JP2003183672A - 混合プラスチック油化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 稼働効率に優れ、かつ混合廃プラスチックで
も効果的に油化処理することができる新規な混合プラス
チック処理装置の提供。 【解決手段】 混合プラスチック廃棄物を加熱溶融して
熱分解ガスを発生するガス化器２０と、このガス化器２
０で発生した熱分解ガスを凝縮して分離する油化処理槽
２１とを備えた混合プラスチック油化装置において、上
記ガス化器２０は、その底面が谷状に窄められてその底
部にスクリューコンベア２７と固形物排出用孔３１とを
備えたものからなる。これによって、清掃作業が不要と
なって稼働効率が向上し、かつ混合廃プラスチックでも
効果的に油化処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックを
熱分解して燃料油等として有効活用するための混合プラ
スチック油化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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
ことが試みられているが、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問題
がある。

【０００５】そこで、本出願人は従来このような処分や
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
ラスチック油化システムを開発し、先に特許出願を行っ
ている（特許願２０００−６３３３５号）。

【０００６】この廃プラスチック油化装置は、図３に示
すように、廃プラスチックをガスバーナー４等の熱によ
って加熱溶融し、熱分解してガス化するガス化器１と、
このガス化器１で得られた熱分解ガスを冷却・凝縮して
油化する油化処理槽２とから主に構成されており、主に
熱可塑性の廃プラスチックをこの廃プラスチック熱分解
炉１で溶融・ガス化させてスチレンモノマーや低分子ポ
リエチレン等に熱分解した後、この熱分解ガスを油化処
理槽２において冷却水と気液接触させて冷却・凝縮して
再液化させ、しかる後、この分解液を冷却水と分離回収
してボイラー等の燃料や新たなプラスチック製品の原料
等として有効活用するようにしたものである。

【０００７】すなわち、図示するように、ガス化器１の
投入口を開いてその内部に廃プラスチックを投入し、シ
ャッター３を閉じると、バーナー４の熱によって投入さ
れた廃プラスチックが溶融・液化し始めて溶融液とな
り、やがてその一部が順次熱分解してガス化し、この熱
分解ガスがガス出口５からガスラインＧに流れ出た後、
油化処理槽２に到達する。この油化処理槽２は、液体を
溜める水槽６に冷却器となるジェットスクラバー７と中
和塔８等を一体的に備えたものであるため、油化処理槽
２に達した熱分解ガスは、先ず、このジェットスクラバ
ー７で冷却水循環ラインＬ２から吹き出される冷却水と
気液接触して急激に冷却されて凝縮・液化した後、分解
液となって冷却水と共に水槽６内に一時的に溜められ
る。

【０００８】次に、このようにして得られた分解液と冷
却水の混合液は所定時間経過することによって分解液と
水分とに上下に比重分離した後、液面側に集まった分解
液は水槽６の端部に設けられた溢流堰９をオーバーフロ
ーして排油ラインＬ１側に流れ、フィルター１０で濾過
されて固形物が分離された後、再生油等として回収槽１
２に回収され、一方、底部に集まった冷却水はポンプ１
１によって水槽６内から抜き出され、冷却水循環ライン
Ｌ２を介して再びジェットスクラバー７に送られ、順次
流れ込んでくる高温の熱分解ガスの冷却水として再利用
される。

【０００９】一方、このジェットスクラバー７で液化し
きれなかった熱分解ガス及び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中和
塔８に達し、ここで冷却水ラインＬ４から新たに供給さ
れる冷却水で再度冷却・凝縮されると同時に中和剤タン
ク１３から冷却水中に供給される中和液で中和されるこ
とによって無害化されてから大気中に放出、あるいはガ
ス回収ラインＧ２を介してガス化器１側に戻され、ガス
バーナー４の燃料ガスや燃焼空気等として有効利用され
ることになる。尚、このガスバーナー４で発生した燃焼
排ガスは、ジャケット１６を通過して排ガスラインＧ１
に流れ、フィルター１４で濾過清浄化されてから大気中
に放出され、また、油化部２の水槽６内に溜まった余剰
の冷却水は排水ラインＬ３から順次排出されることにな
る。

【００１０】従って、このような廃プラスチック油化装
置によれば、従来、処理が困難であった廃プラスチック
を効果的に処理できることは勿論、これを可燃性の再生
油として有効利用することができるため、経済的かつ効
率的に廃プラスチックをリサイクルできる。また、この
処理に際しては有害なガスが原則として一切外部に漏れ
出すことがないため、地域環境を汚染するおそれもない
等といった優れた効果を発揮することが可能となる。
尚、図中１５は，廃プラスチックの投入を容易にするた
めのホッパーである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
廃プラスチック油化装置にあっては、処理する廃プラス
チックに土砂や金属あるいは木材等の固形物（不溶物）
が付着していると、これら固形物が残滓としてガス化器
１の炉底に蓄積し又は付着し、これによって炉容積が徐
々に減少するばかりでなく、固形物自体が炉底部の断熱
材として作用し、熱伝導率を著しく悪化させてしまうこ
とが考えられる。

【００１２】そのため、定期的に炉底部からこの残滓を
取り除く作業が必要となるが、その作業は、手作業で行
われるため、装置全体を一旦停止させ、ガス化器１内が
完全に冷却するまで暫く放置した後、作業員がその投入
口をスクレーパーや吸引機等の工具を用いて除去するよ
うになるため、稼働効率がいきおい低下し、かつ、その
作業が煩わしいといった問題点がある。

【００１３】また、油化処理槽２においては水と油分を
比重分離し、オーバーフロー方式で分離しているため、
例えばテレフタル酸等の比重が水よりも高い再生油の場
合はこれがそのまま水槽６の底部に溜まってしまい、分
離回収することが困難である。そのため、処理可能なプ
ラスチックの種類が限定されてしまい、様々な種類のプ
ラスチックが混合した混合廃プラスチックを処理するに
あたっては、処理前にその分別作業が必要となってしま
うといった問題点がある。

【００１４】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、稼
働効率に優れ、かつ混合廃プラスチックでも効果的に油
化処理することができる新規な混合プラスチック処理装
置を提供するものである。

【００１５】

【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、請求項１に示すように、混合プラスチック
廃棄物を加熱溶融して熱分解ガスを発生するガス化器
と、このガス化器で発生した熱分解ガスを凝縮して分離
する油化処理槽とを備えた混合プラスチック油化装置に
おいて、上記ガス化器は、その底面が谷状に窄められて
その底部にスクリューコンベアと固形物排出用孔とを備
えたものである。

【００１６】すなわち、ガス化器の底面を谷状に窄めて
その底部にスクリューコンベアと固形物排出用孔とを備
えることによって、廃プラスチック中に土砂や金属，木
材等の固形物が混入してもこれが底面に集められ、スク
リューコンベアによって固形物排出用孔から容易に取り
出すことができる。

【００１７】また、請求項２に示すように、上記油化処
理槽は、横長の水槽に、導入された熱分解ガスに冷却水
を吹き付けて凝縮するジェットスクラバーと、排ガスを
洗浄する洗浄塔とを備え、かつその水槽底部が漏斗状に
窄められてその底部にドレンラインが接続されていると
共にその水槽中段部に油回収ラインが接続されているも
のである。

【００１８】これによって、比重が水よりも大きい油分
が混入していても油分と水分とに効果的に分離すること
ができ、成分の異なる混合プラスチックであっても確実
に処理することができる。

【００１９】

【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。

【００２０】図１は本発明に係る混合プラスチック油化
装置の実施の一形態を示したものである。

【００２１】図示するように、この混合プラスチック油
化装置は、混合プラスチック廃棄物を加熱溶融して熱分
解ガスを発生するガス化器２０と、このガス化器２０で
発生した熱分解ガスを凝縮して分離する油化処理槽２１
とから主に構成されている。

【００２２】先ず、このガス化器２０は、図１及び図２
に示すように、上部に投入口Ｈを備えた炉体２２に、こ
の炉体２２を外部側から加熱する加熱手段２３を備えた
ものであり、投入口Ｈから投入された混合プラスチック
廃棄物を加熱手段２３で加熱溶融し、ガス化した熱分解
ガスをガス出口２４からガスラインＧ１を介して油化処
理槽２１側に送るようになっている。

【００２３】また、この投入口Ｈの端部には密閉蓋２５
がヒンジ結合されており、その底面側と炉体２２内壁間
に設けられたモートルシリンダー等の開閉機構２６によ
って任意に開閉されるようになっている。

【００２４】この炉体２２の底部はその中央部に向かっ
て谷状に形成されていると共に、その谷底部には水平方
向に延びるスクリューコンベア２７が設けられている。
このスクリューコンベア２７は、この谷底の長手方向に
沿って延びる回転軸２８の周囲に攪拌羽根２９を螺旋状
に一体化したものであり、その回転軸２８の一端部が炉
体２２を貫通して外部に設けられた駆動モーター３０に
連結され、この駆動モーター３０によってこれを正逆任
意の方向に回転するようになっている。さらに、この回
転軸２８の他端部側には排出孔３１が形成されており、
排出蓋３２で塞がれた状態となっている。

【００２５】この炉体２２を加熱する加熱手段２３は、
３つの面状ヒーター２３ａ，２３ｂ，２３ｂから構成さ
れており、炉体２２の底部に位置する面状ヒーター２３
ａと、この底部を挟んだ両斜面に設けられた面状ヒータ
ー２３ｂ，２３ｂがそれぞれ独立して作動するようにな
っている。

【００２６】次に、油化処理槽２１は、ガスラインＧ１
より導入された熱分解ガスを液化して一時的に貯留する
ようになっており、横長の水槽３３に、ガスラインＧ１
より導入された熱分解ガスに冷却水を吹き付けて凝縮す
るジェットスクラバー３４と、このジェットスクラバー
３４で液化されなかった未液化ガスを洗浄して排気する
洗浄塔３５とを備えた構造となっている。

【００２７】また、この水槽３３はその底部が漏斗状に
窄められており、その最底部にはバルブＶ１を介してド
レンラインＬ１が接続されていると共に、その中段部に
はバルブＶ２を介して油回収ラインＬ２が接続されてい
る。

【００２８】このドレンラインＬ１には、ストレーナー
３６及び循環ポンプ３７が設けられており、水槽３３内
の水を抜き出して上記ジェットスクラバー３４及び洗浄
塔３５側に循環すると共に、その一部を戻りラインＬ３
から前記ガス化器２０側に戻すようになっている。尚、
この戻りラインＬ３及びその分岐部にはそれぞれのライ
ンＬ１，Ｌ３及びスクラバーラインＬ４，洗浄塔ライン
Ｌ５を開閉するバルブＶ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６が設けら
れている。

【００２９】また、このドレンラインＬ１には、分岐ラ
インＬ６及びバルブＶ７を介して中和剤タンク３８が設
けられており、水槽３３から抜き出された水中に中和剤
を注入してこれを中和するようになっている。また、ス
クラバーラインＬ４には冷却水ラインＬ８及びバルブＶ
９がこれより分岐して設けられており、ジェットスクラ
バー３４に対して冷却水（水道水）を供給するようにな
っている。さらに、油回収ラインＬ２には再生油受けタ
ンク３９が設けられており、水槽３３中で分離した再生
油を抜き出して回収するようになっている。

【００３０】洗浄塔３５は、縦長の塔本体４０内にその
上部から順に上段スプレーノズル４１，デミスター４
２，下段スプレーノズル４３，邪魔板４４が設けられて
おり、洗浄塔ラインＬ５及び洗浄水ラインから流れる洗
浄水（水道水等）によって液化しきれなかった熱分解ガ
スを洗浄してから、排気ラインＬ７に送るようになって
いる。排気ラインＬ７には、燃焼器４５及びフィルター
４６が設けられており、洗浄後のガスを燃焼器４５で燃
焼して無害化すると共に、燃焼に際して生じたガスをフ
ィルター４６で濾過し清浄化して大気中に放出するよう
になっている。

【００３１】尚、図中４７は、水槽３３内の液位を計測
するレベル計、４８は、油水の分離状態を外部から目視
するための透過式液面計である。また、４９は、断熱材
であり、ガス化器２２と油化処理槽２１間のガスライン
Ｇ１の冷却を防ぐようになっている。

【００３２】次に、このような構成をした本発明の混合
プラスチック油化装置の作用、すなわち、混合プラスチ
ック廃棄物の処理方法について説明する。

【００３３】先ず、混合プラスチック廃棄物の処理に際
しては、直ちにガス化器２０内に混合プラスチック廃棄
物を投入するのではなく、その前にガス化器２０の炉体
２２内に少量の水を投入し、その開閉蓋２５を閉じて炉
体２２内を密閉した状態で炉体２２を加熱する。尚、こ
の時、加熱手段２３の全ての面状ヒータ２３ａ，２３
ｂ，２３ｂを作動させる必要はなく、その一つ、例えば
底部のヒータ２３ａのみを作動させる。

【００３４】すると、この炉体２２内に投入された水
は、その加熱によって水蒸気となって蒸発し、ガス出口
２４からガスラインＧ１を介して油化処理槽２１内に流
れ、さらにその油化処理槽２１からドレンラインＬ１，
油回収ラインＬ２排気ラインＬ７内等に流れて装置内の
空気を全て追い出すことになる。

【００３５】次に、このようにして装置内が水蒸気で置
換されたならば、油化処理槽２１側のドレンラインＬ１
のバルブＶ１と、油回収ラインＬ２のバルブＶ２を閉じ
てから再度ガス化器２０の開閉蓋２５を開いてその投入
口Ｈから処理対象となる混合プラスチック廃棄物を炉体
２２内に投入し、再び開閉蓋２５を閉じて炉体２２内を
密閉してから加熱手段２３によってその炉体２２を加熱
する。

【００３６】この加熱によって炉体２２内に投入された
混合プラスチック廃棄物が溶融して液化した後、順次熱
分解して熱分解ガスとなってからガス出口２４からガス
ラインＧ１に流れ出て油化処理槽２１のジェットスクラ
バー３４に達する。この時、図２に示すように開閉蓋２
５をボルトＢ等によって投入口Ｈ側に締結することでそ
の内部を完全密閉することができるため、注射器等の感
染性廃棄物であっても安全に処理することができる。

【００３７】ジェットスクラバー３４に達した熱分解ガ
スは、ドレンラインＬ１及び分岐ラインＬ４から供給さ
れる冷却水と気液接触することで急冷されて液化して再
生油となって冷却水と共にその水槽３３中に順次溜めら
れる。尚、このガス化器２０内における混合プラスチッ
ク廃棄物の加熱溶融に際しては、スクリューコンベア３
７を回転させればその溶融液が攪拌され、良好な加熱溶
融が達成される。

【００３８】一方、このジェットスクラバー３４で液化
しきれなかった未液化ガス（熱分解ガス）は水槽３３を
そのまま通過し、洗浄塔３５で洗浄され、排気ガスライ
ンＬ７で清浄化されてから大気中に放出される。

【００３９】そして、このようにしてガス化器２０内に
投入された混合プラスチック廃棄物の全てが熱分解ガス
となって油化処理槽２１側に流れ出たならば、加熱手段
２３による炉体２２の加熱を停止することになるが、こ
の時、投入された混合プラスチック廃棄物と共に、土砂
や金属，木片等の固形物が含まれているとこれが炉の底
部にそのまま溜まることになる。従って、このような固
形物が含まれている場合には、図２に示すように炉底部
の排出孔３１の蓋３２を開き、スクリューコンベア２７
を回転させれば、底部に溜まった固形物がスクリューコ
ンベア２７によって排出孔３１側に搬送され、そのまま
容易に排出孔３１から排出されるため、従来のように作
業員による炉の清掃作業が不要となり、作業性が大幅に
向上する。

【００４０】一方、油化処理槽２１の水槽３３内に溜ま
った冷却水と再生油の混合液は、その後、暫く放置する
ことによって水槽３３で比重分離、すなわち、液面側に
比重の小さい再生油が集まり、底部に比重の大きい水が
集まるように相分離するため、最初に再生油ラインＬ２
のバルブＶ２を開いて上層部の再生油を再生油受けタン
ク３９に流すことで再生油のみを効果的に分離回収する
ことができる。その後、再生油が取り除かれたなら、下
層部の水を次の処理の冷却水としてドレンラインＬ１か
ら抜き出して再利用することになるが、この時、テレフ
タル酸等の水より比重が重い廃油が含まれていると図示
するようにこれが水層の下部に層状に集まるため、水層
部の水を再利用するに際してはこの比重が重い廃油をド
レンラインＬ１の上流側から分岐する廃油ラインＬ８か
ら抜き出しておくことで比重が重い廃油のみを回収でき
ると同時に水層の水を、前述したようにガス化器２０に
おける初期投入時の水及びジェットスクラバー３４の冷
却水として再利用することができ、資源の有効利用を図
ることが可能となる。

【００４１】そして、このようにして再生油の回収が終
了したならば、ガス化器２０に新たな混合プラスチック
廃棄物を投入して上記のような加熱、ガス化処理をバッ
チ式に行うことでその種類に拘わらず、殆どのプラスチ
ック廃棄物を効果的に処理し、有効利用することができ
る。

【００４２】尚、本実施の形態では、ガス化器２０の加
熱手段２３として電気式の面状ヒータ２３ａ，２３ｂ，
２３ｂを用いたが、これに代えてガスバーナー等を用い
ても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
す如く優れた効果を発揮する。

【００４４】ガス化器の底部を谷状にし、その谷底部
に固形物排出口とスクリューコンベアを備えたため、ガ
ス化しなかった固形物を容易に取り出すことができる。

【００４５】これによって、従来のよう炉体の清掃作
業や投入前のプラスチックに付着した固形物の分離・清
掃が不要となり、作業性が大幅に向上する。

【００４６】油化処理槽の水槽の底部を漏斗状に形成
し、その底部にドレンラインを接続すると共に、その中
段部に再生油ラインを接続したため、層毎に分離した液
体を効果的に分離回収することができる。

【００４７】これによってその種類に拘わらず殆どの
プラスチックを纏めて処理することができるため、使い
勝手が向上すると共に、処理に際してプラスチック廃棄
物の分別作業が不要となり、処理効率が向上する。

【００４８】ガス化器内を密閉することができるた
め、プラスチック製の注射器等の感染性プラスチック廃
棄物であっても安全に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る混合プラスチック油化装置の実施
の一形態を示す構成図である。

【図２】図１中Ａ−Ａ線断面図である。

【図３】従来の廃プラスチック油化装置を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

２０ ガス化器 ２１ 油化処理槽 ２２ 炉体 ２３ 加熱手段 ２７ スクリューコンベア ３１ 固形物用排出孔 ３３ 水槽 ３４ ジェットスクラバー ３５ 洗浄塔 Ｌ１ ドレンライン Ｌ２ 再生油ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D032 AC07 AC21 BA01 BA03 BA06 BB01 DA02 4F301 CA09 CA25 CA26 CA36 CA41 CA52 CA63 4H029 CA12 CA14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合プラスチック廃棄物を加熱溶融して
   熱分解ガスを発生するガス化器と、このガス化器で発生
   した熱分解ガスを凝縮して分離する油化処理槽とを備え
   た混合プラスチック油化装置において、上記ガス化器
   は、その底面が谷状に窄められてその底部にスクリュー
   コンベアと固形物排出用孔とを備えたことを特徴とする
   混合プラスチック油化装置。
2. 【請求項２】 上記油化処理槽は、横長の水槽に、導入
   された熱分解ガスに冷却水を吹き付けて凝縮するジェッ
   トスクラバーと、排ガスを洗浄する洗浄塔とを備え、か
   つその水槽底部が漏斗状に窄められてその底部にドレン
   ラインが接続されていると共にその水槽中段部に油回収
   ラインが接続されていることを特徴とする混合プラスチ
   ック油化装置。