JPH11100582A - 廃プラスチックのサーマルリサイクル方法 - Google Patents

廃プラスチックのサーマルリサイクル方法

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JPH11100582A
JPH11100582A JP26118897A JP26118897A JPH11100582A JP H11100582 A JPH11100582 A JP H11100582A JP 26118897 A JP26118897 A JP 26118897A JP 26118897 A JP26118897 A JP 26118897A JP H11100582 A JPH11100582 A JP H11100582A
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一宇 西脇
Fukuzen Yoshihara
福全 吉原
Yoshihiro Ide
義弘 井手
Akio Nishino
昭男 西野
Hajime Tejima
肇 手島
Tadao Murakawa
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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 廃プラスチック単体、または廃プラスチ
ックと油物質との混合物を加熱溶融し、得られた溶融液
または溶融スラリーを燃料として用いる。加熱溶融は廃
プラスチックがそれほど分解しない条件下で行うことが
好ましい。油物質は、ガソリンのような低沸点物以外の
ものであればよく、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油などの重油
や、軽質油、灯油、アスファルトなどが例示される。廃
プラスチック単体、または廃プラスチックと油物質との
混合物の加熱溶融は、加熱された熱媒体を用いて行うの
が好ましい。 【効果】廃プラスチックの熱分解が必要でなく、流動化
の温度を低く抑えることができ、廃プラスチックの熱分
解による低引火点物質の発生を抑制できる。火災発生の
危険性を回避できる上に、資源リサイクルだけでなくエ
ネルギー創造をも達成することができ、廃プラスチック
のエネルギーを最大限に活用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチック単
体、または廃プラスチックと油物質との混合物を加熱溶
融し、得られた溶融液または溶融スラリーを燃料として
用いる廃プラスチックのサーマルリサイクル方法に関す
る。本発明は、また、廃プラスチックの微粉砕物と油物
質との混合物スラリーを燃料として用いる廃プラスチッ
クのサーマルリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】容器包装リサイクル法の制定に伴ない、
廃プラスチックの再生利用法の開発は避けて通ることが
できない重要な課題となった。現在、廃プラスチックの
再生利用法として油化燃料化や高炉への吹き込みが検討
されている。例えば、特開平８−２５２８２４号公報に
は、熱分解によるプラスチックの油化精製装置と熱機関
と発電装置からなる並設システムにおいて、プラスチッ
クからの熱分解ガスまたは液化油を熱機関の燃料として
用い、熱機関の排出熱をプラスチック油化精製装置の加
熱源として用いることによって、廃プラスチックの油化
精製装置の省エネルギー化と生成油の低廉化を企図した
システムが記載されている。
【０００３】また、特開平９−３１４７３号公報には、
廃プラスチックの熱分解槽と、熱分解ガス中の高沸点成
分を凝縮液化し熱分解槽に還流させる還流槽と、該還流
槽において液化しない低沸点ガスを室温まで冷却する凝
縮器と、該凝縮器において液化するものとしないものと
に分離する気液分離器と、該凝縮器において液化した液
状生成物を燃料とした内燃機関と、内燃機関に付随した
発電装置とから構成された、廃プラスチックの油化なら
びに発電システムが記載されている。
【０００４】廃プラスチックの高炉への吹き込みに関し
ては、高炉燃料としての廃プラスチックフラフの適用
や、アスファルトなどの粗悪燃料を用いたディーゼル発
電システムが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような廃プラスチックの油化燃料化では処理コストが高
くつき、また実証プラント段階で火災発生のため処理操
作の中断が余儀なくされている。これは、液化のための
熱分解や接触分解に４００℃以上の温度が必要であり、
この温度域では引火点の低い軽質成分の発生が避けられ
ないためであると思われる。
【０００６】一方、廃プラスチックの高炉への吹き込み
では、ポリ塩化ビニルの混合率が高い我が国の一般系廃
プラスチックの適用には、前処理としての脱塩など克服
すべき技術的課題が残されている。
【０００７】本発明は、従来技術の上記のような問題を
克服することができる廃プラスチックのサーマルリサイ
クル方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による廃プラスチ
ックのサーマルリサイクル方法の第１の方法は、廃プラ
スチック単体、または廃プラスチックと油物質との混合
物を加熱溶融し、得られた溶融液または溶融スラリーを
燃料として用いることを特徴とする方法である。
【０００９】上記加熱溶融は廃プラスチックがそれほど
分解しない条件下で行うことが好ましい。油物質は、ガ
ソリンのような低沸点物以外のものであればよく、Ａ重
油、Ｂ重油、Ｃ重油などの重油や、軽質油、灯油、アス
ファルトなどが例示される。
【００１０】廃プラスチック単体、または廃プラスチッ
クと油物質との混合物の加熱溶融は、加熱された熱媒体
を用いて行うのが好ましい。熱媒体の加熱は通常は加熱
炉で直接行うが、後述するように、溶融液または溶融ス
ラリーを燃料として用いた時に発生する燃焼排ガスの廃
熱を利用して熱媒体の加熱を行うこともできる。
【００１１】廃プラスチック単体、または廃プラスチッ
クと油物質との混合物の加熱溶融温度は、油物質と廃プ
ラスチックの種類、混合割合等によって変えられるが、
オレフィン系の廃プラスチックがほとんどまたはそれほ
ど分解しない条件に保持することが好ましく、通常２０
０〜３２０℃、例えば３００℃程度である。
【００１２】廃プラスチックがポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン等の塩素含有樹脂であるかまたはこれを含
む場合は、廃プラスチック単体、または廃プラスチック
と油物質との混合物の加熱溶融温度を塩素含有樹脂の脱
塩反応が起こる温度範囲に保持して、塩素含有樹脂を加
熱溶融・脱塩することが好ましく、そのための加熱溶融
温度は２５０〜３５０℃であることが好ましい。
【００１３】第１方法による廃プラスチックのサーマル
リサイクル方法において、得られた溶融液または溶融ス
ラリーは例えば燃焼バーナまたはディーゼルエンジンの
燃料として用いることができる。
【００１４】上記燃焼バーナまたはディーゼルエンジン
には発電システムを併設し、燃焼バーナまたはディーゼ
ルエンジンで得られたエネルギーを電気エネルギーとし
て回収することもできる。
【００１５】溶融液または溶融スラリーをエマルジョン
化することもある。このエマルジョン化は、溶融液また
は溶融スラリーに適量の水などの液体と必要に応じて少
量の界面活性剤を加え、全体を混合することによって行
われる。エマルジョン化によって、溶融液または溶融ス
ラリーの溶融温度以下の温度範囲において流体としての
取り扱いが可能になる。また、溶融液または溶融スラリ
ーの粘度を下げることができる。さらに、水によってエ
マルジョン化した溶融液または溶融スラリーは、これを
燃料として用いたときに、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃
度を低減する効果もある。
【００１６】溶融液または溶融スラリーの燃焼排ガス中
の有害ガスを除くことが好ましい。例えば廃プラスチッ
クの脱塩が不十分で排ガス中の塩化水素ガス濃度が高い
場合には、バグフィルタで乾式脱塩を行い、またＮＯｘ
濃度やダイオキシン濃度が高い場合には、排ガスをＮＯ
ｘ除去処理やダイオキシン除去処理に付す。
【００１７】溶融液または溶融スラリーを燃料として用
いた時に発生する燃焼排ガスの廃熱を利用して、廃プラ
スチック単体、または廃プラスチックと油物質との混合
物を加熱溶融するための熱媒体を加熱することもでき
る。また、この排ガスを必要に応じて空気で希釈、さら
に冷却する。
【００１８】本発明による廃プラスチックのサーマルリ
サイクル方法の第２の方法は、廃プラスチックの微粉砕
物と油物質との混合物スラリーを燃料として用いること
を特徴とする方法である。
【００１９】第２方法で用いる油物質も、ガソリンのよ
うな低沸点物以外のものであればよく、Ａ重油、Ｂ重
油、Ｃ重油などの重油や、軽質油、灯油、アスファルト
などが例示される。
【００２０】廃プラスチックの微粉砕物と油物質との混
合物スラリーの加熱温度は、油物質と廃プラスチックの
種類、混合割合等によって変えられるが、好ましくは常
温〜２００℃である。
【００２１】第２方法による廃プラスチックのサーマル
リサイクル方法においても、混合物スラリーは例えば燃
焼バーナまたはディーゼルエンジンの燃料として用いる
ことができる。
【００２２】上記燃焼バーナまたはディーゼルエンジン
には発電システムを併設し、燃焼バーナまたはディーゼ
ルエンジンで得られたエネルギーを電気エネルギーとし
て回収することもできる。
【００２３】混合物スラリーをエマルジョン化すること
もある。このエマルジョン化は、混合物スラリーに適量
の水などの液体と必要に応じて少量の界面活性剤を加
え、全体を混合することによって行われる。エマルジョ
ン化によって、混合物スラリーの溶融温度以下の温度範
囲において流体としての取り扱いが可能になる。また、
混合物スラリーの粘度を下げることができる。さらに、
エマルジョン化した混合物スラリーは、これを燃料とし
て用いたときに、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減
する効果もある。
【００２４】混合物スラリーの燃焼排ガス中の有害ガス
を除くことが好ましい。例えば廃プラスチックの脱塩が
不十分で排ガス中の塩化水素ガス濃度が高い場合には、
バグフィルタで乾式脱塩を行い、またＮＯｘ濃度やダイ
オキシン濃度が高い場合には、排ガスをＮＯｘ除去処理
やダイオキシン除去処理に付す。
【００２５】混合物スラリーを燃料として用いた時に発
生する燃焼排ガスの廃熱を利用して、廃プラスチックの
粉砕物と油物質との混合物を加熱するための熱媒体を加
熱することもできる。また、この排ガスを必要に応じて
空気で希釈、さらに冷却する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施例１ 図１に第１方法の実施例を示す。
【００２７】塩素含有樹脂を含むポリオレフィン系樹脂
からなる廃プラスチックは、前処理装置(1) 内で破砕さ
れてチップ化された後、鉄やアルミニウムなどの異物を
除く選別操作が行われる。産業廃棄物系のプラスチック
で鉄やアルミニウムなどの異物を含まないものは、選別
操作を必要としない。
【００２８】こうして破砕・選別された廃プラスチック
は、チップ乾燥器(2) に貯留されてそのヒータ(3) で加
温・乾燥される。廃プラスチックのチップはチップ乾燥
器(2) からフィーダ(4) を介して溶融槽(5) へ供給され
る。
【００２９】他方、重油タンク(6) 内に蓄えられた重油
は、ヒータ(7) で所定温度に加温された後、溶融槽(5)
に供給され、ここで加熱下に攪拌機(8) によって廃プラ
スチックのチップと混合され、溶融プラスチックと重油
の混合物からなる溶融スラリーが調製される。
【００３０】溶融スラリーをエマルジョン化する場合
は、重油タンク(6) から溶融槽(5) への管路上で重油に
適量の加温水を加え、全体を混合する。
【００３１】溶融槽(5) の加熱は、加熱された熱媒体を
用いて行う。熱媒体の加熱は、溶融スラリーを燃焼させ
たときの廃熱を利用して加熱炉(9) で行い、さらに後述
するように、ディーゼルエンジン(11)の燃焼排ガスの廃
熱を利用して熱交換器(16)において行う。
【００３２】溶融槽(5) の加熱温度は、ポリオレフィン
系樹脂からなる廃プラスチックがそれほど分解しない温
度で、且つ、塩素含有樹脂の脱塩反応が起こる温度域、
例えば３００℃程度に保持される。これによって、塩素
含有樹脂は加熱溶融・脱塩される。
【００３３】わずかに分解したプラスチックの分解ガス
である炭化水素ガスや、分解した塩素含有樹脂から発生
した塩化水素ガスは、クエンチャー(10)で水に吸収され
る。なお、廃プラスチックが塩素含有樹脂を含まない場
合には、クエンチャー(10)の代わりに間接熱交換器が用
いられる。
【００３４】塩化水素ガスを吸収した水分は、クエンチ
ャー(10)においてアルカリ水で中和され、ついで油水分
離槽(15)で油水分離された後、水分は排出される。水に
吸収されなかった炭化水素ガスは、焼却処理される。
【００３５】上記溶融スラリーはディーゼルエンジン(1
1)の燃料に用いられ、ディーゼルエンジン(11)に並設さ
れた発電機(12)を稼働させる。
【００３６】ディーゼルエンジン(11)の燃焼排ガスの廃
熱は、熱交換器(16)において溶融槽加熱用の熱媒体の加
熱に用いられ、さらに空気で希釈、冷却される。廃プラ
スチックの脱塩が不十分で排ガス中の塩化水素ガス濃度
が高い場合には、排ガスはバグフィルタ(13)で乾式脱塩
され、またＮＯｘ濃度やダイオキシン濃度が高い場合に
は脱硝塔(14)でＮＯｘ除去され、さらにダイオキシン除
去された後、系外へ排出される。
【００３７】実施例２ 図２に第２方法の実施例を示す。
【００３８】前処理装置(1) 内で破砕・選別された廃プ
ラスチックは、微粉砕機(17)に掛けられ、平均粒径１０
０μｍ程度に微粉砕された後、微粉砕物貯留乾燥器(18)
に貯留される。廃プラスチックの微粉砕物は貯留乾燥器
(18)のヒータ(19)によって、使用する重油が最適粘度に
なるような温度域、例えばＣ重油の場合１２０℃程度に
加温・乾燥される。廃プラスチックの微粉砕物は微粉砕
物貯留乾燥器(18)からフィーダ(4) を介してスラリー化
槽(22)へ供給される。
【００３９】他方、重油タンク(20)内に蓄えられた重油
は、ヒータ(21)で所定温度に加温された後、スラリー化
槽(22)へに供給され、ここで加熱下に攪拌機(23)によっ
て廃プラスチックの微粉砕物と混合され、混合物スラリ
ーが調製される。
【００４０】混合物スラリーの加熱温度は、例えば１２
０℃程度である。
【００４１】その他の点は、実施例１と同じである。但
し、この実施例では廃プラスチックは炭化水素ガスや塩
化水素ガスのような分解ガスを発生しないのでその処理
工程はない。
【００４２】
【発明の効果】第１方法では、廃プラスチック単体、ま
たは廃プラスチックと油物質との混合物を加熱溶融し、
得られた溶融液または溶融スラリーを燃料として用いる
ので、廃プラスチックの熱分解は必要でなく、流動化の
温度を低く抑えることができ、廃プラスチックの熱分解
による低引火点物質の発生を抑制することができる。し
たがって、火災発生の危険性を回避できる上に、資源リ
サイクルだけでなくエネルギー創造をも達成することが
でき、廃プラスチックのエネルギーを最大限に活用でき
る。
【００４３】塩素含有樹脂の脱塩処理は、低レベルまで
の低減化には多大のコストが必要となるため、コストミ
ニマムを優先すると微量の塩素の混入は避けられない。
第１方法では、廃プラスチックが塩素含有樹脂であるか
またはこれを含む場合は、塩素含有樹脂の脱塩および燃
料化から燃焼および燃焼排ガス処理までの一括適性処理
が可能であるので、ダイオキシンなどの有害物質の拡散
も防止できる。
【００４４】また、第２方法では、廃プラスチックの微
粉砕物と油物質との混合物スラリーを燃料として用いる
ので、この場合もやはり廃プラスチックの熱分解は必要
でなく、流動化の温度を低く抑えることができ、廃プラ
スチックの熱分解による低引火点物質の発生を抑制する
ことができ、火災発生の危険性を回避できる上に、資源
リサイクルだけでなくエネルギー創造をも達成すること
ができ、廃プラスチックのエネルギーを最大限に活用で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１による廃プラスチックのサーマルリ
サイクル方法を示すフローシートである。
【図２】 実施例２による廃プラスチックのサーマルリ
サイクル方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
１：前処理装置 ２：チップ乾燥器 ３：ヒータ ４：フィーダ ５：溶融槽 ６：重油タンク ７：ヒータ ８：攪拌機 ９：加熱炉 １０：クエンチャー １１：ディーゼルエンジン １２：発電機 １３：バグフィルタ １４：脱硝塔 １５：油水分離槽 １６：熱交換器 １７：微粉砕機 １８：微粉砕物貯留乾燥器 １９：ヒータ ２０：重油タンク ２１：ヒータ ２２：スラリー化槽 ２３：攪拌機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000133032 株式会社タクマ 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号 (71)出願人 000005119 日立造船株式会社 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 (72)発明者 平岡 正勝 京都市北区等持院北町56番地の１ 学校法 人 立命館内 (72)発明者 西脇 一宇 京都市北区等持院北町56番地の１ 学校法 人 立命館内 (72)発明者 吉原 福全 京都市北区等持院北町56番地の１ 学校法 人 立命館内 (72)発明者 井手 義弘 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 西野 昭男 大阪市浪速区元町三丁目１番４号 (72)発明者 手島 肇 尼崎市金楽寺町２丁目２番33号 株式会社 タクマ内 (72)発明者 村川 忠夫 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

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 廃プラスチック単体、または廃プラスチ
    ックと油物質との混合物を加熱溶融し、得られた溶融液
    または溶融スラリーを燃料として用いることを特徴とす
    る廃プラスチックのサーマルリサイクル方法。
  2. 【請求項２】 溶融液または溶融スラリーを燃焼バーナ
    またはディーゼルエンジンの燃料として用いる請求項１
    項記載の廃プラスチックのサーマルリサイクル方法。
  3. 【請求項３】 燃焼バーナまたはディーゼルエンジンに
    発電システムを併設し、燃焼バーナまたはディーゼルエ
    ンジンで得られたエネルギーを電気エネルギーとして回
    収する請求項２記載の廃プラスチックのサーマルリサイ
    クル方法。
  4. 【請求項４】 廃プラスチックが塩素含有樹脂であるか
    またはこれを含む場合、塩素含有樹脂を加熱溶融して脱
    塩する請求項１〜３のいずれか１項記載の廃プラスチッ
    クのサーマルリサイクル方法。
  5. 【請求項５】 溶融液または溶融スラリーをエマルジョ
    ン化する請求項１〜４のいずれか１項記載の廃プラスチ
    ックのサーマルリサイクル方法。
  6. 【請求項６】 溶融液または溶融スラリーの燃焼に伴っ
    て発生する排ガス中の有害ガスを除く請求項１〜５のい
    ずれか１項記載の廃プラスチックのサーマルリサイクル
    方法。
  7. 【請求項７】 溶融液または溶融スラリーの燃焼に伴っ
    て発生する排ガスの廃熱を利用して、廃プラスチック単
    体、または廃プラスチックと油物質との混合物を加熱す
    るための熱媒体を加熱すると共に、排ガスを必要に応じ
    て空気で希釈、冷却する請求項１〜６のいずれか１項記
    載の廃プラスチックのサーマルリサイクル方法。
  8. 【請求項８】 廃プラスチックの微粉砕物と油物質との
    混合物スラリーを燃料として用いることを特徴とする廃
    プラスチックのサーマルリサイクル方法。
  9. 【請求項９】 混合物スラリーを燃焼バーナまたはディ
    ーゼルエンジンの燃料として用いる請求項８項記載の廃
    プラスチックのサーマルリサイクル方法。
  10. 【請求項１０】 燃焼バーナまたはディーゼルエンジン
    に発電システムを併設し、燃焼バーナまたはディーゼル
    エンジンで得られたエネルギーを電気エネルギーとして
    回収する請求項９記載の廃プラスチックのサーマルリサ
    イクル方法。
  11. 【請求項１１】 混合物スラリーをエマルジョン化する
    請求項８〜１０のいずれか１項記載の廃プラスチックの
    サーマルリサイクル方法。
  12. 【請求項１２】 混合物スラリーの燃焼に伴って発生す
    る排ガス中の有害ガスを除く請求項８〜１１のいずれか
    １項記載の廃プラスチックのサーマルリサイクル方法。
  13. 【請求項１３】 混合物スラリーの燃焼に伴って発生す
    る排ガスの廃熱を利用して、廃プラスチックの微粉砕物
    と油物質との混合物スラリーを加熱するための熱媒体を
    加熱すると共に、排ガスを必要に応じて空気で希釈、冷
    却する請求項８〜１２のいずれか１項記載の廃プラスチ
    ックのサーマルリサイクル方法。
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