JPS59124992A - 廃合成高分子化合物の燃料化方法 - Google Patents

廃合成高分子化合物の燃料化方法

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JPS59124992A
JPS59124992A JP22991782A JP22991782A JPS59124992A JP S59124992 A JPS59124992 A JP S59124992A JP 22991782 A JP22991782 A JP 22991782A JP 22991782 A JP22991782 A JP 22991782A JP S59124992 A JPS59124992 A JP S59124992A
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JP
Japan
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molten metal
gas
reaction vessel
waste
fuel
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JP22991782A
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Tadayuki Yoshida
吉田 忠幸
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Sankyo Yuki KK
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Sankyo Yuki KK
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Publication date
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/57Gasification using molten salts or metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
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    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成繊維、合成樹脂、合成ゴム等の合成高分
子化合物の廃棄物から可燃性ガス又は油等の燃料を取得
する方法に関する。
近年、増大する一方である序合成高分子化合物処理の一
つとして、廃合成高分子化合物を熱分解して、燃料とし
て使用できる炭化水素系ガスや油を取得することが試み
られている。
従来の廃合成高分子化合物の燃料化方法とじては、廃合
成高分子化合物を密閉された加熱器に入れて蒸し焼き状
に加熱し、発生ガスを加熱器より取出して冷却して、液
化成分とガス成分とに分離することによって行なわれて
いる。
しかしながら、上記従来の方法には次のような問題があ
り、広く実用化されるには至っていないのが現状である
第一の問題点は、蒸し焼き状の間接加熱であると共に合
成高分子化合物自体熱伝導性の低いものであるため、熱
効率が悪く、廃合成高分子化合物の分解時間が長くなっ
て効率的処理ができないことである。
第二の問題点は、合成高分子化合物の熱分解には、一定
の温度条件下における均一加熱が重要であるが、間接的
加熱であるのでこの調整がむずかしいばかりか、特別な
分解残液の取出し手段を必要とし、良好な分解状態を得
るためには設備費に多大の負担がかかることである。
第三の問題点は、熱分解すべき対象合成高分子化合物が
炭素と水素からのみ構成されている場合にはさほど問題
はないが、特に酸素が含まれているときには、熱分解時
にこの酸素が水素と結び付いて水になろうとする力が強
いので、炭素に対する水素の隈が不足しやすくなって、
結局収率良く炭化水素系のガスや油が数例できなくなっ
てしまうことである。
第四の問題点は、対象となる廃合残高分子化合物に不純
物が多く含まれていると、これを燃料化した場合に、得
られる燃料の質が不純物の影響によって低下されやすい
ことである。
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、廃
合残高分子化合物を簡便に効率よく熱分解し、かつ質の
よい燃料が収率よ〈得られるようにすることを目的とす
る。
即ち、本発明は、250°C以上の溶融金属の入った反
応容器の下部に廃合残高分子化合物を供給して、溶融金
属内で廃合残高分子化合物を熱分解し、発生ガスを反応
容器」一部より取出して冷却し、液化成分とガス成分と
に分離することを特徴とする廃合或高分子化合物の燃料
化方法を提供すものである。
以下、図面を参照しつつ本発明を更に詳細に説明する。
第1図は、本発明に係る燃料化方法の一例を示す説明図
である。
図中1は反応容器で、この反応容器1内には、溶融金属
2が充填されている。また、反応容器1の周囲には、加
熱ジャケット3が取付けられており、反応容器1内の溶
融金属2の温度が保持されている。
反応容器1の下部には、廃合残高分子化合物を反応容器
1の下部に供給するだめの供給機4が連結されている。
反応容器1の上部には、生成される炭化物等を搬出する
ための搬出コンベア5と、発生ガスを取出すためのガス
抽出口6が設けられている。ガス抽出口6は、冷却器7
を介して油容器8に連結され、更にこの油容器8からカ
ス容器9へと連結されている。
ます、本発明の方法においては、溶融金属2の入った反
応容器1の下部に、供給機4で廃合残高分子化合物を供
給する。このとき、廃合残高分子化合物の供給により、
急激に溶融金属2を冷して固化させてしまうことがない
よう、供給すべき廃合残高分子化合物は、あらかしめ予
熱しておくことか好ましい。従って、供給機4としては
、射出成形機の射出機様のものが最適である。
このようにして反応容器1に供給された廃合残高分子化
合物は、溶融金属2という極めて大きな比重を有する液
体内で外部の酸素から遮断された状態で、比重差により
浮」ニされつつ溶融金属2内の深さに応じた圧力を受け
、同時に加熱されることになる。即ち、供給された廃合
残高分子化合物は、溶融金属2かもの加圧と加熱を受け
なから外気と遮断された状態で溶融金属2内を1−封す
るものである。そして、この間に廃合残高分子化合物は
熱分解されてカス化される。このとき、供給された廃合
残高分子化合物は、周囲を直接溶融金属2に接して加熱
されることになるため、極めて迅速に熱分解され、廃合
残高分子化合物の連続供給による連続処理も容易である
上記廃合残高分子化合物の溶融金属2内での細かな挙動
は必ずしも明らかではないが、本発明者は次のように推
測している。即ぢ、溶融金属2内で高温にさらされるこ
とによって、合成高分子化合物の直鎖が切断されて低分
子化されると共に、炭素に結合して合成品分ゴ化合物を
構成している一部の水素やその他の原子が分離され、更
に炭素と水素が優先的に結合して再合成か成されて炭化
水素系のガスや油の気化ガスが生成されるものと考えら
れる。そして、このときに溶融金属2は、炭素と水素の
再合成時の触媒的役割をもなすのではないかと考えられ
る。
また、合成高分子化合物の組成に酸素が含まれている場
合には、熱分解時にこの酸素が水素と結ひ伺いて水とな
り、炭素と水素の再合成の阻害要因となる。しかし、溶
融金属2を、溶融状態で酸素と結ひイ」きやすい金属と
しておくことにより、上記酸素を金属酸化物として反応
系から除去することができ、どのような合成高分子化合
物であってもそれなりに高い収率で油や可燃性ガスが得
られるものである。更に、廃合取高分子化合物を構成す
る他の成分は、溶融金属2と化合したり、種/、−のガ
ス体となって炭素から分離されてしまうものと考えられ
る。
このようにして反応容器1内で発生したガス、即ち、炭
化水素系の油の気化ガス及びその他のカスは、反応容器
1のガス抽出口6から取出Sれる。−力、廃合成品分子
化合物中の不純物は、溶融金属2と結合したり、合成高
分子化合物中の余剰炭素と共に炭化して溶融金属2上に
浮上分離されることになり、得られる燃料の質を低下さ
せる心配が少ない。また、前述の酸素と結ひ伺いた溶融
金属2は、この浮上分離される炭素によって還元される
ことになる。
反応容器1のガス抽出(二]6から取出された発生ガス
は、冷却機7に導びかれ、液化成分は油容器8に回収さ
れる。この油容器8に回収される液化成分のほとんどは
炭化水素系の油である。また、ガス成分は、油容器8か
ら更にカス容器9へと導ひかれ、そこに回収されること
になる。ガス成分は、対象合成高分子化合物によっても
相違するが、多くの場合、主成分は可燃性の炭化水素系
ガスが主成分となっている。回収された油は、このまま
燃料として使用しても良いが、更に精製を加えてから使
用しても良い。ガスは、対象合成高分子化合物によって
は、可燃成分が少ないために燃焼させることができない
こともあるが、通常は直ちに燃料とし得る。特に、反応
容器1の加熱に用いれは最適である。
一方、生成された炭化物は、前述のように溶融金属2上
に浮り分離されるので、搬出コンベア5で系外に排出し
てしまえはよい。但し、廃合取高分子化合物が多量に不
純物を含んでいない限り、比較的炭化物の発生量は少な
いので、ことさらこの搬出手段を設けずに一定期間運転
後、溶融金属2を入れ替えることによってこの代りとす
ることもできる。
本発明に用いる廃合取高分子化合物としては、合成繊維
、合成樹脂、合成ゴム等の廃棄物であって、これらの製
品製造工程で出される屑材、並びに、−・旦製品化され
た後に廃棄されたもの等である。勃に本発明は、最終的
に炭化水素系の油やガスをイ与ることを目的とするもの
であることがら、好ましくは炭素と水素のみから構成さ
れるポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン
系ノものか最適である。しかし、本発明によれば、前述
のように合成高分子化合物の構成に酸素が含まれていて
も高収率がイ↓ノられるので、ポリビニルアルコール ル、エチレン−酢酸ビニル共重合体等も好ましく用いる
ことかできる。また、単一種類の合成高分子化合物のみ
を供給することだけでなく、複数種類の合成高分子化合
物を混合状態で供給するようにしてもよい。
本発明で溶融状態で用いる金属としては、アルカリ土類
金属、鉄族金属、ホウ素族金属、炭素族金属、窒素族金
属、酸素族金属並びにこれらの合金等で、好ましくは、
鉛、錫、ビスマス、バリウム、アルミニウム、アンチモ
ン並ひにこれらを含む合金である。最適には、溶融状態
で酸素と結び付きやすい鉛、錫、バリウム並ひにこれら
を含む合金である。酸素と結び伺きやすい金属であれば
、前述のように対象合成高分子化合物の組成に酸素が含
まれていても収率が犬きく低下しないためである。また
、溶融金属2は、前述のように、炭素と水素の再合成時
に触媒的役割もなしていると見られるのて、対象合成高
分子化合物の種類に応じて最も効果的に作用し得るもの
を這択することが好ましい。
反u己器]の温度、即ち、溶融金属の温度は、上記使用
金属によっても異なるが、250°C以上であることか
必要である。温度が低過ぎると、合成高分子化合物の熱
分解が行なわれにくくなって、1−分な油や他の炭化水
素系ガスの回収ができなくなる。比較的低い温度領域に
おいては油の回収量が多く、温度が高くなるに従ってガ
ス成分として回収される量が多くなる。温度上昇と共に
分解が進行するためである。従って、燃料として使用し
やすい浦をできるだれ多く回収する観点からすると、3
 5 0 00〜600℃の温度が最適である。
また、温度の」−眼は、使用金属の沸点以下であればよ
いが、通常は800 ’C以下で十分である。
本発明においては、溶融金属2の温度より高い融点の金
属であって、炭素と水素の再合成に触媒として機能し荘
すると考えられるものを、反応容器l内に介在させるこ
ともできる。例えば、ニッケルや白金等を網状に形成し
て、反応容器1内を上下に仕切るようにして設置してお
く等の方法が考えられる。この触媒用の金属は、反復使
用ができるよう酸化されにくい金属であることが好まし
い。
反応容器1内における廃合成品分子化合物分解時の圧力
は、使用金属の比重及びその反応容器l内充填深さによ
って自由に定めることができるので、対象合成高分子化
合物の種類等に応じて適宜定める。
以上の説明から明らかなように、本発明は、溶融金属を
利用している点に大きな特徴を有するもので、この溶融
金属の機能により次のような利益が得られるものである
1)溶融金属が周囲から直接接して供給された廃合成品
分子化合物を加熱するので、加熱分解が極めて迅速で処
理効率に優れる。
2)反応容器の高さ及び溶融金属の充填深さの調節によ
り、加熱分解時の加圧常態を自由に調節できる。
3)溶融状態で酸素と結ひ付きやすい金属を使用すれば
、組成に酸素を含む合成高分子化合物であっても収率が
大きく低下することがない。
4)廃合成品分子化合物が不純物を含んでいても、ある
程度溶融金属と化合除去できるので、得られる燃料の質
が大きく低下する心配が少ない。
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。
実施例1 ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニルについて燃料化を行なった。
反応容器は、直径約50 m mの筒体とし、また溶融
金属としては鉛を使用し、その充填量は、反応容器内深
さ約50cmとした。鉛の溶融及び温度保持は、反応容
器の周囲に巻き伺けたヒーターによって行なった。
鉛を約500 ’Oに保持して、反応容器下部に溶融さ
せた樹脂を油圧シリンダーで圧入し、反応容器上部から
発生ガスを取出して冷却し、液化成分とガス成分を回収
する作業を各樹脂について行なった。
各樹脂の圧入量並びに回収結果等を第1表に示す。
実施例2 溶融金属を錫に変えた他は実施例1と同様にして樹脂の
燃料化を行なったところ、はぼ同様の結果が得られた。
実施例3・比較例1 6−ナイロンを実施例1と同様にして燃料化した。一方
、市閉容器内に同量の6−ナイロンを投入し、同じ温度
条件で蒸し焼き状に加熱分解し、発生カスを冷却して液
化成分とガス成分に分離回収した。回収された油を比較
したところ、前者に比し後者は約り0%少ない量しか回
収できなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃料化方法の一例を示す説明図で
ある。 に反応容器、2:溶融金属、3・加熱ジャケット、4:
供給機、5:搬出コンベア、6:ガス抽出口、7:冷却
器、8:油容器、9:ガス容器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)250°C以上の溶融金属の入った反応容器の下部
    に廃合成高分子化合物を供給して、溶゛融金属内で廃合
    成高分子化合物を熱分解し、発生ガスを反応容器上部よ
    り取出して冷却し、液化成分とガス成分とに分離するこ
    とを特徴とする廃合成高分子化合物の燃料化方法。
JP22991782A 1982-12-29 1982-12-29 廃合成高分子化合物の燃料化方法 Pending JPS59124992A (ja)

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