JP5113396B2 - 熱分解処理システム - Google Patents

Description

本発明は、熱分解装置を有し、熱分解装置の熱分解炉内に投入された有機物処理材料を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解処理システムに関する。

近年、多量に排出されるプラスチックを始めとする廃棄物に対し所定の処理を施して資源として利用する各種の手法の提案がなされている。また、その一例として、バイオマス（木材、汚泥、家畜糞尿、生ゴミ等）や廃プラスチック等の有機物処理材料を熱分解処理して、熱分解ガスと熱分解残渣とを生成するとともに、熱分解ガスを凝縮することにより分解油として回収し、残渣に対しては所定の処理をすることにより炭化物として利用することが考えられている。この中でも、有機物処理材料として廃プラスチックを用いると、分解油を高効率で回収することができる。このような廃プラスチックを熱分解油化処理する廃プラスチック処理装置に関しては多くの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示す廃プラスチック処理装置においては、熱分解装置が重要な機器となる。この熱分解装置に処理材料を連続投入して残渣を連続排出できれば、連続処理式のシンプルで効率的な熱分解装置を提供することができる。但し、熱分解処理を連続処理する場合、熱分解装置から熱分解ガスが連続的に排出される為、熱分解ガス中に多少の残渣成分が混入し、この熱分解ガスを凝縮すると熱分解油中に残渣分がスラッジとして混入してしまうという問題がある。

このスラッジ成分が蓄積すると、下流に機器類に影響を及ぼす場合もあり得る。例えば、ポンプ内にスラッジ分が蓄積し磨耗の原因になり、ボイラーの燃料として利用する場合に、バーナノズル内にスラッジ分が混入しノズルが磨耗する等の問題である。
特開２０００−１６７８３３号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、連続式の熱分解装置から熱分解ガスが連続的に排出され、熱分解ガス中に多少の残渣成分が混入してしまう場合においても、下流の機器類や熱分解油の利用先においてスラッジの磨耗や蓄積等の問題が生じることがなく、かつ全体として熱効率を上げることができる熱分解システムを提供することを目的とする。

本発明は、熱分解炉を有し、この熱分解炉内に投入された有機物処理材料を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解装置と、熱分解炉内で発生した熱分解ガスを凝縮して分解油を生成する熱分解ガスエジェクタと、熱分解ガスエジェクタにて生成した分解油を貯留する分解油分離器と、分解油分離器からの分解油を冷却する分解油冷却器と、熱分解装置の熱分解炉内を熱分解温度に加熱する加熱装置とを備え、分解油分離器と分解油冷却器との間に循環ポンプを設置するとともに、分解油を分解油冷却器で冷却後、戻しラインを介して熱分解ガスエジェクタに戻して熱分解ガスエジェクタの凝縮冷却源とし、分解油分離器、循環ポンプ、分解油冷却器、戻しラインおよび熱分解ガスエジェクタにより循環ラインを形成し、分解油分離器内の分解油から分離排出されるオフガスをオフガス吸引エジェクタにより吸引し、加熱装置に送って加熱装置の加熱源とし、分解油分離器内の分解油を循環ポンプおよび分解油冷却器を介して分解油タンクへ排出し、分解油タンク内には、仕切板により区画されかつ互いに連通する複数の流路が形成され、各流路下部にスラッジを抜き出すドレン管が設けられ、分解油タンクから利用先への配管中に、スラッジ分を除去するデカンタが設置されていることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、熱分解炉を有し、この熱分解炉内に投入された有機物処理材料を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解装置と、熱分解炉内で発生した熱分解ガスを凝縮して分解油を生成する熱分解ガスエジェクタと、前記熱分解ガスエジェクタにて生成した分解油を貯留する分解油分離器と、分解油分離器からの分解油を冷却する分解油冷却器と、熱分解装置の熱分解炉内を熱分解温度に加熱する加熱装置とを備え、分解油分離器と分解油冷却器との間に循環ポンプを設置するとともに、分解油を分解油冷却器で冷却後、戻しラインを介して熱分解ガスエジェクタに戻して熱分解ガスエジェクタの凝縮冷却源とし、分解油分離器、循環ポンプ、分解油冷却器、戻しラインおよび熱分解ガスエジェクタにより循環ラインを形成し、分解油分離器内の分解油の液位を液位調整機構により一定に制御して、分解油分離器内の分解油を循環ポンプおよび分解油冷却器を介して分解油タンクへ排出し、分解油タンク内には、仕切板により区画されかつ互いに連通する複数の流路が形成され、各流路下部にスラッジを抜き出すドレン管が設けられ、分解油タンクから利用先への配管中に、スラッジ分を除去するデカンタが設置されていることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、液位調整機構は、分解油分離器に設置された液位計と、分解油冷却器と分解油タンクとの間に設けられた開閉弁とからなり、分解油分離器に設置された液位計からの信号に基づいて制御器により開閉弁を制御することを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、循環ライン及び分解油タンクに、Ａ重油（灯油、軽油等）を注入できるＡ重油（灯油、軽油等）投入部を設けたことを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、循環ラインおよび分解油タンクに加熱機構を設置し、分解油分離器内の分解油から分離排出されるオフガスを用いてボイラの加熱源とし蒸気を発生させ、この蒸気を加熱機構に送ることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明によれば、連続式の熱分解装置において、熱分解ガスを凝縮すると熱分解油中に残渣分がスラッジとして混入してしまう場合においても、下流の機器類や熱分解油の利用先においてスラッジの磨耗や蓄積等の問題が生じることはない。このためシンプルで安定的に処理でき、かつ全体として熱効率を上げることができる熱分解システムを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図３は本発明による熱分解処理システムの一実施の形態を示す図である。

図１乃至図３において、熱分解処理システム１０は、熱分解炉１１ａを有しこの熱分解炉１１ａ内に投入された廃プラスチック等の有機物処理材料（原料）４２を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解装置１１と、熱分解炉１１ａ内で発生した熱分解ガスを凝縮して分解油を生成する熱分解ガスエジェクタ１６と、熱分解ガスエジェクタ１６にて生成した分解油を貯留する分解油分離器１７とを備えている。

このうち熱分解装置１１と熱分解ガスエジェクタ１６との間には、熱分解装置１１からの熱分解ガス中のスラッジ分を除去する出口ガス掻き落とし機１５が設置されている。

また熱分解装置１１からの残渣は、残渣冷却器１２および残渣貯留容器１３を介して外方へ排出される。

また熱分解装置１１の熱分解炉１１ａには有機物処理材料が投入されるようになっている。

すなわち有機物処理材料４２は、破砕、造粒されて材料受入れ容器４４内に送られる。その後有機物処理材料４２は、廃プラ受入コンベア４５、材料計量ホッパー２９、材料投入ホッパー２８、および熱分解装置材料投入機２７を経て熱分解炉１１ａ内に投入される。

また熱分解装置１１の熱分解炉１１ａには、熱風発生炉３０で生成された熱風が熱風循環ブロア３１を介して送られ、この熱風により熱分解炉１１ａが加熱される。また熱風循環ブロア３１の下流側には燃焼ガス希釈ブロア４６から希釈空気が送られ、熱分解炉１１ａの加熱温度が調整される。

また燃焼空気ブロア３５から送られた空気が、オフガス燃焼空気ヒータ３４により加熱された後、熱風発生炉３０へ供給されるようになっている。さらに分解油分離器１７内に貯留された分解油からオフガスが排出され、このオフガスはオフガス吸引エジェクタ３３により吸引された後、熱風発生炉３０に送られる。この間、オフガス燃焼空気ブロア３５および燃焼空気ヒータ３４を介して、燃焼空気が熱風発生炉３０に送られ、熱風発生炉３０内でオフガスと燃焼空気とが燃焼して熱風を発生させる。

この場合、熱風を発生させる熱風発生炉３０と、熱風発生炉３０で発生した熱風を熱分解炉１１ａに送って熱分解炉１１ａを加熱する熱風循環ブロア３１とによって、熱分解炉１１ａ内を加熱する加熱装置３０，３１が構成される。

なお、熱分解炉１１ａ内に送られた熱風は、排ガスライン３２を介して熱風循環ブロア３１に戻された後、再び熱分解炉１１ａに送られて循環する。他方、排ガスライン３２内の熱風は、排ガスとして大気中に排出される。なお熱風発生炉３０にはＬＰＧも投入され、オフガス吸引エジェクタ３３から投入されるオフガスとともに燃焼ガスとして用いられる。また熱分解炉装置１１の熱分解炉１１ａから排出されるベントガスは、ノックアウトドラム４０を介して大気中へ排出される。

ところで分解油分離器１７の下流側には、循環ポンプ１８および分解油冷却器１９が順次接続されており、分解油分離器１７内で貯留された分解油は循環ポンプ１８を経て分解油冷却器１９内で冷却される。分解油冷却器１９内で冷却された分解油は、その後、戻しライン２５ａを経て熱分解ガスエジェクタ１６へ戻される。

そして分解油分離器１７、循環ポンプ１８、分解油冷却器１９および戻しライン２５ａによって循環ライン２５が構成される。

さらに分解油冷却器１９には、開閉弁２１を介して分解油タンク２２が接続されており、分解油タンク２２内の分解油は、配管４８に設けられたポンプ２３を介して分解油用のデカンタ２４へ送られて分解油中のスラッジ分が除去される。

そしてデカンタ２４によってスラッジ分が除去された分解油は、その後利用先へ送られる。

また、分解油分離器１７からのオフガスは、ボイラ４９へ送られ、このボイラ４９においてオフガスが燃焼して蒸気を生じさせる。ボイラ４９において生成された蒸気は、蒸気ライン２６を介して分解油分離器１７、循環ポンプ１８および分解油冷却器１９からなる循環ライン２５に送られて、これら分解油分離器１７、循環ポンプ１８および分解油冷却器１９を加熱する。またボイラ４９からの蒸気は、蒸気ライン２６を介して分解油タンク２２およびポンプ２３に送られて、これら分解油タンク２２およびポンプ２３を加熱するようになっている。

なお、ボイラ４９と、ボイラ４９で発生した蒸気を供給する蒸気ライン２６とにより、加熱機構４９，２６が構成される。

次に図２および図３により、分解油分離器１７および分解油タンク２２について詳述する。図２に示すように、分解油分離器１７には、液位計１７ａが設置され、液位計１７ａからの信号は開閉弁２１の制御器２１ａに送られ、この制御器２１ａにより開閉弁２１が開閉される。このようにして分解油分離器１７内の液位を一定に制御しながら、分解油分離器１７内の分解油の一部を循環ポンプ１８および分解油冷却器１９を経て循環ライン２５内で循環させる。他方、分解油の残部は、開閉弁２１から分解油タンク２２側へ送り出される。なお、液位計１７ａと開閉弁２１とによって、分解油タンク２２の液位調整機構１７ａ，２１が構成される。

また図３（ａ）（ｂ）に示すように、分解油タンク２２内は、仕切板２２ａにより区画されて互いに連通する複数の流路２２ｅが形成されている。ここで図３（ａ）は分解油タンク２２を示す側面図であり、図３（ｂ）は分解油タンク２２を示す平面図である。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、分解油タンク２２内に入口２２ｂから流入する分解油は、流路２２ｅ内をジグザグ状に流れて出口２２ｃから排出される。

このように流路２２ｅ内をジグザグ状に分解油が流れる間、分解油中のスラッジは流路２２ｅ底部に蓄積する。流路２２ｅ底部に蓄積するスラッジは、その後ドレン管２２ｄから外方へ排出される。

また、循環ライン２５の戻しライン２５ａおよび分解油タンク２２には、Ａ重油（灯油、軽油等）投入部５０，５１が各々設けられ、これらＡ重油投入部５０，５１からＡ重油（灯油、軽油等）が投入される。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず、廃プラスチック等の有機物処理材料（原料）が破砕、造粒されて材料受入れ容器４４内に受入れられる。その後有機物処理材料は、廃プラ受入れコンベア４５から材料計量ホッパー２９および材料投入ホッパー２８を経て、熱分解装置材料投入機２７から熱分解装置１１の熱分解炉１１ａに投入される。

他方、熱分解装置１１の熱分解炉１１ａ内には、熱風発生炉３０において生じた熱風が熱循環ブロア３１を介して送られてきており、熱分解炉１１ａ内で有機物処理材料が加熱分解される。

この場合、熱分解炉１１ａ内で有機物処理材料が加熱分解されると、熱分解ガスと残渣とが生成される。熱分解炉１１ａ内の熱分解ガスは熱分解ガスエジェクタ１６へ送られ、熱分解エジェクタ１６において熱分解ガスは、分解油冷却器１９から戻しライン２５ａを経て送られてきた分解油と直接接触して凝縮されて分解油を生成する。そして熱分解ガスエジェクタ１６内で生成された分解油は、その後分解油分離器１７および循環ポンプ１８を経て分解油冷却器１９へ送られる。

分解油冷却器１９内の分解油は、その一部が上述のように戻しライン２５ａを経て熱分解ガスエジェクタ１６へ送られて、熱分解ガスの凝縮用冷却源として供される。分解油冷却器１９内の分解油の残部は、開閉弁２１を経て分解油タンク２２へ送られる。

この間、開閉弁２１により分解油分離器１７内の液位は一定に保たれる。また、分解油分離器１７内の分解油から排出されるオフガスは、オフガス吸引エジェクタ３３により吸引されて熱風発生炉３０内へ送られ、熱風発生炉３０の燃料（加熱源）として供される。

分解油タンク２２内の分解油は、ポンプ２３を介して分解油用のデカンタ２４に送られ、このデカンタ２４内でスラッジ分が除去された後利用先へ供給される。

ところで分解油タンク２２内は、仕切板２２ａにより区画されて、互いに連通する複数の流路２２ｅが形成されている。分解油タンク２２内に入口２２ｂから流入する分解油は、分解油タンク２２の流路２２ｅ内をジグザグ状に流れた後、出口２２ｃから排出される。この間、流路２２ｅ内を分解油が流れると、分解油中のスラッジが流路２２ｅの底部に堆積し、その後流路２２ｅ内のスラッジはドレイン管２２ｄを介して外方へ排出される。

このため分解油タンク２２からポンプ２３を介してデカンタ２４へ送られる分解油からスラッジを効果的に排出することができ、更に分解油中のスラッジをデカンタ２４により排出した後、清浄な分解油を利用先へ供給することができる。

以上のように本実施の形態によれば、連続式の熱分解装置において、熱分解ガスを凝縮すると分解油中に残渣分がスラッジとして混入してしまう場合においても、下流の機器類や分解油の利用先においてスラッジによる機器の磨耗や堆積等の問題が生じることはない。このため、シンプルで安定的に処理できる熱分解システムを提供することができる。

本発明による熱分解処理システムの一実施の形態を示す概略図。 分解油分離器および液位調整機構を示す図。 分解油タンク内部を示す詳細図。

符号の説明

１０ 熱分解処理システム
１１ 熱分解装置
１１ａ 熱分解炉
１２ 残渣冷却器
１３ 残渣貯留容器
１６ 熱分解ガスエジェクタ
１７ 分解油分離器
１７ａ 液位計
１８ 循環ポンプ
１９ 分解油冷却器
２１ 開閉弁
２１ａ 制御器
２２ 分解油タンク
２２ａ 仕切板
２２ｂ 入口
２２ｃ 出口
２２ｄ ドレイン管
２２ｅ 流路
２３ ポンプ
２４ デカンタ
２５ 循環ライン
２５ａ 戻しライン
３０ 熱風発生炉
３１ 熱風循環ブロア
３２ 排ガスライン
３３ オフガス吸引エジェクタ
４８ 配管
４９ ボイラ
５０，５１ Ａ重油（灯油、軽油等）投入部

Claims (5)

1. 熱分解炉を有し、この熱分解炉内に投入された有機物処理材料を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解装置と、
   熱分解炉内で発生した熱分解ガスを凝縮して分解油を生成する熱分解ガスエジェクタと、
   熱分解ガスエジェクタにて生成した分解油を貯留する分解油分離器と、
   分解油分離器からの分解油を冷却する分解油冷却器と、
   熱分解装置の熱分解炉内を熱分解温度に加熱する加熱装置とを備え、
   分解油分離器と分解油冷却器との間に循環ポンプを設置するとともに、分解油を分解油冷却器で冷却後、戻しラインを介して熱分解ガスエジェクタに戻して熱分解ガスエジェクタの凝縮冷却源とし、
   分解油分離器、循環ポンプ、分解油冷却器、戻しラインおよび熱分解ガスエジェクタにより循環ラインを形成し、
   分解油分離器内の分解油から分離排出されるオフガスをオフガス吸引エジェクタにより吸引し、加熱装置に送って加熱装置の加熱源とし、
   分解油分離器内の分解油を循環ポンプおよび分解油冷却器を介して分解油タンクへ排出し、
   分解油タンク内には、仕切板により区画されかつ互いに連通する複数の流路が形成され、各流路下部にスラッジを抜き出すドレン管が設けられ、
   分解油タンクから利用先への配管中に、スラッジ分を除去するデカンタが設置されていることを特徴とする熱分解処理システム。
2. 熱分解炉を有し、この熱分解炉内に投入された有機物処理材料を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解装置と、
   熱分解炉内で発生した熱分解ガスを凝縮して分解油を生成する熱分解ガスエジェクタと、
   前記熱分解ガスエジェクタにて生成した分解油を貯留する分解油分離器と、
   分解油分離器からの分解油を冷却する分解油冷却器と、
   熱分解装置の熱分解炉内を熱分解温度に加熱する加熱装置とを備え、
   分解油分離器と分解油冷却器との間に循環ポンプを設置するとともに、分解油を分解油冷却器で冷却後、戻しラインを介して熱分解ガスエジェクタに戻して熱分解ガスエジェクタの凝縮冷却源とし、
   分解油分離器、循環ポンプ、分解油冷却器、戻しラインおよび熱分解ガスエジェクタにより循環ラインを形成し、
   分解油分離器内の分解油の液位を液位調整機構により一定に制御して、分解油分離器内の分解油を循環ポンプおよび分解油冷却器を介して分解油タンクへ排出し、
   分解油タンク内には、仕切板により区画されかつ互いに連通する複数の流路が形成され、各流路下部にスラッジを抜き出すドレン管が設けられ、
   分解油タンクから利用先への配管中に、スラッジ分を除去するデカンタが設置されていることを特徴とする熱分解処理システム。
3. 液位調整機構は、分解油分離器に設置された液位計と、分解油冷却器と分解油タンクとの間に設けられた開閉弁とからなり、分解油分離器に設置された液位計からの信号に基づいて制御器により開閉弁を制御することを特徴とする請求項２記載の熱分解処理システム。
4. 循環ライン及び分解油タンクに、Ａ重油を注入できるＡ重油投入部を設けたことを特徴とする請求項１及至３のいずれか記載の熱分解処理システム。
5. 循環ラインおよび分解油タンクに加熱機構を設置し、
   分解油分離器内の分解油から分離排出されるオフガスを用いてボイラの加熱源とし、蒸気を発生させ、この蒸気を加熱機構に送ることを特徴とする請求項１及至３のいずれか記載の熱分解処理システム。

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