(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックを熱分解する、直立配置され且つ底部が円錐形に下方へ突出した円筒縦形の熱分解槽１と、該熱分解槽１の側壁内面に付着した付着物を掻き取るスクレーパ装置２と、該熱分解槽１の底部に設けられた残渣排出部１１とを備え、前記残渣排出部１１には熱分解槽１の傾斜する底部から外部へ延長する排出路１２と、該排出路１２に沿って熱分解残渣を移動上昇させその先端部１３から外部へ排出するための２軸スクリュー式のスクリューコンベア手段１４と、該排出路１２を加熱する加熱手段１５が設けられ、さらに前記排出路１２の先端部１３には排出路１２における熱分解残渣から蒸発する油蒸気を熱分解槽１内の上部に戻す蒸気回収配管２１が設けられていることを特徴とするプラスチック熱分解装置。
【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等のプラスチックを熱分解し油成分を回収するための熱分解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からプラスチックを熱分解し油成分を回収するために、種々の形式の熱分解装置が使用されている。一般に使用されている熱分解装置は、直接的または間接的に周囲が加熱される熱分解槽を有し、その熱分解槽は上部にプラスチックの投入部と発生する油蒸気の排出部を備えると共に、底部に熱分解残渣を排出する排出部を備えている。
熱分解槽内のプラスチックは加熱により熱分解されて液化し、次いで蒸発して油蒸気になる。この油蒸気は排出部から外部に取り出され、熱交換器で冷却液化し油成分として回収される。プラスチックの熱分解を続けると熱分解槽の底部には熱分解残渣が蓄積してくるが、この熱分解残渣は底部に設けた排出手段により間欠的にまたは連続的に外部へ取り出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のプラスチック熱分解装置においては、熱分解槽の側壁内面にコーキングといわれる炭化物等が付着し、それが次第に堆積して熱効率を低下させるという問題があった。
また、熱分解槽の底部に溜まってくる熱分解残渣はスクリューコンベアなどの排出部により排出されるが、その際に高粘度の熱分解残渣がスクリューに付着するので移送困難になり、定期的に熱分解装置の運転を中止して掃除する必要があった。
さらに排出される熱分解残渣と共に液化プラスチックが同伴するという問題もあり、それが油成分の回収率低下の原因になっていた。
そこで本発明は、これらの問題を解決するプラスチック熱分解装置を提供することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラスチックを熱分解する、直立配置され且つ底部が円錐形に下方へ突出した円筒縦形の熱分解槽１と、該熱分解槽１の側壁内面に付着した付着物を掻き取るスクレーパ装置２と、該熱分解槽１の底部に設けられた残渣排出部１１とを備え、前記残渣排出部１１には熱分解槽１の傾斜する底部から外部へ延長する排出路１２と、該排出路１２に沿って熱分解残渣を移動上昇させその先端部１３から外部へ排出するための２軸スクリュー式のスクリューコンベア手段１４と、該排出路１２を加熱する加熱手段１５が設けられ、さらに前記排出路１２の先端部１３には排出路１２における熱分解残渣から蒸発する油蒸気を熱分解槽１内の上部に戻す蒸気回収配管２１が設けられていることを特徴とするプラスチック熱分解装置である。
【０００５】
【作用】
本発明のプラスチック熱分解装置は、熱分解槽の側壁内面に付着する付着物をスクレーパ装置で掻き取ることができるので、その堆積による熱効率の低下という問題がない。そして掻き取られた付着物は熱分解残渣として残渣排出部から外部に排出される。
また残渣排出部における排出路が熱分解槽の底部から傾斜上昇して外部へ延長されているため、熱分解残渣と共に液化プラスチックが排出路に同伴移送されても、大部分はその傾斜に沿って自動的に熱分解槽の底部へ戻される。
さらにその排出路におけるスクリューコンベア手段は、回転する一対のスクリューが互いに接近し協同して熱分解残渣を移送する２軸スクリュー式としたので、スクリューに付着した高粘度の熱分解残渣は回転に伴って相互に掻き取られる。そのためスクリューの掃除のために定期的に熱分解装置の運転を中止する必要がない。
【０００６】
また排出路には加熱手段が設けられ、さらに排出路における熱分解残渣から蒸発する油蒸気を熱分解槽内の上部に戻す蒸気回収配管がその先端部に設けられているので、排出路の傾斜に沿って戻り切れなかった液化プラスチックは、その加熱手段により加熱されて蒸発し、蒸気回収配管により熱分解槽内の上部へ回収される。したがって、油成分の回収効率が高くなると共に、回収された油蒸気の大部分は再び液化することなくそのまま油蒸気として熱分解槽上部から外部に排出できるので、排出路の加熱に要する熱が有効に利用される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明のプラスチック熱分解装置の１例を模式的に示す図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図である。これらの図において、熱分解槽１は円筒横置型を傾斜配置して使用し、その内部には回転するスクレーパ装置２が設けられている。スクレーパ装置２は熱分解槽１の円筒軸線を貫通するようにして軸支された回転軸３と、その回転軸３に沿って所定間隔で一端が固定されたスクレーパ４と、回転軸３を駆動する減速モータ等の駆動手段５を備えており、スクレーパ４の先端が熱分解槽１の側壁内面に接触して、そこに付着した付着物を掻き取るようになっている。
さらに熱分解槽１の上方には投入装置６から投入されるプラスチックを槽内に受け入れる投入口７と、熱分解により発生した油蒸気を外部に排出する排出口８が設けられている。そして排出口８から排出された油蒸気は配管９を経て熱交換器１０に導入され、そこで冷媒により冷却凝縮されて液化し回収される。
【０００８】
熱分解槽１の底部には残渣排出部１１が設けられている。残渣排出部１１は熱分解槽１の円筒の周壁下側に沿って外部へ延長されている排出路１２と、排出路１２に沿って熱分解残渣を移動上昇させ先端部１３から外部へ排出するためのスクリューコンベア手段１４と、排出路１２を加熱する加熱手段１５とを備えている。
スクリューコンベア手段１４は減速モータ等の駆動手段１６と、その駆動軸にギア機構（図示せず）を介して互いに逆方向あるいは同方向の何れにも回転する一対の軸１７と、それぞれの軸１７に設けた螺旋羽根１８を備える２軸スクリュー式とされている。そして各スクリューの螺旋羽根１８は相互に接近して配置され、協同して螺旋羽根１８間に存在する残滓を軸方向に搬出するようになっている。
図２に示すように、排出路１２は熱分解槽１を構成する円筒の周壁より下側に突出して設けられ、２軸スクリューの螺旋羽根１８を収容する断面形状を有している。
【０００９】
加熱手段１５は熱分解槽１の底部における排出路１２の部分の周囲を加熱する加熱部Ａと、それから外部に延長する排出路１２の部分の周囲を加熱する加熱部Ｂにより構成され、それぞれ燃焼加熱ガスまたは電気ヒータ加熱等により直接的または間接的に加熱される。加熱部Ａの温度は図示しない制御手段により、排出路１２に貯留する液化プラスチックを加熱して積極的に蒸発させるに十分な温度に維持制御される。この温度は投入されるプラスチックの種類により異なるので一般に実験で決定されるが、通常３５０から４５０℃程度とされる。また加熱部Ｂは、その部分に熱分解残渣と同伴してくる液化プラスチックを短い移送時間に確実に蒸発させるため、加熱部Ａより高い温度（例えば５０℃程度高い温度）を維持するように制御される。
【００１０】
なお図１（および図２）に示すように、この例では加熱部Ａとして熱分解槽１の底部に加えて液化プラスチックの液レベルの高さの周壁まで加熱している。しかしこの部分が図示しない熱分解用の加熱手段で加熱されている場合には、その必要がない。
排出路１２の先端部１３には、貯蔵部１９に貯留された熱分解残渣を定期的に外部に取り出す際に使用する仕切弁等の開閉手段２０が設けられている。
さらに先端部１３には加熱部Ｂで加熱され蒸発した油蒸気を熱分解槽内の上部に戻すための蒸気回収配管２１が設けられている。なお蒸気回収配管２１の外周は図示しない保温材により被覆され、途中で油蒸気が液化しないようになされている。
またこの例で熱分解槽１は円筒横置型をそのまま傾斜配置して使用するが、場合によってはその上部を水平に変形することもできる。
【００１１】
次に上記装置の作用を説明する。
投入口７より投入されたプラスチックは、熱分解槽１内で加熱分解されて一旦液化してから蒸発し、排出口８から排出して配管９を経て熱交換器１０に導入され、そこで凝縮液化して回収される。
熱分解により側壁内に付着する炭化物等の付着物は、スクレーパ装置２を連続的または間欠的に回転、もしくは所望角度で反復回動することにより掻き取られて底部へ落下除去される。一方、底部の排出路１２は常時加熱部Ａにより加熱され、該部分における液化プラスチックの固化が防止される。
【００１２】
熱分解を続けることにより、熱分解槽１の底部の排出路１２には熱分解残渣が次第に溜まってくるが、その熱分解残渣はスクリューコンベア手段１４により傾斜する排出路１２中を移送上昇され、先端部１３から貯蔵部１９に貯留される。その際、熱分解残渣と同伴する液化プラスチックのかなりの部分は傾斜に沿って底部に戻され、残りの部分は加熱部Ｂの加熱により蒸発する。この油蒸気は排出路１２の先端部１３まで上昇し、そこから蒸気回収配管２１を通って熱分解槽１の上部へ戻されて回収される。
なお、スクリューコンベア手段１４として２軸スクリュー式を採用しているので、前述のようにスクリューの螺旋羽根１８に付着しまたはその羽根間に存在する高粘度の熱分解残滓は、相互の螺旋羽根１８により自動的に搬送される。そして貯蔵部１９が熱分解残滓で充満したらスクリューを止めて開閉手段２０を閉め、内部の熱分解残滓を取り出す。このような作業により、シールを保ちながら本装置の運転を継続することができる。
【００１３】
図３は本発明のプラスチック熱分解装置の他の例を模式的に示す図である。この例では熱分解槽１として直立配置され且つ底部が円錐形に下方へ突出された円筒縦型とされている点が図１のものと異なり、そのほかは実質的に同一である。そして図１と同じ機能を有する部分には、それと同一の符号が付されている。
図３の場合も、残渣排出部１１の排出路１２が熱分解槽１における傾斜する底部から外部へ延長され、底部に加熱部Ａ、延長部に加熱部Ｂがそれぞれ設けられ、その排出路１２の先端部１３に蒸気回収配管２１および開閉手段２０が設けられている。そしてそれらの作用も図１の場合と同様であるので説明は省略する。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように構成される本発明のプラスチック熱分解装置は、次のような効果を奏する。
（１）熱分解槽の側壁内面に付着する付着物をスクレーパ装置で掻き取ることができるので、それが次第に堆積して熱効率を低下させるという問題がない。そして掻き取られた付着物は熱分解残渣として残渣排出部から外部に排出される。
（２）残渣排出部における排出路が熱分解槽の底部から傾斜上昇して外部へ延長されているため、熱分解残渣と共に液化プラスチックが排出路に同伴移送されても、大部分はその傾斜に沿って自動的に熱分解槽の底部へ戻される。
さらにその排出路におけるスクリューコンベア手段は、回転する一対のスクリューが互いに接近し協同して熱分解残渣を移送する２軸スクリュー式としたので、スクリューに付着しまたはその螺旋凹部間に存在する高粘度の熱分解残渣は回転に伴って相互に搬送される。そのためスクリューの掃除のために定期的に熱分解装置の運転を中止する必要がない。
（３）排出路には加熱手段が設けられ、さらに排出路における熱分解残渣から蒸発する油蒸気を熱分解槽内の上部に戻す蒸気回収配管がその先端部に設けられているので、排出路の傾斜に沿って戻り切れなかった液化プラスチックは、その加熱手段により加熱されて蒸発し、蒸気回収配管により熱分解槽内の上部へ回収される。したがって、油成分の回収効率が高くなると共に、回収された油蒸気の大部分は再び液化することなくそのまま油蒸気として熱分解槽上部から外部に排出できるので、排出路の加熱に要する熱が有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック熱分解装置の１例を模式的に示す図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明のプラスチック熱分解装置の他の例を模式的に示す図。
【符号の説明】
１  熱分解槽
２  スクレーパ装置
３  回転軸
４  スクレーパ
５  駆動手段
６  投入装置
７  投入口
８  排出口
９  配管
１０  熱交換器
１１  残渣排出部
１２  排出路
１３  先端部
１４  スクリューコンベア手段
１５  加熱手段
１６  駆動手段
１７  軸
１８  螺旋羽根
１９  貯蔵部
２０  開閉手段
２１  蒸気回収配管
【図１】
0003774831.tif 000002
【図２】
0003774831.tif 000003
【図３】
0003774831.tif 000004