JPH10249308A - 塩素を含むプラスチック材の乾留処理方法 - Google Patents

塩素を含むプラスチック材の乾留処理方法

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JPH10249308A
JPH10249308A JP9058191A JP5819197A JPH10249308A JP H10249308 A JPH10249308 A JP H10249308A JP 9058191 A JP9058191 A JP 9058191A JP 5819197 A JP5819197 A JP 5819197A JP H10249308 A JPH10249308 A JP H10249308A
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chlorine
plastic material
dry distillation
treated
sodium
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JP9058191A
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Yoshiyuki Kashiwagi
佳行 柏木
Haruhisa Ishigaki
治久 石垣
Nobuyuki Yoshioka
信行 吉岡
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック材を全部又は一部含有する非処
理物を乾留処理する時有害な塩素系ガスが発生する。ま
た、塩素系ガスを含まないようにするために残渣に塩化
物を固定することも行われているが、残渣の脱塩素化が
必要となる。 【解決手段】 タンク1内に被処理物と炭酸系のナトリ
ウム物質からなる脱塩素剤を入れて低酸素雰囲気で20
0℃〜1000℃温度で乾留処理する。タンク内で被処
理物から発生した有害な塩素系ガスと脱塩素剤とが反応
し、有害な塩素系ガスは無害な塩化物(NaCl)に置
換生成され、乾留ガスおよび乾留残渣の無害化が実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱により有害な
塩素系ガスを発生するプラスチック材を全部又は一部含
有する被処理物(廃棄物、リサイクル物質等)を、塩素
成分が分解する温度以上の雰囲気で乾留にて熱分解さ
せ、分解した塩素系ガスと、脱塩素剤とを反応させてガ
スと残渣の無害化を実現するプラスチック材の乾留処理
方法に関する。また、プラスチック分を燃料化して再利
用し、且つ、被処理物中に金属成分がある場合には、こ
れの再利用をも図れる処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチック系の廃棄物等の要処理物
(被処理物)は、年々その量が増加しており、いかに処
理するかが大きな課題となっている。一般的には、焼却
炉等により焼却処理することが行われている。この焼却
する際、塩素系ガスの発生を抑制することを目的とし
て、消石灰,炭酸カルシウム等の脱塩素物質を添加する
ことが行われている。
【0003】また、被処理物は、焼却炉で焼却処理され
た後、更に必要に応じて各種の排ガス除去処理(二次燃
焼、バグフィルタ等)がなされて、有害な塩素系ガスが
大気中に放出されることを防止するようにしている。
【0004】このような技術は、例えば特公平2−10
341号,特公平4−68532号公報等で開示されて
いる。
【0005】また、プラスチック系の被処理物を処理す
る場合には、発生する塩素系ガスが多量であることか
ら、乾留処理によってプラスチック廃材に含有する塩素
成分と金属屑と反応させて乾留温度で揮発しない金属塩
化物を生成させ、塩素成分を残渣中に固定し、乾留ガス
から分離して有害な塩素系ガスを大気中に放出しないよ
うにした技術も提案されている(例、特開平8−290
147号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなプラスチッ
ク系の廃棄物等を焼却処理した場合に問題となるのは、
プラスチック材中に含まれる塩素成分の処理であり、焼
却過程でガス化した塩素系ガスの処理である。焼却過程
でガス化した塩素系ガスは、焼却炉自体を損傷せしめ、
また、蒸気管を腐食させたり、更にはダイオキシンを生
成するといった問題につながるものである。
【0007】このようなことから、発生した塩素系ガス
は、バグフィルタ等で消石灰等と反応させて大気中に塩
素系ガスが排出されないようにしている。
【0008】しかし、焼却処理後にガスを浄化処理する
ことで一定の効果は期待できるものの、大気への拡散を
防げても、残渣中に残存したりするために完全に除去す
ることは難しいのが現状であり、ダイオキシン発生の一
因となっている。
【0009】また、処理過程において、消石灰や炭酸カ
ルシウムを添加して塩素系ガスの発生を抑制することが
一般的に行われているが、まだ十分なものではないのが
現状である。また塩素成分を残渣に固定した場合におい
ては、残渣をそのまま燃料として利用することはでき
ず、後処理として脱塩素処理をする必要がある。
【0010】従って、ダイオキシンの発生原因となる塩
素系ガスの除去又は塩素系ガスの発生防止の技術の早急
な確立が望まれている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願の発明者らは、種々
実験調査の結果、炭酸カルシウム等のカルシウム系の脱
塩素剤を使用した場合は、従来と比較して脱塩素効果は
ある程度は期待できるものの、まだ十分でないことが判
明し、炭酸系のナトリウム物質を用いれば効果的に脱塩
素処理ができることを見い出した。
【0012】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、従来の課題を解決するための手段は、加熱により有
害な塩素系ガスを発生するプラスチック材を全部または
一部含有する被処理物を乾留処理する方法において、被
処理物と添加した炭酸系のナトリウム物質からなる脱塩
素剤とを低酸素雰囲気下で200℃〜1000℃の温度
で乾留し、被処理物から発生した有害な塩素系ガスと前
記脱塩素剤とを反応させて、無害な塩化物に生成固定
し、乾留ガスから塩素系ガスを分離して無害な乾留ガス
を得て回収するとともに、乾留残渣を洗浄して無害な塩
化物を溶解除去して脱塩素化処理するものである。
【0013】本発明に使用される脱塩素剤としては、 (1)炭酸系のナトリウムの単体、2種類以上の単体、
2種類以上の単体の混合物から選択したもの。
【0014】(2)炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダから選択した単
体、2種類以上の単体、2種類以上の単体の混合物から
選択したもの。
【0015】から適宜選択して使用する。
【0016】また、脱塩素剤の形状は、塊状、板状、多
孔質形状、粉体状(粉末、顆粒又はこれらの混合),液
体(水溶液,その他溶液),懸濁液のいずれでもよい。
使用に際しては、これらのいずれか、又はこれらを組み
合わせて使用し、更に、固体又は液体、又は排ガスの被
処理物に投入、混合、噴霧のいずれか、又は、これらの
組み合わせにより使用し、発生した気体と反応させる。
【0017】また、脱塩素剤の使用量は、被処理物の出
発時重量の0.05〜70重量%を添加する。また重量
と無関係に被処理物から発生する塩素系ガス量と同じ当
量以上添加する。若しくは許容される塩素系ガス量の排
出基準以下となるように添加量を選定する。
【0018】また、脱塩素剤の使用形態は、投入、混
合、噴霧のいずれか、又はこれらを組み合わせて使用す
る。
【0019】また、乾留は、酸素濃度が15vol%以
下の低酸素雰囲気で行い、鉄などの酸化を防止する。
【0020】以上の条件により被処理物中に脱塩素剤を
添加して加熱すると、例えば、炭酸水素ナトリウム(N
aHCO3)を添加した場合には、塩化水素(HCl)
と反応して、次のようになる。
【0021】(NaHCO3)+(HCl)→(NaC
l)+(H2O)+(CO2) このことから、NaとCO成分があれば、塩素成分は、
残渣の一部となる塩化ナトリウム(NaCl)と、水分
(H2O)と気体のCO2となり、ダイオキシンの原因の
一因となる塩素系ガスを生成することはなく、排ガスお
よび残渣の無害化が実現できる。
【0022】一方、残渣にも有害な塩素系ガス成分は含
まれておらず、しかもNaClは水などの溶液で簡単に
溶解除去できるので、洗浄後に残った炭化物質は燃料等
として有効利用できる。
【0023】なお、洗浄後の処理液には、有害な塩素系
ガス成分はほとんど含有していないので、そのまま、又
は塩素成分以外の別の有害物質の除去後に河川、海洋に
排出することが可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
によって説明する。
【0025】図1は本発明の塩素を含むプラスチック材
の乾留処理方法を説明するための概念図で、同図におい
て1はタンクで例えば鉄製からなり、開閉自在の密閉蓋
2を有する。3は加熱源で、円筒又は角筒の筒状に形成
され、この加熱源3の筒状内にタンク1が挿出入され
る。4は排気管、5はバルブ、6は冷却器、7は乾留液
槽、8はバルブ、9はポンプ、10はガス容器、11は
乾留液を示す。
【0026】プラスチック材の被処理物を乾留処理する
場合は、タンク1内に被処理物と脱塩素剤を入れ、密閉
蓋2を閉じて密閉して加熱源3で加熱する。この加熱源
3は、電気加熱、ガス加熱、誘導加熱、燃焼加熱、マイ
クロ波加熱の何れでもよい。
【0027】この加熱によって発生した乾留ガスは、バ
ルブ5を開くことによって排気管4を通って乾留液槽7
に送られるが、途中冷却器6で冷却され、液体となって
乾留液槽7に滴下され乾留液11となる。
【0028】一方、液化しなかった乾留ガスは、バルブ
8およびポンプ9の操作によりガス容器10に貯蔵す
る。この乾留ガスは主に可燃性ガスであるから、燃料と
して利用できる。
【0029】また、乾留液槽7に貯留された乾留液11
は、遠心分離手段等により油と水を分離して回収する。
【0030】乾留処理してタンク1内に生成された生成
物(残渣)は、加熱源からタンクを取り出して冷却した
後、取り出す。
【0031】この乾留処理によって生成されたガス中の
塩素系ガスおよび残渣中の塩化物を調べた結果、ガスか
らは塩素系ガスは検出されなかった。
【0032】また、残渣からは、有害な塩化物は確認さ
れず、無害な塩化物(NaCl)が確認された。
【0033】また、この残渣をタンクから取り出し、水
槽に入れて約10分間撹拌しながら水洗浄して残渣中の
NaClを水に溶解させ、残りの炭化物中には、無害な
塩化物は確認されなかった。
【0034】従って、洗浄後の残渣を分離機等で分離し
て炭化物、各種金属を抽出し再利用に供することができ
る。
【0035】以上のように、塩素を含むプラスチック材
を乾留処理すると、処理過程で塩素成分の分解温度(2
00℃〜300℃)以上になったとき塩素成分は分解
し、この分解して発生した塩素系ガスと、炭酸系のナト
リウム物質とが反応し、ガス中の有害な塩素系ガスは無
害な塩化物(NaCl)に置換生成され、ガスおよび残
渣中には有害な塩素系ガス成分は存在しなくなる。
【0036】このことは次の実験により明らかとなっ
た。
【0037】実験は、排気管付きで、開閉扉を有する密
閉容器にて低酸素雰囲気を作り、この密閉容器に試料を
入れ、電気炉にて加熱し、250℃から600℃まで5
0℃間隔で各温度にて5分間保持し、昇温時、キープ時
で塩化水素ガス(HCl)濃度(ppm)を測定する。
【0038】ガス濃度の測定は、JIS−K0804に
規定されている検知管によって測定した。
【0039】なお、脱塩素剤は、平均粒径100μmの
粉体を使用した。
【0040】表1にこの測定結果を示す。塩化水素ガス
濃度は実験10回における測定値で実施例1〜実施例3
は最高値、比較例1〜比較例3は最低値を示す。
【0041】なお、“ND”は“検出されず”を表し、
10回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。
【0042】
【表1】
【0043】実験は、まず、塩素成分を多量に含んでい
るポリ塩化ビニリデン4gを用いて予備試験を行った。
その結果を表1の比較例1に示す。
【0044】次に、このポリ塩化ビニリデンに従来より
脱塩素剤として知られている炭酸カルシウムおよび消石
灰の粉末を夫々20gを添加して実験した。その結果を
比較例2および比較例3に示す。
【0045】次には本発明の炭酸系のナトリウム物質に
よる脱塩素剤の中の炭酸水素ナトリウムを選定して20
gを用い実験を行った。その結果を実施例2に示す。
【0046】また、被処理物として塩化ビニル4gを用
いて、炭酸水素ナトリウムを添加して実験を行った。そ
の結果を実施例1に示す。
【0047】更に、次のような標準的に都市ゴミを模擬
した模擬ゴミを作り、更に厳しい状況を作るためにポリ
塩化ビニリデンを4g加え、且つ、水20ccも加えて
実用に向けた実験(追試)を行った。その結果を実施例
3に示す。
【0048】 ・模擬ゴミ 20重量%・プラスチック(PE,PP,PS,PVDC) 50重量%・紙(ティシュ、新聞、包装紙、箱、飲料パック) 20重量%・紙(ウエスなど) 10重量%・厨芥 を破砕したもの 表1に示した実験結果から以下のように考察される。
【0049】まず、塩素成分を多量に含有するポリ塩化
ビニリデンを被処理物とした場合、脱塩素剤を添加しな
い比較例1では熱処理による各温度に渡って塩化水素ガ
スが多量に発生している。この被処理物に従来の脱塩素
剤である炭酸カルシウムを添加した比較例2と、消石灰
を添加した比較例3では、比較例1と較べて塩化水素ガ
スの発生がかなり抑制されているものの、まだ十分であ
るとはいえない。
【0050】これに対して上記被処理物に脱塩素剤とし
て炭酸水素ナトリウムを添加した実施例2は全温度範囲
に渡って塩化水素ガスが検出されず、また、模擬ゴミに
水分を加え炭酸水素ナトリウムを添加した実施例3にお
いても全温度範囲に渡って塩化水素ガスは検出されず、
いずれもきわめて良好な結果が得られた。
【0051】また、被処理物に塩化ビニルを用いて、炭
酸水素ナトリウムを添加した場合も、実施例1に示すよ
うに何れの温度領域においても、塩化水素の生成は完全
に抑制されている。
【0052】このことによって、塩化ビニル系物質を熱
的処理にて脱塩素処理する場合、塩素系ガスと反応す
る、炭酸系のアルカリ物質(特にナトリウム系)を添加
物として加えて処理すれば、無害処理ができることを見
いだした。
【0053】以上の実験調査によって、塩素成分を含有
する塩化ビニル系物質を熱的処理する場合、塩素系ガス
と反応する炭酸系のアルカリ物質(特に、ナトリウム
系)を添加物として加えて処理すれば、無害化処理がで
きることを確認できた。
【0054】なお、600℃以上1000℃の温度にお
いても実験を行い同様の効果が得られた。
【0055】炭酸系のナトリウム物質が塩素系ガスと反
応すると、排ガスおよび残渣の無害化が実現できる理由
は、次のように有害な塩素系ガスを無害な塩化物に置換
生成されることによる。
【0056】(1)炭酸水素ナトリウムの場合 炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)を添加した場合に
は、塩化水素(HCl)と反応して次のようになる。
【0057】(NaHCO3)+(HCl)→(NaC
l)+(H20)+(CO2) 水分が存在した場合 (NaHCO3)+(H2O)→(NaOH)+(H2
3) (NaOH)+(H2CO3)+(HCl)→(NaC
l)+(H2O)+(CO2) となる。
【0058】(2)炭酸ナトリウムの場合 炭酸ナトリウム(Na2CO3)を添加した場合には、塩
化水素(HCl)と反応して次のようになる。
【0059】(Na2CO3)+(2HCl)→(2Na
Cl)+(H2O)+(CO2) (3)セスキ炭酸ナトリウムの場合 化学式 Na2CO3・NaHCO3・2H2O で表さ
れ、前記(1),(2)と同様な反応をして、有害な塩
化水素(HCl)を無害な塩化物(NaCl)に置換生
成する。
【0060】得られた残渣を分析したところ、有害な塩
素系ガス成分は検出されず、無害な塩化物である塩化ナ
トリウム(NaCl)が検出された。更に該残渣を10
分間撹拌しながら水洗浄することにより、塩化ナトリウ
ムは水に溶解し、炭化物が残存するが、この炭化物中に
も塩素系ガス成分は検出されなかった。
【0061】従って、塩素成分は、残渣の一部となる塩
化ナトリウム(NaCl)と、水分(H2O)と気体の
CO2となり、ダイオキシンの原因の一因となる塩化水
素を生成することはなく、排ガスおよび残渣の無害化が
実現できる。
【0062】以上のことから、塩素成分(Cl)と反応
して無害で安定した塩化物を生成する成分が存在すれば
同様な結果が得られることは明らかであり、上記と同様
の反応を示す次の物質が使用できる。
【0063】(1)炭酸系のナトリウム物質の単体、2
種類以上の単体、2種類以上の単体の混合物から選択し
たもの。
【0064】(2)炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、から選択した
単体、2種類以上の単体、2種類以上の単体の混合物か
ら選択したもの。
【0065】なお、炭酸水素ナトリウム(NaHC
3)は、別称として、 (a)酸性炭酸ナトリウム (b)重炭酸ナトリウム (c)重炭酸ソーダ と称され、更には俗称として、重曹とも称されている。
【0066】炭酸ナトリウム(Na2CO3)は、別称と
して、炭酸ソーダ、単にソーダ、と称され、更には無水
塩はソーダ灰、十水塩は洗濯ソーダ、結晶ソーダとも称
されている。
【0067】セスキ炭酸ナトリウム(Na2CO3・Na
HCO3・2H2O)は、別称として、 (a)二炭酸一水素ナトリウム (b)三二炭酸水素ナトリウム (c)ナトリウムセスキカーボネート と称され、天然にはトロナ(天然ソーダ)として産出す
る。
【0068】添加する脱塩素剤は、処理媒体の出発時重
量の0.05〜70重量%とすることで、効果的に塩化
水素と反応して無害な塩化物に置換生成することができ
る。
【0069】また、処理媒体が塩素系ガスを含む乾留後
の排ガスのような場合には、または、過剰/不足となる
ような添加を防止するような場合には、含有する塩化水
素量に応じて添加するのがよく、添加する脱塩素剤は、
処理される媒体の含有する塩素成分と同じ当量以上添加
する。
【0070】一方、反応によりNaClが生成される
が、生成したNaClは無害な塩化物であり、このNa
Clは水などの溶液による洗浄処理により効果的に除去
でき、洗浄後には、再利用可能な炭化物質が残る。
【0071】従って、残渣の特性により、残渣を分離手
段等により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥し固形
化して燃料又はその他有効に活用することができる。
【0072】なお、洗浄後の処理液には、有害な物質は
ほとんど含まれていないので、そのまま河川又は海洋に
放流することができる。
【0073】なお、残渣中の残留塩素成分をイオンクロ
マトグラフィで測定した結果、従来1000ppmあっ
たものが、本発明では確認されず、無害な塩化物(Na
Cl)が確認された。
【0074】
【発明の効果】以上のように本発明は、加熱により塩素
系ガスを発生するプラスチック材を加熱処理する際、炭
酸系のナトリウム物質からなる脱塩素剤を添加して処理
し、塩素成分の分解温度以上の温度で分解した塩素系ガ
スと脱塩素剤とが反応して有害な塩素系ガスを無害な塩
化物に置換生成させるようにしたので、次の効果を奏す
る。
【0075】(1)有害な塩素系ガスを含まない無害な
乾留ガスを得ることができ、大気中にそのまま放出して
も大気汚染防止法にも適合し、ダイオキシンの発生も生
じない。
【0076】また、脱塩素処理したガスは無害であるか
らそのままガスエンジンの燃料、温水器の熱源、熱ガス
として暖房などの各種の用途に再利用ができる。
【0077】(2)既設の処理設備を変更することな
く、そのまま適用でき、更に、既設の設備に使用されて
いる従来のカルシウム系のアルカリ物質による脱塩素剤
に比べて効率良く、しかも少量の使用で脱塩素が実現で
きる。
【0078】(3)残渣中には無害な塩化物(NaC
l)が生成して存在するが、この無害な塩化物は容易に
水等の溶液にて洗浄除去できる。
【0079】しかも、洗浄後の処理液は、有害な物質を
含有していないので、そのまま河川、海洋に放出でき
る。
【0080】もちろん、他の有害物質を除去するための
手段をとることは任意である。
【0081】洗浄後の物質は大半が炭化物であり、燃料
として有効再利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明図。
【符号の説明】
1…タンク 2…密閉扉 3…加熱源 4…排気管 5,8…バルブ 6…冷却器 7…乾留液槽 9…ポンプ 10…ガス容器 11…乾留液。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱により有害な塩素系ガスを発生する
    プラスチック材を全部または一部含有する被処理物を乾
    留処理する方法において、被処理物と添加した炭酸系の
    ナトリウム物質からなる脱塩素剤とを低酸素雰囲気下で
    200℃〜1000℃の温度で乾留し、被処理物から発
    生した有害な塩素系ガスと前記脱塩素剤とを反応させて
    無害な塩化物に生成固定し、乾留ガスから塩素系ガスを
    分離して無害な乾留ガスを得て回収するとともに、乾留
    残渣を溶液にて洗浄し、無害な塩化物を溶解除去して脱
    塩素化することを特徴とした塩素を含むプラスチック材
    の乾留処理方法。
  2. 【請求項2】 脱塩素剤は、炭酸系のナトリウム物質の
    単体、2種類以上の単体、2種類以上の単体の混合物か
    ら選択することを特徴とする請求項1記載の塩素を含む
    プラスチック材の乾留処理方法。
  3. 【請求項3】 脱塩素剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸
    ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、から
    選択した単体、2種類以上の単体、2種類以上の単体の
    混合物から選択することを特徴とする請求項1記載の塩
    素を含むプラスチック材の乾留処理方法。
  4. 【請求項4】 脱塩素剤は、塊状、板状、多孔質形状、
    粉体状、溶液、懸濁液の何れかで形成したことを特徴と
    する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の塩素を含
    むプラスチック材の乾留処理方法。
  5. 【請求項5】 脱塩素剤は、被処理物の出発時重量の
    0.05〜70重量%添加することを特徴とする請求項
    1ないし4のいずれか1項に記載の塩素を含むプラスチ
    ック材の乾留処理方法。
  6. 【請求項6】 脱塩素剤は、被処理物が発生する塩素系
    ガス量と同じ当量以上添加することを特徴とする請求項
    1ないし5のいずれか1項に記載の塩素を含むプラスチ
    ック材の乾留処理方法。
  7. 【請求項7】 脱塩素剤は、プラスチック材が含有する
    塩素成分の熱分解温度以下の時期、又は熱分解中、又は
    熱分解後のいずれか、又は組み合わせにより添加するこ
    とを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載
    の塩素を含むプラスチック材の乾留処理方法。
  8. 【請求項8】 脱塩素剤は、許容される排出基準に適合
    する塩素系ガスの排出量以下となるように添加すること
    を特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に2記載
    の塩素を含むプラスチック材の乾留処理方法。
  9. 【請求項9】 乾留は、酸素濃度が15vol%以下の
    低酸素雰囲気で行うことを特徴とする請求項1記載の塩
    素を含むプラスチック材の乾留処理方法。
  10. 【請求項10】 脱塩素剤の使用は、投入,混合,噴霧
    の何れか、又はこれら組み合わせであることを特徴とす
    る請求項1ないし8のいずれか1項に記載の塩素を含む
    プラスチック材の乾留処理方法。
JP9058191A 1997-03-13 1997-03-13 塩素を含むプラスチック材の乾留処理方法 Pending JPH10249308A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102585862A (zh) * 2011-01-11 2012-07-18 周仁福 生物质综合转化方法和装置

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