JPH1142642A - 熱可塑性プラスチック金属複合材の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良質の融解プラスチックを効率よく回収する
とともに、装置の安全性を高めた熱可塑性プラスチック
金属複合材の処理装置を提供する。 【解決手段】 廃棄物収納室３の下端に連なりかつ乾留
炉１底壁を貫通する筒状の融解プラスチック落下通路４
が設けられている。融解プラスチック落下通路４に、回
転式融解プラスチック受皿６が同通路４の受皿下方空間
と受皿上方空間との間の気密性を保つように設けられて
いる。融解プラスチック落下通路４の下端開口が水封さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性プラスチ
ックと金属からなる複合材の廃棄物から有価物を回収す
る、いわゆるマテリアルリサイクルシステムにおいて用
いられる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近開発された耐震用ポリエチレン管継
手は、図３および図４に示すように、管継手本体(21)の
内部にニクロム線や真鍮ないしは黄銅コイル等からなる
発熱体(22)および電源接続用の端子(23)を埋め込んだも
のである。この管継手の廃品が産業廃棄物として多量に
出て来ており、その効果的な処理方法および処理装置の
開発が要望されている。

【０００３】上記のようなポリエチレンやポリプロピレ
ン等の熱可塑性プラスチックと金属との複合材を通常の
焼却炉で直接焼却処理し、残った有価金属を回収しよう
としても、金属の表面が酸化によって劣化してしまうた
めこれをそのまま再利用することは困難である。また、
熱可塑性プラスチックはそのままでは容易に塑性変形し
てしまうため、これを破砕あるいは粉砕することは困難
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記管継手
等の熱可塑性プラスチックと金属の複合材を最適な温度
条件下でかつ最適な雰囲気中で加熱処理することによ
り、複合材を構成する有価金属と熱可塑性プラスチック
を分離し、これらをそれぞれ再利用できる形態で回収す
る熱可塑性プラスチック金属複合材の処理装置におい
て、良質の融解プラスチックを効率よく回収するととも
に、装置の安全性を高めた処理装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による熱可塑性プ
ラスチック金属複合材の処理装置は、乾留炉内部に設け
られた筒状の廃棄物収納室と、廃棄物収納室内部を臨む
熱源吹出しノズルを有する熱源導管とを備え、燃焼排ガ
ス、加熱不活性ガスまたは過熱蒸気を熱源として、熱可
塑性プラスチックと金属からなる複合材の廃棄物を酸素
の不存在下で加熱し、融解プラスチックを廃棄物収納室
の下端から回収する熱可塑性プラスチック金属複合材の
処理装置において、廃棄物収納室の下端に連なりかつ乾
留炉底壁を貫通する筒状の融解プラスチック落下通路が
設けられ、融解プラスチック落下通路に、回転式融解プ
ラスチック受皿が同通路の受皿下方空間と受皿上方空間
との間の気密性を保つように設けられ、融解プラスチッ
ク落下通路の下端開口が水封されていることを特徴とす
るものである。

【０００６】上記処理装置は、融解プラスチック落下通
路の受皿上方空間におけるガス流が上向きとされている
ことが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】

（実施例）本発明の実施の形態を、以下図面を参照して
説明する。

【０００８】図１は、本発明の熱可塑性プラスチック金
属複合材の処理装置を示している。同図に示すように、
熱可塑性プラスチック金属複合材の処理装置は、過熱蒸
気を熱源として、熱可塑性プラスチック金属複合材廃棄
物の熱可塑性プラスチックを融解し、廃棄物を硬度を増
した熱可塑性プラスチックと非酸化状態の金属とに分離
する乾留炉(1) と、過熱蒸気を発生させる燃焼炉(11)と
を備えている。

【０００９】乾留炉(1) は、二重管構造とされており、
断熱材製炉壁(2) の内側に、円筒状の廃棄物収納室(3)
が設けられている。廃棄物収納室(3) の下方には、その
下端に連なりかつ乾留炉(1) 底壁を貫通した筒状の融解
プラスチック落下通路(4) が設けられている。廃棄物収
納室(3) の上端部(3a)は、乾留炉(1) 頂壁よりも上方に
突出しており、その開口には、２つの廃棄物投入用ダン
パー(5) が直列状に設けられている。廃棄物収納室(3)
の内部に、熱可塑性プラスチックと金属からなる複合材
の廃棄物(8) を収めるバケット(7) が配置されている。
バケット(7) は、縦長円筒状であって、金網または多孔
板で構成されている。廃棄物収納室(3)に、螺旋状の熱
源導管(9) が巻設されている。この熱源導管(9) の下端
部に、廃棄物収納室(3) 内部を臨む熱源吹出しノズル(1
0)が設けられている。

【００１０】熱源導管(9) に過熱蒸気を供給することに
より、これを熱源として、熱可塑性プラスチック金属複
合材廃棄物(8) を酸素の不存在下で加熱し、熱可塑性プ
ラスチックを部分熱分解しつつ融解し、廃棄物(8) を部
分熱分解により硬度を増した熱可塑性プラスチックと非
酸化状態の金属とに分離することができる。熱源として
は、過熱蒸気のほかに燃焼排ガスまたは加熱不活性ガス
が使用できる。

【００１１】融解プラスチック落下通路(4) 内部には、
融解して廃棄物収納室(3) から落下してきた熱可塑性プ
ラスチックを受ける回転式受皿(6) が設けられており、
融解プラスチック落下通路(4) の下端開口は、水封され
ている。受皿(6) は、上から見て円盤状であり、水平軸
回りに回転可能とされている。そして、これが３〜５分
ごとに１／２回転するようにタイマで駆動モータ（図示
略）が制御されている。融解プラスチック落下通路(4)
には、受皿(6) を取り囲む環状のシール部(31)が設けら
れている。シール部(31)のシール面(31a) は、受皿(6)
の径にほぼ等しい径の垂直断面円弧状の凹面とされてお
り、これにより、受皿(6) が回転可能とされるととも
に、融解プラスチック落下通路(4) の受皿下方空間と受
皿上方空間との間の気密性が保持されている。融解プラ
スチック落下通路(4) には、受皿(6) よりも上方の空間
に上向きに蒸気を送る蒸気吹込み口(32)が設けられてい
る。水封用水槽(33)には、冷却水が満たされており、冷
却水供給口(34)から新しい冷却水が供給されるようにな
されている。

【００１２】燃焼炉(11)は、上端部にバーナ(12)を備え
ている。燃焼炉(11)内に、過熱蒸気発生用蛇管(13)が設
けられ、該蛇管(13)に所定量の水が注入されるととも
に、発生した過熱蒸気が、蒸気管(14)を介して乾留炉
(1) 内の熱源導管(9) に導かれている。燃焼炉(11)と乾
留炉(1) の下端部同士は、熱源加熱用ガスを乾留炉(1)
の炉壁(2) と廃棄物収納室(3) との間に送る排ガス導管
(15)により連通させられている。乾留炉(1) の炉壁(2)
の上端部には、排ガスの出口煙突(16)が設けられてい
る。また、燃焼炉(11)と乾留炉(1) の廃棄物収納室(3)
の上端部同士は、ポリエチレンの熱分解により生成する
有機性ガスを燃焼炉(11)に導く有機性ガス導管(17)によ
り連通させられており、熱可塑性プラスチックの融解時
に熱分解で生成する有機性ガスは、外部に排出されるこ
となく、燃焼炉(11)の補助燃料として供給されている。

【００１３】廃棄物収納室(3) の上端部(3a)には、上下
のダンパー(5) 間に不活性ガスまたは過熱蒸気を外気遮
断用として吹き込む外気遮断ガス吹込み装置(18)が設け
られている。

【００１４】また、排ガス導管(15)には、乾留炉(1) 内
温度制御用の冷却水を供給する水噴霧装置(19)が設けら
れている。

【００１５】上記構成の処理装置において、熱可塑性プ
ラスチックと金属からなる複合材、例えば図３および図
４に示す耐震用ポリエチレン管継手の廃棄物(8) をバケ
ット(7) に入れて、廃棄物収納室(3) 内に収める。そし
て、燃焼炉(11)内で生成された過熱蒸気を乾留炉(1) 内
の熱源導管(9) に導くとともに、燃焼炉(11)内で発生す
る排ガスを乾留炉(1) の炉壁(2) と廃棄物収納室(3) と
の間に供給する。これによって廃棄物収納室(3) および
蛇管(9) が加熱される。排ガスは、その後、出口煙突(1
6)から排出される。燃焼炉(11)内の温度は、８００℃以
上とされ、乾留炉(1) の炉壁(2) と廃棄物収納室(3) と
の間の温度は、４５０〜６００℃とされる。また、廃棄
物収納室(3) 内は、温度３８０〜４６０℃で酸素濃度２
容量％以下とされる。廃棄物収納室(3) 内の温度が３８
０〜４６０℃の範囲の上限に近づいたときには、水噴霧
装置(19)から排ガス導管(15)中に冷却水を噴射する。こ
れにより、乾留炉(1) 内の温度制御を容易に行うことが
できる。このさい、燃焼炉(11)内の温度は低下すること
がないから、燃焼炉(11)における不完全燃焼が起こるこ
とはない。このような加熱条件下で、熱源導管(9) 内の
蒸気を熱源吹出しノズル(10)からバケット(7) 内の廃棄
物(8) に噴霧供給し、これを乾留させる。その結果、廃
棄物(8) を構成する熱可塑性プラスチックは部分熱分解
しつつ融解してバケット(7) から落下し、一旦受皿(6)
に溜められた後、さらに、所要時間おきに間欠的に水封
用の水槽(33)内に落下し、系外に取り出される。また、
熱可塑性プラスチックの融解時に熱分解で生成する有機
性ガスは、燃焼炉(11)内で完全燃焼する。こうして得ら
れた融解プラスチックは、熱分解により硬度を増し、ま
た、受皿(6) に一定量溜められてから回収されるため、
回収時には平たい不定形となっており、容易に粉砕する
ことができる。したがって、これをそのまま再利用して
製品化することはもちろん、粉砕熱可塑性プラスチック
を粉体燃料として利用することもできる。他方、廃棄物
(8) を構成するニクロム線又は黄銅等の有価金属はバケ
ット(7) 内に残り、熱可塑性プラスチックから分離され
る。得られた有価金属は熱可塑性プラスチックの付着や
表面の酸化がなく、したがって例えば継手製造の金属材
料として再利用することができる。

【００１６】また、融解プラスチック落下通路(4) の下
端開口が水封されており、さらに、受皿(6) およびシー
ル部(31)により、融解プラスチック落下通路(4) の受皿
下方空間と受皿上方空間との間の気密性が保持されてい
るため、融解プラスチック落下通路(4) の下端開口を通
しての廃棄物収納室(3) 内への外気の流入および廃棄物
収納室(3) からの熱の流出がなく、しかも、熱可塑性プ
ラスチックの融解時に熱分解で生成する有機性ガスが水
封用水槽(33)の冷却水により冷却されてワックスとなる
ことが防止されて、ワックスが融解プラスチック中に混
入することがない。したがって、炉(1) 内酸素濃度の上
昇および炉(1) 内温度の低下が防止され、しかも、ワッ
クスの混入のない良質の融解プラスチックが得られる。

【００１７】さらに、蒸気吹込み口(32)から受皿(6) よ
りも上方の空間に上向きに蒸気を送ることにより、融解
プラスチック落下通路(4) の受皿上方空間におけるガス
流が上向きとなり、より完全に回収融解プラスチックへ
のワックスの混入を防止することができる。

【００１８】なお、管継手を構成する発熱体(22)および
電源接続用の端子(23)などの有価金属は、ポリエチレン
製の管継手本体(21)に対して十分小さく、数回の処理で
はバケット(7) が金属によって一杯になることはない。
そのため、上記の処理を１回行うごとに、有価金属を回
収する必要はなく、廃棄物(8) を連続して上下のダンパ
ー(5) から供給することができる。このさい、下のダン
パー(5) を閉じた状態で上のダンパー(5) から廃棄物
(8) を投入し、上のダンパー(5) を閉じた後、必要に応
じて上下のダンパー(5) 間に外気遮断ガス吹込み装置(1
8)から不活性ガスまたは過熱蒸気を吹き込んで、下のダ
ンパー(5) から廃棄物収納室(3) 内に廃棄物(8) を投下
する。これにより、乾留炉(1) 内への外気の流入および
が乾留炉(1) からの熱の流出がなく、炉(1) 内酸素濃度
の上昇および炉(1) 内温度の低下が共に防止される。し
たがって、廃棄物(8) の処理を終了するごとに有価金属
を取り出し新たな熱可塑性プラスチック金属複合材を投
入するバッチ式の処理装置と比較すると、１回の処理ご
とに装置内の温度を下げる必要がなくなり、熱効率が良
いものとなる。

【００１９】（比較例）図２は、本発明による熱可塑性
プラスチック金属複合材の処理装置に比べて、回転式受
皿(6) も蒸気吹込み口(32)も有していない点において異
なっている装置の融解プラスチック回収部の構造を示し
ている。同図において、廃棄物収納室(3) の下端開口
は、水封構造とされており、熱源導管(9) の熱源吹出し
ノズル(10)から吹き出された過熱蒸気がバケット(7) 内
の廃棄物(8) に噴霧供給されることにより、熱可塑性プ
ラスチックが部分熱分解しつつ融解し、融解プラスチッ
クは、水封用の水槽(33)内に落下し、系外に取り出され
る。この比較例の装置は、廃棄物収納室(3) 内の有機性
ガスが水槽(33)内の冷却水により冷却されることにより
水面で凝縮してワックスとなり、これが回収融解プラス
チックに混入して回収融解プラスチックの質が低下する
という問題を有している。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明の熱可塑性プラスチック
金属複合材の処理装置によると、熱可塑性プラスチック
と金属からなる複合材の廃棄物を廃棄物収納室に収める
とともに、熱源導管の熱源吹出しノズルから燃焼排ガ
ス、加熱不活性ガスまたは過熱蒸気を該廃棄物に供給す
ることにより、熱可塑性プラスチックと金属からなる複
合材の廃棄物が実質的に酸素の不存在下に加熱されるの
で、得られた金属は熱可塑性プラスチックの付着や表面
の酸化がなく、これをそのまま原材料として再利用する
ことができる。また、熱可塑性プラスチックは加熱によ
って部分熱分解しつつ融解し、一旦受皿上に溜められて
から回収される。融解プラスチックは熱分解により硬度
を増し、そのため容易に粉砕することができ、粉砕熱可
塑性プラスチックを粉体燃料として利用することができ
る。

【００２１】また、融解プラスチック落下通路の下端開
口が水封されており、さらに、融解プラスチック落下通
路の受皿下方空間と受皿上方空間との間の気密性が保持
されているため、融解プラスチック落下通路の下端開口
を通しての廃棄物収納室内への外気の流入および廃棄物
収納室からの熱の流出がなく、炉内酸素濃度の上昇およ
び炉内温度の低下が防止されるとともに、冷却されると
ワックスとなる有機性ガスが冷却されないため、ワック
スの混入のない良質の融解プラスチックが得られる。

【００２２】請求項２の発明の熱可塑性プラスチック金
属複合材の処理装置によると、冷却されるとワックスと
なる有機性ガスが下方に移動できないため、回収融解プ
ラスチックへのワックスの混入をより完全に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱可塑性プラスチック金属複合材
の処理装置を示す概略図である。

【図２】本発明の廃棄物収納室下端部の構成に対応する
従来技術を示す図である。

【図３】耐震用ポリエチレン管継手を示す一部切欠き側
面図である。

【図４】耐震用ポリエチレン管継手を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

(1) 乾留炉 (3) 廃棄物収納室 (4) 融解プラスチック落下通路 (6) 回転式受皿 (9) 熱源導管 (10) 熱源吹出し部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾留炉(1) 内部に設けられた筒状の廃棄
   物収納室(3) と、廃棄物収納室(3) 内部を臨む熱源吹出
   しノズル(10)を有する熱源導管(9) とを備え、燃焼排ガ
   ス、加熱不活性ガスまたは過熱蒸気を熱源として、熱可
   塑性プラスチックと金属からなる複合材の廃棄物を酸素
   の不存在下で加熱し、融解プラスチックを廃棄物収納室
   (3) の下端から回収する熱可塑性プラスチック金属複合
   材の処理装置において、廃棄物収納室(3) の下端に連な
   りかつ乾留炉(1) 底壁を貫通する筒状の融解プラスチッ
   ク落下通路(4) が設けられ、融解プラスチック落下通路
   (4) に、回転式融解プラスチック受皿(6) が同通路(4)
   の受皿下方空間と受皿上方空間との間の気密性を保つよ
   うに設けられ、融解プラスチック落下通路(4) の下端開
   口が水封されていることを特徴とする熱可塑性プラスチ
   ック金属複合材の処理装置。
2. 【請求項２】 融解プラスチック落下通路(4) の受皿上
   方空間におけるガス流が上向きとされている請求項１記
   載の熱可塑性プラスチック金属複合材の処理装置。