JPH0610279B2

JPH0610279B2 - プラスチック廃品の処理方法

Info

Publication number: JPH0610279B2
Application number: JP5348685A
Authority: JP
Inventors: 泗仁簡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS61218645A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、プラスチック廃品の処理方法に関し、特に、
熱分解と分離処理方法によって、プラスチック廃品を軽
油、ディーゼル油などの石油燃料製品とカーボンブラッ
ク、コークス、タールなどの再生物質とに転換して回収
することができ、かつ、環境を汚染する処がないプラス
チック廃品の処理方法に関するものである。

＜従来の技術＞プラスチック製品は、１９７０年以来、伝統の木材や金
属製品に代わり重要視されるようになってきているが、
プラスチック製品は自然界に存在する微生物により分解
できないという問題があり、プラスチックの大量使用に
伴って発生する廃棄物の増加はこれを無視できない段階
に達している。

従来のプラスチック廃品に関する処理は、燃焼法と選別
回収法とに大別されている。すなわち燃焼法は、直接、
プラスチック廃品を焼却する方法であるのに対し、選別
回収法は、プラスチック廃品を選別し、その中で利用で
きるものを再生する方法である。しかしながら、前者
は、完全に消費的な手段で、かつ、燃焼による環境の汚
染を防止する設備を付帯的に設ける必要であるととも
に、後者は、プラスチック中に様々な充填物あるいは異
物が混入されているため、選別工程における処理に困難
が伴い、また、再生したプラスチックの品質が悪く、い
ずれにしても実用化の段階には達していない。

＜発明が解決しようとする問題点＞上記の点にかんがみ、本発明者は鋭意研究した結果、こ
の発明を完成した。すなわち本発明の主な目的は、熱分
解と分離処理方法によって、プラスチック廃品を軽油・
ディーゼル油などの液体物質と、カーボンブラック，コ
ークス，タールなどの固体物質に転換して回収すること
ができるプラスチック廃品の処理方法を提供することで
ある。

また、本発明の別の目的は、プラスチック廃品を密閉シ
ステムで処理し、環境を汚染することなくプラスチック
廃品を処理する方法を提供することである。

＜問題を解決するための手段＞上記目的を達成するため、本発明は、プラスチック廃品
を熱分解し、ついで分解処理する方法において、 (a)プラスチック廃品に石油系有機溶剤を添加し、徐々
に温度を高めつつ溶解しながら温度が５００℃以下、圧
力が３kg／cm²以下で加熱することにより第１段階の熱
分解を行い、気体を発生させ、 (b)発生した上記気体混合物を連続的に反応槽に導入し
てさらに第２段階の熱分解を行い、 (c)第２段階で生成した気体混合物を冷却によって安定
させ、 (d)安定させた気体混合物を室温まで冷却した後、分離
操作によって気体混合物と液体混合物とに分離させ、 (e)この分離取得した液体混合物を蒸留操作によって軽
油、ディーゼル油などの留分として取得するとともに、
気体混合物を前記(a)工程および／または前記(b)工程に
おける加熱用燃料として使用することを特徴とする。

なお、本発明の処理方法において、(a)工程のプラスチ
ック廃品を溶解する石油系溶剤は、軽油，重油，ディー
ゼル油などの石油系液体燃料のいずれでも使用できる
が、その中でも重油は沸点が一番高く、プラスチックを
容易に溶解しうるので、特に好適である。

＜実施例＞以下、本発明の方法の一実施例について重油を用いたポ
リエチレン廃品を処理する一態様を第１図のフローシー
トに基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は、以下
の実施例の記載に限定されるものではない。

第１図に示されるように、ポリエチレン廃品とポリエチ
レン１重量分に対して約0.1重量分の重油は、供給装置
Ｅ_１によって溶解ガス化釜Ｒ_１に導かれる。溶解ガス化
釜Ｒ_１は間接的に加熱する方式の加熱装置であって、ポ
リエチレン廃品と重油は本装置Ｒ_１を密閉させ、撹拌溶
解されながら外よりバーナで第１段階の加熱が行なわれ
る。第１段階の加熱温度については最初は８５℃〜１３
０℃であって、この温度範囲におけるポリエチレン廃品
はほとんど全部溶解される。ついで、徐々に温度を高め
ていくと、２００℃前後においてガスの発生が始まる。
この時、釜Ｒ_１内の圧力は急にあがるため、加熱全工程
において釜Ｒ_１内の圧力をつねに３kg／cm²以下になる
ように保持することが必要である。また、温度が340〜3
80℃に達すると、ポリエチレン廃品は粘液状になり、約
４００℃〜４５０℃においてガス発生速度が最高とな
る。釜Ｒ_１内の温度が５００℃までに達すると、ポリエ
チレン廃品溶液のガス化成分はほとんどガス化され、か
つ、一部の気体は熱分解（cracking）によって分子鎖が
切れて短かく分れる。この溶解ガス化釜Ｒ_１における発
生ガスはすぐに導管２１を経て反応槽Ｒ_２に導かれる。

本実施例のポリエチレン廃品の溶解ガス化処理はバッチ
法で行っているが、流通法によって多基の溶解ガス化釜
を並列し順次に大量のポリエチレン廃品をより効率的、
経済的に処理することも可能である。

なお、ポリエチレン廃品は前記溶解ガス化処理により釜
Ｒ_１内にスラッジが残留するが、このスラッジは軽量多
孔質で黒色の海綿状である。この海綿状物は、工業用の
吸収材として使用できるし、その熱伝導率が低いため、
粉砕機で約２mmφの粉末までに破砕するとともに粘土、
石綿などの耐火材料と混練して成型焼成処理をすること
により炭素レンガ等の高級耐火レンガにすることもでき
る。また、実際の需要に応じて、溶解ガス化釜Ｒ_１の温
度を適当に制御することにより、コークス、タールなど
も得られる。

反農槽Ｒ_２では、第２段熱分解を行うものでより高い温
度600℃と２kg／cm²の圧力で溶解ガス化釜Ｒ_１でまだ熱
分解されていない長い分子鎖の気体分子をさらに切断す
る。溶解ガス化釜Ｒ_１における気体分子の熱分解は完全
でないので、すでに切断された気体分子の分子鎖がふた
たびリホーミング（reforming）で分子鎖の長い分子に
なりやすいため、本発明における反応槽Ｒ_２は、第２図
に示すように、反応槽Ｒ_２本体の中に、略等間隔にプレ
ート４１を設け、各階のプレート４１の端部に交互に相
対するよう複数の小孔４２をあけた構成となっている。
このように構成することにより溶解ガス釜Ｒ_１から導入
された気体は、底層から順次に各層のプレート４１の小
孔４２を通過しながら加熱されるため、逆反応によって
気体分子のリホーミングが防止され、また、切断されて
いない分子の分解（クラッキング）も促進できる。

反応槽Ｒ_２において得られた気体は連続的に導管２２を
経て安定槽Ｒ_３に導かれる。安定槽Ｒ_３における温度は
４００℃前後に保持されるため、反応槽Ｒ_２において熱
分解された気体は長い分子鎖につながらないため瞬間的
に安定化され、逆反応が抑制される。

なお、安定槽Ｒ_３は、供給装置Ｅ_１から導管23によりポ
ンプＰ_１を介して送入される冷却重油を用いて温度を４
００℃までに下げ、かつ、熱交換によって温度が上がっ
た重油は導管24を経て供給装置Ｅ_１にもどり、ポリエチ
レン廃品と重油を予熱するように構成し、廃熱を十分に
再利用することもできる。

安定槽Ｒ_３において完全に安定化された気体は、導管２
５を経て第１凝縮器Ｆ_１（コンデンサ）に導入され、１
００℃まで冷却される。したがって、気体はほとんど完
全に安定化され、かつ、一部は液化される。得られたも
のはさらに導管２６を経て第２凝縮器Ｆ_２に導入され、
３５℃前後まで冷却される。

第２凝縮器Ｆ_２で得られた気体と液体の混合物は、導管
２７を経て分離装置Ｓ_１に供給される。分離装置Ｓ_１で
は、前記混合物は気体混合物と液体混合物とに分離され
る。液体混合物は導管２８を経て蒸溜装置Ｔ_１に供給さ
れるとともに、気体混合物は、真空ポンプＰ_２によって
導管２９を経てそれぞれストリッパ（stripper）Ｓ_２，
Ｓ_３，Ｓ_４に供給され、気体混合物から乾燥したガスと
凝縮された液体混合物とが分離される。乾燥したガスは
導管３１を経てガス貯蔵槽Ｓ_５に送入貯蔵されるととも
に、凝縮された液体混合物は導管３０を経て分離装置Ｓ
_１にもどる。また、ガス貯蔵槽Ｓ_５のガスは導管32を経
て溶解ガス釜Ｒ_１およびまたは反応槽Ｒ_２に送入されて
燃料として再使用されるようになっている。

本実施例におけるガスの燃焼は不完全燃焼が生ずるか
ら、燃焼によって発生する煙は導管３２を経て、カーボ
ンブラック収集装置Ｋ_１に導入され、カーボンブラック
を生成させる。

蒸溜装置Ｔ_１における実質上気体を含有しない液体混合
物は、軽油とディーゼル油とに分離される。第１図に示
すように、蒸溜装置Ｔ_１からの留分、すなわち分留にお
ける蒸発分を凝縮したものは導管３３を経て凝縮器Ｆ_３
に導入され、凝縮された後、それぞれ導管３４，３５を
経て貯蔵槽Ｓ_６，Ｓ_７に導入される。貯蔵槽Ｓ_６では２
０〜２００℃の温度範囲で留出した軽油を、貯蔵槽Ｓ_７
では２００〜４５０℃の温度範囲で留出したディーゼル
油が貯蔵される。また、貯蔵槽Ｓ_６，Ｓ_７からの軽油と
ディーゼル油は、それぞれ洗浄槽Ｓ_８，Ｓ_９と脱色槽Ｓ
_１０，Ｓ_１１に導入され、水洗浄と脱色処理が施され
る。

上記実施例において、ポリエチレン廃品１０００kgと溶
解用重油１００kgをその投入量とした場合、その産出量
は、軽油２５０kg，ディーゼル油４００kg、ディーゼル
油より沸点が高い油類５０kg，燃焼用ガス１５０kg，残
留固体分１５０kgの結果が得られた。

このように、二段階処理によって熱分解を行うことによ
り、第１の段階として石油系溶剤を加熱媒体として加熱
し、熱分解を起こさせるので例えば焦げ等による固化が
遅延され、熱効率を向上させ、さらに、第２の段階とし
て、ガス化成分は気体として管路で反応槽へ導かれ、実
施例に記載されたように迂回通路を通りながら６００℃
などの高温で熱分解をさせるので、クラッキングを促進
させると共に、すでに短く分断された分子の鎖を再度繁
がらせるリフォーミングを生じさせない効果が得られ
た。

＜本発明の効果＞以上、図面に示した実施例にもとずいて説明したよう
に、本発明の処理方法によれば、２段階の熱処理を行っ
てプラスチック廃品を分解するのでプラスチック廃品
は、連続的かつ環境を汚染せずに軽油，ディーゼル油，
カーボンブラック，コークス，タールなどに転換して回
収することができる。これにより、従来、環境汚染の原
因とみなされ、大きな処理上の問題を提起していたプラ
スチック廃品は、これをほとんど公害を起すなく処理す
ることによって簡易有効に有用な物質を再生回収するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するに際し重油を用いてポ
リエチレン廃品を処理する一態様の概略フローシート、
第２図は、本発明方法に用いられる反応槽の側断面図で
ある。Ｅ_１…供給装置Ｒ_１…溶解ガス化釜Ｒ_２…反応槽Ｒ_３…安定槽Ｆ_１，Ｆ_２，Ｆ_３…凝縮器Ｓ_１…分離装置Ｐ_１，Ｐ_２…ポンプＴ_１…蒸留装置Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４…ストリッパＳ_５，Ｓ_６，Ｓ_７…貯蔵槽Ｋ_１…収集装置Ｓ_８，Ｓ_９…洗浄槽Ｓ_１０，Ｓ_１１…脱色槽２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２
９，３０，３１，３２，３３，３４，３５…導管４１…プレート４２…小孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック廃品を熱分解し、ついで分解
処理する方法において、 (a)プラスチック廃品に重油を添加し、徐々に温度を高
めつつ、溶解しながら温度が５００℃以下、圧力が３kg
／cm²以下で加熱することにより第１段階の熱分解を行
い、気体を発生させ、 (b)発生した上記気体混合物を連続的に反応槽に導入し
てさらに第２段階の熱分解を行い、 (c)第２段階で生成した気体混合物を冷却によって安定
させ、 (d)安定させた気体混合物を室温まで冷却した後、分離
操作によって気体混合物と液体混合物とに分離させ、 (e)この分離取得した液体混合物を蒸留操作によって軽
油、ディーゼル油などの留分として取得するとともに、
気体混合物を前記(a)工程および／または前記(b)工程に
おける加熱用燃料として使用することを特徴とするプラスチック廃品の処理方法。
【請求項２】上記(a)の工程において、プラスチック廃
品は、第１段階の熱分解によって分解された後、残留の
固体分からコークス，タール，耐火材原料などが得られ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラス
チック廃品の処理方法。
【請求項３】上記(b)の工程において、第２段階の熱分
解は、温度が５００〜６００℃、圧力が２kg／cm²で行
うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラス
チック廃品の処理方法。
【請求項４】上記(b)工程において、反応槽は、反応槽
本体の中に略等間隔でプレートを設け、各階のプレート
の端部近傍に交互に相対して複数の小孔をあけるように
構成することにより逐層に気体分子を切断することがで
きるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のプラスチック廃品の処理方法。
【請求項５】上記(e)工程において、前記気体混合物を
(a)工程および／また(b)工程に循環させ、不完全燃焼に
よってカーボンブラックが得られるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラスチック廃品
の処理方法。