油化システム
【課題】 溶解炉の熱の影響を抑制して効率的に合成樹脂を投入可能な油化システムを提供すること。
【解決手段】 合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉１と、合成樹脂を溶解炉内に投入する合成樹脂投入機構２と、該溶解炉で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉３と、気化ガスを冷却して液状の油を生成する油化器５とを備え、合成樹脂投入機構が、合成樹脂を貯留すると共に溶解炉よりも上方に設置されたホッパー部８と、ホッパー部と溶解炉との間に設けられ内部が合成樹脂の供給路となる供給筒部９と、供給筒部内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ前記供給路を開閉可能な複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとを備えている。
【解決手段】 合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉１と、合成樹脂を溶解炉内に投入する合成樹脂投入機構２と、該溶解炉で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉３と、気化ガスを冷却して液状の油を生成する油化器５とを備え、合成樹脂投入機構が、合成樹脂を貯留すると共に溶解炉よりも上方に設置されたホッパー部８と、ホッパー部と溶解炉との間に設けられ内部が合成樹脂の供給路となる供給筒部９と、供給筒部内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ前記供給路を開閉可能な複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄プラスチック等の合成樹脂（プラスチック）を油化させる油化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＰ（ポリプロピレン）等の廃棄プラスチックを油化する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、プラスチックを加熱して溶融させる溶融部と、溶融部で溶融されたプラスチックをさらに加熱して解重合させ分解ガスを生成する分解部と、分解部で生成した分解ガスを冷却して油を生成する油化部と、を備えた油化プラントが記載されている。
【０００３】
この油化プラントでは、ブラスチックの供給部として、プラスチックを貯留するホッパーと、ホッパー内のプラスチックを溶融部に供給する供給配管と、供給配管内のプラスチックを溶融部に向けて搬送するリードスクリューと、リードスクリューを回転させるモーターとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６９７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の油化技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の特許文献１に記載の油化プラントでは、合成樹脂をリードスクリューで供給配管内を移動させ供給筒出口から溶解炉（溶融部）へ落下させて供給しているが、高熱の溶解炉からの熱が供給筒出口を介して供給配管内に伝熱し、供給配管内の合成樹脂が溶融してしまう問題があった。このため、溶融した合成樹脂が供給配管の内壁やリードスクリューに付着し、スムーズに合成樹脂の搬送ができないばかりか、リードスクリューの回転を阻害し、連続供給ができなくなって供給部自体が故障してしまう問題があった。このため、リードスクリューによる連続供給ではなく、ホッパーを溶解炉に直接、接続することで、ホッパー内のプラスチックを直接、溶解炉へ一度に投入するバッチ式で供給する方法もあるが、この場合、ホッパーが冷えるまで次の合成樹脂を投入することができず、効率的な油化処理ができないという不都合があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、溶解炉の熱の影響を抑制して効率的に合成樹脂を投入可能な油化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる油化システムは、合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉と、前記合成樹脂を前記溶解炉内に投入する合成樹脂投入機構と、該溶解炉で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉と、前記気化ガスを冷却して液状の油を生成する油化器とを備え、前記合成樹脂投入機構が、前記合成樹脂を貯留すると共に前記溶解炉よりも上方に設置されたホッパー部と、前記ホッパー部と前記溶解炉との間に設けられ内部が前記合成樹脂の供給路となる供給筒部と、前記供給筒部の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ前記供給路を開閉可能な複数の開閉弁とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この油化システムでは、供給筒部内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁を備えているので、複数の開閉弁によってホッパー部から溶解炉までの供給路が複数段に区画、分断されてホッパー部や上方の開閉弁への熱を遮断し、投入前の合成樹脂が溶融してしまうことを防止できる。また、上方の開閉弁と下方の開閉弁とを個別に開閉することで、開閉弁を仕切りにして区画された供給路内に合成樹脂を分け、少なくとも２段階で投入可能になるので、下方の開閉弁を開いて溶解炉へ合成樹脂を投入する際に上方の開閉弁を閉じた状態にでき、溶解炉と分断され熱を遮蔽した状態でホッパー部へ合成樹脂を追加投入することができる。したがって、合成樹脂を追加しながら小分けして繰り返し溶解炉へ投入することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の油化システムは、前記供給筒部を冷却する筒部冷却機構を備えていることを特徴とする。
すなわち、この油化システムでは、供給筒部を冷却する筒部冷却機構を備えているので、溶解炉に接続された供給筒部を筒部冷却機構で強制的に冷やすことができ、開閉弁によって供給筒部内に一時的に貯留される合成樹脂が投入前に溶解してしまうことを抑制することができる。また、ホッパー部や各開閉弁への熱の影響を抑制することもできる。
【００１０】
さらに、本発明の油化システムは、前記ホッパー部と前記供給筒部との接続部に設けられた第１の開閉弁と、前記供給筒部の中間部に設けられた第２の開閉弁と、前記供給筒部と前記溶解炉との接続部に設けられた第３の開閉弁と、前記第２の開閉弁と前記第３の開閉弁とを連動させて開閉させるリンク部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、この油化システムでは、第１の開閉弁を開くことでホッパー部から供給筒部内への合成樹脂の導入を行うと共に第１の開閉弁を閉じることで供給筒部からホッパー部への熱を遮蔽し、次に第１の開閉弁を閉じ、リンク部材で連動する第２の開閉弁および第３の開閉弁を開くことで供給筒部内に導入された合成樹脂を溶解炉へ投入することができる。また、このとき、第２の開閉弁と第３の開閉弁とが同時に開閉するため、これら両者が閉じた状態で第１の開閉弁を開けてホッパー部の合成樹脂を導入すると、第１の開閉弁と第２の開閉弁とで区画された供給路上部内に合成樹脂が導入されると共に、第２の開閉弁と第３の開閉弁とで区画された供給路下部内に合成樹脂がない熱遮蔽室として機能する空気室が形成される。したがって、溶解炉からの熱を、第２の開閉弁および第３の開閉弁の２つの弁と断熱性の高い空気室とで遮断して、供給路上部への熱を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の油化システムは、前記筒部冷却機構が、空気を冷却して冷気を発生させる空冷用冷却装置と、前記供給筒部の外周を覆うと共に該外周との間に前記冷気の流通空間を設けた外筒部と、該外筒部に接続され前記流通空間に前記空冷用冷却装置からの前記冷気を供給する供給筒部用冷気配管とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この油化システムでは、空冷用冷却装置からの冷気が供給筒部用冷気配管を介して外筒部内の流通空間に供給されるので、冷気によって供給筒部の高い冷却効果が得られる。なお、空冷式を採用することで、水冷式熱交換器など液体を冷媒とする場合に比べてメンテナンス性が向上すると共に電気的ショート等を低減させることができる。
【００１３】
また、本発明の油化システムは、前記気化炉が、溶解された合成樹脂を加熱するカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この油化システムでは、気化炉が、フェライト系抵抗合金であるカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部を備えているので、６００℃程度が限界の従来のニクロムヒータに比べて１４００℃程度までの高温使用が可能であり、高い耐久性を有している。すなわち、本発明の油化システムでは、カンタル合金ヒータによって７００℃程度の高温で連続運転を行ってもヒータの劣化がなく、加熱温度を安定して保持できることから、炉内温度を３Ｐ（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）のガス化に適した４５０℃程度に長期にわたって維持することができる。
特に、本発明の油化システムは、溶解炉の熱の影響を抑制可能な合成樹脂投入機構を備えているので、カンタル合金材の気化炉電熱ヒータ部による従来よりも高温の加熱処理に対しても安定した連続稼働が可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の油化システムによれば、供給筒部内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁を備えているので、溶解炉の熱の影響を抑制して効率的に合成樹脂を投入することができる。したがって、ガス化に適した４５０℃程度の高温の溶解炉を採用しても、合成樹脂の安定供給によって連続稼働が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る油化システムの一実施形態を示す全体の概略構成図である。
【図２】本実施形態において、合成樹脂投入機構を示す断面図である。
【図３】本発明に係る油化システムの一実施形態において、供給筒部の他の例を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明における油化システムの一実施形態を、図１および図２に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態における油化システムは、廃棄プラスチック等の合成樹脂（プラスチック）を油化させる電気式の油化装置又は油化プラントであって、材料の合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉１と、合成樹脂を溶解炉１内に投入する合成樹脂投入機構２と、該溶解炉１で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉３と、該気化炉３で発生した気化ガスを液化可能なガスへ変質させる触媒材に接触させる触媒炉４と、変質させた気化ガスを冷却して液状の油（ナフサ）を生成する油化器５と、空気を冷却して油化器５用の冷媒として冷気を発生させる空冷用冷却装置６と、油化器５の下部に接続され発生した液状の油を回収するオイルタンク７とを備えている。
【００１８】
材料となる上記合成樹脂は、例えば１〜２ｃｍほどに粉砕されたポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等のプラスチック材料である。
上記合成樹脂投入機構２は、材料の合成樹脂を貯留すると共に溶解炉１よりも上方に設置されたホッパー部８と、ホッパー部８と溶解炉１との間に設けられ内部が合成樹脂の供給路となる供給筒部９と、供給筒部９の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、供給筒部９を冷却する筒部冷却機構１１とを備えている。
【００１９】
この油化システムは、上記複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとして、ホッパー部８と供給筒部９との接続部に設けられた第１の開閉弁１０Ａと、供給筒部９の中間部に設けられた第２の開閉弁１０Ｂと、供給筒部９と溶解炉１との接続部に設けられた第３の開閉弁１０Ｃと、第２の開閉弁１０Ｂと第３の開閉弁１０Ｃとを連動させて開閉させるリンク部材２０とを備えている。
【００２０】
上記筒部冷却機構１１は、空気を冷却して冷気を発生させる空冷用冷却装置６と、供給筒部９の外周を覆うと共に該外周との間に冷気の流通空間を設けた外筒部１２と、該外筒部１２に接続され流通空間に空冷用冷却装置６からの冷気を供給する供給筒部用冷気配管１３とを備えている。なお、外筒部１２には、流通空間に導入された冷気を排出するための排気口１２ａが設けられている。
【００２１】
上記第１の開閉弁１０Ａは、図２に示すように、供給筒部９上端部に設置されたボール弁であり、内部に回動可能に設けられてボール状弁体１４と、該ボール状弁体１４に基端が取り付けられ外部に突出して設けられた第１のレバー１５と、を備えている。すなわち、第１の開閉弁１０Ａは、第１のレバー１５を回動させることにより、該第１のレバー１５に接続されたボール状弁体１４を回動させて供給路を開閉可能になっている。
【００２２】
また、上記第２の開閉弁１０Ｂは、供給筒部９の中間部に設けられ、内部に回動可能に設けられた上部円盤状弁体１６と、該上部円盤状弁体１６に基端が取り付けられ外部に突出して設けられた第２のレバー１７とを備えている。該第２のレバー１７は、上部円盤状弁体１６の中心を通って上下面に沿って固定されている。すなわち、第２の開閉弁１０Ｂは、第２のレバー１７を軸回りに回動させることにより、該第２のレバー１７に接続された上部円盤状弁体１６を回動させて供給路を開閉可能になっている。なお、上部円盤状弁体１６は、ステンレス製であり、閉塞時に合成樹脂が下方に落ちないように供給筒部９の内径とほぼ同じ外径に設定されている。
【００２３】
さらに、上記第３の開閉弁１０Ｃは、供給筒部９の下端外周面に設けられたヒンジ部１８と、供給筒部９の下端開口部にヒンジ部１８を介して回動可能に設けられた下部円盤状弁体１９とを備えている。下部円盤状弁体１９は、ステンレス製であり、供給筒部９の内径より若干大きな外径に設定され、その上面にパッキン１９ａが取り付けられて供給筒部９の下端開口部の閉塞時に密封状態が得られるようになっている。なお、下部円盤状弁体１９の下方近傍は、４３０℃程度の高温状態になることがあり、上記パッキン１９ａは４５０〜５００℃の耐熱性を有したものが採用される。
【００２４】
また、下部円盤状弁体１９と上部円盤状弁体１６とは、金属棒のリンク部材２０で連結されている。
上記リンク部材２０は、上端が閉塞時における上部円盤状弁体１６の下面の外縁近傍に回動可能に取り付けられていると共に、下端が閉塞時における下部円盤状弁体１９の上面のヒンジ部１８側近傍に回動可能に取り付けられている。すなわち、上部円盤状弁体１６が回動されて開くと、リンク部材２０で連結された下部円盤状弁体１９が連動してヒンジ部１８を中心に回動して下方に開くように設定されている。
【００２５】
なお、供給筒部９内に炭酸ガスや窒素ガスを供給可能にしても構わない。この場合、供給筒部９内に炭酸ガスや窒素ガスを入れた後に、第１の開閉弁１０Ａ〜第３の開閉弁１０Ｃを開閉するようにすれば、より安全に合成樹脂の投入を行うことができる。
【００２６】
上記溶解炉１は、供給筒部９の下端に上端が接続された垂直鋼管部２１と、該垂直鋼管部２１の下端に接続され内部の供給路が傾斜している湾曲鋼管部２２と、湾曲鋼管部２２内の合成樹脂を加熱して溶解する２つの溶解炉電熱ヒータ部２３と、を備えている。
【００２７】
上記溶解炉電熱ヒータ部２３は、湾曲鋼管部２２の外周に設置されたセラミックス製のヒータホルダー中に組み込んだカンタル合金材で形成された電熱ヒータである。この溶解炉電熱ヒータ部２３によって湾曲鋼管部２２内の合成樹脂は加熱され、最終的にペースト状とされる。例えば、溶解炉１内は、溶解炉電熱ヒータ部２３により２００℃〜３５０℃に加熱される。なお、２つに分けて取り付けられた溶解炉電熱ヒータ部２３は、湾曲鋼管部２２内の合成樹脂の搬送方向に応じて、すなわち合成樹脂の溶解状態に応じて段階的に温度が高く設定されている。
【００２８】
上記気化炉３は、湾曲鋼管部２２の下端に接続された筒状炉体２４と、該筒状炉体２０内のペースト状の合成樹脂を加熱して液状化すると共にさらに気化させる気化炉電熱ヒータ部２５と、を備えている。
なお、気化炉３に、筒状炉体２４内に回転可能にベアリング部で水平軸支され合成樹脂を攪拌しながら搬送する気化炉リードスクリューと、該気化炉リードスクリューに接続されこれを回転駆動する気化炉用モータと、を設けても構わない。
また、上記筒状炉体２４は、溶解炉１でペースト状に溶解された合成樹脂が投入される炉体前段部と、該炉体前段部の後段に設けられ加熱によりペースト状から液状に加熱された合成樹脂からの気化を促進する気化促進部と、を備えた構造にしても構わない。
【００２９】
上記気化炉電熱ヒータ部２５は、溶解炉電熱ヒータ部２３と同様に、筒状炉体２４の外周に設置されたセラミックス製のヒータホルダー中に組み込んだカンタル合金材で形成された電熱ヒータである。この気化炉電熱ヒータ部２５は、筒状炉体２４の延在方向に複数に分割されて設置しても構わない。この気化炉電熱ヒータ部２５によって筒状炉体２４内の合成樹脂が液状化され気化される温度まで加熱される。
【００３０】
例えば、気化炉電熱ヒータ部２５のカンタル合金材によるヒータ線は、７００℃〜８００℃の範囲で加熱され、気化炉３内は、気化炉電熱ヒータ部２５により３９０℃〜４６０℃の範囲内に加熱される。好ましくは、３Ｐ（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）の全てにおいて十分なガス化を行うために炉内を４５０℃以上に保持するように加熱を行う。なお、炉内温度の上限を４６０℃としているのは、上述したように炉内温度が４５０℃以上であれば３Ｐ全てをガス化させることができるため、必要以上に加熱電力を消費させないように、１０℃の余裕を持たせて上限を４６０℃に設定している。また、気化炉電熱ヒータ部２５を複数に分割して設置した場合、炉内の合成樹脂の搬送方向に応じて、すなわち炉内の合成樹脂の液化状態に応じて段階的に温度が高くなるように設定される。
【００３１】
なお、気化炉電熱ヒータ部２５を起動してから合成樹脂が気化するまでの温度に到達する時間を短くすることで、効率アップを図ることができる。したがって、気化炉電熱ヒータ部２５では、気化炉３内の温度検出を行い、気化温度に達するまでは高いヒータ温度に設定されるが、炉内が気化温度に到達したらヒータ温度の制御設定温度を下げて炉内温度がオーバーシュートしないように制御されている。
【００３２】
また、溶解炉電熱ヒータ部２３及び気化炉電熱ヒータ部２５は、電気絶縁カバーがないとカンタル合金材のヒータ線と湾曲鋼管部２２又は筒状炉体２４とが接触して漏電するおそれがあるため、４８Ｖ以下の電圧が加えられるように設定されている。なお、カンタル合金材のヒータ線は、空気中で加熱すると電気絶縁性の保護酸化被膜が形成され、寿命の向上を図ることができる。
上記カンタル合金材としては、ＡＰＭ線、Ａｌ線、ＡＦ線、Ｄ線又はＬＴ線等が採用可能である。
【００３３】
上記触媒炉４は、気化炉３の上部に接続されており、鋼管内に触媒材（図示略）が収納されて気化炉３から導入された気化ガス（合成樹脂の分解ガス）が触媒材間を流通可能になっている。なお、触媒材の負担を低減するために触媒炉を複数に分けて接続しても構わない。
上記触媒材としては、例えば人工ゼオライトや活性アルミ等が採用されている。
【００３４】
また、触媒炉４は、触媒材を加熱する触媒炉電熱ヒータ部２６を備えている。この触媒炉電熱ヒータ部２６は、触媒炉４の鋼管外周に設置されたセラミックス製のヒータホルダー中に組み込んだカンタル合金材で形成された電熱ヒータである。この触媒炉電熱ヒータ部２６により、高い触媒作用が得られる所定の温度まで触媒材が加熱される。
【００３５】
上記油化器５は、触媒炉４に接続され、触媒炉４を介して送られた気化ガスを空冷用冷却装置６からの冷気と熱交換させて冷却する空冷式熱交換器である。
上記空冷用冷却装置６には、油化器５への冷気を送る油化器用冷気配管２７と、供給筒部９に冷気を送る供給筒部用冷気配管１３とが接続されている。
【００３６】
上記オイルタンク７は、油化器５に接続され、油化器５で冷却され液状化された油を回収可能とされている。
また、オイルタンク７の上部には、オフガス配管２８が接続され、該オフガス配管２８には、逆止弁２９を介して、水を貯留した水封槽３０が接続されている。なお、オフガス配管２８の先端は、水封槽３０内の水中に配されている。また、この水封槽３０の上部には、回収したオフガスを燃焼させるオフガス燃焼器３１が接続されている。すなわち、オイルタンク７からのオフガスは、水封槽３０で一旦水中を通した後にオフガス燃焼器３１で燃焼される。
【００３７】
上述したように、本実施形態の油化システムは、供給筒部９内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えているので、複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによってホッパー部８から溶解炉１までの供給路が複数段に区画、分断されてホッパー部８や上方の開閉弁への熱を遮断し、投入前の合成樹脂が溶融してしまうことを防止できる。
【００３８】
また、上方の開閉弁１０Ａと下方の開閉弁１０Ｂ，１０Ｃとを個別に開閉することで、開閉弁を仕切りにして区画された供給路内に合成樹脂を分け、少なくとも２段階で投入可能になるので、下方の開閉弁１０Ｂ，１０Ｃを開いて溶解炉１へ合成樹脂を投入する際に上方の開閉弁１０Ａを閉じた状態にでき、溶解炉１と分断され熱を遮蔽した状態でホッパー部８へ合成樹脂を追加投入することができる。したがって、合成樹脂を追加しながら小分けして繰り返し溶解炉１へ投入することが可能になる。
【００３９】
さらに、供給筒部９を冷却する筒部冷却機構１１を備えているので、溶解炉１に接続された供給筒部９を筒部冷却機構１１で強制的に冷やすことができ、開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって供給筒部９内に一時的に貯留される合成樹脂が投入前に溶解してしまうことを抑制することができる。また、ホッパー部８や各開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃへの熱の影響を抑制することもできる。
【００４０】
特に、空冷用冷却装置６からの冷気が供給筒部用冷気配管１３を介して外筒部１２内の流通空間に供給されるので、冷気によって供給筒部９の高い冷却効果が得られる。なお、空冷式を採用することで、水冷式熱交換器など液体を冷媒とする場合に比べてメンテナンス性が向上すると共に電気的ショート等を低減させることができる。
【００４１】
また、第１の開閉弁１０Ａを開くことでホッパー部８から供給筒部９内への合成樹脂の導入を行うと共に第１の開閉弁１０Ａを閉じることで供給筒部９からホッパー部８への熱を遮蔽し、次に第１の開閉弁１０Ａを閉じ、リンク部材２０で連動する第２の開閉弁１０Ｂおよび第３の開閉弁１０Ｃを開くことで供給筒部９内に導入された合成樹脂を溶解炉１へ投入することができる。
【００４２】
また、このとき、第２の開閉弁１０Ｂと第３の開閉弁１０Ｃとが同時に開閉するため、これら両者が閉じた状態で第１の開閉弁１０Ａを開けてホッパー部８の合成樹脂を導入すると、第１の開閉弁１０Ａと第２の開閉弁１０Ｂとで区画された供給路上部内に合成樹脂が導入されると共に、第２の開閉弁１０Ｂと第３の開閉弁１０Ｃとで区画された供給路下部内に合成樹脂がない熱遮蔽室として機能する空気室が形成される。したがって、溶解炉１からの熱を、第２の開閉弁１０Ｂおよび第３の開閉弁１０Ｃの２つの弁と断熱性の高い空気室とで遮断して、供給路上部への熱を抑制することができる。
【００４３】
さらに、気化炉３が、フェライト系抵抗合金であるカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部２５を備えているので、６００℃程度が限界の従来のニクロムヒータに比べて１４００℃程度までの高温使用が可能であり、高い耐久性を有している。すなわち、本油化システムでは、カンタル合金ヒータによって７００℃程度の高温で連続運転を行ってもヒータの劣化がなく、加熱温度を安定して保持できることから、炉内温度を３Ｐ（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）のガス化に適した４５０℃程度に長期にわたって維持することができる。
【００４４】
特に、本油化システムは、溶解炉１の熱の影響を抑制可能な合成樹脂投入機構２を備えているので、カンタル合金材の気化炉電熱ヒータ部２５による従来よりも高温の加熱処理に対しても安定した連続稼働が可能である。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４６】
上記実施形態では、気化炉、油化器および触媒炉を各１つ備えているが、複数の気化炉、油化器および触媒炉を備えても構わない。
例えば、第１の油化器で得た第１の油を、さらに第２の気化炉で加熱して第２の気化ガスを発生させ、この第２の気化ガスを第２の油化器で冷却して液状の第２の油を生成しても構わない。このように第２の気化炉において発生させた第２の気化ガスを第２の油化器で冷却してさらに第２の油にすれば、例えばロウ状物質が含まれるＡ重油相当であった最初の油をロウ状物質のほとんど無い軽油相当の第２の油に精製することができる。
【００４７】
また、上記供給筒部９は、円筒形状であるが、四角筒形状や六角筒形状などの他の筒形状でも構わない。さらに、図３に示すように、四角筒形状の供給筒部４９の場合、第２の開閉弁４０Ｂおよび第３の開閉弁４０Ｃにおいて供給筒部４９の内部形状に対応して上部円盤状弁体１６および下部円盤状弁体１９の代わりに上部四角平板状弁体４１および下部四角平板状弁体４２を採用する。
【００４８】
このとき、第２の開閉弁４０Ｂでは、上部四角平板状弁体４１の一辺に第２のレバー４３を接続することで、一辺を回動軸として大きく上部四角平板状弁体４１を回動させることができ、弁体の中心に回動軸が設定されている場合よりも広い開口部を得ることができる。これにより、例えば粒状の合成樹脂などをビニール等の袋で袋詰めしたもの等の比較的大きなものも、そのまま投入可能になる。
【符号の説明】
【００４９】
１…溶解炉、２…合成樹脂投入機構、３…気化炉、５…油化器、６…空冷用冷却装置、８…ホッパー部、９，４９…供給筒部、１０Ａ…第１の開閉弁、１０Ｂ，４０Ｂ…第２の開閉弁、１０Ｃ，４０Ｃ…第３の開閉弁、１１…筒部冷却機構、１２…外筒部、１３…供給筒部用冷気配管、２０…リンク部材、２３…溶解炉電熱ヒータ部、２５…気化炉電熱ヒータ部、２６…触媒炉電熱ヒータ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄プラスチック等の合成樹脂（プラスチック）を油化させる油化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＰ（ポリプロピレン）等の廃棄プラスチックを油化する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、プラスチックを加熱して溶融させる溶融部と、溶融部で溶融されたプラスチックをさらに加熱して解重合させ分解ガスを生成する分解部と、分解部で生成した分解ガスを冷却して油を生成する油化部と、を備えた油化プラントが記載されている。
【０００３】
この油化プラントでは、ブラスチックの供給部として、プラスチックを貯留するホッパーと、ホッパー内のプラスチックを溶融部に供給する供給配管と、供給配管内のプラスチックを溶融部に向けて搬送するリードスクリューと、リードスクリューを回転させるモーターとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６９７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の油化技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の特許文献１に記載の油化プラントでは、合成樹脂をリードスクリューで供給配管内を移動させ供給筒出口から溶解炉（溶融部）へ落下させて供給しているが、高熱の溶解炉からの熱が供給筒出口を介して供給配管内に伝熱し、供給配管内の合成樹脂が溶融してしまう問題があった。このため、溶融した合成樹脂が供給配管の内壁やリードスクリューに付着し、スムーズに合成樹脂の搬送ができないばかりか、リードスクリューの回転を阻害し、連続供給ができなくなって供給部自体が故障してしまう問題があった。このため、リードスクリューによる連続供給ではなく、ホッパーを溶解炉に直接、接続することで、ホッパー内のプラスチックを直接、溶解炉へ一度に投入するバッチ式で供給する方法もあるが、この場合、ホッパーが冷えるまで次の合成樹脂を投入することができず、効率的な油化処理ができないという不都合があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、溶解炉の熱の影響を抑制して効率的に合成樹脂を投入可能な油化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる油化システムは、合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉と、前記合成樹脂を前記溶解炉内に投入する合成樹脂投入機構と、該溶解炉で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉と、前記気化ガスを冷却して液状の油を生成する油化器とを備え、前記合成樹脂投入機構が、前記合成樹脂を貯留すると共に前記溶解炉よりも上方に設置されたホッパー部と、前記ホッパー部と前記溶解炉との間に設けられ内部が前記合成樹脂の供給路となる供給筒部と、前記供給筒部の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ前記供給路を開閉可能な複数の開閉弁とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この油化システムでは、供給筒部内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁を備えているので、複数の開閉弁によってホッパー部から溶解炉までの供給路が複数段に区画、分断されてホッパー部や上方の開閉弁への熱を遮断し、投入前の合成樹脂が溶融してしまうことを防止できる。また、上方の開閉弁と下方の開閉弁とを個別に開閉することで、開閉弁を仕切りにして区画された供給路内に合成樹脂を分け、少なくとも２段階で投入可能になるので、下方の開閉弁を開いて溶解炉へ合成樹脂を投入する際に上方の開閉弁を閉じた状態にでき、溶解炉と分断され熱を遮蔽した状態でホッパー部へ合成樹脂を追加投入することができる。したがって、合成樹脂を追加しながら小分けして繰り返し溶解炉へ投入することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の油化システムは、前記供給筒部を冷却する筒部冷却機構を備えていることを特徴とする。
すなわち、この油化システムでは、供給筒部を冷却する筒部冷却機構を備えているので、溶解炉に接続された供給筒部を筒部冷却機構で強制的に冷やすことができ、開閉弁によって供給筒部内に一時的に貯留される合成樹脂が投入前に溶解してしまうことを抑制することができる。また、ホッパー部や各開閉弁への熱の影響を抑制することもできる。
【００１０】
さらに、本発明の油化システムは、前記ホッパー部と前記供給筒部との接続部に設けられた第１の開閉弁と、前記供給筒部の中間部に設けられた第２の開閉弁と、前記供給筒部と前記溶解炉との接続部に設けられた第３の開閉弁と、前記第２の開閉弁と前記第３の開閉弁とを連動させて開閉させるリンク部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、この油化システムでは、第１の開閉弁を開くことでホッパー部から供給筒部内への合成樹脂の導入を行うと共に第１の開閉弁を閉じることで供給筒部からホッパー部への熱を遮蔽し、次に第１の開閉弁を閉じ、リンク部材で連動する第２の開閉弁および第３の開閉弁を開くことで供給筒部内に導入された合成樹脂を溶解炉へ投入することができる。また、このとき、第２の開閉弁と第３の開閉弁とが同時に開閉するため、これら両者が閉じた状態で第１の開閉弁を開けてホッパー部の合成樹脂を導入すると、第１の開閉弁と第２の開閉弁とで区画された供給路上部内に合成樹脂が導入されると共に、第２の開閉弁と第３の開閉弁とで区画された供給路下部内に合成樹脂がない熱遮蔽室として機能する空気室が形成される。したがって、溶解炉からの熱を、第２の開閉弁および第３の開閉弁の２つの弁と断熱性の高い空気室とで遮断して、供給路上部への熱を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の油化システムは、前記筒部冷却機構が、空気を冷却して冷気を発生させる空冷用冷却装置と、前記供給筒部の外周を覆うと共に該外周との間に前記冷気の流通空間を設けた外筒部と、該外筒部に接続され前記流通空間に前記空冷用冷却装置からの前記冷気を供給する供給筒部用冷気配管とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この油化システムでは、空冷用冷却装置からの冷気が供給筒部用冷気配管を介して外筒部内の流通空間に供給されるので、冷気によって供給筒部の高い冷却効果が得られる。なお、空冷式を採用することで、水冷式熱交換器など液体を冷媒とする場合に比べてメンテナンス性が向上すると共に電気的ショート等を低減させることができる。
【００１３】
また、本発明の油化システムは、前記気化炉が、溶解された合成樹脂を加熱するカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この油化システムでは、気化炉が、フェライト系抵抗合金であるカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部を備えているので、６００℃程度が限界の従来のニクロムヒータに比べて１４００℃程度までの高温使用が可能であり、高い耐久性を有している。すなわち、本発明の油化システムでは、カンタル合金ヒータによって７００℃程度の高温で連続運転を行ってもヒータの劣化がなく、加熱温度を安定して保持できることから、炉内温度を３Ｐ（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）のガス化に適した４５０℃程度に長期にわたって維持することができる。
特に、本発明の油化システムは、溶解炉の熱の影響を抑制可能な合成樹脂投入機構を備えているので、カンタル合金材の気化炉電熱ヒータ部による従来よりも高温の加熱処理に対しても安定した連続稼働が可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の油化システムによれば、供給筒部内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁を備えているので、溶解炉の熱の影響を抑制して効率的に合成樹脂を投入することができる。したがって、ガス化に適した４５０℃程度の高温の溶解炉を採用しても、合成樹脂の安定供給によって連続稼働が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る油化システムの一実施形態を示す全体の概略構成図である。
【図２】本実施形態において、合成樹脂投入機構を示す断面図である。
【図３】本発明に係る油化システムの一実施形態において、供給筒部の他の例を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明における油化システムの一実施形態を、図１および図２に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態における油化システムは、廃棄プラスチック等の合成樹脂（プラスチック）を油化させる電気式の油化装置又は油化プラントであって、材料の合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉１と、合成樹脂を溶解炉１内に投入する合成樹脂投入機構２と、該溶解炉１で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉３と、該気化炉３で発生した気化ガスを液化可能なガスへ変質させる触媒材に接触させる触媒炉４と、変質させた気化ガスを冷却して液状の油（ナフサ）を生成する油化器５と、空気を冷却して油化器５用の冷媒として冷気を発生させる空冷用冷却装置６と、油化器５の下部に接続され発生した液状の油を回収するオイルタンク７とを備えている。
【００１８】
材料となる上記合成樹脂は、例えば１〜２ｃｍほどに粉砕されたポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等のプラスチック材料である。
上記合成樹脂投入機構２は、材料の合成樹脂を貯留すると共に溶解炉１よりも上方に設置されたホッパー部８と、ホッパー部８と溶解炉１との間に設けられ内部が合成樹脂の供給路となる供給筒部９と、供給筒部９の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、供給筒部９を冷却する筒部冷却機構１１とを備えている。
【００１９】
この油化システムは、上記複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとして、ホッパー部８と供給筒部９との接続部に設けられた第１の開閉弁１０Ａと、供給筒部９の中間部に設けられた第２の開閉弁１０Ｂと、供給筒部９と溶解炉１との接続部に設けられた第３の開閉弁１０Ｃと、第２の開閉弁１０Ｂと第３の開閉弁１０Ｃとを連動させて開閉させるリンク部材２０とを備えている。
【００２０】
上記筒部冷却機構１１は、空気を冷却して冷気を発生させる空冷用冷却装置６と、供給筒部９の外周を覆うと共に該外周との間に冷気の流通空間を設けた外筒部１２と、該外筒部１２に接続され流通空間に空冷用冷却装置６からの冷気を供給する供給筒部用冷気配管１３とを備えている。なお、外筒部１２には、流通空間に導入された冷気を排出するための排気口１２ａが設けられている。
【００２１】
上記第１の開閉弁１０Ａは、図２に示すように、供給筒部９上端部に設置されたボール弁であり、内部に回動可能に設けられてボール状弁体１４と、該ボール状弁体１４に基端が取り付けられ外部に突出して設けられた第１のレバー１５と、を備えている。すなわち、第１の開閉弁１０Ａは、第１のレバー１５を回動させることにより、該第１のレバー１５に接続されたボール状弁体１４を回動させて供給路を開閉可能になっている。
【００２２】
また、上記第２の開閉弁１０Ｂは、供給筒部９の中間部に設けられ、内部に回動可能に設けられた上部円盤状弁体１６と、該上部円盤状弁体１６に基端が取り付けられ外部に突出して設けられた第２のレバー１７とを備えている。該第２のレバー１７は、上部円盤状弁体１６の中心を通って上下面に沿って固定されている。すなわち、第２の開閉弁１０Ｂは、第２のレバー１７を軸回りに回動させることにより、該第２のレバー１７に接続された上部円盤状弁体１６を回動させて供給路を開閉可能になっている。なお、上部円盤状弁体１６は、ステンレス製であり、閉塞時に合成樹脂が下方に落ちないように供給筒部９の内径とほぼ同じ外径に設定されている。
【００２３】
さらに、上記第３の開閉弁１０Ｃは、供給筒部９の下端外周面に設けられたヒンジ部１８と、供給筒部９の下端開口部にヒンジ部１８を介して回動可能に設けられた下部円盤状弁体１９とを備えている。下部円盤状弁体１９は、ステンレス製であり、供給筒部９の内径より若干大きな外径に設定され、その上面にパッキン１９ａが取り付けられて供給筒部９の下端開口部の閉塞時に密封状態が得られるようになっている。なお、下部円盤状弁体１９の下方近傍は、４３０℃程度の高温状態になることがあり、上記パッキン１９ａは４５０〜５００℃の耐熱性を有したものが採用される。
【００２４】
また、下部円盤状弁体１９と上部円盤状弁体１６とは、金属棒のリンク部材２０で連結されている。
上記リンク部材２０は、上端が閉塞時における上部円盤状弁体１６の下面の外縁近傍に回動可能に取り付けられていると共に、下端が閉塞時における下部円盤状弁体１９の上面のヒンジ部１８側近傍に回動可能に取り付けられている。すなわち、上部円盤状弁体１６が回動されて開くと、リンク部材２０で連結された下部円盤状弁体１９が連動してヒンジ部１８を中心に回動して下方に開くように設定されている。
【００２５】
なお、供給筒部９内に炭酸ガスや窒素ガスを供給可能にしても構わない。この場合、供給筒部９内に炭酸ガスや窒素ガスを入れた後に、第１の開閉弁１０Ａ〜第３の開閉弁１０Ｃを開閉するようにすれば、より安全に合成樹脂の投入を行うことができる。
【００２６】
上記溶解炉１は、供給筒部９の下端に上端が接続された垂直鋼管部２１と、該垂直鋼管部２１の下端に接続され内部の供給路が傾斜している湾曲鋼管部２２と、湾曲鋼管部２２内の合成樹脂を加熱して溶解する２つの溶解炉電熱ヒータ部２３と、を備えている。
【００２７】
上記溶解炉電熱ヒータ部２３は、湾曲鋼管部２２の外周に設置されたセラミックス製のヒータホルダー中に組み込んだカンタル合金材で形成された電熱ヒータである。この溶解炉電熱ヒータ部２３によって湾曲鋼管部２２内の合成樹脂は加熱され、最終的にペースト状とされる。例えば、溶解炉１内は、溶解炉電熱ヒータ部２３により２００℃〜３５０℃に加熱される。なお、２つに分けて取り付けられた溶解炉電熱ヒータ部２３は、湾曲鋼管部２２内の合成樹脂の搬送方向に応じて、すなわち合成樹脂の溶解状態に応じて段階的に温度が高く設定されている。
【００２８】
上記気化炉３は、湾曲鋼管部２２の下端に接続された筒状炉体２４と、該筒状炉体２０内のペースト状の合成樹脂を加熱して液状化すると共にさらに気化させる気化炉電熱ヒータ部２５と、を備えている。
なお、気化炉３に、筒状炉体２４内に回転可能にベアリング部で水平軸支され合成樹脂を攪拌しながら搬送する気化炉リードスクリューと、該気化炉リードスクリューに接続されこれを回転駆動する気化炉用モータと、を設けても構わない。
また、上記筒状炉体２４は、溶解炉１でペースト状に溶解された合成樹脂が投入される炉体前段部と、該炉体前段部の後段に設けられ加熱によりペースト状から液状に加熱された合成樹脂からの気化を促進する気化促進部と、を備えた構造にしても構わない。
【００２９】
上記気化炉電熱ヒータ部２５は、溶解炉電熱ヒータ部２３と同様に、筒状炉体２４の外周に設置されたセラミックス製のヒータホルダー中に組み込んだカンタル合金材で形成された電熱ヒータである。この気化炉電熱ヒータ部２５は、筒状炉体２４の延在方向に複数に分割されて設置しても構わない。この気化炉電熱ヒータ部２５によって筒状炉体２４内の合成樹脂が液状化され気化される温度まで加熱される。
【００３０】
例えば、気化炉電熱ヒータ部２５のカンタル合金材によるヒータ線は、７００℃〜８００℃の範囲で加熱され、気化炉３内は、気化炉電熱ヒータ部２５により３９０℃〜４６０℃の範囲内に加熱される。好ましくは、３Ｐ（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）の全てにおいて十分なガス化を行うために炉内を４５０℃以上に保持するように加熱を行う。なお、炉内温度の上限を４６０℃としているのは、上述したように炉内温度が４５０℃以上であれば３Ｐ全てをガス化させることができるため、必要以上に加熱電力を消費させないように、１０℃の余裕を持たせて上限を４６０℃に設定している。また、気化炉電熱ヒータ部２５を複数に分割して設置した場合、炉内の合成樹脂の搬送方向に応じて、すなわち炉内の合成樹脂の液化状態に応じて段階的に温度が高くなるように設定される。
【００３１】
なお、気化炉電熱ヒータ部２５を起動してから合成樹脂が気化するまでの温度に到達する時間を短くすることで、効率アップを図ることができる。したがって、気化炉電熱ヒータ部２５では、気化炉３内の温度検出を行い、気化温度に達するまでは高いヒータ温度に設定されるが、炉内が気化温度に到達したらヒータ温度の制御設定温度を下げて炉内温度がオーバーシュートしないように制御されている。
【００３２】
また、溶解炉電熱ヒータ部２３及び気化炉電熱ヒータ部２５は、電気絶縁カバーがないとカンタル合金材のヒータ線と湾曲鋼管部２２又は筒状炉体２４とが接触して漏電するおそれがあるため、４８Ｖ以下の電圧が加えられるように設定されている。なお、カンタル合金材のヒータ線は、空気中で加熱すると電気絶縁性の保護酸化被膜が形成され、寿命の向上を図ることができる。
上記カンタル合金材としては、ＡＰＭ線、Ａｌ線、ＡＦ線、Ｄ線又はＬＴ線等が採用可能である。
【００３３】
上記触媒炉４は、気化炉３の上部に接続されており、鋼管内に触媒材（図示略）が収納されて気化炉３から導入された気化ガス（合成樹脂の分解ガス）が触媒材間を流通可能になっている。なお、触媒材の負担を低減するために触媒炉を複数に分けて接続しても構わない。
上記触媒材としては、例えば人工ゼオライトや活性アルミ等が採用されている。
【００３４】
また、触媒炉４は、触媒材を加熱する触媒炉電熱ヒータ部２６を備えている。この触媒炉電熱ヒータ部２６は、触媒炉４の鋼管外周に設置されたセラミックス製のヒータホルダー中に組み込んだカンタル合金材で形成された電熱ヒータである。この触媒炉電熱ヒータ部２６により、高い触媒作用が得られる所定の温度まで触媒材が加熱される。
【００３５】
上記油化器５は、触媒炉４に接続され、触媒炉４を介して送られた気化ガスを空冷用冷却装置６からの冷気と熱交換させて冷却する空冷式熱交換器である。
上記空冷用冷却装置６には、油化器５への冷気を送る油化器用冷気配管２７と、供給筒部９に冷気を送る供給筒部用冷気配管１３とが接続されている。
【００３６】
上記オイルタンク７は、油化器５に接続され、油化器５で冷却され液状化された油を回収可能とされている。
また、オイルタンク７の上部には、オフガス配管２８が接続され、該オフガス配管２８には、逆止弁２９を介して、水を貯留した水封槽３０が接続されている。なお、オフガス配管２８の先端は、水封槽３０内の水中に配されている。また、この水封槽３０の上部には、回収したオフガスを燃焼させるオフガス燃焼器３１が接続されている。すなわち、オイルタンク７からのオフガスは、水封槽３０で一旦水中を通した後にオフガス燃焼器３１で燃焼される。
【００３７】
上述したように、本実施形態の油化システムは、供給筒部９内の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ供給路を開閉可能な複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えているので、複数の開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによってホッパー部８から溶解炉１までの供給路が複数段に区画、分断されてホッパー部８や上方の開閉弁への熱を遮断し、投入前の合成樹脂が溶融してしまうことを防止できる。
【００３８】
また、上方の開閉弁１０Ａと下方の開閉弁１０Ｂ，１０Ｃとを個別に開閉することで、開閉弁を仕切りにして区画された供給路内に合成樹脂を分け、少なくとも２段階で投入可能になるので、下方の開閉弁１０Ｂ，１０Ｃを開いて溶解炉１へ合成樹脂を投入する際に上方の開閉弁１０Ａを閉じた状態にでき、溶解炉１と分断され熱を遮蔽した状態でホッパー部８へ合成樹脂を追加投入することができる。したがって、合成樹脂を追加しながら小分けして繰り返し溶解炉１へ投入することが可能になる。
【００３９】
さらに、供給筒部９を冷却する筒部冷却機構１１を備えているので、溶解炉１に接続された供給筒部９を筒部冷却機構１１で強制的に冷やすことができ、開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって供給筒部９内に一時的に貯留される合成樹脂が投入前に溶解してしまうことを抑制することができる。また、ホッパー部８や各開閉弁１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃへの熱の影響を抑制することもできる。
【００４０】
特に、空冷用冷却装置６からの冷気が供給筒部用冷気配管１３を介して外筒部１２内の流通空間に供給されるので、冷気によって供給筒部９の高い冷却効果が得られる。なお、空冷式を採用することで、水冷式熱交換器など液体を冷媒とする場合に比べてメンテナンス性が向上すると共に電気的ショート等を低減させることができる。
【００４１】
また、第１の開閉弁１０Ａを開くことでホッパー部８から供給筒部９内への合成樹脂の導入を行うと共に第１の開閉弁１０Ａを閉じることで供給筒部９からホッパー部８への熱を遮蔽し、次に第１の開閉弁１０Ａを閉じ、リンク部材２０で連動する第２の開閉弁１０Ｂおよび第３の開閉弁１０Ｃを開くことで供給筒部９内に導入された合成樹脂を溶解炉１へ投入することができる。
【００４２】
また、このとき、第２の開閉弁１０Ｂと第３の開閉弁１０Ｃとが同時に開閉するため、これら両者が閉じた状態で第１の開閉弁１０Ａを開けてホッパー部８の合成樹脂を導入すると、第１の開閉弁１０Ａと第２の開閉弁１０Ｂとで区画された供給路上部内に合成樹脂が導入されると共に、第２の開閉弁１０Ｂと第３の開閉弁１０Ｃとで区画された供給路下部内に合成樹脂がない熱遮蔽室として機能する空気室が形成される。したがって、溶解炉１からの熱を、第２の開閉弁１０Ｂおよび第３の開閉弁１０Ｃの２つの弁と断熱性の高い空気室とで遮断して、供給路上部への熱を抑制することができる。
【００４３】
さらに、気化炉３が、フェライト系抵抗合金であるカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部２５を備えているので、６００℃程度が限界の従来のニクロムヒータに比べて１４００℃程度までの高温使用が可能であり、高い耐久性を有している。すなわち、本油化システムでは、カンタル合金ヒータによって７００℃程度の高温で連続運転を行ってもヒータの劣化がなく、加熱温度を安定して保持できることから、炉内温度を３Ｐ（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）のガス化に適した４５０℃程度に長期にわたって維持することができる。
【００４４】
特に、本油化システムは、溶解炉１の熱の影響を抑制可能な合成樹脂投入機構２を備えているので、カンタル合金材の気化炉電熱ヒータ部２５による従来よりも高温の加熱処理に対しても安定した連続稼働が可能である。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４６】
上記実施形態では、気化炉、油化器および触媒炉を各１つ備えているが、複数の気化炉、油化器および触媒炉を備えても構わない。
例えば、第１の油化器で得た第１の油を、さらに第２の気化炉で加熱して第２の気化ガスを発生させ、この第２の気化ガスを第２の油化器で冷却して液状の第２の油を生成しても構わない。このように第２の気化炉において発生させた第２の気化ガスを第２の油化器で冷却してさらに第２の油にすれば、例えばロウ状物質が含まれるＡ重油相当であった最初の油をロウ状物質のほとんど無い軽油相当の第２の油に精製することができる。
【００４７】
また、上記供給筒部９は、円筒形状であるが、四角筒形状や六角筒形状などの他の筒形状でも構わない。さらに、図３に示すように、四角筒形状の供給筒部４９の場合、第２の開閉弁４０Ｂおよび第３の開閉弁４０Ｃにおいて供給筒部４９の内部形状に対応して上部円盤状弁体１６および下部円盤状弁体１９の代わりに上部四角平板状弁体４１および下部四角平板状弁体４２を採用する。
【００４８】
このとき、第２の開閉弁４０Ｂでは、上部四角平板状弁体４１の一辺に第２のレバー４３を接続することで、一辺を回動軸として大きく上部四角平板状弁体４１を回動させることができ、弁体の中心に回動軸が設定されている場合よりも広い開口部を得ることができる。これにより、例えば粒状の合成樹脂などをビニール等の袋で袋詰めしたもの等の比較的大きなものも、そのまま投入可能になる。
【符号の説明】
【００４９】
１…溶解炉、２…合成樹脂投入機構、３…気化炉、５…油化器、６…空冷用冷却装置、８…ホッパー部、９，４９…供給筒部、１０Ａ…第１の開閉弁、１０Ｂ，４０Ｂ…第２の開閉弁、１０Ｃ，４０Ｃ…第３の開閉弁、１１…筒部冷却機構、１２…外筒部、１３…供給筒部用冷気配管、２０…リンク部材、２３…溶解炉電熱ヒータ部、２５…気化炉電熱ヒータ部、２６…触媒炉電熱ヒータ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉と、
前記合成樹脂を前記溶解炉内に投入する合成樹脂投入機構と、
該溶解炉で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉と、
前記気化ガスを冷却して液状の油を生成する油化器とを備え、
前記合成樹脂投入機構が、前記合成樹脂を貯留すると共に前記溶解炉よりも上方に設置されたホッパー部と、
前記ホッパー部と前記溶解炉との間に設けられ内部が前記合成樹脂の供給路となる供給筒部と、
前記供給筒部の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ前記供給路を開閉可能な複数の開閉弁とを備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の油化システムであって、
前記供給筒部を冷却する筒部冷却機構を備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油化システムであって、
前記ホッパー部と前記供給筒部との接続部に設けられた第１の開閉弁と、
前記供給筒部の中間部に設けられた第２の開閉弁と、
前記供給筒部と前記溶解炉との接続部に設けられた第３の開閉弁と、
前記第２の開閉弁と前記第３の開閉弁とを連動させて開閉させるリンク部材とを備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項４】
請求項２に記載の油化システムであって、
前記筒部冷却機構が、空気を冷却して冷気を発生させる空冷用冷却装置と、
前記供給筒部の外周を覆うと共に該外周との間に前記冷気の流通空間を設けた外筒部と、
該外筒部に接続され前記流通空間に前記空冷用冷却装置からの前記冷気を供給する供給筒部用冷気配管とを備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の油化システムであって、
前記気化炉が、溶解された合成樹脂を加熱するカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部を備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項１】
合成樹脂を加熱して溶解させる溶解炉と、
前記合成樹脂を前記溶解炉内に投入する合成樹脂投入機構と、
該溶解炉で溶解された合成樹脂を加熱して気化ガスを発生させる気化炉と、
前記気化ガスを冷却して液状の油を生成する油化器とを備え、
前記合成樹脂投入機構が、前記合成樹脂を貯留すると共に前記溶解炉よりも上方に設置されたホッパー部と、
前記ホッパー部と前記溶解炉との間に設けられ内部が前記合成樹脂の供給路となる供給筒部と、
前記供給筒部の軸方向に互いに間隔を空けて設けられ前記供給路を開閉可能な複数の開閉弁とを備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の油化システムであって、
前記供給筒部を冷却する筒部冷却機構を備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油化システムであって、
前記ホッパー部と前記供給筒部との接続部に設けられた第１の開閉弁と、
前記供給筒部の中間部に設けられた第２の開閉弁と、
前記供給筒部と前記溶解炉との接続部に設けられた第３の開閉弁と、
前記第２の開閉弁と前記第３の開閉弁とを連動させて開閉させるリンク部材とを備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項４】
請求項２に記載の油化システムであって、
前記筒部冷却機構が、空気を冷却して冷気を発生させる空冷用冷却装置と、
前記供給筒部の外周を覆うと共に該外周との間に前記冷気の流通空間を設けた外筒部と、
該外筒部に接続され前記流通空間に前記空冷用冷却装置からの前記冷気を供給する供給筒部用冷気配管とを備えていることを特徴とする油化システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の油化システムであって、
前記気化炉が、溶解された合成樹脂を加熱するカンタル合金材で形成された気化炉電熱ヒータ部を備えていることを特徴とする油化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２４６６０７（Ｐ２０１１−２４６６０７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２１２２０（Ｐ２０１０−１２１２２０）
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（５０５２１６２６５）株式会社キムテック (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（５０５２１６２６５）株式会社キムテック (6)
【Ｆターム（参考）】
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