(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料予熱帯域、乾留帯域、水性ガス化反応帯域、燃焼帯域、灰分貯溜帯域を上から順に備えた充填層式ガス化装置を用い、かつ原料としてタイヤチップに対し、重量基準で、コークス、石炭及びオイルコークスの中から選ばれた少なくとも１種からなる粒径５〜１００ｍｍの炭素質固形燃料１０〜１５０％を均一に混合したものを用い、この原料を原料予熱帯域に投入、充填し、この充填層を下方の処理帯域へ順次移動させる操作を連続的あるいは断続的に行うとともに、充填層の下方から空気５０〜８５容量％と水蒸気１５〜５０容量％との混合気を連続的あるいは断続的に供給し、乾留ガス及び水性ガスを主とする燃料ガスを取り出すことを特徴とするタイヤチップのガス化方法。
【請求項２】
原料予熱帯域、乾留帯域、水性ガス化反応帯域、燃焼帯域、灰分貯溜帯域を上から順に備えた充填層式ガス化装置を用い、かつ原料としてタイヤチップに対し、重量基準で、コークス、石炭及びオイルコークスの中から選ばれた少なくとも１種からなる粒径５〜１００ｍｍの炭素質固形燃料１０〜１５０％を均一に混合したものを用い、この原料を原料予熱帯域に投入、充填し、この充填層を下方の処理帯域へ順次移動させる操作を、各帯域の下部に通気可能な抜き差し自在の受支部材を上下に対に設け、少なくとも下の受支部材を差し込んで原料あるいはその所定処理物からなる充填層を受支え、所定の処理を施したのち、上の受支部材を差し込んだ状態で下の受支部材を引き抜くことにより、処理の十分施されて処理済みの充填層下部について、その受支えを外して、次の帯域へ移動させるようにして、段階的に行うとともに、充填層の下方から空気５０〜８５容量％と水蒸気１５〜５０容量％との混合気を連続的あるいは断続的に供給し、乾留ガス及び水性ガスを主とする燃料ガスを取り出すことを特徴とするタイヤチップのガス化方法。
【請求項３】
灰分貯溜帯域が、燃焼帯域の固形燃焼残さを排出する偏心型回転火格子を設けたものである請求項１又は２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、古タイヤの有効利用のためそれをガス化する方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、チャーから発生し、チャーを主成分とする微粉炭状の煤塵などの不純分を含まずクリーンで、安定した熱量が得られ、しかもチャーなどの廃棄物の発生量を抑制しうる古タイヤの新規なガス化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、古タイヤのガス化方式として、バッチ式、流動層式、連続充填式などが知られている。バッチ式は、ガス化炉に古タイヤ又は古タイヤチップを充填して着火するものであるが、発生するガスは時間とともに成分が変わり安定した熱量が得られないという欠点がある。また、流動層式は、タイヤのチャーを粉砕してガス中に拡散させるのでクリーンなガスが得られない。またそのため、チャーから発生し、チャーを主成分とする微粉炭状の煤塵の混入が許容されない場合は大量に廃棄しなくてはならないという欠点がある。また、水性反応を伴う連続充填式は、タイヤチップが加熱により軟化するため炉の閉塞が起こり、空気の流通が妨げられて安定した燃焼帯が形成されず、水性反応も不十分となるので、安定した操業が得られず、実用化されなかった。また、水性反応を伴わない連続充填式は水性反応を伴わないためにチャーがそのまま排出されその処理が困難であるという欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の古タイヤのガス化法の中で最も簡便な操業の期待できる連続充填式のもつタイヤの軟化による炉の閉塞等の欠点を克服し、チャーから発生し、チャーを主成分とする微粉炭状の煤塵などの不純分をほとんど含まずクリーンで、安定した熱量が得られ、しかもチャーなどの廃棄物の発生量を抑制し、タイヤ中のスチールによる障害を予防しうる古タイヤのガス化方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記した好ましい特性を有する古タイヤのガス化方法を開発するために種々研究を重ねた結果、原料として所定量の炭素質固形燃料を混合したタイヤチップを用い、予熱、乾留、水性ガス化及び燃焼の操作を順次行わせることにより、その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、原料予熱帯域、乾留帯域、水性ガス化反応帯域、燃焼帯域、灰分貯溜帯域を上から順に備えた充填層式ガス化装置を用い、かつ原料としてタイヤチップに対し、重量基準で、コークス、石炭及びオイルコークスの中から選ばれた少なくとも１種からなる粒径５〜１００ｍｍの炭素質固形燃料１０〜１５０％を均一に混合したものを用い、この原料を原料予熱帯域に投入、充填し、この充填層を下方の処理帯域へ順次移動させる操作を連続的あるいは断続的に行うとともに、充填層の下方から空気５０〜８５容量％と水蒸気１５〜５０容量％との混合気を連続的あるいは断続的に供給し、乾留ガス及び水性ガスを主とする燃料ガスを取り出すことを特徴とするタイヤチップのガス化方法を提供するものである。
【０００６】
本発明方法に用いる原料は、タイヤチップに対し、コークス、石炭及びオイルコークスの中から選ばれた少なくとも１種の炭素質固形燃料を、重量基準で、５〜２００重量％、好ましくは１０〜１５０重量％、より好ましくは３０〜１２０％で配合させることが必要である。この炭素質固形燃料は粒径５ｍｍ以上、好ましくは５〜１００ｍｍ、より好ましくは２０〜５０ｍｍのものである。
この炭素質固形燃料は、タイヤチップの間に介在して、タイヤチップだけだと加熱により軟化してくっつき合い空気等の通風が妨げられ、炉の閉塞、ガス発生状況の大幅な変動が起こるが、そのような不都合を回避でき、空気等の通風を良好にすることができる。また、チャー及び熱分解炭素を主成分とするタイヤの分解物及び炭素質固形燃料は後に燃焼して燃焼ガスの一部を生成する。
原料は、原料予熱帯域に送られる前に、上部外蓋と下部内蓋を備えた二重蓋構造をもつ燃料投入室に貯溜してもよい。
【０００７】
原料予熱帯域や乾留帯域には、後述する燃焼ガスや各種燃料ガスが上昇し、これらのガスの保有する熱が与えられ、加熱される。原料予熱帯域の燃料ガス中には、乾留帯域で生成される乾留ガスも含まれる。乾留帯域には、後述する水性ガスが高温のまま直接上昇接触し、この水性ガスは酸素ガスを含まないためその保有する熱で予熱された原料を乾留することができる。次いで、乾留された高温の原料は、水性ガス化反応帯域に送られ、該帯域に供給される水蒸気と空気の混合気と水性ガス化反応を起こす。この水性ガス化反応は、吸熱反応であるが、この反応に要する熱源として後述する燃焼帯域で生じる高温の燃焼ガスの保有する熱が用いられる。
【０００８】
また、このように水性ガス化反応は吸熱的であるので、該反応帯域の温度が低下し、そのため例えばスチールタイヤでは単に空気燃焼させた場合のようにスチールが完全に溶融することがなく、大きなブロックを生じることがなく、したがって、該反応帯域の充填層をスムーズに移動させることができる。
【０００９】
水性ガス化反応でガス分を発生させた後の固体残さは主として炭素分である層からなり、この層を移動、充填させた燃焼帯域においては混合気中の空気により燃焼させる。生成する燃焼熱は装置内の各帯域を上昇しながら、その保有する熱を各帯域に与える。
【００１０】
充填層下方から供給される水蒸気と空気の混合気としては、あらかじめ加熱されたものでもよく、空気と水蒸気の混合割合は、通常空気５０〜９５容量％と水蒸気５０〜５容量％、好ましくは空気７０〜８５容量％と水蒸気３０〜１５容量％の範囲で選ばれる。また、空気の使用量は、原料混合物１トン当り、１０００〜３０００Ｎｍ３、好ましくは１５００〜２６００Ｎｍ３の範囲で選ばれる。
【００１１】
燃焼帯域の固形燃焼残さは、灰分、あるいはスチールタイヤを原料タイヤに用いた場合には灰分とピアノ線などの鋼線が一部酸化溶融した２０〜１００ｍｍの塊状物であるが、このような燃焼残さは、灰分貯溜帯域に集積される。この灰分貯溜帯域における操作の好適実施態様としては、燃焼帯域の下方に設けた受容器中に排出してもよいが、特に後述する偏心型回転火格子によって排出するのがよい。灰分等の燃焼残さは、灰分掻羽根などにより掻き集められ装置底部の抜き出し口から排出される。
【００１２】
次に、本発明方法を実施するのに好適に用いられる充填層式ガス化装置を図面に従って説明する。図１は、該装置の概略図であって、符号１は原料供給用ホッパー、２は上部外蓋３と下部内蓋４を備えた二重蓋構造をもつ原料投入室、５は原料を投入するための回転シュート、６は生成した灰分を均一に下方に押し出すための偏心型回転火格子、７は偏心型回転火格子より押し出された灰分を掻き集めて灰分抜き出し口８より装置外へ排出するための灰分掻羽根、９は空気と水蒸気の混合気を装置内に供給するためのガス送入口、１０は発生ガス出口である。
【００１３】
ホッパー１より原料投入室２に投入された原料は、上部外蓋３と下部内蓋４を操作して回転シュート５に適量供給される。この二重蓋構造は原料を連続的にに供給するのに適し、またガス温度やガス濃度の大幅な変動をなくしてガス発生を安定化させるのに役立つ。また、回転シュートは原料を装置内にむらなく万べんに充填させるのに適している。充填層は偏心型回転火格子６上に載置された状態にあり、充填層の下部は多少の塊状物があっても回転火格子の偏心効果により回転中に壁面へ押し付けられて圧砕され粉砕される。原料のガス化により生成した灰分は装置下部に設けた偏心型回転火格子６により平均的に押し出され、その下方に設けた灰分掻羽根７により掻き集めて装置底部の灰分抜き出し口８により容易に連続的に装置外へ排出される。
【００１４】
また、充填層式ガス化装置の他の例として充填層の各帯域間の移動操作を段階的に行うものを以下説明する。各帯域の下部に通気可能な抜き差し自在の受支部材を上下に対に設け、少なくとも下の受支部材を差し込んで原料あるいはその所定処理物からなる充填層を受支え、所定の処理を施したのち、上の受支部材を差し込んだ状態で下の受支部材を引き抜くことにより、処理の十分施されて処理済みの充填層下部について、その受支えを外して、次の帯域へ移動させる。この受支部材としては、片側から抜き差ししうる１体のものでもよいが、有利には左右から同時に抜き差ししうる１対のものが用いられ、その通気構造については特に制限はないが、例えば格子状、多孔状、金網状、櫛歯状、フォーク状などが挙げられる。
【００１５】
また、下の受支部材は、装置の側壁に設けた支点を軸として水平に、また下方に垂直になって開閉自在となるロストル、例えば蝶形ロストルなどであってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明方法によれば、チャーから発生し、チャーを主成分とする微粉炭状の煤塵などの不純分をほとんど含まずクリーンで、安定した熱量が得られ、しかもチャーなどの廃棄物の発生量を抑制しうるという顕著な効果を奏する。
【００１７】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらによって本発明は何ら限定されるものではない。
なお、送入空気量は原料混合物１トン当りの容量値をさらに標準状態下のものに換算した値で、また送入蒸気量は原料混合物１トン当りの重量値で示す。
【００１８】
実施例１
原料予熱帯域、乾留帯域、水性ガス化反応帯域、燃焼帯域、灰分貯溜帯域を上から順に備えた充填層式ガス化装置を用い、原料として３２分割のタイヤチップ５０重量％及び粒度２０〜４０ｍｍのコークス５０重量％の混合物を１時間当り１ｔ投入し、送入空気の量と温度及び送入蒸気量を表１に示すように調整してガス化を行った。その結果を表１に示すとともに、図２に産気量すなわちガス発生量とガス発生の経過時間との関係を実線で示す。
【００１９】
比較例
粒度２〜４ｍｍの細粒コークスを用いた以外は実施例１と同様にしてガス化を行った。その結果、炉の閉塞が起こり、ガス発生量が乱高下し、安定な操業ができなかった。図２に産気量すなわちガス発生量とガス発生の経過時間との関係を破線で示す。
【００２０】
実施例２
タイヤチップ及びコークスの割合をそれぞれ７０重量％及び３０重量％に変えた以外は実施例１と同様にしてガス化を行った。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0003676390.tif 000002
【００２２】
実施例３
実施例１と同様の装置を用い、コークスの配合率を０から２４０％まで種々変え、１週間連続操業した以外は実施例１と同様にしてガス化を行った。コークス配合率が５重量％未満では炉が閉塞状態になり操業安定率が２０％以下となるし、また２００重量％を超えるとタイヤチップ量が少なく疎であるため乾留ガスがばらつき操業安定率が９０％以下となった。図３にコークス配合率と操業安定率との関係をグラフで示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を実施するのに用いられる充填層式ガス化装置の１例の概略図。
【図２】  ガス発生量とガス発生の経過時間との関係を示すグラフ。
【図３】  コークス配合率と操業安定率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１  ホッパー
２  原料投入室
３  上部外蓋
４  下部内蓋
５  回転シュート
６  偏心型回転火格子
７  灰分掻羽根
８  灰分抜き出し口
９  ガス送入口
１０  発生ガス出口
【図１】
0003676390.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003676390.tif 000005