(57)【要約】溶融混合プラスチック廃棄物を加熱して、約３５０℃〜４２５℃の第１温度で熱分解ガス、及び７２２℃〜１４００℃の第２温度で熱分解チャーを製造するように構成された熱分解反応容器を有するプラント。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融混合プラスチック廃棄物を加熱して、
約３５０℃〜４２５℃の第１温度で熱分解ガスを、及び
７２２℃〜１４００℃の第２温度で熱分解スラリー又は熱分解チャーを
製造するように構成された熱分解反応容器を有するプラント。
【請求項２】
第１温度が約３９０℃〜４１０℃である請求項１に記載のプラント。
【請求項３】
第２温度が約１０００℃〜１２００℃である請求項１に記載のプラント。
【請求項４】
熱分解反応容器は、第１温度で溶融混合プラスチック廃棄物を攪拌するようにさらに構成されている請求項１に記載のプラント。
【請求項５】
熱分解反応容器は、熱分解反応容器内の溶融混合プラスチック廃棄物の重量パーセント損失を測定するように構成されたロードセル上に設けられている請求項１に記載のプラント。
【請求項６】
熱分解反応容器は、第２温度まで耐熱性である特殊合金からできている請求項１に記載のプラント。
【請求項７】
熱分解反応容器を、誘導加熱、ガスバーナー加熱、又はそれらの組合せによって加熱する請求項１に記載のプラント。
【請求項８】
熱分解反応容器から熱分解ガスを受け取り、熱分解ガスを約１５０℃〜２５０℃の第３温度に冷却し凝縮させて熱分解凝縮物を生成させるように構成された凝縮器をさらに含む請求項１に記載のプラント。
【請求項９】
第３温度が約１８０℃〜約２００℃である請求項８に記載のプラント。
【請求項１０】
凝縮器から熱分解凝縮物を受け取り、熱分解凝縮物を混合して熱分解凝縮物の均質な混合物を製造するように構成されたバッファタンクをさらに含む請求項８に記載のプラント。
【請求項１１】
バッファタンクは、第３温度に熱分解凝縮物の均一な混合物を保持するようにさらに構成されている請求項１０に記載のプラント。
【請求項１２】
混合プラスチック廃棄物供給原料を約２８０℃〜約３２０℃の初期温度に押し出して加熱して、熱分解反応容器に供給できる溶融プラスチック廃棄物を形成するように構成された加熱された押出機をさらに含む請求項１に記載のプラント。
【請求項１３】
溶融プラスチック廃棄物の初期温度が約３００℃である請求項１２に記載のプラント。
【請求項１４】
熱分解反応容器から熱分解スラリー又は熱分解チャーを受け取り、熱分解スラリー又は熱分解チャーを第２温度で加熱乾燥させるように構成された流動床ヒーターをさらに含む請求項１に記載のプラント。
【請求項１５】
バッファタンクの出口から直列に接続されたノックアウトドラムとスクラバーとを備えており、熱分解凝縮物から非凝縮性熱分解ガスを分離するように構成されている請求項１０に記載のプラント。
【請求項１６】
スクラバーから非凝縮性熱分解ガスを受け取り、熱分解反応容器及びバッファタンクの一方又は両方を加熱するために、非凝縮性熱分解ガスを燃焼させるように構成されるヒーターをさらに含む請求項１５に記載のプラント。
【請求項１７】
バッファタンクにおける熱分解凝縮物の均質な混合物を分析して、熱分解凝縮物の均質な混合物の下流処理を選択的に決定して、選択的に燃料生成物を生成するように構成された凝縮物分析器をさらに含む請求項１０に記載のプラント。
【請求項１８】
バッファタンクから熱分解凝縮物の均一な混合物を選択的に受け取り、分析に基づいて、熱分解凝縮物の均質な混合物を選択的に処理して、燃料生成物を生成するように構成された下流処理装置をさらに含む請求項１７に記載のプラント。
【請求項１９】
下流処理装置を、凝縮器、精留塔、蒸留塔、及びこれらの組み合わせから選択する請求項１８に記載のプラント。
【請求項２０】
燃料生成物を、合成ガス、原油、ディーゼル油、バンカー燃料、軽質燃料画分、及びそれらの組み合わせから選択する請求項１８に記載のプラント。
【請求項２１】
溶融混合プラスチック廃棄物を熱分解反応容器内で加熱して、
約３５０℃〜約４２５℃の第１温度で熱分解ガスを、及び
約７２２℃〜約１４００℃の第２温度で熱分解スラリー又は熱分解チャーを
製造する方法。
【請求項２２】
第１温度が約３９０℃〜約４１０℃である請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第２温度が約１０００℃〜約１２００℃である請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
溶融混合プラスチック廃棄物を第１温度で攪拌することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
熱分解反応容器内にある溶融混合プラスチック廃棄物、熱分解スラリー及び熱分解チャーの１つ以上を秤量することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
誘導加熱、ガス加熱、又はそれらの組合せにより熱分解反応容器を加熱することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
熱分解ガスを約１５０℃〜約２５０℃の第３温度に冷却し凝縮させて熱分解凝縮物を生成することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
第３温度が約１８０℃〜約２００℃である請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
熱分解凝縮物をバッファタンク内で混合して、その均質な混合物を形成することをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
第３温度で熱分解凝縮物の均一な混合物を維持する請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
混合プラスチック廃棄物供給原料を約２８０℃〜約３２０℃の初期温度に押し出して加熱して、熱分解反応容器内に供給できる溶融プラスチック廃棄物を形成することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
初期温度が約３００℃である請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
熱分解反応容器又は流動床ヒーター内で第２温度で熱分解スラリー又は熱分解チャーを加熱及び乾燥することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
溶融混合プラスチック廃棄物が約７０％を超える重量百分率で熱分解されたときに、熱分解反応容器から流動床ヒーターへ熱分解スラリー又は熱分解チャーを移送することをさらに含む請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
重量百分率が約８０％である請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
熱分解凝縮物から非凝縮性熱分解ガスを分離することをさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３７】
非凝縮性熱分解ガスを燃焼させて、熱分解反応容器及びバッファタンクの一方又は両方を加熱することをさらに含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
バッファタンク内の熱分解凝縮物の均質な混合物を分析して、熱分解凝縮物の均質な混合物の下流分別を決定して、選択的に燃料生成物を生成することをさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３９】
分析に基づいて、熱分解凝縮物の均質な混合物を選択的に下流処理して、燃料生成物を選択的に生成することをさらに含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
下流処理を、凝縮、精留、蒸留、及びそれらの組み合わせから選択する請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
燃料生成物を、合成ガス、原油、ディーゼル油、バンカー燃料、軽質燃料画分、及びそれらの組み合わせから選択する請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
請求項１に記載のプラント又は請求項２１に記載の方法によって製造された燃料生成物。
【請求項４３】
燃料生成物を、合成ガス、原油、ディーゼル油、バンカー燃料、軽質燃料画分、及びそれらの組み合わせから選択する請求項４２に記載の燃料生成物。
【請求項４４】
請求項１に記載のプラント又は請求項２１に記載の方法を用いて、海洋で混合プラスチック廃棄物を熱分解または処理することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合プラスチック廃棄物の熱分解のためのプラント及び関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱分解プラント及び方法を使用して、混合プラスチック廃棄物原料を、熱分解ガス、熱分解凝縮物、非凝縮性熱分解ガス、熱分解スラリー、及び熱分解チャーを含む熱分解生成物に変換することができる。熱分解凝縮物は、合成ガス、原油及びディーゼル油を含む燃料生成物に分画することができる、
【０００３】
既存の熱分解プラント及び方法には様々な欠点がある。均一で高品質の燃料製品の製造は、混合プラスチック廃棄物供給原料の品質の変動によって及び熱分解凝縮物の組成における結果的な変動によって、ならびにプロセス温度、気体及び液体熱分解生成物の体積及び流量の乱れによって、複雑になる可能性がある。均一で高品質の燃料製品の品質及び収率は、埋立ゴミとしての環境にリサイクル可能な不活性炭素チャーを残す残留炭化水素の完全な回収を妨げる熱分解チャーの形成及び組成の変動によってさらに複雑になり得る。
【０００４】
この状況では、改良された熱分解プラント及び方法の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明によれば、溶融混合プラスチック廃棄物を加熱して、
約３５０℃〜約４２５℃の第１温度で熱分解ガスを、及び
約７２２℃〜約１４００℃の第２温度で熱分解チャーを
製造するように構成された熱分解反応容器を有するプラントが提供される。
【０００６】
第１温度は約３９０℃〜約４１０℃であってもよい。
【０００７】
第２温度は約１０００℃〜約１２００℃であってもよい。
【０００８】
熱分解反応容器は、第１温度で溶融混合プラスチック廃棄物を攪拌するようにさらに構成されてもよい。
【０００９】
熱分解反応容器は、熱分解反応容器内の溶融混合プラスチック廃棄物の重量パーセント損失を測定するように構成されたロードセル上に設けることができる。
【００１０】
熱分解反応容器は、第２温度まで耐熱性である特殊合金からできていることができる。
【００１１】
熱分解反応容器は、誘導加熱、ガスバーナー加熱、又はそれらの組合せによって加熱することができる。
【００１２】
プラントは、混合プラスチック廃棄物供給原料を約２８０℃〜約３２０℃の初期温度に押し出して加熱して、熱分解反応容器に供給できる溶融プラスチック廃棄物を形成するように構成された加熱された押出機をさらに含むことができる。
【００１３】
溶融プラスチック廃棄物の初期温度は、約３００℃とすることができる。
【００１４】
プラントは、熱分解反応容器から熱分解ガスを受け取り、熱分解ガスを約１５０℃〜約２５０℃の第３温度に冷却し凝縮させて熱分解凝縮物を生成させるように構成された凝縮器をさらに含むことができる。
【００１５】
第３温度は、約１８０℃〜約２００℃であってもよい。
【００１６】
プラントは、凝縮器から熱分解凝縮物を受け取り、熱分解凝縮物を混合してその均質な混合物を製造するように構成されたバッファタンクをさらに含むことができる。
【００１７】
バッファタンクは、第３温度で熱分解凝縮物の均一な混合物を維持するようにさらに構成されてもよい。
【００１８】
プラントは、熱分解反応容器から熱分解スラリー又は熱分解チャーを受け取り、熱分解スラリー又は熱分解チャーを第２温度で加熱乾燥させるように構成された流動床ヒーターをさらに含むことができる。
【００１９】
プラントは、熱分解凝縮物から非凝縮性熱分解ガスを分離するように、バッファタンクの出口から直列に接続されたノックアウトドラムとスクラバーとをさらに備えていてよい。
【００２０】
プラントは、スクラバーから非凝縮性熱分解ガスを受け取り、熱分解反応容器及びバッファタンクの一方又は両方を加熱するために、非凝縮性熱分解ガスを燃焼させるように構成されるヒーターをさらに含むことができる。
【００２１】
プラントは、バッファタンクにおける熱分解凝縮物の均質な混合物を分析して、熱分解凝縮物の均質な混合物の下流処理を選択的に決定して、選択的に燃料生成物を生成するように構成された凝縮物分析器をさらに含むことができる。
【００２２】
プラントは、バッファタンクから熱分解凝縮物の均一な混合物を選択的に受け取り、分析に基づいて、熱分解凝縮物の均質な混合物を選択的に処理して、燃料生成物を生成するように構成された下流処理装置をさらに含んでよい。
【００２３】
下流処理装置は、凝縮器、分別器（精留塔）、蒸留塔、及びこれらの組み合わせから選択することができる。
【００２４】
燃料生成物は、合成ガス、原油、ディーゼル油、バンカー燃料（バンカー重油）、軽質燃料画分、及びそれらの組み合わせから選択することができる。
【００２５】
本発明は、溶融混合プラスチック廃棄物を熱分解反応容器内で加熱して、
約３５０℃〜約４２５℃の第１温度で熱分解ガスを、及び
約７２２℃〜約１４００℃の第２温度で熱分解スラリー又は熱分解チャーを製造する方法をも提供する。
【００２６】
第１温度は約３９０℃〜約４１０℃であってもよい。
【００２７】
第２温度は約１０００℃〜約１２００℃であってもよい。
【００２８】
本方法は、溶融混合プラスチック廃棄物を第１温度で攪拌することをさらに含むことができる。
【００２９】
本方法は、熱分解反応容器内にある溶融混合プラスチック廃棄物、熱分解スラリー及び熱分解チャーの１つ以上を秤量することをさらに含むことができる。
【００３０】
本方法は、誘導加熱、ガスバーナー加熱、又はそれらの組合せにより熱分解反応容器を加熱することをさらに含むことができる。
【００３１】
本方法は、熱分解ガスを約１５０℃〜約２５０℃の第３温度に冷却し凝縮させて熱分解凝縮物を生成することをさらに含むことができる。
【００３２】
第３温度は、約１８０℃〜約２００℃であってもよい。
【００３３】
本方法は、熱分解凝縮物をバッファタンク内で混合して、その均質な混合物を形成することをさらに含むことができる。
【００３４】
本方法は、第３温度で熱分解凝縮物の均一な混合物を維持することをさらに含むことができる。
【００３５】
本方法は、混合プラスチック廃棄物供給原料を約２８０℃〜約３２０℃の初期温度に押し出して加熱して、熱分解反応容器内に供給できる溶融プラスチック廃棄物を形成することをさらに含むことができる。
【００３６】
溶融プラスチック廃棄物の初期温度は約３００℃とすることができる。
【００３７】
本方法は、熱分解反応容器又は流動床ヒーター内で第２温度で熱分解スラリー又は熱分解チャーを加熱及び乾燥することをさらに含むことができる。
【００３８】
本方法は、溶融混合プラスチック廃棄物が約７０％を超える重量百分率で熱分解されたときに、熱分解反応容器から流動床ヒーターへ熱分解スラリー又は熱分解チャーを移送することをさらに含むことができる。
【００３９】
重量百分率は約８０％であってもよい。
【００４０】
本方法は、熱分解凝縮物から非凝縮性熱分解ガスを分離することをさらに含むことができる。
【００４１】
本方法は、非凝縮性熱分解ガスを燃焼させて、熱分解反応容器及びバッファタンクの一方又は両方を加熱することをさらに含むことができる。
【００４２】
本方法は、バッファタンク内の熱分解凝縮物の均質な混合物を分析して、熱分解凝縮物の均質な混合物の分別を選択的に決定して、選択的に燃料生成物を生成することをさらに含むことができる。
【００４３】
本方法は、分析に基づいて、熱分解凝縮物の均質な混合物を選択的に下流処理して、燃料生成物を選択的に生成することをさらに含むことができる。
【００４４】
下流処理は、凝縮、精留、蒸留、及びそれらの組み合わせから選択することができる。
【００４５】
燃料生成物は、合成ガス、原油、ディーゼル油、バンカー燃料、軽質燃料画分、及びそれらの組み合わせから選択することができる。
【００４６】
本発明は、さらに、上述のプラント又は方法によって製造された場合に、上述した燃料生成物を提供する。
【００４７】
本発明は、さらに、前記プラント又は前記方法を海上容器に使用して、海で混合プラスチック廃棄物を熱分解又は処理することを含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を例として説明する。   
【図１】図１は、本発明の一実施形態による混合プラスチック廃棄物の熱分解のためのプラント及び方法の概略図である。
【図２】図２は、図１のプラント及び方法によって製造された熱分解生成物の必要に応じた下流処理の概略図である
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図面を参照すると、本発明による混合プラスチック廃棄物の熱分解のためのプラント及び方法は、ライン３を介して熱分解反応容器（又はチャンバ）４に接続された加熱スクリュー押出機２の上方に配置されている、ロードセル（図示せず）から懸架されたホッパ１を備えることができる。生の（未処理の）混合プラスチック廃棄物原料の初期投入量を、加熱スクリュー押出機２に供給する前に、ホッパ１内で秤量するようにしてもよい。生の（未処理の）混合プラスチック廃棄物原料は、非特定形状及び非特定組成の廃プラスチック材料のいずれか及び全ての混合物を含むことができる。誘導金属検出器のような金属検出器（図示せず）、を、加熱スクリュー押出機２の上流に設けて、生の混合プラスチック廃棄物に混入する可能性のある鉄及び非鉄金属を検出するようにしてもよい。加熱スクリュー押出機２は、ブレーカープレート（図示せず）を備えていてもよい。混合プラスチック廃棄物は、金属、バイオマス又は有機廃棄物と混合されたＨＤＰＥ、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのような廃プラスチックの混合物を含むことができる。混合プラスチック廃棄物を加熱スクリュー押出機２で加熱して、ライン３を介して流動する溶融混合プラスチック廃棄物を熱分解反応容器４の上部に形成することができる。
【００５０】
加熱スクリュー押出機２は、混合プラスチック廃棄物供給原料を約２８０℃〜約３２０℃の初期温度に押し出して加熱して、溶融プラスチック廃棄物を形成するように構成することができる。その後、溶融プラスチック廃棄物を、熱分解反応容器４に供給することができる。溶融プラスチック廃棄物の初期温度は、例えば、約３００℃とすることができる。
【００５１】
蒸気バリア５０を設けて、プラント及び方法の安全領域を隔離することができる。安全領域において、生の混合プラスチック廃棄物を貯蔵することができ、生の混合プラスチック廃棄物から溶融プラスチック廃棄物への転化を、熱分解ガス又は蒸気の一時的な排出を含むことができる危険領域からの処理のために準備できる。安全領域は、危険な定格を必要とせずに、オペレータ及び標準機器の位置決めを可能にすることができる。
【００５２】
熱分解反応容器４は、ロードセル（図示せず）の上に設けることができ、熱分解反応容器４に供給された溶融混合プラスチック廃棄物を秤量できる。これにより、方法及びその効率を監視し、質量基準で制御することができる。熱分解反応容器４のロードセルが、所望の量の溶融混合プラスチック廃棄物が添加されたことを示すと、スクリュー押出機２を停止させるようにしてもよい。ライン３内の溶融混合プラスチック廃棄物は、プロセスシールとして機能でき、熱分解生成物の逆流や酸素の侵入を防止できる。
【００５３】
溶融混合プラスチック廃棄物を熱分解反応容器４に導入し、方法を開始する前に、不活性ガスを使用して、周囲温度でいずれかの酸素の反応器をパージすることができる。次いで、熱分解反応容器４内の蒸気空間の温度を約３５０℃の温度に上昇させることができる。熱分解反応容器４内の溶融混合プラスチック廃棄物を、約３９０℃〜約４１０℃の維持温度で均一に加熱及び攪拌することができる。これは、粘土又はボーキサイトのような添加触媒の存在下で行うことができる。
【００５４】
熱分解反応容器４は、溶融混合プラスチック廃棄物を加熱して、約３５０℃〜約４２５℃の第１温度で熱分解ガス、及び約７２２℃〜約１４００℃の第２温度で熱分解スラリー又は熱分解チャーを生成するように構成することができる。第１温度は、約３９０℃〜約４１０℃とすることができ、第２温度は約１０００℃〜約１２００℃とすることができる。熱分解反応容器４は、反応器構造を分解することなく、第２温度まで耐熱性であってよい高温特殊合金から作ることができる。好適な高温特殊合金の非限定的な例は、Ｍａｎｏｉｒから商標名Ｍａｎａｕｒｉｔｅの下で市販されている合金、及びＫｕｂｏｔａ、Ｓｃｈｍｉｄｔ及びＣｌｅｍｅｎｓから市販されている合金、例えばＰｏｗｅｒａｌｌｏｙなどから選択することができる。熱分解反応容器４は、例えば、高温特殊合金の静的鋳造として形成することができる。
【００５５】
約７２１℃未満の温度に限定された高温ステンレス鋼から製造された従来の熱分解反応容器よりも、より高い温度に熱分解反応容器４及びその内容物を上昇させる能力に原因して、熱分解チャーを生成する方法を容易にしかつ向上させることができる。
【００５６】
再び図１を参照すると、熱分解反応容器４からの出口５を第１凝縮器６に接続することができる。熱分解ガス及び蒸気生成物は、凝縮器６を通って搬送され、バッファ（又は破断）タンク８に貯められる前に、約１８０℃に冷却され得る。所定の質量分率が残存するまで熱分解反応容器４を加熱し続けるようにしてもよく、その時点で、熱分解チャー及び熱分解スラリーをポンプ排出することができる。第１凝縮器６からの出口７は、バッファタンク８に接続されてもよい。
【００５７】
混合プラスチック廃棄物原料としては、ＨＤＰＥ、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳ等の組成が異なるので、熱分解ガス、凝縮物及び凝縮蒸気は、変化する収率の炭化水素液体を生成するように改質することができ、得られる液体の流量も変化することができる。バッファタンク８は、約１８０℃〜約２００℃で熱分解凝縮物の即時生産を収容するための高温貯蔵設備として機能することができる。熱分解生成物が均一な状態に維持され、下流の分離処理の前にその炭化水素特性について分析されるように、滞留時間を提供することができる、
【００５８】
熱分解反応容器４は、熱分解反応容器４から熱分解ガスを受け取り、熱分解ガスを約１５０℃〜約２５０℃の第３温度に冷却し凝縮させて熱分解凝縮物を生成させるように構成することができる凝縮器６にパイプ５によって接続することができる。第３温度は、約１８０℃〜約２００℃とすることができる。高温油（図示せず）のジャケットにより第３温度にパイプ５を保持し、望ましくない反応を防止する。熱分解方法中に発生する熱分解ガス及び蒸気は、隣接するパイプ５を介して近接して配置された凝縮器６に逃げることができる。凝縮器６は、熱分解ガス及び蒸気の温度を約１８０℃〜約２００℃に低下させ、それが出るときに液体を形成することができる。凝縮の性能を補助するために冷却水を使用することができる。熱分解反応容器４の内容物は、ロードセルによって監視することができ、生成物の質量とガス及び／又は液体の流れとの比較によって熱分解反応を分析することができる。周囲条件（例えば、温度、湿度及び圧力）は、質量バランスに影響を与え、ロードセル及び／又は質量計算に対して調整を行うことができる。熱分解反応容器の出口５を凝縮器６に接続するパイプ構築物５を熱トレースして、マスフローを維持するように制御してもよい。
【００５９】
凝縮器６は、凝縮器６から熱分解凝縮物を受け取り、熱分解凝縮物を混合してその均質な混合物を製造するように構成されたバッファタンク８にパイプ７によって接続されてもよい。バッファタンク８は、第３温度で熱分解凝縮物の均一な混合物を維持するようにさらに構成することができる。例えば、バッファタンク８は、加熱コイルを有し、熱的に絶縁されていてもよい。熱分解反応容器４及びバッファタンク８は、内部に熱を伝達するのを助ける内部攪拌機を含むことができる。連続的に撹拌されているバッファタンク８は、分析のために約１８０℃〜約２００℃で熱分解生成物を貯蔵することができる。この分析は、蒸留、分離、添加剤注入、混合、及びそれらの組合せのような下流処理を決定するために使用することができる。バッファタンク８は、熱分解生成物の体積及び組成の変動を有利に緩衝することができる。これにより、化学分析を行うことができ、分析結果に基づいて蒸留塔の構成及び運転が行うことができる。
【００６０】
バッファタンク８の上部は、出口９を介して第１ノックアウトドラム１０に接続することができる。第１ノックアウトドラム１０からの出口１１は、スクラバー１２に接続することができる。凝縮器６及びノックアウトドラム１０が、方法内で使用するための非凝縮性熱分解ガスを分離し、熱分解液体をバッファタンク８に戻すように、存在することができる。熱分解蒸気が、大気中に侵入することを防止でき、さらに凝縮して持越の蒸気を捕捉するノックアウトドラム１０への接続によって熱分解蒸気を捕捉できる。ノックアウトドラム１０は、制御されたレベルの冷却水とバッフル板によって部分的に充填され、いずれかの炭化水素生成物を分離することができる。界面は、補給水のみで監視制御することができる。ノックアウトドラム１０の出口は、スクラバー１２に向けられて、ガスをさらに処理することができる。スクラバー１２は、方法にリサイクルされる前に、最適燃焼のためにガスを処理することができる。
【００６１】
非凝縮性熱分解ガスを回収して、方法を行うプラント機器を加熱するために使用することができる。スクラバー１２は、燃焼のために、非凝縮性熱分解生成物を洗浄するように設置することができる。加熱された熱油を、例えば、プラント及び方法を必要とする電気エネルギーの代わりに使用することができ、加熱されたスクリュー押出機２の周囲において、バッファタンク８内の温度、方法ライン、ジャケット及びパイプ等の熱トレーシングが保持される。
【００６２】
スクラバー１２からの出口１３は、熱分解反応容器４の下部に取り付けることができるガスバーナー１４に接続することができる。加えて又は代替的に、熱分解反応容器４の下部は、誘導加熱素子（図示せず）によって加熱することができる。誘導加熱の使用は、熱分解ガス及び蒸気の温度及び一貫した生産をより効率的かつ正確に制御することができる。これはまた、危険領域内の裸火を排除することができ、製造中のパルスの減少をもたらす可能性がある。熱分解反応容器４は、少なくとも部分的に誘導加熱することができるので、バーナー燃料に先行して使用された合成ガスは、その代わりに、熱分解プラントに電力を供給するために使用される発電システムに向きを代えてもよい。合成ガスの発熱量は、天然ガスよりも潜在的に大きくすることができ、設備を運転するためのエネルギー要件の一部として使用することができる。技術的に有利であることとは別に、方法によって生成された過剰なガスのこの再利用は、プラントの長期経済性を最適化することができる。
【００６３】
熱分解反応容器４の下部は、ポンプ１５及びライン１６によって流動床ヒーター１７に接続することができる。熱分解反応容器４のロードセルは、熱分解反応容器４内の溶融混合プラスチック廃棄物、熱分解スラリー及び熱分解チャーの１つ以上を秤量することができる。これにより、方法及びその効率を監視し、質量基準で制御することができる。例えば、溶融混合プラスチック廃棄物の約７０％を超える重量百分率が熱分解されたときに、熱分解スラリー又は熱分解チャーを熱分解反応容器４から流動床ヒーター１７に移送又はポンプ輸送できる。重量百分率は、例えば約８０％であってもよい。ポンプ１５の作動の引き金とするために使用される重量百分率は、混合プラスチック廃棄物供給原料の変動に基づいて変化させることができる。
【００６４】
熱分解反応容器４の内容物が非生産的になると、熱分解反応容器４を空にするポンプ１５を作動させることができ、その内容物をチャー及びガスの製造のためにスラリー状態で移送することができる。熱分解スラリーは、熱制御ライン１６を介して流動床ヒーター１７に移送することができる。流動床ヒーター１７は、スラリー生成物を、全ての痕跡量の炭化水素を除去するのに十分であり得て、全てのエネルギーを遮断することができる不活性チャーを生成するのに十分であり得て、環境やプラント従事者にリスクを与えないようにできる１０００℃付近〜１４００℃付近の温度に加熱することができる。この追加の高温処理は、熱分解チャーから不純物及び生物学的汚染物質を減少又は除去することを可能にする。ターンスタイル型チャー排出システム（図示せず）は、いずれかの固形物を破壊するように適合され、負圧を介して熱分解反応容器４の排気を可能にすることができる。不活性チャーは、ランド充填物として配置することができる。チャーを完全に乾燥させることにおいて、全てのエネルギーが他の場所で使用される材料から駆動されるだけでなく、得られる材料が不活性であってよい。
【００６５】
流動床ヒーター１７は、各熱分解サイクルの完了時に、バッチ様式でチャースラリーを受け入れることができ、チャースラリーを乾燥させ、いずれかの残りの炭化水素を除去する。このプラント装置において使用される温度は、熱分解反応容器４内の温度を超えて延長でき、その結果、完全なチャー乾燥及び結果の不活性チャー生成物が得られる。流動床に誘導された炭化水素については、その発熱量を収穫することができ、その発熱量は、プラント内で利用することができる。戻りライン流動床ヒーター１７は、チャーを生成しながら、液体生成物を気体状態に戻すことを可能にすることができる。熱分解反応容器４への戻りラインは、生の生成物タイプ及び組成に基づいて熱分解反応を増強する能力を提供することができ、熱分解生成工程でループを閉じることができるように構成されている。各チャー乾燥工程の完了時に、不活性状態のチャーを除去することができる。不活性チャーを貯蔵容器に移しながら安全な温度に冷却するためにチャー取出システム５１を設けることができる。このチャー取出システム５１は、オペレータが遠隔的に選択的に作動させることができる。
【００６６】
流動床ヒーター１７からの出口１８を、出口２０を介して第２ノックアウトドラム２１に接続可能な第２凝縮器１９に接続することができる。第２ノックアウトドラム２１からの出口２２は、スクラバー１２に供給する出口１１に接続することができる。第１分岐２３は、スクラバー１２の出口１３から流動床ヒーター１７に接続することができる。
【００６７】
第２分岐２４は、ブロワー２５を介してスクラバー１２の出口１３から熱酸化油ヒーター２６に接続されていてもよい。ブロワー２５は、方法の重要な態様であってもよい一貫した上流方法圧力及び流れを維持するように制御することができる。この点での方法は、プロセスガス及び在庫の上流の移送を最大にするために、制御された流量及び圧力値に維持されてもよい。熱油システムは、熱酸化油ヒーター２６に一体化することができ、全てのプラント加熱回路に組み込んで、固形物の堆積を防止することができる。加えて、高温油システムは、加熱供給を提供することができ、高温での段落［００５６］〜［００５９］に記載されている上記の全てのパイプ構築物を維持し、熱分解生成物の望ましくない再形成を防止する。さらに、全ての移送ポンプを熱トレースしてよく、熱的に絶縁して閉塞を防止することができる。発熱及び過剰ガス（合成ガス）を、再使用目的のためにガスを方法に戻すことができる。オイルヒーター２６内のプロセスガスを燃焼させることにより、全体的なプロセスエネルギー効率を向上させることができる。この加熱された油を容器の加熱及びジャケットの熱追跡に使用することができ、より高価かつより非効率的な電気熱トレーシングを不要にする。プラントの加熱は、熱を鉱油に移し、次いで鉱油を熱交換器及び痕跡チューブなどのプラント及び方法内の加熱要素に約２５０℃の最高温度で循環させることにより行うことができる。電気熱トレーシング及び一般的な電気加熱は、プラントが休止状態又は予備始動段階にある間に、高温油の代替として含まれてもよい。熱酸化油ヒーター２６は、吸熱性と発熱性ガスの両方を配置することができ、同時に、プラントの加熱及び追跡のために熱油を加熱することができる。ＬＰＧ供給容器２７は、ライン２８を介して第２分岐２４に接続され、第２分岐２４は、ブロワー２５を大気に排気する熱酸化油ヒーター２６に供給する。ライン２９は、ＬＰＧ供給容器２７をバーナー１４に供給する出口１３に接続することができる。
【００６８】
凝縮物分析器（図示せず）は、バッファタンク８の内容物を分析して、内容物の下流処理を決定するように構成することができる。分析器は、バッファタンク８内の熱分解凝縮物の均質な混合物を分析して、熱分解凝縮物の均質な混合物の適切な下流処理を決定して、燃料生成物を生成するように構成され得るソフトウェアでプログラムされたプロセッサに接続されたセンサを含むことができる。
【００６９】
バッファタンク８は、同時かつ多重処理が可能である。パルス化又は変動する生産速度の結果として不安定である上流反応は、最適な生産パラメータを決定しようとするときに望ましくない可能性がある。流れ、圧力及び温度の変動は、通常、制御するのに困難又は複雑になり得る。バッファタンク８内の均質に混合された生成物は分析され、原料供給物と比較され得る。これにより、下流処理パラメータ及び生成物選択ストリームを、より経済的な利益をもって効率的に決定することができる。生成物の改良又は混合は、別の場所で行うことができるか、あるいは、遠隔的に配置することができる蒸留プロセスの中で使用することができる。
【００７０】
図２を参照すると、バッファタンク８の内容物の分析に応じて、バッファタンク８からの出口は、必要に応じて、バルブによって接続され、ポンプ３１を介して蒸留塔３２に接続されてもよい。バッファタンク８は、蒸留塔３２のような分離装置への一貫した流れを作成することを可能にし得て、その結果、より制御可能な方法をもたらす。方法は、Ｃ１０−Ｃ２０炭素鎖の生成を標的とする炭化水素の効率的な分離方法を与えるために、蒸留塔３２における最適温度の設定を可能にすることができ、また、燃料製造の外のより広い生成物範囲に選択肢を与えることができる。バッファタンク８の内容物を分析すると、生成物を一貫した所定の流量で蒸留塔３２にポンプ輸送できる。蒸留塔３２は、ディーゼル燃料生成物を優先最終生成物として分離することができる。
【００７１】
ディーゼル燃料は、ポンプ３３によって蒸留塔３２の下部からディーゼル燃料貯蔵庫３４にポンプ輸送されてもよく、ディーゼル燃料貯蔵庫３４は、ポンプ３５を介して大量貯蔵庫に接続されてもよい。ポンプ３３の出口からの分岐は、蒸留塔３２の下部にフィードバックするリボイラー４８に接続されてもよい。ディーゼル燃料生成物は、分析のために中間貯蔵設備にポンプで供給されてもよい。ディーゼル中間貯蔵タンクは、生産仕様を維持するために品質を監視することができる。ディーゼル油は、結合された貯蔵施設に排出されてもよく、又は粗生成物中にブレンドされてもよい。
【００７２】
蒸留塔３２の上部を軽質燃料熱交換器３６を介して軽質燃料バッフルタンク３７に接続することができる。軽質燃料バッフルタンク３７からの廃ガスを、ライン４９を介して熱油ヒーターに供給することができる。軽質燃料又は軽質燃料画分は、ポンプ３８を介して軽質燃料貯蔵タンク３９に供給されてもよく、軽質燃料はまた、ライン４０を介してポンプ３８によって蒸留塔３２へ還流され、蒸留塔３２における還流として使用されてもよい。
【００７３】
バッファタンク８からの出口は、必要に応じて、バルブによってポンプ４５に接続されて、バッファタンク８からライン４７を介して熱分解反応容器４にガスを供給する。バッファタンク８からのガスを、ライン４７からの分岐４６を介して流動床ヒーター１７に供給するようにしてもよい。
【００７４】
バッファタンク８からの出口は、必要に応じて、バルブによってポンプ４１にさらに接続されて、粗燃料生成物を粗生成物貯蔵庫４２に供給することができる。粗生成物貯蔵庫４２からの生産物を、ポンプ４３を介して粗生成物排出物又は海洋燃料貯蔵庫４４に供給することができる。プラントを海上容器（図示せず）に必要に応じて設置することができ、海洋燃料貯蔵庫４４は、海上容器の海洋燃料供給部に接続されてもよい。
【００７５】
本方法は、定置式又は移動式設備に適していてよい。例えば、プラント及び方法は、携帯型であってもよいし、海洋からトロールされた混合プラスチック廃棄物によって燃料供給してよい船舶上に配置されていてもよい。従って、方法及びプラントは、船舶に燃料を供給しながら廃棄物処理活動が行われる船舶において、船舶システムで使用することができ、これにより、港における燃料補給コスト及び時間を削減又は消滅することができる。ガス及び軽質燃料の製造は、最終的な生成物処理流れの一部を形成することもできる。
【００７６】
粗生成物及び/又は生の生成物は、船舶又はバンカー燃料として使用するための配合及び処理のために製造することができる。粗/生の生成物は、中間貯蔵タンクで処理することができ、海洋燃料として使用するために準備することができる。内容物は、貯蔵又は処理のために陸地設備に排出されてもよい。プラントが船舶上に配置されている場合、そのままの生成物又はブレンドされた生成物を、海洋上配合システムに排出することができる。海洋上配合タンクは、船舶用燃料として使用するための所定の割合のディーゼル及び生の生成物を受け入れることができる。中間貯蔵タンクからの原料は、追加の発電又は加熱のためのガス化プロセスの一部として使用することができる。
【００７７】
本発明の実施形態は、混合プラスチック廃棄物供給原料を有用な熱分解生成物に効率的に変換するのに有用な熱分解プラント及び方法を提供する。有用な熱分解生成物は、合成ガス、不活性チャー及び燃料生成物、例えば、原油、ディーゼル油、バンカー燃料、軽質燃料画分、及びそれらの組み合わせを含む。
【００７８】
本明細書の目的のために、「含む」という用語は、「限定されるものではなく、包含し」を意味し、及び「含んでおり」は、同様の意味を有する。
【００７９】
上記の実施形態は、例のみとして記載されたものであり、特許請求の範囲内で変更が可能である。
【図１】
2019524913.tif 000003
【図２】
2019524913.tif 000004
【国際調査報告】
2019524913.tif 000005
2019524913.tif 000006
2019524913.tif 000007