(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを加熱溶融して押し出す押出装置１と、押出装置１から押し出される溶融プラスチックを移送する配管２と、その配管に第１の分岐路と第２の分岐路とが並列接続され、その第１の分岐路に開閉弁４を介して接続された熱分解装置３と、前記第２の分岐路に開閉弁６を介して接続されたペレット化装置５と、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのリサイクル装置。
【請求項２】
熱分解装置３で生成した分解ガスを蒸留してモノマー成分を分離する蒸留装置７を備えた請求項１に記載の廃プラスチックのリサイクル装置。
【請求項３】
請求項１に記載のリサイクル装置を使用して廃プラスチックをリサイクルする方法において、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいてペレット化装置５と熱分解装置３のリサイクル割合を調整することを特徴とする廃プラスチックのリサイクル方法。
【請求項４】
請求項２に記載のリサイクル装置を使用して廃プラスチックをリサイクルする方法において、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいてペレット化装置５、熱分解装置３および蒸留装置７のリサイクル割合を調整することを特徴とする廃プラスチックのリサイクル方法。
【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リサイクルするに際して、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいた最適な処理を行うことができるリサイクル装置、およびそのリサイクル装置を使用したリサイクル方法に関するものである。
【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、ポリプロピレン等のオレフィン系プラスチック、ポリスチレン等のスチレン系プラスチック、ＡＳ樹脂やＡＢＳ樹脂等のアクリル系プラスチックなど種々のものがある。
これら廃プラスチックを資源として回収する、いわゆるリサイクル法として、そのまま燃焼して熱エネルギーとして回収するサーマルリサイクル法、再生樹脂として回収するマテリアルリサイクル法、熱分解して燃料またはモノマーとして回収するケミカルリサイクル法等がある。
【０００３】
上記いずれのリサイクル法を採用するかは、廃プラスチックの種類、分別の度合い、汚れ具合、さらにはリサイクル品の需要量等により異なる。
サーマルリサイクル法はこれら廃プラスチックの状態と関係なく採用可能であるが、付加価値が低く、高温による燃焼炉の損傷、燃焼に際して発生する有害物質等の問題があり、この方法の採用は次第に減少する傾向にある。
マテリアルリサイクル法は廃プラスチックの分別状態および汚れ具合などが比較的良好である場合に多く採用される。この方法は廃プラスチックを粉砕して押出装置で加熱溶融し、得られた溶融プラスチックをペレット化装置により再生プラスチックペレットとするものである。この方法に使用する廃プラスチックを分別する際には、目的とするプラスチック以外を不純物としてできるだけ除去することが望ましい。しかしポリエチレンとポリプロピレンは混合した状態で再生プラスチックとして使用できる場合もある。
【０００４】
ケミカルリサイクル法も基本的には目的のプラスチックを廃プラスチックから分別して使用することが望ましいが、多少の不純物が混在していたり汚れているプラスチックでも許容できるケースもある。この方法は廃プラスチックを熱分解装置で酸素の不存在下に熱分解し、生成する分解ガスを凝縮して油分として回収したり、さらには分解ガスまたはその油分を蒸留装置で蒸留してモノマー成分として回収するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した各種リサイクル法の中でも、マテリアルリサイクル法とケミカルリサイクル法は従来から多く採用されており、今後も増加すると推定される。
マテリアルリサイクル法は比較的容易な方法で、少量リサイクルも可能であるが、原料である廃プラスチックの汚れ、熱履歴や紫外線による劣化の度合いなどによって得られた再生プラスチックの品質が低下することも多く、一般的には用途が限定されて価格もそれほど高くない。
ケミカルリサイクル法は汚れが比較的多い廃プラスチックや劣化した廃プラスチックでも採用可能であるが、油分をそのまま燃料用として出荷する場合は製品の付加価値があまり高くない。そこで油分をさらに蒸留装置で蒸留してモノマーとして回収することにより付加価値は高くなる。しかし再生モノマーの需要量には変動があり、一般的には安定した操業レベルを確保することが困難である。
【０００６】
一方、廃プラスチックのリサイクル事業には多くの設備投資を必要とし、その費用回収や採算維持のためには大量のリサイクルを安定して行うことが重要になる。しかし特定種類の廃プラスチックを常に安定確保することは難しいため、多種類の廃プラスチックを原料として使用でき、その種類や品質に適した方法を選択してリサイクルできる設備であることが望ましい。そこで本発明は、これら廃プラスチックのリサイクル環境に最適に対応できるリサイクル装置およびそれを使用したリサイクル方法を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１に記載の発明は、廃プラスチックを加熱溶融して押し出す押出装置１と、押出装置１から押し出される溶融プラスチックを移送する配管２と、その配管２に第１の分岐路と第２の分岐路とが並列接続され、その第１の分岐路に開閉弁４を介して接続された熱分解装置３と、前記第２の分岐路に開閉弁６を介して接続されたペレット化装置５と、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのリサイクル装置である。
このように廃プラスチックを加熱溶融する押出装置と、溶融プラスチックを効率よく熱分解できる熱分解装置と、溶融プラスチックを効率よくペレット化できるペレット化装置の三者を有機的に結合した上記装置によれば、回収された廃プラスチックの種類、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、リサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックとしてのリサイクルまたは熱分解リサイクルのリサイクルの割合を自由に且つ容易に調整することができ、それによって廃プラスチックの種類や品質などのリサイクル環境に対応した最適な処理を行うことが可能になる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の廃プラスチックのリサイクル装置において、熱分解装置で熱分解により生成した分解ガスをさらに蒸留してモノマー成分を分離する蒸留装置を備えていることを特徴とするものである。
この装置によれば、再生モノマーの生成を含めたリサイクル割合の調整をより自由に行うことができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のリサイクル装置を使用して廃プラスチックをリサイクルする方法において、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいてペレット化装置と熱分解装置のリサイクル割合を調整することを特徴とする廃プラスチックのリサイクル方法である。
この方法によれば、回収された廃プラスチックの種類、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、リサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックとしてのリサイクルまたは熱分解リサイクルのリサイクル割合を自由に調整することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のリサイクル装置を使用して廃プラスチックをリサイクルする方法において、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいてペレット化装置、熱分解装置および蒸留装置のリサイクル割合を調整することを特徴とする廃プラスチックのリサイクル方法である。
この方法によれば、回収された廃プラスチックの種類、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、リサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックとしてのリサイクルまたは熱分解リサイクル、さらには再生モノマー生成リサイクルのリサイクル割合をより自由に調整することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を基にして説明する。
図１は本発明の廃プラスチックのリサイクル装置の１例を示すプロセスフロー図である。１は廃プラスチックを加熱溶融して押し出す押出装置、２は押出装置１から押し出される溶融プラスチックを移送する配管、３は配管２に開閉弁４を介して接続された熱分解装置、５は配管２に開閉弁６を介して接続されたペレット化装置、７は熱分解装置３で熱分解されて生成した分解ガスをさらに蒸留してモノマー成分を分離する蒸留装置である。
【００１１】
押出装置１はホッパ等の受入部８に導入した廃プラスチックを加熱押出部１０で加熱溶融し、スクリュー等により定量的に排出するもので、例えばプラスチック押出成形機として常用されている装置を転用することができる。
押出装置１から押し出される溶融プラスチックを移送する配管２や開閉弁４、開閉弁６はステンレス系等の耐腐食性および耐高温性の材料で作られ、溶融プラスチックの冷却を防止するため、その周囲を断熱材で被覆したり、場合によってはその外側をさらに電気ヒータや蒸気管などで覆って加熱する。
【００１２】
熱分解装置５は図示のような管型のものが使用される。管型の熱分解装置３は筒状の反応管１１とその周囲に配置された加熱部１２を備えており、加熱された反応管１１の一端部から供給される溶融プラスチックは内部を通過する間に酸素の不存在下に熱分解され、生成した分解ガスが他端部から排出されるようになっている。加熱部１２は電気ヒータ式またはガス加熱式などがあり、ガス加熱式の場合は反応管１１の周囲に図示しない燃焼装置からの高温燃焼ガスを通過させるガス通路が設けられる。
【００１３】
ペレット化装置３は溶融プラスチックを所望の直径で線状に押し出す紡口を有するノズル１３と、線状に押し出された溶融プラスチックを冷却固化する冷却装置１４と、固化した再生プラスチックを一定長さに切断してペレットにするペレタイザー１５を備えている。なお図示の冷却装置１４は冷却水槽中に溶融プラスチックを通過させて冷却する水冷型の例である。
蒸留装置７はラッシリングを充填した一般的な蒸留塔を使用することができ、その蒸留塔の中段に熱分解装置３からの分解ガスを導入する配管１６、頂部に分離された低沸点成分をコンデンサ１７に排出する配管１８、上部にコンデンサ１７からの液成分の一部を環流する配管１９、底部にリボイラ２１を備え、配管１９にはポンプ２０が設けられる。コンデンサ１７からの液成分の残りは配管２２から図示しない回収タンクに再生モノマーとして回収される。またコンデンサ１７で凝縮されないガス成分は配管２３から排出され、塔底部からは重質成分が配管２４により排出される。なおガス成分や重質成分は、例えばガス加熱式の加熱部１２に高温燃焼ガスを供給するために設けられた燃焼装置に燃料の一部として供給される。
【００１４】
次に上記装置を使用して廃プラスチックをリサイクルする方法を説明する。
先ず図示しない供給装置から細かく粉砕した廃プラスチック片を押出装置１の受入部８に供給し、押出装置１を運転して廃プラスチック片を加熱押出部１０に導入し、そこから配管２に溶融プラスチックが定量的に押し出される。
溶融プラスチックを熱分解リサイクルする場合には、開閉弁４を開けて配管２の溶融プラスチックを熱分解装置３に連続的に供給する。熱分解装置３の反応管１１は予め所定温度、例えばポリスチレンを熱分解する場合には６００〜８００℃程度に昇温すると共に、例えば窒素などの不活性ガスで内部の空気を置換して酸素不存在の状態にしておく。
【００１５】
溶融プラスチックは反応管１１を通過する間に急速に熱分解し、生成した分解ガスが反応管１１の下流側端部から配管１６に流出する。流出した分解ガスは蒸留装置７の中段に供給され、リボイラ２１の加熱により蒸留操作される。その蒸留操作により分離された低沸点成分は、塔頂部から留出し配管１８を経てコンデンサ１７に供給され、そこで冷却されて液化しポンプ２０により排出される。そして液成分の一部は配管１９を経て蒸留装置７に環流し、残りは配管２２により図示しない回収タンクに再生モノマーとして回収される。またコンデンサ１７で凝縮しないガス成分は配管２３から排出される。さらに蒸留装置７の底部から配管２４を経て分子量の大きい重質成分が排出される。
蒸留装置７を設けない場合は、配管１６の分解ガスを例えば冷却装置（コンデンサ）に供給して凝縮し、得られた液成分を油分として回収する。なお蒸留装置７を設ける場合においても冷却装置を設け、その冷却装置で凝縮した液成分を蒸留装置７の中段に供給することもできる。
【００１６】
一方、溶融プラスチックから再生プラスチックのペレットを得る場合には、開閉弁６を開けて配管２の溶融プラスチックをペレット化装置５に供給する。配管２の溶融プラスチックは先ずノズル１３から線状に押し出され、次いで冷却装置１４で冷却されて固化する。固化した再生プラスチックは次にペレタイザー１５で一定長さに切断され、得られたペレットはコンベア塔の搬送装置２５で図示しない貯蔵槽に搬送される。
【００１７】
前記のように、特定種類の品質の一定した廃プラスチックを常に確保することは難しいので、安定操業のためには多種類の廃プラスチックをそれに適した方法でリサイクルすることが望ましい。上記装置を使用することによって、回収された廃プラスチックの種類や、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、さらにはリサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックとしてのリサイクルまたは熱分解リサイクルのリサイクルの割合を自由に調整することができる。
例えば原料である廃プラスチックの汚れ、熱履歴や紫外線による劣化の度合いの少ない良質なものである場合には、ペレット化装置５のみを運転して廃プラスチックの全量をペレット化リサイクルして再生プラスチックを生産する。
また廃プラスチックの品質が多少劣る場合であっても、回収量が少ない場合にはペレット化装置３のみを運転してペレット化リサイクルすることもできる。
【００１８】
廃プラスチックの汚れ、熱履歴や紫外線による劣化の度合いが比較的大きく、原料品質に問題がある場合には、主として熱分解リサイクルを行うことが望ましい。熱分解リサイクルにより原料中の不純物の多くは除去されて比較的品質のよい分解ガスが得られるので、それを液化することにより良質の液体燃料を得ることができる。また蒸留装置を設ける場合には、その分解ガスから効率よく高品質なモノマー成分を回収することができる。
しかし液体燃料やモノマー成分の需要量が少ない場合には、熱分解リサイクルと再生プラスチックのペレット化リサイクルを併用することもできる。その場合には２つの開閉弁４、６を調整することによりそのリサイクル割合を調整することができる。
さらに、廃プラスチックの汚れ、熱履歴や紫外線による劣化の度合いなどの品質が中程度の場合や、大量の廃プラスチックが一時的に回収されたような場合においても、熱分解リサイクルと再生プラスチックのペレット化リサイクルを併用することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の廃プラスチックのリサイクル装置は、廃プラスチックを加熱溶融する押出装置と、溶融プラスチックを効率よく熱分解できる熱分解装置と、溶融プラスチックを効率よくペレット化できるペレット化装置の三者を有機的に結合して構成したので、廃プラスチックの種類、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、リサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックリサイクルまたは熱分解リサイクルの割合を自由に且つ容易に調整することができ、それによって廃プラスチックの種類や品質などのリサイクル環境に対応した最適な処理を行うことが可能である。
請求項２に記載の廃プラスチックのリサイクル装置は、上記の熱分解装置で熱分解により生成した分解ガスをさらに蒸留してモノマー成分を分離する蒸留装置を備えていることを特徴とし、それによって廃プラスチックのリサイクル割合の調整をモノマー成分の生成を含めてより自由に行うことができる。
【００２０】
請求項３に記載の廃プラスチックのリサイクル方法は、請求項１に記載のリサイクル装置を使用して廃プラスチックをリサイクルするに際して、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいてペレット化装置と熱分解装置のリサイクル割合を調整することを特徴とする。この方法によれば、回収された廃プラスチックの種類、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、リサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックリサイクルまたは熱分解リサイクルの割合を自由に調整することができる。
請求項４に記載の廃プラスチックのリサイクル方法は、請求項２に記載のリサイクル装置を使用して廃プラスチックをリサイクルするに際して、廃プラスチックの品質とリサイクル品の需要量に基づいてペレット化装置、熱分解装置および蒸留装置のリサイクル割合を調整することを特徴とする。この方法によれば、回収された廃プラスチックの種類、分別程度、汚れおよび劣化などの品質、リサイクル品の需要量などに基づいて、再生プラスチックリサイクルまたは熱分解リサイクル、さらには再生モノマー生成リサイクルなどの割合をより自由に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃プラスチックのリサイクル装置の１例を示すプロセスフロー図。
【符号の説明】
１  押出装置
２  配管
３  熱分解装置
４  開閉弁
５  ペレット化装置
６  開閉弁
７  蒸留装置
８  受入部
９  モータ
１０  加熱押出部
１１  反応管
１２  加熱部
１３  ノズル
１４  冷却装置
１５  ペレタイザー
１６  配管
１７  コンデンサ
１８  配管
１９  配管
２０  ポンプ
２１  リボイラ
２２  配管
２３  配管
２４  配管
２５  搬送装置
【図１】
0004258791.tif 000002