(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを加熱して熱分解させる熱分解槽を備える廃プラスチックの油化還元装置において、溶解槽を兼用するとともに、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体と、この槽本体の内部に、当該槽本体の内面に沿って上下方向に所定間隔毎に配した複数の水平な加熱管を設け、上方に配した加熱管の温度に対して下方に配した加熱管の温度を低く設定した加熱機構とを有する熱分解槽を備えるとともに、非稼働時に前記熱分解槽における槽本体を予め設定した保温温度に加熱する保温装置を備えることを特徴とする廃プラスチックの油化還元装置。
【請求項２】
前記保温装置は、前記槽本体における外面のほぼ全面を外板により囲み、当該外板と前記槽本体間に密閉された空間を設けた保温部と、この保温部に加熱した保温用オイルを循環させる加熱装置とを備えることを特徴とする請求項１記載の廃プラスチックの油化還元装置。
【請求項３】
前記槽本体は半円形の両端面を有する半円筒形に形成することを特徴とする請求項１記載の廃プラスチックの油化還元装置。
【請求項４】
複数の加熱管は一本の連続管をジグザグ状に折曲することによって形成される複数の直線部により構成し、最上部に配した加熱管に熱風を供給するとともに、最下部に配した加熱管から排風することを特徴とする請求項１記載の廃プラスチックの油化還元装置。
【請求項５】
前記連続管は左右に一対配設することを特徴とする請求項４記載の廃プラスチックの油化還元装置。
【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を再資源化するための廃プラスチックの油化還元装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃プラスチック（高分子廃棄物）を加熱して熱分解した後、重油（Ａ重油相当）に還元する油化還元装置は知られている。
【０００３】
この種の油化還元装置は、ポリエチレン，ポリステロール，塩化ビニル等の固形の廃プラスチックを比較的低温となる２５０℃（塩化ビニルは７０℃）前後で加熱する溶解槽により溶解させ、この後、４００℃（塩化ビニルは１７０℃）前後の高温に加熱した熱分解槽によって溶解した廃プラスチックを熱分解させるとともに、気化した分解ガスを冷却して重油を得る。なお、固形の廃プラスチックを熱分解槽に直接投入した場合には、廃プラスチックが炭化し、還元効率が大きく低下するのみならず、炭化物の処理が大変となるため、溶解槽を設けることにより、最初に固形の廃プラスチックを溶解させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の油化還元装置は、一日の稼働を終えて装置を停止した際に、溶解した廃プラスチックが熱分解槽内に残存した状態になることも少なくない。この場合、次の日に装置を再稼働させても、熱分解槽内の廃プラスチックに対する加熱機能部の接触面積が部分的であること、廃プラスチックを伝達する熱によって溶解が進行すること等の理由によって、立上げ時間に半日程度が必要となり、生産性及び経済性の面で著しく不利になる問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、熱分解槽に廃プラスチックが残存する場合であっても、再稼働させる際の立上げ時間を大幅に短縮することにより、生産性及び経済性を飛躍的に高めることができる廃プラスチックの油化還元装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、廃プラスチックＰ…を加熱して熱分解させる熱分解槽２を備える廃プラスチックの油化還元装置１を構成するに際して、特に、溶解槽を兼用するとともに、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体３と、この槽本体３の内部に、当該槽本体３の内面に沿って上下方向に所定間隔毎に配した複数の水平な加熱管８ａ…，８ｂ…，８ｃ…を設け、かつ上方に配した加熱管８ａ…の温度に対して下方に配した加熱管８ｃ…の温度を低く設定した加熱機構９とを有する熱分解槽２を備えるとともに、非稼働時に熱分解槽２における槽本体３を予め設定した保温温度Ｔｈに加熱する保温装置４を備えることを特徴とする。
【０００７】
この場合、好適な実施の形態により、保温装置４は、槽本体３における外面３ｏのほぼ全面を外板５により囲み、当該外板５と槽本体３間に密閉された空間Ｓを設けた保温部６と、この保温部６に加熱した保温用オイルＣを循環させる加熱装置７により構成できる。なお、槽本体３は半円形の両端面３ｓ，３ｔを有する半円筒形に形成することができる。また、複数の加熱管８ａ，８ｂ，８ｃは一本の連続管１０をジグザグ状に折曲することによって形成される複数の直線部により構成し、最上部に配した加熱管８ａに熱風を供給するとともに、最下部に配した加熱管８ｃから排風することができる。この連続管１０は、左右に一対配設することが望ましい。
【０００８】
これにより、非稼働時には保温装置４によって、槽本体３が予め設定した保温温度Ｔｈに加熱される。即ち、加熱装置７により加熱された保温用オイルＣは、保温部６の空間Ｓに供給される一方、当該空間Ｓ内における熱交換された保温用オイルＣは加熱装置７に戻されて再び加熱される加熱循環回路が構成される。この結果、槽本体３に残留する廃プラスチックは保温温度Ｔｈに維持され、再稼働時には、立上げ時間が大幅に短縮される。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
まず、本実施例に係る廃プラスチックの油化還元装置１の構成について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１１】
図中、２は油化還元装置１に備える熱分解槽である。この熱分解槽２は、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体３、即ち、図１及び図３に示すような半円形の両端面３ｓ，３ｔを有する半円筒形に形成した槽本体３を備える。
【００１２】
この槽本体３の上端の中央には当該槽本体３の軸方向に配した回転スクリュ１１を設ける。この回転スクリュ１１は回転駆動部１１ｘより回転する。また、槽本体３における端面３ｓの上部には外方に延出した供給部１２を一体に設けるとともに、端面３ｔの上部には外方に延出した異物回収部１３を一体に設け、回転スクリュ１１の一側と他側は、それぞれ供給部１２及び異物回収部１３に収容する。この際、回転スクリュ１１の下部１１ｄは溶解した廃プラスチックＬに浸かるように配する。さらに、供給部１２の上部には固形の廃プラスチックＰ…を投入するホッパー１４を設けるとともに、異物回収部１３の上部には回収した異物を取出すための取出口１５を設ける。なお、１５ｃは取出口１５を開閉する開閉蓋である。
【００１３】
また、槽本体３には保温装置４を構成する保温部６を付設する。保温部６は、槽本体３おける外面のほぼ全面を外板５により囲み、外板５と槽本体３間に密閉された空間Ｓを設ける。この保温部６には後述する加熱装置７から保温用オイルＣが供給される。この場合、槽本体３の周面３ｆと外板５間の空間Ｓは保温用オイルＣを満たせばよいため、比較的狭くてよいが、槽本体３の端面３ｓ，３ｔと外板５間の空間Ｓは、保温用オイルＣを満たすことに加え、後述する連続管１０…の湾曲部を収容するため、当該湾曲部を収容できる間隔を確保する。よって、このような保温部６の構造により、非稼働時における効果的な保温を行うことができるとともに、稼働時における槽本体３の断熱性を高めることができる。
【００１４】
一方、１６は槽本体３の上面を覆うカバーであり、カバー１６の中央上端には分解ガスを回収するダクト１７を接続する。このダクト１７は後述するスクラバー５２に接続される。
【００１５】
さらに、槽本体３には加熱機構９を付設する。加熱機構９は槽本体３の内部に設けた複数の水平な加熱管８ａ，８ａ，８ｂ，８ｂ，８ｃ，８ｃを有する。各加熱管８ａ，８ｂ，８ｃは、当該槽本体３の内面に沿って上下方向に所定間隔毎、望ましくは１０〜１５ｃｍ間隔毎に配する。この場合、各加熱管８ａ，８ｂ，８ｃは一本の連続管１０をジグザグ状に折曲することによって形成される複数の直線部により構成する。即ち、ジグザグ状に折曲した連続管１０における複数の直線部を槽本体３の内部に配し、かつ湾曲部を上述した外板５と槽本体３間の空間Ｓに収容する。連続管１０は図１に示すように、左右に一対配設する。
【００１６】
また、最上部に配した加熱管８ａ，８ａの先端開口は、熱風発生装置２１に接続するとともに、最下部に配した加熱管８ｃ，８ｃの先端開口は、ブロアー２３…を付設した煙突２２，２２に接続する。これにより、熱風発生装置２１から供給される熱風は、最上部の加熱管８ａ…に供給された後、中間部の加熱管８ｂ…を通り、この後、最下部の加熱管８ｃ…から外部に排出される。この際、上方に配した加熱管８ａ…の温度に対して下方に配した加熱管８ｃ…の温度は、熱風が連続管１０…を通る際の放熱によって次第に低くなる。したがって、最上部に配した加熱管８ａ…の温度が、溶解した廃プラスチックＬを熱分解させる温度になった際に、下方に配した加熱管８ｃ…の温度が、廃プラスチックＰ…を溶解させる温度になるように、連続管１０…の径及び長さ（加熱管８ａ…の本数）等の条件を選定する。
【００１７】
なお、加熱管８ａ…の外周面，槽本体３の内面及び回転スクリュ１１の外面等の溶解した廃プラスチックＬ及び分解ガスの触れる面は、耐熱性を有する液状化ガラス（常温ガラス）を塗布する。加熱管８ａ…，槽本体３及び回転スクリュ１１等は、通常、スチール等の金属材料により製造されるため、腐食が発生しやすい。特に、廃プラスチックとして塩化ビニルを用いた場合には、発生する塩素により金属の腐食及び酸化がかなりの速度で進行する。このため、加熱管８ａ等の表面を液状化ガラス２５ａ…によりコーティングし、耐薬性，耐食性，耐久性等を高める。この場合、図５に示すように、例えば、加熱管８ａの表面に液状化ガラス２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…を重ね塗りし、多層のガラス層を設けることが望ましい。
【００１８】
次に、本発明の要部を構成する保温装置４の構成について、図１及び図２を参照して具体的に説明する。
【００１９】
保温装置４は加熱装置７を備える。加熱装置７には加熱部３３を備え、この加熱部３３の吐出部は図１及び図２に示すように、バルブ３４を有する配管３５を介して前記保温部６の上部一側に接続するとともに、加熱部３３の吸入部はバルブ３６を有する配管３７を介して前記保温部６の上部他側に接続する。
【００２０】
これにより、保温用オイルＣは、加熱部３３により加熱された後、配管３５を介して保温部６を構成する外板５と槽本体３間の空間Ｓに供給されるとともに、空間Ｓ内の保温用オイルＣは配管３７を介して加熱部３３に戻される加熱循環回路が構成される。なお、３８はバルブ３９を介して加熱部３３に接続したオイルタンク、４０は加熱部３３の運転及び加熱温度等の各種制御を司る制御部、４１は気化した保温用オイルを液化する機能を含むエクステンション部である。この場合、制御部４０は、特に、保温部６に付設した温度センサ（不図示）によって保温温度Ｔｈを検出し、この結果に基づいて加熱部３３の加熱温度を制御する機能を有する。
【００２１】
図４は油化還元装置１の全体構成を示す。同図中、５１は形状の大きな廃プラスチックを小さく砕くためのクラッシャ、５２は塩素ガスを中和するためのスクラバー、５３はスクラバーに付設したＰＨ調整槽、５４は分解ガスを液化するためのコンデンサ、５５はコンデンサ５４を冷却するための冷却機（クーリングタワー）、５６はポンプ、５７は得られた重油と水を分離するための油水分離槽、５８はフィルタ、５９は重油の貯蔵タンクである。
【００２２】
次に、本実施例の要部を構成する保温装置４の機能を含む油化還元装置１の全体動作について、各図を参照して説明する。
【００２３】
まず、熱風発生装置２１により最上部に配した加熱管８ａ，８ａに熱風を供給する。これにより、加熱管８ａ，８ａは４００℃（塩化ビニルは１７０℃）前後に加熱される。また、最下部に配した加熱管８ｃ，８ｃは２５０℃（塩化ビニルの場合は７０℃）前後に加熱される。なお、このような温度が得られるように、連続管１０…の径及び長さ（加熱管８ａ…の本数）等が選定されている。そして、熱風は煙突２２，２２から外部に排出される。この際、ブロアー２３によっても吸気される。
【００２４】
一方、固形の廃プラスチック（ポリエチレン，ポリステロール，塩化ビニル等）Ｐ…はホッパー１４に投入される。この際、大きな廃プラスチックはクラッシャ５１により小さく砕かれる。また、回転駆動部１１ｘを作動させて回転スクリュ１１を回転させる。これにより、ホッパー１４に投入された固形の廃プラスチックＰ…は回転スクリュ１１により移送され、槽本体２の内部に供給される。回転スクリュ１１の回転速度は任意に制御することにより槽本体２に対する廃プラスチックＰ…の供給量を調整できる。
【００２５】
また、槽本体２の内部に供給された廃プラスチックＰ…は、槽本体２の底部に落下し、槽本体２の最下部に配した比較的低温の加熱管８ｃ，８ｃにより加熱され、溶解する。溶解した廃プラスチックＬは槽本体２の内部に蓄えられるとともに、増加に伴って溶解した廃プラスチックＬの液面が上昇する。そして、上昇した液面が最上部の加熱管８ａ，８ａに達すれば、高温の加熱管８ｂ，８ａにより加熱され、廃プラスチックＬは熱分解することにより気化する。なお、廃プラスチックＬの上面に浮遊する炭化物等の異物は、回転スクリュ１１により異物回収部１３により回収されるとともに、廃プラスチックＬの上面の撹拌と浄化が行われ、分解ガスの発生効率が高められる。
【００２６】
他方、気化した分解ガスはダクト１６を通ってスクラバー５２に供給され、混在する塩素ガスが中和される。さらに、分解ガスはスクラバー５２からコンデンサ５４に供給され、冷却されることにより、重油（Ａ重油相当）に液化される。コンデンサ５４は冷却機５５から送られる冷却液により常時冷却される。そして、得られた重油は油水分離槽５７に供給される。油水分離槽５７では水と重油が分離され、重油はフィルタ５８により不純物の除去が行われた後、貯蔵タンク５９に供給されて貯蔵されるとともに、一部は熱風発生装置２１に供給されて熱風発生装置２１の燃料に使用される。
【００２７】
一方、夜間等において液化還元装置１の稼働を停止している期間では、保温装置４により槽本体３を保温する。この場合、保温用オイルＣは、加熱部３３により加熱され、配管３５を介して保温部６を構成する外板５と槽本体３間の空間Ｓに供給される。これにより、槽本体３は予め設定された保温温度Ｔｈ（７０〜４００℃）に加熱される。また、熱交換された空間Ｓ内の保温用オイルＣは、配管３７を介して加熱部３３に戻される。
【００２８】
これにより、槽本体３内に残留する廃プラスチックＬは、保温温度Ｔｈに維持される。この結果、再稼働時の立上げ時間は大幅に短縮され、生産性及び経済性が飛躍的に高められる。
【００２９】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【００３０】
例えば、槽本体は半円筒形の形状を例示したが、例えば、断面が逆三角形或いは逆台形等のように、上側に対して下側の幅が狭くなる任意の形状の槽本体を利用できる。また、実施例における保温装置は、槽本体における外面のほぼ全面を外板により囲んだ場合を例示したが、槽本体における外面の一部を囲ったり或いは保温用オイルを流す保温用管等を槽本体の表面に付設してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
このように、本発明に係る廃プラスチックの油化還元装置は、溶解槽を兼用するとともに、上側に対して下側の幅が狭くなる形状の槽本体と、この槽本体の内部に、当該槽本体の内面に沿って上下方向に所定間隔毎に配した複数の水平な加熱管を設け、上方に配した加熱管の温度に対して下方に配した加熱管の温度を低く設定した加熱機構とを有する熱分解槽を備えるとともに、非稼働時に熱分解槽における槽本体を予め設定した保温温度に加熱する保温装置を備えるため、次のような顕著な効果を奏する。
【００３２】
▲１▼  熱分解槽に廃プラスチックが残存する場合であっても、再稼働させる際の立上げ時間を大幅に短縮することにより、生産性及び経済性を飛躍的に高めることができる。
【００３３】
▲２▼  好適な実施の形態により、保温装置を、槽本体における外面のほぼ全面を外板により囲み、当該外板と槽本体間に密閉された空間を設けた保温部と、この保温部に加熱した保温用オイルを循環させる加熱装置により構成すれば、非稼働時における効果的な保温を行うことができることに加え、稼働時における槽本体の断熱性を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本実施例に係る油化還元装置に備える熱分解槽の断面正面図、
【図２】同油化還元装置に備える保温装置のブロック系統図、
【図３】同油化還元装置に備える熱分解槽の断面側面図、
【図４】同油化還元装置の全体構成を示すブロック系統図、
【図５】同油化還元装置に備える熱分解槽における加熱管の一部断面図、
【符号の説明】
１      油化還元装置
２      熱分解槽
３      槽本体
３ｏ    槽本体の外面
３ｓ…  槽本体の端面
４      保温装置
５      外板
６      保温部
７      加熱装置
８ａ…  加熱管
９      加熱機構
１０    連続管
Ｐ…    廃プラスチック
Ｓ      空間
Ｃ      保温用オイル
【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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