(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解炉内の廃ケーブルを不活性ガスの雰囲気中で乾留させて熱分解油と金属を回収する廃ケーブル処理方法において、乾留中に溶融した溶融被覆材を、廃ケーブル充填用容器に設けた溝形部材に受けた後、前記溝形部材から熱分解炉の炉壁に沿って流下させることを特徴とする廃ケーブル処理方法。
【請求項２】
溶融被覆材を、廃ケーブル充填用容器に設けた溝形部材に受けた後、前記溝形部材から熱分解炉の炉壁に設けたダム式流下溝に導入し、しかる後に、前記ダム式流下溝に設けたスリット状のすき間から熱分解炉の炉壁に沿ってフィルム状に流下させることを特徴とする請求項１記載の廃ケーブル処理方法。
【請求項３】
熱分解炉内の廃ケーブルを不活性ガスの雰囲気中で乾留させて熱分解油と金属を回収する廃ケーブル処理装置において、熱分解炉の内壁面に、乾留中に溶融した溶融被覆材が熱分解炉の長手方向に広がりながら底部のすき間から熱分解炉の内壁面に沿ってフィルム状に流下するダム式流下溝を設けると共に、前記熱分解炉内に廃ケーブル充填用容器を出し入れ自在に設け、かつ、前記廃ケーブル充填用容器に溶融被覆材を前記ダム式流下溝に供給する溝形部材を設けたことを特徴とする廃ケーブル処理装置。
【請求項４】
ダム式流下溝の下方に、溶融被覆材が炉体の内壁面の長手方向に広がる片流れ式の溝をジグザグ状に設けることを特徴とする請求項３記載の廃ケーブル処理装置。
【請求項５】
溝形部材の先端に延長用の溝形部材を着脱自在に取り付けることを特徴とする請求項３記載の廃ケーブル処理装置。
【請求項６】
溝形部材に溶融被覆材のみを通す開口を持つ溝蓋を設置することを特徴とする請求項３又は５記載の廃ケーブル処理装置。
【請求項７】
熱分解炉に開閉自在に取り付けられている前扉の内側に溶融被覆材の液溜まりを防ぐ液溜まり防止部材を取り付けることを特徴とする請求項３記載の廃ケーブル処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃ケーブル（銅線などの有価金属を有する廃材を含む）を乾留して銅線などの有価金属を回収する一方、銅線などを被覆しているゴムやポリエチレンなどの高分子材料製の被覆材から燃料油を回収する廃ケーブル処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃ケーブルを乾留して銅線などの有価金属を回収する一方、銅線などを被覆しているゴムやポリエチレンなどの高分子材料製の被覆材から燃料油を回収するに際し、従来は、乾留炉における伝熱を促進させるための工夫などが、十分、払われていなかったため、乾留炉内に収容したバスケットから炉底に流下した溶融被覆材の熱分解に多くの時間を要し、１回／日のバッチ運転、即ち、商用運転が難しい状況にあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、係る問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、少なくとも１回／日のバッチ運転、即ち、商用運転を計り得る廃ケーブル処理方法及び装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、熱分解炉内の廃ケーブルを不活性ガスの雰囲気中で乾留させて熱分解油と金属を回収する廃ケーブル処理方法において、乾留中に溶融した溶融被覆材を、廃ケーブル充填用容器に設けた溝形部材に受けた後、前記溝形部材から熱分解炉の炉壁に沿って流下させることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、溶融被覆材を、廃ケーブル充填用容器に設けた溝形部材に受けた後、前記溝形部材から熱分解炉の炉壁に設けたダム式流下溝に導入し、しかる後に、前記ダム式流下溝に設けたスリット状のすき間から熱分解炉の炉壁に沿ってフィルム状に流下させることを特徴としている。
【０００７】
一方、請求項３に記載の発明は、熱分解炉内の廃ケーブルを不活性ガスの雰囲気中で乾留させて熱分解油と金属を回収する廃ケーブル処理装置において、熱分解炉の内壁面に、乾留中に溶融した溶融被覆材が熱分解炉の長手方向に広がりながら底部のすき間から熱分解炉の内壁面に沿ってフィルム状に流下するダム式流下溝を設けると共に、前記熱分解炉内に廃ケーブル充填用容器を出し入れ自在に設け、かつ、前記廃ケーブル充填用容器に溶融被覆材を前記ダム式流下溝に供給する溝形部材を設けたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、ダム式流下溝の下方に、溶融被覆材が炉体の内壁面の長手方向に広がる片流れ式の溝をジグザグ状に設けることを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明は、溝形部材の先端に延長用の溝形部材を着脱自在に取り付けることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項６に記載の発明は、溝形部材に溶融被覆材のみを通す開口を持つ溝蓋を設置することを特徴としている。
また、請求項７に記載の発明は、熱分解炉に開閉自在に取り付けられている前扉の内側に溶融被覆材の液溜まりを防ぐ液溜まり防止部材を取り付けることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１４に示すように、本発明の廃ケーブル（銅線などの有価金属を有する廃材を含む）の処理装置は、熱分解設備Ａ、熱分解油回収設備Ｂ及び排ガス処理設備Ｃから構成されている。
【００１２】
熱分解設備Ａは、横型間接加熱式熱分解炉（以下、熱分解炉と称する）１、熱風発生炉２、送風機３、油供給ポンプ５、回収油タンク６及び重油タンク７から構成されている。また、熱分解油回収設備Ｂは、熱分解油ドラム８、凝縮機９、水封槽１０、冷却塔１１及び冷却水ポンプ１２から構成されている。更に、排ガス処理設備Ｃは、主として、排ガス焼却炉１３から構成されている。
【００１３】
上記熱分解炉１は、炉体１４と、炉体１４の開口端に開閉自在に取り付けた前扉１５と、炉体１４の外側に設けた加熱ジャケット１６から構成され、廃ケーブルを乾留する時は、炉体１４内に廃ケーブル（不図示）を詰め込んだバスケット３０を２個収納するようになっている。
【００１４】
熱分解炉１は、酸素濃度検出センサ１８、圧力センサ１９、温度センサ２０を備え、圧力センサ１９によって窒素ガス供給管２１の流量調整弁２２を制御して炉体１４内に供給する窒素ガスａの流量を調節する一方、温度センサ２０によって油供給管２３の流量調整弁２４、及び送風管２７の流量調整弁２８を制御して熱風発生炉２の図示しないバーナに供給するＡ重油ｂ又は熱分解油ｆの供給量の調節、並びに燃焼空気ｄの供給量を調節を行うようになっている。また、油供給管２３から分岐させた分岐管２３′，２３″に設けたバルブ（不図示）を制御することによって燃料油を選択できるようになっている。
【００１５】
廃ケーブルの処理に当たっては、炉体１４内に窒素ガスａを供給して炉内を不活性ガスの雰囲気にした後、熱風発生炉２から熱風供給管５０を経て熱分解炉１の加熱ジャケット１６内に熱風ｋを供給して炉内の廃ケーブルを間接的に加熱する。炉体１４内の温度は、温度センサ２０によって常時監視され、廃ケーブルの被覆材が熱分解するように、随時、流量調整弁２４，２８の調節が行われている。
【００１６】
廃ケーブルの被覆材（ゴムやポリエチレンなどの高分子材料製）の熱分解が始まると、高温の熱分解ガスｅが炉体１４から配管４０を経て熱分解油ドラム８に流入して冷却され、熱分解ガスｅ中の高沸点の分解油が熱分解油ドラム８に残留する。高沸点の分解油が除かれた熱分解ガスｅは、熱分解油ドラム８に立設されている凝縮器９を通過する間に熱分解ガスｅ中の熱分解油が凝縮し、熱分解油ドラム８内に流下する。熱分解油ドラム８に溜まった熱分解油ｆは、配管４６を通って回収油タンク６に送出される。なお、余分な熱分解油ｆは、配管４７を通って系外に送出され、別途、燃料などに利用される。
【００１７】
一方、熱分解油の除かれた排ガスは、配管４１を通って水封槽１０に流入した後、配管４２を通って排ガス焼却炉１３に送出され、焼却される。排ガスの焼却には、燃焼空気ｄ及びガス管４３により供給するＬＰＧガスｈが補助燃料として使用される。また、熱分解炉１の排ガスｊは、配管４８を通って排ガス焼灼炉１３に導入される。
【００１８】
乾留時間の経過後、熱風発生炉２を停止して炉体１４を自然冷却させる。その後、熱分解炉１の前扉１５を開けて廃ケーブルに含まれていた銅線を回収する。回収された銅線は、不活性ガスの雰囲気中で処理されているため、表面が酸化されておらず、高値で取引される。
【００１９】
炉体１４の冷却に際して、送風機３による送風を継続すると、炉体１４の冷却速度を早めることができる。また、炉体１４の温度降下に伴って炉内が減圧状態になるのを防ぐため、炉体１４内に窒素ガスａを供給すると、窒素ガスａによって炉内の可燃性ガスを排除され、安全性が高くなる。なお、乾留が終了した時点で炉体１４内に供給されている窒素ガスａの供給量を増加させて炉内が減圧状態になるのを避けるようにしてもよい。
【００２０】
冷却塔１１の工水ｉは、ポンプ１２によって汲み上げられ、熱分解油ドラム８及び恐縮器９を経た後、配管４５を通って冷却塔１１に戻されるようになっている。
【００２１】
さて、熱分解炉及び廃ケーブルを収容するバスケットについて、更に詳しく説明する。
図１に示すように、熱分解炉１は、炉体１４の左右の内壁面７１にダム式流下溝７２を２段ずつ備えている。炉体１４の内壁面７１の伝熱を有効利用するために、上段のダム式流下溝７２ａは、炉体１４の中心Ｏを通る水平面ｍより、若干、下方に位置させることが望ましい。
【００２２】
図２に示すように、上下のダム式流下溝７２ａ，７２ｂは、熱分解炉１の中心線ｎに平行に設けられている。これらのダム式流下溝７２の前後一対の面板７３は、炉体１４の内壁面７１に水密状に取り付けられ、その傾斜面７４に長尺な側壁板７５が水密状に取り付けられている（図１参照）。また、側壁板７５は、炉体内壁面７１に一定間隔で取り付けた支持体７６によって支持されている。その上、図５に示すように、側壁板７５の下端にスリット状のすき間７７を設けている。このすき間７７の間隔Δｘは、１〜３ｍｍが望ましい。
【００２３】
一方、廃ケーブルを収容するバスケット３０は、図３及び図４から分かるように、立方体状の箱型に形成され、その内部は、水平仕切棚８０によって複数段に仕切られている。水平仕切棚８０及びバスケット底部８１は、パンチングメタル床８２になっているが、透かし床、格子床、金網床を問わない。また、バスケット３０の前面及び背面は、パンチングメタル８３によって覆われているが、透かし板、格子、金網を問わない。
【００２４】
水平仕切棚の取付け方法は、固定式、移動式、分割挿入式を問わない。また、パンチングメタルの穴径は、約２０〜５０ｍｍが望ましい。また、バスケット枠は、アングル形鋼により形成されているが、鋼管等の他の形鋼を用いて形成してもよい。
【００２５】
図３に示すように、バスケット３０は、１段目と３段目の区画６４内にバスケット３０を横切る溝形部材８５を備えている。溝形部材８５は、山形を呈し、バスケットの中央に位置している最上部８６から先端部８７に向かって下り勾配になっている。また、図４に示すように、上段の溝形部材８５ａは、バスケット３０の前面側と背面側に離れて設置され、下段の溝形部材８５ｂは、バスケット３０の中央に隣接して設置されている。上段の溝形部材８５ａがバスケット３０の中央側、下段の溝形部材８５ｂが、バスケット３０の前面側及び背面側に設置されていてもよい。
【００２６】
ここで、バスケット枠内に占める上段溝形部材の合計水平面積をＡｕ、バスケット枠内に占める下段溝形部材の合計水平面積をＡｌ、バスケットの水平断面積をＡとすると、上段溝形部材の面積比率αｕ（＝Ａｕ／Ａ）は、（１）式の示す範囲が望ましく、また、下段溝形部材の面積比率αｌ（＝Ａｌ／Ａ）は、（２）式の示す範囲が望ましい。
【００２７】
０＜αｕ＜１    ・・・・・  （１）
０＜αｌ＜１    ・・・・・  （２）
炉内のガスの対流を考えると、最適値は、αｕ＝０．３〜０．７、αｌ＝０．７〜０．３程度である。図４の例の場合は、αｕ＝αｌ＝０．４４である。
【００２８】
要するに、αｕ＝αｌ＝１とすると、水平仕切棚でガスの対流が遮断される上、炉体内壁面の熱伝導伝熱を有効に利用することができず、水平仕切棚に未分解プラスチックが残留する恐れがある。上下段の溝形部材は、図４のように配置したが、分解ガスの流れ、及び溶融した被覆材の落下パターンを考慮して設計すると良い。
【００２９】
ところで、上段の溝形部材８５ａが下段の溝形部材８５ｂより外側に突き出していると、廃ケーブルをバスケット３０に詰め込むとき、作業の邪魔になるので、上段の溝形部材８５ａは、先端部を着脱式にしてバスケット３０を炉内に搬入する直前に取り付けると便利である。そこで、図６に示すように、バスケット３０に設置されている溝形部材１８５と延長用溝形部材２８５との重複部分を貫通している二つの孔８８に延長用溝形部材の横幅より長い金属棒８９が抜き差し自在に装着している。
【００３０】
また、溝形部材８５の上部には、廃ケーブルが溝形部材８５内に落下して溶融被覆材の流れを阻害しないように、パンチングメタル等で製作した溝蓋９０を載せている。この溝蓋は、透かし蓋、格子蓋、金網蓋を問わない。
【００３１】
図３に示すように、バスケット３０の底面には、溝形部材から成る一対の架台９１が取り付けられている。そして、この架台９１を支持する一方、バスケットの出し入れ時にガイドとなる一対の支持部材９２を炉体１４の底部に立設されている（図１参照）。
【００３２】
一般に、前蓋１５は、強度上、さら形、或いは、半円形の鏡板が採用されている上、ガスケット冷却用水ジャケット９３で冷却される影響もあって熱分解ガスが凝縮して滴下し易いため、前扉１５の下部に凝縮物が溜まるのを防ぐため、ガス抜き穴（図示せず）を設けた液溜まり防止部材９４を設置する。この液溜まり防止部材９４は、図７に示すように、略かまぼこ形に呈している。また、液溜まり防止部材９４の端面９５は、図８に示すように、前扉１５のフランジ９６と面一にすることが望ましい。
【００３３】
上記加熱ジャケット１６は、隔壁３８によって２分されている上、各ジャケット１６内は、螺旋状の仕切板３９が設けられているため、各加熱ジャケット１６ａ，１６ｂ内に導入された加熱ガスが螺旋を描いて通過し、炉内を均一に加熱するようになっている。なお、符号１７は、断熱材１７を示している。
【００３４】
上記の熱分解炉１にて廃ケーブルを乾留すると、銅線を被覆している被覆材が熱分解し、熱分解油ｆとして熱分解油ドラム８に回収されることは、既に説明した通りであるが、乾留中に溶融した被覆材は、図９に示すように、バスケット３０に設けた上下の溝形部材８５ａ，８５ｂ内に流下する。そして、上段の溝形部材８５ａ内の溶融被覆材Ｑは、上段のダム式流下溝７２ａ内に流下する。そして、このダム式流下溝７２ａ内にて炉体の内壁面７１の長手方向に広がりながら、ダム式流下溝７２の底に設けたスリット状のすき間７７から炉体の内壁面７１に沿ってフィルム状に流下する間に炉体の内壁面７１からの伝熱より低分子に１次熱分解する。
【００３５】
また、下段の溝形部材８５ｂから下段のダム式流下溝７２ｂ内に流入した溶融被覆材Ｑも同様にして低分子に１次熱分解する。更に、一対の支持部材９２間に流下した溶融被覆材Ｑは、炉体の谷底９７に向かって流れる間に低分子に１次熱分解する。
【００３６】
従って、バスケット３０に横詰めされた廃ケーブルＤは、所定の乾留時間内に完全に低分子に１次熱分解される。その結果、バスケット３０には、銅線などの有価金属が残り、炉体１４内のカーボン残渣も業務用電気掃除機で簡単に清掃できるようになった。
【００３７】
因に、上段溝形部材の被覆材重量比率γｕ及び下段溝形部材の被覆材重量比率γｌは、次のようになる。
【００３８】
すなわち、
上段溝形部材の水平棚に落下する被覆材重量をＷｕ、下段溝形部材の水平棚に落下する被覆材重量をＷｌ、バスケットの被覆材総重量をＷ（＝Ｗｕ＋Ｗｌ）とすると、γｕは（３）式、γｌは（４）式の如くなる。
【００３９】
γｕ＝αｕＷｕ／Ｗ    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （３）
γｌ＝αｌＷｌ／Ｗ＋αｕｌ（１−αｕ）Ｗｕ／Ｗ    ・・・・・  （４）
上記αｕｌ（＝Ａｕｌ／（Ａ−Ａｕ）は、上段溝形部材の水平棚からの落下物を下段溝形部材で受け取れる面積比率である。
【００４０】
ここで、ｍａｘ（γｕ）、ｍａｘ（γｌ）を求める。
αｕ＝１，Ｗｕ／Ｗ＝０．５とすると、
ｍａｘ（γｕ）＝０．５    ・・・・・  （５）
αｌ＝１，αｕｌ＝０，Ｗｌ／Ｗ＝０．５とすると、
ｍａｘ（γｌ）＝０．５    ・・・・・  （６）
となる。
【００４１】
なお、図５及び図６のものは、
αｕ＝０．４４，Ｗｕ／Ｗ＝０．５であるから、
γｕ＝０．２２    ・・・・・  （７）
となり、
αｌ＝０．４４，αｕｌ＝０．７８６，Ｗｌ／Ｗ＝０．５であるから、
γｌ＝０．４４    ・・・・・  （８）
となる。
【００４２】
上記の溝形部材８５は、図１０及び図１１に示すように設置してもよい。即ち、山形の溝形部材８５をバスケット３０の前後方向に向けて設置する一方、バスケット３０の前面及び背面に溝形部材８５０をバスケット３０の横手方向に向けて設置する。上段の横溝８５０の先端部８５０′は、着脱式にすると良いことは、言うまでもない。
【００４３】
一方、図１２及び図１３に示すように、上下各段のダム式流下溝７２ａ，７２ｂの下方に片流れ式の溝７８，７９をジグザグ状に設置しても同様の効果が得られる。図中、符号７２ｃは、最下段のダム式流下溝である。
【００４４】
本発明によれば、廃ケーブルからの有価金属の回収が効率的に処理できる。また、バスケットに収容する廃ケーブルは、一定の長さに切断したものや、ループ状に巻いたものでもよい。
【００４５】
以上では、熱分解炉１の排ガスを排ガス焼却炉１３で焼却して大気中に放出する場合について説明したが、この排ガスを貯蔵タンク６１に貯蔵し、資源の有効利用のために、ガス燃料として使用する案も考えられる。また、被覆材がポリ塩化ビニールなどのハロゲンを含むプラスチック材料の場合は、塩素腐食を考えた材料選択やダイオキシン低減装置の組み込みが必要となる。
【００４６】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、次のような、数々の優れた効果が得られる。
すなわち、
▲１▼  重量約２，０００ｋｇの廃ケーブルを乾留するのに、従来は１０時間程度かかっていたが、本発明では、６時間で乾留でき、１回／日のバッチ運転（商用運転）を実現できるようになった。
【００４７】
▲２▼  バスケットやダム式下流溝は、簡単な構造ながら溶融被覆材の熱分解能力に優れ、その効果は、絶大である。
【００４８】
▲３▼  溶融被覆材が十分な熱量を得て、効率良く低分子に１次熱分解されるため、回収油量が増加する。その結果、乾留炉の加熱に必要な燃料を回収油によって賄えるようになった。
▲４▼  溶融被覆材に濡れる炉体の内壁面は、全円周の約１／２まで増加できるため、２次以上の熱分解に伴う低分子のガス量が減少する。その分、熱分解ガスの回収油量が増加し、資源の有効利用となる。
【００４９】
▲５▼  溶融被覆材は、炉体内で完全にカーボン化するため、乾留後の炉内残留物を業務用掃除機で安全に、かつ、短時間に清掃できる。
▲６▼  バスケットには、水平の仕切棚を取り付け、廃ケーブルを水平収容するため、乾留処理後も銅線などの有価金属が炉底に落下することなく、仕切棚上に残り、効率的に回収できるようになった。
【００５０】
▲７▼  溶融被覆材の熱分解に寄与する伝熱面積が増加するため、その分、乾留炉を小型化することができ、コストダウンが可能である。
▲８▼  熱分解炉の熱効率が高まるため、燃料が節約でき、省エネルギー、省資源化が可能になる。
▲９▼  前扉下部の未分解残渣が無くなり、作業性の向上及び熱分解炉の寿命の延長が計れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃ケーブルの処理方法に使用する熱分解炉の要部正面図である。
【図２】図１の熱分解炉の平断面図である。
【図３】バスケットの正面図である。
【図４】バスケットの側面図である。
【図５】ダム式流下溝の要部断面図である。
【図６】溝形部材の延長部の拡大側面図である。
【図７】前扉の要部内壁面を示す正面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】本発明の熱分解炉の作用説明図である。
【図１０】他のバスケットの正面図である。
【図１１】他のバスケットの側面図である。
【図１２】ダム式流下溝の他の例を示す側面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII断面図である。
【図１４】本発明に係る廃ケーブル処理システムの概略図である。
【符号の説明】
１  乾留炉
７１  炉壁
Ｑ    溶融被覆材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004079549.tif 000011
【図１１】
0004079549.tif 000012
【図１２】
0004079549.tif 000013
【図１３】
0004079549.tif 000014
【図１４】
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