WO2014030694A1 - 廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法 - Google Patents

廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法 Download PDF

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貞充 山▲崎▼
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YAMASAKI Sadayoshi
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Definitions

  • the present invention relates to a waste plastics recycling system and a recycling method for recycling waste plastics as raw materials.
  • waste plastics such as waste tires are processed in a processing plant for recycling.
  • a process of thermally recovering waste oil by using a pyrolysis furnace and mainly recovering heavy oil is performed.
  • the waste plastics are pyrolyzed in a pyrolysis furnace to form solid matter and dry distillation gas.
  • the carbonization gas was cooled with a cooler to separate into heavy oil and non-condensable gas, and the non-condensed gas was desulfurized with a desulfurizer to generate hydrocarbon gas.
  • the waste plastics are pyrolyzed and separated into solids and dry distillation gas,
  • the dry distillation gas was cooled and separated into heavy oil and non-condensable gas, and the non-condensed gas was desulfurized to produce hydrocarbon gas.
  • non-condensable gas generated when processing waste plastics that are waste can be effectively recycled as hydrocarbon gas.
  • the present invention uses waste plastics as a raw material, generates metal, carbide, tar, hydrocarbon gas, sulfur, and uses them again as raw materials, thereby regenerating the waste plastics. It is made available.
  • the waste plastics are wastes mainly composed of various plastic products discarded after use and plastics such as waste generated in the manufacturing process, and also include waste tires.
  • waste plastics as raw materials are pyrolyzed using a pyrolysis furnace. Thereby, it isolate
  • Solid matter separated from waste plastics by pyrolysis is sorted using a sorter. Thereby, it sorts into a metal and carbide.
  • the metal selected from the solid material can be recycled as metal resources such as electric wires.
  • the carbide selected from the solid can be recycled as a raw material such as a conductive material.
  • dry distillation gas separated from waste plastics by pyrolysis is cooled using a cooler. Thereby, it isolate
  • the production ratio and components of heavy oil and non-condensable gas can be controlled by the cooling temperature of the cooler.
  • the cooling temperature is lowered, the production ratio of heavy oil increases and the amount of hydrocarbons contained in the non-condensed gas decreases. Therefore, the hydrocarbon concentration of the non-condensed gas produced by the cooler is detected by a detector, and the cooling temperature of the cooler is controlled so that the hydrocarbon concentration becomes constant, so that the desired hydrocarbon concentration is not Compressed gas can also be generated.
  • the heavy oil separated from the dry distillation gas can extract tar using an extractor.
  • This tar can be recycled as a raw material such as a conductive material.
  • the heavy oil separated from the dry distillation gas can be recovered by separating it into hydrocarbon gas and sulfur not containing sulfur using a desulfurizer.
  • the recovered hydrocarbon gas may be recovered for each gas component using a fractionator or the like.
  • the hydrocarbon gas recovered in this way does not contain a sulfur content and contains a large amount of carbon, so that it can be recycled as a raw material for carbon nanotubes and carbon nanofibers.
  • the recovered sulfur can be recycled as a raw material such as a sulfur bond material.
  • non-condensed gas separated from the dry distillation gas is depressurized using a safety device and then desulfurized using a desulfurizer.
  • hydrocarbon gas and sulfur which do not contain sulfur can be separated and recovered from non-condensable gas.
  • the recovered hydrocarbon gas may be recovered for each gas component using a fractionator or the like.
  • the hydrocarbon gas recovered in this way does not contain a sulfur content and contains a large amount of carbon, so that it can be recycled as a raw material for carbon nanotubes and carbon nanofibers.
  • the recovered sulfur can be recycled as a raw material such as a sulfur bond material.
  • waste plastics As raw materials, metals, carbides, tars, hydrocarbon gases, and sulfur can be generated from waste plastics. By using these again as raw materials, Waste plastics can be recycled.
  • waste tires that have been disposed of in large quantities as consumables such as automobiles and become a social problem are used as raw materials, it is possible to combine the recovered metals, carbides, tars, hydrocarbon gases, and sulfur as appropriate. It is possible to manufacture parts such as electrodes, wiring and cases of ion batteries such as sodium, lithium and magnesium for automobiles and the like for which demand and significant cost reduction are desired. As a result, it is possible to effectively use the waste tires in a closed cycle that surrounds the automobile, and it is possible to take part in the formation of an environmentally friendly society.
  • a metal selected from the above solid material can be effectively used as an electric wire used in a battery.
  • the carbide selected from the solids can be kneaded with a catalyst such as boron carbide using a kneader to produce a conductive material, and the electrode auxiliary agent used in the battery by molding or carbonization activation Can be used effectively.
  • a catalyst such as boron carbide using a kneader to produce a conductive material
  • the electrode auxiliary agent used in the battery by molding or carbonization activation Can be used effectively.
  • the carbide selected from the solids and the tar extracted from the heavy oil can be kneaded using a kneader to produce a conductive material, and used in the battery by molding or carbonization activation. It can be effectively used as positive and negative electrode materials.
  • the tar extracted from the heavy oil can be made into a fiber by using a melt spinning machine to produce carbon fiber, and can be effectively used as a material for a case used in a battery.
  • tar extracted from the heavy oil, sulfur separated from the heavy oil or non-condensable gas, and carbon fibers generated from the tar can be kneaded using a kneader to produce a conductive material. It can be effectively used as positive and negative electrode materials used in batteries by molding or carbonization activation.
  • the waste plastics are pyrolyzed in a pyrolysis furnace to form solids.
  • the dry distillation gas is cooled with a cooler to separate into heavy oil and non-condensable gas, and the non-condensed gas is desulfurized with a desulfurizer to generate hydrocarbon gas.
  • non-condensable gas generated when processing waste plastics that are waste can be effectively recycled as hydrocarbon gas.

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Abstract

　本発明は、廃タイヤを含む廃プラスチック類を有効に再生利用できるようにすることを目的とする。本発明では、廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法において、廃プラスチック類を熱分解炉で熱分解して固形物と乾留ガスとに分離するとともに、乾留ガスを冷却機で冷却して重油と非凝縮ガスとに分離し、非凝縮ガスを脱硫機で脱硫処理して炭化水素ガスを生成することにした。

Description

廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法
　本発明は、廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法に関するものである。
　従来より、廃タイヤ等の廃プラスチック類は、再生利用するために処理プラントで処理されている。処理プラントでは、熱分解炉を用いて廃プラスチック類を熱分解して主に重油を回収する処理が行われている。
　そして、上記処理によって回収された重油は、燃料として再生利用されている（たとえば、特許文献１参照。）。
特開２００５－８６７７号公報
　ところが、上記した廃プラスチック類の処理プラントにおいて、廃プラスチック類から重油を回収する際に排出された非凝縮ガスは、炭素を多量に含有しているにもかかわらず、資源として有効に再生利用されていなかった。
　そこで、請求項１に係る本発明では、廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理システムにおいて、廃プラスチック類を熱分解炉で熱分解して固形物と乾留ガスとに分離するとともに、乾留ガスを冷却機で冷却して重油と非凝縮ガスとに分離し、非凝縮ガスを脱硫機で脱硫処理して炭化水素ガスを生成することにした。
　また、請求項２に係る本発明では、廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理方法において、廃プラスチック類を熱分解して固形物と乾留ガスとに分離するとともに、乾留ガスを冷却して重油と非凝縮ガスとに分離し、非凝縮ガスを脱硫処理して炭化水素ガスを生成することにした。
　本発明では、廃棄物である廃プラスチック類を処理する際に発生する非凝縮ガスを炭化水素ガスとして有効に再生利用することができる。
本発明に係る廃プラスチック類の再生処理方法を示す工程図。
　以下に、本発明に係る廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
　本発明は、図１に示すように、原料として廃プラスチック類を用い、金属、炭化物、タール、炭化水素ガス、硫黄を生成して、これらを再び原料として活用することで、廃プラスチック類を再生利用できるようにしている。
　ここで、本発明において廃プラスチック類とは、使用後に廃棄された各種のプラスチック製品やその製造過程で発生した屑などのプラスチックを主成分とする廃棄物であり、廃タイヤも含まれる。
　まず、原料となる廃プラスチック類を熱分解炉を用いて熱分解処理する。これにより、固体状の固形物と気体状の乾留ガスとに分離される。
　廃プラスチック類から熱分解によって分離された固形物は、選別機を用いて選別処理する。これにより、金属と炭化物とに選別される。
　固形物から選別された金属は、電線等の金属資源として再生利用することができる。
　一方、固形物から選別された炭化物は、導電性素材等の原料として再生利用することができる。
　また、廃プラスチック類から熱分解によって分離された乾留ガスは、冷却機を用いて冷却処理される。これにより、液体状の重油と気体状の非凝縮ガスとに分離される。
　ここで、冷却機による冷却温度によって重油と非凝縮ガスとの生成比率や成分を制御することができる。冷却温度を低くすると、重油の生成比率が増大するとともに非凝縮ガスに含まれる炭化水素量が減少する。そのため、冷却機で生成される非凝縮ガスの炭化水素濃度を検出器で検出し、その炭化水素濃度が一定となるように冷却機の冷却温度を制御することで、所望の炭化水素濃度の非圧縮ガスを生成することもできる。
　乾留ガスから分離された重油は、抽出機を用いてタールを抽出することができる。このタールは導電性素材等の原料として再生利用することができる。
　また、乾留ガスから分離された重油は、脱硫機を用いて硫黄分が含まれていない炭化水素ガスと硫黄とに分離して回収することができる。
　回収された炭化水素ガスは、分留機等を用いてガスの成分別に回収するようにしてもよい。このようにして回収された炭化水素ガスは、硫黄分を含んでおらず、炭素を多く含有しているために、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバーなどの原料として再生利用することができる。
　一方、回収された硫黄は、硫黄結合素材等の原料として再生利用することができる。
　また、乾留ガスから分離された非凝縮ガスは、安全器を用いて減圧した後に、脱硫機を用いて脱硫処理する。これにより、非凝縮ガスから硫黄分が含まれていない炭化水素ガスと硫黄とを分離して回収することができる。
　回収された炭化水素ガスは、分留機等を用いてガスの成分別に回収するようにしてもよい。このようにして回収された炭化水素ガスは、硫黄分を含んでおらず、炭素を多く含有しているために、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバーなどの原料として再生利用することができる。
　一方、回収された硫黄は、硫黄結合素材等の原料として再生利用することができる。
　このように、廃プラスチック類を原料として用いて各種処理を施すことで、廃プラスチック類から金属、炭化物、タール、炭化水素ガス、硫黄を生成することができ、これらを再び原料として活用することで、廃プラスチック類を再生利用することができる。
　特に、自動車等の消耗品として多量に廃棄されて社会問題ともなっている廃タイヤを原料として用いた場合には、回収した金属、炭化物、タール、炭化水素ガス、硫黄を適宜組み合わせることで、多大な需要と大幅なコストダウンが望まれている自動車用等のナトリウム・リチウム・マグネシウム等のイオン電池の電極や配線やケースなどの各部品を製造することができる。これにより、自動車を取り巻く閉じられたサイクルで廃タイヤの有効利用を図ることができ、環境に優しい社会形成の一旦を担うことが可能となる。
　たとえば、上記固形物から選別された金属は、電池で用いる電線として有効に利用することができる。
　また、上記固形物から選別された炭化物は、混練機を用いて炭化ホウ素等の触媒と混練して、導電性素材を生成することができ、成型や炭化賦活などによって電池で用いる電極の補助剤として有効に利用することができる。
　また、上記固形物から選別された炭化物や上記重油から抽出されたタールは、これらを混練機を用いて混練して、導電性素材を生成することができ、成型や炭化賦活などによって電池で用いる正・負極の電極材として有効に利用することができる。
　また、上記重油から抽出されたタールは、溶融紡糸機を用いて繊維化することで炭素繊維を生成することができ、電池で用いるケースの材料として有効に利用することができる。
　さらに、上記重油から抽出されたタールや上記重油又は非凝縮ガスから分離した硫黄や上記タールから生成した炭素繊維は、これらを混練機を用いて混練して、導電性素材を生成することができ、成型や炭化賦活などによって電池で用いる正・負極の電極材として有効に利用することができる。
　なお、上記した利用例では、全ての原料として廃タイヤを用いた場合について述べたが、これに限られず、廃プラスチック類を原料とはしない金属、炭化物、タール、炭化水素ガス、硫黄を用いてもよい。
　以上に説明したように、本発明では、廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理システム及び再生処理方法において、廃プラスチック類を熱分解炉で熱分解して固形物と乾留ガスとに分離するとともに、乾留ガスを冷却機で冷却して重油と非凝縮ガスとに分離し、非凝縮ガスを脱硫機で脱硫処理して炭化水素ガスを生成することにしている。
　そのため、本発明では、廃棄物である廃プラスチック類を処理する際に発生する非凝縮ガスを炭化水素ガスとして有効に再生利用することができる。

Claims (2)

  1. 　廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理システムにおいて、
    　廃プラスチック類を熱分解炉で熱分解して固形物と乾留ガスとに分離するとともに、乾留ガスを冷却機で冷却して重油と非凝縮ガスとに分離し、非凝縮ガスを脱硫機で脱硫処理して炭化水素ガスを生成することを特徴とする廃プラスチック類の再生処理システム。
  2. 　廃プラスチック類を原料として再生利用するための廃プラスチック類の再生処理方法において、
    　廃プラスチック類を熱分解して固形物と乾留ガスとに分離するとともに、乾留ガスを冷却して重油と非凝縮ガスとに分離し、非凝縮ガスを脱硫処理して炭化水素ガスを生成することを特徴とする廃プラスチック類の再生処理方法。
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