(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパ７、溶融部８ならびに押出部９を有する供給装置６と、前記押出部９からの溶融プラスチックが導入される導入部４と生成ガスの排出部５を有する管型の熱分解器２ならびに前記管型の熱分解器２の周囲を覆うように配置された加熱部３を有する熱分解装置１と、前記生成ガスの排出部５に設置され前記排出部５から流出する生成ガスの温度を測定する温度測定器３１と、前記温度測定器３１に接続された制御器３２と、前記制御器３２に接続され前記供給装置６から前記熱分解器２へのプラスチック押出し速度を調整する速度調整部３３と、前記制御器３２に接続され前記加熱部３への加熱ガスの流量制御を行う流量調整部３４とを具備し、前記制御器３２には、前記速度調整部３３のみを制御するモード、前記流量調整器３４のみを制御するモード、前記速度調整部３３および前記流量調整部３４を同時に制御するモードを選択して実行する制御モード切換え手段を有することを特徴とする熱分解装置。
【請求項２】
前記制御器３２には、前記速度調整部３３および前記流量調整部３４を自動で制御する手段と、手動で制御する手段を切換える自動／手動切換え手段を有することを特徴とする請求項１記載の熱分解装置。
【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などのプラスチック類を熱分解装置で酸素不存在下に加熱して連続的に熱分解する熱分解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場や家庭から排出されるプラスチック類にはポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのオレフィン系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）やアクリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）などのスチレン系樹脂など種々のものがある。これらの廃プラスチックから有用成分を資源として回収するために酸素の不存在下で熱分解し、生成するガス成分を凝縮し油分として回収する方法が一般に採用されている。特にスチレン系樹脂は廃プラスチックとして大量に排出されるので、それを熱分解しスチレンモノマーとして回収する技術は、商業的な面からも重要なものである。
【０００３】
一般にプラスチックを熱分解するためには熱分解装置が使用され、代表的なものとして槽型の熱分解器を使用するものと管型の熱分解器を使用するものがある。
【０００４】
槽型の熱分解器は底部が円錐形に形成された槽本体を有し、上方にプラスチックの投入部と生成ガスを排出するガス排出部、底部に熱分解により発生する残渣を排出する残渣排出部をそれぞれ設け、その周囲に断熱壁により構成される加熱部を配置する。槽型の熱分解器は槽本体でのプラスチックの滞留時間を長く取れるので、ある程度滞留時間を必要とするバッチ方式の運転に適している。
【０００５】
管型の熱分解器は細長い反応管により構成し、その周囲に断熱壁で構成した加熱部を配置する。そして加熱部で熱分解温度に加熱された熱分解器の一方の端部（導入部）からプラスチックを導入すると、プラスチックは内部を通過する間に酸素の不存在下に徐々に熱分解され他方の端部（排出部）から生成ガスが排出される。
【０００６】
管型の熱分解器は容積当たりの伝熱面積が大きく、装置が小型化し熱分解速度も速いという利点があり、特に連続運転に適している。そして管型の熱分解器は内部に残渣排出用のスクリューを有するものと有しないものが存在する。前者のタイプでは残渣類の排出は容易であるが、容積効率はスクリュー分だけ小さくなり、後者ではその逆の特性を有する。
【０００７】
一般にプラスチックを熱分解して有用なモノマー成分を回収する場合には、目的とするモノマー成分以外に種々の副生物が熱分解により副生する。例えばポリスチレンを熱分解する場合は、スチレンモノマーのほかにスチレンダイマー、スチレントリマー、トルエン、エチルベンゼン、αメチルスチレンなどの副生物がある割合で生成する。また温度条件や圧力条件によっては副生物に加えて未分解物の割合も多くなる。
【０００８】
これまでの実験によれば、プラスチックを熱分解する場合、高い温度で熱分解するとモノマー成分の収率が高くなることが分かっている。例えばポリスチレンからスチレンモノマーを高収率で生成する熱分解温度は７００℃程度である。一方低い圧力、特に減圧領域で熱分解すると副生物の生成が抑制され、モノマー成分の収率が高くなる。これらの傾向は各種のプラスチックを熱分解する際に同じような傾向を示す。
【０００９】
従って目的物であるモノマー成分を高収率で回収するには、熱分解の温度や圧力をできるだけ最適な範囲に維持して運転することが重要になる。ただし槽型の熱分解器を使用してバッチ式で熱分解する場合には、反応を開始してから徐々に所定温度まで上昇するので、その期間におけるモノマー成分の収率は低下する。
【００１０】
例えばポリスチレンを槽型の熱分解器によりバッチ式で熱分解をする場合、予め槽内にポリスチレンを投入し、密閉して酸素不存在下に加熱を開始して徐々に温度を上昇する。すると３５０℃程度から熱分解が始まり、３７０℃程度で盛んに熱分解が起こり、４００℃程度まで上昇する間には殆どのポリスチレンが熱分解してしまう。そのため１バッチ当たりの副生物の生成割合が多くなり、熱分解器でのスチレンモノマーの収率は高々５０％程度に過ぎない。
【００１１】
一方、管型の熱分解器により連続式で熱分解を行う場合は、予め熱分解器を熱分解に適した温度に上昇しておき、そこへポリスチレンを連続的に導入して熱分解を行うので、副生物の生成割合が大幅に抑制され、熱分解器でのスチレンモノマーの収率を７０％程度まで高めることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、管型の熱分解器を使用する熱分解装置でプラスチックを熱分解して高収率でモノマー成分を回収するには、管型の熱分解器内の温度を所定の範囲に正確に維持することが前提になる。それには管型の熱分解器内に温度測定器の検出部を差し込んで内部温度を測定し、その測定値が一定になるように加熱量などを調整することが望ましい。しかし管型の熱分解器の内部にはタール状の高温溶融物が流動しており、その流動を妨げる異物が突出していると、流動の妨げて管閉塞を起こす原因になる。また管型の熱分解器がスクリューを有するタイプの場合は本質的に不可能になる。
【００１３】
そこで管型の熱分解器の内壁面に温度測定器の検出部先端を僅かに露出する方法も考えられる。しかし管型の熱分解器の内壁面とプラスチック溶融物の温度には差があること、および内壁面には残渣やコーキングが蓄積すること、などの理由から正確な温度測定は困難である。従って従来から、管型の熱分解器の周囲に配置される加熱部内の温度を測定し、その測定値により温度管理を行う方法が採用されていた。
【００１４】
しかし加熱部の温度測定は間接的な温度管理方法であり、たとえば管型の熱分解器内を流れるプラスチックの流量が変動したときには、加熱温度と熱分解温度の差が拡大してしまい、正確な温度管理は困難になる。
そこで本発明は、管型の熱分解器によりプラスチックを熱分解する際のかかる問題を解決することを課題とし、そのための新しい熱分解方法および熱分解装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは種々検討した結果、管型の熱分解器から排出する生成ガスの温度を所定範囲に維持するように管型の熱分解器を運転することにより、管型の熱分解器の熱分解温度を最適な範囲に維持し、それによって副生物の生成を抑制して高収率で目的とするモノマー成分を回収できるという知見を得、それを基に本発明を完成した。
【００１６】
すなわち、熱分解温度と生成ガスの温度は密接な相関関係があり、何らかの原因で熱分解温度が低下すると、生成ガスの温度もそれに応じて低下し、逆に熱分解温度が上昇すると、生成ガスの温度は上昇する。しかも熱分解温度の変化は生成ガスの温度変化に敏感に反映することが分かった。そして熱分解温度の変化が管型の熱分解器へのプラスチックの供給量変化によって起こった場合も、その温度変化は迅速且つ如実に生成ガスの温度変化となって現れる。従って生成ガス温度を熱分解温度の管理指標とすることにより、加熱部温度を管理指標としていた従来法では不可能であったプラスチック供給量変化に基づく熱分解温度変化をも正確に捕捉することが可能になる。
【００１７】
前記知見を基にした第１の発明は、ホッパ７、溶融部８ならびに押出部９を有する供給装置６と、前記押出部９からの溶融プラスチックが導入される導入部４と生成ガスの排出部５を有する管型の熱分解器２ならびに前記管型の熱分解器２の周囲を覆うように配置された加熱部３を有する熱分解装置１と、前記生成ガスの排出部５に設置され前記排出部５から流出する生成ガスの温度を測定する温度測定器３１と、前記温度測定器３１に接続された制御器３２と、前記制御器３２に接続され前記供給装置６から前記熱分解器２へのプラスチック押出し速度を調整する速度調整部３３と、前記制御器３２に接続され前記加熱部３への加熱ガスの流量制御を行う流量調整部３４とを具備し、前記制御器３２には、前記速度調整部３３のみを制御するモード、前記流量調整器３４のみを制御するモード、前記速度調整部３３および前記流量調整部３４を同時に制御するモードを選択して実行する制御モード切換え手段を有することを特徴とする熱分解装置である（請求項１）。
【００１８】
前記知見を基にした第２の発明は、上記熱分解装置において、前記制御器３２には、前記速度調整部３３および前記流量調整部３４を自動で制御する手段と、手動で制御する手段を切換える自動／手動切換え手段を有することを特徴とするものである（請求項２）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係るプラスチックの熱分解方法を実施する装置のプロセスフロー図である。図中、１は熱分解装置、２は熱分解器、３は加熱部、４は導入部、５排出部、６は供給装置、７はホッパ、８は溶融部、９は押出部、１０は加熱炉、１１はバーナ、１２はブロワ、１３は排気ファン、１４は第１のコンデンサ、１５は第１の蒸留塔、１６はリボイラ、１７は第２のコンデンサ、１８は第２の蒸留塔、１９はリボイラ、２０は第３のコンデンサ、２１は冷却器、２２はモノマー回収タンク、２３は重質油回収タンク、２４は減圧装置、２５はフィーダ、２６は冷却器、Ｐ１〜Ｐ６はポンプ、Ｖ１〜Ｖ５は調整弁、ＲＶ１，ＲＶ２は逆止弁、Ｄ１〜Ｄ３はダクト、ａ〜ｌは配管である。
【００２１】
熱分解装置１は管型の熱分解器２と、その熱分解器２の周囲を覆うように配置された加熱部３により構成される。細長い直筒状に形成された熱分解器２は、耐熱性および熱伝導性に優れたステンレス等の金属材料で作られ、その一方の端部にプラスチックの導入部４が設けられ、他方の端部に生成ガスの排出部５が設けられる。そして導入部４から導入したプラスチックは熱分解器２の内部を移動する間に熱分解され、得られた生成ガスが排出部５から排出する。
【００２２】
熱分解器２の直径は数十ｍｍから数百ｍｍ程度、長さは１〜数十ｍ程度とされるが、それに制限されるものではなく、処理量を大きくする場合には直径と長さを適宜大きくする。なお熱分解器２の排出部５付近に、熱分解の際に発生する炭化物残渣を溜めるための拡大した直径を有するトラップなどを設けることが望ましい。
【００２３】
加熱部３は断熱壁で囲まれた筒型の加熱室を有し、その加熱室には加熱炉１０からの８００℃程度の加熱ガス（燃焼ガス）がダクトＤ２により供給され、熱交換後の排ガスは排気ファン１３を設けたダクトＤ３から第１の蒸留塔１５を加熱するリボイラ１６，および第２の蒸留塔１８を加熱するリボイラ１９の加熱源として利用した後、排ガス処理装置（図示せず）に排出する。なおダクトＤ３には排ガスの温度を下げるための希釈空気（冷却空気）を供給できるようになっており、それら希釈空気の流量は調整弁Ｖ５で調整される。
【００２４】
加熱炉１０には重質油回収タンク２３からの重質油または他の液体燃料を燃焼するためのバーナ１１、減圧装置２４からのガス燃料を燃焼するための補助バーナ１１ａ、燃焼用空気を供給するブロワ１２などが設けられる。燃焼により発生する高温の燃焼ガスは加熱ガスとしてダクトＤ２から前記加熱部３に供給される。なお加熱炉１０にはその炉内温度を下げるための希釈空気（冷却空気）を供給できるようになっており、希釈空気の流量は調整弁Ｖ４で調整される。
【００２５】
熱分解器２に溶融状態のプラスチックを供給するために供給装置６が設けられる。供給装置６は一般にプラスチックの射出成型用の押出機を使用することができ、通常、ホッパ７、溶融部８および押出部９を備えている。粉砕装置（図示せず）で細かく粉砕したプラスチック片がフィーダ２５を設けた配管ａによりホッパ７に受け入れられ、そこから溶融部８に供給される。
【００２６】
溶融部８には電気ヒータが内蔵され、供給されたプラスチック片を例えば１５０℃〜２５０℃で加熱して溶融する。溶融プラスチックは所定速度で回転するスクリューを内蔵した押出部９から配管ｂに押出されて熱分解器２の導入部４に供給される。
【００２７】
熱分解器２の排出部５から流出する生成ガスは配管ｃにより第１のコンデンサ１４に導入される。生成ガスは第１のコンデンサ１４の熱交換部において冷却水等の冷却媒体と熱交換し、凝縮した高沸点成分は配管ｅにより第１の蒸留塔１５の中段部に供給され、凝縮しない低沸点成分は真空ポンプ等の減圧装置２４を設けた配管ｄに吸引される。なお減圧装置２４から排出した低沸点成分は一般に悪臭を有するので、加熱炉１０の補助バーナ１１ａに供給して焼却される。
【００２８】
第１の蒸留塔１５の底部にリボイラ１６が設置され、塔頂から延長する配管ｆに第２のコンデンサ１７が接続される。第２のコンデンサ１７は第１のコンデンサ１４と同様なもので、凝縮成分がポンプＰ２を設けた配管ｇから排出する。凝縮成分の一部は第１の蒸留塔１５の上部に還流し、残りは逆止弁ＲＶ１を経て重質油回収タンク２３に回収される。また凝縮しない低沸点成分は減圧装置２４を設けた配管ｄに吸引され、加熱炉１０の補助バーナ１１ａで焼却される。
【００２９】
第１の蒸留塔１５の塔底部と第２の蒸留塔１８の中段部がポンプＰ３を設けた配管ｈで接続される。そして第２の蒸留塔１８の底部にリボイラ１９が設置され、塔頂から延長する配管ｉに第３のコンデンサ２０が接続される。第３のコンデンサ２０も第１のコンデンサ１４と同様なもので、その凝縮成分はポンプＰ４を設けた配管ｊから排出する。凝縮成分の一部は第２の蒸留塔１８の上部に還流し、残りは冷却器２１を経てモノマー回収タンク２２に回収される。また凝縮しない低沸点成分は減圧装置２４を設けた配管ｄに吸引され、加熱炉１０の補助バーナ１１ａで焼却される。
【００３０】
第２の蒸留塔１８の塔底部は冷却器２６、ポンプＰ５および逆止弁ＲＶ２を設けた配管ｋにより重質油回収タンク２３に接続される。そして重質油回収タンク２３にポンプＰ６を設けた配管ｌが接続され、重質油がバーナ１１に供給される。
減圧装置２４は熱分解器２、第１の蒸留塔１５および第２の蒸留塔１８をそれぞれ調整弁Ｖ１〜Ｖ３により減圧レベルを設定することができる。
【００３１】
図２は図１に示す熱分解器２の温度管理を行うための制御装置を示すプロセスフロー図である。制御装置３０は、熱分解装置１を構成する熱分解器２の排出部５から流出する生成ガスの温度を測定する温度測定器３１と、制御器３２と、供給装置６の押出し速度を調整する速度調整部３３および加熱部３への加熱ガスの流量を調整する流量調整部３４を備えている。なお温度測定器３１には温度指示計などの表示装置３５が接続される。そしてこれら制御器３２や表示装置３５は監視盤に設けることができる。
【００３２】
温度測定器３１は熱電対式や抵抗式の温度検出部を有し、生成ガスの温度変化を電気的な信号変化として制御器３２へ伝送する。制御器３２は例えばマイクロコンピュータで構成することができ、例えば温度測定器３１の温度検出値が予め設定された値になるように熱分解器２へのプラスチックの供給流量および加熱部３への加熱ガス流量の少なくとも一方を制御する等の制御プログラムをその記憶部に格納することができる。
【００３３】
熱分解器２へのプラスチックの供給流量の制御は、供給装置６の押出速度制御により行うことができる。本実施の形態では押出部９のスクリューを回転する駆動モータの速度を、速度調整部３３によるサイリスタ制御で行うように構成している。
【００３４】
加熱部３への加熱ガス流量は加熱炉１０と加熱部３を接続するダクトＤ２における加熱ガスの流量制御により行うことができる。本実施の形態ではダクトＤ２に設けた流量調整部３４の駆動部を制御器３２からの制御信号で駆動するように構成している。なお流量調整部３４は、遠隔制御可能な調整弁等により構成される。また、速度調整部３３または流量調整部３４のいずれか一方を省略することもできる。
【００３５】
次に図１を参照してプラスチックを熱分解する全般的な方法を説明する。なお以下の説明はプラスチックとして廃ポリスチレンを例に説明しているが、他のプラスチックについても同様に適用できる。
熱分解に先立って、減圧装置２４を運転し熱分解器２から第３のコンデンサ２０までの熱分解系および蒸留系を窒素ガス等の不活性ガスで置換し、これらの系内を酸素不存在状態にする。
【００３６】
不活性ガスによる置換が完了したら、減圧装置２４の運転を継続したまま系内への不活性ガスの供給を停止し、次いで熱分解器２、第１の蒸留塔１５および第２の蒸留塔１８の内部圧力を調整弁Ｖ１〜Ｖ３により所定の減圧値に設定する。なおこれら調整弁Ｖ１〜Ｖ３は前記各部分に圧力計（図示せず）を設け、それを監視しながら調整する。また熱分解器２、第１の蒸留塔１５および第２の蒸留塔１８にそれぞれ圧力測定器を設置し、その圧力測定値が予め設定された値になるように制御器で調整弁Ｖ１〜Ｖ３をそれぞれ制御するように構成した圧力制御装置を設けることもできる。
【００３７】
上記操作と共に、熱分解器２、第１の蒸留塔１５および第２の蒸留塔１８の温度を熱分解に適した範囲に上昇する。具体的には熱分解器２の温度調整を加熱部３への加熱ガス供給により行い、第１蒸留塔１５および第２の蒸留塔１８の温度調整をそれぞれのリボイラ１６，１９により行う。
【００３８】
さらに前記各操作と共に、供給装置６を運転して熱分解器２への溶融ポリスチレン供給の準備を行う。廃ポリスチレン（以下、単にポリスチレンという）は粉砕機で１０ｍｍ程度以下に粉砕し、フィーダ２５（図１）で供給装置６のホッパ７に供給する。なおポリスチレンが発泡体である場合はスチレン系などの溶剤を使用して減容処理を行い、さらに顆粒状にしてホッパ７に供給する。
【００３９】
次いでホッパ７から溶融部８に供給したポリスチレンは、そこで１５０℃〜２５０℃で加熱されて溶融する。得られた溶融ポリスチレンは所定のスクリュー回転数で運転する押出部９から押出され、配管ｂを経て熱分解器２の導入部４に供給される。熱分解器２に供給された溶融ポリスチレンは、そこを通過する間に温度５００℃〜７００℃、圧力５０Ｔｏｒｒ程度で且つ酸素不存在下で徐々に熱分解して蒸発し、生成ガスが反対側の排出部５から流出する。
【００４０】
生成ガス中にはスチレンモノマーのほかにスチレンダイマー、スチレントリマー、トルエン等の副生物を含む。流出した生成ガスは配管ｃから第１のコンデンサ１４に供給され、そこで冷却されて凝縮した高沸点成分がポンプＰ１を設けた配管ｅから第１の蒸留塔１５の中段に流出し、凝縮しない低沸点成分は配管ｄに流出する。
【００４１】
第１の蒸留塔１５はトレイ式とラッシリングやポールリングなどを充填した充填式のいずれをも使用できるが、比較的低温で蒸留可能なように２０〜１００Ｔｏｒｒ程度の減圧蒸留を行うには充填式が望ましい。第１の蒸留塔１５でリボイラ１６の加熱により減圧蒸留が行われると、塔頂からスチレンモノマーより沸点が低いトルエンなどの低沸点成分が留出し、第２のコンデンサ１７に排出する。なお低沸点成分の留出割合は供給したポリスチレンの３〜５％程度である。
【００４２】
第２のコンデンサ１７で凝縮した高沸点成分（重質油）はポンプＰ２を設けた配管ｇに流出し、凝縮しない低沸点成分は配管ｄに流出する。配管ｇに流出した一部は第１の蒸留塔１５の上段に還流し、残りは重質油回収タンク２３に回収される。なお第１の蒸留塔１５における還流比は５０程度とすることが望ましい。一方、第１の蒸留塔１５の底部からは高沸点成分がポンプＰ３を設けた配管ｈを経て第２の蒸留塔１８の中段に流出する。
【００４３】
第２の蒸留塔１８も第１の蒸留塔１５と同様なものを使用し、圧力２０〜１００Ｔｏｒｒの範囲でスチレンモノマーを含む高沸点成分を減圧蒸留する。第２の蒸留塔１８でリボイラ１６の加熱により減圧蒸留が行われると、塔頂からスチレンモノマーを含む低沸点成分が留出して第３のコンデンサ２０に排出する。
【００４４】
第３のコンデンサ２０では実質的にスチレンモノマーからなる高沸点成分が凝縮されてポンプＰ４を設けた配管ｊに流出し、凝縮しない高沸点成分（供給ポリスチレンの１％程度）は配管ｄに流出する。配管ｊに流出した一部は第２の蒸留塔１８の上段に還流し、残りは冷却器２１で冷却されてからモノマー回収タンク２２に回収される。なお第２の蒸留塔１８における還流比は３程度とすることが望ましい。
第２の蒸留塔１８の底部からは更に高沸点な成分がポンプＰ５を設けた配管ｋに流出し、冷却器２６で冷却してから重質油回収タンク２３に回収される。
【００４５】
熱分解器２から流出する生成ガスのスチレンモノマーはこれらの蒸留操作で高純度に精製される。例えば高さが１０ｍ程度の第１の蒸留塔１５および第２の蒸留塔１８を使用し前記条件で減圧蒸留した場合、純度９９．７％程度のスチレンモノマーがポリスチレン供給量の７０％程度回収できる。またその蒸留操作により分離回収される重質油はポリスチレン供給量の２０〜３０％程度であるが、前記のように加熱炉１０の燃料として有効利用される。
【００４６】
次に、図２を参照して本発明の特徴である熱分解の温度管理方法について説明する。運転時に熱分解器２から流出する生成ガスの温度は温度測定器３１によって連続して測定され、その測定信号は制御器３２に伝送される。制御器３２はその測定値が予め設定された値になるように、速度調整部３３に制御信号を出力して供給装置６の押出し速度を制御する、流量調整部３４に制御信号を出力して加熱部３への加熱ガスの流量を制御する、または速度調整部３３と流量調整部３４に共に制御信号を出力して供給装置６の押出し速度と加熱部３への加熱ガスの流量を同時に制御する、の３種の制御モードを選択して実行することができる。
【００４７】
すなわち制御器３２には上記３種の制御モードを切り換える制御選択手段が設けられており、その選択によりいずれかの制御モードで温度制御を行うことができる。また制御器３２には自動−手動切換手段と手動操作手段が設けられ、手動に切り換えて速度調整部３３および／または流量調整部３４を手動で操作することができる。なお制御器３２を設けず、手動操作器と表示装置３５のみを監視盤に設け、手動のみで熱分解温度の管理を行うこともできる。
【００４８】
例えば速度調整部３３を自動制御し、流量調整部３４を手動で操作する制御モードを選択した場合は、加熱部３への加熱ガス供給量は手動で一定に調整される。何らかの原因で供給装置６から熱分解器２へ供給する溶融プラスチックの流量が減少すると、生成ガスの温度はそれに敏感に反応して上昇する。温度測定器３１からその測定信号を受けた制御器３２は供給装置６の押出し速度を上げるように速度調整部３３に制御信号を出力する。逆に溶融プラスチックの流量が増加すると生成ガスの温度は下降するので、制御器３２は供給装置６の押出し速度を下げるように速度調整部３３に制御信号を出力する。
【００４９】
上記速度調整部３３を自動制御するモードにおいて、加熱ガス流量が手動で一定に調整されている場合であっても、何らかの原因で加熱ガス温度が上昇するか、またはプラスチックの性状が変化することによって生成ガスの温度が上昇したときも、制御器３２は供給装置６の押出し速度を上げるように速度調整部３３に制御信号を出力する。またその逆の場合は制御器３２が供給装置６の押出し速度を下げるように速度調整部３３に制御信号を出力する。
【００５０】
流量調整部３４を自動制御し、速度調整部３３を手動で操作する制御モードを選択した場合は、熱分解器２への溶融プラスチックの流量は手動で一定に調整される。しかし何らかの原因で供給装置６から熱分解器２へ供給する溶融プラスチックの流量が減少すると生成ガスの温度は上昇する。温度測定器３１からその測定信号を受けた制御器３２は加熱部３への加熱ガスの流量を下げるように流量調整部３４に制御信号を出力する。逆に何らかの原因で溶融プラスチックの流量が増加した場合は生成ガスの温度が下降するので、制御器３２は加熱部３への加熱ガスの流量を上げるように流量調整部３４に制御信号を出力する。
【００５１】
上記流量調整部３４を自動制御するモードにおいて、何らかの原因で加熱ガスの温度が上昇するか、またはプラスチックの性状が変化することによって生成ガスの温度が上昇したときも、制御器３２は加熱部３への加熱ガスの流量を下げるように流量調整部３４に制御信号を出力する。またその逆の場合は制御器３２が加熱部３への加熱ガスの流量を上げるように流量調整部３４に制御信号を出力する。
【００５２】
速度調整部３３と流量調整部３４の両方を自動制御するモードを選択した場合は、何らかの原因で供給装置６から熱分解器２へ供給する溶融プラスチックの流量が減少すると生成ガスの温度は上昇する。温度測定器３１からその測定信号を受けた制御器３２は、供給装置６の押出し速度を上げるように速度調整部３３に制御信号を出力すると共に、加熱部３への加熱ガスの流量を下げるように流量調整部３４に制御信号を出力する。このように両方の制御を同時に行うことにより、それぞれの制御量を小さくすることができる。逆に溶融プラスチックの流量が増加すると生成ガスの温度は下降するので、制御器３２は供給装置６の押出し速度を下げるように速度調整部３３に制御信号を出力すると共に、加熱部３への加熱ガスの流量を上げるように流量調整部３４に制御信号を出力する。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るプラスチックの熱分解装置は、供給装置６と、管型の熱分解器２を有する熱分解装置１と、生成ガスの排出部５に設置され排出部５から流出する生成ガスの温度を測定する温度測定器３１と、前記温度測定器３１に接続された制御器３２と、前記制御器３２に接続され前記供給装置６から前記熱分解器２へのプラスチック押出し速度を調整する速度調整部３３と、前記制御器３２に接続され前記加熱部３への加熱ガスの流量制御を行う流量調整部３４とを具備し、前記制御器３２には、前記速度調整部３３のみを制御するモード、前記流量調整器３４のみを制御するモード、前記速度調整部３３および前記流量調整部３４を同時に制御するモードを選択して実行する制御モード切換え手段を有することを特徴とするものである。
このように制御するモードを三種有し、各種条件のもと、最適な制御モードを選択できるので、管型の熱分解器における熱分解温度を流出する生成ガス温度を最適に管理することができる。それにより、正確な熱分解温度の管理が初めて可能になり、それによって目的とするモノマー成分を高収率で回収することができ、その効果は極めて大きなものである。そして、速度調整部３３と流量調整部３４の両方を自動制御するモードを選択した場合は、一例として生成ガスの温度が上昇すると、供給装置６の押出速度を上げるとともに、加熱ガスの流量を下げることになる。このように、両方の制御を同時に行うことにより、それぞれの制御量を小さくすることができる効果がある。
【００５４】
しかも管型の熱分解器に設けた加熱部の温度により熱分解温度を管理する従来法のように、プラスチック供給量の変動により温度管理が不正確になるということもない。また管型の熱分解器の内部に温度測定器の検出部を直接挿入する従来法のように、残渣やコーキングの蓄積による影響も本質的に発生しない。
【００５５】
また、制御器３２には、速度調整部３３および流量調整部３４を自動で制御する手段と、手動で制御する手段を切換える自動／手動切換え手段を有するように構成することができる。このように構成することにより、さらに最適な熱分解温度の管理が可能になり、それによって目的とするモノマー成分を高収率で回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチックの熱分解方法を実施する装置のプロセスフロー図。
【図２】図１の熱分解器の温度管理を行うための制御装置を示すプロセスフロー図。
【符号の説明】
１  熱分解装置
２  熱分解器
３  加熱部
４  導入部
５  排出部
６  供給装置
７  ホッパ
８  溶融部
９  押出部
１０  加熱炉
１１  バーナ
１１ａ  補助バーナ
１２  ブロワ
１３  排気ファン
１４  第１のコンデンサ
１５  第１の蒸留塔
１６  リボイラ
１７  第２のコンデンサ
１８  第２の蒸留塔
１９  リボイラ
２０  第３のコンデンサ
２１  冷却器
２２  モノマー回収タンク
２３  重質油回収タンク
２４  減圧装置
２５  フィーダ
２６  冷却器
３０  制御装置
３１  温度測定器
３２  制御器
３３  速度調整部
３４  流量調整部
３５  表示装置
Ｐ１〜Ｐ６  ポンプ
Ｖ１〜Ｖ５  調整弁
ＲＶ１，ＲＶ２  逆止弁
Ｄ１〜Ｄ３  ダクト
ａ〜ｌ  配管
【図１】
0004055114.tif 000002
【図２】
0004055114.tif 000003