JP2005306776A - フロン回収方法及びフロン回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃棄製品から回収されたウレタンフォームから有害物質を除去することで再生断熱材ウレタンフォームを生成することができ、爆発、燃焼、着火の虞がない安全性の高いフロン回収方法及びフロン回収装置を提供すること。
【解決手段】 フロンガスを含む所定サイズの断熱材に所定温度の過熱蒸気を所定時間吹きつけ、過熱蒸気により断熱材から押し出されたフロンガスを過熱蒸気とともに回収するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用済みの冷蔵庫、自動販売機等に断熱材として使用されているウレタンを洗浄して内部に含まれているフロンを回収するためのフロン回収方法及びフロン回収装置に関する。

食品や飲み物を長期保存するための冷蔵庫、自動販売機等の筐体には、外部からの熱を遮断し筐体内を保温するための断熱材としてウレタンが取り付けられており、ウレタンはフロンで発泡することにより断熱材として使用される。また、使用済みの冷蔵庫、自動販売機等は破砕処理されるが、ウレタンフォームは他の金属等から分離選別され、再生利用される。

断熱材ウレタンを再生利用するに際し、ウレタンフォームは約０．５ｍｍのサイズに微粉砕され、電気ヒータ等により直接加熱されてフロンをウレタンフォームから活性炭吸着方式等により分離回収している。

あるいは、ウレタンフォームをエクストルーダ等により練り込み減容し、このとき発生する練り込み摩擦熱でフロンをウレタンフォームから分離回収（活性炭吸着方式等）している。

しかしながら、前者の回収方法では、ウレタンフォームを微粉砕する工程が必要になるばかりでなく、直接加熱方式を採用していることから、フロン以外の断熱発泡材としてシクロペンタンを使用した断熱材が混入すると、爆発の虞がある。

一方、後者の回収方法では、練り込み工程が必要になるばかりでなく、エクストルーダ減容装置に断熱発泡材としてシクロペンタンを使用した断熱材が混入すると、やはり爆発の虞がある。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、廃棄製品から回収されたウレタンフォームから有害物質を除去することで再生断熱材ウレタンフォームを生成することができ、爆発、燃焼、着火の虞がない安全性の高いフロン回収方法及びフロン回収装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、断熱材に含まれるフロンガスを回収するフロン回収方法であって、フロンガスを含む所定サイズの断熱材に所定温度の過熱蒸気を所定時間吹きつけ、過熱蒸気により断熱材から押し出されたフロンガスを過熱蒸気とともに回収するようにしたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、過熱蒸気により加熱された断熱材を冷却するようにしたことを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、過熱蒸気温度を大気中における断熱材の発火温度以下に設定したことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、断熱材に含まれるフロンガスを回収するフロン回収装置であって、フロンガスを含む所定サイズの断熱材に過熱蒸気を吹き付けるための過熱蒸気室と、該過熱蒸気室の内部に設けられた断熱材搬送手段とを備え、該断熱材搬送手段により搬送される断熱材に所定温度の過熱蒸気を所定時間吹き付けることにより断熱材に含まれるフロンガスを押し出すようにしたことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、断熱材を搬送する断熱材搬送手段を有する冷却室を前記過熱蒸気室に並設し、前記過熱蒸気室内で加熱された断熱材を前記冷却室で冷却するようにしたことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、断熱材の搬送方向における前記過熱蒸気室の下流側端部に冷却手段を設け、該冷却手段により前記過熱蒸気室内で加熱された断熱材を冷却した後、前記冷却室に搬送するようにしたことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、前記過熱蒸気室と前記冷却室に設けられた断熱材搬送手段がベルトコンベヤであることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、前記ベルトコンベヤの上方に断熱材撹拌手段を取り付けたことを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、多数の蒸気吹き出し孔を有する仕切り板により前記過熱蒸気室を断熱材搬送室と蒸気ダクトとに分離し、該蒸気ダクト内に過熱蒸気を供給して前記多数の蒸気吹き出し孔を介して前記断熱材搬送室に過熱蒸気を流入させるようにしたことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、前記蒸気ダクトに開口する蒸気入口管と前記断熱材搬送室に開口するガス出口管とを前記過熱蒸気室に取り付け、断熱材より押し出されたフロンガスを過熱蒸気とともに前記ガス出口管より回収するようにしたことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、前記過熱蒸気室が昇降自在の上壁部を有し、該上壁部に前記蒸気入口管とガス出口管を取り付けたことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、前記加熱蒸気室に供給される過熱蒸気の温度を大気中における断熱材の発火温度以下に設定したことを特徴とする。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
フロンガスを含む所定サイズの断熱材に所定温度の過熱蒸気を所定時間吹きつけ、過熱蒸気により断熱材から押し出されたフロンガスを過熱蒸気とともに回収するようにしたので、爆発の虞がなく安全性が高い状態で断熱材に含まれるフロンガスを回収することができるとともに、フロンガスが除去された断熱材を再利用することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明にかかるフロン回収装置を示しており、図２は図１（c）の上部を拡大して示したものである。

図１及び図２に示されるように、本発明にかかるフロン回収装置は、粉砕された断熱材ウレタンフォームを加熱するための過熱蒸気室２と、過熱蒸気室２に並設され過熱蒸気により加熱された断熱材ウレタンフォームを冷却するための冷却室４とを備えており、過熱蒸気室２は冷却室４の上方に配置されている。

過熱蒸気室２には、その一端部（上流側端部）に５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に粉砕された断熱材ウレタンフォーム（被処理材）が投入される被処理材投入口６が設けられており、過熱蒸気室２の内部は仕切り板８により上下に分離され、上方には蒸気ダクト１０が形成される一方、下方には被処理材搬送室１２が形成されている。また、仕切り板８は、図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、多数の蒸気吹き出し孔８ａが所定の間隔で穿設されている。

さらに、過熱蒸気室２の上壁部２ａの長手方向における中間部には、上壁部２ａの幅方向に並設された一対の蒸気入口管１４が取り付けられるとともに、上壁部２ａの長手方向に沿って複数（例えば、三つ）のガス出口管１６が所定の間隔で取り付けられている。蒸気入口管１４は過熱蒸気室２の上壁部２ａを貫通して蒸気ダクト１０内に開口しており、ガス出口管１６は過熱蒸気室２の上部壁２ａ及び蒸気ダクト１０を貫通して被処理材搬送室１２内に開口している。また、過熱蒸気室２の上壁部２ａは、エアシリンダ（図示せず）により過熱蒸気室２に対し昇降自在に取り付けられており、蒸気入口管１４及びガス出口管１６は上壁部２ａと一体的に昇降自在の構成である。したがって、蒸気入口管１４及びガス出口管１６は、それぞれ過熱蒸気源（図示せず）あるいは活性炭塔等のガス処理室（図示せず）にフレキシブルホース（図示せず）を介して接続されている。

また、被処理材搬送室１２の内部には被処理材を搬送するためのベルトコンベヤ１８が設けられており、被処理材の搬送方向における被処理材搬送室１２の下流側端部の上部には被処理材搬送室１２内で加熱された被処理材を冷却するための冷却水スプレー２０が取り付けられている。さらに、ベルトコンベヤ１８の上方には複数（例えば、三つ）の羽根車２２が被処理材の搬送方向に所定の間隔で回転自在に取り付けられており、羽根車２２が回転することでベルトコンベヤ１８に載置された被処理材に過熱蒸気が均一に吹き付けられる。

一方、冷却室４の内部にも被処理材を搬送するためのベルトコンベヤ２４が設けられ、ベルトコンベヤ２４の上方には複数（例えば、二つ）の羽根車２６が被処理材の搬送方向に所定の間隔で回転自在に取り付けられており、羽根車２６が回転することでベルトコンベヤ１８に載置された被処理材は均一に冷却される。また、被処理材の搬送方向における冷却室４の下流側端部には冷却された被処理材が排出される被処理材排出口２８が設けられている。

なお、過熱蒸気室２及び冷却室４に設けられた２つのベルトコンベヤ１８，２４はテフロンベルト等の柔軟性のある耐熱ベルトで構成されており、逆方向に被処理材を搬送する。

上記構成の本発明にかかるフロン回収装置の作用を以下説明する。
過熱蒸気室２の上流側端部に設けられた被処理材投入口６に５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に粉砕された被処理材が投入されると、ベルトコンベヤ１８の上流側端部上に落下し、ベルトコンベヤ１８により下流側端部に向かって搬送される。このとき、過熱蒸気室２の上部壁２ａに取り付けられた蒸気入口管１４を介して過熱蒸気源から２００℃〜２５０℃に過熱された常圧の過熱蒸気が蒸気ダクト１０内に供給されており、蒸気ダクト１０内に供給された過熱蒸気は、仕切り板８に穿設された多数の蒸気吹き出し孔８ａから被処理材搬送室１２に流入する。被処理材搬送室１２に流入した過熱蒸気は、ベルトコンベヤ１８上に載置された被処理材に吹き付けられるとともに、被処理材は回転する複数の羽根車２２により撹拌されて均一に加熱され、被処理材に含まれるフロンガスは過熱蒸気により被処理材から押し出される。押し出されたフロンガスは、被処理材を加熱した過熱蒸気とともに被処理材搬送室１２に開口するガス出口管１６を介してガス処理室に搬送され、ガス処理室で分解される。

過熱蒸気により処理されて高温になった被処理材は被処理材搬送室１２の下流側端部に到達すると、冷却水スプレー２０から噴霧された冷却水により冷却され、その下方に位置するベルトコンベヤ２４の上流側端部上に落下する。その後、被処理材はベルトコンベヤ２４により冷却室４内を上流側端部から下流側端部に向かって搬送され、回転する複数の羽根車２６により撹拌されて均一に冷却される。冷却されて冷却室４の下流側端部に到達した被処理材は被処理材排出口２８より排出される。

フロン回収装置において有害物質が取り除かれた被処理材からは、再生断熱材ウレタンフォームが生成でき、例えば建築材料、断熱ボート、燃料等として再利用される。

なお、上述したように、過熱蒸気室２の上壁部２ａは過熱蒸気室２に対し昇降自在に取り付けられており、過熱蒸気室２のメンテナンス等が必要な場合には、上壁部２ａを上昇させて過熱蒸気室２を開放することができる。

図１に示されるフロン回収装置を使用して、使用済みの冷蔵庫を破砕して取り出した断熱材ウレタンフォーム（被処理材）を５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に粉砕し、常圧の過熱蒸気を加えてフロンや塩素系有機溶剤等を分離回収した。粉砕されたウレタン粒体の比重は０．０３であった。

また、フロン回収装置の概略仕様は下記のとおりであった。
全長：９７５０ｍｍ
高さ：１７６０ｍｍ
幅 ：１３００ｍｍ
処理能力：４００Ｌ／ｍｉｎ
処理温度：２００℃〜４００℃
処理時間：０．５分〜３分
加熱用ベルトコンベヤ
ベルト幅：１０００ｍｍ
機長 ：９２５０ｍｍ
速度 ：３ｍ／ｍｉｎ
動力 ：４００Ｗ×４Ｐ（インバータ防爆型）
冷却用ベルトコンベヤ
ベルト幅：１０００ｍｍ
機長 ：９７５０ｍｍ
速度 ：３ｍ／ｍｉｎ
動力 ：４００Ｗ×４Ｐ（インバータ防爆型）
蒸気入口：２５Ａ×２
ガス排出口：５０Ａ×３
仕切り板
蒸気孔の装置長手方向の間隔（Ａ）：６０ｍｍ
蒸気孔の装置幅方向の間隔（Ｂ） ：３０ｍｍ
蒸気孔の直径（Ｄ）：３．５ｍｍ
蒸気量：約１．５Ｌ／ｍｉｎ
冷却水量：１８０〜３００ｃｃ／ｍｉｎ

図４は、上記フロン回収装置を使用してウレタン粒体を処理したときの加熱処理時間と断熱材中のフロン残存量との関係を示すグラフである。このグラフは、加熱処理されたウレタン粒体から１辺５ｍｍ以上のウレタン片を約１００ｍｇ採取し、採取された試料を管状炉内において２５０℃で燃焼し、発生ガスを捕集し分析した。分析法、分析装置、分析条件は次のとおりであった。
分析法：ガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）分析法
分析装置：ＧＣ−ＦＩＤ（Varian製 ３８００ＧＣ）
分析条件
注入口温度： ２００℃
オーブン温度条件：１８０℃
検出器温度： ２００℃

図４に示されるように、過熱蒸気の温度が高いほど短い加熱処理時間でフロン残存量を略０％にまで低下させることが可能で、過熱蒸気温度が２００℃、２５０℃、３００℃、４００℃のとき、加熱処理時間をそれぞれ３分、２分、１分、０．５分に設定することによりウレタン粒体に含まれる断熱材フロンを略全て回収することができた。

以上より、本発明にかかるフロン回収装置の特徴は次のように要約できる。
（１）過熱蒸気室２の中に過熱蒸気を充満させることで、空気（酸素）が押し出されることになり、爆発の虞がない分離回収システムである。
（２）断熱材フロンの回収だけでなく、塩素系有機溶剤（ジクロロエタン、ジクロロメタン等）の回収にも対応できる。
（３）所定温度の過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生装置と、断熱材ウレタンを搬送するベルトコンベヤにより断熱材ウレタンの連続処理が可能となる。
（４）図４のグラフと、大気中における断熱材ウレタンフォームの発火温度（２５０℃）を考慮して、例えば過熱蒸気温度を２５０℃あるいはそれ以下の温度に設定するとともに加熱処理時間を例えば３分に設定することにより、断熱材フロンを殆どすべて回収することができ、断熱材ウレタンフォームが仮に空気（酸素）に触れても燃焼の虞がない。

本発明にかかるフロン回収方法及びフロン回収装置は、爆発の虞がなく安全性が高い状態で断熱材に含まれるフロンガスを回収することができるとともに、断熱材を再利用することができるので、使用済みの冷蔵庫、自動販売機等に断熱材として使用されているウレタンを洗浄して内部に含まれているフロンを回収するのに有用である。

本発明にかかるフロン回収装置を示しており、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその平面図であり、（c）はその部分断面側面図である。 図１（c）の一部の拡大断面図である。 図１のフロン回収装置の過熱蒸気室に設けられた仕切り板を示しており、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその部分拡大図である。 図１のフロン回収装置を使用してウレタン粒体を処理したときの加熱処理時間と断熱材中のフロン残存量との関係を示すグラフである。

符号の説明

２ 過熱蒸気室、
２ａ 上部壁、
４ 冷却室、
６ 被処理材投入口、
８ 仕切り板、
８ａ 蒸気吹き出し孔、
１０ 蒸気ダクト、
１２ 被処理材搬送室、
１４ 蒸気入口管、
１６ ガス出口管、
１８，２４ ベルトコンベヤ、
２０ 冷却水スプレー、
２２，２６ 羽根車、
２８ 被処理材排出口。

Claims (12)

1. 断熱材に含まれるフロンガスを回収するフロン回収方法であって、
   フロンガスを含む所定サイズの断熱材に所定温度の過熱蒸気を所定時間吹きつけ、過熱蒸気により断熱材から押し出されたフロンガスを過熱蒸気とともに回収するようにしたことを特徴とするフロン回収方法。
2. 過熱蒸気により加熱された断熱材を冷却するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフロン回収方法。
3. 過熱蒸気温度を大気中における断熱材の発火温度以下に設定したことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のフロン回収方法。
4. 断熱材に含まれるフロンガスを回収するフロン回収装置であって、
   フロンガスを含む所定サイズの断熱材に過熱蒸気を吹き付けるための過熱蒸気室と、該過熱蒸気室の内部に設けられた断熱材搬送手段とを備え、該断熱材搬送手段により搬送される断熱材に所定温度の過熱蒸気を所定時間吹き付けることにより断熱材に含まれるフロンガスを押し出すようにしたことを特徴とするフロン回収装置。
5. 断熱材を搬送する断熱材搬送手段を有する冷却室を前記過熱蒸気室に並設し、前記過熱蒸気室内で加熱された断熱材を前記冷却室で冷却するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のフロン回収装置。
6. 断熱材の搬送方向における前記過熱蒸気室の下流側端部に冷却手段を設け、該冷却手段により前記過熱蒸気室内で加熱された断熱材を冷却した後、前記冷却室に搬送するようにしたことを特徴とする請求項５に記載のフロン回収装置。
7. 前記過熱蒸気室と前記冷却室に設けられた断熱材搬送手段がベルトコンベヤであることを特徴とする請求項５に記載のフロン回収装置。
8. 前記ベルトコンベヤの上方に断熱材撹拌手段を取り付けたことを特徴とする請求項７に記載のフロン回収装置。
9. 多数の蒸気吹き出し孔を有する仕切り板により前記過熱蒸気室を断熱材搬送室と蒸気ダクトとに分離し、該蒸気ダクト内に過熱蒸気を供給して前記多数の蒸気吹き出し孔を介して前記断熱材搬送室に過熱蒸気を流入させるようにしたことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載のフロン回収装置。
10. 前記蒸気ダクトに開口する蒸気入口管と前記断熱材搬送室に開口するガス出口管とを前記過熱蒸気室に取り付け、断熱材より押し出されたフロンガスを過熱蒸気とともに前記ガス出口管より回収するようにしたことを特徴とする請求項９に記載のフロン回収装置。
11. 前記過熱蒸気室が昇降自在の上壁部を有し、該上壁部に前記蒸気入口管とガス出口管を取り付けたことを特徴とする請求項１０に記載のフロン回収装置。
12. 前記加熱蒸気室に供給される過熱蒸気の温度を大気中における断熱材の発火温度以下に設定したことを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか１項に記載のフロン回収装置。
    

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