説明

連続式廃プラスチック油化装置

【課題】廃プラスチックを連続処理でき、しかも同時に異物も除去できる連続式廃プラスチック油化装置を提供する。
【解決手段】廃プラスチックを溶融する溶解槽12と、溶解槽12からの溶融液を導入してガス化するガス化器13と、ガス化器13で発生したガスを冷却して再生油を回収する再生油回収部14とを備えた廃プラスチック油化装置において、上記溶解槽12の底部と上記ガス化器13とを結んで溶融液を残渣と共に送液するスクリューコンベアからなる送液コンベア15を設け、上記ガス化器13に、残渣を掻き上げて排出するスクリューコンベアからなるアッシュコンベア16を接続したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発泡スチロールや硬質プラスチックなどの廃プラスチックを連続的に油化処理するための連続式廃プラスチック油化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
廃プラスチックとしての発泡スチロール(EPS)やプラスチックのインゴット(例えば、溶融固化されたプラスチックや密度が高く硬いプラスチック)等の処理においては、特許文献1〜3に示されるように廃プラスチックを破砕し、これを加熱溶融してガス化した後、そのガスを冷却して再生油として回収するようにしている。
【0003】
【特許文献1】特開2000−79379号公報
【特許文献2】特開2001−226679号公報
【特許文献3】特開2004−83702号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、廃プラスチックには、土砂や紙などの異物が含まれており、このため加熱溶融してガス化して再生油を回収する際には、異物として残る残渣の処理も考慮しなければならない。
【0005】
特許文献1〜3では、バッチ式で廃プラスチックを処理し、運転終了後に溶解槽やガス化炉に残った残渣を取り出すようにしているが、廃プラスチックの油化処理を連続的に行おうとすると、溶解槽内の溶融液をガス化器まで搬送する際には、ポンプでの移送では、ポンプへの異物の噛み込みがあるため移送は不可能であり、溶融液のみを搬送するようにしても、連続運転で溶解槽内に異物が堆積してしまう問題があると共にガス化器内でもガス化しない残渣が大量に堆積してしまう問題がある。
【0006】
このため連続式で処理するには、油化処理前に、廃プラスチックを洗浄して異物を除去した後に処理しなければならず、廃プラスチック処理のコストが嵩んでしまう問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、廃プラスチックを連続処理でき、しかも同時に異物も除去できる連続式廃プラスチック油化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、廃プラスチックを溶融する溶解槽と、溶解槽からの溶融液を導入してガス化するガス化器と、ガス化器で発生したガスを冷却して再生油を回収する再生油回収部とを備えた廃プラスチック油化装置において、上記溶解槽の底部と上記ガス化器とを結んで溶融液を残渣と共に送液するスクリューコンベアからなる送液コンベアを設け、上記ガス化器に、残渣を掻き上げて排出するスクリューコンベアからなるアッシュコンベアを接続したことを特徴とする連続式廃プラスチック油化装置である。
【0009】
請求項2の発明は、比重の軽い廃プラスチックは破砕して溶解槽に供給され、比重の重い廃プラスチックは随伴空気を不活性ガスと置換しつつ溶解槽に送られ、低酸素状態で溶解される請求項1記載の連続式廃プラスチック油化装置である。
【0010】
請求項3の発明は、上記送液コンベアは、下部が溶解槽の底部に接続され、上部が上記ガス化器の上部を結ぶように傾斜して設けられる送液筒と、その送液筒内に設けられたスクリュ羽根と、送液筒の外周に設けられ燃焼ガスが導入されるジャケットからなる請求項1又は2記載の連続式廃プラスチック油化装置である。
【0011】
請求項4の発明は、上記ガス化器は、その上部に発生したガス中のミストを分離してガスを再生油回収部に供給するミストセパレータを有する請求項1又は2記載の連続式廃プラスチック油化装置である。
【0012】
請求項5の発明は、上記アッシュコンベアは、下部がガス化器の底部に接続され、上部が上方に傾斜されて設けられる排出筒と、その排出筒内に設けられたスクリュ羽根と、排出筒の外周に設けられ燃焼ガスが導入されるジャケットからなる請求項4記載の連続式廃プラスチック油化装置である。
【0013】
請求項6の発明は、アッシュコンベアの排出筒の上部には、ガス化したガスをミストセパレータに供給するガス戻しラインが接続されると共に、掻き上げられた残渣を排出するロータリーバルブが接続される請求項5記載の連続式廃プラスチック油化装置である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、溶解槽の底部と上記ガス化器とをスクリューコンベアからなる送液コンベアで連結し、ガス化器に残渣を掻き上げて排出するスクリューコンベアからなるアッシュコンベアを接続することで、廃プラスチックの連続油化処理ができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0016】
図1は、連続式廃プラスチック油化装置の一実施の形態を示したものであり、基本的には、インゴット投入部10と、廃発泡スチロール(EPS)破砕投入部11と、インゴットIと破砕された廃発泡スチロールEPSを溶解する溶解槽12と、廃プラスチックの溶融液を導入してガス化するガス化器13と、ガス化されたガスを冷却して再生油を回収する再生油回収部14とからなり、溶解槽12とガス化器13とを結んでスクリューコンベアからなる送液コンベア15が設けられ、ガス化器13に、残渣を掻き上げて排出するスクリューコンベアからなるアッシュコンベア16が接続され、そのアッシュコンベア16にアッシュ回収部17を接続し、さらに溶解槽12とガス化器13の熱源としての加熱炉19を設けて構成される。
【0017】
以下これらを詳しく説明する。
【0018】
インゴット投入部10は、比重の重い廃プラスチックからなるインゴットIを溶解槽12に投入ライン21を介して投入するインゴット搬入コンベア20とそのインゴット搬入コンベア20を包囲して空気と遮断するためのエアシャッターボックス22とからなる。
【0019】
インゴット搬入コンベア20はインバータモータ23で搬送量可変に制御される。エアシャッターボックス22には、排ガス(=不活性ガス)のエアパージノズル24が設けられ、上部にそのパージガスを大気に放出する排気口25が設けられ、下部にロータリーバルブ26が設けられ、ロータリーバルブ26の下方にアッシュボックス27が設けられる。
【0020】
インゴットIは、比重の重い廃プラスチック、例えば溶融固化されたプラスチックや密度が高く硬いプラスチック等からなると共に適宜のサイズに破砕されたものからなり、インゴット搬入コンベア20上に投入され、エアシャッターボックス22を通る間にエアシャッターボックス22内に入った空気がエアパージノズル24からの排ガスでパージされて排出口25から排ガスと共に排出されて投入ライン21から溶解槽12に投入され、またその間インゴットIに付着した土砂などのゴミがエアパージノズル24からの排ガスで一部除去されてロータリーバルブ26を介してアッシュボックス27に排出される。
【0021】
廃発泡スチロール破砕投入部11は、EPSを搬送するEPS搬入コンベア30と、その搬入コンベア30で搬入されたEPSを導入して破砕する破砕機31と、破砕機31で破砕されたEPSを外気と遮断した状態で、随伴空気を不活性ガスで置換しつつ溶解槽12に投入するEPS移送コンベア32とから構成される。
【0022】
搬入コンベア30は、インバータモータ33で搬送量可変に制御される。
【0023】
破砕機31はケーシング34の下部に一対の粉砕ローラ35が設けられ、上部に粉砕ローラ35にEPSを案内するガイドローラ36が設けられ、また搬入コンベア30の搬出端が、ケーシング34内に臨むように設けられ、そのケーシング34に、搬入コンベア30からの空気の侵入を防止するための取込ローラからなるスイングドア37が回動自在に設けられる。またケーシング34には、排ガス(=不活性ガス)のエアパージノズル38が設けられ、上部にそのパージガスを大気に放出する排気口39が設けられる。
【0024】
EPS移送コンベア32は、破砕機31の下部と溶解槽12の上部を結んで斜め上方に傾斜されて設けられた移送筒40とその移送筒40内に設けられたスクリュ羽根41とからなる。また移送筒40には、エアパージノズル24、38に排ガスを供給する排ガスライン42が接続され、移送筒40内に排ガスが供給されるようになっている。
【0025】
溶解槽12は、縦型筒状で下部が円錐状に形成された槽体45の外周に燃焼ガスが導入される加熱ジャケット46が設けられ、その槽体45に撹拌機47が設けられて構成され、その槽体45下部と送液コンベア15とがスライドバルブ48にて接続される。スライドバルブ48には、送液コンベア15に送液する際に異物の大きなものを除去するためのスクリーン(図示せず)が設けられ、またスクリーン上の異物は槽体45に設けたマンホール蓋49を開けて除去できるようになっている。
【0026】
送液コンベア15は、下部が溶解槽12の底部とスライドバルブ48を介して接続され、上部がガス化器13の上部を結ぶように傾斜して設けられる送液筒50と、その送液筒50内に設けられたスクリュ羽根51と、送液筒50の外周に設けられ燃焼ガスが導入されるジャケット52とから構成される。
【0027】
スクリュ羽根51は、インバータモータ53で回転数可変に制御され、またジャケット52には、その上部から供給される排ガスが螺旋状に下方に流れるようにガイドベーン54が設けられる。
【0028】
ガス化器13は、縦型筒状で下部が円錐状に形成された槽体55からなり、その外周に燃焼ガスが導入される加熱ジャケット56が設けられ、その槽体55に撹拌機57が設けられて構成され、その槽体55下部とアッシュコンベア16とがスライドバルブ58にて接続される。また槽体55の上部には、発生したガス中のミストを分離するミストセパレータ60が設けられ、そのミストセパレータ60でミスト分が除去されたガスがガスライン61を介して再生油回収部14に供給されるようになっている。加熱ジャケット56内には、下部から導入された燃焼ガスが渦巻き状に上部へ流れるようにガイドベーン62が設けられる。
【0029】
アッシュコンベア16は、下部がガス化器13の底部とスライドバルブ58を介して接続され、上部が斜め上方に傾斜して設けられる排出筒65と、その排出筒65内に設けられたスクリュ羽根66と、排出筒65の外周に設けられ燃焼ガスが導入されるジャケット67とから構成される。
【0030】
排出筒65の上部には、ガス化したガスをミストセパレータ60に供給するガス戻しライン68が接続されると共に、掻き上げられた残渣を排出するロータリーバルブ69が接続される。またジャケット67には、その上部から供給される排ガスが螺旋状に下方に流れるようにガイドベーン70が設けられる。
【0031】
アッシュ回収部17は、アッシュコンベア16の搬出端のロータリーバルブ69に接続され、斜め上方に立ち上げられて設けられる水封ケーシング72と、その水封ケーシング72内に設けられ残渣(アッシュ)を排出するベルトコンベア73と、そのベルトコンベア73からの残渣を受けるアッシュボックス74から構成される。ベルトコンベア73のベルトはスクリーンや金網で形成される。
【0032】
水封ケーシング72は、ロータリーバルブ69に接続される垂直部75と垂直部75から斜め上方に延びベルトコンベア73が収容される傾斜部76とその傾斜部76の上端に設けられ残渣をアッシュボックス74に排出する排出部77とからなる。
【0033】
垂直部75には、水封用のシール水供給ライン80が接続され、そのシール水供給ライン80からのシール水により垂直部75と傾斜部76に水封層wが形成される。垂直部75には、水封層wの高さを規制する排水堰81が設けられ、その排水堰81にオーバーフローしたシール水が排水ライン82にて排水されるようになっている。
【0034】
再生油回収部14は、ガス化器13からガスライン61を介して供給されるガスを冷却するコンデンサ84と、そのコンデンサ84で凝縮された再生油を貯留すると共に未凝縮ガスを分離するオイルドラム85とからなる。オイルドラム85には、液面計86が設けられ、オイルドラム85内の再生油レベルが一定となるように送油ポンプ87より送油ライン88に払い出される。またオイルドラム85には未凝縮ガスを後述する加熱炉19側に戻す未凝縮ガスライン90が接続され、その未凝縮ガスライン90に排気ファン91とシールポット92が接続される。
【0035】
排気ファン91はインバータモータ93で駆動され、そのインバータモータ93がガスライン61に接続した圧力検出器94の検出値で制御される。
【0036】
加熱炉19のバーナ96には、燃料タンク97が燃料油ポンプ98と燃料ライン99を介して接続されると共に、LPGボンベ100がLPGライン101を介して接続され、さらに送風機102にて空気ライン103が接続される。
【0037】
加熱炉19には、バーナ96での燃焼で生成した燃焼ガスの燃焼ガスライン105が接続され、この燃焼ガスライン105に温度検出器106が接続され、その検出温度がバーナコントローラ107に入力されると共に、バーナコントローラ107で燃料ライン99に接続した流量調節弁108が調整されると共に燃焼空気量が調節される。
【0038】
燃焼ガスライン105は、アッシュコンベア16のジャケット67の上部に接続され、また燃焼ガスライン105より分岐した燃焼ガスライン105aが、三方弁110を介して一方がガス化器13の加熱ジャケット56の底部に接続され、他方が送液コンベア15のジャケット52の上部に接続される。
【0039】
アッシュコンベア16のジャケット67の下部より排出された燃焼ガスは、ガス化器13の加熱ジャケット56に至る燃焼ガスライン105aの燃焼ガスと合流され、またガス化器13の加熱ジャケット56から排出された燃焼ガスは、送液コンベア15のジャケット52に至る燃焼ガスライン105aの燃焼ガスと合流される。
【0040】
ガス化器13には温度調節計112が設けられ、温度調節計112で三方弁110が切替制御される。またガス化器13には溶融液のレベル検出器113が設けられ、そのレベル検出器113で送液コンベア15のインバータモータ53を制御してガス化器13に入る溶融液量が制御される。
【0041】
送液コンベア15のジャケット52の下部には燃焼ガスを溶解槽12の加熱ジャケット46の下部に流す燃焼ガスライン115が接続され、その加熱ジャケット46の上部に燃焼ガスを燃焼炉19のバーナ96に戻す燃焼排ガスライン116が接続される。
【0042】
燃焼排ガスライン116には循環ファン117が接続され、その循環ファン117がインバータモータ118で駆動されると共に循環ファン117の上流側の燃焼排ガスライン116に設けた圧力検出器119によりインバータモータ118が制御され、循環ファン117による排ガスの循環量が制御される。
【0043】
燃焼排ガスライン116と循環ファン117の上流側の燃焼排ガスライン116間にはバイパス弁120が接続され、溶解槽12に設けた温度検出器121によりバイパス弁120が制御され、溶解槽12の加熱ジャケット46に導入される燃焼ガスが制御されて溶解槽12の溶融液温度が制御されるようになっている。
【0044】
循環ファン117の下流側の燃焼排ガスライン116には、エアシャッターボックス22のエアパージノズル24と破砕機31のエアパージノズル38に排ガスを流す排ガスライン42が分岐して接続され、その排ガスライン42に、エアパージノズル24とエアパージノズル38から吹き出す排ガス温度を調整する冷却器124が接続され、さらに移送コンベア32に接続される。
【0045】
排ガスライン42には、流量調節弁125が接続され、その流量調節弁125が循環ファン117からバーナ96に至る燃焼排ガスライン116に接続された圧力検出器126にて制御される。
【0046】
再生油回収部14の送油ライン88と燃料タンク97を結んで再生油を燃料タンク97に供給する再生油ライン130が接続され、その再生油ライン130に開閉弁131が接続されると共に燃料タンク97に設けた液面計132により開閉弁131が開閉制御されて、燃料タンク97に給油できるようにされる。
【0047】
また、再生油ライン130には、運転開始時などに溶解槽12内へ再生油を供給するライン132が接続される。このライン132には制御弁133が接続されると共に溶解槽12に溶融液のレベルを検出するレベル検出器134が設けられ、そのレベル検出器134にて溶融液のレベルが所定となるように発泡スチロール破砕投入部11の搬入コンベア30を制御するインバータモータ33が制御されると共に投入量が少なくレベルが不足するときには制御弁133を制御して再生油を溶解槽12に供給できるようになっている。
【0048】
また、燃料タンク97から燃料油ポンプ98、燃料ライン99にてバーナ96に供給する燃料の一部は戻しライン136を介して燃料油タンク97に戻されると共にその戻しライン136に圧力調整弁137が接続されて燃料供給圧を一定に制御できるようにされる。
【0049】
次に、廃プラスチックの油化処理について説明する。
【0050】
溶融固化されたプラスチックや密度が高く硬いプラスチックからなるインゴットIは、予め破砕されインゴット搬入コンベア20にてエアシャッターボックス22を通り、そこでパージノズル22からの排ガス(=不活性ガス)で、エアシャッターボックス22内にインゴットと共に随伴した空気がパージされて不活性ガスと置換されると共に付着したゴミが除去されて、溶解槽12に送られる。
【0051】
成形発泡プラスチックEPSは、EPS搬入コンベア30より、破砕機31に投入され、そこで破砕ローラ35により破砕され、さらにパージノズル38からの排ガスで空気がパージされて、EPS移送コンベア32で溶解槽12に送られる。
【0052】
溶解槽12に投入されたEPSとインゴットは、撹拌機47で撹拌されつつ加熱ジャケット46内に供給された燃焼ガスで間接加熱されて溶解する。
【0053】
このEPSとインゴットの送入量は、溶解槽12のレベル検出計134によって双方の搬入コンベア20、30の速度を調節することによってコントロールされるが、必ず片方の搬入コンベア20(又は30)のみ運転されるのでレベル検出計134の制御機能は切り替えられる。
【0054】
溶解槽12で溶解された液は、送液コンベア15でごみと共にガス化器13に送られる。この際、溶解された液には、ゴミが含んでいるがスクリュータイプの送液コンベア15で送液するため、ゴミも同時にガス化器13に送られる。
【0055】
ガス化器13では、燃焼ガスが供給される加熱ジャケット56により溶解したプラスチックの溶融液がさらに加熱されて蒸発される。
【0056】
ガス化したプラスチックは既に熱分解されているが、ミスト状のプラスチックがガスと共に流出されると後工程に支障をきたすので、ミストセパレータ60でミストを分離させて、ガス分を再生油回収部14に送る。
【0057】
ガスはコンデンサ84の冷却水により冷却油化され、ドラム85にて気液分離されて油分が回収される。また未凝縮ガスは、排気ファン91にて未凝縮ガスライン90を通して加熱炉19側に排出される。この未凝縮ガスの排気には多少軽質の炭化水素が混入しているため、直ちに加熱炉19に導くとそこで爆発的に燃焼するおそれがあるため、シールポット92を通して軽質分を除去した後、加熱炉19のバーナ96に送って焼却する。
【0058】
ガス化器13内の残渣(ゴミ)は、溶融液と共にアッシュコンベア16に流下し、ゴミはスクリュ羽根66で掻き上げられて、ロータリーバルブ75を通してアッシュ回収部17の水封式のベルトコンベア73に落下される。
【0059】
ベルトコンベア73からでたゴミはアッシュボックス76に落とされ、回収される。
【0060】
また溶融液は、ジャケット67の燃焼ガスで加熱され、ガス化したガスはガス戻しライン68を通してミストセパレータ60を通して再生油回収部14に送られる。
【0061】
このように、溶解槽12で溶解された液は、スクリューコンベアからなる送液コンベア15でごみと共にガス化器13に送られ、またガス化器13からの残渣は、スクリューコンベアからなるアッシュコンベア16で掻き上げられて搬出され、同伴する溶融液は、ジャケット67の燃焼ガスで加熱されてガス化されるため、残渣の排出が良好に行え、これにより廃プラスチックの油化処理が連続して行える。
【0062】
この溶解槽12内とガス化器13内の圧力は、+10mmH2O程度の正圧になるように制御される。すなわち、溶解槽12とガス化器13が負圧で運転され、万一にクラック等が発生した場合には外部空気が溶解槽12内とガス化器13内に吸引されて爆発のおそれがあるが、正圧にすることで、これを防止することができる。またこの際のガスの外部への漏れはガス検知器で簡単に検出できるため安全対策上優位である。
【0063】
次に加熱炉19について説明する。
【0064】
加熱炉19での加熱源は、燃料タンク97の燃料油(再生油)またはLPGボンベ100からのLPG等を用い、これによって加熱炉19にて高温ガスを発生し、加熱用の燃焼ガスとし、これをアッシュコンベア16、ガス化器13、送液コンベア15、溶解槽12の各ジャケットを通して溶融液を加熱するが、燃焼ガスは、加熱出口温度を極端に高くしないために、溶解槽12を加熱後の燃焼排ガスを燃焼排ガスライン116を通して加熱炉19に一部再生循環使用する。
【0065】
また、燃焼排ガスライン116の燃焼排ガスは、循環ファン117から排ガスライン42を通し冷却器124にて約50℃に冷却後、エアパージノズル24、38に供給してエアシャッターボックス22のインゴットと破砕機31のエアパージ用に使用した後、大気に放出する。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【0067】
10 インゴット投入部
11 廃発泡スチロール破砕投入部
12 溶解槽
13 ガス化器
14 再生油回収部
15 送液コンベア
16 アッシュコンベア

【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃プラスチックを溶融する溶解槽と、溶解槽からの溶融液を導入してガス化するガス化器と、ガス化器で発生したガスを冷却して再生油を回収する再生油回収部とを備えた廃プラスチック油化装置において、上記溶解槽の底部と上記ガス化器とを結んで溶融液を残渣と共に送液するスクリューコンベアからなる送液コンベアを設け、上記ガス化器に、残渣を掻き上げて排出するスクリューコンベアからなるアッシュコンベアを接続したことを特徴とする連続式廃プラスチック油化装置。
【請求項2】
比重の軽い廃プラスチックは破砕して溶解槽に供給され、比重の重い廃プラスチックは随伴空気を不活性ガスと置換しつつ溶解槽に送られ、低酸素状態で溶解される請求項1記載の連続式廃プラスチック油化装置。
【請求項3】
上記送液コンベアは、下部が溶解槽の底部に接続され、上部が上記ガス化器の上部を結ぶように傾斜して設けられる送液筒と、その送液筒内に設けられたスクリュ羽根と、送液筒の外周に設けられ燃焼ガスが導入されるジャケットからなる請求項1又は2記載の連続式廃プラスチック油化装置。
【請求項4】
上記ガス化器は、その上部に発生したガス中のミストを分離してガスを再生油回収部に供給するミストセパレータを有する請求項1又は2記載の連続式廃プラスチック油化装置。
【請求項5】
上記アッシュコンベアは、下部がガス化器の底部に接続され、上部が上方に傾斜されて設けられる排出筒と、その排出筒内に設けられたスクリュ羽根と、排出筒の外周に設けられ燃焼ガスが導入されるジャケットからなる請求項4記載の連続式廃プラスチック油化装置。
【請求項6】
アッシュコンベアの排出筒の上部には、ガス化したガスをミストセパレータに供給するガス戻しラインが接続されると共に、掻き上げられた残渣を排出するロータリーバルブが接続される請求項5記載の連続式廃プラスチック油化装置。

【図1】
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【公開番号】特開2009−270051(P2009−270051A)
【公開日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−123293(P2008−123293)
【出願日】平成20年5月9日(2008.5.9)
【出願人】(505326139)
【Fターム(参考)】