JP3905253B2

JP3905253B2 - Waste plastic dehydrochlorination equipment

Info

Publication number: JP3905253B2
Application number: JP16212599A
Authority: JP
Inventors: 憲明橋本; 彰小崎; 正信上田; 昌吉時久
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000344934A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩素系ポリマー含有廃棄プラスチックの熱分解処理時に生ずる塩化水素を効率よく除去し、残留塩素分が少ない溶融プラスチックが得られる廃プラスチック脱塩化水素処理装置及びこれを用いた廃プラスチック脱塩化水素処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用済みの廃プラスチックは、従来、埋め立てたり、単純に焼却したりして廃棄・処理していたが、資源の有効利用の観点から近年はケミカルリサイクルとしての油化やサーマルリサイクルとしての燃焼によるエネルギー回収が注目されるようになった。
【０００３】
ところでケミカルリサイクル、サーマルリサイクルは廃プラスチックを高温で処理・燃焼するものであるが、その際に発生する塩化水素により装置の腐食、製品（油）の品質低下、熱や電気エネルギーの回収率低下等の大きな問題が生じていた。このためケミカルリサイクルやサーマルリサイクルを行う際に、前処理として廃プラスチック中のポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等の塩素系ポリマーを熱分解させて溶融プラスチックから塩化水素を系外に除去する、いわゆる脱塩化水素前処理が行われていた。脱塩化水素前処理としては、例えば以下のような技術が知られている。
【０００４】
一端に廃プラスチック投入口を、他端に塩化水素流出口と溶融プラスチック流出口とを備えた反応筒と、前記廃プラスチック投入口と前記塩化水素流出口との間に設置された、廃プラスチックを前記反応筒の外部から加熱するための加熱手段と、前記反応筒内の廃プラスチックを前記一端から前記他端に向かって案内するための案内手段を有する廃プラスチックの熱分解反応装置において、前記他端に設けた溶融プラスチック引き出し口と前記一端に設けられた溶融プラスチック戻し口とを連結する溶融プラスチック戻り流路と、廃プラスチックを前記反応筒の内部から加熱するための内部加熱手段とを更に有することを特徴とする熱分解反応装置（特開平８−１２０２８５号公報）。この装置によれば、廃プラスチックの処理能力が従来法に比べ増大する。
【０００５】
塩素系ポリマーを含むプラスチックを上段の押出機に供給し、シリンダから外部加熱エネルギーとスクリュ回転によるせん断発熱でプラスチックを溶融し、所定の温度まで上昇させて塩素系ポリマーを熱分解させ、脱塩化水素反応を行う方法がある。（W. Michaeli、Degradative extrusion as a pretreating process for chemical recycling of plastics waste, Die Angewandte Makromorekulare chemic, 232(1995), 図１参照）。この技術では、生成した塩化水素は押出機の先端に近い塩化水素流出口から塩化水素を系外に排出除去している。尚図１においてフィルターを通過した脱塩化水素された溶融プラスチックは下断押出機に供給され適当な処理を施されて油として回収される。該技術はスクリュせん断による発熱を有効に利用できるためプラスチックの熱分解効率が良いという利点がある。
【０００６】
溶融ポリマーと発生した塩化水素とを押出機から外部に吐出させ、出口で塩化水素を吸引ポンプにより吸引、除去する方法（特許第２６４８４１２号、工業技術院、（株）フジテック）。該技術はスクリュせん断による発熱を有効に利用できるためプラスチックの熱分解効率が良いという利点がある。しかし、この方式では熱分解で発生した塩化水素の出口は最終の溶融ポリマー出口と同じであるため（図２参照）、脱揮効率が良くない。
【０００７】
また、押出機等の連続処理装置で脱塩化水素処理を行う場合、従来の連続処理装置は溶融プラスチック流出口近傍に塩化水素流出口が１ケ所又は２ケ所設けられているのが多い（図３参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く従来の装置においては、塩化水素は、装置の溶融プラスチック近傍に塩化水素流出口を設けて除去するか、又は装置から吐出後の溶融プラスチックから吸引除去する構造となっている。
【０００９】
しかしながら、従来のこのような装置を用いて脱塩化水素処理を行っても、十分に廃棄プラスチックから塩化水素を除去することに困難であった。
【００１０】
従って本発明の目的は廃プラスチックからの塩化水素除去能に優れた処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
斯かる実状において本発明者らは鋭意研究を行った結果、従来の装置でも廃プラスチック中のポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等の塩素系ポリマーを熱分解して塩化水素を発生させることは比較的容易であるが、発生した塩化水素が系外に排出される前に廃プラスチック中の化学物質（無機フィラー、使用済み容器やフィルムに付着した物質や各種添加剤）や各種ポリマーの分解物と反応して高沸点化合物となり、塩化水素流出口からの除去が困難となることを発見した。また、特開平８−１２０２８５号公報の実施例２を詳細に研究した結果、この実施例の原料中の平均塩素含有率は５％であり、脱塩化水素後の最終塩素含有率は、未使用のバージンポリマーの混合品（ペレット形状）を用いた場合は０．１１〜０．２４％であるのに対し、実際の廃プラスチックを用いた場合は０．８％と著しく悪化している。更にW. Michaeli 等の技術では、バージンポリマーを用いた場合の脱塩素率は９８％以上であるのに対し、実際の廃プラスチックを用いた場合には８０％以下と悪化している。この原因も詳細に調べると、上述の高沸点化合物が生じていることが判明した。
そして、本発明者は、このような知見に基づき、塩化水素流出口を、発生した塩化水素が廃プラスチックと反応して除去が困難な高沸点化合物となる以前に除去し得るように設ければ、廃プラスチックから塩化水素を効率よく除去し得ることを見出し本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、廃プラスチック投入口と、溶融プラスチック流出口と、塩化水素流出口と、廃プラスチックを加熱する加熱手段と、廃プラスチックを投入口から流出口まで移送する案内手段とを有する廃プラスチック脱塩化水素処理装置において、該塩化水素流出口が、１つ設けられ、且つその長さが処理装置反応筒の全長の４０％以上であり、廃プラスチックを投入口から流出口まで移送する案内手段のスクリュの全長の６０％以上がニーディングディスクであることを特徴とする廃プラスチック脱塩化水素処理装置を用い、廃プラスチックの滞留時間を１０〜４０分とすることを特徴とする廃プラスチック脱塩化水素処理方法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
廃プラスチック中の塩素系ポリマー（例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等）を塩化水素として除去するための押出機等の連続処理装置は一般的に、一端に廃プラスチック投入口を他端に溶融プラスチック流出口を設け、更に塩化水素流出口を備えた反応筒と、廃プラスチックを加熱する加熱手段と、該廃プラスチックを該一端から該他端に向かって案内するための案内手段を有する。
【００１４】
加熱手段としては特に限定されないが、例えばヒーターによる加熱が挙げられる。かかる加熱は反応筒の外部から行ってもよく、また熱分解処理装置の内部にヒーターなどを組み込んで行ってもよい。
【００１５】
図３に廃プラスチック脱塩化水素処理装置の一例の断面を模式図で示す。原料となる廃プラスチックは原料供給ホッパー２２から投入され、加熱手段を有する押出機シリンダ２３（反応筒）内の押し出しスクリュ（案内手段）２４により溶融プラスチック流出口である押し出しダイ２６側へ輸送される。かかる連続処理装置において、廃プラスチック中の塩素系ポリマーは一般的に１９０〜２００℃以上に加熱されると徐々に脱塩化水素反応を起こす。例えばポリ塩化ビニルの場合の脱塩化水素の反応は次の一般式（１）に示す通りである。
【００１６】
【化１】
-(CH₂-CHCl)_n- → -(CH=CH)_n- ＋ nHCl （１）
【００１７】
一般に廃プラスチックの反応筒内の滞留時間は３〜５分以上であり、溶融した廃プラスチックの溶融プラスチック流出口における温度は一般に３００〜３５０℃となる場合が多い。このように分解開始温度よりもはるかに高温まで昇温するのは廃プラスチック中の塩素系ポリマーから略１００％脱塩化水素を行うためである。このため反応筒内での塩化水素の発生は、廃プラスチック投入口（一端側）から溶融廃プラスチック流出口（他端側）にかけて徐々に起こることになる。かかる状況下では、例えば図３に示すように塩化水素流出口２５が他端側に一ケ所のみ設けられている場合には、一端側近傍で発生した塩化水素が他端側に輸送されて行く間に廃プラスチック中に存在する化学物質（無機フィラー）、例えば炭酸カルシウム、タルク、砂、食品残さ等あるいはポリマーの分解物などの化学物質と反応して塩化物を形成する。かかる塩化物は高融点、高沸点である場合が多く、気化させて塩化水素流出口から排出することはきわめて困難である。かかる塩化物の沸点を例示すると、塩化カルシウムは１６００℃以上、塩化マグネシウムは１４１２℃、塩化カリウムは１５００℃、塩化ナトリウムは１４１３℃、三塩化チタンは４４０℃以上である。
【００１８】
そこで本発明では熱分解により発生した塩化水素が廃プラスチック中の化学物質（無機フィラー等）と反応して高沸点化合物となる以前に除去すべく、連続処理装置に適宜な塩化水素流出口を設けることとした。以下に本発明の例示をするが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。
【００１９】
図４は、塩化水素流出口３５が反応筒３３の一端側と他端側の間の上部の略全体にわたって設けられたものの概略断面図である。この場合全長に対して、塩化水素流出口長さが４０％以上になるように設定されている。このようにすることにより廃プラスチックの加熱効率はやや低下するが、発生した塩化水素を直ちに除去することができる。図４に示す連続処理装置の加熱効率の低下を抑えるよう改良されたものが図５に示すものである。図５の塩化水素流出口４５は、発生した塩化水素を直ちに溶融プラスチック中から除去するために、一端側と他端側の間の上部の略全体にわたって空間を有し、塩化水素を排出させるための面積を図４の場合よりも小さくしている。またこの場合も全長に対して、塩化水素流出口長さが４０％以上になっている。これにより図５の連続処理装置は図４の連続処理装置と比較して、発生した塩化水素を直ちに溶融プラスチックから除去する効果は同等であり、廃プラスチックの加熱効率は優れたものとなる。
【００２０】
このように、装置の塩化水素流出口は１つで、また、この長さの合計は、処理装置の反応筒の全長の４０％以上である。なお、この長さは最終的な流出口の長さをいうのではなく、図５の装置の如く発生した塩化水素の流入口の長さをいう。
【００２１】
また、本発明の装置の廃プラスチックを投入口から流出口まで移送する案内手段は、スクリュの表面更新効果を高め、溶融廃プラスチック中からの塩化水素の系外への除去を容易ならしめるため、及び限られた長さでできるだけ溶融廃プラスチックを充満させ、その部分での滞留時間を長くするために、その部分のスクリュは、ニーディングディスクである。ニーディングディスクはスクリュの全長の６０％以上を占める。
【００２２】
廃プラスチック脱塩化水素は、廃プラスチック投入から溶融プラスチック流出までの滞留時間は非常に重要である。滞留時間は、廃プラスチック中の塩素含有プラスチックを完全に熱分解して、塩化水素とするための十分な時間とすることが好ましい。しかし、通常の押出機で得られる滞留時間は３〜５分であり、この時間では塩素含有プラスチックを完全に熱分解し、塩化水素を発生させることはできない。従って必要滞留時間は１０分以上４０分以下である。最適な時間は設定する熱分解温度により決まる。高温だと１０分側に近くなり、低温だと４０分側に寄る。４０分を超えると脱塩化水素は良くなるが、装置が大型になりコストアップするし、またポリ塩化ビニル以外のポリマーの揮発量が増大し、燃料収率が低下し経済性に問題がでてくる。
【００２３】
この滞留時間を増大させ、かつプラスチック表面更新を増大するためには、塩化水素全流出口の長さに対するミキシングスクリュの長さを５０％以上とすることが好ましく、特に６０％以上とすることが好ましい。このようにすることにより、シリンダの上方が開口した塩化水素流出口部の加熱面積の不足を、スクリュ内部の充満率の大幅な向上でカバーすることができ、一石三鳥の効果がでてくる。発生した塩化水素を直ちに除去することができる。
図７に実施例としての滞留時間と脱塩素度の関係を示す。また図８に実施例としての塩化水素流出口の全長に対するスクリュミキシングの長さを変化させた場合の脱塩素度の関係を示す。これらのデータから滞留時間及び塩化水素流出口長さに対するミキシングスクリュの長さの効果がよく分かる。
【００２４】
本発明の廃プラスチック脱塩化水素処理装置を用いた処理方法の処理条件は、特に限定されないが、熱分解設定温度が３００℃〜４００℃で、滞留時間５分以上、特に１０〜４０分とすることが好ましい。熱分解温度が４００℃を超える場合は、特に処理後の廃棄プラスチックを固形燃料として使用する場合に、廃棄プラスチック中の燃料成分の揮発量が多くなる場合があるため好ましくない。熱分解温度が３００℃未満の場合は、廃棄プラスチックを十分に熱分解できず、材料中に塩素及び塩素化合物が残留するため好ましくない。滞留時間が５分未満の場合には、廃棄プラスチックを十分に熱分解できない場合があるため好ましくない。
【００２５】
なお、塩素あるいは塩素化合物排出口からの塩素あるいは塩素化合物の除去方法には特に制限はなく、例えば減圧などの方法により行うことができる。
【００２６】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
廃プラスチック脱塩化水素処理装置として図４の如く、廃プラスチック投入口と溶融プラスチック流出口との間に、全長の６０％にわたる塩化水素排出口を設けた日本製鋼所製の二軸噛み合い型押出機を用い、廃プラスチックからの脱塩化水素の実験を行った。実験材料、実験材料の塩素含有率、連続処理装置による処理条件、処理後の塩素含有率及び脱塩素率を表１に示す。
【００２８】
比較例１
連続処理装置として、溶融プラスチック流出口近傍に全長の２９％の長さの１ケ所の塩化水素排出口を設けた、日本製鋼所製の二軸同方向回転噛み合い型押出機であるＴＥＸ４４−４９ＡＷを用いて、廃プラスチックからの脱塩化水素の実験を行った。実験材料、実験材料の塩素含有率、連続処理装置による処理条件、処理後の塩素含有率及び脱塩素率を表１に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１より、実施例１の連続処理装置を用いた場合は比較例１の連続処理装置を用いた場合と比較して、処理後の塩素含有率、脱塩素率が優れていることが確認された。更に実施例１の連続処理装置を用いた場合は、特開平８−１２０２８５号公報の第二実施例（同公報図６参照）と比較しても優れていることが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、廃プラスチックから塩化水素が良好に除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】廃プラスチック中から熱分解により発生した塩化水素を除去するための従来の連続処理装置の概略図である。
【図２】廃プラスチック中から熱分解により発生した塩化水素を除去するための従来の連続処理装置の概略図である。
【図３】廃プラスチック中から熱分解により発生した塩化水素を除去するための従来の連続処理装置の概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る、廃プラスチック中から熱分解により発生した塩化水素を除去するための、連続処理装置の概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る、廃プラスチック中から熱分解により発生した塩化水素を除去するための、連続処理装置の概略図である。
【図７】熱分解滞留時間と脱塩素率の関係を示す図である。
【図８】全流出口長さに対するミキシングスクリュ長さと脱塩素率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１、７、２１、３１、４１モータ（減速機）
２、１２、２２、３２、４２廃プラスチック投入口（原料供給ホッパ）
３、１０、２３、３３、４３反応筒（押出機シリンダ）
４、１３、２４、３４、４４案内手段（押出機スクリュ）
５、２５、３５、４５塩化水素流出口
６、２６、３６、４６溶融廃プラスチック流出口（押し出しダイ）
１４溶融プラスチック流出口及び塩化水素流出口
８加熱部
９温度調節器
１１−１，１１−２，１１−３熱伝対
１５溶融プラスチック
１６吸引ポンプ
１７塩化水素回収器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste plastic dehydrochlorination apparatus capable of efficiently removing hydrogen chloride generated during thermal decomposition treatment of waste plastics containing chlorinated polymers and obtaining a molten plastic with a small residual chlorine content, and waste plastic dechlorination using the same. The present invention relates to a hydrogen treatment method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, used plastic waste has been disposed of or disposed of by landfill or simply incinerated. However, from the viewpoint of effective use of resources, in recent years, it has been the energy from liquefaction as chemical recycling and combustion as thermal recycling. Collection has come to the fore.
[0003]
By the way, chemical recycling and thermal recycling process and burn waste plastic at a high temperature, but hydrogen chloride generated at that time causes equipment corrosion, product (oil) quality degradation, heat and electrical energy recovery rate, etc. There was a big problem. For this reason, when chemical recycling or thermal recycling is performed, so-called desorption is performed as a pretreatment by thermally decomposing chlorinated polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride in the waste plastic to remove hydrogen chloride from the molten plastic. Hydrogen chloride pretreatment was performed. As the dehydrochlorination pretreatment, for example, the following techniques are known.
[0004]
A reaction cylinder having a waste plastic inlet at one end and a hydrogen chloride outlet and a molten plastic outlet at the other end, and a waste plastic installed between the waste plastic inlet and the hydrogen chloride outlet. In a waste plastic pyrolysis reaction apparatus, comprising: heating means for heating from outside the reaction cylinder; and guide means for guiding waste plastic in the reaction cylinder from the one end toward the other end. A molten plastic return channel for connecting a molten plastic outlet provided at the end and a molten plastic return port provided at the one end; and an internal heating means for heating waste plastic from the inside of the reaction tube. A thermal decomposition reaction apparatus characterized in that (JP-A-8-120285). According to this apparatus, the processing capacity of waste plastic is increased as compared with the conventional method.
[0005]
Supplying plastic containing chlorine-based polymer to the upper extruder, melting the plastic from the cylinder with external heating energy and shearing heat generated by screw rotation, raising the temperature to a predetermined temperature to thermally decompose the chlorine-based polymer, and dehydrochlorination There is a method of performing a reaction. (See W. Michaeli, Degradative extrusion as a pretreating process for chemical recycling of plastics waste, Die Angewandte Makromorekulare chemic, 232 (1995), FIG. 1). In this technique, the generated hydrogen chloride is discharged out of the system through a hydrogen chloride outlet near the tip of the extruder. In FIG. 1, the dehydrochlorinated molten plastic that has passed through the filter is supplied to a lower cutting extruder, subjected to appropriate treatment, and recovered as oil. This technique has an advantage that the thermal decomposition efficiency of plastic is good because the heat generated by screw shear can be used effectively.
[0006]
A method in which molten polymer and generated hydrogen chloride are discharged from the extruder to the outside, and hydrogen chloride is sucked and removed by a suction pump at the outlet (Japanese Patent No. 2648412, Industrial Technology Institute, Fujitec Co., Ltd.). This technique has an advantage that the thermal decomposition efficiency of plastic is good because the heat generated by screw shear can be used effectively. However, in this method, the outlet of hydrogen chloride generated by thermal decomposition is the same as the outlet of the final molten polymer (see FIG. 2), so the devolatilization efficiency is not good.
[0007]
Further, when the dehydrochlorination treatment is performed by a continuous processing apparatus such as an extruder, the conventional continuous processing apparatus is often provided with one or two hydrogen chloride outlets in the vicinity of the molten plastic outlet (FIG. 3). reference).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional apparatus has a structure in which hydrogen chloride is removed by providing a hydrogen chloride outlet near the molten plastic of the apparatus or removed from the molten plastic discharged from the apparatus.
[0009]
However, even if dehydrochlorination treatment is performed using such a conventional apparatus, it has been difficult to sufficiently remove hydrogen chloride from waste plastic.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a treatment apparatus having an excellent ability to remove hydrogen chloride from waste plastics.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the actual situation, the present inventors have conducted intensive research. As a result, it is relatively difficult to generate hydrogen chloride by thermally decomposing chlorinated polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride in waste plastics even with conventional devices. Although it is easy, before the generated hydrogen chloride is discharged out of the system, it reacts with chemical substances (inorganic fillers, substances attached to used containers and films, various additives) and decomposition products of various polymers in the waste plastic. As a result, it was discovered that the compound became a high boiling point compound and difficult to remove from the hydrogen chloride outlet. Further, as a result of detailed study of Example 2 of JP-A-8-120285, the average chlorine content in the raw material of this example is 5%, and the final chlorine content after dehydrochlorination is not used. When using a virgin polymer mixture (pellet shape) of 0.11 to 0.24%, the actual waste plastic was 0.8%, which is significantly worse. Furthermore, in the technique of W. Michaeli et al., The dechlorination rate when using a virgin polymer is 98% or more, but when using an actual waste plastic, it deteriorates to 80% or less. When this cause was also examined in detail, it was found that the above-mentioned high boiling point compound was generated.
And based on such knowledge, the present inventor should provide a hydrogen chloride outlet so that the generated hydrogen chloride can be removed before it reacts with waste plastic to become a high boiling point compound that is difficult to remove. The present invention was completed by finding that hydrogen chloride can be efficiently removed from waste plastics.
[0012]
That is, the present invention is a waste having a waste plastic inlet, a molten plastic outlet, a hydrogen chloride outlet, a heating means for heating the waste plastic, and a guide means for transferring the waste plastic from the inlet to the outlet. In the plastic dehydrochlorination treatment apparatus, one hydrogen chloride outlet is provided , and its length is 40% or more of the total length of the treatment apparatus reaction tube, and guides for transferring waste plastic from the inlet to the outlet. Waste plastic dehydrochlorination apparatus characterized in that 60% or more of the total length of the screw of the means is a kneading disk , and the residence time of the waste plastic is 10 to 40 minutes. A method for treating hydrogen chloride is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In general, continuous processing equipment such as an extruder for removing chlorine-based polymers (eg, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, etc.) in waste plastics as hydrogen chloride is a plastic that has a waste plastic inlet at one end. A reaction tube provided with an outlet and further provided with a hydrogen chloride outlet, a heating means for heating the waste plastic, and a guide means for guiding the waste plastic from the one end toward the other end.
[0014]
Although it does not specifically limit as a heating means, For example, the heating by a heater is mentioned. Such heating may be performed from the outside of the reaction tube, or may be performed by incorporating a heater or the like inside the thermal decomposition treatment apparatus.
[0015]
FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of an example of a waste plastic dehydrochlorination apparatus. Waste plastic as a raw material is fed from a raw material supply hopper 22 and transported to the extrusion die 26 side which is a molten plastic outlet by an extrusion screw (guide means) 24 in an extruder cylinder 23 (reaction cylinder) having a heating means. . In such a continuous processing apparatus, the chlorinated polymer in the waste plastic generally gradually undergoes a dehydrochlorination reaction when heated to 190 to 200 ° C. or higher. For example, the reaction of dehydrochlorination in the case of polyvinyl chloride is as shown in the following general formula (1).
[0016]
[Chemical 1]
-(CH ₂ -CHCl) _n ---(CH = CH) _n- + nHCl (1)
[0017]
Generally, the residence time of the waste plastic in the reaction cylinder is 3 to 5 minutes or more, and the temperature at the molten plastic outlet of the molten waste plastic is generally 300 to 350 ° C. in many cases. The reason why the temperature is raised to a temperature much higher than the decomposition start temperature is to perform approximately 100% dehydrochlorination from the chlorinated polymer in the waste plastic. For this reason, the generation of hydrogen chloride in the reaction cylinder gradually occurs from the waste plastic inlet (one end side) to the molten waste plastic outlet (the other end side). Under such circumstances, for example, as shown in FIG. 3, when only one hydrogen chloride outlet 25 is provided on the other end side, hydrogen chloride generated near one end side is transported to the other end side. In the meantime, it reacts with chemical substances (inorganic fillers) present in the waste plastic, such as calcium carbonate, talc, sand, food residues, etc. or polymer decomposition products to form chloride. Such a chloride often has a high melting point and a high boiling point, and it is extremely difficult to vaporize it and discharge it from the hydrogen chloride outlet. Illustrating the boiling point of such chlorides, calcium chloride is 1600 ° C or higher, magnesium chloride is 1412 ° C, potassium chloride is 1500 ° C, sodium chloride is 1413 ° C, and titanium trichloride is 440 ° C or higher.
[0018]
Therefore, in the present invention, an appropriate hydrogen chloride outlet is provided in the continuous processing apparatus so that hydrogen chloride generated by thermal decomposition can be removed before reacting with chemical substances (such as inorganic filler) in the waste plastic to become high-boiling compounds. It was decided. Examples of the present invention are given below, but the present invention is not limited to the following examples.
[0019]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the hydrogen chloride outlet 35 provided over substantially the entire upper portion between one end side and the other end side of the reaction tube 33. In this case, the length of the hydrogen chloride outlet is set to 40% or more with respect to the total length. By doing so, the heating efficiency of the waste plastic is slightly lowered, but the generated hydrogen chloride can be immediately removed. What was improved so that the fall of the heating efficiency of the continuous processing apparatus shown in FIG. 4 may be suppressed is shown in FIG. The hydrogen chloride outlet 45 in FIG. 5 has a space over substantially the entire upper part between one end side and the other end side in order to immediately remove the generated hydrogen chloride from the molten plastic so as to discharge the hydrogen chloride. Is made smaller than the case of FIG. In this case as well, the hydrogen chloride outlet length is 40% or more of the total length. Thus a continuous processing apparatus of FIG. 5 as compared to continuous treatment apparatus of FIG. 4, the effect of removing from the immediately molten plastic hydrogen chloride generated are equivalent, the heating efficiency of waste plastics that Do and excellent.
[0020]
Thus, hydrogen chloride outlet devices one, also, the sum of this length, Ru der 40% of the total length of the reaction tube of the processing unit. This length does not mean the length of the final outlet, but the length of the inlet of hydrogen chloride generated as in the apparatus of FIG.
[0021]
Further, the guide means for transferring the waste plastic of the apparatus of the present invention from the inlet to the outlet increases the effect of renewing the surface of the screw and facilitates the removal of hydrogen chloride from the molten waste plastic out of the system. And in order to fill as much molten waste plastic as possible with a limited length and to increase the residence time in that part, the screw in that part is a kneading disk. Kneading discs account for more than 60% of the total length of the screw.
[0022]
In waste plastic dehydrochlorination, the residence time from waste plastic input to molten plastic flow is very important. The residence time is preferably a sufficient time for completely pyrolyzing the chlorine-containing plastic in the waste plastic to form hydrogen chloride. However, the residence time obtained with a normal extruder is 3 to 5 minutes, and at this time, the chlorine-containing plastic cannot be completely thermally decomposed to generate hydrogen chloride. Therefore required residence time is 40 minutes or less than 1 0 minutes. The optimum time is determined by the set pyrolysis temperature. When the temperature is high, it approaches 10 minutes, and when it is low, it approaches 40 minutes. If it exceeds 40 minutes, dehydrochlorination will improve, but the equipment will become large and the cost will increase, and the volume of volatilization of polymers other than polyvinyl chloride will increase, resulting in a decrease in fuel yield and economic problems. come.
[0023]
In order to increase the residence time and increase the plastic surface renewal, it is preferable that the length of the mixing screw with respect to the length of the total outlet of hydrogen chloride is 50% or more, particularly 60% or more. preferable. By doing so, it is possible to cover the shortage of heating area of the hydrogen chloride outlet portion where the upper part of the cylinder is opened by drastically improving the filling rate inside the screw, and the effect of three birds with one stone appears. . The generated hydrogen chloride can be removed immediately.
FIG. 7 shows the relationship between the residence time and the degree of dechlorination as an example. FIG. 8 shows the relationship of the degree of dechlorination when the length of screw mixing is changed with respect to the total length of the hydrogen chloride outlet as an embodiment. These data clearly show the effect of mixing screw length on residence time and hydrogen chloride outlet length.
[0024]
The treatment conditions of the treatment method using the waste plastic dehydrochlorination apparatus of the present invention are not particularly limited, but the thermal decomposition set temperature is 300 ° C. to 400 ° C., and the residence time is 5 minutes or more, particularly 10 to 40 minutes. It is preferable. When the pyrolysis temperature exceeds 400 ° C., particularly when the waste plastic after treatment is used as a solid fuel, the amount of volatilization of the fuel component in the waste plastic may increase, which is not preferable. When the thermal decomposition temperature is less than 300 ° C., the waste plastic cannot be sufficiently thermally decomposed, and chlorine and chlorine compounds remain in the material, which is not preferable. If the residence time is less than 5 minutes, the waste plastic may not be sufficiently thermally decomposed, which is not preferable.
[0025]
In addition, there is no restriction | limiting in particular in the removal method of chlorine or a chlorine compound from a chlorine or chlorine compound discharge port, For example, it can carry out by methods, such as pressure reduction.
[0026]
【Example】
EXAMPLES Next, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[0027]
Example 1
As shown in FIG. 4, as a waste plastic dehydrochlorination treatment device, a twin-screw meshing type extruder manufactured by Nippon Steel Works, which has a 60% hydrogen chloride discharge port between the waste plastic inlet and the molten plastic outlet. The experiment of dehydrochlorination from waste plastic was conducted. Table 1 shows the experimental materials, the chlorine content of the experimental materials, the processing conditions by the continuous processing apparatus, the chlorine content after the treatment, and the dechlorination rate.
[0028]
Comparative Example 1
As a continuous processing equipment, a TEX44-49AW, which is a twin-screw co-rotating meshing extruder manufactured by Nippon Steel Works, provided with a single hydrogen chloride outlet of 29% of the total length near the molten plastic outlet. The experiment of dehydrochlorination from waste plastic was conducted. Table 1 shows the experimental materials, the chlorine content of the experimental materials, the processing conditions by the continuous processing apparatus, the chlorine content after the treatment, and the dechlorination rate.
[0029]
[Table 1]

[0030]
From Table 1, when using the continuous processing apparatus of Example 1, compared with the case where the continuous processing apparatus of the comparative example 1 was used, it was confirmed that the chlorine content rate after a process and the dechlorination rate are excellent. It was. Furthermore, when the continuous processing apparatus of Example 1 was used, it was confirmed that it was superior to the second example (see FIG. 6) of JP-A-8-120285.
[0031]
【The invention's effect】
According to the apparatus of the present invention, hydrogen chloride is satisfactorily removed from waste plastic.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a conventional continuous processing apparatus for removing hydrogen chloride generated by thermal decomposition from waste plastic.
FIG. 2 is a schematic view of a conventional continuous processing apparatus for removing hydrogen chloride generated by thermal decomposition from waste plastic.
FIG. 3 is a schematic view of a conventional continuous processing apparatus for removing hydrogen chloride generated by thermal decomposition from waste plastic.
FIG. 4 is a schematic view of a continuous processing apparatus for removing hydrogen chloride generated by thermal decomposition from waste plastic according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a continuous processing apparatus for removing hydrogen chloride generated by thermal decomposition from waste plastic according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between thermal decomposition residence time and dechlorination rate.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the mixing screw length and the dechlorination rate relative to the total outlet length.
[Explanation of symbols]
1, 7, 21, 31, 4 1 Motor (speed reducer)
2, 12, 22, 32, 4 2 Waste plastic inlet (raw material supply hopper)
3, 10, 23, 33, 4 3 Anti応筒(extruder cylinder)
4, 13, 24, 34, 4 4 Draft the means (extruder screw)
5, 25, 35, 4 5

Salts

hydrogen outlet

6,26,36,4 6 Soluble Toruhai plastic outlet (extrusion die)
14 Molten Plastic Outlet and Hydrogen Chloride Outlet 8 Heating Unit 9 Temperature Controller 11-1, 11-2, 11-3 Thermocouple 15 Molten Plastic 16 Suction Pump 17 Hydrogen Chloride Recovery Unit

Claims

Waste plastic dehydrochlorination apparatus having a waste plastic inlet, a molten plastic outlet, a hydrogen chloride outlet, a heating means for heating the waste plastic, and a guide means for transferring the waste plastic from the inlet to the outlet , One hydrogen chloride outlet is provided , and its length is 40% or more of the total length of the reactor reaction tube, and the length of the screw of the guide means for transferring the waste plastic from the inlet to the outlet is A waste plastic dehydrochlorination treatment method characterized by using a waste plastic dehydrochlorination treatment apparatus characterized in that 60% or more is a kneading disk , and the residence time of the waste plastic is 10 to 40 minutes .

The method according to claim 1, wherein the screw of the guide means for transferring the waste plastic from the inlet to the outlet has a kneading disk length of 50% or more relative to the length of the total outlet of hydrogen chloride.