JP6427213B2

JP6427213B2 - 有機化合物の熱分解処理装置

Info

Publication number: JP6427213B2
Application number: JP2017030709A
Authority: JP
Inventors: 榮治安宅; 上村　誠; 誠上村
Original assignee: 株式会社ガイアベース
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP2018135443A

Description

本発明は、有機化合物の熱分解処理装置に関する。

従来から、有機化合物（例えば、廃プラスチック）を油化して分解油を回収し、燃料として用いる技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。

有機化合物の一種である廃プラスチックを油化する一般的な方法は、廃プラスチックを熱分解槽に投入して融点以上の温度で加熱して熱分解ガスを発生させる熱分解工程と、熱分解ガスを冷却して液化した分解油を生成する蒸留工程と、を含む。

特許文献１において、廃プラスチックを収容する円筒状の熱分解槽は、中心軸が上下方向に延びる縦置きタイプである。熱分解槽の径方向中心（中心軸部分）には、上下方向（中心軸の延在方向）に延びる撹拌棒が配設されている。このように、特許文献１では、熱分解槽の内方に撹拌棒が配設されており、撹拌棒を回転させることによって、熱分解槽内に収容されたペレット状の廃プラスチックが撹拌される。

特開２０１６−１５１０２３号公報

しかしながら、前記特許文献１においては、熱分解槽の内方に撹拌棒が配設されている。このため、廃プラスチックを熱分解槽に大量に収容すると、撹拌棒が回転しにくくなるため、熱分解槽内における廃プラスチックの充填率が低くなるという問題があった。

そこで、本発明は、有機化合物の充填率が高い熱分解槽を備えた、有機化合物の熱分解処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、有機化合物を熱分解する有機化合物の熱分解処理装置であって、筒状に形成される熱分解槽を備え、前記熱分解槽は、中心軸の延在方向が横方向になるように横置きに配置され、前記熱分解槽は、前記中心軸を回転中心として回転可能に構成され、前記熱分解槽は、外周側のタンク本体と、前記タンク本体の内周側に取り出し可能に収容した原料収納籠と、を備え、前記タンク本体は、前記タンク本体の内周側に設けられ、前記タンク本体の径方向中央側に向けて突出して、前記タンク本体の筒軸方向に延在する係止突起部を有し、前記原料収納籠は、外枠部材と、前記外枠部材の内周側に配設され、前記有機化合物を収納する網部材とを有し、前記外枠部材は、前記原料収納籠の一端側の前側リング部材と、前記原料収納籠の他端側の後側リング部材と、これらの前側リング部材および後側リング部材を前記原料収納籠の筒軸方向に沿って連結する被係止部材と、前記被係止部材の外周側に設けられ、前記原料収納籠の筒軸方向に延在して、前記係止突起部に係止される溝部とを有することを特徴とする。

本発明に係る有機化合物の熱分解処理装置では、熱分解槽の内部に撹拌棒がなく、熱分解槽自体が回転する。熱分解槽が回転することによって有機化合物が熱分解槽内において撹拌される。従って、撹拌棒の分だけ熱分解槽内の内部容積が大きくなり、熱分解槽内に収容される有機化合物の充填率を高くすることができる。

本発明の実施形態に係る廃プラスチックの熱分解処理装置を示す斜視図である。図１の熱分解処理装置の中心軸を通る縦断面図である。図２の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る熱分解槽を示す斜視図である。図４の分解斜視図である。図２のＡ−Ａ線による断面図である。図４をＢ方向から見た正面図であり、フタ部材を省略している。熱分解槽の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。なお、図面において便宜上、熱分解槽の長手方向の手前側をＦＲと示し、後側をＲＲと示し、左側をＬＨと示し、右側をＲＨと示し、上側をＵＰと示し、下側をＬＷと示す。

また、本実施形態では、廃プラスチックを一例として説明するが、廃プラスチック以外にも広くさまざまな有機化合物を熱分解処理することができる。

有機化合物の一種である廃プラスチックを油化する方法は、廃プラスチックを熱分解槽に投入して融点以上の温度で加熱して熱分解ガスを発生させる熱分解工程と、熱分解ガスを冷却して液化した分解油を生成する蒸留工程と、を含む。本発明の実施形態に係る廃プラスチックの熱分解処理装置は、前記熱分解工程に用いられる装置であって、廃プラスチックを加熱して熱分解するものである。

図１〜図８に示すように、廃プラスチックの熱分解処理装置１は、基台３と熱分解槽５と傾斜土台８７と配管８３とを備えている。

基台３は、鋼製のフレーム７と、フレーム７の内方に配設された回転装置９および図示しない加熱装置と、を備えている。

フレーム７は、平面視で矩形状に形成された平板状の底壁１３および底壁１３の周縁から上方に突出する縦壁１５で一体形成されている。縦壁１５は、前側に配置された前側縦壁１７と、後側に配置された後側縦壁１９と、これらの前側縦壁１７および後側縦壁１９を連結する左右一対の側方縦壁２１，２１と、から構成される。前側縦壁１７には、左右方向中央部分に下方に凹む湾曲した切欠部２３が形成されている。切欠部２３は、後述する熱分解槽５のタンク本体２７の外周面に沿った形状に形成されている。また、底壁１３には、矩形状の開口部８６が形成されている。

回転装置９は、前後方向に沿って所定間隔をおいて配置された左右一対の第１ローラ３１、第２ローラ３３および第３ローラ３５を備える。第１ローラ３１は、フレーム７における前後方向の前側かつ左側に配置された左側第１ローラ３１Ａと、フレーム７における前側かつ右側に配置された右側第１ローラ３１Ｂと、からなる。同様に、第２ローラ３３は、フレーム７における前後方向の中央側かつ左側に配置された左側第２ローラ３３Ａと、フレーム７における中央側かつ右側に配置された右側第２ローラ３３Ｂと、からなる。第３ローラ３５は、フレーム７における前後方向の後側かつ左側に配置された左側第３ローラ３５Ａと、フレーム７における後側かつ右側に配置された右側第３ローラ３５Ｂと、からなる。これらの第１ローラ３１、第２ローラ３３および第３ローラ３５の回転軸３１Ｃ，３３Ｃ，３５Ｃは、側方から見て斜めに傾斜して配置されており、かつ、各々の回転軸３１Ｃ，３３Ｃ，３５Ｃは同一直線状に配置されている。これにより、第１ローラ３１の取付高さが最も高く、第２ローラ３３の取付高さが第１ローラ３１よりも低く、第３ローラ３５の取付高さが最も低く設定されている。なお、第１ローラ３１、第２ローラ３３および第３ローラ３５は、それぞれ図示しないモータによって回転駆動される。

熱分解槽５は、全体的に筒状に形成されると共に廃プラスチックを収容する。熱分解槽５は、外周側のタンク本体２７と、タンク本体２７の内周側に収容した原料収納籠４１と、を備えている。なお、熱分解槽５の全体は鋼製である。

タンク本体２７は、前後方向に沿って長手方向に延在している。具体的には、タンク本体２７は、円筒形状の本体部４３と、本体部４３の前端にヒンジ７７を介して開閉可能に支持されたフタ部材７５と、本体部４３の後端を封止する封止板８５と、から構成される。本体部４３には、内周面から径方向中央側に向けて突出する係止突起部４５が一体形成されている。係止突起部４５は、前後方向に沿って延在する長方形状に形成されている。また、本体部４３の内周面における周方向に所定間隔をおいて係止突起部４５が複数配置されている。なお、図２，３に示すように、フレーム７における後側縦壁１９には、左右一対の第４ローラ４７が取り付けられている。タンク本体２７の封止板８５を第４ローラ４７によって支持している。また、フレーム７の底壁１３の開口部８６に加熱装置が配設され、この加熱装置によって、熱分解槽５のタンク本体２７を加熱する。さらに、フタ部材７５には、突起７９が設けられ、タンク本体２７には係止片８１が設けられている。フタ部材７５を閉めて、突起７９を係止片８１に係合させたのち、ピンによって突起７９を係止片８１に締結することができる。

原料収納籠４１は、外周側の外枠部材５１と、外枠部材５１の内周側に配設された円筒状の網部材５３と、網部材５３の内周側に配設された螺旋状のスパイラルフィン５５と、から構成されている。

外枠部材５１は、前側の円輪状の前側リング部材５７と、後側の円輪状の後側リング部材５９と、これらの前側リング部材５７および後側リング部材５９を前後方向に沿って連結すると共に断面コ字状に形成された被係止部材６１と、から構成される。具体的には、被係止部材６１の前端は前側リング部材５７に結合され、被係止部材６１の後端は後側リング部材５９に結合されている。前側リング部材５７および後側リング部材５９の外周側には凹溝６３が形成され、凹溝６３に被係止部材６１が嵌合されて結合されている。被係止部材６１の外周側には溝部６５が形成されており、溝部６５は、タンク本体２７の係止突起部４５に係止される。

網部材５３は、全体形状が円筒状に形成され、縦方向と横方向とに交差して延びる鋼製の線状部材が結合して網目状に構成されている。なお、網部材５３の前側は開口され、後側は底面部７３（図６〜図８参照）によって封止され、側方は円筒状の側面部７１で構成されている。

図４〜図８に示すように、スパイラルフィン５５は、網部材５３の内周側に結合されており、前側リング部材５７から後側リング部材５９に至るまで周方向に沿って螺旋状に延在している。このように、原料収納籠４１の径方向中央に向けて突出する螺旋状のスパイラルフィン５５が設けられている。

また、熱分解槽５は、図２に示すように、中心軸ＣＬの延在方向が横方向になるように横置きに配置され、熱分解槽５は、中心軸ＣＬを回転中心として回転可能に構成されている。さらに具体的には、原料収納籠４１を含む熱分解槽５の中心軸ＣＬは、水平方向ＨＬに対して傾斜角θの斜め方向に傾斜して設定されている。つまり、前述したように、第１ローラ３１の回転軸３１Ｃ、第２ローラ３３の回転軸３３Ｃおよび第３ローラ３５の回転軸３５Ｃは、側方から見て斜めに傾斜して配置されており、かつ、各々の回転軸３１Ｃ，３３Ｃ，３５Ｃは同一直線状に配置されている。従って、熱分解槽５の中心軸ＣＬも、第１ローラ３１，第２ローラ３３，第３ローラ３５の回転軸３１Ｃ，３３Ｃ，３５Ｃと同じく側方から見て斜めに傾斜して配置されている。これらの第１ローラ３１，第２ローラ３３および第３ローラ３５の傾斜角についても、水平方向ＨＬに対して傾斜角θの斜め方向に傾斜して設定されている。

次いで、熱分解処理装置１を用いて廃プラスチックを熱分解する手順を説明する。

まず、図５に示すように、原料収納籠４１をタンク本体２７から取り出し、原料収納籠４１を縦置きに配置する。具体的には、前側リング部材５７を上側にし、後側リング部材５９を下側にして縦置きに配置する。ペレット状の廃プラスチックを、原料収納籠４１の上側である前側リング部材５７の開口部から原料収納籠４１の内方に投入する。

次に、原料収納籠４１を横方向に倒し、タンク本体２７の内方に収容する。具体的には、原料収納籠４１の被係止部材６１の溝部６５をタンク本体２７のタンク本体２７の係止突起部４５に係止させたまま、原料収納籠４１をスライドさせてタンク本体２７の内方に収容する。そして、フタ部材７５を閉じて、タンク本体２７の内方に原料収納かご４１を収納する。

そして、図３に示すように、熱分解槽５を基台３に設けられた第１ローラ３１，第２ローラ３３，第３ローラ３５の上に載置する。これにより、図２に示すように、熱分解槽５の中心軸ＣＬは水平方向ＨＬに対して傾斜角θだけ斜めに配置される。

そして、これらの第１ローラ３１，第２ローラ３３，第３ローラ３５を回転駆動させて熱分解槽５を回転させると共に加熱装置を稼働させて熱分解槽５を加熱する。これにより、熱分解槽自体が回転することによって廃プラスチックが熱分解槽５の内方において撹拌され、廃プラスチックを熱分解槽５に投入して融点以上の温度で加熱して熱分解ガスが発生する。この熱分解ガスは、配管８３から排出される。なお、図８の矢印に示すように、原料収納籠４１の内方の下部に滞留したペレットは、スパイラルフィン５５で斜め上方に移動しながら原料収納籠４１の内部を撹拌される。

以下、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）廃プラスチック（有機化合物）を熱分解する廃プラスチック（有機化合物）の熱分解処理装置１であって、筒状に形成されると共に前記廃プラスチックを収容する熱分解槽５を備え、熱分解槽５は、中心軸ＣＬの延在方向が横方向になるように横置きに配置され、熱分解槽５は、中心軸ＣＬを回転中心として回転可能に構成されている。

本実施形態では、熱分解槽自体が回転し、熱分解槽５の内方に撹拌棒を配置していない。廃プラスチックを収容した熱分解槽５が回転することによって廃プラスチックが熱分解槽５の内方において撹拌される。従って、熱分解槽５の内方の内部容積が大きくなり、熱分解槽５の内方に収容される廃プラスチックの充填率を高くすることができる。

（２）熱分解槽５は、外周側のタンク本体２７と、タンク本体２７の内周側に収容した原料収納籠４１と、を備えている。

本実施形態では、原料収納籠４１を縦置きにした状態で、廃プラスチックのペレットを原料収納籠４１に投入できるため、廃プラスチックの投入作業が容易になる。

（３）原料収納籠４１の内周側には、原料収納籠４１の径方向中央に向けて突出する螺旋状のスパイラルフィン５５が設けられ、原料収納籠４１の中心軸は、水平方向に対して交差する斜め方向に傾斜して設定されている。

本実施形態では、原料収納籠４１が水平方向に対して斜め方向に傾斜しているため、原料収納籠４１の内部において重力によって廃プラスチックのペレットが下方に移動する。原料収納籠４１の内方の下部に滞留したペレットは、スパイラルフィン５５で斜め上方に移動しながら原料収納籠４１の内部を撹拌される。よって、原料収納籠４１の内部において、ペレットの全体を満遍なく加熱することができる。

１熱分解処理装置
５熱分解槽
２７タンク本体
４１原料収納籠
５５スパイラルフィン

Claims

有機化合物を熱分解する有機化合物の熱分解処理装置であって、
筒状に形成される熱分解槽を備え、
前記熱分解槽は、中心軸の延在方向が横方向になるように横置きに配置され、
前記熱分解槽は、前記中心軸を回転中心として回転可能に構成され、
前記熱分解槽は、外周側のタンク本体と、前記タンク本体の内周側に取り出し可能に収容した原料収納籠と、を備え、
前記タンク本体は、前記タンク本体の内周側に設けられ、前記タンク本体の径方向中央側に向けて突出して、前記タンク本体の筒軸方向に延在する係止突起部を有し、
前記原料収納籠は、外枠部材と、前記外枠部材の内周側に配設され、前記有機化合物を収納する網部材とを有し、
前記外枠部材は、前記原料収納籠の一端側の前側リング部材と、前記原料収納籠の他端側の後側リング部材と、これらの前側リング部材および後側リング部材を前記原料収納籠の筒軸方向に沿って連結する被係止部材と、前記被係止部材の外周側に設けられ、前記原料収納籠の筒軸方向に延在して、前記係止突起部に係止される溝部とを有することを特徴とする有機化合物の熱分解処理装置。
請求項１に記載の有機化合物の熱分解処理装置であって、
前記係止突起部は、前記タンク本体の内周側における周方向に間隔をおいて複数配置され、前記被係止部材は、前記原料収納籠の周方向に間隔をおいて複数配置され、各被係止部材の外周側に前記溝部が形成されることを特徴とする有機化合物の熱分解処理装置。
請求項１または２に記載の有機化合物の熱分解処理装置であって、
前記原料収納籠は、前記網部材の内周側に設けられ、前記原料収納籠の径方向中央に向けて突出する螺旋状のスパイラルフィンを有し、前記原料収納籠の中心軸は、水平方向に対して交差する斜め方向に傾斜して設定されたことを特徴とする有機化合物の熱分解処理装置。