JP3457518B2 - 発泡ウレタンを含む廃棄物の処理方法及び処理装置 - Google Patents

発泡ウレタンを含む廃棄物の処理方法及び処理装置

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JP3457518B2 JP25391697A JP25391697A JP3457518B2 JP 3457518 B2 JP3457518 B2 JP 3457518B2 JP 25391697 A JP25391697 A JP 25391697A JP 25391697 A JP25391697 A JP 25391697A JP 3457518 B2 JP3457518 B2 JP 3457518B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックを含
む一般廃棄物や産業廃棄物の処理方法および処理装置に
係り、特に構成材の少なくとも一部としてフロンを含有
するウレタン樹脂のような発泡プラスチックを含む廃棄
物の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、家電製品を廃棄処理する際、一般
消費者から廃棄される場合には一般廃棄物として、また
事業者等から廃棄される場合には産業廃棄物として処理
されてきた。このように、同じ廃家電製品の処理であっ
て、廃棄元によって対応が異なっていたが、具体的な処
理方法はどちらの場合も埋立処理が主流であった。
【０００３】廃家電製品は、その大部分がプラスチック
であり、例えば冷蔵庫にはプラスチックが約５０％構成
材料として使用されている。プラスチックはそのまま消
却すると焼却炉を傷めるため、また、限られた資源であ
る石油を有効に再利用するのが望ましいので、廃家電製
品を埋め立てたり焼却したりせずに効率よくプラスチッ
クをリサイクルすることが求められている。
【０００４】上述したような廃家電製品において、例え
ば廃冷蔵庫等には断熱材として発泡ウレタン樹脂が用い
られており、この発泡ウレタン樹脂の発泡材としては、
ＣＦＣ１１やＨＣＦＣ−１４１ｂ等のハロゲン化炭素水
素（フロン）が主として用いられてきた。このような特
定フロンまたは代替フロンを発泡剤として含む発泡ウレ
タン樹脂は、架橋の程度によって軟質発泡体と硬質発泡
体とに分類され、軟質発泡体は自動車部品や包装容器と
して、また硬質発泡体は断熱材や吸音材として幅広く使
用されている。このようにフロンを発泡材として含む発
泡ウレタン樹脂は廃冷蔵庫に限らず、種種の分野で使用
されているため、このようなフロンを発泡剤として含む
発泡樹脂を構成材とする廃家電製品を埋め立て処理する
と、経時的にＣＦＣ１１やＨＣＦＣ−１４１６等のフロ
ンが放出される危険性がある。従って、このような発泡
ウレタン樹脂を構成材とする廃棄物からあらかじめフロ
ンを効率よく分離して無害化処理することが求められて
いる。特に冷蔵庫には発泡用の特定フロンの他に、冷媒
用としても特定フロンが用いられており、さらに冷蔵庫
構成材量の約半分がプラスチックから成っているので、
効率的な処理方法が必要である。
【０００５】発泡ウレタン樹脂中に含まれるフロンの回
収方法として、発泡ウレタン樹脂を数十μｍサイズまで
微破砕する方法がある。（特開平５−１４７０３８公報
参照）しかし、この方法では、フロンが破砕機から外部
に漏れ出すため、破砕機を厳重に密閉する必要がある。
そのため、装置が大型化し、破砕工程も多段階にする必
要があった。
【０００６】また、発泡ウレタン樹脂中に含まれるフロ
ンの回収方法として、発泡ウレタン樹脂を乾留によって
ウレタンから分離させる方法がある（特願平７−１６６
３５２公報参照）しかし、この方法では、常圧で加温す
るため熱効率が悪く、完全にウレタンからフロンを分離
するにはかなりの時間を要し、エネルギー効率が悪い問
題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、発泡ウレタン
樹脂のようなフロンを含有するプラスチック材から効率
的且つ安全にフロンを回収し、プラスチックを再利用可
能な形態の資源として経済的に回収する方法が求められ
ている。
【０００８】本発明はウレタンを含むプラスチック樹脂
から効率よくフロンを分離し、触媒または燃焼あるいは
プラズマを用いて分解・無害化を行うと共に、樹脂類の
熱分解によって生成する油としてリサイクルする手段を
提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、発泡ウレ
タン樹脂等の発泡プラスチックを含む廃家電製品の処理
について鋭意検討した結果、ウレタン等の廃棄物を所定
の温度に加熱しながら所定の圧力を加えることでフロン
を発泡プラスチックから効率よく分離回収できることを
見いだした。
【００１０】本発明の発泡ウレタンを含む廃棄物の処理
方法は、フロンを含有する発泡ウレタンを含む廃棄物
を、加熱温度を横軸、圧力を縦軸としたグラフにおいて
プロット（１７０℃，１ｋｇ／cm ２ ）、（１００℃，１
００ｋｇ／cm ２ ）、（３０℃，２００ｋｇ／cm ２ ）、
（３０℃，３００ｋｇ／cm ２ ）、（２５０℃，３００ｋ
ｇ／cm ２ ）、（３００℃，２００ｋｇ／cm ２ ）、（２５
０℃，１００ｋｇ／cm ２ ）及び（２５０℃，１ｋｇ／cm
２ ）を結ぶ線で囲まれる領域内の温度及び圧力で加熱し
ながら加圧（但し、加圧は１ｋｇ／cm ２ 以上）して該発
泡ウレタンを構造破壊することによりフロンを分離する
工程と、分離したフロンを分解する工程と、フロンを分
離した後の該廃棄物に含まれるウレタンを熱分解して低
分子量の熱分解生成物を回収する工程とを有する。
【００１１】本発明の発泡ウレタンを含む廃棄物の処理
装置は、フロンを含有する発泡ウレタンを含む廃棄物を
加熱しながら加圧して該発泡ウレタンを構造破壊する押
し出し機と、前記廃棄物の加圧圧力及び加熱温度が、加
熱温度を横軸、圧力を縦軸としたグラフにおいてプロッ
ト（１７０℃，１ｋｇ／cm２）、（１００℃，１００ｋ
ｇ／cm２）、（３０℃，２００ｋｇ／cm２）、（３０
℃，３００ｋｇ／cm２）、（２５０℃，３００ｋｇ／cm
２）、（３００℃，２００ｋｇ／cm２）、（２５０℃，
１００ｋｇ／cm２）及び（２５０℃，１ｋｇ／cm２）を
結ぶ線で囲まれる領域内となるように前記加熱温度を制
御する温度制御装置と、前記押し出し機によって構造破
壊した発泡ウレタンからフロンを分離回収する回収装置
と、回収したフロンを分解するフロン分解装置と、フロ
ンを分離回収した後の該廃棄物に含まれるウレタンを熱
分解して低分子量の熱分解生成物を回収するための熱分
解装置とを有する。
【００１２】ウレタン及びＡＢＳの熱分解で発生するシ
アン化水素は、酸素を加えることによってフロンと同時
に分解できる。
【００１３】但し、ここで言うフロンの代表例を表１に
挙げる。
【００１４】
【表１】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 名称 化学式 沸点 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 冷蔵庫用 CFC-11（特定フロン） ＣＣｌ3 Ｆ ２３．７ 発泡ポリ HCFC-141b （代替フロン） ＣＨ3 ＣＣｌ2 Ｆ ３２．０ ウレタン HCFC-123（代替フロン） ＣＨＣｌ2 ＣＦ3 ２７．７ シクロペンタン Ｃ5 Ｈ10 ４９．３ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 発泡ポリ CFC-12 （特定フロン） ＣＣｌ2 Ｆ2 −２９．８ スチレン CFC-22 （代替フロン） ＣＨＣｌＦ2 −４０．８ CFC-142b（代替フロン） ＣＨ3 ＣＣｌＦ2 −９．２ CFC-113 （特定フロン） ＣＣｌ2 ＦＣＣｌＦ2 ４７．６ CFC-114 （特定フロン） ＣＣｌＦ2 ＣＣｌＦ2 ３．８ CFC-134a（代替フロン） ＣＨ2 ＦＣＦ3 −２６．２ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００１５】
【発明の実施の形態】廃家電製品には多種のプラスチッ
クが含まれており、例えば冷蔵庫の場合、ＰＵＲ：３
９．６％、ＰＳ：２８．７％、ＡＢＳ：１１．７％、Ｐ
ＶＣ：９．４％、ＡＳ：６．５％、ＰＥ：２．９％、Ｐ
Ｐ：１．２％というような割合で含まれている。このよ
うな廃棄物に含まれる発泡ウレタンのような発泡材は、
特定フロンのようなガスが多数の気泡内に封じられた独
立気泡を有し、発泡材からこのようなガスを除去するに
は多孔構造を完全に破壊しなければならない。独立気泡
の破壊は、発泡材を加圧して押し潰すことによって可能
であるが、かなり高い圧力を必要とする。このため、プ
ラスチック類を熱分解して炭化水素等を生成しつつフロ
ンを回収しようとする場合、フロンと炭化水素との分離
はさほど容易ではないので、フロンを分解する触媒を用
いてフロンを分解しようとした時に触媒が失活する。従
って、このようなフロンと炭化水素との混合ガスとして
回収するのは、フロンの分解を同時に行うシステムでは
好ましくない。また、ＰＶＣが共存する場合、ＰＶＣの
熱分解温度より低い温度で塩化水素等のハロゲン含有物
質が生じ、これらも触媒や装置に損傷を与える。従っ
て、フロンを単独で効率よく回収するのが肝要である。
【００１６】本発明においては、発泡材からフロンを単
独で回収するために、ある程度の温度に発泡材を加熱し
ながら加圧する。これにより、高圧を必要とせずに比較
的容易に発泡材からガスを回収することが可能となる。
【００１７】発泡ウレタンを加熱しながら加圧したとき
に発泡ウレタンから回収されるガスに含まれるフロン及
び炭化水素からフロンの回収率及びウレタンの分解率を
計算すると表２のような結果が得られる。
【００１８】
【表２】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 温度 圧力 フロン ウレタン 温度 圧力 フロン ウレタン 回収率 分解率 回収率 分解率 （℃）(kg/cm2 ) (%) (%) （℃）(kg/cm2 ) (%) (%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 30 1 0 0 30 200 52 0.1 100 1 3 0 100 200 82 0.2 150 1 30 0 150 200 98 0.3 170 1 51 0.001 170 200 100 0.3 200 1 82 0.05 200 200 100 0.4 230 1 100 0.8 230 200 100 0.5 250 1 100 1 250 200 100 0.6 300 1 100 30 300 200 100 2.1 350 1 100 50 350 200 100 3.2 400 1 100 76 400 200 100 4.6 30 100 22 0 30 300 82 0.1 100 100 53 0.1 100 300 92 1.1 150 100 77 0.2 150 300 100 1.7 170 100 88 0.2 170 300 100 1.9 200 100 100 0.2 200 300 100 2.2 230 100 100 0.3 230 300 100 2.6 250 100 100 0.4 250 300 100 2.8 300 100 100 3.3 300 300 100 4.3 350 100 100 5.4 350 300 100 5.5 400 100 100 8.0 400 300 100 6.9 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００１９】圧力及び加熱温度を各々縦軸及び横軸とし
たグラフに表２の結果をプロットすると、実線で囲まれ
る領域Ａにおいてフロン回収率が８０％以上且つウレタ
ン分解率が１％以下となり、破線及び実線で区切られる
領域Ｂ１，Ｂ２においてフロン回収率が５０％以上且つ
ウレタン分解率が３％以下となる。常圧における領域Ａ
の温度範囲は約２２０〜２５０℃であり、領域Ｂの温度
範囲は約１７０〜２５０℃である。領域Ｂ２において、
圧力が高い範囲では加圧により樹脂自体が発熱すること
により範囲Ｂ２を規定する線が右下がりになると考えら
れる。また、範囲Ｂ２の圧力が低い範囲を規定する線
は、圧力によって炭化水素ガスの生成が抑制されること
により右上がりの線となると考えられる。領域Ｂ２より
右側の領域では、フロンは回収されるが、同時にプラス
チックの熱分解による炭化水素ガスも回収される。従っ
て、過度の加熱は避けるのが好ましい。
【００２０】上述に従って発泡材からフロンを回収し、
プラスチックの熱分解及びフロンの分解・無害化を行う
ことが可能な廃棄物の処理装置の例を以下に記載する。
【００２１】図２は、発泡材を含む廃棄物の処理装置の
第１の実施形態を示す。この処理装置１は、フロン回収
部３、フロン分解部５及びプラスチック分解部７を有す
る。そして、これらの全体を観視するためのシステム制
御装置（図示省略）及び測定装置（図示省略）を具備す
る。
【００２２】フロン回収部３は、投入ホッパー１０、投
入用二重ダンパー１１、簡易破砕機１２、回転式押し出
し機１３を有している。廃棄物Ｘが投入ホッパー１０に
投入されると、その一定量が二重ダンパー１１を介して
簡易破砕機１２に送られる。二重ダンパー１１は簡易破
砕機１２でウレタンを破砕したときに放出される少量の
フロンが系外に放出するのを放出するために設ける。よ
り効果的にフロンの放出を防ぐには二重ダンパー間の空
間１４をマイナス５mmＡＱ程度に減圧する。減圧にして
排出した空気をフロン分解部５に送り込んでも良い。簡
易破砕機１２において廃棄物Ｘは１〜５cm角程度の大き
さに破砕される。破砕された廃棄物Ｘは簡易破砕機１２
の回転により回転式押出機１３に導入される。回転式押
出機１３は、モーター１５とスクリューフィーダー１６
とを有する。
【００２３】回転式押し出し機１３は、図３に示すよう
に、入口から長手方向に沿って第１の領域１７、第２の
領域の１８及び第３の領域１９に区分されている。廃棄
物Ｘにかかる樹脂圧力は図４に示すように第１の領域で
大気圧、第２の領域で１〜２００ｋｇ／cm2 の加圧状
態、第３の領域で大気圧になるよう、スクリューフィー
ダー１６と回転式押出機１３の内壁の間の空間２０の容
積を変化させることにより樹脂にかかる圧力を制御して
いる。樹脂にかかる圧力の制御は、スクリューフィーダ
ー１６の羽２１のピッチ幅を変えることによって制御し
ても良い。スクリューフィーダー１６の温度制御は、図
５に示すように、第１の領域１７で常温〜１００℃、第
２の領域１８で１５０〜３００℃、第３の領域１９で１
５０〜３００℃となるよう温度制御装置（図示省略）に
より制御する。廃棄物Ｘ中に含まれるウレタンは比重が
軽いため、スクリューフィーダー１６の羽２１に巻き込
まれず、スクリューフィーダー１６の上で転がり易い。
効率的にウレタンをスクリューフィーダー１６に巻き込
むためには、例えば、図６に示す様に、簡易破砕機１２
の回転軸とスクリューフィーダー１６の回転軸をずらし
てスクリューフィーダー１６の巻き込み側に空間２２を
設けることにより強制的に巻き込むことができる。
【００２４】ウレタン樹脂のような多孔性構造の発泡プ
ラスチック中に封じ込められているフロンは、第２の領
域１８の加熱及び加圧によって樹脂の構造が破壊されて
樹脂から放出される。フロンガスは、第３の領域１８で
配管２３を通って、フロン分解部５に送られる。また、
フロンの脱離を終えた発泡プラスチックやその他のプラ
スチック類は、回転式押出機１３の末端２４からプラス
チック分解部７に送られる。フロン回収部３における廃
棄物Ｘの滞留時間は、ウレタンの割合によって異なる
が、発泡ウレタンが２０％程度含まれる冷蔵庫の処理の
場合を例にとると、滞留時間を３分以上とすることで、
ウレタンから１００％フロンを脱離することができる。
【００２５】この処理装置１におけるフロン分解部５
は、触媒を用いてフロンの分解を行う。フロン分解部５
は、触媒分解槽２５と酸素導入装置２６と排ガス処理装
置２７とを有している。触媒分解槽２５は、プラスチッ
ク分解部７から回収される炭化水素油を燃料として加熱
装置によって３００〜６００℃程度に加熱され、触媒に
供給するガスの速度が１５００〜１００００／ｈ程度と
なるように設定してフロンを分解する。この処理装置１
では、分解触媒としてＣｒＯ3 ／ＺｒＯ3 とＷ／ＺｒＯ
2 −ＴｉＯ2 を用い、５００℃の温度に昇温保持されて
いる。また、フロンの分解により生成する塩化水素、フ
ッ化水素を吸着する吸着剤として分解触媒の下流側にハ
ロゲン吸着剤を配置すると、排ガス処理装置２７の負担
を軽減することができるとともに、装置の腐食を低減で
きる。この処理装置１では、ハロゲン吸着材としてＣａ
ＣＯ3 を用いている。また、フロン分解率を向上するた
めに、水蒸気導入装置（図示省略）によりフロンの等量
の３倍にあたる水蒸気を触媒分解装置２５に導入する。
更に、フロン回収部３においてウレタンやＡＢＳの熱分
解で発生するシアン化水素を分解するために、酸素導入
装置２６から純酸素ガスまたは空気が導入される。シア
ン化水素はフロン分解触媒によって窒素酸化物と二酸化
炭素とに分解することができる。触媒分解槽２５から排
出された排ガス中にハロゲン吸着材でトラップできなか
った一部の塩化水素ガスやフッ化水素等が含まれている
場合に備えて、排ガス処理装置２７にはアルカリ水シャ
ワー２８が装備されており、これによって排ガス中のハ
ロゲン化水素量は環境基準以下に抑えられる。
【００２６】プラスチック分解部７は、プラスチック樹
脂を乾留油化する手段である。このプラスチック分解部
７は、回転炉３０、温度制御装置３１、排出用二重ダン
パ３２、ガス凝縮装置３３、後燃焼装置３４を有してい
る。また、回転炉３０は、回転炉内の酸素濃度を測定す
るセンサー（図示省略）、窒素ガスの供給流量を調整す
ることによって回転炉内の酸素濃度を制御する酸素濃度
制御装置（図示省略）を有している。
【００２７】プラスチックは、炭素原子が数千から数万
の単位で鎖状に連結した高分子であるが、加熱処理を施
すと炭素−炭素結合がランダムに開裂して、炭素数１〜
４４の炭化水素ガスが放出する。温度勾配を設けずに５
００℃に均一に加熱された回転炉３０にプラスチックを
投入すると、溶融状態における滞留時間が短いため、十
分に炭素−炭素結合を切断されることなくガス化してし
まう。そのため熱分解による炭化水素ガスは、炭素数が
２０より大きいガスが主成分となるため、冷却して回収
した生成油も炭素数が２０より大きい重油となってしま
う。しかも、この生成油には炭素数２０以下の軽質油も
一部含まれているため、引火点や安全面から重油として
使用することは難しい。
【００２８】プラスチックの熱分解生成物として石油化
学原料や利用価値の高い軽質油を回収するには、回転炉
３０の加熱温度に勾配を設け、更に、触媒として硫黄含
有ガスを添加すればよい。温度勾配は、図７に示すよう
に、回転炉３０の加熱温度を温度制御装置３１によって
前段部３０Ａ、中間部３０Ｂ及び後段部３０Ｃの３つに
区分して温度制御する。前段部３０Ａは３００〜４００
℃に、後段部３０Ｃは４５０〜５００℃に、中間部３０
Ｂは前段部３０Ａから後段部３０Ｃに向かって連続的に
温度が上昇するように温度勾配が設けられる。プラスチ
ックが前段部３０Ａにおいて３００〜４００℃で１０分
以上維持され、中段部３０Ｂにおいて３〜２０℃／分の
割合で４５０〜５００℃の範囲まで昇温するように制御
すると好ましい。
【００２９】硫黄含有ガスとしては、硫化水素（Ｈ2
Ｓ）、二硫化硫黄（ＣＳ2 ）、二臭化硫黄（Ｂｒ2 Ｓ
2 ）等が挙げられ、回転炉３０の中間部３０Ｂに付設さ
れた硫黄含有ガス供給装置３５から供給される。回転炉
３０の中間部３０Ｂには、硫黄含有ガスセンサー３６が
並設され、常時硫黄含有ガス濃度を測定する。この測定
値によって硫黄含有ガス濃度制御装置（図示省略）が硫
黄含有ガス供給装置３５の供給量を制御して回転炉３０
内の硫黄含有ガス濃度が所定量になるように構成されて
いる。
【００３０】また、廃棄物Ｘ中に含まれるポリ塩化ビニ
ル（ＰＶＣ）の分解によって生じる塩素水素は、回転炉
３０の内壁だけでなく、ガス排出管３７や、ガス凝縮装
置３３を腐食し、さらに、プラスチックの熱分解ガスと
反応して有機塩素化合物を生成し生成油中に混入するた
め、生成油を燃料や石油化学原料として利用するのに支
障をきたす。さらに廃棄物Ｘにプリント配線基板が含め
れている場合、プリント配線基板で使用されているハン
ダ中の鉛から塩化鉛が生成して飛散するため、環境保全
の面から好ましくない。そのため本実施例では、カルシ
ウムを回転炉３０に噴霧することによって塩化水素を中
和するカルシウム噴霧装置３９を備えている。これによ
り、塩化水素は熱分解生成物のガスから除去することが
できる。回転炉３０内で発生する塩化水素は、塩化水素
濃度センサー３８により常時測定し、塩化水素濃度が５
０ppm 以下になるようにカルシウム噴霧装置３９から噴
霧するカルシウム（この処理装置においては消石灰）の
量が制御される。回転炉３０内であらかじめ塩化水素を
脱塩素することによって、装置の腐食を防止できるだけ
でなく、生成油中への有機塩素化合物の混入が低減さ
れ、さらに鉛の飛散を抑えることが出来る。
【００３１】回転炉３０内でのプラスチックの滞留時間
は、回転炉制御装置（図示省略）により回転数および回
転炉傾斜角度を変更することにより調整される。この処
理装置１では回転炉の長さが４０００mmのロータリーキ
ルンを用い、傾斜角を１．４３度、回転数を０．７Nrpm
とすることにより、廃棄物Ｘの滞留時間を６０分に設定
している。
【００３２】回転炉３０内のプラスチック樹脂は、熱分
解されて炭化水素ガスとして気化する。回転炉３０の上
部には、ガス排出管３７の一端が接続されている。ガス
排出管３７の他端は、ガス凝縮部３３に接続されてい
る。回転炉３０で生成した炭化水素ガスは、ガス排出管
３７を通ってガス凝縮部３３に送られ、３段階の温度で
冷却される。詳細には、ガス凝縮部３３は冷却室３３
Ａ、冷却室３３Ｂ及び冷却室３３Ｃに分かれている。冷
却室３３Ａのガス冷却温度は５０℃、冷却室３３Ｂのガ
ス冷却温度は４０℃、冷却室３３Ｃのガス冷却温度は３
０℃になるようにガス温度制御装置（図示省略）により
制御されている。冷却管３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃで凝縮
した炭化水素は、それぞれ回収タンク４０Ａ，４０Ｂ，
４０Ｃで回収される。このように冷却温度を制御するこ
とにより、沸点ごとに異なる軽質油を分別回収すること
が出来る。
【００３３】ガス凝縮部３３で凝縮しなかったメタン、
エタン等の炭化水素ガスは、後燃焼装置３４で燃焼し、
水と二酸化炭素に分解する。またガス凝縮部３３と後燃
焼装置３４の間には逆火防止のための逆止弁、消炎フィ
ルター、水封タンク等を備えた安全装置４１が設けられ
る。プラスチックの熱分解による残渣は回転炉３０から
排出用二重ダンパ３２を介して残渣容器４２へ送られ
る。
【００３４】図８は、本発明の廃棄物の処理装置の第２
の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。この廃
棄物の処理装置５０は、図２に示した処理装置１の触媒
によるフロン分解部５に代えて、プラズマによるフロン
分解部５’を有している。即ち、触媒分解槽２５の代わ
りに、高周波プラズマで水蒸気をプラズマガスとし、プ
ラズマガスを用いてフロンを分解するための高周波発生
装置、プラズマトーチ及びプラズマ点火装置からなるプ
ラズマ分解炉５１を備え、フロン回収部３から回収され
たフロンガスに水蒸気を添加するための水蒸気発生装置
（図示省略）が設けられている。水蒸気は塩素、フッ素
のトラップとしても働く。これら以外の構成は図２〜図
７に示した処理装置１と同様に構成されている。
【００３５】上記構成の廃棄物の処理装置５０を用い
て、図２の処理装置１の説明において例示した冷蔵庫を
処理した例について述べる。ウレタンからフロンを離脱
させるフロン回収部３で分離されたフロンガスは、プラ
ズマ分解炉５１に供給して約１万℃の温度で分解する。
プラズマ分解の前後のフロン濃度を測定することによ
り、分解率は９９．９９％に達することが解っている。
また、プラズマ分解炉５１から排出された排ガスは、処
理装置１と同様に排ガスを処理し、同様にＨＣＩおよび
ＨＦはそれぞれ環境基準値以下となる。
【００３６】廃棄物Ｘ中のプラスチックを２５０℃以上
に加熱することにより炭素数１〜１０の炭化水素が発生
する。燃焼によってフロンを分解する場合、安定した燃
焼を行うためには炭化水素濃度が５〜１０％であるのが
好ましい。フロン回収部３から排出されるガスの炭化水
素濃度は廃棄物Ｘ中のプラスチック比率及び加熱温度に
よって変化する。例えば、プラスチック比率が４０％、
廃棄物への圧力が０kg／cm2 の場合、加熱温度を２８０
℃とすることで炭化水素濃度が７％となる。図１０は、
この観点から捕らえた場合の廃棄物Ｘへの圧力及び加熱
温度の適正範囲を示すものである。廃棄物Ｘへの圧力が
２００kg／cm2 以下の場合、同一の加熱温度では圧力が
高いほど炭化水素の発生が抑えられるため、圧力の増加
に伴い加熱温度を挙げる必要がある。又、廃棄物Ｘへの
圧力が２００kg／cm2 以上の場合、廃棄物Ｘの自己発熱
の影響により、圧力の増加に伴って加熱温度は下げる方
が好ましくなる。従って、図１０の２つの線に囲まれた
領域Ｃ、好ましくは２つの線より高温高圧側の領域Ｄと
なるような加熱温度及び圧力となるような条件でフロン
回収部３における処理を行うのがよい。
【００３７】図９は、本発明の廃棄物の処理装置の第３
の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。この廃
棄物の処理装置６０は、図２に示した処理装置１の触媒
分解槽２５によるフロン分解部５に代えて、フロン燃焼
分解炉６１によるフロン分解部５”を有している。
【００３８】フロン分解部５”は、フロン・炭化水素・
酸素濃度測定器６１、炭化水素導入装置６２、酸素導入
装置６３、燃焼バーナー６４、アルカリ水噴霧装置６
５、燃焼チャンバー６６、アルカリ水循環装置６７及び
排ガス中酸素濃度測定器６８を有している。フロン・炭
化水素・酸素濃度測定器６１及び排ガス中酸素濃度測定
器６８の測定データは制御装置（図示省略）にデータ転
送され、フロン／炭化水素の比が０．５以上の時はプロ
パン等の炭化水素ガスが炭化水素導入装置６２から導入
される。更に、空気過剰率を２０〜４０％、または燃焼
排ガス中の残存酸素濃度が３〜６％となるように空気又
は酸素を酸素導入装置６３から導入する。これらのガス
は、燃焼バーナー６４の入口に装備される混合器で予混
合し燃焼させる。燃焼バーナー６４の火炎は温度センサ
ー（図示省略）により温度測定を行い、測定データは制
御装置（図示省略）にデータ転送され、燃焼温度が８０
０〜１４００℃の範囲になるように炭化水素導入装置６
２及び酸素導入装置６３の導入量を調整する。火炎中の
フロンの滞留時間を０．５〜２．５秒とするために、火
炎長とガス速度から滞留時間を算出し、燃焼バーナー６
４の調整により火炎長を決定する。これらの条件により
ウレタン中に含まれる特定フロンＣＦＣ−１１の分解率
は９９．９９％以上を保持することができる。更に、フ
ロン回収部３でウレタンやＡＢＳの熱分解で発生する有
毒なシアン化水素は、酸素導入装置６３から導入した酸
素により窒素酸化物及び二酸化炭素に分解することがで
きる。又、火炎の点火はイグナイター（図示省略）によ
り行い、火炎が何等かの原因により失火した場合は、火
炎センサー（図示省略）の信号によりイグナイターが作
動するように構成される。燃焼バーナー６４は、垂直下
向きに配置されている。燃焼バーナー６４の周辺にはア
ルカリ水噴霧装置６５が付設されており、アルカリ水６
９がアルカリ水循環装置６７により燃焼チャンバー６６
の炉壁方向に向かって噴霧される。燃焼チャンバー６６
の炉壁はフロンの分解で生じる塩酸、弗酸による腐食を
防止するためにセラミックがコーティングされている。
燃焼排ガスは、アルカリ水６９中を通過する。アルカリ
水によってフロン分解で生じる塩酸、弗酸を中和除去す
るので、排ガス中のハロゲン化水素量が環境基準以下に
抑えられる。更に、アルカリ水中を通過させることによ
り排ガスは急冷される。急冷により、ダイオキシン類が
生成し易い３００℃付近の温度領域となる時間を短縮
し、ダイオキシン類の濃度を０．１ng-TEQ／ｍ3 以下と
することができる。これら以外の構成は図２に示した処
理装置１と同様に構成されている。
【００３９】上記構成の廃棄物の処理装置６０を用い
て、図２の処理装置１の説明において例示した冷蔵庫を
処理した例について述べる。ウレタンからフロンを離脱
させるフロン回収部３で分離されたフロンガスは、フロ
ン分解部５”に供給して８００℃の温度で分解する。燃
焼分解の前後のフロン濃度を測定することにより、分解
率は９９．９９％に達することが解っている。また、燃
焼チャンバー６６から排出された排ガスは、アルカリ水
によって処理され、同様にＨＣＩおよびＨＦはそれぞれ
環境基準値以下となる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、フロン等を起泡剤とし
て含むウレタン樹脂等の発泡材を用いて構成される製品
の廃棄物を処理する際に、フロンを効率よく回収でき、
安定に分解・無害化することができる。更に、フロンを
脱離したプラスチックを熱分解して燃料や石油化学原料
として使用可能な生成物を効率よく得ることができる。
また、発泡材から回収されるフロンをプラスチックの熱
分解と並行して分解無害化することができる。さらに、
処理装置の負担を軽減でき、プラスチックの分解生成物
への有機塩素化合物等の混入を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における発泡材からのフロンの回収にお
ける加熱温度及び圧力と回収効率との関係を説明するグ
ラフ。
【図２】本発明の廃棄物の処理装置の第１の実施形態を
示す概略構成図。
【図３】図２の処理装置のフロン回収部を説明する概略
構成図。
【図４】図３のフロン回収部における圧力設定を説明す
るためのグラフ。
【図５】図３のフロン回収部における温度設定を説明す
るためのグラフ。
【図６】図２の処理装置のフロン回収部における回転炉
を説明する概略構成図。
【図７】図２の処理装置のプラスチック分解部を説明す
る概略構成図。
【図８】本発明の廃棄物の処理装置の第２の実施形態を
示す概略構成図。
【図９】本発明の廃棄物の処理装置の第３の実施形態を
示す概略構成図。
【図１０】発泡材からの回収フロンを燃焼分解する場合
におけるフロン回収部での加熱温度及び圧力の適正範囲
を示すグラフ。
【符号の説明】
１，５０，６０ 処理装置 ３ フロン回収部 ５、５’、５” フロン分解部 ７ プラスチック分解部 １０ 投入ホッパー １１ 投入用二重ダンパー１１ １２ 簡易破砕機 １３ 回転式押し出し機 １５ モーター １６ スクリューフィーダー １７，１８，１９ 第１の領域、第２の領域、第３の領
域 ２１ 羽 ２３ 配管 ２５ 触媒分解槽 ２６ 酸素導入装置 ２７ 排ガス処理装置 ２８ アルカリ水シャワー ３０ 回転炉 ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 前段部、中間
部及び後段部 ３１ 温度制御装置 ３２ 排出用二重ダンパ ３３ ガス凝縮装置 ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 冷却室 ３４ 後燃焼装置 ３５ 硫黄含有ガス供給装置 ３６ 硫黄含有ガスセンサー ３７ ガス排出管 ３８ 塩化水素濃度センサー ３９ カルシウム噴霧装置 ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 回収タンク ４１ 安全装置 ４２ 残渣容器 ５１ プラズマ分解炉 ６１ フロン・炭化水素・酸素濃度測定器 ６２ 炭化水素導入装置 ６３ 酸素導入装置 ６４ 燃焼バーナー ６５ アルカリ水噴霧装置 ６６ 燃焼チャンバー ６７ アルカリ水循環装置 ６８ 排ガス中酸素濃度測定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−147039（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 11/00 - 11/28 B29B 17/00 - 17/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フロンを含有する発泡ウレタンを含む廃
    棄物を、加熱温度を横軸、圧力を縦軸としたグラフにお
    いてプロット（１７０℃，１ｋｇ／cm２）、（１００
    ℃，１００ｋｇ／cm２）、（３０℃，２００ｋｇ／c
    m２）、（３０℃，３００ｋｇ／cm２）、（２５０℃，
    ３００ｋｇ／cm２）、（３００℃，２００ｋｇ／c
    m２）、（２５０℃，１００ｋｇ／cm２）及び（２５０
    ℃，１ｋｇ／cm２）を結ぶ線で囲まれる領域内の温度及
    び圧力で加熱しながら加圧（但し、加圧は１ｋｇ／cm２
    以上）して該発泡ウレタンを構造破壊することによりフ
    ロンを分離する工程と、分離したフロンを分解する工程
    と、フロンを分離した後の該廃棄物に含まれるウレタン
    を熱分解して低分子量の熱分解生成物を回収する工程と
    を有することを特徴とする発泡ウレタンを含む廃棄物の
    処理方法。
  2. 【請求項２】 フロンを含有する発泡ウレタンを含む廃
    棄物を加熱しながら加圧して該発泡ウレタンを構造破壊
    する押し出し機と、前記廃棄物の加圧圧力及び加熱温度
    が、加熱温度を横軸、圧力を縦軸としたグラフにおいて
    プロット（１７０℃，１ｋｇ／cm２）、（１００℃，１
    ００ｋｇ／cm２）、（３０℃，２００ｋｇ／cm２）、
    （３０℃，３００ｋｇ／cm２）、（２５０℃，３００ｋ
    ｇ／cm２）、（３００℃，２００ｋｇ／cm２）、（２５
    ０℃，１００ｋｇ／cm２）及び（２５０℃，１ｋｇ／cm
    ２）を結ぶ線で囲まれる領域内となるように前記加熱温
    度を制御する温度制御装置と、前記押し出し機によって
    構造破壊した発泡ウレタンからフロンを分離回収する回
    収装置と、回収したフロンを分解するフロン分解装置
    と、フロンを分離回収した後の該廃棄物に含まれるウレ
    タンを熱分解して低分子量の熱分解生成物を回収するた
    めの熱分解装置とを有することを特徴とする発泡ウレタ
    ンを含む廃棄物の処理装置。
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EP2895576B1 (en) * 2012-09-14 2016-08-17 Outotec (Finland) Oy Method and apparatus for recycling plastic wastes
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