(57)【要約】【課題】廃プラスチックと液体とを攪拌混合してスラリー化する際に、低コストで泡の発生を防止可能な、廃プラスチックの混合方法および混合装置を提供すること。【解決手段】廃プラスチックと液体とを混合する際に、前記液体を攪拌することにより該液体の液面に高部と低部とを形成させて、該液面の高部から前記廃プラスチックを前記液体中に投入することを特徴とする廃プラスチックの混合方法、ミキシングタンク内に液体と廃プラスチックとを攪拌して混合するための攪拌機を有し、該攪拌機の回転軸が前記ミキシングタンクの中心軸から偏心していることを特徴とする廃プラスチックの混合装置を用いる。攪拌機がミキシングタンク内の液体の液面付近を攪拌する位置に設置されていることが好ましい。【選択図】図１
2007062134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックと液体とを混合する際に、前記液体を攪拌することにより該液体の液面に高部と低部とを形成させて、該液面の高部から前記廃プラスチックを前記液体中に投入することを特徴とする廃プラスチックの混合方法。
【請求項２】
ミキシングタンク内に液体と廃プラスチックとを攪拌して混合するための攪拌機を有し、該攪拌機の回転軸が前記ミキシングタンクの中心軸から偏心していることを特徴とする廃プラスチックの混合装置。
【請求項３】
攪拌機がミキシングタンク内の液体の液面付近を攪拌する位置に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の廃プラスチックの混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックをリサイクルして再利用するための前処理技術に関し、特に廃プラスチックと液体とを攪拌混合してスラリー化する廃プラスチックの混合方法および混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
資源の有効利用のための廃プラスチック（使用済プラスチック）のリサイクルとして、熱回収、電気回収のための燃料としてプラスチックを用いるサーマルリサイクル、高炉用還元剤に用いるなどプラスチックの化学的性質を利用するケミカルリサイクル、プラスチック素材に用いてプラスチック製品として再生する素材リサイクル（マテリアルリサイクル）等が行われている。
【０００３】
一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックは、プラスチック以外に食品等に由来する有機物である厨芥類、金属、粉塵、紙等の異物が混入しているため、リサイクルに用いる場合にはこれらを除去する必要がある。また、一般廃棄物プラスチックは多種類のプラスチックの混合状態であり、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）などで構成されている。リサイクル対象プラスチックの種類が限定されている場合には前記のような混合状態のプラスチックを分別して、リサイクル対象外プラスチックを除去する必要がある。
【０００４】
例えばＰＶＣ及びＰＶＤＣなどの塩素含有プラスチックは燃焼する際に塩素を発生するため、エネルギーとして再利用する際には燃焼工程の前に脱塩素工程を配置して燃焼時に塩素ガスが発生しないようにするか、又は燃焼後の排ガス処理で脱塩素を行う必要が生じるので予めリサイクル対象プラスチックから除去することが好ましい。素材リサイクルとして廃プラスチックを再生して用いる際には塩素含有プラスチックの使用は直接問題にはならない場合もあるが、リサイクル後の処分や再リサイクルを視野に入れた場合にはマテリアルリサイクル製品においても塩素含有プラスチックを除去して用いることが好ましい。また融点が比較的高いＰＥＴ等を除去することが素材リサイクルを行う上で好ましい場合もある。
【０００５】
従ってリサイクルに際しては一般廃棄物プラスチックから、塩素含有プラスチック等のリサイクル対象外プラスチックを除去するための、プラスチックを分別する工程を有する前処理を行なう場合が多い。このような工程は産業廃棄物プラスチックをリサイクルに用いる場合においても、産業廃棄物プラスチックが多種類のプラスチックの混合状態である場合には同様に必要である。
【０００６】
廃プラスチックから塩素含有プラスチックを除去する際には、湿式の比重差選別により塩素含有プラスチックを分離する技術が用いられている。比重差選別法は、塩素含有プラスチックの比重がＰＥ、ＰＰ、ＰＳなどの非塩素含有プラスチックよりも大きいことに着目したものであり、複数種類のプラスチックの混合状態である廃プラスチックを比重差により高比重分と低比重分に分ける処理を行い、高比重分を塩素含有プラスチックとして取り除き、低比重分を非塩素含有プラスチックとして回収する方法である。
【０００７】
比重差選別法には、液体サイクロン、湿式縦型分離装置（低比重分を浮上させ、高比重分を沈降させる分離装置）、湿式遠心分離法などの湿式法による処理方式と、液体を用いない乾式法による処理方式があり、湿式遠心分離法による廃プラスチックの分離処理が特に分離精度が高いとされている。湿式遠心分離法は次のように行われる。
【０００８】
水又は比重調整された媒体液が滞留し、回転している回転胴に、媒体液に分散させた廃プラスチックを装入する。回転胴内においては、比重が大きいプラスチック片は回転胴の内壁の近傍に集まり、比重が小さいプラスチック片は回転胴の中側に集まる。そして、二つに分離されたプラスチックをそれぞれの排出口から取り出すことにより、装入された廃プラスチックが、塩素含有プラスチックからなる高比重分と、非塩素含有プラスチックからなる低比重分とに分離される。
【０００９】
湿式遠心分離法においては、上記のように予め媒体液に分散させた廃プラスチックを比重分離装置内に装入する。すなわち、廃プラスチックと装入液体とを攪拌機を有するミキシングタンク等を用いて混合攪拌してスラリー化させて装入する（例えば、特許文献１参照。）。図３は従来の遠心式比重分離装置における使用済みプラスチックから塩素含有プラスチックを分離する方法を説明するための装置構成図である。図３において、あらかじめ、２０ｍｍ以下程度に破砕された廃プラスチック１は、廃プラ投入コンベア１０によってミキシングタンク２に投入され、攪拌機３によって攪拌され、媒体液（比重液または水）により洗浄、混合されスラリーとなる。そして、廃プラスチック１および媒体液の混合物であるスラリーは、スラリー供給ポンプ４により遠心式比重分離装置本体５に供給され、ここで、媒体液に対する比重差に応じて再利用するのに有用な低比重プラスチック６と、塩素含有プラスチックが含まれている高比重プラスチック７とに分離される。媒体液はタンク８を経由して、循環ポンプ９によってミキシングタンク２に戻り、循環利用される。ミキシングタンク３において廃プラスチックと媒体液を混合することは、廃プラスチックの遠心式比重分離装置本体５への供給を容易とし、分離精度を高めると共に、廃プラスチックの汚れを洗浄する効果もある。
【特許文献１】特開２０００−２５４５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
廃プラスチックは廃棄物であることに由来して汚染物質を多量に含むものである。このような汚染した廃プラスチックを、上記の方法で処理するためにミキシングタンクに投入すると、媒体液中で廃プラスチックが攪拌されることにより媒体液が汚染されて泡が多量に発生する。泡が多量に発生すると、廃プラスチックが沈みにくく媒体液への廃プラスチックの投入が困難となる。廃プラスチックをミキシングタンクにスクリューで供給する場合には、供給スクリュー部分に詰まりが発生する。また、泡が遠心式比重分離装置本体に入ると、廃プラスチックに泡が付着して精度のよい分離が困難となる。したがって泡を消す必要があり、このためには消泡剤を多量に使用しなければならない。消泡剤としては市販の消泡剤、例えばＳｉ系化合物と鉱物油等を混合したもので水に分散するもの等が利用できるが、高価であるため、多量の使用は望ましくない。
【００１１】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、廃プラスチックと液体とを攪拌混合してスラリー化する際に、低コストで泡の発生を防止可能な、廃プラスチックの混合方法および混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）廃プラスチックと液体とを混合する際に、前記液体を攪拌することにより該液体の液面に高部と低部とを形成させて、該液面の高部から前記廃プラスチックを前記液体中に投入することを特徴とする廃プラスチックの混合方法。
（２）ミキシングタンク内に液体と廃プラスチックとを攪拌して混合するための攪拌機を有し、該攪拌機の回転軸が前記ミキシングタンクの中心軸から偏心していることを特徴とする廃プラスチックの混合装置。
（３）攪拌機がミキシングタンク内の液体の液面付近を攪拌する位置に設置されていることを特徴とする（２）に記載の廃プラスチックの混合装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、攪拌方法の変更のみで廃プラスチックと液体とを攪拌混合してスラリー化する際の泡の発生を防止できる。これにより高価な消泡剤を多量に使用する必要がなくなり、廃プラスチックの処理コストを削減できる。また廃プラスチックを比重分離して塩素含有プラスチックを除去する際の泡の混入量が減少するので、低コストで廃プラスチックの分離効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明者らは、図３に示す装置と同様の装置を用いて廃プラスチックと液体とをミキシングタンク内で攪拌機により混合してスラリー化する際に、消泡剤を多量に用いることなく泡の発生を防止する方法について検討した。その結果、渦の発生形態を制御することで、泡の発生をコントロールできることを見出した。すなわち、攪拌機をミキシングタンクの中心付近に設置した場合に発生する、通常の渦巻き型（ボルテックスタイプ）の渦に比べて、攪拌機をミキシングタンクの側壁付近に設置して湧き上がるタイプの渦を発生させると、泡が非常に発生しにくいことが分かった。攪拌機をミキシングタンクの側壁よりに設置する際には、同時に水位を低下させることが効果的である。尚、媒体液として水を用いた場合で検討したが、その他の媒体液を用いた場合でも効果は同様である。
【００１５】
発明者等は当初、攪拌機の設置位置を調整してミキシングタンク内に強い渦を発生させることで泡の発生量を少なくすることができるのではないかと考え、攪拌機をミキシングタンク中心部に設置することが最も効果的であると予想していた。実験の結果、確かに攪拌機をミキシングタンク中心部近くに設置する程、攪拌力の強い渦が形成される傾向が確認できた。一方で、攪拌機をミキシングタンクの中心部付近から外れた、側壁近くに設置した場合、湧き上がるタイプの渦（対流）が発生することが分かった。そして驚くべきことに、泡が発生しているミキシングタンクに湧き上がるタイプの渦（対流）を発生させると、泡が速やかに消滅することを見出した。そこでこの現象を用いて、泡の発生の抑制方法を検討した。
【００１６】
図１を用いて、攪拌機をミキシングタンクの側壁近くに設置した場合に泡の発生が抑制される原理を説明する。図１において、ミキシングタンク２の側壁近くに設置した攪拌機３により、白矢印で示す湧き上がるような水の流れである対流が形成される。この際、形成された泡は図１右側の水面の凹部（水面が一番低くなっている場所）に集められる。図１左側に盛り上がった水面は図１右側に向かって落下し、水面の凹部に形成されていた泡を砕いて消去する。
【００１７】
図１右側の水面の凹部にはある程度の泡が発生している場合もあるが、上記の原理により泡が消されていくため、泡の量は一定量で飽和し、水面全体が泡に覆われることはない。このような場合は、廃プラスチック１のミキシングタンクへの投入位置を図１左側の水面の盛り上がった部分とする。水面の盛り上がった、泡のない部分から廃プラスチックをミキシングタンク内の液体に投入できるので、廃プラスチックはスムーズに液体中に落下し、スラリー化することができる。
【００１８】
従って、ミキシングタンク内で廃プラスチックと液体とを混合する際には、液体を攪拌することにより液体の液面に高部と低部とを形成させて、液面の高部に廃プラスチックを投入することが望ましく、そのためにはミキシングタンク内の側壁付近に攪拌機を設置した混合装置を用いることが適当である。すなわち、攪拌機の回転軸が前記ミキシングタンクの中心軸から偏心しているものである。偏心の程度はミキシングタンクの形状等に応じて最適な値がある。攪拌機の位置を適宜変更して、タンク内での液体の液面に形成される高部から低部へ落下する液体の流れが効果的に泡を消去できる位置を求めることが望ましい。また、液面の水面近くを攪拌することが好ましく、ミキシングタンク内の液体の量は混合処理やスラリーの排出に差し支えない範囲内で少なくすることが好ましい。ミキシングタンクの液体の水面近くを攪拌することで攪拌力の一部を消泡に役立てることができる。
【００１９】
以上のような本発明を用いて廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する方法を説明する。図２は本発明の一実施形態であり、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する方法を説明するための装置構成図である。
【００２０】
廃プラスチックとしては、複数種類のプラスチックと異物が混合された状態の、一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックを用いるが、一般廃棄物プラスチック以外に、複数種類のプラスチックが混合された状態の産業廃棄物等の使用済みプラスチックを用いる場合もある。これらの廃プラスチックは異物を除去して、粉砕機で粉砕する等の前処理を行なう。
【００２１】
図２において、廃プラスチック１は、廃プラ投入コンベア１０によってミキシングタンク２に投入され、攪拌機３によって攪拌され、媒体液（比重液または水）により洗浄、混合されスラリーとなる。そして、廃プラスチック１および媒体液の混合物であるスラリーは、スラリー供給ポンプ４によって遠心式比重分離装置本体５に供給され、ここで、媒体液に対する比重差に応じて再利用するのに有用な低比重プラスチック６と、塩素含有プラスチックが含まれている高比重プラスチック７とに分離される。媒体液はタンク８を経由して、循環ポンプ９によってミキシングタンク２に戻り、循環利用される。廃プラスチックと媒体液を混合することで媒体液が汚染され、特に循環水の配管１１からミキシングタンク２へ媒体液が投入される部分の液面に泡が多量に発生する。本発明の混合装置は攪拌機３がミキシングタンク２の中心よりも側壁よりに設置されているので、攪拌機３を作動させて媒体液を攪拌すると、液面に高低差が発生し、消泡剤を添加しなくても発生した泡の大部分を消失させることができる。攪拌機３としては、回転軸の先端部に複数の攪拌翼を有する通常の攪拌装置を用いればよい。泡が残っている場合にも、泡は液面の低部に集合するため、廃プラスチック１を液面の高い部分から投入することで、泡に妨げられることなく廃プラスチック１と媒体液とを混合できる。低比重プラスチック６は塩素を含有しない廃プラスチックが主であり、これを例えば造粒機により造粒し、貯留槽で貯留して、リサイクル材料として利用する。
【実施例１】
【００２２】
廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離するために、水を用いて遠心分離装置による処理を行なった。廃プラスチックとしては、一般家庭から排出された一般廃棄物プラスチックを用いた。自治体等で回収後、つぶし固めた廃プラスチックのベール品を解砕し、揺動反発式選別機を用いて廃プラスチックを重量物（固形プラスチック）と小径物（金属片、木屑等）と軽量物（フィルム系プラスチック）に分離して、軽量物としてポリオレフィン系プラスチックが主であるフィルム系プラスチックを分別した。フィルム系プラスチックは破砕機により破砕後に、磁選機でさらに鉄類を除去し、粉砕機で粒径２０ｍｍ以下に粉砕した。粉砕した廃プラスチックをスクリューコンベアを用いてミキシングタンクに投入して以下のように水と混合してスラリー化した。
【００２３】
ミキシングタンク内の水位は遠心分離装置へスラリーを供給するスラリー供給ポンプの安定運転が可能な下限値とし、ミキシングタンクの高さの約半分の位置とした。ミキシングタンク内の攪拌機による攪拌位置は、ミキシングタンク側壁寄りとし、攪拌時に水面のやや下部となる高さ位置とした。ミキシングタンク上部より循環水を投入していたため、水面に泡が発生していた。攪拌機による攪拌を開始したところ、ミキシングタンク内に湧き上がるタイプの水流が発生し、攪拌機を設置したのと反対側の側壁部分の水面が盛り上がり、大部分の泡は消失して攪拌部分の上部に残る程度となった。水面の盛り上がった部分に粉砕した廃プラスチックを投入したところ、スムーズに水と混合されて、投入の際にも詰まりが発生することなくスラリー化することができた。これにより消泡剤の使用を大幅に減らすことができた。
【００２４】
廃プラスチックと水とを混合したスラリーは、ミキシングタンク２下部の排出口より供給ポンプ４を用いて、遠心式比重分離装置５に供給し、比重分離処理により低比重プラスチック６として非塩素含有プラスチックを回収した。
【００２５】
上記のようにして遠心式比重分離装置を運転した際に、消泡剤を泡が完全に消えるように量を調整して添加した。１日運転した結果、消泡剤添加量は、１７０００ｃｍ3／日であった。
【００２６】
一方、比較例として、攪拌機をミキシングタンク内の中心位置にセットし、遠心式比重分離装置を運転した。消泡剤の添加は、同様に泡が完全に消えるように、その量を調整した。その状態で１日運転した結果、消泡剤添加量は、４２０００ｃｍ3／日であった。
【００２７】
なお、回収した非塩素含有プラスチックの塩素濃度は、攪拌機の位置に関わらず０．３ｍａｓｓ％であった。
【００２８】
以上のように、本発明を用いることで、遠心式比重分離装置の分離効率を低下させることなく、消泡剤添加量を低減させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の混合装置の説明図。
【図２】本発明の一実施形態であり、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する方法を説明するための装置構成図。
【図３】遠心式比重分離装置を用いて廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する従来の方法を説明するための装置構成図。
【符号の説明】
【００３０】
１    廃プラスチック
２    ミキシングタンク
３    攪拌機
４    スラリー供給ポンプ
５    遠心式比重分離装置本体
６    低比重プラスチック
７    高比重プラスチック
８    タンク
９    循環ポンプ
１０    廃プラ投入コンベア
１１循環水の配管
【図１】
2007062134.tif 000003
【図２】
2007062134.tif 000004
【図３】
2007062134.tif 000005