WO2004103938A1 - ケミカルリサイクル方法 - Google Patents

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WO2004103938A1
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ptfe
chemical recycling
fluidized bed
bed reactor
cooling device
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PCT/JP2004/007058
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Inventor
Hiroshi Toyoda
Masahide Yamamoto
Walter Kaminsky
Original Assignee
Taiyo Kogyo Corporation
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/14—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with steam or water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/361—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving a decrease in the number of carbon atoms
    • C07C17/367—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving a decrease in the number of carbon atoms by depolymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/28—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • C10G9/32—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material according to the "fluidised-bed" technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a chemical recycling technology of PTFE, in which tetrafluoroethylene low molecular weight monomers and dimers are extracted from a material containing PTFE (polytetrafluoroethylene) resin.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE is widely used because it has lubricity, heat resistance, and chemical resistance. For example, it is also used as a membrane material for construction.
  • Such architectural membrane materials are generally produced by coating a membrane substrate made of glass fiber or the like with P TFE.
  • a membrane material coated with PTFE has water repellency, stain resistance and weather resistance, and has favorable properties as a building material.
  • the membrane material coated with PTFE is used in a large area for roofs of buildings, etc., so the amount of membrane material that must be disposed of at the time of demolition or reconstruction of a building is enormous. It becomes.
  • the problem here is how to dispose of the PTFE coated membrane material.
  • fluoroplastic materials such as PTFE
  • incineration may generate undesirable substances in the environment, while mere landfilling involves a huge amount of disposal and a shortage of waste disposal sites. It is not appropriate because it is viewed.
  • JP-A-7-188073 One of the techniques relating to chemical recycling as described above is disclosed in JP-A-7-188073.
  • heating is performed in a state in which a material containing PT FE is charged into a fluidized bed formed of sand or the like, thereby thermally decomposing PTFE and introducing water vapor as a flowing gas.
  • the low-molecular-weight tetrafluoromethane monomer and dimer, which are generated by thermal decomposition, are removed together with the water vapor.
  • the present invention relates to a technique using a fluid bed for chemical recycling to remove tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer from a product containing PTFE, and an apparatus for performing chemical recycling among the above-mentioned problems corroded. It is an object of the present invention to improve the system so that at least the above-mentioned problems can be eliminated and, more preferably, the other two problems can also be eliminated. Disclosure of the invention
  • the method according to the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
  • the method of the present invention is a chemical recycling method for removing tetrafluoroethylene low molecular weight monomers and dimers generated by thermal decomposition of PTFE from a material containing PTFE.
  • this chemical recycling method is formed by inert granular material And a process for heating the fluidized bed reactor in which the material is supplied, and introducing an inert gas as fluidizing gas into the fluidized bed reactor. And D. removing the tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer generated by the thermal decomposition of the PTFE by the heating together with the inert gas from the fluid bed reactor.
  • inert ones are used for the particulate material forming the fluidized bed, but also inert ones are used for the fluidizing gas. Therefore, corrosion of the equipment for carrying out chemical recycling does not occur in any of the process of heating PTF E and the process of removing tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer.
  • the inert gas of the present invention used as the fluidizing gas is not particularly limited as long as it is inert, and, for example, nitrogen gas can be used.
  • nitrogen gas is relatively easy to obtain and excellent in cost.
  • drying of the generated tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer and the chemical recycling device is unnecessary.
  • the amount of heat input may be smaller than when water vapor is used.
  • the material used in the chemical recycling method in the present invention may be any material including PT F E.
  • an architectural membrane material coated by PT F E can be used as the above-mentioned material.
  • the architectural membrane material is cut into such a size that it can flow in the fluidized bed. If the chemical recycling method of the present invention is carried out using a construction membrane material as a material, it is possible to solve the above-mentioned problems with disposal of construction membrane materials including PT F E.
  • a construction membrane material as a material, it is possible to solve the above-mentioned problems with disposal of construction membrane materials including PT F E.
  • FIG. 1 is a view conceptually showing the structure of a chemical recycling apparatus for carrying out a chemical recycling method according to an embodiment of the present invention.
  • the chemical recycling method in this embodiment is carried out using a chemical recycling apparatus as shown in FIG.
  • 10 is a storage tank.
  • Storage tank 10 is for temporarily storing the materials described below.
  • the storage tank 10 is connected to one end of the hopper 11 by a communicating pipe 12.
  • the hopper 11 is connected at its other end to one end of the hopper 13 by a communicating pipe 14.
  • hopper 13 is connected to fluid bed reactor 20 at the other end.
  • Screw conveyors 1 1 A and 1 3 A are built into hopper 1 1 and hopper 1 3 respectively.
  • the material in the storage tank 10 is supplied to the fluidized bed reactor 20 in an appropriate amount by sequentially passing through the communicating pipe 12, the hopper 11, the communicating pipe 14 and the hopper 13. It is supposed to be
  • the fluidized bed reactor 20 is a reaction vessel in which a fluidized bed 21 formed of particulate material is formed.
  • the fluidized bed reactor 20 is sealed, and its inside can be heated by a heater 22 provided at the lower part.
  • the heater 22 only needs to be able to heat the inside of the fluidized bed reactor 20, and it is not necessary that the heater 22 be provided at the lower part of the fluidized bed reactor 20.
  • Fluidized gas can be supplied to the inside of the fluidized bed reactor 20 from below.
  • the fluidizing gas is supplied to the inside of the fluid bed reactor 20 via a pipe (not shown) as shown by arrows in FIG.
  • a cyclone 23 is provided above the inside of the fluidized bed reactor 20.
  • the cyclone 23 functions as a centrifugal separator, and selects the product generated from the material, the fluidizing gas, and the particulate material forming the fluidizing bed 21 according to the specific gravity.
  • a storage case 24 is provided below the cyclone 23. If the specific gravity is larger than the specified value, it will be accumulated here.
  • a pipe (not shown) is connected to the upper side of the fluidized bed reactor 20, and the fluidized bed reactor 20 is connected to the cyclone 30 via this.
  • the raw materials still solid products generated from the raw material, fluidizing gas, and granular materials forming the fluidized bed 21 which have small specific gravities and which are not accumulated in the storage case 24 are passed through this pipe. Therefore, as shown by the arrow in Figure 1, it is transported to Cyclone 30.
  • the cyclone 30 functions as a centrifugal separator, and among the raw materials still solid, the product generated from the raw material, the fluidizing gas, and the granular material forming the fluidizing bed 21 are selected according to their specific gravity. It is to sort out. Below the cyclone 30, a storage case 31 is provided, and one having a specific gravity larger than a predetermined value is accumulated here. In this chemical recycling system, almost all solid matter has been removed up to this point.
  • the cyclone 30 is connected to the cooling device group 40 through a pipe (not shown).
  • the cooling device group 40 includes a first cooling device 41, a second cooling device 42, and a third cooling device 43.
  • the cyclone 30 is connected to a first cooling device 41, a first cooling device 41 to a second cooling device 42, and a second cooling device 42 to a third cooling device 43, respectively.
  • the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43 are both cylindrical bodies, and are cooled by, for example, a water cooling pipe.
  • the cooling device group 40 Among the materials that have passed through the cyclone 30, still solid materials, products generated from the materials, fluidizing gas, and granular materials that form the fluid bed 21 are cooled by the cooling device group 40, depending on their boiling points. Be sorted out. That is, the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43 are cooled at different temperatures (more specifically, the temperature at which the first cooling device 41 is the highest) The second cooling device 42 is cooled to the next highest temperature, and the third cooling device 43 is cooled to the second highest temperature, depending on the boiling point) In the first cooling device 41, the next boiling point is recovered by the second cooling device 42, and the one with the lowest boiling point is recovered by the third cooling device. Those collected are collected at the bottom of the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device 43, respectively.
  • An electrostatic precipitator 50 is connected downstream of the third cooling device 43.
  • the electrostatic precipitator 50 is used to recover the product generated from the material that has passed through the cooling device group 40, the fluidizing gas, and the particulate material forming the fluidizing bed 21 which is not a slight remaining gas- -.
  • a storage case 51 is provided below the electrostatic precipitator 50, and the collected solid matter is accumulated here.
  • the electrostatic precipitator 50 is connected to one end of a pipe (not shown) whose other end is connected to the lower side of the fluidized bed reactor 20.
  • a fluidized bed reactor 20 is to be supplied. With such a piping arrangement, the fluidizing gas and the product are circulated through the fluid bed reactor 20.
  • a pump 61, a pressure gauge 62, and a compressor 63 are connected to the above-mentioned piping extending from the electrostatic precipitator 50 from the side close to the electrostatic precipitator 50.
  • the bomb 61 stores fluid gas. As needed, fluidizing gas is supplied from the bomb 61 to the piping.
  • the pressure gauge 62 measures the pressure of the above-mentioned piping extending from the electrostatic precipitator 50.
  • the compressor 63 is to increase the pressure of the gas sent to the fluidized bed reactor 20.
  • the gas is sent to the fluidized bed reactor 20 while the pressure is increased by the compressor 63.
  • pre-treatment involves forming the fluidized bed 21 in the fluidized bed reactor 20 and preparing the material.
  • the formation of the fluidized bed 21 is carried out by opening the unshown openings of the fluidized bed reactor 20 and introducing the granular material forming the fluidized bed 21 into the fluidized bed reactor 20.
  • the particulate material is required to be inert, but in this embodiment sand is used as the particulate material.
  • Preparation of the material is as follows. In this embodiment, chemical recycling It was decided to use a membrane material coated with PTFE as the target of the roll. In this embodiment, the film material is cut and powdered to obtain a material having a side length of about 0.55 mm to about 50 mm. This material is placed in a storage tank10.
  • the material put into storage tank 10 is sent to fluidized bed reactor 20 via hoppers 1 1, 1 3. Also, at the same time, the fluid bed reactor 20 is heated by the heater 22 and fluid gas is supplied from the fuel tank 61.
  • the fluidizing gas is required to be inert, but in this embodiment, nitrogen gas is used as the fluidizing gas.
  • the material is heated while being mixed with the particulate material forming fluid bed 21 in fluid bed reactor 20. Since fluidizing gas is supplied to the fluidizing bed 21 from the lower side and the product generated from the material also contains gas, the fluidizing bed 21 becomes fluid and the material is fluidized bed 21 Mix well with the particulate material to be formed.
  • PT F E in the material is pyrolyzed to generate tetrafluoroethylene low molecular weight monomer and dimer as a product.
  • the material still solid among the materials, the product generated from the material, the fluid gas, and the particulate material forming the fluid bed 21 are supplied from the lower side to the cyclone 2 3 above the fluid bed reactor 2 0 It is blown up.
  • the sorting by the specific gravity as described above is performed by the cyclone 23, the one with a large specific gravity is accumulated in the storage case 24, and the other is sent to the cyclone 30.
  • Cyclone 30 the same specific gravity sorting is performed as in Cyclone 23, and among those sent to Cyclone 30, those with larger specific gravity are stored in storage case 31 and the others are cooling devices. Sent to group 40
  • the separation of the boiling points is performed as described above. Of the components sent to the cooling device group 40, those which are cooled and not gas are collected by the cooling device group 40 almost all.
  • fluidizing gas is added from the bomb 61 as needed.
  • the gas sent to the fluidized bed reactor 20 is suitably pressurized in a compressor 63.
  • tetrafluoroethylene low molecular weight monomers and dimers generated by thermal decomposition of PTFE are the first cooling device 41, the second cooling device 42, and the third cooling device included in the cooling device group 40. Recovered in any of 43
  • Table 1 below shows the results of an experiment in which the material containing PTFE was chemically recycled using the chemical recycling apparatus as described above.
  • the temperature in the above-mentioned fluidized bed reactor 20 was 550 ° C., and the speed of the material supply was 0.5 to 2.0 kg / h.
  • Granule body (sand) 9000 membrane (glass fiber) 379.

Abstract

　ＰＴＦＥを含む素材から、テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを、水蒸気を用いることによる不具合がなく取出せるケミカルリサイクル技術を提供する。　本発明は、ＰＴＦＥを含む素材から、ＰＴＦＥを熱分解することによって発生するテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出すケミカルリサイクル方法である。このケミカルリサイクル方法では、不活性の粒状材料によって形成された流動床をその内部に有するとともに、その内部に前記素材が供給された流動床反応器を加熱し、流動ガスとしての窒素ガスを前記流動床反応器内に導入するとともに、前記窒素ガスとともに前記加熱によってＰＴＦＥが熱分解されることによって発生したテトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを、前記流動床反応器から取出す。

Description

明 細 書 ケミカルリサイクル方法 ― 技術分野
本発明は、 PTFE (polytetrafluoroethylene：ポリ四フッ化工チレン）樹脂 を含む材料から、テトラフロロエチレン低分子量モノマー及びダイマーを取出す、 PTFEのケミカルリサイクル技術に関する。 発明の背景
PTFEは、 滑性や耐熱性、 耐薬品性を備えており広く使用されている。 例え ば、 建築用の膜材にも使用されている。
このような建築用の膜材は、 一般的に、 ガラス繊維等で構成された膜基材を P TFEでコーティングしてなる。 PTFEによるコーティングを行われたこのよ うな膜材は、 撥水性、 防汚性、 耐候性を備えたものとなり、 建築用材料として好 ましい特性をもつ。
上述の如き PTFEによるコ一ティングのなされた膜材は、 建築物の屋根など に大面積で用いられるから、 建築物の取壊しや改築等の際に処分しなければなら ない膜材の量は膨大となる。
ここで、 PTFEによるコーティングのなされた膜材の処分をどのように行う かが問題となる。 PTFEのようなフッ素樹脂系の材料は、 焼却を行うと環境に 好ましくない物質が発生することがあり、 他方、 単なる埋立ては、 処分する量が 膨大なこと、 廃棄物処分場の不足が問題視されていることなどから妥当でないか らである。
そこで、 PTFEによるコ一ティングのなされた膜材のうち、 PTFEからテ トラフロロェチレン低分子量モノマー及びダイマ一を取出すケミカルリサイクル を行うべきであるという提案がなされている。 テトラフロロエチレン低分子量モ ノマー及びダイマーは、 PTFEに再生できるため、 上述の如きケミカルリサイ クルを行えれば、 上述の如き膜材の処分の問題は解消できる。 他方、 このようなケミカルリサイクルを行うべきことは、 PTFEによるコ一 ティングをなされた膜材のみならず、 PTFEを用いた他の製品についても同様 である。 - —
このような事情を考慮して、 PTFEを含む製品をケミカルリサイクルする技 術についての研究がなされている。
上述の如きケミカルリサイクルに関する技術の一つが、 特開平 7 - 18807 3号に開示されている。 この技術は、 砂などによって形成される流動床に、 PT F Eを含む材料を投入した状態で加熱を行うことによって、 PTFEを熱分解す るとともに、 流動ガスとしての水蒸気を導入することで、 PTFEが熱分解する ことによつて発生したテトラフロロェチレン低分子量モノマー及びダイマ一を水 蒸気とともに取出す、 というものである。
このケミカルリサイクルの技術は、 一定の成果をあげるものではあるが、 流動 ガスとして水蒸気を用いると、 生成したテトラフロロエチレン低分子量モノマー 及びダイマ一と、ケミカルリサイクルを実行するための装置の乾燥が必要となる、 ケミカルリサイクルを行う際に多量の熱量を投入することが必要となる、 また、 水蒸気力持つ酸化力によりケミカルリサイクルを実行するための装置の腐食が生 じる、 という 3つの不具合がある。
本発明は、 PTFEを含む製品からテトラフロロェチレン低分子量モノマー及 びダイマーを取出すケミカルリサイクルを行う流動床を用いる技術を、 上述の不 具合のうちのケミカルリサイクルを実行するための装置が腐食するという不具合 を少なくとも解消でき、より好ましくは他の 2つの不具合をも解消できるように、 改良することをその課題とする。 発明の開示
上述の課題を解決するための本発明に係る方法は、 以下のようなものである。 本発明の方法は、 PTFEを含む素材から、 PTFEを熱分解することによつ て発生するテトラフロロェチレン低分子量モノマ一及びダイマ一を取出すケミ力 ルリサイクル方法である。
そして、 このケミカルリサイクル方法は、 不活性の粒状材料によって形成され た流動床をその内部に有するとともに、 その内部に前記素材が供給された流動床 反応器を加熱する過程、 流動ガスとしての不活性ガスを前記流動床反応器内に導 入すると.とあに 前記不活性ガスとともに前記加熱によって P T F Eが熱分解さ れることによつて発生したテトラフロロェチレン低分子量モノマー及びダイマー を、 前記流動床反応器から取出す過程、 を含んでいる。
このケミカルリサイクル方法では、 流動床を形成する粒状材料に不活性のもの を用いるのみならず、 流動ガスにも不活性のものを用いることとしている。 した がって、 P T F Eの加熱を行う過程、 テトラフロロエチレン低分子量モノマ一及 びダイマ一を取出す過程のいずれの際にも、 ケミカルリサイクルを実行するため の装置の腐食が生じなくなる。
流動ガスとして用いる本発明の不活性ガスは、 不活性のものであればその種類 を特には問わないが、 例えば、 窒素ガスを用いることができる。 窒素ガスは、 不 活性ガスの中では、 比較的入手し易く、 またコスト面でも優れている。 また、 ケ ミカルリサイクルを実行するにあたってこのように窒素ガスを用い、 従来の如き 水蒸気を用いないこととすれば、 生成したテトラフロロエチレン低分子量モノマ —及びダイマ一と、 ケミカルリサイクル装置の乾燥が不要となり、 また、 水蒸気 を得るときのような態の変ィ匕 （気化） を行う必要がないので、 投入する熱量が水 蒸気を用いる場合よりも少なくても済むことになる。
本発明におけるケミカルリサイクル方法で使用する素材は、 P T F Eを含むも のであればどのようなものでも構わない。 例えば、 P T F Eによってコ一ティン グされた建築用膜材を、 上記素材とすることができる。 この場合における建築用 膜材は、流動床の中で流動できる程度の大きさに裁断されていること力好ましい。 建築用膜材を素材として本発明のケミカルリサイクル方法を実施すれば、 P T F Eを含む建築用膜材の処分について存在する上述の如き問題を解決できること になる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態におけるケミカルリサイクル方法を実行するため のケミカルリサイクル装置の構成を概念的に示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明にかかるケミカルリサイクル方法の好ましい一実施形態について説明す る。
この実施形態におけるケミカルリサイクル方法は、 図 1に示したようなケミカ ルリサイクル装置を用いて実行される。
図 1中、 1 0は貯蔵タンクである。 貯蔵タンク 1 0は、 後述の素材を一時的に 貯蔵するものである。
貯蔵タンク 1 0は、 ホッパー 1 1の一端と、 連通管 1 2によって繋げられてい る。 また、 ホッパー 1 1は、 その他端で、 ホッパー 1 3の一端と、 連通管 1 4に よって繋げられている。 また、 ホッパー 1 3は、 その他端で、 流動床反応器 2 0 と接続されている。
ホッパー 1 1、 ホッパー 1 3の内部には、 スクリューコンベア 1 1 A、 1 3 A がそれぞれ内蔵されている。
このような構成により、 貯蔵タンク 1 0内の素材は、 連通管 1 2、 ホッパー 1 1、 連通管 1 4、 ホッパ一1 3を順に通って、 流動床反応器 2 0へと適量ずつ供 給されるようになっている。
流動床反応器 2 0は、 その内部に、 粒状材料で形成された流動床 2 1が作られ る反応容器である。 流動床反応器 2 0は密閉されており、 また、 下部に設けられ た加熱器 2 2によってその内部を加熱できるようになつている。 なお、 加熱器 2 2は、 流動床反応器 2 0内部の加熱を行えればよく、 必ずしも流動床反応器 2 0 の下部に設けられている必要はなレ ^。
流動床反応器 2 0の内部には、 その下方から、 流動ガスを供給できるようにな つている。 流動ガスは図示せぬ配管を介して、 図 1中で矢示したように、 流動床 反応器 2 0内部に供給される。
また、 流動床反応器 2 0の内部上方には、 サイクロン 2 3が設けられている。 このサイクロン 2 3は、 遠心分離装置として機能するものであり、 素材から発生 した生成物、 流動ガス、 流動床 2 1を形成する粒状材料を比重に応じて選別する ものである。 なお、 サイクロン 2 3の下方には、 貯留ケース 2 4が設けられてお り、 比重が所定の値よりも大きいものはここに溜まるようになつている。
流動床反応器 2 0の上方には、 図示せぬ配管が接続されており、 これを介して 流動床反応器 2 0はサイクロン 3 0 接続されている。 素材のうち未だ固体のも の、素材から発生した生成物、流動ガス、流動床 2 1を形成する粒状材料のうち、 比重が小さく、 貯留ケース 2 4に溜まらなかったものは、 この配管を介して、 図 1に矢示したように、 サイクロン 3 0へと運ばれるようになつている。
サイクロン 3 0は、 遠心分離装置として機能するものであり、 素材のうち未だ 固体のもの、 素材から発生した生成物、 流動ガス、 流動床 2 1を形成する粒状材 料を、 その比重に応じて選別するものである。 サイクロン 3 0の下方には、 貯留 ケース 3 1が設けられており、 比重が所定の値よりも大きいものはここに溜まる ようになつている。 このケミカルリサイクル装置では、 ここまでで、 ほぼすベて の固形物が取り除かれるようになっている。
サイクロン 3 0は、図示せぬ配管を通じて、冷却装置群 4 0と接続されている。 冷却装置群 4 0は、 第 1冷却装置 4 1、 第 2冷却装置 4 2、 第 3冷却装置 4 3を 含んでいる。 サイクロン 3 0は、 第 1冷却装置 4 1と、 第 1冷却装置 4 1は第 2 冷却装置 4 2と、 第 2冷却装置 4 2は第 3冷却装置 4 3と、 それぞれ接続されて いる。 第 1冷却装置 4 1、 第 2冷却装置 4 2、 第 3冷却装置 4 3はともに筒状体 であり、 例えば水冷管によって冷却されている。
サイクロン 3 0を通過した、 素材のうち未だ固体のもの、 素材から発生した生 成物、 流動ガス、 流動床 2 1を形成する粒状材料は、 冷却装置群 4 0で、 その沸 点に応じて選別される。 つまり、 第 1冷却装置 4 1、 第 2冷却装置 4 2、 第 3冷 却装置 4 3はそれぞれ異なる温度で冷却されており （より詳細には、 第 1冷却装 置 4 1が一番高い温度で、 第 2冷却装置 4 2が次に高い温度で、 第 3冷却装置 4 3がその次に高い温度で、 それぞれ冷却されており、）、 その沸点の別に応じて、 最も沸点が高いものが第 1冷却装置 4 1で、 次に沸点の髙いものが第 2冷却装置 4 2で、 最も沸点の低いものが第 3冷却装置で回収されるようになっている。 回 収されたものは、 第 1冷却装置 4 1、 第 2冷却装置 4 2、 第 3冷却装置 4 3の底 部に、 それぞれ溜まるようになつている。
第 3冷却装置 4 3の下流には、 静電集塵機 5 0が接続されている。 静電集塵機 5 0は、 冷却装置群 4 0を通過した素材から発生した生成物、 流動 ガス、 流動床 2 1を形成する粒状材料のうち、 僅かに残った気体でないものを回 収するもの-である—。 静電集塵機 5 0の下方には、 貯留ケース 5 1が設けられてお り、 回収された固形物はここへ溜まるようになつている。
静電集塵機 5 0は、 その他端が流動床反応器 2 0の下方に接続されている図示 せぬ配管の一端と接続されている。 静電集塵機 5 0に供給された、 冷却装置群 4 0を通過した素材から発生した生成物、 流動ガス、 流動床 2 1を形成する粒状材 料のうち、 固形物を除いた気体は、 再度流動床反応器 2 0へと供給されるように なっている。 このような配管の構成により、 流動ガスと、 生成物は、 流動床反応 器 2 0を通って循環するようにされている。
静電集塵機 5 0から延びる上述の配管には、 静電集塵機 5 0に近い側から、 ポ ンべ 6 1、 圧力計 6 2、 コンプレッサ 6 3が接続されている。
ボンべ 6 1は、 流動ガスを貯蔵するものである。 必要に応じて、 流動ガスが、 ボンべ 6 1から配管へと供給される。
圧力計 6 2は、 静電集塵機 5 0から延びる上述の配管の圧力を計測するもので ある。
コンプレッサ 6 3は、 流動床反応器 2 0に送られる気体の圧を高めるものであ る。 コンプレッサ 6 3で圧が高められた状態で、 気体は流動床反応器 2 0へと送 られる。
次に、 このケミカルリサイクル装置の動作と、 このケミカルリサイクル装置の 動作によって実施される本発明のケミカルリサイクル方法について説明する。 このケミカルリサイクル装置を動作させるにあたって、 まず、 前処理を行う。 前処理には、 流動床反応器 2 0に、 流動床 2 1を形成することと、 素材の準備を することが含まれる。
流動床 2 1の形成は、 流動床反応器 2 0の図示せぬ開口を開いて、 流動床 2 1 を形成する粒状材料を、 流動床反応器 2 0内に入れることで行う。 この粒状材料 は、 不活性のものであることが必要とされるが、 この実施形態では、 粒状材料と して砂を使用する。
素材の準備は、 以下のように行う。 なお、 この実施形態では、 ケミカルリサイ クルの対象として、 P T F Eによるコーティングのなされた膜材を用いることと した。 この実施形態では、 かかる膜材を裁断し、 それを、 一辺が 0 . 5 mm〜5 0 mm程度になるように粉碎することにより、 素材を得た。 この素材は、 貯蔵夕 ンク 1 0に入れられる。
次に、 貯蔵タンク 1 0に入れた素材を、 ホッパー 1 1、 1 3を介して流動床反 応器 2 0へと送る。 また、 それと同時に、 流動床反応器 2 0を加熱器 2 2で加熱 するとともに、 ボンべ 6 1から流動ガスを供給する。 なお、 流動ガスは不活性の ものであることが必要とされるが、 この実施形態では、 流動ガスとして窒素ガス を用いた。
素材は、 流動床反応器 2 0内の流動床 2 1を形成する粒状材料と混合されなが ら、 加熱される。 流動床 2 1には、 下方から流動ガスが供給されており、 また、 素材から発生する生成物にも気体が含まれているので、 流動床 2 1は流動化し、 素材は流動床 2 1を形成する粒状材料とよく混合される。 素材の中の P T F Eは 熱分解され、 生成物として、 テトラフロロエチレン低分子量モノマ一及びダイマ —を発生させる。
下方から供給される流動ガスにより、 素材のうち未だ固体のもの、 素材から発 生した生成物、 流動ガス、 流動床 2 1を形成する粒状材料は、 流動床反応器 2 0 上方のサイクロン 2 3まで飛ばされる。 ここで、 サイクロン 2 3により、 上述の 如き比重による選別が行われ、 比重の大きいものは貯留ケース 2 4に溜まり、 他 のものはサイクロン 3 0へと送られる。
サイクロン 3 0でも、 サイクロン 2 3で行われるのと同様の比重による選別が 行われ、 サイクロン 3 0に送られたもののうち、 比重の大きいものは貯留ケース 3 1に溜まり、 他のものは冷却装置群 4 0へと送られる。
冷却装置群 4 0では、 上述したとおりの沸点の別による選別が行われる。 冷却 装置群 4 0に送られたもののうち、 冷却されて気体でなくなつたものは、 ほぼす ベてこの冷却装置群 4 0で回収される。
冷却装置群 4 0で回収されなかったものは、 静電集塵機 5 0へと送られる。 静 電集塵機 5 0では、 冷却装置群 4 0から送られたもののうち僅かに残った気体以 外のものが回収され、 貯留ケ一ス 5 1に溜められる。 その他のものは、 図示せぬ 配管を経て流動床反応器 20へと再度送られる。
このとき、 必要に応じて流動ガスがボンべ 61から追加される。 流動床反応器 20へと送られる気体は、 コンプレッサ 63にて適度に圧を上げられる。
このようにして、 PTFEを含む素材のケミカルリサイクルが行われる。 素材 のなかの PTFEを熱分解することによって発生するテトラフロロエチレン低分 子量モノマ一及びダイマ一は、 冷却装置群 40に含まれる第 1冷却装置 41、 第 2冷却装置 42、 第 3冷却装置 43のいずれかで回収される。
《実験例》
上述のようなケミカルリサイクル装置を用いて、 PTFEを含む素材のケミカ ルリサイクルを行う実験を行った結果を以下の表 1に示す。
なお、 この実験では、 上述の流動床反応器 20内の温度を 550°C、 素材供給 のスピードを 0. 5〜2. 0 k g/hとした。
[表 1]
重さ (g)
<実験条件 >
粒状体 （砂） 9000 膜 （ガラス繊維） 397. 9 膜 （PTFE) 649. 1
<回収物 >
一酸化炭素 44. 49
二酸化炭素 86. 84
テトラフロロエチレン 71. 18 ォクタフロロシクロブタン 257. 56
^ 5 F 10 7. 48
それ以外 7. 25

Claims

請 求 の 範 囲
1. PTFEを含む素材から、 PTFEを熱分解することによって発生するテト ラフロロェチレン低分子量モノマー及びダイマ一を取出すケミカルリサイクル方 法であって、
不活性の粒状材料によつて形成された流動床をその内部に有するとともに、 そ の内部に前記素材が供給された流動床反応器を加熱する過程、
流動ガスとしての不活性ガスを前記流動床反応器内に導入するとともに、 前記 不活性ガスとともに前記加熱によって PTFEが熱分解されることによつて発生 したテトラフロロエチレン低分子量モノマ一及びダイマーを、 前記流動床反応器 から取出す過程、
を含むケミカルリサイクル方法。
2. 前記不活性ガスとして、 窒素ガスを用いる、
請求の範囲第 1項記載のケミカルリサイクル方法。
3. 前記素材は、 PTFEによってコーティングされた建築用膜材を裁断した ものである、
請求の範囲第 1項又は第 2項記載のケミカルリサイクル方法。
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