(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管本体（２）と、この管本体（２）を取り巻き、一端にガス供給部（６）を有し他端にガス排出部（７）を有する筒状の加熱部（３）と、前記ガス供給部（６）に接続された燃焼炉（１８）と、前記管本体（２）の一端に第１の開閉弁（１０）を介して接続された廃プラスチック供給装置（９）と、前記管本体（２）の一端に流量調整弁（２２）を介して接続され、前記管本体（２）内へ供給される酸素含有加圧気体の管内流速を可変にし得る加圧気体供給装置（２３）と、前記管本体（２）の他端に第２の開閉弁（１３）を介して接続された凝縮装置（１２）と、前記管本体（２）の他端に一端が接続された第３の開閉弁（２５）と、この第３の開閉弁（２５）の他端に一端が接続された第４の開閉弁（２９）と、この第４の開閉弁（２９）の他端に接続された集塵装置（３０）と、前記第３の開閉弁（２５）の他端に一端が接続された第５の開閉弁（２８）と、この第５の開閉弁（２８）の他端に接続されたガス処理装置（１６）とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置。
【請求項２】
管本体（２）を取り巻く筒状の加熱部（３）内に加熱ガスを導入し前記加熱部（３）内を加熱する工程と、前記管本体（２）の一端から溶融廃プラスチックを導入する工程と、前記溶融廃プラスチックを前記管本体（２）内にてガス状に熱分解させる工程と、この熱分解ガスを凝縮装置（１２）へ導入して凝縮した油成分ならびに凝縮されないガス成分を生成する工程と、前記ガス成分をガス処理装置（１６）へ導入して無害化する工程と、その後、前記管本体（２）への溶融廃プラスチックの供給を停止する工程と、
次いで、前記管本体（２）内へ第１の管内流速を有する酸素含有加圧気体を導入し前記管本体（２）内の残渣類を酸化処理する第１の工程と、この酸化処理にて生成されたガス成分を前記ガス処理装置（１６）へ導入して無害化する工程と、
次いで、前記管本体（２）へ導入する前記酸素含有加圧気体の管内流速を前記第１の工程の管内流速より大なる第２の管内流速へ増速する工程と、それにより前記管本体（２）内の残存酸化物を強制的に前記管本体から排出し集塵装置（３０）へ導入する工程とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い管型の熱分解装置で廃プラスチックを酸素の不存在下に加熱して熱分解することにより蓄積される残渣類を除去することができる廃プラスチック熱分解装置およびそのクリーニング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、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）等の廃プラスチックを資源として回収するため、熱分解装置で酸素不存在下に低分子に熱分解し、生成するガス成分を凝縮して油成分として回収する方法が多く採用されている。
このような熱分解装置には槽型と管型のものがある。槽型のものは底部が円錐形に形成された筒状の槽本体とその周囲に配置された加熱部を備え、上方に廃プラスチックの投入部と生成するガス成分の排出部、底部に残渣排出部が設けられる。そして熱分解される廃プラスチックを攪拌すると共に、熱分解により発生し蓄積する残渣を排出したり底部の傾斜面に固着するコーキングを剥離するスクレーパ機構が設けられる。
管型のものは横長で筒状の管本体と、その周囲に配置された加熱部とを備えたもので、内部にスクリューを設けたスクリュー式とスクリューを設けない単なる管式のものが存在する。
【０００３】
現在主流となっている槽型の熱分解装置は、一般に槽が大きくなり、内部に残渣排出やコーキング剥離をするためのスクレーパ機構を有するのでコスト高になるという問題がある。またスクリュー式を採用した管型の熱分解装置は、内部に設けたスクリューにより残渣を排出したり、管本体内面に固着するコーキングを剥離するようになっているが、一般に装置が複雑になりコストも高くなるという問題がある。
一方、内部にスクリューを設けない単なる管型の熱分解装置は、構造が簡単でコストも低いという利点はあるが、管本体の内部の残渣排出やコーキング剥離のために定期的にクリーニングをする必要がある。従来行われているクリーニングは、管本体の両端部を閉鎖している蓋板を取り外し、一方の端部より長いブラシなどの掃除具を差し込み、往復移動してコーキングを剥離すると共に他方の端部から残渣と剥離したコーキングを排出する方法が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの方法は、管本体の両端部の蓋体を取り外したり掃除具を操作する手間が大変で時間もかかるという問題があり、しかも管本体の長さがかなりある場合は、管本体の内壁面に強固に固着しているコーキングを十分に剥離することが難しいという問題がある。さらにクリーニングに先立って、管本体内の温度を常温まで下げ、熱分解反応の再開時に温度を所定値まで上昇させる必要があり、そのための時間とエネルギー消費量が増加する。
そこで本発明はスクリューを設けない単なる管型の熱分解装置における残渣やコーキング（以下これらを残渣類という）を効率的に且つ十分に除去できるクリーニング方法を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、管本体（２）と、この管本体（２）を取り巻き、一端にガス供給部（６）を有し他端にガス排出部（７）を有する筒状の加熱部（３）と、前記ガス供給部（６）に接続された燃焼炉（１８）と、前記管本体（２）の一端に第１の開閉弁（１０）を介して接続された廃プラスチック供給装置（９）と、前記管本体（２）の一端に流量調整弁（２２）を介して接続され、前記管本体（２）内へ供給される酸素含有加圧気体の管内流速を可変にし得る加圧気体供給装置（２３）と、前記管本体（２）の他端に第２の開閉弁（１３）を介して接続された凝縮装置（１２）と、前記管本体（２）の他端に一端が接続された第３の開閉弁（２５）と、この第３の開閉弁（２５）の他端に一端が接続された第４の開閉弁（２９）と、この第４の開閉弁（２９）の他端に接続された集塵装置（３０）と、前記第３の開閉弁（２５）の他端に一端が接続された第５の開閉弁（２８）と、この第５の開閉弁（２８）の他端に接続されたガス処理装置（１６）とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置である。
【０００６】
この廃プラスチック熱分解装置によれば、管本体２の内面に残渣類が付着したとき、それを容易に酸化処理して分解し、その分解した後のものを集塵装置３０に捕捉し、内部を容易にクリーニングし得る。即ち、廃プラスチック熱分解装置の可動中に、第１の開閉弁１０を閉じて管本体２に溶融廃プラスチックが導入されるのを阻止し、次いで、流量調節弁２２の開放調整して、加圧気体供給装置２３から酸素を適量供給することにより、管本体２内の残渣類を効率よく酸化処理することができる。次いで、その酸化処理により生成された残存酸化物を加圧気体供給装置２３からの加圧気体を十分供給して、それにより残存酸化物を吹き飛ばし、第３の開閉弁２５，第４の開閉弁２９を介して集塵装置３０に捕捉することができる。
なお、酸化処理にて生成されたガス成分は、第５の開閉弁２８を介してガス処理装置１６により無害化することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、管本体（２）を取り巻く筒状の加熱部（３）内に加熱ガスを導入し前記加熱部（３）内を加熱する工程と、前記管本体（２）の一端から溶融廃プラスチックを導入する工程と、前記溶融廃プラスチックを前記管本体（２）内にてガス状に熱分解させる工程と、この熱分解ガスを凝縮装置（１２）へ導入して凝縮した油成分ならびに凝縮されないガス成分を生成する工程と、前記ガス成分をガス処理装置（１６）へ導入して無害化する工程と、その後、前記管本体（２）への溶融廃プラスチックの供給を停止する工程と、
次いで、前記管本体（２）内へ第１の管内流速を有する酸素含有加圧気体を導入し前記管本体（２）内の残渣類を酸化処理する第１の工程と、この酸化処理にて生成されたガス成分を前記ガス処理装置（１６）へ導入して無害化する工程と、
次いで、前記管本体（２）へ導入する前記酸素含有加圧気体の管内流速を前記第１の工程の管内流速より大なる第２の管内流速へ増速する工程と、それにより前記管本体（２）内の残存酸化物を強制的に前記管本体から排出し集塵装置（３０）へ導入する工程とを具備することを特徴とする廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法である。
このような本発明の廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法によれば、残渣類の酸化処理により、残渣類を構成する有機物質が酸素と反応して二酸化炭素（ＣＯ2 ）や水（Ｈ2 Ｏ）に分解され、分解できない部分は容積が縮小され灰分、砂、金属片等の無機質分として残される。そしてコーキングとして固着した有機物質は分解されてカーボン質が実質的に無くなっているため、管本体内壁への付着力が著しく低下し、エアブローにより簡単に剥離して排出される。さらに管本体がかなり長い場合でも、コーキングの剥離およびその排出を容易に行うことができる。また本方法は熱分解運転中に高温に保持された管本体内の温度を一旦常温まで下げることなく、熱分解反応の停止後に速やかに高温酸化状態に移行することができるので、クリーニングに要する時間が短く、且つエネルギー消費量も少なくてよい。
しかも、管本体に供給する加圧気体の流速を、残渣物を処理するための第１の流速にし、その酸化処理後の残存酸化物を排出するためには、第１の流速よりも大なる第２の流速で行うようにしたから、確実に残存酸化物を集塵装置３０へ導いて捕捉することができる。
また、本発明のクリーニング方法によれば、酸化処理に際して発生する排ガス中の有害成分をガス処理装置で無害化処理もしくは除去処理することができるから、環境を汚染することがない。
【０００８】
【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は本発明のクリーニング方法を実施する熱分解装置の１例を示す模式的なプロセスフロー図である。細長い管型の熱分解装置１は、内部にスクリューを設けない横長の管本体２と、その周囲を取り巻く筒状の断熱壁を有する加熱部３を備えており、管本体２の上流側（図面左側）端部に廃プラスチックの導入部４、下流側（図面右側）端部に生成するガス成分を排出する排出部５がそれぞれ設けられる。さらに加熱部３の上流側（図面左側）端部に加熱用ガスを供給するガス供給部６、下流側（図面右側）端部に熱交換されたガスを排出するガス排出部７がそれぞれ設けられる。
【０００９】
管本体２の導入部４は配管８により廃プラスチックの供給装置９に接続され、該配管８に開閉弁１０が設けられる。また管本体２の排出部５は配管１１により凝縮装置１２に接続され、該配管１１に開閉弁１３が設けられる。凝縮装置１２にはガス成分を冷却する冷却配管（図示せず）が設けられ、凝縮装置１２で冷却されて凝縮した油成分を排出する配管１４は図示しない油成分回収槽に接続され、凝縮しないガス成分を排出する配管１５はガス処理装置１６に接続される。
【００１０】
加熱部３のガス供給部６は配管１７によってバーナ燃焼により加熱ガスを発生する燃焼炉１８のガス排出口に接続され、加熱部３を通過して熱交換した加熱ガスはガス排出部７から図示しない排ガス処理装置に排出される。
配管８から配管１９が分岐され、該配管１９に開閉弁２０、流量計２１および流量調整弁２２が設けられ、その先端はブロワ等の加圧方式の気体供給装置２３に接続される。また配管１１から配管２４が分岐され、該配管２４に開閉弁２５が設けられる。そして配管２４はさらに配管２６と配管２７に分岐され、配管２６に開閉弁２８が設けられてその先端が前記ガス処理装置１６に接続される。
一方、配管２７に開閉弁２９が設けられてその先端がバグフィルタ式やサイクロン式の集塵装置３０に接続される。なお集塵装置３０には無機質分を除去された排ガスを排出する配管３１、除去した無機質分を排出する配管３２が接続される。
【００１１】
供給装置９は廃プラスチックを加熱溶融して熱分解装置１に供給するもので、通常プラスチック射出成形に使用される伝熱ヒータ式の溶融装置と同様なものが使用される。すなわち筒状の溶融部３３内に電動機等の回転装置３６により回転駆動される溶融押出スクリュー３５を備え、上流側（図面左側）に細かく粉砕した廃プラスチックを供給するホッパ３８を有するもので、下流側端部の排出口に配管８が接続される。
ガス処理装置１６としては、例えば燃焼式または活性炭などを充填した吸着式があり、燃焼式はガス成分中の有害物質を燃焼により無害化するもので、吸着式はガス成分中の有害物質を吸着により除去するものである。なおガス処理装置１６から排出される処理済みのガス成分は、配管３７から外部に排出される。
【００１２】
次に上記装置の作用を説明すると、先ず図示しないパージ配管により熱分解装置１の管本体２内を窒素ガス等の不活性ガスで置換する。次に加熱炉１８から８００℃程度の加熱ガスを加熱部３に導入して管本体２内を加熱しておくと共に、供給装置９を運転して廃プラスチックを溶融する。次に開閉弁１０、１３を開けて開閉弁２０、２５を閉じ、１５０〜３００℃程度の温度に溶融された廃プラスチックを管本体２に連続的に導入する。
管本体２に導入された廃プラスチックは、そこを通過する間に酸素不存在下に徐々に熱分解され低分子化して蒸発する。蒸発したガス成分は排出部５から配管１１を経て凝縮装置１２に導入され冷却されて凝縮する。凝縮した油成分は配管１４から図示しない油成分回収槽に回収され、残りの凝縮しないガス成分は配管１５からガス処理装置１６に導入され、例えば燃焼により無害化されて配管３７より排出される。
【００１３】
熱分解装置１の運転により管本体２内には次第に分解されない残渣が蓄積し、それと共に管本体２の内壁にはコーキングが固着してくる。残渣の発生量は通常導入される廃プラスチックが純粋なものであれば、高々その導入量の１重量％程度であるが、不純物が混入する場合もあり、一定期間運転を継続するとかなりの蓄積量に達する。管本体２内の残渣類が所定量に達したとき、開閉弁１０を閉じて供給装置９からの廃プラスチックの導入を停止することにより、管本体２における熱分解反応を停止する。そして熱分解反応が実質的に停止した後、加熱炉１８からの加熱ガスの供給量を調整することにより、管本体２内の温度を例えば５００℃程度に下降させ、以後その温度を保持する。
【００１４】
次いで開閉弁１３を閉じ、開閉弁２０、２５および２８を開け、さらに気体供給装置２３を運転して酸素含有気体、例えば空気を管本体２に導入する。管本体２への気体流量は流量調整弁２２により、例えば残渣の量が１ｋｇ以下のとき、空気の場合１〜１０ｍ3 ／Ｈｒ程度の比較的低い値になるように、流量計２１で確認しながら調整する。酸素量が多いほど酸化処理に要する時間は短くなるが、それに比例して管本体２内の温度が低下するので、その温度が許容される値を下回らない範囲でできるだけ多くの酸素含有気体を流すように調整することが望ましい。
【００１５】
酸素含有気体を導入した管本体２内は高温酸化状態となり、そこに存在する残渣類は効率よく酸化処理される。残渣類の有機物質は前述のように酸素と反応して二酸化炭素（ＣＯ2 ）や水（Ｈ2 Ｏ）に分解され、分解できない部分は容積が縮小され灰分、砂、金属片等の無機質分として残される。またコーキングとして固着した有機物質は分解されてカーボン質が実質的に無くなっているため管本体２内壁への付着力は著しく低下する。なお酸化処理に際して不完全燃焼等により発生する一酸化炭素（ＣＯ）や煤などは、ＣＯ2 やＨ2 Ｏと共に配管２４および配管２６を経てガス処理装置１６に導入され、例えば燃焼により有害物質が無害化されて配管３７から排出する。
【００１６】
管本体２内の残渣類が十分に酸化処理されたら、次に開閉弁２８を閉じて開閉弁２９を開け、さらに流量調整弁を操作して気体供給装置２３からの酸素含有気体の流量を、例えば管内流速で３０〜７０ｍ／ｓ程度に増加する。この増加により管本体２内の酸化物は強いエアブロー作用により排出部５から外部に強制的に排出され、さらに配管２４、２７を経て集塵装置３０に導入され、そこで固形の無機質分を除去されて配管３１から排出される。そして集塵装置３０に蓄積した無機質分は定期的に配管３２から外部に排出する。
以上のようにして管本体２内の残渣類が排出されたら、次に加熱炉１８からの加熱ガス量を再調整して管本体２内の温度を熱分解温度に上昇させ、開閉弁２０、２５を閉じ、開閉弁１０、１３を開けて廃プラスチックの熱分解装置１の運転を再開する。
なお上記実施例では、管本体２内に酸素含有気体を供給する方法として、導入部４側に加圧方式の気体供給装置２３を設けたが、その代わりに排出部５側に吸引方式のブロワなどを設けて、吸引により管本体２内に酸素含有気体を供給してもよい。
【００１７】
【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熱分解装置の発明によれば、
管本体２の内面に残渣類が付着したとき、それを容易に酸化処理して分解し、その分解した後のものを集塵装置３０に捕捉し、内部を容易にクリーニングし得る。即ち、廃プラスチック熱分解装置の可動中に、第１の開閉弁１０を閉じて管本体２に溶融廃プラスチックが導入されるのを阻止し、次いで、流量調整弁２２を適量開放し、加圧気体供給装置２３から酸素を供給することにより、管本体２内の残渣類を酸化処理することができる。次いで、その酸化処理により生成された残存酸化物を加圧気体供給装置２３からの加圧気体により吹き飛ばし、第３の開閉弁２５，第４の開閉弁２９を介して集塵装置３０に捕捉することができる。
なお、酸化処理にて生成されたガス成分は、第５の開閉弁２８を介してガス処理装置１６により無害化することができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の廃プラスチック熱分解装置のクリーニング方法によれば、残渣類の酸化処理により、残渣類を構成する有機物質が酸素と反応して二酸化炭素（ＣＯ2 ）や水（Ｈ2 Ｏ）に分解され、分解できない部分は容積が縮小され灰分、砂、金属片等の無機質分として残される。そしてコーキングとして固着した有機物質は分解されてカーボン質が実質的に無くなっているため、管本体内壁への付着力が著しく低下し、エアブローにより簡単に剥離して排出される。さらに管本体がかなり長い場合でも、コーキングの剥離およびその排出を容易に行うことができる。また本方法は熱分解運転中に高温に保持された管本体内の温度を一旦常温まで下げることなく、熱分解反応の停止後に速やかに高温酸化状態に移行することができるので、クリーニングに要する時間が短く、且つエネルギー消費量も少なくてよい。
しかも、管本体に供給する加圧気体の流速を、残渣物を処理するための第１の流速にし、その酸化処理後の残存酸化物を排出するためには、第１の流速よりも大なる第２の流速で行うようにしたから、確実に残存酸化物を集塵装置３０へ導いて捕捉することができる。
また、本発明のクリーニング方法によれば、酸化処理に際して発生する排ガス中の有害成分をガス処理装置で無害化処理もしくは除去処理することができるから、環境を汚染することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニング方法を実施する熱分解装置の１例を示す模式的なプロセスフロー図。
【符号の説明】
１  熱分解装置
２  管本体
３  加熱部
４  導入部
５  排出部
６  ガス供給部
７  ガス排出部
８  配管
９  供給装置
１０  開閉弁
１１  配管
１２  凝縮装置
１３  開閉弁
１４  配管
１５  配管
１６  ガス処理装置
１７  配管
１８  燃焼炉
１９  配管
２０  開閉弁
２１  流量計
２２  流量調整弁
２３  気体供給装置
２４  配管
２５  開閉弁
２６  配管
２７  配管
２８  開閉弁
２９  開閉弁
３０  集塵装置
３１  配管
３２  配管
３３  溶融部
３５  溶融押出スクリュー
３６  回転装置
３８  ホッパ
３７  配管
【図１】
0003806829.tif 000002