(57)【要約】【課題】廃プラスチックの熱分解処理装置および廃プラスチック油化システムにおいて、熱分解槽にコーキングが発生しても、廃プラスチックの攪拌と熱分解とを安定して続けることができるようにする。【解決手段】熱分解処理装置１は、熱分解させるため廃プラスチックを収容する熱分解槽２と、熱分解槽２を鉛直軸に対して傾斜された回転軸線Ｏを中心に回転させる回転駆動部１１Ａ、１１Ｂと、熱分解槽２を少なくとも下面側から加熱する加熱部４と、を備える。【選択図】図１
2011256216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解させるため廃プラスチックを収容する熱分解槽と、
該熱分解槽を鉛直軸に対して傾斜された回転軸線を中心に回転させる回転駆動部と、
前記熱分解槽を少なくとも下面側から加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とする廃プラスチックの熱分解処理装置。
【請求項２】
前記回転軸線の傾斜角を変化させる傾斜角変更手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチックの熱分解処理装置。
【請求項３】
前記熱分解槽の内面に、前記熱分解槽の回転の周方向と交差するように設けられた面状部を有する攪拌突起を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の廃プラスチックの熱分解処理装置。
【請求項４】
前記攪拌突起は板状の羽根部材からなることを特徴とする請求項３に記載の廃プラスチックの熱分解処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の廃プラスチックの熱分解処理装置を備えたことを特徴とする廃プラスチック油化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックの熱分解処理装置および廃プラスチック油化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラチック廃棄物（廃プラスチック）を熱分解することにより油化する廃プラスチック油化システムにおいて、廃プラスチックを攪拌しつつ熱分解を行う熱分解処理装置が知られている。
このような熱分解処理装置の一例として、例えば、特許文献１には、廃プラスチック油化処理システムに設置される熱分解処理装置であって、加熱手段による加熱で廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、この熱分解槽内に回転可能に支持され、廃プラスチックを攪拌する攪拌器と、この攪拌器に作用する負荷トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段により検出された負荷トルクに応じて、攪拌器の回転を制御する制御手段と、を備えた熱分解処理装置が記載されている。
攪拌器の構成としては、熱分解槽の中心に回転軸を設け、この回転軸の端部に熱分解槽の底面に沿って旋回する攪拌羽根を設けた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の熱分解処理装置には以下のような問題があった。
廃プラスチックの熱分解が進行し、生成油として回収される熱分解生成ガスが廃プラスチックから抜けていくと、高分子量を有し粘性が高い成分が熱分解槽内に残存するため、次第に熱分解槽の内面や攪拌羽根の表面で炭化されていく。このような現象はコーキングとして知られている。コーキングは高温部から進行するため、熱分解槽の底面と攪拌羽根の表面とに発生しやすい。このため、底面の攪拌羽根の隙間に炭化物が入り込んで攪拌羽根の回転を妨げてしまう。この結果、回転軸に過大なトルク負荷が発生し、攪拌が困難になったり、攪拌羽根や回転軸が損傷したりするという問題がある。
したがって、ある程度コーキングが発生したら、熱分解処理の途中であっても攪拌を停止する必要があった。また、熱分解処理後、炭化物を除去するなどのメンテナンス作業を行う必要がある。このため、メンテナンスの作業時間を含めた時間当たりの油化効率が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、熱分解槽にコーキングが発生しても、廃プラスチックの攪拌と熱分解とを安定して続けることができる廃プラスチックの熱分解処理装置および廃プラスチック油化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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の廃プラスチックの熱分解処理装置は、熱分解させるため廃プラスチックを収容する熱分解槽と、該熱分解槽を鉛直軸に対して傾斜された回転軸線を中心に回転させる回転駆動部と、前記熱分解槽を少なくとも下面側から加熱する加熱部と、を備える構成とする。
【０００７】
また本発明では、前記回転軸線の傾斜角を変化させる傾斜角変更手段を備えることが好ましい。
【０００８】
また本発明では、前記熱分解槽の内面に、前記熱分解槽の回転の周方向と交差するように設けられた面状部を有する攪拌突起を備えることが好ましい。
【０００９】
また本発明では、前記攪拌突起を備える場合には、前記攪拌突起は板状の羽根部材からなることが好ましい。
【００１０】
本発明の廃プラスチック油化システムは、本発明の廃プラスチックの熱分解処理装置を備えた構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の廃プラスチックの熱分解処理装置および廃プラスチック油化システムによれば、熱分解槽を回転駆動部によって鉛直軸に対して傾斜された回転軸線を中心に回転させることによって熱分解槽に対して回転する攪拌部材を用いることなく廃プラスチックを攪拌することができるため、熱分解槽にコーキングが発生しても、廃プラスチックの攪拌と熱分解とを安定して続けることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る廃プラスチックの熱分解処理装置および廃プラスチック油化システムの概略構成を示す模式的なシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の回転軸線を含む模式的な断面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態の第１変形例に係る熱分解処理装置の主要部の模式的な平面図およびそのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施形態の第２変形例に係る熱分解処理装置の主要部の模式的な平面図およびそのＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の実施形態の第３変形例に係る熱分解処理装置の主要部の模式的な平面図およびそのＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る廃プラスチックの熱分解処理装置および廃プラスチック油化システムの概略構成を示す模式的なシステム構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の回転軸線を含む模式的な断面図である。図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
本実施形態の廃プラスチック油化システム１００は、プラスチック材料の廃棄物である廃プラスチックを熱分解して、低分子量の熱処理生成ガスを生成させ、これを凝縮して生成油を取り出すための装置群からなるシステムである。
廃プラスチック油化システム１００の概略構成は、図１に示すように、熱分解処理装置１（廃プラスチックの熱分解処理装置）、冷却装置１７、清浄集塵装置１８、および排ガス燃焼装置１９を備える。
【００１５】
熱分解処理装置１の概略構成は、図１〜３に示すように、熱分解処理装置１の各構成部材を支持する熱分解槽支持部材３と、熱分解させる廃プラスチック１０（図２参照）を収容する熱分解槽２と、熱分解槽２を鉛直軸に対して傾斜された回転軸線Ｏを中心に回転可能に支持する回転支持部５と、鉛直軸に対する回転軸線Ｏの傾斜角を変化させる傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂと、回転支持部５に支持された熱分解槽２を回転させる回転駆動部１１Ａ、１１Ｂと、熱分解槽２を少なくとも下面側から加熱する加熱部４とが設けられている。
【００１６】
廃プラスチック１０は、熱分解可能な樹脂材料を含むものであれば、含まれる樹脂の種類やグレードなどは特に限定されない。
例えば、樹脂をベース材料として、無機フィラー、グラスファイバーなどの無機添加物が分散された複合材料であってもよい。
【００１７】
熱分解槽支持部材３は、図２に示すように、床面上に設置された正面視五角形状の部材であり、直方体の上端側の角部が図示奥行き方向に延びる平面で切り取られたような外形を有している。これにより上端側において斜めに傾斜された平面状の支持面３ａが形成されている。
支持面３ａの中心部には、支持面３ａに直交する方向に延ばされた円筒状の穴部３ｂが形成されている。また、支持面３ａ上には、図１、３に示すように、穴部３ｂを挟んで水平方向に対向された２位置からそれぞれ鉛直方向に延ばされた１対の回転支持板３ｃが立設されている。
各回転支持板３ｃには、穴部３ｂの中心軸線と直交する水平軸線Ｈ（図２の紙面垂直軸）と同軸となる位置に、後述する回動軸９ａを支持する軸受３ｄがそれぞれ設けられている。
穴部３ｂの内面は、加熱部４を収容して保持するため、耐熱性が高く、断熱効果の高い材質、例えば、セラミックス材料などによって形成されている。
【００１８】
熱分解槽２は、釜２Ａと上蓋部２Ｂとが、例えばボルト・ナットなどからなる連結部材２１（図３参照）によって着脱可能に連結され、連結時に略筒状の密閉容器を構成するものである。
釜２Ａは、廃プラスチック１０を収容するため一端が開口された箱状の部材であり、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成されている。
本実施形態では、釜２Ａの形状は、有底円筒状部材の開口側の外周部に、連結部材２１によって上蓋部２Ｂと連結するためのフランジ２ｃが設けられた形状を採用している。
なお、釜２Ａは、図２では一体の部材として描いているが、複数の部材が着脱可能に連結された構成としてもよい。例えば、円筒部と底面部とをボルト・ナットなどによって着脱可能に連結した構成してもよい。この場合、円筒部や底面部を取り外して清掃したり、必要に応じて交換したりすることが容易になる。
【００１９】
釜２Ａの内部は、図２に示すように、底面２ａ（熱分解槽の内面）と、底面２ａの外周から底面２ａに直交する方向に延ばされた円筒状の内側面２ｂ（熱分解槽の内面）とにより構成される。
【００２０】
上蓋部２Ｂは、釜２Ａの開口を覆って密閉する部材である。本実施形態の上蓋部２Ｂは、一端側が釜２Ａの内側面２ｂの内径に等しい円開口を有するドーム形状を有し、円開口の外周部に釜２Ａのフランジ２ｃに密着できるフランジ２ｄが設けられている。
上蓋部２Ｂの円開口と対向する天面２ｅの中心部には、熱分解槽２の内部で発生する熱処理生成ガスＧ１を熱分解槽２の外部に排出するため、両端部に開口を有する円筒状のパイプからなるガス排出管路６がその一端を貫入させた状態で固定されている。
本実施形態では、ガス排出管路６の固定位置は回転軸線Ｏと同軸となる位置に設定される。
ガス排出管路６における熱分解槽２の外側の端部は、図１に示すように、回転継手部１３を介して固定側管路１６と連結されている。
回転継手部１３は、熱分解槽２の回転に伴ってガス排出管路６が回転する際に、ガス排出管路６と固定側管路１６との連通状態を保つ回転ジョイントからなる。
固定側管路１６は、少なくとも回転継手部１３と連結される端部の位置が調整可能に設けられており、これにより、回転軸線Ｏの傾斜角が変更されても、回転継手部１３との連結を保つことができるようになっている。
【００２１】
このような構成により、釜２Ａおよび上蓋部２Ｂを連結して密閉空間を形成した状態では、熱分解槽２の内部と固定側管路１６とが、ガス排出管路６および回転継手部１３を介して連通される。このため、熱分解槽２の内部で発生する熱処理生成ガスＧ１は、熱分解槽２が回転されている状態であっても固定側管路１６に導かれる。
また、固定側管路１６には、回転継手部１３、ガス排出管路６を通し、熱分解槽２の内部の温度やガス濃度などを測定する測定部１４が設けられている。
なお、特に図示していないが、上蓋部２Ｂには、熱分解中に酸化が起こるのを防止するために不活性ガスを導入する不活性ガス供給配管などが設けられていてもよい。
【００２２】
回転支持部５の構成は、図２、３に示すように、回転板７と、軸受８（図２参照）を介して回転板７をその中心軸回りに回転可能に保持する支持板９とを備え、全体として略円板形状に設けられた組立体である。
また、回転支持部５は、熱分解槽支持部材３の支持面３ａに対する斜め上方向において支持面３ａと対向する位置に配置されている。また、回転支持部５は、本実施形態では、支持板９が回転支持板３ｃに軸支されて水平軸線Ｈ回りに回動可能に支持されるとともに、後述する傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂによって、水平軸線Ｈ回りの回動角を可変できるようになっている。
【００２３】
回転板７は、熱分解槽２の上蓋部２Ｂより大径、かつ熱分解槽２のフランジ２ｃ、２ｄより小径の貫通孔７ａを中心部に有し、軸受８の内輪部が固定された略円筒状の外周面７ｄを備える略円環状部材である。
貫通孔７ａの外縁部には、回転板上面７ｅ側から、熱分解槽２のフランジ２ｃ、２ｄを外嵌する円筒穴である保持穴７ｂが形成されている。保持穴７ｂの底部には、フランジ２ｄを当接させて下方側から受けるフランジ受け面７ｃが形成されている。
熱分解槽２のフランジ２ｄとフランジ受け面７ｃとは、フランジ受け面７ｃに受けられた熱分解槽２が回転板７と一体になって回転できるように少なくとも回転の周方向に係合されていればよい。本実施形態では、図示のボルトなどの固定部材によってフランジ２ｃをフランジ受け面７ｃに固定しているが、フランジ受け面７ｃとフランジ２ｃとにそれぞれピンと孔、または凹部と凸部などからなる係合構造を設けて、周方向の位置を固定するだけでもよい。
このような構成により、回転板７に係合された熱分解槽２は、回転板７と一体に回転されるため、回転板７の回転軸線は熱分解槽２の回転における回転軸線Ｏを構成している。
【００２４】
支持板９は、回転板７の外周面７ｄより大径の支持孔部９ｂを中心部に有する略円環状の板部材である。支持板９の外周側の側面には、１つの直径方向に沿って径方向外側に延出された１対の回動軸９ａが設けられている。この１対の回動軸９ａは、回転支持板３ｃの各軸受３ｄにそれぞれ軸支されている。
これにより、支持板９は、支持板下面９ｄを支持面３ａに対向させ、支持板上面９ｃを斜め上方向に向けた状態で、熱分解槽支持部材３に回動可能に取り付けられている。また、支持板９の回動中心は水平軸線Ｈと一致されている。
【００２５】
傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂは、本実施形態では、支持面３ａに直交する方向に進退するアクチュエータからなり、それぞれの下端が支持面３ａの上端側、下端側に固定され、それぞれの先端が支持板下面９ｄに連結されている。本実施形態では、傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂの先端の連結位置は、水平軸線Ｈと直交する径方向における支持板下面９ｄの外縁部に設定されている。
傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂの進退量は、支持板９を水平軸線Ｈ回りに回動させることができるように、不図示の制御手段によって協調して制御されている。
このため、傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂは回転支持部５に取り付けられた熱分解槽２の回転軸線Ｏの鉛直軸に対する傾斜角を変化させることができるようになっている。
【００２６】
回転駆動部１１Ａ、１１Ｂは、いずれも、支持板上面９ｃ上に固定されモータ軸が回転板７の径方向に沿って延ばされた駆動モータ１１ｂと、駆動モータ１１ｂのモータ軸に固定され、回転板７の回転板上面７ｅ上に当接された駆動ローラ１１ａとからなり、駆動ローラ１１ａの回転方向および回転速度は互いに合わせられている。
駆動ローラ１１ａは、例えば、ゴムタイヤなどからなり、回転板上面７ｅを摩擦駆動できるようになっている。
このため、各駆動ローラ１１ａと回転板上面７ｅとの接触位置では、各駆動ローラ１１ａが回転されると、駆動ローラ１１ａから回転駆動力が回転板上面７ｅに作用し、回転板７を一定方向、例えば、図３における図示時計回り方向に回転させるようになっている。
支持板上面９ｃ上の周方向における回転駆動部１１Ａ、１１Ｂの取り付け位置は、特に限定されないが、本実施形態ではそれぞれ支持板９を挟んで傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂと対向する位置に設定されている。
【００２７】
加熱部４は、本実施形態では、図３に示すように、熱分解槽支持部材３の穴部３ｂに収容された有底円筒状の伝熱体の内部に不図示のヒータが埋め込まれた構成を採用している。ヒータ温度は、測定部１４で測定された熱分解槽２の内部の温度に基づいて制御されるようになっている。このヒータ温度の目標値は、廃プラスチック１０の樹脂種類などに応じて、熱分解を効率的に進行させることができる適宜値に設定する。
本実施形態では、加熱部４のヒータは、加熱部４全体を略均一に加熱できるように設けている。
なお、加熱部４の具体的な構成は、伝熱体とヒータとを組合せた構成には限定されず、熱分解装置における従来周知の構成はいずれを採用してもよい。例えば、加熱バーナーが加熱部４の内周面に沿って配置された構成としてもよい。
【００２８】
冷却装置１７は、図１に示すように、熱分解処理装置１によって熱分解された廃プラスチック１０から発生し、固定側管路１６に導かれた熱処理生成ガスＧ１を冷却して、熱処理生成ガスＧ１が凝縮された生成油Ｌ１、Ｌ２を外部に取り出すものであり、本実施形態では１次冷却塔１７Ａおよび２次冷却塔１７Ｂを備える。
１次冷却塔１７Ａは、固定側管路１６に接続された配管１５ａから熱処理生成ガスＧ１を導入し、熱処理生成ガスＧ１の相対的な高分子量の成分を凝縮させて生成油Ｌ１を取り出すものである。
２次冷却塔１７Ｂは、１次冷却塔１７Ａによって生成油Ｌ１の成分が除去された熱処理生成ガスＧ１を、１次冷却塔１７Ａに接続された配管１５ｂから導入し、１次冷却塔１７Ａよりも低温で冷却してより低分子量の成分を凝縮させて生成油Ｌ２を取り出すものである。
１次冷却塔１７Ａ、２次冷却塔１７Ｂによって凝縮されなかった熱処理生成ガスＧ１のガス成分からなる熱処理生成ガスＧ２は、配管１５ｃを介して清浄集塵装置１８に送出される。
【００２９】
清浄集塵装置１８は、配管１５ｃから導入された熱処理生成ガスＧ２に含まれる有害物質粒子などを除去するための装置であり、例えば、洗浄液からなる溜水中に熱処理生成ガスＧ２をくぐらせる溜水式のスクラバーを採用することができる。ただし、清浄集塵装置１８は溜水式スクラバーには限定されず、必要に応じて他方式のスクラバーを採用してもよい。また、溜水式スクランバーと他方式のスクラバーと組み合わせて構成してもよい。
有害物質粒子などが除去された後の熱処理生成ガスＧ３は、配管１５ｄを介して排ガス燃焼装置１９に送出される。
【００３０】
排ガス燃焼装置１９は、配管１５ｄから導入された熱処理生成ガスＧ３を燃焼させて、熱処理生成ガスＧ３に残存する有害ガス成分を燃焼し、これにより無害化された排気ガスＧ４を、排ガス排出管路２０を通して大気中に排出するものである。
【００３１】
次に、本実施形態の熱分解処理装置１の動作について説明する。廃プラスチック１０の熱分解をバッチ処理する場合の例で説明する。
熱分解処理装置１を用いて、廃プラスチック１０を熱分解するには、まず熱分解処理装置１から取り外された状態の釜２Ａに一定量の廃プラスチック１０を投入して、釜２Ａの開口を上蓋部２Ｂによって閉止し、それぞれのフランジ２ｃ、２ｄを連結部材２１によって連結する。
【００３２】
次に、この熱分解槽２を不図示の移載ロボットなどによって移動し、熱分解処理装置１の回転板７に取り付ける。
すなわち、図２に示すように、釜２Ａの底部を回転板７の貫通孔７ａ内に挿入し、さらにフランジ２ｃ、２ｄを保持穴７ｂ内に挿入して、フランジ２ｃをフランジ受け面７ｃに係合させる。本実施形態では不図示の固定部材によってフランジ２ｃをフランジ受け面７ｃに固定する。
これにより、熱分解槽２の中心軸線が保持穴７ｂの中心軸線と同軸に配置され、熱分解槽２の中心軸線が、回転板７の回転軸線である回転軸線Ｏと同軸に配置される。
次に、人手などによって、ガス排出管路６の端部を回転継手部１３に連結する。
【００３３】
図２では、予め傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂの進出高さを揃えているため、回転軸線Ｏは、加熱部４の中心軸線と同軸となっている。ただし、本実施形態では、加熱部４の収容穴４ａの内周面は、釜２Ａとの間に隙間が形成される大きさを有しているため、傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂを駆動すれば、釜２Ａと収容穴４ａとがぶつからない範囲内で回転支持部５の傾きを変更することができる。すなわち、回転軸線Ｏの鉛直軸に対する傾斜角を変更することができる。
いずれにしても、熱分解槽２の中心軸線は、鉛直軸に対して傾斜された回転軸線Ｏに沿って、斜めに傾いた状態で保持される。
このため、熱分解槽２に投入された廃プラスチック１０は、図２に実線で記載するように、重力にしたがって釜２Ａ内の下方に移動して、廃プラスチック１０の上面が略水平面に沿う状態に堆積される。
【００３４】
次に、加熱部４による加熱を開始する。ただし、内部雰囲気を不活性ガスに置換する必要がある場合には、加熱に先立って、不図示の不活性ガス供給管路から不活性ガスを導入し、熱分解槽２の内部を不活性ガスに置換しておく。
加熱部４の加熱温度は、従来と同様、廃プラスチック１０に含まれる樹脂材料の種類に応じて、熱分解槽２の温度が熱処理生成ガスＧ１を発生させやすい温度に設定する。
例えば、廃プラスチック１０が主としてポリカーボネート系の樹脂を含む場合には、熱分解槽２の内部が３５０℃になるように加熱部４の加熱温度を設定しておく。
【００３５】
また、加熱の開始とともに、回転駆動部１１Ａ、１１Ｂを駆動して、回転板７を回転軸線Ｏ回りに回転させる。これにより、回転板７に係合された熱分解槽２が回転軸線Ｏ回りに回転される。
釜２Ａ内の廃プラスチック１０は、釜２Ａの回転とともに上方側に搬送されるが、固体状態では、図２に示す廃プラスチック固形分１０Ａのように自重によって下側に落下して下側の堆積体に混ざっていく。
また、加熱が進むと、廃プラスチック１０に含まれる樹脂材料が軟化、溶融され、次第に集合して塊状に変形し粘性流動体が形成される。粘性流動体となった廃プラスチック１０は、図２に二点鎖線で示すように、粘性によって、ある程度上側に回転搬送されてから自重によって下側に落下または逆流して、下側の廃プラスチック１０と混ざっていく。
このようにして、熱分解槽２の回転が継続されることで、釜２Ａ内で、廃プラスチック１０が攪拌されつつ、加熱部４の加熱温度まで加熱されていく。そして、熱分解され低分子量となった樹脂成分が気化して熱処理生成ガスＧ１が発生する。
【００３６】
このように廃プラスチック１０が攪拌されることによって、廃プラスチック１０の温度分布の偏りが低減され、部分的な炭化が進みにくくなる。このため、コーキングや残渣の発生を抑制あるいは遅延させることができる。
また、熱分解中の廃プラスチック１０の温度分布が均質化される。これにより、廃プラスチック１０の全体から効率よく熱処理生成ガスＧ１を発生させることができる。
【００３７】
熱分解槽２の内部に充満した熱処理生成ガスＧ１は、ガス排出管路６を通して回転継手部１３で連結された固定側管路１６に導かれ、配管１５ａを通して、冷却装置１７に導かれる。
冷却装置１７では、まず１次冷却塔１７Ａにおいて、まず相対的な高分子量のガス成分が凝縮して油化され、生成油Ｌ１が取り出される。
また、生成油Ｌ１を除く熱処理生成ガスＧ１は、配管１５ｂを通して２次冷却塔１７Ｂに導かれ、２次冷却塔１７Ｂにおいて、より低分子量のガス成分が凝縮して油化され、生成油Ｌ２が取り出される。
また、生成油Ｌ２を除く熱処理生成ガスＧ２は、配管１５ｃを通して清浄集塵装置１８に導かれて有害物質粒子が除去され、熱処理生成ガスＧ３として排ガス燃焼装置１９に導かれる。
排ガス燃焼装置１９では、熱処理生成ガスＧ３が燃焼され、有毒なガス成分が除去された排気ガスＧ４として、排ガス排出管路２０から排出される。
【００３８】
このようにして、熱分解槽２の内部に投入された廃プラスチック１０から熱処理生成ガスＧ１の成分が抜けきり、高分子量を有する樹脂成分が粘度の高い流体や炭化物などの残渣に変化するまで熱分解処理を行う。これにより１バッチ分の廃プラスチック１０の熱分解処理を終了する。
他のバッチの廃プラスチック１０を熱分解する場合には、熱分解槽２を熱分解処理装置１から取り外し、必要に応じて釜２Ａ内の残渣等を除去してから、上記を繰り返す。
【００３９】
このように、熱分解処理装置１では、釜２Ａの内部で攪拌羽根を回転させたりすることなく、廃プラスチック１０と釜２Ａとの相対運動のみによって、廃プラスチック１０の攪拌が行われる。このため、釜２Ａ内にコーキングや残渣が発生しても、攪拌能力が低下したり、攪拌羽根に固着して攪拌ができなくなったりすることもない。この結果、廃プラスチック１０の攪拌と熱分解とを安定して続けることができる。
【００４０】
［第１変形例］
次に本実施形態の第１変形例の熱分解処理装置１Ａについて説明する。
図４は、本発明の実施形態の第１変形例に係る熱分解処理装置の主要部の模式的な平面図およびそのＢ−Ｂ断面図である。
【００４１】
本変形例の熱分解処理装置１Ａは、図１に示すように、上記実施形態の熱分解処理装置１の熱分解槽２における釜２Ａに代えて、攪拌部材付き釜３０Ｂを備える。
攪拌部材付き釜３０Ｂは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、上記実施形態の釜２Ａの底面２ａの中心部に、放射状羽根３１を設けたものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４２】
放射状羽根３１は、底面２ａの中心位置に立設され釜２Ａの深さ方向の中間部まで延ばされた支柱３１ａと、直角三角形の形状を有し斜辺を除く２辺がそれぞれ支柱３１ａの側面と底面２ａとに固定された三角羽根板３１ｂとからなる。
本変形例では、三角羽根板３１ｂは、支柱３１ａから径方向に沿う放射状に延ばされた４枚が、周方向を等分する位置に設けられている。ただし、放射状羽根３１の枚数は４枚には限定されず、１枚以上の適宜枚数を採用することができる。また、三角羽根板３１ｂの放射状の配置は、径方向に沿う放射状には限定されず、径方向に対して斜めに交差する放射状であってもよい。
【００４３】
このような三角羽根板３１ｂは、板状の羽根部材であって、熱分解槽２の内面に、熱分解槽２の回転の周方向と交差するように設けられた面状部を有する攪拌突起を構成している。ここで面状部は三角羽根板３１ｂの表裏の板面に対応する。
【００４４】
本変形例の熱分解処理装置１Ａによれば、上記実施形態と同様にして熱分解槽２が回転されると、攪拌部材付き釜３０Ｂ内の放射状羽根３１も回転される。このため、熱分解槽２に投入された廃プラスチック１０が、放射状羽根３１の回転によっても攪拌される。この結果、上記実施形態に比べて廃プラスチック１０に対する攪拌性能が向上される。
また、攪拌部材付き釜３０Ｂでは、放射状羽根３１は釜２Ａに固定されており、回転中に他の可動部材が近接することはない。このため、放射状羽根３１の表面にコーキングが発生したり残渣が付着したりしても、攪拌能力はほとんど変わることなく、また攪拌ができなくなることもない。この結果、廃プラスチック１０の攪拌と熱分解とを安定して続けることができる。
【００４５】
［第２変形例］
次に本実施形態の第２変形例の熱分解処理装置１Ｂについて説明する。
図５は、本発明の実施形態の第２変形例に係る熱分解処理装置の主要部の模式的な平面図およびそのＣ−Ｃ断面図である。
【００４６】
本変形例の熱分解処理装置１Ｂは、図１に示すように、上記第１変形例の攪拌部材付き釜３０Ｂに代えて、攪拌部材付き釜３２Ｂを備える。
攪拌部材付き釜３２Ｂは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１変形例の放射状羽根３１に代えて、三角羽根板３３を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
三角羽根板３３は、直角三角形の形状を有し斜辺を除く２辺がそれぞれ内側面２ｂと底面２ａとに固定されたものである。
本変形例では、三角羽根板３３は、内側面２ｂから径方向に沿う放射状に延ばされた４枚が、周方向を等分する位置に設けられている。ただし、三角羽根板３３の枚数は４枚には限定されず、１枚以上の適宜枚数を採用することができる。また、三角羽根板３３の放射状の配置は、径方向に沿う放射状には限定されず、径方向に対して斜めに交差する放射状であってもよい。
【００４８】
このように本変形例は、上記第１変形例の三角羽根板３１ｂと同様の形状を有する三角羽根板３３を釜２Ａの底面２ａの周縁部および内側面２ｂの下端部に設けた例になっている。
また、三角羽根板３３は、放射状羽根３１と同様、板状の羽根部材であって、熱分解槽２の内面に、熱分解槽２の回転の周方向と交差するように設けられた面状部を有する攪拌突起を構成している。ここで面状部は三角羽根板３３の表裏の板面に対応する。
【００４９】
本変形例の熱分解処理装置１Ｂによれば、上記実施形態と同様にして熱分解槽２が回転されると、攪拌部材付き釜３２Ｂ内の各三角羽根板３３も回転される。このため、熱分解槽２に投入された廃プラスチック１０が、三角羽根板３３の回転によっても攪拌される。この結果、本変形例では、上記実施形態に比べて廃プラスチック１０に対する攪拌性能が向上される。
【００５０】
［第３変形例］
次に本実施形態の第３変形例の熱分解処理装置１Ｃについて説明する。
図６は、本発明の実施形態の第２変形例に係る熱分解処理装置の主要部の模式的な平面図およびそのＤ−Ｄ断面図である。
【００５１】
本変形例の熱分解処理装置１Ｃは、図１に示すように、上記第２変形例の攪拌部材付き釜３２Ｂに代えて、攪拌部材付き釜３４Ｂを備える。
攪拌部材付き釜３４Ｂは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第２変形例の三角羽根板３３に代えて、矩形羽根板３５を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５２】
矩形羽根板３５は、矩形形状を有し、一辺が底面２ａ上に固定されて立設されたものである。また、矩形羽根板３５は、上記第２変形例の三角羽根板３３とは異なり、内側面２ｂとは固定されておらず、矩形羽根板３５の端部と内側面２ｂとの間には隙間が設けられている。
本変形例では、矩形羽根板３５は、径方向に沿う放射状に延ばされた４枚が、周方向を等分する位置に設けられている。ただし、矩形羽根板３５の枚数は４枚には限定されず、１枚以上の適宜枚数を採用することができる。また、矩形羽根板３５の放射状の配置は、径方向に沿う放射状には限定されず、径方向に対して斜めに交差する放射状であってもよい。
【００５３】
このように本変形例は、上記第２変形例の三角羽根板３１ｂの形状を矩形状に変更し、さらに径方向の端部を内側面２ｂから離間させた例になっている。
また、矩形羽根板３５は、板状の羽根部材であって、熱分解槽２の内面に、熱分解槽２の回転の周方向と交差するように設けられた面状部を有する攪拌突起を構成している。ここで面状部は矩形羽根板３５の表裏の板面に対応する。
【００５４】
本変形例の熱分解処理装置１Ｃによれば、上記実施形態と同様にして熱分解槽２が回転されると、攪拌部材付き釜３２Ｃ内の各矩形羽根板３５も回転される。このため、熱分解槽２に投入された廃プラスチック１０が、矩形羽根板３５の回転によっても攪拌される。この結果、本変形例では、上記実施形態に比べて廃プラスチック１０に対する攪拌性能が向上される。
【００５５】
なお、上記の説明では、回転軸線Ｏの傾斜角を傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂによって変更できるようにした場合の例で説明したが、回転軸線Ｏの傾斜角は、例えば予備実験などを行って、廃プラスチック１０の材質や分量に応じて攪拌効率が良好となり、油化収率が大きくなる角度に設定すればよい。
また、回転軸線Ｏの傾斜角の大きさがあまり油化収率が変わらない場合には、傾斜角を固定した構成としてもよい。すなわち、傾斜角変更手段１２Ａ、１２Ｂは固定長の支持部材等に置き換えた構成としてもよい。
【００５６】
また、上記の各変形例の説明では、攪拌突起が板状の羽根部材からなる場合の例で説明したが、攪拌突起は、熱分解槽の回転の周方向と交差するように設けられた面状部を有する突起部であれば、板状の突起には限定されない。例えば、Ｃ字状、Ｊ字状断面などを有する翼型の突起や、円柱状、角柱状、山形状などの種々の形状を有する突起を採用することができる。
また、攪拌突起の配置位置は放射状には限定されず、例えば、格子状、千鳥状であってもよく、特に規則性を有しない配置を採用してもよい。
【００５７】
また、上記の各変形例の説明では、攪拌突起が、少なくとも熱分解槽の内面のうち底面に設けられている場合の例で説明したが、熱分解槽の内側面に設けられている構成としてもよい。
また、板状の羽根部材は、放射状に配置されている場合の例で説明したが、例えば、熱分解槽の内周面に螺旋状に設けられていてもよい。
【００５８】
また、上記の説明では、熱分解槽２の釜２Ａが有底円筒状の形状を有する場合の例で説明したが、熱分解槽２は、多角形断面を有する筒状に設けられていてもよい。この場合、筒の内側面の形状が、回転方向に沿う凹凸部を形成するため、攪拌突起が設けられたのと同様な作用を有する。
【００５９】
また、上記の説明では、加熱部４が熱分解槽２の全体を略均一に加熱する場合の例で説明した。ただし、斜めに配置された熱分解槽２の内部では、廃プラスチック１０は重力にしたがって下側に移動していくため、熱分解槽２の配置状態における下面側から加熱できるようになっていればよい。すなわち、加熱部４は、熱分解槽２の下面側を中心に加熱するようにヒータを配向してもよい。
この場合、釜２Ａが回転して上側に移動するにつれて、釜２Ａの内面に付着した廃プラスチック１０の流動体が相対的に冷却されて、粘度が高まるため、廃プラスチック１０が常に低粘度になる場合に比べて、攪拌効率を高めることができる。
【００６０】
また、上記の実施形態、各変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり削除したりして実施することができる。
【実施例】
【００６１】
次に、熱分解処理装置１を用いた廃プラスチック１０の熱分解処理を行った実施例について、比較例とともに説明する。
【００６２】
［実施例］
実施例に用いる廃プラスチック１０としては、ガラスフィラー３０ｗｔ％入りのポリカーボネート５０ｋｇを用いた。なお、ポリカーボネートは難油化性材料であるため、収率を向上させるために溶媒を添加した。
具体的には、ポリカーボネートとともに、溶媒であるエチレングリコール２５ｋｇ、クレゾール２５ｋｇ、水酸化ナトリウム１ｋｇを熱分解槽２内に投入した。
加熱部４による加熱は、５℃／ｍｉｎで昇温させ、熱分解槽２の内部の温度が３５０℃に到達してから、３５０℃を保った状態で、２時間の熱分解処理を行った。
また熱分解槽２の回転速度は、２０ｒｐｍとした。
このような熱分解処理を行う間、熱分解槽２の内部には、熱処理生成ガスＧ１が抜けた後の残渣が形成されていったが、熱分解槽２の回転に支障はなく、このため、廃プラスチック１０の攪拌が停止されることはなかった。
熱分解終了後、次のバッチの廃プラスチック１０を熱分解処理するため、熱分解槽２を熱分解処理装置１から取り外し、釜２Ａの内部を清掃した。この清掃には１時間を要した。
この熱分解処理においては、３５０℃の加熱開始から１時間経過後に得られた生成油量は、合計７２．４ｋｇであった。また、２時間経過後（熱分解処理完了時）の生成油量は７８ｋｇであった。このため、油化収率は８０％となった。
ここで、油化収率は、溶媒の回収率を１００％とし、ガラスフィラーの除く樹脂成分に対する生成油の回収量の比から計算した。（０．８＝｛７８−（２５×２）｝／｛（１−０．３）×５０｝）
【００６３】
［比較例］
比較例は、熱分解処理装置として、熱分解槽の内部に攪拌機を備えたものを用いて熱分解処理を行った点のみが実施例と異なる。その他の加熱条件や、廃プラスチック１０、溶媒の種類、量は、実施例とまったく同様である。
攪拌機は、熱分解槽の底面に沿って旋回する回転羽根を採用した。
比較例では、廃プラスチック１０および溶媒を熱分解槽に投入して加熱を開始し、加熱温度が３５０℃に到達してから攪拌機を動作させた。攪拌機の動作開始から１時間経過したところで、コーキングが発生し、攪拌機が停止した。
このため、熱分解処理を続行することができず、熱分解槽の分解清掃を行った。この分解清掃には４時間を要した。
この熱分解処理においては、３５０℃の加熱開始から１時間経過後に得られた生成油量は、合計７１ｋｇであった。このため、油化収率は６０％となった。
【００６４】
このように、比較例では、コーキングの発生によって、熱分解処理が１時間しか継続できなかったため、１バッチ当たりの油化収率は、実施例の方が２０％高くなった。
また、熱分解槽の清掃も、比較例に比べて短時間で行うことができた。
また、熱分解処理が１時間経過した時点で比較しても、実施例の生成油量が１．４ｋｇも多く、同一時間当たりの油化収率でも上回る結果となった。
この結果によれば、回転羽根を用いた攪拌機による攪拌の効果に比べて、熱分解槽２を回転させることによる攪拌の効果の方が優れていることが分かる。
【符号の説明】
【００６５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  熱分解処理装置
２  熱分解槽
２Ａ、３０Ｂ、３２Ｂ、３４Ｂ  釜
２ａ  底面（熱分解槽の内面）
２ｂ  内側面（熱分解槽の内面）
２ｃ、２ｄ  フランジ
３  熱分解槽支持部材
３ｃ  回転支持板
３ｄ  軸受
４  加熱部
５  回転支持部
６  ガス排出管路
７  回転板
８  軸受
９  支持板
９ａ  回動軸
Ｈ  水平軸線
Ｏ  回転軸線
１０  廃プラスチック
１０Ａ  廃プラスチック固形分
１１Ａ、１１Ｂ  回転駆動部
１２Ａ、１２Ｂ  傾斜角変更手段
１３  回転継手部
１４  測定部
１７  冷却装置
１８  清浄集塵装置
１９  排ガス燃焼装置
３１  放射状羽根
３１ｂ、３３  三角羽根板（板状の羽根部材、攪拌突起）
３５  矩形羽根板（板状の羽根部材、攪拌突起）
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３  熱処理生成ガス
Ｌ１、Ｌ２  生成油
１００  廃プラスチック油化システム
【図１】
2011256216.tif 000003
【図２】
2011256216.tif 000004
【図３】
2011256216.tif 000005
【図４】
2011256216.tif 000006
【図５】
2011256216.tif 000007
【図６】
2011256216.tif 000008