JP3394429B2 - ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置 - Google Patents
ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置Info
- Publication number
- JP3394429B2 JP3394429B2 JP24298097A JP24298097A JP3394429B2 JP 3394429 B2 JP3394429 B2 JP 3394429B2 JP 24298097 A JP24298097 A JP 24298097A JP 24298097 A JP24298097 A JP 24298097A JP 3394429 B2 JP3394429 B2 JP 3394429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- supercritical
- polyurethane
- waste
- polyurethane waste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリウレタン廃棄
物を超臨界水酸化分解処理する方法およびその装置に関
するものである。
物を超臨界水酸化分解処理する方法およびその装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリウレタンは、ポリイソシアネートと
ポリオール等の活性水素化合物とを反応させて得られる
ポリマーであり、原料を適宜選択することによって、熱
硬化性から熱可塑性、ソフトからハード、さらに脆弱か
ら強靱までといった様々な特性のポリウレタンを得るこ
とができる。
ポリオール等の活性水素化合物とを反応させて得られる
ポリマーであり、原料を適宜選択することによって、熱
硬化性から熱可塑性、ソフトからハード、さらに脆弱か
ら強靱までといった様々な特性のポリウレタンを得るこ
とができる。
【０００３】ポリウレタンは、その衝撃緩和性、弾性、
成形の容易性などの性質により、発泡体、弾性体、合成
皮革、繊維等の広い分野で使用されている。しかし、ポ
リウレタン廃棄物を処理する方法については、ほとんど
が焼却によるものである。ポリウレタンは焼却により比
較的簡単に処理することが可能である。
成形の容易性などの性質により、発泡体、弾性体、合成
皮革、繊維等の広い分野で使用されている。しかし、ポ
リウレタン廃棄物を処理する方法については、ほとんど
が焼却によるものである。ポリウレタンは焼却により比
較的簡単に処理することが可能である。
【０００４】また、ポリウレタンを加水分解し、原料と
して再生する方法については様々検討されている。例え
ば、ポリウレタンフォーム分解液にアルキレンオキシド
を付加重合して、ポリウレタン原料として利用できるポ
リオールを回収する方法（特開昭５１−７４０９７
号）、ポリウレタンフォームをフォーム製造に用いたポ
リオールとポリイソシアナネートのイソシアネート基が
アミンに変わったポリアミンに分解する方法（特公昭４
２−１０６３４号）、アミン化合物にアルカリ金属の水
酸化物などを併用した分解試薬中でポリウレタンフォー
ムを分解し、分液、蒸留などによりポリエーテルを回収
する方法（特公昭４３−２１０７９号、特公昭４８−５
２８０号）などが挙げられる。
して再生する方法については様々検討されている。例え
ば、ポリウレタンフォーム分解液にアルキレンオキシド
を付加重合して、ポリウレタン原料として利用できるポ
リオールを回収する方法（特開昭５１−７４０９７
号）、ポリウレタンフォームをフォーム製造に用いたポ
リオールとポリイソシアナネートのイソシアネート基が
アミンに変わったポリアミンに分解する方法（特公昭４
２−１０６３４号）、アミン化合物にアルカリ金属の水
酸化物などを併用した分解試薬中でポリウレタンフォー
ムを分解し、分液、蒸留などによりポリエーテルを回収
する方法（特公昭４３−２１０７９号、特公昭４８−５
２８０号）などが挙げられる。
【０００５】また、有機物質を水の臨界点（３７５℃，
２２ＭＰａ）を超えた超臨界水中において酸化分解する
方法が提案されている（特公平１−３８５３２号、米国
特許第４１１３４４６号、米国特許第４３３８１９９
号、米国特許第４５４３１９０号）。超臨界状態の水は
有機物質や気体に対して高い溶解力を有し、有機物質は
超臨界水中に完全に混合し、混合流体を形成する。水の
超臨界状態においてそれらは均一相を形成するため物質
移動の面でより有利である。その結果、超臨界水中で酸
化分解を行う場合、酸化速度は非常に速く、その分解時
間は分あるいは秒のオーダーで完結できる。つまり、超
臨界水酸化分解方法とは全ての有機物を対象として、完
全酸化分解を短時間で行うことのできる方法である。
２２ＭＰａ）を超えた超臨界水中において酸化分解する
方法が提案されている（特公平１−３８５３２号、米国
特許第４１１３４４６号、米国特許第４３３８１９９
号、米国特許第４５４３１９０号）。超臨界状態の水は
有機物質や気体に対して高い溶解力を有し、有機物質は
超臨界水中に完全に混合し、混合流体を形成する。水の
超臨界状態においてそれらは均一相を形成するため物質
移動の面でより有利である。その結果、超臨界水中で酸
化分解を行う場合、酸化速度は非常に速く、その分解時
間は分あるいは秒のオーダーで完結できる。つまり、超
臨界水酸化分解方法とは全ての有機物を対象として、完
全酸化分解を短時間で行うことのできる方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリウ
レタンの廃棄処理としての焼却法は、ポリウレタン分子
を構成する窒素原子により、ＮＯｘガスが生成し、大気
汚染の問題が生じるため、ＮＯｘガスを除去する装置を
設けねばならず、処理コストが高くなる。
レタンの廃棄処理としての焼却法は、ポリウレタン分子
を構成する窒素原子により、ＮＯｘガスが生成し、大気
汚染の問題が生じるため、ＮＯｘガスを除去する装置を
設けねばならず、処理コストが高くなる。
【０００７】また、ポリウレタンを加水分解もしくはア
ルカリ加水分解する場合、ポリウレタンの成形過程で生
じる不良品や成形屑などのように少量のポリウレタンを
回収して再生する方法としては有効である。しかし、絶
対量の多いポリウレタン廃棄物を再生するとなると、加
水分解法はその品質低下の問題や様々な廃液などを吸収
しているポリウレタン発泡体については再生する前に様
々な処理をする必要があり、前処理の付帯設備に要する
コストが高くなるため再生は非効率となる。
ルカリ加水分解する場合、ポリウレタンの成形過程で生
じる不良品や成形屑などのように少量のポリウレタンを
回収して再生する方法としては有効である。しかし、絶
対量の多いポリウレタン廃棄物を再生するとなると、加
水分解法はその品質低下の問題や様々な廃液などを吸収
しているポリウレタン発泡体については再生する前に様
々な処理をする必要があり、前処理の付帯設備に要する
コストが高くなるため再生は非効率となる。
【０００８】よって、廃棄処分となったポリウレタンの
処理方法として、超臨界水酸化分解による方法が有効と
なる。超臨界水中ではポリウレタンが完全に酸化分解さ
れ、ポリウレタン分子を構成する窒素原子は、窒素ガス
まで分解され、排ガス中にＮＯｘが含まれることはな
く、また処理水中の全窒素を基準値以下に低減すること
が可能である。
処理方法として、超臨界水酸化分解による方法が有効と
なる。超臨界水中ではポリウレタンが完全に酸化分解さ
れ、ポリウレタン分子を構成する窒素原子は、窒素ガス
まで分解され、排ガス中にＮＯｘが含まれることはな
く、また処理水中の全窒素を基準値以下に低減すること
が可能である。
【０００９】しかし、超臨界水酸化分解法では高圧条件
下に処理対象物を反応器へ輸送する必要があり、耐圧構
造上配管は細くなる。よって、超臨界水酸化分解法では
処理対象物を細かく破砕する必要があるが、ポリウレタ
ンはその物性から破砕が非常に困難である。ポリウレタ
ンは弾性体であるため、力を加えてもすぐに元の形状に
戻り、破砕が困難であり、さらに破砕時に熱が発生する
と溶解しさらに処理が困難になる。また、仮に細断でき
たとしても、ポンプおよび配管内で滞留し、閉塞する危
険がある。
下に処理対象物を反応器へ輸送する必要があり、耐圧構
造上配管は細くなる。よって、超臨界水酸化分解法では
処理対象物を細かく破砕する必要があるが、ポリウレタ
ンはその物性から破砕が非常に困難である。ポリウレタ
ンは弾性体であるため、力を加えてもすぐに元の形状に
戻り、破砕が困難であり、さらに破砕時に熱が発生する
と溶解しさらに処理が困難になる。また、仮に細断でき
たとしても、ポンプおよび配管内で滞留し、閉塞する危
険がある。
【００１０】本発明が解決しようとする課題は、ポンプ
および配管内で閉塞させずに、ポリウレタン廃棄物を超
臨界水酸化分解する方法およびそのための装置を提供す
ることにある。
および配管内で閉塞させずに、ポリウレタン廃棄物を超
臨界水酸化分解する方法およびそのための装置を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らが、ポリウレ
タン廃棄物を超臨界水酸化分解する方法について鋭意研
究を重ねた結果、ポリウレタン廃棄物を加圧熱水により
加水分解することにより水溶性物質に分解した後、超臨
界水酸化分解処理することにより上記課題を解決できる
ことを見いだし、本発明を完成するに至った。
タン廃棄物を超臨界水酸化分解する方法について鋭意研
究を重ねた結果、ポリウレタン廃棄物を加圧熱水により
加水分解することにより水溶性物質に分解した後、超臨
界水酸化分解処理することにより上記課題を解決できる
ことを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１２】すなわち本発明は、ポリウレタン廃棄物
を、密閉系で飽和蒸気よりも過剰に水が存在する状態で
加水分解して水溶性物質とした後、超臨界水酸化分解す
ることを特徴とするポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化
分解方法、および被処理物の混合流体を加熱する加熱手
段と、水の超臨界状態において被処理物を酸化分解する
反応器、処理流体を冷却する冷却手段と、冷却された処
理流体を減圧する減圧手段を備えたポリウレタン廃棄物
の超臨界水酸化分解装置であって、ポリウレタン廃棄物
を密閉系で飽和蒸気より過剰の水を有する加圧熱水で加
水分解する加水分解装置と、加水分解されたポリウレタ
ン廃棄物水溶液を加水分解装置から取り出す手段と、取
り出された加水分解処理液を反応器に加圧供給する加圧
供給手段を設けたことを特徴とするポリウレタン廃棄物
の超臨界水酸化分解装置に関するものである。
を、密閉系で飽和蒸気よりも過剰に水が存在する状態で
加水分解して水溶性物質とした後、超臨界水酸化分解す
ることを特徴とするポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化
分解方法、および被処理物の混合流体を加熱する加熱手
段と、水の超臨界状態において被処理物を酸化分解する
反応器、処理流体を冷却する冷却手段と、冷却された処
理流体を減圧する減圧手段を備えたポリウレタン廃棄物
の超臨界水酸化分解装置であって、ポリウレタン廃棄物
を密閉系で飽和蒸気より過剰の水を有する加圧熱水で加
水分解する加水分解装置と、加水分解されたポリウレタ
ン廃棄物水溶液を加水分解装置から取り出す手段と、取
り出された加水分解処理液を反応器に加圧供給する加圧
供給手段を設けたことを特徴とするポリウレタン廃棄物
の超臨界水酸化分解装置に関するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の処理対象となるポリウレ
タン廃棄物は、発泡体、弾性体、繊維状等のいずれのも
のでも処理することができる。またポリウレタン廃棄物
は、使用済みのものでも、成形時の不良品や成形屑等の
いずれのものでも処理が可能である。
タン廃棄物は、発泡体、弾性体、繊維状等のいずれのも
のでも処理することができる。またポリウレタン廃棄物
は、使用済みのものでも、成形時の不良品や成形屑等の
いずれのものでも処理が可能である。
【００１４】本発明では、ポリウレタン廃棄物を超臨界
水酸化分解する反応器に安定して輸送するため、前段で
加圧熱水処理により加水分解することを特徴とする。加
圧熱水による加水分解は、密閉系において飽和蒸気圧よ
り過剰に水が存在するような条件で行うものである。加
圧熱水による加水分解は、例えば２００〜３００℃の範
囲内で行うことが好ましい。
水酸化分解する反応器に安定して輸送するため、前段で
加圧熱水処理により加水分解することを特徴とする。加
圧熱水による加水分解は、密閉系において飽和蒸気圧よ
り過剰に水が存在するような条件で行うものである。加
圧熱水による加水分解は、例えば２００〜３００℃の範
囲内で行うことが好ましい。
【００１５】加水分解処理により、ポリウレタン廃棄物
は水溶性物質に加水分解され、残渣やチャーも生成しな
い。従って、加水分解処理液を超臨界水酸化分解装置の
反応器へ安定して加圧供給することができ、配管や反応
器が閉塞するおそれはない。加水分解時にアルカリ金属
の水酸化物（例えばＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2
など）を添加することにより加水分解の反応速度は増加
するが、超臨界水酸化分解処理する際に中和する必要が
ある。しかしながら中和を行うと、生成する無機塩は超
臨界水中では溶解度が著しく低下するため、無機塩の除
去機構を必要とするので、無機アルカリは添加せずに加
水分解することが好ましい。
は水溶性物質に加水分解され、残渣やチャーも生成しな
い。従って、加水分解処理液を超臨界水酸化分解装置の
反応器へ安定して加圧供給することができ、配管や反応
器が閉塞するおそれはない。加水分解時にアルカリ金属
の水酸化物（例えばＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2
など）を添加することにより加水分解の反応速度は増加
するが、超臨界水酸化分解処理する際に中和する必要が
ある。しかしながら中和を行うと、生成する無機塩は超
臨界水中では溶解度が著しく低下するため、無機塩の除
去機構を必要とするので、無機アルカリは添加せずに加
水分解することが好ましい。
【００１６】しかしながら、超臨界水酸化分解によって
無機塩を生ずることのない有機アルカリ性化合物であれ
ば、問題なく使用することができる。有機アルカリ性化
合物としては、例えばモノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド等を挙げることができる。例えば
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを加えて加圧熱
水処理することにより、水だけの場合に比べてより低い
反応温度１５０〜２００℃程度で加水分解することがで
きる。その処理液を超臨界水酸化分解しても、無機塩を
生成する元素がないため、無機塩除去機構は不要であ
る。
無機塩を生ずることのない有機アルカリ性化合物であれ
ば、問題なく使用することができる。有機アルカリ性化
合物としては、例えばモノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド等を挙げることができる。例えば
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを加えて加圧熱
水処理することにより、水だけの場合に比べてより低い
反応温度１５０〜２００℃程度で加水分解することがで
きる。その処理液を超臨界水酸化分解しても、無機塩を
生成する元素がないため、無機塩除去機構は不要であ
る。
【００１７】特に、半導体などの電子部品、部材の生産
工場では、別系統ではあるがテトラメチルアンモニウム
ヒドロキシドの廃液と、ポリウレタン廃棄物が同時に排
出される場合があるが、ポリウレタン廃棄物をテトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド廃液を用いて加水分解す
ることができるので、極めて効率的な廃棄物処理が可能
になる。
工場では、別系統ではあるがテトラメチルアンモニウム
ヒドロキシドの廃液と、ポリウレタン廃棄物が同時に排
出される場合があるが、ポリウレタン廃棄物をテトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド廃液を用いて加水分解す
ることができるので、極めて効率的な廃棄物処理が可能
になる。
【００１８】後段の、超臨界水酸化分解は、水の超臨界
状態で加水分解により得られた水溶性化合物の酸化分解
を行う。水を超臨界状態とする温度、圧力の条件は限定
されるものではないが、例えば、温度３７４℃以上、好
ましくは５５０〜６５０℃、かつ圧力２２ＭＰａ以上、
好ましくは２２〜２５ＭＰａの条件とすればよい。酸化
剤としては、例えば空気、純酸素、過酸化水素、液体酸
素を挙げることができ、これらの酸化剤は化学量論要求
量以上用いればよい。超臨界水酸化分解を行う反応器
は、パイプ（管状）型、ベッセル型のいずれでもよい。
状態で加水分解により得られた水溶性化合物の酸化分解
を行う。水を超臨界状態とする温度、圧力の条件は限定
されるものではないが、例えば、温度３７４℃以上、好
ましくは５５０〜６５０℃、かつ圧力２２ＭＰａ以上、
好ましくは２２〜２５ＭＰａの条件とすればよい。酸化
剤としては、例えば空気、純酸素、過酸化水素、液体酸
素を挙げることができ、これらの酸化剤は化学量論要求
量以上用いればよい。超臨界水酸化分解を行う反応器
は、パイプ（管状）型、ベッセル型のいずれでもよい。
【００１９】水は、超臨界状態では、良好な溶媒となる
ため、反応器内では超臨界水、加水分解処理液および酸
化剤は均一相を形成し、超臨界水酸化反応が進行し、極
めて短時間のうちに酸化分解される。ポリウレタン廃棄
物の加水分解処理液を超臨界水酸化分解した処理流体は
冷却および減圧されて二酸化炭素、窒素ガスおよび水と
して系外へ排出される。
ため、反応器内では超臨界水、加水分解処理液および酸
化剤は均一相を形成し、超臨界水酸化反応が進行し、極
めて短時間のうちに酸化分解される。ポリウレタン廃棄
物の加水分解処理液を超臨界水酸化分解した処理流体は
冷却および減圧されて二酸化炭素、窒素ガスおよび水と
して系外へ排出される。
【００２０】ポリウレタンが水を含有している場合、発
熱量が低いため超臨界水酸化反応において自燃（エネル
ギー的に自立）することはもともと困難であり、さらに
ポリウレタン廃棄物を加水分解することにより、水が加
わり有機物濃度が減少するため、補助燃料を添加して加
水分解処理液を超臨界水酸化分解する必要がある。補助
燃料は、超臨界水酸化分解を持続することができる燃焼
熱を有するものであれば特に限定されないが、例えばイ
ソプロピルアルコール、灯油等でもよいが、先のテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド廃液、破砕した廃プラ
スチック、汚泥等の廃棄処理すべきものを補助燃料とす
ることが好ましい。このような補助燃料となる有機物は
ポンプで輸送できるものであればどのようなものであっ
てもよい。
熱量が低いため超臨界水酸化反応において自燃（エネル
ギー的に自立）することはもともと困難であり、さらに
ポリウレタン廃棄物を加水分解することにより、水が加
わり有機物濃度が減少するため、補助燃料を添加して加
水分解処理液を超臨界水酸化分解する必要がある。補助
燃料は、超臨界水酸化分解を持続することができる燃焼
熱を有するものであれば特に限定されないが、例えばイ
ソプロピルアルコール、灯油等でもよいが、先のテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド廃液、破砕した廃プラ
スチック、汚泥等の廃棄処理すべきものを補助燃料とす
ることが好ましい。このような補助燃料となる有機物は
ポンプで輸送できるものであればどのようなものであっ
てもよい。
【００２１】本発明のポリウレタン廃棄物の超臨界水酸
化分解処理装置の一実施形態を図１および図２により説
明する。
化分解処理装置の一実施形態を図１および図２により説
明する。
【００２２】図１において、まずポリウレタン廃棄物は
ホッパー２から供給チャンバー３により加水分解装置１
に供給される。加水分解装置１は２００〜３００℃に保
たれて密閉され、飽和蒸気よりも過剰に水が存在する状
態でポリウレタン廃棄物を加水分解して、水溶性の加水
分解処理液とする。加水分解処理液は、加水分解装置１
の底部から取り出し排出ポンプ５により加水分解液貯留
槽６へ送られる。加水分解液貯留槽６へ一時貯留された
加水分解処理液は補助燃料とともに、高圧ポンプ７によ
り所定の圧力（例えば２５ＭＰａ）まで加圧して管状反
応器９へ送られる。一方、酸化剤としての空気を高圧コ
ンプレッサー８により昇圧して加水分解液と混合して管
状反応器９へ送る。混合流体は管状反応器９の入り口部
に設けた予熱器１０により所定の温度（例えば５５０
℃）まで加熱され水の超臨界状態となり、反応器９内で
超臨界水酸化分解反応が進行し、ポリウレタンの加水分
解生成物は速やかに酸化分解される。また予め超臨界水
を作り、ポリウレタンの加水分解とともに反応器に供給
することもできる。超臨界水酸化分解された処理流体
は、冷却器１１で冷却され、減圧弁１２により減圧され
て、分解生成物である二酸化炭素と窒素ガスは大気へ解
放され、処理水は系外へ排出される。
ホッパー２から供給チャンバー３により加水分解装置１
に供給される。加水分解装置１は２００〜３００℃に保
たれて密閉され、飽和蒸気よりも過剰に水が存在する状
態でポリウレタン廃棄物を加水分解して、水溶性の加水
分解処理液とする。加水分解処理液は、加水分解装置１
の底部から取り出し排出ポンプ５により加水分解液貯留
槽６へ送られる。加水分解液貯留槽６へ一時貯留された
加水分解処理液は補助燃料とともに、高圧ポンプ７によ
り所定の圧力（例えば２５ＭＰａ）まで加圧して管状反
応器９へ送られる。一方、酸化剤としての空気を高圧コ
ンプレッサー８により昇圧して加水分解液と混合して管
状反応器９へ送る。混合流体は管状反応器９の入り口部
に設けた予熱器１０により所定の温度（例えば５５０
℃）まで加熱され水の超臨界状態となり、反応器９内で
超臨界水酸化分解反応が進行し、ポリウレタンの加水分
解生成物は速やかに酸化分解される。また予め超臨界水
を作り、ポリウレタンの加水分解とともに反応器に供給
することもできる。超臨界水酸化分解された処理流体
は、冷却器１１で冷却され、減圧弁１２により減圧され
て、分解生成物である二酸化炭素と窒素ガスは大気へ解
放され、処理水は系外へ排出される。
【００２３】図２は、ポリウレタン廃棄物を加圧熱水処
理により加水分解した後、超臨界水酸化分解する点では
図１の装置と同じであるが、超臨界水酸化分解後の処理
液を熱交換装置に通し、熱回収を行う点が異なる。すな
わち、反応器９内から流出する処理流体を、熱交換器１
３に導入する。高温の処理流体は熱交換装置１３によ
り、冷却水１４と熱交換される。処理液は冷却後、減圧
弁１２により減圧される。熱交換器１３で熱交換された
温水を返送ライン１４により加水分解装置１に返送して
供給チャンバー３からのポリウレタン廃棄物の流入に使
用したり、有効な熱エネルギーの回収を図ることもでき
る。
理により加水分解した後、超臨界水酸化分解する点では
図１の装置と同じであるが、超臨界水酸化分解後の処理
液を熱交換装置に通し、熱回収を行う点が異なる。すな
わち、反応器９内から流出する処理流体を、熱交換器１
３に導入する。高温の処理流体は熱交換装置１３によ
り、冷却水１４と熱交換される。処理液は冷却後、減圧
弁１２により減圧される。熱交換器１３で熱交換された
温水を返送ライン１４により加水分解装置１に返送して
供給チャンバー３からのポリウレタン廃棄物の流入に使
用したり、有効な熱エネルギーの回収を図ることもでき
る。
【００２４】図３に、ポリウレタン廃棄物の加水分解装
置の一実施形態を示す。ポリウレタン廃棄物はホッパー
２から供給チャンバー３に半連続的に供給される。常圧
の状態で供給チャンバー３にポリウレタン廃棄物を入れ
て、供給調節板２ａを閉じ、供給チャンバー３内に、加
水分解装置１の蒸気を供給する。供給チャンバー３内の
圧力が加水分解装置１内の圧力と等しくなった状態で、
圧力調節板３ａを開けて加水分解装置１内に流入させ
る。その際、ホッパー２側から、ブロワ等で空気を供給
して圧入するか、もしくは図２の熱交換器で熱交換され
た温水を使用して圧入してもよい。加水分解装置１の下
部には加熱器４が設置されており、加水分解装置１の下
部に存在する水を２００〜３００℃に加熱するよう構成
されている。
置の一実施形態を示す。ポリウレタン廃棄物はホッパー
２から供給チャンバー３に半連続的に供給される。常圧
の状態で供給チャンバー３にポリウレタン廃棄物を入れ
て、供給調節板２ａを閉じ、供給チャンバー３内に、加
水分解装置１の蒸気を供給する。供給チャンバー３内の
圧力が加水分解装置１内の圧力と等しくなった状態で、
圧力調節板３ａを開けて加水分解装置１内に流入させ
る。その際、ホッパー２側から、ブロワ等で空気を供給
して圧入するか、もしくは図２の熱交換器で熱交換され
た温水を使用して圧入してもよい。加水分解装置１の下
部には加熱器４が設置されており、加水分解装置１の下
部に存在する水を２００〜３００℃に加熱するよう構成
されている。
【００２５】加水分解装置１に流入したポリウレタン廃
棄物を受けるために、装置中央に例えば荒いメッシュの
鋼板のような多孔性水平平板１ｂを設ける。多孔性水平
平板１ｂ上のポリウレタン廃物は密閉系で飽和蒸気より
も過剰に水が存在する状態で加水分解され、約３０分で
完全に水溶性物質に分解し、加水分解装置１の下部に液
状物として貯められる。
棄物を受けるために、装置中央に例えば荒いメッシュの
鋼板のような多孔性水平平板１ｂを設ける。多孔性水平
平板１ｂ上のポリウレタン廃物は密閉系で飽和蒸気より
も過剰に水が存在する状態で加水分解され、約３０分で
完全に水溶性物質に分解し、加水分解装置１の下部に液
状物として貯められる。
【００２６】
【実施例】以下に、実施例により本発明を詳細に説明す
るが、本発明は実施例により限定されるものではない。
るが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００２７】実施例１
ポリウレタンフォームをオートクレーブ（内容積１００
ｃｃ）に、飽和蒸気圧より過剰に水が存在するように充
填して、電気炉で１５０〜３００℃に加熱し加水分解を
行った。その結果を表１に示す。
ｃｃ）に、飽和蒸気圧より過剰に水が存在するように充
填して、電気炉で１５０〜３００℃に加熱し加水分解を
行った。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１に示す条件で加水分解を行った結果、
Ｎｏ．１の反応温度１５０℃では、ポリウレタンは加水
分解されず、ほぼ原形のまま残留していた。Ｎｏ．２の
反応温度２００℃になると、ポリウレタンは水溶性物質
に急激に分解した。さらに、温度を上げて２５０℃およ
び３００℃になるとほとんど残渣はなかった。また３０
０℃について反応時間を１０分にしても問題なく加水分
解されることを確認した。従って、ポリウレタンを加圧
熱水により加水分解すれば、その後超臨界水酸化分解処
理しても配管や反応器が閉塞することはない。
Ｎｏ．１の反応温度１５０℃では、ポリウレタンは加水
分解されず、ほぼ原形のまま残留していた。Ｎｏ．２の
反応温度２００℃になると、ポリウレタンは水溶性物質
に急激に分解した。さらに、温度を上げて２５０℃およ
び３００℃になるとほとんど残渣はなかった。また３０
０℃について反応時間を１０分にしても問題なく加水分
解されることを確認した。従って、ポリウレタンを加圧
熱水により加水分解すれば、その後超臨界水酸化分解処
理しても配管や反応器が閉塞することはない。
【００３０】さらに、Ｎｏ．６に示すようにテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液（２５％）中でポリ
ウレタンを加水分解したところ、１５０℃で残渣がなく
なり水溶性物質まで分解していることが分かった。これ
は、アルカリを添加することでポリウレタンの加水分解
が促進されたためと考えられる。また、このテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシドは超臨界水酸化分解される
際に、無機塩が生成することがなく、超臨界水酸化によ
って完全に分解されるため、ポリウレタン廃棄物と同時
にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド廃液が出る場
合は、ポリウレタン廃棄物の加水分解速度を高めるため
に使用することが好ましい。
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液（２５％）中でポリ
ウレタンを加水分解したところ、１５０℃で残渣がなく
なり水溶性物質まで分解していることが分かった。これ
は、アルカリを添加することでポリウレタンの加水分解
が促進されたためと考えられる。また、このテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシドは超臨界水酸化分解される
際に、無機塩が生成することがなく、超臨界水酸化によ
って完全に分解されるため、ポリウレタン廃棄物と同時
にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド廃液が出る場
合は、ポリウレタン廃棄物の加水分解速度を高めるため
に使用することが好ましい。
【００３１】次に、Ｎｏ．２〜６の加水分解処理液を５
０ｃｃのオートクレーブで超臨界水酸化分解した結果、
６５０℃、２５ＭＰａ、反応時間１分で理論量程度の酸
素を供給するだけで、ＴＯＣは１ｐｐｍ以下、窒素分
は、亜硝酸、硝酸、アンモニアの形態で残留することは
なく、窒素除去率も９９．８％という良好な結果が得ら
れた。
０ｃｃのオートクレーブで超臨界水酸化分解した結果、
６５０℃、２５ＭＰａ、反応時間１分で理論量程度の酸
素を供給するだけで、ＴＯＣは１ｐｐｍ以下、窒素分
は、亜硝酸、硝酸、アンモニアの形態で残留することは
なく、窒素除去率も９９．８％という良好な結果が得ら
れた。
【００３２】
【発明の効果】本発明の方法および装置は、以下のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３３】（１）ポリウレタン廃棄物を超臨界水酸化
分解処理する際に、ポリウレタン廃棄物の困難な破砕処
理工程が不要となる。
分解処理する際に、ポリウレタン廃棄物の困難な破砕処
理工程が不要となる。
【００３４】（２）ポリウレタン廃棄物を水溶性物質に
加水分解した後超臨界水酸化分解処理を行うので、配管
内および反応器内に閉塞することがなく、安定に処理す
ることができる。
加水分解した後超臨界水酸化分解処理を行うので、配管
内および反応器内に閉塞することがなく、安定に処理す
ることができる。
【００３５】（３）無機塩を生じるようなアルカリ金属
の水酸化物を使用しないため、超臨界水酸化処理におい
て中和処理を必要とせず、塩除去機構が不要になる。
の水酸化物を使用しないため、超臨界水酸化処理におい
て中和処理を必要とせず、塩除去機構が不要になる。
【００３６】（４）ポリウレタン廃棄物を加水分解する
さいに有機アルカリを添加することにより、ポリウレタ
ン廃棄物を効率的に加水分解することができ、また中和
しても無機塩を生ずることがなく、塩除去機構は不要で
ある。
さいに有機アルカリを添加することにより、ポリウレタ
ン廃棄物を効率的に加水分解することができ、また中和
しても無機塩を生ずることがなく、塩除去機構は不要で
ある。
【００３７】（５）ポリウレタン廃棄物とテトラメチル
アンモニウムヒドロキシド廃液が同時に出る場合は、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド廃液をポリウレタ
ン廃棄物の加水分解処理に使用できるので、効率的な廃
棄処理が可能となる。
アンモニウムヒドロキシド廃液が同時に出る場合は、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド廃液をポリウレタ
ン廃棄物の加水分解処理に使用できるので、効率的な廃
棄処理が可能となる。
【図１】本発明のポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分
解装置の一実施形態を示すフロー図。
解装置の一実施形態を示すフロー図。
【図２】本発明のポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分
解装置の他の一実施形態を示すフロー図。
解装置の他の一実施形態を示すフロー図。
【図３】本発明に用いるポリウレタン廃棄物の加水分解
装置の一実施形態を示す説明図。
装置の一実施形態を示す説明図。
１ 加水分解装置
２ ホッパー
３ 供給チャンバー
４ 加熱器
５ 排出ポンプ
６ 加水分解液貯留槽
７ 高圧ポンプ
８ 高圧コンプレッサー
９ 管状反応器
１０ 予熱器
１１ 冷却器
１２ 減圧弁
１３ 熱交換器
１４ 冷却水
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭54−70377（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−52478（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−3100（ＪＰ，Ａ)
特公 平１−38532（ＪＰ，Ｂ２)
特表 平９−501458（ＪＰ，Ａ)
特表 平５−507749（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08J 11/00 ZAB
B09B 3/00
B29C 17/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ポリウレタン廃棄物を、密閉系で飽和蒸
気よりも過剰に水が存在する状態で有機アルカリ性化合
物の存在下に加水分解して水溶性物質とした後、超臨界
水酸化分解することを特徴とするポリウレタン廃棄物の
超臨界水酸化分解方法。 - 【請求項２】 有機アルカリ性化合物がテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする請求項
１に記載の超臨界水酸化分解方法。 - 【請求項３】 １５０〜２００℃で加水分解を行うこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の超臨界水
酸化分解方法。 - 【請求項４】 被処理物の混合流体を加熱する加熱手段
と、水の超臨界状態において被処理物を酸化分解する反
応器、処理流体を冷却する冷却手段と、冷却された処理
流体を減圧する減圧手段を備えたポリウレタン廃棄物の
超臨界水酸化分解装置であって、ポリウレタン廃棄物を
密閉系で飽和蒸気より過剰の水を有する加圧熱水で有機
アルカリ性化合物の存在下に加水分解する加水分解装置
と、加水分解されたポリウレタン廃棄物水溶液を加水分
解装置から取り出す手段と、取り出された加水分解処理
液を反応器に加圧供給する加圧供給手段を設けたことを
特徴とするポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24298097A JP3394429B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24298097A JP3394429B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180419A JPH1180419A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3394429B2 true JP3394429B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17097112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24298097A Expired - Fee Related JP3394429B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3394429B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107245162A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-10-13 | 中山大学 | 一种聚氨酯降解方法及其降解产物在塑胶跑道乙组分中的应用 |
| WO2022114587A1 (ko) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 주식회사 카텍에이치 | 열경화성 수지 복합소재 분해 및 재활용 방법 및 장치, 이에 활용되는 조성물 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4501577B2 (ja) * | 2003-07-29 | 2010-07-14 | シーシーアイ株式会社 | 再生ポリマー成形物の製造方法 |
| JP2007161196A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ソリッドタイヤ |
| CN112169243B (zh) * | 2020-10-09 | 2022-03-11 | 石家庄新奥环保科技有限公司 | 一种有机危险废物的处理方法 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP24298097A patent/JP3394429B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107245162A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-10-13 | 中山大学 | 一种聚氨酯降解方法及其降解产物在塑胶跑道乙组分中的应用 |
| WO2022114587A1 (ko) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 주식회사 카텍에이치 | 열경화성 수지 복합소재 분해 및 재활용 방법 및 장치, 이에 활용되는 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1180419A (ja) | 1999-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU755072B2 (en) | Process for treating flue gas | |
| US6603050B2 (en) | Destruction of energetic materials | |
| CN101993143B (zh) | 一种利用超临界水氧化法处理碱渣废水的系统和方法 | |
| US20020162332A1 (en) | Hydrothermal conversion and separation | |
| JP3394429B2 (ja) | ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置 | |
| KR20040105883A (ko) | 톨루엔디이소시아네이트 제조공정에서 배출되는 고체폐기물로부터 톨루엔디아민의 회수방법 | |
| KR20210036364A (ko) | 폐기물의 초임계 산화 | |
| KR101239832B1 (ko) | 고효율 슬러지 처리장치 및 그 방법 | |
| US4812292A (en) | Chemical sterilant recovery and conversion | |
| US4234423A (en) | Energy recovery system | |
| CN109054079B (zh) | 一种废弃塑料两级水解装置及方法 | |
| JP4834942B2 (ja) | 有機廃棄物の処理方法及び処理装置 | |
| JP3405904B2 (ja) | 廃イオン交換樹脂の処理方法 | |
| JP2002102672A (ja) | 水熱反応装置および方法 | |
| US6464861B1 (en) | Apparatus for treating flora and fauna waste with hydrothermal reaction | |
| JP2003340262A (ja) | 水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法 | |
| JPH07275871A (ja) | 有害物質の超臨界水酸化処理方法及び処理装置 | |
| JP2001149767A (ja) | 超臨界水処理装置及び超臨界水処理方法 | |
| JP3143855B2 (ja) | 難燃廃棄物の処理方法 | |
| JP2001009424A (ja) | 生ゴミ処理装置 | |
| JP2003326520A (ja) | 廃プラスチックの粉砕方法及び粉砕装置、廃プラスチックの処理方法及び処理装置 | |
| CN115180706B (zh) | 一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统 | |
| JP3495904B2 (ja) | Ｔｍａｈ廃液の超臨界水酸化処理方法 | |
| CN111268783B (zh) | 一种用于循环水氧化降解含有有机物的物料的方法 | |
| JP2001179074A (ja) | 窒素、リンを含む有機性物質の処理方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090131 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090131 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100131 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110131 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |