(57)【要約】【課題】マイクロ波の照射エネルギーを最大限に廃プラスティックに与えることによって廃プラスティック中のポリ塩化ビニルの脱塩素を効率的に実現し得る廃プラスティックの連続脱塩素処理装置を提供する。【解決手段】ポリ塩化ビニルを含む廃プラスティックをマイクロ波により誘電加熱して前記ポリ塩化ビニルの脱塩素を行う廃プラスティック脱塩素処理装置において、密閉可能な処理容器１と、該処理容器の一端に設けられた廃プラスティック供給口２３と、該処理容器の他端に設けられた廃プラスティック排出口２４と、該処理容器の内部にあって前記供給口と前記排出口の間に配設された搬送装置４と、マイクロ波発振器２７に接続されると共に前記搬送装置を横断して配置され且つ各々の両側面に前記搬送装置の通過口３１を有して同搬送装置の長さ方向に連設された複数の導波管２ｂと、不活性ガス源８に接続され前記処理容器に付設された不活性ガス供給管６と、排気装置１５に接続され前記処理容器に付設された排ガス管９と、からなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビニルを含む廃プラスティックをマイクロ波により誘電加熱して前記ポリ塩化ビニルの脱塩素を行う廃プラスティック脱塩素処理装置において、密閉可能な処理容器と、該処理容器の一端に設けられた廃プラスティック供給口と、該処理容器の他端に設けられた廃プラスティック排出口と、該処理容器の内部にあって前記供給口と前記排出口の間に配設された搬送装置と、マイクロ波発振器に接続されると共に前記搬送装置を横断して配置され且つ各々の両側面に前記搬送装置の通過口を有して同搬送装置の長さ方向に連設された複数の導波管と、不活性ガス源に接続され前記処理容器に付設された不活性ガス供給管と、排気装置に接続され前記処理容器に付設された排ガス管と、からなることを特徴とする廃プラスティック脱塩素処理装置。
【請求項２】
前記マイクロ波発振器に接続された複数の導波管のうち、少なくとも一つの導波管を流れるマイクロ波が、他の導波管を流れるマイクロ波と位相差を有するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の廃プラスティック脱塩素処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃プラスティックのリサイクル技術に関し、特にポリ塩化ビニルを含む廃プラスティックのマイクロ波を利用した脱塩素処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種産業分野において発生する廃プラスティックのリサイクル技術が注目を浴びているが、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと略称することがある）については、その組成中に塩素を有するため他のプラスティックと異なり、燃料等への再資源化に際して困難な問題を抱えていた。
【０００３】
すなわち、プラスティックのリサイクルにおいて廃プラスティック中に含まれるポリ塩化ビニルは、焼却時に塩化水素を発生し焼却炉を損傷させたり、回収燃料中に塩化水素が混入するなどの悪影響があるため、事前にポリ塩化ビニルのみを分別除去するか、ポリ塩化ビニルから脱塩素する前処理が必要となる。
【０００４】
一般に事前分別法としては、浮選法や遠心分離法等の方法が知られているが、そのポリ塩化ビニルの分離精度は充分でない。また、脱塩素処理する方法としては、ロータリーキルンを用いる方法や二軸押出機を用いる方法が開発されているが、これらの方法はいずれも、廃プラスティック中に含まれるポリ塩化ビニルを加熱（高温雰囲気）し、脱塩素するために廃プラスティック全体を加熱する必要があり、エネルギー効率が悪く、ランニングコストが高くなるという欠点があった。
【０００５】
そこで、上記の脱塩素技術の欠点を改善するための方法として、ポリ塩化ビニルを含む廃プラスティックをマイクロ波により誘電加熱し、ポリ塩化ビニルだけを加熱することで、ポリ塩化ビニルから塩化水素として塩素を除去できる新規な前処理方法（例えば特許文献１を参照）が公開されている。しかしながら、ここでは廃プラスティックをマイクロ波処理で脱塩素するための具体的な装置構成に関する記載はない。
【０００６】
また、同様にマイクロ波により誘電加熱を利用したものとして特に廃タイヤを対象とした有機物の処理方法（例えば特許文献２を参照）も公開されている。この公開内容には具体的な装置構成についても触れられている。しかしながら、この装置はポリ塩化ビニル脱塩素処理を意図したものではなく、しかも複数のマイクロ波発振器により装置内の上方から下部に位置する処理物に向けてマイクロ波を照射して加熱する構成を採用しており、このため遮蔽板により照射領域を覆っているものの、マイクロ波の照射効率が十分とはいえない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３２３００５号
【特許文献２】
米国特許第５０８４１４１号明細書
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために鋭意研究の結果、完成されたものであって、マイクロ波の照射エネルギーを最大限に廃プラスティックに与えることによって廃プラスティック中のポリ塩化ビニルの脱塩素を効率的に実現し得る廃プラスティックの連続脱塩素処理装置を提供することをその課題乃至目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明の要旨は、具体的には請求項１に記載のとおり、ポリ塩化ビニルを含む廃プラスティックをマイクロ波により誘電加熱して前記ポリ塩化ビニルの脱塩素を行う廃プラスティック脱塩素処理装置において、密閉可能な処理容器と、該処理容器の一端に設けられた廃プラスティック供給口と、該処理容器の他端に設けられた廃プラスティック排出口と、該処理容器の内部にあって前記供給口と前記排出口の間に配設された搬送装置と、マイクロ波発振器に接続されると共に前記搬送装置を横断して配置され且つ各々の両側面に前記搬送装置の通過口を有して同搬送装置の長さ方向に連設された複数の導波管と、不活性ガス源に接続され前記処理容器に付設された不活性ガス供給管と、排気装置に接続され前記処理容器に付設された排ガス管と、からなることを特徴とする廃プラスティック脱塩素処理装置にある。
さらに、本発明においては、請求項２に記載のとおり、上記特徴の廃プラスティック脱塩素処理装置にあって、マイクロ波発振器に接続された複数の導波管のうち、少なくとも一つの導波管を流れるマイクロ波が、他の導波管を流れるマイクロ波と位相差を有するように構成することが好ましいものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてその装置の実施形態を中心に詳述する。
図１は本発明に係る廃プラスティック脱塩素処理装置の側面概要図を示すものであり、１は処理容器をあらわしている。処理容器１は略直方体を呈しており、その一端（図では左端）の上部に廃プラスティック３を供給するための供給口２３が設けられている。また、　処理容器１の他端（図では右端）には処理された廃プラスティック３を排出するための排出口２４が設けられている。これらの供給口２３及び排出口２４の近傍には処理容器１内を密閉するためのシャッター弁２５及び２６がそれぞれ２台ずつ設置されている。また、処理容器１の内部にはその長さ方向に沿い、前記供給口２３の直下から前記排出口２４の間に渡って廃プラスティック３を連続的に搬送処理するためのベルトコンベア４（請求項にいう搬送装置）が設けられている。
【００１１】
同処理容器１の中央から排出口２４側にかけての領域には、廃プラスティック３をマイクロ波により誘電加熱するための加熱室３０が、ベルトコンベア４の上部を覆うようにして３室その長さ方向に連設されている。この加熱室３０は、図２に示したこの部分の平面図のように、ベルトコンベア４を横断して直交状態で配設された３個の水平横型の導波管処理部２ｂによって形成されている。そして、各々の導波管処理部２ｂは垂直に設けられた導波管連絡部２ａを介してマイクロ波発振器２７に接続されている。ここで、図示しないが、３個の導波管連絡部２ａとこれに対応するマイクロ波発振器２７の接続は、各導波管を流れるマイクロ波に位相差（例えば各６０°ずつ）をつけるため、それぞれの接続位置を互いにずらしある。なお、２８は供給口側に位置した導波管処理部２ｂの入側部分の空間、排出口側に位置した導波管処理部２ｂの出側部分の空間及び各導波管処理部２ｂ間の空間をそれぞれ覆うようにして設けられたシール体である。
【００１２】
さらに、これらの導波管処理部２ｂの構造は、図３にその１個の部分断面斜視図に示すように、縦横比が約１対２の矩形状断面を有した箱体で、その両側面にはコンベアベルト部４ａの通路となる長方形状の通過口３１が穿設され、コンベアベルト上の廃プラスティック３が加熱室３０を連続的に通過できる構成となっている。また、導波管処理部２ｂはその先端（図２の下端）が平板などによって閉鎖されている（なお、図３では内部の構造を分かりやすくするため端部を切断してある）。
【００１３】
８はアルゴン、窒素などの不活性ガスを加熱室３０及び処理容器１の内部全体に供給するための不活性ガス源であり、不活性ガス供給管６、不活性ガス分枝管６ａを介して導波管連絡部２ａに接続されている。不活性ガス供給管６及び不活性ガス分枝管６ａにはバルブ７及びバルブ７ａが設けられている。
【００１４】
また、処理容器１の排出口２４側の上部には廃プラスティック３の加熱処理によって発生した排ガスを排出するための排ガス管９が設けられ、この排ガス管９は有機物を除去するためのフィルタ１０を介して塩化水素除去塔１２に接続されている。塩化水素除去塔１２の下方には水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ溶液１８が蓄えられたアルカリタンク１７が設置されている。塩化水素除去塔１２の内部上方には上記アルカリ溶液１８を上昇してくる排ガスに対して散布するためのアルカリ散布ノズル１１が設けられており、該アルカリ散布ノズル１１は、アルカリ供給管３６によりアルカリタンク１７に接続されている。１６はアルカリ溶液１８を汲み上げるためのポンプである。
【００１５】
１３は、塩化水素除去塔１２で処理された排ガスを系外に導くための排ガス配管で、その途上に、排ガス中に残存する微量の塩化水素などの有害成分を取り除くためのフィルタ１４が付設されている。また排ガス配管１３の端部には排ガスを吸引し且つ／又は処理容器１内を減圧するための真空ポンプ１５（請求項にいう排気装置）が設置されている。そして、３５は前記排ガス管９の入側と上記排ガス配管１３のフィルタ１４の出側を結んで設けられたバイパス管である。なお、３７、３８及び３９は、排ガス管９のバイパス分岐部とフィルタ１０の間に、バイパス管３５に、及び排ガス配管１３のフィルタ１０出側に、それぞれ設けられたバルブを示している。
【００１６】
次に、本装置を用いた廃プラスティックの処理、運転方法について説明する。る。
先ず、シャッター弁２５、２６を閉じ、処理容器１内を密閉状態として、バルブ３７及び３９を閉じると共にバルブ３８を開いた後、真空ポンプ１５を稼働させて、塩化水素除去塔を通さずに、排ガス管９、バイパス管１０を通じて処理容器１内部を真空引きする。
【００１７】
次に、系内が真空になった後、バルブ７及び７ａを開き、不活性ガス源８よりを不活性ガスを不活性ガス供給管６、不活性ガス分枝管６ａを通じて導波管連絡部２ａの内部に供給し、さらに導波管処理部２ｂの加熱室３０及び該導波管処理部２ｂの通過口３１を介して処理容器１の内部全域に導入、充満させる。
【００１８】
この後、バルブ３７及び３９を開くと共にバルブ３８を閉じて、真空ポンプの側のラインをバイパスから塩化水素除去塔側のラインに切り替える。
【００１９】
次いで、装置内部の圧力を所定圧力に調整した上で、ベルトコンベア４の運転を開始する一方、マイクロ波発振器２７の電源を入れて導波管連絡部２ａを介して導波管処理部２ｂの加熱室３０にマイクロ波を導入する。
【００２０】
次に、入り口の２台のシャッター弁２５の開閉操作により、処理容器１内に空気が入るのを防ぎながら廃プラスティック３を供給口２３から連続的に定量供給する。供給された廃プラスティックはベルトコンベア４上に載置され、コンベア上を流れ、３つの加熱室３０を順次通過する過程でマイクロ波の照射を受けて、誘電加熱され、廃プラスティック中のＰＶＣは脱塩素処理される。このとき、同時にポンプ１６を作動させ、アルカリタンク１８内のアルカリ溶液を塩化水素除去塔１２内のアルカリ散布ノズル１１に供給し、排ガスへの散布を開始する。
【００２１】
脱塩素処理された廃プラスティック３は出口のシャター弁２６を通じて、処理容器１内の気密性を保ちながら排出口２４より外部に排出される。
【００２２】
前記脱塩素処理過程で発生した塩化水素を含む排ガスは、排ガス管９に付設されたフィルター１０で有機分が除去された後、塩化水素除去塔１２に導かれ、ここでアルカリ散布ノズル１１によりアルカリ溶液が散布され、塩化水素が除去される。塩化水素を取り除いた排ガスは塩化水素除去塔１２の上部より排ガス配管１３に回収され、さらにフィルタ１４により残存する微量の塩化水素などの有害成分を除去し、最終的に清浄化されて真空ポンプ１５を通じて外部に出てゆく。
【００２３】
このようにして、廃プラスティックの処理を終えるとマイクロ波発振器の電源を停止し、ベルトコンベア４を止めると共に塩化水素除去塔１２等の運転も停止する。そして、装置系内に留まっている排ガスを真空ポンプ１５で吸引し、この後、不活性ガスを用いて系内を常圧に戻して、次の処理に備える。
【００２４】
次に、本装置の特徴的な構成及びその作用について説明する。
第一に本装置では、導波管を加熱室として直接利用している点である。すなわち、導波管処理部２ｂの内部が加熱室３０となっており、そしてこの導波管処理部の末端が閉じられた構造になっており、しかもベルト部の通過口３１以外には開口部がない。これによって、マイクロ波の減衰や外部への漏出が非常に少なく、照射効率が高く、従って、廃プラスティックの誘電加熱がすこぶる効果的に行われる。また、導波管処理部２ｂの末端が閉じられた構造になってことから導波管処理部２ｂに導入されたマイクロ波は反射波となって戻って行くため、この反射波による誘電加熱も期待できる。
【００２５】
第二に本装置では、通過口３１をその両側面に設けた前記導波管処理部２ｂがベルトコンベア４を直交するようにして横断した横型構造となっている点である。これにより、ベルトコンベア４の移動を阻害することなく、その上に載せられたすべての廃棄プラスティックを連続的に誘電加熱することができる。
【００２６】
第三に本装置では、導波管すなわち前記導波管処理部２ｂがベルトコンベア４の長さ方向に渡って複数個連設されている点である。こうすることで、一つの波管処理部２ｂの加熱室３０では誘電加熱が不十分である場合においても、二番目以降の誘電加熱によって確実に脱塩素処理が可能となり、また、この構成によりベルトコンベア４を活用した連続処理における生産性をより有効に高めることができる。
【００２７】
第四に本装置では、上記複数個の導波管の連設に当り、マイクロ波発振器との接続を少なくとも一つの導波管を流れるマイクロ波が、他の導波管を流れるマイクロ波と位相差を有するように構成された点（請求項２）である。例えば、３個の導波管連絡部２ａとこれに対応するマイクロ波発振器２７の接続位置を各々互いにずらして設けるのである。このようにすることで、マイクロ波発振器２７から各導波管連絡部２ａを介して各導波管処理部２ｂつまり各加熱室３０に送られるマイクロ波の位相がずれるため、３つの加熱室でのかかる異なった位相を有するマイクロ波の照射により、廃プラスティックを全体的に均一に加熱処理することができる。なお、この場合、複数の導波管全てが異なった位相を有している必要は必ずしも無く、少なくとも一つの導波管を流れるマイクロ波が他を流れるそれと位相差を持っているものであれば良いものである。
【００２８】
なお、本発明についての以上の説明においては、脱塩素の対象となる廃プラスティックがポリ塩化ビニルを含むものを中心に述べたが、塩化ビニリデン等、塩素を有する他のプラスティックを含む場合にも本発明装置によって同効に適用することができるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によればマイクロ波の照射エネルギーを最大限に廃プラスティックに与えることができ、従って誘電加熱による脱塩素を極めて効率よく行うことが可能でしかも生産性の高い廃プラスティックの連続脱塩素処理装置を提供し得るもので、この技術分野における工業的貢献及び価値に優れた発明というべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃プラスティック脱塩素処理装置の一実施態様を示す側面概要図である。
【図２】本発明に係る廃プラスティック脱塩素処理装置の同実施態様における部分平面図である。
【図３】本発明に係る廃プラスティック脱塩素処理装置の同実施態様における部分断面斜視図である。
【符号の説明】
１：処理容器　２ａ：導波管連絡部　２ｂ：導波管処理部
３：廃プラスティック　４：べルトコンベア（搬送装置）　８不活性ガス源
６：不活性ガス供給管　９：排ガス管　２３：供給口　２４排出口
２７：マイクロ波発振器　３０：加熱室　３１：通過口
【図１】
2004099693.tif 000003
【図２】
2004099693.tif 000004
【図３】
2004099693.tif 000005