JP2001247874A

JP2001247874A - 廃プラスチック油化装置及び油化方法

Info

Publication number: JP2001247874A
Application number: JP2000063335A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Takahashi; 賢三高橋
Original assignee: TAKAMO INDUSTRIES CO Ltd; Takamo Ind Co Ltd
Current assignee: TAKAMO INDUSTRIES CO Ltd; Takamo Ind Co Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP3619738B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処分が困難な廃プラスチックを効果的に処分
すると共にこれを再生油等として有効活用できる新規な
廃プラスチック油化装置及び油化方法の提供。【解決手段】廃プラスチックを溶融・熱分解してガス
化するガス化炉１と、このガス化炉１に廃プラスチック
をバッチ式に投入する投入機構２と、このガス化炉１で
得られた熱分解ガスを中和しながら冷却・凝縮して油化
する油化部３とを備える。これによって、廃プラスチッ
クを熱分解・ガス化してから再生油等として回収するこ
とができるため、廃プラスチックを効果的に処分すると
共に有効活用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気製品、家庭用
品、自動車、ＰＥＴボトル等といった殆どの工業製品に
使用されているプラスチックを油化して燃料油等として
有効活用するための廃プラスチック油化装置及び油化方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
増加の一途を辿るゴミの処理対策のうち、最も重要な課
題の一つとして電気製品、家庭用品、自動車、ＰＥＴボ
トル等といった殆どの工業製品に使用されているプラス
チック部品やプラスチック容器の処分がある。

【０００３】すなわち、このような廃プラスチックは、
生ゴミや木材ゴミ等のような微生物による生分解が困難
であるため、その殆どが焼却処分されているのが現状で
あるが、周知の通り、プラスチックは、焼却時に大量の
煤煙や有害ガスを発生する上にその燃焼温度の高さゆえ
に焼却炉に悪影響を及ぼす等といった問題がある。

【０００４】そのため、近年ではこの廃プラスチックを
回収し、貴重なリサイクル資源の一つとして再利用する
ことも試みられているが、そのリサイクルに際しては、
例えば成分や色合い等毎に回収・分別しなけらばならな
い等といった煩わしい作業が伴うことから、多大なコス
トと手間を要し、経済的に採算が合わないといった欠点
がある。

【０００５】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、処
分やリサイクルが困難な廃プラスチックを効果的に処分
すると共にこれを再生油等として有効活用できる新規な
廃プラスチック油化装置及び油化方法を提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、廃プラスチックを溶融・熱分解してガス化
するガス化炉と、このガス化炉に廃プラスチックをバッ
チ式に投入する投入機構と、このガス化炉で得られた熱
分解ガスを冷却・凝縮して油化する油化部とを備えたも
のである。

【０００７】すなわち、本発明は、ガス化炉の上部開口
部側に設けられた投入機構から廃プラスチックをバッチ
式に投入してガス化炉内を密閉状態としてから廃プラス
チックを加熱溶融することで廃プラスチックを熱分解し
てガス化した後、この熱分解ガスを油化部において冷却
・凝縮して可燃性の分解液を得るようにしたものであ
る。従って、従来処分やリサイクルが困難な廃プラスチ
ックを効果的に処分するだけでなく、この凝縮液である
分解油を再生油等として有効活用することが可能とな
る。

【０００８】また、この油化部を、上記熱分解ガスを冷
却水と気液混合して油化するスクラバーと、このスクラ
バーで発生した再生油と冷却水を溜める水槽と、上記ス
クラバーを通過したガス中の有害物質を中和して除去す
る中和塔とで形成したため、発生した再生油と水槽内で
効果的に比重分離できると共に、油化しきれなかったガ
ス中に臭素や塩素等の有害物質が含まれている場合であ
っても、これがスクラバー及び中和塔で中和されて無害
化されるため、有害物質がそのまま系外に流れ出て周囲
の環境を著しく悪化させるおそれがなくなる。

【０００９】さらに、この投入機構として、ガス化炉の
上部開口部に設けられたホッパーと、この上部開口部を
開閉するスライド式のシャッターとから構成することに
より、ガス化炉への廃プラスチックの投入を瞬時に行う
ことができると共に、ガス化炉内を密閉可能となるた
め、ガス化炉からのガスの流出を防止することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１及び図２は本発明に係る廃プラスチッ
ク油化装置の実施の一形態を示したものである。

【００１２】図示するように、この廃プラスチック油化
装置は、廃プラスチックをガス化炉１側にバッチ式に投
入するための投入機構２と、この投入機構２から投入さ
れた廃プラスチックを加熱し、溶融・熱分解してガス化
するためのガス化炉１と、このガス化炉１で発生した熱
分解ガスを冷却・凝縮して油化（液化）するための油化
部３と、この油化部３で得られた分解液（凝縮液）Ｎを
溜めるための回収槽４とから主に構成されている。

【００１３】このガス化炉１は、耐熱性の槽本体６の上
部開口部に、廃プラスチックをバッチ式に投入するため
の投入機構２を備えると共に、その底面及び周囲に加熱
ジャケット７を備えたものであり、投入された廃プラス
チックをこの加熱ジャケット７で加熱・溶融すると共
に、さらにその溶融液Ｌを沸点以上に加熱してガス化
（気化）し、槽本体６側面上部のガス出口８からガスラ
インＧに流すようになっている。

【００１４】この加熱ジャケット７は、ガスバーナー９
から供給される高温の燃焼ガスを槽本体６の周囲に流し
て槽本体６全体を均一に加熱するものであり、加熱後の
燃焼ガスを排気ガスラインＧ１から大気中へ排気するよ
うになっている。尚、この排気ガスラインＧ１には、排
ガス処理手段１０が備えられており、燃焼ガスを清浄化
して大気中に放出するようになっている。

【００１５】また、このガス化炉１に備えられた投入機
構２は、そのガス化炉１の上部開口部上に設けられたホ
ッパー１１と、この上部開口部を開閉するためのスライ
ド式のシャッター１２とから主に構成されており、ホッ
パー１１側に投入された廃プラスチックをシャッター１
２上に載せた後、このシャッター１２をスライド移動さ
せることでその上方の廃プラスチックを一気にガス化炉
１内に投入できるようになっている。尚、クレーン等に
よって搬送されてきた廃プラスチックを直接投入するこ
とも可能となっている。

【００１６】すなわち、図２（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、このシャッター１２の両側には、このシャッター１
２のガイド１３，１３，１３，１３を係合するためのレ
ール１４，１４，１４，１４が設けられており、このレ
ール１４，１４，１４，１４に沿ってシャッター１２が
スライドすることでガス化炉１の上部開口部の開閉が瞬
時に行われるようになっている。そして、さらにこのシ
ャッター１２の側面にはその長さ方向に延びるラック１
５が形成されており、このラック１５に係合するピニオ
ン１６をモータ１７によって駆動することによってシャ
ッター１２のスライド制御、すなわちガス化炉１の上部
開口部の開閉制御が任意に行われるようになっている。

【００１７】さらに、図示するように、このレール１
４，１４，１４，１４は、その先端が上部開口部側に向
かって斜め下方に傾斜しており、シャッター１２が閉ま
る瞬間にそのガイド１３，１３，１３，１３を押し下げ
るように案内してシャッター１２全体を上部開口部上端
に設けられたシール部材１８に密着させることで、ガス
化炉１の上部開口部を密閉するような構造となってい
る。

【００１８】油化部３は、図１に示すように、密閉され
た水槽２０に、ジェットスクラバー２１と中和塔５とを
備えると共に、排油ラインＬ１と、循環ラインＬ２と、
排水ラインＬ３と、給水ラインＬ４とを接続したもので
あり、上記ガスラインＧから送られてきた熱分解ガスを
ジェットスクラバー２１から水槽２０内に導入すると共
に、導入に際して循環ラインＬ２から供給される中和剤
を含む冷却水によってこれを中和しながら急冷・凝縮し
て液化し、液化した再生油を排油ラインＬ１から回収槽
４内に流すようになっている。すなわち、この循環ライ
ンＬ２は、水槽２０の底部とジェットスクラバー２１間
を連結すると共にその間に固液分離手段２２と循環ポン
プ２３とを備えたものであり、既に水槽２０内に溜めら
れた冷却水の一部を循環ポンプ２３で抜き出し、これを
固液分離した後、ジェットスクラバー２１側に供給する
ことで中和を行いながらガスの冷却・凝縮用冷媒として
利用するようになっている。また、この水槽２０内に
は、溢流堰２４が設けられており、水槽２０内で凝縮・
液化して溜まった再生油をオーバーフローさせて排油ラ
インＬ１側に流すようになっている。尚、この水槽２０
内の冷却水は、次に述べる中和塔５側に接続された給水
ラインＬ４から供給されると共に、水槽２０側に設けら
れた排水ラインＬ３から順次供給された分だけ排水され
るようになっている。

【００１９】中和塔５は、下端部が上記水槽２０の気相
側に連通された縦型塔体２５内にデミスタ２６とスプレ
ーノズル２７，２８を上下多段に備えたものであり、上
記ジェットスクラバー２１側で気化しきれなかったガス
に対して下段側のスプレーノズル２８から中和剤タンク
２９内の中和剤が混入した冷却水をスプレーしてガス中
の有害物質を中和して除去するようになっている。尚、
この中和塔５には、ガス戻しラインＧ２が接続されてお
り、この中和塔５で液化しきれなかった熱分解ガスを上
述したガスバーナ９側に送り、ガスバーナ９の燃料とし
て再利用できるようになっている。また、この循環ライ
ンＬ２と中和剤タンク２９間を接続する中和剤ラインＬ
５には、中和剤供給ポンプ３０が設けられており、中和
剤タンク２９内の中和剤を循環ラインＬ２側に流すよう
になっている。また、スプレーノズル２７は油化部３内
に冷却水を間欠的に補給すると共に、デミスター２６が
詰まり防止も兼ねてデミスター２６上に設けられるよう
になっている。

【００２０】また、排油ラインＬ１側にも循環ラインＬ
２と同様に固液分離手段３１が設けられており、これを
流れる再生油中から固形分（粉体）を分離して正常な再
生油を得るようになっている。

【００２１】次に、このような構成をした本発明の廃プ
ラスチック油化装置を用いた廃プラスチック油化方法の
一例を説明する。

【００２２】図１に示すように、先ず、投入機構２のシ
ャッター１２を開き、その上部開口部から槽本体６内に
廃プラスチックと共に少量の水を投入した後、シャッタ
ー１２を閉じてその槽本体６内を密閉状態としてからガ
スバーナー９からジャケット７内に高温の燃焼ガスを流
してその内部を底面及び周囲から均一に加熱する。する
と、この加熱によって先ず最初に水分が蒸発し、これが
蒸気となってガス出口８からガスラインＧに流れ出た
後、油化部３を通過して排油ラインＬ１側に流れ、これ
によってガス化炉１内は勿論、ガスラインＧ及び油化部
３並びに排油ラインＬ１内が蒸気で満たされ、その内部
に溜まった空気の殆どが全て系外へ排出されることにな
る。

【００２３】次に、この初期投入の水が全て蒸発してそ
の槽本体６内の温度がさらに上昇すると、投入された廃
プラスチックが溶融・液化して溶融液Ｌとなり、やがて
その一部が順次熱分解してガス化し、ガス出口８からガ
スラインＧに流れ出た後、油化部３のジェットスクラバ
ー２１側に達する。このジェットスクラバー２１側に達
した高温の熱分解ガスは、循環ラインＬ２から吹き出さ
れる冷却水と気液接触されることによって急激に冷却さ
れて凝縮・液化した後、分解液Ｎとなって冷却水と共に
水槽２０内に溜められることになる。

【００２４】ここで得られた分解液Ｎと冷却水は、水槽
２０内底部に落下して溜められた後、所定時間経過後に
比重分離して液面付近に分解液Ｎが、底部に水分がそれ
ぞれ相分離した後、分解液Ｎ及び粉体が溢流堰２４をオ
ーバーフローして排油ラインＬ１側へ流れ出た後、気液
分離手段３１で気液分離されて粉体（固形物）と液体に
分離されることによって再生油Ｎとして回収槽４内に回
収されることになる。

【００２５】そして、この再生油Ｎは、その殆どがスチ
レンモノマーや低分子ポリエチレン等を主成分とする可
燃性の液体であるため、これをボイラー等の燃料油とし
てそのまま、あるいは灯油等と混合して有効利用できる
ことは勿論、新たなプラスチックの原料として再利用す
ることも可能となる。

【００２６】一方、水槽２０の底部に相分離した水分の
一部は、循環ラインＬ２の循環ポンプ２３によって抜き
出され、再びジェットスクラバー２１側に供給されて冷
却水として再利用されると同時に残りが排水ラインＬ３
から水槽２０外へ排水されることになるが、このとき、
熱分解ガス中にフタル酸等の成分が含まれていると、こ
れが液化を経ずに直ちに固形化して水槽２０内底部に溜
まり、冷却水と共に抜き出されることになる。このと
き、上述したようにこの循環ラインＬ２には気液分離手
段２２が設けられているため、冷却水と共に抜き出され
た固形物はこの気液分離手段２２によって分離されるた
め、水槽２０内にそのまま滞まるようなことはない。特
に処理するプラスチック中にＰＥＴボトル（ポリエチレ
ンテレフタレート）等が含まれている場合には、この固
形物の発生量は飛躍的に増加し、水槽２０の容積を減少
させてしまうように思われるが、上述したように、その
固形物は、水槽２０内が水分を抜き出される際に、ある
いは凝縮液と共に溢流して再生槽４に流れる際に、上述
したような固液分離手段２２，３１によって分離回収さ
れるようになっているため、そのようなおそれはない。

【００２７】他方、この水槽２０内に流れ込んだ熱分解
ガスのうち、液化しきれなかった熱分解ガスと、冷却に
よっても液化しない塩素や臭素等の有害成分は、そのま
まガスの状態で水槽２０内に流れ込んだ後、スプレー塔
５側に達し、ここで再び新たに供給される冷却水で冷却
・凝縮されると共に、中和剤ラインＬ５から供給される
中和剤によって中和されることによって無害化されてか
らガス回収ラインＧ２側へ流れ、ガスバーナー９の燃料
ガス等として無駄なく有効利用されることになる。

【００２８】このように本発明は、廃プラスチックを加
熱・溶融すると共に、熱分解・ガス化してからこれを液
化して可燃性の再生油として回収するようにしたため、
従来、その殆どがそのまま焼却処分されていた廃プラス
チックを有効利用することが可能となる。その結果、焼
却処分時に発生する有害ガス等による環境悪化を未然に
防止することができると同時に、限りある資源の有効活
用を達成することができる。また、廃プラスチックをそ
のままリサイクルする従来方法に比べてコストも安価と
なる上に、そのまま燃料油としてのみならず新たなプラ
スチック原料として再利用することも可能となる。

【００２９】また、本発明では、加熱によって溶融・ガ
ス化する熱可塑性プラスチックであれば、その材料や成
分に係わりなく、殆どのプラスチックを油化処理するこ
とができる。すなわち、スチレンやエチレン等のモノマ
ーを重合させた熱可塑性樹脂の場合では、単に溶融・ガ
ス化しただけでは有害なガスは殆ど発生することはない
が、例えば、建築用資材や自動車の内装材等に用いられ
ている特殊なプラスチック中には、難燃性を付与するた
めに臭素等の難燃剤や塩素ビニル等の塩素分が添加・複
合されているものがあり、これら臭素や塩素等の人体に
有害な成分を含んだ廃プラスチックを加熱溶融すると、
これら臭素や塩素等が揮発して塩化水素等の有害ガスと
なって発生し、これが凝縮されずにそのまま大気中に漏
れ出してしまうことがある。そのため、本発明は上述し
たように、油化部３に中和塔５を一体的に設け、これら
有害ガスを含んだ熱分解ガスを中和塔５において、例え
ば消石灰（Ｃａ( ＯＨ) ₂）等の中和剤で中和するよう
にしたことから、この有害成分が無害化されるため、周
囲の環境の悪化等といった不都合を未然に回避すること
ができる。

【００３０】また、本実施の形態は、処理開始前にガス
化炉１内に一定量の廃プラスチックを投入し、その全て
の熱分解・ガス化が終了した時点で再度新たに廃プラス
チックを投入して処理するといったバッチ方式であるた
め、その処理の都度、シャッター１２の開閉作業を繰り
返さなければならないが、上述したように、本発明のシ
ャッター１２をモーター１７によって瞬時に開閉制御で
きるスライド方式としたため、開閉時間も極めて短時間
で済むことから、投入時におけるガス漏れ量も極めて少
なくすることが可能となる。

【００３１】また、混合廃プラスチックの場合、沸点等
に大きな差があるが、本発明はバッチ式の上にガス化炉
１の温度を任意に設定できるため、最も沸点の高い廃プ
ラスチックに合わせて温度設定すれば、混合廃プラスチ
ックであっても容易に処理することができる。

【００３２】尚、本実施の形態では、ガス化炉１におけ
る熱源としてガスバーナー９を用いた例で説明したが、
図１に示すように、このガスバーナー９に代えてあるい
はガスバーナー９と共に、温度制御が容易な電気ヒータ
を用いても良い。また、ジェットスクラバー２１に代え
てベンジュリー式のスクラバーを用いても良い。

【００３３】また、本発明の処理対象である廃プラスチ
ックが大型のものである場合は、これを予め細かく粉砕
して投入することになるが、この場合には投入機構２に
さらにミル等の粉砕・細分化機構を備え、この粉砕・細
分化機構によって自動的に粉砕・細分化してホッパー１
１側に投入するような構成とすれば、その処理効率をよ
り向上させることも可能となる。

【００３４】さらに、有害物質の含有量が多い廃プラス
チックを対象とする場合には、中和能力を高めるために
ガスラインＧの途中に乾式の中和槽を付け加えるように
しても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、廃プラス
チックを加熱・溶融して減容化し、熱分解・ガス化した
後、これを凝縮して再生油等として経済的に回収するこ
とができる。従って、従来、その殆どがそのまま焼却処
分されていた廃プラスチックを有効利用することが可能
となるため資源の有効活用が達成できると共に、焼却処
分に起因する周囲環境の悪化等を未然に防止することが
できる。さらに、廃プラスチック中に塩素や臭素等の有
害成分が含まれていてもこれを効果的に中和して無害化
できるため、殆どの熱可塑性プラスチックを効率良く油
化処理することができる等といった優れた効果を発揮す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃プラスチック油化装置の実施の
一形態を示す全体構成図である。

【図２】( Ａ) は、本発明に係る投入機構のシャッター
を閉じた状態を示す断面図である。( Ｂ) は、本発明に
係る投入機構のシャッターを開いた状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ガス化炉２投入機構３油化部４回収槽５中和塔 11 ホッパー 12 シャッターＧガスラインＬ溶融液Ｎ分解液（再生油）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃プラスチックを溶融・熱分解してガス
化するガス化炉と、このガス化炉に廃プラスチックをバ
ッチ式に投入する投入機構と、このガス化炉で得られた
熱分解ガスを冷却・凝縮して油化する油化部とを備えた
ことを特徴とする廃プラスチック油化装置。
【請求項２】上記油化部は、上記熱分解ガスを冷却水
と気液混合するスクラバーと、このスクラバーで発生し
た再生油と冷却水を溜める水槽と、上記スクラバーを通
過したガス中の有害物質を中和して除去する中和塔とを
備えたことを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチッ
ク油化装置。
【請求項３】上記投入機構は、上記ガス化炉の上部開
口部に設けられたホッパーと、この上部開口部を開閉す
るスライド式のシャッターとからなることを特徴とする
請求項１又は２に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項４】廃プラスチックを所定量の水と共に溶融
・熱分解してガス化した後、その熱分解ガスを中和剤入
り冷却水と気液接触させて中和しながら冷却・凝縮して
油化するようにしたことを特徴とする廃プラスチック油
化方法。