JPH11114531A

JPH11114531A - 廃棄プラスチック処理装置

Info

Publication number: JPH11114531A
Application number: JP28405297A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kosugi; 伸一郎小杉; Kenji Hata; 健司畑; Takeshi Imamura; 武今村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイオキシン汚染を防止しつつ、処理能率を
向上させることのできる廃棄プラスチック処理装置を提
供する。【解決手段】廃棄プラスチックを加熱分解し脱塩素化
する熱分解炉９と、この熱分解炉９内に設置され、投入
された廃棄プラスチックをモーター２５の駆動力を得て
切り刻む回転カッター２３と、熱分解炉９の炉内圧力を
最大０．２気圧以下にする真空ポンプ３２とを備える。
熱分解炉９の炉壁温度は、塩化ビニルを含む廃棄プラス
チックの場合には２９０〜３５０℃に設定され、塩化ビ
ニルとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む廃
棄プラスチックの場合には２９０〜３２０℃に設定され
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、塩化ビニルを含む
廃棄プラスチック（以下、「廃プラスチック」、「廃プ
ラ」とも称する）を固形燃料化、または油化するために
塩化ビニル中の有害な塩素を取り除くようにした破棄プ
ラスチック処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニルを含む廃プラスチックの固形
燃料化や、油化にあたっては、塩化ビニル中に含まれる
有害な塩素を予め取り除いて無害化する前処理が必要と
なる。この無害化処理を行わなければ、生成した固形燃
料や油を燃焼させたときに塩化水素ガスが発生するばか
りでなく、同時にダイオキシン等の猛毒の物質も生成さ
れる。この無害化処理は、塩化ビニルが３００℃前後で
熱分解して塩化水素を放出する性質を利用して行うこと
ができる。

【０００３】このような処理を行う従来装置としては、
特開平５−２４５４６３号公報に記載された装置が知ら
れている。

【０００４】この従来装置は、プラスチックを成形加工
する際に使用されるスクリュー押し出し機の出口に内部
圧力を調整するバルブを取り付けた装置であり、塩化ビ
ニルを３００℃以上の高温で、かつ高圧下で混練りして
脱塩素を行う。

【０００５】ところが、このような高温、高圧下で、家
庭から排出される多種多様なプラスチックを含む廃プラ
スチックの脱塩素を行うと、ダイオキシンが大量に合成
されてしまい、脱塩素処理済みの廃プラスチックや塩素
ガスの中に高濃度のダイオキシンが含まれることにな
る。ダイオキシンの摂取許容量は、日本では１０ｐｇ／
ｋｇ／ｄａｙ、米国では０．０１ｐｇ／ｋｇ／ｄａｙと
されており、ピコグラムオーダーの微量でも健康被害を
もたらす最も毒性の強い物質である。ダイオキシンは、
７００℃を越えるような高温では分解する。すなわち、
脱塩素処理した廃プラスチック中にダイオキシンが大量
に含まれていても燃焼時に分解してしまうことが期待で
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
燃焼では全ての廃プラスチックが完全燃焼するわけでは
なく、不燃物も出る。そのような場合には、再びダイオ
キシンが再合成されてしまいダイオキシン汚染が引き起
こされる可能性がある。また、そのような高いダイオキ
シン濃度の物質を作業者が取り扱った場合、作業者に深
刻な健康被害をもたらす可能性もある。さらに、それら
の脱塩素処理廃プラスチックを輸送、貯蔵する場合に
も、深刻なダイオキシン汚染を引き起こす可能性があ
る。

【０００７】一方、家庭から出る廃プラスチックは袋物
が多く、非常に嵩高いので、特開平５−２４５４６３号
公報に示されたスクリュー型の装置では、投入部でフラ
フ状のプラスチックが閉塞してしまい、うまくスクリュ
ーにかみ込まれず処理量を増やすことができないという
問題がある。

【０００８】さらに、家庭から出る廃プラスチックに
は、ペットボトルなどがどうしても混入するので、脱塩
素処理時にペットボトルの原材料であるポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）が分解してテレフタル酸を生成
してしまう。また、可塑剤としてプラスチックに含まれ
るＤＯＰ（フタル酸ジ２−エチルヘキシル）も分解して
無水フタル酸を生成する。テレフタル酸は３００℃以
下、無水フタル酸は１３０℃以下で固化する。このた
め、脱塩素処理により発生したこれらの物質が固化し塩
素ガス配管中に付着して配管を閉塞させてしまうという
問題がある。特に、発生する塩化水素ガスを中和処理す
る中和剤の中に混合すると中和処理後の物質もまた廃棄
物として処理する必要があるので、却って廃棄物を増や
してしまうことにもなる。

【０００９】本発明は上記事情に鑑み、ダイオキシン汚
染を防止しつつ、処理能率を向上させることのできる廃
棄プラスチック処理装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１では、廃棄プラスチックを加熱分解し脱
塩素化する熱分解炉と、この熱分解炉内に設置され、投
入された廃棄プラスチックを切り刻む回転カッターと、
前記熱分解炉の炉内圧力を最大０．２気圧以下にする真
空排気装置とを備えたことを特徴としている。

【００１１】また、請求項２では、請求項１記載の廃棄
プラスチック処理装置において、前記熱分解炉の炉壁温
度は、塩化ビニルを含む廃棄プラスチックの場合には２
９０〜３５０℃に設定され、塩化ビニルとポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）を含む廃棄プラスチックの場
合には２９０〜３２０℃に設定されることを特徴として
いる。

【００１２】さらに、請求項３では、請求項１または２
に記載の廃棄プラスチック処理装置において、前記熱分
解炉に投入される廃棄プラスチックを一時的に貯留する
と共に外気からは遮断されたホッパーと、このホッパー
内に廃棄プラスチックを吸い込むために空気を供給する
送風機と、前記ホッパー内に貯留されている廃棄プラス
チックを乾燥するためにホッパー内を真空排気する真空
ポンプと、前記ホッパーの底部付近に設置され、ホッパ
ー上方に向けてガスを吹き出すガス吹き出し管とを備え
たことを特徴としている。

【００１３】さらに、請求項４では、請求項３に記載の
廃棄プラスチック処理装置において、前記ホッパー壁面
に張り付く廃棄プラスチックを掻き落とす廃棄プラスチ
ック除去部を設けたことを特徴としている。

【００１４】さらに、請求項５では、請求項１乃至４の
いずれかに記載の廃棄プラスチック処理装置において、
２００〜３５０℃に保温された塩化水素吸収剤を有し、
前記熱分解炉の脱塩素反応によって生成される分解ガス
中から塩化水素のみを吸収する塩化水素処理部を設けた
ことを特徴としている。

【００１５】さらに、請求項６では、請求項１乃至５の
いずれかに記載の廃棄プラスチック処理装置において、
５００〜１０００℃に保温された触媒を有し、前記熱分
解炉の脱塩素反応によって生成される分解ガス中からポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の分解により生成
されるテレフタル酸と有機化合物とを熱分解する分解ガ
ス処理部を設けたことを特徴としている。

【００１６】さらに、請求項７では、請求項１乃至６の
いずれかに記載の廃棄プラスチック処理装置において、
前記熱分解炉から排出される溶融プラスチックを一時的
に保持するバッファタンクと、このバッファタンク内を
真空排気する真空ポンプと、このバッファタンクから定
量の溶融プラスチックを押し出すガス供給部と、内部に
冷却水が保持され、前記バッファタンクから押し出され
た溶融プラスチックを冷却して固化する廃棄プラスチッ
ク冷却部とを備えたことを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明による廃棄プラスチ
ック処理装置の第１の実施の形態を示す構成図である。

【００１８】この廃棄プラスチック処理装置は、廃プラ
スチックをフラフ状に破砕する破砕機１と、破砕された
フラフ状の廃プラスチックを一旦貯留する第１ホッパー
２と、この第１ホッパー２とはボールバルブ３を備えた
送り管４を介して接続された第２ホッパー５と、この第
２ホッパー５とはシャッター６およびバルブ７を備えた
配管８を介して接続された熱分解炉９と、バルブ１０を
備えた排出管１１を介して前記熱分解炉９の壁面下部に
接続されたバッファタンク１２と、このバッファタンク
１２の底面側でバルブ１３を介して接続された溶融廃プ
ラ固形化タンク１４とを備えている。

【００１９】第１ホッパー２は、円柱部２ａとこの円柱
部２ａから延出された傾斜部２ｂとから漏斗状に形成さ
れており、その底部には前記送り管４が接続されてい
る。また、底部と前記ボールバルブ３との間の送り管４
には空気吹き出し管１５が配設されている。

【００２０】第２ホッパー５も第１ホッパー２と同様
に、円柱部５ａとこの円柱部５ａから延出された傾斜部
５ｂとから漏斗状に形成され、その底部に前記配管８が
接続される。また、底部と前記シャッター６との間の配
管８には窒素ガス吹き出し管１６が配設されている。こ
の窒素ガス吹き出し管１６は、図２に示すように、その
先端部の上方にガス吹き出し口１６ａが設けられてお
り、このガス吹き出し口１６ａから窒素ガスが第２ホッ
パー５の上方に吹き出すように構成されている。なお、
前記第１ホッパー２に設けられた空気吹き出し管１５の
構造もガス吹き出し管１６と同様である。

【００２１】また、この第２ホッパー５の壁面上部に
は、配管１７が接続され、この配管１７は、バルブ１８
を介してブロワー（送風機）１９に接続されると共に、
バルブ２０を介して真空ポンプ２１に接続されている。
また、配管１７の第２ホッパー５側の端部は、第２ホッ
パー５内に突出しており、その先端部には金網２２が取
り付けられ、配管１７が廃棄プラスチックで詰まるのが
防止されている。

【００２２】熱分解炉９の内部には、複数枚の回転カッ
ター２３が設けられたシャフト２４が水平方向に配設さ
れており、このシャフト２４がモータ２５からの駆動力
を得て回転することにより、炉内の半溶融状態になった
廃プラスチックが切り刻まれる。また、熱分解炉９の壁
面上部には、ガス排気管２６が接続されており、このガ
ス排気管２６は、加熱タンク２７に接続されている。

【００２３】加熱タンク２７内には、塩化水素吸収剤２
８が内蔵されており、熱分解炉９からガス排気管２６を
介して送られてきた塩素ガスが吸収されるようになって
いる。この加熱タンク２６の壁面上部には配管３０を介
して熱交換器３１が接続されている。熱交換器３１は、
真空ポンプ３２を介して冷却装置３３に接続されてい
る。なお、図中２９は圧力弁、３４はバルブである。

【００２４】一方、バッファタンク１２の壁面上部に
は、バルブ３５が設けられた配管３６が接続され、この
配管３６は真空ポンプ３７に接続されている。また、配
管３６の接続壁面とは対向する壁面上部には、バルブ３
８を配した配管３９が接続され、この配管３９は窒素ガ
ス容器４０に接続されている。

【００２５】さらに、溶融排プラ固形化タンク１４内に
は、冷却水４１が満たされており、また、その壁面上部
には配管４２を介して冷却装置４３と、活性炭タンク４
４と、真空ポンプ４５とが直列に接続されている。さら
に、この溶融排プラ固定化タンク１４付近には、ベルト
コンベア４６が設けられ、冷却して固化されたほぼ握り
こぶし大の廃プラスチックが運び出されるようになって
いる。

【００２６】＜作用＞次に、本発明による廃棄プラスチ
ック処理装置の第１の実施の形態の作用を説明する。

【００２７】予め、熱分解炉９における１回分の廃プラ
スチック処理量が計測されており、計測された処理量相
当の廃プラスチックが破砕機１内に入れられて、フラフ
状に破砕される。破砕されたフラフ状の廃プラスチック
は、第１ホッパー２に一旦貯留される。

【００２８】第１ホッパー２内の廃プラスチックは、バ
ルブ１８を開けてブロワー１９を起動すると共に、ボー
ルバルブ３を開けることによって、空気と一緒に第２ホ
ッパー６中に吸い込まれる。この排プラスチックを第１
ホッパー２から第２ホッパー５内に吸い込む際に、第１
ホッパー２の下部でフラフ状の廃プラスチックがブリッ
ジを形成し、ホッパー下部から送り管４に至る部分を閉
塞してしまうことがあるので、空気吹き出し管１５から
上向きに空気を噴出し、ブリッジを壊しながら廃プラス
チックを吸い込む。

【００２９】続いてボールバルブ３とバルブ１８を共に
閉じる一方、バルブ２０を開けて真空ポンプ８を駆動す
ることにより、第２ホッパー５内部が真空排気される。
この真空排気により、廃プラスチック中の水分は蒸発す
るので、廃プラスチックはより完全に乾燥する。

【００３０】次に、バルブ２０を閉めて、シャッター６
と、バルブ７を開けると共に、窒素ガス吹き出し管１６
の吹き出し口１６ａから上向きに窒素ガスを吹き出しな
がらフラフ状の廃プラスチックを熱分解炉９の中に投入
する。シャッター６はプラスチックを溶かさないように
１００℃以下、バルブ７は、析出物が堆積しないように
１３０℃以上の炉壁温度程度まで加熱される。

【００３１】吹き出した窒素ガスは、行き場がないの
で、廃プラスチックを巻き込みながら熱分解炉９に流れ
込む。窒素ガス吹き出し管１６の吹き出し方向をわずか
に鉛直軸に対して傾けておくと、第２ホッパー５の中に
はスワールが発生するので、廃プラスチックの投入速度
を早めることができる。

【００３２】投入した廃プラスチックは壁面温度が２９
０℃から３５０℃にコントロールされた熱分解炉９中で
熱分解され、塩化ビニルに含まれる塩素が塩化水素とし
て取り除かれる。投入する廃プラスチック中にポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）が多い場合には、壁面温
度を３２０℃にコントロールする。

【００３３】炉内の回転カッター２３は、半溶融状態に
なった廃プラスチックを切り刻み、より小さな固まりと
する。また、完全に溶融した状態にあってはガスが発生
できる面積を増大させる効果がある。脱塩素を行う対象
である塩化ビニルは塊として存在するので、その塊を切
り、新しい面を作ることにより、塩化ビニルの内部から
塩酸ガスを高速で排出することができる。発生したガス
は、直ちにガス排出管２６を通じて真空ポンプ３２によ
って炉内部から排気される。

【００３４】この真空ポンプ３２は、塩化ビニルの分解
により最大にガスが発生した時点であっても少なくとも
炉の内部圧力が０．２気圧を超えず、かつ真空到達圧力
が０．１気圧以下になるように選択されている。また、
ガス排気管２６と加熱タンク２７は、熱分解炉９と同じ
温度にコントロールされている。実際には、２００℃か
ら３５０℃の範囲であれば良い。

【００３５】加熱タンク２７内部には塩化水素吸収剤２
８が入っており、この塩化水素吸収剤２８により、ガス
排出管２６を通じて真空ポンプ３２によって炉内部から
吸引されてきた塩化水素が吸収、中和される。塩化水素
吸収剤２８としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）、また
はアルカリである水酸化カルシウム（ＣａＯＨ）や、水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などを使うことができる。

【００３６】加熱タンク２０は、内部の塩化水素吸収剤
２８が飽和した場合に備えて２個設けられ、バルブ切り
替えにより常に新しく内部の吸収剤を交換したタンクが
後流側に来るように運転される。脱塩素処理時に分解し
て生成された無水フタル酸やテレフタル酸などでは、炭
化水素類は凝縮しない。このため、加熱タンク２０では
塩化水素だけが吸収される。加熱タンクを通過した炭化
水素類は熱交換器３１で冷却され、一部は凝縮する。

【００３７】凝縮しなかった炭化水素類と投入の際に用
いた窒素ガスは真空ポンプ３２によって吸い出され、冷
却装置３３にて冷却される。プラスチックの熱分解時に
発生する炭化水素類は、最も分子の小さいものでもベン
ゼン程度なので、マイナス２０℃程度まで冷却するとほ
ぼ完全に液化回収することができる。吸収しきれない炭
化水素類は活性炭で吸収され、あるいは燃焼させてしま
う。

【００３８】家庭から排出される一般廃プラスチック中
には、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）
などが多いが、それらのプラスチックは２９０℃から３
５０℃の温度範囲では分解しない。それゆえ、それらの
プラスチックが主成分のプラスチックが炉内に残る。

【００３９】バッファタンク１２は、予め真空ポンプ３
７にて内部が真空に排気されている。したがって、脱塩
素反応が十分行われた後にバルブ１０を開けるとバッフ
ァタンク１２内に処理済み廃プラスチックが回収され
る。

【００４０】バッファタンク１２に処理済みの廃プラス
チックを入れた後、バルブ１０を閉めてバルブ３８を通
して窒素ガス容器４０から窒素ガス（または空気でも良
い）をバッファタンク１２内に導入し、内部を大気圧に
した後、バルブ１３を開けてバッファタンク１２内の溶
融状態の廃プラスチックを外部に出していく。

【００４１】溶融状態の廃プラスチックは、溶融廃プラ
固形化タンク１４に導かれ、冷却水４１にて冷却され固
形化される。固形化された廃プラスチックは、直ちにベ
ルトコンベア４６にて取り出される。取り出された廃プ
ラスチックは急冷により砕けて、おおよそ握りこぶし大
の大きさになる。

【００４２】高温のプラスチックが冷却されることによ
って水蒸気が発生する。この水蒸気は冷却装置４３によ
り冷却凝縮され回収される。残った非凝縮成分（空気）
と、臭い成分などは活性炭タンク４４に導かれ、臭い成
分は活性炭により吸着される。なお、活性炭の代わり
に、臭いを分解する触媒を用いることもできる。

【００４３】＜実施の形態の効果＞この実施の形態で
は、廃プラスチックを０．２気圧以下で脱塩素処理す
る。また、脱塩素処理を行う際に空気中の酸素が脱塩素
炉内に入り込まない。このことにより、発生した塩化水
素ガスは直ちに炉外に排出される。脱塩素反応では塩化
水素と、ベンゼン、無水フタル酸、テレフタル酸などが
脱塩素処理時に発生する。これらの物質は、２５０℃か
ら６００℃程度で互いに反応し、ダイオキシンを生成す
る可能性がある。しかし、この実施の形態のように、熱
分解炉９内の回転カッター２３によって塩化ビニルを切
り刻みながら脱塩素反応を真空条件下で行った場合、発
生した塩化水素は塊として存在する塩化ビニルの内部か
ら直ちに排出されてしまうので、炭化水素化合物と塩素
が反応してダイオキシン類を生成する可能性が非常に低
い。

【００４４】＜実施例＞これを裏付けるために圧力を変
化させて３５０℃の一定温度で脱塩素反応実験を実施
し、回収した処理済み廃プラスチック中のダイオキシン
量を測定した。それによると、３気圧では６０ＴＥＱｎ
ｇ／ｇ、大気圧条件では６ＴＥＱｎｇ／ｇ、真空（０．
０１気圧以下）では０．３ＴＥＱｎｇ／ｇのダイオキシ
ン類が発生していた。

【００４５】さらに詳しく実験を行ったが、脱塩素反応
が起こる温度に関わりなく、ダイオキシン類は生成する
が、圧力を０．２気圧以下に保った場合、１ＴＥＱｎｇ
／ｇ以下のダイオキシン量とすることができた。

【００４６】一方、従来のスクリュー型の装置では、ど
うしても低圧で処理しようとすると、周囲から空気を吸
い込んでしまうし、処理圧力が高くなるので、ダイオキ
シンが大量に発生する。スクリュー型の装置では、塩化
ビニルの塊をその他のプラスチックで取り囲んでしま
い、塩化ビニルの内部からガスが放散する面が形成され
ないので、塩化水素が充満し、ダイオキシンが形成され
てしまうためである。

【００４７】また、この実施の形態によれば、ダイオキ
シンの合成を抑制するだけでなく、可塑剤として含まれ
るＤＯＰ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の分
解も抑制することができ、配管閉塞を防ぐことができ
る。廃プラスチック中に含まれるＤＯＰは蒸気圧が比較
的高いので、廃プラスチックが加熱される過程で、周囲
が真空であることもあり、分解前に蒸発してしまう。そ
れゆえ、ＤＯＰが分解して生成する無水フタル酸による
配管閉塞を防止することができる。また、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）は、分解炉の壁面温度を２９
０℃から３２０℃の範囲でコントロールすることによ
り、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の分解によ
るテレフタル酸の発生を防ぐことができる。ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）は４００℃程度まで、ほと
んど熱分解しないが、塩酸と水蒸気と存在する条件下で
は、２８０℃程度から分解を始める。しかしこの実施の
形態では、真空下で加熱を行うため水蒸気圧力、塩酸圧
力とも低く保たれ、３２０℃まで加熱してポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）をほとんど分解することなく
処理を行うことができる。温度は高く保った方が脱塩素
速度は速まるので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）が廃プラスチック中に多量に含まれる場合に低温の
処理を選択すると良い。

【００４８】この実施の形態では、塩化水素吸収剤２
８、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）を本体と同じ温
度に暖めて用いる。本体で分解して生成されたガスは、
少なくとも分解温度以下では凝縮することはない。その
ため、塩化水素吸収剤２８がそれらの炭化水素化合物で
汚れることがない。吸収後の塩化水素吸収剤２８は、そ
れらの有機化合物で汚染されていない純粋な塩化カルシ
ウム（但し、酸化カルシウム（ＣａＯ）を吸収剤に用い
た場合）として回収されるので、除湿剤などとして利用
したり、埋め立て処理することができる。なお、加熱温
度は、現実的には塩化水素吸収剤２８を入れた加熱タン
ク２７の温度を２００℃から４００℃の範囲にしておく
ことで同等の効果を得ることができる。

【００４９】また、高温であるので、塩ができても水分
を吸って潮解することはなく、このため、ペレット状に
固めた吸収剤が互いにくっついてしまうことはない。吸
収剤は粉体しか入手できない場合には、皿に載せて加熱
容器の中に置いても良い。その場合、接触面積が十分と
れるように、配慮する必要がある。加熱タンク２７の入
口と出口をグラスウールで覆うと塩化水素吸収剤２８の
目詰まりを防ぐことができる。

【００５０】さらに、この実施の形態では、ダイオキシ
ンの生成量も少ないので、塩化水素吸収剤２８中のダイ
オキシンの濃度も低くなり埋め立て処理を行うことがで
きる。また、塩化水素を予め吸収することにより、真空
ポンプ３２の寿命を延ばすことができ、システム全体の
信頼性を向上させることができるというメリットもあ
る。

【００５１】さらに、この実施の形態によれば、空気の
熱分解炉９内への侵入を防止しつつ、廃プラスチックを
破砕したフラフ状廃プラスチックを炉内に投入すること
ができる。すなわち、空気が炉内に入らないので、空気
中の酸素によるダイオキシンの増加がない。さらに、廃
プラスチックを細い配管で高速で空気輸送することがで
き、装置の小型化、投入時間の短縮を達成できる。ベル
トコンベアやスクリューコンベアは連続的な処理には向
いているが、高速の輸送ができないので、短時間に大量
の廃プラスチックを投入しようとしてもホッパーと配管
をつなぐ部分でブリッジを形成してしまい、全くプラス
チックを投入することができなくなる。振動によりブリ
ッジを壊すことは難しい。この実施の形態によるノズル
も、自動的に壊すことができる。

【００５２】本発明者らの実験の結果によれば、内径５
０ｍｍの配管で１０秒間に２ｋｇのフラフ状廃プラスチ
ックを図１と同様のホッパーから分解炉内に入れること
ができた。この実施の形態による脱塩素処理装置は、真
空度を高く維持するために、バッチ処理となっている。
このようなバッチ処理の場合、廃プラスチックの投入時
間を短くすることにより、システム全体の処理量を上げ
ることができる。

【００５３】さらに、この実施の形態によれば、処理済
みの溶融状態のプラスチックを安全に高速で握りこぶし
大の固形物として回収することができる。また、プラス
チックが溶融した際に出る特有の臭いで周囲を汚染する
ことはない。容器などに入れて冷却する方式でも臭いに
よる汚染はないが、容器の材料である金属とプラスチッ
クの熱膨張率の大きな違いにより、固形化したプラスチ
ックは容器の壁からはがれてしまい、完全に全体が固形
化するまでに非常に長い時間が必要である。この実施の
形態によれば、高温の溶融プラスチックが入った容器を
冷却のために、長時間保管する必要がなくなるので、火
災や火傷などに対する安全性が向上する。

【００５４】《第２の実施の形態》図３は、本発明によ
る廃棄プラスチック処理装置の第２の実施の形態を示し
ている。

【００５５】図３に示す第２ホッパー５０は、ホッパー
底部付近において左右に配置された２本の窒素ガス吹き
出し管５１、５２を備えている。また、ホッパー内部に
は、モータ５５により回転または振動するブリッジブレ
ーカー５３が取り付けられている。ブリッジブレーカ５
３はコの字型をした板状の構造となっている。

【００５６】図３に示す第２ホッパー５０は、図１に示
した第２ホッパー５と同様に、送り管４が接続され、ホ
ッパー内部の配管１７の先には、金網２２が設けられ、
ホッパー下部にはシャッター１３が接続されている。

【００５７】次に作用を説明すると、ブリッジブレーカ
ー５３が第２ホッパー５０の下部の円錐斜面に張り付く
廃プラスチックを下に掻き落とし、窒素ガス吹き出し管
５１，５２からのガスの流れにフラフ状廃プラスチック
を乗せる。流れに乗った廃プラスチックは直ちに第２ホ
ッパー５０内から排出される。

【００５８】このように、この第２の実施の形態では、
機械的な撹拌を併用することにより、第２ホッパー５０
からの廃プラスチックの排出を早め、窒素ガスの消費を
減少させることができる。そのため、より経済的な運転
ができる。さらに、空気を用いても極くわずかな空気量
で良いので、内部に入る酸素量が少なく、ダイオキシン
の生成も少ない。そのため、窒素の代わりに圧縮空気を
使用することができ、経済的である。

【００５９】《第３の実施の形態》図４は本発明による
廃棄プラスチック処理装置の第３の実施の形態を示して
いる。この実施の形態における、熱分解炉９には第１の
実施の形態と同様に、ガス排気管２６が取り付けられ、
その先には、加熱タンク２７が取り付けられている。加
熱タンク２７には、触媒（例えばゼオライト。高温で用
いる場合には金属球、セラミック球でも良い。）６１が
収められている。真空ポンプ３２の排気はガス配管６２
にて燃焼器６３内に導入される。燃焼器６３にはガス管
６４と空気供給館５とが接続されている。燃焼器６３の
後ろ側には、塩酸吸収塔６６が接続されている。

【００６０】次に作用を説明すると、加熱タンク２７は
温度５００℃から１０００℃程度までの温度に加熱され
る。熱分解炉９から発生したガスの内、炭化水素化合物
は加熱タンク２７内の触媒６１によって分解され、より
分子量の少ない炭化水素化合物へと分解される。加熱タ
ンク２７にて分解された炭化水素化合物と塩化水素は直
ぐに熱交換器３１にて冷却された後、真空ポンプ３２に
て排気され、ガス配管６２を通して燃焼器６３に導かれ
る。燃焼器６３内で炭化水素化合物は燃やされ、最終的
な形である二酸化炭素と水になる。塩化水素は燃えない
ので、そのまま燃焼器４７を通過し、塩酸回収塔６６に
導入され塩酸として吸収される。燃焼器６６には燃焼器
６６内の温度を保つためにガス管６４が接続され、常に
７００℃以上の高温が保たれる。

【００６１】この第３の実施の形態によれば、廃プラス
チック中のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が分
解して発生する取り扱いの厄介なテレフタル酸が加熱タ
ンク内の高温と触媒の働きによって分子量の少ない凝縮
温度の低い炭化水素化合物へと分解される。テレフタル
酸は温度の低い部分などに析出するので、定期的に掃除
をする必要があったが、この実施の形態によれば、それ
らの物質は発生しないので、掃除の手間が省ける。ま
た、毒性の強い有機塩素化合物がガス中に含まれるが、
これも触媒の働きにより分解されるので、真空ポンプな
どのメンテナンスを安全に行うことができる。さらに、
発生した炭化水素ガスは燃焼させてしまうので、回収し
た塩酸の濃度を容易に高く保つことができる。

【００６２】以上、この実施の形態では、炭化水素ガス
を燃焼させ塩酸ガスとして水に吸収させているが、塩酸
吸収塔６６の代わりに石灰などで塩酸ガスを吸収させ、
塩化カルシウムとしても良い。

【００６３】また、加熱タンク２７を３個設けて、１個
のタンクには、触媒６１を入れ、他の２個には第１の実
施の形態で示した塩化水素吸収剤２８を入れても良い。
その場合、塩酸吸収塔６６は、不要となり、取り扱いが
危険な塩酸の貯蔵がなくなるので、より安全に作業を行
うことができる。

【００６４】また、テレフタル酸や無水フタル酸などの
廃棄物が発生しないので、環境をそれらの物質で汚染す
ることがない。家庭から出る一般廃プラスチックを脱塩
素処理すると、約１割から２割の塩酸ガスや、テレフタ
ル酸、無水フタル酸などが発生し、固形燃料として回収
できるのは、８割から９割である。それゆえ、無水フタ
ル酸やテレフタル酸などは燃やしてしまっても少なくと
も８割の熱はそのまま残るので、全体の効率が著しく悪
くなることはない。また、廃熱は分解熱の一部として利
用可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、熱分解炉内に回転カッターを配置して廃棄プラス
チックを切り刻むと共に、炉内圧力を０．２気圧以下に
保持しているので、ダイオキシンの生成を極力防止する
ことが可能となる。

【００６６】請求項２の発明によれば、熱分解炉の炉壁
温度を塩化ビニルを含む廃棄プラスチックの場合には２
９０〜３５０℃に、塩化ビニルとポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）を含む廃棄プラスチックの場合には２
９０〜３２０℃に設定しているので、廃棄プラスチック
に含まれるプラスチックの種類の応じて脱塩素処理を実
行でき、可塑剤の分解の抑制とダイオキシン生成の防止
とを同時に行うことができる。

【００６７】請求項３の発明によれば、空気の侵入を防
止しつつホッパー内から熱分解炉内へ廃棄プラスチック
を投入することができるので、ダイオキシンの生成を極
力防止することができる。

【００６８】請求項４の発明によれば、ホッパー壁面に
張り付く廃棄プラスチックを掻き落とすようにしたの
で、ホッパーからの廃棄プラスチックの排出を早めるこ
とができ、装置のより経済的な運転が可能となる。

【００６９】請求項５の発明によれば、２００〜３５０
℃に保温された塩化水素吸収剤によて、熱分解炉の脱塩
素反応により生成される分解ガス中の塩化水素のみを吸
収するようにしたので、塩化水素を効率よく除去するこ
とができ、また、塩化水素吸収後の吸収剤も有機化合物
で汚染されることなく回収できるので、埋め立て処理も
可能となる。

【００７０】請求項６の発明によれば、５００〜１００
０℃に保温された触媒によって、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）の分解により生成されるテレフタル酸
と有機化合物とを熱分解するようにしたので、テレフタ
ル酸の分解を効率良く行うことができ、また、毒性の強
い有機塩素化合物等も効率良く分解除去できる。

【００７１】さらに、請求項７の発明は、バッファタン
クから押し出された溶融プラスチックを冷却して固化す
るようにしたので、固形化されたプラスチックは無害で
あり、固形燃料などとして安全に回収することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による廃棄プラスチック処理装置の第１
の実施の形態を示す構成図である。

【図２】図１に示す廃棄プラスチック処理装置を構成す
る第２ホッパーを示す構成図である。

【図３】本発明による廃棄プラスチック処理装置の第２
の実施の形態の要部を示す構成図である。

【図４】本発明による廃棄プラスチック処理装置の第３
の実施の形態の要部を示す構成図である。

【符号の説明】

１破砕機２第１ホッパー５、５０第２ホッパー９熱分解炉１２バッファタンク１４溶融廃プラ固形化タンク（廃棄プラスチック冷却
部）１５空気吹き出し管１６、５１、５２窒素ガス吹き出し管２１、３２、３７、４５真空ポンプ２３回転カッター２５、５５モーター２７加熱タンク（塩化水素処理部、分解ガス処理部）２８塩化水素吸収剤（塩化水素処理部）３３冷却装置４０窒素ガス容器４３冷却装置（蒸気冷却部）５３ブリッジブレーカー（廃棄プラスチック除去部）６１触媒（分解ガス処理部）６３燃焼器６４ガス管６５空気供給管６６塩酸回収塔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｇ 1/10 Ｃ１０Ｌ 5/48 Ｃ１０Ｌ 5/48 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄プラスチックを加熱分解し脱塩素化
する熱分解炉と、この熱分解炉内に設置され、投入された廃棄プラスチッ
クを切り刻む回転カッターと、前記熱分解炉の炉内圧力を最大０．２気圧以下にする真
空排気装置と、を備えたことを特徴とする廃棄プラスチック処理装置。
【請求項２】請求項１記載の廃棄プラスチック処理装
置において、前記熱分解炉の炉壁温度は、塩化ビニルを含む廃棄プラ
スチックの場合には２９０〜３５０℃に設定され、塩化
ビニルとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む
廃棄プラスチックの場合には２９０〜３２０℃に設定さ
れることを特徴とする廃棄プラスチック処理装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の廃棄プラスチ
ック処理装置において、前記熱分解炉に投入される廃棄プラスチックを一時的に
貯留すると共に外気からは遮断されたホッパーと、このホッパー内に廃棄プラスチックを吸い込むために空
気を供給する送風機と、前記ホッパー内に貯留されている廃棄プラスチックを乾
燥するためにホッパー内を真空排気する真空ポンプと、前記ホッパーの底部付近に設置され、ホッパー上方に向
けてガスを吹き出すガス吹き出し管と、を備えたことを特徴とする廃棄プラスチック処理装置。
【請求項４】請求項３に記載の廃棄プラスチック処理
装置において、前記ホッパー壁面に張り付く廃棄プラスチックを掻き落
とす廃棄プラスチック除去部を設けたことを特徴とする
廃棄プラスチック処理装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の廃棄
プラスチック処理装置において、２００〜３５０℃に保温された塩化水素吸収剤を有し、
前記熱分解炉の脱塩素反応によって生成される分解ガス
中から塩化水素のみを吸収する塩化水素処理部を設けた
ことを特徴とする廃棄プラスチック処理装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の廃棄
プラスチック処理装置において、５００〜１０００℃に保温された触媒を有し、前記熱分
解炉の脱塩素反応によって生成される分解ガス中からポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の分解により生成
されるテレフタル酸と有機化合物とを熱分解する分解ガ
ス処理部を設けたことを特徴とする廃棄プラスチック処
理装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の廃棄
プラスチック処理装置において、前記熱分解炉から排出される溶融プラスチックを一時的
に保持するバッファタンクと、このバッファタンク内を真空排気する真空ポンプと、このバッファタンクから定量の溶融プラスチックを押し
出すガス供給部と、内部に冷却水が保持され、前記バッファタンクから押し
出された溶融プラスチックを冷却して固化する廃棄プラ
スチック冷却部と、を備えたことを特徴とする廃棄プラスチック処理装置。