(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分別収集された塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックを液化装置で液化し液化油を生成し、分別収集された塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックを微粉砕装置で微粉砕し第３の廃プラスチックを生成し、前記液化油と前記第３の廃プラスチックとをスラリ化装置で混合させ、混合されスラリ状となったスラリをガス化炉へ供給することでガスを生成することを特徴とする廃プラスチックのガス化方法。
【請求項２】
請求項１記載の廃プラスチックのガス化方法において、分別収集された塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックを破砕した後に前記液化装置で液化することを特徴とする廃プラスチックのガス化方法。
【請求項３】
請求項１記載の廃プラスチックのガス化方法において、分別収集された塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックを冷却した後に又は冷却と同時に前記微粉砕装置で微粉砕することを特徴とする廃プラスチックのガス化方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化方法において、前記スラリを圧縮ポンプで圧縮し、圧縮した後にガス化炉へ供給することを特徴とする廃プラスチックのガス化方法。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化方法において、前記液化油を圧縮ポンプで圧縮した後に該液化油と前記第３の廃プラスチックとを混合し、混合されスラリ状となったスラリをガス化炉へ供給することを特徴とする廃プラスチックのガス化方法。
【請求項６】
塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックを液化する液化装置と、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックを微粉砕する微粉砕装置と、前記液化装置で液化された液化油と前記微粉砕装置で微粉砕された第３の廃プラスチックとを混合させるスラリ化装置と、前記スラリ化装置で混合されスラリ状となったスラリが供給されるガス化炉とを備えることを特徴とする廃プラスチックのガス化設備。
【請求項７】
請求項６記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記液化装置の手前に破砕装置を備えることを特徴とする廃プラスチックのガス化設備。
【請求項８】
請求項６記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記微粉砕装置に冷却装置を備えることを特徴とする廃プラスチックのガス化設備。
【請求項９】
請求項６から８のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記スラリ化装置とガス化炉との間に圧縮ポンプを備えることを特徴とする廃プラスチックのガス化設備。
【請求項１０】
請求項６から８のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記液化装置と前記スラリ化装置との間に圧縮ポンプを備えることを特徴とする廃プラスチックのガス化設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃プラスチックのガス化方法及びガス化設備に関し、特に塩化ビニールを含む廃プラスチックを処理することを可能とする廃プラスチックのガス化方法及びガス化設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、廃プラスチックの多くは埋め立てや焼却により処理されている。一方で、プラスチックは、元来、石油を主原料としたものであることから、プラスチック素材として再資源化するマテリアルリサイクルや、燃料として再利用するサーマルリサイクルなどが検討されてきている。
【０００３】
従来、焼却処分によって塩化ビニールを含む廃プラスチックを処理する場合には、焼却炉において塩化ビニールを含む廃プラスチックを焼却するものであった。この際、焼却によって塩化ビニールを含む廃プラスチックからは、塩素分が塩化水素ガスとして発生する。また、燃料として再利用するサーマルリサイクルとしては、熱分解によって廃プラスチックを油化し液体燃料化する方法が知られている。この方法では、油化した廃プラスチックを重油や石炭などの燃料と一緒にガス化炉へ投入し、ガス化炉内で部分酸化を行うことでガス化ガスを発生させ、そのガス化ガスを用いて発電などに有効利用するものである。この際、用いられる廃プラスチックとしては、塩化ビニールを含まない廃プラスチックであるか、又は塩化ビニールを含む廃プラスチックであっても、脱塩処理を施すのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の廃プラスチックを処理する従来技術において、塩化ビニールを含む廃プラスチックを処理する場合、焼却処分をすると、発生する塩化水素ガスが焼却炉材と反応してしまうため、焼却炉を激しく腐食し、焼却炉の寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
また、液体燃料化を行おうとすると、塩化ビニールそのものは油化しにくい上、塩化ビニールが塩化ビニール以外の廃プラスチックと混在した場合、塩化ビニールが塩化ビニール以外の廃プラスチックの油化を阻害し、液化残渣が大幅に増えて油収率が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、塩化ビニールを含有する廃プラスチックをガス化炉内で処理することを可能とすると共に、廃プラスチックの油収率を低下させずにガス化させることを可能とする廃プラスチックのガス化方法及びガス化設備を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、分別収集された塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックを液化装置で液化し液化油を生成し、分別収集された塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックを微粉砕装置で微粉砕し第３の廃プラスチックを生成し、前記液化油と前記第３の廃プラスチックとをスラリ化装置で混合させ、混合されスラリ状となったスラリをガス化炉へ供給することでガスを生成することを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る廃プラスチックのガス化方法によれば、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックは液化装置で液化されて液化油が生成され、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックは微粉砕装置で微粉砕されて第３の廃プラスチックが生成され、前記液化油と前記第３の廃プラスチックはスラリ化装置で混合され、混合されスラリ状となったスラリはガス化炉へ供給され、ガス化炉においてガスが生成される。この方法を用いれば、前記第２の廃プラスチックに含有されている塩素分は固体のままガス化炉に投入され、ガス化炉でガス化後ただちに水洗されて塩酸として回収されるので、耐火物で形成されたガス化装置を腐食することなく塩化ビニールを含有する廃プラスチックを処理することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の廃プラスチックのガス化方法において、分別収集された塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックを破砕した後に前記液化装置で液化することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る廃プラスチックのガス化方法によれば、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックは破砕装置で粉砕された後、前記液化装置で液化される。この方法を用いれば、塩化ビニールを含有しない廃プラスチックの油化率が増加する。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の廃プラスチックのガス化方法において、分別収集された塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックを冷却した後に又は冷却と同時に前記微粉砕装置で微粉砕することを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る廃プラスチックのガス化方法によれば、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックは冷却（冷凍）された後に又は冷却（冷凍）と同時に前記微粉砕装置で微粉砕される。極低温に冷却（冷凍）された状態では廃プラスチックがもろくなるので、微粉砕が容易になる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化方法において、前記スラリを圧縮ポンプで圧縮し、圧縮した後にガス化炉へ供給することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る廃プラスチックのガス化方法によれば、スラリは圧縮ポンプで圧縮された後、ガス化炉へ供給される。この方法を用いれば、スラリを速やかにガス化炉へ供給することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化方法において、前記液化油を圧縮ポンプで圧縮した後に該液化油と前記第３の廃プラスチックとを混合し、混合されスラリ状となったスラリをガス化炉へ供給することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る廃プラスチックのガス化方法によれば、前記液化油は圧縮ポンプで圧縮された後、前記第３の廃プラスチックと混合され、混合されスラリ状となったスラリがガス化炉へ供給される。この方法を用いれば、廃プラスチックの塩素による液化阻害が起きないので、液化油に含まれる液体残渣を減少させ、油収率を増加させることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックを液化する液化装置と、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックを微粉砕する微粉砕装置と、前記液化装置で液化された液化油と前記微粉砕装置で微粉砕された第３の廃プラスチックとを混合させるスラリ化装置と、前記スラリ化装置でスラリ状となったスラリが供給されるガス化炉とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る廃プラスチックのガス化設備によれば、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックは液化装置で液化されて液化油が生成され、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックは微粉砕装置で微粉砕されて第３の廃プラスチックが生成され、前記液化油と前記第３の廃プラスチックとがスラリ化装置で混合され、混合されスラリ状となったスラリがガス化炉へ供給される。この設備を用いれば、前記第２の廃プラスチックに含有されている塩素分は固体のままガス化炉に投入され、ガス化炉でガス化後ただちに水洗されて塩酸として回収されるので、耐火物で形成されたガス化装置を腐食することなく塩化ビニールを含有する廃プラスチックを処理することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項６記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記液化装置の手前に破砕装置を備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る廃プラスチックのガス化設備によれば、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックは破砕装置で粉砕された後、前記液化装置で液化される。この設備を用いれば、塩化ビニールを含有しない廃プラスチックの油化率が増加する。
【００２１】
請求項８に係る発明は、請求項６記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記微粉砕装置に冷却装置を備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る廃プラスチックのガス化設備によれば、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックは冷却装置で冷却された後又は冷却されると同時に前記微粉砕装置で微粉砕される。この設備を用いれば、塩化ビニールを含有する廃プラスチックの微粉砕化が促進される。
【００２３】
請求項９に係る発明は、請求項６から８のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記スラリ化装置とガス化炉との間に圧縮ポンプを備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明に係る廃プラスチックのガス化設備によれば、スラリは圧縮ポンプで圧縮された後、ガス化炉へ供給される。この設備を用いれば、スラリを速やかにガス化炉へ供給することができる。
【００２５】
請求項１０に係る発明は、請求項６から８のいずれかに記載の廃プラスチックのガス化設備において、前記液化装置と前記スラリ化装置との間に圧縮ポンプを備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明に係る廃プラスチックのガス化設備によれば、前記液化油は圧縮ポンプで圧縮された後、前記第３の廃プラスチックと混合され、混合されスラリ状となったスラリがガス化炉へ供給される。この設備を用いれば、液化油の固化が遅れるので、液化油に含まれる液体残渣を減少させ、油収率を増加させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す装置系統図である。
図１において廃プラスチックのガス化システム１は、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックＷ１から液化した液化油Ｌを生成する液化装置２と、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックＷ２から微粉砕された第３の廃プラスチックＷ３を生成する微粉砕装置３と、前記液化装置２で液化された液化油Ｌと前記微粉砕装置３で微粉砕された第３の廃プラスチックＷ３とを混合しスラリ状となったスラリＳを生成するスラリ化装置４と、前記スラリＳが供給されるガス化装置５と、空気中に含まれる窒素と酸素を沸点の差により分離する深冷分離式の空気分離装置６とを備えている。
【００２８】
液化装置２は、液化装置本体９と、該液化装置本体９に投入する第１の廃プラスチックＷ１の投入量を調整する投入ホッパ８と、該投入ホッパ８へ第１の廃プラスチックＷ１を供給する前に該第１の廃プラスチックＷ１を破砕する破砕装置７と、前記液化装置本体９で生成された液化油Ｌを貯蔵する液化油タンク１０とを備えており、微粉砕装置３は、前記空気分離装置６で分離された液体窒素を冷熱源として導入した微粉砕装置本体１２と、該微粉砕装置本体１２に投入する第２の廃プラスチックＷ２の投入量を調整する第２の投入ホッパ１１と、前記微粉砕装置本体１２で微粉砕された第３の廃プラスチックＷ３をスラリ化装置４へ供給する粉末供給装置１３とを備えている。
【００２９】
ガス化装置５は、前記空気分離装置６で分離された酸素によって前記スラリＳを部分酸化させガス化するガス化炉１５と、脱じんを行うスクラバ１６と、生成されたガス化ガスを冷却しガスＧ１を生成する冷却装置１７とを備えており、また、ガス化炉１５は、供給されたスラリＳと前記空気分離装置６で分離された酸素によってスラリＳを部分酸化させるバーナー１８と、スラリＳの部分酸化が行われる耐火物で形成されたガス化室１９と、発生したガス化ガスが通過するディップチューブ２０と、該ガス化ガスに含まれる溶融灰とガスとを重力分離するクエンチャ２１とを備える。さらに、クエンチャ２１には、冷却水２２が蓄えられている。
【００３０】
上記の構成からなる廃プラスチックのガス化システム１において、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックＷ２がガス化される場合には、まず、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックＷ１が、液化装置２内に備えられた破砕装置７へ投入されて破砕され、破砕された第１の廃プラスチックが投入ホッパ８に投入され、投入ホッパ８から適量の第１の廃プラスチックＷ１が液化装置本体９に供給される。該液化装置本体９に供給された第１の廃プラスチックＷ１は、重油等の燃料油と混合されるか或いは熱分解することによって液化油Ｌが生成され、液化油タンク１０に貯蔵される。
【００３１】
一方で、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックＷ２は、微粉砕装置３内に備えられた微粉砕装置本体１２に投入する第２の廃プラスチックＷ２の投入量を調整する第２の投入ホッパ１１へ投入され、該第２の投入ホッパ１１から適量の第２の廃プラスチックＷ２が深冷分離式の空気分離装置６で分離された液体窒素の一部が冷熱源として導入された微粉砕装置本体１２に供給される。該微粉砕装置本体１２に供給された第２の廃プラスチックＷ２は、冷却されつつ微粉砕されて第３の廃プラスチックＷ３が生成され、粉末供給装置１３へ送られる。
【００３２】
前記液化油タンク１０に貯蔵された液化油Ｌと前記粉末供給装置１３に蓄えられた第３の廃プラスチックＷ３は、共にスラリ化装置４に供給され、該スラリ化装置４において混合されスラリ状となったスラリＳが生成される。生成された前記スラリＳは圧縮ポンプ１４によって圧縮され、ガス化炉１５へ供給される。
【００３３】
ガス化炉１５において、前記スラリ化装置４で生成されたスラリＳが前記空気分離装置６で分離された酸素によってバーナー１８で部分酸化されガス化され、ガス化室１９内で発生したガス化ガスはディップチューブ２０を通り、クエンチャ２１内で該ガス化ガスに含まれる溶融灰とガスとが重力分離される。この際、溶融灰とガスに含まれる塩化水素ガスとは、冷却水２２へ吸収される。前記クエンチャ２１によって重力分離されたガスは、スクラバ１６によって脱じんされ、脱じんされた該ガスは、ガス冷却装置１７において冷却されてガスＧ１が生成される。
【００３４】
上記の構成によれば、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックＷ１を液化装置２で液化する際、破砕装置７で破砕された後に液化装置本体９へ送られるので、塩化ビニールを含有しない第１の廃プラスチックＷ１の油化率の上昇が見込める。また、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックＷ２を微粉砕装置３で微粉砕する際、微粉砕装置本体１２には空気分離装置６で分離された液体窒素の一部が冷熱源として導入されているので、塩化ビニールを含有する第２の廃プラスチックＷ２の微粉砕が容易になる。
【００３５】
また、塩化ビニールを含有する第３の廃プラスチックＷ３は微粉砕されているので、該第３の廃プラスチックＷ３と液化装置２で液化され生成された液化油Ｌとを混合しスラリ化するのが容易である。さらに、スラリ化装置４で生成されたスラリＳはスラリ状であるので、該スラリＳのガス化炉１５への供給とガス化炉１５での処理が容易となる。また、ガス化室１９内で部分酸化されたスラリＳから発生したガス化ガスに含まれる塩化水素ガスは、ガス化炉１５のクエンチャ２１内に蓄えられている冷却水２２で水洗除去されるので、ガス化炉を傷めることがない。
【００３６】
また、ガス化炉１５で発生したガス化ガスはスクラバ１６で脱じんされ、冷却装置１７で冷却されるので、生成されたガスＧ１は、後に脱硫装置などを設ければ発電設備などの燃料として有効利用することができる。つまり、この廃プラスチックのガス化方法を用いれば、塩化ビニールを含む全ての廃プラスチックをガス化し、発電によるエネルギー利用や有価なガス回収に廃プラスチックをリサイクルすることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では前記圧縮ポンプ１４は、スラリ化装置４とガス化炉１５との間に設けられ、液化油Ｌと第３の廃プラスチックＷ３とがスラリ化装置４で混合されスラリ状となったスラリＳが前記圧縮ポンプ１４で圧縮された後に前記ガス化炉１５へ供給される仕組みとなっていたが、前記圧縮ポンプ１４は、前記液化油タンク１０とスラリ化装置４との間に設けてもよく、その場合、液化油Ｌが前記圧縮ポンプ１４で圧縮された後にスラリ化装置４へ供給され、該スラリ化装置４において、圧縮された液化油Ｌと第３の廃プラスチックＷ３とがスラリ化装置４で混合されスラリ状となったスラリＳが前記ガス化炉１５へ供給される。
【００３８】
この場合、塩化ビニールを含有する第３の廃プラスチックＷ３と液化油Ｌとの混合がガス化炉１５へ投入する直前で行われるので、廃プラスチックＷ３に含まれる塩化ビニールが液化油Ｌの中で溶融することがないので、液化油Ｌが再固化することを防ぐことができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、塩化ビニールを含有する全ての廃プラスチックをガス化することが可能となる。
【００４０】
また、請求項２に係る発明によれば、塩化ビニールを含有しない廃プラスチックを液化装置において液化する際、油収量が増大し、請求項３に係る発明によれば、塩化ビニールを含有する廃プラスチックを微粉砕装置において微粉砕する際、微粉砕化が促進される。
【００４１】
また、請求項４に係る発明によれば、スラリを速やかにガス化炉へ供給することができ、請求項５に係る発明によれば、廃プラスチックの塩素による液化阻害が起きないので、液化油に含まれる液体残渣を減少させ、油収率を増加させることができる。
【００４２】
また、請求項６に係る発明によれば、塩化ビニールを含有する廃プラスチックをガス化炉内において処理することが可能となる。
【００４３】
また、請求項７に係る発明によれば、塩化ビニールを含有しない廃プラスチックを液化装置において液化する際、油収量が増大し、請求項８に係る発明によれば、塩化ビニールを含有する廃プラスチックを微粉砕装置において微粉砕する際、微粉砕化が促進される。
【００４４】
また、請求項９に係る発明によれば、スラリを速やかにガス化炉へ供給することができ、請求項１０に係る発明によれば、第３の廃プラスチックに含まれる塩化ビニールが液化油の中で溶融することがないので、液化油が再固化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態と示した、廃プラスチックのガス化方法及びガス化設備を示す図である。
【符号の説明】
１      廃プラスチックガス化システム
２      液化装置
３      微粉砕装置
４      スラリ化装置
５      ガス化装置
６      空気分離装置
９      液化装置本体
１２      微粉砕装置本体
１４      圧縮ポンプ
１５      ガス化炉
Ｗ１      第１の廃プラスチック
Ｗ２      第２の廃プラスチック
Ｗ３      第３の廃プラスチック
Ｌ      液化油
Ｓ      スラリ
【図１】
0003918581.tif 000002