(57)【要約】【課題】  熱分解槽へプラスチック溶液を供給する溶液配管が不純物の滞留により閉塞することを防止する方法の提供。【解決手段】  プラスチック溶液を溶液配管２０により熱分解槽２に供給して熱分解し、得られた分解ガスを冷却して生成油を製造するようにした熱分解システムの停止方法において、熱分解槽２へのプラスチック溶液の供給を停止した後、溶液配管２０に洗浄液として生成油を供給し、溶液配管２０の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽２側に排出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック溶液を溶液配管２０により熱分解槽２に供給して熱分解し、得られた分解ガスを冷却して生成油を製造するようにした熱分解システムの停止方法において、熱分解槽２へのプラスチック溶液の供給を停止した後、前記溶液配管２０に洗浄液として生成油を供給し、前記溶液配管２０の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽２側に排出することを特徴とする熱分解システムの停止方法。
【請求項２】
請求項１において、前記溶液配管２０の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽２側に排出した後の前記供給配管２０内部を前記生成油で満たすことを特徴とする熱分解システムの停止方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかにおいて、前記溶液配管２０が水平部分を含む場合は、前記生成油が少なくとも該水平部分を流通するように、前記溶液配管２０に前記生成油を供給することを特徴とする熱分解システムの停止方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記プラスチック溶液は廃発泡プラスチックを溶剤で溶解して得られたことを特徴とする熱分解システムの停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック溶液を熱分解槽で熱分解して生成油を製造する熱分解システムの停止方法に関し、詳しくは熱分解槽へのプラスチック溶液を供給する溶液配管が細かい固形状の不純物の残留により閉塞することを防止した熱分解システムの停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や家庭からは種々のプラスチック廃棄物（廃プラスチック）が排出される。廃プラスチックはそのまま焼却すると環境に悪影響を与る上に資源的な損失になる。そこで従来から廃プラスチックを熱分解装置で熱分解し、分解油として資源回収する技術が開発されている。熱分解に適したプラスチックはポリスチレン、スチレンーアクリル共重合体（ＡＳ樹脂）、スチレンーアクリルーブタジエン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のスチレン系樹脂（以下、これらを単にポリスチレンという）、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等がある。
【０００３】
廃プラスチックとして多く排出されるのはポリスチレンであり、その中でも発泡ポリスチレンは緩衝材や断熱材として多用されているので、廃プラスチックとして多量に排出される。発泡ポリスチレンの嵩密度は著しく低いので、スチレンモノマー、ベンゼン、トルエン等の溶剤で溶解してポリスチレン溶液に変換する減容処理を行い、得られたポリスチレン溶液を熱分解する方法が一般的に採用される。なお以下の説明はプラスチック溶液としてポリスチレン溶液を用いた熱分解技術について記述しているが、本発明は他のプラスチック溶液についても同様に適用される。
【０００４】
ポリスチレン溶液の熱分解システムとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された熱分解システムは、熱分解槽を備え、その熱分解槽の内部にポリスチレン溶液を加熱する熱交換部が設けられる。そして熱交換部は並列に配置した複数のチューブを有し、各チューブ内を流通する加熱媒体（例えば高温ガス）により、熱分解槽に連続的に供給されるポリスチレン溶液を加熱して熱分解するようになっている。
【０００５】
ポリスチレン溶液は溶液配管により熱分解槽に供給される。熱分解槽で熱分解により得られた分解ガスは熱分解槽の上部から凝縮器に供給され、そこで冷却されて凝縮し、生成油タンクに貯留される。生成油はそのまま燃料油として利用されるか、または蒸留装置で蒸留してスチレンモノマーに精製して化学原料として利用される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８９４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば廃発泡ポリスチレンをスチレン等の溶剤で溶解して得られるポリスチレン溶液などは、廃発泡ポリスチレン由来の細かい塵、スラッジまたは雑物等の細かい固形状の不純物が混入していることが多く、その不純物はポリスチレン溶液中では高粘度物として存在し、その大部分はポリスチレン溶液に同伴して熱分解槽に流入するが、一部は溶液配管内に沈殿もしくは付着して滞留する。特に溶液配管に水平部分が存在すると、該部分おける滞留量の成長が大きく、場合によっては溶液配管が部分閉塞もしくは完全閉塞を起こす恐れもある。
【０００８】
一方、熱分解システムは連続運転またはバッチ運転が可能であるが、いずれの運転方式であっても定期的にまたは随時にシステム停止が行われる。熱分解システムが停止したとき、ポリスチレン溶液は溶液配管に滞留するが、ポリスチレン溶液が長時間滞留すると、溶解したポリスチレンが再析出を起こして新たにスラッジ等の細かい固形状の不純物を発生する場合がある。
【０００９】
そのような不純物も溶液配管の閉塞発生を助長させる。そこで本発明はこのような従来の熱分解システムにおける溶液配管の閉塞問題を解決することを課題とし、そのための新しい熱分解システムの停止方法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】
【００１０】
前記課題を解決する本発明は、プラスチック溶液を溶液配管により熱分解槽に供給して熱分解し、得られた分解ガスを冷却して生成油を製造するようにした熱分解システムの停止方法であって、熱分解槽へのプラスチック溶液の供給を停止した後、前記溶液配管に洗浄液として生成油を供給し、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に排出することを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
上記熱分解システムの停止方法において、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に流出した後の前記供給配管内部を前記生成油で満たすことができる（請求項２）。
【００１２】
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、前記溶液配管が水平部分を含む場合は、前記生成油が少なくとも該水平部分を流通するように、前記溶液配管に前記生成油を供給することができる（請求項３）。
【００１３】
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、前記プラスチック溶液は廃発泡プラスチックを溶剤で溶解して得られたものを用いることができる（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱分解システムの停止方法は、請求項１に記載のように、熱分解槽へのプラスチック溶液の供給を停止した後、前記溶液配管に洗浄液として生成油を供給し、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に排出することを特徴とする。本停止方法によれば、熱分解システムの停止期間を利用して溶液配管に滞留するスラッジ等の不純物をその都度熱分解槽側に排出するようにしたので、滞留量が大きく増加して溶液配管が閉塞するという恐れがない。
【００１５】
またポリスチレン溶液が長時間滞留すると、溶解したポリスチレンが再析出を起こして新たにスラッジ等の細かい固形状の不純物を発生するが、本停止方法によれば殆どのポリスチレン溶液が熱分解槽側に排出されるので、再析出は実質的に発生しない。このように本停止方法により溶液配管の閉塞を防止でき、結果として溶液配管の使用寿命もしくは耐久性を向上させることができる。
【００１６】
また、使用する洗浄液としての生成油は熱分解槽で生成したものを利用できるので、システム外から新たな洗浄液を補給する必要がない。さらに、不純物と共に熱分解槽に流入した生成油は、熱分解システムの運転が再開された際に蒸発して生成油タンク等に回収することができる。
【００１７】
上記熱分解システムの停止方法において、請求項２に記載のように、前記溶液配管の内部に残存するプラスチック溶液を熱分解槽側に流出した後、その供給配管内部を前記生成油で満たすことができる。このようにすると、熱分解システムの停止中に溶液配管内への空気侵入等を防止できる。
【００１８】
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、請求項３に記載のように、前記溶液配管が水平部分を含む場合は、前記生成油が少なくとも該水平部分を流通するように、前記溶液配管に前記生成油を供給することができる。このようにすると、滞留を起こしやすい前記水平部分の閉塞事故を確実に防止できる。
【００１９】
上記いずれかの熱分解システムの停止方法において、請求項４に記載のように、前記プラスチック溶液は廃発泡プラスチックを溶剤で溶解して得られたものを用いることができる。このようにすると、熱分解システムが停止中に再析出したプラスチックを生成油で再溶解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に図面に基づいて本発明の最良の実施形態を説明する。図１は本発明に係る熱分解システムによりポリスチレン溶液を熱分解し、分解油としてのスチレン溶液を生成するプロセスフロー図である。しかし本実施形態は他の熱分解可能なプラスチック溶液の熱分解にも同様に適用できる。
【００２１】
図１に示す熱分解システム１は、熱分解槽２、熱分解槽２の内部下方に配置された熱交換部３、熱交換部３に加熱ガスを供給する加熱ガス発生手段４、熱分解槽２の上部に設けられた分解ガス排出部５、熱分解槽２の底部に設けられた残渣排出部６、熱分解槽２の側面に流通路７を介して連通する補助槽８、補助槽８の上部に設けたポリスチレン溶液の供給部９、凝縮器１０および生成油タンク１１を備えている。
【００２２】
熱分解槽２は周囲を断熱層で囲まれた閉鎖型の槽により構成され、その供給部９は溶液配管２０を介して図示しないポリスチレン溶液タンクに接続され、溶液配管２０にはポンプ２１と開閉弁２２が設けられる。熱分解槽２の残渣排出部６には排出管２３が接続され、排出管２３に開閉弁２４が設けられる。さらに熱分解槽２の分解ガス排出部５は分解ガス配管１３を介して凝縮器１０に接続され、凝縮器１０に冷却水等の冷却媒体を循環する配管１２が設けられる。
【００２３】
凝縮器１０には生成油を排出する配管１４と未凝縮ガスを排出する配管１５が接続され、配管１４の先端は生成油タンク１１に連通する。生成油タンク１１には配管１６，１７が接続され、配管１６から生成油が蒸留装置等に供給され、配管１７にはポンプ１８と調整弁１９が設けられ、その先端は前記溶液配管２０に接続される。そして溶液配管２０に対する配管１７の接続部分（連通部分）が生成油の供給点（Ａ）となる。
【００２４】
加熱ガス発生手段４はスチレンガス等の燃料を燃焼して高温（例えば５５０℃程度）の燃焼ガスを発生し、それを加熱ガスとして熱分解槽２に配置された熱交換部３に供給するものである。加熱ガス発生手段４から流出する加熱ガスを熱交換部３に供給するために供給管２５が設けられ、熱交換部３から流出する排ガスを排出するために排出管２６が設けられる。熱交換部３は並列に配置した複数の細長いチューブを有し、各チューブ内に加熱ガス発生手段４からの加熱ガスが分流し、分流した加熱ガスは各チューブの表面に接触するスチレン溶液と熱交換してから排出管２６を経て排出する。
【００２５】
次に図１の熱分解システム１によりポリスチレンを連続的に熱分解する方法を説明する。熱分解の原料である廃発泡ポリスチレン等の発泡ポリスチレンは、粉砕機（図示せず）で細かく粉砕することにより発泡ポリスチレン片とし、ポリスチレン溶液タンクとして機能する溶解槽（図示せず）に供給される。溶解槽には例えばポリスチレンの溶剤としてスチレン溶液が供給され、発泡ポリスチレン片は該溶剤と混合され、攪拌装置で所定時間攪拌されることにより溶解されてポリスチレン溶液となる。得られたポリスチレン溶液はポンプ２１により溶液配管２０から補助槽８の供給部９に連続的に供給される。
【００２６】
補助槽８に供給されたポリスチレン溶液は、そこから流通路７を通って熱分解槽２に流入する。このように熱分解原料のポリスチレン溶液は補助槽８を経由して最終的に熱分解槽２に連続的に供給される。平常運転中の熱分解槽２の内部におけるポリスチレン溶液は、熱交換部３でその熱分解温度（例えば３５０℃〜４００℃程度）に昇温されて熱分解し、スチレンを主成分とする分解ガスを生成する。生成した分解ガスは分解ガス排出部５から配管１３に流出し、凝縮器１０で冷却されることによって凝縮し、その凝縮液（生成油）は配管１４を経て生成油タンクに回収される。一方、凝縮されない低沸点成分は未凝縮ガスとして配管１５から排出して燃料等に利用される。
【００２７】
熱分解槽２に流入した細かい固形状の不純物、あるいは熱分解に伴い生成する炭化物等の残渣は次第に熱分解槽２の底部に滞留してくるので、適宜開閉弁２３を開けて外部の回収槽等に排出する。
【００２８】
次に図１に示す熱分解システムの停止方法について説明する。熱分解システムを停止する際には、先ずポンプ２１を停止して熱分解槽２へのポリスチレン溶液の供給を停止すると共に熱交換部３への加熱ガスの供給を停止する。次にポンプ１８を運転し調整弁１９を開けると、生成油タンク１１に貯留されている生成油が配管１７から溶液配管２０の供給点（Ａ）に供給される。溶液配管２０に供給された生成油は熱分解槽２側に排出されるが、生成油が溶液配管２０内部を流通することにより、残存する細かい固形状の不純物が生成油に同伴して熱分解槽２側に排出される。
【００２９】
溶液配管２０に残存する不純物を効率よく排出するためには、溶液配管の内部における生成油の流通速度をある程度高く設定する、すなわち残存する不純物を効率よく排出できる流通速度に設定することが必要である。好ましい流通速度の範囲は実験等により予め決めることができ、設定された流通速度が得られるように調整弁１９の開度を調整する。
【００３０】
前記のように生成油を配管１７から溶液配管２０の供給点（Ａ）に供給すると、生成油は供給点（Ａ）より下流側の溶液配管２０の内部を流通して該部分に残存する不純物を排出する。従って供給点（Ａ）は不純物が滞留する部分より上流側の位置に選定する必要がある。例えば溶液配管２０に水平部分が存在する場合、その水平部分には不純物の滞留量の程度が大きくなるので、その水平部分より上流側の溶液配管２０に供給点（Ａ）を設け、少なくとも前記水平部分には必ず生成油が流通することが望ましい。
【００３１】
図１の例では溶液配管２０に設けたポンプ２１の出口近傍を供給点（Ａ）としたが、ポンプ２１が図示しないポリスチレン溶液タンクの上方に配置すれば、供給点（Ａ）はこの位置で十分である。なおポリスチレン溶液タンクが熱分解槽２より上方に位置している場合は、ポンプ２１の代わりに開閉弁を設けることもできる。
【００３２】
生成油による不純物の排出が終了したら、ポンプ１８を停止して調整弁１９を閉じる。その際、前記のように溶液配管２０を生成油で満たしておく場合は、開閉弁２２を閉じてからポンプ１８を停止すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の熱分解システムの停止方法は、例えば発泡ポリスチレンを溶剤に溶解して得られたポリスチレン溶液を熱分解し、生成油としてのスチレン溶液を製造する装置等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の熱分解システムのプロセスフロー図。
【符号の説明】
【００３５】
１  熱分解システム
２  熱分解槽
３  熱交換部
４  加熱ガス発生手段
５  分解ガス排出部
６  残渣排出部
７  流通路
８  補助槽
９  供給部
１０  凝縮器
【００３６】
１１  生成油タンク
１２〜１７  配管
１８  ポンプ
１９  調整弁
２０  溶液配管
２１  ポンプ
２２  開閉弁
２３  排出管
２４  開閉弁
２５  配管
２６  排出管
【図１】
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