JP4011474B2 - Waste disposal method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線・ケーブル等の廃棄物の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電線・ケーブルの絶縁材料等として広く用いられている架橋ポリエチレンや架橋ポリプロピレン等の架橋ポリオレフィンは、かって加硫ゴムや熱硬化性樹脂等と同様、プラスチック原料として再生することが困難であるとされてきたが、近時、各種ポリマー資源を超臨界状態または亜臨界状態の水を利用して再利用可能な低乃至中分子化合物に分解する技術が考案され、架橋ポリオレフィンへの適用も期待できることから注目されている。
【0003】
そして、このようななかで、本発明者らは、架橋ポリオレフィンを脱架橋し、未架橋のポリオレフィンに再生する方法を開発し、先に出願した(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、回収後の重合工程が不要であり、そのままプラスチック材料として使用することができるという利点を有する。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−323022号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電線・ケーブル廃棄物から回収される架橋ポリオレフィンは、単独であることは少なく、多くの場合、カーボンを含むポリオレフィンと混在あるいは一体化した状態で回収される。すなわち、例えば電力ケーブルとして多用されているCVケーブル(架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル)は、架橋ポリエチレンからなる絶縁体層の内層(または内層および外層)に、導電性カーボンブラックを配合した半導電性ポリオレフィン(通常、エチレン・酢酸ビニル共重合体)からなる内部半導電層(または内部半導電層および外部半導電層)が設けられており、通常、絶縁体層と半導電層とは強固に密着しているため、架橋ポリエチレンは半導電性ポリオレフィンとの複合体として回収される。このため、電線・ケーブル廃棄物の架橋ポリエチレンから未架橋のポリエチレンを回収するには、半導電性ポリオレフィンをまず分離しなければならなかった。しかしながら、このように複合体化した架橋ポリエチレンと半導電性ポリオレフィンの分離は非常に難しく、また、たとえ複合体化しておらず単に混在する場合であっても、その分離は容易ではない。
【0006】
このような状況から、架橋ポリオレフィンと半導電性ポリオレフィンを含む廃棄物から、半導電性ポリオレフィンを分離することなく、架橋ポリオレフィンのみを選択的に分解して未架橋のポリオレフィンとして回収することができる技術が求められている。
【0007】
そして、表層に補強用カーボンを配合したゴム層を有する2層構造のゴムタイヤから未加硫のゴムを回収する場合など、架橋ポリオレフィンに限らず、他の架橋プラスチックや加硫ゴムについても、同様の要望がある。
【0008】
本発明はこのような従来の事情に対処してなされたもので、架橋/加硫高分子化合物とカーボンを含む高分子化合物からなる廃棄物から、架橋/加硫高分子化合物のみを選択的に脱架橋または脱加硫して、そのまま高分子材料として利用可能な未架橋または未加硫の高分子化合物として回収することができる廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の廃棄物の処理方法は、架橋ポリオレフィンとカーボン含有ポリオレフィンからなる廃棄物を、目の粗いメッシュ状の内容器と目の細かいメッシュ状の外容器からなる2重構造の容器の前記内容器に収容して予圧室に導入し、前記予圧室を水によって加圧し、前記廃棄物を収容した容器を、温度 200 ℃〜 700 ℃、圧力 0.1MPa 〜 100MPa の超臨界水または亜臨界水領域が形成されている反応室に移送し所要時間保持して前記架橋ポリオレフィンを分解して未架橋のポリオレフィンを生成させ、前記未架橋のポリオレフィンを収容した容器を水によって予め加圧されている減圧室に移送し、前記減圧室を減圧し、前記減圧室から前記容器を排出させて前記外容器に移行した前記未架橋のポリオレフィンを回収することを特徴としている。
【0012】
本発明によれば、架橋ポリオレフィンとカーボン含有ポリオレフィンからなる廃棄物から、カーボン含有ポリオレフィンを予め分離することなく、再利用性の高い未架橋のポリオレフィンを回収することができる。しかも、本発明によれば、容器を反応室内に反応室の温度および圧力を低下させることなく導入し、また、外部に排出させることができるため、廃棄物を効率よく処理することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【0017】
図1は、本発明の第1の実施形態に使用される処理装置の構成を概略的に示す図である。
【0018】
図1に示すように、この装置は、電気炉1aを備えた耐圧反応容器1と、純水を収容した純水タンク2と、この純水タンク2から純水を耐圧反応容器1に送り込むためのポンプ3と、耐圧反応容器1内の圧力を調整する減圧弁4が介挿された脱気管5とを備えている。また、ポンプ3と耐圧反応容器1とを接続する配管6には、ラインヒータ7が付設されており、さらに、耐圧反応容器1には、温度測定用熱電対8が装着されている。
【0019】
耐圧反応容器1は、図2に拡大して示すように、容器本体10とキャップ11とを備え、容器本体10内には、メッシュ状のトレー12が保持されている。なお、トレー12は、セラミック等の、超臨界水等により分解されたり、分解反応の制御を困難にすることのない材料で形成されていることが好ましい。
【0020】
このような装置を用いて架橋または加硫高分子化合物(a)とカーボン含有高分子化合物(b)からなる廃棄物を処理するには、まず、耐圧反応容器1のセラミック製トレー12上に廃棄物を直接、またはトレー12と同様のメッシュ状の容器13に入れて載置する。廃棄物は予め裁断するなどして大きさや形状をできるだけ均一にしておくことが好ましい。
【0021】
キャップ11で耐圧反応容器1を密閉した後、耐圧反応容器1内に純水タンク2からラインヒータ7により加熱された純水を連続的に供給するとともに、耐圧反応容器1を加熱して、内部の温度および圧力を、後述するような範囲とする。温度、あるいは、温度および圧力の上昇にともない、架橋または加硫高分子化合物(a)の選択的な脱架橋または脱加硫が進み(カーボン含有高分子化合物(b)は分解されない)、未架橋または未加硫の高分子化合物が生成される。
【0022】
この後、加熱を中止し、耐圧反応容器1内を常温常圧に戻す。この過程で生成された未架橋または未加硫の高分子化合物は、容器13やトレー12の網目を介して下方に落下し、耐圧反応容器1の底部に溜まるため、耐圧反応容器1を開放し、回収する。
【0023】
このような方法においては、カーボン含有高分子化合物(b)は分解せず、架橋または加硫高分子化合物(a)のみが選択的に分解して未架橋または未加硫の高分子化合物が生成され回収されるため、架橋または加硫高分子化合物(a)とカーボン含有高分子化合物(b)からなる廃棄物から、予めカーボン含有高分子化合物(b)を分離除去することなく、未架橋または未加硫の高分子化合物を回収することができる。
【0024】
なお、上記方法において、未架橋または未加硫の高分子化合物を生成させる際の耐圧反応容器1内の温度および圧力としては、それぞれ200℃〜700℃および0.1MPa〜100Mpaの範囲が好ましく、200℃〜500℃および0.1MPa〜50MPaの範囲がより好ましい。反応温度が200℃より低いと高分子化合物の脱架橋または脱加硫が十分に進まないおそれがあり、また、反応温度が700℃より高いと、架橋高分子化合物の架橋点(または加硫点)以外の部分でも分解が進み低分子量化するおそれがある。また、カーボン含有高分子化合物(b)の分解が進むおそれもある。一方、反応圧力が0.1MPaより低いと架橋または加硫高分子化合物(a)の分解速度が低下し、非効率的となる。また、反応圧力が100MPaより高いと、反応温度が700℃より高い場合と同様の問題が生ずるおそれがある。なお、反応時間は、廃棄物の大きさや量、反応温度、反応圧力等によっても異なるが、通常、1秒乃至60分の範囲である。
【0025】
また、生成された未架橋または未加硫の高分子化合物は、時間の経過とともに分解が進み低分子量化するおそれがあるため、耐圧反応容器1の下部に圧力開放弁を取り付けるなどして、生成後は速やかに耐圧反応容器1の底部に落下させ、回収することが望ましい。
【0026】
図3は、本発明の第2の実施形態に使用される処理装置の構成を概略的に示す図である。
【0027】
図3において、20は、円筒状の処理塔を示し、この処理塔20は、上から順に、それぞれ上端に廃棄物あるいはその分解物等を導入するための導入口を開口し、下端に廃棄物あるいはその分解物等を排出するための排出口を開口した予圧室21、反応室22および減圧室23を備えている。予圧室21の排出口と反応室22の導入口、反応室22の排出口と減圧室23の導入口は、それぞれ共通のバルブ24a、24bを介して接続され、また、予圧室21の導入口と、減圧室23の排出口にも、それぞれバルブ24c、24dが接続されている。そしてこの処理塔20の下方には、減圧室23の排出口から排出された廃棄物の分解生成物等を受けるための受器25が配設されている。
【0028】
反応室22は、上下にほぼ3等分され、上から順に予熱部26、反応部27および冷却部28が形成されるようになっている。すなわち、予熱部26の下部および反応部27の外周には加熱ヒータ29が配置され、冷却部28の外周には冷却用配管30が設けられている。そして、この冷却用配管30は、反応室22内に純水を供給するための配管31の一部を構成しており、純水は、純水を収容した純水タンク32からポンプ33により、冷却用配管30を通り、予熱部26のほぼ中間部に開口した純水供給口を通じて、反応室22内に供給されるようになっている。なお、配管31の純水供給口の近傍には、純水を予熱するための予熱器34が設けられている。
【0029】
また、反応室22の下部には、反応室22内の加熱加圧された純水や、処理によって生じた気体や液体等を排出するための配管35が接続されている。図中、36は、減圧弁である。
【0030】
予圧室21および減圧室23は、反応室22に廃棄物が導入され、また、廃棄物の分解生成物等が排出される際に、その内圧が維持されるようにするためのもので、常温乃至40℃程度の低温の純水によって内圧が加圧され、減圧されるようになっている。すなわち、これらの予圧室21および減圧室23には、純水を収容した純水タンク37からポンプ38により純水を供給するための配管39a、39b、および純水を排出するための減圧弁36を備えた配管40、41が接続されている。なお、予圧室21には、配管31から分岐した分岐管31aからも、純水が供給されるようになっている。
【0031】
さらに、上記したような予圧室21と、反応室22を構成する三つの領域、すなわち、予熱部26、反応部27および冷却部28と、減圧室23には、廃棄物あるいはその分解生成物等をそれらの室もしくは領域に所要時間保持するための保持手段42a、42b、42c、42d、42eが設けられている。これらのなかで、予圧室21と、反応室22の冷却部28と、減圧室23に位置する保持手段42a、42d、42eは、廃棄物あるいはその分解生成物等がバルブ24a、24b、24dに直接接することによってその機能が損なわれるのを防止する役目を併せ持っている。
【0032】
このような装置を用いて架橋または加硫高分子化合物(a)とカーボン含有高分子化合物(b)からなる廃棄物を処理するには、まず、予圧室21の導入口に接続されたバルブ24cを開き、他のバルブ24a、24b、24dを閉じ、反応室22および減圧室23を密閉状態とする。次いで、加熱ヒータ29に通電するとともに、ポンプ33を起動して、純水タンク32から予熱器34により加熱された純水を反応室22に供給して、反応室22内に、予熱部26、反応部27および冷却部28を形成する。また、ポンプ38を起動して、純水タンク37から常温乃至40℃程度の低温の純水を供給して、減圧室23の内圧を反応室22の内圧と同圧にまで昇圧する。
【0033】
なお、反応部27の内温、内圧は、それぞれ200℃〜700℃および0.1MPa〜100Mpaの範囲になるように調整することが好ましく、より好ましくは200℃〜500℃および0.1MPa〜50MPaの範囲である。温度が200℃より低いと高分子化合物の脱架橋または脱加硫が十分に進まないおそれがあり、また、700℃より高いと、架橋高分子化合物の架橋点(または加硫点)以外の部分でも分解が進み低分子量化するおそれがある。また、カーボン含有高分子化合物(b)の分解が進むおそれもある。一方、圧力が0.1MPaより低いと架橋または加硫高分子化合物(a)の分解速度が低下し、非効率的となる。また、圧力が100MPaより高いと、反応温度が700℃より高い場合と同様の問題が生ずるおそれがある。
【0034】
この状態で、予圧室21に廃棄物を投入するが、本発明においては、廃棄物は、図4に概略的に示すような、目の粗いメッシュ状の内容器51と、目の細かいメッシュ状の外容器52からなる2重構造の容器50、すなわち、廃棄物は保持されるがその分解生成物(未架橋または未加硫の高分子化合物)は排出可能な内容器51と、この内容器51との間に空間部が形成され、この空間部に内容器51から排出される分解生成物を十分に保持することができる外容器52からなる容器に収容して予圧室21に投入する。なお、容器50は、前述したトレー12等と同様、セラミック等の、超臨界水等により分解されたり、分解反応の制御を困難にすることのない材料で形成されていることが好ましい。
【0035】
廃棄物投入時は、予圧室21は常温常圧となっている。
容器50に収容して投入された廃棄物は、保持手段42aによって、予圧室21内の、バルブ24aから離間した位置に保持される。
廃棄物投入後、バルブ24cを閉じ、ポンプ38を起動して、純水タンク37から常温乃至40℃程度の低温の純水を供給して、予圧室21の内圧を昇圧させる。予圧室21の内圧が反応室22の内圧とほぼ同圧となったところで、バルブ24aを開き、保持手段42aによる保持を開放する。
【0036】
廃棄物を収容した容器50は自重で予圧室21から反応室22内に落下し、保持手段42bによって予熱部26内に一旦保持され、予熱される。この後、保持手段42bによる保持を開放し、廃棄物を収容した容器50を、反応部27に落下させ、保持手段42cにより保持させる。この間に、容器50内の架橋または加硫高分子化合物(a)は、脱架橋または脱加硫が進み(カーボン含有高分子化合物(b)は分解されない)、未架橋または未加硫の高分子化合物が生成される。生成された未架橋または未加硫の高分子化合物は、容器50の内容器51から外容器52へと溶出する。
【0037】
次いで、保持手段42cによる保持の開放して、容器50を冷却部28へ落下させ、保持手段42により保持させる。容器50が、冷却部28内で常温に近い温度にまで冷却されたところで、バルブ24bを開き、保持手段42dによる保持を開放し、予め反応室22の内圧と同圧としておいた減圧室23内に自重で落下させ、保持手段42eにより保持させる。さらに、容器50が減圧室23内に落下したところで、バルブ24bを閉じ、減圧室23内の純水を排出して減圧し、減圧室23の内圧が常圧になったところでバルブ24dを開き、保持手段42eによる保持を開放し、受器25内に落下させ、回収する。
【0038】
回収された容器50の外容器52には、溶出した未架橋または未加硫の高分子化合物が溜まっており、これを回収する。
【0039】
一方、予圧室21は、廃棄物を収容した容器50が反応室22に落下した後、バルブ24aを閉じ、減圧する。そして、その内圧がほぼ常圧になったところで、バルブ24cを開き、上記の動作を繰り返す。
【0040】
このようにして、廃棄物を次々と予圧室21に投入し、上記動作を繰り返すことにより、廃棄物は効率よく処理され、架橋または未加硫の高分子化合物を回収することができる。
【0041】
このような方法においては、予めカーボン含有高分子化合物(b)を分離除去する必要がないばかりか、反応室22内の温度および圧力を維持したまま、反応室22内に廃棄物を投入し排出することができるため、架橋または加硫高分子化合物(a)とカーボン含有高分子化合物(b)からなる廃棄物から、より効率よく未架橋または未加硫の高分子化合物を回収することができる。
【0042】
なお、本実施形態において、容器50を反応室22の反応部27に保持する時間は、廃棄物の大きさや量、反応部27における温度や圧力等によっても異なるが、通常、1秒乃至60分の範囲である。
【0043】
図5は、本発明の第3の実施形態に使用される処理装置の構成を概略的に示す図である。
【0044】
図5に示すように、この装置は、電気炉60aを備えた耐圧反応容器60と、純水を収容した純水タンク61と、キシレン、トルエンのような有機溶剤を収容した溶剤タンク62と、これらの純水タンク61および溶剤タンク62から純水および有機溶剤をそれぞれ耐圧反応容器60に送り込むためのポンプ63、64と、耐圧反応容器60内の加熱加圧された純水や有機溶剤、処理によって生じた成分等を排出するための配管65とを備えている。配管65は途中で分岐し、一方の分岐管65aには減圧弁66が接続されており、他方の分岐管65bは固液分離器67に接続され、さらに、この固液分離器67には、減圧弁66が介挿された配管68が接続されている。また、耐圧反応容器60と固液分離器67とを接続する配管65および分岐管65bには、ラインヒータ69が付設されており、さらに、耐圧反応容器60には、温度測定用熱電対70が装着されている。
【0045】
このような装置を用いて架橋または加硫高分子化合物(a)とカーボン含有高分子化合物(b)からなる廃棄物を処理するには、まず、耐圧反応容器60内に廃棄物を投入する。廃棄物は予め裁断するなどして大きさや形状をできるだけ均一にしておくことが好ましい。
【0046】
耐圧反応容器60を密閉後、耐圧反応容器60内に純水タンク61から純水を連続的に供給するとともに、耐圧反応容器60を加熱して、内部の温度および圧力を、後述するような範囲とする。温度、あるいは、温度および圧力の上昇にともない、架橋または加硫高分子化合物(a)の選択的な脱架橋または脱加硫が進み(カーボン含有高分子化合物(b)は分解されない)、未架橋または未加硫の高分子化合物が生成される。
【0047】
この後、加熱を中止し、耐圧反応容器1内を常圧に戻す。耐圧反応容器60内の温度が150℃前後まで冷却されたところで、純水の導入を停止するとともに、分岐管65aに介挿されているバルブを閉じ、耐圧反応容器60内に溶剤タンク62から有機溶剤を連続的に供給し、耐圧反応容器60内を有機溶剤で置換し、耐圧反応容器60の圧力を0.1MPa〜5MPaまで昇圧する。そのまま有機溶剤の供給を継続することにより、生成された未架橋または未加硫の高分子化合物は、有機溶剤により抽出され、固液分離器67で有機溶剤と分離され、回収される。
【0048】
このような方法においては、架橋または加硫高分子化合物(a)とカーボン含有高分子化合物(b)からなる廃棄物から、予めカーボン含有高分子化合物(b)を分離除去することなく、未架橋または未加硫の高分子化合物を回収することができる。
【0049】
なお、上記方法において、未架橋または未加硫の高分子化合物を生成させる際の耐圧反応容器60内の温度および圧力としては、それぞれ200℃〜700℃および0.1MPa〜100MPaの範囲が好ましく、200℃〜500℃および0.1MPa〜50MPaの範囲がより好ましい。反応温度が200℃より低いと高分子化合物の脱架橋または脱加硫が十分に進まないおそれがあり、また、反応温度が700℃より高いと、架橋高分子化合物の架橋点(または加硫点)以外の部分でも分解が進み低分子量化するおそれがある。また、カーボン含有高分子化合物(b)の分解が進むおそれもある。一方、反応圧力が0.1MPaより低いと架橋または加硫高分子化合物(a)の分解速度が低下し、非効率的となる。また、反応圧力が100MPaより高いと、反応温度が700℃より高い場合と同様の問題が生ずるおそれがある。なお、反応時間は、廃棄物の大きさや量、反応温度、反応圧力等によっても異なるが、通常、1秒乃至60分の範囲である。
【0050】
本発明は、架橋ポリオレフィンとカーボンを含む架橋または非架橋のポリオレフィンからなる廃棄物や、各種の加硫ゴムとカーボンを含む加硫ゴムからなる廃棄物等の処理に有用であるが、特に、これらのカーボン含有量が0.01重量%以上、好ましくは1重量%、より好ましくは5重量%以上の高分子化合物を含む廃棄物の処理に適用した場合に、特に顕著な効果が認められる。
【0051】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0052】
実施例1
導体上に導電性カーボンを30重量%含有するエチレン・酢酸ビニル共重合体からなる内部半導電層、架橋ポリエチレン(ゲル分率80%)からなる絶縁体層、内部半導電層と同様の材料からなる外部半導電層を被覆した6kVCVケーブルを2cm長さに切断し、内部の導体を除去し、縦に二分割したものを、図1に示す処理装置を用いて処理した。
【0053】
まず、上記試料を耐圧反応容器(内径60mm、深さ60mm、有効内容積170ml)1内の底面から3cmの位置に固定したジルコニア製のトレー(網目サイズ1cm□)12上に置き、密閉した後、耐圧反応容器1内に純水タンク2から脱気した純水を送り込み、耐圧反応容器1内の圧力を25MPaに維持した。圧力が安定したところで、耐圧反応容器1内の温度を380℃まで昇温し、1分間保持した(反応時間:1分)。この後、温度380℃を維持したまま、純水の導入を停止して耐圧反応容器1の内圧を常圧に戻し、さらに、冷却して温度も常温に戻し、耐圧反応容器1の底部から白色の塊状物を回収した。
この回収物を赤外分光分析したところ、ポリエチレンであることが確認された。
【0054】
実施例2
導体上に導電性カーボンを30重量%含有するエチレン・酢酸ビニル共重合体からなる内部半導電層、架橋ポリエチレン(ゲル分率80%)からなる絶縁体層、内部半導電層と同様の材料からなる外部半導電層を被覆した6kVCVケーブルを5cm長さに切断し、内部の導体を除去し、縦に1/4分割したものを試料とした。
【0055】
この試料を、ジルコニア製のメッシュからなる円筒状内容器51(外径15mm、高さ150mm、有効内容積26ml、網目サイズ0.5cm□)に入れ、さらに、この容器を、ジルコニア製のメッシュからなる円筒状外容器52(外径30mm、高さ300mm、有効内容積212ml、網目サイズ0.01cm□)の中間位置に収容し固定して、図3に示す装置の予圧室21に投入した。
【0056】
投入後、予圧室21上部のバルブ24cを閉じ、常温の純水で予圧室21内の内圧を昇圧した。内圧が50MPaに達したところで、予圧室21と反応室22との間のバルブ24aを開き、予め純水の導入により300℃、50MPaの状態を形成しておいた反応室22の予熱部26へ自重落下させ、5分間保持した。
【0057】
次いで、同様に380℃、50MPaの状態を形成しておいた反応部27へ自重落下させ、1分間保持した後、反応室22の冷却部28へ自重落下させ、5分間保持した。
【0058】
その後、反応室22下部のバルブ24bを開き、予め純水の導入により内圧を50MPaに昇圧しておいた減圧室23へ自重落下させ、さらに、減圧室23の内圧を常圧に戻し、下側のバルブ24dを開き、容器50を受器25に落下させ、外容器52と内容器51の間にある白色の塊状物を回収した。
この回収物を赤外分光分析赤外分光分析したところ、ポリエチレンであることが確認された。
【0059】
実施例3
実施例1と同様の試料を、図5に示す処理装置を用いて処理した。
まず、試料を耐圧反応容器(内径60mm、深さ60mm、有効内容積170ml)60内に投入し、密閉した後、耐圧反応容器60内に純水タンク61から脱気した純水を送り込み、耐圧反応容器60内の圧力を25MPaに維持した。圧力が安定したところで、耐圧反応容器60内の温度を380℃まで昇温し、1分間保持した(反応時間:1分)。この後、温度を150℃まで冷却するとともに、内圧を常圧に戻した。温度が150℃まで冷却されたところで、送液経路を切り換え、溶剤タンク62からキシレンをポンプ64により耐圧反応容器60へ送り込み、耐圧反応容器60内をキシレンに置換するとともに、内圧を1MPaまで再び昇圧した。圧力安定後、キシレンを10ml/分の流量で60分間連続的に送液した。その後、キシレンの送液を停止し、耐圧反応容器60内の温度および圧力を常温常圧に戻した後、固液分離器67から白色の塊状物を回収した。
この回収物を赤外分光分析したところ、ポリエチレンのみであることが確認された。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、架橋ポリオレフィンとカーボン含有ポリオレフィンからなる廃棄物から、カーボン含有ポリオレフィンを予め分離することなく、再利用性の高い未架橋のポリオレフィンを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に使用される処理装置の構成を概略的に示す図。
【図2】図1の耐圧反応容器を拡大して示す図。
【図3】本発明の第2の実施形態に使用される処理装置の構成を概略的に示す図。
【図4】図3の処理装置で使用される廃棄物を収容する容器の一例を概略的に示す図。
【図5】本発明の第3の実施形態に使用される処理装置の構成を概略的に示す図。
【符号の説明】
1、60……耐圧反応容器 2、32、37、61………純水タンク
3、33、38、63、64……ポンプ 12……メッシュ状のトレー
13……メッシュ状の容器 21……予圧室 22……反応室
23……減圧室 25……受器 50……容器 51……内容器
52……外容器 62……溶剤タンク 67………固液分離器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating waste such as electric wires and cables.
[0002]
[Prior art]
Cross-linked polyolefins such as cross-linked polyethylene and cross-linked polypropylene, which are widely used as insulating materials for electric wires and cables, have been said to be difficult to recycle as plastic raw materials, like vulcanized rubber and thermosetting resins. However, recently, a technology for decomposing various polymer resources into reusable low to medium molecular compounds using supercritical or subcritical water has been devised, and it can be expected to be applied to crosslinked polyolefins. Has been.
[0003]
Under such circumstances, the present inventors have developed a method of decrosslinking a crosslinked polyolefin and regenerating it into an uncrosslinked polyolefin, and filed an application earlier (for example, see Patent Document 1). This method has the advantage that a post-recovery polymerization step is unnecessary and it can be used as a plastic material as it is.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-323022 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the cross-linked polyolefin recovered from the wire / cable waste is rarely single, and in many cases is recovered in a state where it is mixed with or integrated with carbon-containing polyolefin. That is, for example, CV cables (cross-linked polyethylene insulated vinyl sheathed cables) that are frequently used as power cables are semiconductive polyolefins (inner layers (or inner and outer layers) of an insulating layer made of cross-linked polyethylene blended with conductive carbon black ( Usually, an internal semiconductive layer (or an internal semiconductive layer and an external semiconductive layer) made of an ethylene / vinyl acetate copolymer is provided, and the insulator layer and the semiconductive layer are usually in close contact with each other. Therefore, the crosslinked polyethylene is recovered as a composite with the semiconductive polyolefin. For this reason, in order to recover uncrosslinked polyethylene from the crosslinked polyethylene of electric wire / cable waste, the semiconductive polyolefin must first be separated. However, it is very difficult to separate the cross-linked polyethylene and the semiconductive polyolefin thus combined, and it is not easy to separate them even if they are not combined and simply mixed.
[0006]
Under such circumstances, a technology that can selectively decompose only the cross-linked polyolefin and recover it as an uncross-linked polyolefin without separating the semi-conductive polyolefin from the waste containing the cross-linked polyolefin and the semi-conductive polyolefin. Is required.
[0007]
And, when recovering unvulcanized rubber from a two-layer rubber tire having a rubber layer containing reinforcing carbon on the surface layer, the same applies not only to crosslinked polyolefin but also to other crosslinked plastic and vulcanized rubber. There is a request.
[0008]
The present invention has been made in response to such a conventional situation, and only a cross-linked / vulcanized polymer compound is selectively selected from a waste composed of a cross-linked / vulcanized polymer compound and a polymer compound containing carbon. An object of the present invention is to provide a waste treatment method that can be recovered as an uncrosslinked or unvulcanized polymer compound that can be decrosslinked or devulcanized and used as it is as a polymer material.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective,Invention of the present applicationThe waste disposal method isA waste made of a crosslinked polyolefin and a carbon-containing polyolefin is accommodated in the inner container of a double-structured container consisting of a coarse mesh-shaped inner container and a fine mesh-shaped outer container, and introduced into the preloading chamber. The preload chamber is pressurized with water, and the container containing the waste is 200 ℃ ~ 700 ℃, pressure 0.1MPa ~ 100MPa Is transferred to a reaction chamber in which a supercritical water or subcritical water region is formed and held for a required time to decompose the crosslinked polyolefin to produce an uncrosslinked polyolefin, and a container containing the uncrosslinked polyolefin is The uncrosslinked polyolefin that has been transferred to the outer container by being transferred to the decompression chamber that has been pressurized in advance, decompressing the decompression chamber, and discharging the container from the decompression chamber.It is characterized by collecting.
[0012]
According to the present invention, a cross-linked polyolefin and a carbon-containing polyolefinFrom waste consisting ofCarbon-containing polyolefinHighly reusable without separationUncrosslinked polyolefinCan be recovered. Moreover, according to the present invention, the container can be introduced into the reaction chamber without lowering the temperature and pressure of the reaction chamber, and can be discharged to the outside, so that waste can be efficiently processed. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a processing apparatus used in the first embodiment of the present invention.
[0018]
As shown in FIG. 1, this apparatus has a pressure-
[0019]
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the pressure
[0020]
In order to treat the waste composed of the crosslinked or vulcanized polymer compound (a) and the carbon-containing polymer compound (b) using such an apparatus, first, the waste is disposed on the
[0021]
After the pressure-
[0022]
Thereafter, the heating is stopped and the inside of the pressure-
[0023]
In such a method, the carbon-containing polymer compound (b) is not decomposed, and only the crosslinked or vulcanized polymer compound (a) is selectively decomposed to produce an uncrosslinked or unvulcanized polymer compound. Therefore, the carbon-containing polymer compound (b) is not separated or removed in advance from the waste comprising the crosslinked or vulcanized polymer compound (a) and the carbon-containing polymer compound (b). Unvulcanized polymer compounds can be recovered.
[0024]
In the above method, the temperature and pressure in the pressure
[0025]
In addition, since the generated uncrosslinked or unvulcanized polymer compound may be decomposed with time and may have a low molecular weight, it may be generated by attaching a pressure release valve to the lower part of the pressure-
[0026]
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a processing apparatus used in the second embodiment of the present invention.
[0027]
In FIG. 3,
[0028]
The
[0029]
Further, a
[0030]
The
[0031]
Furthermore, in the
[0032]
In order to treat the waste comprising the crosslinked or vulcanized polymer compound (a) and the carbon-containing polymer compound (b) using such an apparatus, first, a
[0033]
The internal temperature and internal pressure of the
[0034]
In this state, waste is put into the
[0035]
When the waste is charged, the
The waste charged in the
After the waste is charged, the
[0036]
The
[0037]
Next, the holding by the holding
[0038]
In the
[0039]
On the other hand, the
[0040]
In this way, by sequentially putting the waste into the
[0041]
In such a method, it is not necessary to separate and remove the carbon-containing polymer compound (b) in advance, and waste is introduced into the
[0042]
In this embodiment, the time for holding the
[0043]
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a processing apparatus used in the third embodiment of the present invention.
[0044]
As shown in FIG. 5, this apparatus includes a pressure-
[0045]
In order to treat the waste composed of the crosslinked or vulcanized polymer compound (a) and the carbon-containing polymer compound (b) using such an apparatus, first, the waste is put into the pressure
[0046]
After sealing the pressure-
[0047]
Then, heating is stopped and the pressure-
[0048]
In such a method, an uncrosslinked structure is obtained without previously separating and removing the carbon-containing polymer compound (b) from the waste comprising the crosslinked or vulcanized polymer compound (a) and the carbon-containing polymer compound (b). Alternatively, the unvulcanized polymer compound can be recovered.
[0049]
In the above method, the temperature and pressure in the pressure-
[0050]
The present invention is useful for the treatment of waste made of crosslinked polyolefin and non-crosslinked polyolefin containing carbon, and waste made of various vulcanized rubber and vulcanized rubber containing carbon. A particularly remarkable effect is observed when applied to the treatment of waste containing a polymer compound having a carbon content of 0.01% by weight or more, preferably 1% by weight, more preferably 5% by weight or more.
[0051]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example.
[0052]
Example 1
From the same material as the internal semiconductive layer made of an ethylene / vinyl acetate copolymer containing 30% by weight of conductive carbon on the conductor, the insulator layer made of cross-linked polyethylene (gel fraction 80%), and the internal semiconductive layer A 6 kV CV cable coated with an outer semiconductive layer was cut to a length of 2 cm, the inner conductor was removed, and the product was divided into two vertically and processed using the processing apparatus shown in FIG.
[0053]
First, the sample was placed on a zirconia tray (
An infrared spectroscopic analysis of the recovered product confirmed that it was polyethylene.
[0054]
Example 2
From the same material as the internal semiconductive layer made of an ethylene / vinyl acetate copolymer containing 30% by weight of conductive carbon on the conductor, the insulator layer made of cross-linked polyethylene (gel fraction 80%), and the internal semiconductive layer A 6 kV CV cable coated with an outer semiconductive layer was cut to a length of 5 cm, the inner conductor was removed, and a sample obtained by dividing the length into 1/4 was used as a sample.
[0055]
This sample is placed in a cylindrical inner container 51 (outer diameter 15 mm, height 150 mm, effective
[0056]
After the charging, the
[0057]
Next, the weight was dropped into the
[0058]
Thereafter, the
This recovered material was confirmed to be polyethylene by infrared spectroscopic analysis and infrared spectroscopic analysis.
[0059]
Example 3
A sample similar to Example 1 was processed using the processing apparatus shown in FIG.
First, a sample is put into a pressure resistant reaction vessel (
An infrared spectroscopic analysis of this recovered product confirmed that it was only polyethylene.
[0060]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention,Crosslinked polyolefin and carbon-containing polyolefinFrom waste consisting ofCarbon-containing polyolefinHighly reusable without separationUncrosslinked polyolefinCan be recovered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a processing apparatus used in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the pressure resistant reaction container of FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a processing apparatus used in a second embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically showing an example of a container for storing waste used in the processing apparatus of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a processing apparatus used in a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 60 ... Pressure-
3, 33, 38, 63, 64 ... pump 12 ... mesh tray
13 …… Mesh-
23 ……
52 ……
Claims (1)
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