CN102137724B - 使用了具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体的废塑料、有机物的分解方法 - Google Patents

使用了具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体的废塑料、有机物的分解方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题是提供一种废塑料、有机物的分解方法,该方法使用了容易与金属、无机物分离且具有高效的分解能力和低的热分解中的微粉化特性的氧化钛颗粒体。更详细而言,通过使氧化钛颗粒体的特性最适化,确立了使用了容易与金属、无机物分离且具有高效的分解能力和低的热分解中的微粉化特性的氧化钛颗粒体的,废塑料、有机物的分解方法。

Description

使用了具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体的废塑料、有机物的分解方法
技术领域
本发明涉及使用了具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体的,废塑料、有机物,特别是由多种塑料、有机物构成的医疗废弃物或具有传染性的医疗废弃物的分解方法。
另外,本申请要求日本专利申请号为2008-211726的优先权,并援用于此作为参考。
背景技术
近年,已提出各种对废塑料进行处理或再利用的方法,并且一部分已实用化。作为这样的废塑料处理的一个有效方法,已提出在存在由作为光催化剂被知的氧化钛形成的分解催化剂的条件下,将废塑料片进行加热,使废塑料气化的方法及装置(参照专利文献1、2)。
另外,对用于废塑料片分解处理的催化剂也进行有各种研究(专利文献3~6)。
另一方面,为了防止因从医院、透析设施等排出的传染性医疗废弃物而导致的二次传染,规定了这样的废弃物的处理方法的日本厚生省的指南也于1989年11月7日颁布,并于1990年4月1日开始施行。由此,作为原则,医院、透析设施等有义务在医院内或设施内进行医疗废弃物的灭菌处理。
由此,希望开发在医院内、诊所内的设施中无需大规模装置且能够安全地进行废塑料特别是包括聚氯乙烯的传染性医疗废弃物的处理的分解方法、分解装置及分解系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-363337号公报
专利文献2:日本特开2004-182837号公报
专利文献3:日本特开2005-066433号公报
专利文献4:日本特开2005-205312号公报
专利文献5:日本特开2005-307007号公报
专利文献6:国际公开2007/122967号公报
发明内容
以往使用的氧化钛易磨损、容易微粉化。因此,在如上所述的废塑料的热分解中,微粉化的氧化钛与通过热分解生成的气体一起丢失到反应容器外,所以随着时间的流逝热分解效率降低,进而,伴随着氧化钛粒状物的微粉化,其粒度分布发生变化。从这些方面考虑,存在废塑料的热分解效率下降的问题。
另外,以往的氧化钛对被处理的废塑料中混在的金属·无机物的分离不理想,存在不能充分回收贵金属、无机物的的问题。
并且,即使为了避免氧化钛的微粉化,使用粒径大的氧化钛催化剂也存在废塑料的热分解效率变差的问题。
加之,在以往的分解装置中,不再使发生微粉化进而飞散的催化剂返回到反应槽而进行废弃。这是由于微粉化的催化剂变成了不易流动的性质,难以与废塑料、有机物混合所导致的。反应槽蓄积的催化剂的量越增加,该问题就变得越显著,因此妨碍将反应槽大型化,进而还妨碍增加处理量。
即,本发明为了解决上述问题,以提供使用了容易从金属、无机物分离的具有高效的分解能力和热分解中低微粉化的特性的氧化钛颗粒体的,废塑料、有机物的分解方法为课题。
本发明的发明人为了解决上述课题进行深入研究的结果,通过使氧化钛颗粒体的特性最适化而确立了高效率的废塑料、有机物的分解方法。
由此,完成了本发明的目的。
即,本发明为如下。
“1.一种废塑料、有机物的分解方法,其特征在于,包括将废塑料和/或有机物与由活性成分为氧化钛的氧化钛颗粒体形成的催化剂一起在420℃~560℃的范围一边加热一边搅拌的工序,在使该塑料和/或有机物气化的废塑料、有机物的分解方法中,该催化剂的特性如下:
(1)颗粒体的形状为近似球形,
(2)全部颗粒体的70%以上的颗粒体的粒径为0.2mm~1.0mm。
2.根据上述1所述的废塑料、有机物的分解方法,其特征在于,所述全部颗粒体的70%以上的颗粒体的粒径为0.3mm~1.0mm。
3.根据上述1或2所述的废塑料、有机物的分解方法,其特征在于,所谓的颗粒体的形状近似球形是指具有以下特性:
(1)颗粒体开始滑动的角度为0.5度~15.0度
(2)全部颗粒体完成滑动的角度(滑り終わる角度)为2.0度~30.0度。
4.根据上述1~3中任一项所述的废塑料、有机物的分解方法,其特征在于,所述颗粒体的振实密度为1.05g/mL~1.4g/mL的范围。
5.根据上述1~4中任一项所述的废塑料、有机物的分解方法,其特征在于,所述颗粒体的比表面积为35m2/g~50m2/g的范围。”
与使用了以往的氧化钛的分解方法相比,根据本发明的使用了具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体的分解方法,具有数倍的废塑料和有机物的处理能力。进一步,在本发明的分解方法中使用的氧化钛颗粒体,与以往的氧化钛相比,容易从金属、无机物分离,且具有高效的分解能力和热分解中低微粉化的特性。
附图说明
图1为表示用于测定氧化钛的磨损率的装置的图。
图2为M分段的粒径和圆度的测定结果。
图3为L分段的粒径和圆度的测定结果。
图4为以0.7g/min投入时的氧化钛颗粒体1的结果。
图5为以1.5g/min投入氧化钛颗粒体1的结果。
图6为以2.0g/min投入氧化钛颗粒体1的结果。
图7为以2.0g/min投入氧化钛颗粒体1的结果。
图8为以往的氧化钛催化剂的结果。
具体实施方式
本发明的“催化剂的加热温度”需要至少为300℃以上且600℃以下,优选为350℃以上,特别优选为420℃~560℃,进一步优选为450℃~530℃的范围,最优选为480℃~510℃。
另外,加热温度是指用于使催化剂与废塑料和/或有机物反应的反应槽内温度,是用于保持该催化剂的设定温度的设定温度。即,将设定温度设为480℃,则反应槽内的催化剂温度的浮动范围将为设定温度的正负约30℃。
进而,在反应槽内的某个部分,由于反应槽的形状、大小,有时比本发明的特别优选的“催化剂的加热温度”更高或更低。但是,只要是大部分催化剂维持在优选的催化剂加热温度即可。
本发明的催化剂是由活性成分为氧化钛的氧化钛颗粒体形成的催化剂。另外,由氧化钛颗粒体形成的催化剂并非只含有由作为活性成分的氧化钛组成的氧化钛颗粒体,而是含有选自氧化铝、氧化硅中的至少一种与氧化钛的混合物(以下,有时称为无机氧化物)。进而,还以从钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨中的至少一种与钛的复合氧化物,选自硅和钼中的至少一种与钛的复合氧化物,钛/铝复合氧化物,氧化锆,钛/锆复合氧化物以及钛基钙钛矿化合物中选择的至少一种无机氧化物作为对象。
另外,在上述无机氧化物中,作为钛基钙钛矿化合物除了例如钛酸锶、锆钛酸钡、钛酸钾之外,还可以举出将它们中的钡、锆、锶和/或钾的一部分以镧、铈、镱等取代的物质等,但是不限于此。
在本发明的废塑料、有机物的分解方法中,通过在加热条件下使用适合的催化剂而可以高效地进行废塑料、有机物的分解。进而,能够容易地从混在于废塑料中的金属、无机物等中分离该催化剂。
用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“粒径”为0.20mm~1.2mm,优选为0.30mm~1.0mm,更优选为0.40mm~1.0mm,最优选为0.40mm~0.80mm。
更详细为,使用前的全部氧化钛颗粒体中的70%以上、优选为80%以上、更优选为90%以上的颗粒体的粒径为0.20mm~1.2mm,优选为0.3mm~1.0mm,更优选为0.40mm~1.0mm,最优选为0.40mm~0.80mm。
另外,上述颗粒体的粒径的范围是通过实施例2的结果得到的。
加之,粒径的中心分布在使用前的氧化钛中为0.4mm~0.6mm,优选为约0.50mm。
进而,分解混有金属、无机物特别是稀有金属等微粉金属的废塑料、有机物时,上述氧化钛颗粒体的“粒径”在上述范围中也为0.4mm~1.0mm,优选为0.5mm~0.8mm。
即,通过使用粒径大的氧化钛颗粒体,可以提高微粉金属、无机物的回收率。
本发明的“颗粒体的形状为近似球形”是表示与以往的氧化钛催化剂的形状相比,颗粒体(粒子)表面的角被磨圆,粒子形状的球形程度高。
另外,作为表示粒子形状的球形程度高的指标,可以举出“圆度”、“颗粒体(粒子)的滚动倾斜角”、“休止角”等。
本发明的“圆度测定方法”可以用以下的条件和装置进行。
(条件)
在倒置显微镜上安装CCD照相机,通过Image-Pro Plus进行图像的处理。更详细为,将氧化钛不重叠地放入塑料皿中。然后,通过下述倒置显微镜以4倍的倍率获取图像,通过Image-Pro Plus自动测定圆度。
(装置)
显微镜:倒置显微镜TMD-300日本光学(NIKON)
CCD照相机:Nippon Roper Retiga 2000R(1600×1200pixels)
图像处理装置:Nippon Roper,Image-Pro Plus
另外,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“圆度”为1.00~2.00,优选为1.00~1.50,更优选为1.00~1.40,进一步优选为1.00~1.30,最优选1.00~1.20。
更详细为,使用前的全部氧化钛颗粒体中的70%以上、优选为80%以上、更优选为90%以上的颗粒体的圆度为1.00~2.00,优选为1.00~1.50,更优选为1.00~1.40,进一步优选为1.00~1.30,最优选为1.00~1.20。
另外,上述颗粒体的圆度的范围是通过实施例2的结果得到的。
本发明的“颗粒体(粒子)的滚动倾斜角”可以用以下的条件进行。
将氧化钛颗粒体20g载于玻璃板上,然后使该玻璃板从水平(0度)开始进行倾斜,测定(1)氧化钛颗粒体开始滑动的角度、(2)全部颗粒体完成滑动的角度。
另外,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“颗粒体的滚动倾斜角”的数值如下。
(1)颗粒体开始滑动的角度为0.5度~15.0度,优选为0.5度~10.0度,更优选为0.5度~8.0度,最优选为0.5度~5.0度。
(2)全部颗粒体完成滑动的角度为2.0度~30.0度,优选为2.0度~25.0度,更优选为2.0度~22.0度,最优选为2.0度~18.0度。
上述颗粒体的“颗粒体的滚动倾斜角”的范围是通过实施例3的结果得到的。
本发明的“休止角”可以用以下的方法进行。
用漏斗落下未使用的氧化钛颗粒体20g,测定以山形形成层时的斜面与水平面所形成的角。需要说明的是,就休止角而言,越是良好的流动性的粉粒体,其越小,相反,粉体流动性越不好的粉粒体,其越大。
需要说明的是,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“休止角”为15度~35度,优选为20度~35度。
另外,作为表示用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的特性的其他的指标还有“振实密度”。
需要说明的是,在本发明中,氧化钛颗粒体的振实密度可以如下测定。
将约180g氧化钛颗粒体投入200mL玻璃制量筒中,使该量筒从高50mm的位置自然落到厚度为10mm的橡胶制片上,重复10次,然后,从50mm的距离向木制板的侧面撞击10次,重复以上的操作2次后,读取量筒的刻度作为颗粒体的容积V(mL),另行将颗粒体在110℃下干燥3小时后,测定其重量M(g),基于这些,从式M/V求出振实密度。
需要说明的是,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“振实密度”为1.00g/mL~1.80g/mL,优选为1.03g/mL~1.60g/mL,更优选为1.05g/mL~1.40g/mL。
另外,作为表示用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的特性的其他的指标还有“磨损率”。
本发明的氧化钛颗粒体的磨损率可以用以下的方法测定。
用图1所示的磨损率测定装置进行测定。即,该磨损率测定装置在内径为63mm、深度为86mm的样品容器201上安装有搅拌机202,该搅拌机202在轴体203的下端部以60°间隔从轴体向直径方向延伸的方式分别安装有3片长度为20mm的椭圆形的搅拌桨204,搅拌桨各自相对于水平具有45°的角度地倾斜。该搅拌桨的位置为其最下沿与样品容器的底相距8mm。
需要说明的是,在测定氧化钛颗粒体的磨损率时,用200mL量筒测量氧化钛颗粒体150mL,记录重量后,将其全部投入样品容器中,用上述搅拌机以300rpm搅拌30分钟后,从样品容器中取出样品,将全部移至筛孔尺寸为0.5mm的筛子,测定通过该筛子的样品的重量。在这里,样品的磨损率A是将通过筛孔尺寸为0.5mm的筛子的样品的重量设为W,将供测定的样品的重量设为W0时,A=(W/W0)×100(%)。
需要说明的是,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“磨损率”为2.0重量%以下,优选为1.5重量%以下,更优选为1.0重量%以下。
另外,作为表示用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的特性的其他的指标还有“比表面积”。
本发明的氧化钛颗粒体的比表面积可以用以下的方法测定。
在本发明中使用BET法进行测定。详细如下。
BET法是在粉体粒子表面上在液氮的温度下吸附已知吸附占有面积的分子,从该量求得样品的比表面积的方法。
在本发明中比表面积测定装置使用的是2300形自动测定装置(制造商:岛津制作所(株))。
需要说明的是,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的“比表面积”为30m2/g以上,优选为33m2/g~65m2/g,更优选为35m2/g~50m2/g。
进而,使用前的由氧化钛颗粒体形成的催化剂的比表面积为35m2/g~50m2/g。
这是因为,比表面积越大,颗粒体与废塑料的接触面积越大,可以提高分解效率。但是,如果比表面积过大,则耐热性变弱,且颗粒体容易崩解,容易粉末化。
另外,本发明的“由氧化钛颗粒体形成的催化剂”中,作为活性成分的氧化钛的孔隙容积为0.05ml/g~0.70ml/g,优选为0.07ml/g~0.50ml/g,更优选为0.10ml/g~0.30ml/g。
需要说明的是,由氧化钛颗粒体形成的催化剂的孔隙容积的测定方法可以利用其公知的方法,在本发明中使用水银压入法进行测定。详细如下。
水银压入法是利用水银的表面张力大,施加压力在粉体的孔隙中浸入水银,从压力和压入的水银量求出孔隙容积的方法。
在本发明中使用了Thermo Finnigan公司制造的孔隙度仪(水银压入式,最高压力:200Mpa)。
本发明的“由氧化钛颗粒体形成的催化剂”通过具有上述特性,可以经过长时间高效地分解废塑料、有机物。
进而,就本发明的“由氧化钛颗粒体形成的催化剂”而言,氧化钛颗粒体的粒径的分布比以往的氧化钛催化剂的粒径分布窄。因此,通过使用比氧化钛颗粒体的粒子分布大的筛子和小的筛子,可以容易地分离该颗粒体与异物(混于塑料中的金属、无机物等)。
本发明的“氧化钛颗粒体的制造方法”,是将上述的无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶以及氧化锆溶胶中的至少一种的溶胶的存在下搅拌造粒而制成球状的颗粒后,在400℃~850℃的范围的温度下进行锻烧。然后,通过筛分,得到了具有0.15mm~1.20mm的范围的粒径的锻烧后的颗粒体。
需要说明的是,上述搅拌造粒如通常所知的那样,是指搅拌粉体(在本发明中是上述无机氧化物的粉体)与液体粘结剂(在本发明中是上述的溶胶),通过溶胶进行粉体的凝聚,并利用高速的搅拌桨的剪切效果,得到上述粉体的固结化的凝聚体的造粒;通过使用的溶胶的量、搅拌桨的转速、造粒时间等,可以任意地调整得到的凝聚粒的固结度、粒度。另外,通过适当地选择搅拌造粒装置的造粒容器内的底盘,可以更进一步球形化得到的凝聚体的形状。
在本发明中,用于搅拌造粒上述无机氧化物的造粒机没有特别的限定,例如,优选使用奈良机械制作所公司制造的混合造粒机NMG系列,Fukae Powtec公司制造的HIGH SPEED MIXER、HIGH FLEX GRAL,Nippon Eirich公司制造的EIRICH INTENSIVE MIXER(EIRICH逆流式高速混合机),G-LABO有限公司制造的高速搅拌造粒机HSG系列、DALTON公司制造的混炼、高速搅拌造粒机SPG系列、高速混合·细粒机SPARTAN GRANULATOR,POWREX公司制造的VERTICALGRANULATOR VG-CT系列等。
将上述无机氧化物在上述溶胶的存在下进行搅拌造粒,由此进一步提高得到的颗粒的球形性,并且为了使粒度分布更精密,可以将搅拌造粒得到的颗粒在上述溶胶的存在下用选自转动造粒和流动层造粒的至少一种的方法进一步造粒。
进行该造粒时,为了使得到的颗粒更硬,进一步提高其磨损性,可以使用将上述无机氧化物的粉碎物、上述溶胶与上述溶胶一起进行干燥、锻烧后,粉碎而得到的粉碎物的混合物。
如通常已知的那样,转动造粒是指对粉体与液体粘结剂的混合物赋予转动运动而得到凝聚粒的造粒法;流动层造粒也如同通常所知,是指向粉体的流动层供给液体粘结剂,因粒子间的粘结剂形成交联而得到凝聚粒的造粒法。
如此地将上述无机氧化物进行搅拌造粒,再用选自转动造粒与流动层造粒中的至少一种的方法进一步进行造粒后,如上所述,通过在400℃~850℃的范围的温度下进行锻烧,其后,通过筛分而收集粒径在0.1mm~1.2mm的范围的粒子,从而能够得到具有必要的粒度的颗粒体作为根据本发明的催化剂。
用于这样的造粒的转动造粒机或流动层造粒机(复合型造粒机)在本发明中也没有特别的限定,可以举出例如DALTON公司制造的流动层造粒装置“NEW/MARUMERIZER”、球形整粒机“MARUMERIZER”,POWREX公司制造的流动层造粒装置、转动流动涂布装置“Multiplex”系列等。
在本发明的废塑料、有机物的分解方法中使用的废塑料、有机物的分解装置可以是公知的分解装置中的任意一种。但是,由于在本发明的废塑料、有机物的分解方法中使用的氧化钛颗粒体分解效率非常高,因此优选使用该颗粒体与废塑料、有机物的接触效率高于以往的分批式分解装置的催化剂循环式废塑料、有机物的分解装置。需要说明的是,催化剂循环式废塑料、有机物的分解装置记载于国际公开2007/122967号公报。
进而,上述废塑料、有机物的分解装置,在上述废塑料、有机物处理装置的基础上还包括氧化催化剂处理装置和/或还原催化剂处理装置,进一步优选包括石灰中和处理装置。
另外,在本发明的分解方法中使用的分解装置中可以具有以下的任意一种以上的装置。
(1)氧化铝催化剂处理装置
(2)废塑料、有机物的破碎装置
(3)载气供给装置
(4)回收从废塑料、有机物处理装置的反应槽排出的飞散的金属、无机物和/或催化剂的装置
(5)气旋集尘装置(第一集尘装置)
(6)带有袋式过滤器的集尘装置(第二集尘装置)
(7)热交换装置
(8)预热器装置
(9)排风机装置
(10)冷却装置
(11)热回收装置
(12)氯化氢连续测定装置
(13)CO连续测定装置
(14)警报装置
(15)氧化催化剂处理装置、还原催化剂处理装置
本发明的“废塑料、有机物的分解系统”是表示使用上述任一所述的分解装置,进而使用本发明的具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体进行废塑料、有机物的分解。
进而,就本发明的废塑料、有机物的分解方法或分解系统而言,例如,处理的废塑料为聚氯乙烯、聚氨酯、特氟隆(注册商标)等各种医疗废弃物塑料的情况下,在处理工序中生成氯化氢、硫化物、氟化物、氰气、含氮化合物。不能将氯化氢等直接排放到大气中。因此,优选导入石灰中和处理装置。
由氧化钛颗粒体形成的催化剂与废塑料的搅拌虽然因反应容器的容积量、搅拌桨的形状和搅拌方法而有差异,但转数为5rpm~70rpm,优选为10rpm~40rpm。另外,反应容器即使为分批方式或循环方式时也优选同样的转数。
这是考虑了以下情况的值,即,考虑了如果转数过快则氧化钛的磨损大,而转数慢则氧化钛和废塑料和/或有机物的接触效率下降。
对可适用于本发明的分解方法或分解系统的废塑料、有机物没有特别的限定,除了聚乙烯、聚丙烯等通用的热塑性塑料以外,热固性塑料也能通过本发明的方法被分解并气化。另外,从分解效率考虑,废塑料、有机物优选为进行破碎制成数mm3见方左右的大小,但也可以不破碎就进行分解处理。
另外,作为可以用本发明的废塑料、有机物分解方法进行分解的对象,可以举出塑料例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、特氟隆(注册商标),或者,尿布、人工透析装置、抗癌剂、遗传因子研究相关处理物、细菌·微生物处理物、信息终端物、机密信息物(例如CD-R等)、油类(例如硅油等)、汽车·家电废塑料、贵重金属回收、有机物和金属无机物的分离等,但是包括有机物,没有特别的限定。而且,为医疗废弃物的情况下,根据用途混有不锈钢、铝等金属,或在表面蒸镀、贴附有金属等。另外,所谓的废塑料不是仅以使用完的塑料为对象,也以未使用但已不要的塑料、有机物为对象。
下面举出实施例说明本发明,但是本发明不受这些实施例的任何限定。
实施例1
(用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的制造)
通过下述的多种方法制造了在本发明中使用的氧化钛。详细如下。
(1)氧化钛颗粒体1
在利用硫酸法的氧化钛制造工序中,将从水解工序中得到的钛氢氧化物的浆料过滤、水洗,将其进行再调浆,得到了浆料A。在该浆料A中加入作为溶胶化剂的硝酸,得到了钛氧化物的溶胶B。进而,将该溶胶B的一部分加热到100℃,进行干燥制成干燥凝胶,将其在电炉中以500℃锻烧3小时,得到了氧化钛锻烧物C。
粉碎该氧化钛锻烧物C,将得到的粉碎物用DALTON公司制造的高速搅拌造粒机SPG-25型,在搅拌桨250rpm、高速切断器3000rpm的条件下,一边用以水稀释5倍的上述溶胶B进行喷雾一边造粒,得到了氧化钛粒子。
将该氧化钛粒子在100℃下干燥3小时,接着,在600℃下锻烧,用筛孔尺寸为1.19mm与0.104mm的筛子进行筛分,将粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体作为100重量%。
需要说明的是,在本发明中,粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体是指使用不锈钢制金属网形成的标准筛15目(线径0.5mm,筛孔尺寸1.19mm)与150目(线径0.065mm,筛孔尺寸0.104mm)进行筛分,得到的通过15目(通过部分)和残留于150目(残留部分)的颗粒体。
更详细为,进行如下操作而得到了粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体。即,在吉田制作所公司制的roll&Tap式标准筛震荡机的上盖安装上述15目标准筛,下接皿安装上述150目标准筛,在15目标准筛上供给氧化钛颗粒体100g作为样品,以振荡转数300rpm、敲打数150次/分钟进行3分钟的筛分,从而得到的通过15目(通过部分)和残留于150目(残留部分)的颗粒体作为粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体。
在上述中得到的氧化钛颗粒体的根据BET法的比表面积为60m2/g,根据水银压入法的孔隙容积为0.15mL/g,振实密度为1.16g/mL。另外,磨损率为0.3%。
(2)氧化钛颗粒体2
将实施例1中得到的钛氢氧化物的浆料A在100℃下加热,进行干燥制成干燥凝胶,将其在电炉中以500℃锻烧3小时,进行粉碎处理,得到氧化钛锻烧物D的粉碎物,将该氧化钛锻烧物D的粉碎物50重量份与上述氧化钛锻烧物C的粉碎物50重量份进行了混合。
将该氧化钛锻烧物D的粉碎物50重量份与氧化钛锻烧物C的粉碎物50重量份的混合物进行与实施例1相同的处理,将得到的粒子干燥、锻烧,进行筛分,得到了粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体。
上述中得到的氧化钛颗粒体的比表面积为62m2/g、孔隙容积为0.28mL/g、振实密度为1.06g/mL、磨损率为1.0%。
(3)氧化钛颗粒体3
用转动造粒机“MARUMERIZER”对实施例1中得到的氧化钛的颗粒一边喷雾实施例1中得到的氧化钛C的粉碎物和以水稀释4倍的上述溶胶B,一边进一步整粒成球状,将得到的粒子进行与实施例1相同的操作,得到了粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体。
上述得到的氧化钛颗粒体的比表面积为59m2/g,孔隙容积为0.17mL/g,振实密度为1.18g/mL,磨损率为0.3%。
(4)氧化钛颗粒体4
将实施例1中得到的钛氧化物的溶胶B与钨酸铵进行混合。将该混合物在100℃下加热,进行干燥制成干燥凝胶,将其在电炉中以500℃锻烧3小时,得到了钛/钨复合氧化物(氧化钛/氧化钨重量比为90∶10)的锻烧物。
将该钛/钨复合氧化物E的锻烧物粉碎,得到了粉碎物。用DALTON公司制高速搅拌造粒机SPG-25型,在搅拌桨250rpm、高速切断器3000rpm的条件下,一边对该粉碎物喷雾以水稀释5倍的上述溶胶B一边造粒,得到了钛/钨复合氧化物颗粒。
接着,用球形整粒机“MARUMERIZER”,一边对该颗粒喷雾钛/钨复合氧化物E的锻烧物的粉碎物与以水稀释4倍的上述溶胶B,一边进一步整粒成球状,并将得到的颗粒进行与实施例1相同的操作,得到了粒径为0.1mm~1.2mm的颗粒体。
上述中得到的氧化钛颗粒体的比表面积为69m2/g,孔隙容积为0.2ml/g,振实密度为1.20g/ml,磨损率为0.5%。
(以往的氧化钛颗粒体的制造)
按照与实施例1相同的方法得到了粒径为1.2mm以上的氧化钛的颗粒(对照1)。并且,还按照与实施例1相同的方法得到了粒径为0.1mm以上的氧化钛(对照2)的颗粒体。
实施例2
(氧化钛颗粒体的粒径和圆度的测定)
测定实施例1中得到的2个氧化钛的颗粒体分段(L分段、M分段)的粒径和圆度。详细如下。
在倒置显微镜上安装CCD照相机。然后,通过Image-Pro Plus进行图像的处理。详细为,将氧化钛的颗粒体不重叠地放入3cm的塑料皿中。然后,通过下述倒置显微镜以4倍的倍率获取图像,通过Image-ProPlus自动计量最长半径、最小半径和圆度。
显微镜:倒置显微镜TMD-300日本光学(NIKON)
CCD照相机:Nippon Roper Retiga 2000R(1600×1200pixels)
图像处理装置:Nippon Roper,Image-Pro Plus
将上述粒径的结果表示在图2(M分段)和图3(L分段)。
M分段的粒子半径的范围是0.05mm~0.6mm(图2A、B)。L分段的粒子半径的范围是0.25mm~0.48mm(图3A、B)。
因此,全部氧化钛颗粒体中的70%以上的颗粒体的粒径(半径的2倍)为0.2mm~1.0mm、进而0.3mm~1.0mm的范围。
将上述圆度的结果表示在图2(M分段)和图3(L分段)中。
M分段的圆度的范围为1.02~1.24(图2C)。L分段的圆度的范围为1.09~1.17(图3C)。
因此,全部氧化钛颗粒体中的70%以上的颗粒体的圆度为1.00~1.50、进一步为1.00~1.30的范围。
实施例3
(用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的滚动倾斜角的测定)
测定实施例1中得到的2个氧化钛的颗粒体分段(L分段、M分段)的滚动倾斜角。详细的如下。
需要说明的是,使用氧化钛催化剂(堺化学工业(株)SSP-GLot.051108)和粒径小的氧化钛(粒径为0.1mm以下)作为对照。
将氧化钛颗粒体20g载于玻璃板上,然后,将该玻璃板从水平(0度)开始倾斜,测定(1)氧化钛颗粒体开始滑动的角度、(2)全部的颗粒体完成滑动的角度。
将上述测定结果表示于下述表1。
实施例1中得到的2个氧化钛的颗粒体分段(L分段、M分段)的颗粒体开始滑动的角度为1.5度~2.5度。
另一方面,实施例1中得到的2个氧化钛的颗粒体分段(L分段、M分段)的颗粒体的全部颗粒体完成滑动的角度为9.0度~10.0度。
实施例1中得到的2个氧化钛的颗粒体分段(L分段、M分段)的颗粒体的滚动倾斜角与对照相比为低值。
[表1]
  M分段   L分段   未使用的市售品   使用后的市售品   粒径小的氧化钛
  颗粒体的开始滑动角度   2.0~2.5度   1.5~2.0度   25度   20度   25度
  全部颗粒体完成滑动的角度   15.0~16.0度   9.0~10.0度   45度   40度   29度
实施例4
(用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的处理能力的确认)
将本发明中使用的废塑料、有机物的分解方法中所用的氧化钛颗粒体的处理能力,与以往的氧化钛等进行了比较。各条件和使用的装置如下。
1.实验装置(反应容器):搅拌型分解实验机(2200mL)
2.导入空气流量:50L/min
3.反应容器内温度:450℃~550℃
4.使用的催化剂:700g
实施例1中得到的氧化钛颗粒体1(M分段)
以往的氧化钛催化剂(堺化学工业(株)SSP-G Lot.051108)
实施例1中得到的对照1
实施例1中得到的对照2
5.废塑料:聚乙烯颗粒
6.投入量:0.7g/min、1.2g/min、1.5g/min、2.0g/min
需要说明的是,气体浓度(NO/NOx、CO、CO2、O2、SO2)的测定使用气体浓度连续测定器PG-250(制造商:堀场制作所)。
(氧化钛颗粒体1的结果)
将氧化钛颗粒体1的处理能力的结果表示在图4~图7中。
投入聚乙烯颗粒0.7g/min(图4)时各气体浓度(NO/NOx、CO、CO2、O2、SO2)没有变化。另外,确认到了投入的聚乙烯颗粒全部分解。
聚乙烯颗粒1.5g/min的投入(图5)开始后立即,CO浓度和SO2浓度略微上升。但是,CO浓度和SO2浓度立即下降。另外,确认到了投入的聚乙烯颗粒全部分解。
聚乙烯颗粒2.0g/min的投入(图6、7)时,CO浓度上升。但是,CO浓度立即下降。另外,确认了投入的聚乙烯颗粒全部分解。
需要说明的是,反应容器内的氧化钛颗粒体量没有变化。
根据以上的结果,氧化钛颗粒体1在本实施例规定的条件下每分钟可以分解2.0g以上的废塑料。
(以往的氧化钛催化剂的结果)
以往的氧化钛催化剂的结果表示在图8中。
聚乙烯颗粒0.7g/min的投入时,CO浓度上升至约500ppm。并且,CO浓度经过一定时间也没有减少。
聚乙烯颗粒1.2g/min的投入时,CO浓度上升至约700ppm。并且,CO浓度经过一定时间也没有减少。加之,SO2浓度上升至约15ppm。
聚乙烯颗粒1.5g/min的投入时,CO浓度超过1000ppm。并且,CO浓度经过一定时间也没有减少。加之,SO2浓度上升至约40ppm。
并且,上述测定后,聚乙烯颗粒还残留在反应容器内。
根据以上的结果,以往的氧化钛催化剂在本实施例规定的条件下每分钟未能分解0.7g的废塑料。
(实施例1中得到的对照1的结果)
就实施例1中得到的对照1而言,如同上述以往的氧化钛催化剂的结果,每分钟未能分解0.7g的废塑料。
(实施例1中得到的对照2的结果)
就实施例1中得到的对照2而言,如同上述以往的氧化钛催化剂的结果,每分钟未能分解0.7g的废塑料。
并且,反应容器内的氧化钛颗粒体通过飞散减少了约2成。
根据以上可知,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的处理能力与以往产品的处理能力相比为约在3倍以上。
实施例5
(用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的与异物的分离能力的确认)
将在本发明中使用的用于废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体的与异物的分离能力,与以往的氧化钛进行了比较。详细的如下。
将上述实施例1的氧化钛颗粒体1与异物(模拟垃圾:铁制金属丝)混合后,使用比该颗粒体的粒子分布更大的筛子或更小的筛子,从氧化钛颗粒体与异物的混合物中回收该异物。
与上述同样地,对以往的氧化钛也进行。
使用本发明的氧化钛颗粒体时,与使用了以往的氧化钛的情况相比,异物的回收效率明显高。
根据以上,用于本发明的废塑料、有机物的分解方法的氧化钛颗粒体,与以往的氧化钛催化剂相比可以容易地分离该颗粒体与异物。
另外,本发明的所有的实施例在不脱离其主旨的范围内可以根据本领域技术人员的知识进行各种改良、修正、变更的方式进行实施。
产业上的利用可能性
与使用了以往的氧化钛的分解方法相比,根据本发明的使用了具有最适粒子特性的氧化钛颗粒体的分解方法能够提供数倍的废塑料和有机物的处理能力。
符号说明
201:样品容器
202:搅拌器
203:轴体
204:搅拌桨

Claims (6)

1.一种废塑料的分解方法,其特征在于,包括将废塑料与由活性成分为氧化钛的氧化钛颗粒体形成的催化剂一起在420℃~560℃的范围一边加热一边搅拌的工序,在使该塑料气化的废塑料的分解方法中,该催化剂的特性如下:
(1)颗粒体的形状为近似球形,所述颗粒体的形状为近似球形是指颗粒体开始滑动的角度为0.5度~15.0度,全部颗粒体完成滑动的角度为2.0度~30.0度,
(2)全部颗粒体的70%以上的颗粒体的粒径为0.2mm~1.0mm。
2.根据权利要求1所述的废塑料的分解方法,其特征在于,所述全部颗粒体的70%以上的颗粒体的粒径为0.3mm~1.0mm。
3.根据权利要求1或2所述的废塑料的分解方法,其特征在于,所述颗粒体的振实密度为1.05g/mL~1.4g/mL的范围。
4.一种医疗废弃物的分解方法,其特征在于,包括将医疗废弃物与由活性成分为氧化钛的氧化钛颗粒体形成的催化剂一起在420℃~560℃的范围一边加热一边搅拌的工序,在使该医疗废弃物气化的医疗废弃物的分解方法中,该催化剂的特性如下:
(1)颗粒体的形状为近似球形,所述颗粒体的形状为近似球形是指颗粒体开始滑动的角度为0.5度~15.0度,全部颗粒体完成滑动的角度为2.0度~30.0度,
(2)全部颗粒体的70%以上的颗粒体的粒径为0.2mm~1.0mm。
5.根据权利要求4所述的医疗废弃物的分解方法,其特征在于,所述全部颗粒体的70%以上的颗粒体的粒径为0.3mm~1.0mm。
6.根据权利要求4或5所述的医疗废弃物的分解方法,其特征在于,所述颗粒体的振实密度为1.05g/mL~1.4g/mL的范围。
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