(57)【要約】【課題】本発明の目的は、最終的に濃い粘体状の残渣が残らない廃プラスチック用油化装置及びその油化装置による油化方法を提供することにある。【解決手段】廃プラスチックを熱分解槽１に入れてバーナー５５で加熱することによりその廃プラスチックを熱分解して油化するようにした廃プラスチック用油化装置であって、廃プラスチックの熱分解により生成される濃い粘体状の残渣を外部に取り出す取出部２７と、液状油又は前記残渣に水と界面活性剤を加えてエマルジョンにする乳濁化装置５０とを有し、その乳濁化装置５０から前記バーナー５５に液状油と水のエマルジョン又は前記残渣と水のエマルジョンを供給して燃焼させることにより熱分解槽１を加熱するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを熱分解槽に入れて燃焼装置で加熱することによりその廃プラスチックを熱分解して油化するようにした廃プラスチック用油化装置であって、
廃プラスチックの熱分解により生成される濃い粘体状の残渣を外部に取り出す取出部と、
液状油又は前記残渣に水と界面活性剤を加えてエマルジョンにする乳濁化装置とを有し、
その乳濁化装置から前記燃焼装置に液状油と水のエマルジョン又は前記残渣と水のエマルジョンを供給して燃焼させることにより熱分解槽を加熱するようにしたことを特徴とする廃プラスチック用油化装置。
【請求項２】
前記乳濁化装置に入れる液状油は、使い古した廃油であることを特徴とする請求項１記載の廃プラスチック用油化装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の廃プラスチック用油化装置を使って、次の（ａ）〜（ｅ）の工程で行うようにしたことを特徴とする廃プラスチックの油化方法。
（ａ）通常時は、乳濁化装置に液状油と水と界面活性剤を入れてエマルジョンを製造し、そのエマルジョンを燃焼させて廃プラスチックを熱分解する。
（ｂ）廃プラスチックの熱分解により生成された濃い粘体状の残渣を外部に取り出す。
（ｃ）後述する残渣用溶媒油を混ぜてもその残渣用溶媒油に引火しない程度の温度に残渣を冷却する。
（ｄ）冷却により固化又は半固化した残渣に液状の残渣用溶媒油を添加して流動可能な少なくともドロドロ状態に変える。
（ｅ）前記液状油に代えて乳濁化装置に前記残渣を投入しもって残渣と水のエマルジョンを製造し、そのエマルジョンを燃焼させて廃プラスチックを熱分解する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックを熱分解して油化物を生成する油化装置及びその油化装置による油化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃プラスチックを熱分解して油化物を生成する油化装置は従来公知である。例えば、特許文献１の第２頁左上欄第１０行〜同頁左下欄第２行と第１図（本出願に添付の図２参照）には次のように記載されている。
【０００３】
「本発明を添付図面に従って説明すると、上部に分解ガスの出口２と下部にカーボン及び非分解物（以下、残渣という）を含有する分解液の取出口３とを備えた熱分解槽１に、ライン４より合成高分子廃棄物が供給され、熱分解槽１の液相部に設けた適当な加熱手段５により加熱，熱分解される。発生ガスは気相部に設けられた適当な冷却手段６により高沸点の重質分が凝縮分離された後、出口２からライン７を経て熱交換器８に到り、こゝで生成ガスと生成油に分離され、生成ガスはライン９を経てガスホルダー１１に、生成油はライン１０を経て生成油タンク１２に送られる。本発明は上記の点を発明の要部とするものではないので、これ以上の説明は省略するが、必要であれば前記した特開昭公報を参照されたい。
以上の熱分解過程において発生する残渣は、分解液と共に取出口３からライン１３を経てポンプ１４により混合タンク１６に送り込まれる。この混合タンク１６には、生成油タンク１２からライン１５を介して適当量の生成油が送り込まれる。分解液の温度が高いため、この両者をこの混合タンク１６内で撹拌混合させると、生成油のうちの軽質分をガスとして蒸発させるが、この蒸発ガスはライン１８を経てライン７に合流され、発生ガスと共に前記したように処理される。一方、残余の混合液は温度及び粘度が低下した状態となり、これはライン１９，ポンプ２０を介して適当な固液分離機２１へ送られ、こゝで残渣と混合液が分離され、混合液はライン２２を経て熱分解槽１に返送されて再分解され、残渣はライン２３の中間に介在する空気遮断装置２４を経て残渣溜２５に取出される。」
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５１−１３０４０５号公報  （第２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
廃プラスチック用油化装置において、熱分解により生成される残渣を除去すべきであることは従来より課題として認識され、そのための具体的除去手段が種々開発されている。
ところが現在は、上記特許文献１において残渣溜２５に集められるような残渣の最終処理が問題になっており、産業廃棄物として処理すること自体困難になりつつある。
なお、特許文献１の油化装置は、油化を継続しつつ残渣を除去するいわゆる連続式のものであるが、一回づつ処理量を区切って油化を行ういわゆるバッチ式のものも濃い粘体状の残渣に関する課題は同じである。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたものでその目的は、最終的に濃い粘体状の残渣が残らない廃プラスチック用油化装置及びその油化装置による油化方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は、廃プラスチックを熱分解槽に入れて燃焼装置で加熱することによりその廃プラスチックを熱分解して油化するようにした廃プラスチック用油化装置であって、廃プラスチックの熱分解により生成される濃い粘体状の残渣を外部に取り出す取出部と、液状油又は前記残渣に水と界面活性剤を加えてエマルジョンにする乳濁化装置とを有し、その乳濁化装置から前記燃焼装置に液状油と水のエマルジョン又は前記残渣と水のエマルジョンを供給して燃焼させることにより熱分解槽を加熱するようにした廃プラスチック用油化装置を提供する。
【０００８】
廃プラスチックの熱分解により生成される濃い粘体状の残渣をそのまま燃焼させると黒煙や有害ガスが発生する。しかし、そのような残渣でも水と界面活性剤を加えてエマルジョンにすることで黒煙や有害ガスを生じさせずに綺麗に燃やせることが判明した。
そこで請求項１に記載したように、乳濁化装置を設けて液状油と水のエマルジョンで燃焼装置を燃焼させる構造にしておけば、その乳濁化装置を使って従来処理コストを掛けてまで処分していた濃い粘体状の残渣が熱分解の燃料として活用できる。従って、残渣の処理コスト削減と燃費の節約という二重のコスト削減効果が得られる。
また、請求項２に記載したように、液状油として使い古しの廃油を利用すれば、廃油の有効利用と燃費の節約という二重の効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１はバッチ式の油化装置を示すフローシートである。なお、図１において図２と同一符号を付した部分は同一又は同機能の部分であり、従って重複する部分の説明を省略する。
【００１０】
図１に示した油化装置はバッチ式のものであり、図２の熱分解槽１のライン１３以降は無く、取出口３にバルブ２６が設けられていて、そのバルブ２６の先に取出部２７が繋がっており、さらにその下に持ち運び可能な受皿２８が置いてある。
【００１１】
本実施形態の加熱手段５は、液状油に水と界面活性剤を加えてエマルジョンにする乳濁化装置５０と、その乳濁化装置５０から液状油と水のエマルジョンの供給を受けて燃焼させる燃焼装置たるバーナー５５で構成される。乳濁化装置５０はどのような構成でも良いが、最も簡単で且つ安価なものとして周知のボールミルが利用できる。言うまでもなくボールミルは、ドラム型の粉砕容器の中心軸を水平に保持し、その粉砕容器内にアルミナ、ジルコニアなどの球石（粉砕媒体ともいう。）と、被粉砕物と、水を入れて長時間回転させ、粉砕容器内で球石等を繰り返し上昇・落下させることにより被粉砕物を細かく粉砕するもので、鉱石類やセメント原料，セメントクリンカーなどの大量微粉砕をはじめ，窯業原料，化学工業原料などの微粉砕〜極微粉砕に広く使われている。なお、図２において符号５０１は水を入れるタンク、符号５０２は液状油（又は残渣）を入れるタンク、また符号５０３は界面活性剤を入れるタンクである。
【００１２】
次に本発明の油化装置による油化方法について説明する。先ず乳濁化装置５０たるボールミルに液状油と水と界面活性剤を入れて毎分２０回転の速度で２時間程度回転させる。ここで使用する液状油はどのようなものでもよいが、好ましくは経済的・環境的見地からエンジンや工作機械類で使い古した廃油がよい。また、界面活性剤もどのようなものでもよいが、例えば株式会社松村石油研究所製造の製品名「ナトリウムスルホネート：スルホール５００」を使用して良好な結果が得られている。ボールミルに投入する夫々の割合は、例えば液状油４Ｌに対して水１Ｌと界面活性剤５０ｇであり、これを上記の条件で撹拌すれば良質のエマルジョンが得られる。
【００１３】
次にライン４より、細かく砕いた廃プラスチック（例えばポリオレフィン系の廃プラスチック）を供給し、一方、バーナー５５に点火して液状油と水のエマルジョンを燃焼させる。そうすると熱分解槽１が加熱され、廃プラスチックが溶融状態になり、そこからさらに加熱すると熱分解が進んでガスが発生する。このときの熱分解槽１の温度は約３６０℃である。
【００１４】
次に熱分解槽１で発生したガスは、気相部に設けられた冷却手段６により高沸点の重質分が凝縮分離され、出口２からライン７を経て熱交換器８に至り、ここで生成ガスと生成油に分離され、生成ガスはライン９を経てガスホルダー１１に、生成油はライン１０を経て生成油タンク１２に送られる。なお、廃プラスチックを熱分解して発生したガスをどのような手段で油化するかは本発明の要旨ではない。従って発生したガスを油化する手段は、ここに記載した構成に限定されない。
【００１５】
次に廃プラスチックの熱分解が完了すると熱分解槽１の漏斗状になった底に濃い粘体状の残渣が残る。そこで取出部２７のバルブ２６を開けて溜まった残渣を受皿２８に取り出す。なお、熱分解終了直後の残渣は高温であり、その残渣を高温のまま外部に取り出すと発火するため、約１２０℃乃至１５０℃前後に冷めるまで待ってからバルブ２６を開く。逆に残渣が冷めすぎると固化して取出部２７を通らないから、そのような場合は、熱分解槽１を再加熱して残渣を約１２０℃乃至１５０℃程度に温め直せばよい。もっとも熱分解槽１の中に入って底にある残渣を掻き出すようにして取り出したとしても何の問題もない。
【００１６】
次に受皿２８に貯めた残渣を室温かそれよりやや高い程度の温度になるまで冷却する。ここでの冷却工程は次に添加する残渣用溶媒油の引火を防止する目的で行うものであり、従って残渣用溶媒油の種類により冷却温度は異なる。もっとも室温程度まで冷却すれば殆どの場合引火の危険はない。こうして冷却した残渣は固化又は半固化の状態になるから、そこに残渣用溶媒油を添加してかき混ぜる。この残渣用溶媒油は、灯油や、熱分解して生成した液状油を少量使えばよい。そして残渣を少なくともドロドロ状態にしてフィルターに掛け、金属片など余分な不燃性の固形物を除去する。ここで明らかなように残渣に流動性を付与するのは、金属片のような固形物を除去するために行うのであって、フィルターの網目が通過できる程度のドロドロ状態であれば目的を達する。従って残渣用溶媒油の添加量を厳密に設定する必要はなく、残渣の状態を確認しながら少量ずつ加えて行けばよい。もし仮に残渣用溶媒油の量が多くなりすぎたとしても、次工程で問題になることはない。
【００１７】
次に前記乳濁化装置５０に対し、前記液状油に代えてドロドロ状態にした残渣と水と界面活性剤を上記と同じ割合で投入し、同じ運転条件で撹拌する。そうすると残渣と水のエマルジョンが生成され、そのエマルジョンが燃焼装置で綺麗に燃える。なお、一回の油化で発生する残渣の量は限られており、次回の運転に必要な量の燃料にはなりえないため、残渣と水のエマルジョンを使い切った後は、液状油と水のエマルジョンによる通常運転に戻す。
【００１８】
以上本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では乳濁化装置５０の一例としてボールミルを例示したが、液状油と水及び残渣と水のエマルジョンが生成可能であればどのような形式・構造のものでもよい。また、残渣を取り出す取出部２７の位置や構造も実施形態のものに限定されない。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に記載したように、乳濁化装置を設けて液状油と水のエマルジョンで燃焼装置を燃焼させる構造にしておけば、その乳濁化装置を使って従来処理コストを掛けてまで処分していた濃い粘体状の残渣が熱分解のための燃料として活用できる。従って、残渣の処理コスト削減と燃費の節約という二重のコスト削減効果が得られる。また、請求項２に記載したように、液状油として使い古しの廃油を利用すれば、廃油の有効利用と燃費の節約という経済的・環境的に二重の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バッチ式の油化装置を示すフローシートである。
【図２】従来の油化装置を示すフローシートである。
【符号の説明】
１  …熱分解槽
２７…取出部
５０…乳濁化装置
５５…バーナー（燃焼装置）
【図１】
2004244445.tif 000003
【図２】
2004244445.tif 000004