(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に投入された廃プラスチックと触媒を加熱状態下で循環させて加熱分解する反応槽において、
前記反応槽の底面は、開始端から終了端まで上り傾斜の２つの斜面が、水平方向に隣り合って配置され、一方の斜面の開始端が他方の斜面の終了端の下に位置されており、
各斜面の終了端側から当該斜面に沿った線上に回転中心を有するスクリューフィーダが各斜面に対して夫々設けられ、
前記スクリューフィーダの夫々の回転中心線上であって、前記各斜面における終了端側の前記反応槽の夫々の側面に、対応する前記スクリューフィーダの回転軸受けが配置されて、前記スクリューフィーダが片持ちされており、
前記夫々の斜面に設けられたスクリューフィーダを回転させることで、前記一方の斜面上を引き上げられ、他方の斜面に落下する循環経路を形成することを特徴とする反応槽。
【請求項２】
前記スクリュフィーダは、螺旋羽のみからなることを特徴とする請求項１に記載の反応槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックを分解する反応槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃プラスチックを処理し又は再利用する方法として、種々のものが提案されている。その一つの方法として、触媒を用いて廃プラスチックを加熱して再資源化をする方法が知られている。
【０００３】
従来このような触媒を利用した廃プラスチックの分解は、破砕した廃プラスチックを、予め粒状の触媒が蓄積された反応槽に投入する。続いて、反応槽の内部で触媒と有機物とを攪拌し、反応槽内で熱分解させて、廃プラスチックを気化させる。例えば、流動接触分解（FCC : Fluid Catalyst Cracking）プロセスで用いられる40〜80マイクロメーターの微粒子状に造粒された固体酸触媒（以下ＦＣＣ触媒と称する。）を用いた廃プラスチックの熱分解油化方法として特許文献１に示されたものがある。
【０００４】
触媒が１〜３ミリメーター前後の大きさの粒であれば、攪拌羽根の回転に伴って触媒の流動が反応槽の内部全体で起こるが、微粒子状の触媒は流動し難く、廃プラスチックと混ざりにくい。
特許文献２には、微粒子状の触媒を攪拌する反応槽として、スクリューフィーダを用いて触媒を常に循環させる反応槽を開示している。本文献によれば、触媒は反応槽の上流端から下流端に達したところで、帰還経路に案内されて反応槽の上流端へ再び戻ることにより反応槽内を循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１-１０７０５８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７/１２２９６７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２では循環させる経路として、水平姿勢に配置設置して水平方向に循環させるものや、反応槽内に高低差を設けて高低差の循環路の中で滑落させるものが開示されている。
特許文献２に利用されるスクリューフィーダは、反応槽の外部から回転させることが必要である。反応槽内は４２０度〜５６０度の高温であり、しかも触媒が微粒子であるので、反応槽内にスクリューフィーダを回転するための回転軸受けのシールが問題となる。また、少なくとも３本のスクリューフィーダを用いているものの、落下させる箇所は１箇所であり、攪拌は専らスクリューフィーダによる運搬の際に行っている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
よって本願発明は、内部に投入された廃プラスチックと触媒を加熱状態下で循環させて加熱分解する反応槽において、前記反応槽の底面は、開始端から終了端まで上り傾斜の２つの斜面が、水平方向に隣り合って配置され、一方の斜面の開始端が他方の斜面の終了端の下に位置されており、各斜面の終了端側から当該斜面に沿った線上に回転中心を有するスクリューフィーダが各斜面に対して夫々設けられ、前記スクリューフィーダの夫々の回転中心線上であって、前記各斜面における終了端側の前記反応槽の夫々の側面に、対応する前記スクリューフィーダの回転軸受けが配置されて、前記スクリューフィーダが片持ちされており、前記夫々の斜面に設けられた前記スクリューフィーダを回転させることで、前記一方の斜面上を引き上げられ、他方の斜面に落下する循環経路を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、開始端から終了端まで上り傾斜の２つの斜面が、水平方向に隣り合って配置され、一方の斜面の開始端が他方の斜面の終了端の下に位置されて、各斜面の終了端側の側面に対応するスクリューフィーダの回転軸受けが設けられて片持ちされており、この位置は反応槽内に投入されている廃プラスチックの高さよりも高い位置に配置されることから、シール構造は簡易になるという効果があります。また、２つの斜面の終了端が、廃プラスチックと触媒を落下させる位置となるため、循環経路の中で２箇所落下させる箇所を設けることができ攪拌を加速させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】油化装置を示す図である。
【図２】反応槽を示す図である。
【図３】反応槽の動作を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図1は、本実施例の反応槽１００を具備した油化装置１を示している。反応槽１００は、油化装置１の架台２の下に設置されている。架台2の上には、廃プラスチックを投入する投入口3と、反応槽１００において気化した廃プラスチックを冷却して液化する凝縮器４が設置されている。投入口3は、鉛直方向のパイプ５及び、脱着栓６を介して反応槽１００に繋がっている。投入口３から投入された廃プラスチックは、パイプ５を介して反応槽１００の内部に落下する。凝縮器４も反応槽１００と脱着栓７を介して繋がっている。
【００１１】
移動台8は、その底面に移動車輪（キャスター）9とアジャスター１０が設けられており、キャスター９により移動し、アジャスター１０により固定される。図においては、アジャスター10のパッド１０ａを接地させて移動台を持ち上げ、キャスター９を浮かせた状態にして移動台８を固定した状態を示している。脱着栓6、７は、油化装置１の架台２の下に移動台８が移動した時に反応槽１００と投入口3を連通し、移動台８が点検等のために架台２の下から離す必要があるときには閉塞可能にしている。
【００１２】
移動台８には、反応槽１００を挟んで両側に、第１駆動装置１１及び第２駆動装置12を固定するフレーム１３、１４が設けられている。このフレーム１３、１４は、駆動装置１１、１２の回転軸１５、１６を、水平に対して斜め下に向けるように駆動装置１１、１２を搭載する。回転軸１５、１６の延長線ｃ１、ｃ２上は、互いに図面の奥行き方向にずれた状態で相互に交差している。尚、駆動装置１１、１２は、電動機そのものでも良いし、電動機と減速器を組み合わせたものでも良い。
【００１３】
移動台８には、熱遮蔽する遮蔽室１７が搭載されており、この中に反応槽１００が設置されている。駆動装置１１、１２の回転軸１５、１６の軸先は、遮蔽室１７の壁面や反応槽１００の側面を貫通し、反応槽内のスクリューフィーダ（図２）に連結される。
【００１４】
図２に反応槽１００を示す。図２Ａは断面側面図であり、図２Ｂは蓋２０を外した状態の平面図であり、図２Ｃは側面図である。反応槽１００は、蓋２０、底面２１、側面２２で囲まれた容器であり、その平面視において長方形状になっており、長手方向にその底面２１は第１経路Ｒ１及び第２経路Ｒ２を形成する領域に分割されている。
【００１５】
第１経路Ｒ１は、第１駆動装置１１の回転軸１５の延長線ｃ１に沿った傾斜の斜面２５を有しており、反応槽１００の図２Ａ中左側の開始端２５ａから右側の終了端２５ｂに向かって上昇する経路である。
【００１６】
第２経路Ｒ２は、第２駆動装置１２の回転軸１６の延長線ｃ２に沿った傾斜の斜面２６を有しており、反応槽１００の図２Ａ中右側の開始端２６ａから左側の終了端２６ｂに向かって上昇する経路である。第１経路の開始端２５ａは、第２経路の終了端２６ｂの下側に位置しており、また第２経路の開始端２６ａは、第１経路の終了端２５ｂの下側に位置している。一方の経路の終了端２５ｂ、２６ｂと他方の経路の開始端２５ａ、２６ａとは水平方向に隣り合っており、一方の終了端２５ｂ、２６ｂに押し上げられた廃プラスチックが他方の開始端２５ａ、２６ａに落下するようになっている。第１、第２経路Ｒ１、Ｒ２の開始端２５ａ、２６ａの下側には、排出口２７、２８が夫々設けられている。排出口２７、２８は、通常は閉塞状態であり、反応槽１００を点検する際に槽内の残渣を取り除くときに開放される。
【００１７】
第１経路Ｒ１、第２経路Ｒ２の斜面２５、２６に沿って、スクリューフィーダ３０、３１が夫々設けられている。本実施例で用いるスクリューフィーダ３０、３１は、螺旋状の羽３０ａ、３１ａのみからなるスクリューフィーダである。スクリューフィーダ３０、３１の回転中心線は、夫々駆動装置１１、１２の回転軸１５、１６の延長線ｃ１、ｃ２に一致しており、各終了端２５ｂ、２６ｂ側の反応槽１００の側面２２にスクリューフィーダ３０、３１の回転軸受け３２、３３が配置される。この回転軸受け３２、３３を介して、夫々駆動装置１１、１２の回転軸１５、１６に連結している。スクリューフィーダ３０、３１が回転駆動されることにより、各経路Ｒ１、Ｒ２の開始端２５ａ、２６ａから終了端２５ｂ、２６ｂに廃プラスチックを引き上げる作用をする。尚、斜面２５及び斜面２６ともに、スクリューフィーダ３０、３１の螺旋状の羽３０ａ、３１ａが、回転時にその外周で描く円筒状の軌跡に沿うように、断面が半円状の曲面となっている。
【００１８】
スクリューフィーダ３０、３１が、通常のスクリューフィーダと異なり螺旋状の羽を支える軸部を有していないのは、回転軸受けを各経路の開始端２５ａ、２６ａ側に設けることを避けたためである。従って、本実施例においては、スクリューフィーダ３０、３１の回転中心を終了端２５ｂ、２６ｂ側に延長した側面２２のみに回転軸受け３２、３３が設けられ、この回転軸受け３２、３３の一箇所でスクリューフィーダ３０、３１が片持ちされている。
【００１９】
反応槽１００には、さらに内部の温度を検出する電熱対３５が複数個設置されており、内部の温度管理が行われる。反応槽１００の加熱は、温風加熱、輻射加熱などを用いることができるが、本実施例では電熱ヒータを用いて行う（図示せず）。反応槽１００の蓋２０には、脱着栓6に接続して廃プラスチックを受ける連結口３６と、内部で気化した廃プラスチックを脱着栓７を介して凝縮器４へ連結する吐出口３７を有している。
【００２０】
スクリューフィーダ３０、３１を回転させることにより、反応槽１００内で、廃プラスチックが移動する経路が形成される。図３はその経路を示す図であり、図３Ａは第１経路Ｒ１を示し、図３Ｂは第２経路Ｒ２を示している。尚、図中、廃プラスチックは、Ｆの高さまで投入されている。終了端２５ｂ、２６ｂまで、引き上げられた廃プラスチックの落下高さを考慮すると、廃プラスチックを投入する高さＦは終了端２５ｂ、２６ｂの高さと同程度若しくは、低い高さのほうが良い。
【００２１】
図３Ａにおいて、開始端２５ａの底面の位置にある廃プラスチックは、スクリューフィーダ３０により引き上げられ、終了端２５ｂにおいては、高さＦまで引き上げられる。終了端２５ｂに至った廃プラスチックは、第２経路Ｒ２の開始端２６ａに向かって落下する。同様に、図３Ｂにおいて、開始端２６ａ側の底面の位置にある廃プラスチックは、スクリューフィーダ３１により引き上げられ、終了端２６ｂにおいては、高さＦまで引き上げられる。終了端２６ｂに至った廃プラスチックは、第１経路Ｒ１の開始端２５ａに向かって落下する。このように、反応槽１００の長辺の両側に沿って、廃プラスチックを引き上げて落下して循環させる経路が２箇所形成される。廃プラスチックとＦＣＣ触媒は、落下し着地する際の衝撃で攪拌される。循環経路中に２箇所の落下が設けられるので微細なＦＣＣ触媒と良く混じり合う。
【００２２】
また、開始端２５ａ、２６ａにおいては、スクリューフィーダ３０、３１が廃プラスチックを底面から引き上げている。このことにより、破砕された廃プラスチックが螺旋の渦を巻いたすり鉢状になり、その中を転がり落ちる現象が生じるので、微細なＦＣＣ触媒とさらに良く混ざり合う。2つのスクリューフィーダ３０、３１で、このようなすり鉢状箇所を２箇所設けることができる。尚、図中において、斜面２５、２６の曲面が、延長部４０により回転軸受け３３の近くまで延長されて、第１経路Ｒ１と第２経路Ｒ２の間を高さＦまで仕切るようにしているが、これは廃プラスチックをより高い位置に引き上げるために用いたものである。
【００２３】
次に、本実施例の反応槽１００の使用方法について説明する。
まず、投入口３からゼオライトをＦＣＣ触媒として反応槽１００に投入する。電熱ヒータによって、投入口３から投入されたＦＣＣ廃触媒を３００℃〜５００℃の温度域に加熱する。予めＦＣＣ触媒を加熱した後、破砕した廃プラスチックが投入口３から投入される。スクリューフィーダ３０、３１を回転させることにより、反応槽１００の中に第１経路Ｒ１と第２経路Ｒ２を巡回する経路が形成される。廃プラスチックが各開始端２５ａ、２６ａにおいて落下を繰り返すことにより、混合・撹拌されて廃プラスチックに高温の粒粉状のＦＣＣ触媒がまぶされ、加熱および分解反応が進行する。
【００２４】
廃プラスチックの接触分解によって生成した分解ガスが吐出口３７から送出されて凝縮器４へ導かれて、様々な凝縮温度において選別して回収される。分解反応が進行するにつれ、廃プラスチックは気化し、廃プラスチックの残渣とＦＣＣ触媒が反応槽１００内に残る。ＦＣＣ触媒が未だ活性状態にあるならば、投入口３からさらに廃プラスチックを投入して、分解反応を再開することができる。
【００２５】
上記実施例においては、触媒としてＦＣＣ触媒を用いたが、他の触媒例えば酸化チタンを用いても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１ 油化装置
２ 架台
３ 投入口
４ 凝縮器
８ 移動台
１１  第１駆動装置
１２  第２駆動装置
２５、２６ 斜面
３０、３１ スクリューフィーダ
３２、３３ 回転軸受け
３５ 熱電対
１００ 反応槽
Ｒ１ 第１経路
Ｒ２ 第２経路
【図１】
0005817076.tif 000002
【図２】
0005817076.tif 000003
【図３】
0005817076.tif 000004