(57)【要約】【課題】ＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックを対象とする油化装置を提供する。【解決手段】消石灰粉末１２を廃プラスチック原料１３とともに分解槽３に投入し攪拌昇温し、１５０〜２５０℃の間の分解槽内の昇温勾配を１５０℃／ｈ以下とし緩やかに昇温し、先ず溶融ＰＶＣ内部での消石灰の濃縮を促進し、次に２００℃付近の温度域から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）で発生する塩素ガスを消石灰で捕捉する。消石灰粒子は通常１〜１０ミクロンと大きいため塩素の捕捉で発生する塩化カルシウムは消石灰粒子とともに熱分解槽内にとどまる（消石灰粒子の固定化作用）。またＰＶＣの第２次の分解で発生するテレフタール酸およびＰＥＴの分解で発生する安息香酸も消石灰粒子で分解槽内に捕捉固定化される。【選択図】  図５
2004269838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化ビニール（ＰＶＣ）が混入する廃プラスチックを原料として、これを加熱昇温し熱分解して再生油を得る方法において、原料にＰＶＣ混入率の０．７倍以上（好ましくは１倍以上）の消石灰粉末を添加して攪拌昇温し、かつ昇温過程でＰＶＣの溶融開始温度付近から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）終了温度付近までの時間を４０分以上（好ましくは６０分以上）とする塩化ビニール混入廃プラスチックの油化方法
【請求項２】
分解槽、分解槽の攪拌手段、加熱手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した塩化ビニール（ＰＶＣ）混入廃プラスチックの油化装置において、ＰＶＣ混入率の０．７倍以上（好ましくは１倍以上）の消石灰粉末を原料とともに分解槽に投入し攪拌昇温し、分解槽内の温度が１５０℃に到達した時点で昇温勾配を調整し、１５０〜２５０℃の間の分解槽内の昇温勾配を１５０℃／ｈ以下（好ましくは１００℃／ｈ以下）に保つことを特徴とする塩化ビニール混入廃プラスチックの油化方法ならびに廃プラスチックの油化装置
【請求項３】
分解槽、分解槽の攪拌手段、加熱手段、分解槽内の温度（Ｔ１）測定手段、分解槽外の温度（Ｔ２）測定手段、分解残渣の排出手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した廃プラスチックの油化装置において、昇温工程のうちの特定の温度域を除く全ての温度域（昇温工程、分解平衡温度工程を含む）で分解槽外の温度測定手段で温度制御し、Ｔ１≧４３０℃（好ましくは４５０℃）かつＴ２−Ｔ１≦Ａ・△Ｔ以下で熱分解の終点とし、次工程（例えば、残渣の排出、原料再投入その他の工程）に移ることを特徴とする廃プラスチックの油化方法。△Ｔは分解平衡温度工程における分解槽外の温度（Ｔ２）と分解槽内の温度（Ｔ１）の差である。Ａは分解槽内からの放熱による係数である。
【請求項４】
１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する分解槽において、最下段の攪拌翼に可とう性のかきとり手段を付設したことを特徴とする廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項５】
可とう性のかきとり手段として、最下段の攪拌翼に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）をＵ字状につるしかつチェーンが分解槽の底面に接触状態としたことを特徴とする特許請求項４記載の廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項６】
可とう性のかきとり手段として、下部が分解槽の底面形状と同一の金属板（炭素鋼板、ステンレス鋼板等）を最下段の攪拌翼につるし、分解槽の底面に接触状態としたことを特徴とする特許請求項４記載の廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項７】
１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する分解槽において、最上段の攪拌翼の上方に先端が分解槽の内壁に近接するバーを付設し、バーの先端近傍に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）をつるし、チェーンの下端が分解槽の底面に近接状態としかつ最下段の攪拌翼に可とう性のかきとり手段を付設したた請求項４の廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項８】
分解槽、分解槽の攪拌手段、加熱手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した廃プラスチックの油化装置において、廃プラスチック（原料）を分解槽に投入する際に原料とともに少量（原料の１％重量程度）の再生油もしくは重油を添加する事を特徴とするプラスチックの油化方法
【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のケミカルリサイクル技術に関し、特に家庭および工場から排出されるプラスチックゴミ（以下廃プラスチックと略記する）の油化技術に関する。国内で家庭から排出されるプラスチックゴミには不可避的にＰＶＣが混入しており、地域とか季節により若干の変化は生じるが概略５〜１０％（重量％）の範囲である。また工場から排出されるプラスチック廃棄物ではＰＶＣは分別排除されるが不可避的に数％混入する場合が多い。
【０００２】
【請求項１】
【請求項２】の発明
【従来の技術】
従来の廃プラスチック油化の装置を図１３にしめす。廃プラスチック１を、加熱脱塩素手段２、熱分解手段３、分解ガス冷却手段４で順次処理し、再生油を再生油回収手段５で回収するものである。加熱脱塩素手段２で発生するガス（塩化水素、水蒸気、可燃ガスの混合ガス：以下脱塩ガスと略記する）は脱塩ガス処理手段６で無害化する。また熱分解で熱分解手段３に残留する灰分、炭化物等は残さとして残さ回収手段７で回収する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱分解の際に混入ＰＶＣから塩化水素ガスが発生し機器の腐食ならびに分解油の酸性化をもたらすため、熱分解の前に脱塩素処理を行なっているが完全な除去は不可能である。また塩化水素とともにテレフタール酸を主体とする有機酸が発生し、ガス配管、油配管内で析出する。このため再生油の酸性化、各種配管の短期間での閉塞等の問題が山積し、問題解決に多大な設備コストを要するため廃プラスチック油化装置の普及の障害になっている。
【０００４】
本発明の目的はＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックを対象とするシンプルで、実用的な廃プラスチックの油化方法ならびに廃プラスチックの油化装置を提供するものである。
【０００５】
【請求項１】の発明
【問題を解決するための手段】
ＰＶＣの分解によって発生する塩素を消石灰粉末で完全固定するため本発明者が鋭意検討したところ、次の結論を得た。
【０００６】
１）ＰＶＣの先行溶融：ＰＶＣは加熱昇温の際に原料中の他のプラスチックに先行して溶融する。溶融開始温度は概略１５０℃前後である。
【０００７】
２）溶融ＰＶＣ中での消石灰の濃縮：原料に添加した消石灰粉末は溶融ＰＶＣのハエとり紙効果で溶融ＰＶＣ中に取り込まれ濃縮される。溶融ＰＶＣ中では消石灰の濃度が初期添加濃度の通常１０〜２０倍に高まる。
【０００８】
３）重金属の触媒作用によるＰＶＣ分解温度の低下：原料に混入する重金属の触媒作用でプラスチックの分解温度は５０℃程度低下する。このため２００℃付近でＰＶＣの第１次の熱分解（脱塩素分解）が始まる。
【０００９】
４）消石灰粒子による塩素の固定：消石灰の濃縮効果と緩やかな昇温効果により塩素ガスは消石灰粒子表面に塩化カルシウムとして補足される。
【００１０】
本発明は上記の知見に基づくものであり、塩化ビニール（ＰＶＣ）が混入する廃プラスチックを原料として、これを加熱昇温し熱分解して再生油を得る際に、原料にＰＶＣ混入率の０．７倍以上（好ましくは１倍以上）の消石灰粉末を添加して攪拌昇温し、かつ昇温過程でＰＶＣの溶融開始温度付近から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）終了温度付近までの時間を４０分以上（好ましくは６０分以上）とし、ＰＶＣの分解で発生する塩化水素を消石灰粉末に固定し、分解ガスから高度に除去するものである。
【００１１】
【発明の実施形態】
本発明の作用を図１〜図４を用いて説明する。
１５０℃付近の温度域からプラスチックごみのうちＰＶＣがまず溶融する。この様子を図１に示す。添加した消石灰はハエとり紙効果で順次溶融ＰＶＣに移行し濃縮混練りされる。ＰＶＣのみが溶融していると仮定し、添加消石灰濃度をＡ％、ＰＶＣ濃度をＢ％とすると溶融ＰＶＣ中の消石灰濃度Ａ１％は数式  数１に近ずく。すなわち消石灰はＰＶＣ中で１００／Ｂ倍の濃縮となる。仮にＢを５％とすれば２０倍濃縮となる。
Ａ１＝Ａ×１００／Ｂ          数１
【００１２】
２００℃付近の温度域から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）が始まり、塩素ガスが発生する。消石灰の濃縮効果で発生した塩素は１００％消石灰と反応すると考えられるが、１００％反応のためには緩やかな塩素ガスの発生が必須の条件である。このため本発明者は昇温時間（もしくは昇温勾配）の重要性に着目し昇温勾配と塩素除去率に関する図２の特性図を得た。図２から１５０〜２５０℃の昇温勾配を１４０℃／ｈ  以下とし（所要時間で４０分（０．６７時間）以上）緩やかに昇温すると塩素ガスは９９％消石灰粒子表面に塩化カルシウムとして補足されることが判明した。昇温勾配で１００℃／ｈ  以下では（昇温時間１時間以上）塩素ガスは９９．７％以上補足される。
【００１３】
２５０℃付近で第１次の分解は終了し、３００℃付近からは塩素ガスを発生しない第２次の分解が始まる。この温度域では他のプラスチックも分解（ガス化もしくは炭化）を開始する。
【００１４】
図３は消石灰添加率と塩素除去率との関係を示す特性図である。横軸は混入ＰＶＣに対する消石灰の添加倍率とした。酸化カルシウム純度の高い工業用消石灰の場合塩素除去に必要な化学量論的な消石灰添加比率（添加率）はＰＶＣ混入率の０．５倍であるが、０．５倍の添加率で塩素除去率は７５％程度、０．７倍の添加率で塩素除去率は９０％程度、９９％除去率を得るためには０．８倍程度の添加率が必要である。
【００１５】
実用上の添加率の決定においては消石灰粒子の深部は反応に寄与しないため化学量論的な添加率の２倍程度を目安とするのが妥当である。消石灰の添加率の決定作業は産業プラスチックゴミと家庭プラスチックゴミとでは若干異なり、以下の手順で決定するのが好ましい。
【００１６】
家庭プラスチックゴミのケース：ＰＶＣの混入比率は国民のライフスタイル、行政指導の有無により年々変化し、また季節、地域によっても異なり、混入比率を正確に把握することは困難である。各種の資料から推測すると２０００年時点の国内の平均的なＰＶＣの混入比率は５％程度である。このため化学量論的消石灰添加比率（２．５％、（５×０．５＝２．５））の２倍の５％を目安とし、数回の運転結果から（回収油のｐＨならびに有機塩素濃度）添加率の修正をし、回収油のｐＨが５〜８で有機塩素濃度が１００ｍｇ／ｌ  以下となるように添加率を決定する。年間を通しての運転ではＰＶＣの混入比率が季節により数％変化するため、１〜３ヵ月毎に消石灰添加率の見直しを行うのが有効である。
【００１７】
産業プラスチックゴミのケース：生産工程ゴミ、減容成形ゴミではＰＶＣの混入比率が判明している場合が多い。このため化学量論的な添加率の２倍程度を目安とし、数回の運転結果（再製油のｐＨ、有機塩素濃度）から添加率の修正をする。
【００１８】
消石灰粒子は通常１〜１０ミクロンと大きいため塩素の捕捉で発生する塩化カルシウムのほとんどは消石灰粒子に補足され図４の状態で熱分解槽内にとどまり、塩化カルシウムが分解ガスに同伴流出する比率は極めて小さい。本発明者はこの作用を消石灰粒子の固定化作用となづけた。
【００１９】
本発明者は各種配管閉塞物の観察、文献調査により配管閉塞物の主要因がＰＶＣの第２次の分解で発生するテレフタール酸およびＰＥＴの分解で発生する安息香酸であることをと発見した。また消石灰粉末はテレフタール酸および安息香酸の捕捉固定化にも極めて有効であることを明らかにしている（特願２０００−３７４５５９）。
【００２０】
添加した消石灰のうち化学量論的消石灰添加比率相当量の消石灰は塩化カルシウムとなるが、残余の消石灰はテレフタール酸および安息香酸を捕捉固定化する。このため配管閉塞はほとんど発生しなくなる。
【００２１】
有機酸捕捉に必要な消石灰の添加率は小さく、おおむね１％程度である。このため先に述べた消石灰の添加率決定手順で定めた添加率を実行すると、自然にテレフタール酸および安息香酸が捕捉固定化される。
【００２２】
例えば純度の高い工業用消石灰の場合化学量論的な添加率はＰＶＣの０．５倍プラスＰＥＴの０．１倍である。家庭プラスチックゴミの場合２０００年時点の国内の平均的混入比率はＰＶＣは５％程度、ＰＥＴは１０％程度である。このため化学量論的消石灰添加比率は３．５％（５×０．５＋１０×０．１＝３．５））である。
【００２３】
以上説明した
【請求項１】の発明によれば以下の効果が得られる。
１）ＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックの油化が可能になる。
２）再生油中の塩素（塩素ガスもしくは塩化水素の形態）は容易に１００ｍｇ／ｌ以下となり、再生油の用途が広がる。
３）配管閉塞が抑制可能になる。
【００２４】
【請求項２】の発明
【発明の実施形態】
本請求項は
【請求項１】の発明の作用を用いるもので、構成を図５に示す。
縦型の分解槽１０、分解槽の攪拌機１１、分解槽の加熱手段１２、分解ガスの冷却手段４、再製油の回収手段５等で構成した塩化ビニール混入廃プラスチックの油化装置において、袋入りの消石灰粉末１３を廃プラスチック原料１４とともに分解槽１０に投入し攪拌昇温し、分解槽１０内の温度が１５０℃に到達した時点で昇温勾配を調整し、１５０〜２５０℃の間の分解槽１０内の昇温勾配を１５０℃／ｈ以下（好ましくは１００℃／ｈ以下）に保つものである。１５は再生油の簡易貯留タンク（ドラム缶）である。
【００２５】
ここで消石灰粉末１３の投入量（重量）は
【請求項１】
【００１６】と同様の手順で決定した添加率に基づく重量である。家庭プラスチックゴミの場合、添加率５％を目安とし、初回は廃プラスチック原料１４の５％重量の消石灰粉末１３を投入する。数回の運転結果（回収油のｐｈならびに有機塩素濃度）に基づいて重量の修正をし、回収油のｐＨが５〜８で有機塩素濃度が１００ｍｇ／ｌ  以下となる消石灰粉末１３の重量を運転投入量とする。年間を通しての運転ではＰＶＣの混入比率が季節により数％変化するため、１〜３ヵ月毎に消石灰粉末１３の投入量の見直しを行うのが有効である。消石灰粉末は一回分の投入量をあらかじめ袋につめておき、袋のまま投入するのが実用的である。
【００２６】
産業プラスチックゴミの場合はＰＶＣの混入比率が判明している場合が多い。このため化学量論的な添加率の２倍程度を目安とし、数回の運転結果から消石灰粉末１３の投入量の修正をする。
【００２７】
ＰＶＣの第２次の分解で発生するテレフタール酸およびＰＥＴの分解で発生す
る安息香酸は
【請求項１】と同様の作用で消石灰粉末に捕捉固定化される。このため配管閉塞が抑制可能になる。
【００２８】
以上説明した
【請求項２】の発明によれば以下の効果が得られる。
１）脱塩素手段なしでＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックの油化が可能なシンプルな廃プラスチックの油化装置が得られる。
２）再生油中の塩素（塩素ガスもしくは塩化水素の形態）は容易に１００ｍｇ／ｌ  以下となり、再生油の用途が広がる。
３）配管閉塞が抑制可能になる。
【００２９】
【請求項３】の発明
【従来の技術】
分解槽の加熱に際して従来は分解槽内温度を計測し、分解槽内温度制御がなされていた
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例方法では、昇温後は分解槽内の温度は一定になり、分解反応の状況、特に分解反応の終了状態（終点）を把握することは困難である。
【００３１】
本発明の目的は分解槽内の分解反応の状況を把握し、熱分解の終点の正確な判断が可能な油化方法を提供することである。
【００３２】
【問題を解決するための手段】
分解槽、分解槽の攪拌手段、分解槽外の加熱手段、分解槽内の温度（Ｔ１）測定手段、分解槽外側鉄皮の温度（分解槽外の温度（Ｔ２）と略記する）測定手段、分解残渣の排出手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した廃プラスチックの油化装置において、昇温工程のうち特定の温度域を除く全ての温度域（昇温工程、分解平衡温度工程を含む）で分解槽外の温度測定手段で温度制御し、Ｔ１≧４３０℃（好ましくは４５０℃）かつＴ２−Ｔ１≦Ａ△Ｔ以下で熱分解の終点とし、安全に次工程（例えば、残渣の排出、原料再投入その他の工程）に移るものである。△Ｔは分解平衡温度工程における分解槽外の温度（Ｔ２）と分解槽内の温度（Ｔ１）の温度差である。Ａは分解槽内からの放熱による係数である。
【００３３】
【発明の実施形態】
本発明による分解槽内の温度（Ｔ１）および分解槽外の温度（Ｔ２）の時間経過の様子を図６に示す。
【００３４】
分解槽外の温度（Ｔ２）はａ２、ｂ２の温度を経過し制御設定温度ｃ２で一定になる。ａ２〜ｂ２は昇温工程であり、ｂ２以降は安定制御工程である。分解槽内の温度（Ｔ１）はａ１、ｂ１の温度を経過しｃ１で数時間一定になった後ｄ１、ｅ１、ｆ１の温度を経過しｇ１で一定になる。ｃ１を分解平衡温度と呼ぶことにする。ａ１〜ｂ１は昇温工程であり、ｂ１〜ｄ１は分解平衡温度工程であり、ｄ１〜ｇ１は焼き締め工程である。
【００３５】
昇温工程：分解槽に廃プラスチックを投入し、加熱昇温する工程である。加熱手段の発生熱量、分解槽への入熱量、分解槽からの放熱量、分解槽に投入している廃プラスチックの熱容量によって昇温勾配が定まる。
【００３６】
分解平衡温度工程：一般的なプラスチックの熱分解特性は図７であり、廃プラスチックゴミの熱分解は４００℃前後で急激に増加するとされている。このため分解槽外の温度（Ｔ２）が制御設定温度ｃ２で一定になった後に分解槽内では入熱量と熱分解の吸熱量が一致する状態が生じる。入熱量は分解槽外の温度（Ｔ２）と分解槽内の温度（Ｔ１）の差で定まるため何らかの原因でＴ１が低下すると熱分解の量が低下し、つづいて入熱量が増加し、Ｔ１は増加し回復する。また何らかの原因でＴ１が上昇すると、つづいて熱分解の量が増加し、吸熱量が増加してＴ１は低下し回復する。すなわち熱分解工程ではＴ１の安定化作用が自然に働き、分解反応に変化が生じない限り分解槽内の温度（Ｔ１）がほぼ一定のｃ１に保持される。ｃ１の状態を分解平衡温度工程と呼ぶことにする。
【００３７】
分解平衡温度工程は分解槽外の温度測定手段（Ｔ２）での温度制御、すなわち本発明ではじめて明快に発現する工程である。
【００３８】
焼き締め工程：分解平衡温度工程に後続して分解槽内の温度（Ｔ１）は徐々にｄ１、ｅ１、ｆ１の温度を経過しｇ１へと上昇する。温度の上昇は吸熱量が減少していること、すなわち分解反応が終了しつつあることを意味し、難分解のプラスチックおよび高分子物質の分解ならびに炭化が進行している。このためこの工程を焼き締め工程と呼ぶことにする。焼き締め工程も分解平衡温度工程と同様に、分解槽外の温度測定手段（Ｔ２）での温度制御ではじめて明快に発現する工程である。本工程では図６のｅ１に示すように昇温のたるみ（肩と呼ぶ）が発生する。典型的な肩は多くの場合４３０℃前後で現れることを見出している。これは分解によって生成した難分解性物質の分解ならびにＰＥＴの分解に起因するものと推測している。
【００３９】
本発明者は脱塩素後の廃プラスチックゴミ溶融物の保持温度を種々変化して重量減少（分解量）の時間経過を調査した。多くの家庭ゴミでほぼ同一の傾向でありこれを図８に示す。３４０℃以下では分解量は時間あたり数％と小さい。また４００℃以上では分解量は時間あたり８０％以上となり極めて激しい分解が生じる。したがって３８０℃（すなわち分解槽内の分解平衡温度ｃ１が３８０℃である）前後で適度の分解が期待できることが判明した。
【００４０】
以上説明した
【請求項３】の発明によれば分解槽内の温度（Ｔ１）を監視して活用することで以下のような運用方法が可能になる。
【００４１】
１）処理量の増加：分解槽外の温度（Ｔ２）の制御設定温度ｃ２を高くする（例えば＋５０℃）と、追随して分解槽内の分解平衡温度ｃ１が高くなり（例えば＋１０℃）分解反応が促進され、処理時間の短縮（処理量の増加）が可能になる。
【００４２】
２）終点決定：Ｔ１≧４３０℃（好ましくは４５０℃）かつＴ２−Ｔ１≦Ａ△Ｔ以下で熱分解の終点とし、安全に次工程（例えば、残渣の排出、原料再投入その他の工程）に移ることが可能になった。△Ｔは分解平衡温度工程における分解槽外の温度（ｃ２）と分解槽内の温度（ｃ１）の差である。Ａは分解槽内からの放熱による係数であり通常０．４〜０．２程度である。このため以下の効果が得られる。
【００４３】
１）分解槽内の状況把握が可能になる。
２）熱分解の終点の正確な判断が可能になる。
３）このため誤操作のない安全でシンプルな廃プラスチックの油化装置が得られる。
【００４４】
【請求項４】
【請求項５】
【請求項６】
【請求項７】の発明
【従来の技術】
縦型熱分解槽を図１４に示す。熱分解槽２０では内部に縦型攪拌機２１を付設し、廃プラスチックの均一化ならびに入熱促進を行っている。２３、２４は攪拌翼、２５は廃プラスチックの投入口、２６は残渣の排出口、２７は攪拌翼２３と熱分解槽２０の底板とのギャップ、２８は攪拌翼２４と熱分解槽２０の側板とのギャップである。
【００４５】
【発明が解決しようとする課題】
攪拌翼２３と熱分解槽２０の底板とのギャップ２７は熱伸び熱収縮回避のため不可欠である。このため従来例攪拌機では廃プラスチックの熱分解で発生する未分解物（残渣と呼ぶ）が分解槽の底板とかコーナに固着炭化しスケール・堆積物２９を発生し、入熱量の低下とか残渣の排出口２６の閉塞トラブルを発生し、廃プラスチック油化装置の普及の障害になっている。
【００４６】
本発明の目的は分解槽底面でのスケール・堆積物２９の発生を防止しかつ残渣の微粉化が可能な分解槽を提供することである。
【００４７】
【問題を解決するための手段】
本発明は１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する分解槽において、最下段の攪拌翼にチェーンもしくはようどう板からなる可とう性のかきとり手段（フレキシブルスクレーパ）を付設するものである。
【００４８】
【発明の実施形態】
【第１の実施の形態】
【請求項５】に対応するもので図９を用いて説明する。
【００４９】
可とう性のかきとり手段として、攪拌機３０の最下段の攪拌翼３１に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）３２をＵ字状でかつたれ３３を持つ状態でつるす。２２は分解槽、３４ほ上段の攪拌翼である。３５は攪拌翼３１、３４と熱分解槽２２の側板とのギャップである。
【００５０】
攪拌機３０は緩やかに回転する。チェーン３２は攪拌機３０と同期して回転するとともに底面を間断なくかきとる。このため底面へのスケール・堆積物の発生は防止できる。また残渣はチェーン３２の転がりによる打ち砕き効果で微粉化する。打ち砕きおよびかきとり効果はチェーンが太いほど（すなわち重いほど）高まり、本発明者の経験によれば太さ４ｍｍ以上で十分な効果が得られる。長期間使用の磨耗を考慮するとチェーン３２の太さは６ｍｍ以上が好ましい。
【００５１】
本実施例に拠れば
１）分解槽底面でのスケール・堆積物の発生が防止できる。
２）残渣は微粉化し排出は極めて容易になる。攪拌機３０起動状態で排出口２６をあけるとチェーンの回転で自然に押し出される。
【００５２】
【第２の実施の形態】
【請求項６】に対応するもので図１０を用いて説明する。
【００５３】
可とう性のかきとり手段として、攪拌機４０の最下段の攪拌翼４１に下部が分解槽２２の底面形状と同一の金属板（炭素鋼板、ステンレス鋼板等）４２をリング（炭素鋼棒、ステンレス鋼棒等）４３でようどう可能状態でつるし、かつ金属板４２の下部が分解槽の内面に接触状態とする。またリング穴４４はリングの棒よりも十分大きい内径とする。４５は上段の攪拌翼である。４６は攪拌翼４１、４５と熱分解槽２２の側板とのギャップである。
【００５４】
攪拌機４０は緩やかに回転する。金属板４２は攪拌機４０と同期して回転するとともに底面を間断なくかきとる。このため底面へのスケール・堆積物の発生は防止できる。また残渣は金属板４２によるようどう打ち砕き効果で微粉化する。打ち砕きおよびかきとり効果は金属板４２の長さ当たりの重量が大きいほど高まり、本発明者の経験によれば金属板４２の長さ当たりの重量は５ｋｇ／ｍ以上が好ましく、リング穴４４とリング棒の隙間は１〜５ｍｍとり、金属板４２のようどう範囲を攪拌翼４１の方向、回転方向、上下方向ともに２〜１０ｍｍとするのが好ましい。
【００５５】
またこのようにしておくと昇温の段階でプラスチックの塊が金属板４２に当たる場合、金属板４２は攪拌翼４１を支柱として振れ上がり、金属板４２の損傷を避ける事が出来る。
【００５６】
本実施例に拠れば
【第１の実施の形態】と同様に以下の効果が得られる。
１）分解槽底面でのスケール・堆積物の発生が防止できる。
２）残渣は微粉化し排出は極めて容易になる。攪拌機４０起動状態で排出口２６をあけると金属板４２の回転で自然に押し出される。
【００５７】
【請求項７】の発明
【問題を解決するための手段】
本発明は１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する請求項４の分解槽において、最上段の攪拌翼の上方に先端が分解槽の内壁に近接するバーを付設し、バーの先端近傍に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）をつるし、チェーンの下端が分解槽の底面に近接状態としかつ最下段の攪拌翼に可とう性のかきとり手段を付設するものである。
【００５８】
【発明の実施形態】
図１１、図１２を用いて説明する。
【００５９】
図１１で攪拌翼５０ａ、５０ｂを持つ縦型攪拌機５１を内蔵する分解槽５２において、最上段の攪拌翼５０ａの上方に先端が分解槽の内壁に近接するバー５３を付設し、バー５３の先端近傍に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）５４をつるし、チェーン５４の下端が分解槽の底面に近接状態とし、かつ最下段の攪拌翼５０ｂに金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）３２をＵ字状でかつたれ３３を持つ状態でつるす。５５は廃プラスチックである。図１２は分解槽５２の斜視図である。
【００６０】
攪拌機５１は緩やかに回転する。チェーン５４はバー５３と同期して回転するとともに遠心力で分解槽５２の側面内壁に密着し側面内壁を間断なくかきとる。このため内壁近傍の廃プラスチック内での温度勾配が防止され、外部からの入熱が促進される。かきとり効果はチェーンが太いほど（すなわち重いほど）高まり、本発明者の経験によれば太さ４ｍｍ以上で十分な効果が得られる。長期間使用の磨耗を考慮するとチェーン５４の太さは６ｍｍ以上が好ましい。チェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）３２の作用については
【請求項５】段落
【００５０】と同一であるため説明を省略する。
【００６１】
本実施例に拠れば以下の効果が得られる。
１）入熱が促進されるため加熱効率のよい分解槽が提供される
２）分解槽底面でのスケール・堆積物の発生が防止できる。
３）残渣は微粉化し排出は極めて容易になる。攪拌機２１起動状態で排出口２６をあけるとチェーン３２の回転で自然に押し出される。
【００６２】
【請求項８】の発明
【従来の技術】
熱分解槽では、過熱の際の熱分布を均一化するためまた熱伸びによる熱変形事故を抑制するために、加熱を開始する前から攪拌機を起動しておくのが一般的である。産業プラスチックゴミのうち減容のため成形したゴミでは大小、形状さまざまでる。このため廃プラスチックの投入から加熱によって廃プラスチックの表面が溶融するまでの間では、廃プラスチックと熱分解槽の内面との摩擦抵抗、熱分解槽の内面のわずかな凹凸による抗力、ギャップに挟まる廃プラスチックによる抗力等過大な抗力が分解槽の内面でが発生する。過大な抗力への対策として分解槽の側面ならびに底面の槽板厚を増やす手法がとられていた。
【００６３】
【発明が解決しようとする課題】
このような対策では、板厚増による入熱量低下とか分解槽の熱容量の増加をもたらして加熱の効率が低下し、極めて熱の無駄が大きい分解槽になっていた。
【００６４】
本発明の目的は分解槽の側面ならびに底面の摩擦抵抗を抑制し、加熱の熱効率の高い分解槽を提供することである。
【００６５】
【問題を解決するための手段】
本発明は、廃プラスチック（原料）を分解槽に投入する際に原料とともに少量（原料の１％重量程度）の再生油もしくは重油を添加するものである。
【００６６】
【発明の実施形態】
添加した再生油もしくは重油（添加油）は原料の表面を垂れて攪拌によって分解槽の内面に均一塗られる。このために廃プラスチックと熱分解槽の内面で発生する抗力は従来の１０分の１程度に低下し、攪拌機の回転トルクが大幅に低減される。また添加油は１００℃前後での揮発成分を含んでいるため、原料とともに混入する空気（酸素）は加熱昇温の初期段階（１５０℃以下の段階）で低温揮発のガスで置換される。このため酸素排除の作業もしくは設備が不要になる。本発明によれば以下の効果が得られる。
【００６７】
１）分解槽の側面ならびに底面の槽板厚を小さくすることが可能になり、加熱の熱効率が向上する。る。
２）減容成型ゴミも破砕することなくそのままの処理が可能になる。
３）原料とともに混入する空気（酸素）は自然に排除される。このため酸素排除の作業もしくは設備が不要になる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明した
【請求項１】〜
【請求項８】の本発明によればＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックを対象とするシンプルで、実用的な廃プラスチックの油化方法ならびに廃プラスチックの油化装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融ＰＶＣ内での消石灰の濃縮作用の説明図
【図２】昇温勾配と塩素の除去率の特性図
【図３】消石灰添加倍率と塩素の除去率の特性図
【図４】消石灰による塩素の固定化作用の説明図
【図５】本発明の廃プラスチック油化装置一実施例の構成図
【図６】本発明の分解槽温度工程の説明図
【図７】プラスチックの公知の熱分解特性図
【図８】廃プラスチックゴミの高温での保持時間と分解率の特性図
【図９】本発明の分解槽攪拌機の一実施例の構成図
【図１０】本発明の分解槽攪拌機の他の実施例の構成図
【図１１】本発明の分解槽攪拌機の他の実施例の構成図
【図１２】本発明の図１１の分解槽攪拌機の斜視図
【図１３】従来の廃プラスチック油化装置の構成図
【図１４】従来の分解槽攪拌機の構成図
【符号の説明】
４  分解ガスの冷却手段
５  再製油の回収手段
１０  分解槽
１１  分解槽の攪拌手段
１２  加熱手段
１３  消石灰粉末
１４  廃プラスチック原料
１５  再生油の簡易貯留タンク（ドラム缶）
【図１】
2004269838.tif 000003
【図２】
2004269838.tif 000004
【図３】
2004269838.tif 000005
【図４】
2004269838.tif 000006
【図５】
2004269838.tif 000007
【図６】
2004269838.tif 000008
【図７】
2004269838.tif 000009
【図８】
2004269838.tif 000010
【図９】
2004269838.tif 000011
【図１０】
2004269838.tif 000012
【図１１】
2004269838.tif 000013
【図１２】
2004269838.tif 000014
【図１３】
2004269838.tif 000015
【図１４】
2004269838.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月10日(2003.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化ビニール（ＰＶＣ）が混入する廃プラスチックを原料として、これを加熱昇温し熱分解して再生油を得る方法において、原料にＰＶＣ混入率の０．７倍以上（好ましくは１倍以上）の消石灰粉末を添加して攪拌昇温し、かつ昇温過程でＰＶＣの溶融開始温度付近から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）終了温度付近までの時間を４０分以上（好ましくは６０分以上）とする塩化ビニール混入廃プラスチックの油化方法
【請求項２】
分解槽、分解槽の攪拌手段、加熱手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した塩化ビニール（ＰＶＣ）混入廃プラスチックの油化装置において、ＰＶＣ混入率の０．７倍以上（好ましくは１倍以上）の消石灰粉末を原料とともに分解槽に投入し攪拌昇温し、分解槽内の温度が１５０℃に到達した時点で昇温勾配を調整し、１５０〜２５０℃の間の分解槽内の昇温勾配を１５０℃／ｈ以下（好ましくは１００℃／ｈ以下）に保つことを特徴とする塩化ビニール混入廃プラスチックの油化方法ならびに廃プラスチックの油化装置
【請求項３】
分解槽、分解槽の攪拌手段、加熱手段、分解槽内の温度（Ｔ１）測定手段、分解槽外の温度（Ｔ２）測定手段、分解残渣の排出手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した廃プラスチックの油化装置において、昇温工程のうちの特定の温度域を除く全ての温度域（昇温工程、分解平衡温度工程を含む）で分解槽外の温度測定手段で温度制御し、Ｔ１≧４３０℃（好ましくは４５０℃）かつＴ２−Ｔ１≦Ａ・△Ｔ以下で熱分解の終点とし、次工程（例えば、残渣の排出、原料再投入その他の工程）に移ることを特徴とする廃プラスチックの油化方法。△Ｔは分解平衡温度工程における分解槽外の温度（Ｔ２）と分解槽内の温度（Ｔ１）の差である。Ａは分解槽内からの放熱による係数である。
【請求項４】
１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する分解槽において、最下段の攪拌翼に可とう性のかきとり手段を付設したことを特徴とする廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項５】
可とう性のかきとり手段として、最下段の攪拌翼に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）をＵ字状につるしかつチェーンが分解槽の底面に接触状態としたことを特徴とする特許請求項４記載の廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項６】
可とう性のかきとり手段として、下部が分解槽の底面形状と同一の金属板（炭素鋼板、ステンレス鋼板等）を最下段の攪拌翼につるし、分解槽の底面に接触状態としたことを特徴とする特許請求項４記載の廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項７】
１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する分解槽において、最上段の攪拌翼の上方に先端が分解槽の内壁に近接するバーを付設し、バーの先端近傍に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）をつるし、チェーンの下端が分解槽の底面に近接状態としかつ最下段の攪拌翼に可とう性のかきとり手段を付設したた請求項４の廃プラスチック油化装置の分解槽。
【請求項８】
分解槽、分解槽の攪拌手段、加熱手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した廃プラスチックの油化装置において、廃プラスチック（原料）を分解槽に投入する際に原料とともに少量（原料の１％重量程度）の再生油もしくは重油を添加する事を特徴とするプラスチックの油化方法
【請求項９】
酢酸ビニール（酢ビ）が混入する廃プラスチックを原料として、これを加熱昇温し熱分解して再生油を得る方法において、原料に酢ビ混入率の０．６倍以上（好ましくは０．８倍以上）の消石灰粉末を添加して攪拌昇温し、かつ昇温過程で酢ビの溶融開始温度付近から溶融酢ビの第１次の分解（脱酢酸分解）終了温度付近までの時間を４０分以上（好ましくは６０分以上）とする酢ビ混入廃プラスチックの油化方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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のケミカルリサイクル技術に関し、特に家庭および工場から排出されるプラスチックゴミ（以下廃プラスチックと略記する）の油化技術に関する。国内で家庭から排出されるプラスチックゴミには不可避的にＰＶＣが混入しており、地域とか季節により若干の変化は生じるが概略５〜１０％（重量％）の範囲である。また工場から排出されるプラスチック廃棄物ではＰＶＣは分別排除されるが不可避的に数％混入する場合が多い。
【０００２】
【請求項１】【請求項２】の発明
【従来の技術】
従来の廃プラスチック油化の装置を図１３にしめす。廃プラスチック１を、加熱脱塩素手段２、熱分解手段３、分解ガス冷却手段４で順次処理し、再生油を再生油回収手段５で回収するものである。加熱脱塩素手段２で発生するガス（塩化水素、水蒸気、可燃ガスの混合ガス：以下脱塩ガスと略記する）は脱塩ガス処理手段６で無害化する。また熱分解で熱分解手段３に残留する灰分、炭化物等は残さとして残さ回収手段７で回収する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱分解の際に混入ＰＶＣから塩化水素ガスが発生し機器の腐食ならびに分解油の酸性化をもたらすため、熱分解の前に脱塩素処理を行なっているが完全な除去は不可能である。また塩化水素とともにテレフタール酸を主体とする有機酸が発生し、ガス配管、油配管内で析出する。このため再生油の酸性化、各種配管の短期間での閉塞等の問題が山積し、問題解決に多大な設備コストを要するため廃プラスチック油化装置の普及の障害になっている。
【０００４】
本発明の目的はＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックを対象とするシンプルで、実用的な廃プラスチックの油化方法ならびに廃プラスチックの油化装置を提供するものである。
【０００５】
【請求項１】の発明
【問題を解決するための手段】
ＰＶＣの分解によって発生する塩素を消石灰粉末で完全固定するため本発明者が鋭意検討したところ、次の結論を得た。
【０００６】
１）ＰＶＣの先行溶融：ＰＶＣは加熱昇温の際に原料中の他のプラスチックに先行して溶融する。溶融開始温度は概略１５０℃前後である。
【０００７】
２）溶融ＰＶＣ中での消石灰の濃縮：原料に添加した消石灰粉末は溶融ＰＶＣのハエとり紙効果で溶融ＰＶＣ中に取り込まれ濃縮される。溶融ＰＶＣ中では消石灰の濃度が初期添加濃度の通常１０〜２０倍に高まる。
【０００８】
３）重金属の触媒作用によるＰＶＣ分解温度の低下：原料に混入する重金属の触媒作用でプラスチックの分解温度は５０℃程度低下する。このため２００℃付近でＰＶＣの第１次の熱分解（脱塩素分解）が始まる。
【０００９】
４）消石灰粒子による塩素の固定：消石灰の濃縮効果と緩やかな昇温効果により塩素ガスは消石灰粒子表面に塩化カルシウ厶として補足される。
【００１０】
本発明は上記の知見に基づくものであり、塩化ビニール（ＰＶＣ）が混入する廃プラスチックを原料として、これを加熱昇温し熱分解して再生油を得る際に、原料にＰＶＣ混入率の０．７倍以上（好ましくは１倍以上）の消石灰粉末を添加して攪拌昇温し、かつ昇温過程でＰＶＣの溶融開始温度付近から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）終了温度付近までの時間を４０分以上（好ましくは６０分以上）とし、ＰＶＣの分解で発生する塩化水素を消石灰粉末に固定し、分解ガスから高度に除去するものである。
【００１１】
【発明の実施形態】
本発明の作用を図１〜図４を用いて説明する。
１５０℃付近の温度域からプラスチックごみのうちＰＶＣがまず溶融する。この様子を図１に示す。添加した消石灰はハエとり紙効果で順次溶融ＰＶＣに移行し濃縮混練りされる。ＰＶＣのみが溶融していると仮定し、添加消石灰濃度をＡ％、ＰＶＣ濃度をＢ％とすると溶融ＰＶＣ中の消石灰濃度Ａ１％は数式  数１に近ずく。すなわち消石灰はＰＶＣ中で１００／Ｂ倍の濃縮となる。仮にＢを５％とすれば２０倍濃縮となる。
Ａ１＝Ａ×１００／Ｂ            数１
【００１２】
２００℃付近の温度域から溶融ＰＶＣの第１次の分解（脱塩素分解）が始まり、塩素ガスが発生する。消石灰の濃縮効果で発生した塩素は１００％消石灰と反応すると考えられるが、１００％反応のためには緩やかな塩素ガスの発生が必須の条件である。このため本発明者は昇温時間（もしくは昇温勾配）の重要性に着目し昇温勾配と塩素除去率に関する図２の特性図を得た。図２から１５０〜２５０℃の昇温勾配を１４０℃／ｈ  以下とし（所要時間で４０分（０．６７時間）以上）緩やかに昇温すると塩素ガスは９９％消石灰粒子表面に塩化カルシウムとして補足されることが判明した。昇温勾配で１００℃／ｈ  以下では（昇温時間１時間以上）塩素ガスは９９．７％以上補足される。
【００１３】
２５０℃付近で第１次の分解は終了し、３００℃付近からは塩素ガスを発生しない第２次の分解が始まる。この温度域では他のプラスチックも分解（ガス化もしくは炭化）を開始する。
【００１４】
図３は消石灰添加率と塩素除去率との関係を示す特性図である。横軸は混入ＰＶＣに対する消石灰の添加倍率とした。酸化カルシウ厶純度の高い工業用消石灰の場合塩素除去に必要な化学量論的な消石灰添加比率（添加率）はＰＶＣ混入率の０．５倍であるが、０．５倍の添加率で塩素除去率は７５％程度、０．７倍の添加率で塩素除去率は９０％程度、９９％除去率を得るためには０．８倍程度の添加率が必要である。
【００１５】
実用上の添加率の決定においては消石灰粒子の深部は反応に寄与しないため化学量論的な添加率の２倍程度を目安とするのが妥当である。消石灰の添加率の決定作業は産業プラスチックゴミと家庭プラスチックゴミとでは若干異なり、以下の手順で決定するのが好ましい。
【００１６】
家庭プラスチックゴミのケース：ＰＶＣの混入比率は国民のライフスタイル、行政指導の有無により年々変化し、また季節、地域によっても異なり、混入比率を正確に把握することは困難である。各種の資料から推測すると２０００年時点の国内の平均的なＰＶＣの混入比率は５％程度である。このため化学量論的消石灰添加比率（２．５％、（５×０．５＝２．５））の２倍の５％を目安とし、数回の運転結果から（回収油のｐＨならびに有機塩素濃度）添加率の修正をし、回収油のｐＨが５〜８で有機塩素濃度が１００ｍｇ／ｌ  以下となるように添加率を決定する。年間を通しての運転ではＰＶＣの混入比率が季節により数％変化するため、１〜３ヵ月毎に消石灰添加率の見直しを行うのが有効である。
【００１７】
産業プラスチックゴミのケース：生産工程ゴミ、減容成形ゴミではＰＶＣの混入比率が判明している場合が多い。このため化学量論的な添加率の２倍程度を目安とし、数回の運転結果（再製油のｐＨ、有機塩素濃度）から添加率の修正をする。
【００１８】
消石灰粒子は通常１〜１０ミクロンと大きいため塩素の捕捉で発生する塩化カルシウムのほとんどは消石灰粒子に補足され図４の状態で熱分解槽内にとどまり、塩化カルシウムが分解ガスに同伴流出する比率は極めて小さい。本発明者はこの作用を消石灰粒子の固定化作用となづけた。
【００１９】
本発明者は各種配管閉塞物の観察、文献調査により配管閉塞物の主要因がＰＶＣの第２次の分解で発生するテレフタール酸およびＰＥＴの分解で発生する安息香酸であることをと発見した。また消石灰粉末はテレフタール酸および安息香酸の捕捉固定化にも極めて有効であることを明らかにしている（特願２０００−３７４５５９）。
【００２０】
添加した消石灰のうち化学量論的消石灰添加比率相当量の消石灰は塩化カルシウ厶となるが、残余の消石灰はテレフタール酸および安息香酸を捕捉固定化する。このため配管閉塞はほとんど発生しなくなる。
【００２１】
有機酸捕捉に必要な消石灰の添加率は小さく、おおむね１％程度である。このため先に述べた消石灰の添加率決定手順で定めた添加率を実行すると、自然にテレフタール酸および安息香酸が捕捉固定化される。
【００２２】
例えば純度の高い工業用消石灰の場合化学量論的な添加率はＰＶＣの０．５倍プラスＰＥＴの０．１倍である。家庭プラスチックゴミの場合２０００年時点の国内の平均的混入比率はＰＶＣは５％程度、ＰＥＴは１０％程度である。このため化学量論的消石灰添加比率は３．５％（５×０．５＋１０×０．１＝３．５））である。
【００２３】
以上説明した【請求項１】の発明によれば以下の効果が得られる。
１）ＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックの油化が可能になる。
２）再生油中の塩素（塩素ガスもしくは塩化水素の形態）は容易に１００ｍｇ／ｌ以下となり、再生油の用途が広がる。
３）配管閉塞が抑制可能になる。
【００２４】
【請求項２】の発明
【発明の実施形態】
本請求項は【請求項１】の発明の作用を用いるもので、構成を図５に示す。
縦型の分解槽１０、分解槽の攪拌機１１、分解槽の加熱手段１２、分解ガスの冷却手段４、再製油の回収手段５等で構成した塩化ビニール混入廃プラスチックの油化装置において、袋入りの消石灰粉末１３を廃プラスチック原料１４とともに分解槽１０に投入し攪拌昇温し、分解槽１０内の温度が１５０℃に到達した時点で昇温勾配を調整し、１５０〜２５０℃の間の分解槽１０内の昇温勾配を１５０℃／ｈ以下（好ましくは１００℃／ｈ以下）に保つものである。１５は再生油の簡易貯留タンク（ドラム缶）である。
【００２５】
ここで消石灰粉末１３の投入量（重量）は【請求項１】【００１６】と同様の手順で決定した添加率に基づく重量である。家庭プラスチックゴミの場合、添加率５％を目安とし、初回は廃プラスチック原料１４の５％重量の消石灰粉末１３を投入する。数回の運転結果（回収油のｐｈならびに有機塩素濃度）に基づいて重量の修正をし、回収油のｐＨが５〜８で有機塩素濃度が１００ｍｇ／ｌ  以下となる消石灰粉末１３の重量を運転投入量とする。年間を通しての運転ではＰＶＣの混入比率が季節により数％変化するため、１〜３ヵ月毎に消石灰粉末１３の投入量の見直しを行うのが有効である。消石灰粉末は一回分の投入量をあらかじめ袋につめておき、袋のまま投入するのが実用的である。
【００２６】
産業プラスチックゴミの場合はＰＶＣの混入比率が判明している場合が多い。このため化学量論的な添加率の２倍程度を目安とし、数回の運転結果から消石灰粉末１３の投入量の修正をする。
【００２７】
ＰＶＣの第２次の分解で発生するテレフタール酸およびＰＥＴの分解で発生する安息香酸は【請求項１】と同様の作用で消石灰粉末に捕捉固定化される。このため配管閉塞が抑制可能になる。
【００２８】
以上説明した【請求項２】の発明によれば以下の効果が得られる。
１）脱塩素手段なしでＰＶＣ、ＰＥＴ混入廃プラスチックの油化が可能なシンプルな廃プラスチックの油化装置が得られる。
２）再生油中の塩素（塩素ガスもしくは塩化水素の形態）は容易に１００ｍｇ／ｌ  以下となり、再生油の用途が広がる。
３）配管閉塞が抑制可能になる。
【００２９】
【請求項３】の発明
【従来の技術】
分解槽の加熱に際して従来は分解槽内温度を計測し、分解槽内温度制御がなされていた
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例方法では、昇温後は分解槽内の温度は一定になり、分解反応の状況、特に分解反応の終了状態（終点）を把握することは困難である。
【００３１】
本発明の目的は分解槽内の分解反応の状況を把握し、熱分解の終点の正確な判断が可能な油化方法を提供することである。
【００３２】
【問題を解決するための手段】
分解槽、分解槽の攪拌手段、分解槽外の加熱手段、分解槽内の温度（Ｔ１）測定手段、分解槽外側鉄皮の温度（分解槽外の温度（Ｔ２）と略記する）測定手段、分解残渣の排出手段、分解ガスの冷却手段、再製油の回収手段等で構成した廃プラスチックの油化装置において、昇温工程のうち特定の温度域を除く全ての温度域（昇温工程、分解平衡温度工程を含む）で分解槽外の温度測定手段で温度制御し、Ｔ１≧４３０℃（好ましくは４５０℃）かつＴ２−Ｔ１≦Ａ△Ｔ以下で熱分解の終点とし、安全に次工程（例えば、残渣の排出、原料再投入その他の工程）に移るものである。△Ｔは分解平衡温度工程における分解槽外の温度（Ｔ２）と分解槽内の温度（Ｔ１）の温度差である。Ａは分解槽内からの放熱による係数である。
【００３３】
【発明の実施形態】
本発明による分解槽内の温度（Ｔ１）および分解槽外の温度（Ｔ２）の時間経過の様子を図６に示す。
【００３４】
分解槽外の温度（Ｔ２）はａ２、ｂ２の温度を経過し制御設定温度ｃ２で一定になる。ａ２〜ｂ２は昇温工程であり、ｂ２以降は安定制御工程である。分解槽内の温度（Ｔ１）はａ１、ｂ１の温度を経過しｃ１で数時間一定になった後ｄ１、ｅ１、ｆ１の温度を経過しｇ１で一定になる。ｃ１を分解平衡温度と呼ぶことにする。ａ１〜ｂ１は昇温工程であり、ｂ１〜ｄ１は分解平衡温度工程であり、ｄ１〜ｇ１は焼き締め工程である。
【００３５】
昇温工程：分解槽に廃プラスチックを投入し、加熱昇温する工程である。加熱手段の発生熱量、分解槽への入熱量、分解槽からの放熱量、分解槽に投入している廃プラスチックの熱容量によって昇温勾配が定まる。
【００３６】
分解平衡温度工程：一般的なプラスチックの熱分解特性は図７であり、廃プラスチックゴミの熱分解は４００℃前後で急激に増加するとされている。このため分解槽外の温度（Ｔ２）が制御設定温度ｃ２で一定になった後に分解槽内では入熱量と熱分解の吸熱量が一致する状態が生じる。入熱量は分解槽外の温度（Ｔ２）と分解槽内の温度（Ｔ１）の差で定まるため何らかの原因でＴ１が低下すると熱分解の量が低下し、つづいて入熱量が増加し、Ｔ１は増加し回復する。また何らかの原因でＴ１が上昇すると、つづいて熱分解の量が増加し、吸熱量が増加してＴ１は低下し回復する。すなわち熱分解工程ではＴ１の安定化作用が自然に働き、分解反応に変化が生じない限り分解槽内の温度（Ｔ１）がほぼ一定のｃ１に保持される。ｃ１の状態を分解平衡温度工程と呼ぶことにする。
【００３７】
分解平衡温度工程は分解槽外の温度測定手段（Ｔ２）での温度制御、すなわち本発明ではじめて明快に発現する工程である。
【００３８】
焼き締め工程：分解平衡温度工程に後続して分解槽内の温度（Ｔ１）は徐々にｄ１、ｅ１、ｆ１の温度を経過しｇ１へと上昇する。温度の上昇は吸熱量が減少していること、すなわち分解反応が終了しつつあることを意味し、難分解のプラスチックおよび高分子物質の分解ならびに炭化が進行している。このためこの工程を焼き締め工程と呼ぶことにする。焼き締め工程も分解平衡温度工程と同様に、分解槽外の温度測定手段（Ｔ２）での温度制御ではじめて明快に発現する工程である。本工程では図６のｅ１に示すように昇温のたるみ（肩と呼ぶ）が発生する。典型的な肩は多くの場合４３０℃前後で現れることを見出している。これは分解によって生成した難分解性物質の分解ならびにＰＥＴの分解に起因するものと推測している。
【００３９】
本発明者は脱塩素後の廃プラスチックゴミ溶融物の保持温度を種々変化して重量減少（分解量）の時間経過を調査した。多くの家庭ゴミでほぼ同一の傾向でありこれを図８に示す。３４０℃以下では分解量は時間あたり数％と小さい。また４００℃以上では分解量は時間あたり８０％以上となり極めて激しい分解が生じる。したがって３８０℃（すなわち分解槽内の分解平衡温度ｃ１が３８０℃である）前後で適度の分解が期待できることが判明した。
【００４０】
以上説明した【請求項３】の発明によれば分解槽内の温度（Ｔ１）を監視して活用することで以下のような運用方法が可能になる。
【００４１】
１）処理量の増加：分解槽外の温度（Ｔ２）の制御設定温度ｃ２を高くする（例えば＋５０℃）と、追随して分解槽内の分解平衡温度ｃ１が高くなり（例えば＋１０℃）分解反応が促進され、処理時間の短縮（処理量の増加）が可能になる。
【００４２】
２）終点決定：Ｔ１≧４３０℃（好ましくは４５０℃）かつＴ２−Ｔ１≦Ａ△Ｔ以下で熱分解の終点とし、安全に次工程（例えば、残渣の排出、原料再投入その他の工程）に移ることが可能になった。△Ｔは分解平衡温度工程における分解槽外の温度（ｃ２）と分解槽内の温度（ｃ１）の差である。Ａは分解槽内からの放熱による係数であり通常０．４〜０．２程度である。このため以下の効果が得られる。
【００４３】
１）分解槽内の状況把握が可能になる。
２）熱分解の終点の正確な判断が可能になる。
３）このため誤操作のない安全でシンプルな廃プラスチックの油化装置が得られる。
【００４４】
【請求項４】【請求項５】【請求項６】【請求項７】の発明
【従来の技術】
縦型熱分解槽を図１４に示す。熱分解槽２０では内部に縦型攪拌機２１を付設し、廃プラスチックの均一化ならびに入熱促進を行っている。２３、２４は攪拌翼、２５は廃プラスチックの投入口、２６は残渣の排出口、２７は攪拌翼２３と熱分解槽２０の底板とのギャップ、２８は攪拌翼２４と熱分解槽２０の側板とのギャップである。
【００４５】
【発明が解決しようとする課題】
攪拌翼２３と熱分解槽２０の底板とのギャップ２７は熱伸び熱収縮回避のため不可欠である。このため従来例攪拌機では廃プラスチックの熱分解で発生する未分解物（残渣と呼ぶ）が分解槽の底板とかコーナに固着炭化しスケール・堆積物２９を発生し、入熱量の低下とか残渣の排出口２６の閉塞トラブルを発生し、廃プラスチック油化装置の普及の障害になっている。
【００４６】
本発明の目的は分解槽底面でのスケール・堆積物２９の発生を防止しかつ残渣の微粉化が可能な分解槽を提供することである。
【００４７】
【問題を解決するための手段】
本発明は１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する分解槽において、最下段の攪拌翼にチェーンもしくはようどう板からなる可とう性のかきとり手段（フレキシブルスクレーパ）を付設するものである。
【００４８】
【発明の実施形態】
【第１の実施の形態】
【請求項５】に対応するもので図９を用いて説明する。
【００４９】
可とう性のかきとり手段として、攪拌機３０の最下段の攪拌翼３１に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）３２をＵ字状でかつたれ３３を持つ状態でつるす。２２は分解槽、３４ほ上段の攪拌翼である。３５は攪拌翼３１、３４と熱分解槽２２の側板とのギャップである。
【００５０】
攪拌機３０は緩やかに回転する。チェーン３２は攪拌機３０と同期して回転するとともに底面を間断なくかきとる。このため底面へのスケール・堆積物の発生は防止できる。また残渣はチェーン３２の転がりによる打ち砕き効果で微粉化する。打ち砕きおよびかきとり効果はチェーンが太いほど（すなわち重いほど）高まり、本発明者の経験によれば太さ４ｍｍ以上で十分な効果が得られる。長期間使用の磨耗を考慮するとチェーン３２の太さは６ｍｍ以上が好ましい。
【００５１】
本実施例に拠れば
１）分解槽底面でのスケール・堆積物の発生が防止できる。
２）残渣は微粉化し排出は極めて容易になる。攪拌機３０起動状態で排出口２６をあけるとチェーンの回転で自然に押し出される。
【００５２】
【第２の実施の形態】
【請求項６】に対応するもので図１０を用いて説明する。
【００５３】
可とう性のかきとり手段として、攪拌機４０の最下段の攪拌翼４１に下部が分解槽２２の底面形状と同一の金属板（炭素鋼板、ステンレス鋼板等）４２をリング（炭素鋼棒、ステンレス鋼棒等）４３でようどう可能状態でつるし、かつ金属板４２の下部が分解槽の内面に接触状態とする。またリング穴４４はリングの棒よりも十分大きい内径とする。４５は上段の攪拌翼である。４６は攪拌翼４１、４５と熱分解槽２２の側板とのギャップである。
【００５４】
攪拌機４０は緩やかに回転する。金属板４２は攪拌機４０と同期して回転するとともに底面を間断なくかきとる。このため底面へのスケール・堆積物の発生は防止できる。また残渣は金属板４２によるようどう打ち砕き効果で微粉化する。打ち砕きおよびかきとり効果は金属板４２の長さ当たりの重量が大きいほど高まり、本発明者の経験によれば金属板４２の長さ当たりの重量は５ｋｇ／ｍ以上が好ましく、リング穴４４とリング棒の隙間は１〜５ｍｍとり、金属板４２のようどう範囲を攪拌翼４１の方向、回転方向、上下方向ともに２〜１０ｍｍとするのが好ましい。
【００５５】
またこのようにしておくと昇温の段階でプラスチックの塊が金属板４２に当たる場合、金属板４２は攪拌翼４１を支柱として振れ上がり、金属板４２の損傷を避ける事が出来る。
【００５６】
本実施例に拠れば【第１の実施の形態】と同様に以下の効果が得られる。
１）分解槽底面でのスケール・堆積物の発生が防止できる。
２）残渣は微粉化し排出は極めて容易になる。攪拌機４０起動状態で排出口２６をあけると金属板４２の回転で自然に押し出される。
【００５７】
【請求項７】の発明
【問題を解決するための手段】
本発明は１枚もしくは複数枚の攪拌翼からなる１段もしくは複数段の攪拌翼を持つ縦型攪拌手段を内蔵する請求項４の分解槽において、最上段の攪拌翼の上方に先端が分解槽の内壁に近接するバーを付設し、バーの先端近傍に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）をつるし、チェーンの下端が分解槽の底面に近接状態としかつ最下段の攪拌翼に可とう性のかきとり手段を付設するものである。
【００５８】
【発明の実施形態（実施例）】
図１１、図１２を用いて説明する。
【００５９】
図１１で攪拌翼５０ａ、５０ｂを持つ縦型攪拌機５１を内蔵する分解槽５２において、最上段の攪拌翼５０ａの上方に先端が分解槽の内壁に近接するバー５３を付設し、バー５３の先端近傍に金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）５４をつるし、チェーン５４の下端が分解槽の底面に近接状態とし、かつ最下段の攪拌翼５０ｂに金属性のチェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）３２をＵ字状でかつたれ３３を持つ状態でつるす。５５は廃プラスチックである。図１２は分解槽５２の斜視図である。
【００６０】
攪拌機５１は緩やかに回転する。チェーン５４はバー５３と同期して回転するとともに遠心力で分解槽５２の側面内壁に密着し側面内壁を間断なくかきとる。このため内壁近傍の廃プラスチック内での温度勾配が防止され、外部からの入熱が促進される。かきとり効果はチェーンが太いほど（すなわち重いほど）高まり、本発明者の経験によれば太さ４ｍｍ以上で十分な効果が得られる。長期間使用の磨耗を考慮するとチェーン５４の太さは６ｍｍ以上が好ましい。チェーン（炭素鋼、ステンレス鋼等）３２の作用については【請求項５】段落【００５０】と同一であるため説明を省略する。
【００６１】
本実施例に拠れば以下の効果が得られる。
１）入熱が促進されるため加熱効率のよい分解槽が提供される
２）分解槽底面でのスケール・堆積物の発生が防止できる。
３）残渣は微粉化し排出は極めて容易になる。攪拌機２１起動状態で排出口２６をあけるとチェーン３２の回転で自然に押し出される。
【００６２】
【請求項８】の発明
【従来の技術】
熱分解槽では、過熱の際の熱分布を均一化するためまた熱伸びによる熱変形事故を抑制するために、加熱を開始する前から攪拌機を起動しておくのが一般的である。産業プラスチックゴミのうち減容のため成形したゴミでは大小、形状さまざまでる。このため廃プラスチックの投入から加熱によって廃プラスチックの表面が溶融するまでの間では、廃プラスチックと熱分解槽の内面との摩擦抵抗、熱分解槽の内面のわずかな凹凸による抗力、ギャップに挟まる廃プラスチックによる抗力等過大な抗力が分解槽の内面でが発生する。過大な抗力への対策として分解槽の側面ならびに底面の槽板厚を増やす手法がとられていた。
【００６３】
【発明が解決しようとする課題】
このような対策では、板厚増による入熱量低下とか分解槽の熱容量の増加をもたらして加熱の効率が低下し、極めて熱の無駄が大きい分解槽になっていた。
【００６４】
本発明の目的は分解槽の側面ならびに底面の摩擦抵抗を抑制し、加熱の熱効率の高い分解槽を提供することである。
【００６５】
【問題を解決するための手段】
本発明は、廃プラスチック（原料）を分解槽に投入する際に原料とともに少量（原料の１％重量程度）の再生油もしくは重油を添加するものである。
【００６６】
【発明の実施形態】
添加した再生油もしくは重油（添加油）は原料の表面を垂れて攪拌によって分解槽の内面に均一塗られる。このために廃プラスチックと熱分解槽の内面で発生する抗力は従来の１０分の１程度に低下し、攪拌機の回転トルクが大幅に低減される。また添加油は１００℃前後での揮発成分を含んでいるため、原料とともに混入する空気（酸素）は加熱昇温の初期段階（１５０℃以下の段階）で低温揮発のガスで置換される。このため酸素排除の作業もしくは設備が不要になる。本発明によれば以下の効果が得られる。
【００６７】
１）分解槽の側面ならびに底面の槽板厚を小さくすることが可能になり、加熱の熱効率が向上する。る。
２）減容成型ゴミも破砕することなくそのままの処理が可能になる。
３）原料とともに混入する空気（酸素）は自然に排除される。このため酸素排除の作業もしくは設備が不要になる。
【００６８】
【請求項９】の発明
【発明が解決しようとする課題】
農業においてはビニールハウス、畑の保水（乾燥防止）にプラスチックシートが使われており、消耗品として数年毎に取り替えられるため、使用済みシート（廃プラスチック）の有効な処理が求められている。油化方式は有効な処理方法の一つとして注目されている。ビニールハウスでは光量を抑制する（遮光）ためにポリエチレンシートに酢酸ビニール（酢ビ）をコーテイングした商品が広く使用されている。酢ビは熱分解の際に酢酸が発生し機器の腐食ならびに分解油の酸性化をもたらす。
【００６９】
本発明の目的は酢ビ混入廃プラスチックを対象とするシンプルで、実用的な廃プラスチックの油化方法を提供するものである。
【００７０】
【発明の実施形態】
酢ビの熱分解で酢酸が発生し、酢酸が消石灰の粒子に補足される作用は段落【００１１】〜【００１３】で説明したＰＶＣ分解における塩素が消石灰の粒子に補足される作用と同様であるため重複説明を省略する。
【００７１】
酢ビの熱分解で発生した酢酸は、消石灰粒子の表面で酢酸カルシウムとして補足される。化学量論的な消石灰添加率は酢ビ混入比率の０．４倍量である。本発明者は酢酸除去に有効な消石灰の添加率は化学量論的な消石灰添加率の１．４〜２．０倍以上である事を見出した。このため実用的な消石灰の添加率は酢ビ混入比率の０．６倍（０．４×１．４＝０．５６）以上（好ましくは０．８倍（０．４×２＝０．８）以上）である。
【００７２】
本発明者の分析によると、酢酸カルシウムは約４００℃でアセトンを発生しながら急激に分解し炭酸カルシウムになる事が判明した（４００℃は多くのプラスチックが分解して油を発生する温度域である）。即ち酢ビの分解で発生した酢酸はポリエチレンの熱分解の温度域（すなわちポリエチレンの熱分解の工程）でアセトンを発生して自然に消失することが判明した。
【００７３】
酢ビの熱分解で発生する酢酸は以上説明した、捕捉作用ならびに熱分解作用で完全に消失除去され再製油のｐＨが中性に保たれる。
【００７４】
【請求項１】、【請求項２】、【請求項９】における消石灰粉末の添加方法は図５の構成に限定されるものではない。例えば原料１４と消石灰粉末１３をあらかじめ秤量混合して減容、整形等の前処理をしておき、これらの減容物、整形物を分解槽１０に投入することが可能である。分解槽１０内での原料と消石灰粉末の混合が促進され酢酸除去の安定化が期待できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明した【請求項１】〜【請求項９】の本発明によればＰＶＣ、ＰＥＴ、酢ビの混入廃プラスチックを対象とするシンプルで、実用的な廃プラスチックの油化方法ならびに廃プラスチックの油化装置が提供される。