JP2006063346A - 廃プラスチックの処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃プラスチック中の水分を水蒸気としてベントから排出させるため、土砂等の吸水性物質及び水分を含む廃プラスチックを効率良く脱塩素処理することができず、全体として処理量が大きく処理装置の損傷が少なく、かつ、コンパクトな廃プラスチックの処理装置とすることができなかつた。
【解決手段】シリンダ４の中間部の少なくとも１箇所に、シリンダ４の中心Ｏに対する周方向に離れた箇所に形成されて内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を形成し、水分を水蒸気としてスリット４１から排出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃プラスチックの処理装置に関するものであり、さらに詳しくは、土砂等の吸水性物質が付着した高含水率の廃プラスチックを効率的に処理するための装置に関するものである。

現在、わが国では年間１５００万トン以上のプラスチックが生産され、そのうちの約９５０万トンが毎年廃プラスチックとして排出されている。これらの廃プラスチックは、従来、埋め立て又は焼却することにより処理していたが、最終処分場の確保困難、環境保護及び資源の有効利用の観点から、近年はケミカルリサイクルとしてのモノマー化、低分子量・低沸点の油への還元、つまり油化、サーマルリサイクルとしての燃焼による熱又は電気などのエネルギー回収、高炉への原料としての利用、セメントキルンへの原燃料としての利用などが注目されるようになつている。

しかし、廃プラスチック中にポリ塩化ビニル（以下、「ＰＶＣ」という。）やポリ塩化ビニリデン（以下、「ＰＶＤＣ」という。）などの塩素系ポリマーが含まれていると、燃焼の際に塩化水素などの腐食性のガスが発生するため、燃焼炉の腐食や熱・電気エネルギーの回収率低下などの問題が発生し、更に、ダイオキシンなどが発生するという問題があつた。

これらの問題の原因となる塩素を廃プラスチックから除去し、有用な固形燃料を製造するための装置がいくつか提案されている。第１の方法として、例えば、特許文献１（特許第２６４８４１２号）に記載されるものがある。この第１の方法は、処理装置への廃プラスチックの供給方法として、廃プラスチックをそのまま供給する方法や、破砕した後に供給する方法、破砕した後に金属などの異物を除去してから供給する方法、更に、破砕・異物を除去して水で洗浄した後に供給する方法である。

また、第２の方法として、特許文献２（特開平１０−１３８２４６）に記載されるものがある。この第２の方法は、廃プラスチックを固形燃料製造装置で脱塩素処理する前に、予め廃プラスチックを溶融温度以上に加熱すると共に圧縮する予備加熱装置で、廃プラスチックの嵩密度を大きくした後に脱塩素処理及び固形燃料化する方法である。

更に、第３の方法として、特許文献３（特開平１１−５００７２）に記載されるものがある。この第３の方法は、廃プラスチックを減容化装置によつて最低温度が１００〜１７０℃の範囲となるように昇温させて水蒸気を外部に放出させた後、廃プラスチック中のＰＶＣを熱分解させて生じた塩化水素ガスを外部に放出させると共に、溶融した廃プラスチックを排出して固形燃料を製造する方法である。
特許第２６４８４１２号公報 特開平１０−１３８２４６公報 特開平１１−５００７２号公報

しかしながら、廃プラスチックには通常１０ｗｔ％以上の水分を含み、土砂等の吸水性物質が付着したりしている。そのため、土砂や水分を含むような廃プラスチックを第１の方法による装置で処理する場合は、廃プラスチック中の水分が処理装置内部で加熱により水蒸気となつて、装置内部の圧力が上昇し、処理装置出口部から溶融状態の廃プラスチックが噴出して安定運転及び安全運転が確保できないという技術的課題があつた。また、水蒸気の存在により廃プラスチックの昇温が妨げられ、十分に脱塩素処理できず、更に、廃プラスチックの熱分解により発生する塩化水素と水蒸気により塩酸が生成し、処理装置を激しく腐食させるという課題があつた。

また、第２の方法にあつては、予備加熱装置で廃プラスチック中の水分が水蒸気となるが、これがそのまま固形燃料製造装置に送られるため、排ガス処理装置で処理すべきガス量が膨大になりコスト高になると共に固形燃料製造装置で発生する塩化水素と水分から塩酸を生成し、固形燃料製造装置及び排ガス処理装置に至る配管を腐食させるという課題があつた。

更に、第３の方法にあつては、減容化装置により廃プラスチック中の水分を水蒸気としてベントから排出させるため、第２の方法のような問題は起こらないが、減容化装置で除去できる水分量が限られているため、廃プラスチック中の水分が所定量を越えると水分を完全に除去できなくなり、第２の方法と同様の問題が発生する。

本発明は、土砂等の吸水性物質及び水分を含む廃プラスチックを効率良く脱塩素処理するために、シリンダに水蒸気除去専用のスリットを設けるのみならず、水蒸気除去に適した形状のスクリュとすることにより、全体として処理量が大きく、水分に伴う処理装置の損傷が少なく、かつ、コンパクトな廃プラスチックの処理装置を提供することを目的としている。

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、次の通りである。
請求項１の発明は、吸水性物質及び水分を含有し、かつ、塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチックＰを供給口４ａからシリンダ４に供給し、シリンダ４内で廃プラスチックＰを所定温度まで昇温させると共に、
溶融状態の廃プラスチックＰを熱分解させて塩化水素を発生させ、該塩化水素を排ガス処理装置Ｄに導いて処理し、溶融した廃プラスチックＰは固化させて固形燃料Ｆとする廃プラスチックの処理装置において、
前記シリンダ４の中間部の少なくとも１箇所に、シリンダ４の中心Ｏに対する周方向に離れた箇所に形成されて内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を形成し、水分を水蒸気として該スリット４１から排出することを特徴とする廃プラスチックの処理装置である。
請求項２の発明は、前記スリット４１が、１ｍｍ以下の幅を有していることを特徴とする請求項１の廃プラスチックの処理装置である。
請求項３の発明は、前記スリット４１が、シリンダ４の中心Ｏに対する周方向に少なくとも４０度以上離れた箇所に形成されていることを特徴とする請求項１又は２の廃プラスチックの処理装置である。
請求項４に係る発明は、前記シリンダ４が、回転駆動されて廃プラスチックＰを送るスクリュ６を有することを特徴とする請求項１，２又は３の廃プラスチックの処理装置である。
請求項５の発明は、スリット部４２よりも上流位置として、スクリュ６に混練スクリュ６０を備えることを特徴とする請求項４の廃プラスチックの処理装置である。
請求項６の発明は、スリット部４２よりも下流側のスクリュ６に、溶融状態の廃プラスチックＰの流れに抵抗を与えるせき止め部１０を有することを特徴とする請求項４又は５の廃プラスチックの処理装置である。
請求項７の発明は、前記シリンダ４の供給口４ａに、駆動手段２２，３２Ａによる駆動により、送り込み量を調節しながら廃プラスチックＰを可塑化させることなく押し込む押し込み部材２３，３３Ａを有する押し込み手段Ｇを設け、廃プラスチックＰの嵩密度を大きくして前記シリンダ４に供給することを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６の廃プラスチックの処理装置である。
請求項８の発明は、押し込み部材２３が、前記シリンダ４の供給口４ａに向けて推進力を与えるスクリュ２３であることを特徴とする請求項７の廃プラスチックの処理装置である。
請求項９の発明は、押し込み部材３３Ａが、前記シリンダ４の供給口４ａに向けて押し込むピストン３３Ａであることを特徴とする請求項７の廃プラスチックの処理装置である。
請求項１０の発明は、前記シリンダ４の供給口４ａの付近に、シリンダ４の内外を連通する排水手段３を設けることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９の廃プラスチックの処理装置である。

本発明に係る廃プラスチックの処理装置によれば、次の効果を奏することができる。
シリンダにより、土砂等の吸水性物質を含む高含水率の廃プラスチックであつても、連続的・安定的に可塑化しつつ水分を除去することができるので、シリンダの全長を短くしながら、ガス量が低減される。その結果、全体として処理量が大きく、水分に伴う処理装置の損傷が少なく、かつ、コンパクトな廃プラスチックの処理装置が得られる。加えて、スリットの幅を適正に設定することにより、水分を除去する際に、脱蒸気用のスリットから廃プラスチックを同伴することなく、水蒸気のみを効率的に除去することが可能になる。

請求項５の発明によれば、スリット部よりも上流位置として、複数ピースによつて構成される混練スクリュを備えるので、混練スクリュによつて水蒸気の発生を促した直後に、脱蒸気用のスリットから水蒸気を効率的に排出することができる。

請求項６の発明によれば、スリット部の下流側のスクリュに、溶融状態の廃プラスチックをせき止めるせき止め部を有するので、せき止め部によつて溶融状態の廃プラスチックに上流に押し戻される流れを生じ、脱蒸気用のスリットから水蒸気が効果的に排出される。

請求項７に係る発明によれば、シリンダの供給部に、嵩密度を大きくして送り込むことができる廃プラスチックの押し込み手段を設けるので、廃プラスチックを効率よく、かつ、安定的に供給することが可能となる。また、押し込み手段は、廃プラスチックの送り込み量を調節することができるので、原料となる廃プラスチックの嵩比重に応じて密度を高めて送り込むことができ、かつ、送り込み量をシリンダの搬送能力に合わせることができる。

図１〜図３は、本発明に係る廃プラスチックの処理装置の第１実施の形態を示す。廃プラスチックの処理装置の全体は、図１１に示すように廃プラスチックＰを搬送して予備加熱装置Ｂに供給する原料フィーダＡ、予備加熱装置Ｂ、脱塩素装置Ｃ及び排ガス処理装置Ｄを主構成要素とする。予備加熱装置Ｂは、ＰＶＣ、ＰＶＤＣなどの塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチックＰを、可塑化した後に所定温度まで昇温させ、水分を除去すると共に溶融状態で排出させる機能を有する。脱塩素装置Ｃの供給口Ｃ１は、ポリマー配管５０によつて予備加熱装置Ｂの排出口８に連通され、予備加熱装置Ｂにおいて所定温度まで昇温させた溶融廃プラスチックを更に加熱して、溶融状態の廃プラスチックＰを熱分解させて塩化水素を発生させ、塩化水素を排ガス処理装置Ｄに導いて処理すると共に、溶融した廃プラスチックＰを排出・固化させて固形燃料Ｆとする。排ガス処理装置Ｄは、脱塩素装置ＣのベントＣ３に排ガス配管５１を介して接続され、導入された塩化水素ガスを無害化させる。なお、脱塩素装置Ｃの排出口Ｃ２には、図示を省略した冷却手段及びカッターが設けられている。

予備加熱装置Ｂは、図１に示すようにホッパーからなる供給部１及び排出口８を有するシリンダ４及びシリンダ４内に回転自在に設けられ、回転駆動源であるモータ５によつて回転駆動される２本のスクリュ６を有する。

シリンダ４の供給口４ａ付近の内底部には、排水手段としての開口部３が形成されている。開口部３は、スリットによつて形成され、廃プラスチックＰの通過を阻止し、水を選択的に排出させるように予備加熱装置Ｂの内外を連通する複数の通孔を有している。

シリンダ４の中間部は、脱蒸気シリンダ４０によつて形成されている。脱蒸気シリンダ４０は、土砂等の吸水性物質が付着した高含水率の廃プラスチックＰを効率的に処理するために設けられ、多量の水蒸気を外部に放出させる機能を有する。このため、脱蒸気シリンダ４０は、図２，図３に示すように内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を上下部に形成し、水分を水蒸気として各スリット４１から排出する。スリット部４２は、予備加熱装置Ｂのシリンダ４（脱蒸気シリンダ４０）の中心Ｏに対し、スクリュ６の周方向にθ＝約１１０度離れた箇所に形成されている。この脱蒸気シリンダ４０のスリット４１は、溶融状態の廃プラスチックＰの通過を阻止し、水蒸気を選択的に排出させるように１ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下の幅を有している。脱蒸気シリンダ４０は、シリンダ４の中間部に１箇所以上備えられる。

そして、シリンダ４の上流部となる供給口４ａ及び開口部３並びに脱蒸気シリンダ４０の箇所を除き、加熱手段であるヒータ７を設け、ヒータ７によつてシリンダ４内の廃プラスチックＰを適宜に加熱できるようになつている。

また、スクリュ６には、脱蒸気シリンダ４０のスリット部４２よりも上流位置として、１段の混練スクリュ６０が設けられている。混練スクリュ６０は、複数枚のニーディングディスクを位相を変えてスクリュ６の軸に取付けることによつて構成されている。なお、排出口８は、シリンダ４の断面積よりも小さい開口面積が与えられ、内部の廃プラスチックＰを圧縮させることができる。

図４，図５には、脱蒸気シリンダ４０の構造例を示す。この脱蒸気シリンダ４０にあつては、内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を左右に形成し、水分を水蒸気として各スリット４１から排出する。この場合、スリット部４２は、予備加熱装置Ｂのシリンダ４の中心Ｏに対し、スクリュ６の周方向にθ＝約１４５度離れた箇所に形成されている。この脱蒸気シリンダ４０のスリット４１は、溶融状態の廃プラスチックＰの通過を阻止し、水蒸気を選択的に排出させるように、１ｍｍ以下好ましくは０．７ｍｍ以下の幅を有している。

図６には、脱蒸気シリンダ４０の他の構造例を示す。この脱蒸気シリンダ４０にあつては、内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２を上下及び左右に形成し、水分を水蒸気として各スリット４１から排出する。この場合、スリット部４２は、予備加熱装置Ｂのシリンダ４の中心Ｏに対し、スクリュ６の周方向にθ＝約４０度離れた箇所に形成されている。この脱蒸気シリンダ４０のスリット４１は、溶融状態の廃プラスチックＰの通過を阻止し、水蒸気を選択的に排出させるように、１ｍｍ以下好ましくは０．７ｍｍ以下の幅を有している。なお、隣接するスリット部４２の間隔は、スリット４１の数を少なくすることにより拡大するので、スクリュ６の周方向にθ＝約６０度離れた箇所に形成することもできる。

しかして、脱蒸気シリンダ４０の内外を連通する複数のスリット４１を備えるスリット部４２は、予備加熱装置Ｂの中間部に、予備加熱装置Ｂの周方向に少なくとも４０〜６０度以上離れた箇所に形成させ、各スリット４１から水分を水蒸気として排出させればよい。勿論、予備加熱装置Ｂの全周に所定間隔でスリット４１を形成しても、周方向に４０〜６０度以上離れた箇所にスリット４１が形成されていることになる。スクリュ６が１本の場合であつても同様である。

次に、第１実施の形態の作用について説明する。
土砂等の吸水性物質及び水分を含む廃プラスチックＰは、供給部１を通じて予備加熱装置Ｂに投入される。投入の際の廃プラスチックＰは、嵩密度が０．１以上であることが望ましい。また、予め、アルミニウム、鉄等の金属、ガラスなどの異物を除去すれば、供給部１、シリンダ４及びスクリュ６の損傷が少なくなるので好ましい。異物の除去時には、粒径の大きい砂利等の吸水性物質も同時に取り除かれる。

投入された廃プラスチックＰ中の含水率が大きいときは、スクリュ６により絞られたある程度の水分が開口部３のスリットから土砂と共に外部に排出される。しかし、含水率が小さい場合（例えば２０％程度以下の場合）には、廃プラスチックＰ中の水分が土砂に吸収されるため、開口部３から排出されない。

水分を含む土砂の付着した廃プラスチックＰは、スクリュ６により下流に搬送される。スクリュ６は１本でもよいが２本にすれば材料の安定供給及び食い込み性が向上する。ヒータ７によつて加熱されながらスクリュ６によつて送られる廃プラスチックＰは、混練スクリュ６０に達し、強く混練を受け、可塑化し混合される。同時に、廃プラスチックＰ中の水分も加熱され水蒸気となる。但し、予備加熱装置Ｂでは、塩化水素ガスを生じさせるまでは昇温させない。

発生した水蒸気は、下流位置の脱蒸気シリンダ４０のスリット４１から外部に排出される。スリット４１では、水蒸気のみが排出され、溶融状態の廃プラスチックＰは、スクリュ６による送りがあることに加えスリット４１の孔幅が小さい（１ｍｍ以下）ことから、外部に排出されることなく下流に送られる。しかも、複数のスリット４１は、シリンダ４の中間部の１つの箇所に、予備加熱装置Ｂの周方向に少なくとも４０度以上離れた複数箇所として形成されて内外を連通するので、スリット４１の中心軸線方向長さ、ひいてはシリンダ４の長さを短縮させた状態で、スリット４１から水蒸気が効果的に放出される。シリンダ４内の廃プラスチックＰは、小断面積をなす排出口８によつて圧縮された状態で攪拌されながら、大気に開放されるスリット４１に次々に接するため、各スリット４１から膨張した水蒸気が良好に排出される。

水分が十分に除去された廃プラスチックＰは、ヒーター７によつて加熱されつつスクリュ６によつて排出口８に向けて送られ、排出口８から溶融状態で排出され、ポリマー配管５０を通つて脱塩素装置Ｃに送られる。脱塩素装置Ｃ内では、溶融状態の廃プラスチックＰが脱塩素され、固形燃料Ｆとして種々の用途に供される。予備加熱装置Ｂにおいて多量の水蒸気が除去されているので、排ガス処理装置Ｄに導入された塩化水素ガスが効率的に無害化される。

図７は、第２実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置Ｂを示し、第１実施の形態と実質的に同一機能部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。この予備加熱装置Ｂは、脱蒸気シリンダ４０のスリット４１よりも下流側のスクリュ６に、溶融状態の廃プラスチックＰの流れに抵抗を与えるせき止め部１０を形成してある。せき止め部１０は、逆フライトスクリュなどの押戻しスクリュ、シールリングスクリュなどのせき止めスクリュによつて構成することができる。

第２実施の形態によれば、混練スクリュ６０によつて発生した水蒸気の大部分が、脱蒸気スリット部４２を通過する際にスリット４１から排出される。排出されずにスリット４１を通過した水蒸気は、せき止め部１０によつて上流に押し戻される流れを局所的に生じ脱蒸気用のスリット４１から排出される。これにより、第１実施の形態と比較して、廃プラスチックＰ中の水蒸気が効率良く排出されるので、スリット４１の中心軸線方向長さを更に短縮して水蒸気をほぼ完全に排出することが可能になる。

図８は、第３実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置Ｂを示し、第１実施の形態と実質的に同一機能部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。この予備加熱装置Ｂは、脱蒸気シリンダ４０及び混練スクリュ６０を２箇所に備え、水蒸気が複数の脱蒸気シリンダ４０のスリット４１から外部に排出される。２箇所の脱蒸気シリンダ４０は、図２〜図６に示す構造のいずれかを有している。従つて、各脱蒸気シリンダ４０は、予備加熱装置Ｂのスクリュ６の周方向に少なくとも４０度以上離れた箇所に形成されて内外を連通する複数のスリット４１を備え、水分を水蒸気としてスリット４１から排出する。

第３実施の形態によれば、土砂等の吸水性物質を含む廃プラスチックＰが、供給部１から供給されスクリュ６により下流に搬送される点では第１実施の形態と同様である。すなわち、廃プラスチックＰが上流側の混練スクリュ６０にまで送られると、可塑化し混合・混練される。同時に廃プラスチックＰ中の水分も加熱されながら水蒸気となる。発生した水蒸気は、下流側に隣接する第１の脱蒸気スリット４１から外部に排出される。

しかし、廃プラスチックＰ中の水分が多いなどの理由で上流側の混練スクリュ６０及び脱蒸気スリット４１の１組のみでは全て水蒸気にならなかつたり、水蒸気になつたとしても完全にスリット４１から排出されない場合がある。その場合、混練スクリュ６０及び脱蒸気スリット４１を多段に設けたことにより、廃プラスチックＰ中の水分を下流側の混練スクリュ６０及び脱蒸気スリット４１の組により、ほぼ完全に除去することができる。

しかして、内外を連通する複数のスリット４１を備える脱蒸気シリンダ４０は、予備加熱装置Ｂの中間部の少なくとも１箇所に形成され、水分を水蒸気としてスリット４１から排出すればよい。また、脱蒸気シリンダ４０のスリット４１よりも上流側に隣接させて混練スクリュ６０を配置すれば、混練スクリュ６０によつて水蒸気を効率的に生じさせながら、速やかにスリット４１から外部に排出させることができる。

図９，図１０は、予備加熱装置Ｂの供給部１に、廃プラスチックＰの形状に応じて、廃プラスチックＰを連続的かつ自動的に押し込み可能な押し込み手段Ｇを設けた構造例を示す。押し込み手段Ｇは、廃プラスチックＰの圧縮機能を有し、嵩密度を大きくして供給するためのものであり、廃プラスチックＰを可塑化・溶融させる機能は有しておらず、供給口４ａに向けて推進力を与える。

第１構造例に係る押し込み手段Ｇは、図９に示すように押し込み部材であるスクリュ２３を備える。すなわち、供給口４ａに向けて次第に縮径する截頭円錐筒からなるホッパー状の供給部１をシリンダ４に固設し、この供給部１内に、供給口４ａに向けて次第に縮径する外形を有するスクリュ２３を１個の回転軸２３ａに取付けて配置し、回転軸２３ａ及びスクリュ２３を駆動手段であるモータ２２によつて回転駆動させることにより、送り込み量の調節が可能になつている。スクリュ２３の少なくとも供給口４ａ付近の外形は、供給部１の内面に接することなく、ほぼ適合している。予備加熱装置Ｂの廃プラスチックＰの供給部１に押し込み手段Ｇを設けることにより、フラフのような嵩比重の小さい廃プラスチックＰを供給部１内でブリッジを起こさせず効率良く予備加熱装置Ｂ内に供給し、廃プラスチックＰを可塑化しつつ水分を効率良く除去することができる。

供給部１に投入された廃プラスチックＰは、モータ２２によつて駆動されるスクリュ２３の推進力を受けて、連続的かつ自動的に押し込み量を調節されながら予備加熱装置Ｂのシリンダ４に供給口４ａから送り込まれ、モータ５によつて回転駆動されるスクリュ６に食い込まれていく。廃プラスチックＰの送り込み量は、モータ２２の回転数の制御によつて容易に増減調節することができるので、原料フィーダＡから供給する廃プラスチックＰの嵩比重に応じて密度を高めて、かつ、スクリュ６の搬送能力に合わせて送り込むことができる。スクリュ６の搬送能力は、モータ５の回転数によつて調節することができる。

原料となる廃プラスチックＰに水分が多く含まれている場合や、予め水で洗浄した場合には、スクリュ６によつて水分が絞り出され、開口部３から外部に排出される。供給口４ａ付近の廃プラスチックＰには、押し込み手段Ｇのスクリュ２３によつて押圧力が作用しているため、脱水が効果的になされる。これにより、シリンダ４の供給口４ａ付近に水が溜まり廃プラスチックＰのスクリュ６への食い込み性が悪くなつたり、ヒータ７の熱によつて蒸発した水分が供給部１の内面に付着して腐食の原因になることが良好に防止される。

シリンダ４及びスクリュ６を水平配置し、截頭円錐筒からなる供給部１及びスクリュ２３の中心軸線（回転軸２３ａ）を垂直として直交配置したので、供給部１に投入された廃プラスチックＰは、スクリュ２３によつて下方に向けて押圧されながら自重をも受けつつシリンダ４内に強制的に送り込まれる。

第２構造例に係る押し込み手段Ｇは、図１０に示すように押し込み部材であるピストン３３Ａを備える。この押し込み手段Ｇは、ホッパー状の供給部１が、上方に向けて次第に拡大する錐形筒部１Ａｂと、錐形筒部１Ａｂの小径端に接続する円筒状部１Ａａとを有し、円筒状部１Ａａを供給口４ａに接続させて固定すると共に、供給部１に、円筒状部１Ａａ内に受入れが可能な大きさの押し込み部材であるピストン３３Ａを１個設けてある。

ピストン３３Ａは、駆動手段である複動式のエアーシリンダ装置３２Ａによつて駆動され、実線で示す錐形筒部１Ａｂ位置と、破線で示す円筒状部１Ａａ位置との間で上下運動をする。廃プラスチックＰの送り込み量は、エアーシリンダ装置３２Ａによるピストン３３Ａの昇降速度及び昇降間隔の制御によつて容易に調節することができるので、廃プラスチックＰの嵩比重に応じて密度を高めて、かつ、スクリュ６の搬送能力に合わせて送り込むことができる。

これにより、供給部１に投入された廃プラスチックＰが、上下運動をするピストン３３Ａによつて錐形筒部１Ａｂから円筒状部１Ａａに連続的かつ自動的に押し込み量を調節されながら押し込まれ、ひいては予備加熱装置Ｂ内に強制的に送り込まれスクリュ６に食い込まれていく。その結果、図９に示すスクリュ２３を用いる押し込み手段Ｇと同様に、予備加熱装置Ｂ内に廃プラスチックＰを安定的に送り込むことができる。その後は、上記実施の形態と同様に、廃プラスチックＰが脱水、可塑化、昇温及び脱塩素され、固形燃料Ｆとなる。

シリンダ４及びスクリュ６を水平配置し、供給部１及びエアーシリンダ装置３２Ａのピストンロッド３２Ａａの中心軸線を垂直として直交配置したので、供給部１に投入された廃プラスチックＰは、ピストン３３Ａによつて下方に向けて押圧されながら自重をも受けつつシリンダ４内に強制的に送り込まれる。

実施例１
使用済みの農業用ＰＶＣシート及び農業用ＰＥシートの混在物を、ホーライ社製破砕機（型式：Ｖ０３−４８０Ｌ（Ｆ）Ｓ）を用い、３０ｍｍ以下の大きさに破砕した。破砕後のフラフの表面には２５ｗｔ％の土砂が付着していた。これを水分が１５ｗｔ％になるように調整し、図１に示す予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。予備加熱装置Ｂは、直径４４ｍｍの二本のスクリュ６を備えている。スクリュ６には、供給部１の下流に混練スクリュ６０として逆ニーディングディスクスクリュを設けている。シリンダ４のほぼ中央となる中間部には、脱蒸気シリンダ４０が取付けられている。脱蒸気シリンダ４０には、図４，図５に示すように蒸気抜き用のスリット部４２が左右に２箇所取付けられている。スリット４１の間隔は、０．５ｍｍである。投入した廃プラスチックＰを予備加熱装置Ｂで可塑化し、２２０℃に昇温させた後に、排出口８を経由してスクリュの直径１７４ｍｍの二軸噛み合い型同方向回転外回りの脱塩素装置Ｃに投入した。その結果、残留塩素濃度０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方に設けた開口部３から水は排水されなかつたが、脱蒸気スリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。

実施例２
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が２０ｗｔ％になるように調整し、これを図１に示す予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。予備加熱装置Ｂ及び脱塩素装置Ｃは、実施例１と同様のものを用いた。脱蒸気シリンダ４０には図６に示すように蒸気抜き用のスリット部４２が上下左右に４箇所形成されている。スリット４１の間隔は、０．５ｍｍである。その結果、残留塩素濃度が約０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方の開口部３からは若干の泥水が排水され、脱蒸気スリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。

実施例３
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が５０ｗｔ％になるように調整し、これを図９に示す押し込み手段Ｇを設けた図８の予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。２段目の混練スクリュ６０も逆ニーディングディスクスクリュを用いた。その他の予備加熱装置Ｂ及び脱塩素装置Ｃの構造は、実施例１と同様である。従つて、１段目と２段目の脱蒸気シリンダ４０には図４，図５に示すように蒸気抜き用のスリット部４２が左右に２箇所形成されている。スリット４１の間隔は、０．５ｍｍである。その結果、残留塩素濃度が約０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方の開口部３からは泥水が排水され、各段の脱蒸気用のスリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。

実施例４
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が２０ｗｔ％になるように調整し、これを図９に示す押し込み手段Ｇを設けた図７の予備加熱装置Ｂに投入して可塑化・水分除去を行つた。押戻しスクリュ１０には逆フルフライトスクリュを用いた。その他の予備加熱装置Ｂ及び脱塩素装置Ｃの構造は、実施例１と同様である。脱蒸気シリンダ４０も、実施例１と同様のものを用いた。その結果、残留塩素濃度が約０．２重量％の固形燃料Ｆを、押出量１００ｋｇ／ｈで６時間安定的に得ることができた。なお、供給部１の下方の開口部３からは若干の泥水が排水され、脱蒸気用のスリット４１からは水蒸気が連続的に排出された。

比較例１
実施例１と同様の前処理を施した廃プラスチックＰを、水分が１５ｗｔ％になるように調整し、これを供給口１と排出口８の間に１段の混練スクリュと３箇所の全開口型のベントを設けた直径４４ｍｍの二軸スクリュを備える予備加熱装置Ｂに投入した。予備加熱装置Ｂのシリンダ長さは実施例１の１．８倍である。ベントよりも上流位置として、混練スクリュとして逆ニーディングディスクスクリュを１箇所に設けた。投入した廃プラスチックＰを予備加熱装置Ｂで可塑化し、２２０℃に昇温させた後に、排出口８を経由して、実施例１と同様の脱塩素装置Ｃに投入した。運転開始後まもなくして予備加熱装置Ｂのベントから水蒸気が激しい勢いで噴き上げると共に、半溶融のスポンジ状の廃プラスチックも同伴されて噴出した。蒸気及び廃プラスチックＰの噴出量は、上流のベント口ほど著しかつた。

本発明の第１実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置を断面で示す概略図。 同じく脱蒸気シリンダを示す断面図。 同じく脱蒸気シリンダを示す平面図。 同じく他の構造例に係る脱蒸気シリンダを示す断面図。 同じく他の構造例に係る脱蒸気シリンダを示す側面図。 同じく更に他の構造例に係る脱蒸気シリンダを示す断面図。 同じく第２実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置を断面で示す概略図。 同じく第３実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の予備加熱装置を断面で示す概略図。 同じく予備加熱装置の供給部に押し込み手段を設けた構造例を断面で示す図。 同じく予備加熱装置の供給部に押し込み手段を設けた他の構造例を断面で示す図。 同じく廃プラスチックの処理装置の全体構成を示す図。

符号の説明

１：供給部、１Ａａ：円筒状部、１Ａｂ：錐形筒部、３：開口部（排水手段）、４：シリンダ、４ａ：供給口、６：スクリュ、８：排出口、１０：せき止め部、２２：モータ（駆動手段）、２３：スクリュ（押し込み部材）、２３ａ：回転軸、３２Ａ：エアーシリンダ装置（駆動手段）、３２Ａａ：ピストンロッド、３３Ａ：ピストン（押し込み部材）、４０：脱蒸気シリンダ、４１：スリット、４２：スリット部、５０：ポリマー配管、６０：混練スクリュ、Ａ：原料フィーダ、Ｂ：予備加熱装置、Ｃ：脱塩素装置、Ｄ：排ガス処理装置、Ｐ：廃プラスチック、Ｆ：固形燃料、Ｇ：押し込み手段、Ｏ：予備加熱装置の中心。

Claims (10)

1. 吸水性物質及び水分を含有し、かつ、塩素系ポリマ−を含有する廃プラスチック（Ｐ）を供給口（４ａ）からシリンダ（４）に供給し、シリンダ（４）内で廃プラスチック（Ｐ）を所定温度まで昇温させると共に、
   溶融状態の廃プラスチック（Ｐ）を熱分解させて塩化水素を発生させ、該塩化水素を排ガス処理装置（Ｄ）に導いて処理し、溶融した廃プラスチック（Ｐ）は固化させて固形燃料（Ｆ）とする廃プラスチックの処理装置において、
   前記シリンダ（４）の中間部の少なくとも１箇所に、シリンダ（４）の中心（Ｏ）に対する周方向に離れた箇所に形成されて内外を連通する複数のスリット（４１）を備えるスリット部（４２）を形成し、水分を水蒸気として該スリット（４１）から排出することを特徴とする廃プラスチックの処理装置。
2. 前記スリット（４１）が、１ｍｍ以下の幅を有していることを特徴とする請求項１の廃プラスチックの処理装置。
3. 前記スリット（４１）が、シリンダ（４）の中心（Ｏ）に対する周方向に少なくとも４０度以上離れた箇所に形成されていることを特徴とする請求項１又は２の廃プラスチックの処理装置。
4. 前記シリンダ（４）が、回転駆動されて廃プラスチック（Ｐ）を送るスクリュ（６）を有することを特徴とする請求項１，２又は３の廃プラスチックの処理装置。
5. スリット部（４２）よりも上流位置として、スクリュ（６）に混練スクリュ（６０）を備えることを特徴とする請求項４の廃プラスチックの処理装置。
6. スリット部（４２）よりも下流側のスクリュ（６）に、溶融状態の廃プラスチック（Ｐ）の流れに抵抗を与えるせき止め部（１０）を有することを特徴とする請求項４又は５の廃プラスチックの処理装置。
7. 前記シリンダ（４）の供給口（４ａ）に、駆動手段（２２，３２Ａ）による駆動により、送り込み量を調節しながら廃プラスチック（Ｐ）を可塑化させることなく押し込む押し込み部材（２３，３３Ａ）を有する押し込み手段（Ｇ）を設け、廃プラスチック（Ｐ）の嵩密度を大きくして前記シリンダ（４）に供給することを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６の廃プラスチックの処理装置。
8. 押し込み部材（２３）が、前記シリンダ（４）の供給口（４ａ）に向けて推進力を与えるスクリュ（２３）であることを特徴とする請求項７の廃プラスチックの処理装置。
9. 押し込み部材（３３Ａ）が、前記シリンダ（４）の供給口（４ａ）に向けて押し込むピストン（３３Ａ）であることを特徴とする請求項７の廃プラスチックの処理装置。
10. 前記シリンダ（４）の供給口（４ａ）の付近に、シリンダ（４）の内外を連通する排水手段（３）を設けることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９の廃プラスチックの処理装置。

Images