特開 2023-183801 プラスチックの油化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183801

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】プラスチックの油化装置

(51)【国際特許分類】

   C10G 1/10 20060101AFI20231221BHJP

   C08J 11/12 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

C10G1/10

C08J11/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097534

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】508115897

【氏名又は名称】株式会社湘南貿易

(71)【出願人】

【識別番号】521547404

【氏名又は名称】伊部 英紀

(74)【代理人】

【識別番号】100142550

【弁理士】

【氏名又は名称】重泉 達志

(72)【発明者】

【氏名】橋本 則夫

(72)【発明者】

【氏名】伊部 英紀

【テーマコード（参考）】

4F401

4H129

【Ｆターム（参考）】

4F401AA27

4F401BA02

4F401CA70

4F401CB02

4F401CB06

4F401CB13

4F401CB33

4F401FA01Y

4H129AA01

4H129BA04

4H129BB03

4H129BC35

4H129BC37

4H129NA21

4H129NA45

(57)【要約】

【課題】熱分解炉から分解ガスを循環路へ導出する導出配管を備えた油化装置において、循環路から導出配管側への循環油の浸入を抑制することのできる油化装置を提供する。
【解決手段】ブラスチックを熱分解する熱分解炉と、熱分解炉で生じた分解ガスを冷却して油化する循環油が循環する循環路と、熱分解炉から分解ガスを循環路へ導出する導出配管２０と、を備え、循環路は、導出配管２０と接続され循環油が下方へ向かって流通する接続配管３４ａを有し、導出配管２０は、水平方向に対して熱分解炉側から接続配管３４ａ側へ向かって下るよう傾斜して形成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラスチックを熱分解する熱分解炉と、
前記熱分解炉で生じた分解ガスを冷却して油化する循環油が循環する循環路と、
前記熱分解炉から前記分解ガスを前記循環路へ導出する導出配管と、を備え、
前記循環路は、前記導出配管と接続され前記循環油が下方へ向かって流通する接続配管を有し、
前記導出配管は、水平方向に対して前記熱分解炉側から前記接続配管側へ向かって下るよう傾斜して形成されるプラスチックの油化装置。

【請求項2】

前記導出配管は、直線状に形成される請求項１に記載のプラスチックの油化装置。

【請求項3】

前記接続配管における前記導出配管との接続部分は、鉛直方向に対して下方へ向かって前記導出配管と反対側に傾斜して形成される請求項１に記載のプラスチックの油化装置。

【請求項4】

前記導出配管の内面温度を制御する加熱部を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載のプラスチックの油化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラスチックの油化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラスチックの油化装置として、廃プラスチックを熱分解する熱分解炉と、廃プラスチックの熱分解反応によって生成する分解ガス中のテレフタル酸及び安息香酸の各昇華性芳香族カルボン酸を析出させる析出槽と、分解ガスの油化により生じる循環油が循環ポンプの駆動により析出槽を循環する循環経路に介在する循環油槽及び循環油クーラとを備えたものが提案されている（特許文献１参照）。この油化装置では、熱分解炉から生じる分解ガスを析出槽に導入する導入管が循環油槽及び循環油クーラの下流側かつ析出槽の上流側の循環経路に接続されると共に、循環油クーラで冷却された循環油と循環油により急冷されて分解ガスから芳香族カルボン酸が析出した生成油との混合油を析出槽から沈降槽にオーバーフローさせる溢流手段が設けられている。この油化装置では、循環油クーラで冷却された循環油は、析出槽の蓋体を貫通する注入管により析出層に注入されている。注入管は、鉛直に形成され、上部が析出層の外部に延出し、延出部分に導入管が接続される。導入管における注入管との接続部分は、水平に形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－２５６６３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の油化装置では、導入管における注入管との接続部分が水平に形成されているため、循環油が導入管側へ浸入しやすいという問題点がある。

【0005】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、熱分解炉から分解ガスを循環路へ導出する導出配管を備えた油化装置において、循環路から導出配管側への循環油の浸入を抑制することのできる油化装置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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明では、
ブラスチックを熱分解する熱分解炉と、
前記熱分解炉で生じた分解ガスを冷却して油化する循環油が循環する循環路と、
前記熱分解炉から前記分解ガスを前記循環路へ導出する導出配管と、を備え、
前記循環路は、前記導出配管と接続され前記循環油が下方へ向かって流通する接続配管を有し、
前記導出配管は、水平方向に対して前記熱分解炉側から前記接続配管側へ向かって下るよう傾斜して形成されるプラスチックの油化装置が提供される。

【0007】

上記油化装置において、前記導出配管は、直線状に形成されることが好ましい。

【0008】

上記油化装置において、前記接続配管における前記導出配管との接続部分は、鉛直方向に対して下方へ向かって前記導出配管と反対側に傾斜して形成されることが好ましい。

【0009】

上記油化装置において、前記導出配管の内面温度を制御する加熱部を備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明のプラスチックの油化装置よれば、循環路から導出配管側への循環油の浸入を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態を示す油化装置の模式図である。

【図2】熱分解炉の一部断面説明図である。

【図3】導出配管及び接続配管の斜視説明図である。

【図4】導出配管及び接続配管の断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１から図４は本発明の一実施形態を示し、図１は油化装置の模式図、図２は熱分解炉の一部断面説明図、図３は導出配管及び接続配管の斜視説明図、導出配管及び接続配管の断面説明図である。

【0013】

図１に示すように、このプラスチックの油化装置１は、熱分解炉１０と、第１導出配管２０と、第１循環路３０と、第２導出配管４０と、第２循環路５０と、第３導出配管６０と、オフガス処理部７０と、排出配管８０と、残渣回収部９０と、を有している。熱分解炉１０で生じた分解ガスは、第１導出配管２０を通じて第１循環路３０へ案内される。第１循環路３０で一部の分解ガスが凝縮回収され、残りの分解ガスが第２導出配管４０を通じて、第２導出配管５０へ案内される。第２循環路５０でさらに一部の分解ガスが凝縮回収され、残りの分解ガスは第３導出配管６０を通じて、オフガス処理部７０へ案内される。熱分解炉１０で生じた残渣は、排出配管８０を通じて残渣回収部９０へ案内される。

【0014】

図２に示すように、熱分解炉１０は、円筒状の筒部１１と、筒部１１を駆動する駆動部１２と、を有し、筒部は中心軸を中心として回転駆動される。筒部１１は、例えば熱伝導性，耐熱性を考慮したステンレス鋼からなり、軸方向一端側（図２中左端側）の小径部１１ａと、軸方向他端側（図２中右端側）の大径部１１ｂと、を有している。また、熱分解炉１０は、小径部１１ａの軸方向一端側に設けられたプラスチック投入装置１３と、大径部１１ｂの径方向外側に設けられた円筒状の外殻部１４と、を有している。外殻部１４は、例えば耐熱性に優れた炭素鋼からなり、大径部１１ｂと外殻部１４の間は、大径部１１ｂにより形成される内筒の内部加熱用ジャケット１５として機能する。

【0015】

本実施形態においては、外殻部１４には熱気導入口１４ａ及び熱気導出口１４ｂが形成され、図示しない大形バーナ等の燃焼装置等から加熱用ジャケット１５に高温の加熱ガスが供給されるよう構成されている。筒部１１内の温度は任意であるが、本実施形態においては、４００℃以上５５０℃以下の範囲となるよう制御される。

【0016】

筒部１１内には、多数のセラミックボール１６が配置される。セラミックボール１６は、投入されたプラスチックと混合接触し、加熱ジャケット１５から筒部１１に加えられた熱をプラスチックに効率よく伝達し、プラスチックの熱分解を促進する。これと同時に、各セラミックボール１６が筒部１１の内周面を常時叩くことにより、分解生成物の内周面への焦げ付き（コーキング）を防止し、安定した筒部１１内部への入熱性能を確保することができる。筒部１１の内周面には、周方向へ延び径方向内側へ突出する複数の仕切り部材１７が設けられ、各仕切り部材１７によりセラミックボール１６の軸方向の移動が阻害される。本実施形態においては、セラミックボール１６は、アルミナ製である。

【0017】

ブラスチック投入装置１３は、円筒状の外筒１３ａと、外筒１３ａ内に配置されたスクリューフィーダ１３ｂと、を有する。ブラスチック投入装置１３の外筒１３ａは、軸方向他端側が筒部１１の小径部１１ａの内側に位置している。スクリューフィーダ１３ｂは、２本のスクリューを互いに噛み合うように平行配置したもので、駆動部１３ｃにより回転駆動される。スクリューフィーダ１３ｂの軸方向他端側は、筒部１１内で外筒１３ａから突出している。プラスチック投入装置１３は、軸方向一端側に設けられた投入口１３ｄを有する。投入口１３ｄは、図示しない予め加熱溶融されたプラスチックの貯留槽と連結される。

【0018】

図２に示すように、熱分解炉１０は、筒部１１と軸方向に連続的に設けられた排出筐体１８を有する。図３に示すように、本実施形態においては、排出筐体１８は、軸方向他端側を閉塞した円筒状に形成される。排出筐体１８の側部下側には、熱分解により生じた分解ガスを第１循環路３０へ導出する第１導出配管２０が接続される。また、排出筐体１８の下部には、熱分解により生じた残渣を残渣回収部９０へ排出する排出配管８０が接続される。

【0019】

第１循環路３０には、熱分解炉１０で生じた分解ガスを冷却して油化するための第１循環油が循環している。図１に示すように、第１循環路３０は、第１分解油タンク３１と、第１循環ポンプ３２と、第１冷却器３３と、これらを接続して循環路をなす第１配管部３４と、を有する。第１配管部３４は、例えば炭素鋼からなり、第１導出配管２０と接続され第１循環油が下方へ向かって流通する第１接続配管３４ａを有する。また、本実施形態においては、第１接続配管３４ａは、鉛直方向に対して下方へ向かって第１導出配管２０と反対側に傾斜して形成される。第１導出配管２０から第１接続配管３４ａへ流入した分解ガスは、第１循環油により冷却されて一部が凝縮する。第１分解油タンク３１は、第１接続配管３４ａで凝縮した分解油を貯留する。本実施形態においては、分解油がそのまま第１循環油として用いられる。第１冷却器３３は、第１接続配管３４ａを流通する第１循環油が第１の所定温度となるように第１循環油を冷却する。第１の所定温度は、任意に設定することができ、例えば１００℃以上１２０℃以下とすることができる。本実施形態においては、第１の所定温度は１１０℃であり、第１分解油タンク３１で重油等の重質油が回収される。第１循環路３０で凝縮されなかった分解ガスは、第２導出配管４０を通じて第２循環路５０へ導出される。

【0020】

図４に示すように、第１導出配管２０は、例えば炭素鋼からなり、水平方向に対して熱分解炉１０側から第１接続配管３４ａ側へ向かって下るよう傾斜して形成される。本実施形態においては、第１導出配管２０は、直線状に形成される。油化装置１は、第１導出配管２０の内面温度を制御する加熱ヒータ２を備えている。第１導出配管２０の配管内面は、加熱ヒータ２により一定温度に制御される。加熱ヒータ２は、第１導出配管２０の外面を覆うよう設けられる。加熱ヒータ２による第１導出配管２０の内面温度は、３２０℃以上３８０以下に制御される。本実施形態においては、第１導出配管２０の内面の温度設定値は３５０℃である。また、本実施形態においては、加熱ヒータ２は、第１導出配管２０とともに加熱炉１０の排出筐体１８及び排出配管８０の外面を覆い、第１導出配管２０と同様に温度制御される。

【0021】

第２循環路５０には、第１循環路３０で凝縮されなかった分解ガスを冷却して油化するための第２循環油が循環している。図１に示すように、第２循環路５０は、第２分解油タンク５１と、第２循環ポンプ５２と、第２冷却器５３と、これらを接続して循環路をなす第２配管部５４と、を有する。第２配管部５４は、例えば炭素鋼からなり、第２導出配管４０と接続され第２循環油が下方へ向かって流通する第２接続配管５４ａを有する。第２接続配管３４ａは、鉛直方向に延びて形成される。第２導出配管４０から第２接続配管５４ａへ流入した分解ガスは、第２循環油により冷却されて一部が凝縮する。第２分解油タンク５１は、第２接続配管５４ａで凝縮した分解油を貯留する。本実施形態においては、分解油がそのまま第２循環油として用いられる。第２冷却器５３は、第２接続配管５４ａを流通する第２循環油が第２の所定温度となるように第２循環油を冷却する。第２の所定温度は、第１の所定温度より低い範囲で任意に設定することができ、例えば４０℃以上６０℃以下とすることができる。本実施形態においては、第２の所定温度は５０℃であり、第２分解油タンク５１で軽油、灯油等の軽質油が回収される。第２循環路５０で凝縮されなかった分解ガスは、オフガスとして、第３導出配管６０を通じてオフガス処理部７０へ導出される。

【0022】

オフガス処理部７０は、第３導出配管６０により導出されたオフガスを処理する。本実施形態においては、図１に示すように、オフガスは、導出ファン６１によりオフガス処理部７０のバーナ６２へ導出される。また、バーナ６２へは、希釈ファン６２により希釈用空気が送出される。

【0023】

以上のように構成された油化装置１では、溶融プラスチック貯留槽からプラスチック投入装置１３へ投入されたプラスチックは、軸方向他端側へ移動しながら回転及び加熱される筒部１１内で分解ガスと残渣に分解される。分解ガス及び残渣が排出筐体１８へ進入した後、分解ガスは第１導出配管２０から第１循環路３０へ、残渣は排出配管８０から残渣回収部９０へ導出される。第１循環路３０側へ進入した分解ガスは、第１循環路３０と第２循環路５０の二段階で凝縮され分解油として回収される。ポリエチレンテレフタレートのような有機酸を生成する物質を取り扱う場合、消石灰のようなアルカリ性材料を混合させることが好ましい。この場合、有機酸分がアルカリ性材料で中和されて固体の塩となり、ベンゼンガス等の熱分解ガスが得られる。固体の塩は、残渣として残渣回収部９０で回収され、熱分解ガスは第２循環路５０で冷却されて分解油として回収される。

【0024】

本実施形態の油化装置１では、第１導出配管２０が水平方向に対して第１接続配管３４ａ側へ向かって下るよう傾斜しているので、第１循環油の第１導出配管２０側への流入を抑制することができる。また、第１接続配管３４ａにおける第１導出配管２０との接続部分が、鉛直方向に対して下方へ向かって第１導出配管２０と反対側に傾斜しているので、これによっても、第１循環油の第１導出配管２０側への流入を抑制することができる。

【0025】

また、第１導出配管２０を加熱する加熱ヒータ２を設け、第１導出配管２０の内面温度を３５０℃に保つようにしたので、第１導出配管２０の内面に焦げ付き（コーキング）が生じたり、液状物が付着することに起因する配管の詰まりを防止することができる。すなわち、熱分解ガス起因のプロセス配管の詰まりを防止することができる。具体的に、本実施形態の油化装置１により、重質系ガスによる詰まり対策が達成される。尚、軽質系ガスによる詰まりは一般には生じない。本実施形態においては、第１導出配管２０が直線状に形成されているので、排出筐体１８と第１接続配管３４ａを比較的短い距離で結ぶことができ、配管の詰まりを防止するための対策が必要とされる部分が比較的小さくなっている。第１導出配管２０の内面温度が過剰に高い場合、内面に分解ガス中の成分の焦げ付きが生じる。具体的に、焦げ付きが生じる温度は、３８０℃を上回る温度である。配管の内面に焦げ付きが生じると、焦げ付き部分の内面の温度は、配管内面の温度よりも低いことから、焦げ付き部分の内面に分解ガス中の成分の液状物が付着する。焦げ付き部分の内面に液状物が付着すると、液状物の内面に分解ガス中の塵埃成分が付着し、配管の詰まりに至る。一方、第１導出配管２０が比較的低い場合、内面に分解ガス中の成分の液状物が付着する。具体的に、液状物の付着が生じる温度は、３２０℃を下回る温度である。配管の内面に液状物が付着すると、液状物の内面に分解ガス中の塵埃成分が付着し、配管の詰まりに至る。本実施形態においては、排出筐体１８及び排出配管８０も加熱ヒータ２により３５０℃に保たれており、これらの内面に焦げ付きが生じたり、液状物が付着することも防止されている。

【0026】

尚、前記実施形態においては、第１接続配管３４ａを鉛直方向に対して傾斜させるものを示したが、鉛直方向に延びるよう形成されていても、第１導出配管２０の第１接続配管３４ａとの接続部分４０ａが水平方向に対して第１接続配管３４ａ側へ向かって下るよう傾斜していれば、第１循環油の第１導出配管２０側への流入を抑制することができる。また、第１接続配管３４ａが全区間にわたって第１接続配管３４ａ側へ向かって下るよう傾斜しているものを示したが、少なくとも第１接続配管３４ａとの接続部分が傾斜していればよい。

【0027】

また、前記実施形態においては、第１循環路３０と第２循環路５０の二段階で分解油を回収するものを示したが、三段階以上で分解油を回収するようにしてもよいし、一段階で回収するものであってもよい。さらに、前記実施形態においては、加熱ヒータ２を設けたものを示したが、加熱ヒータ２を省く構成とすることもできる。

【0028】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0029】

１ 油化装置
２ 加熱ヒータ
３ 排出機構
１０ 熱分解炉
２０ 第１導出配管
３０ 第１循環路
３４ａ 第１接続配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】