(57)【要約】      （修正有）【課題】熱効率の向上等が可能な乾留装置、及び乾留方法を提供する。【解決手段】熱媒体を通す伝熱管１５０が設置された流動床を有し、有機物の原料を、流動化ガスにより流動化すると共に当該ガスの熱により直接加熱し、かつ、熱媒体の熱により伝熱管１５０を通して間接加熱することで、原料を乾留して乾留ガスと固体の乾留生成物を生成する乾留炉１１０と、乾留炉１１０の一方の側面に設けられ、乾留炉に原料が投入される原料投入口１６０と、乾留炉１１０の他方の側面のうち、流動床に対向する部分に設けられ、乾留された原料が排出される乾留生成物排出口１７０と、を備えることを特徴とする、乾留装置１００が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を通す伝熱管が設置された流動床を有し、有機物の原料を、流動化ガスにより流動化すると共に当該ガスの熱により直接加熱し、かつ、前記熱媒体の熱により伝熱管を通して間接加熱することで、前記原料を乾留して乾留ガスと固体の乾留生成物を生成する乾留炉と、
前記乾留炉の一方の側面に設けられ、前記乾留炉に前記原料が投入される原料投入口と、
前記乾留炉の他方の側面のうち、前記流動床に対向する部分に設けられ、乾留された前記原料が排出される乾留生成物排出口と、を備えることを特徴とする、乾留装置。
【請求項２】
前記流動床内で、前記一方の側面と前記他方の側面とを結ぶ方向への前記原料の進行を抑制するように設けられる少なくとも１つの隔壁と、
前記隔壁の下方に形成され、前記原料が通過可能な開口部と、を備えることを特徴とする、請求項１記載の乾留装置。
【請求項３】
前記流動床内で、前記一方の側面と前記他方の側面とを結ぶ方向への前記原料の進行を抑制し、かつ、前記原料の乾留によって生じた乾留ガスの前記一方の側面と前記他方の側面とを結ぶ方向への移動を遮るように設けられる少なくとも１つの隔壁と、
前記隔壁によって仕切られた前記乾留炉内の各乾留空間に設けられて、前記各乾留空間に発生した乾留ガスを排出する乾留ガス排出口と、を備える、請求項１記載の乾留装置。
【請求項４】
熱媒体を通す伝熱管が設置された流動床を有する乾留炉の一方の側面から有機物の原料を投入するステップと、
前記原料を、流動化ガスにより流動化すると共に当該ガスの熱により直接加熱し、かつ、前記熱媒体の熱により伝熱管を通して間接加熱することで、前記原料を乾留するステップと、
乾留された前記原料を、前記乾留炉の他方の側面のうち、前記流動床に対向する部分に設けられた乾留生成物排出口から排出するステップと、を含むことを特徴とする、乾留方法。
【請求項５】
前記原料を前記乾留生成物排出口に向けて進行させるステップと、
前記一方の側面と前記他方の側面とを結ぶ方向への前記原料の進行を隔壁によって抑制するステップと、
前記原料を前記隔壁の下方に形成された開口部に導入するステップと、を含むことを特徴とする、請求項４記載の乾留方法。
【請求項６】
前記原料の乾留によって生じた乾留ガスの前記一方の側面と前記他方の側面とを結ぶ方向への移動を遮るように設けられた前記隔壁によって仕切られた前記乾留炉内の各乾留空間で前記原料を乾留するステップと、
前記各乾留空間で発生した乾留ガスを、前記各乾留空間に設けられた乾留ガス排出口から排出するステップと、を含むことを特徴とする、請求項５記載の乾留方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物の乾留装置、及び乾留方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物（例えば、石炭、下水汚泥、バイオマス、及びゴミ）を乾留する技術が従来から提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、ゴミを乾留することで発生した乾留ガスを回収する乾留装置を開示する。この乾留装置は、原料となるゴミを流動化ガスによって流動床とする。さらに、この乾留装置は、流動床を貫通する伝熱管に間接加熱用ガスを流す。すなわち、この乾留装置は、流動床及び間接加熱を併用することで、ゴミを乾留する。流動床を用いた加熱は、直接加熱の一態様である。
【０００４】
また、石炭を乾留する乾留装置としては、例えばコークス炉が知られている。このコークス炉は、可燃ガスを燃焼させる燃焼室と、石炭を乾留する炭化室とを有する。燃焼室で発生した燃焼ガス（可燃ガスを燃焼させることで発生するガス）は炉壁を通じて炭化室に熱を伝え、炭化室内の石炭を乾留する。すなわち、コークス炉は、間接加熱により石炭を乾留する。コークス炉は、間接加熱により石炭を乾留するので、石炭の乾留により発生する乾留ガスを高純度で回収することができる。回収された乾留ガスは、製鉄所などで利用される。
【０００５】
石炭を乾留する他の乾留装置としては、シャフト炉も知られている。シャフト炉を用いた乾留では、まず、シャフト炉に石炭が投入される。そして、シャフト炉の下方からシャフト炉内に高温ガスが供給される。これにより、石炭が乾留される。すなわち、シャフト炉は、直接加熱により石炭を乾留する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３０３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された乾留装置は、流動床の上方からゴミを投入し、流動床で乾留して、乾留ガス及びそれに同伴される飛灰やカーボン残渣を上部から排出し、金属等の不燃物は下方から排出するので、流動床内は略均一混合層になると考えられ、温度分布が均一になりやすく、熱効率が低いという問題があった。同様の理由により、この乾留装置は、原料の粒径が大きいほど流動床内の滞在時間、すなわち乾留時間が短くなるという問題もあった。このため、粒径が大きな原料は、乾留不十分のまま（すなわち、未乾留物として）下方から排出される場合があった。
【０００８】
特許文献１に開示された乾留装置では、処理対象がゴミであり、下方からの主たる排出物は金属等の不燃物であるので、下方からの排出物に少量の未乾留物が含まれていても大きな問題はない。しかし、この乾留装置を石炭の乾留に適用した場合、乾留生成物は有用な石炭チャーとなる。このため、特許文献１に開示された乾留装置をそのまま石炭の乾留に適用すると、石炭チャーの品質が落ちる可能性があった。粒径の大きな石炭が未乾留物として石炭チャーに混入する可能性があるからである。
【０００９】
なお、特許文献１に開示された乾留装置は、乾留ガスの一部を流動化ガスに転用するので、乾留ガスを高純度で回収する事ができる。しかし、流動化ガスとして例えば燃焼ガスを使用した場合、乾留ガスの発熱量が低下するという問題が生じる。乾留ガスが燃焼ガスにより薄まるからである。
【００１０】
さらに、コークス炉によって粘結性のない原料（例えば、粘結性のない石炭または石炭以外の有機物）が乾留された場合、押し詰まりが発生する場合があった。このため、コークス炉を用いた乾留は、原料が粘結性のある石炭に限定されるという問題があった。また、間接加熱による乾留は、直接加熱による乾留よりも熱効率が悪いという問題もあった。このため、コークス炉のように間接加熱を行う乾留装置は、直接加熱を行う乾留装置よりも巨大化、複雑化し、設備費がかかるという問題があった。一方、シャフト炉を用いた乾留を行う場合には、通気性の確保のために事前に石炭を成形する必要があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、乾留生成物の品質向上、乾留ガスの発熱量低下の抑制、多様な原料の乾留、及び設備の小型化が可能であり、かつ、原料の成形が不要な乾留装置、及び乾留方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、熱媒体を通す伝熱管が設置された流動床を有し、有機物の原料を、流動化ガスにより流動化すると共に当該ガスの熱により直接加熱し、かつ、熱媒体の熱により伝熱管を通して間接加熱することで、原料を乾留して乾留ガスと固体の乾留生成物を生成する乾留炉と、乾留炉の一方の側面に設けられ、乾留炉に原料が投入される原料投入口と、乾留炉の他方の側面のうち、流動床に対向する部分に設けられ、乾留された原料が排出される乾留生成物排出口と、を備えることを特徴とする、乾留装置が提供される。
【００１３】
ここで、流動床内で、一方の側面と他方の側面とを結ぶ方向への原料の進行を抑制するように設けられる少なくとも１つの隔壁と、隔壁の下方に形成され、原料が通過可能な開口部と、を備えてもよい。
【００１４】
また、流動床内で、一方の側面と他方の側面とを結ぶ方向への原料の進行を抑制し、かつ、原料の乾留によって生じた乾留ガスの一方の側面と他方の側面とを結ぶ方向への移動を遮るように設けられる少なくとも１つの隔壁と、隔壁によって仕切られた乾留炉内の各乾留空間に設けられて、各乾留空間に発生した乾留ガスを排出する乾留ガス排出口と、を備えてもよい。
【００１５】
本発明の他の観点によれば、熱媒体を通す伝熱管が設置された流動床を有する乾留炉の一方の側面から有機物の原料を投入するステップと、原料を、流動化ガスにより流動化すると共に当該ガスの熱により直接加熱し、かつ、熱媒体の熱により伝熱管を通して間接加熱することで、原料を乾留するステップと、乾留された原料を、乾留炉の他方の側面のうち、流動床に対向する部分に設けられた乾留生成物排出口から排出するステップと、を含むことを特徴とする、乾留方法が提供される。
【００１６】
ここで、原料を乾留生成物排出口に向けて進行させるステップと、一方の側面と他方の側面とを結ぶ方向への原料の進行を隔壁によって抑制するステップと、原料を隔壁の下方に形成された開口部に導入するステップと、を含んでいてもよい。
【００１７】
また、原料の乾留によって生じた乾留ガスの一方の側面と他方の側面とを結ぶ方向への移動を遮るように設けられた隔壁によって仕切られた乾留炉内の各乾留空間で原料を乾留するステップと、各乾留空間で発生した乾留ガスを、各乾留空間に設けられた乾留ガス排出口から排出するステップと、を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、乾留装置は、流動床による直接加熱及び伝熱管による間接加熱を併用した乾留を行うので、乾留に必要な熱量の多くを間接加熱で賄うことができる。したがって、乾留装置は、流動化ガスの流量を低減することができるので、乾留ガスの発熱量の低下を低く抑えることができる。
【００１９】
さらに、乾留装置では、流動床の側面に乾留生成物排出口が設けられている。さらに、原料は、流動化ガスにより流動化されることで直接加熱され、かつ、伝熱管によって間接加熱される。このため、原料は、一方の側面と他方の側面とを結ぶ方向に温度差が生じる。したがって、乾留装置は、略均一混合状態の場合（例えば、引用文献１の場合）に比べて熱効率が高くなる。また、原料は、粒径によって炉内の平均滞留時間が異なるため、加熱される時間が異なる。具体的には、粒径の大きな原料ほど滞留時間が長くなる。一方、粒径の大きな原料ほど乾留に時間がかかる。したがって、乾留装置は、粒径の大きな原料も十分に乾留することができるので、乾留生成物の品質を向上することができる。
【００２０】
さらに、乾留装置は、流動床を用いた乾留を用いるので、原料が粘結性を有しない場合であっても乾留ができる。すなわち、乾留装置は、コークス炉では乾留困難だった石炭も乾留することができる。さらに、乾留装置は、流動床を用いた乾留を用いるので、設備が小型かつ簡単となる。さらに、乾留装置は、原料を成形する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る乾留装置の構成を示す側断面図である。
【図２】同実施形態にかかる伝熱管の配置を示す平面図である。
【図３】伝熱管の変形例を示す平面図である。
【図４】伝熱管の変形例を示す平面図である。
【図５】伝熱管の変形例を示す平面図である。
【図６】伝熱管の変形例を示す平面図である。
【図７】乾留装置を用いたプロセスフローの例を示すブロック図である。
【図８】乾留装置を用いたプロセスフローの例を示すブロック図である。
【図９】乾留装置を用いたプロセスフローの例を示すブロック図である。
【図１０】乾留装置を用いたプロセスフローの例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る乾留装置の構成を示す側断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る乾留装置の構成を示す側断面図である。
【図１３】第３の実施形態の変形例に係る乾留装置の構成を示す側断面図である。
【図１４】第３の実施形態の変形例に係る乾留装置の構成を示す側断面図である。
【図１５】第３の実施形態の変形例に係る乾留装置の構成を示す側断面図である。
【図１６】比較例の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
本発明者らは、有機物を含む多様な原料を乾留することができる乾留装置について検討し、この結果、流動床を用いる乾留装置に着目した。流動床を用いた乾留装置は、熱効率が良く、設備が小型かつ簡単であるといった長所があるからである。ただし、上述したように、流動床を用いた乾留装置は、燃焼ガスを流動化ガスとして使用した場合、燃焼ガスによって乾留ガスの発熱量が低下する問題がある。そこで、本発明者らは、乾留ガスの発熱量の低下を抑える技術について検討した。さらに、本発明者らは、乾留生成物の排出口についても検討した。乾留生成物の排出口が流動床の下方に存在する場合、特許文献１と同様の問題が生じるからである。上記の検討の結果、本発明者らは、以下の各実施形態で説明する乾留装置１００（図１等参照）を開発した。これらの乾留装置１００は、流動床及び間接加熱を併用することで、原料を乾留する。さらに、乾留装置１００では、乾留炉の両側面にそれぞれ投入口及び排出口が設けられている。
【００２４】
乾留装置１００は、流動床及び間接加熱を併用した乾留を行うので、乾留に必要な熱量の多くを間接加熱で賄うことができる。したがって、乾留装置１００は、流動化ガスの流量を低減することができるので、乾留ガスの発熱量の低下を低く抑えることができる。
【００２５】
さらに、乾留装置１００では、乾留炉の側面に排出口（乾留生成物排出口）が設けられている。さらに、原料は、流動化ガスにより流動化されることで直接加熱され、かつ、伝熱管によって間接加熱される。このため、原料は、乾留炉本体１２０の長さ方向（後端面１２０ａと先端面１２０ｂとを結ぶ方向）に温度差が生じる。具体的には、乾留炉内の原料の温度は、乾留炉内に投入された直後に最低となり、原料の移動に伴って上昇し、原料が乾留生成物排出口に到達した際に最高となる。すなわち、流動床の温度は、原料投入口からの距離に略比例して大きくなる。言い換えれば、流動床の温度勾配は正の値を示す。なお、特許文献１では、流動床内は略均一混合状態と考えられ、流動床内の温度分布はほぼ均一なので、温度勾配はほぼ０となる。したがって、乾留装置１００は、熱効率が高くなる。また、原料は、粒径によって炉内の平均滞留時間が異なるため、加熱される時間が異なる。具体的には、粒径の大きな原料ほど滞留時間が長くなる。一方、粒径の大きな原料ほど乾留に時間がかかる。したがって、乾留装置１００は、粒径の大きな原料も十分に乾留することができるので、乾留生成物の品質を向上することができる。
【００２６】
さらに、乾留装置１００は、流動床を用いた乾留を用いるので、原料が粘結性を有しない場合であっても、乾留ができる。すなわち、乾留装置１００は、コークス炉では乾留困難だった石炭も乾留することができる。さらに、乾留装置１００は、流動床を用いた乾留を用いるので、設備が小型かつ簡単となる。さらに、乾留装置１００は、原料を成形する必要がない。以下、各実施形態に係る乾留装置１００について詳細に説明する。
【００２７】
＜１．第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る乾留装置１００の構成を示す側断面図である。乾留装置１００は、乾留炉１１０と、原料投入口１６０と、乾留生成物排出口１７０と、乾留ガス排出口１８０とを備える。
【００２８】
乾留炉１１０は、間接加熱用熱媒体１５１を通す伝熱管１５０が設置された流動床Ｘ２を有する。ここでいう流動床Ｘ２とは、原料Ｘ１が流動化している領域および状態を言い、当該領域は流動化部とも称される。そして、乾留炉１１０は、原料Ｘ１を、流動化ガス１３０ａにより流動化すると共に当該ガス１３０ａの熱により直接加熱し、かつ、間接加熱用熱媒体１５１の熱により伝熱管１５０を通して間接加熱することで、原料Ｘ１を乾留して乾留ガスと固体の乾留生成物を生成する。すなわち、乾留炉１１０は、流動床による直接加熱及び伝熱管による間接加熱を併用した乾留を行う炉であり、乾留炉本体１２０、プレナム室１３０、分散板１４０、及び伝熱管１５０を備える。乾留炉本体１２０は、原料Ｘ１が投入される部分であり、分散板１４０が乾留炉本体１２０の底面となっている。乾留炉本体１２０は、平面視で略長方形の形状を有している。以下、乾留炉本体１２０の長さ方向の両側面のうち、一方の側面を後端面１２０ａ、他方の側面を先端面１２０ｂとも称する。後端面１２０ａには、原料投入口１６０が設けられ、先端面１２０ｂには乾留生成物排出口１７０が設けられる。
【００２９】
原料Ｘ１は、例えば、石炭、下水汚泥、バイオマス、及びゴミ等の有機物を含有する原料である。原料Ｘ１は、後述する流動化ガス１３０ａにより流動化されることで直接加熱され、かつ、伝熱管１５０によって間接加熱される。このため、原料Ｘ１は、乾留炉本体１２０の長さ方向に温度差が生じる。具体的には、原料Ｘ１の温度は、乾留炉本体１２０内に投入された直後に最低となり、原料Ｘ１の移動に伴って上昇し、原料Ｘ１が乾留生成物排出口１７０に到達した際に最高となる。すなわち、流動床Ｘ２の温度は、原料投入口１６０からの距離に略比例して大きくなる。言い換えれば、流動床の温度勾配は正の値を示す。
【００３０】
原料Ｘ１の平均粒径は３ｍｍ以下程度であることが好ましい。原料Ｘ１の粒径が大きすぎると、原料Ｘ１を流動化するために流動化ガス１３０ａの流量（流速）を大きくする必要が生じ、結果として乾留ガス１８０ａの発熱量が低下するからである。また、原料Ｘ１は、事前乾燥が行われない場合、例えば常温で乾留炉本体１２０に投入される。一方、原料Ｘ１は、事前乾燥が行われた場合、例えば２００℃程度で乾留炉本体１２０に投入される。
【００３１】
なお、平均粒径は、例えば以下のように測定される。まず、目開きの大きさが異なる篩を複数用意し、これらの篩を用いて原料を複数の粒径区分の各々に区分する。そして、各粒径区分の中央値と、各粒径区分に属する原料の割合（原料の総質量に対する質量％）とに基づいて、粒径（ｍｍ）の算術平均値を平均粒径として測定する。
【００３２】
プレナム室１３０は、流動化ガス１３０ａが外部から導入される部分である。流動化ガス１３０ａは、例えば後述する燃焼装置２００（図７参照）から供給される。流動化ガス１３０ａは、分散板１４０を通って乾留炉本体１２０に導入される。そして、流動化ガス１３０ａは、乾留炉本体１２０内の原料Ｘ１を流動化させることで、原料Ｘ１による流動床Ｘ２が形成される。その後、流動化ガス１３０ａは、乾留によって生じたガスと混合され、乾留ガス１８０ａとして乾留ガス排出口１８０から排出される。
【００３３】
第１の実施形態では、原料Ｘ１の乾留に必要な熱量の多くを伝熱管１５０からの熱量、すなわち間接加熱で賄うので、流動化ガス１３０ａの流量は低減される。なお、例えば原料Ｘ１が石炭となる場合、乾留開始温度は約３００℃、乾留完了温度は約１０００℃であるので、流動化ガス１３０ａの温度は４００℃〜１２００℃程度であることが好ましい。
【００３４】
分散板１４０は、乾留炉本体１２０とプレナム室１３０とを仕切る板である。分散板１４０には、流動化ガス１３０ａが流通するための多数の貫通穴が形成されている。この分散板１４０よりも上方で、流動床Ｘ２が形成される乾留炉内を流動化室とも言う。また、流動化室で流動している原料及び生じた乾留生成物が、乾留ガス１８０ａに同伴されて乾留ガス排出口１８０から排出されないように、又は、所定の粒度よりも大きな原料及び生じた乾留生成物が、乾留ガス１８０ａに同伴されて乾留ガス排出口１８０から排出されないように、流動化室よりも上方の乾留炉内は、断面積を大きくして（幅方向を拡大）流動化ガス流速を落とすようにしたフリーボード部を設けることが好ましい。
【００３５】
伝熱管１５０は、間接加熱を行う部分である。図２は、伝熱管１５０の配置を示す平面図である。なお、図２中、矢印Ａは原料Ｘ１の流れを示す。後述する図３〜図６においても同様である。図１及び図２に示すように、伝熱管１５０は、直管となっており、乾留炉本体１２０の先端面１２０ｂと後端面１２０ａとを貫通する。また、伝熱管１５０は、乾留炉本体１２０の下端部を通る。したがって、伝熱管１５０は、流動床Ｘ２が形成された際に、流動床Ｘ２を貫通する。
【００３６】
間接加熱用熱媒体１５１は、伝熱管１５０の内部を通る。間接加熱用熱媒体１５１は、溶融塩等の高温の液体や、排ガス等の高温の気体など、必要な顕熱を有している熱媒体であれば、その種類を問わないが、入手のし易さやコスト低減を考慮すれば、排ガス等の気体である間接加熱用ガスを使用することが好ましい。以下、間接加熱用熱媒体１５１として、間接加熱用ガス１５１を用いた例で説明する。
【００３７】
具体的には、間接加熱用ガス１５１は、先端面１２０ｂから乾留炉本体１２０に導入され、後端面１２０ａから排出される。間接加熱用ガス１５１の熱量は、伝熱管１５０を介して流動床Ｘ２に供給される。すなわち、間接加熱用ガス１５１は、移動しながら熱量を流動床Ｘ２に供給する。これにより、流動床Ｘ２が間接加熱される。間接加熱用ガス１５１は、先端面１２０ｂから乾留炉本体１２０に導入されるので、先端面１２０ｂで最も温度が高く、後端面１２０ａで温度が最も低くなる。したがって、間接加熱用ガス１５１の温度、すなわち伝熱管１５０の温度は、原料投入口１６０からの距離に略比例して大きくなる。すなわち、伝熱管１５０の温度勾配も正の値を示す。したがって、流動床Ｘ２の温度勾配は、間接加熱が行われない場合よりも急峻になる（温度勾配が大きくなる）。間接加熱用ガス１５１は、例えば後述する燃焼装置２００から供給される。間接加熱用ガス１５１の温度は、流動化ガス１３０ａと同様に、４００℃〜１２００℃程度とされることが好ましい。したがって、原料Ｘ１は、流動化ガス１３０ａ及び間接加熱用ガス１５１により乾留される。乾留生成物Ｘ３（乾留された原料Ｘ１。チャーとも称される）の温度は、４００℃〜１０００℃程度となる。
【００３８】
伝熱管１５０は、伝熱面積を大きくするという観点からは、直径（外径）が小さいほうが好ましい。ただし、伝熱管１５０の直径が小さいほど伝熱管１５０の本数が増える。総熱量が確保される必要があるからである。そこで、伝熱管１５０の直径は例えば２〜１０ｃｍ程度であることが好ましい。伝熱管１５０の本数は、原料Ｘ１の単位時間あたりの処理量に依存する。同様に、乾留炉１１０の大きさも原料Ｘ１の単位時間あたりの処理量に依存する。
【００３９】
なお、図１及び図２では、伝熱管１５０は直管となっているが、伝熱管１５０の形状はこれに限られず、曲がった形状となっていてもよい。図３〜図６は、伝熱管１５０の変形例を示す平面図である。
【００４０】
図３に示す変形例では、伝熱管１５０の代わりに伝熱管１５０ａ、１５０ｂが乾留炉本体１２０を貫通する。伝熱管１５０ａは、乾留炉本体１２０の先端面１２０ｂから乾留炉本体１２０に導入され、乾留炉本体１２０の中心近傍で９０°折れ曲がって上方に抜ける。伝熱管１５０ａ内を流通する間接加熱用ガス１５１ａは、乾留炉本体１２０の先端面１２０ｂから乾留炉本体１２０に導入される。
【００４１】
一方、伝熱管１５０ｂは、乾留炉本体１２０の後端面１２０ａから乾留炉本体１２０に導入され、乾留炉本体１２０の中心近傍で９０°折れ曲がって上方に抜ける。伝熱管１５０ｂ内を流通する間接加熱用ガス１５１ｂは、乾留炉本体１２０の中心近傍上方から導入される。なお、間接加熱用ガス１５１ｂは、図４に示すように、乾留炉本体１２０の後端面１２０ａから乾留炉本体１２０に導入されてもよい。間接加熱用ガス１５１ａ、１５１ｂは、例えば後述する燃焼装置２００から供給される。
【００４２】
図３、４に示す変形例は、流動床Ｘ２に与える総熱量を増加させる時に好適に使用される。すなわち、図２に示す例では、伝熱管１５０は、先端面１２０ｂから後端面１２０ａまで伸びているので、伝熱管１５０は、流動床Ｘ２の長さ方向の全領域に熱量を供給する。このため、原料Ｘ１の処理量が多い場合には、伝熱管１５０の熱量が不足してしまう可能性がある。図２に示した伝熱管１５０の配置方法では伝熱管１５０の本数は流動床Ｘ２の厚さ×幅で決まる。したがって、伝熱管１５０の本数を変更するためには、流動床Ｘ２の厚さ及び幅の少なくとも一方を変更すればよい。ただし、厚さは原料の粒度や流動化ガスの関係から決まるので、厚さを変更することは容易でない。したがって、熱量を増加させるために伝熱管１５０の本数を増やす方法としては、流動床Ｘ２の幅を広げることが挙げられる。流動床Ｘ２の幅を広げた場合、処理量が同じならば流動床Ｘ２の長さは短くなる。しかしながら、長さが長いほどピストンフロー化するため流動床Ｘ２の長さが短いと熱効率は悪くなる。
【００４３】
これに対し、図３、４に示す例では、伝熱管１５０ａは、流動床Ｘ２の各領域のうち、先端面１２０ｂ側の領域に熱量を供給し、伝熱管１５０ｂは、後端面１２０ａ側の領域に熱量を供給することができる。このため、図３、４に示す例では、原料Ｘ１の処理量が多い場合であっても、流動床Ｘ２の長さ方向の全領域により多くの熱量を供給することができる。なお、流動床Ｘ２に温度勾配を生じさせる観点から、伝熱管１５０ａの温度は伝熱管１５０ｂの温度よりも高いことが好ましい。
【００４４】
図５に示す変形例では、伝熱管１５０の代わりに伝熱管１５０ｃが乾留炉本体１２０を貫通する。伝熱管１５０ｃは、矢印Ａに直交する方向、すなわち乾留炉１１０の幅方向に伸びている。また、伝熱管１５０ｃは、乾留炉本体１２０の長さ方向に所定間隔で複数本配置されている。また、ある伝熱管１５０ｃ内で間接加熱用ガス１５１ｃが流通する方向と、隣接する伝熱管１５０ｃ内で間接加熱用ガス１５１ｃが流通する方向とは互いに逆方向となる。これにより、流動床Ｘ２の幅方向の温度分布がより均一になる。間接加熱用ガス１５１ｃは、例えば後述する燃焼装置２００から供給される。
【００４５】
図５に示す変形例も、原料Ｘ１の処理量が多い場合に好適に使用される。各伝熱管１５０ｃは、流動床Ｘ２の長さ方向の各領域のうち、互いに異なる領域に熱量を供給することができるからである。なお、流動床Ｘ２に温度勾配を生じさせる観点から、伝熱管１５０ｃから先端面１２０ｂまでの距離が短いほど、伝熱管１５０ｃの温度を高くすることが好ましい。
【００４６】
また、隣接する伝熱管１５０ｃ同士を接続し、間接加熱用ガス１５１ｃを最も先端面１２０ｂに近い側の伝熱管１５０ｃから導入し、最も後端面１２０ａに近い側の伝熱管１５０ｃから排出するようにすることも可能である。
【００４７】
図６に示す変形例では、伝熱管１５０の代わりに伝熱管１５０ｄが乾留炉本体１２０を貫通する。伝熱管１５０ｄは、矢印Ａに斜めに交差する方向に伸びている。また、伝熱管１５０ｄは、乾留炉本体１２０の長さ方向に所定間隔で複数本配置されている。また、間接加熱用ガス１５１ｄは、すべて同じ方向に流通している。もちろん、図５に示すように、各間接加熱用ガス１５１ｄは、互い違いの方向に流通してもよい。間接加熱用ガス１５１ｄは、例えば後述する燃焼装置２００から供給される。図６に示す変形例も、原料Ｘ１の処理量が多い場合に好適に使用される。なお、流動床Ｘ２に温度勾配を生じさせる観点から、伝熱管１５０ｄから先端面１２０ｂまでの距離が短いほど、伝熱管１５０ｄの温度を高くすることが好ましい。
【００４８】
図１に示す原料投入口１６０は、原料Ｘ１が乾留炉本体１２０に投入される部分であり、乾留炉本体１２０の後端面１２０ａに設けられる。原料投入口１６０には、原料供給ホッパ１６５が連結されており、原料供給ホッパ１６５から乾留炉本体１２０内に原料Ｘ１が供給される。乾留生成物排出口１７０は、乾留された原料Ｘ１、すなわち乾留生成物Ｘ３が排出される部分である。乾留生成物排出口１７０は、先端面１２０ｂの下端部、すなわち先端面１２０ｂのうち、流動床Ｘ２に対向する部分に設けられる。言い換えれば、乾留生成物排出口１７０は、流動床Ｘ２の側面に設けられる。
【００４９】
乾留ガス排出口１８０は、乾留ガス１８０ａが排出される部分であり、乾留炉本体１２０の上端面に設けられる。なお、乾留ガス１８０ａは、原料Ｘ１の温度に応じて組成が異なる。例えば、３００℃〜６００℃の石炭から得られる乾留ガス１８０ａには、メタン及び一酸化炭素を多く含むガスとタールとが含まれる。また、６００℃〜１０００度の原料Ｘ１から得られる乾留ガス１８０ａには、水素が多く含まれる。第１の実施形態では、これらの成分がすべて混ざった乾留ガス１８０ａが得られることになるが、後述する第３の実施形態では、互いに組成の異なる乾留ガス１８０ａを回収することができる。
【００５０】
次に、乾留装置１００を用いた乾留方法について説明する。まず、原料投入口１６０から原料Ｘ１を投入する。なお、原料Ｘ１は、継続して投入される。ついで、流動化ガス１３０ａを分散板１４０の下方から乾留炉本体１２０に供給する。これにより、乾留炉本体１２０内の原料Ｘ１が流動化される。すなわち、原料Ｘ１は流動床Ｘ２とされる。一方、伝熱管１５０には間接加熱用ガス１５１が流される。流動床Ｘ２内の原料Ｘ１は、後続する原料Ｘ１により押されることで、乾留生成物排出口１７０に向けて移動する。また、原料Ｘ１は、流動化ガス１３０ａ及び伝熱管１５０により加熱されることで、乾留される。すなわち、乾留装置１００は、流動床Ｘ２及び間接加熱を併用した乾留を行う。原料Ｘ１は、乾留生成物排出口１７０に達するまでに乾留され、乾留生成物Ｘ３とされる。乾留生成物Ｘ３は、乾留生成物排出口１７０から外部に排出される。一方、原料Ｘ１の乾留により発生したガス、すなわち乾留ガス１８０ａは、流動化ガス１３０ａと共に乾留ガス排出口１８０から外部に排出される。
【００５１】
次に、乾留装置１００を利用したプロセスフローについて説明する。図７〜図１０は、乾留装置１００を利用したプロセスフローの一例を示す。図７、８は、事前乾燥された原料Ｘ１、または事前乾燥が不要な原料Ｘ１を対象としたプロセスフローを示す。図７に示すプロセスフローでは、原料Ｘ１は、乾留装置１００で乾留されることで乾留生成物Ｘ３（図では、乾留生成物Ｘ３がチャーＸ３の例である。図８〜１０も同様）とされる。乾燥生成物Ｘ３は、冷却器３００で冷却された後、他の装置で使用される。一方、原料Ｘ１の乾留で発生した乾留ガス１８０ａは、燃焼装置２００に導入される。燃焼装置２００は、乾留ガス１８０ａを燃焼することで、燃焼ガスを生成し、これを乾留装置１００に供給する。乾留装置１００は、燃焼ガスを間接加熱用ガス１５１及び流動化ガス１３０ａとして使用する。
【００５２】
なお、冷却器３００は特に制限されず、例えば外熱式のロータリー冷却器、流動床を利用した冷却器となる。また、乾留装置１００では、乾留ガス１８０ａの分級が行われてもよい。この分級により、乾留ガス１８０ａから微粉の乾留生成物Ｘ３（または原料Ｘ１）が回収される。回収された微粉は、成形された後に原料Ｘ１として利用されても良く、燃焼装置２００の熱源とされてもよい。なお、冷却器３００が流動床を利用するものである場合、冷却器３００で分級が行われてもよい。この場合、回収された冷却用ガスから微粉が分級される。
【００５３】
図８に示すプロセスフローにおいても、原料Ｘ１は乾留装置１００で乾留されることで乾留生成物Ｘ３とされる。乾留生成物Ｘ３は、冷却器３００で冷却された後、他の装置で使用される。一方、原料Ｘ１の乾留で発生した乾留ガス１８０ａは、分離器５００に導入される。分離器５００は、乾留ガス１８０ａを可燃ガスとタールとに分離する。可燃ガス及びタールは他の装置で使用される。また、乾留装置１００には、外部熱源から高温ガス２２０が供給される。乾留装置１００は、高温ガス２２０を間接加熱用ガス１５１及び流動化ガス１３０ａとして使用する。高温ガス２２０は、例えば燃焼ガスまたは予熱された乾留ガス１８０ａとなる。高温ガス２２０が乾留ガス１８０ａとなる場合、乾留装置１００から高濃度で乾留ガス１８０ａを回収することができる。
【００５４】
図９に示すプロセスフローは、図７に示すプロセスフローに乾燥工程を追加したものである。すなわち、図９に示すプロセスフローでは、原料Ｘ１は、まず乾燥装置４００に導入され、乾燥装置４００により乾燥される。乾燥装置４００は特に制限されず、間接加熱を利用した乾燥装置、直接加熱を利用した乾燥装置のいずれであってもよい。間接加熱を利用した乾燥装置としては、例えば、例えばコールインチューブ、スチームチューブドライヤ、ＷＴＡ等を利用した乾燥装置が挙げられる。また、直接加熱を利用した乾燥装置としては、例えば、加圧脱水法（機械熱的圧縮法（ＭＴＥ）等）、流動床等を利用した乾燥装置が挙げられる。乾燥された原料Ｘ１は、乾留装置１００に導入される。その後の処理は図７と同様である。一方、燃焼装置２００から発生した燃焼ガス２１０は、乾留装置１００及び乾燥装置４００に導入される。乾燥装置４００は、燃焼ガス２１０を用いて原料Ｘ１を乾燥する。
【００５５】
図１０に示すプロセスフローは、図８に示すプロセスフローに乾燥工程を追加したものである。ただし、乾燥装置４００は、外部熱源から供給される高温ガス２３０を用いて原料Ｘ１を乾燥する。
【００５６】
以上により、第１の実施形態に係る乾留装置１００は、流動床Ｘ２及び間接加熱を併用した乾留を行うので、乾留に必要な熱量の多くを間接加熱で賄うことができる。したがって、乾留装置１００は、流動化ガス１３０ａの流量を低減することができるので、乾留ガス１８０ａの発熱量の低下を低く抑えることができる。
【００５７】
さらに、乾留装置１００では、流動床Ｘ２の側面に乾留生成物排出口１７０が設けられている。さらに、原料Ｘ１は、流動化ガス１３０ａにより流動化されることで直接加熱され、かつ、伝熱管１５０によって間接加熱される。このため、原料Ｘ１は、乾留炉本体１２０の長さ方向に温度差が生じる。したがって、乾留装置１００は、略均一混合状態の場合（例えば、引用文献１の場合）に比べて熱効率が高くなる。また、原料Ｘ１は、粒径によって炉内の平均滞留時間が異なるため、加熱される時間が異なる。具体的には、粒径の大きな原料Ｘ１ほど滞留時間が長くなる。一方、粒径の大きな原料Ｘ１ほど乾留に時間がかかる。したがって、乾留装置１００は、粒径の大きな原料も十分に乾留することができるので、乾留生成物Ｘ３の品質を向上することができる。
【００５８】
さらに、乾留装置１００は、流動床Ｘ２を用いた乾留を用いるので、原料Ｘ１が粘結性を有しない場合であっても、乾留ができる。すなわち、乾留装置１００は、コークス炉では乾留困難だった石炭も乾留することができる。さらに、乾留装置１００は、流動床Ｘ２を用いた乾留を用いるので、設備が小型かつ簡単となる。さらに、乾留装置１００は、原料を成形する必要がない。
【００５９】
＜２．第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る乾留装置１００の構成を示す側断面図である。第２の実施形態に係る乾留装置１００は、第１の実施形態に隔壁１９０を追加したものである。
【００６０】
隔壁１９０は、流動床Ｘ２内で原料Ｘ１の乾留炉本体１２０の長さ方向（すなわち、後端面１２０ａと先端面１２０ｂとを結ぶ方向）への進行を抑制するものである。具体的には、隔壁１９０は、乾留炉本体１２０の内部に３つ設けられる。隔壁１９０の数は特に制限されないが、隔壁１９０の数が多いほど、原料Ｘ１の流れがピストンフローに近づく。したがって、隔壁１９０の数は多いほうが好ましい。隔壁１９０同士の間隔は特に制限されない。隔壁１９０は、乾留炉本体１２０の長さ方向（すなわち、原料Ｘ１が流動床Ｘ２内で進行する方向）に直交する。なお、隔壁１９０は、乾留炉本体１２０の長さ方向に交差する方向に設けられれば良い。隔壁１９０によって、乾留炉本体１２０内部の空間は４つの乾留空間１２１〜１２４に仕切られる。
【００６１】
隔壁１９０の下端部と分散板１４０との間には、開口部（隙間）１９１が形成されている。同様に、隔壁１９０の上端部と乾留炉本体１２０の上端面との間にも開口部１９２が形成されている。したがって、第２の実施形態では、各乾留空間１２１〜１２４は、これらの開口部１９１、１９２により連結されている。開口部１９１の高さは、流動床Ｘ２の静止層厚（流動床Ｘ２が流動していない時の厚さ）の数分の一程度となればよい。開口部１９１は、乾留炉本体１２０の幅方向の全域にわたって形成されていても良く、幅方向の一部に形成されていてもよい。開口部１９１が幅方向の一部に形成される場合、開口部１９１の高さは、流動床Ｘ２の静止層厚よりも高くなってもよい。
【００６２】
隔壁１９０は、上記の構成によって以下の役割を果たす。すなわち、隔壁１９０は、流動床Ｘ２内で原料Ｘ１の乾留炉本体１２０の長さ方向への進行を抑制するので、原料Ｘ１の各乾留空間の間での移動が開口部１９１に制限され、原料Ｘ１の炉内での混合を抑制することができる。したがって、隔壁１９０によって原料Ｘ１の流れがよりピストンフローに近づく。また、隔壁１９０が多いほど、原料Ｘ１の混合（すなわち、温度が異なる原料Ｘ１同士の混合）がより確実に抑制されるので、原料Ｘ１の流れはよりピストンフローに近づく。そして、原料Ｘ１の流れがピストンフローに近づく程、乾留装置１００の熱効率が向上する（温度勾配が急峻になる）ので、流動化ガス１３０ａの流量が低減される。これにより、乾留装置１００は、乾留ガス１８０ａをより高純度で回収することができる。さらに、乾留装置１００の熱効率が向上することから、乾留装置１００の全長も短くすることができる。
【００６３】
＜３．第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る乾留装置１００の構成を示す側断面図である。第３の実施形態に係る乾留装置１００は、第２の実施形態と以下の点で異なる。
【００６４】
隔壁１９０の上端部は、乾留炉本体１２０の上端面に連結している。したがって、隔壁１９０は、乾留ガスの乾留炉本体１２０の長さ方向（すなわち、後端面１２０ａと先端面１２０ｂとを結ぶ方向）への移動を遮る。すなわち、乾留空間１２１〜１２４は、流動床Ｘ２が形成されている際に、互いに分断される。また、各乾留空間１２１〜１２４には乾留ガス排出口１８１〜１８４が設けられている。乾留ガス排出口１８１〜１８４は、乾留空間１２１〜１２４内の乾留ガス１８１ａ〜１８４ａが排出される部分である。
【００６５】
上述したように、乾留ガスの組成は、原料Ｘ１の温度に応じて異なる。そして、各乾留空間１２１〜１２４内の原料Ｘ１は、互いに温度が異なるので、乾留空間１２１〜１２４内の乾留ガス１８１ａ〜１８４ａも互いに組成が異なる。したがって、互いに組成が異なる乾留ガス１８１ａ〜１８４ａが乾留ガス排出口１８１〜１８４から排出される。すなわち、乾留装置１００は、互いに組成が異なる乾留ガス１８１ａ〜１８４ａを回収することができる。
【００６６】
［第１変形例］
次に、第３の実施形態の第１変形例について説明する。図１３は、第１変形例に係る乾留装置１００の構成を示す側断面図である。第１変形例は、乾留温度範囲（乾留開始温度から乾留完了温度）を略等間隔に３つに区分し、各温度区分の原料Ｘ１から乾留ガスを回収するものである。
【００６７】
具体的には、隔壁１９０は乾留炉本体１２０内に２つ設けられる。これにより、乾留炉本体１２０内部の空間は３つの乾留空間１２１〜１２３に仕切られる。また、各乾留空間１２１〜１２３には、乾留ガス排出口１８１〜１８３が設けられる。乾留ガス排出口１８１〜１８３からは、組成の異なる乾留ガス１８１ａ〜１８３ａが排出される。
【００６８】
また、第１変形例では、乾留空間１２１〜１２３の長さは、乾留空間１２１〜１２３から先端面１２０ｂまでの距離が短いほど大きい。したがって、乾留空間１２３の長さがもっとも大きい。これにより、乾留空間１２１内の原料Ｘ１は室温〜３００度程度の温度を有する。また、乾留空間１２２内の原料Ｘ１は３００度〜６００度程度の温度を有する。また、乾留空間１２３内の原料Ｘ１は６００度〜１０００度程度の温度を有する。
【００６９】
なお、各乾留空間１２１〜１２３が上記のように配置されるのは、以下の理由による。すなわち、流動化ガス１３０ａと原料Ｘ１の温度差が大きいほど伝熱の効率が良い。したがって、原料Ｘ１の温度が高いほど、原料Ｘ１の温度を上げるのに時間がかかる。例えば、原料Ｘ１の温度を３００度から６００度まで上げるのにかかる時間は、原料Ｘ１の温度を室温から３００度まで上げるのにかかる時間よりも長い。したがって、ある温度範囲の原料Ｘ１から乾留ガスを回収したい場合、温度範囲に応じて乾留空間を設定する必要がある。具体的には、温度範囲が広いほど、また、温度範囲の下限値が高いほど、乾留空間を長くする必要がある。そこで、第１変形例では、乾留空間１２１〜１２３の長さを上記のように設定した。なお、乾留空間１２１〜１２３の長さは、例えばそれぞれ１．４ｍ、２．４ｍ、２．６ｍ程度となる。また、隔壁１９０の数及び配置は上記の例に限られない。隔壁１９０の数及び配置は、回収される乾留ガスの組成に応じて変えられる。
【００７０】
［第２変形例］
次に、第３の実施形態の第２変形例について説明する。図１４は、第２変形例に係る乾留装置１００の構成を示す側断面図である。第２変形例は、第３の実施形態に隔壁１３５を追加したものである。
【００７１】
隔壁１３５は、プレナム室１３０のうち、隔壁１９０の直下の部分に設けられる。例えば、図１４に示す例では、隔壁１３５は、プレナム室１３０に３つ設けられる。これにより、プレナム室１３０内の空間は、ガス供給空間１３１〜１３４に区分される。そして、各ガス供給空間１３１〜１３４から、流動化ガス１３１ａ〜１３４ａが乾留空間１２１〜１２４に導入される。流動化ガス１３１ａ〜１３４ａの温度及び流量は、互いに異なっていてもよい。例えば、ガス供給空間１３１〜１３４から先端面１２０ｂまでの距離が短いほど、流動化ガス１３１ａ〜１３４ａの温度及び流量を上げても良い。この場合、流動化ガス１３４ａの温度及び流量が最も大きくなる。乾留空間１２４の原料Ｘ１の温度と流動化ガス１３４ａの温度差を大きくするためである。第２変形例によれば、乾留空間１２１〜１２４の温度に応じた流量及び温度の流動化ガス１３１ａ〜１３４ａを乾留空間１２１〜１２４に供給することができる。なお、隔壁１３５の数は図１４に限定されず、流動化ガス１３１ａ〜１３４ａの温度及び流量のいずれかのみ調整してもよいことはもちろんである。
【００７２】
また、第２変形例では、乾留空間１２４は冷却空間とされてもよい。この場合、原料Ｘ１は、少なくとも乾留空間１２３を出るまでに乾留されている。また、伝熱管１５０は、冷却空間を通過しない。さらに、ガス供給空間１３４には、冷却用のガス（例えば室温〜１００度程度の不燃性ガス）が導入される。
【００７３】
［第３変形例］
次に、第３の実施形態の第３変形例について説明する。図１５は、第３変形例に係る乾留装置１００の構成を示す側断面図である。第３変形例では、乾留空間１２１〜１２４に補助隔壁１９０ａが設けられている。補助隔壁１９０ａは、隔壁１９０と同様の構成であるが、上端部と乾留炉本体１２０の上端面との間に空間が形成されている。すなわち、補助隔壁１９０ａは、原料Ｘ１の流れをピストンフローに近づける役割を果たす。第３変形例によれば、乾留装置１００は、所望の組成の乾留ガス１８１ａ〜１８４ａを回収し、かつ、原料Ｘ１の流れをよりピストンフローに近づけることができる。
【００７４】
なお、上述した各実施形態においては、被乾留物として石炭を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されることは無く、乾留によって乾留ガスと乾留生成物が生成する有機物には適用が可能であることは明らかであり、例えば、下水汚泥、バイオマス、又は一般ゴミ、或るいはこれらの混合物等に適用することができる。
【実施例】
【００７５】
＜実施例１＞
次に、実施例１について説明する。実施例１は、第１の実施形態に相当するものである。そこで、実施例１を図１に基づいて説明する。実施例１では、原料Ｘ１として石炭を使用した。石炭は事前に乾燥されており、室温で乾留炉本体１２０に投入された。また、石炭の平均粒径は約２ｍｍであった。この石炭は、８００℃で乾留した場合、理論的には、約３７００ｋｃａｌ／Ｎｍ３のガスと約７９００ｋｃａｌ／ｋｇのタールとをそれぞれ石炭の総質量に対する質量比で約３４％、７％発生する。石炭は、２５ｔ／ｈの割合で乾留炉本体１２０に投入された。
【００７６】
乾留炉本体１２０は、幅１．０ｍ、長さ約６．７ｍであり、隔壁１９０を含まない。また、静止層厚は０．３ｍとなった。また、原料Ｘ１の乾留により発生した乾留ガスの一部を燃焼し、この燃焼ガスに温度の低いガスを混合することで、１０００℃のガスを生成し、これを流動化ガス１３０ａとして使用した。流動化ガス１３０ａの空塔速度（流量に相当）は、１Ｎｍ／ｓとした。また、伝熱管１５０として、直径５ｃｍの直管を２００本使用した。間接加熱用ガス１５１は、流動化ガス１３０ａと同様の１０００℃のガスを使用し、流速を６Ｎｍ／ｓとした。
【００７７】
上記の処理により、原料Ｘ１は約８００℃まで加熱された。また、乾留ガス１８０ａの発熱量は、ガスとタールとの合計で１２９０ｋｃａｌ／Ｎｍ３となった。
【００７８】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。実施例２は、第３の実施形態の第１変形例に相当するものである。なお、実施例２は、第２の実施形態の実施例も兼ねている。第２の実施形態と第３の実施形態とは、乾留炉本体１２０内に隔壁１９０が設けられているという点で共通しているからである。
【００７９】
そこで、実施例２を図１３に基づいて説明する。実施例２では、以下の点以外は実施例１と同様である。すなわち、乾留空間１２１〜１２３の長さは、それぞれ１．４ｍ、２．４ｍ、２．６ｍ程度とした。したがって、乾留炉本体１２０の全長は６．４ｍとなり、実施例１より短くなった。
【００８０】
実施例２では、開口部１９１ａ（乾留空間１２１、１２２の間に配置される開口部１９１）の温度は約３００℃となった。また、開口部１９１ｂ（乾留空間１２２、１２３の間に配置される開口部１９１）の温度は約６００℃となった。また、乾留生成物排出口１７０の温度は約８００℃となった。乾留ガス排出口１８１からは、可燃性の乾留ガス１８１ａはほとんど回収されなかった。
【００８１】
しかし、乾留ガス排出口１８２からは、可燃性の乾留ガス１８２ａが回収された。この乾留ガス１８２ａは、メタン及び一酸化炭素を多く含む可燃ガス、タール、及び流動化ガスを含有していた。この乾留ガスの発熱量（すなわち、可燃ガスがタール、生成水、及び流動化ガスと混合されたときの発熱量）は、約２２６０ｋｃａｌ／Ｎｍ３となった。
【００８２】
なお、可燃ガスは、メタン、一酸化炭素、及び水素を可燃ガスの総体積に対する体積比でそれぞれ１８％、３２％、９％含んでいた。したがって、可燃ガスのみの計算上の低位発熱量は約３６００ｋｃａｌ／Ｎｍ３であった。
【００８３】
また、乾留ガス排出口１８３からは、水素及び流動化ガスを含む乾留ガスが回収された。乾留ガス１８３ａは、水素を乾留ガス１８３ａの総体積に対する体積比で１５％含んでいた。なお、乾留ガス１８３ａは、流動化ガス１３０ａが除外された状態では、計算上、水素を乾留ガス１８３ａの総体積に対する体積比で６８％含む。したがって、実施例２では、乾留ガス１８２ａを燃焼装置２００の熱源とし、水素の割合が多い乾留ガス１８３ａを化学原料とするといった乾留ガスの使い分けが可能となる。
【００８４】
＜比較例＞
次に、比較例について説明する。図１６は比較例に係る乾留装置１０００を示す。乾留装置１０００は、図１６に示すように、実施例１から伝熱管１５０が除外されたものである。また、乾留炉本体１２０は、幅１．０ｍ、長さ約６．７ｍであり、隔壁１９０を含まない。また、静止層厚は０．３ｍとなった。また、原料Ｘ１の乾留により発生した乾留ガスに温度の低いガスを混合することで、１０００℃のガスを生成し、これを流動化ガス１３０ａとして使用した。流動化ガス１３０ａの空塔速度（流量に相当）は、石炭の温度を実施例と同様に８００℃まで上昇させるため、２Ｎｍ／ｓとした。
【００８５】
上記の処理により、原料Ｘ１は約８００℃まで加熱されたが、乾留ガス１８０ａの発熱量は、ガスとタールとの合計で７５０ｋｃａｌ／Ｎｍ３にしかならなかった。
【００８６】
＜評価＞
実施例１、２及び比較例を比較すると、実施例１、２では、より少ない流量の流動化ガス１３０ａにより原料Ｘ１を加熱することができた。さらに、実施例１、２では、乾留ガス１８０ａの発熱量も比較例よりも大きく向上した。また、実施例２では、比較例よりも乾留炉本体１２０の全長を短くすることができた。なお、実施例１、２での流動化ガス１３０ａの流量を比較例の流量と同じにした場合、実施例１、２では、乾留炉本体１２０の長さを比較例よりも大幅に短くすることができる。結果として、実施例１、２では、乾留炉本体１２０の床面積を大幅に低減することができる。
【００８７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８８】
１００    乾留装置
１１０    乾留炉
１２０    乾留炉本体
１３０    プレナム室
１３０ａ  流動化ガス
１４０    分散板
１５０    伝熱管
１５１    間接加熱用熱媒体（間接加熱用ガス）
１６０    原料投入口
１７０    乾留生成物排出口
１８０    乾留ガス排出口
１９０    隔壁
１９１    開口部
【図１】
2014019834.tif 000003
【図２】
2014019834.tif 000004
【図３】
2014019834.tif 000005
【図４】
2014019834.tif 000006
【図５】
2014019834.tif 000007
【図６】
2014019834.tif 000008
【図７】
2014019834.tif 000009
【図８】
2014019834.tif 000010
【図９】
2014019834.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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