JP2013006948A - 複合系プラスチック廃棄物の分離回収方法及びそれに用いる分離回収装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部には金網メッシュの回転ドラム11がモータで回転駆動される回転軸12に軸支されて横置きされ、低速及び高速の2段階で回転可能となっている一方、溶媒加熱手段13を備え、反応槽10内に加熱した分離溶剤を供給できるようになっており、前記回転ドラム中攪拌下に分離溶剤で被処理物を処理する反応槽10内で溶剤としてトリエチレングリコールを用い、各種プラスチックP1とP2を分離回収する。他方、回収される溶剤を前記反応槽10に供給して再利用する溶剤再生循環型で万能な分離回収方法及び装置にある。
【選択図】図1
Description
本発明に係る万能型分離回収装置は、回転ドラム11を備える反応槽10と、該反応槽10の底部に接続し、溶融プラスチックP1と沈降解重合プラスチックP2とともに分離溶剤Sを回収する第1溶剤受槽20と、溶剤受槽20から分離溶剤Sを受け、減圧下に溶剤を沸点以上に加熱して回収する溶剤蒸発槽30と、溶解反応槽10での洗浄水Wを受け、水を蒸発させて溶剤を回収する廃水蒸発槽40と、前記溶剤蒸発層30に連結し、蒸発する溶剤を未凝集ガスを排気して減圧下に溶剤を凝集回収する第2溶剤受槽50と、前記水蒸発層40に連結し、蒸発する水を凝縮して回収する水受槽60と、真空ポンプ70とからなる。
1)PET/PE/アルミ複合系をT−EG(トリエチレングリコール)液に、250℃、10分で接触させ冷却、水洗することによりPET樹脂、アルミ、PE樹脂に分離することができる。
詳しく説明すると:
PET溶解が終了すると、PET樹脂粉末は溶媒とともに溶剤受槽に移送される。回転ドラムの金網の中には未溶解のアルミ、溶融PEが残留する。それらには溶媒が付着しているので水で散水洗浄と冷却を行う。溶媒を含む水溶液は廃水蒸発槽に移送される。金網の中の洗浄され分離されたアルミ、PE樹脂は系外に排出される。2物質は全く溶着していない。
溶剤受槽に移送された溶液は時間を与える事により比重差でPET樹脂が沈殿する。その槽底液は溶剤蒸発槽での加熱真空蒸発で、溶媒であるT−EG(トリエチレングリコール)は蒸発され、コンデンサ−で凝縮され溶剤受槽に回収され再循環使用する。
T−EGを含む水溶液は廃水蒸発槽で加熱し水分を蒸発、凝縮し廃水受槽に回収し再使用する。
T−EGの溶解温度はヒ−タで加熱コントロ−ルする。
「複合材を含む混合廃プラ」=PE,PP,PS,PVC、基板、FRP,PET混合物の分別回収
T−EG溶媒に苛性ソーダを触媒として投入し、一緒に280℃に加熱し回転ドラムを低速で回転すると一定時間後各樹脂は溶融⇒溶解⇒解重合の順序で溶媒トリエチレングリコールと反応する。
1)PE,PP,PS樹脂は溶融固化し金網反応槽に残るが樹脂同士は溶着しないで分離できる状態で残留する。トリエチレングリコールの特質に基づくものであり、分別回収できる利点である。
2)PVCは脱塩素反応し、発生HCLとNaOHが中和反応しNaCLとなり、溶媒中に粉末として残る。他方、脱塩素した樹脂は金網反応槽に残る。高い脱塩率が得られるので、PVCを事前に分別しておく必要がなくなる。
3)基板は基板の接着部が溶解する。充填材は溶媒に残り、金属、ガラス繊維は金網内に残留し、容易に手分離できる状態になる。
4)FRPはT−EG溶媒に少しNaOHを添加し280℃、15時間接触することによりガラス繊維、充填材、FRP溶解液に分かれ、ガラス繊維は金網の反応槽に残り、充填材、FRP溶解液は金網を潜り抜けて溶媒中に存在する。
5)PET樹脂は230〜285℃、10〜20分でT−EGに溶解され溶媒中に粉末樹脂として存在する。トリエチレングリコール中で解重合を受けないので再利用に便利である。
以上の溶媒中に存在する各物質は溶剤受槽に移送され、時間を与えて比重差で分離する。底部に溜まった固体を含む溶液は溶剤蒸発槽に移送し加熱真空蒸発でT−EGは蒸発し、コンデンサ−で凝縮され溶剤受槽に回収され、再循環使用する。PET樹脂等は溶剤蒸発器底部に溜まるので、スクリュ−で系外に排出する。T−EGを含む水溶液は廃水蒸発槽で加熱し水分を蒸発、凝縮し廃水受槽に回収し再使用する。金網の槽に残ったガラス繊維、金属、プラスチックは水洗され高速で水分を除去して系外に排出し手分離で分離する。
1)T−EG/NaOHを使用したPVC100%の脱塩素効果
PVC樹脂100%をT−EG液にNaOHと伴に浸し温度270〜280℃で20分間維持すると脱塩素率94wt%が得られ、また系外に気化する蒸気のPHは8で装置の腐食なく環境に影響なく脱塩素が行えることがわかった。
2)従来のエチレングリコールを用い、苛性ソーダを触媒とするとPETは解重合してテレフタ−ル酸塩が生成するが、テレフタ−ル酸塩の利用先はPET樹脂に戻すしかない。その為には多量の硫酸を使用してテレフタ−ル酸にし、更に重合しなければならなかった。また副製品として多量のぼう硝が生成し多くの工程と費用を要していた。これに対し、本発明によれば、エチレングリコール/NaOHでなくトリエチレングリコール(T−EG)のみでT−EGの沸点近くでPET樹脂を接触させることにより粉末状のPET樹脂又はオリゴマーとして回収できることになり、これを用い、PET樹脂製品を製造することができるので、リサイクルコストが極めて低額となる。この技術を応用してPET/アルミ/PEフイルム等の複合系プラスチック(金属も含む)の分離ができ且つ解重合しないので工程が大幅に省略できる。
11 回転ドラム
20 第1溶剤受槽
30 溶剤蒸発槽
40 水蒸発槽
50 第2溶剤受槽
60 廃水受槽
70 真空ポンプ
Claims (9)
- 各種熱可塑性プラスチック、熱硬化性フラスチックおよび非プラスチック成分とが複合化してなる複合系廃棄物を処理して各成分を分別回収する方法であって、分離溶剤としてトリエチレングリコールを用い、触媒としてアルカリ金属水酸化物を触媒として添加し、トリエチレングリコールを200℃以上沸点近く250〜280℃に加熱し、トリエチレングリコール中で溶融可能な成分P1を溶融処理する工程と、熱溶融が困難な成分P2を250〜280℃に加熱したトリエチレングリコール中で攪拌下に溶解又は解重合処理して溶剤とともに排出する工程と、残留する溶融可能な成分P1と強化繊維F又は金属成分Mを回収する工程と、非溶融成分P2と分離溶剤とを回収し、分離溶剤を減圧下に蒸留して非溶融成分P2と分離するとともに精製し再利用する工程からなることを特徴とするプラスチック系複合廃棄物の分別回収方法。
- 廃プラスチックがエポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等のFRPであって、アルカリ金属水酸化物の存在下で加圧又は常圧下200℃以上沸点近く250〜280℃に加熱されたトリエチレングリコールによる解重合処理により強化繊維と分離する請求項1に記載の分別回収方法。
- 廃プラスチックがPVCであって、苛性ソーダの存在下で加圧又は常圧下200℃以上沸点近く250〜280℃に加熱されたトリエチレングリコール中で脱塩処理するとともに溶融する請求項1に記載の分別回収方法。
- 廃プラスチック製品が金属成分を含み、加圧又は常圧下200℃以上沸点近く250〜280℃に加熱したトリエチレングリコールでの熱溶融、熱分解および解重合処理により金属成分と樹脂成分とを分離する請求項1に記載の分別回収方法。
- 廃プラスチック製品が医療廃棄物であって、アルカリ金属水酸化物の存在下で加圧又は常圧下200℃以上沸点近く250〜280℃に加熱したトリエチレングリコールでの熱処理により殺菌処理とともに熱溶融、熱分解及び/又は解重合処理により金属成分と分離する請求項1に記載の分別回収方法。
- 廃プラスチックがPET樹脂成分であって、触媒添加なしで加圧又は常圧下200℃以上沸点近く250〜280℃に加熱したトリエチレングリコールでの溶解処理により解重合させることなく溶解して樹脂成分を回収することを特徴とするPET樹脂の分別回収方法。
- 内部には金網メッシュの回転ドラム11がモータで回転駆動される回転軸12に軸支されて横置きされ、回転可能となっている一方、溶媒加熱手段13を備え、反応槽10内に加熱した分離溶剤を供給できるようになっており、前記回転ドラム中攪拌下に分離溶剤で被処理物を処理し、回転ドラム内に溶融プラスチックP1及び強化繊維Fならびに金属成分Mを残留させ、回収する反応槽10と、該反応槽10の底部に接続し、非溶融プラスチックP2の反応物とともに分離溶剤Sを回収する第1溶剤受槽20と、前記第1溶剤受槽20から分離溶剤Sを受け、減圧下に溶剤を沸点以上に加熱して回収する一方、溶剤中に含有する触媒等の反応物質を分離する溶剤蒸発槽30と、溶解反応槽10での洗浄水Wを受け、水を蒸発させて溶剤を回収する廃水蒸発槽40と、前記溶剤蒸発層30に連結し、蒸発する溶剤を未凝集ガスを排気して減圧下に溶剤を凝集回収する第2溶剤受槽50と、前記廃水蒸発層40に連結し、蒸発する水を凝縮して回収する廃水受槽60とからなり、前記廃水蒸発槽40および前記第2溶剤受槽50で回収される溶剤を前記反応槽10に供給して再利用することを特徴とする溶剤再生循環型分離回収装置。
- 前記回転ドラムの金網メッシュサイズが反応槽中に投入される粗破砕した溶融するプラスチックP1片が溶融して浸出しないで残留する大きさに設定されている請求項1記載の分離回収装置。
- 回転ドラムの回転が反応時の溶剤攪拌のための低速と水洗後の水遠心分離のための高速に2段階に調節される請求項1記載の分離回収装置。
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