JP2008189723A - 廃棄物からの有機溶剤の回収方法及び回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機溶剤を含む廃棄物から有機溶剤を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収する。
【解決手段】有機溶剤１３を含む廃棄物と液体二酸化炭素１２とが混合機１４で混合されて、廃棄物中の有機溶剤１３が液体二酸化炭素１２に溶解される。この有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２と廃棄物の残渣１７とが第１分離槽２１でこれらの比重差により分離される。廃棄物の残渣１７から分離され有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２が減圧弁１８により減圧されて気化する。この減圧弁１８により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから有機溶剤１３が第２分離槽２２で分離される。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗料工場から排出される廃塗料スラリーや廃溶剤等の廃棄物から有機溶剤を回収する方法と、上記廃棄物から有機溶剤を回収する装置に関するものである。

従来、塗料工場から排出される廃塗料スラリーや廃溶剤は、塗料製造工程における色や品種を変更するために、塗料製造設備を溶剤で洗浄するときに大量に発生し、これらの廃塗料スラリーや廃溶剤には樹脂、顔料、添加剤などが含まれている。これらの廃塗料スラリーや廃溶剤は、高温真空蒸留法で溶剤を回収し、洗浄用溶剤として再利用していた（例えば、特許文献１及び２参照。）。特許文献１に示された塗料中有機溶剤の回収方法では、廃塗料又は塗料スラッジを密閉式タンク内に投入し、このタンク内を吸引減圧しながら間接加熱して、発生したガスを冷却回収するように構成される。この回収方法では、密閉タンク内を吸引減圧しながらゆっくり加熱すると、廃塗料や塗料スラッジ中に含まれていた低沸点成分から蒸発し、冷却手段にて冷却することにより液化回収できる。またタンク内を減圧することにより、比較的高沸点の溶剤も効率良く回収できるとともに、密閉式タンク内を間接加熱するので、引火の危険性もない。この結果、廃塗料や塗料スラッジ中の溶剤成分を短時間で効率良く回収でき、特に高沸点成分の回収率を高くすることができる。

一方、特許文献２に示された廃棄物処理装置では、液状の廃棄物が乾燥用中空円盤ディスクにより有機溶剤と固形物に分離させ、この廃棄物がフィードによりディスク表面に供給され、ディスクにより濃縮された固形物がスクレーパにより回収されるように構成される。このスクレーパにより回収された固形物は粉砕装置により粉砕され、分離された有機溶剤はコンデンサにより液化される。また廃棄物を有機溶剤と固形物に分離を行うための雰囲気及び粉砕を行うための雰囲気がそれぞれ減圧装置により減圧され、上記粉砕された固形物を排出する際に減圧を保持するための減圧保持用ダンパが粉砕装置と排出口の間に設けられる。
このように構成された廃棄物処理装置を用いて固形分５〜７０重量％の有機溶剤系塗料廃棄物を有機溶剤と固形物に分離するには、先ず表面温度が１００〜２５０℃に加熱されかつ回転する円盤ディスクの側面に、上記有機溶剤系塗料廃棄物をフィードにて供給することにより、固形分９０％以上に濃縮して固形物とし、この固形物をスクレーパで掻き取って粉砕機により廃棄物処理に適した大きさに裁断する。また上記有機溶剤系廃棄物を有機溶剤と固形物に分離を行うための雰囲気及び粉砕を行うために、廃棄物処理の雰囲気を真空度２０〜１５０Ｔｏｒｒの範囲内で行う。
上記のように構成された廃棄物処理装置では、装置全体を減圧状態とすることにより、有機溶剤を容易に回収できるとともに、被処理液を容易に固形化できる。また濃縮された固形物を適当な大きさに粉砕し、この粉砕された固形物を取出す際に装置の減圧状態が減圧保持用ダンパにより保持されるので、廃棄物処理液においても十分に固形分と有機溶剤とに分離して安定に処理できるようになっている。
特開２００４−２６３１０７号公報（請求項１、段落［００１０］、段落［００２５］） 特開２０００−２５６５００号公報（請求項１及び２、段落［００２５］）

しかし、上記従来の特許文献１に示された塗料中有機溶剤の回収方法や、従来の特許文献２に示された廃棄物処理装置では、廃塗料や有機溶剤系廃棄物を高温加熱する必要であるため、処理に多くのエネルギが消費されてしまう不具合があった。

本発明の目的は、有機溶剤を含む廃棄物から有機溶剤を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収できる、廃棄物からの有機溶剤の回収方法及び回収装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、液体二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を繰返し利用することにより、二酸化炭素の有効利用を図ることができる、廃棄物からの有機溶剤の回収方法及び回収装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１に示すように、有機溶剤１３を含む廃棄物から有機溶剤１３を回収する方法の改良である。
その特徴ある構成は、廃棄物と液体二酸化炭素１２とを混合して廃棄物中の有機溶剤１３を液体二酸化炭素１２に溶解させる工程と、有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２と廃棄物の残渣１７とをこれらの比重差により分離する工程と、廃塗料の残渣１７から分離され有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２を減圧し気化させて二酸化炭素ガスとすることにより有機溶剤１３を二酸化炭素ガスから分離する工程とを含むところにある。
この請求項１に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収方法では、廃棄物と液体二酸化炭素１２を混合すると、廃棄物中の有機溶剤１３は液体二酸化炭素１２に溶解するけれども、有機溶剤１３が除去された廃棄物の残渣１７は液体二酸化炭素１２に殆ど溶解しない。このため有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２と廃棄物の残渣１７とはこれらの比重差により分離される。この有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２を減圧して気化すると、有機溶剤１３が二酸化炭素ガスから分離されて回収される。

請求項２に係る発明は、図２に示すように、有機溶剤１３を含む廃棄物から有機溶剤１３を回収する方法の改良である。
その特徴ある構成は、廃棄物と超臨界二酸化炭素７２とを混合して廃棄物中の有機溶剤１３を超臨界二酸化炭素７２に溶解させる工程と、有機溶剤１３を溶解した超臨界二酸化炭素７２と廃棄物の残渣１７とをこれらの比重差により分離する工程と、廃棄物の残渣１７から分離され有機溶剤１３を溶解した超臨界二酸化炭素７２を減圧し気化させて二酸化炭素ガスとすることにより有機溶剤１３を二酸化炭素ガスから分離する工程とを含むところにある。
この請求項２に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収方法では、廃棄物と超臨界二酸化炭素７２を混合すると、廃棄物中の有機溶剤１３は高い拡散速度を有する超臨界二酸化炭素７２に速やかに溶解するけれども、有機溶剤１３が除去された廃棄物の残渣１７は超臨界二酸化炭素７２に殆ど溶解しない。このため有機溶剤１３が溶解した超臨界二酸化炭素７２と廃棄物の残渣１７とはこれらの比重差により分離される。この有機溶剤１３が溶解した超臨界二酸化炭素７２を減圧して気化すると、有機溶剤１３が二酸化炭素ガスから分離されて回収される。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化して再び有機溶剤１３を含む廃棄物と混合する工程を更に含むことを特徴とする。
この請求項３に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収方法では、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化して、再び有機溶剤１３を含む廃棄物と混合するので、液体二酸化炭素１２を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。
請求項４に係る発明は、請求項２に係る発明であって、更に図２に示すように、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化する工程と、この液体二酸化炭素１２をポンプ３２で昇圧し再び有機溶剤１３を含む廃棄物と混合する前又は混合中に加熱して超臨界二酸化炭素７２にする工程とを更に含むことを特徴とする。
この請求項４に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収方法では、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化して、この液体二酸化炭素１２をポンプ３２で昇圧し、再び有機溶剤１３を含む廃棄物と混合する前又は混合中に加熱して超臨界二酸化炭素７２とするので、超臨界二酸化炭素７２を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。

請求項５に係る発明は、図１に示すように、有機溶剤１３を含む廃棄物から有機溶剤１３を回収する装置の改良である。
その特徴ある構成は、廃棄物と液体二酸化炭素１２とを混合して廃棄物中の有機溶剤１３を液体二酸化炭素１２に溶解させる混合機１４と、有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２と廃棄物の残渣１７とをこれらの比重差により分離する第１分離槽２１と、廃棄物の残渣１７から分離され有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２を減圧して気化させる減圧弁１８と、減圧弁１８により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから有機溶剤１３を分離する第２分離槽２２とを備えたところにある。
この請求項５に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収装置では、廃棄物中の有機溶剤１３は混合機１４で液体二酸化炭素１２に溶解するけれども、有機溶剤１３が除去された廃棄物の残渣１７は混合機１４で液体二酸化炭素１２に殆ど溶解しない。このため有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２と廃棄物の残渣１７とはこれらの比重差により第１分離槽２１で分離される。この有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２を減圧弁１８で減圧して気化すると、第２分離槽２２で有機溶剤１３が二酸化炭素ガスから分離されて回収される。

請求項６に係る発明は、図２に示すように、有機溶剤１３を含む廃棄物から有機溶剤１３を回収する装置の改良である。
その特徴ある構成は、廃棄物と超臨界二酸化炭素７２とを混合して廃棄物中の有機溶剤１３を超臨界二酸化炭素７２に溶解させる混合機１４と、有機溶剤１３を溶解した超臨界二酸化炭素７２と廃棄物の残渣１７とをこれらの比重差により分離する第１分離槽２１と、廃棄物の残渣１７から分離され有機溶剤１３を溶解した超臨界二酸化炭素７２を減圧して気化させる減圧弁１８と、減圧弁１８により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから有機溶剤１３を分離する第２分離槽２２とを備えたところにある。
この請求項６に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収装置では、廃棄物中の有機溶剤１３は混合機１４で高い拡散速度を有する超臨界二酸化炭素７２に速やかに溶解するけれども、有機溶剤１３が除去された廃棄物の残渣１７は混合機１４で超臨界二酸化炭素７２に殆ど溶解しない。このため有機溶剤１３が溶解した超臨界二酸化炭素７２と廃棄物の残渣１７とはこれらの比重差により第１分離槽２１で分離される。この有機溶剤１３が溶解した超臨界二酸化炭素７２を減圧弁１８で減圧して気化することにより、第２分離槽２２で有機溶剤１３が二酸化炭素ガスから分離されて回収される。

請求項７に係る発明は、請求項５に係る発明であって、更に図１に示すように、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮する圧縮機２８と、圧縮された二酸化炭素ガスを冷却して液体二酸化炭素１２にする冷却器２９と、この液体二酸化炭素１２を昇圧して再び混合機１４に供給するポンプ３２とを更に備えたことを特徴とする。
この請求項７に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収装置では、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮機２８で圧縮し、この圧縮された二酸化炭素ガスを冷却器２９で冷却して液体二酸化炭素１２にし、この液体二酸化炭素１２を再び混合機１４にポンプ３２で昇圧して供給するので、液体二酸化炭素１２を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。
請求項８に係る発明は、請求項６に係る発明であって、更に図２に示すように、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮する圧縮機２８と、圧縮された二酸化炭素ガスを冷却して液体二酸化炭素１２にする冷却器２９と、液体二酸化炭素１２を昇圧して再び混合機１４に供給するポンプ３２と、この液体二酸化炭素１２を再び混合機１４に供給する前又は混合機１４で混合中に加熱して超臨界二酸化炭素７２にする加熱手段１４ｆとを更に備えたことを特徴とする。
この請求項８に記載された廃棄物からの有機溶剤の回収装置では、有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮機２８で圧縮し、この圧縮された二酸化炭素ガスを冷却器２９で冷却して液体二酸化炭素１２にし、この液体二酸化炭素１２をポンプ３２で昇圧して再び混合機１４に供給する前又は混合機１４で混合中に加熱手段１４ｆで加熱して超臨界二酸化炭素７２にするので、超臨界二酸化炭素７２を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。

本発明によれば、廃棄物と液体二酸化炭素とを混合して廃棄物中の有機溶剤を液体二酸化炭素に溶解させ、有機溶剤を溶解した液体二酸化炭素と廃棄物の残渣とをこれらの比重差により分離し、更に廃棄物の残渣から分離され有機溶剤を溶解した液体二酸化炭素を減圧し気化させて二酸化炭素ガスとすることにより有機溶剤を二酸化炭素ガスから分離するので、有機溶剤を含む廃棄物から有機溶剤を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収できる。
また廃棄物と高い拡散速度を有する超臨界二酸化炭素とを混合して廃棄物中の有機溶剤を超臨界二酸化炭素に速やかに溶解させ、有機溶剤を溶解した超臨界二酸化炭素と廃棄物の残渣とをこれらの比重差により分離し、更に廃棄物の残渣から分離され有機溶剤を溶解した超臨界二酸化炭素を減圧し気化させて二酸化炭素ガスとすることにより有機溶剤を二酸化炭素ガスから分離すれば、有機溶剤を含む廃棄物から有機溶剤を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収できるとともに、廃棄物と超臨界二酸化炭素との混合時間を短縮できる。
また有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化して再び有機溶剤を含む廃棄物と混合すれば、液体二酸化炭素を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。
また有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化し、この液体二酸化炭素をポンプで昇圧し再び有機溶剤を含む廃棄物と混合する前又は混合中に加熱して超臨界二酸化炭素にすれば、超臨界二酸化炭素を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。

また有機溶剤を含む廃棄物と液体二酸化炭素とを混合機で混合して、廃棄物中の有機溶剤を液体二酸化炭素に溶解し、この有機溶剤を溶解した液体二酸化炭素と廃棄物の残渣とを第１分離槽でこれらの比重差により分離し、廃棄物の残渣から分離され有機溶剤を溶解した液体二酸化炭素を減圧弁により減圧して気化し、更にこの減圧弁により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから有機溶剤を第２分離槽で分離すれば、廃棄物中の有機溶剤は混合機で液体二酸化炭素に溶解するけれども、有機溶剤が除去された廃棄物の残渣は混合機で液体二酸化炭素に殆ど溶解しない。このため有機溶剤が溶解した液体二酸化炭素と廃棄物の残渣とはこれらの比重差により第１分離槽で分離される。この有機溶剤が溶解した液体二酸化炭素を減圧弁で減圧して気化することにより、第２分離槽で有機溶剤が二酸化炭素ガスから分離されて回収される。この結果、有機溶剤を含む廃棄物から有機溶剤を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収できる。

また有機溶剤を含む廃棄物と高い拡散速度を有する超臨界二酸化炭素とを混合機で混合して、廃棄物中の有機溶剤を超臨界二酸化炭素に速やかに溶解し、この有機溶剤を溶解した超臨界二酸化炭素と廃棄物の残渣とを第１分離槽でこれらの比重差により分離し、廃棄物の残渣から分離され有機溶剤を溶解した超臨界二酸化炭素を減圧弁により減圧して気化し、更にこの減圧弁により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから有機溶剤を第２分離槽で分離すれば、廃棄物中の有機溶剤は混合機で超臨界二酸化炭素に溶解するけれども、有機溶剤が除去された廃棄物の残渣は混合機で超臨界二酸化炭素に殆ど溶解しない。このため有機溶剤が溶解した超臨界二酸化炭素と廃棄物の残渣とはこれらの比重差により第１分離槽で分離される。この有機溶剤が溶解した超臨界二酸化炭素を減圧弁で減圧して気化することにより、第２分離槽で有機溶剤が二酸化炭素ガスから分離されて回収される。この結果、有機溶剤を含む廃棄物から有機溶剤を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収できるとともに、廃棄物と超臨界二酸化炭素との混合時間を短縮できる。

また有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮機で圧縮し、この圧縮された二酸化炭素ガスを冷却器で冷却して液体二酸化炭素にし、この液体二酸化炭素をポンプで昇圧して再び混合機に供給すれば、液体二酸化炭素を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。
更に有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮機で圧縮し、この圧縮された二酸化炭素ガスを冷却器で冷却して液体二酸化炭素にし、この液体二酸化炭素をポンプで昇圧して再び混合機に供給するとともに再び混合機に供給する前又は混合機で混合中に加熱手段で加熱して超臨界二酸化炭素にすれば、超臨界二酸化炭素を繰返し利用することができ、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、廃棄物からの有機溶剤１３の回収装置は、廃棄物と液体二酸化炭素１２とを混合して廃棄物中の有機溶剤１３を液体二酸化炭素１２に溶解させる混合機１４と、有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２と廃棄物の残渣１７とをこれらの比重差により分離する第１分離槽２１と、廃棄物の残渣１７から分離され有機溶剤１３を溶解した液体二酸化炭素１２を減圧して気化させる減圧弁１８と、減圧弁１８により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから有機溶剤１３を分離する第２分離槽２２とを備える。廃棄物は、この実施の形態では、塗料工場から排出される廃塗料スラリーである。この廃塗料スラリーは、塗料製造工程における色や品種を変更するために、塗料製造設備を溶剤で洗浄するときに大量に発生し、これらの廃塗料スラリーや廃溶剤には樹脂、顔料、添加剤などが含まれている。また有機溶剤１３としては、芳香族炭化水素系のキシレン、トルエン、ソルベントナフサや、エーテル系のエチレングリコールモノエチルエーテルや、ケトン系のアセトン、メチルエチルケトンや、アルコール系のエタノール、ブタノール、イソプロパノールや、脂肪族炭化水素系のミネラルスピリットや、エステル系の酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミンの他に、エチルベンゼンや、アセテートや、スチレン、1,3,5-トリメチルベンゼンなどが挙げられる。なお、この実施の形態では、廃棄物として廃塗料スラリーを挙げたが、廃溶剤又はその他の有機溶剤を含む廃棄物であってもよい。

廃塗料スラリーは第１供給ポンプ３１によりホッパ１９に貯留され、このホッパ１９に貯留された廃塗料スラリーは第１供給管４１を通って混合機１４に供給される。第１供給管４１にはこの第１供給管４１を開閉する第１開閉弁５１が設けられる。混合機１４は、この実施の形態では、単軸スクリュー押出し機である。この混合機１４は、水平方向に延びて設けられ両端が一対のフランジ１４ａ，１４ｂによりそれぞれ閉止された円筒状のケース１４ｃと、このケース１４ｃ内に回転可能に収容されたスクリュー１４ｄと、ケース１４ｃの一端を閉止する一方のフランジ１４ａに取付けられスクリュー１４ｄの一端に接続されてスクリュー１４ｄを駆動するモータ１４ｅと、ケース１４ｃの他端を閉止する他方のフランジ１４ｂに設けられスクリュー１４ｄの他端を回転可能に保持する保持具（図示せず）とを有する。第１供給管４１はケース１４ｃの外周面のうち一方のフランジ１４ａに接近して接続される。またケース１４ｃの長手方向の中央には、液体二酸化炭素１２をケース１４ｃ内に供給する第２供給管４２の一端が接続され、第２供給管４２の他端は第２供給ポンプ３２の吐出口に接続される。更に第２供給管４２にはこの第２供給管４２を開閉する第２開閉弁５２が設けられる。なお、この実施の形態では、混合機として単軸スクリュー押出し機を挙げたが、二軸スクリュー噛合い押出し機、三軸スクリュー噛合い押出し機、或いはその他の混合機を用いてもよい。

第１分離槽２１は鉛直方向に延びかつ両端が閉止された円筒状に形成される。混合機１４の保持具には混合機１４内に連通する排出孔（図示せず）が形成され、この排出孔は連通管２３により第１分離槽２１の外周面のうち鉛直方向の中央に接続される。連通管２３の途中にはこの連通管２３を開閉する第３開閉弁５３が設けられる。また第２分離槽２２は鉛直方向に延びかつ両端が閉止された円筒状に形成される。第１分離槽２１の上端はアッパ連通管２４により第２分離槽２２の外周面の鉛直方向中央に接続され、このアッパ連通管２４には第１分離槽２１側から順に温度調節器２６と上記減圧弁１８とが設けられる。また第２分離槽２２の内面にはアッパ連通管２４の接続部に対向して逆Ｌ字状の当接板２２ａが固着される。上記温度調節器２６及び減圧弁１８により第２分離槽２２内の温度は５〜３０℃、好ましくは５〜２０℃に設定され、圧力は０〜５ＭＰａ、好ましくは０〜３ＭＰａ、更に好ましくは大気圧に設定される。ここで、第２分離槽２２内の温度を５〜３０℃の範囲内に限定したのは、５℃未満では液体二酸化炭素の気化速度が遅くなり、３０℃を越えると二酸化炭素における有機溶剤の気相組成が増えてしまうからである。また第２分離槽２２内の圧力を０〜５ＭＰａの範囲内に限定したのは、５ＭＰａを越えると二酸化炭素における有機溶剤の溶解度が大きくなり、有機溶剤が二酸化炭素に同伴され、分離効率が低下するからである。

第２分離槽２２の上端は戻し管２７を通して第２供給ポンプ３２の吸入口に接続される。戻し管２７には第２分離槽２２側から順に圧縮機２８及び冷却器２９が設けられる。圧縮機２８では有機溶剤１３を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し、冷却器２９ではこの圧縮された二酸化炭素ガスを冷却して液体二酸化炭素１２にするように構成される。また冷却器２９は液体二酸化炭素１２の貯留槽としても機能する。第２供給ポンプ３２により液体二酸化炭素が昇圧されて混合機１４に供給される。この混合機１４における二酸化炭素の温度は−１０〜３０℃、好ましくは−５〜１０℃に設定され、圧力は５〜３０ＭＰａ、好ましくは５〜１５ＭＰａに設定される。ここで、上記温度を−１０〜３０℃の範囲内に限定したのは、−１０℃未満では二酸化炭素を冷却するエネルギ消費が大きく、３０℃を越えると二酸化炭素が液化しないからである。また上記圧力を５〜３０ＭＰａの範囲内に限定したのは、５ＭＰａ未満では二酸化炭素の溶解度が低く、３０ＭＰａを越えると装置が大型化してしまうからである。

一方、混合機１４と第１開閉弁５１との間の連通管２３から分岐管３３が分岐し、この分岐管３３は混合機１４のケース１４ｃの長手方向の中央に接続される。この分岐管３３には連通管２３側から順に第４開閉弁５４及び循環ポンプ３４が設けられる。また第１分離槽２１の下端にはロア連通管３６を通して押出し成型機３７が接続される。この押出し成型機３７は、上記混合機１４と同様の単軸スクリュー押出し機であり、水平方向に延びて設けられ両端が一対のフランジ３７ａ，３７ｂによりそれぞれ閉止された円筒状のケース３７ｃと、このケース３７ｃ内に回転可能に収容されたスクリュー３７ｄと、ケース３７ｃの一端を閉止する一方のフランジ３７ａに取付けられスクリュー３７ｄの一端に接続されてスクリュー３７ｄを駆動するモータ３７ｅと、ケース３７ｃの他端を閉止する他方のフランジ３７ｂに設けられスクリュー３７ｄの他端を回転可能に保持する保持具（図示せず）とを有する。押出し成型機３７のケース３７ｃの外周面には、加熱器３７ｆが設けられ、押出し成型機３７の他方のフランジ３７ｂには棒材等を成型するための型（図示せず）が設けられる。上記加熱器３７ｆによりケース３７ｃ内部が５０〜１５０℃の温度に加熱されるように構成される。更に第２分離槽２２の下端には排出管３８と通して溶剤貯留槽３９が接続され、排出管３８にはこの排出管３８を開閉する第５開閉弁５５が設けられる。

このように構成された回収装置を用いて廃塗料スラリーから有機溶剤１３を回収する方法を説明する。
予め第４開閉弁５４を閉じた状態で第３開閉弁５３を開き、混合機１４のスクリュー１４ｄ及び押出し成型機３７のスクリュー３７ｄを回転させておく。先ず廃塗料スラリーを第１供給ポンプ３１によりホッパ１９に供給する。次いで第１開閉弁５１を開いて、ホッパ１９内の廃塗料スラリーを混合機１４に供給すると同時に、第２開閉弁５２を開きかつ第２供給ポンプ３２を作動させて冷却器２９内の液体二酸化炭素１２を昇圧して混合機１４に供給する。上記液体二酸化炭素１２の供給量は廃塗料スラリーの供給量に対して重量比で１〜１００倍、好ましくは５〜５０倍に設定される。ここで、液体二酸化炭素１２の供給量を廃塗料スラリーの供給量に対して重量比で１〜１００倍の範囲内に限定したのは、１倍未満では廃塗料スラリー中の有機溶剤を全て溶解・抽出することができず、溶剤回収率が低く、１００倍を越えると第１分離槽２１での残渣の分離効率及び第２分離槽２２での有機溶剤の分離効率が低下してしまうからである。混合機１４内で廃塗料スラリーと液体二酸化炭素１２とを混合すると、廃棄物中の有機溶剤１３は混合機１４で液体二酸化炭素１２に溶解するけれども、有機溶剤１３が除去された廃棄物の残渣１７（固形物）は混合機１４で液体二酸化炭素１２に殆ど溶解しない。このため液体二酸化炭素１２は廃塗料スラリー中の有機溶剤１３を抽出して溶解し、これにより廃塗料スラリーから有機溶剤１３が除去されて残渣１７が析出する。上記有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２と残渣１７との混合物は連通管２３を通って第１分離槽２１に送られ、第１分離槽２１内でこれらの混合物は比重差により有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２と残渣１７とに分離される。即ち、有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２は第１分離槽２１内の上部に移動し、残渣１７は第１分離槽２１内の下部に移動する。

そして有機溶剤１３が溶解した液体二酸化炭素１２はアッパ連通管２４を通り、温度調節器２６で所定の温度に調節され、更に減圧弁１８で所定の圧力に減圧されて、温度５〜３０℃かつ圧力０〜５ＭＰａの二酸化炭素ガスとなって有機溶剤１３とともに第２分離槽２２に送られる。これらの二酸化炭素ガス及び有機溶剤１３は第２分離槽２２内で二酸化炭素ガスと有機溶剤１３とに気液分離される。二酸化炭素ガスは戻し管２７を通り、圧縮機２８で所定の圧力に圧縮され、更に冷却器２９で所定の温度に冷却されて、温度−１０〜３０℃かつ圧力５〜１０ＭＰａの液体二酸化炭素となり、第２供給ポンプ３２により５〜３０ＭＰａに昇圧されて混合機１４に再び供給される。この結果、廃棄物から有機溶剤１３を、エネルギ消費量が少なく効率良く回収できるとともに、液体二酸化炭素１２を繰返し利用することにより、二酸化炭素の有効利用を図ることができる。なお、アッパ連通管２４から第２分離槽２２に二酸化炭素ガス及び有機溶剤が噴射状態で流入するけれども、これらの二酸化炭素ガス及び有機溶剤１３は当接板２２ａに当接するので、有機溶剤１３が第２分離槽２２内を上昇する二酸化炭素ガスに混入しないようになっている。

一方、第２分離槽２２の下部に溜った有機溶剤１３は第５開閉弁５５を開くことにより排出管３８を通って溶剤貯留槽３９に貯留される。また第１分離槽２１の下部に溜った残渣１７はロア連通管３６を通って押出し成型機３７に送られ、ケース３７ｃ内で加熱器３７ｆにより５０〜１５０℃に加熱されて溶融した後に、他方のフランジ３７ｂに設けられた型により所定の形状に押出し成型される。なお、混合機１４において液体二酸化炭素１２により廃塗料スラリーから有機溶剤１３を十分に抽出・溶解することができないときには、第１〜第３開閉弁５１〜５３を閉じるとともに第４開閉弁５４を開いて、循環ポンプ３４を作動させることにより、廃塗料スラリー及び液体二酸化炭素１２の混合物を分岐管３３から混合機１４に再び戻し、混合機１４と分岐管３３との間を所定時間だけ循環させてもよい。これにより有機溶剤１３の抽出・溶解時間を延長することができるので、液体二酸化炭素１２により廃塗料スラリーから有機溶剤１３を十分に抽出・溶解できる。

＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態を示す。図２において図１と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、混合機１４のケース１４ｃの外周面に加熱手段１４ｆが設けられる。この加熱手段１４ｆはケース１４ｃの外周面に設けられたジャケット槽や電熱器などにより構成される。加熱手段１４ｆがジャケット槽である場合、このジャケット槽には熱媒体又は水蒸気が流通され、加熱手段１４ｆが電熱器である場合、ヒータ等が用いられる。混合機１４のケース１４ｃに供給される液体二酸化炭素１２は上記加熱手段１４ｆにより加熱されて超臨界二酸化炭素７２となるように構成される。この超臨界二酸化炭素７２の温度は３０〜２３０℃、好ましくは３０〜６０℃に設定され、圧力は７．４〜５０ＭＰａ、好ましくは１５〜３０ＭＰａに設定される。ここで、超臨界二酸化炭素７２の温度を３０〜２３０℃の範囲内に限定したのは、３０℃未満では超臨界二酸化炭素状態にならず、２３０℃を越えると二酸化炭素の密度が小さくなり過ぎるからである。また超臨界二酸化炭素７２の圧力を７．４〜５０ＭＰａの範囲内に限定したのは、７．４ＭＰａ未満では液体二酸化炭素１２が超臨界二酸化炭素７２にならず、２３０ＭＰａを越えると装置が大型化してしまうからである。また温度調節器２６及び減圧弁１８により第２分離槽２２内の温度は５〜３０℃、好ましくは５〜２０℃に設定され、圧力は０〜５ＭＰａ、好ましくは０〜３ＭＰａ、更に好ましくは大気圧に設定される。ここで、第２分離槽２２内の温度を５〜３０℃の範囲内に限定したのは、５℃未満では液体二酸化炭素の気化速度が遅くなり、３０℃を越えると二酸化炭素における有機溶剤の気相組成が増えてしまうからである。また第２分離槽２２内の圧力を０〜５ＭＰａの範囲内に限定したのは、５ＭＰａを越えると二酸化炭素における有機溶剤の溶解度が大きくなり、有機溶剤と気化した二酸化炭素の分離精度が低下してしまうからである。なお、この実施の形態では、液体二酸化炭素を混合機で混合中に加熱手段により加熱して超臨界二酸化炭素にしたが、液体二酸化炭素を混合機に供給する前に加熱手段で加熱して超臨界二酸化炭素にしてもよい。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

このように構成された回収装置を用いて廃塗料スラリーから有機溶剤１３を回収する場合、第１開閉弁５１を開いてホッパ１９内の廃塗料スラリーを混合機１４に供給し、第２開閉弁５２を開きかつ第２供給ポンプ３２を作動させて冷却器２９内の液体二酸化炭素１２を第２供給ポンプ３２で昇圧して混合機１４に供給すると、混合機１４内の液体二酸化炭素１２は加熱手段１４ｆにより加熱されて超臨界二酸化炭素７２になる。この超臨界二酸化炭素７２は高い拡散速度を有するので、廃塗料スラリーに含まれる有機溶剤１３は速やかに超臨界二酸化炭素７２に抽出されて溶解される。この結果、混合機１４での混合時間を第１の実施の形態より短くすることができる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
混合機として二軸スクリュー噛合い押出し機（ＰＥＸ３０−１０：日本製鋼社製）を用い、押出し成型機として単軸スクリュー押出し機を用いた。混合機の仕様は、軸回転速度が１０〜３００ｒｐｍであり、押出し能力が５〜３０ｋｇ／時であり、スクリュー口径が３２ｍｍであった。押出し成型機の口径は５０ｍｍであった。一方、二酸化炭素ガスを圧縮して温度及び圧力がそれぞれ−５℃及び５．５ＭＰａである液体二酸化炭素とし、この液体二酸化炭素を混合機に供給した。また液体二酸化炭素の混合機への供給量は１００ｋｇ／時に設定し、廃塗料スラリーの混合機への供給量は１０ｋｇ／時に設定した。塗料としては、市販の関西ペイント株式会社製のアクリル樹脂系塗料と塩化ビニール樹脂系塗料とポリウレタン樹脂塗料とを重量比で３：３：４の割合で混合した混合物を用いた。この塗料には、樹脂主成分としてアクリル樹脂系、塩化ビニール樹脂系、ウレタン樹脂系などが含まれ、添加剤として無機顔料、有機顔料、可塑剤、界面活性剤、凍結防止剤、防錆剤などが含まれた。また有機溶剤としては、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチルなどの混合液を用いた。上記塗料と有機溶剤とを混合して廃塗料スラリーとした。この廃塗料スラリーの溶剤濃度を、トルエン５０重量％とキシレン５０重量％の混合溶剤を用いて９０％に調整した。

＜実施例２＞
混合機に供給する液体二酸化炭素の圧力を６．５ＭＰａとし、廃塗料スラリーの溶剤濃度を、トルエン５０重量％とキシレン５０重量％の混合溶剤を用いて７０％に調整したこと以外は、実施例１と同様に構成した。
＜実施例３＞
混合機に供給する液体二酸化炭素の圧力を７．０ＭＰａとし、廃塗料スラリーの溶剤濃度を、トルエン５０重量％とキシレン５０重量％の混合溶剤を用いて５０％に調整したこと以外は、実施例１と同様に構成した。
＜実施例４＞
混合機に供給された液体二酸化炭素を加熱手段により加熱して、温度及び圧力がそれぞれ４０℃及び１０ＭＰａの超臨界二酸化炭素としたこと以外は、実施例１と同様に構成した。

＜実施例５＞
混合機に供給された液体二酸化炭素を加熱手段により加熱して、温度及び圧力がそれぞれ４０℃及び２０ＭＰａの超臨界二酸化炭素とし、廃塗料スラリーの溶剤濃度を、トルエン５０重量％とキシレン５０重量％の混合溶剤を用いて７０％に調整したこと以外は、実施例１と同様に構成した。
＜実施例６＞
混合機に供給された液体二酸化炭素を加熱手段により加熱して、温度及び圧力がそれぞれ４０℃及び２５ＭＰａの超臨界二酸化炭素とし、廃塗料スラリーの溶剤濃度を、トルエン５０重量％とキシレン５０重量％の混合溶剤を用いて５０％に調整したこと以外は、実施例１と同様に構成した。
＜比較例１＞
混合機に液体二酸化炭素を供給せずに廃塗料スラリーのみを供給し、混合機内の温度及び圧力をそれぞれ２００℃及び１００Ｔｏｒｒとし、廃塗料スラリーの溶剤濃度を、トルエン５０重量％とキシレン５０重量％の混合溶剤を用いて７０％に調整したこと以外は、実施例１と同様に構成した。

＜比較試験１及び評価＞
実施例１〜６及び比較例１のように設定された装置を用いて、有機溶剤の回収率と、廃塗料スラリーの単位重量当りのエネルギ消費量を測定し、その結果を表１に示す。なお、廃塗料スラリーの単位重量当りのエネルギ消費量は、比較例１のエネルギ消費量を『１．００』としたときの割合で示した。

表１から明らかなように、有機溶剤の回収率は比較例１及び実施例１〜６で殆ど同じであったけれども、比較例１のエネルギ消費量を１．００としたときに実施例１〜６のエネルギ消費量は比較例１の０．２０〜０．４５倍と大幅に低下することが分った。

本発明第１実施形態の有機溶剤の回収装置の構成図である。 本発明第２実施形態の有機溶剤の回収装置の構成図である。

符号の説明

１２ 液体二酸化炭素
１３ 有機溶剤
１４ 混合機
１４ｆ 加熱手段
１７ 残渣
１８ 減圧弁
２１ 第１分離槽
２２ 第２分離槽
２８ 圧縮機
２９ 冷却器
７２ 超臨界二酸化炭素

Claims (8)

1. 有機溶剤を含む廃棄物から前記有機溶剤を回収する方法において、
   前記廃棄物と液体二酸化炭素とを混合して前記廃棄物中の有機溶剤を前記液体二酸化炭素に溶解させる工程と、
   前記有機溶剤を溶解した前記液体二酸化炭素と前記廃棄物の残渣とをこれらの比重差により分離する工程と、
   前記廃棄物の残渣から分離され前記有機溶剤を溶解した前記液体二酸化炭素を減圧し気化させて二酸化炭素ガスとすることにより前記有機溶剤を前記二酸化炭素ガスから分離する工程と
   を含むことを特徴とする廃棄物からの有機溶剤の回収方法。
2. 有機溶剤を含む廃棄物から前記有機溶剤を回収する方法において、
   前記廃棄物と超臨界二酸化炭素とを混合して前記廃棄物中の有機溶剤を前記超臨界二酸化炭素に溶解させる工程と、
   前記有機溶剤を溶解した前記超臨界二酸化炭素と前記廃棄物の残渣とをこれらの比重差により分離する工程と、
   前記廃棄物の残渣から分離され前記有機溶剤を溶解した前記超臨界二酸化炭素を減圧し気化させて二酸化炭素ガスとすることにより前記有機溶剤を前記二酸化炭素ガスから分離する工程と
   を含むことを特徴とする廃棄物からの有機溶剤の回収方法。
3. 有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化して再び有機溶剤を含む廃棄物と混合する工程を更に含む請求項１記載の廃棄物からの有機溶剤の回収方法。
4. 有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮し冷却することにより液化する工程と、
   この液体二酸化炭素をポンプで昇圧し再び有機溶剤を含む廃棄物と混合する前又は混合中に加熱して超臨界二酸化炭素にする工程と
   を更に含む請求項２記載の廃棄物からの有機溶剤の回収方法。
5. 有機溶剤を含む廃棄物から前記有機溶剤を回収する装置において、
   前記廃棄物と液体二酸化炭素とを混合して前記廃棄物中の有機溶剤を前記液体二酸化炭素に溶解させる混合機と、
   前記有機溶剤を溶解した前記液体二酸化炭素と前記廃棄物の残渣とをこれらの比重差により分離する第１分離槽と、
   前記廃棄物の残渣から分離され前記有機溶剤を溶解した前記液体二酸化炭素を減圧して気化させる減圧弁と、
   前記減圧弁により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから前記有機溶剤を分離する第２分離槽と
   を備えたことを特徴とする廃棄物からの有機溶剤の回収装置。
6. 有機溶剤を含む廃棄物から前記有機溶剤を回収する装置において、
   前記廃棄物と超臨界二酸化炭素とを混合して前記廃棄物中の有機溶剤を前記超臨界二酸化炭素に溶解させる混合機と、
   前記有機溶剤を溶解した前記超臨界二酸化炭素と前記廃棄物の残渣とをこれらの比重差により分離する第１分離槽と、
   前記廃棄物の残渣から分離され前記有機溶剤を溶解した前記超臨界二酸化炭素を減圧して気化させる減圧弁と、
   前記減圧弁により減圧されて気化された二酸化炭素ガスから前記有機溶剤を分離する第２分離槽と
   を備えたことを特徴とする廃棄物からの有機溶剤の回収装置。
7. 有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮された二酸化炭素ガスを冷却して液体二酸化炭素にする冷却器と、
   前記液体二酸化炭素を昇圧して再び混合機に供給するポンプと
   を更に備えた請求項５記載の廃棄物からの有機溶剤の回収装置。
8. 有機溶剤を分離した二酸化炭素ガスを圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮された二酸化炭素ガスを冷却して液体二酸化炭素にする冷却器と、
   前記液体二酸化炭素を昇圧して再び混合機に供給するポンプと、
   前記液体二酸化炭素を再び混合機に供給する前又は前記混合機で混合中に加熱して超臨界二酸化炭素にする加熱手段と
   を更に備えた請求項６記載の廃棄物からの有機溶剤の回収装置。

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