JP2004346000A - Chemically recycling method - Google Patents

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fluidized bed
ptfe
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chemical recycling
bed reactor
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Hiroshi Toyoda
宏 豊田
Masahide Yamamoto
雅英 山本
Walter Kaminsky
カミンスキー ウォルター
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Taiyo Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chemically recycling technique( method ) capable of extracting tetrafluoroethylene low-molecular monomer and dimer from a PTFE-containing material without trouble attributable to using steam. <P>SOLUTION: The chemically recycling method comprises extracting, from a PTFE-containing material, the tetrafluoroethylene low-molecular monomer and dimer produced by thermally decomposing PTFE. Specifically, this method comprises heating a fluidized bed reactor having inside a fluidized bed formed of an inert granular material and fed inside with the above-mentioned material, introducing a nitrogen gas as fluidizing gas into the reactor, and extracting from the reactor the tetrafluoroethylene low-molecular monomer and dimer produced by thermally decomposing PTFE by the above heating together with the nitrogen gas. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ポリ四フッ化エチレン）樹脂を含む材料から、テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出す、ＰＴＦＥのケミカルリサイクル技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＴＦＥは、滑性や耐熱性、耐薬品性を備えており広く使用されている。例えば、建築用の膜材にも使用されている。
このような建築用の膜材は、一般的に、ガラス繊維等で構成された膜基材をＰＴＦＥでコーティングしてなる。ＰＴＦＥによるコーティングを行われたこのような膜材は、撥水性、防汚性、耐候性を備えたものとなり、建築用材料として好ましい特性をもつ。
【０００３】
上述の如きＰＴＦＥによるコーティングのなされた膜材は、建築物の屋根などに大面積で用いられるから、建築物の取壊しや改築等の際に処分しなければならない膜材の量は膨大となる。
ここで、ＰＴＦＥによるコーティングのなされた膜材の処分をどのように行うかが問題となる。ＰＴＦＥのようなフッ素樹脂系の材料は、焼却を行うと環境に好ましくない物質が発生することがあり、他方、単なる埋立ては、処分する量が膨大なこと、廃棄物処分場の不足が問題視されていることなどから妥当でないからである。
そこで、ＰＴＦＥによるコーティングのなされた膜材のうち、ＰＴＦＥからテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出すケミカルリサイクルを行うべきであるという提案がなされている。テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーは、ＰＴＦＥに再生できるため、上述の如きケミカルリサイクルを行えれば、上述の如き膜材の処分の問題は解消できる。
他方、このようなケミカルリサイクルを行うべきことは、ＰＴＦＥによるコーティングをなされた膜材のみならず、ＰＴＦＥを用いた他の製品についても同様である。
このような事情を考慮して、ＰＴＦＥを含む製品をケミカルリサイクルする技術についての研究がなされている。
【０００４】
上述の如きケミカルリサイクルに関する技術の一つが、特開平７−１８８０７３号公報に開示されている。この技術は、砂などによって形成される流動床に、ＰＴＦＥを含む材料を投入した状態で加熱を行うことによって、ＰＴＦＥを熱分解するとともに、流動ガスとしての水蒸気を導入することで、ＰＴＦＥが熱分解することによって発生したテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを水蒸気とともに取出す、というものである。
このケミカルリサイクルの技術は、一定の成果をあげるものではあるが、流動ガスとして水蒸気を用いると、生成したテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーと、ケミカルリサイクルを実行するための装置の乾燥が必要となる、ケミカルリサイクルを行う際に多量の熱量を投入することが必要となる、また、水蒸気が持つ酸化力によりケミカルリサイクルを実行するための装置の腐食が生じる、という３つの不具合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＰＴＦＥを含む製品からテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出すケミカルリサイクルを行う流動床を用いる技術を、上述の不具合のうちのケミカルリサイクルを実行するための装置が腐食するという不具合を少なくとも解消でき、より好ましくは他の２つの不具合をも解消できるように、改良することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための本発明に係る方法は、以下のようなものである。本発明の方法は、ＰＴＦＥを含む素材から、ＰＴＦＥを熱分解することによって発生するテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出すケミカルリサイクル方法である。
そして、このケミカルリサイクル方法は、不活性の粒状材料によって形成された流動床をその内部に有するとともに、その内部に前記素材が供給された流動床反応器を加熱する過程、流動ガスとしての不活性ガスを前記流動床反応器内に導入するとともに、前記不活性ガスとともに前記加熱によってＰＴＦＥが熱分解されることによって発生したテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを、前記流動床反応器から取出す過程、を含んでいる。
このケミカルリサイクル方法では、流動床を形成する粒状材料に不活性のものを用いるのみならず、流動ガスにも不活性のものを用いることとしている。したがって、ＰＴＦＥの加熱を行う過程、テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出す過程のいずれの際にも、ケミカルリサイクルを実行するための装置の腐食が生じなくなる。
【０００７】
流動ガスとして用いる本発明の不活性ガスは、不活性のものであればその種類を特には問わないが、例えば、窒素ガスを用いることができる。窒素ガスは、不活性ガスの中では、比較的入手し易く、またコスト面でも優れている。また、ケミカルリサイクルを実行するにあたってこのように窒素ガスを用い、従来の如き水蒸気を用いないこととすれば、生成したテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーと、ケミカルリサイクル装置の乾燥が不要となり、また、水蒸気を得るときのような態の変化（気化）を行う必要がないので、投入する熱量が水蒸気を用いる場合よりも少なくても済むことになる。
本発明におけるケミカルリサイクル方法で使用する素材は、ＰＴＦＥを含むものであればどのようなものでも構わない。例えば、ＰＴＦＥによってコーティングされた建築用膜材を、上記素材とすることができる。この場合における建築用膜材は、流動床の中で流動できる程度の大きさに裁断されていることが好ましい。
建築用膜材を素材として本発明のケミカルリサイクル方法を実施すれば、ＰＴＦＥを含む建築用膜材の処分について存在する上述の如き問題を解決できることになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるケミカルリサイクル方法の好ましい一実施形態について説明する。
【０００９】
この実施形態におけるケミカルリサイクル方法は、図１に示したようなケミカルリサイクル装置を用いて実行される。
【００１０】
図１中、１０は貯蔵タンクである。貯蔵タンク１０は、後述の素材を一時的に貯蔵するものである。
貯蔵タンク１０は、ホッパー１１の一端と、連通管１２によって繋げられている。また、ホッパー１１は、その他端で、ホッパー１３の一端と、連通管１４によって繋げられている。また、ホッパー１３は、その他端で、流動床反応器２０と接続されている。
ホッパー１１、ホッパー１３の内部には、スクリューコンベア１１Ａ、１３Ａがそれぞれ内蔵されている。
このような構成により、貯蔵タンク１０内の素材は、連通管１２、ホッパー１１、連通管１４、ホッパー１３を順に通って、流動床反応器２０へと適量ずつ供給されるようになっている。
【００１１】
流動床反応器２０は、その内部に、粒状材料で形成された流動床２１が作られる反応容器である。流動床反応器２０は密閉されており、また、下部に設けられた加熱器２２によってその内部を加熱できるようになっている。なお、加熱器２２は、流動床反応器２０内部の加熱を行えればよく、必ずしも流動床反応器２０の下部に設けられている必要はない。
流動床反応器２０の内部には、その下方から、流動ガスを供給できるようになっている。流動ガスは図示せぬ配管を介して、図１中で矢示したように、流動床反応器２０内部に供給される。
また、流動床反応器２０の内部上方には、サイクロン２３が設けられている。このサイクロン２３は、遠心分離装置として機能するものであり、素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１を形成する粒状物を比重に応じて選別するものである。なお、サイクロン２３の下方には、貯留ケース２４が設けられており、比重が所定の値よりも大きいものはここに溜まるようになっている。
流動床反応器２０の上方には、図示せぬ配管が接続されており、これを介して流動床反応器２０はサイクロン３０と接続されている。素材のうち未だ固体のもの、素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１を形成する粒状物のうち、比重が小さく、貯留ケース２４に溜まらなかったものは、この配管を介して、図１に矢示したように、サイクロン３０へと運ばれるようになっている。
【００１２】
サイクロン３０は、遠心分離装置として機能するものであり、素材のうち未だ固体のもの、素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１を形成する粒状物を、その比重に応じて選別するものである。サイクロン３０の下方には、貯留ケース３１が設けられており、比重が所定の値よりも大きいものはここに溜まるようになっている。このケミカルリサイクル装置では、ここまでで、ほぼすべての固形物が取り除かれるようになっている。
【００１３】
サイクロン３０は、図示せぬ配管を通じて、冷却装置群４０と接続されている。冷却装置群４０は、第１冷却装置４１、第２冷却装置４２、第３冷却装置４３を含んでいる。サイクロン３０は、第１冷却装置４１と、第１冷却装置４１は第２冷却装置４２と、第２冷却装置４２は第３冷却装置４３と、それぞれ接続されている。第１冷却装置４１、第２冷却装置４２、第３冷却装置４３はともに筒状体であり、例えば水冷管によって冷却されている。
サイクロン３０を通過した、素材のうち未だ固体のもの、素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１を形成する粒状物は、冷却装置群４０で、その沸点に応じて選別される。つまり、第１冷却装置４１、第２冷却装置４２、第３冷却装置４３はそれぞれ異なる温度で冷却されており（より詳細には、第１冷却装置４１が一番高い温度で、第２冷却装置４２が次に高い温度で、第３冷却装置４３がその次に高い温度で、それぞれ冷却されており、）、その沸点の別に応じて、最も沸点が高いものが第１冷却装置４１で、次に沸点の高いものが第２冷却装置４２で、最も沸点の低いものが第３冷却装置で回収されるようになっている。回収されたものは、第１冷却装置４１、第２冷却装置４２、第３冷却装置４３の底部に、それぞれ溜まるようになっている。
【００１４】
第３冷却装置４３の下流には、静電集塵機５０が接続されている。
静電集塵機５０は、冷却装置群４０を通過した素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１を形成する粒状物のうち、僅かに残った気体でないものを回収するものである。静電集塵機５０の下方には、貯留ケース５１が設けられており、回収された固形物はここへ溜まるようになっている。
【００１５】
静電集塵機５０は、その他端が流動床反応器２０の下方に接続されている図示せぬ配管の一端と接続されている。静電集塵機５０に供給された、冷却装置群４０を通過した素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１を形成する粒状物のうち、固形物を除いた気体は、再度流動床反応器２０へと供給されるようになっている。このような配管の構成により、流動ガスと、生成物は、流動床反応器２０を通って循環するようにされている。
静電集塵機５０から延びる上述の配管には、静電集塵機５０に近い側から、ボンベ６１、圧力計６２、コンプレッサ６３が接続されている。
ボンベ６１は、流動ガスを貯蔵するものである。必要に応じて、流動ガスが、ボンベ６１から配管へと供給される。
圧力計６２は、静電集塵機５０から延びる上述の配管の圧力を計測するものである。
コンプレッサ６３は、流動床反応器２０に送られる気体の圧を高めるものである。コンプレッサ６３で圧が高められた状態で、気体は流動床反応器２０へと送られる。
【００１６】
次に、このケミカルリサイクル装置の動作と、このケミカルリサイクル装置の動作によって実施される本発明のケミカルリサイクル方法について説明する。
【００１７】
このケミカルリサイクル装置を動作させるにあたって、まず、前処理を行う。前処理には、流動床反応器２０に、流動床２１を形成することと、素材の準備をすることが含まれる。
流動床２１の形成は、流動床反応器２０の図示せぬ開口を開いて、流動床２１を形成する粒状物を、流動床反応器２０内に入れることで行う。この粒状物は、不活性のものであることが必要とされるが、この実施形態では、粒状物として砂を使用する。
素材の準備は、以下のように行う。なお、この実施形態では、ケミカルリサイクルの対象として、ＰＴＦＥによるコーティングのなされた膜材を用いることとした。この実施形態では、かかる膜材を裁断し、それを、一辺が０．５ｍｍ〜５０ｍｍ程度になるように粉砕することにより、素材を得た。この素材は、貯蔵タンク１０に入れられる。
【００１８】
次に、貯蔵タンク１０に入れた素材を、ホッパー１１、１３を介して流動床反応器２０へと送る。また、それと同時に、流動床反応器２０を加熱器２２で加熱するとともに、ボンベ６１から流動ガスを供給する。なお、流動ガスは不活性のものであることが必要とされるが、この実施形態では、流動ガスとして窒素ガスを用いた。
素材は、流動床反応器２０内の流動床２１を形成する粒状物と混合されながら、加熱される。流動床２１には、下方から流動ガスが供給されており、また、素材から発生する生成物にも気体が含まれているので、流動床２１は流動化し、素材は流動床２１を形成する粒状物とよく混合される。素材の中のＰＴＦＥは熱分解され、生成物として、テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを発生させる。
【００１９】
下方から供給される流動ガスにより、素材のうち未だ固体のもの、素材から発生した生成物、流動ガス、流動床２１は、流動床反応器２０上方のサイクロン２３まで飛ばされる。ここで、サイクロン２３により、上述の如き比重による選別が行われ、比重の大きいものは貯留ケース２４に溜まり、他のものはサイクロン３０へと送られる。
【００２０】
サイクロン３０でも、サイクロン２３で行われるのと同様の比重による選別が行われ、サイクロン３０に送られたもののうち、比重の大きいものは貯留ケース３１に溜まり、他のものは冷却装置群４０へと送られる。
【００２１】
冷却装置群４０では、上述したとおりの沸点の別による選別が行われる。冷却装置群４０に送られたもののうち、冷却されて気体でなくなったものは、ほぼすべてこの冷却装置群４０で回収される。
【００２２】
冷却装置群４０で回収されなかったものは、静電集塵機５０へと送られる。静電集塵機５０では、冷却装置群４０から送られたもののうち僅かに残った気体以外のものが回収され、貯留ケース５１に溜められる。その他のものは、図示せぬ配管を経て流動床反応器２０へと再度送られる。
このとき、必要に応じて流動ガスがボンベ６１から追加される。流動床反応器２０へと送られる気体は、コンプレッサ６３にて適度に圧を上げられる。
【００２３】
このようにして、ＰＴＦＥを含む素材のケミカルリサイクルが行われる。素材のなかのＰＴＦＥを熱分解することによって発生するテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーは、冷却装置群４０に含まれる第１冷却装置４１、第２冷却装置４２、第３冷却装置４３のいずれかで回収される。
【００２４】
≪実験例≫
上述のようなケミカルリサイクル装置を用いて、ＰＴＦＥを含む素材のケミカルリサイクルを行う実験を行った結果を以下の表１に示す。
なお、この実験では、上述の流動床反応器２０内の温度を５５０℃、素材供給のスピードを０．５〜２．０ｋｇ／ｈとした。
【表１】

Figure 2004346000
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、以上のようなものなので、ＰＴＦＥを含む素材から、テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出すケミカルリサイクルを実行する際に、ケミカルリサイクルを実行する装置を腐食させずに済むようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるケミカルリサイクル方法を実行するためのケミカルリサイクル装置の構成を概念的に示す図。
【符号の説明】
１０ 貯蔵タンク
１１ ホッパー
１３ ホッパー
２０ 流動床反応器
２１ 流動床
２２ 加熱器
２３ サイクロン
３０ サイクロン
４０ 冷却装置群
４１ 第１冷却装置
４２ 第２冷却装置
４３ 第３冷却装置
５０ 静電集塵機
２４，３１，５１ 貯留ケース
６１ ボンベ
６２ 圧力計
６３ コンプレッサ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a PTFE (polytetrafluoroethylene: polytetrafluoroethylene) resin-containing material, and to a PTFE chemical recycling technique for extracting low-molecular-weight monomers and dimers from tetrafluoroethylene.
[0002]
[Prior art]
PTFE is widely used because of its lubricity, heat resistance and chemical resistance. For example, it is also used for architectural membrane materials.
Such architectural membrane materials are generally obtained by coating a membrane base made of glass fiber or the like with PTFE. Such a film material coated with PTFE has water repellency, antifouling property and weather resistance, and has preferable characteristics as a building material.
[0003]
Since the membrane material coated with PTFE as described above is used in a large area for a building roof or the like, the amount of the membrane material that must be disposed of when the building is demolished or renovated is enormous.
Here, how to dispose of the membrane material coated with PTFE becomes a problem. Fluororesin-based materials such as PTFE may generate undesirable substances in the environment when incinerated. On the other hand, mere landfills are problematic due to the huge amount of waste to be disposed of and the shortage of waste disposal sites. This is because it is not appropriate because it is viewed.
Therefore, it has been proposed that among the membrane materials coated with PTFE, chemical recycling for extracting tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer from PTFE should be performed. Since the tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer can be regenerated into PTFE, if the above-mentioned chemical recycling can be performed, the above-mentioned problem of disposal of the membrane material can be solved.
On the other hand, such chemical recycling should be performed not only on the membrane material coated with PTFE, but also on other products using PTFE.
In view of such circumstances, research on a technology for chemically recycling products including PTFE has been conducted.
[0004]
One of the techniques relating to chemical recycling as described above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-188073. In this technology, PTFE is thermally decomposed by heating a fluidized bed formed of sand or the like while a material containing PTFE is charged, and PTFE is heated by introducing steam as a flowing gas. That is, low-molecular weight tetrafluoroethylene monomers and dimers generated by the decomposition are taken out together with water vapor.
Although this chemical recycling technology has achieved certain results, the use of steam as the flowing gas requires drying of the generated tetrafluoroethylene low-molecular-weight monomer and dimer and equipment for performing the chemical recycling. In addition, there are three inconveniences: a large amount of heat needs to be input when performing chemical recycling, and corrosion of an apparatus for performing chemical recycling occurs due to the oxidizing power of steam.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a technique using a fluidized bed for performing chemical recycling to remove tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer from a product containing PTFE, and to a problem that a device for performing the chemical recycling among the above-mentioned problems is corroded. An object of the present invention is to provide an improvement so that at least the problem can be solved, and more preferably the other two problems can also be solved.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method according to the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows. The method of the present invention is a chemical recycling method for removing tetrafluoroethylene low molecular weight monomers and dimers generated by thermally decomposing PTFE from a material containing PTFE.
And this chemical recycling method has a process of heating a fluidized bed reactor in which the material is supplied while having a fluidized bed formed of an inert particulate material therein, Introducing a gas into the fluidized bed reactor, and removing the tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer generated by the thermal decomposition of the PTFE together with the inert gas from the fluidized bed reactor, Includes
In this chemical recycling method, not only an inert material is used as the granular material forming the fluidized bed, but also an inert material is used as the fluidized gas. Therefore, in both the process of heating the PTFE and the process of removing the tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer, corrosion of the apparatus for performing chemical recycling does not occur.
[0007]
The inert gas of the present invention used as the flowing gas is not particularly limited as long as it is inert, and for example, nitrogen gas can be used. Nitrogen gas is relatively easily available among inert gases and is excellent in cost. Further, if the chemical recycling is carried out using nitrogen gas as described above and not using steam as in the conventional case, the generated tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer and the drying of the chemical recycling apparatus are not required, and Since there is no need to change the state (evaporation) as in the case of obtaining steam, the amount of heat input can be smaller than in the case of using steam.
The material used in the chemical recycling method of the present invention may be any material containing PTFE. For example, an architectural membrane material coated with PTFE can be used as the material. In this case, it is preferable that the architectural membrane material is cut into a size that can flow in the fluidized bed.
If the chemical recycling method of the present invention is carried out using a building membrane material as a material, the above-mentioned problem existing in the disposal of the building membrane material containing PTFE can be solved.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A preferred embodiment of the chemical recycling method according to the present invention will be described.
[0009]
The chemical recycling method according to this embodiment is performed using a chemical recycling apparatus as shown in FIG.
[0010]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a storage tank. The storage tank 10 temporarily stores a material described below.
The storage tank 10 is connected to one end of a hopper 11 by a communication pipe 12. The other end of the hopper 11 is connected to one end of the hopper 13 by a communication pipe 14. The hopper 13 is connected at the other end to the fluidized bed reactor 20.
Screw conveyors 11A and 13A are built in the hopper 11 and the hopper 13, respectively.
With such a configuration, the raw material in the storage tank 10 is supplied to the fluidized bed reactor 20 in an appropriate amount through the communication pipe 12, the hopper 11, the communication pipe 14, and the hopper 13 in order.
[0011]
The fluidized bed reactor 20 is a reaction vessel in which a fluidized bed 21 made of a granular material is formed. The fluidized-bed reactor 20 is sealed, and the inside thereof can be heated by a heater 22 provided at a lower portion. The heater 22 only needs to be able to heat the inside of the fluidized bed reactor 20, and need not necessarily be provided at the lower part of the fluidized bed reactor 20.
The fluidized gas can be supplied into the fluidized bed reactor 20 from below. The flowing gas is supplied to the inside of the fluidized bed reactor 20 through a pipe (not shown) as indicated by an arrow in FIG.
A cyclone 23 is provided above the inside of the fluidized bed reactor 20. The cyclone 23 functions as a centrifugal separator, and sorts products generated from raw materials, fluidized gas, and particulate matter forming the fluidized bed 21 according to specific gravity. Note that a storage case 24 is provided below the cyclone 23, and those having a specific gravity larger than a predetermined value are stored here.
A pipe (not shown) is connected above the fluidized-bed reactor 20, and the fluidized-bed reactor 20 is connected to the cyclone 30 via this. Among the raw materials, solid materials, products generated from the raw materials, fluidized gas, and granular materials forming the fluidized bed 21, those having a low specific gravity and not being stored in the storage case 24, are shown in FIG. As shown by an arrow in FIG. 1, it is transported to the cyclone 30.
[0012]
The cyclone 30 functions as a centrifugal separator, and sorts out, according to its specific gravity, still solid materials, products generated from the materials, fluidized gas, and granular materials forming the fluidized bed 21 among the materials. It is. A storage case 31 is provided below the cyclone 30, and those having a specific gravity larger than a predetermined value are stored here. In this chemical recycling apparatus, almost all solids have been removed so far.
[0013]
The cyclone 30 is connected to the cooling device group 40 through a pipe (not shown). The cooling device group 40 includes a first cooling device 41, a second cooling device 42, and a third cooling device 43. The cyclone 30 is connected to a first cooling device 41, the first cooling device 41 is connected to a second cooling device 42, and the second cooling device 42 is connected to a third cooling device 43. Each of the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43 is a cylindrical body, and is cooled by, for example, a water cooling tube.
The solid material, the product generated from the material, the fluidized gas, and the particulate matter forming the fluidized bed 21 that have passed through the cyclone 30 are sorted by the cooling device group 40 according to their boiling points. That is, the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43 are cooled at different temperatures (more specifically, the first cooling device 41 is at the highest temperature and the second cooling device 42 is cooled at the next highest temperature, and the third cooling device 43 is cooled at the next highest temperature), and the first cooling device 41 has the highest boiling point depending on the boiling point. The one having the highest boiling point is recovered by the second cooling device 42, and the one having the lowest boiling point is recovered by the third cooling device. The collected products are stored at the bottoms of the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43, respectively.
[0014]
An electrostatic precipitator 50 is connected downstream of the third cooling device 43.
The electrostatic precipitator 50 collects a product, a flowing gas, and particulate matter forming the fluidized bed 21 generated from the raw material that has passed through the cooling device group 40, and a small amount of non-gas remaining. A storage case 51 is provided below the electrostatic precipitator 50, and the collected solids accumulate here.
[0015]
The other end of the electrostatic precipitator 50 is connected to one end of a pipe (not shown) connected below the fluidized bed reactor 20. Among the products generated from the raw material that has passed through the cooling device group 40, the flowing gas, and the particulate matter forming the fluidized bed 21 that are supplied to the electrostatic precipitator 50, the gas other than the solid matter is removed again from the fluidized bed reactor. 20. With such a piping configuration, the flowing gas and the product are circulated through the fluidized bed reactor 20.
A cylinder 61, a pressure gauge 62, and a compressor 63 are connected to the above-mentioned pipe extending from the electrostatic precipitator 50 from the side close to the electrostatic precipitator 50.
The cylinder 61 stores the flowing gas. If necessary, the flowing gas is supplied from the cylinder 61 to the pipe.
The pressure gauge 62 measures the pressure of the above-mentioned pipe extending from the electrostatic precipitator 50.
The compressor 63 increases the pressure of the gas sent to the fluidized bed reactor 20. With the pressure increased by the compressor 63, the gas is sent to the fluidized bed reactor 20.
[0016]
Next, the operation of the chemical recycling apparatus and the chemical recycling method of the present invention performed by the operation of the chemical recycling apparatus will be described.
[0017]
When operating this chemical recycling apparatus, first, preprocessing is performed. The pretreatment includes forming a fluidized bed 21 in the fluidized bed reactor 20 and preparing a raw material.
The formation of the fluidized bed 21 is performed by opening an opening (not shown) of the fluidized bed reactor 20 and putting the particulate matter forming the fluidized bed 21 into the fluidized bed reactor 20. The granules need to be inert, but in this embodiment, sand is used as the granules.
Preparation of materials is performed as follows. In this embodiment, a film material coated with PTFE is used as a target of chemical recycling. In this embodiment, a material was obtained by cutting the film material and pulverizing the film material so that one side was about 0.5 mm to 50 mm. This material is put into the storage tank 10.
[0018]
Next, the material put in the storage tank 10 is sent to the fluidized bed reactor 20 via the hoppers 11 and 13. At the same time, the fluidized bed reactor 20 is heated by the heater 22 and the fluidized gas is supplied from the cylinder 61. The flowing gas needs to be inert, but in this embodiment, nitrogen gas was used as the flowing gas.
The raw material is heated while being mixed with the granules forming the fluidized bed 21 in the fluidized bed reactor 20. Fluidized gas is supplied to the fluidized bed 21 from below, and the product generated from the raw material also contains gas. Well mixed with things. PTFE in the raw material is thermally decomposed to generate tetrafluoroethylene low molecular weight monomers and dimers as products.
[0019]
By the flowing gas supplied from below, the solid material among the raw materials, the products generated from the raw material, the flowing gas, and the fluidized bed 21 are blown to the cyclone 23 above the fluidized bed reactor 20. Here, the sorting based on the specific gravity as described above is performed by the cyclone 23, and those having a large specific gravity are stored in the storage case 24, and others are sent to the cyclone 30.
[0020]
In the cyclone 30 as well, sorting by specific gravity similar to that performed in the cyclone 23 is performed. Among those sent to the cyclone 30, those having a large specific gravity are stored in the storage case 31, and others are transferred to the cooling device group 40. Sent.
[0021]
In the cooling device group 40, sorting is performed by different boiling points as described above. Almost all of the materials sent to the cooling device group 40 that have been cooled and are no longer gaseous are collected by the cooling device group 40.
[0022]
Those not collected by the cooling device group 40 are sent to the electrostatic precipitator 50. In the electrostatic precipitator 50, those other than the slightly remaining gas sent from the cooling device group 40 are collected and stored in the storage case 51. Others are sent again to the fluidized bed reactor 20 via piping not shown.
At this time, a flowing gas is added from the cylinder 61 as needed. The pressure of the gas sent to the fluidized bed reactor 20 is appropriately increased by the compressor 63.
[0023]
In this way, the chemical recycling of the material containing PTFE is performed. Tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer generated by thermally decomposing PTFE in the raw material may be any one of the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43 included in the cooling device group 40. Collected at.
[0024]
≪ Experimental example ≫
Table 1 below shows the results of an experiment in which a material containing PTFE was subjected to chemical recycling using the above-described chemical recycling apparatus.
In this experiment, the temperature in the fluidized bed reactor 20 was 550 ° C., and the material supply speed was 0.5 to 2.0 kg / h.
[Table 1]
Figure 2004346000
[0025]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, when performing chemical recycling for extracting tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer from a material containing PTFE, it becomes unnecessary to corrode an apparatus for performing chemical recycling. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of a chemical recycling apparatus for executing a chemical recycling method according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 storage tank 11 hopper 13 hopper 20 fluidized bed reactor 21 fluidized bed 22 heater 23 cyclone 30 cyclone 40 cooling device group 41 first cooling device 42 second cooling device 43 third cooling device 50 electrostatic precipitators 24, 31, 51 Storage case 61 Cylinder 62 Pressure gauge 63 Compressor

Claims (3)

ＰＴＦＥを含む素材から、ＰＴＦＥを熱分解することによって発生するテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出すケミカルリサイクル方法であって、
不活性の粒状材料によって形成された流動床をその内部に有するとともに、その内部に前記素材が供給された流動床反応器を加熱する過程、
流動ガスとしての不活性ガスを前記流動床反応器内に導入するとともに、前記不活性ガスとともに前記加熱によってＰＴＦＥが熱分解されることによって発生したテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを、前記流動床反応器から取出す過程、
を含むケミカルリサイクル方法。A chemical recycling method for extracting tetrafluoroethylene low molecular weight monomers and dimers generated by thermally decomposing PTFE from a material containing PTFE,
Having a fluidized bed formed by an inert particulate material therein, and heating a fluidized bed reactor in which the material is supplied,
An inert gas as a fluidized gas is introduced into the fluidized bed reactor, and tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer generated by pyrolysis of PTFE by the heating together with the inert gas are mixed with the fluidized bed reactor. Removing from the reactor,
Chemical recycling method including. 前記不活性ガスとして、窒素ガスを用いる、
請求項１記載のケミカルリサイクル方法。Using nitrogen gas as the inert gas,
The chemical recycling method according to claim 1. 前記素材は、ＰＴＦＥによってコーティングされた建築用膜材を裁断したものである、
請求項１記載のケミカルリサイクル方法。The material is obtained by cutting an architectural membrane material coated with PTFE.
The chemical recycling method according to claim 1.
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