(57)【要約】【課題】  廃プラスチックを処理してガス発電装置の燃料を生成可能な廃プラスチック処理システムを提案すること。【解決手段】  発電システム１の廃プラスチック処理システム２は、回分式乾留釜１１において廃プラスチックを加熱分解する。これにより、混合金属などの異物が分離除去され、ここで発生したガス状の炭化水素は脱硫塔１５において凝固点の相違によって分別され、ガス発電装置３の燃料に適したガス成分のみが吸収塔２０を介して精製された後にガスホルダ２２に回収される。脱硫塔１５で分別された残りの成分は凝固液貯留槽１８に回収され、回分式乾留釜１１の加熱用燃料して用いられる。このようにして、廃プラスチックが燃料として再資源化される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を遮断して所定量毎に廃プラスチックを加熱分解する乾留工程と、
発生したガス状の炭化水素に含まれている塩化水素などの不純物を除去する精製工程と、
前記精製工程と並行して、または前記精製工程に前後して、炭化水素を、少なくとも、凝固点の高い第１の炭化水素成分と、凝固点の低い第２の炭化水素成分の二種類に分別する分別工程と、
精製および分別された第２の炭化水素成分を回収する回収工程とを有し、
回収された第２の炭化水素成分の一部と、前記第１の炭化水素成分を、前記乾留工程における加熱用燃料として用いることを特徴とする廃プラスチック処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の炭化水素成分は凝固点が約２０℃以上の炭化水素であり、前記第２の炭化水素は凝固点が約２０℃未満のものであることを特徴とする廃プラスチック処理方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の炭化水素成分は重油、ワセリン、潤滑油の原料として用いられている炭化水素であり、前記第２の炭化水素成分はガソリン、灯油、軽油として用いられるものであることを特徴とする廃プラスチック処理方法。
【請求項４】
請求項１、２または３において、
前記回収工程で回収された前記第２の炭化水素成分を、ガス発電システムの燃料として用いることを特徴とする廃プラスチック処理方法。
【請求項５】
請求項１、２または３に記載の方法を用いた廃プラスチック処理システムであって、
所定量の廃プラスチックを空気を遮断した状態で加熱分解する回分式乾留釜と、
前記回分式乾留釜で発生したガス状の炭化水素が供給され、当該炭化水素に含まれる塩化水素およびフッ素ガスを除去すると共に、前記第１の炭化水素を液化あるいは凝固させて前記第２の炭化水素成分から分別する脱硫塔と、
前記脱硫塔で分別されたガス状の前記第２の炭化水素成分が供給され、当該第２の炭化水素成分に含まれる不純物を触媒を用いて吸着除去する吸収塔と、
前記吸収塔から供給される精製後のガス状の前記第２の炭化水素を回収するガスホルダと、
前記ガスホルダに回収された前記第２の炭化水素成分の一部と、前記脱硫塔で液化あるいは凝固した前記第１の炭化水素成分とを燃料とする前記回分式乾留釜の加熱源とを有していることを特徴とする廃プラスチック処理システム。
【請求項６】
請求項５に記載の廃プラスチック処理システムと、
前記ガスホルダに回収された前記第２の炭化水素成分を燃料とするガス発電装置とを有していることを特徴とする廃プラスチックを用いたガス発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックを処理して燃料として再資源化する廃プラスチック処理方法およびシステムに関するものである。また、本発明は、廃プラスチックを処理して得られた燃料をガス発電装置の燃料として利用する廃プラスチックを利用したガス発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、産業廃棄物などとして排出されているプラスチック類（廃プラスチック）は、焼却、若しくは埋め立て塵として処分されている。廃プラスチックの再資源化が進まない一番の理由は分別が困難であるという点である。例えば、廃プラスチックには金属片などが混入しており、また、ビニール被覆電線などのように一体化した状態のままで銅線などが混在しているので、これらの金属などの異物を分別することが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、焼却あるいは埋め立て塵として処分されている廃プラスチックを有効利用可能な廃プラスチック処理方法およびシステムを提案することにある。
【０００４】
また、本発明の課題は、廃プラスチックを利用したガス発電システムを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の廃プラスチック処理方法は、
空気を遮断して所定量毎に廃プラスチックを加熱分解する乾留工程と、
発生したガス状の炭化水素に含まれている塩化水素などの不純物を除去する精製工程と、
前記精製工程と並行して、または前記精製工程に前後して、炭化水素を、少なくとも、凝固点の高い第１の炭化水素成分と、凝固点の低い第２の炭化水素成分の二種類に分別する分別工程と、
精製および分別された第２の炭化水素成分を回収する回収工程とを有し、
回収された第２の炭化水素成分の一部と、前記第１の炭化水素成分を、前記乾留工程における加熱用燃料として用いることを特徴としている。
【０００６】
例えば、前記第１の炭化水素成分を凝固点が約２０℃以上の炭化水素とし、前記第２の炭化水素を凝固点が約２０℃未満のものとすることができる。
【０００７】
あるいは、前記第１の炭化水素成分を重油、ワセリン、潤滑油の原料として用いられている炭化水素とし、前記第２の炭化水素成分をガソリン、灯油、軽油として用いられるものとすることができる。
【０００８】
また、前記回収工程で回収された前記第２の炭化水素成分を、ガス発電システムの燃料として用いることができる。
【０００９】
次に、本発明は、上記の方法を用いた廃プラスチック処理システムであって、
所定量の廃プラスチックを空気を遮断した状態で加熱分解する回分式乾留釜と、
前記回分式乾留釜で発生したガス状の炭化水素が供給され、当該炭化水素に含まれる塩化水素およびフッ素ガスを除去すると共に、前記第１の炭化水素成分を液化あるいは凝固して前記第２の炭化水素成分から分別する脱硫塔と、
前記脱硫塔で分別されたガス状の前記第２の炭化水素成分が供給され、当該第２の炭化水素成分に含まれる不純物を触媒を用いて吸着除去する吸収塔と、
前記吸収塔から供給される精製後のガス状の前記第２の炭化水素成分を回収するガスホルダと、
前記ガスホルダに回収された前記第２の炭化水素成分の一部と、前記脱硫塔で液化あるいは凝固した前記第１の炭化水素成分とを燃料とする前記回分式乾留釜の加熱源とを有していることを特徴としている。
【００１０】
一方、本発明の廃プラスチックを用いたガス発電システムは、上記構成の廃プラスチック処理システムと、前記ガスホルダに回収された前記第２の炭化水素成分を燃料とするガス発電装置とを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、廃プラスチックを乾留しているので、ビニール被覆された電線やおもちゃなどの混入金属を簡単に分離除去できる。また、混入している有機質廃棄物は炭化するので、簡単に分離除去できる。
【００１２】
さらに、廃プラスチックを乾留することにより発生したガス状の炭化水素を精製すると共に、各炭化水素成分の凝固点の相違を利用して、使用目的に応じて炭化水素成分を分別している。したがって、ガス発電装置の燃料として利用可能な炭化水素ガスを簡単に回収することができる。
【００１３】
また、ワセリンや潤滑油などの成分として利用されている炭化水素成分を分別回収し、これを乾留のための加熱用燃料として利用している。よって、外部から加熱用の燃料や電力を供給する必要がないので、廃プラスチックの処理を廉価に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、本発明による廃プラスチックを利用したガス発電システムの例を説明する。
【００１５】
ガス発電システム１は、廃プラスチック処理システム２と、この廃プラスチック処理システム２から供給される炭化水素ガスを燃料としているガスタービン発電機、ガスエンジン発電機などのガス発電装置３とから構成されている。
【００１６】
廃プラスチックシステム２は回分式乾留釜１１を有しており、ここに投入された所定量の廃プラスチックが空気を遮断した状態で加熱分解される。加熱源として、本例ではガスバーナ１２とロータリーバーナ１３とを備えている。回分式乾留釜１１内で加熱分解された廃プラスチックは炭化水素ガスとなって排出管１４を介して脱硫塔１５に排出される。
【００１７】
脱硫塔１５には、所定量の水酸化ナトリウム液が溜められており、循環ポンプ１６によって、底側から吸引された水酸化ナトリウム液が天井側に吐出される循環路に沿って循環している。水酸化ナトリウム液によって炭化水素ガスに含まれている塩化水素ガスが中和塩として抽出分離される。また、炭化水素ガスは脱硫塔１５内において高温状態から常温状態に冷却される。この結果、凝固点の高い炭化水素成分が液化あるいは凝固して脱硫塔１５の上部に浮遊し、ガス状態のままの凝固点の低い炭化水素成分から分別される。
【００１８】
例えば、脱硫塔１５の内部温度が２０℃程度に保持される。この結果、これよりも凝固点の高い炭化水素成分が液化あるいは凝固する。表１には、炭化水素の種類と、それらの凝固点および沸点と、用途を示してある。これらの炭化水素のうち、分子数の少ないメタン、エタン、プロパン、ブタンは有機物を発酵させた場合などに発生するものであり、廃プラスチックを乾留した場合にはペンタン以下の炭化水素成分を含むガスが発生する。脱硫塔１５の内部温度を２０℃程度にすると、ヘプタデカン以下の分子量の多い炭化水素成分（第１の炭化水素成分）が凝固して、それよりも分水量の少ない炭化水素成分（第２の炭化水素成分）がガス状のまま残る。すなわち、重油、ワセリン、潤滑油として利用されている第１の炭化水素成分が凝固し、ガソリン、灯油、軽油として利用されている第２の炭化水素成分がガス状のまま残る。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
このように、脱硫塔１５において凝固点の相違により分別された第１の炭化水素成分は、排出管１７を介して、凝固液貯留槽１８に回収される。ここに回収された第１の炭化水素成分はロータリーバーナ１３の燃料として用いられる。
【００２１】
一方、脱硫塔１５において分別されたガス状の第２の炭化水素成分は、その天井面に連通している入口側連通管１９を介して、吸収塔２０の天井側に供給される。吸収塔２０には触媒が充填されている。第２の炭化水素成分は触媒を通過する間に、不純物が除去されて精製される。精製後の第２の炭化水素成分は、吸収塔２０の天井面に連通している排出側連通管２１を通って、ガスホルダ２２に回収される。
【００２２】
ガスホルダ２２に回収された第２の炭化水素成分は、供給管２３を介してガス発電装置３に供給可能となっている。また、供給管２３から分岐している分岐管２４を介して、回分式乾留釜１１のガスバーナ１２にも供給可能となっている。
【００２３】
このように、本例の廃プラスチック処理システム２では、回分式乾留釜１１において廃プラスチックを乾留しているので、ダイオキシンなどの有害ガスを発生させることなく、廃プラスチックを加熱分解できる。また、ビニールに被覆されている電線や混入金属などの異物を簡単に分離除去できる。
【００２４】
さらに、脱硫塔１５における内部温度を管理することにより、凝固点の相違に基づく炭化水素成分の分別を適切に行うことができる。したがって、ガスタービン発電機やガスエンジン発電機に用いるのに適した炭化水素ガスをガスホルダに回収することができる。
【００２５】
さらにまた、回分式乾留釜１１を加熱するためのロータリーバーナ１３の燃料として、脱硫塔１５で分別して凝固液貯留槽に回収した凝固液（第１の炭化水素成分）を用いると共に、ガスバーナ１２の燃料として、ガスホルダに回収した炭化水素ガスの一部を用いるようにしている。したがって、外部から燃料および電力を供給する必要がないので、ランニングコストの低いシステムを実現できる。
【００２６】
なお、本例の廃プラスチック処理システム２にはガス発電装置３が付設されているが、廃プラスチック処理システム２のみを設置してもよい。この場合には、例えば、一箇所に大型のガス発電装置を設置しておき、各廃プラスチック処理システム２において炭化水素ガスが回収されたガスホルダをガス発電装置の設置場所まで輸送すればよい。輸送コストを低減するためには、圧縮状態で炭化水素ガスが貯留されたガスホルダを輸送することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用した廃プラスチックを利用した発電システムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    発電システム
２    廃プラスチック処理システム
３    ガス発電装置
１１  回分式乾留釜
１２  ガスバーナ
１３  ロータリーバーナ
１５  脱硫塔
１６  循環ポンプ
１８  凝固液貯留槽
２０  吸収塔
２２  ガスホルダ
【図１】
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