(57)【要約】      （修正有）【課題】従来、合成樹脂製品廃棄物について各種のリサイクル技術が提供されてきているが、未だ大部分が焼却ないし溶融処理されている。しかし、焼却処理では、９００℃以上の高温が必要で不経済である上ダイオキシン分解に伴う２次公害が生じる。溶融処理は、溶融温度が樹脂ごとに異なり、燃料としてのリサイクルでもダイオキシンが発生する。従来技術に伴う上記難点を解決し、低コストの樹脂廃棄物処理法を提供する。【解決手段】１）合成樹脂製品廃棄物等の高分子材料を３５０℃以下で熱処理し、材料自身の持つ遠赤外線吸収性能を利用して自己発熱により分解、炭化を行う。  ２）赤外線の放射によって形成される１５０℃〜３５０℃の空間に過飽和水蒸気を充満させた中へ高分子材料を入れ、分解により発生する塩素、ホルマリン、シアン等の有毒ガスを水蒸気によって捕捉するとともに、可燃炭素分を燃焼させることなく炭化物として回収する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料を加熱分解し炭化する方法であって、過飽和水蒸気雰囲気内において、１５０〜３５０℃の温度範囲で加熱することを特徴とする高分子材料の炭化方法。
【請求項２】
前記加熱は、波長２〜２０μｍの波長の高効率の放射特性を有する赤外線熱射体による加熱である請求項１に記載の高分子材料の炭化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製品などの高分子材料の廃棄物を減容化し、炭化して炭化物として再利用する技術についてのものであり、特にその加熱過程において発生する有害揮発成分を無害化し、かつ効果的に炭素を回収する進歩的新規技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、年間数千万トンに及ぶ合成樹脂等の製品の高分子材料の廃棄物は、各種のリサイクル技術が提供され急速にリサイクル率は向上している。しかし現状においては未だ大部分が焼却ないしは溶融炉で処理されているが、近頃ダイオキシンに対する規制の強化から、塩化ビニール樹脂類は分別して除外した後、焼却するなどの処置がとられている。また、発泡体となっている製品は、回収等に於ける輸送コストが処理コストの大部分を占め、大きな経済的ロスを発生していて、まず減容化の必要が高まっている。各種の合成樹脂は夫々分解、溶融濃度は異なるが、大部分のものは３５０℃以下の低温度である。しかし、現状では４００℃〜４５０℃で密閉された炭化乾溜炉でガス抜きをしてチャーを造り、これらを溶融炉へ入れてサーマルリサイクルする方法が海外から導入された技術として主流となっている。また、本発明者等は１つの解決方法として、特願２００２−５４３９２により、遠赤外線熱射の低温度空間において処理し、塩化水素などの有害成分をゼオライトの粒子で吸着除去する方法を発明し提案している。焼却するとダイオキシン等の有害ガスを発生する合成樹脂類の廃棄物は、高熱カロリーを持つ燃料としてのリサイクルが主流となって展開され実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術の処理温度が４００℃以上であることは、有機物を処理する温度としては高過ぎて不経済であるという欠点がある。またそれらの従来技術では廃棄物として処理可能の対象物の種類が少ないという問題点がある。更にまた、合成樹脂類の廃棄物を焼却するとダイオキシン等の有害ガスを発生するが、これらを処理するためには高額な設備投資とメンテナンスコストを要し、必ずしも経済性のあるリサイクル技術ではない。そこで、本発明は、これら目的廃棄物の処理温度を３５０℃以下にする方法であって、更に多種類の材質に対応でき、かつ進歩した処理方法を創出提供することを目的とする。
【０００４】
本発明の第一の課題は、各種の材質の加熱過程に於いて発生する有害な揮発成分を放散させることなく回収除去することである。
第二の課題は、これら加熱材料を発火燃焼させることなく炭素体として回収リサイクルするための加熱条件を創出することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第一の課題を解決する手段構成は次の通りである。
合成樹脂材料の分解炭化の過程に於いてはポリエチレン、ポリスチレン等のように特有の煙を出して燃えるもの、塩化ビニールやポリカーボネートなどのように自己消化性を持ち、発煙、燃焼の遅いものなど、揮発成分の放出特性は夫々異なっているが、何れも１５０℃を越えるとホルマリンや塩素などの有害ガスの揮発が起こり、ＣＯや微量のシアンガスも発生する。特に塩化ビニールに於いて発生する塩素ガスは、発生直後に過熱されて水蒸気によって捕捉し、塩化水素としてダイオキシン等に変性されることなく回収する。ＣＯは、加熱水蒸気によって酸化され、ＣＯ２として大気へ放出させるために１５０℃〜３５０℃の温度範囲に調整された処理空間へ水を吹き込んで過飽和の水蒸気雰囲気とすることが本発明の特徴である。而して、この要点を端的に表現すると、本発明の１番目の特徴は、高分子材料を加熱分解し炭化する方法であって、過飽和水蒸気雰囲気内において、１５０〜３５０℃の温度範囲で加熱する高分子材料の炭化方法であることである。
【０００６】
次に、第二の課題を解決する手段構成は次の通りである。
請求項２に示すように、本発明に於ける加熱は合成樹脂材料の持つ遠赤外線吸収特性を利用して自ら赤外線吸収して発熱させるものである。合成樹脂材料の赤外線吸収の波長は、５μｍ〜１５μｍの範囲にある。また、塩化ビニール等に含まれる塩素は波長３．６μｍにある。更に水の吸収波長は２．７μｍにあることから、加熱源となる遠赤外線放射板は波長２μｍ〜２０μｍの範囲に於いて８０％以上に放射効率を持つものを運んだものである。更にこの要点を換言すると、本発明の２番目の特徴は、前記加熱は、波長２〜２０μｍの波長の高効率の放射特性を有する赤外線熱射体による加熱である高分子材料の炭化方法であることである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
１）本発明を工業的に実施するには、所定の条件に温度及び湿度を調整した処理空間を耐熱メッシュベルトを連続的に移行させながら処理するものであるが、遠赤外線の効果を高めるため、被処理物は少なくとも５ｃｍ以下の小塊状または小片状とすることが必要である。また、発泡体等は予め加熱減容処理をしたものを再加熱して処理する。
２）加熱処理空間の水蒸気は、排気ファンによって排出され、冷却器によって水分を補集し、大気へはＣＯ２ガスを放出する。補集した有害成分を含む水は、中和などの化学処理を行い、水質基準を満足する処理をして放出する。
【０００８】
（実施例）
各種合成樹脂を赤外線放射空間で加熱すると、雰囲気温度１００℃を越えるとポリエチレンや塩化ビニールは溶融開始されるが、塩化ビニール等の自己消火性のものは溶融と並行して発泡が始まり、１５０℃になると塩素を放出させながら発泡炭化する。熱処理時間が１分〜２分間であると、これら処理物の残存塩素はまだ５％程度含まれた炭になるが、２００℃を越えると塩素はなくなるが、少しずつ発煙量が増加し、長時間経過すると発火発煙して燃焼するものであった。そこでこれら雰囲気中へスプレーノズルで水蒸気を噴射したところ、発煙することなく良質な炭化物を得ることができた。また、軟質塩ビやポリエチレン等は約１５０℃で溶融してゼリー状となるが、容易に炭化しないものであり、更に温度を上げて約２００℃を越えると発煙が起こり、着火して黒煙を発して燃焼すると、炭化が急速に進行することが観察され、この発煙開始時点で適度に水蒸気を吹き付けながら加熱すると、発煙及び着火燃焼を防止して炭化できることを発見した。
【０００９】
【発明の効果】
（１）本発明の低温処理法によれば、ダイオキシン等の有害ガスを発生する合成樹脂類の廃棄物の焼却処理を根本から改め不使用とするもので、従って、有毒ガス類処理のための高額な設備投資を不要とするものであり、合成樹脂類の廃棄物処理のコストを大幅に引下げるという顕著な効果を有する。
（２）本発明は３５０℃以下の従来市場にはない低温度域で無害化処理を行うものであり、特にダイオキシンの基になる塩素は、発生直後に加熱水蒸気と反応してフレッシュな塩酸水として回収する、極めて経済性の高い処理方法として環境改善に効果がある、付加価値の高い製品としてリサイクルするものである。