■ 独自の技術で高度な脱塩素を実現

　　1950年に塩ビ用押出成形機の国産第１号を製造した日本製鋼所は、現在でもプラスチック成型機の分野では世界のトップメーカーのひとつ。また、70年代から廃プラスチックのマテリアルリサイクルや油化の研究に取り組むなど、プラスチックの有効利用や環境問題にも早くから着目してきました。
　今回の脱塩素処理システムは、こうした技術の蓄積を背景に平成９年から開発が進められてきたものです。二軸スクリュー押出機で培った技術を応用することにより、塩ビ濃度の低い一般系廃プラスチックから産廃系の高濃度塩ビ廃棄物まで、処理原料の組成にかかわらず、安定した脱塩素性能を発揮します。
　その性能のポイントを、同社広島製作所の実験設備（処理能力50〜80kg／hr）で見てみます。
　まず、基本的なプロセスフローは図１に示したとおり、破砕→選別（異物除去）→洗浄・脱水（一般系廃プラのみ）→減容溶融→脱塩素（熱分解）→ペレット化という流れで、ペレットは固形燃料、油化原料、ガス化原料などに用いられます。廃プラスチックの溶融と脱塩素をひとつの装置で行うのではなく、それぞれの機能を分離しているのが特徴で、いずれの装置にも二軸スクリュー押出機の技術が採用されています。
　このうち、溶融装置のスクリューは直径44mmで、スクリュー回転時の剪断発熱を利用して、熱伝導率が低く均一に溶融しにくいプラスチックを効率的に可塑化するため、高速で回転するよう設計されており、低電力で均一に加熱溶融することができます。溶融温度は約200〜230℃。
　一方、システムの要である脱塩素装置はスクリューの直径が174mmで、特殊なシリンダ・スクリュー構造をしており、径の大きなスクリューで原料を混練し、脱塩素するプラスチックの表面を常に更新する（表面更新）ことで、高性能な脱塩素を可能にしています。また、脱塩素装置では、熱分解の滞留時間を十分に確保するためスクリューを低速回転に設定しています。

■ 低レベルの残留塩素濃度

　　日本製鋼所広島製作所が実施した一般ごみ系廃プラスチックの脱塩素実験結果では、350℃で１時間に50kgの廃プラスチック（塩ビ10％）を処理する場合、滞留時間約10分でペレット中の残留塩素濃度は0.25％。押出機方式の従来の脱塩素装置が390℃でも0.55％程度までしか濃度を下げられないのと比べると、同社の脱塩素装置の優れた脱塩素能力を知ることができます（図２参照）。
　日本製鋼所広島製作所では、さらに脱塩素性能を向上させるためにシステムの改良を行っており、現在では残留塩素濃度0.15％という結果が得られています。
　一方、高濃度塩ビの脱塩素実験結果でも、塩ビ50％〜90％までいずれもごく低いレベルの残留濃度となっており（図３参照）、技術的にはほぼ塩ビ100％でも処理できるシステムであることが分かります。
　また、同システムで処理されたRPFと石炭の燃料特性を比較してみると（表１参照）、水素／炭素比が石炭の約２倍、発熱量は30％増となっており、RPFを高炉原料やセメント原燃料に利用することで、CO2の排出抑制、地球環境の保全に役立つことが裏付けられています。
　なお、上記のうち、一般系廃プラスチックの脱塩素技術開発は、平成11年〜13年度まで(財)地球環境産業技術研究機構（RITE）の補助を受けて実施しているもので、高濃度塩ビ廃棄物の脱塩素技術は総合化学メーカーの(株)トクヤマとの共同開発となっています。

■ 動脈の技術を静脈に生かしたシステム