廃プラスチック・有機物の分解方法、分解装置及び分解システム
【課題】本発明は、触媒の寿命を延ばすことができ、しかも多量の廃プラスチック・有機物を効率良く分解できる分解装置及び分解システムを提供することにある。
【解決手段】本発明者らは、触媒循環可能な分解装置及び分解システムを確立し、本発明を完成するに至った。
【解決手段】本発明者らは、触媒循環可能な分解装置及び分解システムを確立し、本発明を完成するに至った。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック、有機物で構成される医療廃棄物、又感染性のある医療廃棄物の分解方法に関し、詳しくは、廃プラスチック、有機物の分解方法の各条件を最適化したことによる高効率廃プラスチック・有機物の分解方法に関する。
さらに、本発明は、廃プラスチック・有機物を分解する触媒循環型分解装置及び高効率分解システムに関する。加えて、該分解装置は、廃プラスックに混在し、またはその少なくとも一部に蒸着しあるいは貼着等された金属・無機物の分離・回収手段も含む。
また、本出願は、参照によりここに援用されるところ、日本特許出願番号2006-297194、2006-115920、2006-115925及び2007-016087からの優先権を請求する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃プラスチックを処理し又は再利用する方法として、種々のものが提案され、また、一部は実用化されている。このような廃プラスチックの再利用、再資源化の一つの有力な方法として、廃プラスチック片を光触媒として知られている酸化チタンからなる分解触媒の存在下に紫外線を照射しながら、加熱して、廃プラスチックをガス化する方法及び装置が提案されている（特許文献１、２参照）。
また、廃プラスチック片の分解処理に用いられる触媒についても種々検討されている（特許文献３〜５）。
【０００３】
しかし、上記の廃プラスチックの分解方法を用いた分解装置では、効率的な廃プラスチック分解処理を行うことはできず、高い処理費用及び大掛かりな装置が必要であった。さらに、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物を処理する場合では、塩化水素ガスが発生することが知られており、また、テフロン（登録商標）を処理する場合には有毒なフッ化水素が発生することが知られており、それらのガスの処理が問題となっていた。
【０００４】
プラスチック等の有機物は、廃棄時の処理が難しく、焼却処理ではダイオキシンなどの有害物質が発生するなどの危険がある。
また、プラスチック片には用途に応じてアルミニウムや銅などの金属、無機物が混在していたり、表面に金属が蒸着、貼着等されていたりする。このようなプラスチック片を焼却すると、有毒ガスが発生したり、焼却炉を傷めたりする恐れが有る。
そこで、プラスチック片など有機物は、埋め立て処理される場合があるが、プラスチックはそのままでは地中で分解しない。埋立地も不足して来ているというのが実状である。また、生分解性プラスチックなるものが存在するが、生分解性プラスチックは分解されるまでに長期間かかり、さらに分解に必要な土地が膨大であるという欠点がある。加えて、廃プラスチック・有機物に混在している利用可能な金属、希少金属、無機物は廃プラスチック・有機物から分離することができず、埋立られたり、焼却されている。
【０００５】
従来このような触媒を利用した有機物の分解は、図２３に示すように、プラスチック等の有機物を破砕装置１０１で粒状に破砕し、この有機物を、予め粒状の触媒が蓄積されたドラム形の反応槽１０２に投入する。続いて、反応槽１０２の内部で攪拌羽根１０３を回転させることにより、触媒と有機物とを攪拌し、ブロアー１０４で反応槽１０２の内部へ熱風を供給する。これにより、触媒の作用によって有機物の分解が促進され、有機物が気化するに至る。
更に、触媒は反応槽に残存するが、気化した有機物は、サイクロン集塵機を主体とする分離装置１０６を経て、水蒸気と二酸化炭素だけが排気ガスとして大気へ放出される。このように反応槽１０２に投入された有機物が気化すれば、その分、新たな有機物を反応槽１０２に投入できるので、上記の工程は中断することなく連続して行うことができる。
【０００６】
しかし、従来の分解装置では、効率的な廃プラスチック分解処理を行うことはできず、高い処理費用及び大掛かりな装置が必要であった。
さらに、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物を処理する場合では、塩化水素ガス、窒素化合物が発生することが知られており、また、テフロン（登録商標）を処理する場合には有毒なフッ化水素が発生することが知られており、それらのガスの処理が問題となっていた。
【０００７】
一方、病院、透析施設等から排出される感染性医療廃棄物による２次感染防止のため、このような廃棄物の処理方法を規定した厚生省のガイドラインが平成１年１１月７日に発表され、平成２年４月１日から施行されている。これにより、病院、透析施設等は、原則として、院内又は施設内での医療廃棄物の滅菌処理が義務付けられている。
以上により、病院内やクリニック内での施設において、大掛かりな装置を必要とせずかつ安全に廃プラスチック特にポリ塩化ビニルを含む感染性医療廃棄物の処理を可能とする分解方法、分解装置及び分解システムの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３６３３３７号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２８３７号公報
【特許文献３】特開２００５−０６６４３３号公報
【特許文献４】特開２００５−２０５３１２号公報
【特許文献５】特開２００５−３０７００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記要求に答えるべく、高効率の廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック類で構成される医療廃棄物、血液等の生体由来物又は該由来物が付着したプラスチックの分解方法を提供することを課題とする。さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素系プラスチック分解時に発生するHCl、生体由来及び多種の医療廃棄物プラスチック分解時に発生する硫黄化合物、窒素化合物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物分解時に発生するフッ化水素等の除去も可能な分解方法も課題とする。
【００１０】
一方、医療廃棄物などの産業廃棄物は、その大部分をプラスチック、有機物等に占められるが、包装袋の内面に蒸着されたアルミニウムの薄膜、又は注射針等も含んでいる。これらの金属は、有機物の全部が気化しても反応槽に残ることになる。また、金属がアルミニウム等である場合、反応槽にアルミニウム等を残したまま分解工程を継続すると、アルミニウム等は激しく酸化されるため、そのリサイクルが困難になる。
また、反応槽から金属を逐次取り出そうとして、上記の工程を中断すると、所定の時間当りに分解できる有機物の質量又は体積（以下で「処理量」と記する場合がある）が低下する。すなわち、反応槽外で金属を分離・回収しようとすると、触媒を取り出す毎に活性温度になっている触媒の温度が冷めてしまい、再度の加熱が必要であり熱エネルギーが無駄になっていた。
また、従来の分解装置では、粉末化しさらに飛散した触媒は、反応槽に戻されることなく廃棄されている。これは、触媒が１〜３ｍｍ前後の大きさの粒であれば、攪拌羽根の回転に伴って触媒の流動が反応槽の内部全体で起こるが、粉末化した触媒は流動し難い性質となり、廃プラスチック・有機物と混ざり難くなるからである。この問題は、反応槽に蓄積する触媒の量が増える程に顕著となるため、反応槽を大型化することを妨げ、更には処理量を増大することも妨げている。
一方、アルミ箔複合体など、アルミニウムや銅などの金属を含む廃プラスチック・有機物などから酸化させずに金属を回収するためには、乾留処理などが用いられるが、真空溶解炉を使用すると金属回収のコストが高くなる。また、プラスチック片に溶解処理を行うと、金属は酸化してしまうため高純度の金属の回収は望めない。
さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素系プラスチック分解時に発生するHCl、生体由来及び多種の医療廃棄物プラスチック分解時に発生する硫黄化合物、窒素化合物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物分解時に発生するフッ化水素等の処理が分解装置の実用化の妨げとなっている。
よって、本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒の寿命を延ばすことができ、しかも多量の廃プラスチック・有機物を効率良く分解できる分解装置及び分解システムを提供することにある。
さらに、本発明は、触媒が循環及び／又は攪拌される工程で金属及び／又は無機物を分離・回収できる分解装置並びに分解システムを提供することを目的とする。
さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素系プラスチック分解時に発生するHCl、生体由来及び多種の医療廃棄物プラスチック分解時に発生する硫黄化合物、窒素化合物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物分解時に発生するフッ化水素等の除去できる分解装置及び分解システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分解工程における各条件を最適化すること、さらには発生した有害ガスを吸着除去する工程を導入することにより、高効率の廃プラスチック、有機物特に主にプラスチック類で構成される医療廃棄物の分解方法を確立した。
さらに、本発明者らは触媒循環を可能とした廃プラスチック・有機物の分解装置及び分解システムを確立した。
以上により、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち本発明は以下よりなる。
「１．活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒と共に廃プラスチック及び／又は有機物を加熱しながら攪拌する工程を含む、該プラスチック及び／又は有機物をガス化する廃プラスチック・有機物の分解方法において、該触媒の加熱温度が420度〜560度の範囲であることを特徴とする廃プラスチック・有機物の分解方法。
２．酸化チタンの顆粒体の酸化チタンが、以下の特性を有することを特徴とする前項１の分解方法。
（１）比表面積が35m2/g以上〜50 m2/g以下、
（２）顆粒体が3.5mesh（5.60mm）以下。
３．酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの廃プラスチック及び／又は有機物処理量が3.0kg〜40.0kg範囲であることを特徴とする前項１又は２に記載の分解方法。
４．さらに、石灰中和処理工程を含む前項１〜３のいずれか１に記載の分解方法。
５．さらに、酸化触媒処理工程を含む前項１〜４のいずれか１に記載の分解方法。
６．さらに、酸化触媒処理工程前にアルミナ触媒処理工程を含む前項５に記載の分解方法。
７．さらに、金属及び／又は無機物分離・回収工程を含む前項１〜６のいずれか１に記載の分解方法。
８．以下の処理手段を含む触媒循環型廃プラスチック・有機物の分解装置；
（１）廃プラスチック・有機物処理手段
（２）酸化触媒処理手段。
９．廃プラスチック・有機物処理手段が、以下の構成を有することを特徴とする前項８に記載の分解装置、
触媒を反応槽内に循環させる反応槽と、
反応槽の投入口から投入される廃プラスチック及び／又は有機物を前記触媒と共に循環及び／又は攪拌をする手段（循環及び／又は攪拌手段）と、を備え、
前記触媒と共に前記廃プラスチック及び／又は有機物が前記反応槽内を循環する工程で前記廃プラスチック及び／又は有機物を気化させることを特徴とする廃プラスチック・有機物処理装置。
１０．前記循環及び／又は攪拌手段が、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、前記反応槽内に前記回転軸を挿入して成る１又は２以上のスクリュフィーダであることを特徴とする前項９に記載の廃プラスチック・有機物処理装置。
１１．前記２つのスクリュフィーダが反応槽内に実質的に水平姿勢に設置され、かつ前記２つのスクリュフィーダの回転により、前記触媒と共に前記廃プラスチック及び／又は有機物が反応槽内を実質的に水平方向に循環されることを特徴とする前項１０に記載の廃プラスチック・有機物処理装置。
１２．廃プラスチック・有機物処理手段が、以下の構成を有することを特徴とする前項９に記載の分解装置、
触媒を反応槽内の上流端から下流端に循環させる反応槽と、
前記反応槽の投入口から投入される廃プラスチック及び／又は有機物を前記触媒と共に前記上流端から前記下流端に向けて循環させる循環手段と、
前記反応槽内で、前記触媒並びに廃プラスチック及び／又は有機物を攪拌する攪拌手段と、
前記反応槽内で、前記触媒を前記反応槽の下流端から上流端へ案内する帰還経路と、を備え、
前記触媒と共に前記廃プラスチック及び／又は有機物が前記反応槽の上流端から下流端へ循環される工程で前記廃プラスチック及び／又は有機物を気化させることを特徴とする廃プラスチック・有機物処理装置。
１３．前記反応槽内が、前記上流端を有する第１段槽と、前記下流端を有し前記第１段槽より高く配置される第２段槽とに区分され、前記触媒が、前記第２段槽の下流端から前記帰還経路に案内されて前記第１段槽の上流端まで流下することを特徴とする前項１２に記載の分解装置。
１４．前記反応槽内の前記上流端と前記下流端が実質的に水平姿勢に設置され、前記触媒が、前記下流端から自重で滑落した後に、前記帰還経路に案内されて前記上流端まで流上することを特徴とする前項１２に記載の分解装置。
１５．前記循環手段が、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、前記反応槽に前記回転軸を挿入して成るスクリュフィーダであることを特徴とする前項１２〜１４のいずれか１に記載の分解装置。
１６．前記螺旋羽根に補助羽根が設置されていることを特徴とする前項１５に記載の分解装置。
１７．廃プラスチック・有機物処理手段が、以下の構成を有することを特徴とする前項９に記載の分解装置、
触媒を反応槽内の上流端から下流端に循環させる反応槽と、
廃プラスチック及び／又は有機物を反応槽内に配置可能なカゴと、
前記反応槽内で、前記触媒を前記反応槽の下流端から上流端へ案内する帰還経路と、を備え、
前記触媒が前記反応槽の上流端から下流端へ落下（循環）する工程において、前記カゴ内の前記廃プラスチック及び／又は有機物は前記触媒と接触し、さらに気化することを特徴とする廃プラスチック・有機物処理装置。
１８．前記反応槽において、反応槽底部の複数の穴から担体ガスを直接に触媒の内部に均一に分散供給可能であることを特徴とする前項９〜１７のいずれか１に記載の分解装置。
１９．前記反応槽の循環工程中において、金属及び／又は無機物分離・回収手段を備えることを特徴とする前項９〜１８のいずれか１に記載の分解装置。
２０．前記金属及び／又は無機物分離・回収手段が、前記反応槽内の循環工程中において、触媒を廃プラスチック及び／又は有機物並びに触媒の混合物から分離する手段であることを特徴とする前項１９に記載の分解装置。
２１．触媒を廃プラスチック及び／又は有機物並びに触媒の混合物から分離する手段が、前記金属及び／又は無機物と前記触媒の大きさにより両者を分離する手段であることを特徴とする前項２０に記載の分解装置。
２２．前記金属及び／又は無機物と前記触媒の大きさにより両者を分離する手段が、前記反応槽の循環工程中に触媒通過可能な篩を設置することを特徴とする前項２１に記載の分解装置。
２３．さらに、以下のいずれか１以上の手段を有することを特徴とする前項８〜２２のいずれか１に記載の分解装置。
（１）アルミナ触媒処理手段
（２）破砕手段
（３）担体ガス供給手段
（４）サイクロン集塵手段
（５）バグフィルター付き集塵手段
（６）熱交換手段
（７）プレヒーター手段
（８）排気ブロア手段
（９）冷却手段
（１０）熱回収手段
（１１）HCI連続測定手段
（１２）CO連続測定手段
（１３）警報手段
（１４）石灰中和処理手段
２４．前項８〜２３のいずれか１の分解装置を使用して、活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒の加熱温度を420度〜560度の範囲に設定して廃プラスチック・有機物の分解をすることを特徴とする廃プラスチック・有機物の分解システム。
２５．酸化チタンの顆粒体の酸化チタンが、以下の特性を有することを特徴とする前項２４に記載の分解システム。
（１）比表面積が35m2/g以上〜50m2/g以下、
（２）顆粒体が3.5mesh（5.60mm）以下
２６．前記酸化チタンの顆粒体が、活性成分としての酸化チタンと少なくとも以下のいずれか１から選ばれる混合物であることを特徴とする前項２５に記載の分解システム。
（１）酸化アルミニウム
（２）酸化ケイ素」
【発明の効果】
【００１３】
本発明の分解方法によれば、高効率で廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック類で構成される医療廃棄物、血液等の生体由来物又は該由来物が付着したプラスチックを処理することができる。さらに、分解工程中にHCI、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチック、有機物又は血液等の生体由来物、フッ化水素を発生するフッ素化合物の処理も容易に行うことができる。
【００１４】
本発明に係る分解装置及び分解システムによれば、触媒が循環されている反応槽の内部に加熱手段による熱せられた空気を供給することにより、触媒を活性温度まで加熱することができる。いったん加熱した後は、廃プラスチック・有機物の分解反応熱を反応槽の触媒の活性最適温度維持に利用し、外部からのエネルギー供給を抑えることができ、熱エネルギーの有効利用が可能である。
廃プラスチック・有機物が反応槽の投入口から投入されると、廃プラスチック・有機物は触媒と共に循環手段によって反応槽を循環する。この工程で、廃プラスチック・有機物と触媒とが攪拌手段によって攪拌されるので、触媒と廃プラスチック・有機物との接触が繰り返され、触媒と廃プラスチック・有機物の密度を均一に保たれ、触媒の作用に基づき効率的分解が促進される。これにより、反応槽の投入口から投入された廃プラスチック・有機物は、約反応槽を１周（１循環）するまでの間に気化される。
または、反応槽内に廃プラスチック・有機物を含むカゴを配置する。そして、触媒が前記反応槽の上流端から下流端へ落下する工程（循環する工程）において、前記廃プラスチック及び／又は有機物は前記触媒と接触し、気化される。この場合には、上記のような廃プラスチック・有機物と触媒との攪拌手段を要しない。
触媒は、反応槽を常に循環している。下記実施例９の態様では、触媒は反応槽内を水平循環している。又は、下記実施例１０〜１２の態様では、触媒は反応槽の上流端から下流端に達したところで、帰還経路に案内されて反応槽の上流端へ戻ることにより反応槽内を循環している。よって、触媒が反応槽の内部を常に循環することになり、新たな廃プラスチック・有機物は反応槽に投入されると、反応槽の内部を循環する触媒の作用に基づき、効率的に気化させられる。
また、実施例９〜１１の態様では、廃プラスチック・有機物が触媒と共に循環手段によって反応槽を循環する工程で、廃プラスチック・有機物の大部分を占める有機物は気化する。しかし、廃プラスチック・有機物に混入した金属・無機物は触媒の中に残る。この金属・無機物は、触媒と共に更に循環される工程で、金属及び／又は無機物分離・回収手段によって分離、回収されるので、この金属・無機物を触媒の中から取出すことができる。
従って、当該分解装置及び分離システムによれば、金属・無機物を反応槽に多量に残留させることがなく、金属・無機物の酸化を抑え、そのリサイクルを実現することができる。しかも、金属及び／又は無機物分離・回収手段が金属を分離・回収するとき、循環手段及び攪拌手段を停止させる必要がないので、廃プラスチック・有機物の処理量を高く維持させることができる。しかも、分離・回収手段が金属・無機物を選別するとき、反応槽を開放する必要がない、又は触媒を分解装置外に取し出して、金属・無機物を分離する必要がない。よって、当該分解装置及び分解システムの熱効率を高く保つことができる。
さらに、本発明の分解装置又は分解システムによれば、酸化触媒処理手段、さらに好適には石灰中和処理手段を備えるので、高効率で廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック類で構成される医療廃棄物などの産業廃棄物、血液等の生体由来物又は該由来物が付着したプラスチックを処理することができる。さらに、分解工程中にHCI、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチック、有機物又は血液等の生体由来物、フッ化水素を発生するフッ素化合物の処理も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】酸化チタンの摩耗率を測定するための装置を示す図
【図２】塩素固定性能の比較
【図３】石灰材中の水分量の影響
【図４】石灰中和処理工程の加熱温度の検討
【図５】アルミナ触媒槽の模式図
【図６】本発明の廃プラスチック分解方法の流れ
【図７】各加熱温度で廃プラスックの分解の結果
【図８】本発明の分解方法の工程に発生するダイオキシンの検出
【図９】各廃プラスチックの分解による発生したガスを測定した結果
【図１０】分解処理後の酸化チタン顆粒体付着菌の検査結果
【図１１】圧縮金型上押部
【図１２】圧縮金型下押部
【図１３】強度分布（エッジ処理なし）
【図１４】強度分布（エッジ処理あり）
【図１５】本発明の実施例９に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図１６】本発明の実施例９に係る有機物処理手段の各態様を示す概略図。
【図１７】本発明の実施例１０に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図１８】本発明の実施例１０に係る有機物処理手段の断面図。
【図１９】本発明の実施例１１に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図２０】本発明の実施例１２に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図２１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る有機物処理手段に適用した搬送手段、及び攪拌手段の変形例を示す斜視図。
【図２２】本発明の実施例に係る廃プラスチック・有機物の分解装置の構成を示すブロック図。
【図２３】有機物を分解するための従来の装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の「触媒の加熱温度」は、少なくとも、３００度以上かつ６００度以下は必要であり、好ましくは、３５０度以上であり、特に好ましくは、４２０度〜５６０度であり、さらに好ましくは４５０度〜５３０度の範囲であり、最も好ましくは約４８０度である。 なお、加熱温度とは、触媒と廃プラスチック及び／又は有機物を反応させるための反応槽内の触媒温度であり、その触媒の設定温度を保つための設定温度を指す。すなわち、設定温度を４８０度としても、反応槽内の触媒温度の振れ範囲は設定温度からプラス・マイナス約３０度となる。
さらに、反応槽内のある箇所では、反応槽の形状や大きささにより、本発明の特に好ましい「触媒の加熱温度」よりも高く又は低くなる場合がある。しかしながら、触媒は反応槽内を循環しているので、触媒の大部分が特に好ましい触媒加熱温度に維持されていれば良い。
下記実施例では、触媒の加熱温度を種々検討した。これにより、廃プラスチック分解における最適な加熱温度を設定した。
【００１７】
本発明の触媒は、好適には、活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒である。また、酸化チタンの顆粒体からなる触媒は活性成分としての酸化チタンのみからなる酸化チタンの顆粒体だけでなく、酸化アルミニウム、酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種と酸化チタンとの混合物（以下、酸化チタン混合物と称する場合がある）の顆粒体も含まれる。既に知られているように、酸化チタンは光触媒としての機能も有しているので、上記いずれかの触媒を用いて、廃プラスチック・有機物を分解するに際して、必要に応じて、光照射特に紫外線の照射の下に、触媒と廃プラスチック・有機物とを加熱攪拌してもよい。しかしながら、多種の廃プラスチックや有機物の単体、またはそれらの固体や液体、又は金属、無機物の含まれた様々な状態の物を分解しようとすると、紫外線の照射下では、実用性としての効果は乏しい。
しかしながら、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法及び／又は分解システムでは、好適な分解装置を用いること、分解条件を最適化すること、好適な触媒を使用することにより、光照射を必要とすることなく高効率で廃プラスチック、有機物の分解を行うことができる。
【００１８】
また、酸化チタンの顆粒体の製造方法は、チタン酸化物のゾルを乾燥して酸化チタンゲルとし、この酸化チタンゲルを４５０〜８５０℃の範囲の温度で焼成し、この焼成物を破砕し、エッジ処理して得られものである。さらに、酸化チタン混合物の顆粒体は、アルミナゾルとシリカゾルから選ばれる少なくとも１種のゾルとチタン酸化物のゾルとを混合し、乾燥してゲルとし、このゲルを４５０〜８５０度の範囲の温度で焼成し、この焼成物を破砕し、エッジ処理して得られるものである。なお、使用する酸化チタンは、好適にはアナターゼ型の酸化チタンである。
【００１９】
本発明の廃プラスチックの分解方法又は分解システムに用いる酸化チタンの顆粒体の形状は、3.5mesh（5.60mm）以下、好ましくは10mesh（1.70mm）以下で良い。
より好ましくは、使用前の酸化チタンの顆粒体の形状は、5.60mm〜110μm、3.50mm〜150μmである。
より詳しくは、酸化チタンの顆粒体の形状は、0.1ｍｍ以上より好ましくは0.1ｍｍ以上〜5.60ｍｍ以下の粒径を有する粒子の割合は、90％以上である（参照：図１３及び図１４）。
なお、従来の廃プラスチックの分解方法又は分解システムにおける、酸化チタンの顆粒体、又は酸化チタン混合物の顆粒体の好ましい形状は、０．５〜１．１８ｍｍの粒径を有する粒子の割合が５０〜９５重量％の範囲にあり、１．１８〜１．７ｍｍの粒径を有する粒子の割合が５〜５０重量％の範囲にある粒度分布を有すると共に、２．０％以下の摩耗率を有するもの、より好ましくは、０．５〜１．１８ｍｍの粒径を有する粒子の割合が６０〜９０重量％の範囲にあり、１．１８〜１．７ｍｍの粒径を有する粒子の割合が１０〜４０重量％の範囲にある粒度分布を有する共に、１．０％以下の摩耗率を有するものであった。
しかし、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムに用いる酸化チタンの顆粒体の形状は、分解工程における各条件及び／又は分解装置を最適化することにより、上記従来において適当と考えられていた酸化チタンの顆粒体の形状、粒度の範囲に限定されない広範囲の物でも使用可能になった。これにより、従来利用できなかった粒径の酸化チタンの顆粒体を使用することができ、酸化チタンの製造においての工程・製法において簡略化ができる。
しかしながら、当然に上記従来の顆粒体を用いても十分に廃プラスチック・有機物を分解することができる。
【００２０】
以上により、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」は、酸化チタンのみの顆粒体か、又は酸化チタン混合物の顆粒体からなり、3.5mesh（5.60mm）以下、好ましくは10mesh（1.70mm）以下の形状を有すると共に、エッジ処理の結果、２．０％以下、より好ましくは１．０％以下の摩耗率を有するものである。従って、本発明によれば、上述したような触媒を用いることによって、長時間にわたって廃プラスチック、有機物を高効率にて分解することができる。
【００２１】
上述した形状を有する顆粒体を得る方法は特に限定されるものではない。例えば、前述したように、ゲルを焼成し、得られた焼成物を破砕し、エッジ処理した後、分級（各メッシュサイズを持つ篩を利用）して、上記形状を有する顆粒体を得てもよく、また、エッジ処理した後、分級し、得られた分級物を適宜、混合して、上記形状を有する顆粒体を得てもよい。
【００２２】
種々の製法による酸化チタンのなかでも、上述したように、チタン酸化物のゾルを乾燥して酸化チタンゲルとし、この酸化チタンゲルを４５０〜８５０℃の範囲の温度で焼成して得られる酸化チタンが廃プラスチックの分解触媒としてすぐれた性能を有するが、破砕物のままでは、容易に摩耗し、微粉を生じて、失われる部分が多くなる。
【００２３】
そこで、本発明に従って、そのような酸化チタンゲルの焼成物の破砕物をエッジ処理して、いわば、予め、角を取ることによって、摩耗率を著しく低減し、かくして、廃プラスチック・有機物を高効率で分解することができるのみならず、望ましい形状を保って、その高い触媒効率を長時間にわたって維持することができる。酸化チタン混合物の顆粒体からなる触媒についても同様である。このようなエッジ処理は、例えば、酸化チタンのゲルや、アルミナとシリカから選ばれる少なくとも１種のゲルと酸化チタンのゲルとの混合ゲルを破砕し、これを造粒装置の一つとしてよく知られている転動造粒装置にて処理することによって行うことができる。しかし、転動造粒装置に限定されることはない。
【００２４】
なお、本発明の酸化チタンの顆粒体の摩耗率は以下の方法で測定をする。
図１に示す摩耗率測定装置にて測定する。即ち、この摩耗率測定装置は、内径６３ｍｍ、深さ８６ｍｍの試料容器２０１に攪拌機２０２を取付けてなり、この攪拌機２０２は、軸体２０３の下端部にそれぞれ長さ２０ｍｍの楕円形状の攪拌羽根２０４を３枚、６０゜間隔で軸体から直径方向に延びるように取付けたものであって、攪拌羽根はそれぞれ水平に対して４５゜の角度を有するように傾斜している。この攪拌羽根は、その最下縁が試料容器の底から８ｍｍの距離に位置する。
【００２５】
酸化チタンの顆粒体の摩耗率の測定に際しては、２００ｍＬメスシリンダーで酸化チタンの顆粒体１５０ｍＬを計量し、重量を記録した後、試料容器に全量を投入し、３００ｒｐｍで３０分間上記攪拌機を用いて攪拌した後、試料容器から試料を取り出し、全量を目開き０．５ｍｍの篩に移し、この篩を通過した試料の重量を測定する。ここに、試料の摩耗率Ａは、目開き０．５ｍｍの篩を通過した試料の重量をＷとし、測定に供した試料の重量をＷ0とするとき、Ａ＝（Ｗ／Ｗ0）×１００（％）である。
【００２６】
また、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」は、活性成分としての酸化チタンの比表面積が30m2/g 以上であり、好ましくは33m2/g以上〜65 m2/g以下、より好ましくは35m2/g以上〜50 m2/g以下である。さらには、使用前の酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積は、35m2/g以上〜50 m2/g以下である。これは、比表面積が大きいほど、廃プラスチックとの接触面が大きくなり、分解効率を上げることができる。しかし、比表面積が大きすぎると耐熱性が弱くなり、かつ顆粒体が崩れやすく粉末化しやすくなる。
なお、酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積の測定方法は、自体公知の方法を利用することができるが、本発明ではBET法を使用して測定する。詳しくは、以下の通りである。
【００２７】
BET法は，粉体粒子表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素の温度で吸着させ、その量から試料の比表面積を求める方法である。
本発明では、比表面積測定装置は、2300形 自動測定装置（島津製作所（株）製造元）を使用した。
【００２８】
また、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」は、活性成分としての酸化チタンの細孔容積が0.05cc/g〜0.70 cc/g、好ましくは0.10cc/g〜0.50 cc/gである。
なお、酸化チタンの顆粒体からなる触媒の細孔容積の測定方法は、自体公知の方法を利用することができるが、本発明では水銀圧入法を使用して測定する。詳しくは、以下の通りである。
【００２９】
水銀圧入法は、水銀の表面張力が大きいことを利用して粉体の細孔に水銀を浸入させるために圧力を加え、圧力と圧入された水銀量から細孔容積を求める方法である。
本発明では、Thermo Finnigan 社製のポロシメーター（水銀圧入式 最高圧力：200MPa）を使用した。
【００３０】
また、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」の強度は、図１３及び図１４に示したような分布を示す。すなわち、50KN又は70KNの強度分布では、1.4ｍｍ以上が20％〜30％であり、1.0〜1.4ｍｍは10.0％〜15.0％であり、0.6〜1.0ｍｍは15％〜20％であり、0.3〜0.6ｍｍは18％〜25％であり、0.125〜0.3ｍｍは10％〜18％である。
なお、強度の測定方法は、以下の通りである。
（１）圧縮試験用金型（堺化学工業株式会社製、参照図１１、１２）に、酸化チタンの顆粒体350gを投入する。なお、投入前によく攪拌する。
（２）圧縮試験用金型を300KN圧縮試験機（(株)マルイ製）の中央にセットする。
（３）徐々に荷重をかけ、指定圧力（50KN、70KN）到達した時に圧力を解放する。
（４）圧縮試験用金型を試験機から取り出す。
（５）圧縮試験用金型の顆粒体を袋に移し、均一に混合する。
（６）均一に混合された顆粒体25gを精秤し、篩にかける。
（７）メッシュに残っている顆粒体の重量を測定し、分布を算出する。
【００３１】
また、本発明は、酸化チタンの顆粒体の量に対して廃プラスチック及び／又は有機物量が少ないと、廃プラスチック、有機物がすぐに分解されてしまい、分解反応熱を利用して酸化チタンの分解好適温度を維持する熱量が不足し、外部からの加熱が必要となり分解エネルギー効率が悪い。しかし、酸化チタンの顆粒体の量に対して廃プラスチック及び／又は有機物量が多くなると、酸化チタン顆粒体の接触分解能力を超えた処理物は未分解のガスになったり、さらには、酸化チタン表面を有機物が覆い活性を無くしてしまい、分解できなくなる。
そこで酸化チタン顆粒体と処理する廃プラスチック及び／又は有機物の量を好適にすることにより、分解反応熱を利用し酸化チタンの分解好適温度を維持し、外部からのエネルギーを最小にすることができ、かつ分解好適温度を超えた反応熱は反応槽を冷却制御することにより、熱を回収して再利用できる。例えば、蒸気、お湯での熱回収が可能である。よって、回収した熱は、工場施設の給湯関係又は融雪等に利用することができる。しかし、これらの利用に限られるものではない。
【００３２】
また、本発明の酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの廃プラスチック処理量は、3.0〜40.0kg、好ましくは6.0kg〜35.0kgである。
上記最適な処理量は、以下実施例４の結果より得られたものである。
【００３３】
本発明に係る分解装置及び分解システムについて図面を参照しながら説明する。以下に述べる駆動源、ブロアー、又はスクリュフィーダの他、自明の技術については、その図示又は説明は省略する場合がある。また、当該分解装置の形状、各要素の配置、及び尺度については、説明の便宜を優先して図示しており、実際のものではない。
【００３４】
図１５、１６に示すように、本発明の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例９）は、触媒２を内部に循環する反応槽３と、反応槽３に投入される廃プラスチック・有機物４を触媒２と共に循環する循環手段５と、触媒２及び廃プラスチック・有機物４を攪拌する攪拌手段６と、投入口７、を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、分解反応に必要な熱を供給する加熱手段９、送風チャンバ１０、触媒循環をスムーズに行うための仕切り壁１１、触媒の流れを変えるためのパドル１２、排気口３９も好適には備える。さらには、大きな塊の金属・無機物を反応槽から直接回収する手段である金属・無機物取り出し口１８を備える。
【００３５】
循環手段５は、図１６（１）に示すように、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、反応槽に回転軸を挿入して成る２つのスクリュフィーダであり、さらに該２つのスクリュフィーダは反応槽内に実質的に水平姿勢に設置されていることが好ましい。なお、図１６（１）中の矢印は、時計回りの触媒循環方向を示しているが、当然に前記２つのスクリュフィーダの回転方向を変えることにより、反時計回りの触媒循環方向とすることもできる。また、回転軸１４は、モータ等の駆動源Ｍにより回転される。
また、図１６（１）中では、触媒の流れを変えるための２つのパドル１２を反応槽の対角線上に設置したが、触媒の流れを変えることができる手段であれば特にパドルに限定されない。
さらに、図１６（２）のように、４つのスクリュフィーダが反応槽内に実質的に水平姿勢に設置されていれば、触媒の循環が行うことができる。
加えて、図１６（３）のように、反応槽の形状を楕円形状にすれば、２つのスクリュフィーダのみで触媒循環を達成することもできる。
さらに加えて、図１６（５）のように、３つのスクリュフィーダが反応槽内に実質的に水平姿勢に設置されていれば、触媒の循環が行うことができ、さらに、粉砕していない廃プラスチック・有機物（固形廃プラスチック・有機物）を固形廃プラスチック・有機物投入口２４から投入して、反応槽３内の固形廃プラスチック・有機物分解部２５で分解することができる。
なお、循環手段５をスクリュフィーダとした場合には、螺旋羽根２１（参照図２１）が循環工程と同時に触媒２と廃プラスチック・有機物４の攪拌も行うので、攪拌手段６ともなる。すなわち、スクリュフィーダは循環手段５と攪拌手段６の両方を提供する。さらに、螺旋羽根２１には、好適には補助羽根を設置されている。
【００３６】
また、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５を上記分解手段に備えることができる。該分離・回収手段１５は、図１６（１）に示すように、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、反応槽３の循環工程中のいずれの位置にでも嵌めても良い。しかし、好適には循環工程の終了付近に嵌める。そして、金網に止められた金属・無機物を回収できるポケット１７を該金網１６と接続する。ここで、該金網１６はポケット１７よりも高い位置に設定すること（金網からポケットに傾斜をつけること）により金網に止められた金属・無機物はポケット１７に自重で滑り落ちていく、又は該金網１６をモータ等により振動させることにより金網に止められた金属・無機物をポケット１７に落とすことでも、金属・無機物を回収することができる。さらに、ポケット１７は２段シャッターになっており、分解反応中に随時金属・無機物を回収することができる。しかし、金属・無機物がある程度溜まったところで、ポケット１７から金属・無機物を回収すれば良い。
よって、本発明では、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５が金属・無機物を該ポケット１７から分離・回収するとき、循環手段５及び／又は攪拌手段６を停止させる必要がないので、廃プラスチック・有機物の処理量を高く維持させることができる。しかも、分離・回収手段が金属・無機物を選別するとき、反応槽３を開放する必要がないので、当該分解装置及び分解システムの熱効率を高く保つことができる。しかし、当然に反応槽３を一端開放した後に、金属及び／又は無機物分離・回収を行うこともできる。
加えて、廃プラスチック・有機物４に高価な金属が混在している場合において、該金属を効率的に回収する方法として、金属・無機物取り出し口１８を使用する。例えば、予め高価な金属が混在している廃プラスチック・有機物４を触媒循環の邪魔にならない形状（例：立方体、多面体）の金網（触媒２は通過可能な程度の金網）に入れた状態で投入口７から投入する、該球体形状の金網は反応槽を循環する工程で該金網中の廃プラスチック・有機物は気化されるが、気化されない金属は金網中に残存する。そして、該形状の金網は、金属・無機物取り出し口１８から直接回収する。これにより、該球体形状の金網中に残存する金属を高効率的に回収することができる。
さらに、上記の場合と異なり、回収する金属の径が触媒２の径より小さい場合は、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５として、実施例９では図１６（４）の凹部１３の一番低い位置、以下実施例１０、１１では帰還経路２０の一番低い位置、に金網を設置するのが好ましい。金網の下に金属収集容器を載置すれば、自動的に廃プラスチック・有機物４から分離された金属を収集することができる。
以上により、本発明の分解装置は、優れた金属及び／又は無機物分離・回収方法も提供する。
【００３７】
本発明の上記実施例の一態様では、図１６（４）に示すように、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を分解手段１の上面から見て右手前側に備える（なお、図１６（４）では金網１６を図示していない）。そして、該金網１６の周辺付近は凹部１３となっている。該凹部１３は投入口７と連結している。また、該凹部１３には、投入口７から投入される廃プラスチック・有機物４を凹部１３から分解手段１の上面から見て左手前側に循環させるための循環手段５（Ｄ）を備える。なお、パドル１２は、分解手段１の上面から見て左手前側、右奥側に設置している。当然に、各配置は図１６（４）の記載に限定されない。
上記実施態様では、該金網１６の網目口径に応じて篩い操作が行われ、該金網１６の上部に残置された金属・無機物はポケット１７に回収され、一方、触媒２は篩い操作で凹部下部に篩い落とされ、循環手段５（Ｄ）により、新たに投入された廃プラスチック・有機物４と共に反応槽３内を循環する。
【００３８】
本発明における循環手段５（Ｄ）の原動力は、スクリュフィーダ、コンベヤ特にパケットコンベヤ、パドル、ピストン等を用いることができるが、特に限定されない。
ここで、投入口７と金属及び／又は無機物分離・回収手段１５の位置は、お互いに周辺にあっても良いし、所望により対極に設置してもよい。好適な態様の一つでは、お互いに周辺に設置する。これは、投入された直後の廃プラスチック・有機物を分解するには、分解途中の廃プラスチック・有機物が混入していない触媒２が好ましいからである。本発明の廃プラスチック・有機物の分解装置では、循環した後の触媒２（分解途中の廃プラスチック・有機物が混入していない触媒）を新たに投入された廃プラスチック・有機物と反応させることができる装置である。これにより、従来の分解装置とは異なり、高効率で廃プラスチック・有機物を分解することができる。
【００３９】
また、本発明の分解手段１では、好適には廃プラスチック・有機物４を反応槽３の上部より触媒２の表面に投入するのではなく、図１５に示すように投入口７より、循環している触媒２の内部に投入することが好ましい。本発明者らは、廃プラスチック・有機物４を触媒２の内部に直接投入することにより、高効率分解効果を有することを発見している。しかし、本発明の分解手段１では、廃プラスチック・有機物４を反応槽３の上部である投入口８より、触媒２の表面に投入しても分解することができる。
さらに、本発明の分解手段１では、上記いずれの投入方法を実施可能にするために２以上の投入口を有しても良い。加えて、投入口７、８は廃プラスチック・有機物４の投入だけに利用されるのではなく、触媒２の投入口としても利用することもできる。
なお、以下の実施例１０、１１においても投入口７、８は上記と同様である。
【００４０】
図１７に示すように、本発明の別の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例１０）は、触媒２を内部に蓄積する反応槽３と、反応槽３内に投入される廃プラスチック・有機物４を触媒２と共に循環する循環手段５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）と、触媒２及び廃プラスチック・有機物４を攪拌する攪拌手段６と、投入口７、帰還経路２０を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、送風チャンバ１０、分解反応に必要な熱を供給するための加熱手段９、排気口３９も好適には備える。
【００４１】
反応槽３の内部は、図１７に示すように、第１段槽３１と、第１段槽３１よりも高く配置された第２段槽３２とに区分されている。第１段槽３１は、その長手方向の一方（図１７の左側）を上流端３３とし、他方（図１７の右側）を送出端３４とした第１の通気性底材３５を、反応槽３の内部に固定したものである。第２段槽３２は、その長手方向の一方を下流端３６とし、他方を送入端３７とした第２の通気性底材３８を、反応槽３の内部に固定したものである。
【００４２】
循環手段５（Ａ）は、図１７に示すように、螺旋羽根２１を有する回転軸１４を、第１段槽３１の内側にその長手方向に沿う水平姿勢で挿入したスクリュフィーダである。循環手段５（Ｂ）は、螺旋羽根２１を有する回転軸１４の下端部を、第１段槽３１の送出端３４に近接し、且つ回転軸１４の上端部を第２段槽３２の送入端３７に近接する起立姿勢としたスクリュフィーダである。循環手段５（Ｃ）は、第２段槽３２の内側に設けられている点を除いて、上記の循環手段５（Ａ）と同様である。搬送手段５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれの回転軸１４は、モータ等の駆動源Ｍにより回転される。
【００４３】
図１８に示すように、第１，第２の通気性底材３５，３８は、それぞれ上向きに開いた円弧状の断面形状を有する金属メッシュである。金属メッシュは、触媒２を受止めることができ、且つ気体の通過を許容する材料である。しかし、通気性底材は金属メッシュに限られない。第１，第２の通気性底材３５，３８の間は、仕切壁３０で遮られているが、これらの上方は互いに開放して反応槽３の内部で通じている。更に、第１，第２の通気性底材３５，３８のそれぞれの下方には、送風チャンバ１０が区画されている。
【００４４】
加えて、図１７に示すように、第１段槽よりも第２段槽を高く配置したことで、触媒を第２段槽の下流端から第１段槽の上流端まで戻すのに、例えばコンベヤ又はスクリュフィーダ等を用いて強制的に行わなくて良い。なお、帰還経路２０は、第１段槽３１の上流端３３と第２段槽３２の下流端３６とを接続するシュートである。
【００４５】
さらに、図１８は、螺旋羽根２１の図示を省略し、循環手段５のそれぞれの回転軸１４に攪拌手段として設けられた翼列２２を表している。翼列２２は３枚の羽根８１を１２０度のピッチで回転軸１４に固定したものである。このように循環手段５が廃プラスチック・有機物４を触媒２と共に循環する（循環手段）のと同時に、触媒２と廃プラスチック・有機物４とを良好に攪拌する（攪拌手段）ことができる。これにより、触媒２が粉状であるか、又は粒状であるかを問わず、触媒２及び廃プラスチック・有機物４が螺旋羽根２１の間隙で塊となるのを阻止することができる。さらに、好適には螺旋羽根２１に補助羽根が設置されている。
【００４６】
また、実施例９の廃プラスチック・有機物処理手段と同様に、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５としての触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、帰還経路２０に嵌めても良い。これにより、実施例９と同様に金属及び／又は無機物を分離・回収することができる。
【００４７】
また、図１９に示すようにさらなる別の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例１１）は、長手方向の一方を上流端３３とし他方を下流端３６とした長尺な反応槽３の内部に、循環手段５、及び図に表れていない攪拌手段６、投入口８、帰還経路２０を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、分解反応に必要な熱を供給する加熱手段９、送風チャンバ１０、排気口３９も好適には備える。
そして、上流端３３と下流端３６との間に触媒２を循環する。反応槽３の投入口８から上流端３３付近に投入される廃プラスチック・有機物４を、触媒２と共に循環手段５によって反応槽３の上流端３３から下流端３６へ向けて循環すれば、この工程で廃プラスチック・有機物４を気化させることができる。同図には反応槽３が水平姿勢で表れているが、上流端３３よりも下流端３６が高くなるように、反応槽３を傾斜させても良い。この場合、循環手段５により下流端３６まで搬送された触媒２を、その自重で帰還経路２０を滑落させて、上流端３３まで戻すことができる。
【００４８】
また、触媒２は、循環手段５によって上流端３３から下流端３６へ向けて循環されるので、下流端３６に達した触媒は、帰還経路２０に案内されて上流端３３に戻る。これにより、触媒を反応槽の内部で循環できるので、新たに反応槽に投入される廃プラスチック・有機物を、同じ触媒の作用に基づき更に気化させることができる。
なお、図１９では、下流端３６に達した触媒は、スクリュフィーダにより上流端３３に戻るが、ハドル、パケットコンベヤ、ピストン等も利用することができる。
【００４９】
また、図２０に示すようにさらなる別の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例１２）は、図上面を上流端３３とし図下面を下流端３６とする反応槽３、廃プラスチック及び／又は有機物を配置可能なカゴ４０、該カゴを反応槽３の内部に投入するための投入口４１、帰還経路２０を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、分解反応に必要な熱を供給する加熱手段９、落下する触媒量を制御する網４２、排気口３９も好適には備える。
ここで、上流端３３、下流端３６の周辺には、触媒を均一にするための攪拌装置を備えても良い。さらに、図２０では、担体ガスは直接反応槽内部に供給されるが、上記実施例９〜１１のように送風チャンバを介して反応槽内部に供給しても良い。加えて、排気口３９は、触媒を反応槽に投入するための投入口の役割もかねる。しかし、別途、触媒投入口を設けても良い。
廃プラスチック・有機物を含むカゴ４０を、投入口４１を介して反応槽３内に配置する。次に、触媒が前記反応槽３の上流端から下流端へ落下する工程において、前記廃プラスチック及び／又は有機物は前記触媒と接触し、気化される。
【００５０】
また、触媒２は、上流端３３から下流端３６へ落下（循環）されるので、下流端３６に達した触媒は、帰還経路２０に案内されて上流端３３に戻る。これにより、触媒２を反応槽３の内部で循環できる。なお、下流端３６に達した触媒２は、帰還経路２０に案内されて上流端３３に戻る原動力は、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、前記帰還経路に前記回転軸を挿入して成るスクリュフィーダである。しかし、特には限定されず、他の原動力としては、パケットコンベアー等が挙げられる。
ここで、廃プラスチック及び／又は有機物を配置可能なカゴ４０とは、好適には金網であり、流下してくる触媒２は通過可能であるが、投入した廃プラスチック・有機物は通過不可能であり、さらには廃プラスックに混在し、またはその少なくとも一部に蒸着しあるいは貼着等された金属・無機物は通過不能とする網である。さらに、触媒２と廃プラスチック・有機物を効率良く接触させるために、カゴ４０は反応槽３内で回転及び／又は振動させても良い。
しかしながら、微小な廃プラスチック・有機物がカゴ４０を通過して、下流端３６へ落下しても、下流端３６に達した触媒２の作用が廃プラスチック・有機物を気化させる。
ここで、落下する触媒量を制御する網４２は、好適には金網であり、触媒２を上流端から下流端へ均一に流下させる。好適には、網４２は２枚以上の金網で構成されており、複数の金網をスライドさせることで、触媒流下量を制御することができる。
【００５１】
図２０に示すような実施例１２の廃プラスチック・有機物処理手段１は、上記実施例９〜１１の廃プラスチック・有機物処理手段１とは異なり、廃プラスチック・有機物と触媒との攪拌手段を要しない。これにより、反応槽３の大きさは、従来の分解装置の反応槽と比較して、小さくすることが可能である。さらに、廃プラスチック・有機物を破砕することなく、投入口４１を介して反応槽３のカゴ４０内に配置できる。これにより、廃プラスチック・有機物を破砕するための破砕装置を必要としない。
加えて、図２０に記載の廃プラスチック・有機物処理手段１を、実施例９（参照：図１６（１）〜（５））のように水平方向にすることもできる。この場合には、触媒２を循環させるために、循環手段であるスクリュフィーダを利用する。さらに、廃プラスチック・有機物４を含むカゴ４０を回転させながら、触媒２を反応槽３を循環させても良い。これにより、廃プラスチック・有機物４と触媒２の接触効率を高めることができるので、効率的な廃プラスチック・有機物４の分解を行なうこともできる。
【００５２】
上記いずれの実施例の廃プラスチック・有機物処理手段であってもスクリュフィーダには次の利点がある。循環手段５と攪拌手段６を同時に行うことができる。また、触媒２が粉状であるか、又は粒状であるかを問わず、スクリュフィーダは触媒２を滞留させることなく確実に循環させることができる。また、反応槽３に蓄積される触媒２の容積を増大すると、これを回転させるのに過大なトルクを要するのに対して、スクリュフィーダは、従来例の攪拌羽根と比較して、回転軸１４を回転させるトルクの増大量を少なくすることができる。従って、循環手段５及び／又は攪拌手段６としてスクリュフィーダを適用することは、廃プラスチック・有機物処理手段１の反応槽３の容量を増加させるのに有利である。
その他の実施態様として、自体公知のロータリンキルン、反応槽内に複数のハドルを設置することにより、触媒循環型廃プラスチック・有機物の分解装置も本発明に含まれる。
【００５３】
上記いずれかの実施例の加熱手段９は、送風ブロアー１９等の担体ガス供給手段により供給された空気等を加熱するものである。すなわち、加熱手段９は送風ブロアー等で供給された空気が送風チャンバ１０に送りこまれる工程において、該空気を加熱することにより、分解反応に必要な触媒活性温度まで触媒を熱する働きを行う。なお、熱源は電気が好ましいが、しかし特には限定されない。図１７を使用して説明すると、この熱風は、送風チャンバ１０へ送り込まれ、第１の通気性底材３５から反応槽３の内部へと上昇する。しかし、加熱手段は、分解反応の最初に触媒２を触媒活性温度までに上げるのに必要であるが、分解反応が進むと廃プラスチック・有機物の分解熱により触媒活性温度が維持されるので、その後、加熱手段は特に必要がない。しかし、発熱量の少ない廃プラスチック・有機物４を分解する場合には、送風ブロアー１９から供給される空気を必要に応じて加熱手段９により加熱することにより反応槽３に熱を供給する。
【００５４】
また、上記いずれの送風チャンバ１０は、いわゆる担体ガス供給槽と反応初期に必要な熱を供給する槽の２つの役割を有する。また、送風チャンバ１０の存在により、第１の通気性底材３５に複数の穴を有することにより、送風ブロアー１９等から供給された担体がスを触媒内部の全体に均一に担体ガスを供給分散することができる。
【００５５】
本発明の廃プラスチック・有機物処理手段１では、断続的に区切られていない螺旋羽根が好ましく、さらに好ましくは螺旋羽根の間に小さな補助羽根を設けても良い。最も好ましくは螺旋羽根に小さな補助羽根８５を設置する。補助羽根８５の存在により、触媒２と廃プラスチック・有機物４の接触効率をさらに向上させることができる。
この他、実施例のいずれかの攪拌手段は、断続的に区切られた螺旋羽根であっても良い。即ち、図２１（ａ）に示すように、螺旋羽根の適所に複数の切欠部８２を形成すれば、粉粒状触媒２及び廃プラスチック・有機物４が循環される途中で、その一部が切欠部８２を通り抜ける。これにより、粉粒状触媒２及び廃プラスチック・有機物４の攪拌が起こるので、循環手段５と攪拌手段６、の役割も果たすことになる。或いは、同図（ｂ）に示すように、攪拌手段６は、回転軸１４を中心に回転しながら粉粒状触媒２及び廃プラスチック・有機物４に推進力を与える複数の軸流羽根８３であっても良い。この場合、螺旋羽根を省略しても良い。また、回転軸１４の適所に突片８４を設けても良い。
【００５６】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物の分解装置では、上記廃プラスチック・有機物処理手段に加え酸化触媒処理手段を含み、さらに好ましくは石灰中和処理手段を含む。
【００５７】
また、本発明の分解装置では、以下のいずれか１以上の手段を有することができる（参照図２２）。
【００５８】
（１）アルミナ触媒処理手段
本発明の廃プラスチック分解方法又は分解装置には、酸化触媒処理工程前に「アルミナ触媒処理手段」を導入することが好ましい。アルミナ触媒処理手段とは、酸化触媒にSi, Mg, Cr, Pb, Fe 等、又はダスト（塵）等が付着するのを防止することである。なお、アルミナ触媒は、酸化触媒槽の前段に設置するのが好ましい。別途アルミナ触媒槽を設けても良い。なお、アルミナ触媒の加熱温度は、好適は３５０度以上で行うのが良い。
【００５９】
（２）破砕手段
本発明の破砕手段は、廃プラスチック・有機物処理手段の反応槽に廃プラスチック・有機物を好適な大きさ（片）に破砕するための手段（装置）である。よって、廃プラスチック・有機物を破砕できるような手段であれば特に限定されない。しかし、好適は、段ボール箱をそのまま破砕できる容量、特に医療分野の感染性処理物の処理を行う場合には２段シャッター付き、殺菌灯付きが好ましい。
【００６０】
（３）担体ガス供給手段
反応槽に供給する担体ガスとしては、酸素が好ましいが、通常、空気が用いられる。また、必要に応じて不活性ガスを利用しても良い。なお、担体ガスの供給方法は、送風ブロアー１９等を使用し、好ましくは酸化チタンの顆粒体の内部全体に均一に分散供給する。供給量は分解有機物の酸化分解に必要な酸素量を含む常温空気で、理論酸素必要量の1.3倍〜4.0倍が好ましい。さらに、分解効率の点から、1.6倍〜3.0倍が良い。なお、ブロアー等を用いることができるが、特に限定されない。
例えば、反応槽３の底部に複数の穴を設け、そこから酸素等を供給する方法などである。なお、本発明の廃プラスチック・有機物処理手段では、反応槽の底部より複数の穴より担体ガス好ましくは空気を循環している触媒の内部に直接供給することにより、従来の反応槽の上部より担体がスを供給する方法よりも、格段に分解効率が向上する。
【００６１】
集塵手段
本発明の集塵手段は、廃プラスチック・有機物処理手段の反応槽から排出される飛散した金属・無機物及び／又は触媒を回収する。また、回収した触媒を再利用することもできる。また、好適には、図２２にも示したように、集塵手段は、石灰中和手段を挟んで２つあるのが好ましい。さらに、第１集塵手段はサイクロン集塵手段（装置）、第２集塵手段はバグフィルター付き集塵手段（装置）が好ましい。
（４）サイクロン集塵手段（第１集塵手段）
第１集塵手段で回収した触媒は、サイクロンで集め、反応槽に連結している循環経路より反応槽にもどすことにより、触媒の循環に利用することができる。なお、発明者らは、実験結果により、第１集塵手段で約９５％〜約９９％の触媒が回収できることを確認している。
（５）バグフィルター付き集塵手段（第２集塵手段）
第２集塵手段で回収した触媒は、微粉末であれば、微粉末触媒を固めることにより、望みの粒径にした後に、反応槽にもどすこともできる。
【００６２】
（６）熱交換手段
二酸化炭素と微量の水分を含んだ熱風から熱交換を通して熱を回収する手段である。また、得られた熱源は、加熱手段に利用することができるが、特に限定されない。例えば、供給する空気を加熱する、プレヒーターに利用したり、工場施設の給湯関係又は融雪等に利用することができる。
【００６３】
（７）プレヒーター手段
酸化触媒処理の前にはヒーター手段によりプレヒートー（前保温）を行うことが好ましい。濃度の低いガスが流れてきたり、分解槽での発熱が低い場合に酸化触媒を確実に反応させるのに好適である。
【００６４】
（８）排気ブロアー手段
廃プラスチック・有機物が分解されて生成した安全な炭酸ガス、微量の水分を含む空気を本発明の廃プラスック・有機物の分解装置外に排出する手段である。
【００６５】
（９）冷却手段
反応槽内が触媒の最適活性温度領域を超えた場合に、反応槽の触媒を冷却する手段である。冷却する方法は、好適には冷却水を反応槽の外周又は内周に流すことにより、反応槽からの熱を回収する（好適は潜熱を利用する、又は冷却水を温める）方法であるが、特に限定されず、羽根等に冷却水を流すこともできる。
【００６６】
（１０）熱回収手段
上記冷却水から得た熱を保存又は利用する手段である。回収した熱は、工場施設の給湯関係又は融雪等に利用することができる。しかし、これらの利用に限られるものではない。
【００６７】
（１１）HCl連続測定手段
HCIが石灰中和処理手段で吸収除去されているかを確認するための手段である。すなわち、一定以上のHCI濃度を本発明の廃プラスック・有機物の分解装置外に排出するのを防ぐ手段である。
【００６８】
（１２）CO連続測定手段
COが酸化触媒処理手段で二酸化炭素に変換されているかを確認するための手段である。すなわち、一定以上のCO濃度を本発明の廃プラスック・有機物の分解装置外に排出するのを防ぐ手段である。
【００６９】
（１３）警報手段
本発明の分解装置は、法規制基準内で安全な運転を行っているが、安全域をわずかに超えた場合でも運転が止まる。すなわち、上記HCl連続測定手段及び／又はCO連続測定手段における測定中にわずかに基準値以上のCO、HCI濃度が検出された場合に異常を知らせる手段である。好適には、異常を検出した場合には、安全手段（装置）を介して外部に有害ガスを排出させない。
【００７０】
本発明の廃プラスチック・有機物の分解システム
本発明の廃プラスチック・有機物の分解システムは、上記いずかに記載の分解装置を使用して、さらに好適な触媒の使用及び／又は好適な分解条件を使用して廃プラスチック・有機物の分解を行うことを意味する。
また、本発明の廃プラスック・有機物の分解システムでは、図２３に記載のバッチ式の反応槽を持つ従来の有機物処理手段を含む分解装置を使用して、さらに好適な触媒の使用及び好適な分解条件を使用して廃プラスチック・有機物の分解を行うこともできる（図６参照）。
【００７１】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムには、例えば、処理する廃プラスチックがポリ塩化ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）等、様々な医療廃棄物プラスチックの場合には、処理工程中に塩化水素、硫黄化合物、フッ化水素、シアンガス、窒素含有化合物が生成する。塩化水素等をそのまま大気放出させることができない。よって「石灰中和処理工程」又は「石灰中和処理手段」を導入する。
石灰中和処理工程とは、分解処理工程中に発生する塩化水素、硫黄化合物、フッ化水素、シアンガス、窒素含有化合物等を大気中に放出させないために吸着除去することを意味する。石灰中和処理手段では、これらを大気中に放出させないために吸着除去する手段（装置）を意味する。
詳しくは、生石灰、消石灰又はその混合物を主成分とする石灰材であって、それを多孔質で、サイズが2ｍｍ以上に成形した塩化水素吸収材ペレットを除去容器に充填し、その除去容器に前記分解された廃プラスチック由来の塩化水素等含有気体を通過させ、塩化水素等を反応吸収させることである。
【００７２】
本発明でいう石灰材は、生石灰でも、消石灰でも、その混合物でもいい。この石灰材を多孔質のペレット状にし、2ｍｍ以上の大きさにしたものを用いるのがよい。この成形方法は自由であるが、水で練って乾燥させるだけでもよく、焼成してもよい。例えば、石灰材の粉末を水と混合し、成形できる硬さにし、押出機から押出し、それをカットしてペレット状にする等である。
ペレットの形状は自由である。球状、円盤状、円柱状その他どのような形状でもよい。サイズは、2ｍｍ以上である。これ以下になると、粉体に近くなり、処理風量の圧力損失による装置の問題、飛散、同伴の問題やフィルターの問題が生じる。大きいものは原則として使用できるが、大きくなればなるほど効率は悪くなる。現実的には、10ｍｍ以下が好適である。発明者の実験では、3ｍｍ〜7ｍｍ程度が好適であった。
【００７３】
また、本発明の廃プラスチックの分解方法の「石灰中和処理工程」に用いる石灰材は、好適には消石灰より生石灰が良い。これらの知見は、本発明の発明者らの各石灰材（ポーラス生石灰、消石灰）を用いた塩素固定率の測定結果によるものである（参照：図２）。
【００７４】
さらに、石灰材中の水分量（ppm）はなるべく低下させたほうが良い。好ましくは、20%以下、より好ましくは10％以下である。これらの知見は、本発明の発明者らの各水分量の石灰材（消石灰、生石灰）の測定結果によるものである（参照：図３）。
【００７５】
さらに、石灰中和処理工程の加熱温度は、好ましくは150度〜500度、より好ましくは200度〜400度、最も好ましくは250度〜350度である。これらの知見は、理論塩素固定濃度の計算によるものである（参照：図４）。従来、塩化水素等を吸着処理するには、常温でかつ消石灰を使用していた。焼却炉などでは、燃焼後の排ガスの温度を冷却して下げてから塩化水素等を吸着処理していた。また消石灰の粉末を使用するため、扱いにくく装置は大面積の切り替え式バグフィルターなど大掛かりなものであった。しかしながら、本発明の石灰材は分解反応後の排ガス温度をそのままで吸着除去処理できるものとした。
【００７６】
石灰中和処理工程は、好適には石灰中和処理装置（手段）を使用する。石灰中和処理装置では、充填槽を利用する。充填槽上部からペレットが下部に向かい落下し、処理の必要なガスは下部から上部へ、石灰ペレットと接触しながら通過するものである。上部にはペレットのストック部、下部には使用済みのペレットの排出部が設けられている。もちろん反応容器の層とはシャッター、ロータリーバルブなどで遮断されている。処理濃度、処理速度により排出量を制御して使用する。装置には潮解現象の防止のためヒーターが設けられている。本分解方法では、高温で処理するため潮解現象は起こさないが、加熱しない状態時のために好適にはヒーター工程を設ける。
【００７７】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物分解方法には、「酸化触媒処理工程」、本発明の廃プラスチック・有機物分解システムには、「酸化触媒処理手段」を導入しても良い。
酸化触媒処理工程とは、上記の加熱された酸化チタンの顆粒体触媒によって分解された廃プラスチックや有機物でも、すべてが完全に分解されるとは限らない。未反応物や中間生成物がそのまま反応容器を出ていく可能性がある。このため、本発明では、その後の工程として酸化触媒処理によってさらに酸化又は分解することが好ましい。なお、酸化触媒処理工程は、好ましくは石灰中和処理工程の後に行う。
【００７８】
酸化触媒とは、一般的に無触媒時より低い温度で且つ短時間で酸化、分解反応を起こすものである。このような酸化触媒は従来から種々のものが知られ、市販もされている。一般的に反応温度は、200〜500度で使用されるが、本発明では、300度以上が良いが、好ましくは350度以上である。それは雑多な廃プラスチック、有機物などを分解した場合、単一の未分解ガスが発生するとは限らないため、混合した未分解ガスを完全分解するためには350度以上が好ましい。本発明では効率、装置面の有効性からハニカムタイプが好ましい。
なお、白金触媒は、一酸化炭素を二酸化炭素にする反応、低級炭化水素、VOC（揮発性有機化合物）、分解には好適である。また、パラジウム触媒は、メタンガス分解には好適である。本発明ではパラジウムと白金触媒を用いるのが好ましい。処理順序は、好ましくはパラジウム触媒、白金触媒の順である。
この触媒処理の前にはプレヒーター処理（前保温）を行うことが好ましい。濃度の低いガスが流れてきたり、分解槽での発熱が低い場合酸化触媒を確実に処理するためである。
【００７９】
この酸化触媒は、一酸化炭素や炭化水素のような未燃物の酸化に対して大きな効果を有するもので、酸素と所定の温度があれば直ちに、且つほとんどが酸化分解される。一酸化炭素ならば二酸化炭素に、炭化水素ならば二酸化炭素と水になる。
【００８０】
さらに、本発明の廃プラスチック分解方法には、酸化触媒処理工程前に「アルミナ触媒処理工程」を導入することが好ましい。アルミナ触媒処理工程とは、酸化触媒にSi, Mg, Cr, Pb, Fe 等、又はダスト（塵）等が付着するのを防止することである。なお、アルミナ触媒は、酸化触媒槽の前段に設置するのが好ましい。別途アルミナ触媒槽を設けても良い（参照：図５）。なお、アルミナ触媒の加熱温度は、好適は３５０度以上で行うのが良い。
【００８１】
このように本発明は酸化チタンによる酸化・分解と、石灰中和処理による塩化水素、フッ化水素、硫黄化合物、窒素含有化合物等の除去、アルミナ触媒処理によるダスト等の除去、及び/又は酸化触媒によるさらなる酸化・分解とを組み合わせることができる。
【００８２】
なお、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムの流れを図６に示した。図６に記載してある通りに、本発明の分解方法では、上記記載の工程に加えて、空気供給工程、冷却水を用いた冷却工程、サイクロン分離機を用いた飛散酸化チタン回収再使用工程、熱交換器を用いた熱交換工程、微粉末を取り除く集塵工程、排気ブロアーによる排気工程、塩化水素検知器を用いた排出ガス安全制御工程、CO検出器を用いた排出ガス安全制御工程を導入することができる。
当然に、上記各工程を削除又は修正をすることができる。
【００８３】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムには、「金属及び／又は無機物分離・回収工程」を導入しても良い。上記加熱された触媒によって酸化又は分解された廃プラスチック・分解物には、ステンレスや、鉄、アルミニウムや銅などの金属、無機物が混在していたり、表面に金属が蒸着、貼着等している場合がある。このような金属は、廃プラスチック・有機物とは異なり分解されず、触媒に混入して反応容器に蓄積する。よって、金属及び／又は分離・回収工程では、上記金属を触媒から分離し回収するものである。廃棄物に限らずプラスチック、または有機物に金属、無機物が一体になっている物は多い。本発明はそうしたプラスチック、または有機物と金属、無機物が一体になっている物からプラスチック、または有機物だけを分解し、金属、無機物を取出すことが出来る。
【００８４】
上記金属及び／又は無機物分離・回収方法としては、例えば、分解反応容器中に顆粒酸化チタン触媒の最大径が通過することができる程度の網目を有する篩を設ける。そして、金網に止められた金属、無機物のみを取出せば、金属、無機物を反応容器に極力残留させることがない。また、金属、無機物と触媒の比重差により両者を分離してもよい。触媒よりも比重の小さなアルミニウム薄膜のような金属は、酸化チタン触媒が攪拌される工程中に触媒の中からアルミニウムの薄膜等が浮上するので、これを選択的に回収できる。または、回収する金属が磁性体である場合は、金属と触媒を磁気又は磁界を利用して分離してもよい。金属と無機の分離については上記の方法に限っているものではない。
【００８５】
酸化チタンの顆粒体からなる触媒と廃プラスチックの攪拌は、反応容器の容積量、攪拌羽根の形状及び攪拌方法により差は有るが、回転数は5rpm〜70rpm、好ましくは10rpm〜40rpmである。なお、反応容器がバッチ方式又は循環方式でも同様な回転数が好ましい。
これは、回転数が速すぎると、酸化チタンの磨耗が大きい、しかし回転数を遅くすると、酸化チタンと廃プラスチック及び／又は有機物の接触効率が落ちることを考慮した値である。
言い換えると、100kgのチタン重量に対して、インバーターを30Hz〜70Hzに調整しながら0.75kw〜1.5kwの負荷を加えるのが好ましい。
【００８６】
反応容器（反応槽）に供給する担体ガスとしては、酸素が好ましいが、通常、空気が用いられる。また、必要に応じて不活性ガスを利用しても良い。なお、担体ガスの供給方法は、好ましくは酸化チタンの顆粒体の内部全体に均一に分散供給する。供給量は分解有機物の酸化分解に必要な酸素量を含む常温空気で、理論酸素必要量の1.3倍〜4.0倍が好ましい。さらに、分解効率の点から、1.6倍〜3.0倍が良い。例えば、反応容器の底部に無数の小さな穴を設け、そこから酸素等を供給する方法などである。
【００８７】
本発明の分解方法、分解装置又は分解システムに適用することができる廃プラスチック、有機物は、特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の、汎用の熱可塑性プラスチックのほか、熱硬化性プラスチックも本発明の方法によって分解し、ガス化することができる。また、廃プラスチック、有機物は、破砕して、数ｍｍ３角程度の大きさにしたものが分解効率から好ましいが、破砕することなく分解処理もすることができる。
なお、本発明の廃プラスチック、有機物分解方法で分解できる対象は、プラスチック例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、テフロン（登録商標）、また、オムツ、人工透析装置、抗がん剤、遺伝子研究関係処理物、情報端末物、機密情報物（例えば、CD-R等）、自動車・家電廃プラ、有価物金属回収、有機物と金属無機物の分離等が挙げられるが、有機物を含め、特に限定はされない。さらに、医療廃棄物の場合では、用途に応じてステンレス、アルミニウムなどの金属が混在していたり、表面に金属が蒸着、貼着等されていたりする。また、廃プラスチックとは、使用済みプラスチックのみを対象とするのではなく、未使用であるが不要なプラスチック、有機物も対象とする。
【００８８】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００８９】
加熱温度の検討
酸化チタンの顆粒体からなる触媒と廃プラスチックの最適加熱温度を検討した。各条件は以下の通りである。
１．実験装置（反応容器）： 攪拌型分解実験機（2200mL）
２．導入エアー流量：50L/min
３．反応容器内温度：300度、320度、350度、380度、400度、420度、450度、480度、500度、530度、550度、560度、570度、580度、600度
４．使用した触媒：酸化チタン触媒（堺化学工業（株）SSP-G Lot.051108） 700g
５．廃プラスチック：ポリエチレンペレット 1g/1回投入
なお、ガス濃度（NOx、CO、CO２、O２、CH４）の測定は、ガス濃度連続測定器PG-250（製造元：堀場製作所）を用いた。
【００９０】
上記各温度で廃プラスックを分解処理した。実験結果は図７である。
加熱温度300度では、廃プラスチックを分解することができなかった。これは、加熱温度が300度以下であれば、酸化チタンの活性が無く分解性能が機能しないためであり、単に300度の温度により廃プラスチックが溶解し、大半は酸化チタン表面に付着・蓄積した。なお、300度の加熱を続けると、廃プラスック由来の有機物が酸化チタンの表面を覆い、酸化チタンの触媒機能活性が失われた。
加熱温度350度ではほんの少しは反応しているが結果は300度と同じであった。
加熱温度600度では、廃プラスチックを反応容器に投入した同時に燃焼した。すなわち、加熱温度600度以上では、廃プラスチックが投入された瞬間に発火した。これは、酸化チタンによる触媒作用による廃プラスチックの分解ではない、また燃焼による大量の未分解ガスが発生した。
加熱温度570度と580度では、廃プラスックが投入されて5秒〜15秒で発火し燃えた。
加熱温度350度では1回の分解に35分から45分を要した。
加熱温度380度では1回の分解に15分から25分を要した。
加熱温度400度では1回の分解に6分から8分を要した。
加熱温度420度では1回の分解に3分から5分を要した。
加熱温度450度では1回の分解に1分30秒から2分を要した。
加熱温度480度では1回の分解に30秒から40秒を要した。
加熱温度500度では1回の分解に30秒を要した。
加熱温度530度では1回の分解に25秒を要した。
加熱温度550度では1回の分解に20秒を要した。
加熱温度560度では1回の分解に20秒を要した。
加熱温度350度〜420度では分解がゆっくりと進行し効率的な分解ではなく、実用性はみられなかった。450度から560度では良好な廃プラスチックの分解が見られたが、さらに最も効率的な廃プラスックの分解が見られた加熱温度は、分解効率、反応安定性、反応温度の振れ範囲による安全性等から480度であった。
以上により、最適な加熱温度は、従来知られている加熱温度よりかなり狭い範囲でしか高効率の分解反応が得られないことを発見した。実用性もその範囲に順ずる結果であった。酸素供給量を変更して実験を行ったが、分解速度の変化が変わるが、最適な加熱温度は変化しなかった。
【実施例２】
【００９１】
本発明の分解方法の工程に発生するダイオキシンの検出
本発明の分解方法の工程に発生するダイオキン量を検出した。使用したプラスチックは、焼却により多量のダイオキシン、塩化水素を発生する20％ポリ塩化ビニルを含む廃プラスチックを使用した。
測定条件は、以下の通りである。
１．分解装置：100ｋｇ酸化チタン攪拌分解装置
２．使用した触媒：酸化チタン触媒100ｋｇ（堺化学工業（株）SSP-G Lot.050323）
３．使用したプラスチックの種類及び投入量：ポリ塩化ビニル及びポリエチレンの混合物（20対80：重量％）、117g/min
４．酸化チタン顆粒体の加熱温度：480度
５．導入エアー流量：3.9m3/min
６．石灰中和処理工程
７．酸化触媒処理工程
なお、ガス濃度の測定は、特定検査機関を用いた。
【００９２】
本発明の分解方法の工程に発生するダイオキン量を検出した結果を図８に示す。排ガス（酸化触媒処理後）、分解槽内の酸化チタンの顆粒体（分解槽内触媒）、石灰中和処理工程後の石灰材（中和装置内中和剤）のいずれにおいてもダイオキシン類及びコプラナーPCB濃度の実測値が低く、さらに毒性当量については非常に微量であった。以上により、本発明の分解方法の工程に発生するダイオキシン量は法規制以下であることがわかった。
通常、20％含有塩化ビニルを燃焼するとダイオキシン、塩化水素の発生量が多く、処理が困難であった。また、通常の焼却炉は、立ち上げ時、投入物の状態によりダイオキシン発生が起こり、焼却灰が残りその中にダイオキシンが多く含まれる。また高温処理は、大量の熱が必要であること、焼却炉の劣化が激しくメンテナンスが大変であった。しかし、本発明では、従来の焼却炉と比較して低温で処理することができ、メンテナンスが焼却炉と比較して簡易であり、さらに問題となる法規制にかかるダイオキシンの発生がない。これにより、本発明の分解方法では、低温分解であるにもかかわらず、有機物の残さは残らない画期的な分解方法である。
【実施例３】
【００９３】
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積の検討
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の最適な比表面積の検討をした。
各測定条件は以下の通りである。
１．実験装置（反応容器）：攪拌型分解実験機
２．加熱方法：導入空気加熱方式
３．導入エアー流量：50L/min
４．反応容器内温度：480度
５．攪拌速度：35rpm
６．使用した触媒：酸化チタン触媒（堺化学工業（株）SSP-G Lot.051108） 700g
７．廃プラスチック：ポリエチレン 1g/min投入
８．酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積：30m2/g、40m2/g、70m2/g
【００９４】
（１）比表面積30m2/g、細孔容積0.20cc/gの酸化チタンの顆粒体
廃プラスチックであるポリエチレンを反応容器の酸化チタンの顆粒体に投入した。投入直後では、廃プラスチックは塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は次第に元の色に変化し、約40秒〜約60秒で元の色に戻った。なお、廃プラスチック投入直後の塊が崩れ分散する時に僅かではあるが煙が確認できた。なお、分解時間が長く効率が悪かった。
（２）比表面積40m2/g、細孔容積0.23cc/gの酸化チタンの顆粒体
廃プラスチックであるポリエチレンを反応容器の酸化チタンの顆粒体に投入した。投入直後では、廃プラスチックは塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は次第に元の色に変化し、約30秒〜約40秒で元の色に戻った。なお、分解効率は良かった。
（３）比表面積70m2/g、細孔容積0.26cc/gの酸化チタンの顆粒体
廃プラスチックであるポリエチレンを反応容器の酸化チタンの顆粒体に投入した。投入直後では、廃プラスチックは塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は次第に元の色に変化し、約30秒〜約45秒で元の色に戻った。なお、廃プラスチック投入直後の塊が崩れ分散するのが遅かった。また、酸化チタンそのものが崩れ粉状化し飛散したことによりハンドリングが悪かった。
以上の結果により、比表面積が30m2/g 以上であれば、十分に廃プラスチックの分解をすることができた。しかし、比表面積が35m2/g 以上であれば、さらに高効率で廃プラスチックを分解することができた。しかし、比表面積を大きくし過ぎると、耐熱性が弱く、顆粒体が崩れ粉状化してしまう。
よって、33m2/g以上〜65 m2/g以下、より好ましくは35m2/g以上〜50 m2/g以下の比表面積を持つ酸化チタンの顆粒体が、高い効率で廃プラスチックを分解することがわかった。
【実施例４】
【００９５】
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の処理量の検討
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の最適な処理量の検討をした。
ポリスチレンペレットの処理量を漸次増加し最大処理可能量を算出した。チタン触媒量350gで1g/min、2g/min×5回、2g/min×5回連続feed、3g/min連続feed、4g/min連続feed、5g/min連続feedにて処理した。
4g/min連続feedでは激しく発火し燃焼した。3g/minでも触媒の黒化が激しく増大したので、2g/min連続feedが最大処理可能量であると判断した。
【００９６】
以上の実験から、触媒使用量に対する廃プラスチックの最大処理可能量の重量比は、100対34.2である。
以上の結果により、最大処理可能量は、本発明の酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの最適な廃プラスチック処理量は、3.0〜40.0kg、好ましくは6.0kg〜35.0kgであることがわかった。
【実施例５】
【００９７】
ポリエチレン、ポリスチレンの分解
上記各廃プラスチックを４８０度に加熱した顆粒酸化チタン（堺化学工業（株）SSP-G Lot.051108）を用いて分解した。詳細は、以下の通りである。
分解装置として、円筒状の容器、熱風加熱制御方式の装置を使用した。該容器中に酸化チタン700gを投入した。次に、粒状に粉砕したポリエチレンを0.6g/30秒毎に投入し、攪拌装置により35rpmで攪拌した。また、流量100L/minの排気ガスをすべて回収した。経時的に排気ガスに含まれる物質を測定した。
なお、ガス濃度の測定は、ガス濃度連続測定器PG-250（製造元：堀場製作所）を用いた。
【００９８】
ポリエチレンを投入した３０秒後に排気ガス中に炭酸ガス及びCOの排出を確認できた。その後、正常の濃度に戻った。また、それに合わせて、ポリエチレンは投入後、塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は、次第に元の色にもどった。なお、廃プラスチックはその後煙を出すこともなく３０秒後に分解した。なお、コントロールとして不活性化された同じ粒度の酸化チタン顆粒を用いた場合には、一般的に燃やした場合と同じく黒煙を上げて燃えた。本結果により、酸化チタンによる分解は、燃焼ではない触媒分解であることが確認できた。また、ポリスチレンでも上記と同様な結果であった。
以上により、実施例１の結果と同様に、本発明の廃プラスチックの分解方法では、酸化チタンの顆粒体からなる触媒と廃プラスチックの加熱温度を約480度にすることにより、ポリエチレン、ポリスチレンを高効率で分解することができた。
【実施例６】
【００９９】
ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）の分解
ポリ塩基ビニルは分子に塩素原子を有し、ポリウレタンは分子に窒素原子を有し、テフロン（登録商標）は分子にフッ素原子を有する。本発明の分解方法は、このような分解工程で有害なガスを発生するプラスチックの分解、さらには該ガスを吸着除去できるかを検討した。
すなわち、酸化チタン処理工程の後に、石灰中和処理工程、さらに白金による酸化触媒処理工程を行った。そして、各工程後のガスを回収して、ガス中に含まれる成分を測定した。また、ポリエチレン、ポリスチレンでも同様な測定を行った。
測定条件は、以下の通りである。
１．分解装置：100ｋｇ酸化チタン攪拌分解装置
２．使用した触媒：酸化チタン触媒100ｋｇ（堺化学工業（株）SSP-G Lot.060829）
３．使用したプラスチックの種類及び投入量：ポリ塩化ビニル（70g/min）、ポリウレタン（120g/min）、テフロン（登録商標）（30g/min）、ポリエチレン（100g/min）、ポリスチレン（100g/min）
４．加熱温度 ４８０度（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル）又は４９０度（ポリウレタン、テフロン（登録商標））
５．石灰中和処理工程
６．パラジウム、白金酸化触媒処理工程
なお、ガス濃度の測定は、特定検査機関を用いた。
【０１００】
各廃プラスチックの分解による発生したガスを測定した結果を図９に示す。
ポリ塩化ビニルの分解では、石灰中和処理工程の後では、環境中に問題がない程度までHCl及び塩素が除去されていた。ポリウレタンの分解では、NO、NO２及びHCNが十分に除去されていた。テフロン（登録商標）の分解では、石灰中和処理工程の後では、環境中に問題がない程度までフッ化水素が除去されていた。
なお、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）及び低級炭化水素は、いずれの廃プラスチックでも十分に除去されていた。
以上の結果により、従来の焼却炉では有害ガス、特にフッ化水素を発生するテフロン（登録商標）等を分解することは困難であったが、本発明の分解方法では、テフロン（登録商標）等を低温で高効率分解することができ、さらに有害ガスを装置外から放出することもなく安全に処理が出来ることを確認した。
【実施例７】
【０１０１】
医療廃棄物の分解の検討
上記実施例では、廃プラスチックの分解を十分に行えることを確認したが、さらに医療廃棄物（遠沈管、ブルーチップ、ブタ血液、輸液セット、ネオチューブ、シリンジ、セルスクレーバー、シュアヒューザー、シュアーフロー、ダイアライザー、ラックスゴム、チップ、キムタオル）を分解することができるかを確認した。
測定条件は、以下の通りである。
１．分解装置：循環式実証実験機（容量：385L）
２．使用した触媒：酸化チタン触媒200kg (往路100kg、復路100ｋｇ、堺化学工業（株）SSP-G Lot.060116）
３．加熱温度：480度
４．攪拌回転数：往路（分解部）10rpm、復路35rpm
５．酸化触媒温度：400度
６．エアー流量：2.75m3/min
【０１０２】
（１）処理した医療廃棄物（計3.45kg）：プラスチックシャーレ（大）36枚2ｋｇ、シャーレ（小）10枚0.25kg、遠沈管（50ml）30本0.4kg、ブルーチップ0.2kg、医療廃棄物用ダンボール箱0.6kgを破砕した。
投入量84g/min又は120g/minのいずれにおいても30分間以内で分解することができた。
（２）処理した医療廃棄物（計7.007 kg）：プラスチックシャーレ（大）72枚4ｋｇ、シャーレ（小）20枚0.5kg、遠沈管（50ml）60本0.8kg、ブルーチップ0.4kg、医療廃棄物用ダンボール箱0.6kgを粉砕した後、ブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）707gを混合した。
投入量120g/minにおいて安定的に分解することができた。
（３）処理した医療廃棄物（計7.185 kg）：輸液セット50本入り２箱2.6kg、ネオチューブ（真空採血管）100本入り２箱1.63kg、シリンジ（20ml）２箱1.97ｋｇ、セルスクレーバー１袋385g、医療廃棄物用ダンボール箱0.6kgを粉砕した。
投入量156g/min、40分間で7280gを分解することができた。
（４）処理した医療廃棄物(計6.703kg)：上記（３）と同様の医療廃棄物5.93kgにブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）773gを混合した。
投入量120g/minにおいて安定的に分解することができた。
（５）処理した医療廃棄物（計3.055ｋｇ）：シュアヒューザー５個入り１箱765g、シリンジ20本340g、シュアーフロー２個620g、ダイアライザー（アルミラミネートを除く）６本670g、ダンボール箱660gを粉砕した。
投入量63g/min又は84g/minで分解することができた。
（６）処理した医療廃棄物（計3.82kg）：上記（５）の医療廃棄物3.1kgにブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）720gを混合した。
投入量85g/min、45分間で全量を分解することができた。
（７）処理した産業廃棄物（計4.755ｋｇ）：ラテックスゴム手袋３箱2.2kg、チップ400g、キムタオル２袋945ｇ、シリンジ560g、ダンボール箱650gを粉砕した。
投入量480g/min、10分間ですべて分解することができた。
（８）処理した医療廃棄物（計5.37kg）：上記（７）の産業廃棄物4.7kgにブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）670gを混合した。
投入量77g/min、２０分間で1540gを分解することができた。また、投入量96g/min、４０分間で3840gを分解することができた。
【０１０３】
上記（１）〜（８）の結果により、医療廃棄物を分解することができた。特に、本発明の分解方法では、血液等の生体に由来する物の分解において、NOxなどの窒素化合物も安全に処理ができ、かつ硫黄化合物例えば、硫化水素、亜硫酸ガスについても石灰中和処理工程によって安全に処理できることが確認できた。
【実施例８】
【０１０４】
酸化チタン顆粒体に付着する菌の確認
菌等を培養したシャーレを分解処理した後において、分解処理後の酸化チタン顆粒体に菌が付着しているかを確認した。詳しくは、撹拌型実験機及び実証機において、大腸菌やその他の有機物を処理した後の酸化チタン顆粒体を回収し、それらに含まれる細菌を検査した。実験方法は以下の通りである。
（１）撹拌型実験装置では使用済みの酸化チタン約260ｇに蒸留水200mlを加え洗浄した。この洗浄液の一部をSCD培地および各種培地に塗末し、24時間及び48時間、35℃で培養した。培養後形成されたコロニーを観察、計測した。
（２）実証機ではチタン交換時に、酸化チタン約50ｇを採取し、リン酸塩緩衝液を35ml加え、十分に撹拌後洗浄液として回収した。この洗浄液の一部をSCD培地及び各種ぺたんチェック培地に塗末し、24時間及び48時間、35℃で培養した。培養後形成されたコロニーを観察、計測した。
【０１０５】
上記（１）及び（２）の結果を図１０に示す。いずれの場合においても、廃プラスチック分解処理後の酸化チタン顆粒体から得られた洗浄液からは大腸菌等が検出されなかった。
以上のことから、本発明の分解処理工程によって、大腸菌を死滅させることができた。
【０１０６】
以下の実施例では、病院等で廃棄される使用済みの注射器、包装袋、又は薬瓶のような医療廃棄物を、本発明の分解装置の廃プラスチック・有機物処理手段によって処理する工程を説明する。既に述べた要素には、引続き同じ呼称、又は同じ符号を用いるものとする。
【実施例９】
【０１０７】
先ず、送風ブロアー１９等である担体ガス供給手段によって反応槽３に空気を供給する、次に加熱手段９を起動させることにより、担体ガス供給手段によって供給されている空気を加熱して、該加熱された空気（熱風）を触媒２を含めた反応槽３の内部に供給することにより、触媒２の温度を420度〜560度になるようにする。
【０１０８】
次に、図２２に示す破砕装置を使用して医療廃棄物を数ｍｍ３程度の大きさであり触媒よりも大きいものに破砕する。破砕された医療廃棄物は、反応槽３の投入口７から凹部１３（図１６−４を参照）に投入される。投入された医療廃棄物は、触媒２と共に循環手段５（Ｄ）、さらに循環手段５により反応槽内を循環する。この循環の工程で、触媒２と医療廃棄物とは、攪拌手段６であるスクリュフィーダによって攪拌され続けるので、触媒２と医療廃棄物との接触が繰り返され、触媒２の作用に基づき、医療廃棄物に含まれる廃プラスチック・有機物４の分解が促進される。これにより、反応槽３に投入された総ての医療廃棄物に含まれる廃プラスチック・有機物４は、触媒の循環工程中に気化する。廃プラスチック・有機物４が気化する過程で、その分解が起こると、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１０９】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【０１１０】
また、上記の循環工程で、医療廃棄物の大部分を占める廃プラスチック・有機物４は気化するが、医療廃棄物に混入した金属は、循環の後に至っても触媒２の中に残る。このような金属を、触媒２と共に更に循環される工程で選別できるようにしても良い。例えば、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、金属及び／又は無機物分離・回収手段として反応槽に嵌めこむ（図１６（４）参照）。そして、金網に止められた金属・無機物を回収できるポケット１７を設置し、ポケットから金属・無機物を回収することができる。
【０１１１】
従って、本発明の廃プラスチック・有機物処理手段によれば、医療廃棄物に含まれる金属、無機物を反応槽３に残留させることがなく、金属の酸化を抑え、そのリサイクルを実現することができる。しかも、金属及び／又は無機物分離・回収手段が金属を選別するとき、循環手段５及び／又は攪拌手段６を停止させる必要がないので、医療廃棄物の処理量を高く維持させることができる。また、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５が金属を選別するとき、反応槽３の扉を開放する必要がないので、廃プラスチック・有機物処理手段の熱効率を高く保つことができる。
【実施例１０】
【０１１２】
先ず、図１７に示す反応槽３の投入口７を開放し、第１段槽３１の上流端３３の付近に触媒２を流下する。同時に、循環手段５を起動すれば、触媒２は、最初に循環手段５（Ａ）により第１段槽３１の送出端３４へ向けて搬送され、循環手段５（Ｂ）の回転軸１４の下端部に至る。続いて、触媒２は、循環手段５（Ｂ）により第２段槽３２の送入端３７まで押上げられ、最後に、循環手段５（Ｃ）により第２段槽３２の下流端３６まで搬送される。この時点で、第１段槽３１の上流端３３から第２段槽３２の下流端３６までの循環経路に触媒２が存在し、循環している。
【０１１３】
上記のように触媒２を流下させながら、循環手段５を起動させ続ければ、触媒２は、その自重で帰還経路２０を滑落して第１段槽３１の上流端３３に戻る。上記の循環経路に蓄積した触媒２の体積、又は質量が所望の量に達するのを見計らって、触媒２の流下を終了する。投入口７を閉鎖した後、加熱手段９を利用して、反応槽３内部の触媒２の温度が420度〜560度の範囲になるように加熱する。なお、触媒は反応槽に常に存在させておいても劣化することはないので、次以降の分解操作においては、反応槽３内の触媒２を加熱させる操作から行えば良い。
【０１１４】
次に、図２２に示す破砕装置を使用して医療廃棄物を数ｍｍ３程度の大きさであり触媒よりも大きいものに破砕する。破砕された医療廃棄物は、投入口７から、第１段槽３１の上流端３３の付近に投入される。更に、医療廃棄物は、触媒２と共に循環手段５により上記の循環経路に沿って循環される。この循環工程で、触媒２と医療廃棄物とは、攪拌手段６であるスクリュフィーダによって攪拌され続けるので、触媒２と医療廃棄物との接触が繰り返され、触媒２の作用に基づき、医療廃棄物に含まれる有機物の分解が促進される。これにより、反応槽３に投入された総ての医療廃棄物に含まれる有機物４は、第１段槽３１の上流端３３から第２段槽３２の下流端３６を循環する間に気化する。有機物が気化する過程で、その分解が起こると、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１１５】
一方、触媒２は、第２段槽３２の下流端３６に達したところで、帰還経路２０を滑落して反応槽３の上流端３３に戻るので、触媒２は反応槽３の内部で循環する。従って、新たに破砕手段で破砕された医療廃棄物が反応槽３に投入されると、同じ触媒２を利用して、この新たな医療廃棄物に含まれる有機物を繰り返し気化させることができる。また、第１段槽３１よりも第２段槽３２の位置が高いので、触媒２を、第２段槽３２の下流端３６から第１段槽３１の上流端３３まで戻すのに、例えばコンベヤ又はスクリュフィーダ等を用いて強制的に行わなくて良い。
【０１１６】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【０１１７】
また、上記の循環工程で、医療廃棄物の大部分を占める有機物は気化するが、医療廃棄物に混入した金属は、第２段槽３２の下流端３６に至っても触媒２の中に残る。このような金属を、触媒２と共に更に循環される工程で選別できるようにしても良い。例えば、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５として帰還経路２０の途中に嵌めても良い。この場合、金網に止められた金属が上記の高温ガスに直に触れないように、帰還経路２０を反応槽３の外側に配置しても良い。そして、金網に止められた金属を、帰還経路２０を開放して取り出せば、この金属が新たに反応槽３に投入される医療廃棄物に混じる前に、触媒２の中から取り除くことができる。
【０１１８】
尚、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できる。例えば、循環手段５（Ｂ）を必要としない場合もある。例えば、第１の通気性底材３５を、その上流端３３より送出端３４が高くなるような傾斜姿勢として、搬送手段５により第１の通気性底材３５の送出端３４まで搬送された触媒２を、第２の通気性底材３８の送入端３７に直に落下させても良い。
【実施例１１】
【０１１９】
先ず、図１９に示す投入口８を開放し、上流端３３の付近に触媒２を流下する。同時に、循環手段５を起動すれば、触媒２は、最初に循環手段５により上流端３３から下流端３６へ向けて搬送される。この時点で、上流端３３から下流端３６までの循環経路に触媒２が存在し、循環している。
【０１２０】
上記の循環経路に蓄積した触媒２の体積、又は質量が所望の量に達するのを見計らって、触媒２の流下を終了する。投入口を閉鎖した後、送風ブロアー１９で供給している空気を加熱手段９により熱し、熱せられた空気を反応槽３に送り込むことにより、反応槽３内部の触媒２の温度が420度〜560度の範囲になるように加熱する。なお、触媒は反応槽に常に存在させておいても劣化することはないので、次以降の分解操作においては、反応槽３内の触媒２を加熱させる操作から行えば良い。
【０１２１】
次に、図２２に示す破砕装置を使用して医療廃棄物を数ｍｍ３程度の大きさであり触媒よりも大きいものに破砕する。破砕された医療廃棄物は、投入口８から、上流端３３の付近に投入される。更に、医療廃棄物は、触媒２と共に循環手段５により上記の循環経路に沿って循環される。この循環工程で、触媒２と医療廃棄物とは、攪拌手段６であるスクリュフィーダによって攪拌され続けるので、触媒２と医療廃棄物との接触が繰り返され、触媒２の作用に基づき、医療廃棄物に含まれる有機物の分解が促進される。これにより、反応槽３に投入された総ての医療廃棄物に含まれる有機物４は、上流端３３から下流端３６を循環する間に気化する。有機物が気化する過程で、その分解が起こると、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１２２】
一方、触媒２は、下流端３６に達したところで、帰還経路２０を滑落して反応槽３の上流端３３に戻るので、触媒２は反応槽３の内部を常に循環する。従って、新たに破砕装置で破砕された医療廃棄物が反応槽３に投入されると、同じ触媒２を利用して、この新たな医療廃棄物に含まれる有機物を繰り返し気化させることができる。
【０１２３】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【０１２４】
好適には帰還経路２０は、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５を備え、反応槽３の下流端３６と上流端３３を接続する。該分離手段１５は、以下に詳説するように、下流端３６に搬送された触媒２中から残留する金属・無機物を分離する。帰還経路２０は、該分離・回収手段１５によって金属が分離された触媒２を、上流端３３に帰還させる。
【０１２５】
該分離手段１５は、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６であり、帰還経路２０の途中に嵌められている。そして、金網に止められた金属がある程度溜まったところで、帰還経路２０を開放して金属及び／又は無機物を取り出せば、廃プラスチック・有機物４に含まれる金属を反応槽３に残留させることがなく、金属の酸化を抑え、そのリサイクルを実現することができる。
【０１２６】
以上説明した廃プラスチック・有機物処理装置により、平均純度が９８．９％の金属（アルミニウム（Ａｌ））を回収することができた。表面にＡｌが蒸着されたプラスチック製のフィルムを約５ｃｍ四方に破砕して、約４８０℃に加熱した１〜３ｍｍ径の触媒（酸化チタン）２に混入・撹拌させ、１０分間で廃プラスチック・有機物処理装置を循環させた。触媒２が廃プラスチック・有機物処理手段１内を１周循環するごとに数ｃｍ四方の薄いＡｌ片を回収し、プラスチック片を分解・気化させるとともに上記高純度のアルミニウム金属を回収することができた。循環時間が短いほど高純度の金属を回収できると見込まれる。
【０１２７】
以上、本発明の廃プラスチック・有機物処理装置について実施形態、実施例を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施例では金属片が金網上に残ったが、触媒２が金網上に残るようにしてもよい。回収する金属の種類、触媒２の加熱温度、酸素濃度などの諸条件により、回収する金属片の大きさは異なり得るので、粒径の大きい方が金網上に残るように、回収条件や触媒２の径、網目の大きさ等を選択して、金属を回収できるよう予め調整する。
【０１２８】
更に、図１９には廃プラスチック・有機物処理手段１が水平姿勢で表れているが、上流端３３よりも下流端３６が高くなるように、反応槽３を傾斜させても良い。下流端３６を上流端３３よりも高くすることにより、循環手段５により下流端３６に搬送された触媒２を、その自重で帰還経路２０を滑落させて、上流端３３まで戻すことができる。この場合、帰還経路２０は、反応槽３の下流端３６と上流端３３とを接続するシュートであってよい。
【実施例１２】
【０１２９】
図２０で示すように、医療廃棄物であるシャーレをカゴ４０に入れる。そして、該シャーレを収納したカゴ４０は、投入口４１から反応槽３内部に配置される。
次に、触媒２を反応槽３の排気口３９から流下させる。これにより、触媒２は反応槽３の上流端３３から下流端３６に流下する。次に、スクリュフィーダを起動させる。これにより、下流端３６付近に蓄積した触媒２は、帰還経路２０を介して反応槽３の上流端３３に戻る。上記の循環経路に蓄積した触媒２の体積、又は質量が所望の量に達するのを見計らって、触媒２の流下を終了する。
次に、加熱手段９を利用して、反応槽３内部の触媒２の温度が420度〜560度の範囲になるように加熱する。なお、触媒は反応槽に常に存在させておいても劣化することはないので、次以降の分解操作においては、反応槽３内の触媒２を加熱させる操作から行えば良い。
【０１３０】
以上により、触媒活性温度に達した触媒２が反応槽３の上流端３３から下流端３６に流下（循環）する工程において、シャーレは触媒２と接触し、気化される。シャーレが気化する過程で、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１３１】
一方、触媒２は、反応槽３の下流端３６に達したところで、帰還経路２０を介して反応槽３の上流端３３に戻るので、触媒２は反応槽３の内部で循環する。従って、触媒活性状態が高い触媒２を次々にシャーレに投下することができる。
【０１３２】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【実施例１３】
【０１３３】
本発明の廃プラスチック・有機物の分解システム
上記実施例９に記載の分解装置を使用し、さらに反応槽３内の酸化チタンの顆粒体を４２０度〜５６０度に加熱する。なお、使用する酸化チタンの顆粒体の活性成分としての酸化チタンの特性は、（１）比表面積が35m2/g以上〜50m2/g以下、（２）顆粒体が3.5mesh（5.60mm）以下である。
なお、使用する廃プラスチック・有機物は、分解工程中に塩素、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチックである。
【０１３４】
上記分解システムでは、従来の分解方法に比べて格段に高い分解効率を示す。また、石灰中和処理手段による石灰中和処理工程及び酸化触媒処理手段による酸化触媒処理工程により、分解工程中にHCI、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチック、有機物又は血液等の生体由来物、フッ化水素を発生するフッ素化合物の処理も容易に行うことができる。さらに、廃プラスック・有機物に混在し、またはその少なくとも一面に蒸着しあるいは貼着等された金属・無機物の分離・回収を容易に行うことができる。
【０１３５】
その他、本発明のすべての実施例は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明の分解方法、分解装置及び分解システムは、医療廃棄物に限らず、あらゆるプラスチック等の廃材を処理するのに有益な技術である。
【符号の説明】
【０１３７】
１：廃プラスチック・有機物処理手段
２：触媒
３：反応槽
４：廃プラスチック・有機物
５：循環手段
６：攪拌手段
７：投入口
８：投入口
９：加熱手段
１０：送風チャンバ
１１：仕切り壁
１２：パドル
１３：凹部
１４：回転軸
１５：金属及び／又は無機物分離・回収手段
１６：触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網
１７：金属及び／又は無機物回収ポケット
１８：金属・無機物取り出し口
１９：送風ブロアー
２０：帰還経路
２１：螺旋羽根
２２：翼列
２３：破砕手段
２４：固形廃プラスチック・有機物投入口
２５：固形廃プラスチック・有機物分解部
３０：仕切壁
３１：第１段槽
３２：第２段槽
３３：上流端
３４：送出端
３５：通気性底材
３６：下流端
３７：送入端
３８：通気性底材
３９：排気口
４０：カゴ
４１：投入口
４２：網
８１：３枚の羽根
８２：切欠部
８３：軸流羽根
８４：突片
８５：突片
１０１：破砕装置
１０２：反応槽
１０３：攪拌羽根
１０４：ブロアー
１０５：除去装置
１０６：分離装置
１０７：回収槽
２０１：試料容器
２０２：攪拌機
２０３：軸体
２０４：攪拌羽根
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック、有機物で構成される医療廃棄物、又感染性のある医療廃棄物の分解方法に関し、詳しくは、廃プラスチック、有機物の分解方法の各条件を最適化したことによる高効率廃プラスチック・有機物の分解方法に関する。
さらに、本発明は、廃プラスチック・有機物を分解する触媒循環型分解装置及び高効率分解システムに関する。加えて、該分解装置は、廃プラスックに混在し、またはその少なくとも一部に蒸着しあるいは貼着等された金属・無機物の分離・回収手段も含む。
また、本出願は、参照によりここに援用されるところ、日本特許出願番号2006-297194、2006-115920、2006-115925及び2007-016087からの優先権を請求する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃プラスチックを処理し又は再利用する方法として、種々のものが提案され、また、一部は実用化されている。このような廃プラスチックの再利用、再資源化の一つの有力な方法として、廃プラスチック片を光触媒として知られている酸化チタンからなる分解触媒の存在下に紫外線を照射しながら、加熱して、廃プラスチックをガス化する方法及び装置が提案されている（特許文献１、２参照）。
また、廃プラスチック片の分解処理に用いられる触媒についても種々検討されている（特許文献３〜５）。
【０００３】
しかし、上記の廃プラスチックの分解方法を用いた分解装置では、効率的な廃プラスチック分解処理を行うことはできず、高い処理費用及び大掛かりな装置が必要であった。さらに、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物を処理する場合では、塩化水素ガスが発生することが知られており、また、テフロン（登録商標）を処理する場合には有毒なフッ化水素が発生することが知られており、それらのガスの処理が問題となっていた。
【０００４】
プラスチック等の有機物は、廃棄時の処理が難しく、焼却処理ではダイオキシンなどの有害物質が発生するなどの危険がある。
また、プラスチック片には用途に応じてアルミニウムや銅などの金属、無機物が混在していたり、表面に金属が蒸着、貼着等されていたりする。このようなプラスチック片を焼却すると、有毒ガスが発生したり、焼却炉を傷めたりする恐れが有る。
そこで、プラスチック片など有機物は、埋め立て処理される場合があるが、プラスチックはそのままでは地中で分解しない。埋立地も不足して来ているというのが実状である。また、生分解性プラスチックなるものが存在するが、生分解性プラスチックは分解されるまでに長期間かかり、さらに分解に必要な土地が膨大であるという欠点がある。加えて、廃プラスチック・有機物に混在している利用可能な金属、希少金属、無機物は廃プラスチック・有機物から分離することができず、埋立られたり、焼却されている。
【０００５】
従来このような触媒を利用した有機物の分解は、図２３に示すように、プラスチック等の有機物を破砕装置１０１で粒状に破砕し、この有機物を、予め粒状の触媒が蓄積されたドラム形の反応槽１０２に投入する。続いて、反応槽１０２の内部で攪拌羽根１０３を回転させることにより、触媒と有機物とを攪拌し、ブロアー１０４で反応槽１０２の内部へ熱風を供給する。これにより、触媒の作用によって有機物の分解が促進され、有機物が気化するに至る。
更に、触媒は反応槽に残存するが、気化した有機物は、サイクロン集塵機を主体とする分離装置１０６を経て、水蒸気と二酸化炭素だけが排気ガスとして大気へ放出される。このように反応槽１０２に投入された有機物が気化すれば、その分、新たな有機物を反応槽１０２に投入できるので、上記の工程は中断することなく連続して行うことができる。
【０００６】
しかし、従来の分解装置では、効率的な廃プラスチック分解処理を行うことはできず、高い処理費用及び大掛かりな装置が必要であった。
さらに、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物を処理する場合では、塩化水素ガス、窒素化合物が発生することが知られており、また、テフロン（登録商標）を処理する場合には有毒なフッ化水素が発生することが知られており、それらのガスの処理が問題となっていた。
【０００７】
一方、病院、透析施設等から排出される感染性医療廃棄物による２次感染防止のため、このような廃棄物の処理方法を規定した厚生省のガイドラインが平成１年１１月７日に発表され、平成２年４月１日から施行されている。これにより、病院、透析施設等は、原則として、院内又は施設内での医療廃棄物の滅菌処理が義務付けられている。
以上により、病院内やクリニック内での施設において、大掛かりな装置を必要とせずかつ安全に廃プラスチック特にポリ塩化ビニルを含む感染性医療廃棄物の処理を可能とする分解方法、分解装置及び分解システムの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３６３３３７号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２８３７号公報
【特許文献３】特開２００５−０６６４３３号公報
【特許文献４】特開２００５−２０５３１２号公報
【特許文献５】特開２００５−３０７００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記要求に答えるべく、高効率の廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック類で構成される医療廃棄物、血液等の生体由来物又は該由来物が付着したプラスチックの分解方法を提供することを課題とする。さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素系プラスチック分解時に発生するHCl、生体由来及び多種の医療廃棄物プラスチック分解時に発生する硫黄化合物、窒素化合物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物分解時に発生するフッ化水素等の除去も可能な分解方法も課題とする。
【００１０】
一方、医療廃棄物などの産業廃棄物は、その大部分をプラスチック、有機物等に占められるが、包装袋の内面に蒸着されたアルミニウムの薄膜、又は注射針等も含んでいる。これらの金属は、有機物の全部が気化しても反応槽に残ることになる。また、金属がアルミニウム等である場合、反応槽にアルミニウム等を残したまま分解工程を継続すると、アルミニウム等は激しく酸化されるため、そのリサイクルが困難になる。
また、反応槽から金属を逐次取り出そうとして、上記の工程を中断すると、所定の時間当りに分解できる有機物の質量又は体積（以下で「処理量」と記する場合がある）が低下する。すなわち、反応槽外で金属を分離・回収しようとすると、触媒を取り出す毎に活性温度になっている触媒の温度が冷めてしまい、再度の加熱が必要であり熱エネルギーが無駄になっていた。
また、従来の分解装置では、粉末化しさらに飛散した触媒は、反応槽に戻されることなく廃棄されている。これは、触媒が１〜３ｍｍ前後の大きさの粒であれば、攪拌羽根の回転に伴って触媒の流動が反応槽の内部全体で起こるが、粉末化した触媒は流動し難い性質となり、廃プラスチック・有機物と混ざり難くなるからである。この問題は、反応槽に蓄積する触媒の量が増える程に顕著となるため、反応槽を大型化することを妨げ、更には処理量を増大することも妨げている。
一方、アルミ箔複合体など、アルミニウムや銅などの金属を含む廃プラスチック・有機物などから酸化させずに金属を回収するためには、乾留処理などが用いられるが、真空溶解炉を使用すると金属回収のコストが高くなる。また、プラスチック片に溶解処理を行うと、金属は酸化してしまうため高純度の金属の回収は望めない。
さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素系プラスチック分解時に発生するHCl、生体由来及び多種の医療廃棄物プラスチック分解時に発生する硫黄化合物、窒素化合物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物分解時に発生するフッ化水素等の処理が分解装置の実用化の妨げとなっている。
よって、本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒の寿命を延ばすことができ、しかも多量の廃プラスチック・有機物を効率良く分解できる分解装置及び分解システムを提供することにある。
さらに、本発明は、触媒が循環及び／又は攪拌される工程で金属及び／又は無機物を分離・回収できる分解装置並びに分解システムを提供することを目的とする。
さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素系プラスチック分解時に発生するHCl、生体由来及び多種の医療廃棄物プラスチック分解時に発生する硫黄化合物、窒素化合物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物分解時に発生するフッ化水素等の除去できる分解装置及び分解システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分解工程における各条件を最適化すること、さらには発生した有害ガスを吸着除去する工程を導入することにより、高効率の廃プラスチック、有機物特に主にプラスチック類で構成される医療廃棄物の分解方法を確立した。
さらに、本発明者らは触媒循環を可能とした廃プラスチック・有機物の分解装置及び分解システムを確立した。
以上により、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち本発明は以下よりなる。
「１．活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒と共に廃プラスチック及び／又は有機物を加熱しながら攪拌する工程を含む、該プラスチック及び／又は有機物をガス化する廃プラスチック・有機物の分解方法において、該触媒の加熱温度が420度〜560度の範囲であることを特徴とする廃プラスチック・有機物の分解方法。
２．酸化チタンの顆粒体の酸化チタンが、以下の特性を有することを特徴とする前項１の分解方法。
（１）比表面積が35m2/g以上〜50 m2/g以下、
（２）顆粒体が3.5mesh（5.60mm）以下。
３．酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの廃プラスチック及び／又は有機物処理量が3.0kg〜40.0kg範囲であることを特徴とする前項１又は２に記載の分解方法。
４．さらに、石灰中和処理工程を含む前項１〜３のいずれか１に記載の分解方法。
５．さらに、酸化触媒処理工程を含む前項１〜４のいずれか１に記載の分解方法。
６．さらに、酸化触媒処理工程前にアルミナ触媒処理工程を含む前項５に記載の分解方法。
７．さらに、金属及び／又は無機物分離・回収工程を含む前項１〜６のいずれか１に記載の分解方法。
８．以下の処理手段を含む触媒循環型廃プラスチック・有機物の分解装置；
（１）廃プラスチック・有機物処理手段
（２）酸化触媒処理手段。
９．廃プラスチック・有機物処理手段が、以下の構成を有することを特徴とする前項８に記載の分解装置、
触媒を反応槽内に循環させる反応槽と、
反応槽の投入口から投入される廃プラスチック及び／又は有機物を前記触媒と共に循環及び／又は攪拌をする手段（循環及び／又は攪拌手段）と、を備え、
前記触媒と共に前記廃プラスチック及び／又は有機物が前記反応槽内を循環する工程で前記廃プラスチック及び／又は有機物を気化させることを特徴とする廃プラスチック・有機物処理装置。
１０．前記循環及び／又は攪拌手段が、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、前記反応槽内に前記回転軸を挿入して成る１又は２以上のスクリュフィーダであることを特徴とする前項９に記載の廃プラスチック・有機物処理装置。
１１．前記２つのスクリュフィーダが反応槽内に実質的に水平姿勢に設置され、かつ前記２つのスクリュフィーダの回転により、前記触媒と共に前記廃プラスチック及び／又は有機物が反応槽内を実質的に水平方向に循環されることを特徴とする前項１０に記載の廃プラスチック・有機物処理装置。
１２．廃プラスチック・有機物処理手段が、以下の構成を有することを特徴とする前項９に記載の分解装置、
触媒を反応槽内の上流端から下流端に循環させる反応槽と、
前記反応槽の投入口から投入される廃プラスチック及び／又は有機物を前記触媒と共に前記上流端から前記下流端に向けて循環させる循環手段と、
前記反応槽内で、前記触媒並びに廃プラスチック及び／又は有機物を攪拌する攪拌手段と、
前記反応槽内で、前記触媒を前記反応槽の下流端から上流端へ案内する帰還経路と、を備え、
前記触媒と共に前記廃プラスチック及び／又は有機物が前記反応槽の上流端から下流端へ循環される工程で前記廃プラスチック及び／又は有機物を気化させることを特徴とする廃プラスチック・有機物処理装置。
１３．前記反応槽内が、前記上流端を有する第１段槽と、前記下流端を有し前記第１段槽より高く配置される第２段槽とに区分され、前記触媒が、前記第２段槽の下流端から前記帰還経路に案内されて前記第１段槽の上流端まで流下することを特徴とする前項１２に記載の分解装置。
１４．前記反応槽内の前記上流端と前記下流端が実質的に水平姿勢に設置され、前記触媒が、前記下流端から自重で滑落した後に、前記帰還経路に案内されて前記上流端まで流上することを特徴とする前項１２に記載の分解装置。
１５．前記循環手段が、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、前記反応槽に前記回転軸を挿入して成るスクリュフィーダであることを特徴とする前項１２〜１４のいずれか１に記載の分解装置。
１６．前記螺旋羽根に補助羽根が設置されていることを特徴とする前項１５に記載の分解装置。
１７．廃プラスチック・有機物処理手段が、以下の構成を有することを特徴とする前項９に記載の分解装置、
触媒を反応槽内の上流端から下流端に循環させる反応槽と、
廃プラスチック及び／又は有機物を反応槽内に配置可能なカゴと、
前記反応槽内で、前記触媒を前記反応槽の下流端から上流端へ案内する帰還経路と、を備え、
前記触媒が前記反応槽の上流端から下流端へ落下（循環）する工程において、前記カゴ内の前記廃プラスチック及び／又は有機物は前記触媒と接触し、さらに気化することを特徴とする廃プラスチック・有機物処理装置。
１８．前記反応槽において、反応槽底部の複数の穴から担体ガスを直接に触媒の内部に均一に分散供給可能であることを特徴とする前項９〜１７のいずれか１に記載の分解装置。
１９．前記反応槽の循環工程中において、金属及び／又は無機物分離・回収手段を備えることを特徴とする前項９〜１８のいずれか１に記載の分解装置。
２０．前記金属及び／又は無機物分離・回収手段が、前記反応槽内の循環工程中において、触媒を廃プラスチック及び／又は有機物並びに触媒の混合物から分離する手段であることを特徴とする前項１９に記載の分解装置。
２１．触媒を廃プラスチック及び／又は有機物並びに触媒の混合物から分離する手段が、前記金属及び／又は無機物と前記触媒の大きさにより両者を分離する手段であることを特徴とする前項２０に記載の分解装置。
２２．前記金属及び／又は無機物と前記触媒の大きさにより両者を分離する手段が、前記反応槽の循環工程中に触媒通過可能な篩を設置することを特徴とする前項２１に記載の分解装置。
２３．さらに、以下のいずれか１以上の手段を有することを特徴とする前項８〜２２のいずれか１に記載の分解装置。
（１）アルミナ触媒処理手段
（２）破砕手段
（３）担体ガス供給手段
（４）サイクロン集塵手段
（５）バグフィルター付き集塵手段
（６）熱交換手段
（７）プレヒーター手段
（８）排気ブロア手段
（９）冷却手段
（１０）熱回収手段
（１１）HCI連続測定手段
（１２）CO連続測定手段
（１３）警報手段
（１４）石灰中和処理手段
２４．前項８〜２３のいずれか１の分解装置を使用して、活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒の加熱温度を420度〜560度の範囲に設定して廃プラスチック・有機物の分解をすることを特徴とする廃プラスチック・有機物の分解システム。
２５．酸化チタンの顆粒体の酸化チタンが、以下の特性を有することを特徴とする前項２４に記載の分解システム。
（１）比表面積が35m2/g以上〜50m2/g以下、
（２）顆粒体が3.5mesh（5.60mm）以下
２６．前記酸化チタンの顆粒体が、活性成分としての酸化チタンと少なくとも以下のいずれか１から選ばれる混合物であることを特徴とする前項２５に記載の分解システム。
（１）酸化アルミニウム
（２）酸化ケイ素」
【発明の効果】
【００１３】
本発明の分解方法によれば、高効率で廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック類で構成される医療廃棄物、血液等の生体由来物又は該由来物が付着したプラスチックを処理することができる。さらに、分解工程中にHCI、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチック、有機物又は血液等の生体由来物、フッ化水素を発生するフッ素化合物の処理も容易に行うことができる。
【００１４】
本発明に係る分解装置及び分解システムによれば、触媒が循環されている反応槽の内部に加熱手段による熱せられた空気を供給することにより、触媒を活性温度まで加熱することができる。いったん加熱した後は、廃プラスチック・有機物の分解反応熱を反応槽の触媒の活性最適温度維持に利用し、外部からのエネルギー供給を抑えることができ、熱エネルギーの有効利用が可能である。
廃プラスチック・有機物が反応槽の投入口から投入されると、廃プラスチック・有機物は触媒と共に循環手段によって反応槽を循環する。この工程で、廃プラスチック・有機物と触媒とが攪拌手段によって攪拌されるので、触媒と廃プラスチック・有機物との接触が繰り返され、触媒と廃プラスチック・有機物の密度を均一に保たれ、触媒の作用に基づき効率的分解が促進される。これにより、反応槽の投入口から投入された廃プラスチック・有機物は、約反応槽を１周（１循環）するまでの間に気化される。
または、反応槽内に廃プラスチック・有機物を含むカゴを配置する。そして、触媒が前記反応槽の上流端から下流端へ落下する工程（循環する工程）において、前記廃プラスチック及び／又は有機物は前記触媒と接触し、気化される。この場合には、上記のような廃プラスチック・有機物と触媒との攪拌手段を要しない。
触媒は、反応槽を常に循環している。下記実施例９の態様では、触媒は反応槽内を水平循環している。又は、下記実施例１０〜１２の態様では、触媒は反応槽の上流端から下流端に達したところで、帰還経路に案内されて反応槽の上流端へ戻ることにより反応槽内を循環している。よって、触媒が反応槽の内部を常に循環することになり、新たな廃プラスチック・有機物は反応槽に投入されると、反応槽の内部を循環する触媒の作用に基づき、効率的に気化させられる。
また、実施例９〜１１の態様では、廃プラスチック・有機物が触媒と共に循環手段によって反応槽を循環する工程で、廃プラスチック・有機物の大部分を占める有機物は気化する。しかし、廃プラスチック・有機物に混入した金属・無機物は触媒の中に残る。この金属・無機物は、触媒と共に更に循環される工程で、金属及び／又は無機物分離・回収手段によって分離、回収されるので、この金属・無機物を触媒の中から取出すことができる。
従って、当該分解装置及び分離システムによれば、金属・無機物を反応槽に多量に残留させることがなく、金属・無機物の酸化を抑え、そのリサイクルを実現することができる。しかも、金属及び／又は無機物分離・回収手段が金属を分離・回収するとき、循環手段及び攪拌手段を停止させる必要がないので、廃プラスチック・有機物の処理量を高く維持させることができる。しかも、分離・回収手段が金属・無機物を選別するとき、反応槽を開放する必要がない、又は触媒を分解装置外に取し出して、金属・無機物を分離する必要がない。よって、当該分解装置及び分解システムの熱効率を高く保つことができる。
さらに、本発明の分解装置又は分解システムによれば、酸化触媒処理手段、さらに好適には石灰中和処理手段を備えるので、高効率で廃プラスチック、有機物、特に多種のプラスチック類で構成される医療廃棄物などの産業廃棄物、血液等の生体由来物又は該由来物が付着したプラスチックを処理することができる。さらに、分解工程中にHCI、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチック、有機物又は血液等の生体由来物、フッ化水素を発生するフッ素化合物の処理も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】酸化チタンの摩耗率を測定するための装置を示す図
【図２】塩素固定性能の比較
【図３】石灰材中の水分量の影響
【図４】石灰中和処理工程の加熱温度の検討
【図５】アルミナ触媒槽の模式図
【図６】本発明の廃プラスチック分解方法の流れ
【図７】各加熱温度で廃プラスックの分解の結果
【図８】本発明の分解方法の工程に発生するダイオキシンの検出
【図９】各廃プラスチックの分解による発生したガスを測定した結果
【図１０】分解処理後の酸化チタン顆粒体付着菌の検査結果
【図１１】圧縮金型上押部
【図１２】圧縮金型下押部
【図１３】強度分布（エッジ処理なし）
【図１４】強度分布（エッジ処理あり）
【図１５】本発明の実施例９に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図１６】本発明の実施例９に係る有機物処理手段の各態様を示す概略図。
【図１７】本発明の実施例１０に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図１８】本発明の実施例１０に係る有機物処理手段の断面図。
【図１９】本発明の実施例１１に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図２０】本発明の実施例１２に係る有機物処理手段の要部を示す概略図。
【図２１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る有機物処理手段に適用した搬送手段、及び攪拌手段の変形例を示す斜視図。
【図２２】本発明の実施例に係る廃プラスチック・有機物の分解装置の構成を示すブロック図。
【図２３】有機物を分解するための従来の装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の「触媒の加熱温度」は、少なくとも、３００度以上かつ６００度以下は必要であり、好ましくは、３５０度以上であり、特に好ましくは、４２０度〜５６０度であり、さらに好ましくは４５０度〜５３０度の範囲であり、最も好ましくは約４８０度である。 なお、加熱温度とは、触媒と廃プラスチック及び／又は有機物を反応させるための反応槽内の触媒温度であり、その触媒の設定温度を保つための設定温度を指す。すなわち、設定温度を４８０度としても、反応槽内の触媒温度の振れ範囲は設定温度からプラス・マイナス約３０度となる。
さらに、反応槽内のある箇所では、反応槽の形状や大きささにより、本発明の特に好ましい「触媒の加熱温度」よりも高く又は低くなる場合がある。しかしながら、触媒は反応槽内を循環しているので、触媒の大部分が特に好ましい触媒加熱温度に維持されていれば良い。
下記実施例では、触媒の加熱温度を種々検討した。これにより、廃プラスチック分解における最適な加熱温度を設定した。
【００１７】
本発明の触媒は、好適には、活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒である。また、酸化チタンの顆粒体からなる触媒は活性成分としての酸化チタンのみからなる酸化チタンの顆粒体だけでなく、酸化アルミニウム、酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種と酸化チタンとの混合物（以下、酸化チタン混合物と称する場合がある）の顆粒体も含まれる。既に知られているように、酸化チタンは光触媒としての機能も有しているので、上記いずれかの触媒を用いて、廃プラスチック・有機物を分解するに際して、必要に応じて、光照射特に紫外線の照射の下に、触媒と廃プラスチック・有機物とを加熱攪拌してもよい。しかしながら、多種の廃プラスチックや有機物の単体、またはそれらの固体や液体、又は金属、無機物の含まれた様々な状態の物を分解しようとすると、紫外線の照射下では、実用性としての効果は乏しい。
しかしながら、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法及び／又は分解システムでは、好適な分解装置を用いること、分解条件を最適化すること、好適な触媒を使用することにより、光照射を必要とすることなく高効率で廃プラスチック、有機物の分解を行うことができる。
【００１８】
また、酸化チタンの顆粒体の製造方法は、チタン酸化物のゾルを乾燥して酸化チタンゲルとし、この酸化チタンゲルを４５０〜８５０℃の範囲の温度で焼成し、この焼成物を破砕し、エッジ処理して得られものである。さらに、酸化チタン混合物の顆粒体は、アルミナゾルとシリカゾルから選ばれる少なくとも１種のゾルとチタン酸化物のゾルとを混合し、乾燥してゲルとし、このゲルを４５０〜８５０度の範囲の温度で焼成し、この焼成物を破砕し、エッジ処理して得られるものである。なお、使用する酸化チタンは、好適にはアナターゼ型の酸化チタンである。
【００１９】
本発明の廃プラスチックの分解方法又は分解システムに用いる酸化チタンの顆粒体の形状は、3.5mesh（5.60mm）以下、好ましくは10mesh（1.70mm）以下で良い。
より好ましくは、使用前の酸化チタンの顆粒体の形状は、5.60mm〜110μm、3.50mm〜150μmである。
より詳しくは、酸化チタンの顆粒体の形状は、0.1ｍｍ以上より好ましくは0.1ｍｍ以上〜5.60ｍｍ以下の粒径を有する粒子の割合は、90％以上である（参照：図１３及び図１４）。
なお、従来の廃プラスチックの分解方法又は分解システムにおける、酸化チタンの顆粒体、又は酸化チタン混合物の顆粒体の好ましい形状は、０．５〜１．１８ｍｍの粒径を有する粒子の割合が５０〜９５重量％の範囲にあり、１．１８〜１．７ｍｍの粒径を有する粒子の割合が５〜５０重量％の範囲にある粒度分布を有すると共に、２．０％以下の摩耗率を有するもの、より好ましくは、０．５〜１．１８ｍｍの粒径を有する粒子の割合が６０〜９０重量％の範囲にあり、１．１８〜１．７ｍｍの粒径を有する粒子の割合が１０〜４０重量％の範囲にある粒度分布を有する共に、１．０％以下の摩耗率を有するものであった。
しかし、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムに用いる酸化チタンの顆粒体の形状は、分解工程における各条件及び／又は分解装置を最適化することにより、上記従来において適当と考えられていた酸化チタンの顆粒体の形状、粒度の範囲に限定されない広範囲の物でも使用可能になった。これにより、従来利用できなかった粒径の酸化チタンの顆粒体を使用することができ、酸化チタンの製造においての工程・製法において簡略化ができる。
しかしながら、当然に上記従来の顆粒体を用いても十分に廃プラスチック・有機物を分解することができる。
【００２０】
以上により、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」は、酸化チタンのみの顆粒体か、又は酸化チタン混合物の顆粒体からなり、3.5mesh（5.60mm）以下、好ましくは10mesh（1.70mm）以下の形状を有すると共に、エッジ処理の結果、２．０％以下、より好ましくは１．０％以下の摩耗率を有するものである。従って、本発明によれば、上述したような触媒を用いることによって、長時間にわたって廃プラスチック、有機物を高効率にて分解することができる。
【００２１】
上述した形状を有する顆粒体を得る方法は特に限定されるものではない。例えば、前述したように、ゲルを焼成し、得られた焼成物を破砕し、エッジ処理した後、分級（各メッシュサイズを持つ篩を利用）して、上記形状を有する顆粒体を得てもよく、また、エッジ処理した後、分級し、得られた分級物を適宜、混合して、上記形状を有する顆粒体を得てもよい。
【００２２】
種々の製法による酸化チタンのなかでも、上述したように、チタン酸化物のゾルを乾燥して酸化チタンゲルとし、この酸化チタンゲルを４５０〜８５０℃の範囲の温度で焼成して得られる酸化チタンが廃プラスチックの分解触媒としてすぐれた性能を有するが、破砕物のままでは、容易に摩耗し、微粉を生じて、失われる部分が多くなる。
【００２３】
そこで、本発明に従って、そのような酸化チタンゲルの焼成物の破砕物をエッジ処理して、いわば、予め、角を取ることによって、摩耗率を著しく低減し、かくして、廃プラスチック・有機物を高効率で分解することができるのみならず、望ましい形状を保って、その高い触媒効率を長時間にわたって維持することができる。酸化チタン混合物の顆粒体からなる触媒についても同様である。このようなエッジ処理は、例えば、酸化チタンのゲルや、アルミナとシリカから選ばれる少なくとも１種のゲルと酸化チタンのゲルとの混合ゲルを破砕し、これを造粒装置の一つとしてよく知られている転動造粒装置にて処理することによって行うことができる。しかし、転動造粒装置に限定されることはない。
【００２４】
なお、本発明の酸化チタンの顆粒体の摩耗率は以下の方法で測定をする。
図１に示す摩耗率測定装置にて測定する。即ち、この摩耗率測定装置は、内径６３ｍｍ、深さ８６ｍｍの試料容器２０１に攪拌機２０２を取付けてなり、この攪拌機２０２は、軸体２０３の下端部にそれぞれ長さ２０ｍｍの楕円形状の攪拌羽根２０４を３枚、６０゜間隔で軸体から直径方向に延びるように取付けたものであって、攪拌羽根はそれぞれ水平に対して４５゜の角度を有するように傾斜している。この攪拌羽根は、その最下縁が試料容器の底から８ｍｍの距離に位置する。
【００２５】
酸化チタンの顆粒体の摩耗率の測定に際しては、２００ｍＬメスシリンダーで酸化チタンの顆粒体１５０ｍＬを計量し、重量を記録した後、試料容器に全量を投入し、３００ｒｐｍで３０分間上記攪拌機を用いて攪拌した後、試料容器から試料を取り出し、全量を目開き０．５ｍｍの篩に移し、この篩を通過した試料の重量を測定する。ここに、試料の摩耗率Ａは、目開き０．５ｍｍの篩を通過した試料の重量をＷとし、測定に供した試料の重量をＷ0とするとき、Ａ＝（Ｗ／Ｗ0）×１００（％）である。
【００２６】
また、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」は、活性成分としての酸化チタンの比表面積が30m2/g 以上であり、好ましくは33m2/g以上〜65 m2/g以下、より好ましくは35m2/g以上〜50 m2/g以下である。さらには、使用前の酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積は、35m2/g以上〜50 m2/g以下である。これは、比表面積が大きいほど、廃プラスチックとの接触面が大きくなり、分解効率を上げることができる。しかし、比表面積が大きすぎると耐熱性が弱くなり、かつ顆粒体が崩れやすく粉末化しやすくなる。
なお、酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積の測定方法は、自体公知の方法を利用することができるが、本発明ではBET法を使用して測定する。詳しくは、以下の通りである。
【００２７】
BET法は，粉体粒子表面に吸着占有面積の判った分子を液体窒素の温度で吸着させ、その量から試料の比表面積を求める方法である。
本発明では、比表面積測定装置は、2300形 自動測定装置（島津製作所（株）製造元）を使用した。
【００２８】
また、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」は、活性成分としての酸化チタンの細孔容積が0.05cc/g〜0.70 cc/g、好ましくは0.10cc/g〜0.50 cc/gである。
なお、酸化チタンの顆粒体からなる触媒の細孔容積の測定方法は、自体公知の方法を利用することができるが、本発明では水銀圧入法を使用して測定する。詳しくは、以下の通りである。
【００２９】
水銀圧入法は、水銀の表面張力が大きいことを利用して粉体の細孔に水銀を浸入させるために圧力を加え、圧力と圧入された水銀量から細孔容積を求める方法である。
本発明では、Thermo Finnigan 社製のポロシメーター（水銀圧入式 最高圧力：200MPa）を使用した。
【００３０】
また、本発明の「酸化チタンの顆粒体からなる触媒」の強度は、図１３及び図１４に示したような分布を示す。すなわち、50KN又は70KNの強度分布では、1.4ｍｍ以上が20％〜30％であり、1.0〜1.4ｍｍは10.0％〜15.0％であり、0.6〜1.0ｍｍは15％〜20％であり、0.3〜0.6ｍｍは18％〜25％であり、0.125〜0.3ｍｍは10％〜18％である。
なお、強度の測定方法は、以下の通りである。
（１）圧縮試験用金型（堺化学工業株式会社製、参照図１１、１２）に、酸化チタンの顆粒体350gを投入する。なお、投入前によく攪拌する。
（２）圧縮試験用金型を300KN圧縮試験機（(株)マルイ製）の中央にセットする。
（３）徐々に荷重をかけ、指定圧力（50KN、70KN）到達した時に圧力を解放する。
（４）圧縮試験用金型を試験機から取り出す。
（５）圧縮試験用金型の顆粒体を袋に移し、均一に混合する。
（６）均一に混合された顆粒体25gを精秤し、篩にかける。
（７）メッシュに残っている顆粒体の重量を測定し、分布を算出する。
【００３１】
また、本発明は、酸化チタンの顆粒体の量に対して廃プラスチック及び／又は有機物量が少ないと、廃プラスチック、有機物がすぐに分解されてしまい、分解反応熱を利用して酸化チタンの分解好適温度を維持する熱量が不足し、外部からの加熱が必要となり分解エネルギー効率が悪い。しかし、酸化チタンの顆粒体の量に対して廃プラスチック及び／又は有機物量が多くなると、酸化チタン顆粒体の接触分解能力を超えた処理物は未分解のガスになったり、さらには、酸化チタン表面を有機物が覆い活性を無くしてしまい、分解できなくなる。
そこで酸化チタン顆粒体と処理する廃プラスチック及び／又は有機物の量を好適にすることにより、分解反応熱を利用し酸化チタンの分解好適温度を維持し、外部からのエネルギーを最小にすることができ、かつ分解好適温度を超えた反応熱は反応槽を冷却制御することにより、熱を回収して再利用できる。例えば、蒸気、お湯での熱回収が可能である。よって、回収した熱は、工場施設の給湯関係又は融雪等に利用することができる。しかし、これらの利用に限られるものではない。
【００３２】
また、本発明の酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの廃プラスチック処理量は、3.0〜40.0kg、好ましくは6.0kg〜35.0kgである。
上記最適な処理量は、以下実施例４の結果より得られたものである。
【００３３】
本発明に係る分解装置及び分解システムについて図面を参照しながら説明する。以下に述べる駆動源、ブロアー、又はスクリュフィーダの他、自明の技術については、その図示又は説明は省略する場合がある。また、当該分解装置の形状、各要素の配置、及び尺度については、説明の便宜を優先して図示しており、実際のものではない。
【００３４】
図１５、１６に示すように、本発明の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例９）は、触媒２を内部に循環する反応槽３と、反応槽３に投入される廃プラスチック・有機物４を触媒２と共に循環する循環手段５と、触媒２及び廃プラスチック・有機物４を攪拌する攪拌手段６と、投入口７、を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、分解反応に必要な熱を供給する加熱手段９、送風チャンバ１０、触媒循環をスムーズに行うための仕切り壁１１、触媒の流れを変えるためのパドル１２、排気口３９も好適には備える。さらには、大きな塊の金属・無機物を反応槽から直接回収する手段である金属・無機物取り出し口１８を備える。
【００３５】
循環手段５は、図１６（１）に示すように、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、反応槽に回転軸を挿入して成る２つのスクリュフィーダであり、さらに該２つのスクリュフィーダは反応槽内に実質的に水平姿勢に設置されていることが好ましい。なお、図１６（１）中の矢印は、時計回りの触媒循環方向を示しているが、当然に前記２つのスクリュフィーダの回転方向を変えることにより、反時計回りの触媒循環方向とすることもできる。また、回転軸１４は、モータ等の駆動源Ｍにより回転される。
また、図１６（１）中では、触媒の流れを変えるための２つのパドル１２を反応槽の対角線上に設置したが、触媒の流れを変えることができる手段であれば特にパドルに限定されない。
さらに、図１６（２）のように、４つのスクリュフィーダが反応槽内に実質的に水平姿勢に設置されていれば、触媒の循環が行うことができる。
加えて、図１６（３）のように、反応槽の形状を楕円形状にすれば、２つのスクリュフィーダのみで触媒循環を達成することもできる。
さらに加えて、図１６（５）のように、３つのスクリュフィーダが反応槽内に実質的に水平姿勢に設置されていれば、触媒の循環が行うことができ、さらに、粉砕していない廃プラスチック・有機物（固形廃プラスチック・有機物）を固形廃プラスチック・有機物投入口２４から投入して、反応槽３内の固形廃プラスチック・有機物分解部２５で分解することができる。
なお、循環手段５をスクリュフィーダとした場合には、螺旋羽根２１（参照図２１）が循環工程と同時に触媒２と廃プラスチック・有機物４の攪拌も行うので、攪拌手段６ともなる。すなわち、スクリュフィーダは循環手段５と攪拌手段６の両方を提供する。さらに、螺旋羽根２１には、好適には補助羽根を設置されている。
【００３６】
また、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５を上記分解手段に備えることができる。該分離・回収手段１５は、図１６（１）に示すように、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、反応槽３の循環工程中のいずれの位置にでも嵌めても良い。しかし、好適には循環工程の終了付近に嵌める。そして、金網に止められた金属・無機物を回収できるポケット１７を該金網１６と接続する。ここで、該金網１６はポケット１７よりも高い位置に設定すること（金網からポケットに傾斜をつけること）により金網に止められた金属・無機物はポケット１７に自重で滑り落ちていく、又は該金網１６をモータ等により振動させることにより金網に止められた金属・無機物をポケット１７に落とすことでも、金属・無機物を回収することができる。さらに、ポケット１７は２段シャッターになっており、分解反応中に随時金属・無機物を回収することができる。しかし、金属・無機物がある程度溜まったところで、ポケット１７から金属・無機物を回収すれば良い。
よって、本発明では、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５が金属・無機物を該ポケット１７から分離・回収するとき、循環手段５及び／又は攪拌手段６を停止させる必要がないので、廃プラスチック・有機物の処理量を高く維持させることができる。しかも、分離・回収手段が金属・無機物を選別するとき、反応槽３を開放する必要がないので、当該分解装置及び分解システムの熱効率を高く保つことができる。しかし、当然に反応槽３を一端開放した後に、金属及び／又は無機物分離・回収を行うこともできる。
加えて、廃プラスチック・有機物４に高価な金属が混在している場合において、該金属を効率的に回収する方法として、金属・無機物取り出し口１８を使用する。例えば、予め高価な金属が混在している廃プラスチック・有機物４を触媒循環の邪魔にならない形状（例：立方体、多面体）の金網（触媒２は通過可能な程度の金網）に入れた状態で投入口７から投入する、該球体形状の金網は反応槽を循環する工程で該金網中の廃プラスチック・有機物は気化されるが、気化されない金属は金網中に残存する。そして、該形状の金網は、金属・無機物取り出し口１８から直接回収する。これにより、該球体形状の金網中に残存する金属を高効率的に回収することができる。
さらに、上記の場合と異なり、回収する金属の径が触媒２の径より小さい場合は、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５として、実施例９では図１６（４）の凹部１３の一番低い位置、以下実施例１０、１１では帰還経路２０の一番低い位置、に金網を設置するのが好ましい。金網の下に金属収集容器を載置すれば、自動的に廃プラスチック・有機物４から分離された金属を収集することができる。
以上により、本発明の分解装置は、優れた金属及び／又は無機物分離・回収方法も提供する。
【００３７】
本発明の上記実施例の一態様では、図１６（４）に示すように、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を分解手段１の上面から見て右手前側に備える（なお、図１６（４）では金網１６を図示していない）。そして、該金網１６の周辺付近は凹部１３となっている。該凹部１３は投入口７と連結している。また、該凹部１３には、投入口７から投入される廃プラスチック・有機物４を凹部１３から分解手段１の上面から見て左手前側に循環させるための循環手段５（Ｄ）を備える。なお、パドル１２は、分解手段１の上面から見て左手前側、右奥側に設置している。当然に、各配置は図１６（４）の記載に限定されない。
上記実施態様では、該金網１６の網目口径に応じて篩い操作が行われ、該金網１６の上部に残置された金属・無機物はポケット１７に回収され、一方、触媒２は篩い操作で凹部下部に篩い落とされ、循環手段５（Ｄ）により、新たに投入された廃プラスチック・有機物４と共に反応槽３内を循環する。
【００３８】
本発明における循環手段５（Ｄ）の原動力は、スクリュフィーダ、コンベヤ特にパケットコンベヤ、パドル、ピストン等を用いることができるが、特に限定されない。
ここで、投入口７と金属及び／又は無機物分離・回収手段１５の位置は、お互いに周辺にあっても良いし、所望により対極に設置してもよい。好適な態様の一つでは、お互いに周辺に設置する。これは、投入された直後の廃プラスチック・有機物を分解するには、分解途中の廃プラスチック・有機物が混入していない触媒２が好ましいからである。本発明の廃プラスチック・有機物の分解装置では、循環した後の触媒２（分解途中の廃プラスチック・有機物が混入していない触媒）を新たに投入された廃プラスチック・有機物と反応させることができる装置である。これにより、従来の分解装置とは異なり、高効率で廃プラスチック・有機物を分解することができる。
【００３９】
また、本発明の分解手段１では、好適には廃プラスチック・有機物４を反応槽３の上部より触媒２の表面に投入するのではなく、図１５に示すように投入口７より、循環している触媒２の内部に投入することが好ましい。本発明者らは、廃プラスチック・有機物４を触媒２の内部に直接投入することにより、高効率分解効果を有することを発見している。しかし、本発明の分解手段１では、廃プラスチック・有機物４を反応槽３の上部である投入口８より、触媒２の表面に投入しても分解することができる。
さらに、本発明の分解手段１では、上記いずれの投入方法を実施可能にするために２以上の投入口を有しても良い。加えて、投入口７、８は廃プラスチック・有機物４の投入だけに利用されるのではなく、触媒２の投入口としても利用することもできる。
なお、以下の実施例１０、１１においても投入口７、８は上記と同様である。
【００４０】
図１７に示すように、本発明の別の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例１０）は、触媒２を内部に蓄積する反応槽３と、反応槽３内に投入される廃プラスチック・有機物４を触媒２と共に循環する循環手段５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）と、触媒２及び廃プラスチック・有機物４を攪拌する攪拌手段６と、投入口７、帰還経路２０を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、送風チャンバ１０、分解反応に必要な熱を供給するための加熱手段９、排気口３９も好適には備える。
【００４１】
反応槽３の内部は、図１７に示すように、第１段槽３１と、第１段槽３１よりも高く配置された第２段槽３２とに区分されている。第１段槽３１は、その長手方向の一方（図１７の左側）を上流端３３とし、他方（図１７の右側）を送出端３４とした第１の通気性底材３５を、反応槽３の内部に固定したものである。第２段槽３２は、その長手方向の一方を下流端３６とし、他方を送入端３７とした第２の通気性底材３８を、反応槽３の内部に固定したものである。
【００４２】
循環手段５（Ａ）は、図１７に示すように、螺旋羽根２１を有する回転軸１４を、第１段槽３１の内側にその長手方向に沿う水平姿勢で挿入したスクリュフィーダである。循環手段５（Ｂ）は、螺旋羽根２１を有する回転軸１４の下端部を、第１段槽３１の送出端３４に近接し、且つ回転軸１４の上端部を第２段槽３２の送入端３７に近接する起立姿勢としたスクリュフィーダである。循環手段５（Ｃ）は、第２段槽３２の内側に設けられている点を除いて、上記の循環手段５（Ａ）と同様である。搬送手段５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれの回転軸１４は、モータ等の駆動源Ｍにより回転される。
【００４３】
図１８に示すように、第１，第２の通気性底材３５，３８は、それぞれ上向きに開いた円弧状の断面形状を有する金属メッシュである。金属メッシュは、触媒２を受止めることができ、且つ気体の通過を許容する材料である。しかし、通気性底材は金属メッシュに限られない。第１，第２の通気性底材３５，３８の間は、仕切壁３０で遮られているが、これらの上方は互いに開放して反応槽３の内部で通じている。更に、第１，第２の通気性底材３５，３８のそれぞれの下方には、送風チャンバ１０が区画されている。
【００４４】
加えて、図１７に示すように、第１段槽よりも第２段槽を高く配置したことで、触媒を第２段槽の下流端から第１段槽の上流端まで戻すのに、例えばコンベヤ又はスクリュフィーダ等を用いて強制的に行わなくて良い。なお、帰還経路２０は、第１段槽３１の上流端３３と第２段槽３２の下流端３６とを接続するシュートである。
【００４５】
さらに、図１８は、螺旋羽根２１の図示を省略し、循環手段５のそれぞれの回転軸１４に攪拌手段として設けられた翼列２２を表している。翼列２２は３枚の羽根８１を１２０度のピッチで回転軸１４に固定したものである。このように循環手段５が廃プラスチック・有機物４を触媒２と共に循環する（循環手段）のと同時に、触媒２と廃プラスチック・有機物４とを良好に攪拌する（攪拌手段）ことができる。これにより、触媒２が粉状であるか、又は粒状であるかを問わず、触媒２及び廃プラスチック・有機物４が螺旋羽根２１の間隙で塊となるのを阻止することができる。さらに、好適には螺旋羽根２１に補助羽根が設置されている。
【００４６】
また、実施例９の廃プラスチック・有機物処理手段と同様に、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５としての触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、帰還経路２０に嵌めても良い。これにより、実施例９と同様に金属及び／又は無機物を分離・回収することができる。
【００４７】
また、図１９に示すようにさらなる別の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例１１）は、長手方向の一方を上流端３３とし他方を下流端３６とした長尺な反応槽３の内部に、循環手段５、及び図に表れていない攪拌手段６、投入口８、帰還経路２０を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、分解反応に必要な熱を供給する加熱手段９、送風チャンバ１０、排気口３９も好適には備える。
そして、上流端３３と下流端３６との間に触媒２を循環する。反応槽３の投入口８から上流端３３付近に投入される廃プラスチック・有機物４を、触媒２と共に循環手段５によって反応槽３の上流端３３から下流端３６へ向けて循環すれば、この工程で廃プラスチック・有機物４を気化させることができる。同図には反応槽３が水平姿勢で表れているが、上流端３３よりも下流端３６が高くなるように、反応槽３を傾斜させても良い。この場合、循環手段５により下流端３６まで搬送された触媒２を、その自重で帰還経路２０を滑落させて、上流端３３まで戻すことができる。
【００４８】
また、触媒２は、循環手段５によって上流端３３から下流端３６へ向けて循環されるので、下流端３６に達した触媒は、帰還経路２０に案内されて上流端３３に戻る。これにより、触媒を反応槽の内部で循環できるので、新たに反応槽に投入される廃プラスチック・有機物を、同じ触媒の作用に基づき更に気化させることができる。
なお、図１９では、下流端３６に達した触媒は、スクリュフィーダにより上流端３３に戻るが、ハドル、パケットコンベヤ、ピストン等も利用することができる。
【００４９】
また、図２０に示すようにさらなる別の廃プラスチック・有機物処理手段１（実施例１２）は、図上面を上流端３３とし図下面を下流端３６とする反応槽３、廃プラスチック及び／又は有機物を配置可能なカゴ４０、該カゴを反応槽３の内部に投入するための投入口４１、帰還経路２０を少なくとも備える。さらに、担体ガス（空気）供給手段としての送風ブロアー１９、分解反応に必要な熱を供給する加熱手段９、落下する触媒量を制御する網４２、排気口３９も好適には備える。
ここで、上流端３３、下流端３６の周辺には、触媒を均一にするための攪拌装置を備えても良い。さらに、図２０では、担体ガスは直接反応槽内部に供給されるが、上記実施例９〜１１のように送風チャンバを介して反応槽内部に供給しても良い。加えて、排気口３９は、触媒を反応槽に投入するための投入口の役割もかねる。しかし、別途、触媒投入口を設けても良い。
廃プラスチック・有機物を含むカゴ４０を、投入口４１を介して反応槽３内に配置する。次に、触媒が前記反応槽３の上流端から下流端へ落下する工程において、前記廃プラスチック及び／又は有機物は前記触媒と接触し、気化される。
【００５０】
また、触媒２は、上流端３３から下流端３６へ落下（循環）されるので、下流端３６に達した触媒は、帰還経路２０に案内されて上流端３３に戻る。これにより、触媒２を反応槽３の内部で循環できる。なお、下流端３６に達した触媒２は、帰還経路２０に案内されて上流端３３に戻る原動力は、駆動源により回転する回転軸に螺旋羽根を設け、前記帰還経路に前記回転軸を挿入して成るスクリュフィーダである。しかし、特には限定されず、他の原動力としては、パケットコンベアー等が挙げられる。
ここで、廃プラスチック及び／又は有機物を配置可能なカゴ４０とは、好適には金網であり、流下してくる触媒２は通過可能であるが、投入した廃プラスチック・有機物は通過不可能であり、さらには廃プラスックに混在し、またはその少なくとも一部に蒸着しあるいは貼着等された金属・無機物は通過不能とする網である。さらに、触媒２と廃プラスチック・有機物を効率良く接触させるために、カゴ４０は反応槽３内で回転及び／又は振動させても良い。
しかしながら、微小な廃プラスチック・有機物がカゴ４０を通過して、下流端３６へ落下しても、下流端３６に達した触媒２の作用が廃プラスチック・有機物を気化させる。
ここで、落下する触媒量を制御する網４２は、好適には金網であり、触媒２を上流端から下流端へ均一に流下させる。好適には、網４２は２枚以上の金網で構成されており、複数の金網をスライドさせることで、触媒流下量を制御することができる。
【００５１】
図２０に示すような実施例１２の廃プラスチック・有機物処理手段１は、上記実施例９〜１１の廃プラスチック・有機物処理手段１とは異なり、廃プラスチック・有機物と触媒との攪拌手段を要しない。これにより、反応槽３の大きさは、従来の分解装置の反応槽と比較して、小さくすることが可能である。さらに、廃プラスチック・有機物を破砕することなく、投入口４１を介して反応槽３のカゴ４０内に配置できる。これにより、廃プラスチック・有機物を破砕するための破砕装置を必要としない。
加えて、図２０に記載の廃プラスチック・有機物処理手段１を、実施例９（参照：図１６（１）〜（５））のように水平方向にすることもできる。この場合には、触媒２を循環させるために、循環手段であるスクリュフィーダを利用する。さらに、廃プラスチック・有機物４を含むカゴ４０を回転させながら、触媒２を反応槽３を循環させても良い。これにより、廃プラスチック・有機物４と触媒２の接触効率を高めることができるので、効率的な廃プラスチック・有機物４の分解を行なうこともできる。
【００５２】
上記いずれの実施例の廃プラスチック・有機物処理手段であってもスクリュフィーダには次の利点がある。循環手段５と攪拌手段６を同時に行うことができる。また、触媒２が粉状であるか、又は粒状であるかを問わず、スクリュフィーダは触媒２を滞留させることなく確実に循環させることができる。また、反応槽３に蓄積される触媒２の容積を増大すると、これを回転させるのに過大なトルクを要するのに対して、スクリュフィーダは、従来例の攪拌羽根と比較して、回転軸１４を回転させるトルクの増大量を少なくすることができる。従って、循環手段５及び／又は攪拌手段６としてスクリュフィーダを適用することは、廃プラスチック・有機物処理手段１の反応槽３の容量を増加させるのに有利である。
その他の実施態様として、自体公知のロータリンキルン、反応槽内に複数のハドルを設置することにより、触媒循環型廃プラスチック・有機物の分解装置も本発明に含まれる。
【００５３】
上記いずれかの実施例の加熱手段９は、送風ブロアー１９等の担体ガス供給手段により供給された空気等を加熱するものである。すなわち、加熱手段９は送風ブロアー等で供給された空気が送風チャンバ１０に送りこまれる工程において、該空気を加熱することにより、分解反応に必要な触媒活性温度まで触媒を熱する働きを行う。なお、熱源は電気が好ましいが、しかし特には限定されない。図１７を使用して説明すると、この熱風は、送風チャンバ１０へ送り込まれ、第１の通気性底材３５から反応槽３の内部へと上昇する。しかし、加熱手段は、分解反応の最初に触媒２を触媒活性温度までに上げるのに必要であるが、分解反応が進むと廃プラスチック・有機物の分解熱により触媒活性温度が維持されるので、その後、加熱手段は特に必要がない。しかし、発熱量の少ない廃プラスチック・有機物４を分解する場合には、送風ブロアー１９から供給される空気を必要に応じて加熱手段９により加熱することにより反応槽３に熱を供給する。
【００５４】
また、上記いずれの送風チャンバ１０は、いわゆる担体ガス供給槽と反応初期に必要な熱を供給する槽の２つの役割を有する。また、送風チャンバ１０の存在により、第１の通気性底材３５に複数の穴を有することにより、送風ブロアー１９等から供給された担体がスを触媒内部の全体に均一に担体ガスを供給分散することができる。
【００５５】
本発明の廃プラスチック・有機物処理手段１では、断続的に区切られていない螺旋羽根が好ましく、さらに好ましくは螺旋羽根の間に小さな補助羽根を設けても良い。最も好ましくは螺旋羽根に小さな補助羽根８５を設置する。補助羽根８５の存在により、触媒２と廃プラスチック・有機物４の接触効率をさらに向上させることができる。
この他、実施例のいずれかの攪拌手段は、断続的に区切られた螺旋羽根であっても良い。即ち、図２１（ａ）に示すように、螺旋羽根の適所に複数の切欠部８２を形成すれば、粉粒状触媒２及び廃プラスチック・有機物４が循環される途中で、その一部が切欠部８２を通り抜ける。これにより、粉粒状触媒２及び廃プラスチック・有機物４の攪拌が起こるので、循環手段５と攪拌手段６、の役割も果たすことになる。或いは、同図（ｂ）に示すように、攪拌手段６は、回転軸１４を中心に回転しながら粉粒状触媒２及び廃プラスチック・有機物４に推進力を与える複数の軸流羽根８３であっても良い。この場合、螺旋羽根を省略しても良い。また、回転軸１４の適所に突片８４を設けても良い。
【００５６】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物の分解装置では、上記廃プラスチック・有機物処理手段に加え酸化触媒処理手段を含み、さらに好ましくは石灰中和処理手段を含む。
【００５７】
また、本発明の分解装置では、以下のいずれか１以上の手段を有することができる（参照図２２）。
【００５８】
（１）アルミナ触媒処理手段
本発明の廃プラスチック分解方法又は分解装置には、酸化触媒処理工程前に「アルミナ触媒処理手段」を導入することが好ましい。アルミナ触媒処理手段とは、酸化触媒にSi, Mg, Cr, Pb, Fe 等、又はダスト（塵）等が付着するのを防止することである。なお、アルミナ触媒は、酸化触媒槽の前段に設置するのが好ましい。別途アルミナ触媒槽を設けても良い。なお、アルミナ触媒の加熱温度は、好適は３５０度以上で行うのが良い。
【００５９】
（２）破砕手段
本発明の破砕手段は、廃プラスチック・有機物処理手段の反応槽に廃プラスチック・有機物を好適な大きさ（片）に破砕するための手段（装置）である。よって、廃プラスチック・有機物を破砕できるような手段であれば特に限定されない。しかし、好適は、段ボール箱をそのまま破砕できる容量、特に医療分野の感染性処理物の処理を行う場合には２段シャッター付き、殺菌灯付きが好ましい。
【００６０】
（３）担体ガス供給手段
反応槽に供給する担体ガスとしては、酸素が好ましいが、通常、空気が用いられる。また、必要に応じて不活性ガスを利用しても良い。なお、担体ガスの供給方法は、送風ブロアー１９等を使用し、好ましくは酸化チタンの顆粒体の内部全体に均一に分散供給する。供給量は分解有機物の酸化分解に必要な酸素量を含む常温空気で、理論酸素必要量の1.3倍〜4.0倍が好ましい。さらに、分解効率の点から、1.6倍〜3.0倍が良い。なお、ブロアー等を用いることができるが、特に限定されない。
例えば、反応槽３の底部に複数の穴を設け、そこから酸素等を供給する方法などである。なお、本発明の廃プラスチック・有機物処理手段では、反応槽の底部より複数の穴より担体ガス好ましくは空気を循環している触媒の内部に直接供給することにより、従来の反応槽の上部より担体がスを供給する方法よりも、格段に分解効率が向上する。
【００６１】
集塵手段
本発明の集塵手段は、廃プラスチック・有機物処理手段の反応槽から排出される飛散した金属・無機物及び／又は触媒を回収する。また、回収した触媒を再利用することもできる。また、好適には、図２２にも示したように、集塵手段は、石灰中和手段を挟んで２つあるのが好ましい。さらに、第１集塵手段はサイクロン集塵手段（装置）、第２集塵手段はバグフィルター付き集塵手段（装置）が好ましい。
（４）サイクロン集塵手段（第１集塵手段）
第１集塵手段で回収した触媒は、サイクロンで集め、反応槽に連結している循環経路より反応槽にもどすことにより、触媒の循環に利用することができる。なお、発明者らは、実験結果により、第１集塵手段で約９５％〜約９９％の触媒が回収できることを確認している。
（５）バグフィルター付き集塵手段（第２集塵手段）
第２集塵手段で回収した触媒は、微粉末であれば、微粉末触媒を固めることにより、望みの粒径にした後に、反応槽にもどすこともできる。
【００６２】
（６）熱交換手段
二酸化炭素と微量の水分を含んだ熱風から熱交換を通して熱を回収する手段である。また、得られた熱源は、加熱手段に利用することができるが、特に限定されない。例えば、供給する空気を加熱する、プレヒーターに利用したり、工場施設の給湯関係又は融雪等に利用することができる。
【００６３】
（７）プレヒーター手段
酸化触媒処理の前にはヒーター手段によりプレヒートー（前保温）を行うことが好ましい。濃度の低いガスが流れてきたり、分解槽での発熱が低い場合に酸化触媒を確実に反応させるのに好適である。
【００６４】
（８）排気ブロアー手段
廃プラスチック・有機物が分解されて生成した安全な炭酸ガス、微量の水分を含む空気を本発明の廃プラスック・有機物の分解装置外に排出する手段である。
【００６５】
（９）冷却手段
反応槽内が触媒の最適活性温度領域を超えた場合に、反応槽の触媒を冷却する手段である。冷却する方法は、好適には冷却水を反応槽の外周又は内周に流すことにより、反応槽からの熱を回収する（好適は潜熱を利用する、又は冷却水を温める）方法であるが、特に限定されず、羽根等に冷却水を流すこともできる。
【００６６】
（１０）熱回収手段
上記冷却水から得た熱を保存又は利用する手段である。回収した熱は、工場施設の給湯関係又は融雪等に利用することができる。しかし、これらの利用に限られるものではない。
【００６７】
（１１）HCl連続測定手段
HCIが石灰中和処理手段で吸収除去されているかを確認するための手段である。すなわち、一定以上のHCI濃度を本発明の廃プラスック・有機物の分解装置外に排出するのを防ぐ手段である。
【００６８】
（１２）CO連続測定手段
COが酸化触媒処理手段で二酸化炭素に変換されているかを確認するための手段である。すなわち、一定以上のCO濃度を本発明の廃プラスック・有機物の分解装置外に排出するのを防ぐ手段である。
【００６９】
（１３）警報手段
本発明の分解装置は、法規制基準内で安全な運転を行っているが、安全域をわずかに超えた場合でも運転が止まる。すなわち、上記HCl連続測定手段及び／又はCO連続測定手段における測定中にわずかに基準値以上のCO、HCI濃度が検出された場合に異常を知らせる手段である。好適には、異常を検出した場合には、安全手段（装置）を介して外部に有害ガスを排出させない。
【００７０】
本発明の廃プラスチック・有機物の分解システム
本発明の廃プラスチック・有機物の分解システムは、上記いずかに記載の分解装置を使用して、さらに好適な触媒の使用及び／又は好適な分解条件を使用して廃プラスチック・有機物の分解を行うことを意味する。
また、本発明の廃プラスック・有機物の分解システムでは、図２３に記載のバッチ式の反応槽を持つ従来の有機物処理手段を含む分解装置を使用して、さらに好適な触媒の使用及び好適な分解条件を使用して廃プラスチック・有機物の分解を行うこともできる（図６参照）。
【００７１】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムには、例えば、処理する廃プラスチックがポリ塩化ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）等、様々な医療廃棄物プラスチックの場合には、処理工程中に塩化水素、硫黄化合物、フッ化水素、シアンガス、窒素含有化合物が生成する。塩化水素等をそのまま大気放出させることができない。よって「石灰中和処理工程」又は「石灰中和処理手段」を導入する。
石灰中和処理工程とは、分解処理工程中に発生する塩化水素、硫黄化合物、フッ化水素、シアンガス、窒素含有化合物等を大気中に放出させないために吸着除去することを意味する。石灰中和処理手段では、これらを大気中に放出させないために吸着除去する手段（装置）を意味する。
詳しくは、生石灰、消石灰又はその混合物を主成分とする石灰材であって、それを多孔質で、サイズが2ｍｍ以上に成形した塩化水素吸収材ペレットを除去容器に充填し、その除去容器に前記分解された廃プラスチック由来の塩化水素等含有気体を通過させ、塩化水素等を反応吸収させることである。
【００７２】
本発明でいう石灰材は、生石灰でも、消石灰でも、その混合物でもいい。この石灰材を多孔質のペレット状にし、2ｍｍ以上の大きさにしたものを用いるのがよい。この成形方法は自由であるが、水で練って乾燥させるだけでもよく、焼成してもよい。例えば、石灰材の粉末を水と混合し、成形できる硬さにし、押出機から押出し、それをカットしてペレット状にする等である。
ペレットの形状は自由である。球状、円盤状、円柱状その他どのような形状でもよい。サイズは、2ｍｍ以上である。これ以下になると、粉体に近くなり、処理風量の圧力損失による装置の問題、飛散、同伴の問題やフィルターの問題が生じる。大きいものは原則として使用できるが、大きくなればなるほど効率は悪くなる。現実的には、10ｍｍ以下が好適である。発明者の実験では、3ｍｍ〜7ｍｍ程度が好適であった。
【００７３】
また、本発明の廃プラスチックの分解方法の「石灰中和処理工程」に用いる石灰材は、好適には消石灰より生石灰が良い。これらの知見は、本発明の発明者らの各石灰材（ポーラス生石灰、消石灰）を用いた塩素固定率の測定結果によるものである（参照：図２）。
【００７４】
さらに、石灰材中の水分量（ppm）はなるべく低下させたほうが良い。好ましくは、20%以下、より好ましくは10％以下である。これらの知見は、本発明の発明者らの各水分量の石灰材（消石灰、生石灰）の測定結果によるものである（参照：図３）。
【００７５】
さらに、石灰中和処理工程の加熱温度は、好ましくは150度〜500度、より好ましくは200度〜400度、最も好ましくは250度〜350度である。これらの知見は、理論塩素固定濃度の計算によるものである（参照：図４）。従来、塩化水素等を吸着処理するには、常温でかつ消石灰を使用していた。焼却炉などでは、燃焼後の排ガスの温度を冷却して下げてから塩化水素等を吸着処理していた。また消石灰の粉末を使用するため、扱いにくく装置は大面積の切り替え式バグフィルターなど大掛かりなものであった。しかしながら、本発明の石灰材は分解反応後の排ガス温度をそのままで吸着除去処理できるものとした。
【００７６】
石灰中和処理工程は、好適には石灰中和処理装置（手段）を使用する。石灰中和処理装置では、充填槽を利用する。充填槽上部からペレットが下部に向かい落下し、処理の必要なガスは下部から上部へ、石灰ペレットと接触しながら通過するものである。上部にはペレットのストック部、下部には使用済みのペレットの排出部が設けられている。もちろん反応容器の層とはシャッター、ロータリーバルブなどで遮断されている。処理濃度、処理速度により排出量を制御して使用する。装置には潮解現象の防止のためヒーターが設けられている。本分解方法では、高温で処理するため潮解現象は起こさないが、加熱しない状態時のために好適にはヒーター工程を設ける。
【００７７】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物分解方法には、「酸化触媒処理工程」、本発明の廃プラスチック・有機物分解システムには、「酸化触媒処理手段」を導入しても良い。
酸化触媒処理工程とは、上記の加熱された酸化チタンの顆粒体触媒によって分解された廃プラスチックや有機物でも、すべてが完全に分解されるとは限らない。未反応物や中間生成物がそのまま反応容器を出ていく可能性がある。このため、本発明では、その後の工程として酸化触媒処理によってさらに酸化又は分解することが好ましい。なお、酸化触媒処理工程は、好ましくは石灰中和処理工程の後に行う。
【００７８】
酸化触媒とは、一般的に無触媒時より低い温度で且つ短時間で酸化、分解反応を起こすものである。このような酸化触媒は従来から種々のものが知られ、市販もされている。一般的に反応温度は、200〜500度で使用されるが、本発明では、300度以上が良いが、好ましくは350度以上である。それは雑多な廃プラスチック、有機物などを分解した場合、単一の未分解ガスが発生するとは限らないため、混合した未分解ガスを完全分解するためには350度以上が好ましい。本発明では効率、装置面の有効性からハニカムタイプが好ましい。
なお、白金触媒は、一酸化炭素を二酸化炭素にする反応、低級炭化水素、VOC（揮発性有機化合物）、分解には好適である。また、パラジウム触媒は、メタンガス分解には好適である。本発明ではパラジウムと白金触媒を用いるのが好ましい。処理順序は、好ましくはパラジウム触媒、白金触媒の順である。
この触媒処理の前にはプレヒーター処理（前保温）を行うことが好ましい。濃度の低いガスが流れてきたり、分解槽での発熱が低い場合酸化触媒を確実に処理するためである。
【００７９】
この酸化触媒は、一酸化炭素や炭化水素のような未燃物の酸化に対して大きな効果を有するもので、酸素と所定の温度があれば直ちに、且つほとんどが酸化分解される。一酸化炭素ならば二酸化炭素に、炭化水素ならば二酸化炭素と水になる。
【００８０】
さらに、本発明の廃プラスチック分解方法には、酸化触媒処理工程前に「アルミナ触媒処理工程」を導入することが好ましい。アルミナ触媒処理工程とは、酸化触媒にSi, Mg, Cr, Pb, Fe 等、又はダスト（塵）等が付着するのを防止することである。なお、アルミナ触媒は、酸化触媒槽の前段に設置するのが好ましい。別途アルミナ触媒槽を設けても良い（参照：図５）。なお、アルミナ触媒の加熱温度は、好適は３５０度以上で行うのが良い。
【００８１】
このように本発明は酸化チタンによる酸化・分解と、石灰中和処理による塩化水素、フッ化水素、硫黄化合物、窒素含有化合物等の除去、アルミナ触媒処理によるダスト等の除去、及び/又は酸化触媒によるさらなる酸化・分解とを組み合わせることができる。
【００８２】
なお、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムの流れを図６に示した。図６に記載してある通りに、本発明の分解方法では、上記記載の工程に加えて、空気供給工程、冷却水を用いた冷却工程、サイクロン分離機を用いた飛散酸化チタン回収再使用工程、熱交換器を用いた熱交換工程、微粉末を取り除く集塵工程、排気ブロアーによる排気工程、塩化水素検知器を用いた排出ガス安全制御工程、CO検出器を用いた排出ガス安全制御工程を導入することができる。
当然に、上記各工程を削除又は修正をすることができる。
【００８３】
さらに、本発明の廃プラスチック・有機物の分解方法又は分解システムには、「金属及び／又は無機物分離・回収工程」を導入しても良い。上記加熱された触媒によって酸化又は分解された廃プラスチック・分解物には、ステンレスや、鉄、アルミニウムや銅などの金属、無機物が混在していたり、表面に金属が蒸着、貼着等している場合がある。このような金属は、廃プラスチック・有機物とは異なり分解されず、触媒に混入して反応容器に蓄積する。よって、金属及び／又は分離・回収工程では、上記金属を触媒から分離し回収するものである。廃棄物に限らずプラスチック、または有機物に金属、無機物が一体になっている物は多い。本発明はそうしたプラスチック、または有機物と金属、無機物が一体になっている物からプラスチック、または有機物だけを分解し、金属、無機物を取出すことが出来る。
【００８４】
上記金属及び／又は無機物分離・回収方法としては、例えば、分解反応容器中に顆粒酸化チタン触媒の最大径が通過することができる程度の網目を有する篩を設ける。そして、金網に止められた金属、無機物のみを取出せば、金属、無機物を反応容器に極力残留させることがない。また、金属、無機物と触媒の比重差により両者を分離してもよい。触媒よりも比重の小さなアルミニウム薄膜のような金属は、酸化チタン触媒が攪拌される工程中に触媒の中からアルミニウムの薄膜等が浮上するので、これを選択的に回収できる。または、回収する金属が磁性体である場合は、金属と触媒を磁気又は磁界を利用して分離してもよい。金属と無機の分離については上記の方法に限っているものではない。
【００８５】
酸化チタンの顆粒体からなる触媒と廃プラスチックの攪拌は、反応容器の容積量、攪拌羽根の形状及び攪拌方法により差は有るが、回転数は5rpm〜70rpm、好ましくは10rpm〜40rpmである。なお、反応容器がバッチ方式又は循環方式でも同様な回転数が好ましい。
これは、回転数が速すぎると、酸化チタンの磨耗が大きい、しかし回転数を遅くすると、酸化チタンと廃プラスチック及び／又は有機物の接触効率が落ちることを考慮した値である。
言い換えると、100kgのチタン重量に対して、インバーターを30Hz〜70Hzに調整しながら0.75kw〜1.5kwの負荷を加えるのが好ましい。
【００８６】
反応容器（反応槽）に供給する担体ガスとしては、酸素が好ましいが、通常、空気が用いられる。また、必要に応じて不活性ガスを利用しても良い。なお、担体ガスの供給方法は、好ましくは酸化チタンの顆粒体の内部全体に均一に分散供給する。供給量は分解有機物の酸化分解に必要な酸素量を含む常温空気で、理論酸素必要量の1.3倍〜4.0倍が好ましい。さらに、分解効率の点から、1.6倍〜3.0倍が良い。例えば、反応容器の底部に無数の小さな穴を設け、そこから酸素等を供給する方法などである。
【００８７】
本発明の分解方法、分解装置又は分解システムに適用することができる廃プラスチック、有機物は、特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の、汎用の熱可塑性プラスチックのほか、熱硬化性プラスチックも本発明の方法によって分解し、ガス化することができる。また、廃プラスチック、有機物は、破砕して、数ｍｍ３角程度の大きさにしたものが分解効率から好ましいが、破砕することなく分解処理もすることができる。
なお、本発明の廃プラスチック、有機物分解方法で分解できる対象は、プラスチック例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、テフロン（登録商標）、また、オムツ、人工透析装置、抗がん剤、遺伝子研究関係処理物、情報端末物、機密情報物（例えば、CD-R等）、自動車・家電廃プラ、有価物金属回収、有機物と金属無機物の分離等が挙げられるが、有機物を含め、特に限定はされない。さらに、医療廃棄物の場合では、用途に応じてステンレス、アルミニウムなどの金属が混在していたり、表面に金属が蒸着、貼着等されていたりする。また、廃プラスチックとは、使用済みプラスチックのみを対象とするのではなく、未使用であるが不要なプラスチック、有機物も対象とする。
【００８８】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００８９】
加熱温度の検討
酸化チタンの顆粒体からなる触媒と廃プラスチックの最適加熱温度を検討した。各条件は以下の通りである。
１．実験装置（反応容器）： 攪拌型分解実験機（2200mL）
２．導入エアー流量：50L/min
３．反応容器内温度：300度、320度、350度、380度、400度、420度、450度、480度、500度、530度、550度、560度、570度、580度、600度
４．使用した触媒：酸化チタン触媒（堺化学工業（株）SSP-G Lot.051108） 700g
５．廃プラスチック：ポリエチレンペレット 1g/1回投入
なお、ガス濃度（NOx、CO、CO２、O２、CH４）の測定は、ガス濃度連続測定器PG-250（製造元：堀場製作所）を用いた。
【００９０】
上記各温度で廃プラスックを分解処理した。実験結果は図７である。
加熱温度300度では、廃プラスチックを分解することができなかった。これは、加熱温度が300度以下であれば、酸化チタンの活性が無く分解性能が機能しないためであり、単に300度の温度により廃プラスチックが溶解し、大半は酸化チタン表面に付着・蓄積した。なお、300度の加熱を続けると、廃プラスック由来の有機物が酸化チタンの表面を覆い、酸化チタンの触媒機能活性が失われた。
加熱温度350度ではほんの少しは反応しているが結果は300度と同じであった。
加熱温度600度では、廃プラスチックを反応容器に投入した同時に燃焼した。すなわち、加熱温度600度以上では、廃プラスチックが投入された瞬間に発火した。これは、酸化チタンによる触媒作用による廃プラスチックの分解ではない、また燃焼による大量の未分解ガスが発生した。
加熱温度570度と580度では、廃プラスックが投入されて5秒〜15秒で発火し燃えた。
加熱温度350度では1回の分解に35分から45分を要した。
加熱温度380度では1回の分解に15分から25分を要した。
加熱温度400度では1回の分解に6分から8分を要した。
加熱温度420度では1回の分解に3分から5分を要した。
加熱温度450度では1回の分解に1分30秒から2分を要した。
加熱温度480度では1回の分解に30秒から40秒を要した。
加熱温度500度では1回の分解に30秒を要した。
加熱温度530度では1回の分解に25秒を要した。
加熱温度550度では1回の分解に20秒を要した。
加熱温度560度では1回の分解に20秒を要した。
加熱温度350度〜420度では分解がゆっくりと進行し効率的な分解ではなく、実用性はみられなかった。450度から560度では良好な廃プラスチックの分解が見られたが、さらに最も効率的な廃プラスックの分解が見られた加熱温度は、分解効率、反応安定性、反応温度の振れ範囲による安全性等から480度であった。
以上により、最適な加熱温度は、従来知られている加熱温度よりかなり狭い範囲でしか高効率の分解反応が得られないことを発見した。実用性もその範囲に順ずる結果であった。酸素供給量を変更して実験を行ったが、分解速度の変化が変わるが、最適な加熱温度は変化しなかった。
【実施例２】
【００９１】
本発明の分解方法の工程に発生するダイオキシンの検出
本発明の分解方法の工程に発生するダイオキン量を検出した。使用したプラスチックは、焼却により多量のダイオキシン、塩化水素を発生する20％ポリ塩化ビニルを含む廃プラスチックを使用した。
測定条件は、以下の通りである。
１．分解装置：100ｋｇ酸化チタン攪拌分解装置
２．使用した触媒：酸化チタン触媒100ｋｇ（堺化学工業（株）SSP-G Lot.050323）
３．使用したプラスチックの種類及び投入量：ポリ塩化ビニル及びポリエチレンの混合物（20対80：重量％）、117g/min
４．酸化チタン顆粒体の加熱温度：480度
５．導入エアー流量：3.9m3/min
６．石灰中和処理工程
７．酸化触媒処理工程
なお、ガス濃度の測定は、特定検査機関を用いた。
【００９２】
本発明の分解方法の工程に発生するダイオキン量を検出した結果を図８に示す。排ガス（酸化触媒処理後）、分解槽内の酸化チタンの顆粒体（分解槽内触媒）、石灰中和処理工程後の石灰材（中和装置内中和剤）のいずれにおいてもダイオキシン類及びコプラナーPCB濃度の実測値が低く、さらに毒性当量については非常に微量であった。以上により、本発明の分解方法の工程に発生するダイオキシン量は法規制以下であることがわかった。
通常、20％含有塩化ビニルを燃焼するとダイオキシン、塩化水素の発生量が多く、処理が困難であった。また、通常の焼却炉は、立ち上げ時、投入物の状態によりダイオキシン発生が起こり、焼却灰が残りその中にダイオキシンが多く含まれる。また高温処理は、大量の熱が必要であること、焼却炉の劣化が激しくメンテナンスが大変であった。しかし、本発明では、従来の焼却炉と比較して低温で処理することができ、メンテナンスが焼却炉と比較して簡易であり、さらに問題となる法規制にかかるダイオキシンの発生がない。これにより、本発明の分解方法では、低温分解であるにもかかわらず、有機物の残さは残らない画期的な分解方法である。
【実施例３】
【００９３】
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積の検討
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の最適な比表面積の検討をした。
各測定条件は以下の通りである。
１．実験装置（反応容器）：攪拌型分解実験機
２．加熱方法：導入空気加熱方式
３．導入エアー流量：50L/min
４．反応容器内温度：480度
５．攪拌速度：35rpm
６．使用した触媒：酸化チタン触媒（堺化学工業（株）SSP-G Lot.051108） 700g
７．廃プラスチック：ポリエチレン 1g/min投入
８．酸化チタンの顆粒体からなる触媒の比表面積：30m2/g、40m2/g、70m2/g
【００９４】
（１）比表面積30m2/g、細孔容積0.20cc/gの酸化チタンの顆粒体
廃プラスチックであるポリエチレンを反応容器の酸化チタンの顆粒体に投入した。投入直後では、廃プラスチックは塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は次第に元の色に変化し、約40秒〜約60秒で元の色に戻った。なお、廃プラスチック投入直後の塊が崩れ分散する時に僅かではあるが煙が確認できた。なお、分解時間が長く効率が悪かった。
（２）比表面積40m2/g、細孔容積0.23cc/gの酸化チタンの顆粒体
廃プラスチックであるポリエチレンを反応容器の酸化チタンの顆粒体に投入した。投入直後では、廃プラスチックは塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は次第に元の色に変化し、約30秒〜約40秒で元の色に戻った。なお、分解効率は良かった。
（３）比表面積70m2/g、細孔容積0.26cc/gの酸化チタンの顆粒体
廃プラスチックであるポリエチレンを反応容器の酸化チタンの顆粒体に投入した。投入直後では、廃プラスチックは塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は次第に元の色に変化し、約30秒〜約45秒で元の色に戻った。なお、廃プラスチック投入直後の塊が崩れ分散するのが遅かった。また、酸化チタンそのものが崩れ粉状化し飛散したことによりハンドリングが悪かった。
以上の結果により、比表面積が30m2/g 以上であれば、十分に廃プラスチックの分解をすることができた。しかし、比表面積が35m2/g 以上であれば、さらに高効率で廃プラスチックを分解することができた。しかし、比表面積を大きくし過ぎると、耐熱性が弱く、顆粒体が崩れ粉状化してしまう。
よって、33m2/g以上〜65 m2/g以下、より好ましくは35m2/g以上〜50 m2/g以下の比表面積を持つ酸化チタンの顆粒体が、高い効率で廃プラスチックを分解することがわかった。
【実施例４】
【００９５】
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の処理量の検討
酸化チタンの顆粒体からなる触媒の最適な処理量の検討をした。
ポリスチレンペレットの処理量を漸次増加し最大処理可能量を算出した。チタン触媒量350gで1g/min、2g/min×5回、2g/min×5回連続feed、3g/min連続feed、4g/min連続feed、5g/min連続feedにて処理した。
4g/min連続feedでは激しく発火し燃焼した。3g/minでも触媒の黒化が激しく増大したので、2g/min連続feedが最大処理可能量であると判断した。
【００９６】
以上の実験から、触媒使用量に対する廃プラスチックの最大処理可能量の重量比は、100対34.2である。
以上の結果により、最大処理可能量は、本発明の酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの最適な廃プラスチック処理量は、3.0〜40.0kg、好ましくは6.0kg〜35.0kgであることがわかった。
【実施例５】
【００９７】
ポリエチレン、ポリスチレンの分解
上記各廃プラスチックを４８０度に加熱した顆粒酸化チタン（堺化学工業（株）SSP-G Lot.051108）を用いて分解した。詳細は、以下の通りである。
分解装置として、円筒状の容器、熱風加熱制御方式の装置を使用した。該容器中に酸化チタン700gを投入した。次に、粒状に粉砕したポリエチレンを0.6g/30秒毎に投入し、攪拌装置により35rpmで攪拌した。また、流量100L/minの排気ガスをすべて回収した。経時的に排気ガスに含まれる物質を測定した。
なお、ガス濃度の測定は、ガス濃度連続測定器PG-250（製造元：堀場製作所）を用いた。
【００９８】
ポリエチレンを投入した３０秒後に排気ガス中に炭酸ガス及びCOの排出を確認できた。その後、正常の濃度に戻った。また、それに合わせて、ポリエチレンは投入後、塊のまま黒化し、その後塊が崩れ粉状化した。粉状化した廃プラスチックは触媒全体に広がり、触媒全体が黒化した。黒化した触媒は、次第に元の色にもどった。なお、廃プラスチックはその後煙を出すこともなく３０秒後に分解した。なお、コントロールとして不活性化された同じ粒度の酸化チタン顆粒を用いた場合には、一般的に燃やした場合と同じく黒煙を上げて燃えた。本結果により、酸化チタンによる分解は、燃焼ではない触媒分解であることが確認できた。また、ポリスチレンでも上記と同様な結果であった。
以上により、実施例１の結果と同様に、本発明の廃プラスチックの分解方法では、酸化チタンの顆粒体からなる触媒と廃プラスチックの加熱温度を約480度にすることにより、ポリエチレン、ポリスチレンを高効率で分解することができた。
【実施例６】
【００９９】
ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）の分解
ポリ塩基ビニルは分子に塩素原子を有し、ポリウレタンは分子に窒素原子を有し、テフロン（登録商標）は分子にフッ素原子を有する。本発明の分解方法は、このような分解工程で有害なガスを発生するプラスチックの分解、さらには該ガスを吸着除去できるかを検討した。
すなわち、酸化チタン処理工程の後に、石灰中和処理工程、さらに白金による酸化触媒処理工程を行った。そして、各工程後のガスを回収して、ガス中に含まれる成分を測定した。また、ポリエチレン、ポリスチレンでも同様な測定を行った。
測定条件は、以下の通りである。
１．分解装置：100ｋｇ酸化チタン攪拌分解装置
２．使用した触媒：酸化チタン触媒100ｋｇ（堺化学工業（株）SSP-G Lot.060829）
３．使用したプラスチックの種類及び投入量：ポリ塩化ビニル（70g/min）、ポリウレタン（120g/min）、テフロン（登録商標）（30g/min）、ポリエチレン（100g/min）、ポリスチレン（100g/min）
４．加熱温度 ４８０度（ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル）又は４９０度（ポリウレタン、テフロン（登録商標））
５．石灰中和処理工程
６．パラジウム、白金酸化触媒処理工程
なお、ガス濃度の測定は、特定検査機関を用いた。
【０１００】
各廃プラスチックの分解による発生したガスを測定した結果を図９に示す。
ポリ塩化ビニルの分解では、石灰中和処理工程の後では、環境中に問題がない程度までHCl及び塩素が除去されていた。ポリウレタンの分解では、NO、NO２及びHCNが十分に除去されていた。テフロン（登録商標）の分解では、石灰中和処理工程の後では、環境中に問題がない程度までフッ化水素が除去されていた。
なお、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）及び低級炭化水素は、いずれの廃プラスチックでも十分に除去されていた。
以上の結果により、従来の焼却炉では有害ガス、特にフッ化水素を発生するテフロン（登録商標）等を分解することは困難であったが、本発明の分解方法では、テフロン（登録商標）等を低温で高効率分解することができ、さらに有害ガスを装置外から放出することもなく安全に処理が出来ることを確認した。
【実施例７】
【０１０１】
医療廃棄物の分解の検討
上記実施例では、廃プラスチックの分解を十分に行えることを確認したが、さらに医療廃棄物（遠沈管、ブルーチップ、ブタ血液、輸液セット、ネオチューブ、シリンジ、セルスクレーバー、シュアヒューザー、シュアーフロー、ダイアライザー、ラックスゴム、チップ、キムタオル）を分解することができるかを確認した。
測定条件は、以下の通りである。
１．分解装置：循環式実証実験機（容量：385L）
２．使用した触媒：酸化チタン触媒200kg (往路100kg、復路100ｋｇ、堺化学工業（株）SSP-G Lot.060116）
３．加熱温度：480度
４．攪拌回転数：往路（分解部）10rpm、復路35rpm
５．酸化触媒温度：400度
６．エアー流量：2.75m3/min
【０１０２】
（１）処理した医療廃棄物（計3.45kg）：プラスチックシャーレ（大）36枚2ｋｇ、シャーレ（小）10枚0.25kg、遠沈管（50ml）30本0.4kg、ブルーチップ0.2kg、医療廃棄物用ダンボール箱0.6kgを破砕した。
投入量84g/min又は120g/minのいずれにおいても30分間以内で分解することができた。
（２）処理した医療廃棄物（計7.007 kg）：プラスチックシャーレ（大）72枚4ｋｇ、シャーレ（小）20枚0.5kg、遠沈管（50ml）60本0.8kg、ブルーチップ0.4kg、医療廃棄物用ダンボール箱0.6kgを粉砕した後、ブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）707gを混合した。
投入量120g/minにおいて安定的に分解することができた。
（３）処理した医療廃棄物（計7.185 kg）：輸液セット50本入り２箱2.6kg、ネオチューブ（真空採血管）100本入り２箱1.63kg、シリンジ（20ml）２箱1.97ｋｇ、セルスクレーバー１袋385g、医療廃棄物用ダンボール箱0.6kgを粉砕した。
投入量156g/min、40分間で7280gを分解することができた。
（４）処理した医療廃棄物(計6.703kg)：上記（３）と同様の医療廃棄物5.93kgにブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）773gを混合した。
投入量120g/minにおいて安定的に分解することができた。
（５）処理した医療廃棄物（計3.055ｋｇ）：シュアヒューザー５個入り１箱765g、シリンジ20本340g、シュアーフロー２個620g、ダイアライザー（アルミラミネートを除く）６本670g、ダンボール箱660gを粉砕した。
投入量63g/min又は84g/minで分解することができた。
（６）処理した医療廃棄物（計3.82kg）：上記（５）の医療廃棄物3.1kgにブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）720gを混合した。
投入量85g/min、45分間で全量を分解することができた。
（７）処理した産業廃棄物（計4.755ｋｇ）：ラテックスゴム手袋３箱2.2kg、チップ400g、キムタオル２袋945ｇ、シリンジ560g、ダンボール箱650gを粉砕した。
投入量480g/min、10分間ですべて分解することができた。
（８）処理した医療廃棄物（計5.37kg）：上記（７）の産業廃棄物4.7kgにブタ血液（洗浄水、吸水性ポリマーを含む）670gを混合した。
投入量77g/min、２０分間で1540gを分解することができた。また、投入量96g/min、４０分間で3840gを分解することができた。
【０１０３】
上記（１）〜（８）の結果により、医療廃棄物を分解することができた。特に、本発明の分解方法では、血液等の生体に由来する物の分解において、NOxなどの窒素化合物も安全に処理ができ、かつ硫黄化合物例えば、硫化水素、亜硫酸ガスについても石灰中和処理工程によって安全に処理できることが確認できた。
【実施例８】
【０１０４】
酸化チタン顆粒体に付着する菌の確認
菌等を培養したシャーレを分解処理した後において、分解処理後の酸化チタン顆粒体に菌が付着しているかを確認した。詳しくは、撹拌型実験機及び実証機において、大腸菌やその他の有機物を処理した後の酸化チタン顆粒体を回収し、それらに含まれる細菌を検査した。実験方法は以下の通りである。
（１）撹拌型実験装置では使用済みの酸化チタン約260ｇに蒸留水200mlを加え洗浄した。この洗浄液の一部をSCD培地および各種培地に塗末し、24時間及び48時間、35℃で培養した。培養後形成されたコロニーを観察、計測した。
（２）実証機ではチタン交換時に、酸化チタン約50ｇを採取し、リン酸塩緩衝液を35ml加え、十分に撹拌後洗浄液として回収した。この洗浄液の一部をSCD培地及び各種ぺたんチェック培地に塗末し、24時間及び48時間、35℃で培養した。培養後形成されたコロニーを観察、計測した。
【０１０５】
上記（１）及び（２）の結果を図１０に示す。いずれの場合においても、廃プラスチック分解処理後の酸化チタン顆粒体から得られた洗浄液からは大腸菌等が検出されなかった。
以上のことから、本発明の分解処理工程によって、大腸菌を死滅させることができた。
【０１０６】
以下の実施例では、病院等で廃棄される使用済みの注射器、包装袋、又は薬瓶のような医療廃棄物を、本発明の分解装置の廃プラスチック・有機物処理手段によって処理する工程を説明する。既に述べた要素には、引続き同じ呼称、又は同じ符号を用いるものとする。
【実施例９】
【０１０７】
先ず、送風ブロアー１９等である担体ガス供給手段によって反応槽３に空気を供給する、次に加熱手段９を起動させることにより、担体ガス供給手段によって供給されている空気を加熱して、該加熱された空気（熱風）を触媒２を含めた反応槽３の内部に供給することにより、触媒２の温度を420度〜560度になるようにする。
【０１０８】
次に、図２２に示す破砕装置を使用して医療廃棄物を数ｍｍ３程度の大きさであり触媒よりも大きいものに破砕する。破砕された医療廃棄物は、反応槽３の投入口７から凹部１３（図１６−４を参照）に投入される。投入された医療廃棄物は、触媒２と共に循環手段５（Ｄ）、さらに循環手段５により反応槽内を循環する。この循環の工程で、触媒２と医療廃棄物とは、攪拌手段６であるスクリュフィーダによって攪拌され続けるので、触媒２と医療廃棄物との接触が繰り返され、触媒２の作用に基づき、医療廃棄物に含まれる廃プラスチック・有機物４の分解が促進される。これにより、反応槽３に投入された総ての医療廃棄物に含まれる廃プラスチック・有機物４は、触媒の循環工程中に気化する。廃プラスチック・有機物４が気化する過程で、その分解が起こると、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１０９】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【０１１０】
また、上記の循環工程で、医療廃棄物の大部分を占める廃プラスチック・有機物４は気化するが、医療廃棄物に混入した金属は、循環の後に至っても触媒２の中に残る。このような金属を、触媒２と共に更に循環される工程で選別できるようにしても良い。例えば、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、金属及び／又は無機物分離・回収手段として反応槽に嵌めこむ（図１６（４）参照）。そして、金網に止められた金属・無機物を回収できるポケット１７を設置し、ポケットから金属・無機物を回収することができる。
【０１１１】
従って、本発明の廃プラスチック・有機物処理手段によれば、医療廃棄物に含まれる金属、無機物を反応槽３に残留させることがなく、金属の酸化を抑え、そのリサイクルを実現することができる。しかも、金属及び／又は無機物分離・回収手段が金属を選別するとき、循環手段５及び／又は攪拌手段６を停止させる必要がないので、医療廃棄物の処理量を高く維持させることができる。また、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５が金属を選別するとき、反応槽３の扉を開放する必要がないので、廃プラスチック・有機物処理手段の熱効率を高く保つことができる。
【実施例１０】
【０１１２】
先ず、図１７に示す反応槽３の投入口７を開放し、第１段槽３１の上流端３３の付近に触媒２を流下する。同時に、循環手段５を起動すれば、触媒２は、最初に循環手段５（Ａ）により第１段槽３１の送出端３４へ向けて搬送され、循環手段５（Ｂ）の回転軸１４の下端部に至る。続いて、触媒２は、循環手段５（Ｂ）により第２段槽３２の送入端３７まで押上げられ、最後に、循環手段５（Ｃ）により第２段槽３２の下流端３６まで搬送される。この時点で、第１段槽３１の上流端３３から第２段槽３２の下流端３６までの循環経路に触媒２が存在し、循環している。
【０１１３】
上記のように触媒２を流下させながら、循環手段５を起動させ続ければ、触媒２は、その自重で帰還経路２０を滑落して第１段槽３１の上流端３３に戻る。上記の循環経路に蓄積した触媒２の体積、又は質量が所望の量に達するのを見計らって、触媒２の流下を終了する。投入口７を閉鎖した後、加熱手段９を利用して、反応槽３内部の触媒２の温度が420度〜560度の範囲になるように加熱する。なお、触媒は反応槽に常に存在させておいても劣化することはないので、次以降の分解操作においては、反応槽３内の触媒２を加熱させる操作から行えば良い。
【０１１４】
次に、図２２に示す破砕装置を使用して医療廃棄物を数ｍｍ３程度の大きさであり触媒よりも大きいものに破砕する。破砕された医療廃棄物は、投入口７から、第１段槽３１の上流端３３の付近に投入される。更に、医療廃棄物は、触媒２と共に循環手段５により上記の循環経路に沿って循環される。この循環工程で、触媒２と医療廃棄物とは、攪拌手段６であるスクリュフィーダによって攪拌され続けるので、触媒２と医療廃棄物との接触が繰り返され、触媒２の作用に基づき、医療廃棄物に含まれる有機物の分解が促進される。これにより、反応槽３に投入された総ての医療廃棄物に含まれる有機物４は、第１段槽３１の上流端３３から第２段槽３２の下流端３６を循環する間に気化する。有機物が気化する過程で、その分解が起こると、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１１５】
一方、触媒２は、第２段槽３２の下流端３６に達したところで、帰還経路２０を滑落して反応槽３の上流端３３に戻るので、触媒２は反応槽３の内部で循環する。従って、新たに破砕手段で破砕された医療廃棄物が反応槽３に投入されると、同じ触媒２を利用して、この新たな医療廃棄物に含まれる有機物を繰り返し気化させることができる。また、第１段槽３１よりも第２段槽３２の位置が高いので、触媒２を、第２段槽３２の下流端３６から第１段槽３１の上流端３３まで戻すのに、例えばコンベヤ又はスクリュフィーダ等を用いて強制的に行わなくて良い。
【０１１６】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【０１１７】
また、上記の循環工程で、医療廃棄物の大部分を占める有機物は気化するが、医療廃棄物に混入した金属は、第２段槽３２の下流端３６に至っても触媒２の中に残る。このような金属を、触媒２と共に更に循環される工程で選別できるようにしても良い。例えば、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６を、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５として帰還経路２０の途中に嵌めても良い。この場合、金網に止められた金属が上記の高温ガスに直に触れないように、帰還経路２０を反応槽３の外側に配置しても良い。そして、金網に止められた金属を、帰還経路２０を開放して取り出せば、この金属が新たに反応槽３に投入される医療廃棄物に混じる前に、触媒２の中から取り除くことができる。
【０１１８】
尚、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できる。例えば、循環手段５（Ｂ）を必要としない場合もある。例えば、第１の通気性底材３５を、その上流端３３より送出端３４が高くなるような傾斜姿勢として、搬送手段５により第１の通気性底材３５の送出端３４まで搬送された触媒２を、第２の通気性底材３８の送入端３７に直に落下させても良い。
【実施例１１】
【０１１９】
先ず、図１９に示す投入口８を開放し、上流端３３の付近に触媒２を流下する。同時に、循環手段５を起動すれば、触媒２は、最初に循環手段５により上流端３３から下流端３６へ向けて搬送される。この時点で、上流端３３から下流端３６までの循環経路に触媒２が存在し、循環している。
【０１２０】
上記の循環経路に蓄積した触媒２の体積、又は質量が所望の量に達するのを見計らって、触媒２の流下を終了する。投入口を閉鎖した後、送風ブロアー１９で供給している空気を加熱手段９により熱し、熱せられた空気を反応槽３に送り込むことにより、反応槽３内部の触媒２の温度が420度〜560度の範囲になるように加熱する。なお、触媒は反応槽に常に存在させておいても劣化することはないので、次以降の分解操作においては、反応槽３内の触媒２を加熱させる操作から行えば良い。
【０１２１】
次に、図２２に示す破砕装置を使用して医療廃棄物を数ｍｍ３程度の大きさであり触媒よりも大きいものに破砕する。破砕された医療廃棄物は、投入口８から、上流端３３の付近に投入される。更に、医療廃棄物は、触媒２と共に循環手段５により上記の循環経路に沿って循環される。この循環工程で、触媒２と医療廃棄物とは、攪拌手段６であるスクリュフィーダによって攪拌され続けるので、触媒２と医療廃棄物との接触が繰り返され、触媒２の作用に基づき、医療廃棄物に含まれる有機物の分解が促進される。これにより、反応槽３に投入された総ての医療廃棄物に含まれる有機物４は、上流端３３から下流端３６を循環する間に気化する。有機物が気化する過程で、その分解が起こると、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１２２】
一方、触媒２は、下流端３６に達したところで、帰還経路２０を滑落して反応槽３の上流端３３に戻るので、触媒２は反応槽３の内部を常に循環する。従って、新たに破砕装置で破砕された医療廃棄物が反応槽３に投入されると、同じ触媒２を利用して、この新たな医療廃棄物に含まれる有機物を繰り返し気化させることができる。
【０１２３】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【０１２４】
好適には帰還経路２０は、金属及び／又は無機物分離・回収手段１５を備え、反応槽３の下流端３６と上流端３３を接続する。該分離手段１５は、以下に詳説するように、下流端３６に搬送された触媒２中から残留する金属・無機物を分離する。帰還経路２０は、該分離・回収手段１５によって金属が分離された触媒２を、上流端３３に帰還させる。
【０１２５】
該分離手段１５は、触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網１６であり、帰還経路２０の途中に嵌められている。そして、金網に止められた金属がある程度溜まったところで、帰還経路２０を開放して金属及び／又は無機物を取り出せば、廃プラスチック・有機物４に含まれる金属を反応槽３に残留させることがなく、金属の酸化を抑え、そのリサイクルを実現することができる。
【０１２６】
以上説明した廃プラスチック・有機物処理装置により、平均純度が９８．９％の金属（アルミニウム（Ａｌ））を回収することができた。表面にＡｌが蒸着されたプラスチック製のフィルムを約５ｃｍ四方に破砕して、約４８０℃に加熱した１〜３ｍｍ径の触媒（酸化チタン）２に混入・撹拌させ、１０分間で廃プラスチック・有機物処理装置を循環させた。触媒２が廃プラスチック・有機物処理手段１内を１周循環するごとに数ｃｍ四方の薄いＡｌ片を回収し、プラスチック片を分解・気化させるとともに上記高純度のアルミニウム金属を回収することができた。循環時間が短いほど高純度の金属を回収できると見込まれる。
【０１２７】
以上、本発明の廃プラスチック・有機物処理装置について実施形態、実施例を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施例では金属片が金網上に残ったが、触媒２が金網上に残るようにしてもよい。回収する金属の種類、触媒２の加熱温度、酸素濃度などの諸条件により、回収する金属片の大きさは異なり得るので、粒径の大きい方が金網上に残るように、回収条件や触媒２の径、網目の大きさ等を選択して、金属を回収できるよう予め調整する。
【０１２８】
更に、図１９には廃プラスチック・有機物処理手段１が水平姿勢で表れているが、上流端３３よりも下流端３６が高くなるように、反応槽３を傾斜させても良い。下流端３６を上流端３３よりも高くすることにより、循環手段５により下流端３６に搬送された触媒２を、その自重で帰還経路２０を滑落させて、上流端３３まで戻すことができる。この場合、帰還経路２０は、反応槽３の下流端３６と上流端３３とを接続するシュートであってよい。
【実施例１２】
【０１２９】
図２０で示すように、医療廃棄物であるシャーレをカゴ４０に入れる。そして、該シャーレを収納したカゴ４０は、投入口４１から反応槽３内部に配置される。
次に、触媒２を反応槽３の排気口３９から流下させる。これにより、触媒２は反応槽３の上流端３３から下流端３６に流下する。次に、スクリュフィーダを起動させる。これにより、下流端３６付近に蓄積した触媒２は、帰還経路２０を介して反応槽３の上流端３３に戻る。上記の循環経路に蓄積した触媒２の体積、又は質量が所望の量に達するのを見計らって、触媒２の流下を終了する。
次に、加熱手段９を利用して、反応槽３内部の触媒２の温度が420度〜560度の範囲になるように加熱する。なお、触媒は反応槽に常に存在させておいても劣化することはないので、次以降の分解操作においては、反応槽３内の触媒２を加熱させる操作から行えば良い。
【０１３０】
以上により、触媒活性温度に達した触媒２が反応槽３の上流端３３から下流端３６に流下（循環）する工程において、シャーレは触媒２と接触し、気化される。シャーレが気化する過程で、二酸化炭素と水蒸気を主成分とするガスが発生する。
【０１３１】
一方、触媒２は、反応槽３の下流端３６に達したところで、帰還経路２０を介して反応槽３の上流端３３に戻るので、触媒２は反応槽３の内部で循環する。従って、触媒活性状態が高い触媒２を次々にシャーレに投下することができる。
【０１３２】
上記のガス（気化した有機物）は、石灰中和処理手段、続いて酸化触媒処理手段へ送られる。排気ガスの有害成分を除去する工程は、本実施例では省略する。
【実施例１３】
【０１３３】
本発明の廃プラスチック・有機物の分解システム
上記実施例９に記載の分解装置を使用し、さらに反応槽３内の酸化チタンの顆粒体を４２０度〜５６０度に加熱する。なお、使用する酸化チタンの顆粒体の活性成分としての酸化チタンの特性は、（１）比表面積が35m2/g以上〜50m2/g以下、（２）顆粒体が3.5mesh（5.60mm）以下である。
なお、使用する廃プラスチック・有機物は、分解工程中に塩素、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチックである。
【０１３４】
上記分解システムでは、従来の分解方法に比べて格段に高い分解効率を示す。また、石灰中和処理手段による石灰中和処理工程及び酸化触媒処理手段による酸化触媒処理工程により、分解工程中にHCI、フッ化水素、硫黄化合物、窒素化合物等を発生するプラスチック、有機物又は血液等の生体由来物、フッ化水素を発生するフッ素化合物の処理も容易に行うことができる。さらに、廃プラスック・有機物に混在し、またはその少なくとも一面に蒸着しあるいは貼着等された金属・無機物の分離・回収を容易に行うことができる。
【０１３５】
その他、本発明のすべての実施例は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明の分解方法、分解装置及び分解システムは、医療廃棄物に限らず、あらゆるプラスチック等の廃材を処理するのに有益な技術である。
【符号の説明】
【０１３７】
１：廃プラスチック・有機物処理手段
２：触媒
３：反応槽
４：廃プラスチック・有機物
５：循環手段
６：攪拌手段
７：投入口
８：投入口
９：加熱手段
１０：送風チャンバ
１１：仕切り壁
１２：パドル
１３：凹部
１４：回転軸
１５：金属及び／又は無機物分離・回収手段
１６：触媒２の最大径が通過することができる程度の網目を有する金網
１７：金属及び／又は無機物回収ポケット
１８：金属・無機物取り出し口
１９：送風ブロアー
２０：帰還経路
２１：螺旋羽根
２２：翼列
２３：破砕手段
２４：固形廃プラスチック・有機物投入口
２５：固形廃プラスチック・有機物分解部
３０：仕切壁
３１：第１段槽
３２：第２段槽
３３：上流端
３４：送出端
３５：通気性底材
３６：下流端
３７：送入端
３８：通気性底材
３９：排気口
４０：カゴ
４１：投入口
４２：網
８１：３枚の羽根
８２：切欠部
８３：軸流羽根
８４：突片
８５：突片
１０１：破砕装置
１０２：反応槽
１０３：攪拌羽根
１０４：ブロアー
１０５：除去装置
１０６：分離装置
１０７：回収槽
２０１：試料容器
２０２：攪拌機
２０３：軸体
２０４：攪拌羽根
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒と共に廃プラスチック及び／又は有機物を加熱しながら攪拌する工程を含む、該プラスチック及び／又は有機物をガス化する廃プラスチック・有機物の分解方法において、該触媒の加熱温度が420度〜560度の範囲であり並びに該酸化チタンの顆粒体の酸化チタンが、以下の特性を有することを特徴とする廃プラスチック・有機物の分解方法。
（１）比表面積が35m2/g以上〜50 m2/g以下、
（２）顆粒体の直径が3.5mesh（5.60mm）以下。
【請求項２】
酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの廃プラスチック及び／又は有機物処理量が3.0kg〜40.0kg範囲であることを特徴とする請求項１に記載の分解方法。
【請求項３】
さらに、石灰中和処理工程を含む請求項１又は２に記載の分解方法。
【請求項４】
さらに、酸化触媒処理工程を含む請求項１〜３のいずれか１に記載の分解方法。
【請求項５】
さらに、酸化触媒処理工程前にアルミナ触媒処理工程を含む請求項４に記載の分解方法。
【請求項６】
さらに、金属及び／又は無機物分離・回収工程を含む請求項１〜５のいずれか１に記載の分解方法。
【請求項１】
活性成分が酸化チタンである酸化チタンの顆粒体からなる触媒と共に廃プラスチック及び／又は有機物を加熱しながら攪拌する工程を含む、該プラスチック及び／又は有機物をガス化する廃プラスチック・有機物の分解方法において、該触媒の加熱温度が420度〜560度の範囲であり並びに該酸化チタンの顆粒体の酸化チタンが、以下の特性を有することを特徴とする廃プラスチック・有機物の分解方法。
（１）比表面積が35m2/g以上〜50 m2/g以下、
（２）顆粒体の直径が3.5mesh（5.60mm）以下。
【請求項２】
酸化チタンの顆粒体100kgに対しての１時間当たりの廃プラスチック及び／又は有機物処理量が3.0kg〜40.0kg範囲であることを特徴とする請求項１に記載の分解方法。
【請求項３】
さらに、石灰中和処理工程を含む請求項１又は２に記載の分解方法。
【請求項４】
さらに、酸化触媒処理工程を含む請求項１〜３のいずれか１に記載の分解方法。
【請求項５】
さらに、酸化触媒処理工程前にアルミナ触媒処理工程を含む請求項４に記載の分解方法。
【請求項６】
さらに、金属及び／又は無機物分離・回収工程を含む請求項１〜５のいずれか１に記載の分解方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６−１】
【図１６−２】
【図１６−３】
【図１６−４】
【図１６−５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６−１】
【図１６−２】
【図１６−３】
【図１６−４】
【図１６−５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２７０１２３（Ｐ２００９−２７０１２３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９０６７９（Ｐ２００９−１９０６７９）
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【分割の表示】特願２００８−５１２０４５（Ｐ２００８−５１２０４５）の分割
【原出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年１０月１日 日本人工臓器学会発行の「〈日本人工臓器学会会誌〉人工臓器第３５巻２号」に発表
【出願人】（０００２０２４２０）草津電機株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【分割の表示】特願２００８−５１２０４５（Ｐ２００８−５１２０４５）の分割
【原出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年１０月１日 日本人工臓器学会発行の「〈日本人工臓器学会会誌〉人工臓器第３５巻２号」に発表
【出願人】（０００２０２４２０）草津電機株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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