(57)【要約】【課題】スクリューコンベア内で生成した熱分解蒸気を触媒装置に導く導管内での暴爆が発生しない廃プラスチック油化装置の提供を目的とする。【解決手段】スクリューコンベア１内で生成される熱分解蒸気を低分子化する触媒装置４に導く導管２６の内径を前記スクリューコンベア１のダクト１２の内径の５０〜８０％にする。これによれば、導管２６内の温度が低下し、又、熱分解蒸気から水分や空気が重力分離されると共に導管２６内での水分や空気と触媒装置４から逆流する液分との接触効率が低くなり、暴爆が発生しなくなる。導管２６の加熱炉内部分の周囲に断熱層２７〜２９を設け、導管２６内の温度を４００℃より低温にして導管２６の流路断面積がコンタミにより狭められることを防止する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクトとこれの内部に配置されスクリュー軸とを有するスクリューコンベアと、このスクリュー軸を回転させることにより該ダクトの一端から他端に送られる廃プラスチックを加熱して熱分解蒸気を発生させる加熱炉と、前記熱分解蒸気を低分子化する触媒装置と、低分子化されたガスを凝縮させる凝縮器とを備え、前記ダクトから触媒装置に熱分解蒸気を導く導管の内径をダクトの内径の５０〜８０％に設定するとともに、該導管の加熱炉内部分の周囲に断熱層を設けたことを特徴とする廃プラスチック油化装置。
【請求項２】
前記断熱層が空気層、固形断熱層、又は液層のうちの単独層、又は複数種類の積層からなる請求項１に記載の廃プラスチック油化装置。
【請求項３】
前記スクリュー軸が軸方向の適当な箇所で分断された螺旋羽根を有し、この螺旋羽根が分断された箇所に前記ダクトの内面から突出して廃プラスチックの搬送に抵抗を与える抵抗体が設けられる請求項１又は２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】
例えば特開平５−２６３０７９号公報に記載されているように、ダクト内に配置したスクリュー軸を回転させて該ダクトの一端から他端に廃プラスチックを送り、その搬送途中に設けた加熱釜で廃プラスチックを加熱して熱分解蒸気を発生させる加熱炉と、前記熱分解蒸気を低分子化する触媒装置と、低分子化されたガスを凝縮させる凝縮器とを備える廃プラスチック油化装置がある。
【０００３】
前記ダクトの他端部には加熱により副生する廃炭素などの残滓を取出す排出筒が設けられ、この排出筒内とダクトとの間を往復する内側ピストンと、排出筒とそのダクトと反対側の外部との間を往復する外側ピストンと、内外両側のピストンを連動させて往復駆動する油圧シリンダとを備える排出手段が設けられる。
【０００４】
この従来の廃プラスチック油化装置では、加熱炉で発生した熱分解蒸気が例えば内径４３〜７０ｍｍの細い導管で触媒装置に導かれるようにしている。
【０００５】
【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おいては、何らかの理由により導管に水分や空気が導入されると、触媒装置で液化され、導管内を加熱炉に向かって逆流する液分とが反応して暴爆が発生し、この煽りで排出手段が押し開かれて廃炭素が吹き飛ばされるという問題がある。
【０００６】
本発明は、この従来技術の課題を解消し、導管内での暴爆を防止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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る廃プラスチック油化装置（以下、本発明という。）は、この目的を達成するため、ダクトとこれの内部に配置されスクリュー軸とを有するスクリューコンベアと、このスクリュー軸を回転させることにより該ダクトの一端から他端に送られる廃プラスチックを加熱して熱分解蒸気を発生させる加熱炉と、前記熱分解蒸気を低分子化する触媒装置と、低分子化されたガスを凝縮させる凝縮器とが設けられ、前記ダクトから触媒装置に熱分解蒸気を導く導管の内径が前記ダクトの内径の５０〜８０％に設定されると共に、該導管の加熱炉内部分の周囲に断熱層が設けられることを特徴とする、という技術的手段を採用する。
これによれば、導管の流路断面積が大きくなり、触媒装置から逆流する液分と熱分解蒸気に混じって導管内に導入された水分や空気との接触効率が著しく減少する上、前記液分と水分や空気が接触しても、それによる圧力上昇が大幅に緩和されるので暴爆は発生しなくなる。
【０００８】
ところで、導管内を流れる熱分解蒸気は炭素を含んでおり、この炭素は熱分解蒸気の温度が高くなればなるほど遊離し易く、遊離した炭素が導管の内面に付着して、いわゆるコンタミ（異物付着）の問題が発生する。
【０００９】
従来の径の細い導管では触媒装置から逆流する液分がコンタミを洗い流すことによりこのコンタミの問題は自然消滅しているが、導管の径を太くした本発明においては、液分による洗浄が不充分になり、コンタミにより導管の流路断面積が狭められ、極端な場合には導管が閉塞されるおそれがある。
【００１０】
しかし、本発明によれば、導管の加熱炉に部分の周囲に断熱層が設けられるので、加熱炉内で導管内の熱分解蒸気が加熱されなくなり、導管内の熱分解蒸気の温度が炭素遊離の起こり得る４００℃よりも確実に低くなるので、導管内でのコンタミの発生を防止することができ、コンタミにより導管の流路断面積が狭められて暴爆が発生することを確実に防止できるのである。
【００１１】
ところで、本発明において、前記断熱層は、加熱炉の炉室から導管の炉内部分への伝熱を抑制できるように構成してあればよく、例えば単層の空気層、固形断熱層、又は液層からなる単層構造のものと、複数層の断熱層を積層した複数層構造のものが含まれる。
【００１２】
又、複数層構造のものには、適宜層数を選定された同種の断熱層を積層したものと、適宜層数を選定された複数種類の断熱層を積層したものとが含まれる。
【００１３】
複数種類の断熱層を積層したものの例としては、単層の空気層と単層の固形断熱層とを積層した２層構造のもの、単層の液層と単層の液層とを積層した２層構造のもの、単層の空気層と単層の液層とを積層した２層構造のもの、２層の固形断熱層の間に空気層又は液層を挟んだ３層構造のもの、空気層と液層との間に固形断熱層を挟んだ３層構造のもの、空気層と固形断熱層とを交互に積層したものなどが含まれる。
【００１４】
これらの断熱層の中では、構成を簡単にしてコストダウンを図るために、単層の空気層で構成されるものが好ましく、この単層の空気層の空気が自然換気により換気されるように構成したものが更に好ましい。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は本発明の一実施例に係る廃プラスチック油化装置の構成図であり、この廃プラスチック油化装置は、スクリューコンベア１と、このスクリューコンベア１の一端に廃プラスチックを投入する投入装置２と、前記スクリューコンベア１によりその一端から他端に搬送される廃プラスチックを加熱する加熱炉３と、スクリューコンベア１内で廃プラスチックが熱分解されることにより生成するガス分、即ち、熱分解蒸気を低分子化する３段の触媒装置４と、低分子化されたガス分から超重質分を分離してスクリューコンベア１に還流させる還流器５と、超重質分を分離されたガス分を凝縮する凝縮器６とを備えている。
【００１７】
ここで、前記触媒装置４は、触媒作用を促進するために、前記加熱炉３から排煙を導出する煙道７を貫通するように設けられている。
【００１８】
又、前記凝縮器６は、必要に応じて、重質分を凝集させて重質油を分離する重質分凝縮器６ａと、中質分を凝集させて中質油を分離する中質分凝縮器６ｂと、軽質分を凝集させて軽質油を分離する軽質分凝縮器６ｃとで構成され、分離された重質油、中質油、軽質油はそれぞれ異なる油回収タンクに回収される。凝縮器６で凝縮されずに残ったガス分は、必要に応じて前記加熱炉３に還流させて燃焼させる。
【００１９】
更に、前記投入装置２に投入される廃プラスチックには、必要に応じて１０〜２０重量％、好ましくは１５重量％の炭素分を添加し、スクリューコンベア１内の温度を高くして熱分解反応の反応速度を高めるようにしている。
【００２０】
図２はこの廃プラスチック油化装置の要部の平面図であり、前記加熱炉３は、一室の炉室を有するものであってもよいが、この図２に示すように、この実施例では、隔壁８、９により順に仕切られた３室の炉室１０、１１、１２を備え、前記スクリューコンベア１を加熱炉３の一方側の外側から各炉室１０、１１、１２を順に横断して加熱炉３を略水平ないし先上りに緩傾斜して貫通し、加熱炉３の他方側の外側に突出するように設けることにより、スクリューコンベア１内を搬送される廃プラスチックを例えば１０００〜１７００℃、好ましくは１１００〜１４００℃で均等に加熱するようにしている。
【００２１】
なお、このスクリューコンベア１の搬送先には異径管１３を介して廃炭素を排出する排出手段１４が接続される。
【００２２】
又、図示はしないが、各炉室１０、１１、１２にはバーナを臨ませ、これらのバーナの燃焼用空気として各炉室１０、１１、１２に導入された大気をそれらの燃焼炎で加熱している。
【００２３】
各炉室１０，１１、１２の排煙は図２に示すように分岐管１５、１６、１７
５により１本の煙道７に集合させ、前記触媒装置４を加熱した後、所定の排煙処理をして大気中に放散させるようにしている。
【００２４】
ところで、前記スクリューコンベア１のダクト１８の内径と長さとは処理量、加熱炉３の熱量、スクリューコンベア１の搬送能力（スクリュー羽根の内径、外径、ピッチ及び回転数）などを考慮して適宜設計され、特に限定されないが、例えばその内径は１５０〜６００．ｍｍ、好ましくは２００〜３００ｍｍとされ、長さは２０００〜３０００ｍｍ以下とされる。
【００２５】
このダクト１８の内径を１５０ｍｍよりも小さくすると、処理量が少なくなり過ぎて実用性が乏しくなるので好ましくなく、６００ｍｍよりも大きくすると装置が大型になり過ぎる上、スクリュー軸１７の製造が困難になるので好ましくない。
【００２６】
又、ダクト１８の長さが２０００ｍｍよりも短いと廃プラスチックを十分に加熱することが困難になる上、十分な処理量を得られなくなるので好ましくなく、３０００ｍｍよりも長くすると装置が大型になり過ぎる上、スクリュー軸１７の製造が困難になるので好ましくない。
【００２７】
ところで、図３は本発明の要部の縦断正面図であり、この図３に示すように、前記ダクト１８内に配置されるスクリュー軸１９の螺旋羽根２０は軸方向に適当な間隔を置いた複数箇所、例えば前記隔壁８、９の位置で分断され、この分断された箇所に前記螺旋羽根２０と逆螺旋方向にねじらせた逆羽根からなる抵抗体２１を設け、この抵抗体２１で廃プラスチックの搬送に抵抗を与えることによりダクト１８内で廃プラスチックの間の隙間を無くし、廃プラスチックが所定の時間以上ダクト１８内に滞留するようにしている。
【００２８】
図２とこの図３とに示すように、前記ダクト１８の上周面には、軸方向に適当な間隔を置いて、３本のガス収集桶２２、２３、２４が設けられ、図３の側面図に示すように、その両側のガス収集樋２２、２４に収集された熱分解蒸気を前記加熱炉３外に設けた傾斜接続管２５、２６により中央のガス収集樋２３に接続した集合管２５に集合させ、この集合管２５により前記触媒装置４に導くようにしている。
【００２９】
即ち、前記スクリューコンベア１内で生成したガス分を触媒装置４に導く導管２８は、前記ガス収集樋２２、２３、２４と、傾斜接続管２５、２６と、集合管２７とで構成されている。
【００３０】
図４はこの廃プラスチック油化装置の要部の縦断側面図であり、図２ないし図４に示すように、各ガス収集樋２２、２３、２４は前記ダクト１８の内径の５０〜８０％、即ち、７５〜４８０ｍｍ、好ましくは１００〜２４０ｍｍの内径を有し、それらの炉室内部分、即ち、炉壁から炉室１０、１１、１２内に突入させた部分の周囲には大気中に連通させた単層の空気層からなる断熱層２９、３０、３１が形成される。
【００３１】
この単層の空気層からなる断熱層２９、３０、３１の上面はそれぞれ全面的に開放され、これにより各断熱層２９、３０、３１内の空気が自然換気により換気され、各断熱層２９、３０、３１の断熱効果が一定値を下回ることがないようにしている。
【００３２】
この単層の空気層からなる断熱層２９、３０、３１の層厚は、特に限定されないが、所要の断熱効果を得るために、例えば３０〜１００ｍｍとすることが好ましく、３０ｍｍよりも小さくすると必要な断熱効果が得られず、ガス収集樋２２、２３、２４内の温度が４００℃を上回るおそれがあるので好ましくなく、又、１００．ｍｍよりも大きくすると装置が大型になる上、断熱効果が必要以上に高くなり、ガス収集樋２２、２３、２４内の温度が低くなり過ぎ、ガス収集樋２２、２３、２４内で過剰に凝集が起こるおそれがあるので好ましくない。
【００３３】
このように、ガス収集樋２２、２３、２４の炉室内部分の周囲に断熱層２９、３０、３１を形成すると、ガス収集樋２２、２３、２４に収集された熱分解蒸気が炉室内で加熱されなくなるので、ガス収集桶２２、２３、２４内の気温を例えば３７０℃、４３０℃、４５０〜４８０℃というように炭素の遊離が発生し易くなる４００℃よりも確実に低温にすることができ、各ガス収集樋２２、２３、２４、傾斜接続管２５、２６及び集合管２７内で炭素が遊離してコンタミが発生することが確実に防止される。
【００３４】
ところで、この実施例では、中央のガス収集桶２３から触媒装置４に熱分解蒸気を導く集合管２７の内径を１００〜２４０ｍｍと大径にしてあるので、この集合管２７の放熱性が高められ、集合管２７内の温度が更に低くなる作用が得られる。
【００３５】
又、この集合管２７の内径が１００〜２４０ｍｍと大径にしてあるので、集合管２７内の熱分解蒸気の流速が従来の細い導管内のそれに比べて各段に低下し、熱分解蒸気よりも比重の大きい水分や空気が熱分解蒸気の流れから重力分離されて集合管２７内に流入し難くなるという作用を得ることができる。
【００３６】
更に、この集合管２７の内径を１００〜２４０ｍｍと大径にしてあるので、熱分解蒸気に含まれて集合管２７に流入した水分や空気と触媒装置４から逆流する液分とが接触する集合管２７の容積が従来の細い導管に比べて各段に大きくなり、集合管２７に流入した水分や空気と触媒装置４から逆流する液分とが接触する接触効率が著しく低くなるという作用を得ることができる。
【００３７】
そして、これら集合管の放熱による気流温度の低下、重力分離による水分や空気の流入量の低下、及び容積増加による接触効率の低下などの作用が相乗して暴爆が発生しなくなるのである。
【００３８】
なお、前記触媒装置４としては、前記特開平５−２６３０７９号公報に記載された触媒装置と同様のものを用いているので、その詳細な説明は同公報、第５頁、第８欄、第２５行から次頁、第９欄、第４９行まで（段落番号００４１〜００４７）と、第９頁、図１１及び第１２頁、図１２の記載事項に譲り、ここでは省略することにする。
【００３９】
なお、図４において符号３２はバーナが臨む開口部である。
【００４０】
図５は本発明の他の実施例に係る廃プラスチック油化装置の要部の縦断側面図であり、この実施例では、断熱層３３をガス収集桶２３側の空気層３４と炉室側の固形断熱層３５との２層構造にしている。
【００４１】
この固形断熱層３５としては、耐熱レンガ、耐熱タイル、アスベストマットなどの定形断熱体を用いても、モルタル、セラミックス、アスベスト等の耐熱物質を混入したモルタルなどの非定形断熱体を用いてもよい。
【００４２】
この実施例にその他の構成は前例と同様であり、又、断熱層３３の断熱性が前例よりも高められ、断熱層全体の層厚を薄くできることを除けば、その作用ないし効果は前例のそれらと同様である。
【００４３】
なお、本発明において、前記断熱層２９、３０、３１、３３の構成はこれらの実施例のそれに限定されず、例えば固形断熱体のみで断熱層を形成してもよく、空気層や固形断熱層と共に、又は空気層や固形断熱層に代えて液体からなる断熱層を設けてもよい。
【００４４】
又、前記一実施例の空気層からなる断熱層２９、３０、３１或いは他の実施例の空気層３４を設ける場合には断熱層２９、３０、３１又は空気層３４の空気を周囲の大気と強制換気する強制換気装置を設けてもよい。
【００４５】
更に、断熱層の一部又は全体を液層で構成し、この液層と熱交換器又は放熱器との間で液体を自然循環又は強制循環させるようにしてもよい。
【００４６】
もちろん、空気層からなる断熱層２９、３０、３１の空気や空気層３４の空気を強制換気する場合や断熱層と熱交換器又は放熱器との間で液体を強制循環させる場合には、その換気量或いは液体の流量を調整することにより、炉室内が冷却されてダクト１内での熱分解蒸気の発生が抑制されたり、導管２８内で熱分解蒸気の凝集が生じたりしないように配慮することが好ましい。
【００４７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、ダクトとこれの内部に配置されスクリュー軸とを有するスクリューコンベアと、このスクリュー軸を回転させることにより該ダクトの一端から他端に送られる廃プラスチックを加熱して熱分解蒸気を発生させる加熱炉と、前記熱分解蒸気を低分子化する触媒装置と、低分子化されたガスを凝縮させる凝縮器とを備え、前記ダクトから触媒装置に熱分解蒸気を導く導管の内径をダクトの内径の５０〜８０％に設定するとともに、該導管の加熱炉内部分の周囲に断熱層を設けたことを特徴とするので、本発明によれば以下の作用を得ることができる。
【００４８】
即ち、本発明によれば、導管の内径がスクリューコンベアのダクト内径の５０〜８０％に設定されるので、導管の放熱性が従来の細い導管に比べて格段に高められ、導管内を流れる熱分解蒸気の温度を低下させることができる作用、導管内を流れる熱分解蒸気の流速が低下して熱分解蒸気から水分や空気が分離され易くなり、導管内に流入する水分や空気の量が著しく減少する作用、導管の容積が従来の細い導管に比べて格段に大きくなることにより導管内での水分や空気と触媒装置から逆流する液分との接触効率が著しく低下する作用などを得ることができる。
【００４９】
その結果、本発明によれば、これらの作用が相乗して導管内での暴爆が発生することを絶滅することができるという効果や、この暴爆により排出手段から廃炭素が吹き出すことを確実に防止せきる効果などを得ることができる。
【００５０】
又、本発明によれば、前記導管の加熱炉内部分の周囲に断熱層が設けられるので、断熱層の断熱効果により炉室内において導管及びその内部の熱分解蒸気が４００℃以上に加熱されることを防止できるという作用が得られ、この作用により、導管内で炭素が遊離して導管の内面に付着するコンタミの発生を防止することができ、コンタミにより導管の流路断面積が狭められたり、導管が閉塞されたりすることを防止して、前記暴爆が発生することを確実に防止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】本発明の要部の平面図である。
【図３】本発明の縦断正面図である。
【図４】本発明の要部の縦断側面図である。
【図５】本発明の要部の縦断正面図である。
【符号の説明】
１　スクリューコンベア
３　加熱炉
４　触媒装置
５　凝縮器
１２　ダクト
１９　スクリュー軸
２０　螺旋羽根
２１　抵抗体
２８　導管
２９　断熱層
３０　断熱層
３１　断熱層
３３　断熱層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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