(57)【要約】【課題】フィルム状の廃棄プラスチックが混入した廃棄プラスチックを高炉原料化するに際し、フィルム系廃棄物と固体系廃棄物の分別を確実にすることができる、プラスチック系廃棄物の高炉原料化方法および高炉原料装置を提供することを目的とする。【解決手段】廃プラを受け入れる受入工程と、これを小片状に破砕する破砕工程と、小片状に破砕した後フィルム系廃棄物または固体系廃棄物に選別する選別工程と、選別されたフィルム系廃棄物を減容固化して粒状の高炉原料を得る造粒工程と、選別された固体系廃棄物を破砕して粒状または小片状の高炉原料を得る固体系粉砕工程とを有する。【選択図】　　　　図１
2004002952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック類を主体とした廃棄物を受け入れる受入工程と、
受け入れた前記廃棄物を小片状に破砕する破砕工程と、
小片状に破砕された前記廃棄物を、フィルム状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む軽量物からなるフィルム系廃棄物または固体状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む中重量物からなる固体系廃棄物に選別する選別工程と、
選別された前記フィルム系廃棄物を、造粒処理することにより粒状の高炉原料を得る造粒工程と、
選別された前記固体系廃棄物を、破砕処理することにより粒状または小片状の高炉原料を得る固体系粉砕工程とを有することを特徴とするプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法。
【請求項２】
前記高炉原料が嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下であって、気送された後高炉内に吹き込まれることを特徴とする請求項１記載のプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法。
【請求項３】
プラスチック類を主体とした廃棄物を受け入れる受入手段と、
受け入れた前記廃棄物を小片状に破砕する破砕手段と、
小片状に破砕された前記廃棄物を、フィルム状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む軽量物からなるフィルム系廃棄物または固体状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む中重量物からなる固体系廃棄物に選別する選別手段と、
選別された前記フィルム系廃棄物を、造粒処理することにより粒状の高炉原料を得る造粒手段と、
選別された前記固体系廃棄物を、破砕処理することにより粒状または小片状の高炉原料を得る固体系粉砕手段とを有することを特徴とするプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置。
【請求項４】
前記高炉原料が、嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下であって、気送された後高炉内に吹き込まれることを特徴とする請求項３記載のプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法および高炉原料化装置に係り、特に、フィルム状プラスチック類を含むプラスチック類を主体とするプラスチック系廃棄物を高炉やスクラップ溶解炉等（以下、高炉と総称する）の原料として再利用（たとえば、鉄源の還元剤として）するために加工・処理する、プラスチック系廃棄物の高炉原料化方法および高炉原料装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のプラスチック系廃棄物の炉原料化方法の一実施の形態を示すフローチャートである。図７における方法は、
（ａ）プラスチック系廃棄物（以下、廃プラと称す）を、フィルム系プラスチック類を含む軽量の廃棄物［ｘ］と、固形物系プラスチック類を含む中重量の廃棄物［ｙ］と、実質的にプラスチック類を含まない重量のある廃棄物［ｚ］とに自動分別する工程ａと、
（ｂ）前記廃棄物［ｘ］から塩素含有プラスチック類を分離除去した後、粒状の炉原料に加工処理する工程ｂと、
（ｃ）前記廃棄物［ｙ］から塩素含有プラスチック類を分離除去した後、粒状または小片状の炉原料に加工処理する工程ｃと、
（ｄ）前記工程ｂおよび工程ｃで分離除去された塩素含有プラスチック類を脱塩素処理した後、粒状または小片状の炉原料に加工処理する工程ｄと、
（ｅ）前記工程ｄの脱塩素処理により生じた塩化水素を処理する工程ｅと、
（ｆ）実質的にプラスチック類を含まない重量のある廃棄物［ｚ］を、非鉄・非プラスチック系所定系に搬送する工程ｆとからなる。
【０００３】
そして、この方法により、プラスチック系廃棄物類の粉砕物の欠点である搬送性や流動性の劣悪性を解消し、貯留サイロの切出部や気送管内（特に、曲管部やバルブ周辺）における詰まりを無くし、高炉への気送供給を可能にしている。また、高炉内で塩化水素ガスが発生するという問題を解消している。以下、各工程を簡単に説明する。
【０００４】
（ａ）工程ａは、破袋工程ａ２、磁選工程ａ３および分別（選別）工程ａ１から構成されている。
【０００５】
（ａ１）分別工程ａ１では、たとえば、風力選別方式や揺動選別方式等により、比重差、形状差を利用して分別を行っている。風力選別方式は廃プラに空気を吹付け、その気流に随伴して飛行する廃プラの飛行距離が、重量または対容積重量比または対面積重量比によって異なることを利用するもので、遠くまで飛ばされる軽量物（前記廃棄物［ｘ］）、中間距離まで飛ばされる中重量物（前記廃棄物［ｙ］）、あまり飛ばされない重量物（たとえば、前記廃棄物［ｚ］）の別にそれぞれ専用の回収手段を設け、各廃棄物を分別回収する。
【０００６】
（ａ２）破袋工程ａ２では、ベール状に縛着された状態または収集用のゴミ袋に入れられた状態で搬入されたプラスチック系廃棄物（以下、廃プラと称す）を、回転ないし前後進すする爪やカッター等によりベール（縛着する帯等）または袋体を切り裂いている。
これにより廃プラは縛着を解かれまた袋体から取り出され、バラバラに分離される。たとえば、プラスチックボトル等は潰された状態、買い物用のプラスチック袋は丸められた状態、農業用温室のビニールシートは折り畳まれた状態になる。
【０００７】
（ａ３）磁選工程ａ３では、解きほぐされた袋体から取り出された廃プラ中に混入した鉄系混在物を、電磁作用（吸着または反発）により分離除去している。
【０００８】
（ｂ）工程ｂは、工程ａにおいて分別されたフィルム系プラスチック類を含む廃棄物［ｘ］を破砕処理する工程ｂ１と、この工程を経たプラスチック類から塩素含有プラスチック類を分離除去する工程ｂ２と、この工程を経たプラスチック類を溶融または半溶融化させた後固化させることにより減容固化された粒状の炉原料、または、減容固化された塊状物を粉砕処理して炉原料を得る工程ｂ３と、磁気選別により鉄系廃棄物を分離除去するための工程ｂ４とからなっている。
【０００９】
（ｃ）工程ｃは、工程ａにおいて分別された固形物系プラスチック類を含む中重量の廃棄物［ｙ］から塩素含有プラスチック類を分離除去する工程ｃ１と、該工程を経たプラスチック類を破砕処理し、粒状または小片状の炉原料に加工する工程ｃ２と、磁気選別により鉄系廃棄物を分離除去するための工程ｃ３と、アルミ選別によりアルミニウム系廃棄物（アルミ缶等）を分離除去するための工程ｃ４とからなっている。
【００１０】
（ｄ）工程ｄは、工程ｂおよび工程ｃから送られてきた塩素含有プラスチック類を脱塩素処理する工程ｄ１（加熱して熱分解によりプラスチックから塩素
（塩化水素）を脱離させるもの）と、この工程を経たプラスチック類を粒状または小片状の炉原料に加工処理する工程ｄ２とからなる。
【００１１】
（ｅ）工程ｅは、脱塩素処理工程ｄ１により生じた塩化水素を、吸収塔等において塩酸として回収するか、若しくは塩化水素をアルカリにより中和処理する。
【００１２】
（ｆ）実質的にプラスチック類を含まない重量のある廃棄物［ｚ］から、磁気選別により鉄系廃棄物を分離除去するための工程ｆ１を有している（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−２２５６７６号公報（第９−１２頁、図１）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術においては、以下の問題点があった。
▲１▼破袋工程ａ２において、廃プラが完全にバラバラに分離されない。特に、フィルム状廃プラ（シート状、プラスチック製買い物袋等）が、相互に積層ないし圧着された状態の場合、そのままの状態、たとえば冊子状を維持したまま、分別工程ａ１に供給され、これら積層ないし圧着したフィルム状廃プラは、固形物系プラスチック類を含む中重量の廃棄物［ｙ］に分別されることになる。
【００１５】
▲２▼このため、固形物系プラスチック類を含む中重量の廃棄物［ｙ］を加工処理する工程ｃの負荷が増大し、各工程間の負荷バランスが崩れることになる。
【００１６】
▲３▼さらに、固形物系プラスチック類を含む中重量の廃棄物［ｙ］を加工処理する工程ｃにおいて、冊子状のフィルム状廃プラは相互に分離・剥離し、シート状片として飛遊ないし再度堆積するため、冊子状のフィルム状廃プラ自体の高炉への気送供給が困難であるばかりでなく、気送配管の詰まりの原因となり、高炉原料化の再利用システムが停止する原因となる。
【００１７】
▲４▼一方、分別工程ａ１で分離されたボトル状の中重量物（廃棄物［ｙ］に分別されたペットボトル等、以下、プラボトルと称す）は、潰されて変形したボトルであって、その外周がフィルム状のラベルで包囲されているものが大半を占めている。そのため、破砕工程ｃ２において、ボトル本体は破砕されるものの、フィルム状のラベルは単にボトル本体から剥離するだけで、シート状片として混在することになる。
すなわち、プラボトル本体のみであれば固形物系プラスチック類だけであるはずの廃棄物［ｙ］の処理工程に、実際はフィルム状プラスチック（ラベル）が混入する。このようなフィルム状片が混在した破砕プラボトルは、高炉への気送供給が困難であるばかりでなく、気送配管の詰まりの原因となり、高炉原料化の再利用システムが停止する原因となる。
【００１８】
▲５▼なお、冊子状のフィルム状廃プラやフィルム状片が混在した破砕プラボトルを、高炉への気送供給を可能にしようとすると、本来粒状固化する必要がない破砕プラボトルまでも一緒に粒状固化工程ｂ３に供給する必要があり、各工程間の負荷バランスが一層崩れることになる。
【００１９】
本発明は前記の問題点を解決するためになされたもので、フィルム状の廃プラないしラベルの分別を確実にすることができる、プラスチック系廃棄物の高炉原料化方法および高炉原料装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためのプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法は、以下のとおりである。
【００２１】
（１）プラスチック類を主体とした廃棄物を受け入れる受入工程と、
受け入れた前記廃棄物を小片状に破砕する破砕工程と、
小片状に破砕された前記廃棄物を、フィルム状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む軽量物からなるフィルム系廃棄物または固体状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む中重量物からなる固体系廃棄物に選別する選別工程と、
選別された前記フィルム系廃棄物を、造粒処理することにより粒状の高炉原料を得る造粒工程と、
選別された前記固体系廃棄物を、破砕処理することにより粒状または小片状の高炉原料を得る固体系粉砕工程とを有することを特徴とするものである。
（２）前記（１）において、前記高炉原料が嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下であって、気送された後高炉内に吹き込まれることを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、上記の課題を解決するためのプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置は、以下のとおりである。
（３）プラスチック類を主体とした廃棄物を受け入れる受入手段と、
受け入れた前記廃棄物を小片状に破砕する破砕手段と、
小片状に破砕された前記廃棄物を、フィルム状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む軽量物からなるフィルム系廃棄物または固体状プラスチック類を主体としたプラスチック類を含む中重量物からなる固体系廃棄物に選別する選別手段と、
選別された前記フィルム系廃棄物を、造粒処理することにより粒状の高炉原料を得る造粒手段と、
選別された前記固体系廃棄物を、破砕処理することにより粒状または小片状の高炉原料を得る固体系粉砕手段とを有することを特徴とするものである。
（４）前記（３）において、前記高炉原料が、嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下であって、気送された後高炉内に吹き込まれることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態１を示すフローチャートである。図１において、再利用されるべく回収されたプラスチック系廃棄物（以下、廃プラと称す）は、選別工程Ｗにおいて、フィルム系廃棄物ｘ、固体系廃棄物ｙ、およびその他の廃棄物ｚに選別され、その後、それぞれ、フィルム系処理工程Ｘ、固体系処理工程Ｙ、およびその他の処理工程Ｚに搬送される。
そして、フィルム系廃棄物ｘはフィルム系処理工程Ｘにおいて造粒され、一方、固体系廃棄物ｙは固体系処理工程Ｙにおいて粉砕され、何れも高炉原料に再生される。以下、工程毎に説明する。
【００２４】
（選別工程Ｗ）
図１において、選別工程Ｗは、破砕工程Ｗ１、磁選工程Ｗ２、および風選工程Ｗ３を有している。
【００２５】
破砕工程Ｗ１において、ベール状に縛着された状態または収集用のゴミ袋に入れられた状態で搬入された廃プラは、回転ないし前後進する爪やカッター等により、所定の寸法（たとえば、１０ｃｍ角以下）に破砕され、かつバラバラに分解・剥離される。
したがって、相互に積層ないし圧着された状態のフィルム状廃プラ（買い物用プラスチック袋、農業用温室のビニールシート等）はバラバラにほぐされるため、従来技術において破袋された場合のように、冊子状を呈することがなく、略一枚毎のシートになる。
【００２６】
また、ボトル状のプラスチック廃棄物（以下、プラボトルと称す）も、所定の寸法に破砕されて、容器の形状でなくなるため、その外周を包囲していたフィルム状のラベル類はボトル本体から剥離する。
【００２７】
磁選工程Ｗ２において、破砕された廃プラ中に混入した鉄系混在物を、電磁作用（吸着または反発）により剥離除去する。なお、永久磁石または電磁石に代えて、静電気を滞留させる帯電手段を用いてもよい。
【００２８】
風選工程Ｗ３において、破砕された廃プラに空気を吹付け、その気流に随伴して飛行する廃プラの飛行距離が、破砕後の廃プラの比重差、形状差をより異なることを利用して選別している。すなわち、遠くまで飛ばされる軽量物ｘ（以下、フィルム系廃棄物と称す）、中間距離まで飛ばされる中重量物ｙ（以下、固体系廃棄物ｙと称す）、あまり飛ばされない重量物ｚ（以下、その他の廃棄物ｚと称す）にそれぞれ選別する。
このとき、フィルム状廃プラまたはフィルム状のラベル類は、破砕工程Ｗ１においてすでにバラバラにほぐされ、またはボトル本体から剥離しているから、略完全に剥離することが可能になり、固体系廃棄物ｙに混入することがない。なお、前記風力選別に代えて、揺動選別方式を採用してもよい。
【００２９】
（フィルム系処理工程Ｘ）
図１において、フィルム系処理工程Ｘは、裁断工程Ｘ１、ＰＶＣ分離工程Ｘ２、乾燥工程Ｘ３、および造粒工程Ｘ４を有している。また、必要に応じて、適宜磁選工程を追加してもよい。
【００３０】
裁断工程Ｘ１において、選別工程Ｗ３において選別されたフィルム系廃棄物ｘは、以降の工程あるいは高炉への気流搬送等に好適な大きさに、さらに小さく裁断される。このとき、回転または往復する切刃相互の間隔、移動する切刃と固定した切刃の間隔、あるいは、裁断部を仕切るスクリーンの通り目の大きさを調整して、裁断後の大きさを調整する。
【００３１】
ＰＶＣ分離工程Ｘ２において、裁断されたフィルム系廃棄物ｘに混入する塩素含有プラスチック類ｖ（ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）やポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等）を分離除去する。塩素含有プラスチック類ｖは他のフィルム系廃棄物ｘに較べて比重が大きいため（たとえば、ポリエチレンの比重：０．９１〜０．９６、ポリプロピレンの比重：０．８９〜０．９１程度であるのに対し、ＰＶＣの比重：１．１６〜１．５５程度）、水等の媒体を利用し、液面に浮かぶものと液中に沈むものに選別する。たとえば、裁断されたフィルム系廃棄物ｘを媒体と混合してスラリー状とし、これを回転する筒体に供給して遠心分離する方式等が採用できる。
なお、ＰＶＣ分離工程は前記湿式に限定するものではなく、他の方式（たとえば、乾式等）であってもよい。
【００３２】
乾燥工程Ｘ３において、塩素含有プラスチック類ｖが除去されたフィルム系廃棄物ｘは、乾燥される。乾燥方式あるいは乾燥の程度は限定するものではなく、処理能力ないし次工程の効率等に関連して決定する設計的事項である。
【００３３】
造粒工程Ｘ４において、塩素含有プラスチック類ｖが除去されたフィルム系廃棄物ｘは（乾燥されている）は、所定の寸法の粒状体に加工（以下、造粒処理または造粒と称す）される。なお、造粒処理の方式は限定するものではないが、たとえば以下の方式がある。
▲１▼フィルム系廃棄物ｘを加熱して溶融または半溶融させた後、これを冷却して固化させ、この固化したプラスチック材を、再度裁断または粉砕処理する。
▲２▼フィルム系廃棄物ｘを加熱して溶融または半溶融化させた後、これを滴下または噴霧して急冷することにより粒状に収縮固化させる。
▲３▼フィルム系廃棄物ｘを加熱して溶融または半溶融化させた後、これを小孔から押し出して略棒状とし、さらに所定の長さに切断処理する。たとえば、多数の小孔を有する穴型へスクリューまたはプランジャーによって押し込む型式の成型機が使用できる。
▲４▼フィルム系廃棄物ｘを小孔から押し出して略棒状とし、さらに所定の長さに切断処理する。たとえば、側面に多数の小孔を有する円筒の内面に転動するロールを配置し、該円筒およびロールの回転によって押し出す型式のリングダイ成型機が使用できる。
▲５▼フィルム系廃棄物ｘを裁断または破砕するとともに、この裁断または破砕による摩擦熱により半溶融化させ、半溶融化したプラスチック材を急冷することにより収縮固化さる。この際、粒状に収縮固化させるか若しくは収縮固化したものを粉砕処理する。たとえば、容器内で翼を高速回転させる型式の回転翼造粒機が使用できる。
なお、造粒後のフィルム系廃棄物ｘを、嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下にしておけば、配管内の気流搬送が安定的に可能であるため、高炉内に吹き込まれる高炉原料（主に、還元剤）として好適である。
【００３４】
（固体系処理工程Ｙ）
図１において、固体系処理工程Ｙは、粉砕工程Ｙ１、ＰＶＣ分離工程Ｙ２、乾燥工程Ｙ３を有している。また、必要に応じて、磁選工程を追加してもよい。なお、ＰＶＣ分離工程Ｙ２の後に、粉砕工程Ｙ１を配置してもよいし、ＰＶＣ分離工程Ｙ２の前後に、それぞれ第一の粉砕工程と第二の粉砕工程を配置してもよい。
【００３５】
粉砕工程Ｙ１において、選別工程Ｗ３において選別されたフィルム系廃棄物ｙは、以降の工程あるいは気流搬送等に好適な大きさになるよう、さらに小さく粉砕される。粉砕手段は限定するものではない。
なお、粉砕後のフィルム系廃棄物ｙを、嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下にしておけば、配管内の気流搬送が安定的に可能であるため、高炉内に吹き込まれる高炉原料（主に、還元剤）として好適である。
【００３６】
ＰＶＣ分離工程Ｙ２において、粉砕されたフィルム系廃棄物ｙに混入する塩素含有プラスチック類ｖ（ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）やポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等）が、通常、光学的な方法により選別される。この方は、各プラスチック材に光を照射して反射光を検出し、照射光の特定の波長の赤外線または近赤外線がプラスチック材に吸収された場合に、これを塩素含有プラスチック類ｖであると判定し、当該プラスチック材を分離除去するものである（たとえば、特開平６−２１０６３２号公報）。
なお、　固体系廃棄物の代表例は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を原料とするプラスチックボトルであり、ＰＶＣやＰＶＤＣとほぼ同じ比重であるため、フィルム系廃棄物ｘにおける重力方式や遠心分離方式を用いることはできないためである。
【００３７】
乾燥工程Ｙ３において、塩素含有プラスチック類ｖが除去されたフィルム系廃棄物ｙは、乾燥される。乾燥方式あるいは乾燥の程度は限定するものではなく、処理能力ないし次工程の効率等に関連して決定する設計的事項である。
よい。
【００３８】
（その他の処理工程Ｚ）
図１において、選別工程Ｗにおいて、フィルム系廃棄物ｘまたはフィルム系廃棄物ｙに属さないその他の廃棄物ｚ（たとえば、非鉄金属、ガラス、陶器等）は、別途、その他の処理工程Ｚに搬送され、所定の処理が行われる。
【００３９】
（塩素含有系処理工程Ｖ）
図１において、フィルム系処理工程ＸのＰＶＣ分離工程Ｘ２および固体系処理工程ＹのＰＶＣ分離工程Ｙ２において分離された、塩素含有プラスチック類ｖは、塩素含有系処理工程Ｖに搬送される。塩素含有系処理工程Ｖは、脱塩素処理工程Ｖ１、粒状化工程Ｖ２、および塩化水素処理工程Ｖ３を有している。
【００４０】
脱塩素処理工程Ｖ１は、加熱による塩素含有プラスチックを熱分解し、塩素（塩化水素）を脱離させる。一般にＰＶＣ等の塩素含有プラスチック類ｖからの塩素（塩化水素）の脱離は約２５０℃前後から始まって約３５０℃程度で終了し、さらに高温に加熱すると今度は炭化水素の熱分解が始まる。したがって上記の加熱処理は２５０〜３５０℃、好ましくは３００〜３５０℃程度の温度で行うこと好ましい。
脱塩素処理の方式に特に制約はなく、たとえば、外部加熱によるスクリュー押し出し方式、熱分解炉方式、流動床方式、ロータリーキルン方式等を用いることができる。
【００４１】
粒状化工程Ｖ２は、脱塩素処理されたプラスチック類を所定の大きさの粒状または小片状に加工処理する。なお、すでに所定の大きさに粉砕された固定系廃プラを脱塩素処理したものである場合は、粒状化工程Ｖ２を省略することができる。
一方、フィルム系廃棄物ｘを脱塩素処理したものである場合は、粒状化工程Ｖ２は造粒工程Ｘ４と同じものになる。このとき、粒状化工程Ｖ２を省略して、フィルム系処理工程Ｘの造粒工程Ｘ４に合流してもよい。
【００４２】
塩化水素処理工程Ｖ３は、脱塩素処理工程Ｖ１において、発生した塩化水素を処理するための工程であり、この工程では吸収塔等において塩酸として回収するか、若しくは塩化水素をアルカリにより中和処理する。
【００４３】
［実施の形態２］
図２は本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態２を示すフローチャートであって、実施の形態１における工程の一部を省略したものを示している。なお、図１で説明した実施の形態１と同じ部分には、これと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００４４】
実施の形態２は、再利用されるべく回収された廃プラの選別が、あらかじめ行き届いている場合、たとえば、特定工場からの産業廃棄プラスチックのように、金属等の不純物や塩素含有プラスチックが明らかに含まれていない場合に好適である。
すなわち、選別工程Ｗは粉砕工程Ｗ１および風選工程Ｗ３のみ、フィルム系処理工程Ｘは造粒工程Ｘ４のみ、固体系処理工程Ｙは粉砕工程Ｙ１のみであって、その他の処理工程Ｚは存しない。よって、廃プラの性情により、工程を簡素にすることができる。
【００４５】
［実施の形態３］
図３は本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態３を示すフローチャートであって、実施の形態１における工程から、ＰＶＣ分離工程Ｘ２、Ｙ２を撤去したものを示している。なお、図１で説明した実施の形態１と同じ部分には、これと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００４６】
実施の形態３は、再利用されるべく回収された廃プラに塩素含有プラスチックが明らかに含まれていない場合に好適である。
なお、フィルム系廃棄物には塩素含有プラスチックが明らかに含まれていないが、フィルム系廃棄物には塩素含有プラスチックが含まれているおそれがある場合は、固体系処理工程ＹからのみＰＶＣ分離工程を撤去し、フィルム系処理工程にはＰＶＣ分離工程を残すことになる（図１参照）。よって、廃プラの性情により、工程を簡素にすることができる。
【００４７】
［実施の形態４］
図４は本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態４を示すフローチャートであって、実施の形態１における破砕工程Ｗに先行して、再利用されるべく回収された廃プラを粗選別する粗選別工程Ｓを設けたものである。なお、図１で説明した実施の形態１と同じ部分には、これと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００４８】
実施の形態４は、ベール状に縛着されたりまたは袋に詰められたりして回収される廃プラに好適である。すなわち、図４において、廃プラは粗選別工程Ｓにおいて、軽量物ｓｘ（フィルム系廃棄物ｓｘ）と中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）に粗選別される。そして、軽量物ｓｘ（フィルム系廃棄物ｓｘ）が選別工程Ｗ（実施の形態１に同じ）に搬送され、中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）が中重量物系処理工程Ｔに搬送される。
【００４９】
（粗選別工程Ｓ）
粗選別工程Ｓにおいて、まず、解砕工程Ｓ１において回収されたベール状に縛着または袋に詰められた廃プラは解砕され、次に、選別工程Ｓ２において、解砕された廃プラが風力選別または揺動選別等により、軽量物ｓｘ（フィルム系廃棄物ｓｘ）と中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）に粗選別される。
なお、解砕方法または選別方法は限定するものではない。
【００５０】
（中重量物系処理工程Ｔ）
中重量物系処理工程Ｔは、中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）を破砕する破砕工程Ｔ１および金属片除去のための磁選工程Ｔ２を有している、そして、該工程を経由したものは固体系処理工程Ｙに搬送され、フィルム系廃棄物ｙに合流する。
【００５１】
したがって、中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）にフィルム状のプラスチックが混入するおそれがない場合、あるいは、フィルム系廃棄物ｘを処理する破砕工程Ｗに余裕がない場合等に好適である。すなわち、粗選別工程Ｓにより破砕工程Ｗに搬入される廃プラの量を減らすことが可能になる。
【００５２】
［実施の形態５］
（プラスチック系廃棄物の高炉原料化装置）
図５は本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置の実施の形態５を示す構成図である。図５において、再利用されるべく回収されたプラスチック系廃棄物（以下、廃プラと称す）は、選別設備ＷＷにおいて、フィルム系廃棄物ｘ、フィルム系廃棄物ｙ、およびその他の廃棄物ｚに選別され、その後、それぞれ、フィルム系処理設備ＸＸ、固体系処理設備ＹＹ、およびその他の処理設備ＺＺに搬送される。
そして、フィルム系廃棄物ｘはフィルム系処理設備ＸＸにおいて造粒され、一方、固体系廃棄物ｙは固体系処理設備ＹＹにおいて粉砕され、何れも高炉原料に再生される。以下、設備毎に説明する。
【００５３】
（選別設備ＷＷ）
図５において、選別設備ＷＷは、破砕機ＷＷ１、磁選機ＷＷ２、および風選機ＷＷ３を有している。
【００５４】
破砕機ＷＷ１において、ベール状に縛着された状態または収集用のゴミ袋に入れられた状態で搬入された廃プラは、回転ないし前後進する爪やカッター等により、所定の寸法（たとえば、１０ｃｍ角以下）に破砕され、かつバラバラに分解・剥離される。
したがって、相互に積層ないし圧着された状態のフィルム状廃プラ（買い物用プラスチック袋、農業用温室のビニールシート等）はバラバラにほぐされるため、従来技術における破袋後のように、冊子状を呈すことがなく、略一枚毎のシートになる。
また、ボトル状のプラスチック廃棄物（以下、プラボトルと称す）も、所定の寸法に破砕されて、容器の形状でなくなるため、その外周を包囲していたフィルム状のラベル類はボトル本体から剥離する。
【００５５】
磁選機ＷＷ２において、破砕された廃プラ中に混入した鉄系混在物を、電磁作用（吸着または反発）により分離除去する。なお、永久磁石または電磁石に代えて、静電気を滞留させる帯電手段を用いてもよい。
【００５６】
風選機ＷＷ３において、破砕された廃プラに空気を吹付け、その気流に随伴して飛行する廃プラの飛行距離が、破砕後の廃プラの比重差、形状差をより異なることを利用して選別している。すなわち、遠くまで飛ばされる軽量物ｘ（以下、フィルム系廃棄物と称す）、中間距離まで飛ばされる中重量物ｙ（以下、固体系廃棄物ｙと称す）、あまり飛ばされない重量物ｚ（以下、その他の廃棄物ｚと称す）にそれぞれ選別する。
このとき、フィルム状廃プラまたはフィルム状のラベル類は、破砕機ＷＷ１においてすでにバラバラにほぐされ、またはプラボトル本体から剥離しているから、略完全に分離することが可能になり、固体系廃棄物に混入することがない。なお、前記風力選別に代えて、揺動選別方式を採用してもよい。
【００５７】
（フィルム系処理設備ＸＸ）
図５において、フィルム系処理機ＸＸは、裁断機ＸＸ１、ＰＶＣ分離機ＸＸ２、乾燥機ＸＸ３、および造粒機ＸＸ４を有している。また、必要に応じて、適宜磁選機を追加してもよい。
【００５８】
裁断機ＸＸ１において、選別機ＷＷ３において選別されたフィルム系廃棄物ｘは、以降の機あるいは高炉への気流搬送等に好適な大きさに、さらに小さく裁断される。このとき、回転または往復する切刃相互の間隔、移動する切刃と固定した切刃の間隔、あるいは、裁断部を仕切るスクリーンの通り目の大きさを調整して、裁断後の大きさを調整する。
【００５９】
ＰＶＣ分離機ＸＸ２において、裁断されたフィルム系廃棄物ｘに混入する塩素含有プラスチック類ｖ（ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）やポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等）を分離除去する。塩素含有プラスチック類ｖは他のフィルム系廃棄物ｘに較べて比重が大きいため（たとえば、ポリエチレンの比重：０．９１〜０．９６、ポリプロピレンの比重：０．８９〜０．９１程度であるのに対し、ＰＶＣの比重：１．１６〜１．５５程度）、水等の媒体を利用し、液面に浮かぶものと液中に沈むものに選別する。たとえば、裁断されたフィルム系廃棄物ｘを媒体と混合してスラリー状とし、これを回転する筒体に供給して遠心分離する方式等が採用できる。
【００６０】
乾燥機ＸＸ３において、塩素含有プラスチック類ｖが除去されたフィルム系廃棄物ｘは、乾燥される。乾燥方式あるいは乾燥の程度は限定するものではなく、処理能力ないし次機の効率等に関連して決定する設計的事項である。
造粒機ＸＸ４において、塩素含有プラスチック類ｖが除去されたフィルム系廃棄物ｘ（乾燥されている）は、所定の寸法の粒状体に加工（以下、造粒処理または造粒と称す）される。
【００６１】
なお、造粒処理の方式は限定するものではないが、たとえば以下の方式がある。
▲１▼フィルム系廃棄物ｘを加熱して溶融または半溶融させた後、これを冷却して固化させ、この固化したプラスチック材を、再度裁断または粉砕処理する。
▲２▼フィルム系廃棄物ｘを加熱して溶融または半溶融化させた後、これを滴下または噴霧して急冷することにより粒状に収縮固化させる。
▲３▼フィルム系廃棄物ｘを加熱して溶融または半溶融化させた後、これを小孔から押し出して略棒状とし、さらに所定の長さに切断処理または破断処理する。
▲４▼フィルム系廃棄物ｘを裁断または破砕するとともに、この裁断または破砕による摩擦熱により半溶融化させ、半溶融化したプラスチック材を急冷することにより収縮固化さる。この際、粒状に収縮固化させるか若しくは収縮固化したものを粉砕処理する。
さらに、造粒後のフィルム系廃棄物ｘを、嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下にしておけば、配管内の気流搬送が安定的に可能であるため、高炉内に吹き込まれる高炉原料（主に、還元剤）として好適である。
【００６２】
（固体系処理設備ＹＹ）
図５において、固体系処理機ＹＹは、粉砕機ＹＹ１、ＰＶＣ分離機ＹＹ２、乾燥機ＹＹ３を有している。また、必要に応じて、磁選機を追加してもよい。なお、ＰＶＣ分離機ＹＹ２の後に、粉砕機ＹＹ１を配置してもよいし、ＰＶＣ分離機ＹＹ２の前後に、それぞれ第一の粉砕機と第二の粉砕機を配置してもよい。
粉砕機ＹＹ１において、選別機ＷＷ３において選別されたフィルム系廃棄物ｙは、以降の機あるいは気流搬送等に好適な大きさになるよう、さらに小さく粉砕される。粉砕手段は限定するものではない。
なお、粉砕後のフィルム系廃棄物ｙを、嵩密度０．３０以上、安息角４０°以下にしておけば、配管内の気流搬送が安定的に可能であるため、高炉内に吹き込まれる高炉原料（主に、還元剤）として好適である。
【００６３】
ＰＶＣ分離機ＹＹ２において、粉砕されたフィルム系廃棄物ｙに混入する塩素含有プラスチック類ｖ（ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）やポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等）が、通常、光学的な方法により選別される。この方は、各プラスチック材に光を照射して反射光を検出し、照射光の特定の波長の赤外線または近赤外線がプラスチック材に吸収された場合に、これを塩素含有プラスチック類ｖであると判定し、当該プラスチック材を分離除去するものである（たとえば、特開平６−２１０６３２号公報）。
なお、固体系廃棄物の代表例は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を原料とするプラスチックボトルであり、ＰＶＣやＰＶＤＣとほぼ同じ比重であるため、フィルム系廃棄物ｘにおける重力方式や遠心分離方式を用いることはできないからである。
【００６４】
乾燥機ＹＹ３において、塩素含有プラスチック類ｖが除去されたフィルム系廃棄物ｙは、乾燥される。乾燥方式あるいは乾燥の程度は限定するものではなく、処理能力ないし次機の効率等に関連して決定する設計的事項である。
【００６５】
（その他の処理設備ＺＺ）
図５において、フィルム系廃棄物ｘまたはフィルム系廃棄物ｙに属さないその他の廃棄物ｚ（たとえば、非鉄金属、ガラス、陶器等）は、別途、その他の処理設備ＺＺに搬送され、所定の処理が行われる。
【００６６】
（塩素含有系処理設備ＶＶ）
図５において、フィルム系処理設備ＸＸのＰＶＣ分離機ＸＸ２および個体系処理設備ＹＹのＰＶＣ分離機ＹＹ２において分離された塩素含有プラスチック類ｖは、塩素含有系処理設備ＶＶに搬送される。塩素含有系処理設備ＶＶは、脱塩素処理機ＶＶ１、粒状化機ＶＶ２、および塩化水素処理機ＶＶ２を有している。
【００６７】
脱塩素処理機ＶＶ１は、加熱による塩素含有プラスチックを熱分解し、塩素（塩化水素）を脱離させる。一般にＰＶＣ等の塩素含有プラスチック類ｖからの塩素（塩化水素）の脱離は約２５０℃前後から始まって約３５０℃程度で終了し、さらに高温に加熱すると今度は炭化水素の熱分解が始まる。したがって上記の加熱処理は２５０〜３５０℃、好ましくは３００〜３５０℃程度の温度で行うこと好ましい。脱塩素処理の方式に特に制約はなく、たとえば、外部加熱によるスクリュー押し出し方式、熱分解炉方式、流動床方式、ロータリーキルン方式等を用いることができる。
【００６８】
粒状化機ＶＶ２は、脱塩素処理されたプラスチック類を所定の大きさの粒状または小片状に加工処理する。なお、すでに所定の大きさに粉砕された固定系廃プラを脱塩素処理したものである場合は、粒状化機ＶＶ２を省略することができる。一方、フィルム系廃棄物ｘを脱塩素処理したものである場合は、粒状化機ＶＶ２は造粒機ＸＸ４と同じものになる。このとき、粒状化機ＶＶ２を省略して、フィルム系処理装置ＸＸの造粒機ＸＸ４に合流してもよい。
【００６９】
塩化水素処理機ＶＶ２は、脱塩素処理機ＶＶ１において、発生した塩化水素を処理するための装置であり、この装置は吸収塔等において塩酸として回収するか、若しくは塩化水素をアルカリにより中和処理する。
【００７０】
［実施の形態６］
（プラスチック系廃棄物の高炉原料化装置）
図６は本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置の実施の形態６を示す構成図である。実施の形態５における破砕設備ＷＷに先行して、再利用されるべく回収された廃プラを粗選別する粗選別設備ＳＳを設けたものである。なお、図５で説明した実施の形態５と同じ部分には、これと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
実施の形態５は、ベール状に縛着されたりまたは袋に詰められたりして回収される廃プラに好適である。すなわち、図５において、廃プラは粗選別設備ＳＳにおいて、軽量物ｓｘ（フィルム系廃棄物ｓｘ）と中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）に粗選別される。そして、軽量物ｓｘ（フィルム系廃棄物ｓｘ）が選別設備ＷＷ（実施の形態４に同じ）に搬送され、中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）が中重量物系処理設備ＴＴに搬送される。
【００７１】
（粗選別設備ＳＳ）
粗選別設備ＳＳにおいて、まず、解砕機ＳＳ１において、回収されたベール状に縛着または袋に詰められた廃プラは解砕され、次に、選別機ＳＳ２において、解砕された廃プラが風力選別または揺動選別等により、軽量物ｓｘ（フィルム系廃棄物ｓｘ）と中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）に粗選別される。
なお、解砕機または選別機は限定するものではない。
【００７２】
（中重量物系処理設備ＴＴ）
中重量物系処理設備ＴＴは、中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）を破砕する破砕機ＴＴ１および金属片除去のための磁選機ＴＴ２を有している、そして、該工程を経由したものは固体系処理設備ＹＹに搬送され、フィルム系廃棄物ｙに合流する。
【００７３】
したがって、中重量物ｓｙ（フィルム系廃棄物ｓｙ）にフィルム状のプラスチックが混入するおそれがない場合、あるいは、フィルム系廃棄物ｘを処理する破砕設備ＷＷに余裕がない場合等に好適である。すなわち、粗選別設備ＳＳにより破砕設備ＷＷに搬入される廃プラの量を減らすことが可能になる。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べた本発明のプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法および高炉原料装置によれば、回収された廃プラを選別前に破砕し、破砕された廃プラについて、フィルム系廃棄物と固体系廃棄物に選別するから、以下のような顕著な効果が得られる。
１）積層ないし圧着して冊子状になったフィルム状廃プラであっても、略単一シート状に剥離された後に選別されるから、フィルム状廃プラが固体系廃棄物に混入することがなくなる。
２）したがって、固体系廃棄物の処理の負荷が増大することがなく、各工程間または各設備間の負荷バランスが維持できる。
３）さらに、高炉への気送配管内にフィルム状廃プラが混入することがないから、気送配管が詰まることがなく、高炉原料化の再利用システムが停止することもなくなる。
【００７５】
４）また、プラボトルに添付されたラベル類は、ボトル本体から剥離した後に選別されるため、ラベル類がプラボトルに添付されたまま固体系廃棄物に混入することがないから、その後に剥離して気送配管が詰まることがなく、高炉原料化の再利用システムが停止することもなくなる。
５）一方、高炉に気送供給するため、ラベル類が混在した固体系廃棄物をフィルム系処理工程またはフィルム系処理設備に搬送する必要がなくなるから、各工程間または各設備間の負荷バランスを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態１を示すフローチャートである。
【図２】
本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態２を示すフローチャートであって、実施の形態１における工程の一部を省略したものを示している。
【図３】
本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態３示すフローチャートであって、実施の形態１における破砕工程Ｗに先行して、粗選別工程Ｓを設けたものである。
【図４】
本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化方法の実施の形態４を示す構成図である。
【図５】
本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置の実施の形態５を示す構成図である。
【図６】
本発明に係るプラスチック系廃棄物の高炉原料化装置の実施の形態６を示す構成図である。
【図７】
従来のプラスチック系廃棄物の炉原料化方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｓ　　粗選別工程
Ｔ　　中重量物系処理工程
Ｖ　　塩素含有系処理工程
Ｗ　　選別工程
Ｗ１　破砕工程
Ｘ　　フィルム系処理工程
Ｙ　　固体系処理工程
Ｚ　　その他の処理工程
ＶＶ　　塩素含有系処理設備
ＷＷ　　選別設備
ＷＷ１　破砕機
ＸＸ　　フィルム系処理設備
ＹＹ　　固体系処理設備
ＺＺ　　その他の処理設備
【図１】
2004002952.tif 000003
【図２】
2004002952.tif 000004
【図３】
2004002952.tif 000005
【図４】
2004002952.tif 000006
【図５】
2004002952.tif 000007
【図６】
2004002952.tif 000008
【図７】
2004002952.tif 000009