JP4236450B2 - 廃プラスチック塩化ビニールの処理方法および処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、廃棄されたプラスチック材のうちの特に、塩化ビニール類の、燃焼によりダイオキシンを発生して公害を惹き起こす塩化ビニール類を対象とし、これを、環境に影響の無い物質に分解処理して再利用を可能とするための廃プラスチック塩化ビニールの分解処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塩化ビニールは、非常に安定した化学構造を持った物質であるため、容易には分解できない。このことから、廃プラスチックとしての塩化ビニールの処理のため、種々の分解方法・処理方法が提起されているが、分解処理の際に、生成してくる物質により公害を発生させることなく、無公害物質に変換させ得る方法・手段としては、見るべきものはなく、通常は、他のプラスチック類と共に、廃プラスチックとしてインゴットにし、再生プラスチックに加工するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、分解が困難で、この化学的に安定な構造を持つことから、分解がむずかしく、燃焼により処理するとダイオキシンを発生するようになる廃プラスチック塩化ビニールを、公害の発生が無い状態で無公害物質に変換させる処理手段の確立を課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明においては、この課題を達成するための手段として、請求項１に記載したように、被分解材料の廃プラスチック塩化ビニールを、密閉可能な分解室ａにおいて、 分解を促進する触媒を添加して塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲の温度で熱処理して、塩素とそれが分離した油脂類とその他無機物に分解し、生成してくる塩素と油脂類の気化ガスを、ダクトｃにより冷却室ｂに導いて、冷却し凝縮させ、液化した塩素と油脂類として取り出すことを特徴とする廃プラスチック塩化ビニールの処理方法において、分解室ａ内に生成してくる塩素ガスおよび油脂類のガスは、冷却室ｂに導く前に、選別室に導き、比重差により、重い塩素ガスを油脂分のガスから分け、その分別した重い塩素ガスを、区画された塩素ガス用の冷却室２０に導き、ナトリウム（Ｎａ）と水との添加により塩（ＮａＣｌ）として固定し、塩水としてタンクＴ１に回収することを特徴とする廃プラスチック塩化ビニールの処理方法の手段を提起し、また、併せて、被分解材料の廃プラスチック塩化ビニールを投入する供給口１０を具備せしめた密閉可能な釜状乃至箱状の分解室ａ内の床部に、その分解室ａ内の温度を塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲に昇温させ得るよう制御した加熱装置Ｈを配設し、その分解室ａの内腔の天井部位に、分解室ａ内に生成してくる被分解材料からの気化ガスを抽き出すダクトｃの基端側に接続し、そのダクトｃの先端側を、室内に冷却手段ｅを装備せる冷却室ｂに対し接続し、その冷却室ｂに、導入して冷却・凝縮させた気化ガスの液化物を取り出す取出管を装設してなる廃プラスチック塩化ビニールの分解処理装置において、冷却室ｂまたは取出管５０には、水とナトリウム（Ｎａ）を添加する注入口を設け、取出管５０には、水とナトリウムの添加により生じてくる塩（ＮａＣｌ）水を受けるタンクＴ１を接続し、分解室ａで生成する塩素ガスを、塩（ＮａＣｌ）とし固定して回収するようにしたことを特徴とする廃プラスチック塩化ビニールの分解処理装置の手段を提起するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の態様を説明する。
まず、廃プラスチック塩化ビニールを、破砕処理する。そして、この破砕処理した廃プラスチック塩化ビニールを、分解室に投入し、そこで熱処理するが、この分解室は、それの室内の床部分に加熱によりα線を放射する長石・雲母石を敷き詰めておき、また、加熱装置とするバーナーは、それの燃料の燃焼室となる燃焼炉を、燃焼ガスの排気口が室の外部に開放する煙道状に形成するとともに、これを分解室の床部にＵ字管状に配設しておいて、この燃焼炉により分解室内を間接的に加熱して、室内の温度が４００度Ｃ〜４５０度Ｃ程度の、塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲の温度に保持されるようにしておく。
【０００６】
そして、分解室内の廃プラスチック塩化ビニールには、例えば、フタル酸ナトリウムやステアリン酸ソーダ等の触媒とする分解促進剤を、投入した廃プラスチック塩化ビニールに対し略1/1000〜5/1000の割合で添加しておいて、前述の温度範囲で加熱で熱処理し触媒と長石等１３から放射されるα線の照射とによりこの廃プラスチック塩化ビニールを、塩素とビニール誘導体の油脂類とに分解する。
【０００７】
この分解室内での、触媒を添加して、４００度Ｃ〜４５０度Ｃ程度の塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲の温度による加熱処理は、塩化ビニールの分子構造に変化を与えて、その塩化ビニールの分子から塩素を切り離し、それにより塩化ビニールを、塩素と、それが切り離されたビニール誘導体の油脂類とに分解して、それらの気化した塩素ガスと油脂類のガスとを生成する処理であり、この分解室で生成されて発生してくる塩素ガスと油脂類のガスは、ガスのままダクトを介して分解室から抽き出し、冷却室に導き、冷却により液化させる。
【０００８】
このとき、抽き出した塩素ガスおよび油脂類のガスは、冷却室に導く前に、選別室に導いて、比重差により、重い塩素ガスとやや重い油分のガスと軽い油分のガスとに分別し、選別室の下層と中層と上層のそれぞれの位置から冷却室に導入するようにし、また、冷却室は重い塩素ガスの冷却液化用の第１冷却室とやや重い油のガスの冷却液化用の第２の冷却室と軽い油のガスの冷却液化用の第３の冷却室とに区画しておき、それらにより各別に冷却・液化させるようにする。
【０００９】
そして、第１の冷却室で液化した塩素ガスには、ナトリウム（Ｎａ）と水とを加えて、塩水（ＮａＣｌ）として固定し、第２の冷却室で冷却し液化した重い油は、そこから抽き出したタンクに貯留していき、第３の冷却室で冷却し液化させた軽い油は、そこから抽き出し、同様にタンクに貯留するが、その一部または全部を、分解室における塩化ビニールの熱分解用のバーナー装置の燃料油として使用するようにしてよい。
【００１０】
また、この一連の処理工程において、分解室には、それの底部に残渣が堆積してくるが、そのほとんどが炭素の粉末である。このことから、この分解室内に集積してくる残渣は、製鋼の炭素原料としてそのまま利用できるものとなる。
【００１１】
このように、本発明による廃プラスチック塩化ビニールの処理手段は、廃プラスチック塩化ビニールを、密閉型の分解室において、触媒を添加して燃焼を生ぜしめない温度範囲で加熱して分解処理することで、塩素とオイルとに分解し燃焼により処理するとダイオキシンを発生して公害を惹き起こすようになる塩化ビニール中の塩素を、塩素ガスとして分離させ、同時に発生してくる塩素が分離したビニール誘導体の油脂類の気化ガスと共に、分解室から抽き出して冷却室に導き、ここで液化させて抽き出すのであるから、公害を発生させない状態で分別処理でき、さらにナトリウム（Ｎａ）と水の添加により塩（ＮａＣｌ）として固定し得るので、安全に処理できるようになる。また、塩素が切り離されて分解した塩化ビニールは、ビニール誘導体の油脂類となり、気化してガスとなってくることで、塩素ガスと共に分解室から抽き出し、冷却室において冷却・液化して、油として抽出でき、再利用が容易になる。
【００１２】
【実施例１】
次に本発明手段の実施例を図面に従い説明する。
図１は、本発明手段による廃プラスチック塩化ビニールの分解処理装置の縦断した展開図で、同図においてａは分解室、ｂは冷却室を示す。
【００１３】
分解室ａは、分解する廃プラスチック塩化ビニールを投入する供給口１０を具備する密閉可能の釜状乃至箱状に形成し、それの内部の床部位に、加熱装置Ｈとするバーナー装置１２の燃焼炉１１を、図２の平面図にあるようＵ字形の煙道状に形成して配設し、それの両端の開口部を分解室ａの外部にそれぞれ開放し、一方の開口端を焚き口１１ａとしてそこにバーナー装置１２のノズル部を挿入して配設し、他方の開口端を排気口１１ｂとして、ここからバーナー装置で燃焼させた燃焼ガスを室外に排出させるようにし、これにより、分解室ａ内の加熱が、燃焼炉１１の炉壁を介して間接的に行われるようにする。
【００１４】
また、分解室ａの内部の床部分には、配設したＵ字管状の燃焼炉 の回りに、加熱によりα線を放射する長石・雲母石１３を敷き詰めるようにする。
【００１５】
このとき、分解室ａの床には、鉄格子１４を床面から少し上方の位置に棚設して、その鉄格子１４の上に長石・雲母石１３および燃焼炉１１を配設し、この鉄格子１４の下方の空間が、廃プラスチック塩化ビニールの加熱による分解処理の際に生ずる残渣の集積部となるようにし、これに集積してくる残渣を掻き出す掻出口１６を設ける。
【００１６】
分解室ａは、それの内部での加熱により廃プラスチック塩化ビニールが分解して気化することで生成される塩素ガスおよび油分のガスを上昇させて集めるのを容易にするため、天井部をドーム状に形成して、それの頂部に塩素ガスおよび油分のガスを分解室ａから抽き出すためのダクトｃを接続する。
【００１７】
また、この分解室ａ内における廃プラスチック塩化ビニールの熱による分解を、その塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない温度範囲の温度で行わすために添加する触媒の投入口１５を、このドーム状とした天井部の適宜位置に設けておく。
【００１８】
分解室ａ内に廃プラスチック塩化ビニールを投入する供給口１０は、前述のダクトｃの接続口に対し低い位置となる分解室ａの側壁部位に設け、分解室ａ内で生成される塩素ガスおよび油分のガスがこの供給口１０から外部に溢流していくことのないようにする。
【００１９】
前述のドーム状とした天井部の頂部に基端側を接続するダクトｃは、それの先端側を冷却室ｂに接続させていることで、先端側の塩素ガスおよび油分のガスの蒸気圧が降下していることから、分解室ａ内に生じる塩素ガスおよび油分のガスをダクトｃの先端側に抽き出すように作用して分解室ａ内の圧力を負圧に保持するようになるので、この供給口１０は開放した状態としておいても、ここからの塩素ガスおよび油分のガスの溢出は殆どない。
【００２０】
供給口１０には、分解室ａ内への廃プラスチック塩化ビニールの供給を円滑にするため、クラッシャーｄを装備せしめることが有効である。このクラッシャーｄは粗く破砕する程度のものでよい。
【００２１】
分解室ａで生成した塩素ガスおよび油分のガスを冷却して液化させる冷却室ｂは、分解室ａからダクトｃを介して抽き出す塩素ガスおよびオイル分の気化ガスの流れを良くするために、分解室ａよりも低い位置に配設しておくことが望ましい。
【００２２】
そして、この例においては、重い塩素ガスとやや重い重油分のガスと軽い軽油分のガスとを、各別に凝縮させて液化させるために、第１・第２・第３の冷却室２０・２１・２２に区画し、かつ、これらを三段に重ねて配設し、それぞれに、冷却手段ｅとして、冷却水を流す蛇管３０と冷凍機の冷媒を循環させる冷媒蒸気管３１とを装備せしめている。
【００２３】
そして、また、分解室ａから導いたダクトｃは、それの先端側を、三段に重ねた第１・第２・第３の冷却室のうちの下段の第１の冷却室２０の下方にまで一たん下降させ、そこからＵ字状に屈曲させて上段の第３の冷却室２２の側方にまで立ち上げ、この立ち上げ部の途中で、第１・第２・第３の各冷却室２０・２１・２２に臨む部位に枝管４０・４１・４２を設けて、それら枝管４０・４１・４２を第１および第２ならびに第３の冷却室２０・２１・２２のそれぞれ接続することで、このダクトｃの先端側が、重い塩素ガスと、やや重い重油分の気化ガスと、軽い軽油分の気化ガスとの三者に比重差により選別する選別器を構成するようにしている。
【００２４】
三段に重ねた第１・第２・第３の冷却室２０・２１・２２には、それぞれ、凝縮して液化した塩素およびオイルを取り出す取出管５０・５１・５２を接続させるが、下段の第１の冷却室２０にあっては、ここに導入されるのが比重の大きい重い塩素ガスであることから、その冷却室２０または取出管５０に、水蒸気とナトリウムを添加する注入口を設けて、塩（ＮａＣｌ）水としてタンクＴ１に取り出すようにする。
【００２５】
また、中段の第２の冷却室２１には、やや重い重油分のガスが導入されることから、ここに接続する取出管５１はタンクＴ２に連通して、取り出す重い油をこのタンクＴ１に流し込んで一時的に貯留するようにする。
【００２６】
また、上段の第３の冷却室２２には、軽い油分のガスが導入されることから、ここに接続する取出管５２は、第２の冷却室２１に接続する取出管５１と同様に、タンクＴ３に連通させて、これに一時貯留していくようにしてよいが、この取出管５２から取り出される軽い油は、分解室ａに装備せしめるバーナー装置１２の燃料油としてそのまま使用し得るものであるから、取り出す軽い油の一部または全部を、分解室ａに装備するバーナー装置１２に対して供給するよう、それの燃料の供給口に対して接続するようにしてよい。
【００２７】
【実施例２】
次に、図３は別の実施例装置を示している。この例の廃プラスチック塩化ビニール分解処理装置は、小型化した形態のもので、分解室ａを冷却室ｂの上に一体的に装架したものとしている。
【００２８】
分解室ａは、密閉可能で天井をアーム状とした台箱状に形成され、それの内部の床面に、加熱装置Ｈとして、Ｕ字管状に形成した燃焼炉１１を、それの焚き口１１ａと排気口１１ｂとが分解室ａの外部に突出する状態に組み付けて、それの焚き口１１ａにバーナー装置１２を組み付け、かつ、その焼却炉１１のまわりに加熱によりα線を放射する長石・雲母石１３等を敷き詰めることは、前述の実施例と同様であるが、被分解材料である廃プラスチック塩化ビニールを投入する供給口１０は、分解室ａの周壁に開設し、そこに開閉蓋１７を設けて、これの開閉作動により被分解材料と分解促進剤の触媒類の投入を行うようにしている。また、バーナー装置の作動により被分解材料が分解されて生成してくる塩素および油分の気化ガスを抽き出すためのダクトｃは、分解室ａの側壁で、アーム状に形成した天井板の近くに位置する部位に接続口を開設してそこに基端部を接続するようにしている。
【００２９】
冷却室ｂは、上述の分解室ａを載架する台箱状に形成してあり、それの内部は、第１・第２・第３の冷却室２０・２１・２２に区画され、それらに、前記ダクトｃにより抽き出す塩素ガスおよび油分の気化ガスを、そのダクトｃに設けた枝管４０・４１・４２を介して接続し、かつ、その区画された各冷却室２０・２１・２２には、冷却手段ｅとして、冷却水を循環させる冷却蛇管３０と、冷凍機のコンプレッサーで圧縮されて送り出される冷媒を循環させる冷媒蒸発管３１とが配設され、また、各冷却室２０・２１・２２に、そこで冷却して液化させた塩素ガスおよび油分のガスを取り出す取出管５０・５１・５２を接続させて設けることについては、前述の実施例のものと変わりなく構成してある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による廃プラスチック塩化ビニールの分解処理手段は、その廃プラスチック塩化ビニールを、密閉可能な分解室内において、フタル酸ナトリウム等の分解を促進する触媒を添加して塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲の４００度Ｃ〜４５０度Ｃ程度の温度で加熱して、塩素それが分離したビニール誘導体の油脂類とに分解し、生成してくる塩素ガスと油脂類の気化ガスを、冷却室に導いて冷却し凝縮させ液化した塩素とオイルの状態として取り出すのであるから、ダイオキシン類の発生を誘導することなく、かつ、安全な態様で処理でき、しかも、分解を、生成物が無害な物質に変換してくる態様として行うことから、分解生成物の再利用を著しく容易なものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明手段による廃プラスチック塩化ビニールの処理装置の縦断した展開図である。
【図２】 同上の処理装置の分解室の横断平面図である。
【図３】 同上の処理装置の別の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
ａ…分解室、ｂ…冷却室、ｃ…ダクト、ｄ…クラッシャー、ｅ…冷却装置、Ｈ…加熱装置、Ｔ１・Ｔ２・Ｔ３…タンク、１０…供給口、１１…焼却炉、１１ａ…焚き口、１１ｂ…排気口、１２…バーナー装置、１３…長石・雲母石、１４…鉄格子、１５…投入口、１６…掻出口、１７…開閉蓋、２０・２１・２２…第１・第２・第３の冷却室、３０…冷却蛇管、３１…冷媒蒸発管、４０・４１・４２…第１・第２・第３の枝管、５０・５１・５２…第２・第２・第３の取出管。

Claims (2)

1. 被分解材料の廃プラスチック塩化ビニールを、密閉可能な分解室（ａ）において、分解を促進する触媒を添加して塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲の温度で熱処理して、塩素とそれが分離した油脂類とその他無機物に分解し、生成してくる塩素と油脂類の気化ガスを、ダクト（ｃ）により冷却室（ｂ）に導いて、冷却し凝縮させ、液化した塩素と油脂類として取り出すことを特徴とする廃プラスチック塩化ビニールの処理方法において、分解室（ａ）内に生成してくる塩素ガスおよび油脂類のガスは、冷却室（ｂ）に導く前に、選別室に導き、比重差により、重い塩素ガスを油脂分のガスから分け、その分別した重い塩素ガスを、区画された塩素ガス用の冷却室（２０）に導き、ナトリウム（Ｎａ）と水との添加により塩（ＮａＣｌ）として固定し、塩水としてタンク（Ｔ１）に回収することを特徴とする廃プラスチック塩化ビニールの処理方法。
2. 被分解材料の廃プラスチック塩化ビニールを投入する供給口（１０）を具備せしめた密閉可能な釜状乃至箱状の分解室（ａ）内の床部に、その分解室（ａ）内の温度を塩化ビニールに燃焼を生ぜしめない範囲に昇温させ得るよう制御した加熱装置Ｈを配設し、その分解室（ａ）の内腔の天井部位に、分解室（ａ）内に生成してくる被分解材料からの気化ガスを抽き出すダクト（ｃ）の基端側に接続し、そのダクト（ｃ）の先端側を、室内に冷却手段（ｅ）を装備せる冷却室（ｂ）に対し接続し、その冷却室（ｂ）に、導入して冷却・凝縮させた気化ガスの液化物を取り出す取出管を装設してなる廃プラスチック塩化ビニールの分解処理装置において、冷却室（ｂ）または取出管（５０）には、水とナトリウム（Ｎａ）を添加する注入口を設け、取出管（５０）には、水とナトリウムの添加により生じてくる塩（ＮａＣｌ）水を受けるタンク（Ｔ１）を接続し、分解室（ａ）で生成する塩素ガスを、塩（ＮａＣｌ）とし固定して回収するようにしたことを特徴とする廃プラスチック塩化ビニールの分解処理装置。

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