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図面 (3)

課題

樹脂主体とする廃棄物の再資源化において、より安価な設備で高付加価値ガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供する。

解決手段

樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび/または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび/または油の組成および/または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。

概要

背景

廃タイヤ廃プラスチックといった樹脂主体とする廃棄物を乾留して乾留ガス回収油および炭化物を得る単独のシステムとしては、特開昭49−111986号公報、特開昭51−135983号公報など、多数ある。
例えば、特開2000−296378号公報には、廃棄物のガス化において、油を形成することなく、高ガスガス発熱量の低下を防止し、廃棄物の焼却において、排ガス又は焼却灰中有害物質の量を少なくすることを可能とする廃棄物の処理方法が開示されている。その手段は、有機系廃棄物のガス化に際し、ガス化炉内にガス化促進剤として、有機系廃棄物の焼却に際し、燃焼場燃焼促進剤として、焼却灰に有害物質分解剤として、排ガスに有害物質分解剤として、それぞれ600℃以上の高温水蒸気を導入する方法である。
しかしながら、600℃以上の過熱水蒸気を工業的に得るにはコストが高く、また、回収ガスの発熱量も低下してくるという問題点があった。

概要

樹脂を主体とする廃棄物の再資源化において、より安価な設備で高付加価値のガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供する。樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび/または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび/または油の組成および/または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。

目的

前述のように、循環型社会構築に向けて、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化に関する従来から種々の提案がなされているが、いずれも処理コストが高価な方式を前提としており、また、回収ガスや油の品位や回収率を高く維持する必要があるなど、解決されていない課題も多かった。
そこで本発明は、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化において、より安価な設備で高付加価値のガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

樹脂主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび/または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび/または油の組成および/または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。

請求項2

前記熱分解中に供給する水蒸気が600℃未満の過熱水蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の廃棄物の再資源化方法。

請求項3

前記熱分解中に供給する水蒸気は、該熱分解で発生する高温のガスと水とを熱交換して発生する水蒸気を用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の廃棄物の再資源化方法。

請求項4

前記樹脂を主体とする廃棄物が、廃タイヤ廃プラスチックシュレッダーダストの1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の廃棄物の再資源化方法。

技術分野

0001

本発明は、樹脂主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび/または油を回収する廃棄物の再資源化方法に関し、マテリアルリサイクル比率を高め、資源の有効活用を高める改善、特に、熱分解後に得られるガスや油の組成回収率を制御する処理方法に関する。

0002

廃タイヤ廃プラスチックといった樹脂を主体とする廃棄物を乾留して乾留ガス回収油および炭化物を得る単独のシステムとしては、特開昭49−111986号公報、特開昭51−135983号公報など、多数ある。
例えば、特開2000−296378号公報には、廃棄物のガス化において、油を形成することなく、高ガス化ガスの発熱量の低下を防止し、廃棄物の焼却において、排ガス又は焼却灰中有害物質の量を少なくすることを可能とする廃棄物の処理方法が開示されている。その手段は、有機系廃棄物のガス化に際し、ガス化炉内にガス化促進剤として、有機系廃棄物の焼却に際し、燃焼場燃焼促進剤として、焼却灰に有害物質分解剤として、排ガスに有害物質分解剤として、それぞれ600℃以上の高温水蒸気を導入する方法である。
しかしながら、600℃以上の過熱水蒸気を工業的に得るにはコストが高く、また、回収ガスの発熱量も低下してくるという問題点があった。

0003

一方、特開2002−336673号公報には、有機廃棄物高速分解方法について、550℃以下の過熱水蒸気によって分解する方法が開示されている。
しかし、この従来技術は、空気中の酸素による酸化反応と過熱水蒸気による乾燥、加水分解反応熱分解反応の全てまたはいずれかの組み合わせにより、有機廃棄物を酸化分解する方法であって、水蒸気熱源とするため、本発明が課題とする熱分解により回収するガスや油の組成や回収率の制御に関して何ら示されていない。
また、特開2002−322481号公報には、有機性廃棄物を過熱水蒸気の雰囲気下で炭化する方法が開示されている。
しかし、この従来技術は、炉内中の空気を過熱水蒸気で置換することによって、炉中の酸素濃度を極めて低い状態にして有機物の良好な炭化雰囲気を形成するものであって、本発明が課題とする熱分解により回収するガスや油の組成や回収率の制御に関して何ら示されていない。

背景技術

0004

【特許文献1】
特開昭49−111986号公報
【特許文献2】
特開昭51−135983号公報
【特許文献3】
特開2000−296378号公報
【特許文献4】
特開2002−336673号公報
【特許文献5】
特開2002−322481号公報

発明が解決しようとする課題

0005

前述のように、循環型社会構築に向けて、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化に関する従来から種々の提案がなされているが、いずれも処理コストが高価な方式を前提としており、また、回収ガスや油の品位や回収率を高く維持する必要があるなど、解決されていない課題も多かった。
そこで本発明は、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化において、より安価な設備で高付加価値のガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび/または油の組成および/または回収率を制御することによって、より安価な設備で高付加価値のガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1) 樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび/または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび/または油の組成および/または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。
(2)前記熱分解中に供給する水蒸気が600℃未満の過熱水蒸気であることを特徴とする(1)に記載の廃棄物の再資源化方法。
(3)前記熱分解中に供給する水蒸気は、該熱分解で発生する高温のガスと水とを熱交換して発生する水蒸気を用いることを特徴とする(1)または(2)に記載の廃棄物の再資源化方法。
(4)前記樹脂を主体とする廃棄物が、廃タイヤ、廃プラスチック、シュレッダーダストの1種または2種以上を含むことを特徴とする(1)乃至(3)に記載の廃棄物の再資源化方法。

0007

本発明の実施形態について図1および図2を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明における樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法の実施形態を例示するプロセスフロー図である。
本発明においては、廃タイヤ、廃プラスチック、シュレッダーダストなどの樹脂を主体とする樹脂含有廃棄物は熱分解されてガスおよび/または油を回収する際に、熱分解中に水蒸気を供給する。水蒸気を供給することによって、炉内の見かけガス体積が大きくなり、熱分解されたガスの炉内滞留時間が短くなるので、反応時間が変化するためガスや油の回収率や組成を制御することができ、より付加価値の高いガスや油を提供することができる。
特に、熱分解により回収されたガスと水とを熱交換することによって、水成ガス化反応により水蒸気を製造して熱分解時に供給することによって、熱分解時の廃熱を利用して安価に水蒸気を供給することができる。

0008

また、水蒸気の温度を高めて600℃未満の過熱水蒸気とし、これを熱分解中に供給することによって、ガスの回収率を著しく高めることができる。
600℃未満とするのは、これ以上の温度になると過熱水蒸気の製造コストが高まるからである。また、加熱水蒸気の温度は、400℃以上が好ましい。400℃未満では、炉内の雰囲気温度が低下し熱分解反応が進行しにくくなるからである。
また、本発明においては熱分解の方法は問わないが、ガスや油を回収するためには、外熱式ロータリーキルンなどの間接加熱方法が好ましく、さらに、高温のガスや油が有する熱エネルギー熱分解処理の熱源として利用することによってエネルギーコストを低減することができる。

0009

図2は、本発明に用いる水蒸気が油の品質に及ぼす影響を示す図である。
図2において、横軸は水蒸気を供給する場合の見かけのガス体積の増加分を見込んだ熱分解ガス炉滞留時間指標(min)を示し、縦軸熱天秤100℃での重量減少率(%)であって油品質指標を示し、この値が低い程、軽油などの軽質分の割合が少なく、重油収率が大きいことを示す。
図2の○印は熱分解温度600℃、廃棄物処理速度170kg/hrで水蒸気を供給しない場合、△印は、熱分解温度650℃、廃棄物処理速度240kg/hrで水蒸気を供給しない場合、●印は熱分解温度600℃、廃棄物処理速度170kg/hrで水蒸気を供給する場合を示す。
図2の右側の点線で示すように、水蒸気を供給することによって、見かけのガス体積が増加するため熱分解ガス炉内滞留時間指標(min)が低くなり、それに伴って油品質指標も低下しており、油中の軽油などの軽質分の割合が少なく、重油の比率が高いので、引火しにくく設備の安全対策を簡素化できる油を供給することができる。

0010

同様に、図2の□印は熱分解温度700℃、廃棄物処理速度420kg/hrで水蒸気を供給しない場合、■印は、熱分解温度700℃、廃棄物処理速度420kg/hrで水蒸気を供給する場合、※印は熱分解温度720℃、廃棄物処理速度170kg/hrで過剰熱分解した場合を示す。
図2の左側の点線で示すように、水蒸気を供給することによって、見かけのガス体積が増加して熱分解ガス炉内滞留時間指標(min)が低くなり、それに伴って油品質指標も低下しており、油中の軽油などの軽質分の割合が少なく、重油の比率が高いので、引火しにくく設備の安全対策を簡素化できる油を供給することができる。
また、従来は、重油の比率を高くするために、回収した油を再度蒸留処理する場合もあったが、本発明によれば、回収時点で重油比率を高くすることができるので、このような再蒸留処理も不要となる。

0011

【実施例】
内径800mm長さ6000mmの外熱式ロータリーキルンを用いて、表1の条件にて、平均粒径30mmのカットタイヤの熱分解実験を行った。
<実施例−1>
熱分解時に水蒸気を80kg/hr供給した本発明例であり、水蒸気を供給することにより見かけのガス体積が大きいため熱分解ガスの炉内滞留時間が短く、油軽質分比率が20%となったが、供給する水蒸気温度が150℃と比較的低いため、ガス回収率は18%だった。
<実施例−2>
熱分解時に水蒸気を80kg/hr供給した本発明例であり、水蒸気を供給することにより見かけのガス体積が大きいため熱分解ガスの炉内滞留時間が短く、油軽質分比率が15%となったうえ、熱分解時に400℃の過熱水蒸気を供給したため、ガス回収率が46%と高まった。
<実施例−3>
熱分解時に水蒸気を80kg/hr供給した本発明例であり、水蒸気を供給することにより見かけのガス体積が大きいため熱分解ガスの炉内滞留時間が短く、油軽質分が10%となったうえ、熱分解時に580℃の過熱水蒸気を供給したため、ガス回収率が51%とさらに高まった。

発明を実施するための最良の形態

0012

<比較例−1>
熱分解時に水蒸気80kg/hrと酸素24Nm3/hrを供給した比較例であり、酸素を供給することによってガス回収率は42%となったが、酸素によってガスが燃焼してガス発熱量が本発明例の半分近くまで低下したうえ、油軽質分比率が80%と高くなった。
<比較例−2>
熱分解時に水蒸気も酸素も供給しなかった比較例であり、ガス回収率は18%と低いうえ、油軽質分比率も28%と比較的高かった。
<実験結果>
この実験の結果、熱分解時に水蒸気もしくは過熱水蒸気を供給することによって、ガス回収率を高めることができるうえ、油軽質分比率を低下させることができるので必要に応じてガス回収率や油軽質分比率を制御することができ、付加価値の高いガスや油を安価な設備で提供することができることが確認された。
【表1】

図面の簡単な説明

0013

本発明によれば、熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび/または油の組成および/または回収率を制御することによって、より安価な設備で高付加価値のガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

図1
本発明における樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法の実施形態を例示するプロセスフロー図である。
図2
本発明に用いる水蒸気が油の品質に及ぼす影響を示す図である。

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