JPH1180419A - Process and apparatus for supercritical hydroxylation decomposition of polyurethane waste - Google Patents

Process and apparatus for supercritical hydroxylation decomposition of polyurethane waste

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JPH1180419A
JPH1180419A JP24298097A JP24298097A JPH1180419A JP H1180419 A JPH1180419 A JP H1180419A JP 24298097 A JP24298097 A JP 24298097A JP 24298097 A JP24298097 A JP 24298097A JP H1180419 A JPH1180419 A JP H1180419A
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supercritical
hydrolysis
polyurethane
polyurethane waste
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慎一朗 川崎
Tomoyuki Iwamori
智之 岩森
Akira Suzuki
明 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decompose polyurethane wastes without causing cloggings of pumps and pipes by hydrolyzing the wastes under conditions in which water is present in an amount excessive over that of saturated steam in a closed system into a water-soluble substance and subjecting the substance to supercritical hydroxylation decomposition. SOLUTION: Polyurethane wastes in the form of foams, elastomers or fibers are fed into a closed reactor, an organic alkaline compound such as tetramethylammonium hydroxide is added, and the contents are treated with pressurized hot water at 150-200 deg.C to hydrolyze it into a water-soluble substance. Next, the hydrolyzate solution is mixed with a stoichiomelric or larger amount of an oxidizing agent selected among air, pure oxygen, hydrogen peroxide, etc., in a reactor such as a pipe-type one at 374 deg.C or above, particularly 550-650 deg.C under 22 Mpa or above, particularly 22-25 Mpa to form a homogeneous phase comprising supercritical water, the hydrolyzate solution and the oxidizing agent in the supercritical state of water and to effect its supercritical hydroxylation reaction and oxidative decomposition within a short time. The treated fluid is cooled, reduced in pressure and discharged from the system in the form of a carbon dioxide gas, a nitrogen gas and water.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for supercritically hydrolyzing polyurethane waste.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Polyurethane is a polymer obtained by reacting a polyisocyanate with an active hydrogen compound such as a polyol. By appropriately selecting a raw material, a polyurethane can be thermoset to thermoplastic, soft to hard, and fragile. Polyurethane having various properties such as toughness can be obtained.

【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。
[0003] Polyurethane has a shock absorbing property, elasticity,
Due to properties such as ease of molding, it is used in a wide range of fields such as foams, elastics, synthetic leather, and fibers. However, most methods of treating polyurethane waste are by incineration. Polyurethane can be processed relatively easily by incineration.

【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。
Various studies have been made on a method of hydrolyzing polyurethane and regenerating it as a raw material. For example, a method in which an alkylene oxide is addition-polymerized to a polyurethane foam decomposition solution to recover a polyol usable as a polyurethane raw material (Japanese Patent Laid-Open No. 51-74097)
No. 4), a method of decomposing a polyurethane foam into a polyamine in which an isocyanate group of a polyol and a polyisocyanate used in the production of the foam is changed to an amine (Japanese Patent Publication No. Sho 4)
2-10634), a method in which a polyurethane foam is decomposed in a decomposition reagent in which an amine compound is used in combination with an alkali metal hydroxide and the like, and polyether is recovered by liquid separation, distillation, and the like (Japanese Patent Publication No. 43-21079, Japanese Patent Publication No. Kossho 48-5
280).

【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。
Further, the organic substance is converted to a critical point of water (375 ° C.,
A method for oxidative decomposition in supercritical water exceeding 22 MPa) has been proposed (Japanese Patent Publication No. 1-38532, US Pat. No. 4,113,446, US Pat. No. 4,338,199).
No. 4,543,190). Water in a supercritical state has a high dissolving power for organic substances and gases, and the organic substances are completely mixed in the supercritical water to form a mixed fluid. In the supercritical state of water, they form a homogeneous phase, which is more advantageous in terms of mass transfer. As a result, when oxidative decomposition is performed in supercritical water, the oxidation rate is very high, and the decomposition time can be completed in the order of minutes or seconds. That is, the supercritical hydroxylation decomposition method is a method capable of performing complete oxidative decomposition in a short time for all organic substances.

【0006】[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。
However, in the incineration method as a disposal treatment of polyurethane, nitrogen atoms constituting polyurethane molecules generate NOx gas, which causes a problem of air pollution. Must be provided, which increases the processing cost.

【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。
[0007] When polyurethane is hydrolyzed or alkali hydrolyzed, it is effective as a method for recovering and regenerating a small amount of polyurethane such as defective products and molding waste generated in the polyurethane molding process. However, when it comes to regenerating polyurethane waste with a large absolute amount, the hydrolysis method requires various treatments before regenerating polyurethane foams that absorb quality problems and various waste liquids. However, regeneration becomes inefficient because the cost required for the auxiliary equipment for the pretreatment increases.

【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、また処理水中の前窒素を基準値以下に低減すること
が可能である。
Therefore, as a method for treating the polyurethane which has been disposed of, a method using supercritical hydroxylation is effective. In supercritical water, polyurethane is completely oxidatively decomposed, and the nitrogen atoms that make up the polyurethane molecules are decomposed into nitrogen gas, NOx is not contained in the exhaust gas, and the pre-nitrogen in the treated water is reduced to below the standard value. It is possible to

【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。
However, in the supercritical hydroxylation decomposition method, it is necessary to transport the object to be treated to the reactor under high pressure conditions, and the piping becomes thin due to the pressure resistance structure. Therefore, in the supercritical hydroxylation decomposition method, it is necessary to crush the object to be treated finely, but polyurethane is very difficult to crush due to its physical properties. Since polyurethane is an elastic body, it immediately returns to its original shape even when a force is applied, and is difficult to crush. Further, when heat is generated at the time of crushing, it is melted and further processed. Also, even if shredded, there is a danger of stagnation and blockage in the pump and piping.

【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。
[0010] An object of the present invention is to provide a method and apparatus for supercritically hydrolyzing polyurethane waste without clogging in pumps and piping.

【0011】[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。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a method of supercritically hydrolyzing polyurethane waste, and as a result, the polyurethane waste is hydrolyzed by hot pressurized water. The inventors have found that the above problems can be solved by performing a supercritical hydroxylation decomposition treatment after decomposing the substance, and have completed the present invention.

【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。
That is, the present invention is characterized in that polyurethane waste is hydrolyzed in a closed system in a state where water is present in excess of saturated steam to obtain a water-soluble substance, and then subjected to supercritical hydroxylolysis. Supercritical water hydroxylation decomposition method of polyurethane waste, and heating means to heat the mixed fluid of the processing object, a reactor to oxidatively decompose the processing object in a supercritical state of water, cooling means to cool the processing fluid, A supercritical hydroxylation / decomposition apparatus for polyurethane waste provided with a decompression means for depressurizing a cooled processing fluid, wherein the polyurethane waste is hydrolyzed in a closed system with pressurized hot water having excess water over saturated steam. A hydrolysis device, a unit for removing the aqueous solution of the hydrolyzed polyurethane waste from the hydrolysis device, and a pressurizing supply unit for supplying the removed hydrolysis treatment solution to the reactor under pressure are provided. It relates supercritical water oxidation decomposition apparatus of polyurethane waste characterized.

【0013】[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
いずれのもでも処理が可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyurethane waste to be treated in the present invention can be treated with any of foams, elastic bodies, fibrous materials and the like. Further, the polyurethane waste can be used for any of used ones, defective products during molding, molding waste, and the like.

【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。
The present invention is characterized in that the polyurethane waste is hydrolyzed by a pressurized hot water treatment in a first stage in order to stably transport the polyurethane waste to a reactor for supercritical hydroxylation. Hydrolysis with pressurized hot water is performed under conditions in which water is present in excess of the saturated vapor pressure in a closed system. Hydrolysis with hot pressurized water is preferably performed, for example, within the range of 200 to 300 ° C.

【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。
By the hydrolysis treatment, the polyurethane waste is hydrolyzed to a water-soluble substance, and no residue or char is formed. Therefore, the hydrolysis treatment liquid can be stably supplied under pressure to the reactor of the supercritical hydroxylation decomposition apparatus, and there is no possibility that the piping or the reactor will be clogged. At the time of hydrolysis, hydroxides of alkali metals (eg, NaOH, KOH, Ca (OH) 2
) Increases the rate of the hydrolysis reaction, but must be neutralized during the supercritical hydroxylation decomposition treatment. However, when the neutralization is performed, the solubility of the generated inorganic salt is significantly reduced in supercritical water, so that a mechanism for removing the inorganic salt is required. Therefore, it is preferable to hydrolyze without adding an inorganic alkali.

【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。
However, any organic alkaline compound which does not produce an inorganic salt by supercritical hydroxylation decomposition can be used without any problem. Examples of the organic alkaline compound include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide and the like. For example, by adding tetramethylammonium hydroxide and performing hot water treatment under pressure, hydrolysis can be performed at a lower reaction temperature of about 150 to 200 ° C. than in the case of using water alone. Even if the processing solution is subjected to supercritical hydroxylation and decomposition, there is no element that generates an inorganic salt, so that an inorganic salt removing mechanism is unnecessary.

【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。
Particularly, in a factory for producing electronic parts and components such as semiconductors, although separate systems, waste water of tetramethylammonium hydroxide and polyurethane waste may be discharged at the same time. Since the hydrolysis can be performed using the ammonium hydroxide waste liquid, extremely efficient waste treatment can be achieved.

【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。
In the latter stage of the supercritical hydroxylation, water-soluble compounds obtained by hydrolysis in the supercritical state of water are oxidatively decomposed. The temperature and pressure conditions for bringing water into a supercritical state are not limited. For example, the temperature is 374 ° C. or more, preferably 550 to 650 ° C., and the pressure is 22 MPa or more.
Preferably, the condition is 22 to 25 MPa. Examples of the oxidizing agent include air, pure oxygen, hydrogen peroxide, and liquid oxygen. These oxidizing agents may be used in a stoichiometrically required amount or more. The reactor for performing the supercritical hydroxylation decomposition may be any of a pipe (tubular) type and a vessel type.

【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。
Since water becomes a good solvent in the supercritical state, the supercritical water, the hydrolyzed solution and the oxidizing agent form a homogeneous phase in the reactor, and the supercritical hydroxylation reaction proceeds. It is oxidatively decomposed in a short time. The processing fluid obtained by supercritically hydrolyzing and decomposing the hydrolysis treatment liquid of polyurethane waste is cooled and decompressed and discharged out of the system as carbon dioxide, nitrogen gas and water.

【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。
When the polyurethane contains water, it is inherently difficult to self-combust (energy-free) in the supercritical water oxidation reaction due to a low calorific value, and further, by hydrolyzing the polyurethane waste, Since water is added to decrease the organic matter concentration, it is necessary to add an auxiliary fuel to supercritically hydrolyze the hydrolyzed solution. The auxiliary fuel is not particularly limited as long as it has combustion heat capable of sustaining supercritical hydroxylation decomposition.For example, isopropyl alcohol, kerosene, and the like may be used, but the above tetramethylammonium hydroxide waste liquid, crushed waste It is preferable to use plastics, sludge, and the like to be disposed of as auxiliary fuel. The organic substance serving as such an auxiliary fuel may be any substance as long as it can be transported by a pump.

【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。
One embodiment of the apparatus for supercritically hydrolyzing and decomposing polyurethane waste of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

【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ポンプ5により取り出し貯槽6へ送
られる。貯槽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、加圧ポンプ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。
In FIG. 1, first, polyurethane waste is supplied from a hopper 2 to a hydrolysis chamber 1 by a supply chamber 3.
Supplied to The hydrolysis device 1 is maintained at 200 to 300 ° C. and hermetically sealed, and hydrolyzes polyurethane waste in a state where water is present in excess of saturated steam to obtain a water-soluble hydrolysis treatment liquid. The hydrolysis treatment liquid is supplied to the hydrolysis apparatus 1
Is taken out from the bottom by the take-out pump 5 and sent to the storage tank 6. The hydrolysis treatment liquid temporarily stored in the storage tank 6 is pressurized to a predetermined pressure (for example, 25 MPa) by the pressure pump 7 and sent to the tubular reactor 9 together with the auxiliary fuel. On the other hand, air as an oxidizing agent is pressurized by a high-pressure compressor 8, mixed with a hydrolysis solution, and sent to a tubular reactor 9. The mixed fluid is heated to a predetermined temperature (for example, 550 ° C.) by a preheater 10 provided at the entrance of the tubular reactor 9 to be in a supercritical state of water, and a supercritical hydroxylation decomposition reaction proceeds in the reactor 9, The hydrolysis products of polyurethane are rapidly oxidatively decomposed. Alternatively, supercritical water can be prepared in advance and supplied to the reactor together with hydrolysis of the polyurethane. The processing fluid subjected to the supercritical hydroxylation decomposition is cooled by a cooler 11 and decompressed by a pressure reducing valve 12, whereby carbon dioxide and nitrogen gas, which are decomposition products, are released to the atmosphere, and the processing water is discharged out of the system. You.

【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。
FIG. 2 is the same as the apparatus of FIG. 1 in that the polyurethane waste is hydrolyzed by pressurized hot water treatment and then subjected to supercritical hydroxylation. The difference is that heat is recovered through a heat exchange device. That is, the processing fluid flowing out of the reactor 9 is supplied to the heat exchanger 1
Introduce to 3. The high-temperature processing fluid exchanges heat with the cooling water 14 by the heat exchange device 13. After the treatment liquid is cooled, the pressure is reduced by the pressure reducing valve 12. The hot water heat-exchanged by the heat exchanger 13 can be returned to the hydrolysis device 1 via the return line 14 to be used for inflow of polyurethane waste from the supply chamber 3 or effective thermal energy can be recovered.

【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29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。
FIG. 3 shows an embodiment of a polyurethane waste hydrolysis apparatus. The polyurethane waste is supplied semi-continuously from the hopper 2 to the supply chamber 3. The polyurethane waste is put into the supply chamber 3 under normal pressure, the supply control plate 29 is closed, and the steam of the hydrolysis device 1 is supplied into the supply chamber 3. With the pressure in the supply chamber 3 equal to the pressure in the hydrolysis device 1,
The pressure adjusting plate 3a is opened to flow into the hydrolysis device 1. At that time, air may be supplied from the hopper 2 side by a blower or the like and press-fitted, or hot water heat-exchanged by the heat exchanger in FIG. 2 may be used. A heater 4 is provided at a lower portion of the hydrolysis device 1 and is configured to heat water existing at a lower portion of the hydrolysis device 1 to 200 to 300 ° C.

【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。
In order to receive the polyurethane waste flowing into the hydrolysis apparatus 1, a porous horizontal flat plate 1b such as a rough steel plate is provided at the center of the apparatus. The polyurethane waste on the porous horizontal flat plate 1b is hydrolyzed in a closed system in the presence of water in excess of saturated steam, completely decomposes to a water-soluble substance in about 30 minutes, and is liquefied at the bottom of the hydrolysis device 1. Stored as things.

【0026】[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。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

【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。
Example 1 A polyurethane foam was autoclaved (with an internal volume of 100
cc) was charged so that water was present in excess of the saturated vapor pressure, and heated to 150 to 300 ° C. in an electric furnace to perform hydrolysis. Table 1 shows the results.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 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。
As a result of hydrolysis under the conditions shown in Table 1,
No. At a reaction temperature of 150 ° C. in 1, polyurethane was not hydrolyzed and remained in almost its original form. No. When the reaction temperature of Step 2 reached 200 ° C., the polyurethane was rapidly decomposed into a water-soluble substance. Furthermore, when the temperature was raised to 250 ° C. and 300 ° C., there was almost no residue. Also 30
It was confirmed that hydrolysis was performed without any problem even when the reaction time was set at 10 minutes at 0 ° C. Therefore, if the polyurethane is hydrolyzed by hot pressurized water, the piping and the reactor will not be clogged even after the supercritical hydroxylation decomposition treatment.

【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。
Further, in the case of As shown in FIG. 6, when the polyurethane was hydrolyzed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (25%), it was found that the residue disappeared at 150 ° C. and the water-soluble substance was decomposed. This is presumably because the hydrolysis of the polyurethane was promoted by the addition of the alkali. In addition, when this tetramethylammonium hydroxide is decomposed by supercritical hydroxylation, inorganic salts are not generated, and it is completely decomposed by supercritical hydroxylation. When waste liquid comes out, it is preferably used to increase the hydrolysis rate of polyurethane waste.

【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。
Next, No. 2 to 6 hydrolysis treatment liquids
As a result of supercritical hydroxylation decomposition in a 0 cc autoclave,
At a temperature of 650 ° C. and a pressure of 25 MPa, a theoretical amount of oxygen is supplied only for 1 minute, the TOC is 1 ppm or less, the nitrogen content does not remain in the form of nitrous acid, nitric acid or ammonia, and the nitrogen removal rate is 99%. A good result of 0.8% was obtained.

【0032】[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。
The method and apparatus of the present invention exhibit the following excellent effects.

【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。
(1) When performing supercritical hydroxylation decomposition treatment of polyurethane waste, a difficult crushing step of polyurethane waste is not required.

【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。
(2) Since the supercritical hydroxylation decomposition treatment is performed after the polyurethane waste is hydrolyzed to a water-soluble substance, the treatment can be performed stably without clogging in the piping and the reactor.

【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。
(3) Since an alkali metal hydroxide that generates an inorganic salt is not used, a neutralization treatment is not required in the supercritical water oxidation treatment, and a salt removing mechanism is not required.

【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。
(4) By adding an organic alkali when hydrolyzing polyurethane waste, polyurethane waste can be efficiently hydrolyzed, and even if neutralized, inorganic salts are not generated. No salt removal mechanism is required.

【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。
(5) When the polyurethane waste and the tetramethylammonium hydroxide waste liquid come out at the same time, the tetramethylammonium hydroxide waste liquid can be used for the hydrolysis treatment of the polyurethane waste, so that efficient disposal can be achieved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a flow chart showing one embodiment of the apparatus for supercritically decomposing polyurethane waste according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a flowchart showing another embodiment of the apparatus for supercritically decomposing polyurethane waste according to the present invention.

【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。
FIG. 3 is an explanatory view showing one embodiment of a polyurethane waste hydrolysis apparatus used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrolysis apparatus 2 Hopper 3 Supply chamber 4 Heater 5 Discharge pump 6 Hydrolysis solution storage tank 7 High pressure pump 8 High pressure compressor 9 Tubular reactor 10 Preheater 11 Cooler 12 Pressure reducing valve 13 Heat exchanger 14 Cooling water

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A polyurethane waste, which is obtained by hydrolyzing a polyurethane waste in a closed system in a state where water is present in excess of saturated steam to obtain a water-soluble substance, and then performing supercritical hydroxylation decomposition. Supercritical water splitting method.
【請求項2】 200〜300℃で加水分解を行うこと
を特徴とする請求項1に記載のポリウレタン廃棄物の超
臨界水酸化分解方法。
2. The method of claim 1, wherein the hydrolysis is carried out at 200 to 300 ° C.
【請求項3】 有機アルカリ性化合物の存在下に加水分
解を行うことを特徴とする請求項1に記載のポリウレタ
ン廃棄物の超臨界水酸化分解方法。
3. The method for supercritically hydrolyzing polyurethane waste according to claim 1, wherein the hydrolysis is carried out in the presence of an organic alkaline compound.
【請求項4】 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
3に記載の超臨界水酸化分解方法。
4. The supercritical hydroxylation decomposition method according to claim 3, wherein the organic alkaline compound is tetramethylammonium hydroxide.
【請求項5】 150〜200℃で加水分解を行うこと
を特徴とする請求項3または請求項4に記載の超臨界水
酸化分解方法。
5. The supercritical hydroxylation decomposition method according to claim 3, wherein the hydrolysis is performed at 150 to 200 ° C.
【請求項6】 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。
6. A heating means for heating a mixed fluid of an object to be processed, a reactor for oxidizing and decomposing an object to be processed in a supercritical state of water, a cooling means for cooling a processing fluid, and a decompression of the cooled processing fluid. A supercritical hydroxylation / decomposition apparatus for polyurethane waste provided with a decompression means for performing hydrolysis, wherein the hydrolysis apparatus hydrolyzes polyurethane waste in a closed system with hot pressurized water having an excess of saturated steam. Supercritical water oxidation of polyurethane waste, comprising: means for removing the aqueous solution of the discharged polyurethane waste from the hydrolysis apparatus; and pressure supply means for pressurizing and supplying the extracted hydrolysis treatment liquid to the reactor. Disassembly device.
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