(57)【要約】【課題】臭素を含む廃プラスチックを熱分解した分解油における臭素成分を減らす。【解決手段】臭素を含む廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、前記熱分解で発生するガス状の生成物を冷却して分解油を生成する冷却槽と、前記熱分解槽と前記冷却槽とを接続する配管と、を有し、前記熱分解槽の内部には、前記臭素を含む化合物を付着させる臭素付着部を有しており、前記臭素付着部の温度は、前記廃プラスチックが熱分解される際には、前記臭素を含む化合物の融点または、沸点以下であることを特徴とする分解油回収装置を提供することにより上記課題を解決する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭素を含む廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、
前記熱分解で発生するガス状の生成物を冷却して分解油を生成する冷却槽と、
前記熱分解槽と前記冷却槽とを接続する配管と、
を有し、前記熱分解槽の内部には、前記臭素を含む化合物を付着させる臭素付着部を有しており、
前記臭素付着部の温度は、前記廃プラスチックが熱分解される際には、前記臭素を含む化合物の融点または、沸点以下であることを特徴とする分解油回収装置。
【請求項２】
前記臭素付着部の温度は、２５０℃以上、３５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の分解油回収装置。
【請求項３】
前記熱分解槽は加熱部により加熱されるものであって、
前記加熱部は、前記熱分解槽において前記廃プラスチックが熱分解され、かつ、前記臭素付着部の温度が、前記臭素を含む化合物の融点または、沸点以下となるように制御する制御部を有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の分解油回収装置。
【請求項４】
前記臭素付着部は、金属、ガラス又はセラミックスの材料により形成される網目状、板或いは塊に開口部を有する形状又は繊維の集合体となるもののうち、１または２以上のものにより形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分解油回収装置。
【請求項５】
前記冷却槽は第１の冷却槽であって、
前記配管は第１の配管であって、
第２の冷却槽と、
前記第２の冷却槽と前記第１の冷却槽とを接続する第２の配管と、
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の分解油回収装置。
【請求項６】
前記第１の冷却槽の内部には、金属水酸化物または金属炭酸化物を含む臭素除去材料が入れられており、
前記第１の冷却槽を所定の温度に加熱する加熱部を有していることを特徴とする請求項５に記載の分解油回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックからの分解油回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンや携帯電話等の筐体や部品に用いられている廃プラスチックを熱分解により油化し、分解油として回収する廃プラスチックのリサイクル技術が着目されている。このように回収された分解油は燃料等として再利用されるが、廃プラスチックの中には、難燃剤として臭素系難燃剤を含んでいるものがあり、臭素系難燃剤が含まれる廃プラスチックから回収された分解油には、臭素（Ｂｒ）が多く含まれている。このため、臭素が含まれている分解油を燃料として燃焼させた場合には、臭素ダイオキシン等が発生し、環境に悪影響を与えるため、燃料としては好ましくない。
【０００３】
具体的に、図１に基づき廃プラスチックより分解油を回収する分解油回収装置について説明する。廃プラスチックの熱分解による油化技術は、通常、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等を対象とする場合が多い。この分解油回収装置では、熱分解槽１０内に廃プラスチックを投入し、熱分解槽１０の内部を窒素置換して酸素を含まない雰囲気とし、加熱部２０により熱分解槽１０の温度を３００℃〜６００℃に加熱する。加熱部２０において加熱することにより、熱分解槽１０内に投入された廃プラスチックは、融点以上の温度となり、溶融した廃プラスチック３０となる。このような溶融した廃プラスチック３０は熱分解し、気化したガス状の生成物が発生する。
【０００４】
気化したガス状の生成物は、第１の配管４０を通って、第１の冷却槽５０に導入され、更に、第１の冷却層５０に導入された気化したガス状の生成物の一部は、第２の配管６０を通って、第２の冷却槽７０に導入される。第１の冷却槽５０及び第２の冷却槽７０はガス状の生成物を回収することができるように、所定の温度となっており、通常、第１の冷却槽５０の温度よりも第２の冷却槽７０の温度が低くなっている。
【０００５】
このような構造の分解油回収装置では、第１の冷却槽５０のタンク部５１には、ガス状の生成物が液体となった重質の分解油８０が溜まる。また、第２の冷却槽７０のタンク部７１には、分解油８０よりも沸点の低い軽質の分解油９０が溜まる。このようにして分解油８０及び９０を燃料となる油として回収することができる。
【０００６】
ところで、このような分解油回収装置では、廃プラスチックに臭素系難燃剤が含まれている場合、特に、第１の冷却槽５０のタンク部５１に溜まった分解油８０には、臭素を含む化合物が多く含まれている。従って、この分解油８０を燃料等として燃焼させた場合には、臭素ダイオキシン等が発生してしまう。
【０００７】
このため、気化した生成物より臭素成分を除去し、臭素成分を含まない分解油を回収するため、熱分解槽１０と第１の冷却槽５０との間、即ち、第１の配管４０の一部に酸化鉄系の触媒を設け、この酸化鉄系の触媒に臭素成分を吸着させる技術が開示されている。（例えば、特許文献１及び２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２５４０８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１及び２に記載されている分解油回収装置では、熱分解槽１０において発生したガス生成物のうち臭素を含む化合物が、第１の配管４０の内壁に付着し、第１の配管４０の内部を狭め、更には閉塞してしまう場合がある。即ち、臭素を含む化合物は、他のガス状の生成物と比べて、融点等が低いため、第１の配管４０の内側に付着物として付着する。このような付着物が付着すると第１の配管４０の内部が次第に狭くなり、更には、第１の配管４０の内部を塞ぎ、遂には分解油回収装置としての機能が失われてしまう。
【００１０】
このため、臭素を含む化合物を除去することのできる分解油回収装置において、長期間使用することができ、低コストで効率よく臭素を除去することのできる分解油回収装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施の形態の一観点によれば、臭素を含む廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、前記熱分解で発生するガス状の生成物を冷却して分解油を生成する冷却槽と、前記熱分解槽と前記冷却槽とを接続する配管と、を有し、前記熱分解槽の内部には、前記臭素を含む化合物を付着させる臭素付着部を有しており、前記臭素付着部の温度は、前記廃プラスチックが熱分解される際には、前記臭素を含む化合物の融点または、沸点以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
開示の分解油回収装置によれば、臭素を含む化合物を除去することのできる分解油回収装置であって、長期間使用することができ、低コストで効率よく臭素を除去することのできる分解油回収装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の分解油回収装置の構造図
【図２】本実施の形態における分解油回収装置の構造図
【図３】実施例２における分解油回収装置の構造図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１５】
（分解油回収装置）
次に、本実施の形態における分解油回収装置について説明する。本実施の形態における分解油回収装置は、熱分解槽１１０、加熱部１２０、第１の配管１４０、第１の冷却槽１５０、第２の配管１６０、第２の冷却槽１７０及び制御部２００を有しており、熱分解槽１１０の内部には、臭素付着部１１１が設けられている。
【００１６】
本実施の形態における分解油回収装置では、熱分解槽１１０内に廃プラスチックを投入し、熱分解槽１１０の内部を窒素置換して酸素を含まない雰囲気とし、加熱部１２０により熱分解槽１１０の温度を３００〜６００℃に加熱する。加熱部１２０はバーナー等であり、加熱部１２０により熱分解槽１１０を加熱することにより、投入された廃プラスチックは、融点以上の温度となり、溶融した廃プラスチック１３０となる。このような溶融した廃プラスチック１３０は熱分解し、気化したガス状の生成物が発生する。
【００１７】
臭素付着部１１１は、金属、ガラス又はセラミックスの材料により形成される網目状、板或いは塊に開口部を有する形状又は繊維の集合体となるもののうち、１または２以上のものにより形成されている。より好ましくは、金属の網目状（メッシュ状）のメッシュ板、グラスウール、多孔質セラミックス等の表面積の大きな構造物を含むものにより形成されている。臭素付着部１１１は、加熱部１２０により直接加熱されておらず、加熱部１２０等の熱源よりも離れているため、熱分解槽１１０の壁面や、溶融した廃プラスチック１３０よりも低温とすることができる。本実施の形態では、制御部２００により、熱分解槽１１０に投入された廃プラスチックが溶融する温度であって、臭素付着部１１１が臭素を含む化合物の融点または沸点よりも低温となるように、加熱部１２０における加熱が制御されている。これにより、溶融した廃プラスチックが熱分解することにより生成された気化したガス状の生成物が臭素付着部１１１の内部等を通過した際に、臭素付着部１１１に融点等の低い臭素を含む化合物を付着させることができる。よって、第１の配管１４０の内壁に臭素を含む化合物を殆ど付着させることなく、ガス状の生成物を第１の冷却槽１５０に導くことができる。本実施の形態では、臭素付着部１１１の温度が２５０℃〜３５０℃になるように、加熱部１２０における加熱を制御されている。臭素付着部１１１の温度を２５０℃〜３５０℃とすることにより、臭素付着部１１１に分解油が殆ど付着することなく、臭素を含む化合物を効率よく付着させることができる。
【００１８】
尚、本実施の形態では、臭素付着部１１１は、メッシュ板１１２の上にグラスウール１１３が設置されている構造のものである。後述するように表面積が大きく熱伝導率の低いグラスウール１１３を用いることにより、効率よく臭素を含む化合物を捕らえることができ、ガス状の生成物より臭素を含む化合物を除去することができる。また、第１の配管１４０に流れる気化したガス状の生成物の多くが、臭素付着部１１１の内部等を通過するように、臭素付着部１１１は、熱分解槽１１０と第１の配管１４０との接続部分と溶融した廃プラスチック１３０の間に設けられている。より好ましくは、熱分解槽１１０の内部であって、熱分解槽１１０と第１の配管１４０との接続部分の近傍に設けられている。
【００１９】
臭素付着部１１１の内部を通過したガス状の生成物は、第１の配管１４０を通り、第１の冷却槽１５０に導入され、所定の沸点以下の分解油等が液体となり第１の冷却槽１５０のタンク部１５１に溜まる。更に、第１の冷却層１５０のタンク部１５１に溜まらなかったガス状の生成物は、第２の配管１６０を通って、第２の冷却槽１７０に導入される。第２の冷却槽１７０は、例えば、常温となっており、第２の冷却槽１７０のタンク部１７１には、常温で液体となる分解油１９０が溜まる。尚、常温において気体となるガス状の生成物は、排気口１７２より排出される。
【００２０】
このような構造の分解油回収装置では、気化したガス状の生成物は溶融した廃プラスチック１３０が熱分解することにより生成されたものであるため常温よりも温度は高い。従って、第１の冷却槽１５０及び第２の冷却槽１７０が加熱等されていない場合には、気化したガス状の生成物が最初に導入される第１の冷却槽１５０よりも第２の冷却槽１７０の温度は低くなる。このため、第１の冷却槽１５０のタンク部１５１には、ガス状の生成物が液化したものが溜まるが、この液化した生成物には、重質の分解油１８０と沈殿物１８１が含まれている。沈殿物１８１はタンク部１５１の底に沈殿するため、上澄みを回収することにより分解油１８０を回収することができる。また、第２の冷却槽１７０のタンク部１７１には、分解油１８０よりも沸点の低い軽質の分解油１９０が溜まる。このように回収された分解油１８０及び１９０は、臭素を含む化合物を殆ど含んでいないため、燃焼させた場合においても臭素ダイオキシン等の有害物質が殆ど発生することはない。
【００２１】
尚、第１の冷却槽１５０のタンク部１５１では、重質の分解油が回収され、第２の冷却槽１７０のタンク部１７１では、軽質の分解油が回収される。この際、第２の冷却槽１７０のタンク部１７１において回収される軽質の分解油は、臭素を含む化合物の沸点や分子量が大きく異なるため、軽質の分解油に臭素を含む化合物が混入する程度は極めて少ない。
【００２２】
本実施の形態における分解油回収装置に用いられる臭素付着部１１１は、気化したガス状の生成物が通ることのできるものであればよい。例えば、金属板やセラミックスの板に開口を有するもの等であってもよいが、金属の網目状のメッシュ板やグラスウール等の表面積が大きいものの方が臭素を含む化合物をより多く付着させることができる。また、臭素付着部１１１は、熱分解槽１１０における熱があまり伝導しないような構造または材料により形成することが好ましい。これにより、熱分解槽１１０を加熱しても、臭素付着部１１１にはあまり熱が伝導しないため、臭素付着部１１１の温度を熱分解槽１１０の温度よりも低くすることができる。このように、熱分解槽１１０内において廃プラスチックが溶融する温度であって、臭素付着部１１１は、臭素を含む化合物の沸点または融点以下の温度となるように、加熱部１２０による加熱は制御部２００により制御されている。本実施の形態では、臭素付着部１１１は、金属のメッシュ板やグラスウールであるため、極めて低コストで、臭素を含む化合物を効率よく除去することができる。
【００２３】
このようにして、溶融した廃プラスチック１３０が熱分解することにより発生した気化したガス状の生成物より、臭素を含む化合物を除去することができる。尚、上記においては、臭素付着部１１１を冷却するものではないが、臭素付着部１１１を不図示の温度装置等を用いて冷却等することにより所定の温度とするものであってもよい。
【００２４】
また、臭素付着部１１１において除去することができなかった臭素を含む化合物は、第１の冷却槽１５０において、金属水酸化物または金属炭酸化物等からなる臭素除去材料と反応させることにより、臭素を含む化合物を確実に除去することも可能である。本実施の形態では、臭素付着部１１１を設けているため、第１の冷却槽１５０における気化したガス生成物に含まれる臭素を含む化合物の量が極めて少ない。よって、添加される金属水酸化物または金属炭酸化物等からなる臭素除去材料の量が少なくすることができる。
【実施例】
【００２５】
（比較例１）
比較例１について説明する。ＡＢＳ−ＦＲ（１７）と識別表示されている廃プラスチックは、臭素系難燃剤を含むＡＢＳ樹脂であり、一般には、臭素系難燃剤が２５ｗｔ％以下含まれている。この廃プラスチックにおける臭素含有量を分析したところ約８ｗｔ％であった。この廃プラスチックを図１に示されるようなバッチ式の熱分解槽１０に６ｋｇ投入し、密閉した後、熱分解槽１０、第１の配管４０、第１の冷却槽５０、第２の配管６０及び第２の冷却槽７０の内部を窒素置換した。この後、加熱部２０となるバーナーにより、熱分解槽１０が４５０℃になるまで約５℃／分で加熱し、４５０℃に到達した後は、４５０℃で一定温度となるように制御されている。尚、この温度は熱分解槽１０の外側の温度である。熱分解槽１０の内部の温度が約３００℃を超えると、第１の配管４０の内部に付着物が付着し始め、温度が上昇するとともに、付着物の量も増加する。熱分解槽１０の内部の温度が約３７０℃になると、第１の冷却槽５０のタンク部５１に分解油８０が生成され始めるが、その後、第１の配管４０に付着している付着物により第１の配管４０の内部が塞がれてしまい、この処理を中止した。尚、熱分解槽１０の内部の温度は熱電対により測定した温度である。
【００２６】
第１の冷却槽５０の内部のタンク部５１には、分解油８０と沈殿物からなる生成物が溜まっており、分解油８０に対し沈殿物は比重が重いため、沈殿物はタンク部５１の底に沈殿している。沈殿物はタンク部５１に溜まっている生成物全体の体積に対し約２０％であった。
【００２７】
本比較例では、第１の配管４０の内部に付着している付着物の臭素含有量は２９ｗｔ％であり、分解油８０における臭素含有量は２ｗｔ％であり、沈殿物における臭素含有量は１５ｗｔ％であった。
【００２８】
（実施例１）
実施例１について説明する。ＡＢＳ−ＦＲ（１７）と識別表示されている廃プラスチックを図２に示されるようなバッチ式の熱分解槽１１０に６ｋｇ投入し、密閉した後、熱分解槽１１０、第１の配管１４０、第１の冷却槽１５０、第２の配管１６０及び第２の冷却槽１７０の内部を窒素置換した。尚、臭素付着部１１１は、メッシュ板１１２とグラスウール１１３からなるものであり、熱分解槽１１０の蓋の内側部分に、５ｍｍメッシュ状の金属からなるメッシュ板１１２を設置し、メッシュ板１１２と蓋との間にグラスウール１１３を敷き詰めたものである。
【００２９】
この後、加熱部１２０となるバーナーにより、熱分解槽１１０が４５０℃になるまで約５℃／分で加熱し、４５０℃に到達した後は、４５０℃で一定温度となるように制御されている。尚、この温度は熱分解槽１１０の外側の温度である。熱分解槽１１０の内部の温度が約３８０℃となると、熱分解槽１１０の内部で廃プラスチックは溶融・熱分解し、気化したガス状の生成物が発生し、第１の冷却槽１５０及び第２の冷却槽１７０において分解油が生成され始める。尚、熱分解槽１１０の内部の温度は熱電対により測定した温度である。この際、グラスウール１１３の温度は約３００℃であり、第１の配管１４０の内部には、うっすらと曇りが生じるものの、第１の配管１４０の内部が臭素を含む化合物等が付着し第１の配管１４０の内部が閉塞することはなかった。
【００３０】
熱分解槽１１０を加熱することにより第１の冷却槽１５０の内部のタンク部１５１には、分解油１８０と沈殿物１８１からなる生成物が溜まり、分解油１８０に対し沈殿物１８１の比重が重いため、沈殿物１８１はタンク部１５１の底に沈殿している。沈殿物１８１は、タンク部１５１に溜まっている生成物全体の体積に対し約１０％であった。
【００３１】
本実施例では、グラスウール１１３に付着している付着物の臭素含有量は３１ｗｔ％であり、分解油１８０における臭素含有量は０．６ｗｔ％であり、沈殿物１８１における臭素含有量は１５ｗｔ％であった。本実施例では、分解油１８０に含まれる臭素の量を比較例１と比べて顕著に減少させることができる。また、第２の冷却槽１７０のタンク部１７１では軽質の分解油１９０が回収される。
【００３２】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。ＡＢＳ−ＦＲ（１７）と識別表示されている廃プラスチックを図３に示されるようなバッチ式の熱分解槽１１０に６ｋｇ投入し、密閉した後、熱分解槽１１０、第１の配管１４０、第１の冷却槽１５０、第２の配管１６０及び第２の冷却槽１７０の内部を窒素置換した。尚、臭素付着部１１１は、メッシュ板１１２とグラスウール１１３からなるものであり、熱分解槽１１０の蓋の内側部分に、５ｍｍメッシュ状の金属からなるメッシュ板１１２を設置し、メッシュ板１１２と蓋との間にグラスウール１１３を敷き詰めたものである。また、第１の冷却槽１５０のタンク部１５１の内部には、臭素除去材料１５３として３００ｇの炭酸カリウムが入れられており、タンク部１５１の温度が２５０℃となるように、加熱部１５４により加熱されている。タンク部１５１内には不図示の攪拌装置があり、分解油の回収処理を行なっている間は、臭素除去材料１５３は攪拌されている。
【００３３】
この後、加熱部１２０となるバーナーにより、熱分解槽１１０が４５０℃になるまで約５℃／分で加熱し、４５０℃に到達した後は、４５０℃で一定温度となるように制御されている。尚、この温度は熱分解槽１１０の外側の温度である。熱分解槽１１０の内部の温度が約３８０℃となると、熱分解槽１１０の内部で廃プラスチックは溶融・熱分解して、気化したガス状の生成物が発生し、第１の冷却槽１５０及び第２の冷却槽１７０において分解油が生成され始める。尚、熱分解槽１１０の内部の温度は熱電対により測定した温度である。この際、グラスウール１１３の温度は約３００℃であり、第１の配管１４０の内部には、うっすらと曇りが生じるものの、第１の配管１４０の内部が臭素を含む化合物等が付着し第１の配管１４０の内部が閉塞することはなかった。
【００３４】
熱分解槽１１０を加熱することにより、第１の冷却槽１５０の内部のタンク部１５１には、分解油１８０と臭素を含む化合物が溜まり、臭素を含む化合物は臭素除去材料１５３と反応する。この後、攪拌を停止することにより臭素を含む化合物と臭素除去材料１５３とが反応したものは、タンク部１５１の底に沈殿する。タンク１５１における上澄みの分解油１８０を回収したところ、分解油１８０における臭素含有量は３８０ｐｐｍｗであった。この濃度であれば、分解油１８０を燃焼させても環境に悪影響を与えるレベルの臭素ダイオキシンが発生することはない。
【００３５】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００３６】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
臭素を含む廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、
前記熱分解で発生するガス状の生成物を冷却して分解油を生成する冷却槽と、
前記熱分解槽と前記冷却槽とを接続する配管と、
を有し、前記熱分解槽の内部には、前記臭素を含む化合物を付着させる臭素付着部を有しており、
前記臭素付着部の温度は、前記廃プラスチックが熱分解される際には、前記臭素を含む化合物の融点または、沸点以下であることを特徴とする分解油回収装置。
（付記２）
前記臭素付着部の温度は、２５０℃以上、３５０℃以下であることを特徴とする付記１に記載の分解油回収装置。
（付記３）
前記熱分解槽は加熱部により加熱されるものであって、
前記加熱部は、前記熱分解槽において前記廃プラスチックが熱分解され、かつ、前記臭素付着部の温度が、前記臭素を含む化合物の融点または、沸点以下となるように制御する制御部を有するものであることを特徴とする付記１または２に記載の分解油回収装置。
（付記４）
前記臭素付着部は、金属、ガラス又はセラミックスの材料により形成される網目状、板或いは塊に開口部を有する形状又は繊維の集合体となるもののうち、１または２以上のものにより形成されていることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の分解油回収装置。
（付記５）
前記臭素付着部は、グラスウールまたは多孔質セラミックスを含むものであることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の分解油回収装置。
（付記６）
前記冷却槽は第１の冷却槽であって、
前記配管は第１の配管であって、
第２の冷却槽と、
前記第２の冷却槽と前記第１の冷却槽とを接続する第２の配管と、
を有することを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の分解油回収装置。
（付記７）
前記第１の冷却槽の内部には、金属水酸化物または金属炭酸化物を含む臭素除去材料が入れられており、
前記第１の冷却槽を所定の温度に加熱する加熱部を有していることを特徴とする付記６に記載の分解油回収装置。
【符号の説明】
【００３７】
１１０      熱分解槽
１１１      臭素付着部
１１２      メッシュ板
１１３      グラスウール
１２０      加熱部
１３０      廃プラスチック
１４０      第１の配管
１５０      第１の冷却槽
１５１      タンク部
１６０      第２の配管
１７０      第２の冷却槽
１７１      タンク部
１７２      排気口
１８０      分解油（重質）
１８１      沈殿物
１９０      分解油（軽質）
２００      制御部
【図１】
2012207123.tif 000003
【図２】
2012207123.tif 000004
【図３】
2012207123.tif 000005