(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン含有廃棄合成樹脂類からハロゲンを除去する方法であって、
上記廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理を行う工程と、
該加熱によって得られた溶融物を流下させるとともに、その流れに対して不活性ガスを吹き付けて粒径３００μｍ以下に粒状化した後に洗浄して第２段の脱ハロゲン処理を行う工程とを含むことを特徴とする廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法。
【請求項２】
ハロゲン含有廃棄合成樹脂類からハロゲンを除去する方法であって、
上記廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理を行う工程と、
該加熱によって得られた溶融物を流下させるとともに、その流れに対して水及び不活性ガスを吹き付けて粒径３００μｍ以下に粒状化させる第２段の脱ハロゲン処理を行う工程とを含むことを特徴とする廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一般家庭などで発生した種々の廃棄プラスチック（廃棄合成樹脂類）からハロゲンを除去する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業廃棄物や一般廃棄物として発生した廃棄合成樹脂類の処分が社会問題になっている。その対応技術として、例えば高炉等の冶金炉やコークス炉、或いはボイラーやセメントキルンなどにおける補助燃料として廃棄合成樹脂類をリサイクル使用することが提案されている。
【０００３】
廃棄合成樹脂類を燃料として再利用する上で厄介物扱いされているのが、塩素を含有するＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）等、或いはハロゲン系添加物（例えば臭素含有難燃化剤等）等を含有する各種合成樹脂類である。即ち、このようなハロゲン含有合成樹脂から得られる再生燃料を上記冶金炉等において燃焼させる場合、ハロゲンやハロゲン化水素（以下単にハロゲンと言う）が生成して冶金炉等の耐火物や周辺機器を腐食するという問題がある。
【０００４】
そこで、廃棄合成樹脂類を予め脱塩素処理することが行われている。その脱塩素技術としては、ロータリーキルン炉や熱分解反応装置等により加熱溶融する方式（特開平１０−２５９２７３、特開平８−１２０２８５等）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した加熱溶融する従来の提案方式による場合には、有機塩素の減少には有効であるが、熱分解され難いＮａＣｌ等の無機塩に対しては、例えば約４％の塩素分を約０．８％までしか下げることができず、十分なレベルまで低減することが困難である。
【０００６】
そこで、上記ＮａＣｌ等の無機塩は水溶性である故に、その低減化方式として微粉にして洗浄する方式が考えられるが、その微粉洗浄方式による場合には、機械的に微粉に粉砕する粉砕工程と、その微粉を洗浄して無機塩を除去する洗浄工程とを別途必要とするので、工程が複雑になるとともにエネルギーコストが高くなるという欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、工程の複雑化とエネルギーコストの上昇を防止してハロゲンの低減化が図れる廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法は、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類からハロゲンを除去する方法であって、上記廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理を行う工程と、該加熱によって得られた溶融物を流下させるとともに、その流れに対して不活性ガスを吹き付けて粒径３００μｍ以下に粒状化した後に洗浄して第２段の脱ハロゲン処理を行う工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
この発明のハロゲン除去方法にあっては、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理すると、これにより有機ハロゲンが除去される。その後、加熱によって得られた溶融物を流下させ、その流れに対して不活性ガスを吹き付けて粒状化させ、その粒状物を洗浄すると、ＮａＣｌ等の水溶性無機ハロゲンが除去される第２段の脱ハロゲン処理が行われる。よって、粉砕工程を必要とせずにハロゲンを低レベルにまで減少させ得るので、工程を簡略化できるとともにエネルギーコストを低廉化できる。
【００１０】
また、請求項２の廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法は、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類からハロゲンを除去する方法であって、上記廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理を行う工程と、該加熱によって得られた溶融物を流下させるとともに、その流れに対して水及び不活性ガスを吹き付けて粒径３００μｍ以下に粒状化させる第２段の脱ハロゲン処理を行う工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
この発明のハロゲン除去方法にあっては、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理すると、これにより有機ハロゲンが除去される。その後、加熱によって得られた溶融物を流下させ、その流れに対して水を吹き付けて粒状化させると、ＮａＣｌ等の水溶性無機ハロゲンが除去される第２段の脱ハロゲン処理が行われる。よって、加熱後の溶融物に対して水を吹き付けて粒状化させるため、粉砕工程および洗浄工程を必要とせず、工程を簡略化できるとともにエネルギーコストを低廉化できる。
【００１２】
請求項２の廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法において、第２段の脱ハロゲン処理を行う際に、水に加えて不活性ガスも吹き付けるようにする。
【００１３】
このようにした場合にあっては、溶融物の流れに対して水とともに不活性ガスを吹き付けるので、粒状物の粒径を小さく且つ整粒化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づき具体的に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法を示す工程図である。
【００１６】
本実施形態のハロゲン除去方法は、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類を加熱して脱ハロゲンする第１段の脱ハロゲン処理工程（Ａ）と、加熱によって得られた溶融物を流下させるとともに、その流れに対して不活性ガスを吹き付けて粒状物を得る粒状化工程（Ｂ）と、粒状物を洗浄する第２段の脱ハロゲン処理工程（Ｃ）とを含む。
【００１７】
図２は、上記第１段の脱ハロゲン処理工程（Ａ）を実行する脱ハロゲン炉および上記粒状化工程（Ｂ）を実行する粒状処理装置を示す模式的正面図である。
【００１８】
この脱ハロゲン炉は、断面円形の筒体１と、筒体１の上に設けられ、破砕物１０を貯留するホッパ２と、筒体１の内部に設けられて回転するスクリュー３と、スクリュー３の回転軸に連結された電動モータ４と、筒体１の外側に設けられたヒータ５とを備える。
【００１９】
ホッパ２内の破砕物１０は、入口１ａより筒体１内に供給されてスクリュー３により先端側に送られ、送られる際にヒータ５により加熱されて溶融物１０ａとなる。これにより、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類から有機ハロゲン成分が除去される第１段の脱ハロゲン処理が行われる。また、加熱に伴って、Ｃｌ2、ＨＣｌ、低分子炭化水素類等を含む分解ガスが発生し、その分解ガスは筒体１に連結した配管６を介して第１貯留槽７へ送られ、更に配管８を介して第２貯留槽９へ送られる。第１貯留槽７に導入された分解ガスのうち、低沸点の有機化合物類、例えば低分子炭化水素や低分子芳香族化合物が液化して槽内に貯留され、第２貯留槽９には予め水が貯留されており、分解ガス中のハロゲン系無機成分がこの水に溶解され、例えば塩酸が製造される。こうして有機物及び無機物が除去された後の分解ガスは排管１４から排出され、必要に応じて種々の無害化処理が施された後、大気中に放出される。一方、第１段の脱ハロゲン処理が行われた溶融物１０ａは、筒体１の出口１ｂから落下される。
【００２０】
上記粒状処理装置は、落下された溶融物１０ａが入口１１ａより内部に流下状態で供給される枠体１１を備え、枠体１１の側方には不活性ガス、例えば窒素ガスを溶融物１０ａに吹き付けるブロワー１２を設け、枠体１１の出口１１ｂの下側には貯留箱１３を設ける。なお、筒体１の出口１ｂと枠体１１の入口１１ａとの位置が異なる場合、溶融物１０ａを保温できるように加熱機能を備えた樋を配設し、出口１ｂから排出された溶融物１０ａを、樋を介して入口１１ａまで送るようにしてもよい。
【００２１】
ブロワー１２から吹き付けられる窒素ガスは、流下される溶融物１０ａに高い粉砕エネルギーを与え、アトマイズ作用により溶融物流を微滴化して冷却し、粒状物として飛散落下させる。これにより得られた粒状物１０ｂは、枠体１１の出口１１ｂより落下して貯留箱１３に貯留される。
【００２２】
その後、貯留箱１３に貯留された粒状物１０ｂを、例えば水により洗浄する。この洗浄により、ＮａＣｌ等の水溶性無機ハロゲンが除去される第２段の脱ハロゲン処理が行われ、ハロゲンが低レベルにまで減少化された粒状物が作製される。
【００２３】
したがって、本実施形態による場合には、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理を行い、この際に溶融状態となった溶融物に対して不活性ガスを吹き付けて溶融物を粒状化させ、その粒状物を水洗浄して第２段の脱ハロゲン処理を行うので、機械的粉砕工程を必要とせず、工程を簡略化できるとともにエネルギーコストを低廉化できる。
【００２４】
また、このようにして得られる粒状物の粒径を適宜調整しておくことにより、例えば高炉等の冶金炉やコークス炉、或いはボイラーやセメントキルンなどにおける補助燃料として直接リサイクル使用させることが可能になる。また、このようにリサイクル使用させても、粒状物のハロゲン成分が低いので、冶金炉等の腐食発生を抑制することが可能である。
【００２５】
【実施例】
図３は、上述した実施形態による塩素濃度変化（実施例）と、比較例による塩素濃度変化とを併せて示す図である。縦軸に塩素量（ｗｔ％）をとっている。
【００２６】
比較例では、廃棄合成樹脂類の破砕物に対して加熱乾留（第１段脱塩素処理）を行った後に、凝結物を機械的に粉砕して、例えば粒径１００μｍ程度の粉砕物を得、これを洗浄（第２段脱塩素処理）した。
【００２７】
一方、実施例では、廃棄合成樹脂類の破砕物に対して、加熱（第１段脱塩素処理）と洗浄（第２段脱塩素処理）とを行った。なお、破砕物としては、例えば塊状のものでは長軸の長さ寸法が２５mm以下、棒状のものでは長さ寸法が２００mm以下のものを使用した。また、最終的に得られる造粒物は、高炉等の冶金炉などへ燃料として吹き込みに適した粒径１０mm以下とした。
この図３より理解されるように、工程が簡略化された本発明の実施例による場合にも、比較例による場合と同様に、最終的に塩素濃度を０．２ｗｔ％まで低減できた。但し、本発明により塩素濃度を更に低くする場合は、不活性ガスの吹き付け力を強くする等により、造粒物の粒径をより小さい、例えば３００μｍ以下にするのが好ましい。
【００２８】
なお、上述した実施形態では不活性ガスの吹き付けにより溶融物を粒状物にして貯留箱１３に貯留し、その後に洗浄を行う、つまり粒状化工程（Ｂ）と第２段の脱ハロゲン処理工程（Ｃ）とが明確に分離された状態でハロゲン除去を行うようにしているが、本発明はこれに限らない。例えば、不活性ガスの吹き付けにより溶融物を粒滴化し、その粒滴化物の落下位置に水を容器に入れた状態で配しておき、その水により洗浄されるときに粒滴化物が固化して粒状物となるようにしてもよい。
【００２９】
また、上述した実施形態では不活性ガスによるアトマイズを示したが、本発明はこれに限らず、流下溶融物に水を吹き付けるアトマイズ法で溶融物を粒状化させるようにしてもよい。この場合には、溶融物を粒状化させると同時に洗浄をも行うことが可能となり、機械的粉砕工程のみならず洗浄工程も不要になり、工程を更に簡略化できるとともにエネルギーコストをより低廉化できる。
【００３０】
更に、本発明は、水アトマイズとガスアトマイズの併用、即ち水と不活性ガスを同時に吹き付けるようにしてもよい。このようにした場合には、粒状物の粒径を一層小さく且つ整粒化できるという利点がある。
【００３１】
なお、上述した実施形態では第１脱ハロゲン処理を行う装置として、スクリューを有する溶融押出式の脱ハロゲン炉を用いているが、本発明はこれに限らず、廃棄合成樹脂類を加熱することができるものであれば、他の形式、例えばバッチ型加熱溶融炉からなる脱ハロゲン炉を用いることもできる。このとき、用いる脱ハロゲン炉の種類によっては、原料としての廃棄合成樹脂類を粉砕して適当な粒径にしたり、或いは廃棄合成樹脂類を粉砕しないまま使用することもできる。
【００３２】
また、上述した実施形態では適用できる合成樹脂について明言していないが、本発明は加熱により溶融する合成樹脂一般に対して適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による場合には、ハロゲン含有廃棄合成樹脂類を加熱して第１段の脱ハロゲン処理を行い、加熱により得られた溶融物を不活性ガスの吹き付けにより粒状化させ、その粒状物を洗浄して第２段の脱ハロゲン処理を行うと、有機および無機ハロゲンを低レベルにまで除去することが可能になるとともに、粉砕工程を必要としないために工程を簡略化できるとともにエネルギーコストを低廉化できる。また、本発明においては、溶融物を水の吹き付けにより粒状化させるようにすることもできるので、溶融物を粒状化させると同時に洗浄による第２段の脱ハロゲン処理をも行うことが可能となり、粉砕工程および洗浄工程を必要とせず、工程を更に簡略化できるとともにエネルギーコストをより低廉化できる。更に、本発明においては、水と不活性ガスを一斉に吹き付けるようにすることもできるので、工程を更に簡略化できるとともにエネルギーコストをより低廉化できることに加えて、燃料用の造粒物の粒径を一層小さく且つ整粒化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄合成樹脂類のハロゲン除去方法を示す工程図である。
【図２】本発明方法の加熱工程を実行する脱ハロゲン炉および粒状化工程を実行する粒状処理装置を示す模式的正面図である。
【図３】本発明の実施形態による塩素濃度変化と、比較例による塩素濃度変化とを併せて示す図である。
【符号の説明】
１  筒体
２  ホッパ
３  スクリュー
５  ヒータ
１０  破砕物
１１  枠体
１２  ブロワー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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