０−１９新庄におけるバッチ式廃プラスチック熱分解油化プラントについて
BatchTypePyrolysisPlantofWastePlastics
BuiltatS
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Yamagata
佐藤慎也（最上機工）松田竹男（最上機工）○正多賀谷英幸（山大院）
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な:WastePlastics,
Pyrolysis,
FeedstockRecycling,
BatchTypeReactor1．緒言
日本では１年間におよそ１０００万トンのプラスチッ

分解釜からは、脱塩ガス処理ラインと廃プラスチックオイル生成ラインの２系統のラインが伸びており、含塩素プラスチックが存在する場合には、反応当初において脱塩ガクが一般廃棄物または産業廃棄物として排出されており、そのおよそ半分が直接燃焼され、エネルギー回収がなされている（サーマルリサイクル）。残りの半分近くは、ＰＥＴリサイクルなどに代表されるマテリアルリサイクルであり、化学変化を伴わず樹脂として再生利用されているが、カスケードリサイクルで表現されるように、品質劣化をともなう。一方、廃プラスチックを石炭や石油の代替資源として利用するケミカルリサイクルは化学変化を伴う処理であり期待は大きいが、技術的、経済的課題を持つ中で３％程度の処理量に留まっている(1)。

ス処理系ラインが稼動する。

熱分解釜の加熱によって、脱水、溶融などの物理的変化がおき、２５０〜３００℃の比較的低い温度領域において含塩素プラスチックからの脱塩素反応が進行する。
この脱塩ガスには可燃性炭化水素ガスが含まれるが、これらは燃焼炉によって燃焼し、冷却塔にて冷やされた後、ここを通過する塩化水素ガスが吸収塔でアルカリ水に吸収される。

ケミカルリサイクル(2)に位置づけられる熱分解油化リサイクルは、１９７０年以降熱可塑性樹脂を対象にし、多くの検討がなされてきた。この熱分解油化リサイクルは、有機資源の利用の観点からは多様な資源利用者の要望に応えられるものであり、それぞれの地域に即した小規模のバッチ式廃プラスチック油化プラントの可能性も指摘さ｡kｎＲｎｒｎＴ１ｍれている(3)。
本研究では山形県の新庄市に設置され稼働中の最大処理量３トン／日の廃プラスチック油化プラントの現状について紹介する。
2．新庄油化プラント

本プラントは、多様な廃プラスチックの処理が可能なバッチ式の熱分解油化プラントである。廃プラスチックは前処理工程にて選別され、必要に応じて粉砕、減容されて熱分解釜に投入される。この熱分解釜は、容積がおよそ５，３であり、バーナーによって直に加熱される直火型である。
同じ大きさのＡおよびＢの２基が設置されており、同時利｡Ｖｒｆ

RcactorLightOilCondenser

FigurclBatchtypepyrolysisplantbuiltatShinjo．

用が可能である。

廃プラスチックのかさ比重を０．３とすれば、１基で最大１．５トンの処理が可能であり、２基では１日３トンの脱塩化水素反応が終了した後、脱塩ガス処理ラインを廃プラスチックオイル生成ラインに切り替えて昇温を再開し、プラスチック主鎖の熱分解反応の起きる４００℃前後の温度で反応を行う。熱分解ガスは、第一段の凝縮器にて１５０℃前後に冷やされ、ここで重質油が得られる（重質処理量となる。

油化反応においては、図１に示す分解釜の上部マンホールより前処理を終えた廃プラスチックが投入され、マンホールが閉められた後、窒素置換が行われる。

７７油凝縮器）。第一段の凝縮器で凝縮されなかった軽質成分れた。

は、第二段の凝縮器にて４０℃前後に冷やされ、軽質油が得られる（軽質油凝縮器）。ここで未凝縮のオフガスは、3.3熱分解反応における生成物分布フレアスタックにて燃焼される。重質油はタンクに移送された後、製品として出荷され、軽質油の一部は、タンクに

表１における反応{１]では、生成油の収率は分解釜Ａで６３％、分解釜Ｂで６０％に達し、両反応釜で大きな差は移送された後、燃料ポンプにて、熱分解釜の加熱燃料とし無く、順調に分解反応が起きていることが確認された。生成油の内訳は、ＡおよびＢで９７％および９９％が重質油であった。オフガスはＡ，Ｂそれぞれで２４％に達し、残て用いられる。

3．新庄油化プラントの運転実績

りが残澄、水およびスラッジとなった。

3.1投入廃プラスチックについて．

反応[２}及び反応[３]では仕込み量が反応[１］よりも小さくなっている。反応[２]においては、分解釜Ａ、Ｂでそれぞれ、５７％および５９％の生成油収率となり、大半が重質油となった。一方、オフガスは、１５．３％および１

熱分解釜ＡおよびＢに対して異なった組成の廃プラスチックを投入することが出来る。
ここでは、次のような３回の反応についてポリスチレン（PS）、ポリプロピレン（PP）およびポリエチレン（ＰＥ）の混合からなる廃プラスチックに対して熱分解反応を試１．４％と反応[１}よりも小さくなったが残澄が増えることになった。

みた。

反応{３]においては、分解釜Ａ、Ｂでそれぞれ、５３％および５１％の生成油収率となり、この場合も生成油の大半が重質油となった。一方、オフガスは、１８．９％およ

層１琴L 令角函表１熱分解反応における廃プラスチックの組成（kg）

反応反応釜

ＰＳＡ１００ＰＰ

び１５．４％となった。

PＥ

１０２３００１０２３０６

以上の３回の反応より、反応１２]及び［３]では､加熱炉の温度を下げることによりオフガスの量を低減させることができた。

[１］
Ｂ１０４Ａ

６０６０１９２Ｂ

６０６０１９２Ａ

６２６０１９０Ｂ

６０６０１９２3.4生成物の性状

ばい煙測定を行って排出基準値との比較を行い、問題が無いことを確認するとともに、生成した炭化水素油の分析[２］を行い、その性状・品質を明らかにした。
4．結論

新庄に設置された最大処理量３トン／日のバッチ式廃プラスチック油化プラントについて、その運転を行い、３回の反応では、生成油の収率が５０％を越えることが分かった。大半は重質油である。加熱炉の温度やその制御の状[３］それぞれ、地域において排出される廃プラスチックであり、消石灰は反応に応じて所定量を添加した。

況を変えることで、生成物をコントロール出来ることがわ

3.2熱分解反応

なお生成油については、熱分解油の品質ＴＳＺＯＯ２５より１種に相当し、残留炭素分や灰分量も小さく、全塩素分、硫黄分、窒素分も燃料として問題ない品質である事がかった。

何れの反応も順調に熱分解が進行し生成油が得られた
た。上記表１における反応[１]の温度履歴を図２に示す。
分解反応は400℃前後の温度で極めてスムーズに進行する。

わかった。
参考文献

(1)伊部英紀；日本エネルギー学会誌，８９，pp508‑515800（2010）

７００一《
3600(2)曾田忠弘、多賀谷英幸；プラスチックの化学再資源、一ｏ５００埠昌
４００階＝÷一凸司一一一へ

全一二≧三二！
〆§３００虐２００１００，−RGactor

化技術，シーエムシー出版，pp222‑237（2005）‑PlastjcLj印』ic(3)橘秀昭，塩谷操，岩井慶治，福島正明；日本エネル

P1astにＧａ８

ギー学会誌，８６，pp877‑887（2007）

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加熱炉の温度を制御することで、廃プラスチックの液相およびガス相の温度が４時間前後にわたって比較的均一に保持され、熱分解反応が順調に進行していることが確認さ7８