KR100572241B1 - 재자원화 방법 및 시스템, 컨테이너 - Google Patents

Abstract

밀폐한 컨테이너 ( 1 8 ) 내에 질소를 공급하여 산소를 추출하고 (공정1), 그 상태에서, 단계를 거치면서, 컨테이너 1 8 내에 편입된 히터를 사용하여 컨테이너 1 8 내의 내부 온도를 상승시켜 간다 (공정 2~5). 공정 2에서는 수분을, 공정 3에서는 염소를, 공정 4 및 5에서는 고분자 가스를 추출할 수 있다., 공정 6 또는 소정 시간 이상의 방치를 통해, 재이용 가능한 탄소나 금속이 얻어진다. 공정 2~5에서 추출된 가스류를 유체화하여 재자원화할 수 있다. 무산소 분위기 내에서의 가열이기 때문에, 이산화탄소나 다이옥신류 등은 생기지 않는다. 히터 내장형의 컨테이너 ( 1 8 )을 사용하기 때문에 로가 불필요하며 처리 효율도 높다. 이산화탄소나 다이옥신류도 발생하지 않으며, 탄소 (예를 들어, 불활성 탄소), 금속 등을 재이용 가능한 형태로 회수할 수 있으며, 저공간·저에너지·저비용의 처리 시스템을 얻는다. 또한, 얻어진 불활성 탄소를 부활 처리하여, 카본 나노 튜브·활성 탄소를 연속적으로 대량 생산할 수 있다.

불활성 탄소, 재자원화, 활성 탄소, 탄소 나노 튜브, 무산소 분위기, 히터

Description

재자원화 방법 및 시스템, 컨테이너{RESOURCE RECYCLING METHOD, SYSTEM AND CONTAINER}

본 발명은, 폐기물 등의 재자원화 방법 및 시스템, 이들을 이용한 불활성 탄소, 카본 나노 튜브, 활성 탄소 등의 탄소 재료에 대한 탄소 재료 제조 방법 및 시스템, 이들에 사용할 수 있는 컨테이너에 관한 것이다.

최근에 있어서 폐기물 처리는, 폐기물로부터 인위적으로 유용물을 재생하는 재자원화의 색채를, 매우 강하게 가지기에 이르렀다. 재자원화라는 이념은, 폐기물의 분별 처리 등의 형태로 서서히 실현되고 있으나, 실제로는, 분별처리에 필요한 일손과 설비, 비용 등의 면에서 엄격한 사회적, 경제적 제약이 있기 때문에 현상태에서는 아직 불충분한 성과에 그치고 있다.

또, 사회 생활 전반에 걸쳐, 지구 환경 악화로 이어지는 인간 활동을 억제하려는 발상이 매우 강해지고 있다. 특히, 폐기물 처리와 관련해서는, 폐기물의 소각 등의 과정에서 발생하는 이산화탄소, 다이옥신류, 질소산화물 ( N O x ), 유황 산화물 ( S O x ), 매진, 중금속 등의 배출·방산을 어떻게 억제하는가가 중요한 과 제로 되어 있다. 예를 들어, 탄소를 포함하는 폐기물을 소각했을 때에 발생하는 이산화탄소는 온실 효과 증대를 불러일으키는 물질로 주목받고 있고, 대기중으로의 배출량을 억제하기 위해 대대적인 검토가 거듭되고 있다. 또한, 염소를 포함하는 폐기물을 소각하면, 일반적으로 다이옥신류로 총칭되는 독성이 강한 물질군이 발생한다. 현상태에서도, 충분히 고온으로 소각하는 것, 소각온도를 일정하게 유지하는 것, 재연소장치를 사용하는 것 등에 의해 대기 중으로의 방출을 어느 정도 억제할 수 있다고는 하나, 다이옥신류의 배출량을 어떻게 해서 더욱 억제할 수 있을까가, 중요 검토 과제로서 남아 있다.

따라서, 가까운 미래에 있어서 폐기물 처리시스템은, 폐기물로부터 양질의 자원을 다량으로 재생할 수 있고, 많은 일손이나 설비 또는 비용을 쓰지 않고 건축·운용할 수 있으며, 더욱이 이산화탄소나 다이옥신류의 발생·방산을 수반하지 않는 지구 환경에 좋은 시스템이어야 한다. 특허 제 2 6 5 1 9 9 4 호에 기재되어 있는 시스템 (이하, '특허된 시스템')은, 이 사회적 요청에 대해서 부분적이기는 하나 대응할 수 있는 시스템이다. 이 특허된 시스템에서는, 무산소의 질소 분위기 내에서 폐타이어를 가열함으로서, 폐타이어로부터 화성탄을 제조한다. 이 시스템에서는, 가열 중에는 폐타이어가 산소와 접촉하지 않은 상태를 유지하기 때문에, 이산화탄소가 발생하지 않는다. 또, 폐타이어 내의 스틸 와이어 등의 금속류도, 열화하지 않은 재이용가능한 상태 그대로 회수할 수 있다. 특허된 시스템은 폐타이어의 재자원화에 관한 시스템이고, 이산화탄소 등의 배출을 수반하지 않는 시스템이다.

그러나, 상기 특허된 시스템은 그 기본적인 구성 단위는, 탄화실 등으로 불 리는 로(爐)이고, 일반적으로 복수의 탄화실이나 이에 부수하는 예비실 등을 포함하며, 다수의 방 내지 로를 설치하지 않으면 안되며, 게다가 이들을 모두 밀폐가능한(대기와의 접촉을 회피가능한) 구조로 할 필요가 있다. 그 때문에, 설비규모(길이 및 중량), 운용 비용(전력·화력의 비용이나 인건비) 등을 억제하기 어렵다.

또, 이러한 시스템은 폐기물 처리로부터 활성 탄소를 얻을 수 있지만, 불활성 탄소를 얻으려면, 활성탄소를 무산소상태로 더 처리해서 불활성탄소로 바꿔야 할 필요가 있다. 불활성탄소(예를 들어 비장탄 등)은 미세공이 거의 없고, 탄소 밀도가 크기 때문에, 미세공이 많고 탄소 밀도가 작은 활성 탄소에 비해 탄소원소로부터 방사되는 원적외선의 양이 많다. 따라서 불활성탄소는 원적외선을 이용 대상으로 하는 방법(예를들어, 원적외선성 베개의 내용물로 하는 방법, 원적외선성 콘크리트의 내용물로 하는 방법 등)에는 유용하다. 더욱이, 불활성 탄소는 부활 처리됨으로서 카본 나노 튜브 등을 생산할 수 있는 것이기 때문에, 이 점에서도 불활성탄소는 유용하다. 그래서, 불활성 탄소를 직접 얻을 수 있는 것에 의해 불활성 탄소를 대량 생산 할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.

본 발명의 이점은 소규모인 설비 및 낮은 비용으로, 또한, 불필요하거나 유독한 배출물의 방산 등이 없는 유용한 방법으로, 폐기물 등의 재자원화를 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 재자원화 방법 및 시스템을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 이점은, 고분자 화합물을 재자원화하고, 쉽게 불활성 탄소를 얻을 수 있는 탄소 재료 제조 방법 및 시스템을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 이점은, 고분자 화합물로부터 불활성 탄소를 제조하고, 제조한 불활성 탄소로부터 카본 나노 튜브(본원에서는 단층 카본 나노 튜브, 다층 카본 나노 튜브, 카본 나노 혼 등을 합친 넓은 개념으로서 카본 나노 튜브라고 한다), 양질의 활성 탄소 등의 유용한 탄소 재료를 연속 생산에 의해, 대량으로, 또한, 싼 값으로 제조하는 탄소 재료 제조 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 이점은, 상기 재자원화방법 및 시스템, 탄소 재료 제조 방법 및 시스템에 사용하는 것에 유용한 컨테이너를 제공하는 것이다.

이러한 이점을 얻기 위해서, 본 발명의 재자원화 방법 및 시스템에 있어서는, 무산소 분위기 내(본원에서는 질소 분위기, 불활성 가스 분위기 등의 넓은 개념을 말한다)에서의 가열에 의한 재자원화 방법을, 히터가 편입된 컨테이너에 의해 실시하도록 하고 있다. 즉, 본 발명은, 폐기물을 처리 대상물로 하여, 그 처리대상물을 소각에 의해 처리하는 종래형의 시스템에 대하여 특허된 시스템이 가지고 있는 각종의 이점을 이어받으면서, 폐타이어나 고무, 비닐, 플라스틱 등의 석유계·수지계의 고분자 화합물 등의 처리 대상물에 대한 처리의 구성 단위를 로로부터 히터가 붙은 컨테이너로 변경함으로서, 설비 규모 축소, 저비용화, 효율적 재자원화 등, 특허된 시스템이나 그 단순한 변형·응용에서는 얻을 수 없는 효과를, 실현·달성하는 것이다. 단, 본 발명은, 폐기물처리에 한하지 않고, 목적으로 하는 물질을 처리 대상물로부터 분리하기 위한 시스템, 특히, 그 물질을 불활성 탄소 등의 산화하지 않은 상태로 수득할 필요가 있는 시스템 전반에 적용할 수 있는 것이다. 처리 대상물을 고분자 화합물로 하고, 그 수득물을 불활성 탄소로 하면, 불활성 탄소를 고온 가스(수증기, 이산화탄소) 등으로 산화시키는 부활 처리에 의해 카본 나노 튜브, 활성 탄소 등의 탄소재료로 할 수 있다.

본 발명의 다른 시스템에서는 수득된 불활성 탄소를 부활 처리함으로써, 카본 나노 튜브, 활성 탄소 등의 탄소 재료의 제조를 연속 생산에 의해 대량으로 또한 싼 값으로 생산할 수 있는 것이다.

먼저, 본 발명에 관한 재자원화 방법은, ( 1 ) 내부에 폐기물 등의 처리 대상물이 장진된 컨테이너 내의 분위기를 무산소 분위기(예를 들어, 질소 분위기)로 치환하는 제 1 공정과, ( 2 ) 컨테이너 내 무산소 분위기를 유지하면서, 컨테이너내에 편입되어 있는 히터에 의해 컨테이너 내의 처리대상물을 소정 온도까지 가열하여 그 처리 대상물로부터 소기의 기체를 유리시키고, 유리한 기체인 제 1 생성물을, 대기로부터 격리한 상태를 유지하면서 컨테이너 밖의 장치까지 유도하는 유체상태로 수득하는 제 2 공정과, ( 3 ) 이어서 컨테이너 내의 무산소 분위기를 유지하면서, 탄소가 연소를 개시하는 온도보다 낮은 온도까지 컨테이너 내를 식히고, 그 뒤 컨테이너 내에 남은 물질인 제 2 생성물을 수득하는 제 3 공정을 포함한다. 바람직하게는, ( 4 ) 제 2 공정을 복수회 실시하고, ( 5 ) 복수회의 제 2 공정 각각에 있어서의 처리 대상물의 가열 온도를, 선행하는 제 2 공정에 있어서의 가열온도보다 후속하는 제 2 공정에 있어서의 가열온도 쪽이 높아지도록, 또한, 그 공정에서 제 1 생성물로서 유리시켜야 하는 기체의 종류에 따라 설정하고, ( 6 ) 제 1 생성물의 유도 경로 및 유도 수득처를 복수회의 제 2 공정 각각에 대응해서 개별적 으로 설정한다. 한 예로서, ( 7 ) 제 2 공정으로서는, 제 1 생성물로서 물을 수득하는 공정, 제 1 생성물로서 염소를 포함하는 유체를 수득하는 공정, 및 제 1 생성물로서 고분자 가스 또는 고분자 가스로부터 생성한 유체를 수득하는 공정 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 실시한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 기체의 송급, 유도 등을 위한 각종 관로를 사용한다. 예를 들어, ( 8 ) 적어도, 환원성 기체 또는 불활성 기체를 송급하는 제 1 장치를 제 1 관로를 통해서 컨테이너에 접속한 상태로, 제 1 공정을 실시하고, ( 9 ) 제 1 장치를 제 1 관로를 통해서 컨테이너에 접속하고 또 상기 컨테이너 외의 장치인 제 2 장치를 제 2 관로를 통해서 컨테이너에 접속한 상태로, 제 2 공정을 실시하며, ( 1 0 ) 전 공정으로부터 후 공정으로의 이행을 위해 컨테이너와 제 1 또는 제 2 장치와의 사이의 관로 접속을 단절할 필요가 있을 때에는, 컨테이너를 밀폐 상태로 한다. 또, 바람직한 시스템 구성의 하나로서 ( 1 1 ) 전 공정으로부터 후 공정으로의 각 컨테이너를 순서 감김으로 이동시킴으로서 흐름 작업적으로 복수의 컨테이너를 동시 처리 할 수 있도록, 공정마다 다른 실시장소를 정하고, 각 실시장소에서 실시되는 공정의 실시에 필요하게 되는 관로를 그 실시 장소까지 연장해둔다는 구성이 있다. 바람직한 시스템 구성의 다른 하나로서는, ( 1 2 ) 컨테이너를 이동시키지 않고 적어도 제 1 및 제 2 공정을 실시할 수 있도록, 이들의 공정 실시 장소를 공통의 장소로 정하고, 제 1 및 제 2 공정의 실시에 필요하게 되는 관로 전부를 그 장소까지 연장해 둔다는 구성이 있다. 본 발명에 관한 재자원화 시스템은, 바람직하게는, ( 1 3 ) 상기 제 1 장치, 제 2 장치, 제 1 관로 및 제 2 관로를 구비한다.

다음으로 본 발명의 불활성탄소의 탄소 재료 제조 방법은, 상기 재자원화방법에 있어서, ( 1 4 ) 처리 대상물을 고분자 화합물로 해서, 제 2 생성물로서 불활성 탄소를 제조하는 것이다.

또한, 본 발명의 카본 나노 튜브 및 활성 탄소의 탄소 재료 제조 방법은 ( 1 5 ) 상기 얻어진 활성 탄소를 고온의 수증기 등으로 부활 처리해서 카본 나노 튜브 및 활성 탄소를 얻는 것이다.

그리고 본 발명에 관한 컨테이너는 히터를 가지는 가반형의 컨테이너이다. 본 발명의 재자원화 방법을 실시할 때에 사용되는 컨테이너는, ( 1 6 ) 처리 대상물 장진 및 제 2 생성물 수득을 위한 유개 개구부, 제 1 관로가 접속되는 주입구 및 제 2 관로가 접속되는 배출구가 형성되어 있고, 또한, ( 1 7 ) 컨테이너를 이동시키기 위해서 사용되는 차바퀴, 손잡이, 조구(條溝), 평탄면 등의 반송 보조 구조와, ( 1 8 ) 컨테이너 내의 처리 대상물을 가열하기 위해 컨테이너에 편입된 히터를 구비한다.

본 발명의 재자원화 방법 및 탄소 재료 제조 방법은, 각각 같은 재자원화 시스템 및 탄소 재료 제조 시스템으로서 제공 가능하다.

제 1 도는 본 발명의 한 실시형태에 관한 재자원화 시스템의 구성, 특히 처리라인의 개략과 이에 부대하는 설비류를 나타내는 개념적 평면도이다.

제 2 도는 본 실시형태에 있어서 배관망의 개략을 나타내는 도면이고, 특히 ( A ) 는 평면도, ( B ) 는 측면도이다.

제 3 도는 본 실시형태에 있어서 컨테이너 구조예를 나타내는 도면이고, 특히, ( A ) 는 상면도, ( B ) 는 종단면도, ( C ) 는 하면도, ( D ) 는 덮개의 상면도, ( E ) 는 히터가 편입되는 부분의 확대 단면도이다.

제 4 도는 컨테이너의 떼어내는 방법을 나타내는 도면이고, ( A ) 는 처리라인 상에 올려져 있는 상태를, ( B ) 는 선회되어 떼어지도록 한 상태를, 각각 나타내는 도면이다.

제 5 도는 본 발명의 한 실시형태에 관한 탄소 재료 제조 시스템의 구성, 특히 처리 라인의 개략과 이에 부대하는 설비류를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서 도면을 기초로 설명한다. 또 이하의 설명에서는, 기재의 명료화를 위하여, 폐기물 처리에 본 발명을 적용한 예를 나타낸다. 본 발명에 관한 방법·시스템에 의해 바람직하게 처리할 수 있는 폐기물로서는, 예를 들어, 고무나 비닐, 플라스틱 등의 석유계·수지계의 고분자 화합물, 의료 폐기물, 농업 폐기물, 자동차의 슈레더 더스트(shredder dust), 타이어 (폐 타이어 등), 컴퓨터, 휴대전화, 염소계 화합물, 슬러지 등, 산업 폐기물과 일반 폐기물과의 구별을 묻지 않고, 각종의 폐기물을 들 수 있다. 본 발명의 물질에는, 다양한 화학적 성분을 포함하는 폐기물을 처리 대상물로 할 수 있는 것, 거의 모든 처리 대상물에 대해서는 사전에 자세하게 구별하지 않고도 처리할 수 있는 것, 여러 가지 폐기물에 대응할 수 있음에도 불구하고 설비가 간편, 절약전력으로 저비용으로 운용할 수 있는 것, 이산화탄소·다이옥신류·질소산화물·유황산화물·매진·중금속배출물이 거의 모두라고 해도 좋을 정도로 일어나지 않는 것, 폐기물 처리에 한하지 않고 다종 다양한 용도를 가지는 것 (산화하지 않은 물질을 추출하기 위한 것 등 전반) 등이 포함된다.

본 발명의 한 실시형태에 관한 재자원화 시스템에 있어서 처리 라인 및 부대 설비의 개략을 제 1 도에, 배관망의 개략을 제 2 도에, 컨테이너 구조예를 제 3 도에, 처리 라인으로부터의 컨테이너의 떼어내는 방법을 제 4 도에, 각각 나타낸다. 이 시스템에서는, 로가 아닌 가반형으로 히터가 부착된 컨테이너 1 8 이, 처리 라인을 흐르는 기본적 구성 단위로 되어 있다.

즉, 제 1 도 및 제 2 도에 나타난 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 시스템에서 실시되는 재자원화 프로세스는, 공정 1 ∼ 6 순으로 컨테이너 1 8을 유통시켜서 복수의 컨테이너를 병렬적으로 처리하는 프로세스이다. 공정 1 ∼ 6 중 공정 1 이 상술한 제 1 공정에, 공정 2 ∼ 5 가 각각 상술한 제 2 공정에, 공정 6 이 상술한 제 3 공정에, 해당하고 있다. 더욱이 제 2 도에 나타난 배관망 2 0을 구성하는 관로 중, 질소관 2 1 이 상술한 제 1 관로에, 산소·수증기관 2 2, 염소·잡가스관 2 3 및 잡 가스관 2 4 가 제 2 관로에, 해당하고 있다. 각 관로는, 기체의 송급/수집을 기체종별마다 분별해서 실행할 수 있도록 기체종별마다 분리되어, 또한, 그 내부의 기체가 외부의 대기에 접촉하지 않도록, 설치되어 있다. 본 실시형태에서 는, 탄소나 금속 외에 수분이나 염소나 고분자 화합물을 포함하는 폐기물이 상술한 처리 대상물에 해당하고, 공정 2 ∼ 5 에서 관로를 통해 추출되는 물질군이 상술한 제 1 생성물에 해당하고, 공정 6 종료 후에 컨테이너 1 8 내에 남는 물질군이 상술한 제 2 생성물에 해당한다.

컨테이너 1 8 은, 제 3 도에 나타난 바와 같이, 원주 유저상 형상의 컨테이너 본체 1 8 1 및 그 덮개 1 8 2 로 구성되어 있다. 즉, 컨테이너 본체 1 8 1 의 상부에는, 처리 대상물인 폐기물을 컨테이너 1 8 내에 장진하고 제 2 생성물을 컨테이너 1 8 외에서 수득하기 위한 개구부가 있고, 이 개구부를 닫아서 컨테이너 1 8 내부를 밀폐상태로 하기 위한 덮개 1 8 2 가 사용된다. 또, 제 3 도 ( B ) 및 ( C ) 에 나타난 바와 같이, 컨테이너 본체 1 8 1의 하면에는, 컨테이너 1 8을 가반화하기 위한 반송 보조 부재로서 바퀴 1 8 3 이 설치되어 있다. 이 바퀴 1 8 3 은, 제 1 도 및 제 2 도에 나타난 궤도 1 9를 따라 컨테이너 1 8을 이동시킬 때나, 궤도 1 9 상으로의 컨테이너 1 8 의 반입 및 궤도 1 9 상에서의 컨테이너 1 8 의 반출시나, 제 4 도에 나타난 바와 같이 고장 등을 수반하여 궤도 1 9 를 부분적으로 선회시켜 궤도 1 9 상으로부터 컨테이너 1 9 를 떼어 낼 때에 사용할 수 있다. 이 바퀴 1 8 3 은, 컨테이너 1 8을 간단하게 이동시킬수 있도록 하기 위한 반송 보조구조의 한 형태에 지나지 않는다. 즉, 본 발명을 실시하는데에 있어서는, 바퀴 1 8 3을 대신하여 또는 이와 함께, 손잡이나 조구를 설치해도 좋다. 컨테이너 1 8 의 상면 혹은 측면에 손잡이를 설치한 경우는, 인간 또는 기계가 컨테이너 1 8 을 매달아 올려 옮길 수 있고, 컨테이너 1 8 의 하면에 조구를 설치한 경우는, 포크리 프트 등으로 컨테이너 1 8을 들어올려서 운반할 수도 있다. 컨테이너 1 8 의 하면을 단순한 평탄면으로서, 컨베이어에 의해 컨테이너 1 8을 이동시킬 수도 있다. 또, 실제는 처리 대상물인 폐기물에 적응시키기 위해 컨테이너 본체는 원주 유저상 형상 이외인것도 생각할 수 있다. 예를 들어 각형 유저상 형상의 횡개 덮개 형식의 컨테이너 본체여도 좋다. 각형 유저상 형상의 횡개 덮개 형식의 컨테이너 본체이면 폐기물을 장진할 때, 매달아 올리지 않고 컨테이너의 레일 위에서 작업할 수 있는 등의 이점이 있다.

컨테이너 본체 1 8 1 의 주벽, 저부 및 해당 저부에 설립된 폴 1 8 4 에는, 주벽부를 예로 들면 제 3 도 ( E ) 에 나타난 구조에 의해, 히터 1 8 5 가 편입되어 있다. 컨테이너 본체 1 8 1 은, 철 또는 이와 유사한 금속에 의해 형성된 보일러 1 8 6 의 내측면에, 원적외선 탄소 세라믹 히터나 탄소 필라멘트 등의 히터 1 8 5를 실장한 구조를 가지고 있다. 또, 방호망 1 8 7 은, 히터 1 8 5를 보일러 1 8 6 의 내측면에 밀어붙여, 히터 1 8 5 의 탈락을 방지한다. 이 방호망 1 8 7 에 의해, 히터 1 8 5 가 처리 대상물에 직접 접촉해서 오손하는 것을, 방지할 수 있다. 또, 보일러 1 8 6 의 외측면과, 최외부에 위치하는 외장재 1 8 8 과의 사이에는, 단열재 1 8 9를 배치한다. 이에 의해 컨테이너 1 8 밖으로 도망가는 열량을 억제해서 처리 대상물을 효율적으로 가열할 수 있고, 또 이전 공정에서 후 공정으로 컨테이너 1 8을 이동하는 때 등에 있어서 컨테이너 1 8 의 취급이 쉬어진다. 또, 같은 모양의 형태로 히터 1 8 5 가 편입되어 있는 폴 1 8 4를, 컨테이너 본체 1 8 1 의 용적 등을 고려해서, 적당한 위치에 적당한 개수로 설치하는 것에 의해 컨테이 너 본체 1 8 1 내의 처리대상물 전체를 균일하게 가열할 수 있다. 또, 히터 1 8 5 에 전력을 공급하기위한 배선에 대해서는, 이 분야를 통한 기술자이면 본원에 의한 개시를 기초로 설계 등을 하는 것이 가능하기 때문에, 도시를 생략하고 있다. 또, 히터 1 8 5를 주벽전면·전고에 걸쳐서 설치하는 필요는 없다. 예를 들어, 처리대상물의 장진량 상한라인을, 폴 1 8 4 의 정부보다 약간 위에 있고 덮개 1 8 2 의 하면보다 약간 아래 선에 설정해 두고, 그 선보다 밑의 부분만 히터 1 8 5를 설치하도록 한다. 그리고, 도중의 1 8 a 는 히터 1 8 5 의 통전스위치이고, 예를 들어, 컨테이너 1 8 이 축도 1 9 위의 소정위치에 달했을 때 히터 1 8 5 에 통전하도록 컨테이너 본체 1 8 1 에 편입되어 있다.

또 덮개 1 8 2 는, 제 1 도 및 제 2 도에 나타낸 공정 1 ∼ 6을 실시하는 동안, 컨테이너 1 8 내에 처리대상물을 컨테이너 1 8 밖의 대기로부터 격리하기 위해, 컨테이너 본체 1 8 1 의 개구부에 장착된다. 덮개 1 8 2 의 길이는, 덮개 1 8 2를 컨테이너 본체 1 8 1 의 상부의 개구부에 끼워 맞추었을 때, 즉 폐개시에 컨테이너 1 8 이 밀폐되도록, 컨테이너 본체 1 8 1의 개구부의 길이에 맞춰서 설계되어 있다. 또, 도 3 ( D ) 에 나타난 바와 같이, 덮개 1 8 2 의 주연에는, 덮개 1 8 2를 컨테이너 본체 1 8 1 의 개구부에 고정하기 위한 고정부 1 8 b 로서, 여러 개 ( 도에서는 3 개 ) 의 돌기가 설치되어 있다. 폐개시에는 , 이 고정부 1 8 b 는, 제 3 도 ( B ) 에 나타낸 바와 같이, 컨테이너 1 8 1 의 개구부 내벽면에 설치되어 있는 요부와 계합하고, 이것에 의해 덮개 1 8 2 가 컨테이너 본체 1 8 1 에 고정된다. 또, 덮개 1 8 2 의 상면에는, 도 3 도 ( A ) 및 ( D ) 에 나타낸 바와 같이, 사람손이나 제 1 도중의 덮개장착장치 7 등에 의해서 덮개 1 8 2를 컨테이너 본체 1 8 1 에 착탈할 수 있도록, 여러개 ( 도중 2 ) 의 손잡이 1 8 c 가 설치되어 있다.

또, 덮개 1 8 2 에는, 밀폐상태에 있는 컨테이너 1 8 내에 질소를 도입하기 위한 주입구 1 8 d 나, 가열에 의해 처리대상물로부터 유리한 기체 및 질소의 도입에 의해 밀폐상태의 컨테이너 1 8 내에서 구축되는 기체를 배출하기 위한 배출구 1 8 e 가, 설치되어 있다. 단, 주입구 1 8 d 및 배출구 1 8 e를 컨테이너 본체 1 8 1 에 설치해도 좋다. 공정 1 ∼ 6 에서는 이것들 주입구 1 8 d 및 배출구 1 8 e 에 각각 제 1 또는 제 2 관로를 접속한다. 또, 전공정으로부터 후공정으로의 이행시 등, 컨테이너 1 8 로부터 관로를 빼는 기간에 컨테이너 1 8 내에 밀폐상태로 유지할 수 있도록, 즉 관로로부터 잘려 떨어졌을 때에 컨테이너 1 8 에 대기가 흘러들어가는 것이나, 컨테이너 1 8 로부터 외기중에 염소 등의 기체가 유출하지 않도록, 주입구 1 8 d 및 배출구 1 8 e 에는 적당한 덮개 혹은 밸브를 설치한다 ( 각 관로에도 마찬가지로 덮개 혹은 밸브를 설치한다. ) 또, 덮개 1 8 2 에는, 공정 2 등으로 음식물쓰레기의 탈수 등에 사용가능한 마이크로파 발생기를 시작으로 해서, 각종 전기적 보기가 실장되는 보기실장부 1 8 f 도 설치되어 있다. 온도센서나 압력센서 등, 히터 1 8 5 에 의해 가열의 제어나 각 공정의 관리에 사용하는 센서 / 프로브 류도, 덮개 1 8 2 혹은 각 관로에 편입할 수 있다. 이것들, 제어관련의 배선에 대해서는, 컨테이너 1 8 2 의 내부 및 주변의 배선뿐 아니라, 후술의 전기제어판 8 관련의 배선에 대해서도 도시를 생각하고 있지만, 이 분야를 통한 기술자라 면 본원에 의한 개시를 기초로 설계 등을 할 수 있을 것이다. 그리고 덮개 1 8 2 의 하면에는, 제 3 도 ( B ) 에 나타낸 바와 같이, 센서 / 프로브류로의 불요물 부착이나 배출구 1 8 e 등으로부터의 해당 불요물의 배출을 방지하는 필터 1 8 g을, 설치한다.

공정 1 ∼ 6 에서는, 무산소분위기내에서의 가열에 의한 재자원화가 실시된다. 공정 1 은, 밀폐상태로한 컨테이너 1 8 내의 분위기를 질소주입에 의해 무산소분위기로 하는 공정이고, 히터 1 8 5 에 통전하고 있지 않은 상태, 즉 컨테이너 1 8 내 온도가 상온의 상태로 실시된다. 공정 1 에서는, 처리대상물이 장진되는 밀폐된 컨테이너 1 8 의 주입구 1 8 d 에 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에 산소·수증기관 2 2 가, 각각, 컨테이너 1 8 외의 대기와의 연통 ( 샘 ) 이 없도록 접속된다. 질소가스발생장치 9 는, 전기제어반 8 에 의한 제어를 기초로 질소를 발생시키는 장치이고, 대기를 압축하기 위한 컴플렉서 1 0을 구비하고 있다. 질소가스 발생장치 9 는, 압축된 대기로부터 질소를 유출해서 질소관 2 1 내에 송출한다. 질소를 대신해, 다른 환원성 또는 불활성기체를 사용해도 좋지만, 질소는 이와같이 대기로부터 추출할 수 있고 해도 적기 때문에, 질소를 사용하면, 저비용으로 할 수 있다. 질소관 2 1 에 송출된 질소는, 주입구 1 8 d를 통해서 컨테이너 1 8 내로 들어간다. 그 때까지 컨테이너 1 8 내에 존재하고 있던 기체 예를 들어 대기는, 컨테이너 1 8로부터 구축된 배출구 1 8 e를 통해서 산소·수증기관 2 2 내에 송출된다. 공정 1 은, 적어도, 컨테이너 1 8 내에 있어서의 산소농도가 소정농도를 밑돌때까지, 혹은 그것에 충분한 시간이 경과할때까지 계속된다. 공정 1 종료후는, 주입구 1 8 d에서 질소관 2 1을, 배출구 1 8 e 로부터 산소·수증기관 2 2를 떼어낸다. 공정 2에서 관로와 재접속할때까지는, 전술과같이 주입구 1 8 d 및 배출구 1 8 e를 닫고 컨테이너 1 8을 밀폐상태로 유지한다 (다른 공전간 이동에 대해서도 같음 ).

또, 질소주입을 개시하는 것에 앞서, 컨테이너 본체 1 8 1 내에 처리대상물인 폐기물을 장진하는 작업과, 컨테이너 1 8을 궤도 1 9 위에 올려서 공정 1 의 실시장소에 반입하는 작업과, 덮개 1 8 2 를 컨테이너 본체 1 8 1 의 개구부에 장착해서 컨테이너 1 8 을 밀폐하는 작업을, 실시하는 필요가 있으나, 그 순서 및 상세는 적절히 정할 수 있다. 예를 들어, 덮개 1 8 2 가 장착되어 있는 빈 컨테이너 1 8을 반입하고, 그 덮개 1 8 2를 빼서 처리대상물을 장진하고, 그리고 덮개 1 8 2를 닫는 순서도 좋다. 혹은, 컨테이너 본체 1 8 1을 반입해서 처리대상물을 장진하고, 덮개 1 8 2를 반입하고, 그 덮개 1 8 2를 닫는 순서도 좋다. 처리대상물의 장진이나 덮개 1 8 2 의 장착 등의 작업은 통상의 대기내에서 행할 수 있다. 또, 컨테이너 1 8 내에서 대기를 빼서 감압해두고, 그 후에 질소를 컨테이너 1 8 내에 도입하는 수법도 실시할 수 있다. 또 제 1 도 중의 덮개 장착장치 7 은, 조작에 따라, 궤도 1 9 상에 덮개 1 8 2를 탈착하는 장치이다. 도시는 하지 않았으나, 컨테이너 1 8 에 비해서 처리대상물이 큰 경우 등에는, 파쇄기 등을 병설해서 이용하는 것이 바람직하다.

공정 1 에 의해 그 내부 분위기가 무산소분위기로 치환된 컨테이너 1 8 은, 공정 2 의 실시장소에 이동된다. 공정 2 에서는, 주입구 1 8 d 에 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에 산소·구증기관 2 2 가 접속되어, 히터 1 8 5 로 통전이 실시된다. 공정 2 에 있어서 히터 1 8 5 로의 통전은, 히터 1 8 5 에 의한 가열온도가 섭시 1 5 0 도가 되도록, 또 수분을 대강 전부 추출하는데에 충분한 시간 그 온도가 계속되도록, 제어된다. 이 제어는, 컨테이너 1 8 내부의 온도센서에 의한 피드백을 받으면서 컨테이너 1 8 내에 자율적으로 실행하도록 해도 좋고, 전기제어판 1 8 이 해당 온도센서 출력을 추차 감시해서 실행하도록 해도 좋다. 이 공정에서는, 컨테이너 1 8 내의 처리대상물이 물의 불점이상으로 가열시키는 것으로, 처리대상물로부터는 수분이 기화한다. 수분의 기화를 촉진하기위해서 보기실장부 1 8 f 에 마이크로파 발생기 등을 편입해두고, 히터 1 8 5 와 병행해도 좋다. 기화한 수분 즉 대상물로부터 유리한 수증기는, 기화에 수반하는 컨테이너 1 8 의 내압상승이나, 질소관 2 1 로부터의 질소도입에 수반하여, 산소·수증기관 2 2 안으로 구축된다. 따라서 산소·수증기관 2 2 안에는, 수분, 산소, 질소 등을 포함하는 기체가 송출되게 된다. 이 기체는 통상의 대기조성에 있어서의 질소비율을 늘리고 또 수분을 더한 것에 상당하기 때문에, 그대로 대기 중에 방산되어도 큰 문제는 일어나지 않는다. 단, 수집한 기체 안에는 재이용가능한 성분을 포함하고 있고, 또 그 기체에 의해서 반송되는 열도 이용가능하다. 그 때문에, 산소관 2 2 내에 송출된 기체는 열교환기인 가스냉각장치 1 1 에 의해 수집 / 냉각해서, 이용하는 것이 바람직하다. 또 제 1 도 중의 1 2 는 이 열 교환기에 부수하는 물탱크 1 3 은 클링타워이다.

공정 2에서 그 내부가 건조상태로 된 컨테이너 1 8 은, 다음으로, 염소를 유 리시켜 추출하는 공정 3 에 투입된다. 그 때, 컨테이너 1 8 은, 먼저 공정 3 의 실시장소로 옮겨져, 그 주입구 1 8 d 에는 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에는 염소·잡가스관 2 3 이 접속된다. 공정 3 에서는 히터 1 8 5 에 의한 가열온도가, 처리대상물로부터 염소가 기화·유리하나 고분자가스는 열분해하지 않는 온도, 구체적으로는 섭시 2 0 0 ∼ 3 5 0 도가 되도록, 또는 염소를 대강 전부 추출하는데 충분한 시간 그 온도가 계속도되도록, 제어된다. 컨테이너 1 8 내가 이미 무산소분위기가 되어있고, 연소가 일어나지 않고, 염소·잡가스관 2 3 도 대기에 개방되어 있지 않는 것에서, 유리한 염소로부터 다이옥신류 등이 생기지 않는다. 염소·잡가스관 2 3 에는, 처리대상물로부터 유리한 염소나 각종 잡가스를 포함하는 기체가 송출되어, 이 기체는 가스냉각장치 1 1 에 의해 수집 / 냉각된다. 그 결과 생긴 액체 ( 예를 들어, 염소이온수 ) 는, 액화물 탱크 1 1 a 에 저류해둘 수 있다. 가스냉각장치 1 1 에 의해서 액화할 수 없었던 기체는, 예를 들어, 가성 소다를 사용한 탈염장치 1 1 b에서 중화하고, 식염수를 주성분으로 하는 액체로 변환한다. 중화장치로서 소석탄을 사용한 중화장치에서 중화하고, 무해화된 미량의 기체 ( 예를 들어 자연계에 통상 존재하는 에타놀계의 가스) 만으로 할 수 있다. 또, 탈염장치로서, 비질량에 의해 성분의 분별을 행하는 장치를 사용해도 좋다. 탈염장치 1 1 b를 통과한 유체 예를 들어 잡가스를, 예를 들어, 압축기 1 4 에 의해 압축해서 봄베 1 5 에 저류할 수 있다. 또, 이 잡가스는, 염소를 포함하지 않는 것으로, 버너 등에서 연소되어도 다이옥신류 배출 등의 문제는 일어나지 않는다.

공정 3 의 다음은, 탄화수소계의 고분자화합물을 기화·유리시켜 추출하는 공정 4 이다. 공정 4 의 실시장소로 옮긴 컨테이너 1 8 의 주입구 1 8 d 에는 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에는 잡가스관 2 4 가 접속되어, 히터 1 8 5 에 의한 가열온도는, 처리대상물로부터 그것들 고분자가스가 유리하는 온도, 구체적로는 섭시 3 5 0 ∼ 4 5 0 도가 되도록 또 그것들 고분자가스를 거의 모두 추출하는데에 충분한 시간 그 온도가 계속되도록, 제어된다. 컨테이너 1 8 내가 이미 무산소분위기가 되어있고, 연소가 칭해지지 않고, 잡가스관 2 4 도 대기에 개방되어 있지않은 점에서, 유리한 고분자가스로부터 이산화탄소 등이 생기지 않는다. 잡가스관 2 4 에는, 질소에 더해서 처리대상물로부터 유리한 이것들의 고분자가스를 포함하는 기체가 송출되어, 이 기체는 가스 냉각장치 1 1 에 의해 수집된다. 가스냉각장치 1 1 에서는 이 기체를, 다른 공정에서 수집하는 기체와는 분별해서 냉각하고, A 중유 상당의 나프타를 수득한다.

공정 4 의 다음은, 탄소를 고착시키기 위한 공정 5 이다. 공정 5 의 실시장소에 옮겨진 컨테이너 1 8 의 주입구 1 8 d에는 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에는 잡가스관 2 4 가 접속되고, 히터 1 8 5 에 의한 가열온도는 섭씨 4 5 0 도가 되도록, 또 탄소의 고착에 충분한 시간 그 온도가 계속되도록 제어된다. 여기에서도, 공정 4 와 마찬가지 이유로, 이산화탄소 등이 생기지 않는다. 이 공정에서 수집한 고분자가스는, 공정 4에서 수집한 고분자가스와 같은 처리가 된다.

공정 5 다음은, 컨테이너 1 8 내에 남아있는 처리후 생성물을 식히는 공정 6 이다. 공정 6 의 실시장소에 옮겨진 컨테이너 1 8 의 주입구 1 8 d에는 질소운송장치 1 6 에서의 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에는 냉각용 액체질소탱크 1 7 부터 의 질소관 2 1 이 접속되어, 히터 1 8 5 로의 통전은 정지된다. 공정 6 에서는, 계속해서 컨테이너 외 대기로부터의 격리상태를 유지하면서, 또 컨테이너 1 8 내의 무산소분위기를 유지하면서, 냉각용액체질소탱크 1 7 부터의 저온질소가스의 도입에 의해, 탄소가 연소를 개시하는 온도보다 낮은 온도까지 컨테이너 내를 식힌다. 예를 들어 섭씨 5 0 ∼ 1 0 0 도 정도까지 충분히 식힌 후이면, 덮개 1 8 2를 열어도, 컨테이너 내의 탄소가 급속히 산화하지 않는다. 또, 공정 1 ∼ 6 중 어느 것에 있어서도, 처리대상물에, 금속이 변질할 정도의 고온은 더하지 않는다. 따라서, 공정 6을 종료한 단계에서 컨테이너 1 8 내에 남아있는 처리후 생성물은, 산화하지 않은 탄소나, 변질하지 않은 재이용가능한 금속을 포함하는 것, 바꾸어 말하면, 자원으로서 그대로 이용할 수 있고, 혹은 비교적 간단한 추가처치에 의해 재자원화 할 수 있는 것으로 되어 있다. 컨테이너 1 8 내에 남아있는 처리후 생성물로부터, 비질량에 의해 소망의 금속을 선별·추출 하는 등도, 가능하다. 또, 이 공정에서 사용한 질소는, 질소유송장치 1 6 에 의해 리사이클질소관 2 5를 통해서 가스 냉각장치1 1 에 유송해서, 이용하는 것도 가능하다. 액체질소를 사용하는 것을 그만두고, 질소가스발생장치 9 에서의 질소를 도입하도록 해도 좋다. 혹은, 컨테이너 1 8을 밀폐한 채 방치하도록 해도 좋다. 충분한 시간을 들이면, 방치하는 것만으로도, 컨테이너 1 8 내를 식힐 수 있다. 컨테이너 1 8 에 더하는 열 스트레스를 경멸하려면, 온도방치가 좋다.

이와같이, 본 발명의 호적한 실시형태에 의하면, 연소를 수반하지 않는 열분해 프로세스에 의해 처리를 행하고 있기 때문에 이산화탄소나 유황산화가 일어지 않고, 공정 6 종료시에는 재이용가능한 탄소를 얻을 수 있다. 또, 무산소분위기내에서 가열을 행하거나, 또 최소에서도 섭씨 4 5 0 도 정도까지밖에 컨테이너 1 8 내의 온도를 상승시키지 않기 때문에, 처리대상물중의 금속성분이 산화도 변질도 하지 않고, 재이용가능한 형태에서 컨테이너 1 8 내에 남게 되고, 중금속류의 방산도 일어나지 않는다. 또, 염소를 유리시킬 수 있는 정도의 온도에 충분히 둔 다음에 온도를 높여서 고분자화합물을 유리시키는 수법을 취하고 있기 때문에, 다이옥신류도 발생하지 않는다. 잔류 다이옥신량 계량결과에 의해서 1 0 ^-3 n g - T E Q / g 이하이고, 따라서 다이옥신 류의 발생량은 실직적으로 0 이라고 할 수 있다 ( T E Q : 독성등량). 컨테이너 1 8 내에 온도를 섭씨 4 5 0 도 정도까지밖에 상승시키지 않기 때문에, 질소를 주체로하는 분위기내에서 가열을 행하는데도 불구하고, 질소산화물은 생기지 않는다. 컨테이너 1 8 내의 처리대상물을 연소도 교반도 하지 않기 때문에, 매진이 방산되는 일도 없다. 또, 처리과정에서 생기는 염소, 고분자화합물 등의 가스는, 가스냉각장치 1 1에서 액화등 시켜서 재자원화 할 수 있다. 결국, 처리대상물의 대부분이 재자원화되게 되므로, 잔재의 매립처분 등도 거의 불필요하게 된다.

또, 가반형으로 히터 1 8 5 부착의 컨테이너 1 8을 사용하고 있기 때문에, 화로의 설치, 유지, 운용 등을 행할 필요가 없고, 처리에 필요한 에네르기도 감소한다. 그 결과로서, 설비규모·설치스페이스축소, 저비용·절약노력화, 효율적 재자원화등의 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 내경 = 5 0 0 m m 정도의 컨테이너 1 8을 사용해서 시스템을 구축한 경우, 인접하는 공정사에이서 컨테이너 간격을 넓게 잡았다고 해도 6 m × 2 m 정도의 스페이스를 요할 뿐이다. 또, 그 정도의 길이의 컨테이너 1 8 이면, 히터 1 8 5 로서 그다지 출력이 크지 않은 것을 사용해도, 그 내부의 처리대상물을 목적온도까지 가열할 수 있다.

또, 본 발명을 실시하는데 있어서, 제 1 도 및 제 2 도에 나타난 바와 같이 각 공정의 실시장소를 나누어, 각 실시장소마다 개별적으로 관로를 설치하는 것에 의해, 컨테이너 1 8 에 설치하는 관로접속구 ( 전게의 예에서는 주입구 1 8 d 및 배출구 1 8 e ) 의 개수를 적게 할 수 있고, 따라서 컨테이너 1 8을 소형·간소·저가인 구성으로 할 수 있다. 또, 컨테이너 1 8을 공정으로부터 공정으로 유통시키고, 이른바 흐름작업적으로 일연의 공정을 실시하고 있기 때문에, 복수개의 컨테이너 1 8을 동시에 처리할 수 있고, 폐기물 등의 처리속도가 빨라진다. 그러나 본 발명의 실시에 있어서, 예를 들어, 컨테이너를 이동시키지 않고 적어도 제 1 및 제 2 공정을 실시할 수 있도록, 그것들의 공정의 실시장소를 공통의 장소로 정하고, 제 1 및 제 2 공정의 실시에 필요로 되는 관로 모두를 그 장소까지 연장해두는 발상도 채용할 수 있다. 이와같은 발상에 따라 본 발명을 실시하는 경우, 컨테이너쪽의 관로접속구를 다수 설치하고 공정마다 또는 기체종류별 마다 다른 관로접속구를 사용하는, 배관망측에 밸브를 설치해서 복수 공정으로 관로를 공용하는 등, 컨테이너나 배관망의 구성복잡화를 수반하는 궁리가 필요해 진다. 반면, 컨테이너의 이동작업이 불필요해지는, 처리라인의 점유스페이스를 축소할 수 있는 가능성이 있는 등, 새로운 효과도 발생한다. 어느것으로 해도, 제 1 도 및 제 2 도에 나타낸 시스템구성이나 제 3 도에 나타낸 컨테이너 구조에 대해서는, 본 발명의 기본적인 이점을 손해보지 않는 한에 있어서, 여러 가지로 변형하하는 것이 가능하고, 본 발명은 그 종류의 변형을 포함하는 것이다.

다음으로 본 발명의 탄소재료제조시스템을 사용하여, 폐타이어나 고무나 비밀, 플라스틱등의 석유계·수지계의 고분자화합물로부터 불활성탄소를 제작하는 방법, 나아가서는 얻은 불활성탄소를 또 처리해서 카본나노튜브·활성탄을 탄소재로로서 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 제 5 도는 본 발명의 한 실시형태에 관한 탄소재료제조 시스템의 구성, 특히 처리라인의 개략과 그것에 부대하는 설비류를 나타내는 설명도이다. 공정 1 ∼ 6 의 각 공정은 제 1 도 및 제 2 도와 거의 같은 처리양식으로 실시된 것으로 하고, 제 1 도 ∼ 제 3 도와 제 5 도에서 같은 부호가 붙여진 것은 같다는 것을 의미한다. 먼저, 고분자화합물의 처리대상물 2 7 은 벨트 콘베이어에 올려져서, 컨테이너 충진장치 2 9 까지 반송된다. 컨테이너 충진장치 2 9 는, 각형유저상 형상으로 덮개가 횡개식 컨테이너 1 8 에 처리대상물을 덮개를 열어서 충진하고, 충진 후 그 덮개를 닫아서 컨테이너 1 8을 밀폐한다. 컨테이너 1 8 은 횡개덮개형식이고, 가로측은 처리대상물 2 7을 출입시킬 수 있다. 그것 이외는, 상면에 질소가스 주입구 1 8 d, 가스 배출구 1 8 e를 구비해서, 내벽에 히터 1 8 5를 내장하는 등의 구조는 원형유저형상의 컨테이너 1 8 1 과 마찬가지이다. 처리대상물 2 7 이 충진된 컨테이너 1 8 은 컨테이너 1 8을 반송하는 궤도 1 9 에 의해서 제 1 공정으로 이동한다.

공정 1 에서는, 컨테이너 1 8 내는 질소분위기로 충진된다. 여기에서는 주 입구 1 8 d 에 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에 산소·수증기관 2 2 가 접속된다. 컨테이너 1 8 내에 질소가 질소발생장치 9 로부터 질소관 2 1을 통해서 주입구 1 8 d 에 도입된다. 질소가 도입된 컨테이너 1 8 내는 , 공기 ( 산소 ) 가 배출구 1 8 e 로부터 산소·수증기관 2 2 로 배출된다. 이와같이 해서 산소를 배출하고, 컨테이너 1 8 내를 질소분위기로 충진한다 ( 무산소분위기) .

질소분위기에서 충진된 컨테이너 1 8 은 건조를 목적으로하는 제 2 공정으로 이동한다. 제 2 공정에서는, 주입구 1 8 d 에 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 로 산소·수증기관 2 2 가 접속된다. 컨테이너 1 8 은 질소분위기를 유지하면서, 내장된 히터 1 8 5 가 통전되고, 컨테이너 내부가 약 섭씨 1 5 0 。C 가 될 때까지 가온된다. 이 온도에서 컨테이너 내 및 처리대상물 2 7 이 건조될때까지 유지한다.

공정 2에서, 그 내부가 건조상태가 된 컨테이너 1 8 은, 다음으로 염소를 유리시켜 추출하는 공정 3 및 고분자화합물을 유리시켜 추출하는 공정 4 에 투입시킨다. 그 때, 컨테이너 1 8 은 , 공정 3 , 4 의 실시장소로 옮겨져, 그 주입구 1 8 d 에는 질소관 2 1 이 , 배출구 1 8 e 에는 염소·잡가스관 2 3 이 접속된다. 공정 3 , 4을 전환할 때에 컨테이너 1 8을 이동시켜도 좋으나 본 실시예와 같은 장소에서 행할 수도 있다. 이와같이 공정 3 과 공정 4를 동일장소에서 실시하면 이동시키는 수고를 생략할 수 있다.

공정 3 에서는, 처리대상물로부터 염소가 기화·유리하고, 고분자가스는 열분해하지 않은 히터에 의한 가열온도가, 구체적으로는 섭씨 2 0 0 ∼ 3 5 0 도가 되도록, 또 염소를 이미 모두 추출하는데에 충분한 시간 그 온도가 계속되도록, 제 어된다. 컨테이너 1 8 내가 이미 무산소분위기가 되어 있고, 연소가 생기지 않고, 염소·잡가스관 2 3 도 대기에 개방되어 있지 않은 점으로부터 유리한 염소로부터 다이옥신류 등이 생기는 일이 없다.

공정 3 의 다음은, 공정 4 이다. 공정 3 컨테이너 1 8 의 주입구 1 8 d 에는 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에는 잡가스관 2 4 가 접속된 채로, 히터 1 8 5 에 의한 가열온도는, 처리대상물로부터 그것들의 고분자가스가 유리하는 온도, 구체적으로는 섭씨 3 5 0 ∼ 4 5 0 도가 되도록, 또 그것들의 고분자가스를 이미 전부 추출하는데에 충분한 시간 그 온도가 계속되도록 제어된다. 컨테이너 1 8 내가 이미 무산소분위기가 되어 있고, 연소가 칭해지지 않고, 잡가스관 2 4 도 대기에 개방되어 있지 않은 점으로부터, 유리한 고분자가스로부터 이산화탄소 등이 생기지 않는다.

공정 3 , 4 의 다음은, 탄소를 고착시키기 위한 공정 5 이다. 공정 5 의 실시장소에 옮겨진 컨테이너 1 8 의 주입구 1 8 d 에는 질소관 2 1 이, 배출구 1 8 e 에는 잡가스관 2 4 가 접속되어, 히터 1 8 5 에 의한 가열온도는 섭씨 4 5 0 ∼ 5 0 0 도가 되도록, 또 탄소의 고착에 충분한 시간 그 온도가 계속되도록, 제어된다. 이와 같은 온도이면 처리대상물 2 7 의 탄소의 고착율이 높고, 양질인 불활성탄소로 할 수 있다. 이 온도를 넘으면 탄소자체에 체적이 작아지고 딱딱해 지는 경우가 있다. 또 본 시스템은 질소 분위기하에서의 처리이고, 무산소분위기하에서의 처리이기 때문에 불활성탄소를 탄소재료로서 활성탄소를 거치지 않고 효율 좋게 얻을 수 있다.

공정 5 의 다음은, 컨테이너 1 8 내에 남아있는 처리후 생성물을 식히는 공정 6 이다. 공정 6 의 실시장소에 이동된 컨테이너 1 8 의 히터 1 8 5 로의 통전은 정지된다. 공정 6 에서는, 계속해서 컨테이너 외 대기로부터 격리상태를 유지하면서, 또 컨테이너 1 8 내의 무산소분위기를 유지하면서, 냉각용 액체질소탱크 ( 도시하지 않음 )에서의 저온질소가스의 도입에 의해, 탄소가 연소를 개시하는 온도보다 낮은 온도까지 컨테이너 내를 식힌다. 이렇게 하면, 예를 들어 섭씨 5 0 ∼ 1 0 0 도 정도까지 충분히 식힌 뒤이면, 컨테이너 1 8 의 덮개를 열어도, 컨테이너 내의 탄소가 급속히 산화하는 일은 없다. 이처럼 냉각되어 처리대상물 2 7 의 잔재인 불활성탄소 ( 제 2 생성물 ) 3 3을 얻을 수 있다.

이 불활성탄소 3 3을 내장한 컨테이너 1 8 은, 수득장치 3 1 으로 이동한다. 수득장치 3 1 은 컨테이너 1 8 의 덮개를 열고, 내부로부터 처리대상물 2 7 의 잔재인 불활성탄소 3 3을 수득하고, 수득한 불활성탄소 3 3을 반출구의 벨트 콘베이어 에 싣는다. 불활성탄소 3 3을 수득되고, 비게 된 컨테이너 1 8 은 괘도 1 9 를 타고 다시 컨테이너 충진장치 2 9 로 이르고, 새로운 처리대상물 2 7을 충진할 수 있다. 충진된 컨테이너 1 8 은 이상의 공정을 반복하고, 또 컨테이너 충진장치 2 9 에 의해서 새로운 처리대상물을 충진된다. 이렇게 해서 컨테이너의 흐름작업에 의해 연속생산에 의해 처리대상물로부터 대량으로 싼값에 불활성탄소 3 3을 활성탄소를 거치지 않고 직접적으로 생산할 수 있다.

더욱이는, 이와 같이 해서 얻어진 불활성탄소를 불활성탄소처리장치 3 5 에 의해서 활성탄소나 카본나노튜브 등 여러 가지 탄소재료를 제조할 수 있다. 예를 들어 활성탄소의 경우에는, 불활성처리장치 3 5 로서 부활처리장치를 사용하면 좋다. 수득장치 3 1 로부터 벨트 콘베이어로 반출된 불활성탄소 3 3 은 부활처리장치 3 5 의 내부로 반송된다. 부활처리장치의 내부에 불활성탄소 3 3 이 설치되면 불활성탄소 3 3 에 고온수증기가스로 부활처리하는 것 활성탄소를 얻을 수 있다. 한편, 카본나노튜브를 탄소재료로서 제조에는 불활성탄소처리장치 3 5 에 카본나노튜브 제조장치를 사용한다. 제조장치를 카본나노튜브를 불활성탄소로부터 제조할 수 있는 장치이면 좋고, 예를 들어 아크방전법, 레이저 증발법, 수증기부활법 등을 사용하는 장치를 들수 있는데 이것에 한정되는 것이 아니다. 한 예로서 불활성탄소처리장치로서 아크방전법을 사용한 카본나노튜브제조장치에 의해서 카본나노튜브를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 카본나노튜브 제조장치의 내부는 불활성가스 ( 바람직하게는 헬륨 ) 으로 채워져 있다. 여기서 도 5 의 수득장치 3 1 로부터 벨트 콘베이어로 반출된 불활성탄소 3 3 은 불활성탄소처리장치 3 5 인 카본나노튜브제조장치 장치내부로 반송된다. 불활성탄소 3 3 은 카본나노튜브의 제조장치의 내부의 양극으로서 설치된다. 설치후, 음극과의 사이에서 1 0 0 A 정도의 전류를 흐르게하고 아크방전을 일으키게 한다. 해당 아크방전에 의해서 양극의 불활성탄소 3 3 은 탄소증기로서 증발한다. 탄소증기는 음극선단으로 직접응축해서 카본나노튜브가 된다. 이처럼 해서 카본나노튜브가 제조된다. 제조되는 카본나노튜브는 다층카본나노튜브가 많으나, 양극으로서 설치되는 불활성탄소 3 3 중에 촉매금속 ( 예를 들어, F e , N I , C o , Y , L a 등의 금속 및 그 합금 )을 함유시킴으로서 단층 카본나노튜브를 제조하는 것도 가능하다.

상기와 같이 본 발명의 특징사항인 컨테이너의 흐름 작업의 가능화에 의해 연속생산에 의해 처리대상물 2 7에서 대량으로 싼 값으로 불활성탄소 3 3을 쉽게 생산할 수 있기 때문에 이것과 불활성탄소처리장치 3 5를 조합시키면, 양질의 활성탄소 또는 카본나노튜브를 싼 값에 대량으로 생산 할 수 있다.

본 발명의 재자원화 방법 및 시스템은, 소규모의 설비 및 낮은 비용으로, 또 불필요 또는 유독한 배출물을 방산하지 않고, 고분자 화합물 등의 폐기물 등의 재자원화를 효율적으로 실시하게 할 수 있다. 즉, 그 과정에 있어서, 이산화탄소, 다이옥신, 산화 화합물의 생성을 방지하고, 환경오염 (대기·토양·수질 등)을 억제한다. 따라서 산업상의 이용에 더해, 환경 대책이라는 사회적 공헌도 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 탄소 재료 제조 방법 및 시스템은, 고분자 화합물을 재자원화하고, 불활성 탄소를 고분자 화합물로부터 효과적으로 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 탄소재료 제조방법 및 시스템은, 고분자 화합물을 재자원화하고, 불활성 탄소를 제조하고, 또 그와 같이 해서 제조한 불활성 탄소로부터 카본 나노 튜브, 활성 탄소등의 유용한 탄소 재료를 연속 생산에 의해, 대량으로 또한 싼 값으로 제조할 수 있다. 이와 같이 대량으로 싼 값에 제조할 수 있다면 새로운 산업의 창출도 기대할 수 있다. 또 고가였기 때문에 일반적인 상품에 사용되기 어려웠던 카본 나노 튜브가, 일반적인 상품으로의 이용도 촉진되어, 그 가볍고 강도 가 센 물성이 일반적인 상품에도 쉽게 이용되게 된다.

또, 본 발명의 컨테이너는, 상기 재자원화 방법 및 시스템, 탄소 재료 제조 방법 및 시스템에 사용함에 있어서 취급하기 쉬운 컨테이너를 제공할 수 있다.

Claims (12)

1. 내부에 처리 대상물이 장진된 컨테이너 내의 분위기를 무산소 분위기로 치환하는 제 1 공정과,

   컨테이너 내의 무산소분위기를 유지하면서, 컨테이너 내에 편입되어 있는 히터에 의해 컨테이너 내의 처리 대상물을 소정 온도까지 가열하여 그 처리 대상물로부터 소기의 기체를 유리시키고, 유리된 기체인 제 1 생성물을, 대기로부터 격리한 상태를 유지하면서 컨테이너 외의 장치까지 유도하여, 유체의 상태로 수득하는 제 2 공정과,

   계속해서 컨테이너 내의 무산소 분위기를 유지하면서, 탄소가 연소를 개시하는 온도보다 낮은 온도까지 컨테이너 내를 식히고, 그 후 컨테이너 내에 남은 물질인 제 2 생성물을 수득하는 제 3 공정,

   을 포함하는 재자원화 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 2 공정을 복수회 실시하고,

   복수회의 제 2 공정 각각에 있어서의 처리 대상물의 가열온도를, 선행하는 제 2 공정에 있어서의 가열 온도보다 후속하는 제 2 공정에 있어서의 가열온도 쪽이 높아지도록, 또한, 그 공정에서 제 1 생성물로서 유리시켜야 하는 기체의 종류 에 따라서, 설정하고,

   제 1 생성물의 유도 경로 및 유도 수득처를, 복수 회의 제 2 공정 각각에 대응해서 개별적으로 설정하는 재자원화 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   제 2 공정으로서, 제 1 생성물로서 물을 수득하는 공정, 제 1 생성물로서 염소를 포함하는 유체를 수득하는 공정, 및 제 1 생성물로서 고분자 가스 또는 고분자 가스로부터 생성된 기체를 수득하는 공정 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 재자원화방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   적어도, 환원성 기체 또는 불활성 기체를 송급하는 제 1 장치를 제 1 관로를 통해서 컨테이너에 접속한 상태로, 제 1 공정을 실시하고,

   제 1 장치를 제 1 관로를 통해서 컨테이너에 접속하고, 또한, 상기 컨테이너 외의 장치인 제 2 장치를 제 2 관로를 통해서 컨테이너에 접속한 상태로, 제 2 공정을 실시하고,

   이전 공정에서 후 공정으로의 이행을 위해 컨테이너와 제 1 또는 제 2 장치와의 사이의 관로 접속을 끊을 필요가 있을 때에는, 컨테이너를 밀폐상태로 하는 재자원화 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   이전 공정에서 후 공정으로 각 컨테이너를 순서대로 이동시킴으로서 흐름 작업적으로 복수의 컨테이너를 동시 처리 할 수 있도록, 공정마다 다른 실시 장소를 정하고, 각 실시 장소에서 실시되는 공정의 실시에 필요하게 되는 관로를 그 실시장소까지 연장해 두는 재자원화 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   컨테이너를 이동시키지 않고 적어도 제 1 및 제 2 공정을 실시할 수 있도록, 이들 공정의 실시장소를 공통의 장소로 정하고, 제 1 및 제 2 공정의 실시에 필요하게 되는 관로 모두를 그 장소까지 연장해 두는 재자원화 방법.
7. 내부에 처리 대상물이 장진되는 컨테이너 내의 분위기를 무산소분위기로 치환하는 치환 수단과,

   컨테이너 내의 무산소 분위기를 유지하면서, 컨테이너 내에 편입되어 있는 히터에 의해 컨테이너 내의 처리 대상물을 소정 온도까지 가열하여 그 처리 대상물 로부터 소기의 기체를 유리시키고, 유리된 기체인 제 1 생성물을, 대기로부터 격리한 상태를 유지하면서 컨테이너 외의 장치까지 유도해서 유체의 상태로 수득하는 제 1 생성물 수득 수단과,

   계속해서 컨테이너 내의 무산소 분위기를 유지하면서, 탄소가 연소를 개시하는 온도보다 낮은 온도까지 컨테이너 내를 식히고, 그 후 컨테이너 내에 남은 물질인 제 2 생성물을 수득하는 제 2 생성물 수득 수단,

   을 구비하는 재자원화 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 치환수단은, 적어도, 훤원성 기체 또는 불활성 기체를 송급하는 제 1 장치를 제 1 관로를 통해 컨테이너에 접속하여 상기 컨테이너 내의 분위기를 무산소분위기로 치환하는 수단이고,

   상기 제 1 생성물 취득수단은, 상기 제 1 장치를 상기 제 1 관로를 통해 컨테이너에 접속하고, 또한, 상기 컨테이너 밖의 장치인 제 2 장치를 제 2 관로를 통해 컨테이너에 접속한 상태로, 제 2 장치에 의해서 상기 제 1 생성물을 수득하는 수단이고,

   상기 컨테이너와 상기 제 1 장치 또는 상기 제 2 장치와의 사이의 관로 접속을 차단할 때에는, 상기 컨테이너를 밀폐 상태로 하는 재자원화 시스템.
9. 내부에 고분자 화합물이 장진된 컨테이너 내의 분위기를 무산소 분위기로 치환하는 제 1 공정과,

   컨테이너 내의 무산소 분위기를 유지하면서, 컨테이너 내에 편입되어 있는 히터에 의해 컨테이너 내의 처리 대상물을 소정 온도까지 가열하여 그 처리 대상물로부터 소기의 기체를 유리시키고, 유리된 기체인 제 1 생성물을, 대기로부터 격리한 상태를 유지하면서 컨테이너 외의 장치까지 유도하여 유체 상태로 수득하는 제 2 공정과,

   계속해서 컨테이너 내의 무산소 분위기를 유지하면서, 탄소가 연소를 개시하는 온도보다 낮은 온도까지 컨테이너 내를 식히고, 그 후 컨테이너 내에 남은 물질인 제 2 생성물로서 불활성 탄소를 수득하는 제 3 공정,

   을 포함하는 탄소 재료 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 3 공정에 의해 얻어진 불활성 탄소로부터 카본 나노 튜브를 제조하는 탄소 재료 제조 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 3 공정에 의해 얻어진 불활성 탄소로부터 활성 탄소를 제조하는 탄소 재료 제조 방법.
12. 재자원화 방법을 실시할 때에 사용되는 컨테이너로서,

    처리 대상물 장진 및 제 2 생성물 수득을 위한 유개개구부, 제 1 관로가 접속되는 주입구 및 제 2 관로가 접속되는 배출구가 형성되어 있고, 또,

    컨테이너를 이동시키기 위해서 사용되는 반송 보조 구조와,

    컨테이너 내의 처리대상물을 가열하기 위해 컨테이너에 편입된 히터를 구비하는 컨테이너.

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