JPH1161158A - プラスチックの油化方法及びその設備 - Google Patents

プラスチックの油化方法及びその設備

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JPH1161158A
JPH1161158A JP22407497A JP22407497A JPH1161158A JP H1161158 A JPH1161158 A JP H1161158A JP 22407497 A JP22407497 A JP 22407497A JP 22407497 A JP22407497 A JP 22407497A JP H1161158 A JPH1161158 A JP H1161158A
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JP
Japan
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plastic
gas
secondary catalyst
catalyst layer
pyrolysis
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JP22407497A
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English (en)
Inventor
Masaaki Itou
正皓 伊東
Tsuneo Ayabe
統夫 綾部
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液相接触と気相接触とにより軽質化を促進さ
せ、灯油または軽油相当の油の生成を行ない、プラスチ
ック熱分解効率を向上させて大量処理を効率よく実施
し、熱分解槽の内壁への残渣の付着を減少させるととも
に、使用触媒を焼却処理できるようにする。 【解決手段】 熱分解槽の内部でプラスチックを溶解
し、溶融状態のプラスチックを活性炭からなる一次触媒
層に液相接触させて熱分解ガスを発生させ、熱分解ガス
を熱分解槽の内部上方に連通状態に配した二次触媒塔の
二次触媒層に気相接触させて、軽質化した状態の分子量
の小さな炭化水素ガスを生成する技術が採用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの油
化方法及びその設備に係り、特にプラスチックの油化収
率を上げ、反応速度を早くするものである。
【0002】
【従来の技術】
技術例1:特開平07−053765号公報には、プラ
スチックを熱分解することにより、油を製造する技術が
紹介されている。該技術例1は、プラスチックに活性炭
等を混合して溶融状態とした後に熱分解することによ
り、装置内部に炭化物を付着成長させることなく、油を
生産し得るという技術内容である。
【0003】図2に示す技術例2は、熱分解加熱炉1に
より熱分解槽2を、例えば420〜450℃の温度まで
加熱して、プラスチック投入口3から投入した廃プラス
チックを、攪拌機4で攪拌しながら熱分解してガス化す
るとともに、ガス分を改質部5に送り込んで内部のゼオ
ライト系触媒に接触させて反応させることにより、ガス
状の軽質油のみをオイル回収部6に移送して、例えば2
段の熱交換器7,8により冷却して液化し、油分を回収
油タンク9に収集するとともに、水蒸気成分や他のガス
分をオフガス洗浄部10に移送して、固形微粒子やミス
ト分等を洗浄して除去するとともに、オフガス処理系1
1により有害物質の除去等の必要な処理をした後、オフ
ガスとして処分するようにしている。なお、改質部5で
凝縮された液分は、流下管12を経由して熱分解加熱炉
1に戻して燃焼させるとともに、その際に発生した残渣
を別工程で回収するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、技術例1であ
ると、全体的に小規模の実験室的な範囲から抜け出すこ
とが困難で実用上の疑義があるとともに、生成される残
渣量が比較的多くプラスチックの分解効率の点での課題
が残される。技術例2では、熱分解槽2の部分の反応温
度が高過ぎると、ガス及びカーボン残渣の生成量が多く
なって、油の回収率が低下する現象が現れ、反応温度が
例えば400℃以下であると、分解速度が遅くなり、生
成油が常温で流動性の低いワックス状になって、取り扱
い性が損なわれるとともに、ゼオライト系触媒では、触
媒表面でのカーボン析出のために寿命が短くなり、ゼオ
ライト系触媒が比較的高価であるという課題が残されて
いる。
【0005】本発明は、このような課題を有効に解決す
るとともに、以下の目的を達成しようとするものであ
る。 性質の異なる液相接触と気相接触とにより軽質化を促
進させ、灯油または軽油相当の油の生成を容易にするこ
と。 プラスチック熱分解効率を向上させ、大量処理を容易
にすること。 熱分解槽の内壁への残渣の付着を減少させ、長時間の
連続運転を可能にすること。 触媒反応部分の熱効率を改善すること。 ランニングコストの低減を図ること。 使用触媒を焼却処理できるようにすること。
【0006】
【課題を解決するための手段】熱分解槽の内部に投入し
たプラスチックを溶解するとともに、溶融状態のプラス
チックを活性炭からなる一次触媒層に直接液相接触させ
ることにより熱分解して熱分解ガスを発生させ、該熱分
解ガスを熱分解槽の内部上方に連通状態に配した二次触
媒塔における活性炭またはゼオライトからなる二次触媒
層に気相接触させて、軽質化した状態の分子量の小さな
炭化水素ガスを生成する。軽質化した状態の炭化水素ガ
スは、還流手段(還流器)に送り込まれて凝縮作用によ
り、低分子量のガス分と高沸点成分の凝縮液とに分けら
れる。低分子量のガス分は、下流のオイル回収部に移送
されて、熱交換による液化やオフガスの洗浄等の処理が
行なわれ、高沸点成分の凝縮液は、熱分解槽に戻され
る。一次触媒における活性炭は、プラスチックの分解反
応を促進させる触媒作用と、プラスチックの分解残渣を
吸着して伝熱性を良くする作用とを生じる。二次触媒と
して使用される活性炭は、機能の低下後等において熱分
解槽の一次触媒層に落とされて再利用される。これらの
活性炭は、適宜熱分解槽から取り出されるとともに、可
燃物として焼却処分される。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプラスチック
の油化方法及びその設備の一実施形態について、図1を
参照して説明する。
【0008】該一実施形態は、図1に示すように、図2
の鎖線Xで示す部分と基本的に相違するが、その他の箇
所にあっては、図2例の技術が準用される。図1におい
て、符号21は熱分解加熱炉、22は熱分解槽、23は
プラスチック投入口、24は攪拌機、25は二次触媒
塔、26は還流手段(還流器)、27はガス移送管、2
8は流下管、Rは一次触媒層、Gは二次触媒層である。
【0009】前記熱分解加熱炉21,熱分解槽22,プ
ラスチック投入口23及び攪拌機24にあっては、図2
例で前述した熱分解加熱炉1,熱分解槽2,プラスチッ
ク投入口3及び攪拌機4と同等または類似する機能を有
しており、熱分解槽22は、プラスチック投入口23を
経由して投入される廃プラスチック等のプラスチック材
を、例えば400〜430℃の温度まで加熱して溶解さ
せ、溶融状態のプラスチックを一次触媒層Rに対して直
接的に液相接触させることにより、一次触媒層Rの活性
炭の触媒作用及び高温による熱分解を促進させて熱分解
ガスを発生させるとともに、この際にプラスチックの分
解残渣を活性炭で吸着して、伝熱性を良くするようにし
ている。なお、発生した熱分解ガスは、接続口25aを
経由して二次触媒塔25に送り込まれる。
【0010】前記二次触媒塔25は、熱分解槽22の内
部でかつ上方位置に、熱分解槽22の気相部分に対して
接続口25aを経由して連通状態に配され、内部に、活
性炭,ゼオライトのいずれかまたはその両方を併用した
触媒を貯留して二次触媒層Gが形成される。
【0011】該二次触媒塔25に熱分解ガスが送り込ま
れると、熱分解槽22の内部温度雰囲気で二次触媒層G
に対して気相接触させられることにより、分子量の小さ
な炭化水素ガスに変換される。該炭化水素ガスは、ガス
移送管27を経由して還流手段26に移送される。
【0012】前記還流手段26は、ガス移送管27を経
由して二次触媒塔25に、かつ流下管28を経由して熱
分解槽22の内部にそれぞれ接続されており、送り込ま
れた炭化水素ガスを凝縮して高沸点成分の凝縮液を生成
して、該凝縮液を流下管28を経由して熱分解槽22の
内部に流下させて戻すとともに、凝縮されなかったガス
分(低分子量の炭化水素ガス)を、図2に示したオイル
回収部6に移送するようにしている。
【0013】図2例において前述したように、オイル回
収部6に送り込まれた低分子量の炭化水素ガスは、熱交
換による液化やオフガスの洗浄等の処理が行なわれ、油
分として回収されることになる。
【0014】一方、二次触媒塔25の二次触媒として使
用された活性炭は、気相反応時の吸着により機能が低下
した場合等において、熱分解槽22の一次触媒層Rに落
として合流させることにより、一次触媒として再利用す
ることができる。
【0015】また、これらの活性炭は、適宜熱分解槽2
2から取り出して、可燃物として焼却可能であり、その
際のガス成分が主として炭酸ガスであるために、オフガ
スとして処分することができる。
【0016】〔他の実施の形態〕本発明にあっては、以
下の技術を包含する。 a)二次触媒塔25にゼオライトのみ使用または活性炭
と併用する場合等において、二次触媒塔25を熱分解槽
22の上方に引き出し可能な構造とすること。 b)ガス移送管27の回りに、保温材またはヒータ等を
配して保温を行なうこと。
【0017】
【発明の効果】本発明に係るプラスチックの油化方法及
びその設備によれば、以下のような効果を奏する。 (1) 溶融状態のプラスチックを活性炭からなる一次
触媒層に液相接触させて熱分解ガスを発生させ、熱分解
ガスを二次触媒層に気相接触させて、軽質化した状態の
分子量の小さな炭化水素ガスを生成することにより、軽
質化を促進させるとともに、灯油または軽油相当の油の
生成を容易に行なうことができる。 (2) 熱分解槽の内部でプラスチックを分解し、熱分
解槽の内部の二次触媒塔で二次触媒層に気相接触させて
軽質化を行なうことにより、プラスチック熱分解効率を
向上させ、大量処理を実施することができる。 (3) 熱分解槽の内部で活性炭からなる一次触媒層に
対して、溶融状態のプラスチックを液相接触させるもの
であるため、熱分解槽の内壁への残渣の付着を減少さ
せ、メンテナンスを省力化するとともに、長時間の連続
運転が可能になる。 (4) 熱分解槽の内部に、一次触媒層及び二次触媒層
をそれぞれ配することにより、触媒反応部分の熱効率を
改善することができる。 (5) 二次触媒層として活性炭を採用し、機能の低下
した活性炭を一次触媒層に合流して液相接触させること
により、ランニングコストの低減を図り経済性を確保す
ることができる。 (6) 一次触媒層を活性炭で構成することにより、使
用触媒を焼却処理により容易に処分することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るプラスチックの油化方法及びそ
の設備の一実施形態を示す要部の正断面図である。
【図2】 従来技術例の廃プラスチック油化設備を示す
ブロック図を併記した正断面図である。
【符号の説明】
6 オイル回収部 7,8 熱交換器 9 回収油タンク 10 オフガス洗浄部 11 オフガス処理系 21 熱分解加熱炉 22 熱分解槽 23 プラスチック投入口 24 攪拌機 25 二次触媒塔 25a 接続口 26 還流手段(還流器) 27 ガス移送管 28 流下管 R 一次触媒層 G 二次触媒層

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融状態のプラスチックを活性炭からな
    る一次触媒層(R)に直接液相接触させる工程と、液相
    接触状態のプラスチックを熱分解して熱分解ガスを発生
    させる工程と、該熱分解ガスを二次触媒層(G)に気相
    接触させる工程と、気相接触状態の熱分解ガスを軽質化
    して分子量の小さな炭化水素ガスを生成する工程と、該
    炭化水素ガスを冷却して液化させる工程とを有すること
    を特徴とするプラスチックの油化方法。
  2. 【請求項2】 二次触媒層(G)に活性炭が採用される
    ことを特徴とする請求項1記載のプラスチックの油化方
    法。
  3. 【請求項3】 二次触媒の活性炭が、熱分解槽(22)
    の一次触媒層(R)に落とされて再利用されることを特
    徴とする請求項2記載のプラスチックの油化方法。
  4. 【請求項4】 プラスチックを溶解する熱分解槽(2
    2)と、該熱分解槽の内部に貯留され溶融状態のプラス
    チックに直接液相接触させて熱分解を行なうとともに活
    性炭からなる一次触媒層(R)と、熱分解槽の内部上方
    に連通状態に配され熱分解ガスが送り込まれる二次触媒
    塔(25)と、該二次触媒塔の内部に貯留され熱分解ガ
    スに気相接触させて分子量の小さな炭化水素ガスを生成
    する二次触媒層(G)と、熱分解槽及び二次触媒塔に接
    続状態に配され炭化水素ガスを凝縮して低分子量のガス
    分と高沸点成分の凝縮液とを生成し該凝縮液を熱分解槽
    に流下させる還流手段(26)と、該還流手段に接続さ
    れ低分子量の炭化水素ガスを冷却して液化させるオイル
    回収部(6)とを具備することを特徴とするプラスチッ
    クの油化設備。
  5. 【請求項5】 二次触媒塔(25)が、熱分解槽(2
    2)の内部に配されることを特徴とする請求項4記載の
    プラスチックの油化設備。
  6. 【請求項6】 二次触媒層(G)が活性炭またはゼオラ
    イトにより構成されることを特徴とする請求項4または
    5記載のプラスチックの油化設備。
  7. 【請求項7】 二次触媒塔(25)の下部に、二次触媒
    を熱分解槽(22)の内部に投入する接続口(25a)
    が配されることを特徴とする請求項6記載のプラスチッ
    クの油化設備。
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