WO2004011165A1 - 再資源化方法およびシステム、コンテナ - Google Patents

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WO2004011165A1
WO2004011165A1 PCT/JP2003/008028 JP0308028W WO2004011165A1 WO 2004011165 A1 WO2004011165 A1 WO 2004011165A1 JP 0308028 W JP0308028 W JP 0308028W WO 2004011165 A1 WO2004011165 A1 WO 2004011165A1
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Kunimichi Sato
Syuji Ueno
Masafumi Yanagihara
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Kunimichi Sato
Syuji Ueno
Masafumi Yanagihara
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    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20—Waste processing or separation

Definitions

  • the present invention can be applied to a method and a system for recycling waste and the like, a method and a system for producing a carbon material such as an inert carbon, a carbon nanotube, and an activated carbon using the same.
  • a carbon material such as an inert carbon, a carbon nanotube, and an activated carbon using the same.
  • activated carbon is produced from waste tires by heating the waste tires in an oxygen-free nitrogen atmosphere.
  • no carbon dioxide is generated during heating because the waste tires are kept out of contact with oxygen.
  • metals such as steel wires in waste tires can be recovered without deterioration and reusable.
  • the patented system is a system related to the recycling of waste tires, and does not emit carbon dioxide or the like.
  • the basic constitutional unit of the patented system is a furnace called a coking chamber, etc., and in general, a large number of chambers or furnaces are installed, including a plurality of coking chambers and auxiliary rooms associated therewith.
  • they need to be of a structure that can be hermetically sealed (avoid contact with the atmosphere). For this reason, it is difficult to reduce equipment scale (dimensions and weight), operation costs (electric power / thermal power costs / personnel costs), etc.
  • such a system can obtain activated carbon from waste treatment, but in order to obtain inert carbon, it is necessary to further treat activated carbon in an oxygen-free state to convert it to inert carbon.
  • Inert carbon for example, Bincho charcoal
  • Bincho charcoal has few pores and a high carbon density, so the amount of far-infrared rays emitted from the carbon element is greater than that of activated carbon with many pores and low carbon density. Therefore, inert carbon is useful for methods that use far-infrared rays (for example, methods for making far-infrared pillows, or methods for making far-infrared concrete contents). Furthermore, since inert carbon can produce carbon nanotubes and the like by activation treatment, inert carbon is also useful in this regard. Therefore, a system that can mass-produce inert carbon by directly obtaining it is desired. Disclosure of the invention
  • An advantage of the present invention is that it enables efficient recycling of waste and other resources in a useful manner, such as with small equipment and low cost, and without the emission of unnecessary or toxic emissions. It is an object of the present invention to provide a method and a system for conversion.
  • Another advantage of the present invention is that the polymer compound is recycled and inert carbon is easily obtained.
  • the advantage of the present invention is that inert carbon is produced from a polymer compound, and carbon nanotubes are produced from the produced inert carbon.
  • the concept is to provide a carbon material production method and system for producing useful carbon materials such as high quality activated carbon in large quantities at low cost by continuous production.
  • an advantage of the present invention is to provide a container useful for the above-mentioned recycling method and system, carbon material production method and system.
  • the recycling method and system according to the present invention employ a method for recycling by heating in an oxygen-free atmosphere (in this application, a broad concept such as a nitrogen atmosphere or an inert gas atmosphere).
  • an oxygen-free atmosphere in this application, a broad concept such as a nitrogen atmosphere or an inert gas atmosphere.
  • the present invention is to treat waste tires, rubber, and rubber while maintaining various advantages of a patented system over a conventional system in which waste is treated as an object to be treated and incinerated.
  • the present invention is not limited to waste treatment, but is a system for separating a target substance from an object to be treated, particularly a system in which the substance must be obtained in a state where it is not oxidized with inert carbon or the like.
  • the object to be treated is a high-molecular compound and the obtained product is inert carbon
  • the activation process of oxidizing the inert carbon with a high-temperature gas (steam, carbon dioxide), etc. will result in the activation of carbon nanotubes, activated carbon, etc. It can be a carbon material.
  • the obtained inert carbon can be produced in large quantities at low cost by continuous production of carbon materials such as carbon nanotubes and activated carbon by an activation treatment.
  • the recycling method includes the following steps: (1) A method of replacing an atmosphere in a container, in which an object to be treated such as waste is loaded, with an oxygen-free atmosphere (for example, a nitrogen atmosphere). One process and (2) While maintaining the oxygen-free atmosphere in the container, the object to be treated in the container is heated to a predetermined temperature by the light installed in the container, and the desired gas is emitted from the object to be treated.
  • an oxygen-free atmosphere for example, a nitrogen atmosphere
  • the second step is carried out a plurality of times, and (5) the heating temperature of the object to be treated in the second step and the plurality of times is increased in the second step following the heating temperature in the preceding second step.
  • the heating temperature in (1) is set higher according to the type of gas to be released as the first product in the process, and (6) the induction route and the destination of the induction of the first product are set as follows: Set multiple times for the second step and individually for each.
  • the second step is a step of obtaining water as a first product, a step of obtaining a fluid containing chlorine as a first product, and a polymer gas or polymer as a first product. At least one of the steps of obtaining the fluid generated from the gas is performed.
  • various pipes are used for gas supply, guidance, and the like.
  • the first step is carried out with at least the first device for feeding the reducing gas or the inert gas connected to the container via the first pipe
  • the first device is carried out with the second device connected to the container via the first pipeline and the device outside the container connected via the second pipeline.
  • the second step is carried out with the second device connected to the container via the first pipeline and the device outside the container connected via the second pipeline.
  • (11) It is different for each process so that multiple containers can be processed simultaneously by moving each container sequentially from the previous process to the subsequent process.
  • the resource recycling system preferably includes (13) the first device, the second device, a first pipeline and a second pipeline.
  • the method for producing a carbon material of inert carbon according to the present invention includes:
  • An inert carbon is produced as a second product by treating the object to be treated as a polymer compound.
  • the activated carbon obtained above is activated with high-temperature steam or the like to obtain carbon nanotubes and activated carbon.
  • the container which concerns on this invention is a portable container which has a heater and receiver.
  • the container used for carrying out the recycling method of the present invention includes (16) a covered opening for loading an object to be treated and obtaining a second product, and an inlet row to which the first pipeline is connected. A discharge port to which the second pipeline is connected is formed. (17) A transport support structure such as wheels, handles, grooves, flat surfaces, etc. used to move the container. B) a heater built into the container to heat the object to be treated in the container.
  • the recycling method and the carbon material manufacturing method of the present invention can be provided as a similar recycling system and a carbon material manufacturing system.
  • FIG. 1 is a conceptual plan view showing the configuration of a recycling system according to an embodiment of the present invention, in particular, an outline of a processing line and facilities attached thereto.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a piping network according to the present embodiment, in which (A) is a plan view and (B) is a side view.
  • FIG. 3 is a view showing an example of the structure of the container according to the present embodiment.
  • (A) is a top view
  • (B) is a longitudinal sectional view
  • (C) is a bottom view
  • (D) is a top view of a lid
  • (E) is an enlarged cross-sectional view of the portion where the light is incorporated.
  • FIG. 4 shows how to remove the container, (A) shows the state where it is on the processing line, and (B) shows the state where it can be removed by turning.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a carbon material production system according to an embodiment of the present invention, particularly showing an outline of a processing line and facilities attached thereto. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • waste treatment examples include petroleum and resin-based polymer compounds such as rubber, vinyl, and plastic, medical waste, agricultural waste, automobile shredder dust, and the like.
  • Various types of waste can be listed regardless of whether they are industrial waste or general waste, such as tires (waste tires, etc.), computers, mobile phones, chlorine compounds, sludge, etc.
  • the features of the present invention include the ability to treat waste containing various chemical components as a treatment object, the ability to treat most treatment objects without prior fine separation, and the handling of various wastes.
  • FIG. 1 shows an outline of a processing line and ancillary equipment in a recycling system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows an outline of a piping network
  • FIG. 3 shows an example of a container structure
  • FIG. Fig. 4 shows the method of removing the container.
  • a furnace not a furnace but a portable container 18 with a heater is the basic structural unit that flows through the processing line.
  • the recycling process performed by the system according to the present embodiment involves distributing containers 18 in the order of steps 1 to 6, and arranging a plurality of containers in parallel.
  • the nitrogen pipe 21 is connected to the above-mentioned first pipe by the oxygen / steam pipe 22, chlorine, miscellaneous gas pipes 23 and miscellaneous gas pipes. 24 corresponds to the second pipeline.
  • Each pipeline has a gas feed / collection Separated by each gas type so that it can be performed separately for each type, and provided so that the gas inside it does not come into contact with the outside atmosphere.
  • waste containing water, chlorine, and a high molecular compound in addition to carbon and metal corresponds to the processing target described above.
  • the substance group extracted through the pipeline in 2 to 5 corresponds to the above-mentioned first product, and the substance group remaining in the container 18 after the end of step 6 corresponds to the above-mentioned second product.
  • the container 18 is composed of a cylindrical container body 181 having a bottom and a lid 182. That is, there is an opening at the upper part of the container body 18 1 for loading the waste to be treated into the container 18 and obtaining the second product outside the container 18.
  • a lid 18 2 is used to close the container 18 and seal the inside of the container 18.
  • wheels 183 are provided on the lower surface of the container body 18 1 as a transport auxiliary member for making the container 18 portable. . The wheels 183 are used to move the container 18 along the track 19 shown in FIGS. 1 and 2, and to load the container 18 onto the track 19 and to move the container 18 from the track 19.
  • the wheels 18 3 are only one form of the transport assisting structure for allowing the containers 18 to be easily moved. That is, in practicing the present invention, a handle ⁇ groove may be provided instead of or together with the wheel 183. If a handle is provided on the top or side of the container 18, a human or machine can lift and transport the container 18, and if a groove is provided on the bottom of the container 18, use a forklift etc. Container 18 can also be lifted and transported. The container 18 can also be moved by a conveyor, with the lower surface of the container 18 being merely a flat surface.
  • the container body may be other than a box with a cylindrical bottom in order to adapt to the waste to be treated.
  • the container body may be a rectangular bottomed box-shaped container with a horizontally open lid. If the container body is a square bottomed box with a side-opening lid, there is an advantage that when loading waste, it is possible to work on the container rail without lifting it.
  • the peripheral wall, the bottom of the container body 181, and the pole 184 standing upright on the bottom incorporate a heat exchanger 185 with the structure shown in Fig. 3 (E) using the peripheral wall as an example.
  • the container body 18 1 has a structure in which a light source such as a far-infrared carbon ceramic or carbon filament is mounted on the inner surface of a force bar 18 formed of iron or a similar metal. are doing.
  • the protective net 187 presses the light source 185 against the inner surface of the power source 186 to prevent the heater 185 from falling off.
  • This protective net 187 can also prevent the heat exchanger 185 from directly contacting the object to be treated and fouling it.
  • a heat insulating material 189 is arranged between the outer surface of the force 186 and the outermost material 188 located at the outermost position.
  • the upper limit line of the load of the object to be processed is set to a line slightly above the top of the pole 184 and slightly below the lower surface of the lid 182, and only the portion below the line is heated. 1 8 5 is provided.
  • reference numeral 18a denotes an energizing switch of the heater 185. For example, when the container 18 reaches a predetermined position on the track 19, the container body 18 is energized so that the heater 18 is energized. Built in one.
  • the lid 18 2 is provided to isolate the object to be treated in the container 18 from the atmosphere outside the container 18 while performing the steps 1 to 6 shown in FIGS. 1 and 2. It is attached to the opening of the container body 18 1.
  • the dimensions of the lid 18 2 are such that the container 18 is sealed when the lid 18 2 is fitted into the upper opening of the container body 18 1, that is, when the lid is closed. It is designed according to the size of the opening.
  • a plurality of fixing portions 18b for fixing the cover 182 to the opening of the container body 181 are provided around the periphery of the cover 182. (Three in the figure) are provided.
  • the fixing portion 18b engages with the concave portion provided on the inner wall surface of the opening of the container 181, as shown in FIG. 3 (B).
  • the lid 18 2 is fixed to the container body 18 1.
  • the lid 182 is attached to and detached from the container body 181 by hand or by the lid mounting device 7 shown in FIG. Several (two in the figure) handles 18c are provided to make it possible.
  • the lid 18 2 has an inlet 18 d for introducing nitrogen into the closed container 18, and a closed container 1 due to the introduction of gas and nitrogen liberated from the processing object by heating.
  • An outlet 18 e is provided for discharging the gas expelled from inside 8.
  • the inlet 18d and the outlet 18e may be provided in the container body 181.
  • the first or second conduit is connected to the inlet 18d and the outlet 18e, respectively.
  • the container 18 can be kept closed during the period when the pipeline is disconnected from the container 18, such as when shifting from the previous process to the subsequent process, that is, when the container is disconnected from the pipeline, Provide appropriate lids or valves at the inlet 18 d and the outlet 18 e to prevent the air from flowing into the 18 and the outflow of chlorine and other gases from the container 18 into the outside air. Roads are also provided with lids or valves).
  • the lid 182 also has an auxiliary equipment mounting section 18f on which various electrical auxiliary equipment is mounted, such as a microphone spout generator that can be used for dewatering garbage in step 2, etc. Is provided.
  • Step 1 is a step in which the atmosphere in the sealed container 18 is made to be an oxygen-free atmosphere by injecting nitrogen, and when no electricity is supplied to the heater 18, that is, when the temperature inside the container 18 is at room temperature. Will be implemented.
  • the nitrogen pipe 21 is placed at the inlet 18 d of the container 18, which is filled with the object to be treated and sealed, the oxygen steam pipe 22 is placed at the outlet 18 e, Each is connected so that there is no communication (leakage) with the atmosphere outside the container 18.
  • the nitrogen gas generator 9 is a device that generates nitrogen under the control of the electric control panel 8, and includes a compressor 10 for compressing the atmosphere.
  • the nitrogen gas generator 9 extracts nitrogen from the compressed atmosphere and sends it into the nitrogen pipe 21.
  • Other reducing or inert gases may be used in place of nitrogen, but nitrogen can be extracted from the atmosphere and is less harmful, so using nitrogen is less costly.
  • the nitrogen delivered to the nitrogen tube 21 enters the container 18 via the inlet 18d.
  • the gas for example, the atmosphere that has been present in the container 18 until then is expelled from the container 18 and sent into the oxygen / steam pipe 22 through the outlet 18e.
  • Step 1 is continued at least until the oxygen concentration in the container 18 falls below a predetermined concentration or until a sufficient time has elapsed.
  • the work to load waste to be treated into the container body 18 1 and the loading of the container 18 on the track 19 are carried to the site where the process 1 was performed.
  • the work and the work of attaching the lid 18 2 to the opening of the container body 18 1 to seal the container 18 need to be performed, but the order and details can be determined as appropriate.
  • a procedure may be adopted in which an empty container 18 to which the lid 18 2 is attached is carried in, the lid 18 2 is removed, the object to be processed is loaded, and the lid 18 2 is closed.
  • the procedure may be such that the container body 18 1 is carried in, the object to be processed is loaded, and the cover 18 2 is closed.
  • a procedure may be adopted in which the container body 18 1 loaded with the object to be processed is carried in, and the lid 18 2 is closed. Operations such as loading of the object to be treated and mounting of the cover 18 can be performed in a normal atmosphere. In addition, a method of evacuating the atmosphere from the container 18 to reduce the pressure, and then introducing nitrogen into the container 18 can be implemented.
  • the lid mounting device 7 in FIG. 1 is a device for attaching and detaching the lid 18 2 on the track 19 in accordance with the operation. Although not shown, it is preferable to use a shredder or the like in the case where the object to be treated is too large compared to the container 18.
  • step 2 The container 18 whose internal atmosphere has been replaced with an oxygen-free atmosphere in step 1 is moved to the place where step 2 is performed.
  • a nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18d, and an oxygen / steam pipe 22 is connected to the outlet 18e, and electricity is supplied to the heater 185.
  • the power to the heater 185 in the process 2 is controlled so that the heating temperature by the heater 185 becomes 150 degrees Celsius and the temperature continues for a time sufficient to extract almost all the moisture. Is done.
  • This control may be performed autonomously in the container 18 while receiving feedback from the temperature sensor inside the container 18, or the electric control panel 18 may monitor the output of the temperature sensor sequentially. It may be executed.
  • the object to be treated in the container 18 is heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of water, moisture evaporates from the object to be treated.
  • a microwave generator or the like may be incorporated in the accessory mounting section 18 f and used together with the heater 185.
  • the vaporized water that is, the water vapor liberated from the object, is expelled into the oxygen / steam pipe 22 with the increase in the internal pressure of the container 18 due to the vaporization and the introduction of nitrogen from the nitrogen pipe 21. Therefore, a gas containing moisture, oxygen, nitrogen, and the like is delivered into the oxygen / steam pipe 22.
  • this gas is equivalent to the one obtained by increasing the nitrogen ratio in the normal atmospheric composition and further adding moisture, there is no major problem if the gas is directly released into the atmosphere.
  • the collected gas contains reusable components, and the heat carried by the gas can also be used. Therefore, it is desirable that the gas delivered into the oxygen pipe 22 be collected / cooled by the gas cooling device 11 which is a heat exchanger and used.
  • reference numeral 12 denotes a water tank attached to the heat exchanger
  • reference numeral 13 denotes a cooling tower.
  • the container 18 whose inside is in a dry state in the step 2 is then supplied to the step 3 for releasing and extracting chlorine.
  • the container 18 is first moved to the site where the process 3 is performed, and the nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18d and the chlorine / miscellaneous gas pipe 23 is connected to the outlet 18e. Is done.
  • the heating temperature of the heater 185 is set to a temperature at which chlorine evaporates and liberates from the object to be treated but does not thermally decompose the polymer gas, specifically, 200 to 350 degrees Celsius. It is controlled so that the temperature lasts for a time sufficient to extract substantially all of the chlorine.
  • the oxygen-free atmosphere in the container 18 has already been created, no combustion has occurred, and the chlorine and miscellaneous gas pipes 23 have not been opened to the atmosphere. Therefore, dioxins and the like are not generated from the released chlorine.
  • a gas containing chlorine liberated from the object to be treated and various miscellaneous gases is sent to the chlorine miscellaneous gas pipe 23, and this gas is collected / cooled by the gas cooling device 11.
  • the resulting liquid eg, chlorine ion water
  • the gas that cannot be liquefied by the gas cooling device 11 is neutralized by, for example, 1 lb of a desalination device using caustic soda, and converted into a liquid mainly composed of saline.
  • miscellaneous gas that has passed through 1 lb of the desalting apparatus can be compressed and stored in a cylinder 15 by, for example, a compressor 14. Further, since this miscellaneous gas does not contain chlorine, there is no problem such as emission of dioxins even if it is burned by a burner or the like.
  • the step 4 is a step of vaporizing and releasing the hydrocarbon-based polymer compound and extracting it.
  • a nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18 d of the container 18 moved to the site where the process 4 was performed, and a miscellaneous gas pipe 24 is connected to the outlet 18 e.
  • Gases containing these polymer gases released from the object to be treated in addition to nitrogen are sent to the miscellaneous gas pipe 24, and the gases are collected by the gas cooling device 11. In the gas cooling device 11, this gas is separated from the gas collected in other processes and cooled to obtain naphtha equivalent to heavy oil A.
  • Step 4 is followed by step 5 for fixing the carbon.
  • a nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18 d of the container 18 moved to the site where the process 5 was performed, and a miscellaneous gas pipe 24 is connected to the outlet 18 e. Is controlled to be 450 degrees Celsius and to maintain that temperature for a time sufficient for carbon fixation. Again, no carbon dioxide or the like is produced for the same reason as in step 4.
  • the polymer gas collected in this process The gas is subjected to the same treatment as the polymer gas collected in step 4.
  • step 6 where the post-processed product remaining in container 18 is cooled.
  • the nitrogen pipe 21 from the nitrogen transport device 16 is placed at the inlet 18 d of the container 18 moved to the site where the process 6 is performed, and the nitrogen pipe 21 from the cooling liquid nitrogen tank 17 is placed at the outlet 18 e.
  • the pipe 21 is connected, and the power supply to the heater 1 85 is stopped.
  • the introduction of low-temperature nitrogen gas from the cooling liquid nitrogen tank 17 Cool the inside of the container to a temperature lower than the temperature at which carbon starts burning. For example, after sufficiently cooling to about 50 to 100 degrees Celsius, the carbon in the container does not rapidly oxidize even if the lid 18 is opened.
  • the object to be treated was not heated to such a high temperature that the metal deteriorated. Therefore, the processed products remaining in container 18 at the end of step 6 contain unoxidized carbon and unmodified reusable metals, in other words, as raw resources It is available or can be recycled with relatively simple additional measures. It is also possible to select and extract a desired metal from the post-treatment product remaining in the container 18 by specific mass.
  • the nitrogen used in this step can be transported to the gas cooling device 11 via the recycle nitrogen pipe 25 by the nitrogen transport device 16 and used. The use of liquid nitrogen may be stopped and nitrogen from the nitrogen gas generator 9 may be introduced. Alternatively, the container 18 may be left closed. If you allow enough time, the container 18 can be cooled just by leaving it alone. To reduce the heat stress applied to the container 18, it is better to leave it at room temperature.
  • the treatment is performed by the pyrolysis process that does not involve combustion, no carbon dioxide or sulfur oxides are generated. Possible carbon can be obtained.
  • heating is performed in an oxygen-free atmosphere and the temperature inside the container 18 is raised only up to about 450 degrees Celsius, the metal components in the processing object do not oxidize or deteriorate. However, it will remain in the container 18 in a reusable form, and no heavy metals will be emitted. Furthermore, after sufficiently exposing it to a temperature that can release chlorine, raise the temperature to polymerize Dioxins are not generated because the compound is released.
  • the amount of dioxins Te ⁇ Tsu is said to substantially a 0 (TEQ: toxicity equivalent). Since the temperature inside the container 18 was raised only to about 450 degrees Celsius, no nitrogen oxides were generated even though the heating was performed in an atmosphere mainly composed of nitrogen. Since the objects to be treated in the container 18 are not burned or agitated, there is no emission of dust. In addition, gases such as chlorine and polymer compounds generated in the process can be liquefied by the gas cooling device 11 and recycled. After all, most of the objects to be treated will be recycled, and landfill disposal of the residue will be almost unnecessary.
  • a portable container 18 with a heater 18 5 eliminates the need to install, maintain and operate a furnace, thus reducing the energy required for treatment.
  • effects such as equipment scale, installation space reduction, low cost, labor saving, and efficient recycling can be obtained.
  • a system is constructed using containers 18 with an inner diameter of about 500 mm, only a space of about 6 mx 2 m is required even if the distance between containers is increased between adjacent processes. .
  • the container 18 has such a size, the object to be treated inside can be heated to the target temperature even if the output of the container 18 is not so large.
  • the locations where the respective processes are performed are divided, and the pipelines provided in the container 18 are provided by providing individual pipelines for each location.
  • the number of road connection ports injection port 18d and discharge port 18e in the above example
  • the container 18 can be made compact and simple and inexpensive.
  • containers 18 are distributed from one process to another and a series of processes are carried out in a flow-like manner, a plurality of containers 18 can be processed at the same time, and the processing speed of waste etc. Will be higher.
  • the execution place of those steps is set to a common place, and the first and second steps are set.
  • the idea of extending all the pipelines required for the implementation of the process to that location can also be adopted.
  • a large number of pipeline connection ports on the container side are used, and a different pipeline connection port is used for each process or for each gas type. It is necessary to take measures to complicate the configuration of containers and piping networks, for example, to share pipelines in multiple processes.
  • new effects also occur, such as the need to move containers and the space required for processing lines can be reduced. In any case,
  • FIGS. 1 and 2 and the container structure shown in FIG. 3 can be variously modified as long as the basic advantages of the present invention are not impaired. It is intended to cover species variations.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a carbon material production system according to an embodiment of the present invention, particularly showing an outline of a processing line and facilities attached thereto. Steps 1 to 6 shall be carried out in the same manner as in Figs. 1 and 2, and the same reference numerals in Figs. 1 to 3 and 5 denote the same components. Means something.
  • the object to be treated 27 of the polymer compound is placed on a belt conveyor and transported to the container filling device 29.
  • the container filling device 29 fills the container 18 by opening and closing the container 18 to be treated in a rectangular bottomed box-shaped container 18 with a horizontal opening, and after filling, closes the container 18.
  • the container 18 is of a side-opening lid type, and the processing object 27 can be taken in and out from the side.
  • the container has a circular bottomed shape such as a nitrogen gas inlet 18 d and a gas outlet 18 e on the top surface, and a built-in heater 18 5 on the inner wall. Is the same as
  • the container 18 filled with the object to be processed 27 moves to the first step by the track 19 for transporting the container 18.
  • step 1 the container 18 is filled with a nitrogen atmosphere.
  • a nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18d, and an oxygen / steam pipe 22 is connected to the outlet 18e.
  • Nitrogen is introduced into the container 18 from the nitrogen generator 9 through the nitrogen pipe 21 to the inlet 18d.
  • air oxygen
  • step 2 oxygen is discharged from the outlet 18 e to the oxygen / steam pipe 22.
  • oxygen is discharged, and the inside of the container 18 is filled with a nitrogen atmosphere (oxygen-free atmosphere).
  • Container 18 filled with nitrogen atmosphere moves to the second step for drying.
  • a nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18d, and an oxygen / steam pipe 22 is connected to the outlet 18e.
  • the built-in heater 185 is energized and the inside of the container is heated to about 150 ° C. This temperature is maintained until the inside of the container and the object 27 are dried.
  • the container 18 whose inside is in a dry state in the step 2 is then put into a step 3 for releasing and extracting chlorine and a step 4 for releasing and extracting a polymer compound. At that time, the container 18 is moved to the place where the processes 3 and 4 are performed, and the nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18 d and the chlorine / miscellaneous gas pipe 23 is connected to the outlet 18 e. You.
  • the container 18 may be moved at the time of switching between the steps 3 and 4, but may be performed at the same place as in this embodiment. As described above, if Step 3 and Step 4 are performed in the same place, the trouble of moving the substrate can be omitted.
  • step 3 chlorine is vaporized and released from the object to be treated, and the polymer gas does not thermally decompose.
  • the heating temperature by heat and heat is specifically set to 200 to 350 degrees Celsius, and chlorine is removed.
  • the temperature is controlled so that the temperature lasts for a time sufficient to extract substantially all. Since the interior of container 18 is already in an oxygen-free atmosphere, combustion has not occurred, and chlorine gas pipes 23 have not been opened to the atmosphere. Absent.
  • Step 4 is followed by step 4.
  • Process 3 The nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18 d of the container 18 and the miscellaneous gas pipe 24 is connected to the outlet 18 e. From the polymer gas, specifically, to 350-450 degrees Celsius, and to maintain the temperature for a time sufficient to extract substantially all of the polymer gas. , Controlled. Since the interior of container 18 is already in an oxygen-free atmosphere, combustion is not called, and miscellaneous gas pipes 24 are not open to the atmosphere. There is no.
  • Steps 3 and 4 are followed by step 5 for fixing carbon.
  • a nitrogen pipe 21 is connected to the inlet 18 d of the container 18 moved to the site where the process 5 is performed, and a miscellaneous gas pipe 24 is connected to the outlet 18 e.
  • this system is a treatment under a nitrogen atmosphere and is a treatment under an oxygen-free atmosphere, it can be efficiently obtained without using activated carbon as an inert carbon as a carbon material.
  • step 6 where the post-processed product remaining in container 18 is cooled. Power supply to container 185 of container 18 moved to the site of process 6 is stopped.
  • step 6 while maintaining the state of isolation from the atmosphere outside the container and maintaining the oxygen-free atmosphere in the container 18, the introduction of low-temperature nitrogen gas from the cooling liquid nitrogen tank (not shown) Cool the inside of the container to a temperature below the temperature at which carbon starts to burn. In this way, for example, after sufficiently cooling to about 50-1000 degrees Celsius, even if the lid of container 18 is opened, the carbon in the container will not rapidly oxidize. Absent. In this way, cooling is performed to obtain inert carbon (second product) 33 which is a residue of the object to be treated 27.
  • the container 18 containing the inert carbon 33 moves to the acquisition device 31.
  • the acquisition device 31 opens the lid of the container 18, acquires the inert carbon 33 that is the residue of the object 27 from the inside, and places the acquired inert carbon 33 on the belt conveyor at the exit. .
  • the container 18 emptied after obtaining the inert carbon 33 is put on the track 19 again to reach the container filling device 29 and can be filled with a new object to be treated 27.
  • the filled container 18 repeats the above steps, and is filled with a new processing object by the container filling device 29. In this way, the inert carbon 33 can be directly produced from the object to be treated in large quantities at low cost and without passing through activated carbon by continuous production by the continuous operation of the container.
  • various carbon materials such as activated carbon and carbon nanotubes can be produced from the thus obtained inert carbon by the inert carbon treatment device 35.
  • an activation treatment device may be used as the inert carbon treatment device 35.
  • the inert carbon 33 carried out of the acquisition device 31 by a belt conveyor is transported into the activation treatment device 35.
  • activated carbon can be obtained by activating the inert carbon 33 with high-temperature steam gas.
  • carbon nanotubes are inactive for production using carbon materials
  • a carbon nanotube manufacturing apparatus is used as the carbon processing apparatus 35.
  • the production apparatus may be any apparatus capable of producing carbon nanotubes from inert carbon, and includes, for example, an apparatus using an arc discharge method, a laser evaporation method, a steam activation method, etc., but is not limited thereto.
  • an apparatus using an arc discharge method a method for producing carbon nanotubes by a carbon nanotube production apparatus using an arc discharge method as an inert carbon treatment apparatus will be described.
  • the interior of the carbon nanotube production system is filled with an inert gas (preferably helium).
  • the inert carbon 33 carried out from the acquisition device 31 in FIG. 5 by the pelt conveyor is conveyed to the inside of the carbon nanochip manufacturing device which is the inert carbon treatment device 35.
  • Inert carbon 33 is installed as an anode inside the carbon nanotube manufacturing equipment. After installation, a current of about 10 OA flows between the cathode and the cathode to cause arc discharge. Due to the arc discharge, the inert carbon 33 on the anode evaporates as carbon vapor. The carbon vapor condenses directly on the cathode tip to form carbon nanotubes. Thus, a carbon nanotube is manufactured. Many of the carbon nanotubes produced are multi-walled carbon nanotubes, but the catalytic metal (for example, metals such as Fe, Ni, Co, Y, La, and their alloys) are contained in the inert carbon 33 provided as the anode. ) Can be used to produce single-walled carbon nanotubes.
  • the catalytic metal for example, metals such as Fe, Ni, Co, Y, La, and their alloys
  • inert carbon 33 can be easily produced in large quantities at low cost from the object to be treated 27 by continuous production.
  • high-quality activated carbon or carbon nanotubes can be mass-produced at low cost.
  • the recycling method and system of the present invention can efficiently recycle wastes such as polymer compounds with small-scale equipment and low cost and without emission of unnecessary or toxic waste. Can be implemented. In other words, in the process, the generation of carbon dioxide, dioxin, and oxidized compounds can be prevented, and environmental pollution (air, soil, water quality, etc.) can be suppressed. Therefore, in addition to industrial use, social contribution of environmental measures can be realized. Further, the method and system for producing a carbon material of the present invention can recycle a polymer compound and effectively obtain inert carbon from the polymer compound.
  • the method and system for producing a carbon material according to the present invention recycles a polymer compound to produce inert carbon, and further provides useful carbon such as carbon nanotubes and activated carbon from the inert carbon thus produced.
  • useful carbon such as carbon nanotubes and activated carbon from the inert carbon thus produced.
  • Bonbon nanotubes are also promoted for use in general products, and their light and strong physical properties are used in general products. Even if there is, it will be easily used.
  • the container of the present invention can provide a container that is easy to handle for use in the above-described recycling method and system, and carbon material manufacturing method and system.

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Abstract

密閉したコンテナ（１８）内に窒素を送り込んで酸素を追い出し（工程１）、その状態で、段階を踏みつつ、コンテナ１８内に組み込んだヒータを用いてコンテナ（１８）の内部温度を上昇させていく（工程２～５）。工程２では水分を、工程３では塩素を、工程４及び５では高分子ガスを抽出できる。工程６又は所定時間以上放置後のコンテナ（１８）内には、再利用可能な炭素や金属が残る。工程２～５で抽出したガス類を流体化して再資源化できる。無酸素雰囲気内での加熱であるため、二酸化炭素やダイオキシン類等は生じない。ヒータ内蔵型のコンテナ（１８）を使用するため炉が不要であり処理効率も高い。二酸化炭素もダイオキシン類も発生せず、炭素（例えば不活性炭素）、金属等を再利用可能な形態で回収でき、省スペース・省エネルギー・低コストな処理システムを得る。また、得られた不活性炭素を賦活処理して、カーボンナノチューブ・活性炭を連続的に大量生産することもできる。

Description

再資源化方法およびシステム、 コンテナ 技術分野
本発明は、 廃棄物等の再資源化方法およびシステム、 これらを利用した不活性 炭素、 力一ボンナノチューブ、 活性炭素などの炭素材料の炭素材料製造方法およ びシステム、 これらに用いることができるコンテナに関する。 背景技術
近年における廃棄物処理は、 廃棄物から人為的に有用物を再生するといぅ再資 源化の色彩を、 非常に強く持つに至っている。 再資源化という理念は、 廃棄物の 分別処理等の形態にて徐々に実現されつつあるとはいうものの、 実際には、 分別 処理に要する手間や設備、 コスト等の面での厳しい社会的 ·経済的制約があるこ とから、 現状では未だ不十分な成果にとどまつている。
また、 社会生活全般に亘り、 地球環境悪化につながる人間活動を抑制しようと いう発想が非常に強まっている。 特に、 廃棄物処理との関連では、 廃棄物の焼却 等の過程で発生する二酸化炭素、 ダイォキシン類、 窒素酸化物 （N O x ) 、 硫黄 酸化物 （S O x ) 、 煤麈、 重金属等の排出 ·放散をどのように抑えるかが、 重要 な課題となっている。 例えば、 炭素を含む廃棄物を焼却したときに発生する二酸 化炭素は、 温室効果増大を招く物質と目されており、 大気中への排出量を抑制す るために多大な検討が重ねられている。 また、 塩素を含む廃棄物を焼却すると、 一般にダイォキシン類と総称される毒性の強い物質群が発生する。 現状でも、 十 分高温で焼却すること、 焼却温度を一定に保つこと、 再燃焼装置を使用すること 等によって、 大気中への放出をある程度抑えられるとはいうものの、 ダイォキシ ン類の排出量をどのようにして更に抑えるかが、 要検討課題として残されている。 従って、 近未来における廃棄物処理システムは、 廃棄物から良質の資源を多量 に再生でき、 多大な手間や設備やコストを費やすことなしに構築 ·運用でき、 し かも二酸化炭素やダイォキシン類の発生 ·放散を伴わず地球環境に優しいシステ ムでなければならない。 特許第 2 6 5 1 9 9 4号に記載されているシステム （以 下 「特許済みシステム」 ） は、 この社会的要請に対し部分的にではあるが応えう るシステムである。 この特許済みシステムでは、 無酸素の窒素雰囲気内で廃タイ ャを加熱することによって、 廃タイヤから活性炭を製造する。 このシステムでは、 加熱中は廃タイヤが酸素と接触しない状態を保っため、 二酸化炭素が発生しない。 また、 廃タイヤ内のスチールワイヤ等の金属類も、 劣化していない再利用可能な 状態のまま、 回収できる。 特許済みシステムは廃タイヤの再資源化に関するシス テムであり、 二酸化炭素等の排出を伴わないシステムである。
しかしながら、 上記特許済みのシステムはその基本的な構成単位は、 炭化室等 と称される炉であり、 一般に複数の炭化室やそれに付随する予備室等を含め、 多 数の室乃至炉を設置しなければならず、 しかもそれらをいずれも密閉可能な （大 気との接触を回避可能な） 構造とする必要がある。 そのため、 設備規模 （寸法及 び重量） 、 運用コスト （電力 ·火力のコストゃ人件費） 等を抑えるのが難しい。 また、 このようなシステムは廃棄物処理から活性炭素を得ることができるが、 不活性炭素を得るには、 さらに活性炭素を無酸素状態で処理して不活性炭素に変 える必要がある。 不活性炭素 （例えば備長炭など） は細孔が殆ど無く、 炭素密度 が大きいので、 細孔が多く炭素密度が小さい活性炭素に比ぺ炭素元素から放射さ れる遠赤外線の量が多い。 よって不活性炭素は遠赤外線を利用の対象とする方法 (例えば、 遠赤外線性枕の内容物とする方法、 遠赤外線性コンクリートの内容物 とする方法など） には有用である。 さらに、 不活性炭素は賦活処理されることに よって力一ボンナノチューブなどを生産できるものであるため、 この点でも不活 性炭素は有用である。 ゆえに、 不活性炭素を直接得ることによって不活性炭素を 大量生産できるシステムが望まれている。 発明の開示
本発明の利点は、 小規模な設備及び低いコストで、 かつ不要又は有毒な排出物 の放散なしなどの有用な方法で、 廃棄物等の再資源化を効率的に実施できるよう にする再資源化方法およびシステムを提供することにある。
また、 本発明の利点は、 高分子化合物を再資源化し、 容易に不活性炭素を得る ことができる炭素材料製造方法およびシステムを提供することにある。 さらに、 本発明の利点は、 高分子化合物から不活性炭素を製造し、 製造した不 活性炭素から力一ボンナノチューブ （本願では単層カーボンナノチューブ、 多層 力一ボンナノチューブ、 カーボンナノホーンなどをまとめた広い概念として力一 ボンナノチュ一ブという） 、 良質な活性炭素などの有用な炭素材料を連続生産に より、 大量かつ安価に製造する炭素材料製造方法およびシステムを提供すること である。
さらに、 本発明の利点は、 上記再資源化方法およびシステム、 炭素材料製造方 法およびシステムに用いることに有用なコンテナを提供することにある。
このような利点を得るために、 本発明の再資源化方法およびシステムにおいて は、 無酸素雰囲気内 （本願では窒素雰囲気、 不活性ガス雰囲気などの広い概念を いう） での加熱による再資源化方法を、 ヒ一夕が組み込まれたコンテナによって、 実施することとしている。 即ち、 本発明は、 廃棄物を処理対象物とし、 その処理 対象物を焼却により処理する従来型のシステムに対して特許済みシステムが有し ている各種の利点を受け継ぎつつ、 廃タイヤやゴム、 ビニール、 プラスチックな どの石油系 ·樹脂系の高分子化合物等の処理対象物の処理の構成単位を炉からヒ 一夕付きコンテナに変更することによって、 設備規模縮小、 低コスト化、 効率的 再資源化等、 特許済みシステムやその単純な変形 ·応用では得られない効果を、 実現 ·達成するものである。 但し、 本発明は、 廃棄物処理に限らず、 目的とする 物質を処理対象物から分離するためのシステム、 特にその物質を不活性炭素など の酸化していない状態で収得する必要があるシステム全般に、 適用できるもので ある。 処理対象物を高分子化合物とし、 その収得物が不活性炭素とすれば、 不活 性炭素に高温ガス （水蒸気、 二酸化炭素） などで酸化させる賦活処理により、 力 一ボンナノチューブ、 活性炭素などの炭素材料とすることができる。
本発明の別のシステムでは、 収得された不活性炭素を賦活処理によりカーボン ナノチューブ、 活性炭素などの炭素材料の製造を連続生産により大量にかつ安価 に生産することができるものである。
まず、 本発明に係る再資源化方法は、 （ 1 ) 内部に廃棄物等の処理対象物が装 填されたコンテナ内の雰囲気を無酸素雰囲気 （例えば窒素雰囲気） に置換する第 1工程と、 （2 ) コンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 コンテナ内に組み込ま れているヒ一夕によりコンテナ内の処理対象物を所定温度まで加熱してその処理 対象物から所期の気体を遊離させ、 遊離した気体たる第 1生成物を、 大気から隔 離した状態を保ちつつコンテナ外の装置まで誘導し流体の状態で収得する第 2ェ 程と、 （3 ) 引き続きコンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 炭素が燃焼を開始 する温度より低い温度までコンテナ内を冷まし、 その後コンテナ内に残った物質 である第 2生成物を収得する第 3工程と、 を有する。 好ましくは、 （4 ) 第 2ェ 程を複数回実施し、 （5 ) 複数回の第 2工程それそれにおける処理対象物の加熱 温度を、 先行する第 2工程における加熱温度より後続する第 2工程における加熱 温度の方が高くなるよう、 かつその工程にて第 1生成物として遊離させるべき気 体の種類に応じて、 設定し、 （6 ) 第 1生成物の誘導経路及び誘導収得先を、 複 数回の第 2工程それそれに対応して個別的に設定する。 一例として、 （7 ) 第 2 工程としては、 第 1生成物として水を収得する工程、 第 1生成物として塩素を含 む流体を収得する工程、 並びに第 1生成物として高分子ガス又は高分子ガスから 生成した流体を収得する工程のうち、 少なくともいずれかを実施する。
本発明の好適な実施形態には、 気体の送給、 誘導等のため各種の管路を使用す る。 例えば、 （8 ) 少なくとも、 還元性気体又は不活性気体を送給する第 1装置 を第 1管路を介しコンテナに接続した状態で、 第 1工程を実施し、 （ 9 ) 第 1装 置を第 1管路を介してコンテナに接続しかつ上記コンテナ外の装置たる第 2装置 を第 2管路を介しコンテナに接続した状態で、 第 2工程を実施し、 （ 1 0 ) 前ェ 程から後工程への移行のためコンテナと第 1又は第 2装置との間の管路接続を断 つ必要があるときは、 コンテナを密閉状態とする。 また、 好ましいシステム構成 の一つとしては、 （ 1 1 ) 前工程から後工程へと各コンテナを順繰りに移動させ ることによって流れ作業的に複数のコンテナを同時処理できるよう、 工程毎に異 なる実施場所を定め、 各実施場所で実施される工程の実施に必要とされる管路を その実施場所まで延伸しておく、 という構成がある。 好ましいシステム構成の他 の一つとしては、 （ 1 2 ) コンテナを移動させずに少なくとも第 1及び第 2工程 を実施できるよう、 それらの工程の実施場所を共通の場所に定め、 第 1及び第 2 工程の実施に必要とされる管路全てをその場所まで延伸しておく、 という構成が ある。 本発明に係る再資源化システムは、 好ましくは、 （13) 上記第 1装置、 第 2装置、 第 1管路及ぴ第 2管路を備える。
次に本発明の不活性炭素の炭素材料製造方法は、 上記再資源化方法において、
(14) 処理対象物を高分子化合物として、 第 2生成物として不活性炭素を製造 するものである。
さらに、 本発明のカーボンナノチューブおよび活性炭素の炭素材料製造方法は
(15) 上記得られた活性炭素を高温の水蒸気などで賦活処理して力一ボンナノ チューブ及び活性炭素を得るものである。
そして、 本発明に係るコンテナはヒー夕を有する可搬型のコンテナである。 本 発明の再資源化方法を実施する際に使用されるコンテナは、 （16) 処理対象物 装填及び第 2生成物収得のための有蓋開口部、 第 1管路が接続される注入口並び に第 2管路が接続される排出口が形成されており、 更に、 （ 17) コンテナを移 動させるために使用される車輪、 把手、 条溝、 平坦面等の搬送補助構造と、 （1 8 ) コンテナ内の処理対象物を加熱するためコンテナに組み込まれたヒ一夕と、 を備える。
本発明の再資源化方法および炭素材料製造方法は、 それそれ同様の再資源化シ ステムおよび炭素材料製造システムとして提供可能である。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の一実施形態に係る再資源化システムの構成、 特に処理ライン の概略とそれに付帯する設備類を示す概念的平面図である。
第 2図は本実施形態における配管網の概略を示す図であり、 特に （A) は平面 図、 （B) は側面図である。
第 3図は本実施形態におけるコンテナの構造例を示す図であり、 特に （A) は 上面図、 （B) は縦断面図、 （C) は下面図、 （D) は蓋の上面図、 （E) はヒ 一夕が組み込まれる部分の拡大断面図である。
第 4図はコンテナの取り外し方法を示す図であり、 （A) は処理ライン上に乗 つている状態を、 （B) は旋回させて取り外せるようにした状態を、 それそれ示 す図である。 第 5図は本発明の一実施形態に係る炭素材料製造システムの構成、 特に処理ラ ィンの概略とそれに付帯する設備類を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施形態に関し図面に基づき説明する。 なお、 以下の説 明では、 記載の明瞭化のため、 廃棄物処理に本発明を適用した例を示す。 本発明 に係る方法 ·システムにより好適に処理できる廃棄物としては、 例えば、 ゴムや ビニール、 プラスチックなどの石油系 ·樹脂系の高分子化合物、 医療廃棄物、 農 業廃棄物、 自動車のシュレッダーダスト、 タイヤ （廃タイヤ等） 、 コンピュータ、 携帯電話、 塩素系化合物、 汚泥等、 産業廃棄物と一般廃棄物との別を問わず、 各 種の廃棄物を掲げることができる。 本発明の特質には、 多様な化学的成分を含む 廃棄物を処理対象物とすることができること、 大抵の処理対象物については事前 に細かに分別せずとも処理できること、 様々な廃棄物に対応できるにも関わらず 設備が軽便 ·省電力で低コストで運用できること、 二酸化炭素 ·ダイォキシン類 •窒素酸化物 ·硫黄酸化物 ·煤麈 ·重金属排出物がほぼ全くといってよいほど生 じないこと、 廃棄物処理に限らず多種多様な用途を有すること （酸化していない 物質を抽出するためのもの等全般） 等が、 含まれる。
本発明の一実施形態に係る再資源化システムにおける処理ライン及び付帯設備 の概略を第 1図に、 配管網の概略を第 2図に、 コンテナの構造例を第 3図に、 処 理ラインからのコンテナの取り外し方法を第 4図に、 それそれ示す。 このシステ ムでは、 炉ではなく可搬型でヒー夕付きのコンテナ 1 8が、 処理ラインを流れる 基本的構成単位となっている。
即ち、 第 1図及び第 2図に示すように、 本実施形態に係るシステムにて実施さ れる再資源化プロセスは、 工程 1〜6の順にコンテナ 1 8を流通させて、 複数の コンテナを並列的に処理するというプロセスである。 工程 1 ~ 6のうち工程 1が 前述の第 1工程に、 工程 2〜 5がそれそれ前述の第 2工程に、 工程 6が前述の第 3工程に、 該当している。 更に、 第 2図に示す配管網 2 0を構成する管路のうち、 窒素管 2 1が前述の第 1管路に、 酸素 ·水蒸気管 2 2、 塩素，雑ガス管 2 3及び 雑ガス管 2 4が第 2管路に、 該当している。 各管路は、 気体の送給/収集を気体 種別毎に分別して実行できるよう気体種別毎に分離して、 またその内部の気体が 外部の大気に接触しないよう、 設けられている。 本実施形態では、 炭素や金属の 他に水分や塩素や高分子化合物を含む廃棄物が前掲の処理対象物に該当し、 工程
2〜 5で管路を通じ抽出される物質群が前掲の第 1生成物に該当し、 工程 6終了 後にコンテナ 1 8内に残る物質群が前掲の第 2生成物に該当する。
コンテナ 1 8は、 第 3図に示すように、 円柱有底箱状のコンテナ本体 1 8 1及 びその蓋 1 8 2から構成されている。 即ち、 コンテナ本体 1 8 1の上部には、 処 理対象物たる廃棄物をコンテナ 1 8内に装填するため及び第 2生成物をコンテナ 1 8外に収得するための開口部があり、 この開口部を閉ざしてコンテナ 1 8内部 を密閉状態とするため蓋 1 8 2が用いられる。 また、 第 3図 （B ) 及び （C ) に 示すように、 コンテナ本体 1 8 1の下面には、 コンテナ 1 8を可搬化するための 搬送補助部材として車輪 1 8 3が設けられている。 この車輪 1 8 3は、 第 1図及 び第 2図に示す軌道 1 9に沿ってコンテナ 1 8を移動させる際や、 軌道 1 9上へ のコンテナ 1 8の搬入及び軌道 1 9上からのコンテナ 1 8の搬出の際や、 第 4図 に示すように故障等に伴い軌道 1 9を部分的に旋回させ軌道 1 9上からコンテナ 1 8を取り外す際に、 用いることができる。 この車輪 1 8 3は、 コンテナ 1 8を 容易に移動させられるようにするための搬送補助構造の一形態に過ぎない。 即ち、 本発明を実施するに当たっては、 車輪 1 8 3に代え又はこれと共に、 把手ゃ条溝 を設けてもよい。 コンテナ 1 8の上面或いは側面に把手を設けた場合は、 人間又 は機械がコンテナ 1 8を吊り上げて運ぶことができ、 コンテナ 1 8の下面に条溝 を設けた場合は、 フォ一クリフト等でコンテナ 1 8を持ち上げて運搬することも できる。 コンテナ 1 8の下面を単なる平坦面として、 コンペャによりコンテナ 1 8を移動させることもできる。 なお、 実際は処理対象物たる廃棄物.に適応させる ためコンテナ本体は円柱有底箱状以外であることも考えられる。 例えば角型有底 箱状の横開き蓋形式のコンテナ本体であってもよい。 角型有底箱状の横開き蓋形 式のコンテナ本体であれば廃棄物装填の際、 つり上げることなくコンテナのレー ル上で作業することができるなどの利点がある。
コンテナ本体 1 8 1の周壁、 底部及び当該底部に立設されたポール 1 8 4には、 周壁部を例として第 3図 （E ) に示す構造によって、 ヒー夕 1 8 5が組み込まれ ている。 コンテナ本体 1 8 1は、 鉄又はそれに類する金属により形成された力マ 1 8 6の内側の面に、 遠赤外線炭素セラミヅクヒ一夕や炭素フイラメント等のヒ —夕 1 8 5を実装した構造を有している。 また、 防護網 1 8 7は、 ヒ一夕 1 8 5 を力マ 1 8 6の内側の面に押しつけ、 ヒータ 1 8 5の脱落を防ぐ。 この防護網 1 8 7によって、 ヒー夕 1 8 5が処理対象物に直接接触して汚損することを、 妨げ ることもできる。 更に、 力マ 1 8 6の外側の面と、 最外部に位置する外装材 1 8 8との間には、 断熱材 1 8 9を配置する。 これによつて、 コンテナ 1 8外に逃げ る熱量を抑えて処理対象物を効率的に加熱することができ、 また前工程から後ェ 程へとコンテナ 1 8を移す際等におけるコンテナ 1 8の取扱が容易になる。 また、 同様の形態でヒータ 1 8 5が組み込まれているポール 1 8 4を、 コンテナ本体 1 8 1の容積等を考慮して、 適当な位置に適当な個数設けることにより、 コンテナ 本体 1 8 1内の処理対象物全体を均一に加熱することができる。 なお、 ヒ一夕 1 8 5に電力を供給するための配線については、 この分野に通じた技術者であれば 本願による開示をもとに設計等することが可能であるから、 図示を省略している。 また、 ヒ一夕 1 8 5を周壁全面 ·全高に亘つて設ける必要はない。 例えば、 処理 対象物の装填量上限ラインを、 ポール 1 8 4の頂部よりやや上にあり蓋 1 8 2の 下面よりやや下の線に設定しておき、 その線より下の部分にだけヒー夕 1 8 5を 設けるようにする。 そして、 図中の 1 8 aはヒータ 1 8 5の通電スィツチであり、 例えば、 コンテナ 1 8が軌道 1 9上の所定位置に達したときヒー夕 1 8 5に通電 するよう、 コンテナ本体 1 8 1に組み込まれている。
また、 蓋 1 8 2は、 第 1図及び第 2図に示した工程 1〜6を実施している間、 コンテナ 1 8内の処理対象物をコンテナ 1 8外の大気から隔離するために、 コン テナ本体 1 8 1の開口部に装着される。 蓋 1 8 2の寸法は、 蓋 1 8 2をコンテナ 本体 1 8 1の上部の開口部に嵌め合わせたとき即ち閉蓋時にコンテナ 1 8が密閉 されることとなるよう、 コンテナ本体 1 8 1の開口部の寸法に合わせて設計され ている。 また、 第 3図 （D ) に示すように、 蓋 1 8 2の周縁には、 蓋 1 8 2をコ ンテナ本体 1 8 1の開口部に固定するための固定部 1 8 bとして、 数個 （図では 3個） の突起が設けられている。 閉蓋時には、 この固定部 1 8 bは、 第 3図 ( B ) に示す如く、 コンテナ 1 8 1の開口部内壁面に設けられている凹部と係合 し、 これにより蓋 1 8 2がコンテナ本体 1 8 1に固定される。 また、 蓋 1 8 2の 上面には、 第 3図 （A ) 及び （D ) に示す如く、 人手や第 1図中の蓋装着装置 7 等によって蓋 1 8 2をコンテナ本体 1 8 1に着脱できるよう、 数個 （図中 2個） の把手 1 8 cが設けられている。
更に、 蓋 1 8 2には、 密閉状態にあるコンテナ 1 8内に窒素を導入するための 注入口 1 8 dや、 加熱により処理対象物から遊離した気体及び窒素の導入により 密閉状態のコンテナ 1 8内から駆逐される気体を排出するための排出口 1 8 eが、 設けられている。 但し、 注入口 1 8 d及び排出口 1 8 eをコンテナ本体 1 8 1に 設けてもよい。 工程 1〜6ではこれら注入口 1 8 d及び排出口 1 8 eにそれそれ 第 1又は第 2管路を接続する。 また、 前工程から後工程への移行時等、 コンテナ 1 8から管路をはずしている期間にコンテナ 1 8内を密閉状態に保つことができ るよう、 即ち管路から切り離されたときにコンテナ 1 8に大気が流れ込むことや コンテナ 1 8から外気中に塩素等の気体が流出することがないよう、 注入口 1 8 d及び排出口 1 8 eには適当な蓋或いは弁を設ける （各管路にも同様に蓋或いは 弁を設ける） 。 更に、 蓋 1 8 2には、 工程 2等で生ゴミの脱水等に使用可能なマ イク口波発生器をはじめとして、 各種の電気的補機が実装される補機実装部 1 8 f も設けられている。 温度センサゃ圧力センサ等、 ヒー夕 1 8 5による加熱の制 御や各工程の管理に使用するセンサ Zプローブ類も、 蓋 1 8 2或いは各管路に組 み込むことができる。 これら、 制御関連の配線については、 コンテナ 1 8 2の内 部及び周辺の配線だけでなく、 後述の電気制御盤 8関連の配線についても、 図示 を省略しているが、 この分野に通じた技術者であれば本願による開示をもとに設 計等することが可能であろう。 そして、 蓋 1 8 2の下面には、 第 3図 （B ) に示 すように、 センサ/プローブ類への不要物付着や排出口 1 8 e等からの当該不要 物の排出を防く、フィル夕 1 8 gを、 設ける。
工程 1〜6では、 無酸素雰囲気内での加熱による再資源化が実施される。 工程 1は、 密閉状態にしたコンテナ 1 8内の雰囲気を窒素注入により無酸素雰囲気と する工程であり、 ヒ一夕 1 8 5に通電していない状態即ちコンテナ 1 8内温度が 常温の状態で実施される。 工程 1では、 処理対象物が装填され密閉されたコンテ ナ 1 8の注入口 1 8 dに窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eに酸素 '水蒸気管 2 2が、 それそれ、 コンテナ 1 8外の大気との連通 （漏れ） がないよう接続される。 窒素 ガス発生装置 9は、 電気制御盤 8による制御のもとに窒素を発生させる装置であ り、 大気を圧縮するためのコンプレッサー 1 0を備えている。 窒素ガス発生装置 9は、 圧縮された大気から窒素を抽出し窒素管 2 1内に送出する。 窒素に代えて、 他の還元性又は不活性気体を使用してもよいが、 窒素はこのように大気から抽出 でき害も少ないことから、 窒素を使用すれば低コストですむ。 窒素管 2 1に送出 された窒素は、 注入口 1 8 dを介してコンテナ 1 8内に入る。 それまでコンテナ 1 8内に存在していた気体例えば大気は、 コンテナ 1 8から駆逐され排出口 1 8 eを介して酸素 '水蒸気管 2 2内に送 ώされる。 工程 1は、 少なくとも、 コンテ ナ 1 8内における酸素濃度が所定濃度を下回るまで、 或いはそれに十分な時間が 経過するまで、 継続される。 工程 1終了後は、 注入口 1 8 dから窒素管 2 1を、 排出口 1 8 eから酸素 ·水蒸気管 2 2を切り離す。 工程 2にて管路と再接続する までは、 前述の通り、 注入口 1 8 d及び排出口 1 8 eを閉ざしてコンテナ 1 8を 密閉状態に保つ （他の工程間移動についても同様） 。
なお、 窒素注入を開始するのに先立って、 コンテナ本体 1 8 1内に処理対象物 たる廃棄物を装填する作業と、 コンテナ 1 8を軌道 1 9上にのせて工程 1の実施 場所に搬入する作業と、 蓋 1 8 2をコンテナ本体 1 8 1の開口部に装着してコン テナ 1 8を密閉する作業とを、 実施する必要があるが、 その順序及び詳細は適宜 定めることができる。 例えば、 蓋 1 8 2が装着されている空のコンテナ 1 8を搬 入し、 その蓋 1 8 2をはずして処理対象物を装填し、 そして蓋 1 8 2を閉じると いう手順でもよい。 或いは、 コンテナ本体 1 8 1を搬入して処理対象物を装填し、 蓋 1 8 2を閉じるという手順でもよい。 或いは、 処理対象物が装填されたコンテ ナ本体 1 8 1を搬入し、 その蓋 1 8 2を閉じるという手順でもよい。 処理対象物 の装填や蓋 1 8 2の装着等の作業は、 通常の大気内で行うことができる。 また、 コンテナ 1 8内から大気を抜いて減圧しておき、 その後に窒素をコンテナ 1 8内 に導入する、 という手法も実施できる。 なお、 第 1図中の蓋装着装置 7は、 操作 に応じて、 軌道 1 9上で蓋 1 8 2を着脱する装置である。 図示していないが、 コ ンテナ 1 8に比して処理対象物が大きすぎる場合等には、 破碎機等を併設して利 用するのが望ましい。 工程 1によりその内部雰囲気が無酸素雰囲気に置換されたコンテナ 1 8は、 ェ 程 2の実施場所に移動される。 工程 2では、 注入口 1 8 dに窒素管 2 1が、 排出 口 1 8 eに酸素 ·水蒸気管 2 2が接続され、 ヒー夕 1 8 5への通電が実施される。 工程 2におけるヒー夕 1 8 5への通電は、 ヒー夕 1 8 5による加熱温度が摂氏 1 5 0度となるよう、 また水分を概ね全て抽出するのに充分な時間その温度が続く よう、 制御される。 この制御は、 コンテナ 1 8内部の温度センサによるフィード バックを受けつつコンテナ 1 8内で自律的に実行するようにしてもよいし、 電気 制御盤 1 8が当該温度センサの出力を逐次監視して実行するようにしてもよい。 この工程では、 コンテナ 1 8内の処理対象物が水の沸点以上に加熱されることか ら、 処理対象物からは水分が気化する。 水分の気化を促進するため、 補機実装部 1 8 f にマイクロ波発生器等を組み込んでおき、 ヒー夕 1 8 5と併用してもよい。 気化した水分即ち対象物から遊離した水蒸気は、 気化に伴うコンテナ 1 8の内圧 上昇や、 窒素管 2 1からの窒素導入に伴い、 酸素 ·水蒸気管 2 2内へと駆逐され る。 従って、 酸素 ·水蒸気管 2 2内には、 水分、 酸素、 窒素等を含む気体が送出 されることとなる。 この気体は、 通常の大気組成における窒素比率を増やし更に 水分を加えたものに相当するため、 そのまま大気中に放散させても大きな問題は 生じない。 但し、 収集した気体の中には再利用可能な成分も含まれており、 また その気体により搬送される熱も利用可能である。 そのため、 酸素管 2 2内に送出 された気体は、 熱交換器であるガス冷却装置 1 1により収集/冷却して、 利用す るのが望ましい。 なお、 第 1図中の 1 2はこの熱交換器に付随する水タンク、 1 3はクーリングタワーである。
工程 2にてその内部が乾燥状態になったコンテナ 1 8は、 次に、 塩素を遊離さ せ抽出する工程 3に投入される。 その際、 コンテナ 1 8は、 まず工程 3の実施場 所に移され、 その注入口 1 8 dには窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eには塩素 ·雑ガ ス管 2 3が接続される。 工程 3では、 ヒー夕 1 8 5による加熱温度が、 処理対象 物から塩素が気化 ·遊離するけれども高分子ガスは熱分解しない温度、 具体的に は摂氏 2 0 0〜 3 5 0度となるよう、 また塩素を概ね全て抽出するのに充分な時 間その温度が続くよう、 制御される。 コンテナ 1 8内が既に無酸素雰囲気となつ ており、 燃焼が生じておらず、 塩素 ·雑ガス管 2 3も大気に開放されていないこ とから、 遊離した塩素からダイォキシン類等が生じることはない。 塩素 '雑ガス 管 2 3には、 処理対象物から遊離した塩素や各種の雑ガスを含む気体が送出され、 この気体はガス冷却装置 1 1により収集/冷却される。 その結果生じた液体 （例 えば塩素イオン水） は、 液化物タンク 1 1 aに貯留しておくことができる。 ガス 冷却装置 1 1によって液化できなかった気体は、 例えば、 苛性ソーダを使用した 脱塩装置 1 l bで中和し、 食塩水を主成分とする液体に変換する。 中和装置とし て消石灰を使用した中和装置で中和し、 無害化された微量の気体 （例えば自然界 に通常存在するエタノール系のガス） のみとすることができる。 また、 脱塩装置 として、 比質量により成分の分別を行う装置を使用してもよい。 脱塩装置 1 l b を通過した流体例えば雑ガスを、 例えば、 圧縮機 1 4により圧縮してボンべ 1 5 に貯留することもできる。 また、 この雑ガスは、 塩素を含んでいないことから、 バーナー等で燃焼させてもダイォキシン類排出等の問題は生じない。
工程 3の次は、 炭化水素系の高分子化合物を気化 ·遊離させ抽出する工程 4で ある。 工程 4の実施場所に移されたコンテナ 1 8の注入口 1 8 dには窒素管 2 1 が、 排出口 1 8 eには雑ガス管 2 4が接続され、 ヒー夕 1 8 5による加熱温度は、 処理対象物からそれらの高分子ガスが遊離する温度、 具体的には摂氏 3 5 0〜4 5 0度となるよう、 またそれらの高分子ガスを概ね全て抽出するのに充分な時間 その温度が続くよう、 制御される。 コンテナ 1 8内が既に無酸素雰囲気となって おり、 燃焼が称しておらず、 雑ガス管 2 4も大気に開放されていないことから、 遊離した高分子ガスから二酸化炭素等が生じることはない。 雑ガス管 2 4には、 窒素に加え処理対象物から遊離したこれらの高分子ガスを含む気体が送出され、 この気体はガス冷却装置 1 1により収集される。 ガス冷却装置 1 1では、 この気 体を、 他の工程で収集する気体とは分別して冷却し、 A重油相当のナフサを収得 する。
工程 4の次は、 炭素を固着させるための工程 5である。 工程 5の実施場所に移 されたコンテナ 1 8の注入口 1 8 dには窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eには雑ガス 管 2 4が接続され、 ヒー夕 1 8 5による加熱温度は摂氏 4 5 0度となるよう、 ま た炭素の固着に充分な時間その温度が続くよう、 制御される。 ここでも、 工程 4 と同じ理由で、 二酸化炭素等が生じることはない。 この工程で収集した高分子ガ スは、 工程 4で収集した高分子ガスと同様の処理に供される。
工程 5の次は、 コンテナ 1 8内に残っている処理後生成物を冷ます工程 6であ る。 工程 6の実施場所に移されたコンテナ 1 8の注入口 1 8 dには窒素輸送装置 1 6からの窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eには冷却用液体窒素タンク 1 7からの窒 素管 2 1が接続され、 ヒー夕 1 8 5への通電は停止される。 工程 6では、 引き続 きコンテナ外大気からの隔離状態を維持しつつ、 またコンテナ 1 8内の無酸素雰 囲気を維持しつつ、 冷却用液体窒素タンク 1 7からの低温窒素ガスの導入により、 炭素が燃焼を開始する温度より低い温度までコンテナ内を冷ます。 例えば摂氏 5 0〜1 0 0度程度まで充分に冷ました後であれば、 蓋 1 8 2をあけても、 コンテ ナ内の炭素が急速に酸化するようなことはない。 また、 工程 1〜 6のいずれにお いても、 処理対象物に、 金属が変質するほどの高温は加わっていない。 従って、 工程 6を終了した段階でコンテナ 1 8内に残っている処理後生成物は、 酸化して いない炭素や、 変質していない再利用可能な金属を含むもの、 言い換えれば、 資 源としてそのまま利用でき或いは比較的簡単な追加措置により再資源化できるも のとなつている。 コンテナ 1 8内に残っている処理後生成物から、 比質量により 所望の金属を選別 '抽出すること等も、 可能である。 また、 この工程で使用した 窒素は、 窒素輸送装置 1 6によりリサイクル窒素管 2 5を介してガス冷却装置 1 1に輸送して、 利用することも可能である。 液体窒素を使用するのをやめ、 窒素 ガス発生装置 9からの窒素を導入するようにしてもよい。 或いは、 コンテナ 1 8 を密閉したまま放置するようにしてもよい。 充分な時間をかければ、 放置するだ けでも、 コンテナ 1 8内を冷ますことができる。 コンテナ 1 8に加わる熱ストレ スを軽減するには、 常温放置の方がよい。
このように、 本発明の好適な実施形態によれば、 燃焼を伴わない熱分解プロセ スにより処理を行っているため二酸化炭素や硫黄酸化物が生じることがなく、 ェ 程 6終了時には、 再利用可能な炭素を得ることができる。 また、 無酸素雰囲気内 で加熱を行っており、 かつ最高でも摂氏 4 5 0度ほどまでしかコンテナ 1 8内の 温度を上昇させていないため、 処理対象物中の金属成分が酸化も変質もせず、 再 利用可能な形態でコンテナ 1 8内に残ることとなり、 重金属類の放散も生じない。 更に、 塩素を遊離させうる程度の温度に充分さらした上で温度を上げて高分子化 合物を遊離させる、 という手法をとつているため、 ダイォキシン類も発生しない。 残留ダイォキシン量計量結果によれば 1 0— 3 n g— T E Q/ g以下であり、 従つ てダイォキシン類の発生量は実質的に 0であるといえる （T E Q ：毒性等量） 。 コンテナ 1 8内の温度を摂氏 4 5 0度ほどまでしか上昇させていないため、 窒素 を主体とする雰囲気内で加熱を行っているにもかかわらず、 窒素酸化物は生じな い。 コンテナ 1 8内の処理対象物を燃焼も攪拌もしていないため、 煤塵が放散さ れることもない。 また、 処理過程で生じる塩素、 高分子化合物等のガスは、 ガス 冷却装置 1 1で液化等させ再資源化できる。 結局、 処理対象物の大部分が再資源 化されることとなるため、 残滓の埋め立て処分等もほとんど不要になる。
更に、 可搬型でヒ一夕 1 8 5付きのコンテナ 1 8を用いているため、 炉の設置、 維持、 運用等を行う必要がなく、 処理に必要なエネルギーも減少する。 その結果 として、 設備規模 ·設置スペース縮小、 低コス ト ·省労力化、 効率的再資源化等 の効果が得られる。 例えば、 内径 = 5 0 0 mm程度のコンテナ 1 8を用いてシス テムを構築した場合、 隣接する工程間でコンテナ間隔を広めにとったとしても、 6 m x 2 m程度のスペースを要するのみである。 また、 その程度の寸法のコンテ ナ 1 8であれば、 ヒ一夕 1 8 5としてさほど出力が大きくないものを用いても、 その内部の処理対象物を目的温度まで加熱できる。
なお、 本発明を実施するに当たっては、 第 1図及び第 2図に示した如く各工程 の実施場所を分け、 各実施場所毎に個別的に管路を設けることにより、 コンテナ 1 8に設ける管路接続口 （前掲の例では注入口 1 8 d及び排出口 1 8 e ) の個数 を少なくすることができ、 従ってコンテナ 1 8を小型 '簡素 '安価な構^とする ことができる。 また、 コンテナ 1 8を工程から工程へと流通させ、 いわば流れ作 業的に一連の工程を実施しているため、 複数個のコンテナ 1 8を同時に処理する ことができ、 廃棄物等の処理速度が高くなる。 しかしながら、 本発明の実施に当 たって、 例えば、 コンテナを移動させずに少なくとも第 1及び第 2工程を実施で きるよう、 それらの工程の実施場所を共通の場所に定めて、 第 1及び第 2工程の 実施に必要とされる管路全てをその場所まで延伸しておく、 という発想も採用で きる。 このような発想に従い本発明を実施する場合、 コンテナ側の管路接続口を 多数設け工程毎又は気体種別毎に異なる管路接続口を使用する、 配管網側に弁を 設けて複数工程で管路を共用する等、 コンテナや配管網の構成複雑化を伴う工夫 が必要になる。 反面、 コンテナの移動作業が不要になる、 処理ラインの占有スぺ —スを縮小できる可能性がある等、 新たな効果も発生する。 いずれにしても、 第
1図及び第 2図に示したシステム構成や第 3図に示したコンテナ構造については、 本発明の基本的な利点を損なわない限りにおいて、 様々に変形することが可能で あり、 本発明はその種の変形を包含するものである。
次に本発明の炭素材料製造システムを用いて、 廃タイヤやゴムやビニール、 プ ラスチックなどの石油系 ·樹脂系の高分子化合物から不活性炭素を作製する方法、 ひいては得られた不活性炭素をさらに処理して力一ボンナノチューブ ·活性炭を 炭素材料として製造する方法について説明する。 第 5図は本発明の一実施形態に 係る炭素材料製造システムの構成、 特に処理ラインの概略とそれに付帯する設備 類を示す説明図である。 工程 1 ~ 6の各工程は第 1図および第 2図と概ね同様の 処理様式で実施されるものとし、 第 1図〜第 3図と第 5図で同じ符号が付された ものは同様のものであることを意味する。 まず、 高分子化合物の処理対象物 2 7 はベルトコンベアに載せられて、 コンテナ充填装置 2 9まで搬送される。 コンテ ナ充填装置 2 9は、 角形有底箱状で蓋が横開き式のコンテナ 1 8に処理対象物を 蓋を開けて充填し、 充填後その蓋を閉めてコンテナ 1 8を密閉する。 コンテナ 1 8は横開き蓋形式であって、 横側から処理対象物 2 7を出し入れできる。 それ以 外は、 上面に窒素ガスの注入口 1 8 d、 ガスの排出口 1 8 eを備え、 内壁にヒ一 夕 1 8 5を内蔵するなどの構造は円形有底形状のコンテナ 1 8 1と同様である。 処理対象物 2 7が充填されたコンテナ 1 8はコンテナ 1 8を搬送する軌道 1 9に よって第 1工程へと移動する。
工程 1では、 コンテナ 1 8内は窒素雰囲気で充填される。 ここでは注入口 1 8 dに窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eに酸素 '水蒸気管 2 2が接続される。 コンテナ 1 8内へ窒素が窒素発生装置 9から窒素管 2 1を通じて注入口 1 8 dに導入され る。 窒素が導入されたコンテナ 1 8内は、 空気 （酸素） が排出口 1 8 eから酸素 •水蒸気管 2 2へ排出される。 このようにして酸素を排出し、 コンテナ 1 8内を 窒素雰囲気で充填する （無酸素雰囲気） 。
窒素雰囲気で充填されたコンテナ 1 8は乾燥を目的とする第 2工程へと移動す る。 第 2工程では、 注入口 1 8 dに窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eに酸素 ·水蒸気 管 2 2が接続される。 コンテナ 1 8は窒素雰囲気を維持しつつ、 内蔵されたヒー 夕 1 8 5が通電され、 コンテナ内部が約摂氏 1 5 0 °Cになるまで加温される。 こ の温度でコンテナ内および処理対象物 2 7が乾燥されるまで保持する。
工程 2にて、 その内部が乾燥状態になったコンテナ 1 8は、 次に、 塩素を遊離 させ抽出する工程 3および高分子化合物を遊離させ抽出する工程 4に投入される。 その際、 コンテナ 1 8は、 工程 3、 4の実施場所に移され、 その注入口 1 8 dに は窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eには塩素 ·雑ガス管 2 3が接続される。 工程 3、 4の切り替えの際にコンテナ 1 8を移動させてもよいが本実施例のように同じ場 所で行うこともできる。 このように工程 3と工程 4を同一の場所で実施すれば移 動させる手間が省略できる。
工程 3では、 処理対象物から塩素が気化 ·遊離し、 高分子ガスは熱分解しない ヒー夕による加熱温度が、 具体的には摂氏 2 0 0〜3 5 0度となるよう、 また塩 素を概ね全て抽出するのに充分な時間その温度が続くよう、 制御される。 コンテ ナ 1 8内が既に無酸素雰囲気となっており、 燃焼が生じておらず、 塩素 '雑ガス 管 2 3も大気に開放されていないことから、 遊離した塩素からダイォキシン類等 が生じることはない。
工程 3の次は、 工程 4である。 工程 3コンテナ 1 8の注入口 1 8 dには窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eには雑ガス管 2 4が接続されたまま、 ヒー夕 1 8 5による 加熱温度は、 処理対象物からそれらの高分子ガスが遊離する温度、 具体的には摂 氏 3 5 0〜4 5 0度となるよう、 またそれらの高分子ガスを概ね全て抽出するの に充分な時間その温度が続くよう、 制御される。 コンテナ 1 8内が既に無酸素雰 囲気となっており、 燃焼が称しておらず、 雑ガス管 2 4も大気に開放されていな いことから、 遊離した高分子ガスから二酸化炭素等が生じることはない。
工程 3、 4の次は、 炭素を固着させるための工程 5である。 工程 5の実施場所 に移されたコンテナ 1 8の注入口 1 8 dには窒素管 2 1が、 排出口 1 8 eには雑 ガス管 2 4が接続され、 ヒー夕 1 8 5による加熱温度は摂氏 4 5 0〜5 0 0度と なるよう、 また炭素の固着に充分な時間その温度が続くよう、 制御される。 この ような温度であれば処理対象物 2 7の炭素の固着率が高く、 良質な不活性炭素と することができる。 この温度を超えると炭素自体の体積が小さくなり硬くなつて しまう場合がある。 さらに、 本システムは窒素雰囲気下での処理であり、 無酸素 雰囲気下での処理であるため不活性炭素を炭素材料として活性炭素を経ることな く効率よく得ることができる。
工程 5の次は、 コンテナ 1 8内に残っている処理後生成物を冷ます工程 6であ る。 工程 6の実施場所に移されたコンテナ 1 8のヒー夕 1 8 5への通電は停止さ れる。 工程 6では、 引き続きコンテナ外大気からの隔離状態を維持しつつ、 また コンテナ 1 8内の無酸素雰囲気を維持しつつ、 冷却用液体窒素タンク （図示せ ず） からの低温窒素ガスの導入により、 炭素が燃焼を開始する温度より低い温度 までコンテナ内を冷ます。 このようにすれば、 例えば摂氏 5 0 - 1 0 0度程度ま で充分に冷ました後であれば、 コンテナ 1 8の蓋をあけても、 コンテナ内の炭素 が急速に酸化するようなことはない。 このようにして冷却されて処理対象物 2 7 の残滓である不活性炭素 （第 2生成物） 3 3が得られる。
この不活性炭素 3 3を内蔵したコンテナ 1 8は、 収得装置 3 1へと移動する。 収得装置 3 1はコンテナ 1 8の蓋を開け、 内部から処理対象物 2 7の残滓である 不活性炭素 3 3を収得し、 収得した不活性炭素 3 3を搬出口のベルトコンペァへ と載せる。 不活性炭素 3 3を収得されて、 空になったコンテナ 1 8は軌道 1 9に 載って再びコンテナ充填装置 2 9へと至り、 新たな処理対象物 2 7を充填するこ とができる。 充填されたコンテナ 1 8は以上の工程を繰り返し、 またコンテナ充 填装置 2 9によって新たな処理対象物を充填される。 このようにして、 コンテナ の流れ作業により連続生産により処理対象物から大量に安価に不活性炭素 3 3を 活性炭素を経ることなく直接的に生産できる。
さらには、 このようにして得られた不活性炭素を不活性炭素処理装置 3 5によ つて活性炭素やカーボンナノチューブなど様々な炭素材料を製造することができ る。 例えば活性炭素の場合には不活性炭素処理装置 3 5として賦活処理装置を用 いればよい。 収得装置 3 1からベルトコンベアで搬出された不活性炭素 3 3は賦 活処理装置 3 5の内部へと搬送される。 賦活処理装置の内部に不活性炭素 3 3が 設置されると不活性炭素 3 3に高温水蒸気ガスで賦活処理すること活性炭素を得 ることができる。 一方、 カーボンナノチューブを炭素材料として製造には不活性 炭素処理装置 3 5にカーボンナノチューブ製造装置を用いる。 製造装置はカーボ ンナノチューブを不活性炭素から製造できる装置であればよく、 例えばアーク放 電法、 レーザ蒸発法、 水蒸気賦活法などを用いる装置が挙げられるがこれに限定 されるものではない。 一例として不活性炭素処理装置としてアーク放電法を用い たカーボンナノチューブ製造装置によってカーボンナノチューブを製造する方法 について説明する。 カーボンナノチューブ製造装置の内部は不活性ガス （好まし くはヘリウム） で満たされている。 ここで図 5の収得装置 3 1からペルトコンペ ァで搬出された不活性炭素 3 3は不活性炭素処理装置 3 5であるカーボンナノチ ュ一プ製造装置装置の内部と搬送される。 不活性炭素 3 3は力一ボンナノチュー ブ製造装置の内部の陽極として設置される。 設置後、 陰極との間で 1 0 O A程度 の電流を流しアーク放電を起こさせる。 当該アーク放電によって陽極の不活性炭 素 3 3は炭素蒸気として蒸発する。.炭素蒸気は陰極先端に直接凝縮してカーボン ナノチューブとなる。 このようにしてカーボンナノチューブが製造される。 製造 されるカーボンナノチューブは多層力一ボンナノチューブが多いが、 陽極として 設置される不活性炭素 3 3中に触媒金属 （例えば F e、 N i、 C o、 Y、 L aな どの金属およびその合金） を含有させることで単層カーボンナノチューブを製造 することも可能である。
上記のように本発明の特徴事項であるコンテナの流れ作業の可能化により連続 生産により処理対象物 2 7から大量に安価に不活性炭素 3 3を容易に生産できる のでこれと不活性炭素処理装置 3 5を組み合わせれば良質な活性炭素またはカー ボンナノチューブを安価に大量に生産できる。 産業上の利用可能性
本発明の再資源化方法およびシステムは、 小規模な設備及び低いコス トで、 か つ不要又は有毒な排出物の放散なしで、 高分子化合物などの廃棄物等の再資源化 を効率的に実施できるようにすることができる。 すなわち、 その過程において、 二酸化炭素、 ダイォキシン、 酸化化合物の生成を防止し、 環境汚染 （大気 '土壌 •水質等） を抑制できる。 したがって、 産業上の利用に加え、 環境対策という社 会的貢献も実現できる。 また、 本発明の炭素材料製造方法およびシステムは、 高分子化合物を再資源化 し、 不活性炭素を高分子化合物から効果的に得ることができる。
さらに、 本発明の炭素材料製造方法およびシステムは、 高分子化合物を再資源 化し、 不活性炭素を製造し、 さらにはそのようにして製造した不活性炭素から力 —ボンナノチューブ、 活性炭素などの有用な炭素材料を連続生産により、 大量か つ安価に製造できる。 このように大量に安価に製造できれば新たな産業の創出も 望むことができる。 また、 高価であったため一般的な商品へ使われにくかった力 —ボンナノチューブが、 一般的な商品への利用も促進されることになり、 その軽 くて強度の大きい物性が一般的な商品であっても容易く利用されることになる。 さらに、 本発明のコンテナは、 上記再資源化方法およびシステム、 炭素材料製 造方法およびシステムに用いることに取り扱いやすいコンテナを提供できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 内部に処理対象物が装填されたコンテナ内の雰囲気を無酸素雰囲気に置換 する第 1工程と、
コンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 コンテナ内に組み込まれているヒー夕 によりコンテナ内の処理対象物を所定温度まで加熱してその処理対象物から所期 の気体を遊離させ、 遊離した気体たる第 1生成物を、 大気から隔離した状態を保 ちつつコンテナ外の装置まで誘導し流体の状態で収得する第 2工程と、
引き続きコンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 炭素が燃焼を開始する温度よ り低い温度までコンテナ内を冷まし、 その後コンテナ内に残った物質である第 2 生成物を収得する第 3工程と、
を有する再資源化方法。
2 . 請求の範囲第 1項記載の再資源化方法において、
第 2工程を複数回実施し、
複数回の第 2工程それそれにおける処理対象物の加熱温度を、 先行する第 2ェ 程における加熱温度より後続する第 2工程における加熱温度の方が高くなるよう、 かつその工程にて第 1生成物として遊離させるべき気体の種類に応じて、 設定し、 第 1生成物の誘導経路及び誘導収得先を、 複数回の第 2工程それぞれに対応し て個別的に設定する再資源化方法。
3 . 請求の範囲第 1項記載の再資源化方法において、
第 2工程として、 第 1生成物として水を収得する工程、 第 1生成物として塩素 を含む流体を収得する工程、 並びに第 1生成物として高分子ガス又は高分子ガス から生成された流体を収得する工程のうち、 少なくともいずれかを有する再資源 化方法。
4 . 請求の範囲第 1項記載の再資源化方法において、
少なくとも、 還元性気体又は不活性気体を送給する第 1装置を第 1管路を介し コンテナに接続した状態で、 第 1工程を実施し、
第 1装置を第 1管路を介してコンテナに接続しかつ上記コンテナ外の装置たる 第 2装置を第 2管路を介しコンテナに接続した状態で、 第 2工程を実施し、 前工程から後工程への移行のためコンテナと第 1又は第 2装置との間の管路接 続を断つ必要があるときは、 コンテナを密閉状態とする再資源化方法。
5 . 請求の範囲第 4項に記載の再資源化方法において、
前工程から後工程へと各コンテナを順繰りに移動させることによって流れ作業 的に複数のコンテナを同時処理できるよう、 工程毎に異なる実施場所を定め、 各 実施場所で実施される工程の実施に必要とされる管路をその実施場所まで延伸し ておく再資源化方法。
6 . 請求の範囲第 4項記載の再資源化システムにおいて、
コンテナを移動させずに少なくとも第 1及び第 2工程を実施できるよう、 それ らの工程の実施場所を共通の場所に定め、 第 1及び第 2工程の実施に必要とされ る管路全てをその場所まで延伸しておく再資源化方法。
7 . 内部に処理対象物が装填されたコンテナ内の雰囲気を無酸素雰囲気に置換 する置換手段と、
コンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 コンテナ内に組み込まれているヒ一夕 によりコンテナ内の処理対象物を所定温度まで加熱してその処理対象物から所期 の気体を遊離させ、 遊離した気体たる第 1生成物を、 大気から隔離した状態を保 ちつつコンテナ外の装置まで誘導し流体の状態で収得する第 1生成物収得手段と、 引き続きコンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 炭素が燃焼を開始する温度よ り低い温度までコンテナ内を冷まし、 その後コンテナ内に残った物質である第 2 生成物を収得する第 2生成物収得手段と、
を有する再資源化システム。
8 . 請求の範囲第 7項に記載の再資源化システムにおいて、
前記置換手段は、 少なくとも、 還元性気体又は不活性気体を送給する第 1装置 を第 1管路を介しコンテナに接続して前記コンテナ内の雰囲気を無酸素雰囲気に 置換する手段であり、
前記第 1生成物取得手段は、 前記第 1装置を前記第 1管路を介してコンテナに 接続し、 かつ、 前記コンテナ外の装置たる第 2装置を第 2管路を介しコンテナに 接続した状態で、 第 2装置により前記第 1生成物を収得する手段であり、 前記コンテナと前記第 1装置または前記第 2装置との間の管路接続を断つとき は、 前記コンテナを密閉状態とする再資源化システム。
9 . 内部に高分子化合物が装填されたコンテナ内の雰囲気を無酸素雰囲気に置 換する第 1工程と、
コンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 コンテナ内に組み込まれているヒー夕 によりコンテナ内の処理対象物を所定温度まで加熱してその処理対象物から所期 の気体を遊離させ、 遊離した気体たる第 1生成物を、 大気から隔離した状態を保 ちつつコンテナ外の装置まで誘導し流体の状態で収得する第 2工程と、
引き続きコンテナ内無酸素雰囲気を維持しつつ、 炭素が燃焼を開始する温度よ り低い温度までコンテナ内を冷まし、 その後コンテナ内に残った物質である第 2 生成物として不活性炭素を収得する第 3工程と、
を有する炭素材料製造方法。
1 0 . 請求の範囲第 9項に記載の炭素材料製造方法において、
さらに、
前記第 3工程により得られた不活性炭素からカーボンナノチューブを製造する 炭素材料製造方法。
1 1 . 請求の範囲第 9項に記載の炭素材料製造方法において、
さらに、
前記第 3工程により得られた不活性炭素から活性炭素を製造する炭素材料製造方 法。
1 2 . 再資源化方法を実施する際に使用されるコンテナであって、
処理対象物装填及び第 2生成物収得のための有蓋開口部、 第 1管路が接続され る注入口並びに第 2管路が接続される排出口が形成されており、 更に、
コンテナを移動させるために使用される搬送補助構造と、
コンテナ内の処理対象物を加熱するためコンテナに組み込まれたヒー夕と、 を備えるコンテナ。
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