JP7107685B2 - How to treat chlorine-containing plastics - Google Patents

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Description

本発明は、塩素含有プラスチックの処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating chlorine-containing plastics.

ポリ塩化ビニルなどの塩素含有プラスチックは、例えば、透明シートや配管の材料として広く利用されている。このような塩素含有プラスチックを含む廃棄物を処理する方法として、焼却処理が広く行われている。しかし、資源再利用の観点から、塩素含有プラスチック中の有機成分を回収し、これを燃料の代替として利用することも検討されている。 Chlorine-containing plastics such as polyvinyl chloride are widely used, for example, as materials for transparent sheets and piping. Incineration is widely used as a method for treating waste containing chlorine-containing plastics. However, from the viewpoint of resource reuse, it is also being studied to recover organic components in chlorine-containing plastics and use them as a substitute for fuel.

特許文献1には、塩素を含む有機性廃棄物を反応容器内に導入し、常圧で、210~240℃の過熱水蒸気を反応容器に供給・排出し、反応容器内で廃棄物中の有機塩素を熱分解した後、前記反応容器内に残留した固形分を再生固形燃料として反応容器外に導出して水洗する方法が開示されている。 In Patent Document 1, organic waste containing chlorine is introduced into a reaction vessel, superheated steam at 210 to 240 ° C. is supplied to and discharged from the reaction vessel at normal pressure, and organic waste in the waste is removed in the reaction vessel. A method is disclosed in which after pyrolyzing chlorine, the solid content remaining in the reaction vessel is taken out of the reaction vessel as a regenerated solid fuel and washed with water.

特許文献2には、塩素を含む廃棄物と廃棄物中の塩素量に対して3モル当量以上のアルカリを反応容器内に導入するとともに、過熱水蒸気を前記反応容器に供給・排出し、反応容器内で塩素を気化し、前記反応容器内に残留した固形分を再生固形燃料として反応容器外に導出し、当該再生固形燃料を所定条件で水洗する方法が開示されている。 In Patent Document 2, a waste containing chlorine and an alkali of 3 molar equivalents or more relative to the amount of chlorine in the waste are introduced into a reaction vessel, and superheated steam is supplied to and discharged from the reaction vessel. A method is disclosed in which chlorine is vaporized inside the reaction vessel, the solid content remaining in the reaction vessel is discharged outside the reaction vessel as a regenerated solid fuel, and the regenerated solid fuel is washed with water under predetermined conditions.

特許文献3には、塩素を含有するプラスチックを含む廃棄物の破砕品と、固体状のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物とを反応容器内に導入するとともに、210~350℃の過熱水蒸気を反応容器に供給・排出し、反応容器内で廃棄物中のプラスチックが分解し発生する塩化水素をアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物に捕捉させることにより固相へ固定し、反応容器内に残留した固形分を再生固形燃料として反応容器外に導出する方法が開示されている。この特許文献3に開示されている方法では、反応容器外に導出された固形分を破砕した後、篩を使用して分級し、分級により篩目を通過した高塩素濃度の微粒固形分のみを水洗している。 In Patent Document 3, a crushed waste product containing chlorine-containing plastic and a solid alkali metal compound or alkaline earth metal compound are introduced into a reaction vessel, and superheated steam of 210 to 350 ° C. is added. It is supplied to and discharged from the reaction vessel, and the hydrogen chloride generated by the decomposition of the plastic in the waste in the reaction vessel is captured by the alkali metal compound or alkaline earth metal compound, fixed to the solid phase, and remains in the reaction vessel. Disclosed is a method for discharging the recovered solid content out of the reaction vessel as a regenerated solid fuel. In the method disclosed in Patent Document 3, after crushing the solid content drawn out of the reaction vessel, it is classified using a sieve, and only the finely divided solid content with a high chlorine concentration that has passed through the sieve mesh by classification. I am washing.

特許第6022745号公報Japanese Patent No. 6022745 特許第5732278号公報Japanese Patent No. 5732278 特許第5845124号公報Japanese Patent No. 5845124

特許文献1~3に記載されている塩素含有プラスチックの処理方法では、塩素含有プラスチックを比較的低温度で処理している。このため、プラスチックに含まれる有機成分の揮発を少なくすることができ、高発熱量の炭化物を比較的多量に回収できるという利点がある。しかしながら、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性プラスチックは一般に90~330℃で軟化・溶融するため、特許文献1~3に記載されている温度範囲では軟化・溶融した塩素含有プラスチック同士が融着して塊状物を形成し、これが反応容器の排出口を閉塞してしまうおそれがあり、塩素含有プラスチックを長期間にわたって連続的に処理することが難しいという問題がある。また、塩素含有プラスチックの加熱温度が低いと熱分解が進まずに、有機態塩素が残留する問題もある。また、重質な熱分解物(タール)も反応容器の排出口を閉塞してしまうおそれがあるため、タールの生成を抑制することは重要である。さらに、低温での炭化処理物にはタールなどの重質な熱分解物が含まれるため、炭化処理物を水洗した際、その排水中の有機物量が多くなり、排水の処理が複雑になる。またさらに、塩素含有プラスチックの処理においては、熱分解によって発生する塩化水素を高い効率で固定することで、ダイオキシン類のような有害性の高い副生成物を抑制することも重要である。 In the chlorine-containing plastic treatment methods described in Patent Documents 1 to 3, the chlorine-containing plastic is treated at a relatively low temperature. Therefore, there is an advantage that volatilization of the organic component contained in the plastic can be reduced, and a relatively large amount of high calorific value carbide can be recovered. However, thermoplastics such as polyvinyl chloride generally soften and melt at 90 to 330°C. There is the problem that it is difficult to process chlorine-containing plastics continuously over a long period of time, as they form particles which can clog the outlet of the reaction vessel. In addition, if the heating temperature of the chlorine-containing plastic is low, thermal decomposition does not proceed, and there is also the problem that organic chlorine remains. In addition, since heavy pyrolysis products (tar) may clog the discharge port of the reaction vessel, it is important to suppress the formation of tar. Furthermore, since carbonized products at low temperatures contain heavy thermal decomposition products such as tar, when the carbonized products are washed with water, the amount of organic matter in the wastewater increases, complicating wastewater treatment. Furthermore, in the treatment of chlorine-containing plastics, it is also important to suppress highly harmful by-products such as dioxins by fixing hydrogen chloride generated by thermal decomposition with high efficiency.

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、塩素含有プラスチックを長期間にわたって連続的に処理することができ、かつ塩素含有プラスチックの熱分解によって発生する塩化水素を高い効率で固定でき、ダイオキシン類が発生しにくい塩素含有プラスチックの処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its object is to be able to continuously treat chlorine-containing plastics over a long period of time, and to remove hydrogen chloride generated by thermal decomposition of chlorine-containing plastics. To provide a method for treating chlorine-containing plastics capable of fixing with high efficiency and hardly generating dioxins.

上記の課題を解決するために、本発明の塩素含有プラスチックの処理方法は、塩素含有プラスチックに、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種のカルシウム化合物を、前記塩素含有プラスチックの塩素量に対する前記カルシウム化合物のカルシウム量の比がモル比で2以上10以下の範囲内となる割合で混合した混合物を、非酸化雰囲気中で500℃以上900℃以下の温度で加熱して、前記塩素含有プラスチックの熱分解ガスと炭化物とを生成させると共に、前記塩素含有プラスチックに含まれる塩素と前記カルシウム化合物とを反応させて塩素含有カルシウム化合物を生成させる熱分解工程と、前記熱分解ガスを回収するガス回収工程と、前記炭化物と前記塩素含有カルシウム化合物とを、前記塩素含有プラスチックの平均粒子径よりも小さく、かつ前記カルシウム化合物の平均粒子径よりも大きい篩を用いて分級することによって、微粒物と粗粒物とに分離する方法により分離する分離工程と、前記分離工程で分離された前記塩素含有カルシウム化合物を水洗する工程と、前記分離工程で分離された前記炭化物を水洗する工程と、を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the method for treating chlorine-containing plastics of the present invention provides chlorine-containing plastics with at least one calcium compound selected from the group consisting of calcium hydroxide, calcium carbonate and calcium oxide. A mixture obtained by mixing at a ratio such that the molar ratio of the amount of calcium in the calcium compound to the amount of chlorine in the containing plastic is within the range of 2 or more and 10 or less is heated at a temperature of 500° C. or more and 900° C. or less in a non-oxidizing atmosphere. a pyrolysis step of generating a pyrolysis gas of the chlorine-containing plastic and a carbide, and reacting the chlorine contained in the chlorine-containing plastic with the calcium compound to generate a chlorine-containing calcium compound; a gas recovery step of recovering gas; and classifying the carbide and the chlorine-containing calcium compound using a sieve smaller than the average particle size of the chlorine-containing plastic and larger than the average particle size of the calcium compound. A separation step of separating into fine particles and coarse particles by a method of separating fine particles and coarse particles, a step of washing the chlorine-containing calcium compound separated in the separation step, and a step of washing the carbide separated in the separation step. and a step.

このような構成とされた本発明の塩素含有プラスチックの処理方法によれば、熱分解工程において、塩素含有プラスチックとカルシウム化合物とを上記の量比で混合した混合物として、非酸化雰囲気中で500℃以上900℃以下と比較的高温度で加熱するので、塩素含有プラスチック同士が融着した塊状物やタールが生成しにくい。このため、塩素含有プラスチックを長期間にわたって連続的に処理することができる。また、塩素含有プラスチックの熱分解により生成した塩化水素(HCl)をカルシウム化合物に効率よく固定させることができ、ダイオキシン類が発生しにくくなる。さらに、ガス回収工程において、塩素含有プラスチックの熱分解ガスを回収するが、熱分解ガス中の塩素濃度は低いため、燃料代替ガスとして利用したときに設備の腐食や排ガス処理の負担が非常に低い。またさらに、熱分解ガスに含まれる有機物を燃料として利用することができる。 According to the chlorine-containing plastic treatment method of the present invention having such a configuration, in the pyrolysis step, the mixture of the chlorine-containing plastic and the calcium compound is mixed in the above-mentioned ratio, and the mixture is heated at 500° C. in a non-oxidizing atmosphere. Since the heating is performed at a relatively high temperature of 900° C. or less, it is difficult to generate clumps or tar in which chlorine-containing plastics are fused together. Therefore, chlorine-containing plastics can be treated continuously over a long period of time. In addition, hydrogen chloride (HCl) generated by thermal decomposition of chlorine-containing plastic can be efficiently fixed to the calcium compound, and dioxins are less likely to be generated. Furthermore, in the gas recovery process, the pyrolysis gas of chlorine-containing plastics is recovered, but since the chlorine concentration in the pyrolysis gas is low, when used as a fuel alternative gas, the corrosion of equipment and the burden of exhaust gas treatment are very low. . Furthermore, the organic substances contained in the pyrolysis gas can be used as fuel.

離工程で分離した炭化物は、高品位の燃料代替として利用することができ、塩素含有カルシウム化合物は脱塩後に、セメント原料代替や塩素を固定するためのカルシウム化合物として利用することができる。 The carbide separated in the separation process can be used as a high-grade fuel substitute, and the chlorine-containing calcium compound can be used as a cement raw material substitute or a calcium compound for fixing chlorine after desalination.

本発明によれば、塩素含有プラスチックを長期間にわたって連続的に処理することができ、かつ塩素含有プラスチックの熱分解によって発生する塩化水素を高い効率で固定でき、ダイオキシン類が発生しにくい塩素含有プラスチックの処理方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, chlorine-containing plastics can be continuously treated for a long period of time, hydrogen chloride generated by thermal decomposition of chlorine-containing plastics can be fixed with high efficiency, and dioxins are difficult to generate. It is possible to provide a processing method for

本発明の一実施形態に係る塩素含有プラスチックの処理方法を示すフロー図である。1 is a flow chart showing a method for treating chlorine-containing plastics according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る塩素含有プラスチックの処理方法において有利に用いることができる加熱処理装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing the configuration of a heat treatment apparatus that can be advantageously used in the method for treating chlorine-containing plastics according to one embodiment of the present invention. FIG.

以下、本発明の実施形態である塩素含有プラスチックの処理方法について添付した図面を参照して説明する。 Hereinafter, a method for treating chlorine-containing plastics, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る塩素含有プラスチックの処理方法を示すフロー図である。
本実施形態の塩素含有プラスチックの処理方法は、図1に示すように、塩素含有プラスチックとカルシウム化合物とを混合する混合工程S01と、混合工程S01で得られた混合物を加熱する熱分解工程S02と、塩素含有プラスチックの熱分解ガスを回収するガス回収工程S03と、熱分解工程S02にて生成した固形分を微粒物と粗粒物とに分離する分離工程S04と、分離工程S04で分離した微粒物を洗浄する微粒物洗浄工程S05と、分離工程で分離した粗粒物を洗浄する粗粒物洗浄工程S06と、を備えている。
FIG. 1 is a flow diagram showing a method for treating chlorine-containing plastics according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the chlorine-containing plastic treatment method of the present embodiment includes a mixing step S01 of mixing the chlorine-containing plastic and a calcium compound, and a thermal decomposition step S02 of heating the mixture obtained in the mixing step S01. , a gas recovery step S03 for recovering the pyrolysis gas of the chlorine-containing plastic, a separation step S04 for separating the solid content generated in the pyrolysis step S02 into fine particles and coarse particles, and the fine particles separated in the separation step S04 A fine particle cleaning step S05 for cleaning objects and a coarse particle cleaning step S06 for cleaning coarse particles separated in the separation step are provided.

(混合工程S01)
混合工程S01では、処理対象物の塩素含有プラスチックとカルシウム化合物とを混合して混合物を得る。混合は乾式で行ってもよいし、湿式で行ってもよい。混合装置としては、タンブラーミキサー、ドラムミキサーまたはリボンミキサーなどの一般的な微粉体の混合に利用される混合装置を用いることができる。加熱工程S02で使用する加熱装置の炉形式がロータリーキルンのように内部で流動を十分に行うことができれば、混合工程を省いてもよい。但し、この場合は、加熱処理装置内の混合物が、所定のCa/Cl比となるように、塩素含有プラスチックとカルシウム化合物の投入速度を調整することが好ましい。この混合工程S01では、加熱処理が効率よく行われるように乾燥、熱量調整、化学組成の調整、粒度調整なども同時に行ってよい。
(Mixing step S01)
In the mixing step S01, a chlorine-containing plastic to be treated and a calcium compound are mixed to obtain a mixture. The mixing may be dry or wet. As the mixing device, a mixing device such as a tumbler mixer, a drum mixer, or a ribbon mixer, which is generally used for mixing fine powder, can be used. If the furnace type of the heating device used in the heating step S02 can sufficiently flow inside such as a rotary kiln, the mixing step may be omitted. However, in this case, it is preferable to adjust the introduction rate of the chlorine-containing plastic and the calcium compound so that the mixture in the heat treatment apparatus has a predetermined Ca/Cl ratio. In this mixing step S01, drying, heat quantity adjustment, chemical composition adjustment, particle size adjustment, etc. may be performed simultaneously so that the heat treatment can be performed efficiently.

塩素含有プラスチックは、例えば、塩素含有プラスチックを含むプラスチック製品の廃棄物である。塩素含有プラスチックの例としては、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンが挙げられる。塩素含有プラスチックは、塩素を含有しないプラスチックや木くずやゴムなどの可燃物を含んでいてもよい。塩素含有プラスチックの塩素含有量は、0.5質量%以上60質量%以下の範囲内にあることが好ましい。塩素含有プラスチックの粒子径には、特に制限はないが、通常は、1mm以上150mm以下の範囲内である。 Chlorine-containing plastics are, for example, waste plastic products containing chlorine-containing plastics. Examples of chlorine-containing plastics include polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride. Chlorine-containing plastics may include non-chlorine-containing plastics and combustibles such as wood chips and rubber. The chlorine content of the chlorine-containing plastic is preferably in the range of 0.5 mass % or more and 60 mass % or less. The particle size of the chlorine-containing plastic is not particularly limited, but is usually in the range of 1 mm or more and 150 mm or less.

カルシウム化合物は、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。カルシウム化合物は、熱分解工程S02において、塩素含有プラスチックの熱分解を促進して、熱分解物を軽質化させる作用と、塩素含有プラスチックの熱分解により生成した塩化水素(HCl)を塩化カルシウムや塩化水酸化カルシウムとして固定する作用とを有する。 The calcium compound contains at least one selected from the group consisting of calcium hydroxide, calcium carbonate and calcium oxide. In the pyrolysis step S02, the calcium compound has the effect of accelerating the thermal decomposition of the chlorine-containing plastic to lighten the thermal decomposition product, and the hydrogen chloride (HCl) generated by the thermal decomposition of the chlorine-containing plastic is converted into calcium chloride or chloride. It has an effect of fixing as calcium hydroxide.

カルシウム化合物は、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムおよび酸化カルシウム以外の成分を含んでいてもよい。例えば、カルシウム化合物として、焼却飛灰やばいじんを使用してもよい。焼却飛灰は、都市ゴミの焼却処理で発生する塩素系ガスを含む酸性ガスを、カルシウム化合物(特に、水酸化カルシウム、酸化カルシウム)で中和させることによって生成した微細な粒子である。ばいじんとは、産業廃棄物の焼却処理で発生する塩素系ガスを含む酸性ガスを、カルシウム化合物で中和させることによって生成した微細な粒子である。これらは塩素を含有するが、塩素と未結合のカルシウムを多く含んでいるため、カルシウム化合物として使用することができる。水洗等により事前に塩素を除去しておけばより効果的である。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。また同様の理由で、セメント工場で副生する塩素バイパスダストや産業排水の中和汚泥の乾燥物などを活用することもできる。 The calcium compound may contain components other than calcium hydroxide, calcium carbonate and calcium oxide. For example, incineration fly ash or dust may be used as the calcium compound. Incineration fly ash is fine particles produced by neutralizing acid gas containing chlorine-based gas generated in the incineration of municipal waste with a calcium compound (particularly calcium hydroxide and calcium oxide). Soot and dust are fine particles produced by neutralizing acid gases, including chlorine-based gases, generated by incineration of industrial waste with calcium compounds. Although they contain chlorine, they can be used as calcium compounds because they contain a large amount of chlorine and unbound calcium. It is more effective if chlorine is removed in advance by washing with water or the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. For the same reason, chlorine bypass dust by-produced in cement plants and dried neutralized sludge from industrial wastewater can also be used.

カルシウム化合物は、粒子径が塩素含有プラスチックよりも小さいことが好ましい。カルシウム化合物の粒子径が小さいと、分離工程S04で固形分を微粒物と粗粒物とに分離しやすくなる。カルシウム化合物のメジアン径は100μm以下であることが好ましい。一方、カルシウム化合物の粒子径が小さくなりすぎると、熱分解工程S02にて発生するばいじんの量が増加するおそれがある。生成する熱分解ガス中に飛散するおそれがある。このため、カルシウム化合物は、メジアン径が1μm以上であることが好ましい。 The calcium compound preferably has a smaller particle size than the chlorine-containing plastic. When the particle size of the calcium compound is small, it becomes easier to separate the solid content into fine particles and coarse particles in the separation step S04. The median diameter of the calcium compound is preferably 100 µm or less. On the other hand, if the particle size of the calcium compound becomes too small, the amount of dust generated in the thermal decomposition step S02 may increase. There is a risk of scattering in the generated pyrolysis gas. Therefore, the calcium compound preferably has a median diameter of 1 μm or more.

塩素含有プラスチックとカルシウム化合物との混合割合は、塩素含有プラスチックの塩素量に対するカルシウム化合物のカルシウム量の比(Ca/Cl比)がモル比で2以上10以下の範囲内となる割合である。Ca/Cl比が2未満であると、熱分解工程S02において、カルシウム化合物に固定される塩化水素量が低減し、熱分解ガスに塩化水素が混入しやすくなるおそれがある。また、熱分解工程S02において、塩素含有プラスチックの熱分解が促進されずに、重質な熱分解物(タール)が生成しやすくなるおそれがある。一方、Ca/Cl比が10を超えると、上記の作用効果が飽和するだけでなく、相対的に処理対象物の塩素含有プラスチックの処理量が少なくなり、塩素含有プラスチックの処理効率が低下する。Ca/Cl比は3以上10以下の範囲内にあることが好ましい。 The mixing ratio of the chlorine-containing plastic and the calcium compound is such that the ratio of the amount of calcium in the calcium compound to the amount of chlorine in the chlorine-containing plastic (Ca/Cl ratio) is within the range of 2 or more and 10 or less in terms of molar ratio. If the Ca/Cl ratio is less than 2, the amount of hydrogen chloride fixed to the calcium compound may decrease in the thermal decomposition step S02, and hydrogen chloride may easily be mixed into the thermal decomposition gas. In addition, in the thermal decomposition step S02, the thermal decomposition of the chlorine-containing plastic is not accelerated, and heavy thermal decomposition products (tar) are likely to be generated. On the other hand, when the Ca/Cl ratio exceeds 10, not only are the above effects saturated, but the amount of chlorine-containing plastics to be treated becomes relatively small, resulting in a reduction in the efficiency of chlorine-containing plastics treatment. The Ca/Cl ratio is preferably in the range of 3 or more and 10 or less.

(熱分解工程S02)
熱分解工程S02では、混合工程S01で得られた混合物を加熱して、塩素含有プラスチックの熱分解ガスと炭化物とを生成させると共に、塩素含有プラスチックに含まれる塩素とカルシウム化合物とを反応させて塩素含有カルシウム化合物を生成させる。
(Thermal decomposition step S02)
In the pyrolysis step S02, the mixture obtained in the mixing step S01 is heated to generate a pyrolysis gas of the chlorine-containing plastic and a carbide, and the chlorine contained in the chlorine-containing plastic reacts with the calcium compound to produce chlorine. Generates contained calcium compounds.

混合物の加熱は、非酸化雰囲気中で行う。非酸化雰囲気は、塩素含有プラスチックが酸化(燃焼)しない雰囲気である。非酸化雰囲気は、酸素濃度が1体積%以下に調整された雰囲気であることが好ましい。具体的には、窒素、水蒸気、二酸化炭素およびアルゴンなどの不活性ガスの雰囲気、負圧雰囲気が挙げられる。 Heating of the mixture is performed in a non-oxidizing atmosphere. A non-oxidizing atmosphere is one in which chlorine-containing plastics do not oxidize (burn). The non-oxidizing atmosphere is preferably an atmosphere in which the oxygen concentration is adjusted to 1% by volume or less. Specifically, an inert gas atmosphere such as nitrogen, water vapor, carbon dioxide, and argon, and a negative pressure atmosphere can be used.

加熱温度は500℃以上900℃以下の温度である。加熱温度は500℃未満であると、塩素含有プラスチック同士が融着した塊状物が生成するおそれがある。一方、加熱温度が900℃を超えると、塩素含有カルシウム化合物が熱分解して、熱分解ガスに塩化水素ガスが混入しやすくなる。 The heating temperature is 500° C. or higher and 900° C. or lower. If the heating temperature is less than 500° C., there is a risk that clumps of fused chlorine-containing plastics may be formed. On the other hand, if the heating temperature exceeds 900° C., the chlorine-containing calcium compound is thermally decomposed, and hydrogen chloride gas is likely to be mixed into the thermal decomposition gas.

加熱時間は、加熱温度、塩素含有プラスチックの塩素含有量、混合物中の塩素含有プラスチックとカルシウム化合物との混合割合などの要因によって変動するが、一般に15分以上120分以下の範囲内、好ましくは20分以上60分以下の範囲内である。 The heating time varies depending on factors such as the heating temperature, the chlorine content of the chlorine-containing plastic, and the mixing ratio of the chlorine-containing plastic and the calcium compound in the mixture, but is generally within the range of 15 minutes or more and 120 minutes or less, preferably 20 minutes. minutes or more and 60 minutes or less.

(ガス回収工程S03)
ガス回収工程S03では、塩素含有プラスチックの熱分解ガスを回収する。熱分解ガスは、通常は、水素、一酸化炭素、低分子量の炭化水素化合物などの可燃性物質を含む。炭化水素化合物の例としては、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ブタン、ブテンなどを挙げることができる。このような可燃性物質を含む熱分解ガスは、燃料として利用することができる。例えば、熱分解ガスを、熱分解工程S02で使用する加熱処理装置の燃料として利用することができる。
(Gas recovery step S03)
In the gas recovery step S03, the pyrolysis gas of the chlorine-containing plastic is recovered. Pyrolysis gases typically contain combustible materials such as hydrogen, carbon monoxide, and low molecular weight hydrocarbon compounds. Examples of hydrocarbon compounds include methane, ethane, ethylene, propane, propene, butane, butene, and the like. The pyrolysis gas containing such combustible substances can be used as fuel. For example, the pyrolysis gas can be used as fuel for the heat treatment device used in the pyrolysis step S02.

ここで、熱分解ガスを燃料として利用する加熱処理装置の例を、図2を参照して説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る塩素含有プラスチックの処理方法において有利に用いることができる加熱処理装置の構成を示す断面図である。
加熱処理装置10は、図2に示すように、内筒20と、内筒20を収容する外筒30とを有する外熱式ロータリーキルンである。
Here, an example of a heat treatment apparatus using pyrolysis gas as fuel will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a heat treatment apparatus that can be advantageously used in the method for treating chlorine-containing plastics according to one embodiment of the present invention.
The heat treatment apparatus 10 is an externally heated rotary kiln having an inner cylinder 20 and an outer cylinder 30 accommodating the inner cylinder 20, as shown in FIG.

内筒20は、一方の端部に混合物の供給口21を備え、他方の端部に混合物の加熱によって生成する固形分(炭化物と塩素含有カルシウム化合物)の取出口22を備える。内筒20は、側面に混合物の加熱によって生成する熱分解ガスの取出口23を有する。また、内筒20は、両端に内筒20を回転させるための内筒回転装置24を備える。 The inner cylinder 20 has a mixture supply port 21 at one end and an outlet 22 for solids (carbides and chlorine-containing calcium compounds) produced by heating the mixture at the other end. The inner cylinder 20 has an outlet 23 for pyrolysis gas generated by heating the mixture on its side surface. In addition, the inner cylinder 20 has inner cylinder rotating devices 24 for rotating the inner cylinder 20 at both ends.

外筒30は、内筒20の熱分解ガスの取出口23から取り出された熱分解ガスを燃焼させることによって、内筒20を加熱するものである。外筒30は、空気の導入口(図示せず)と、助燃バーナ31と、熱分解ガスの燃焼によって生成する燃焼ガスを、外部に排出するための排煙口32を備える。 The outer cylinder 30 heats the inner cylinder 20 by burning the pyrolysis gas extracted from the thermal decomposition gas outlet 23 of the inner cylinder 20 . The outer cylinder 30 is provided with an air inlet (not shown), an auxiliary burner 31, and a smoke outlet 32 for discharging combustion gas generated by combustion of the pyrolysis gas to the outside.

加熱処理装置10では、混合物の供給口21から供給された混合物は、内筒20の回転によって撹拌されながら加熱され、熱分解ガスと炭化物と塩素含有カルシウム化合物が生成する。熱分解ガスは、熱分解ガスの取出口23を介して外筒30に取り出される。
固形分(炭化物と塩素含有カルシウム化合物)は、固形分の取出口22を介して外部に取り出される。一方、外筒30に取り出された熱分解ガスは燃焼して燃焼ガス25を生成する。燃焼ガス25は、排煙口32を介して外部に取り出される。外部に取り出された燃焼ガス25は、二次燃焼炉で処理してもよい。この二次燃焼炉として、セメント焼成キルンを利用してもよい。
In the heat treatment apparatus 10, the mixture supplied from the mixture supply port 21 is heated while being agitated by the rotation of the inner cylinder 20 to generate pyrolysis gas, carbides, and chlorine-containing calcium compounds. The pyrolysis gas is taken out to the outer cylinder 30 through the pyrolysis gas outlet 23 .
Solids (carbides and chlorine-containing calcium compounds) are taken out through a solids take-out port 22 . On the other hand, the pyrolysis gas taken out to the outer cylinder 30 is combusted to generate combustion gas 25 . The combustion gas 25 is taken out to the outside through the smoke outlet 32 . The combustion gas 25 taken out may be processed in a secondary combustion furnace. A cement firing kiln may be used as the secondary combustion furnace.

加熱処理装置10の外筒30は、燃焼ガス25の塩素濃度を測定するための塩素分析装置を備えていてもよい。この場合、燃焼ガス25の塩素濃度が高くなったときは、混合物中のカルシウム化合物の割合を増加して、塩素の固定効率を向上させるなどの対応を取ることができる。 The outer cylinder 30 of the heat treatment device 10 may be equipped with a chlorine analyzer for measuring the chlorine concentration of the combustion gas 25 . In this case, when the chlorine concentration of the combustion gas 25 becomes high, it is possible to take countermeasures such as increasing the ratio of the calcium compound in the mixture to improve the chlorine fixation efficiency.

(分離工程S04)
分離工程S04は、熱分解工程S02にて生成した固形分(炭化物と塩素含有カルシウム化合物の混合物)を微粒物と粗粒物とに分離する。具体的には、塩素含有プラスチックの平均粒子径よりも小さく、かつカルシウム化合物の平均粒子径よりも大きい篩を用いて分級することによって、微粒物と粗粒物とに分離する。こうすることによって、微粒物は塩素含有カルシウム化合物を相対的に多く含み、粗粒物は炭化物を相対的に多く含むように分離することができる。
(Separation step S04)
The separation step S04 separates the solid content (mixture of carbide and chlorine-containing calcium compound) generated in the thermal decomposition step S02 into fine particles and coarse particles. Specifically, by classifying using a sieve smaller than the average particle size of the chlorine-containing plastic and larger than the average particle size of the calcium compound, fine particles and coarse particles are separated. By doing so, it is possible to separate the fine particles relatively rich in chlorine-containing calcium compounds and the coarse particles relatively rich in carbides.

(微粒物洗浄工程S05)
微粒物洗浄工程S05では、分離工程S04で分離した微粒物を水洗する。この水洗によって、微粒物中の塩化カルシウムなどの可溶性塩類を溶解させて除去する。水洗の方法としては、微粒物を水に懸濁させて撹拌洗浄する方法、微粒物に水をシャワーリングする方法などを用いることができる。洗浄した微細物は加圧ろ過装置、遠心分離装置、真空ろ過装置および振動脱水などを用いて脱水することができる。
(Fine particle cleaning step S05)
In the fine particle washing step S05, the fine particles separated in the separation step S04 are washed with water. This water washing dissolves and removes soluble salts such as calcium chloride in the fine particles. As a method for washing with water, a method of suspending the fine particles in water and washing with stirring, a method of showering the fine particles with water, or the like can be used. The washed fines can be dewatered using pressure filtration equipment, centrifugal separation equipment, vacuum filtration equipment, vibration dewatering, and the like.

洗浄後の微粒物は、炭酸カルシウムあるいは水酸化カルシウムを多量に含む。このため、洗浄後の微粒物は、セメント原料代替として活用できる。また塩素を固定するためのカルシウム化合物として再利用することができる。 The fine particles after washing contain a large amount of calcium carbonate or calcium hydroxide. Therefore, the fine particles after washing can be used as a substitute for cement raw materials. It can also be reused as a calcium compound for fixing chlorine.

(粗粒物洗浄工程S06)
粗粒物洗浄工程S06では、分離工程S04で分離した粗粒物を水洗する。この水洗によって、粗粒物中の塩化カルシウムなどの可溶性塩類を溶解させて除去する。水洗の方法としては、微粒物の水洗方法と同じ方法を用いることができる。洗浄した粗粒物は加圧ろ過装置、遠心分離装置、真空ろ過装置および振動脱水などを用いて脱水することができる。また、粗粒物の水洗が効率良くできない場合には、粗粒物を予め粉砕して洗浄して、水洗効率を向上させてもよい。
(Coarse particle cleaning step S06)
In the coarse particle washing step S06, the coarse particles separated in the separation step S04 are washed with water. This water washing dissolves and removes soluble salts such as calcium chloride in the coarse particles. As the washing method, the same method as the washing method for fine particles can be used. The washed coarse particles can be dewatered using a pressure filtration device, a centrifugal separation device, a vacuum filtration device, vibration dehydration, or the like. If the coarse particles cannot be efficiently washed with water, the coarse particles may be pulverized in advance and washed to improve the washing efficiency.

洗浄後の粗粒物は、炭化物を多量に含む。洗浄後の粗粒物は、低塩素かつ高発熱量のため、セメント製造用のロータリーキルンの燃料代替として利用できる。 The coarse particles after washing contain a large amount of carbide. The coarse particles after washing can be used as a substitute fuel for rotary kilns for cement production because of their low chlorine content and high calorific value.

以上のような構成とされた本実施形態に係る塩素含有プラスチックの処理方法によれば、混合工程S01で得られた塩素含有プラスチックとカルシウム化合物とを所定の量比で含む混合物を、熱分解工程S02において、非酸化雰囲気中で500℃以上900℃以下と比較的高温度で加熱するので、塩素含有プラスチック同士が融着した塊状物やタールが生成しにくい。このため、塩素含有プラスチックを長期間にわたって連続的に処理することができる。また、塩素含有プラスチックの熱分解により生成した塩化水素をカルシウム化合物に効率よく固定させることができ、ダイオキシン類が発生しにくくなる。 According to the method for treating chlorine-containing plastics according to the present embodiment, which is configured as described above, the mixture containing the chlorine-containing plastic and the calcium compound obtained in the mixing step S01 at a predetermined amount ratio is subjected to the thermal decomposition step. In S02, heating is performed at a relatively high temperature of 500° C. or higher and 900° C. or lower in a non-oxidizing atmosphere, so that clumps or tar formed by fusion of chlorine-containing plastics are less likely to form. Therefore, chlorine-containing plastics can be treated continuously over a long period of time. In addition, hydrogen chloride generated by thermal decomposition of chlorine-containing plastic can be efficiently fixed to the calcium compound, and dioxins are less likely to be generated.

また、本実施形態の塩素含有プラスチックの処理方法においては、さらに、熱分解工程S02にて生成した固形分(炭化物と塩素含有カルシウム化合物)を微粒物と粗粒物とに分離する分離工程S04を備えており、微粒物は、塩素含有カルシウム化合物を相対的に多く含むので、微粒物洗浄工程S05にて洗浄した後は、セメント原料代替や塩素を固定するためのカルシウム化合物として再利用することができる。また、粗粒物は、炭化物を相対的に多く含むので、粗粒物洗浄工程S06にて洗浄した後は、セメント製造用のロータリーキルンの燃料代替として利用できる。 Further, in the method for treating chlorine-containing plastics of the present embodiment, a separation step S04 for separating the solids (carbides and chlorine-containing calcium compounds) generated in the thermal decomposition step S02 into fine particles and coarse particles is further performed. Since the fine particles contain a relatively large amount of chlorine-containing calcium compounds, after cleaning in the fine particle cleaning step S05, the fine particles can be reused as a substitute for cement raw materials or as a calcium compound for fixing chlorine. can. In addition, since the coarse particles contain a relatively large amount of carbide, they can be used as a substitute fuel for a rotary kiln for manufacturing cement after being washed in the coarse particle cleaning step S06.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、塩素含有プラスチックの熱分解ガスを、熱分解工程S02で使用する加熱処理装置の燃料として利用しているが、これに限定されることはない。例えば、熱分解ガスをセメント製造用のロータリーキルンの代替燃料として利用することができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, the pyrolysis gas of the chlorine-containing plastic is used as the fuel for the heat treatment device used in the pyrolysis step S02, but the present invention is not limited to this. For example, pyrolysis gas can be used as an alternative fuel for rotary kilns for cement production.

また、本実施形態では、分離工程S04にて固形分に含まれる塩素含有カルシウム化合物と炭化物を、篩を用いて微粒物および粗粒物として分離しているが、これに限定されることはない。例えば、湿式または乾式で比重選別してもよい。この場合、比重が低い低比重物は炭化物を相対的に多く含み、比重が高い高比重物は塩素含有カルシウム化合物を相対的に多く含む。疎水性の高い炭化物を気泡に付着させて浮遊選別してもよい。また、導電性の高い炭化物を静電気力によって選別してもよい。 Further, in the present embodiment, the chlorine-containing calcium compound and the carbide contained in the solid content are separated as fine particles and coarse particles using a sieve in the separation step S04, but the present invention is not limited to this. . For example, wet or dry gravity sorting may be performed. In this case, the low specific gravity material with a low specific gravity contains a relatively large amount of carbide, and the high specific gravity material with a high specific gravity contains a relatively large amount of chlorine-containing calcium compounds. Floating separation may be performed by adhering a highly hydrophobic carbide to the air bubbles. Alternatively, highly conductive carbides may be sorted out by electrostatic force.

さらに、本実施形態では、分離工程S04にて固形分を微粒物と粗粒物とに分離して、微粒物洗浄工程S05と粗粒物洗浄工程S06とを行っているが、これに限定されることはない。例えば、固形分を洗浄した後、固形分を微粒物と粗粒物とに分離してもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the solid content is separated into fine particles and coarse particles in the separation step S04, and the fine particle cleaning step S05 and the coarse particle cleaning step S06 are performed, but the present invention is not limited to this. never For example, after washing the solids, the solids may be separated into fine particles and coarse particles.

またさらに、本実施形態では、微粒物洗浄工程S05にて、微粒物(塩素含有カルシウム化合物)を水洗して、微粒物中の塩化カルシウムなどの可溶性塩類を溶解させて除去しているが、これに限定されることはない。例えば、微粒物を加熱して、塩素を揮発させてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, in the fine particle washing step S05, the fine particles (chlorine-containing calcium compound) are washed with water to dissolve and remove soluble salts such as calcium chloride in the fine particles. is not limited to For example, the particulate may be heated to volatilize the chlorine.

さらにまた、本実施形態では、粗粒物洗浄工程S06にて、粗粒物を水洗して、粗粒物中の塩化カルシウムなどの可溶性塩類を溶解させて除去しているが、粗粒物中の塩素含有量が少ない場合には、洗浄せずに、セメント製造用のロータリーキルンの燃料代替として利用してもよい。 Furthermore, in the present embodiment, in the coarse particle washing step S06, the coarse particles are washed with water to dissolve and remove soluble salts such as calcium chloride in the coarse particles. If the chlorine content is low, it may be used as a fuel substitute for a rotary kiln for cement production without washing.

以下に、本発明の作用効果を実施例により説明する。 The effects of the present invention will be described below with reference to examples.

[本発明例1]
塩素含有プラスチックとして、全塩素含有量が56.7質量%のポリ塩化ビニル樹脂(PVC、粒子径:3~5mm)5gを用意した。このPVCに対して、カルシウム化合物として、水酸化カルシウム(純度:95質量%以上、メジアン径:20μm)をCa/Cl比がモル比で2となるように混合して、混合物を調製した。調製した混合物をアルミナボートに収容し、電気炉を用いて、窒素雰囲気中、700℃の温度で30分間加熱処理した。加熱処理後は電気炉の出力をゼロにし、電気炉内部の温度が100℃以下にまで下がったのを確認した後、アルミナボートを取り出し、アルミナボート内の固形分を回収した。なお、加熱処理中、電気炉から排出されるガスは、コールドトラップを通過させた後、外部に放出した。
[Invention Example 1]
As a chlorine-containing plastic, 5 g of polyvinyl chloride resin (PVC, particle size: 3 to 5 mm) having a total chlorine content of 56.7% by mass was prepared. Calcium hydroxide (purity: 95% by mass or more, median diameter: 20 μm) was mixed with this PVC as a calcium compound so that the Ca/Cl ratio was 2 in molar ratio to prepare a mixture. The prepared mixture was placed in an alumina boat and heat-treated at a temperature of 700° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere using an electric furnace. After the heat treatment, the output of the electric furnace was set to zero, and after confirming that the temperature inside the electric furnace had dropped to 100° C. or less, the alumina boat was taken out and the solid content in the alumina boat was recovered. During the heat treatment, the gas discharged from the electric furnace was discharged outside after passing through a cold trap.

(塩素固定化率)
回収した固形分中の無機態塩素含有量を測定し、予め測定した混合物中の全塩素含有量から下記の式より塩素固定化率を算出した。その結果を、表1に示す。なお、塩素含有量は下記の方法により測定した。
塩素固定化率=(固形分中の無機態塩素含有量/混合物中の全塩素含有量)×100
(Chlorine fixation rate)
The content of inorganic chlorine in the collected solids was measured, and the chlorine fixation rate was calculated from the following formula based on the total chlorine content in the mixture measured in advance. The results are shown in Table 1. Incidentally, the chlorine content was measured by the following method.
Chlorine fixation rate = (inorganic chlorine content in solid content/total chlorine content in mixture) x 100

(塩素含有量の測定方法)
試料をアルカリ性溶出液で超音波浸出した後に、ろ過を行い、ろ液と浸出残渣を回収した。得られたろ液中の塩素量をイオンクロマトグラフにて測定し、試料中の無機態塩素含有量を算出した。また浸出残渣は、真空乾燥機にて乾燥した後に、JIS Z 7302-6(廃棄物固形化燃料-第6部:全塩素分試験方法)に規定された方法に準拠して有機態塩素含有量を測定した。具体的には、1100℃に加熱した石英製燃焼管中に空気を導入して試料を燃焼させ、生じたガスを水に吸収させた。得られた溶液中の塩素量をイオンクロマトグラフにて測定し、試料中の有機態塩素含有量を算出した。
上記方法により得られた無機態塩素含有量と有機態塩素含有量の合計量を、試料中の全塩素含有量とした。
(Method for measuring chlorine content)
After the sample was ultrasonically leached with an alkaline eluent, filtration was performed to collect the filtrate and leaching residue. The amount of chlorine in the resulting filtrate was measured by ion chromatography to calculate the content of inorganic chlorine in the sample. In addition, after drying the leaching residue in a vacuum dryer, the organic chlorine content is determined according to the method specified in JIS Z 7302-6 (Waste solidified fuel-Part 6: Total chlorine content test method) was measured. Specifically, air was introduced into a quartz combustion tube heated to 1100° C. to burn the sample, and water absorbed the generated gas. The amount of chlorine in the obtained solution was measured by ion chromatography, and the content of organic chlorine in the sample was calculated.
The total amount of inorganic chlorine content and organic chlorine content obtained by the above method was taken as the total chlorine content in the sample.

(塊状物の有無)
回収した固形分を目視で観察して、炭化物の粒同士が連結している塊状物の有無を確認した。その結果を、表1に示す。
(Presence or absence of lumps)
The collected solid content was visually observed to confirm the presence or absence of lumps in which grains of carbide were connected to each other. The results are shown in Table 1.

(コールドトラップで回収された凝結物の回収率)
コールドトラップで回収された凝結物の重量を測定し、予め測定した混合物中の重量から下記の式より凝結物の回収率を算出した。その結果を、表1に示す。
凝結物の回収率=(1-(コールドトラップで回収された凝結物の重量/混合物中の重量))×100
(Recovery rate of condensate recovered by cold trap)
The weight of the precipitate collected by the cold trap was measured, and the recovery rate of the precipitate was calculated from the following formula based on the previously measured weight in the mixture. The results are shown in Table 1.
Recovery rate of coagulum = (1-(weight of coagulum recovered in cold trap/weight in mixture)) x 100

[本発明例2~10、比較例1~5]
カルシウム化合物の種類、Ca/Cl比および加熱温度を、下記の表1に示すように変えたこと以外は、本発明例1と同様にして混合物を加熱処理し、塩素固定化率、塊状物の有無およびコールドトラップで回収された凝結物の回収率を評価した。その結果を、表1に示す。
[Invention Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 to 5]
The mixture was heat-treated in the same manner as in Invention Example 1, except that the type of calcium compound, the Ca/Cl ratio, and the heating temperature were changed as shown in Table 1 below, and the chlorine fixation rate and lumps were determined. Presence and cold trap recovery of coagulum was evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 0007107685000001
Figure 0007107685000001

Ca/Cl比が本発明の範囲よりも低い比較例1およびカルシウム化合物を添加しなかった比較例2では、塩素固定化率が低下し、またコールドトラップで回収された凝結物の回収率が高くなった。塩素固定化率が低下したのは、混合物中のカルシウム化合物の配合量が少なくなりすぎて、カルシウム化合物に固定される塩化水素量が低減したためであると考えられる。また、凝結物の回収率が高くなったのは、塩素含有プラスチックの熱分解が促進されずに重質な熱分解物(タール)が生成したためであると考えられる。
加熱温度が本発明の範囲よりも低い比較例3、4では、塩素固定化率が低下し、固形分中に塊状物が生成した。塩素固定化率が低下したのは、塩素含有プラスチックの熱分解が進まずに、有機態塩素として残留したためであると考えられる。塊状物が生成したのは、加熱温度が低くなりすぎて、塩素含有プラスチックの溶融した塩素含有プラスチック同士が融着したためであると考えられる。
加熱温度が本発明の範囲よりも高い比較例5では、塩素固定化率が低下した。これは、加熱温度が高くなりすぎて、塩素含有カルシウム化合物が熱分解したためであると考えられる。
In Comparative Example 1 in which the Ca/Cl ratio was lower than the range of the present invention and in Comparative Example 2 in which no calcium compound was added, the chlorine fixation rate decreased and the recovery rate of the coagulum recovered in the cold trap was high. became. The reason why the chlorine fixation rate decreased is considered to be that the amount of the calcium compound in the mixture was too small, and the amount of hydrogen chloride fixed to the calcium compound was reduced. In addition, it is considered that the reason why the recovery rate of the condensate was high is that the pyrolysis of the chlorine-containing plastic was not accelerated and heavy pyrolysis products (tar) were generated.
In Comparative Examples 3 and 4, in which the heating temperature was lower than the range of the present invention, the chlorine fixation rate was lowered and lumps were formed in the solid content. The reason why the chlorine fixation rate decreased is considered to be that the chlorine-containing plastic did not undergo thermal decomposition and remained as organic chlorine. It is considered that the lumps were generated because the heating temperature became too low and the melted chlorine-containing plastics fused together.
In Comparative Example 5 in which the heating temperature was higher than the range of the present invention, the chlorine fixation rate was lowered. This is probably because the heating temperature was too high and the chlorine-containing calcium compound was thermally decomposed.

これに対して、Ca/Cl比および加熱温度が本発明の範囲にある本発明例1~10は、塩素固定化率が高く、固形分中に塊状物が生成せず、さらにコールドトラップで回収された凝結物の回収率が低くなった。
以上のことから、本発明例1~10によれば、塩素含有プラスチックを長期間にわたって連続的に処理することができ、塩素を高い効率で固定でき、ダイオキシン類が発生しにくい塩素含有プラスチックの処理方法を提供することが可能となることが確認された。
On the other hand, Examples 1 to 10 of the present invention, in which the Ca/Cl ratio and the heating temperature are within the ranges of the present invention, have a high chlorine fixation rate, do not form lumps in the solid content, and are recovered with a cold trap. The recovery rate of the coagulated material was low.
From the above, according to Examples 1 to 10 of the present invention, chlorine-containing plastics can be treated continuously over a long period of time, chlorine can be fixed with high efficiency, and dioxins are unlikely to be generated. It was confirmed that it is possible to provide a method.

[本発明例11]
本発明例1で得られた固形分を洗浄した。洗浄は、固形分10gと蒸留水100mLとを混合してスラリーとして、振とう機を用いて30分間振とうし、その後、スラリーを減圧ろ過して、ケーキを得て、得られたケーキを蒸留水100mLで水洗することによって行った。固形分の洗浄後の排液(スラリーの減圧ろ過時に回収したろ液と、ケーキの水洗時に回収した蒸留水の混合液)の全有機体炭素濃度(TOC)をTOC計にて測定した結果、4.5mg/Lであった。
[Invention Example 11]
The solid content obtained in Inventive Example 1 was washed. Washing is performed by mixing 10 g of the solid content and 100 mL of distilled water to form a slurry, shaking it for 30 minutes using a shaker, then filtering the slurry under reduced pressure to obtain a cake, and distilling the obtained cake. It was carried out by washing with 100 mL of water. The total organic carbon concentration (TOC) of the waste liquid after washing the solid content (mixture of the filtrate collected during vacuum filtration of the slurry and the distilled water collected during washing of the cake) was measured with a TOC meter. It was 4.5 mg/L.

[比較例6]
比較例3で得られた固形分を用いたこと以外は、本発明例11と同様にして固形物を洗浄した。固形分の洗浄後の液体のTOCを測定した結果、785mg/Lであった。
[Comparative Example 6]
The solid matter was washed in the same manner as in Inventive Example 11, except that the solid matter obtained in Comparative Example 3 was used. As a result of measuring the TOC of the liquid after washing the solid content, it was 785 mg/L.

加熱温度が本発明の範囲よりも低い比較例3で得られた固形分を洗浄した比較例6では、排液のTOCが増加した。これは、加熱温度が低すぎて熱分解が進まずに、タールなどの重質な熱分解物が固形分に残留したためであると考えられる。
これに対して、加熱温度が本発明の範囲にある本発明例1で得られた固形分は、タールなどの重質な熱分解物が分解されたため、この固形分を洗浄した本発明例11では、排液のTOCが低かった。
In Comparative Example 6, in which the solid content obtained in Comparative Example 3, in which the heating temperature was lower than the range of the present invention, was washed, the TOC of the waste liquid increased. This is probably because the heating temperature was too low and thermal decomposition did not proceed, and heavy thermal decomposition products such as tar remained in the solid content.
On the other hand, the solid content obtained in Example 1 of the present invention, in which the heating temperature is within the range of the present invention, was decomposed from heavy thermal decomposition products such as tar, so the solid content was washed and , the TOC of the effluent was low.

[本発明例12]
全塩素含有量が0.2質量%のRPF(粒子径:5~30mm)に対し、PVC(粒子径:3~4mm)を適量加えて袋混合し、全塩素含有量が2質量%の模擬廃プラスチックとした。この模擬廃プラスチックに対して、カルシウム化合物として、水酸化カルシウム(純度:95質量%以上、メジアン径:20μm)をCa/Cl比がモル比で2となるように混合して、混合物を調製した。調製した混合物を、スクリューフィーダーを用いて5kg/hの速度でガス加熱式のロータリーキルンに連続的に供給し、負圧(-5Pa)且つ700℃に保ったキルン内部で30分間加熱処理した後、キルン後部の排出口から固形分を回収した。回収した固形分500gに対して、篩目孔径1.0mmの篩を用いて篩分けを実施し、篩下を微粒物、篩上を粗粒物として回収した。
[Invention Example 12]
An appropriate amount of PVC (particle diameter: 3-4 mm) is added to RPF (particle diameter: 5-30 mm) with a total chlorine content of 0.2% by mass and mixed in a bag to simulate a total chlorine content of 2% by mass. Waste plastic. A mixture was prepared by mixing calcium hydroxide (purity: 95% by mass or more, median diameter: 20 μm) as a calcium compound with this simulated waste plastic so that the Ca/Cl ratio was 2 in molar ratio. . The prepared mixture is continuously supplied to a gas-heated rotary kiln at a rate of 5 kg / h using a screw feeder, and heat-treated for 30 minutes inside the kiln maintained at a negative pressure (-5 Pa) and 700 ° C., Solids were collected from the outlet at the rear of the kiln. 500 g of the collected solid content was sieved using a sieve with a sieve opening diameter of 1.0 mm, and fine grains were collected under the sieve and coarse grains were collected above the sieve.

回収した微粒物および粗粒物をそれぞれ洗浄した。洗浄は、微粒物または粗粒物10gと蒸留水100mLとを混合してスラリーとした後に、振とう機を用いて30分間振とうし、その後、スラリーを減圧ろ過して、ケーキを得て、得られたケーキを蒸留水100mLで水洗することによって行った。 The recovered fine particles and coarse particles were each washed. Washing is carried out by mixing 10 g of fine particles or coarse particles and 100 mL of distilled water to prepare a slurry, shaking the mixture with a shaker for 30 minutes, and then filtering the slurry under reduced pressure to obtain a cake. The obtained cake was washed with 100 mL of distilled water.

洗浄によって得られた洗浄物(ケーキ)を、乾燥機を用いて105℃の温度で乾燥した。以上のようにして得られた洗浄乾燥後の微粒物および粗粒物について、全塩素含有量、カルシウム含有量、発熱量を測定した。なお、全塩素含有量は上述の方法で測定した。カルシウム含有量および発熱量は下記の方法により測定した。その結果を、表2に示す。 The washed material (cake) obtained by washing was dried at a temperature of 105° C. using a dryer. The total chlorine content, calcium content, and calorific value of the fine particles and coarse particles after washing and drying thus obtained were measured. The total chlorine content was measured by the method described above. Calcium content and calorific value were measured by the following methods. The results are shown in Table 2.

(カルシウム含有量の測定方法)
試料を、バーナを用いて燃焼させて灰分を得た。その後、放冷した灰分を酸で溶解し、得られた溶液中のカルシウム濃度をICP-AES法にて測定し、得られたカルシウム濃度を、試料中のカルシウム含有量に換算した。
(Method for measuring calcium content)
The sample was combusted using a burner to obtain ash. Thereafter, the cooled ash was dissolved with an acid, the calcium concentration in the resulting solution was measured by the ICP-AES method, and the obtained calcium concentration was converted to the calcium content in the sample.

(発熱量の測定方法)
断熱式ボンベ熱量計により測定した。
(Measurement method of calorific value)
It was measured with an adiabatic cylinder calorimeter.

[比較例7]
キルン後部の排出口から回収した固形分に対して篩分けを実施しなかったこと以外は、本発明例12と同様にして、混合物を加熱処理した。回収した固形分は、本発明例12と同様に洗浄乾燥した。洗浄乾燥後の固形分について、塩素含有量、カルシウム含有量、発熱量を測定した。その結果を、表2に示す。
[Comparative Example 7]
The mixture was heat treated in the same manner as in Invention Example 12, except that the solids recovered from the outlet at the rear of the kiln were not sieved. The recovered solid content was washed and dried in the same manner as in Inventive Example 12. The chlorine content, calcium content and calorific value of the solid content after washing and drying were measured. The results are shown in Table 2.

Figure 0007107685000002
Figure 0007107685000002

本発明例6の結果から、固形分を分級することによって、カルシウムを多く含む微粒物(カルシウム化合物)と、発熱量が大きい粗粒物(炭化物)とを得ることが可能となることが分かる。 From the results of Example 6 of the present invention, it is possible to obtain fine particles containing a large amount of calcium (calcium compounds) and coarse particles (carbides) having a large calorific value by classifying the solid content.

[本発明例13]
カルシウム化合物として、本発明例12で得られた微粒物を用いたこと以外は、本発明例1と同様にして、混合物を加熱処理し、固形分を回収した。回収した固形分中の無機態塩素含有量を測定し、塩素固定化率を算出した結果、93.1質量%であった。この結果から、固形分を分級して洗浄することによって得られた微粒物(カルシウム化合物)は、塩素の固定材として利用可能であることが確認された。
[Invention Example 13]
The mixture was heat-treated and the solid content was recovered in the same manner as in Invention Example 1, except that the fine particles obtained in Invention Example 12 were used as the calcium compound. The inorganic chlorine content in the recovered solid content was measured, and the chlorine fixation rate was calculated to be 93.1% by mass. From this result, it was confirmed that the fine particles (calcium compound) obtained by classifying and washing the solid content can be used as a chlorine fixing material.

10 加熱処理装置
20 内筒
21 混合物の供給口
22 固形分の取出口
23 熱分解ガスの取出口
24 内筒回転装置
25 燃焼ガス
30 外筒
31 助燃バーナ
32 排煙口
REFERENCE SIGNS LIST 10 Heat treatment device 20 Inner cylinder 21 Mixture supply port 22 Solid content outlet 23 Pyrolysis gas outlet 24 Inner cylinder rotating device 25 Combustion gas 30 Outer cylinder 31 Support burner 32 Smoke exhaust port

Claims (6)

塩素含有プラスチックに、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種のカルシウム化合物を、前記塩素含有プラスチックの塩素量に対する前記カルシウム化合物のカルシウム量の比がモル比で2以上10以下の範囲内となる割合で混合した混合物を、非酸化雰囲気中で500℃以上900℃以下の温度で加熱して、前記塩素含有プラスチックの熱分解ガスと炭化物とを生成させると共に、前記塩素含有プラスチックに含まれる塩素と前記カルシウム化合物とを反応させて塩素含有カルシウム化合物を生成させる熱分解工程と、
前記熱分解ガスを回収するガス回収工程と、
前記炭化物と前記塩素含有カルシウム化合物とを、前記塩素含有プラスチックの平均粒子径よりも小さく、かつ前記カルシウム化合物の平均粒子径よりも大きい篩を用いて分級することによって、微粒物と粗粒物とに分離する方法により分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された前記塩素含有カルシウム化合物を水洗する工程と、
前記分離工程で分離された前記炭化物を水洗する工程と、を備えることを特徴とする塩素含有プラスチックの処理方法。
At least one calcium compound selected from the group consisting of calcium hydroxide, calcium carbonate and calcium oxide is added to a chlorine-containing plastic so that the ratio of the amount of calcium in the calcium compound to the amount of chlorine in the chlorine-containing plastic is 2 or more in terms of molar ratio. A mixture mixed in a ratio of 10 or less is heated at a temperature of 500° C. or more and 900° C. or less in a non-oxidizing atmosphere to generate a pyrolysis gas and carbides of the chlorine-containing plastic, and the chlorine. a pyrolysis step of reacting chlorine contained in the containing plastic with the calcium compound to produce a chlorine-containing calcium compound;
a gas recovery step of recovering the pyrolysis gas;
By classifying the carbide and the chlorine-containing calcium compound using a sieve smaller than the average particle size of the chlorine-containing plastic and larger than the average particle size of the calcium compound, fine particles and coarse particles are separated. A separation step of separating by a method of separating into
a step of washing the chlorine-containing calcium compound separated in the separation step;
and a step of washing the carbide separated in the separation step with water.
前記カルシウム化合物は、粒子径が前記塩素含有プラスチックよりも小さい請求項1に記載の塩素含有プラスチックの処理方法。2. The method for treating chlorine-containing plastics according to claim 1, wherein said calcium compound has a particle size smaller than that of said chlorine-containing plastics. 前記塩素含有プラスチックの粒子径が1mm以上150mm以下の範囲内にあって、前記カルシウム化合物のメジアン径が1μm以上100μm以下である請求項1又は2に記載の塩素含有プラスチックの処理方法。3. The method for treating chlorine-containing plastics according to claim 1, wherein the chlorine-containing plastic has a particle diameter of 1 mm or more and 150 mm or less, and the calcium compound has a median diameter of 1 μm or more and 100 μm or less. 前記分離工程において、前記炭化物と前記塩素含有カルシウム化合物とを篩を用いて分離する請求項1~3のいずれか1項に記載の塩素含有プラスチックの処理方法。The method for treating chlorine-containing plastics according to any one of claims 1 to 3, wherein in the separation step, the carbide and the chlorine-containing calcium compound are separated using a sieve. 前記熱分解工程において、前記混合物を、非酸化雰囲気中で600℃以上900℃以下の温度で加熱する請求項1~4のいずれか1項に記載の塩素含有プラスチックの処理方法。The method for treating chlorine-containing plastics according to any one of claims 1 to 4, wherein in the thermal decomposition step, the mixture is heated at a temperature of 600°C or higher and 900°C or lower in a non-oxidizing atmosphere. 前記ガス回収工程で回収された前記熱分解ガスを、前記熱分解工程の燃料として用いる請求項1~5のいずれか1項に記載の塩素含有プラスチックの処理方法。The method for treating chlorine-containing plastics according to any one of claims 1 to 5, wherein the pyrolysis gas recovered in the gas recovery step is used as fuel for the pyrolysis step.
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