(57)【要約】【課題】廃棄物に含まれるプラスチックを良好に処理しながら、ランニングコストの低減化を図ることができるプラスチック処理システムを提供すること。【解決手段】廃棄物に含まれているプラスチックを処理するためのプラスチック処理システム１において、プラスチックを低分子量化合物に分解させる分解ユニット２０と、分解ユニット２０により分解させた低分子量化合物を低分子量油状物に液化させる冷却ユニット３０と、冷却ユニット３０により液化させた低分子量油状物を燃焼させて発電する発電ユニット４０とを備えたものである。また、発電ユニット４０により得られた電力を、分解ユニット２０におけるプラスチックの加熱源として利用するようにしたものである。更に、低分子量油状物を燃焼させることにより得られた排熱を、分解ユニット２０により分解されるプラスチックの予熱源として利用するようにしたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物に含まれているプラスチックを処理するためのプラスチック処理システムにおいて、
前記プラスチックを低分子量化合物に分解させる分解手段と、
前記分解手段により分解させた低分子量化合物を低分子量油状物に液化させる液化手段と、
前記液化手段により液化させた低分子量油状物を燃焼させて発電する発電手段と
を備えたことを特徴とするプラスチック処理システム。
【請求項２】
前記発電手段により得られた電力を、前記分解手段における前記プラスチックの加熱源として利用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック処理システム。
【請求項３】
前記低分子量油状物を燃焼させることにより得られた排熱を、前記分解手段により分解されるプラスチックの予熱源として利用するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラスチック処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物に含まれているプラスチックを処理するためのプラスチック処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物に含まれているプラスチック（以下、廃プラスチックともいう）は、最終処分場において埋め立て処理されるか、焼却炉で燃焼処理されている。後者の場合の一例を挙げると、廃プラスチックを燃焼させることによる燃焼熱で熱交換器を通じて水蒸気を発生させ、発生した水蒸気を利用してスチームタービンを稼動させることにより発電してエネルギーとして回収することにより行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した廃プラスチックの燃焼処理では、高い発電効率を得るために水蒸気を高温状態にするのが一般的であり、そのため、廃プラスチックの燃焼熱を大きくすることが必要になる。廃プラスチックの燃焼熱を大きくするには、燃焼効率の観点から廃プラスチックの燃焼を連続して行うことが望ましく、そのために多量の廃プラスチックが必要になる。また、燃焼炉の耐熱構造の破損を防止する観点からも廃プラスチックの燃焼を連続して行うことが望ましい。従って、廃プラスチックが少量の場合には、該廃プラスチックを連続して燃焼させることができずに燃焼効率が低下してしまう結果、廃プラスチックの処理のランニングコストの増大を招来する虞れがある。また廃プラスチックを他所より輸送して収集する場合には、輸送コストが要することになり、結果として、廃プラスチックの処理のランニングコストの増大を招来する虞れがある。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みて、廃棄物に含まれるプラスチックを良好に処理しながら、ランニングコストの低減化を図ることができるプラスチック処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るプラスチック処理システムは、廃棄物に含まれているプラスチックを処理するためのプラスチック処理システムにおいて、前記プラスチックを低分子量化合物に分解させる分解手段と、前記分解手段により分解させた低分子量化合物を低分子量油状物に液化させる液化手段と、前記液化手段により液化させた低分子量油状物を燃焼させて発電する発電手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係るプラスチック処理システムは、上記請求項１において、前記発電手段により得られた電力を、前記分解手段における前記プラスチックの加熱源として利用するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項３に係るプラスチック処理システムは、上記請求項１または上記請求項２において、前記低分子量油状物を燃焼させることにより得られた排熱を、前記分解手段により分解されるプラスチックの予熱源として利用するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、分解手段が、廃棄物に含まれているプラスチックを低分子量化合物に分解させ、液化手段が、分解手段により分解させた低分子量化合物を低分子量油状物に液化させ、発電手段が、液化手段により液化させた低分子量油状物を燃焼させて発電するので、該プラスチックをいったん低分子量油状物に変換させて処理している。そのため、必要に応じて低分子量油状物を貯蔵することができる。そのため、処理するプラスチックが少量の場合には、必要量の低分子量油状物が得られるまで発電手段を停止させることができる。従って、廃棄物に含まれているプラスチックを良好に処理しながら、ランニングコストの低減化を図ることができるという効果を奏する。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、発電手段により得られた電力を分解手段におけるプラスチックの加熱源として利用するようにしたので、電力を有効に活用することになり、ランニングコストのさらなる低減化を図ることができるという効果を奏する。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、油状物を燃焼させることにより得られた排熱を分解手段により分解されるプラスチックの予熱源として利用するので、排熱を有効に活用することになり、ランニングコストのさらなる低減化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明のプラスチック処理システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るプラスチック処理システムを模式的に示した説明図である。この図１において、プラスチック処理システム１は、収納庫２に収納されている廃プラスチックを処理するためのものであり、予熱ユニット１０と、分解ユニット（分解手段）２０と、冷却ユニット（液化手段）３０と、発電ユニット（発電手段）４０とを備えて構成してある。
【００１３】
予熱ユニット１０は、収納庫２に収納されている廃プラスチックのうち処理を行うものに対して、該廃プラスチックの表面に付着している水分等を蒸発させるために加熱するものである。これにより、廃プラスチックは脱水処理されることになる。
【００１４】
分解ユニット２０は、予熱ユニット１０で脱水処理された廃プラスチックを低分子量化合物、例えば分子量が３００以下のガス（以下、低分子量ガスともいう）に分解させるものである。このような分解ユニット２０の一例について説明すると、図２に示したように、分解ユニット２０は、反応容器２１と、溶媒タンク２２と、ポンプ２３とを備えて構成してある。反応容器２１は、ヒータ２４を備えている。溶媒タンク２２は、純水を貯留したものである。ポンプ２３は、溶媒タンク２２に貯留してある純水を加圧した状態で反応容器２１の内部に送出するためのものである。
【００１５】
このような構成を有する分解ユニット２０においては、次のようにして廃プラスチックを低分子量ガスに分解させる。まず、所定の大きさに粉砕した廃プラスチックを反応容器２１の内部に投入し、さらに必要であれば金属化合物触媒を反応容器２１の内部に投入する。次に、反応容器２１の内部にポンプ２３を通じて溶媒タンク２２に貯留する純水を圧入する。そして、ヒータ２４を通じて加熱することにより、反応容器２１の内部に温度３００〜５００℃の高温水蒸気雰囲気を形成させる。これにより、廃プラスチックは、反応容器２１の内部において、高温水蒸気により低分子量ガスに分解されることになる。
【００１６】
上記分解ユニット２０においては、分解する廃プラスチックは予め分別されていることが好ましい。廃プラスチックが予め分別されている場合には、反応容器２１の内部における高温水蒸気雰囲気の温度を分解に係る廃プラスチックの組成に基づいて調整することにより、該廃プラスチックは、低分子量ガスに分解されることになる。一方、廃プラスチックが予め分別されていない場合には、反応容器２１の内部における高温水蒸気雰囲気の温度を複数に分けて調整することにより、該廃プラスチックは、各調整温度毎に低分子量ガスに分解されることになる。
【００１７】
ここでは分解ユニット２０の一例として、廃プラスチックに高温水蒸気を接触させて該廃プラスチックを低分子量ガス（低分子量化合物）に分解するものについて説明したが、本発明ではこれに限定されることはなく、例えば、廃プラスチックに例えば５００℃以上の熱風を吹き付けて熱分解するもの、超臨界水や亜臨界水を用いて分解するもの等の周知なものを用いることもできる。
【００１８】
冷却ユニット３０は、分解ユニット２０で分解させた低分子量ガス（低分子量化合物）を冷却して低分子量の油（低分子量油状物）に液化させるものである。このような冷却ユニット３０の一例について説明すると、図３に示したように、冷却ユニット３０は、水冷管３１と回収容器３２とを備えて構成してある。水冷管３１は、上記分解ユニット２０を構成する反応容器２１から排出された低分子量ガスを水冷するものである。これにより、低分子量ガスは、冷却されて低分子量の油になる。つまり、低分子量ガスは液化されることになる。回収容器３２は、水冷管３１で冷却されて得られた低分子量の油を回収するためのものである。この回収容器３２に回収された低分子量の油は、必要に応じて貯蔵庫５０に貯蔵されることになる。
【００１９】
発電ユニット４０は、必要に応じて貯蔵庫５０に貯蔵されている低分子量の油、すなわち冷却ユニット３０で得られた低分子量の油を燃料として燃焼させて発電するものである。このような発電ユニット４０の一例について説明すると、発電ユニット４０は、例えばマイクロガスタービンのような小型のものであり、図４に示したように、圧縮機４１と、燃焼器４２と、発電機４３とを備えて構成してある。圧縮機４１は、吸入した空気を加圧して燃焼器４２に送出するものである。燃焼器４２は、圧縮機４１からの加圧空気を用いて、貯蔵庫５０に貯蔵された低分子量の油を燃焼させて高温・高圧のガスを生成し、かかる高温・高圧のガスでタービンの羽根（動翼）４４を回転させるものである。発電機４３は、タービンの羽根４４の回転により、電力を発生させるものである。この発電機４３で発生した電力は、その大部分がプラスチック処理システム１の構成機器や他の機器の動力源として利用される一方、一部が分解ユニット２０を構成するヒータ２４に供給され、廃プラスチックの加熱源として利用される。また、発電ユニット４０を構成する燃焼器４２において燃料を燃焼させることにより発生した排熱は、排熱回収装置４５を介して予熱ユニット１０に供給され、予熱源として利用される。
【００２０】
以上のような構成を有するプラスチック処理システム１は、予熱ユニット１０を通じて廃プラスチックを脱水処理させた後、分解ユニット２０を通じて廃プラスチックを低分子量ガスに分解させ、その後、冷却ユニット３０を通じて低分子量ガスを冷却して低分子量の油に液化させる。このようにして得られた低分子量の油は、沸点が比較的低いものであり、必要に応じて貯蔵庫５０に貯蔵される。そして、プラスチック処理システム１は、発電ユニット４０を通じて低分子量の油を燃焼させて発電する。つまり、該プラスチック処理システム１では、廃プラスチックは、いったん高品位燃料である低分子量の油に変換されて処理されている。
【００２１】
従って、上記プラスチック処理システム１によれば、廃プラスチックをいったん低分子量の油に変換させているので、必要に応じて貯蔵可能である。そのため、廃プラスチックが少量の場合には、必要量の低分子量の油が得られるまで発電ユニット４０の運転を停止させることができる。また、低分子量の油は、沸点が比較的低いため、発電ユニット４０の起動を比較的短時間で行うことができる。よって、廃プラスチックを良好に処理しながら、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【００２２】
また、上記プラスチック処理システム１によれば、発電ユニット４０で得られた電力の一部を廃プラスチックの加熱源として利用するので、電力を有効に活用することになり、ランニングコストのさらなる低減化を図ることができる。
【００２３】
更に、上記プラスチック処理システム１によれば、発電ユニット４０で得られた排熱を予熱ユニット１０の予熱源として利用するので、排熱を有効に活用することになり、ランニングコストのさらなる低減化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明に係るプラスチック処理システムは、廃棄物に含まれているプラスチックを処理するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラスチック処理システムを模式的に示した説明図である。
【図２】図１に示したプラスチック処理システムを構成する分解ユニットを模式的に示した説明図である。
【図３】図１に示したプラスチック処理システムを構成する冷却ユニットを模式的に示した説明図である。
【図４】図１に示したプラスチック処理システムを構成する発電ユニットを模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１        プラスチック処理システム
２        収納庫
１０      予熱ユニット
２０      分解ユニット
２１      反応容器
２２      溶媒タンク
２３      ポンプ
２４      ヒータ
３０      冷却ユニット
３１      水冷管
３２      回収容器
４０      発電ユニット
４１      圧縮機
４２      燃焼器
４３      発電機
４４      タービンの羽根
４５      排熱回収装置
５０      貯蔵庫
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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