(57)【要約】【課題】効率よく廃プラスチックを乾留できるようにした廃プラスチック油化装置を提供することを目的とする。【解決手段】内管５と外管６との二重管からなる加熱炉１と、該加熱炉１の内管５の一端に廃プラスチックを押し込むスクリューポンプ４と、該加熱炉１の外管６の他端部に接続される熱風炉２と、この外管６の一端部から廃風を導出する煙道１１とを備える。これにより、加熱炉２の熱風が外管６の他端部から一端部に流れるまでの間中内管５に接触するので、内管５と熱風とが接触している時間が長くなり、各段に大量の熱が熱風から内管５を経て廃プラスチックに伝達されるから、廃プラスチックが効率良く乾留される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外二重管からなる加熱炉と、該加熱炉の内管の一端に廃プラスチックを押し込むポンプと、該加熱炉の外管の他端部に接続される熱風炉と、この外管の一端部から廃風を導出する煙道とを備えることを特徴とする廃プラスチック油化装置。
【請求項２】
前記外管内で熱風の流れに内管の周囲に旋回する旋回成分を与える導風羽根が設けられた請求項１に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項３】
前記内管内の廃プラスチックの流れに旋回成分を与える導流羽根が設けられた請求項１又は２に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項４】
前記ポンプに廃プラスチックを投入するホッパが設けられ、前記煙道の一部をホッパ内に配置して、この煙道内を流通する廃風でホッパ内の廃プラスチックが予熱されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項５】
前記内管の他端に接続され、ガス分とカーボンとを分離する還流装置を設け、この還流装置で分離されたカーボンを前記ポンプに還流させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項６】
前記還流装置で分離されたガス分を凝縮させるコンデンサが設けられ、このコンデンサが還流装置から導かれたガス分から熱水で重質油を凝縮させる重質油コンデンサと、重質油を分離されたガス分から温風により中質油を凝縮させる中質油コンデンサと、重質油及び中質油を分離されたガス分から水により軽質油を凝縮させる軽質油コンデンサとを備えた請求項５に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項７】
前記還流装置で分離されたガス分から油分を凝縮して分離したオフガスを前記熱風炉に導いて燃焼させる請求項５又は６に記載の廃プラスチック油化装置。
【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油化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２６３０７９号公報に記載されているように、廃プラスチックを乾留し、その乾留ガスを凝縮させて油化する廃プラスチック油化装置では、加熱炉の中に耐熱材で覆われたスクリューコンベアと釜とが配置されている。加熱炉は炉室内の下部にバーナを備え、このバーナの燃焼熱で炉室内のスクリューコンベア及び釜を加熱し、炉室の上部に連通させた煙道には３５０℃から７００℃の廃風が排出されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−２６３０７９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の廃プラスチック油化装置によれば、バーナで加熱された熱風はいわば一過的にスクリューコンベアや釜に接触するので、熱効率が著しく低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、この従来技術の課題を解消し、効率よく廃プラスチックを乾留できるようにした廃プラスチック油化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る廃プラスチック油化装置は、内外二重管からなる加熱炉と、該加熱炉の内管の一端に廃プラスチックを押し込むポンプと、該加熱炉の外管の他端部に接続される熱風炉と、この外管の一端部から廃風を導出する排風路とを備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。
【０００７】
これによれば、熱風炉から外管に供給された熱風が外管の全長にわたって流れる間中内管に接触するので、熱風と内管との接触時間が従来技術において熱風がスクリューコンベアや釜を上下に横切るように接触している時間に比べると各段に長くなり、熱風から内管に伝達される熱量が格段に大きくなる。
【０００８】
その結果、本発明によれば、熱風炉で生成した熱風の熱量に対して内管内の廃プラスチックに伝達される熱量の割合、即ち、熱効率を各段に高めることができるのである。
【０００９】
ところで、本発明のポンプは廃プラスチックを内管の一端に押し込めるように構成してあれば良く、例えばピストンポンプを採用することもできるが、連続して一定の圧力以上で廃プラスチックを内管に押し込めるスクリューポンプであることが好ましい。
【００１０】
又、本発明において、廃プラスチックが内管の一端から他端に移動する間にガス化する位置は廃プラスチックの組成により異なるが、内外二重管の長さを適宜設計することにより、他端に到達するまでに完全にガス分とカーボンとに変化させることができる。
【００１１】
そこで、本発明においては、前記内管の他端に接続され、ガス分とカーボンとを分離する還流装置を設けることにより、ガス分とカーボンとを分離することができる。
【００１２】
ガス分とカーボンとを分離させる方法は特に限定されず、例えばカーボンを含むガス分の流れの方向を旋回させることによりカーボンの慣性を利用してガス分とカーボンとを分離させる方法（慣性分離法）を採用したり、カーボンの重量を利用してガス分とカーボンとを分離させる方法（重力分離法）を採用したり、電気集塵法を採用したりすればよい。この他にフィルタを用いてカーボンを濾過する方法（濾過法）を採用することも可能であるが、この場合にはフィルタの目詰まりを解消するための対策が必要になる。
【００１３】
この還流装置で分離されたカーボンは、廃棄してもよいが、この還流装置で分離されたカーボンを前記スクリューポンプに還流させ、処理する廃プラスチックに所定の割合で配合すると、カーボンに蓄熱させて内管内の温度を高くすることができるので、熱効率を一層高めることができる。
【００１４】
又、前記外管の一端部から煙道に排出される廃風は１００℃以上の温度になっているので、前記スクリューポンプに廃プラスチックを投入するホッパを設け、前記煙道の一部をホッパ内に配置して、この煙道内を流通する廃風でホッパ内の廃プラスチックが予熱されるようにすると、排熱を有効に利用でき、熱効率を更に高めることができる。
【００１５】
ところで、還流装置で分離されたガス分の中には気化温度（凝縮温度）が４００℃以上の超重質の成分が含まれており、この後の処理において簡単に凝縮してガス分の流路が狭められるおそれがある。
【００１６】
そこで、還流装置から導出されるガス分の流路にこの超重質の成分を分離回収する超重質油分離器を設け、その下流に超重質分が流れないようにすることが好ましい。
【００１７】
この超重質分は更に熱分解することが可能であるので、還流装置で分離されたカーボンや廃プラスチックに混ぜてスクリューコンベアにより再び内管に押し込んで熱分解させ、気化温度が低いものにすることが好ましい。
【００１８】
本発明においては、還流装置で分離されたガス分を凝縮させて油化するコンデンサが設けられる。このコンデンサの構成は特に限定されず、ガス分と冷剤とが金属表面を通して間接的に熱交換を行う表面凝縮器を用いてもよく、又、ガス分と冷剤とを直接接触させる混合凝縮器を用いてもよいが、油分と水分との混合を避けるため、表面凝縮器を用いることが好ましい。
【００１９】
還流装置で分離されたガス分には凝縮温度が異なる成分が含まれているので、例えば凝縮温度によって３段階に温度を下げて、凝縮温度の高い重質油と、凝縮温度がそれよりも低い中質油と、凝縮温度が更に低い軽質油とに分けて凝縮させること（分留）が好ましい。
【００２０】
ここで、コンデンサに用いる冷剤は、特に限定されず、例えばブラインを用いることができるが、コストダウンを図るために、温水、空気、冷水などを用いることが好ましい。
【００２１】
例えば前記還流装置で分離されたガス分を凝縮させるコンデンサが、還流装置から導かれたガス分から温水で重質油を凝縮させる重質油コンデンサと、重質油を分離されたガス分から温風により中質油を凝縮させる中質油コンデンサと、重質油及び中質油を分離されたガス分から水により軽質油を凝縮させる軽質油コンデンサとを備えることが好ましい。
【００２２】
ガス分の中にはコンデンサにより凝縮されない成分も含まれ、この凝縮されあない成分はオフガスとしてコンデンサから排出される。このオフガスは可燃性であるので、前記熱風炉に導いて燃焼させると、熱風炉の燃費を削減することができる。
【００２３】
オフガスはコンデンサから直接に熱風炉に流しても良いが、水煙を潜らせて除塵すると共に、触媒に接触させて精製してから熱風炉に流入させることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る廃プラスチック油化装置を図面に基づいて具体的に説明する。図面において、図１はこの実施例の加熱炉及び熱風炉の構成図であり、図２はこの実施例全体の構成図である。
【００２５】
これら図１と図２とに示すように、この実施例に係る廃プラスチック油化装置は、加熱炉１と、この加熱炉１に例えば７００〜１４００℃の熱風を供給する熱風炉２と、前記加熱炉１に廃プラスチックを供給するホッパ３及びスクリューポンプ４とを備え、前記加熱炉１は、両端が解放された内管５と、両端が閉ざされた外管６とを備え、内管５の一端に前記スクリューポンプ４が接続される。
【００２６】
図１に示すように、前記内管５内には、必要に応じて、その内部を一端から他端に向かって移動する廃プラスチックの流れに旋回成分を与える導流羽根９が設けられ、これにより廃プラスチックが内管５の一端から他端に向かって内管５内を螺旋状に旋回しながら移動するようにしている。
【００２７】
前記熱風炉２は、例えばガスバーナからなるバーナ７を備え、このバーナ７で炉室８に送り込む空気を該バーナ７の燃焼炎で加熱し、これにより例えば７００℃〜８００℃に加熱された熱風を前記外管６の他端部に熱風を送り込むようにしている。
【００２８】
又、外管６の内面（及び／又は内管５の外面）には外管６内を他端から一端に流れる熱風に旋回成分を与える少なくとも１枚の導風羽根１０が設けられ、外管６の他端部は煙道１１を介して大気中に連通させてあるので、外管６の他端部に送り込まれた熱風はこの導風板１０に案内されて内管５の周囲を螺旋状に旋回しながら外管６の一端に向かって流れ、煙道１１を経て大気中に放散される。
【００２９】
更に、この煙道１１の一部を前記ホッパ３内に配置することにより、ホッパ３内の廃プラスチックが予熱されるようにしている。
【００３０】
なお、図２に示すように、この煙道１１には脱臭装置１２と排風機１３とを介在させ、その端末に煙突１４を設けている。
【００３１】
ホッパ３の投入された廃プラスチックはホッパ３内で例えば８０℃程度に予熱され、スクリューポンプ４により内管５に押し込まれ、内管５の一端から他端に螺旋状に旋回しながら移動しながら、内管５の外側を螺旋状に旋回しながら流れる熱風により加熱される。これにより、廃プラスチックは次第に高温になり、熱分解温度が低いものから熱分解してガス化し、最終的には４５０℃以上に加熱され、熱分解した成分に含まれるカーボンの一部分が遊離する。
【００３２】
このように、熱風を内管５の他端から一端にわたって連続して接触させると、熱風と内管５との接触時間を長くすることができ、内管５を介して廃プラスチックに伝導される熱量を各段に大きくすることができるので、各段に熱効率が高められ、短時間で廃プラスチックをガス化することができる。
【００３３】
特に、この実施例では、熱風が内管５の他端から一端にわたって螺旋状に旋回させながら内管５に接触させるので、熱風と内管５との接触時間が一層長くなり、更に熱効率が高められて、処理時間が短縮される。
【００３４】
又、この実施例では、煙道１１を流れる排煙で廃プラスチックを予熱することにより、熱利用率を高めているので、全体としての熱効率は一層高められ、処理時間が一層短縮される。
【００３５】
更に、この実施例では、前記内管５内に廃プラスチックの流れに旋回成分を与える導流羽根９を設けて、内管５の廃プラスチックが内管５内を螺旋状に旋回しながら他端に向かって移動するようにしているので、内管５と廃プラスチックとの接触時間が長くなり、熱効率が更に一層高められて、処理時間が更に一層短縮される。
【００３６】
ここで、処理時間が短縮されるということは、廃プラスチックの内管５での滞在時間を短縮できるということであり、これにより、スクリューポンプ４の圧入能力を低く設定して小型で安価なスクリューポンプ４を使えるようになる、加熱炉１の長さを短縮して小型にすることができるなどの効果がもたらされる。
【００３７】
なお、図１に示すように、加熱炉１には内管５内の温度を検出する例えば６個の温度計１５と内管５内の圧力を検出する１個の炉圧計１６とが設けられ、又、熱風炉２ないし外管６の内圧が爆発的に上昇することを防止するための暴爆扉１７が設けられるが、これらは本発明に必須のものではない。
【００３８】
又、さて、図１と図２とに示すように、前記内管５の他端には塔状の還流装置１８が接続され、乾留により生成したガス分とカーボンはこの還流装置１８に押出される。内管５の中で生成したカーボンはスクリューポンプ４で押し込まれる廃プラスチックや既に生成したカーボンにより還流装置１８に押し込まれるので、内管５内にカーボンが堆積して廃プラスチックの流れをせき止めるおそれはなく、カーボンの堆積により処理能力が低下するおそれはない。
【００３９】
還流装置１８内に押出されたガス分とカーボンとは重力分離により分離され、カーボンは還流装置１８の下部に設けたバルブ１９を開くことによりカーボン回収容器２０に落下して回収される。
【００４０】
カーボン回収容器２０の底部には風送コンベアのダクト２１が接続され、カーボン回収容器２０内からこのダクト２１にカーボンを吸い出して前記ホッパ３に投下するようにしている。
【００４１】
ダクト２１からホッパ３に投下されるカーボンの量は該ホッパ３に投下される廃プラスチックの１０〜２５重量％に設定し、前記加熱炉１内でこのカーボンに蓄熱させることにより廃プラスチックの熱分解を助長するようにしている。
【００４２】
図２に示すように、還流装置１８で分離されたガス分は還流装置１８の頂部から超重質油分離器２２に導かれ、この超重質油分離器２２で例えば４００℃以上の高熱で凝縮する超重質油を分離される。
【００４３】
この超重質油の一部は例えばホッパ３に導いて廃プラスチックに添加され、他の一部は還流装置１８のカーボン回収容器２０に導いてカーボンに混合し、更に、前記ダクト２１を経てカーボンと共にホッパ３に導いて廃プラスチックに添加される。そして、廃プラスチックと共にスクリューポンプ４で内管５に押し込まれ、再び熱分解されて凝縮温度が４００℃よりも低いガス分になる。
【００４４】
超重質油分離器２２で超重質油を取除かれたガス分はコンデンサ２３に導かれ、このコンデンサ２３の第１段の重質油コンデンサ２４で重質油を凝縮させて分離し、更に第２段の中質油コンデンサ２５で中質油を凝縮させて分離し、第３段の軽質油コンデンサ２６で軽質油を凝縮させて分離する。
【００４５】
前記重質油コンデンサ２４のガス温度は例えば３７０〜４００℃に設定され、ガス分を流通させるパイプに例えば８０℃の熱水シャワーを浴びせて表面凝縮により重質油を凝縮させる。凝縮した重質油はパイプに接続したトラップで回収し、重質油回収容器２７に収容する。
【００４６】
前記中質油コンデンサ２５のガス温度は例えば２００℃に設定され、ガス分を流通させるパイプに例えば５０〜６０℃の温風を吹付けて表面凝縮により重質油を取除かれたガス分から中質油を凝縮させる。凝縮した中質油はパイプに接続したトラップで回収し、触媒装置２８で精製してから中質油回収容器２９に収容する。
【００４７】
軽質油コンデンサ２５のガス温度は例えば１００℃に設定され、ガス分を流通させるパイプに例えば１５〜２５℃の冷水シャワーを浴びせて表面凝縮により凝縮させる。凝縮させた軽質油はパイプに接続したトラップで回収し、触媒装置３０で精製してから軽質油回収容器３１に収容する。
【００４８】
軽質油コンデンサ２６で凝縮しなかったガス分はガス洗浄装置３２に導かれ、冷水シャワー３３で適当な温度に冷却した後、触媒３４に接触させて精製し、この後、オフガスとして前記熱風炉２の炉室８に供給して燃焼させる。これにより、熱風炉２の熱量が増大するので、バーナ７の燃費を削減することができる。
【００４９】
なお、ガス洗浄装置３４の冷水シャワー３３からガス洗浄装置３２内に放水された水は水回収容器３５に回収され、最終的には廃棄処理される。
【００５０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の廃プラスチック油化装置は、内外二重管からなる加熱炉と、該加熱炉の内管の一端に廃プラスチックを押し込むスクリューポンプと、該加熱炉の外管の他端部に接続される熱風炉と、この外管の一端部から廃風を導出する煙道とを備えることを特徴とするので、熱風炉から外管に供給された熱風が外管の全長にわたって流れる間内管に接触し、長時間にわたり内管を加熱するという作用が得られる。
【００５１】
そして、この作用により、熱風炉で生成した熱風の熱量に対する廃プラスチックに伝達される熱量の割合、即ち、熱効率が各段に高められるという効果を得ることができるのである。
【００５２】
又、この効果により、廃プラスチックの乾留処理時間が短縮して、処理能力を高めることができるという効果や、加熱炉の長さを短くして装置全体を小型にすることができるという効果を得ることができる。
【００５３】
特に、本発明において、前記外管内に熱風に内管の周囲に旋回する旋回成分を与える導風羽根を設けると、外管の他端から一端に流れる熱風の経路長さを長くすることができるので、熱風と内管との接触時間が更に長時間になり、更に熱効率が高められるという効果を得ることができる。
【００５４】
又、本発明において、前記内管内の廃プラスチックの流れに旋回成分を与える導流羽根を設け、廃プラスチックが螺旋状に旋回しながら内管の一端から他端に移動するように構成すると、内管と廃プラスチックとの接触時間が長くなり、内管から廃プラスチックに伝達される熱量が大きくなって、一層熱効率が高められるという効果をえることができる。
【００５５】
更に、本発明において、前記スクリューポンプに廃プラスチックを投入するホッパが設けられ、前記煙道の一部をホッパ内に配置して、この煙道内を流通する廃風でホッパ内の廃プラスチックが予熱されるように構成すれば、排熱を有効利用して熱効率を更に一層高めることができるという効果を得ることができる。
【００５６】
ところで、本発明において、前記内管の他端に接続され、ガス分とカーボンとを分離する還流装置を設け、この還流装置で分離されたカーボンを前記スクリューポンプに還流させると、内管内でこのカーボンに蓄熱させて、熱の放散を減少させることができるので、熱風炉の能力を低く設定して、熱風炉を小型に、かつ安価にすることができるという効果を得ることができる。
【００５７】
ここで、前記還流装置で分離されたガス分を凝縮させるコンデンサが設けられ、このコンデンサが還流装置から導かれたガス分から熱水で重質油を凝縮させる重質油コンデンサと、重質油を分離されたガス分から温風により中質油を凝縮させる中質油コンデンサと、重質油及び中質油を分離されたガス分から水により軽質油を凝縮させる軽質油コンデンサとを備えると、重質、中質、軽質の３品級の油を得ることができる上、コンデンサの冷剤として熱水、空気、冷水という安価な冷剤を用いるので、ランニングコストを削減できるという効果をえることｇできる。
【００５８】
又、前記還流装置で分離されたガス分から油分を凝縮して分離したオフガスを前記熱風炉に導いて燃焼させると、熱風炉の燃費を削減できるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図である。
【図２】本発明の構成図である。
【符号の説明】
１　加熱炉
２　熱風炉
３　ホッパ
４　スクリューポンプ
５　内管
６　外管
９　導流羽根
１０　導風羽根
１１　煙道
１８　乾留装置
２３　コンデンサ
２４　重質油コンデンサ
２５　中質油コンデンサ
２６　軽質油コンデンサ
【図１】
2004143380.tif 000003
【図２】
2004143380.tif 000004