JPH11315162A - 熱処理方法、および熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱分解で発生するＨＣＬガスを最終処分が容
易な塩酸の形で回収し、かつ無水フタル酸等の針状結晶
の生成も抑え、残渣の固着やワックスの閉塞を防止す
る。 【解決手段】 塩化ビニル樹脂に含まれる可塑剤が熱分
解するときに、水蒸気を加えて加水分解反応を起こさ
せ、分解物に強制的に、（−ＯＨ）基を付加してアルコ
ールにする。同時に、塩化ビニル樹脂が分解して発生し
たＨＣＬガスを水分の中に取り込み、塩酸として回収す
る。これにより、可塑剤由来の（−ＣＬ）基が付加され
た形の有機塩素化合物の発生を防止する。また、そのア
ルコールに可塑剤が分解して生成した無水フタル酸等の
針状の結晶等を溶かし込むことにより、無水フタル酸等
の結晶生成物の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可塑剤を含んだ塩
化ビニル樹脂等の廃プラスチックや汚泥、タイヤ等の高
分子廃棄物を熱処理対象物とした熱処理方法、および熱
処理装置に関し、特に廃プラスチックの処理では有機塩
素化合物を発生させることなく回収すると共に、熱処理
対象物から発生する残渣の固着やワックスによる配管等
の閉塞を防止するようにした熱処理方法、および熱処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、廃プラスチックの脱塩素加熱分
解方法の従来例を示す説明図である。塩化ビニル樹脂に
は、一般に可塑剤としてＤＯＰ（フタル酸ジオクチル
（ジオクチルフタレート））等が含まれている。ＤＯＰ
等の可塑剤を含んだ塩化ビニル樹脂を水や水蒸気の無い
状態で加熱すると、ＤＯＰは配管閉塞の原因になり得る
針状結晶の無水フタル酸とオクチル基に分解される。一
方、塩化ビニルは加熱分解してＨＣＬガスを生成する。
このオクチル基とＨＣＬガスとが反応して中間廃棄物で
ある塩化オクチルという有機塩素化合物が生成される。

【０００３】また、塩化ビニル樹脂の他にポリエチレン
等が混入している場合には、分解生成油には重質油であ
るワックス状のものが得られ、配管の閉塞等の問題が発
生していた。

【０００４】さらに、従来の廃プラスチック処理装置で
は、加熱炉に配管を介して塩化水素処理槽を設ける系統
と、別の配管を介して分解油回収槽を設ける系統の二系
統の構成となっている。この場合、第１段階の脱塩素分
解処理では、加熱炉に投入された廃プラスチック片を加
熱して塩化水素を発生させ、これを配管を介して前記塩
化水素処理槽に導いて塩化水素を吸収する。第２段階の
分解油生成処理では、前記塩化水素処理槽の配管に設け
られた弁を閉じると共に、分解油回収槽に繋がる配管の
弁を開き、加熱炉をさらに高熱にして分解生成油を発生
させこれを回収する。そして、第３段階の残渣焼締め処
理では、加熱炉をさらに高熱にして残渣を焼締める。

【０００５】このように、従来の廃プラスチック処理装
置では、各処理段階で、弁の開け閉め処理が必要であ
り、また、各段階毎に加熱炉の温度を設定する処理が必
須となり、廃プラスチックの処理工程が煩雑になるばか
りでなく、処理時間も長くなっていた。

【０００６】また、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣ）中
の添加物や、ＰＶＣそのものの熱分解後の残渣は、炭素
成分が多いために、高温では粘度の高い液体となり、常
温では硬い固形物となるために、固着等により加熱炉に
故障が頻繁に発生する要因になっていた。

【０００７】さらに、加熱炉内の温度が不均一の場合、
分解生成油の一部は炉内で還流を起こし分解時間が長く
かかってしまうという不具合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の廃
プラスチック処理方法および処理装置では、無水フタル
酸等の針状の結晶生成物が発生してこれが配管に付着し
て配管閉塞の要因となっていた。

【０００９】また、ＰＶＣ中の添加物や、ＰＶＣそのも
のの熱分解後の残渣は、炭素成分が多いために、高温で
は粘度の高い液体となり、常温では硬い固形物となるた
めに、固着等により加熱炉に故障が頻繁に発生する要因
になっていた。

【００１０】さらに、各処理段階で、弁の開け閉め処理
が必要であり、また、各段階毎に加熱炉の温度を設定す
る処理が必須となり、廃プラスチックの処理工程が煩雑
になるばかりでなく、処理時間も長くなっていた。

【００１１】さらに、加熱炉内の温度が不均一の場合、
分解生成油の一部は炉内で還流を起こし分解時間が長く
かかってしまうという不具合があった。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑み、廃プラスチッ
クの処理にあっては熱分解で発生するＨＣＬガスを、中
間廃棄物である有機塩素化合物として回収することな
く、最終処分が容易な塩酸の形で回収し、かつ無水フタ
ル酸等の針状結晶の生成も抑え、残渣の固着やワックス
の閉塞による故障がなく、分解時間も短くできる熱処理
方法、および熱処理装置を提供することを主目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、可塑剤および添加物を含
んだ塩化ビニル樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含ん
だ廃プラスチックを脱塩素加熱分解中に、水、水蒸気ま
たはアルカリ水を加えて、塩化ビニルに含まれるＤＯＰ
等の可塑剤を加水分解し、 この加水分解によって、ア
ルコール類と、酸を生成し、生成されたアルコール類に
前記酸の結晶を溶解させる一方、前記水、水蒸気または
アルカリ水で塩化ビニル分解生成物であるＨＣＬガスを
吸収することを特徴としている。

【００１４】請求項２では、請求項１記載の熱処理方法
において、前記可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル
樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチッ
クに、脱塩素加熱分解を開始する前に水、水蒸気または
アルカリ水を含ませておくことを特徴としている。

【００１５】請求項３では、可塑剤および添加物を含ん
だ塩化ビニル樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ
廃プラスチックの熱処理方法において、可塑剤および添
加物を含んだ塩化ビニル樹脂、およびこの塩化ビニル樹
脂を含んだ廃プラスチックを脱塩素加熱分解中に、水、
水蒸気またはアルカリ水を加えて、塩化ビニルに含まれ
るＤＯＰ等の可塑剤を加水分解し、この加水分解によっ
て、アルコール類と、酸を生成し、生成されたアルコー
ル類に前記酸の結晶を溶解させる一方、前記水、水蒸気
またはアルカリ水で塩化ビニル分解生成物であるＨＣＬ
ガスを吸収する脱塩素加熱分解工程と、脱塩素加熱分解
処理中および脱塩素加熱分解処理後の廃プラスチックか
ら分解油を生成する分解油生成工程と、分解油生成後の
残渣を焼締めて排出する残渣焼締め工程とから成ること
を特徴としている。

【００１６】請求項４では、請求項３に記載の熱処理方
法において、前記脱塩素加熱分解工程、および分解油生
成工程を同一の処理温度で実行することを特徴としてい
る。

【００１７】請求項５では、可塑剤および添加物を含ん
だ塩化ビニル樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ
廃プラスチック、または汚泥や高分子廃棄物等を熱処理
対象物とすると共に、投入された前記熱処理対象物を加
熱分解する加熱炉を備えた熱処理装置において、前記加
熱炉は、多数のボールが投入されたボールミルで構成さ
れ、これらのボールと、取り込まれた熱処理対象物とが
混ざって回転・撹拌されることにより熱処理対象物が破
砕されることを特徴としている。

【００１８】請求項６では、請求項５に記載の熱処理装
置において、前記加熱炉は、所定温度に加熱される中空
円筒状の外筒と、この外筒内を回転可能に支持されると
共に、その内部に前記ボールを保持し、かつその内部に
前記熱処理対象物と、水分、水蒸気またはアルカリ水と
を投入する手段を持つ内筒とを備えたことを特徴として
いる。

【００１９】請求項７では、請求項５または６に記載の
熱処理装置において、前記外筒は、複数の加熱エリアに
区分けされ、各加熱エリア毎に所定の温度制御が実行さ
れることを特徴としている。

【００２０】請求項８では、請求項５から７のいずれか
に記載の熱処理装置において、前記内筒の外周面には、
フィンが設けられ、このフィンによって外筒と内筒間に
ある加熱空気が均一に撹拌されることを特徴としてい
る。

【００２１】請求項９では、請求項５から８のいずれか
に記載の熱処理装置において、前記加熱炉には、還流塔
が接続され、当該加熱炉によって生成された分解油を選
択的に加熱炉に戻し再熱分解させて軽質油のみを生成す
ることを特徴としている。

【００２２】請求項１０では、請求項５から９のいずれ
かに記載の熱処理装置において、前記加熱炉で分解され
た油分と、塩化ビニル中の塩素分を回収する油回収・ガ
ス処理系の適宜箇所に逆流防止手段を設けたことを特徴
としている。

【００２３】請求項１１では、請求項５から１０のいず
れかに記載の熱処理装置において、前記内筒と外筒との
間にも前記ボールを投入したことを特徴としている。

【００２４】請求項１２では、請求項５から１１のいず
れかに記載の熱処理装置において、前記内筒内、または
内筒と外筒との間に表面の異物を掻き取る掻き取り部材
を設けたことを特徴としている。

【００２５】請求項１３では、請求項５から１２のいず
れかに記載の熱処理装置において、前記熱処理対象物の
加熱分解中に加えられる水分、水蒸気またはアルカリ水
として、熱処理後に回収された水溶液をそのまま、また
は中和処理して再利用する手段を備えたことを特徴とし
ている。

【００２６】上記の構成により、請求項１では、塩化ビ
ニル樹脂に含まれる可塑剤が熱分解するときに、水や水
蒸気を加えて加水分解反応を起こさせ、分解物に強制的
に（−ＯＨ）基を付加してアルコールにし、同時に、塩
化ビニル樹脂が分解して発生したＨＣＬガスを水分の中
に取り込み塩酸にしてしまう。このように、水、水蒸気
またはアルカリ水を加えて水蒸気蒸留効果を起こさせ、
大半の可塑剤を未分解のまま留出させる。これらの未分
解の可塑剤は有機塩素化合物にはならない。残った少量
の可塑剤は加水分解し、この加水分解によって、アルコ
ール類と、無水フタル酸になる。これにより、可塑剤由
来の（−ＣＬ）基が付加された形の有機塩素化合物の発
生を防止すると共に、アルコールに可塑剤が分解して生
成した無水フタル酸等の針状の結晶等を溶かし込むこと
により、無水フタル酸等の結晶生成物の発生を防止す
る。

【００２７】請求項２では、可塑剤および添加物を含ん
だ塩化ビニル樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ
廃プラスチックに、脱塩素加熱分解を開始する前に水、
水蒸気またはアルカリ水を含ませておくことにより、加
水分解を迅速かつ確実に行うことができ、処理効率が向
上する。

【００２８】請求項３では、無水フタル酸等の結晶生成
物の発生を防止しつつ、分解油の回収、および残渣処理
を効率よく行う。

【００２９】請求項４では、脱塩素加熱分解工程、およ
び分解油生成工程が同一の処理温度で済むため、処理の
負担の低減、および処理時間の短縮が可能となる。

【００３０】塩化ビニル樹脂中の添加物や塩化ビニル樹
脂そのものの熱分解後の残渣は、炭素成分が多く、高温
では粘度の大きな液体となり、常温では、硬い固形物と
なる。そこで、請求項５に記載のように、加熱炉内にボ
ールを投入してボールミルを構成することにより、廃プ
ラスチック片を細かく砕き、また、加熱分解過程におい
て粘度の大きな液体でも容易に撹拌でき、さらに硬い残
渣等の固形物も破砕できるため、固着等による故障の発
生を防止できる。

【００３１】請求項６では、ボールミルを備えた加熱炉
に水等を注入することにより、加熱・加水分解処理が実
行され、ＨＣＬガスを塩酸として水分中に取り込むこと
ができ、有機塩素化合物の発生を防止すると共に、無水
フタル酸等の針状結晶の生成も抑え、残渣の固着やワッ
クスの閉塞等に起因する装置の故障発生を防止できる。

【００３２】請求項７では、外筒に設定された複数の加
熱エリアを個別に温度制御することにより、加熱炉の一
部に温度の低い場所ができて局所的に還流が発生して分
解時間が長くなるのを防止している。

【００３３】請求項８では、内筒の外周面に設けられた
フィンによって外筒と内筒間にある加熱空気を均一に撹
拌するようにして、外筒から内筒への熱伝達を向上させ
ている。

【００３４】請求項９では、加熱炉に接続された還流塔
により、貯まったガスを冷却して加熱炉に戻し、再熱分
解させることにより軽質油のみを生成して回収するよう
にしている。

【００３５】請求項１０では、逆止弁等の逆流防止手段
を設けて、塩化ビニル中の塩素分が水に溶けて炉内や配
管が真空状態となった場合にも逆流を防いでいる。

【００３６】請求項１１では、内筒と外筒の間に熱分解
物が入り込み、これが内筒および外筒の各表面に付着す
る場合がある。こうなると、熱分解物の熱伝導率は低い
ので、外筒からの熱が伝わりにくくなる。内筒と外筒の
間に置かれ、フィンによって駆動されるボールは、これ
らの熱分解生成物の付着を防止し、外筒からの熱の伝わ
りを改善する。

【００３７】請求項１２では、請求項１１のボールの有
する機能を、内筒または外筒に設置したブラシ等の掻き
取り部材に持たせることにより、内筒と外筒の熱分解生
成物の付着を防止し、外筒からの熱の伝わりを改善す
る。

【００３８】請求項１３では、加水分解に使用した水を
そのまま、または中和して再度加水分解に使用すること
により、排水を無くしている。また、再使用水を加熱し
て、蒸気のみを再利用に回すことにより、水中に含まれ
る有価な副生成物を採集することもできる。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は本発明による熱処理方法が
適用された廃プラスチック処理方法の実施の形態を示す
説明図、図２は本発明による熱処理装置が適用された廃
プラスチック処理装置の実施の形態を示す構成説明図、
図３は、本発明が適用された廃プラスチック処理方法の
実施の形態と従来方法とを対比して示す説明図である。

【００４０】《廃プラスチック処理方法》可塑剤である
ＤＯＰを加熱分解する過程で水、水蒸気、あるいはアル
カリ水を加えて加水分解させると、針状結晶である無水
フタル酸が生成されると共に、オクチルアルコールが生
成される。

【００４１】この場合、本発明者の実験によれば、加水
分解すると、水蒸気蒸留効果により、水に溶けないＤＯ
Ｐ等が熱分解する前に蒸発し、大半が未分解のまま回収
されることが確認されている。その量は実験によれば、
約９０％であった。この場合、ＤＯＰは熱分解されてい
ないので、有機塩素化合物にならない。残った少量（約
１０％）のＤＯＰが加水分解し、この加水分解により、
アルコール類と、無水フタル酸になる。

【００４２】生成された無水フタル酸は、アルコール類
に溶ける性質を持つので、針状結晶として生成されるべ
く無水フタル酸は、オクチルアルコールに溶けてフタル
酸となる。

【００４３】また、塩化ビニルは、加熱すると、ＨＣＬ
ガスと、その他のガスと、残渣とに分解される。生成さ
れたＨＣＬガスは、加熱時に加えられた水、水蒸気、ア
ルカリ水等に溶け込み、塩酸となる。

【００４４】したがって、最終的には、オクチルアルコ
ールとフタル酸と塩酸とが溶け込んだ状態で回収され
る。

【００４５】ところで、従来、塩化ビニルを熱分解する
ときに水があると、発生した塩化水素ガス（以下、「Ｈ
ＣＬガス」）が塩酸になり熱分解装置の一部で結露した
場合に、装置寿命を短くしていたので、これを避けるた
めに、極力水分を含まないように、前処理し、場合によ
っては、特別に乾燥した後に熱分解していた。そのため
に、廃プラスチックに含まれる可塑剤の分解物とＨＣＬ
ガスとが反応し、中間廃棄物である有機塩素化合物が生
成されていた。

【００４６】これに対して、この実施の形態のように、
予め処理対象となる廃プラスチックに水分を含ませてお
くと共に、熱分解時に加水分解反応を起こさせて、積極
的に塩酸を発生させるが、この塩酸分は、フタル酸と共
にオクチルアルコールに溶け込んだ状態で回収できるの
で、上述した従来例よりも装置寿命は長くなると考えら
れる。

【００４７】このように、この実施の形態によれば、塩
化ビニル樹脂に含まれる可塑剤が熱分解するときに、水
蒸気を加えて加水分解反応を起こさせ、分解物に強制的
に、（−ＯＨ）基を付加してアルコールにする。同時
に、塩化ビニル樹脂が分解して発生したＨＣＬガスを水
分の中に取り込み、塩酸として回収する。これにより、
可塑剤由来の（−ＣＬ）基が付加された形の有機塩素化
合物の発生を防止することができる。また、そのアルコ
ールに可塑剤が分解して生成した無水フタル酸等の針状
の結晶等を溶かし込むことにより、無水フタル酸等の結
晶生成物の発生を防止することができ、無水フタル酸等
の針状結晶生成物の付着に起因する配管閉塞を防止する
ことができる。

【００４８】次に、請求項３に対応する実施の形態で
は、可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル樹脂、およ
びこの塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチックを脱塩素
加熱分解中に、水、水蒸気またはアルカリ水を加えて塩
化ビニルに含まれるＤＯＰ等の可塑剤を加水分解し、こ
の加水分解によって、アルコール類と、酸を生成し、生
成されたアルコール類に前記酸の結晶を溶解させる一
方、前記水、水蒸気またはアルカリ水で塩化ビニル分解
生成物であるＨＣＬガスを吸収する脱塩素加熱分解工程
と、脱塩素加熱分解処理中および脱塩素加熱分解処理後
の廃プラスチックから分解油を生成する分解油生成工程
と、分解油生成後の残渣を焼締めて排出する残渣焼締め
工程とから構成する。そして、前記脱塩素加熱分解工
程、および分解油生成工程を同一の処理温度で実行する
ようにしている。

【００４９】この場合、従来方法では、図３に破線で示
すように、脱塩素分解工程と、分解油生成工程と、残渣
焼結締め工程の３段階の処理に対してそれぞれ段階毎の
温度設定が異なるために、まず第一段階である加水分解
による脱塩素分解工程で発生するＨＣＬガスを回収し、
その後、バルブを閉め、第二段階の分解油生成工程に移
行し、この工程で分解油を生成する。そして、第三段階
では、残存物をさらに高温に熱して残渣焼締めを行って
回収するという３段階もの加熱処理を実行しなければな
らない。この点、本発明の実施の形態では、図３に実線
で示すように、脱塩素加熱分解工程、および分解油生成
工程が同一の処理温度で済むため、処理の負担の低減、
および処理時間の短縮が可能となる。

【００５０】《廃プラスチック処理装置》図２に示す廃
プラスチック処理装置１は、供給系２と、熱分解系３
と、油回収・ガス処理系４とに大別される。供給系２か
ら可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル樹脂、および
この塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチックを熱分解系
３に供給して脱塩素加熱分解を実行させ、この脱塩素過
熱分解中に、水、水蒸気またはアルカリ水を加えて、塩
化ビニルに含まれるＤＯＰ等の可塑剤を加水分解し、こ
の加水分解によって、アルコール類と、酸を生成し、生
成されたアルコール類に前記酸の結晶を溶解させる一
方、前記水、水蒸気またはアルカリ水で塩化ビニル分解
生成物であるＨＣＬガスを吸収する。そして、熱分解処
理後に油回収・ガス処理系４によって分解油を回収する
と共に、ＨＣＬガスやその他の分解ガスを回収する。

【００５１】供給系２は、脱塩素分解処理の対象となる
廃プラスチックを貯留する廃プラ貯留槽５と、この廃プ
ラ貯留槽５に蓄積された廃プラスチックを所定の大きさ
まで破砕する破砕機６と、この破砕機６で破砕された廃
プラスチックを熱分解系３に供給する供給装置８とを備
えている。供給装置８は、上部に開口を有する筒体に破
砕機６から供給された廃プラスチック片を入れ、この筒
体を後述する加熱炉側に移動させて廃プラスチック片を
加熱炉内に入れ込むように構成されている。また、この
供給装置８から供給される廃プラスチック片には、水や
アルカリ水を含ませておいてもよい。

【００５２】前記熱分解系３は、加熱炉９と、この加熱
炉９の下流側の排出口９Ａに取り付けられた還流塔１０
とを備え、供給装置８から供給された廃プラスチック片
を加熱および加水分解して塩化水素ＨＣＬ分と分解生成
油分とに分離する一方、還流塔１０によって、分解生成
油を選択的に加熱炉９内に還流させ再分解することによ
って軽質油のみを得るようにしている。

【００５３】前記加熱炉９は、中空円筒状に形成された
外筒１１と、この外筒１１内を回転可能に支持された中
空円筒状の内筒１２とを備えている。

【００５４】外筒１１は、４つの加熱ジャケット１３
Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄに区切られており、各加熱
ジャケット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄには温風機
１４から温度コントロールされた熱風が供給される。こ
の場合、温度コントロールは温風機１４からの温風を冷
却して所定の温度まで低下させる冷却機により個別に行
なわれる。

【００５５】このように、外筒１１を４つの加熱ジャケ
ット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄに分け、各加熱ジ
ャケット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄを個別に温度
制御するのは、外筒が均一の厚さに形成されていないた
め、単一の温度制御のみでは、温度が不均一となってし
まうからである。したがって、加熱炉９の内部に部分的
に温度の低い場所ができて局所的に還流が発生するのを
防止でき、還流発生に起因する分解時間の長時間化を防
止できる。

【００５６】加熱炉９の外筒１１には燃焼ガスライン１
５が接続されており、外筒から１１排出された温風はス
タック１６まで導かれるようになっている。

【００５７】また、加熱炉９には、内筒１２の外壁に当
接した複数（例えば４つ）のローラ１７が設けられて、
これらのローラ１７が回転装置１８からの回転力を受け
て外筒１１内で内筒１２を回転させる。

【００５８】一方、内筒１２は、多数のセラミックボー
ル１９が投入されたボールミルを構成しており、取り込
まれた廃プラスチック片と共に回転し、この回転の過程
で廃プラスチック片を細かく砕く役目をする。また、加
熱分解過程において粘度の大きな液体でも容易に撹拌で
き、さらに硬い残渣等の固形物も破砕できるため、固着
等による故障の発生を防止できる。なお、このセラミッ
クボール１９の大きさは、混入される廃プラスチックの
大きさ、および加熱炉９の容積により決定されるが、残
渣をできるだけ細かく砕くためには、φ２０〜４０ミリ
程度が良い。

【００５９】内筒１２の外周面には、複数のフィン２０
が設けられている。これらのフィン２０は、温風機１４
から外筒１１内に導入された加熱空気と注入口２２から
注入された水分（水蒸気）と混合気体を撹拌して内筒１
２の周囲温度を均一に保つためのものである。

【００６０】還流塔１０は、内筒１２の回転中心位置か
ら排出口９Ａの外部に配管を突出させ、Ｌ字状に立ち上
げたものであり、塔内には冷却装置２４が設けられてい
る。この還流塔１０は、加熱炉９の内筒においてプラス
チック片の加熱・加水処理で生成された処理ガスを導い
て冷却し、再び内筒１２内に戻す。すなわち、一般に廃
プラスチックを熱分解すると、炭素の分子量が２６以上
（常温ではワックスになる）の分解油も生成されるが、
このワックス状の油は熱分解系３や油回収・ガス処理系
４の配管等の閉塞の要因となっている。そこで、還流塔
１０に貯まったガスを冷却装置２４によって冷却して加
熱炉９に戻し、再熱分解して軽質油のみを生成して、回
収するようにしている。

【００６１】排出口９Ａには、金網状のフィルタ２１が
取り付けられている。その網目の大きさは、内筒１２の
回転時に、内筒１２内の廃プラスチック片およびセラミ
ックボール１９が内筒外に飛び出すことなく、かつ加熱
によって生じた残渣を内筒１２外に排出可能な程度が良
い。

【００６２】前記油回収・ガス処理系４は、還流塔１０
に接続された分解ガス冷却装置２５と、この分解ガス冷
却装置２５の下部側に接続された配管２７に設けられた
逆止弁２６と、内部に水が満たされると共に前記配管２
７が下部側に接続され、前記分解ガス冷却装置２５から
導入されるガス中から塩化水素（ＨＣＬ）ガスを回収す
るＨＣＬ回収槽２８と、このＨＣＬ回収槽２８と配管２
９を介して接続され、ＨＣＬ回収槽２８で回収されなか
ったＨＣＬガス以外の分解ガスを回収するガスホルダ３
０とを備えている。

【００６３】前記逆止弁２６は、ＨＣＬ回収槽２８によ
ってＨＣＬガスが水等に吸収された場合に、炉内や配管
が真空状態になった場合に油回収・ガス処理系４からの
ガスおよび分解生成物が逆流するのを防止するために設
けられている。

【００６４】この実施の形態の油回収・ガス処理系４
は、従来例とは異なり、加熱分解時に有機塩素化合物を
一切発生させないことから、一つの系統のみで済み、こ
れによって装置の簡単化を達成することができる。

【００６５】《変形例》なお、塩化ビニル樹脂の可塑剤
としては、ＤＯＰのみならず、ＤＢＰ（フタル酸ジブチ
ル）や、ＤＬＰ（フタル酸ジドデシル）等の種々のもの
があるが、本発明は、これらの可塑剤を含む塩化ビニル
樹脂、およびこの塩化ビニルを含む廃プラスチックに広
く適用できる。

【００６６】また、内筒１２にはセラミックボール１９
が投入されてボールミルを構成しているが、セラミック
以外の、窒化ケイ素や、ジルコニア等、耐熱性、対薬品
性等に強い材料であればその材質は問わない。また、形
状も球状に限られるものではなく、三角柱形状や、突起
を有したものなど、投入される廃プラスチック片の大き
さや、材質によって決めることができる。

【００６７】また、内筒１２は、この内筒１２に当接さ
れたローラ１７を回転駆動することにより、回転させて
いるが、ローラ１７に代えて歯車やチェーン等を用いて
回転を伝達するようにしたり、内筒１２の回転軸に直接
モータを取り付けて回転駆動するようにしてもよい。

【００６８】また、還流塔１０は、排出口９Ａから内筒
１２内に管を入れて内筒内に還流させるようにしている
が、外筒１１と内筒１２との間に還流させるようにして
もよい。

【００６９】さらに、外筒１１を、４つの加熱ジャケッ
ト１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄに区切り、各加熱ジ
ャケット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄに温風機１４
から温度コントロールされた熱風を供給するように構成
したが、加熱ジャケットの代わりに、ガラス管等内に入
れられた加熱ヒータを各加熱ジャケットに対応する部所
に配設し、これらの加熱ヒータを個別に温度調節するよ
うにしてもよい。こうすることにより、温度を電気的に
制御できるので、より精度の高い温度調節が可能となる
ばかりでなく、前述したような燃焼ガスライン１５、ス
タック１６が不要となり、装置構成をより簡素化するこ
とが可能となる。

【００７０】さらに、図５に示すように、内筒１２と、
外筒１１との間にもセラミックボール１９Ｂを投入して
も良い。このように構成することにより、内筒１２と外
筒１１との間に熱分解物が入り込み、内筒表面および外
筒表面に付着しようとしても、フィン２０によって駆動
されるボール１９Ｂはこれらの熱分解生成物の付着を防
ぐ。このため、低い熱伝導率を持つ熱分解物が内筒１２
や外筒１１へ付着し、熱が外筒１１から伝わりにくくな
るのを防止することが可能となる。

【００７１】さらに、請求項１２に記載したように、内
筒１２内、または内筒１２と外筒１１との間に表面の異
物を掻き取る掻き取り部材として、図６に示すような内
筒固定のブラシ４１と、外筒固定のブラシ４２を設ける
ようにしても良い。このように構成することにより、内
筒１２と外筒１１の熱分解生成物の付着を防止し、外筒
１１からの熱の伝わりを改善することができる。

【００７２】この場合、掻き取り部材としてのブラシ
は、内筒１２、外筒１１の何れに設けても良く、両方に
設けても良い。また、掻き取り部材としてはブラシでな
くても、薄板等、表面に付着した異物を掻き取ることが
できるものであれば良い。

【００７３】さらに、請求項１３に記載したように、廃
プラスチック片の加熱分解中に注入口２２から加えられ
る水分、水蒸気またはアルカリ水として、熱処理後に回
収された水溶液をそのまま、または中和処理して再利用
する手段を設けても良い。この場合、加水に使用される
水は、ＨＣＬ回収槽２８内で塩酸を回収と同時に、炭酸
カルシウムにより、中和し、その水溶液をＨＣＬ回収槽
２８と注入口２２とを接続する配管を介して加熱炉９内
に導けば良い。

【００７４】このように、加水分解に使用した水を再度
加水分解に使用することにより、排水を無くし、有価な
副生成物を採集することができる。

【００７５】さらに、上述した実施の形態では、本発明
による熱処理方法、および熱処理装置を廃プラスチック
の処理方法、および装置に適用した例を示したが、本発
明はこれに限られず、熱処理対象物として汚泥やタイヤ
等の高分子廃棄物にも適用可能である。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１、２、６では、塩化ビニル樹脂に含まれる可塑剤
が熱分解するときに、水や水蒸気を加えて加水分解反応
を起こさせ、分解物に強制的に（−ＯＨ）基を付加して
アルコールにし、同時に、塩化ビニル樹脂が分解して発
生したＨＣＬガスを水分の中に取り込み塩酸にしてしま
うことにより、可塑剤由来の（−ＣＬ）基が付加された
形の有機塩素化合物の発生を防止することができる。ま
た、アルコールに可塑剤が分解して生成した無水フタル
酸等の針状の結晶等を溶かし込むことにより、無水フタ
ル酸等の結晶生成物の発生を防止することができる。

【００７７】請求項３では、無水フタル酸等の結晶生成
物の発生を防止しつつ、分解油の回収、および残渣処理
を効率よく行うことができる。

【００７８】請求項４では、脱塩素加熱分解工程、およ
び分解油生成工程が同一の処理温度で済むため、処理の
負担の低減、および処理時間の短縮が可能となる。

【００７９】請求項５では、加熱炉としてボールミルを
採用し、その破砕機能により残渣を粉砕するので、固着
による故障を防止することができる。

【００８０】請求項７では、炉内の温度を均一化するこ
とにより、炉内での還流を防ぎ、分解時間を短縮するこ
とができる。

【００８１】請求項８では、内筒の外周面に設けられた
フィンによって外筒と内筒間にある加熱空気を均一に撹
拌するようにして、外筒から内筒への熱伝達を向上させ
ることができる。

【００８２】請求項９では、分解生成油の排出口に還流
塔を設けることにより、ワックス状の重質油の発生を防
止することができる。

【００８３】請求項１０では、塩化ビニル中の塩素分が
水に溶けて炉内や配管が真空状態となった場合にも逆流
を防止することができる。

【００８４】請求項１１では、内筒と外筒との間に置か
れ、フィンによって駆動されるボールは熱分解生成物の
付着を防止し、外筒からの熱の伝わりを改善することが
できる。

【００８５】請求項１２では、内筒または外筒に設置し
たブラシ等の掻き取り部材は、内筒と外筒の熱分解生成
物の付着を防止し、外筒からの熱の伝わりを改善するこ
とができる。

【００８６】請求項１３では、加水分解に使用した水
を、再度加水分解に使用することにより、排水を無く
し、有価な副生成物を採集することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱処理方法が適用された廃プラス
チック処理方法の実施の形態を示す説明図である。

【図２】本発明による熱処理装置が適用された廃プラス
チック処理装置の実施の形態を示す構成説明図である。

【図３】本発明が適用された廃プラスチック処理方法お
よび廃プラスチック処理装置の効果を従来技術と比較し
て示す説明図である。

【図４】従来の廃プラスチック処理方法の一例を示す説
明図である。

【図５】本発明の請求項１１に対応する実施の形態にお
けるボールの配置例を示す説明図である。

【図６】本発明の請求項１２に対応する実施の形態にお
けるブラシの配置例を示す説明図である。

【符号の説明】

１：廃プラスチック処理装置、２：供給系、３：熱分解
系、４：油回収・ガス処理系、５：廃プラスチック貯留
槽、６：破砕機、７：配管、８：供給装置、９：加熱
炉、１０：還流塔、１１：外筒、１２：内筒、１３Ａ〜
１３Ｄ：加熱ジャケット、１４：温風機、１５：燃焼ガ
スライン、１６：スタック、１７：ローラ、１８：回転
装置、１９，１９Ｂ：セラミックボール、２０：フィ
ン、２１：フィルタ、２２：注入口、２３：排出口、２
４：冷却装置、２５：分解ガス冷却装置、２６逆止弁、
２７：配管、２８：ＨＣＬ回収槽、２９：配管、３０：
分解ガスホルダ、３１：冷却装置、３２：分解油回収
槽、４１，４２：ブラシ。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル
   樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチッ
   クを脱塩素加熱分解中に、水、水蒸気またはアルカリ水
   を加えて、塩化ビニルに含まれるＤＯＰ等の可塑剤を加
   水分解し、この加水分解によって、アルコール類と、酸
   を生成し、 生成されたアルコール類に前記酸の結晶を溶解させる一
   方、 前記水、水蒸気またはアルカリ水で塩化ビニル分解生成
   物であるＨＣＬガスを吸収することを特徴とする熱処理
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱処理方法において、 前記可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル樹脂、およ
   びこの塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチックに、脱塩
   素加熱分解を開始する前に水、水蒸気またはアルカリ水
   を含ませておくことを特徴とする熱処理方法。
3. 【請求項３】 可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル
   樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチッ
   クの熱処理方法において、 可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル樹脂、およびこ
   の塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチックを脱塩素加熱
   分解中に、水、水蒸気またはアルカリ水を加えて、塩化
   ビニルに含まれるＤＯＰ等の可塑剤を加水分解し、この
   加水分解によって、アルコール類と、酸を生成し、生成
   されたアルコール類に前記酸の結晶を溶解させる一方、
   前記水、水蒸気またはアルカリ水で塩化ビニル分解生成
   物であるＨＣＬガスを吸収する脱塩素加熱分解工程と、 脱塩素加熱分解処理中および脱塩素加熱分解処理後の廃
   プラスチックから分解油を生成する分解油生成工程と、 分解油生成後の残渣を焼締めて排出する残渣焼締め工程
   と、 から成ることを特徴とする熱処理方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の熱処理方法において、 前記脱塩素加熱分解工程、および分解油生成工程を同一
   の処理温度で実行することを特徴とする熱処理方法。
5. 【請求項５】 可塑剤および添加物を含んだ塩化ビニル
   樹脂、およびこの塩化ビニル樹脂を含んだ廃プラスチッ
   ク、または汚泥や高分子廃棄物等を熱処理対象物とする
   と共に、投入された前記熱処理対象物を加熱分解する加
   熱炉を備えた熱処理装置において、 前記加熱炉は、多数のボールが投入されたボールミルで
   構成され、これらのボールと、取り込まれた熱処理対象
   物とが混ざって回転・撹拌されることにより熱処理対象
   物が破砕されることを特徴とする熱処理装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の熱処理装置において、 前記加熱炉は、所定温度に加熱される中空円筒状の外筒
   と、この外筒内を回転可能に支持されると共に、その内
   部に前記ボールを保持し、かつその内部に前記熱処理対
   象物と、水分、水蒸気またはアルカリ水とを投入する手
   段を持つ内筒と、 を備えたことを特徴とする熱処理装置。
7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の熱処理装置に
   おいて、 前記外筒は、複数の加熱エリアに区分けされ、各加熱エ
   リア毎に所定の温度制御が実行されることを特徴とする
   熱処理装置。
8. 【請求項８】 請求項５から７のいずれかに記載の熱処
   理装置において、 前記内筒の外周面には、フィンが設けられ、このフィン
   によって外筒と内筒間にある加熱空気が均一に撹拌され
   ることを特徴とする熱処理装置。
9. 【請求項９】 請求項５から８のいずれかに記載の熱処
   理装置において、 前記加熱炉には、還流塔が接続され、当該加熱炉によっ
   て生成された分解油を選択的に加熱炉に戻し再熱分解さ
   せて軽質油のみを生成することを特徴とする熱処理装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項５から９のいずれかに記載の熱
    処理装置において、 前記加熱炉で分解された油分と、塩化ビニル中の塩素分
    を回収する油回収・ガス処理系の適宜箇所に逆流防止手
    段を設けたことを特徴とする熱処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項５から１０のいずれかに記載の
    熱処理装置において、 前記内筒と外筒との間にも前記ボールを投入したことを
    特徴とする熱処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項５から１１のいずれかに記載の
    熱処理装置において、 前記内筒内、または内筒と外筒との間に表面の異物を掻
    き取る掻き取り部材を設けたことを特徴とする熱処理装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項５から１２のいずれかに記載の
    熱処理装置において、 前記熱処理対象物の加熱分解中に加えられる水分、水蒸
    気またはアルカリ水として、熱処理後に回収された水溶
    液をそのまま、または中和処理して再利用する手段を備
    えたことを特徴とする熱処理装置。