより、処理対
象物の圧力損失や触媒に対する接触効率などを調整でき
る。ユニット６１′は円筒形に限らず、図１０（ｃ）に
示すような湾曲した形状としてもよい。ユニット６１′
を図７の触媒室５６に垂直に設けてもよい。

【００５６】上述した各実施形態においては、それぞれ
次のような変形が可能である。

【００５７】廃棄物の搬送力は、スクリューオーガ２１
に限らず適宜の手段にて与えてよい。例えば圧力を与え
て廃棄物を押し出すようにしてもよい。プラスチック廃
棄物に限らず、プラスチック成分を含んだ各種のものを
処理できる。例えば、リチウム電池やプリンタカートリ
ッジのように樹脂にてパッケージされたものや、樹脂の
内包したものも本発明によれば安全に処理できる。

【００５８】本発明は、エクストルーダ型の処理装置以
外にも適用の余地がある。例えば一つの槽内でプラスチ
ック等の処理対象物を溶融させ、別の槽にて熱分解反応
を行う二槽式の処理装置であっても、処理対象物のプラ
スチックが溶融した段階でこれを夾雑物から分離して触
媒に導くようにしてもよい。触媒や処理対象物を気体で
加熱する例に限らず、熱媒油等の液体で加熱してもよ
い。バンドヒータのような電気的加熱手段を利用して触
媒等を加熱してもよい。図５及び図７の回収容器５３の
位置に触媒を設けてもよい。

【００５９】図１１は、第１又は第３の実施形態に係る
処理装置が組み込まれた熱処理システムを示す。この熱
処理システムでは、ガス取出管３４から取り出されたガ
スがコンデンサ４１に導かれて冷却及び凝縮され、その
後に所定のガス処理部４３を経て回収設備４４に回収さ
れる。コンデンサ４１やガス処理部４３にて分離された
有用な油や化学原料は貯槽４２に導かれて蓄えられる。
ガス抜き口２４から取り出されたガスは回収設備４４に
回収される。貯槽４２の回収物を装置２の熱源等に供給
してもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る樹脂
の熱処理装置及び熱処理方法によれば、樹脂成分の溶融
物を夾雑物から分離して触媒と接触させ、あるいは搬送
路に沿って移動する廃棄物中の樹脂成分をその溶融段階
で搬送路から排出させてこれに連なる触媒保持部へ導く
ようにしたから、触媒を有効に活用して樹脂成分の分解
を促進し、それにより小型で処理効率の高い熱処理装置
を実現できる。特に、請求項２の発明では単一の加熱炉
内に搬送路と触媒保持部を設けたので、搬送路から触媒
へと溶融物を導くときの熱損失が抑えられ、処理効率が
一層改善される。搬送路と触媒保持部とで別々の加熱炉
を利用する場合と比較して装置が小型化され、装置の製
造コストや設置面積が小さくて済む。

【００６１】さらに、請求項４の発明では、樹脂成分の
溶融物を重力によって触媒保持部へ導くことができるか
ら、熱処理装置の構成を簡素化できる。請求項５の発明
では、搬送路に作用する搬送力を利用して樹脂成分の溶
融物を触媒に連続的に送り込むことができる。請求項６
の発明では、搬送路中の廃棄物を樹脂成分の溶融物と夾
雑物とに分離できるから、夾雑物の混入による樹脂成分
と触媒との接触効率の低下を抑えて樹脂成分を効率よく
熱分解できる。また、搬送路に作用する搬送力を利用し
て、分離された夾雑物又は溶融物を送り出すこともでき
る。請求項７の発明では、搬送路に作用する搬送力を利
用して夾雑物を連続的に排出できるから、装置を長時間
連続して運転することが可能となる。請求項８の発明で
は、搬送路に作用する搬送力を利用して樹脂成分の溶融
物を触媒保持部へ連続的に押し込むことができるから、
触媒と溶融物との接触を強制的に行わせて処理効率をさ
らに改善できる。請求項９、１０の発明では、触媒保持
部の余熱を搬送路を加熱するための熱源に利用して装置
の熱収支を改善でき、特に請求項１０の発明では、プラ
スチック廃棄物の処理に最適な温度勾配を搬送路に生じ
させることができる。請求項１１の発明では、樹脂成分
を触媒と複数段に接触させてその分解を促進できるか
ら、高品質な油や化学原料を回収できる。請求項１２の
発明では、樹脂成分の溶融過程で発生した樹脂成分より
も低沸点の物質の気化物と、樹脂成分の気化物とを分離
して両者にそれぞれ適切な処理を施すことができる。

【００６２】請求項１５の発明では処理対象物の性状及
び処理目的に応じて各領域に適切な触媒を配置すること
ができる。請求項１６の発明では、複数の通気路を有す
る触媒機能部の設置により、熱処理された流体物の閉塞
を抑制し、通気路と触媒との配置を調整することにより
熱処理された流体の圧力損失や触媒に対する接触効率の
調整等が行なえるので、処理対象物の性状や処理目的に
応じた適切な処理が行なえるようになる。請求項１７の
発明では、各触媒機能部を請求項１５の発明における触
媒保持部の複数の領域として機能させることができるの
で、請求項１６の発明にも増して適切な処理が行なえる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の断
面図。

【図２】図１のII−II線に沿った断面図。

【図３】図１の装置において廃棄物が分離される様子を
示す図。

【図４】図２の一部を変更した例を示す図。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の要
部の断面図。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る熱処理装置の断
面図。

【図７】本発明の第４の実施形態に係る熱処理装置の要
部の断面図。

【図８】図７の装置における触媒室の構造を拡大して示
す図。

【図９】図８の要部を拡大して示した図。

【図１０】図９の触媒ユニットの詳細を示した図。

【図１１】第１又は第３の実施形態の処理装置を組み込
んだ熱処理システムの概略を示す図。

【符号の説明】

１…加熱炉 ２…炉本体 ２ａ…外筒 ２ｂ…下部隔壁 ３…内筒 ４、５０…触媒室 ５…内部隔壁 ６…第１加熱室 ７…第２加熱室 ８…連絡孔 １０…バーナ １１…燃焼室 ２０…搬送路 ２１…スクリューオーガ ２２…投入口 ２３…排出口 ２４…ガス抜き口 ２５…落液孔 ３１、３６、５１、５５…触媒 ６０、６２…仕切り板 ６１、６１′…触媒ユニット ６３…触媒筒 ６４…通気路 ６５…加熱源

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ａ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂成分を含んだ処理対象物を加熱する
   加熱手段と、 加熱により生成された樹脂の溶融物と前記処理対象物中
   の夾雑物とを互いに分離する分離手段と、 触媒を保持可能な触媒保持部と、を具備し、 前記分離手段にて分離された溶融物が流入するように前
   記触媒保持部が配置されたことを特徴とする樹脂の熱処
   理装置。
2. 【請求項２】 樹脂成分を含む処理対象物を搬送しつつ
   加熱して前記樹脂成分を溶融させる加熱炉を具備し、 前記加熱炉の内部には、前記樹脂成分の溶融物と接触す
   るようにして触媒が収容可能とされていることを特徴と
   する樹脂の熱処理装置。
3. 【請求項３】 樹脂成分を含んだ処理対象物の搬送路を
   画定する搬送路画定部材と、 前記搬送路内を移動する処理対象物を、前記搬送路の少
   なくとも一部の領域にて加熱する加熱手段と、 加熱により生成された前記樹脂成分の溶融物が流入する
   ように前記搬送路に連ねて設けられ、触媒を保持可能な
   触媒保持部と、を具備したことを特徴とする樹脂の熱処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記搬送路の搬送方向が鉛直方向とは異
   なる方向に設定され、 前記触媒保持部が前記搬送路に対して鉛直下方に配置さ
   れていることを特徴とする請求項３記載の樹脂の熱処理
   装置。
5. 【請求項５】 前記搬送路の搬送方向に連なるように前
   記触媒保持部が配置されたことを特徴とする請求項３記
   載の樹脂の熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記溶融物を前記処理対象物中の夾雑物
   から分離する分離手段を具備したことを特徴とする請求
   項３記載の樹脂の熱処理装置。
7. 【請求項７】 前記搬送路の搬送方向とは異なる方向に
   連なるように前記触媒保持部が配置され、前記分離手段
   にて分離された前記夾雑物が前記搬送路に作用する搬送
   力により搬出されることを特徴とする請求項６記載の樹
   脂の熱処理装置。
8. 【請求項８】 前記搬送路の搬送方向に連なるように前
   記触媒保持部が配置され、前記分離手段にて分離された
   溶融物が前記搬送路に作用する搬送力により前記触媒保
   持部に送り込まれることを特徴とする請求項６記載の樹
   脂の熱処理装置。
9. 【請求項９】 前記触媒保持部を加熱する触媒加熱手段
   を具備し、前記触媒保持部の加熱によって発生した余熱
   が前記搬送路側に伝達されることを特徴とする請求項３
   記載の樹脂の熱処理装置。
10. 【請求項１０】 前記触媒保持部及び前記搬送路画定部
    材を取り囲む隔壁を具備し、 前記隔壁の内側には、前記触媒保持部の周囲から前記搬
    送路の周囲に向かって熱媒流体が導かれることを特徴と
    する請求項３記載の樹脂の熱処理装置。
11. 【請求項１１】 前記溶融物と前記触媒とが接触して発
    生する生成物が導かれる二次反応部を具備し、前記二次
    反応部にも触媒を保持可能としたことを特徴とする請求
    項１〜３のいずれかに記載の樹脂の熱処理装置。
12. 【請求項１２】 前記触媒保持部よりも搬送方向上流側
    で発生したガス成分を前記溶融物とは異なる経路で前記
    搬送路外へ排出させるガス抜き路を設けたことを特徴と
    する請求項３記載の樹脂の熱処理装置。
13. 【請求項１３】 樹脂成分を含んだ処理対象物を加熱
    し、生成された前記樹脂成分の溶融物と前記処理対象物
    中の夾雑物とを互いに分離し、分離された溶融物を触媒
    と接触させることを特徴とする樹脂の熱処理方法。
14. 【請求項１４】 樹脂成分を含む処理対象物を所定の搬
    送路に沿って搬送しつつ加熱して溶融させ、生成された
    溶融物を前記搬送路に連ねて配置された触媒と接触させ
    ることを特徴とする樹脂の熱処理方法。
15. 【請求項１５】 前記触媒保持部には、加熱により溶融
    化又はガス化した処理対象物がそれぞれ通過可能な複数
    の区分された領域が設けられ、各領域のそれぞれに同一
    又は異なる触媒が設置可能とされていることを特徴とす
    る請求項１又は３記載の樹脂の熱処理装置。
16. 【請求項１６】 前記触媒保持部には、加熱により溶融
    化又はガス化した処理対象物が通過可能な複数の通気路
    及び触媒を備えた触媒機能部が設置可能であり、前記触
    媒機能部には、触媒加熱手段が付設されていることを特
    徴とする請求項１又は３記載の樹脂の熱処理装置。
17. 【請求項１７】 前記触媒機能部が、前記処理対象物の
    流れ方向に沿って複数段に設置可能であることを特徴と
    する請求項１６記載の樹脂の熱処理装置。