(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂を共通の熱媒体としてそれぞれ脱塩素、熱分解、及び燃焼の各作用を行わせる３つの流動床を円環状に形成すると共に、各流動床の間及び円環中央部に移動層路を設けて、砂が脱塩素流動床から熱分解流動床、燃焼流動床を経て脱塩素流動床に戻る循環と、熱分解流動床から燃焼流動床を経て熱分解流動床に戻る循環の２つの循環を行うように各流動床と移動層路とを連通せしめることにより、燃焼流動床で加熱された砂の適量を脱塩素流動床と熱分解流動床とに分配しそれぞれを所要温度に加熱して原料の脱塩素と熱分解を連続的に行わせることを特徴とする、混合廃プラスチックの油化等用の熱分解装置。
【請求項２】
砂を燃焼流動床から脱塩素流動床及び熱分解流動床に移動する２つの移動層路内に熱交換器を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の熱分解装置。
【請求項３】
砂を燃焼流動床から脱塩素流動床及び熱分解流動床に移動する２つの移動層路の出口端に絞り弁を設けて高温砂の配分を調節可能とすることを特徴とする、請求項１に記載の熱分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＰＶＣなどの塩素系プラスチックを含む混合廃プラスチックの油化等における熱分解装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
廃プラスチックなどの熱分解において、砂を熱媒体として熱分解流動床と燃焼流動床の間を循環させる周知の２塔循環式流動床は、熱分解で生成するチャー類を燃焼して熱分解の吸熱反応に要する熱量を補う方式で、チャーやタールを自己消化して生成物をガス又は油に集約でき、熱媒体（砂）を常にクリーンに維持できるのでタールによる運転障害を防げ、熱分解ガスに燃焼排ガスが混入せず少量かつ高熱量のガスとなるので以降のガス精製や油化処理が有利になる、などの多くの長所があるが、ＰＶＣなどの塩素系プラスチックを含む廃プラスチックを原料とする場合は、塩素の悪影響を事前に除くためにまず脱塩素を行ってから熱分解する必要がある。この場合、前段の脱塩素温度（約３００℃）が後段の熱分解温度（４００〜７００℃）より低いので、単一循環方式では脱塩素と熱分解に要する熱量をチャー類の燃焼熱で全て補うことはできない。そのために熱分解流動床の加熱を原料の部分燃焼で行うと、生成する熱分解ガスは燃焼排ガスの混入により熱量が低下しガス量が増大するので、以降のガス精製や油化処理が不利になる。
【０００３】
一方、砂を熱媒体として脱塩素と熱分解を行う既存のプロセスとしては、原料をまず高温の砂と一緒にロータリーキルンで脱塩素してから、砂と原料をスクリューコンベアで機械攪拌式熱分解槽に送って熱分解し、次に砂とチャーを流動床に送ってチャーを燃焼させ、ここで加熱した砂の温度を調整してロータリーキルンと機械攪拌式熱分解槽とにそれぞれ戻す方法がある（例えば三菱重工技報Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１参照）。この方式はロータリーキルン、機械攪拌式熱分解槽、流動床、熱交換器、など多種類の装置で構成する繁雑なフローとなるので、各装置間の砂の搬送、運転管理、装置の維持などが繁瑣にならざるを得ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ＰＶＣなどの塩素系プラスチックを含む混合廃プラスチックの油化等用の熱分解において、脱塩素と熱分解をチャー類の燃焼熱で補い得る循環型流動床の装置を提供し、多種類の装置で構成する既存の上記プロセスの繁雑さを解消することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、砂を共通の熱媒体としてそれぞれ脱塩素、熱分解、及び燃焼の各作用を行わせる３つの流動床を円環状に形成すると共に、各流動床の間及び円環中央部に移動層路を設けて、砂が脱塩素流動床から熱分解流動床、燃焼流動床を経て脱塩素流動床に戻る循環と、熱分解流動床から燃焼流動床を経て熱分解流動床に戻る循環の２つの循環を行うように各流動床と移動層路とを連通せしめることにより、燃焼流動床で加熱された砂の適量を脱塩素流動床と熱分解流動床とに分配しそれぞれを所要温度に加熱して原料の脱塩素と熱分解を連続的に行わせることを特徴とする熱分解装置である。
【０００６】
また，請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱分解装置において、砂を燃焼流動床から脱塩素流動床及び熱分解流動床に移送する２つの移動層路に熱交換器を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の熱分解装置において、砂を燃焼流動床から脱塩素流動床及び熱分解流動床に移送する２つの移動層路の出口端に絞り弁を設けて高温砂の配分を調節可能とすることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例の説明図を参照して説明する。図１〜図４は油化プロセスにおける本発明の実施例の説明図で、図１は図２のＰ−Ｐ断面視矢図を、図２は図１のＸ−Ｘ断面図を、図３は図１のＹ−Ｙ断面図を、図４は図１の円弧Ｑ展開図を、それぞれ示す。
【０００９】
図１〜図４に示すように、基本構成は、砂を熱媒体としそれぞれ脱塩素、熱分解、燃焼の役割を果す脱塩素流動床１、熱分解流動床２、燃焼流動床３の３つの流動床を円環状に形成すると共に、各流動床の間に移動層路４、５、６をまた円環中央部に移動層路７を設けてある。各移動層路４、５、６、７をそれぞれ上流側隔壁４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａと、下流側隔壁４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂとにより各流動床と仕切り、各流動床から各移動層路への砂の流入口として移動層路の上流側隔壁の上端面１０の高さを流動床の上面よりＨ低く設定すると共に下流側隔壁の最下部に砂出口１１を設けて幅Ｊを開口することにより、流動床と移動層の比重差が駆動力となって砂は図中の矢印の方向に循環する。すなわち、熱媒体となる砂は各流動床の流動化に伴って図１の矢印に示すように、脱塩素流動床１、移動層路４、熱分解流動床２、移動層路５、燃焼流動床３、移動層路６を経て脱塩素流動床１に戻る第一の循環と、熱分解流動床２、移動層路５、燃焼流動床３、移動層路７を経て熱分解流動床２に戻る第二の循環の、２つの循環を同時に行い得る。さらにこれらの循環過程において、移動層路６、７の下流側隔壁の砂出口１１に設けた絞り弁８、９により開口幅Ｊを縮小して燃焼流動床３から脱塩素流動床１及び熱分解流動床２に供給される高温砂量の配分を調整すると共に、移動層路６、７に水冷式の熱交換器１２、１３を埋設して砂温を調整することにより、脱塩素流動床１及び熱分解流動床２の温度を任意に設定することができる。なお、熱交換器１２、１３の砂との接触は動きの緩慢な移動層内で行われるので管の磨耗は少なく、しかも比較的高い伝熱効率を維持することができる。以上の構成の下に、以下脱塩素と熱分解のプロセスを説明する。
【００１０】
脱塩素流動床１においては、流動化ガスとして水蒸気または熱分解ガスなどの非酸化性ガス３１をガス室４１からガス分散板５１を介して供給して砂を流動化させると共に、燃焼流動床３から移動層路６を経て供給される適量の高温砂で脱塩素流動床１を加熱して流動層温度をＰＶＣの脱塩素温度３００℃付近に維持すると、原料中のＰＶＣの塩素は離脱して塩酸となり、一部の低温分解性プラスチック原料から発生する熱分解ガスを含んで塩酸リッチガス６１となる。このガスを脱塩酸装置１６で洗浄してクリーンな熱分解ガス７１が得られる。図中、１４は原料供給装置、１５は原料中に含まれる金属などの異物排出装置をそれぞれ示す。
【００１１】
熱分解流動床２においては、流動化ガスとして上記同様の非酸化性ガス３２をガス室４２からガス分散板５２を介して供給して砂を流動化させると共に、燃焼流動床３から移動層路７を経て供給される適量の高温砂で熱分解流動床２を加熱して流動床温度を油化の適温４５０℃付近に維持してガス化すれば、油化に適した熱分解ガス６２が得られる。該熱分解ガス６２を前記熱分解ガス７１と合せて周知の油生成装置１７に供給すれば、軽油、灯油、重油などに相当する油を回収することができる。なお、熱分解ガスを油化せずに水素などの低分子ガスとして回収する場合は、熱分解流動床２の温度を７００℃付近に維持するとよい。
【００１２】
燃焼流動床３においては、流動化ガスとして空気３３をガス室４３からガス分散板５３を介して供給して砂を流動化させると共に、熱分解流動床２から移動層路５を介して供給される砂の中のチャー類を燃焼させて砂を昇温させ、前記のように、熱交換器１２、１３で温度調節して脱塩素流動床１と熱分解流動床２にそれぞれ適量を配分する。燃焼排ガス６３から廃熱回収装置１８で回収される水蒸気は、流動化用の非酸化性ガス３１、３２の水蒸気として或いは発電に利用され、燃焼排ガスはさらに排ガス洗浄装置１９で浄化後大気に解放される。尚、油生成装置１７から排出される各種の可燃分残滓は燃焼流動床３に供給して熱利用できることは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１４】
ＰＶＣなどの塩素系プラスチックを含む混合廃プラスチックの熱分解プロセスにおいて、脱塩素と熱分解をチャー類の燃焼熱で補い得る循環型流動床方式を提供することにより、チャーやタールを自己消化して円滑な運転を可能とするのみならず、少量で高熱量・高価値の熱分解ガスが得られるので以降のガス精製や油化処理が有利になり、且つまた、従来のプロセスに比べて装置が著しく簡略化され運転管理や装置の維持が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の説明図で、図２のＰ−Ｐ断面視矢図である。
【図２】本発明の実施例の説明図で、前１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の実施例の説明図で、図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】本発明の実施例の説明図で、図１の円弧Ｑ展開図である。
【符号の説明】
１  脱塩素流動床
２  熱分解流動床
３  燃焼流動床
４、５、６、７  移動層路
４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａ  上流側隔壁
４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ  下流側隔壁
８、９  絞り弁
１０  上流側隔壁の上端面
１１  下流側隔壁の砂出口
１２、１３  熱交換器
１４  原料供給装置
１５  異物排出装置
１６  脱塩酸装置
１７  油生成装置
１８  廃熱回収装置
１９  排ガス洗浄装置
３１，３２  非酸化性ガス
３３  空気
４１，４２，４３  ガス室
５１、５２、５３  ガス分散板
６１  塩酸リッチガス
６２  熱分解ガス
６３  燃焼排ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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