(57)【要約】【課題】  硬質の被加熱体であっても効率的に加熱できると共に、伝熱量を把握することができる熱分解方法及び熱分解装置を提供する。【解決手段】  廃プラスチック等の廃棄物を溶融・ガス化させて熱分解する熱分解方法において、低酸素雰囲気内で上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付けて、上記廃棄物を熱分解する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチック等の廃棄物を溶融・ガス化させて熱分解する熱分解方法において、
低酸素雰囲気内で上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付けて、上記廃棄物を熱分解することを特徴とする熱分解方法。
【請求項２】
上記低酸素加熱ガスの酸素濃度が、１％以下である請求項１記載の熱分解方法。
【請求項３】
廃プラスチック等の廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解装置において、  上記廃棄物を密閉して収容する熱分解炉と、この熱分解炉内の上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付ける加熱手段とを備えたことを特徴とする熱分解装置。
【請求項４】
上記加熱手段は、上記熱分解炉内に加熱ガスを供給する燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給装置とを有する加熱ガス供給装置を備え、上記加熱手段は、上記燃焼器からの加熱ガスの酸素濃度を計測する加熱ガス酸素濃度計と、この加熱ガス酸素濃度計の計測値に応じて上記空気供給装置の空気供給量を制御して加熱ガスを低酸素加熱ガスとする低酸素化装置をさらに備えた請求項３記載の熱分解装置。
【請求項５】
廃プラスチック等の廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解装置において、  上記廃棄物を収容する熱分解炉と、この熱分解炉内の上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付ける加熱手段とを備え、上記熱分解炉が、不活性ガスを供給することで室内の酸素濃度を下げる空気置換室と、この空気置換室と連通し上記廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させるガス化室と、このガス化室と連通しガス化されなかった上記廃棄物の残滓を冷却する冷却室と、上記廃棄物を上記空気置換室から上記ガス化室、上記冷却室へと移送する移送装置と、上記空気置換室内の酸素濃度を検出する空気置換室酸素濃度計とを備え、上記空気置換室酸素濃度計の計測値に応じて上記空気置換室内に不活性ガスを供給して、上記空気置換室、上記ガス化室及び上記冷却室内を低酸素雰囲気とした後、上記加熱手段で、上記ガス化室内の上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付けるように構成したことを特徴とする熱分解装置。
【請求項６】
上記加熱手段が、上記ガス化室内に加熱ガスを供給する燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給装置とを有する加熱ガス供給装置を備え、上記加熱手段は、上記燃焼器からの加熱ガスの酸素濃度を計測する加熱ガス酸素濃度計と、この加熱ガス酸素濃度計の計測値に応じて上記空気供給装置の空気供給量を制御して加熱ガスを低酸素加熱ガスとする低酸素化装置をさらに備えた請求項５記載の熱分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチック等の廃棄物を溶融・ガス化させて熱分解する熱分解方法及び熱分解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、増加の一途を辿るゴミの処理対策のうち、最も重要な課題の一つとして電気製品、家庭用品、自動車、ＰＥＴボトル等といった殆どの工業製品に使用されているプラスチック部品やプラスチック容器の処分がある。
【０００３】
すなわち、このような廃プラスチックは、生ゴミや木材ゴミ等のような微生物による生分解が困難であるため、その殆どが焼却処分されているのが現状であるが、周知の通り、プラスチックは、焼却時に大量の煤煙や有害ガスを発生する上にその燃焼温度の高さゆえに焼却炉に悪影響を及ぼす等といった問題がある。
【０００４】
そのため、近年ではこの廃プラスチックを回収し、貴重なリサイクル資源の一つとして再利用することが試みられているが、そのリサイクルに際しては、例えば成分や色合い等毎に回収・分別しなければならない等といった煩わしい作業が伴うことから、多大なコストと手間を要し、経済的に採算が合わないといった問題がある。
【０００５】
そこで、本出願人は従来このような処分やリサイクルが困難な廃プラスチックを効果的に処分すると共にこれを再生油等として有効活用できる新規な廃プラスチック油化システムを開発し、先に特許出願を行っている（特許文献１参照）。
【０００６】
この廃プラスチック油化システムは、廃プラスチックをガスバーナー等の熱によって加熱溶融及びガス化する廃プラスチック熱分解炉と、この熱分解炉で得られた熱分解ガスを冷却・凝縮して油化する油化槽とから主に構成されており、主に熱可塑性の廃プラスチックをこの熱分解炉で溶融熱分解した後、この熱分解ガスを油化槽において冷却水と気液接触させて冷却・凝縮して再液化させ、しかる後、この分解液を冷却水と分離回収してボイラー等の燃料や新たなプラスチック製品の原料等として有効活用するようにしたものである。熱分解装置は、上述したガスバーナーと廃プラスチック熱分解炉とで主に構成されている。
【０００７】
このような廃プラスチック油化システムによれば、従来、処理が困難であった廃プラスチックを効果的に処理できることは勿論、これを可燃性の再生油として有効利用することができるため、経済的かつ効率的に廃プラスチックをリサイクルできる。また、この処理に際しては有害なガスが原則として一切外部に漏れ出すことがないため、地域環境を汚染するおそれもない等といった優れた効果を発揮することが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２４７８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の廃プラスチック油化システムに用いられる熱分解装置では、金属製の熱分解炉の伝熱面からその内部の廃プラスチックに伝熱するようになっていたため、伝熱効率が悪かった。特に、上述のようにバッチ式の廃プラスチック油化装置のように、被加熱体（廃プラスチック等の廃棄物）が硬質で、伝熱面への接触面積が限られる場合、著しく被加熱体相互の伝熱量が少なくなるといった問題があった。
【００１０】
この問題を解決するために、熱媒体として砂や油を利用したり、撹拌装置を用いたりすることが考えられるが、この場合、伝熱量が把握できず、工学的に整理されるに至っておらず、完全な溶融・ガス化が行われたかの判断が困難であった。
【００１１】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、硬質の廃棄物であっても効率的に加熱できると共に、伝熱量を把握することができる熱分解方法及び熱分解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、廃プラスチック等の廃棄物を溶融・ガス化させて熱分解する熱分解方法において、低酸素雰囲気内で上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付けて、上記廃棄物を熱分解する熱分解方法である。
【００１３】
請求項２の発明は、上記低酸素加熱ガスの酸素濃度が、１％以下である請求項１記載の熱分解方法である。
【００１４】
請求押３の発明は、廃プラスチック等の廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解装置において、上記廃棄物を密閉して収容する熱分解炉と、この熱分解炉内の上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付ける加熱手段とを備えた熱分解装置である。
【００１５】
請求項４の発明は、上記加熱手段は、上記熱分解炉内に加熱ガスを供給する燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給装置とを有する加熱ガス供給装置を備え、上記加熱手段は、上記燃焼器からの加熱ガスの酸素濃度を計測する加熱ガス酸素濃度計と、この加熱ガス酸素濃度計の計測値に応じて上記空気供給装置の空気供給量を制御して加熱ガスを低酸素加熱ガスとする低酸素化装置をさらに備えた請求項３記載の熱分解装置である。
【００１６】
請求押５の発明は、廃プラスチック等の廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解装置において、上記廃棄物を収容する熱分解炉と、この熱分解炉内の上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付ける加熱手段とを備え、上記熱分解炉が、不活性ガスを供給することで室内の酸素濃度を下げる空気置換室と、この空気置換室と連通し上記廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させるガス化室と、このガス化室と連通しガス化されなかった上記廃棄物の残滓を冷却する冷却室と、上記廃棄物を上記空気置換室から上記ガス化室、上記冷却室へと移送する移送装置と、上記空気置換室内の酸素濃度を検出する空気置換室酸素濃度計とを備え、上記空気置換室酸素濃度計の計測値に応じて上記空気置換室内に不活性ガスを供給して、上記空気置換室、上記ガス化室及び上記冷却室内を低酸素雰囲気とした後、上記加熱手段で、上記ガス化室内の上記廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付けるように構成した熱分解装置である。
【００１７】
請求項６の発明は、上記加熱手段が、上記ガス化室内に加熱ガスを供給する燃焼器と、この燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給装置とを有する加熱ガス供給装置を備え、上記加熱手段は、上記燃焼器からの加熱ガスの酸素濃度を計測する加熱ガス酸素濃度計と、この加熱ガス酸素濃度計の計測値に応じて上記空気供給装置の空気供給量を制御して加熱ガスを低酸素加熱ガスとする低酸素化装置をさらに備えた請求項５記載の熱分解装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、硬質の廃棄物であっても効率的に加熱できると共に、伝熱量を把握することができるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る熱分解装置を備えた廃棄物処理装置を示した構成図である。
【００２１】
図示するように、廃棄物処理装置１は、廃プラスチック等の廃棄物を溶融・ガス化させて熱分解するための熱分解装置２と、この熱分解装置２で得られた熱分解ガスを冷却して再液化するジェットスクラバー３と、再液化された原液を油水分離する油水分離槽４とを備えている。
【００２２】
熱分解装置２は、廃棄物を密閉して収容する熱分解炉５と、この熱分解炉５内の廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付ける加熱手段６とを備えている。加熱手段６は、加熱ガス供給装置１１を備えている。加熱ガス供給装置１１は、熱分解炉５内に加熱ガスを供給する燃焼器７と、この燃焼器７に燃焼用空気を供給する空気供給装置８と、燃焼器７に燃料を供給する燃料供給装置９とを有している。
【００２３】
燃焼器７には加熱ガス供給ライン１２が接続され、その先端には加熱ガス供給ノズル１４が設けられている。加熱ガス供給ノズル１４は、熱分解炉５の胴部を貫通して設けられており、熱分解炉５の底部に向かって加熱ガスを噴出するように配置されている。加熱ガス供給ライン１２には、内部を流れる加熱ガスの酸素濃度を計測する加熱ガス酸素濃度計１５と、加熱ガスの温度を計測する温度計１６とが設けられている。
【００２４】
空気供給装置８は、燃焼器７に繋がる給気ライン１７と、この給気ライン１７に設けられた給気ファン１８とを備えている。給気ファン１８のモータ１９には、制御装置２１が電気的に接続されている。制御装置２１は、加熱ガス酸素濃度計１５が電気的に接続され、加熱ガスの酸素濃度に応じて給気ファン１８の回転量を変えて、加熱ガスが低酸素加熱ガスとなるように燃焼用空気の供給量を調整するようになっている。具体的には、加熱ガス酸素濃度計１５で加熱ガスの酸素濃度を連続的に計測し、制御装置２１で加熱ガス（高温の低酸素加熱ガス）の酸素濃度が１％以下となるように、燃焼器７へと供給する燃焼用空気量を制御する。制御装置２１は、燃焼用空気の供給量を減らすことで加熱ガスの酸素濃度を低下させる低酸素化装置２０を構成している。
【００２５】
燃料供給装置９は、燃焼器７に繋がる燃料ライン２２と、この燃料ライン２２に接続された燃料タンク（図示せず）及びポンプ（図示せず）とを備えている。燃料ライン２２には、開閉弁２３が設けられている。開閉弁２３は、熱分解炉５に設けられた炉内温度計２４と、図示しない制御装置を介して電気的に接続されている。制御装置は、熱分解炉５内の温度に応じて燃料の供給量を調整するようになっている。
【００２６】
加熱ガス供給ライン１２には、ジェットスクラバー３で液化されなかったガスを熱分解装置２に戻すためのガスライン２５が接続されている。ガスライン２５の基端部は、油水分離槽４に接続されている。ガスライン２５には、開閉弁２６が設けられている。開閉弁２６は、図示しない制御装置を介して温度計１６と電気的に接続されている。制御装置は、冷却時に、熱分解挿入口冷却ガスの温度に応じてジェットスクラバー３からの冷不活性ガスの供給量を調整するようになっている。
【００２７】
熱分解炉５内には、廃棄物を撹拌して熱分解炉５内の温度を均一化するための撹拌機２７が設けられている。
【００２８】
撹拌機２７は、熱分解炉５の軸心部に位置する駆動軸２８と、この駆動軸２８を回転駆動すべくその頂部に取り付けられた駆動モータ２９と、この駆動軸２８から放射状に延びる複数枚の撹拌羽根３０とからなっている。撹拌機２７は、熱分解炉５内に投入された廃棄物を撹拌して、これを均一且つ効率的に加熱するようになっている。
【００２９】
熱分解炉５の上部には、熱分解ガスを排出するためのガス出口３１と、油水分離槽４で分離された水分を熱分解炉５に戻すための水入口３２とが設けられている。ガス出口３１には、ジェットスクラバー３に繋がるガスライン３３が接続されている。ガスライン３３には、ガスライン３３内の圧力を検出する圧力計７０と、この圧力計７０の検出値に応じて開閉する開閉弁５０とが設けられており、熱分解炉５内の圧力を一定に保持しながら開閉弁５０を開閉して熱分解ガスを排出するようになっている。水入口３２には、油水分離槽４の底部に繋がる水ライン３４が接続されている。水ライン３４には、ポンプ３５が設けられ、このポンプ３５を駆動させることで、油水分離槽４内の水を圧送する。水ライン３４には、中和液供給管３６が接続されており、内部を流れる水のＰＨ値に応じて、中和液を注入するようになっている。水ライン３４には、ジェットスクラバー３に延びる分岐ライン３７が設けられており、開閉弁３８、３９の開閉切替により、ジェットスクラバー３に水を供給するようになっている。また、開閉弁３９には、気液分離槽４内のガスの温度を計測する温度計４０が電気的に接続されており、ガス温度に応じてジェットスクラバー３への水の供給量を調整するようになっている。
【００３０】
油水分離槽４には、再生油ライン４１が設けられ、油水分離槽４で分離された油分を、ポンプ４３で再生油タンク（図示せず）に圧送するようになっている。  油水分離槽４に接続されたガスライン２５には、ガスを大気放出する放出ライン４６が分岐して設けられている。放出ライン４６には、コンデンサ４４が設けられており、ジェットスクラバー３で液化されなかったガスを冷却して、気水分離する。そして、ガス分（冷不活性ガス）は、ファン４５で系外に放出される。水分は、油水分離槽４の底部に送られる。ガスライン２５には、ファン８０が設けられ、このファン８０でガスを熱分解装置２に戻すようになっている。
【００３１】
次に上記構成の熱分解装置２を備えた廃棄物処理装置１を用いた熱分解方法及びその作用について説明する。
【００３２】
まず、熱分解炉５内に廃棄物を投入した後、開閉弁５０をあけて、系内の残留空気と加熱ガスをコンデンサ４４で冷却しながら、ファン４５で放出ライン４６を通して大気中へ放出する。これによって、加熱前の熱分解炉５内の空気が炉外に押し出されて、熱分解炉５内が低酸素雰囲気となる。
【００３３】
その後、燃焼器７に燃料と燃焼用空気を供給して、空気過剰率ゼロを目標に燃焼させ加熱ガスを得るが、このとき、炉内温度計２４で計測された熱分解炉５内の温度に応じて燃料の供給量が調整される。また、加熱ガス酸素濃度計１５で加熱ガスの酸素濃度を連続的に計測し、制御装置２１で加熱ガス（高温の低酸素加熱ガス）の酸素濃度が１％以下となるように、燃焼器７へ供給する燃焼用空気量を制御する。これと同時に、温度計１６で加熱ガス供給ライン１２内の加熱ガス（燃焼器７出口の高温不活性ガス）の温度を計測する。そして、加熱ガスが、低酸素化、すなわち低空気比のためあまりにも高温すぎる場合に、油水分離槽４内の冷不活性ガスを供給して加熱ガスを冷却し、溶融・ガス化に最適な温度領域にした不活性ガスを熱分解炉５内へ噴出させる。すなわち、系内の低酸素ガスを、ジェットスクラバー３でＰＥＴの固化温度３００℃以下に下げて、ガスライン２５で加熱ガス供給ライン１２へ戻すことで、不活性ガスを加熱ガスの温度コントロール用に使用している。
【００３４】
高温不活性ガスは、加熱ガス供給ノズル１４によって、熱分解炉５底部の廃棄物に噴出される。このとき、廃棄物は硬質であるため、廃棄物間には隙間が多くできており、また、熱分解炉５の内面と接している面積は小さい。しかし、高温不活性ガスを廃棄物に吹き付けたことによって、高温不活性ガスが廃棄物の隙間に流れ込み、流動接触伝熱の如く、廃棄物の周囲から接触して加熱することができる。これによって、加熱効率は大幅に向上する。
【００３５】
また、廃棄物は、撹拌機２７によって回転され、撹拌されているので、全体に均等に加熱ガスが吹き付けられ、バランスよく加熱されるので、効率的に溶融・ガス化される。また、低酸素雰囲気内で廃棄物に高温の低酸素加熱ガスを吹き付けているので、廃棄物が酸化することなく、好適な熱分解を行うことができる。また、高温不活性ガスは、燃料と燃焼用空気の比率を、例えば加熱ガス酸素濃度計１５及び制御装置２１により連続的に計測・制御して得られており、この高温不活性ガスを廃棄物に直接吹き付けて接触させる伝熱方法であるので、発熱量を容易に算出でき、伝熱量を工学的に確実に把握でき、完全な溶融・ガス化を行うことができる。
【００３６】
なお、燃焼器が、オイルバーナ等の燃焼量が設定しやすいものであって、酸素濃度が１％以下になるように予め設定できる場合は、酸素濃度計により連続的に計測・制御しなくてもよい。
【００３７】
ガス化された熱分解ガスは、ジェットスクラバー３で冷却されて再液化される。再液化された原液は、油水分離槽４で油水分離され、油分は、再生油として再利用され、水分は、ジェットスクラバー３へと送られ、熱分解ガスの冷却や、ノズル（図示せず）の清浄等に利用される。
【００３８】
なお、熱分解炉５の下部に別途燃焼器を装備し、熱分解炉５を底部及び側面部から加熱してもよい。これによれば、万一、加熱手段６による廃棄物の加熱状態が悪くても、熱分解炉５の底部に溶融プラスチックが固化するのを防止することができる。
【００３９】
また、上記実施の形態では、熱分解炉５内への高温不活性ガスの供給は、熱分解炉５の胴部に設けられた加熱ガス供給ノズル１４を介して行われているが、これに限られるものではない。例えば、撹拌機２７の駆動軸２８をパイプ状にして、駆動軸２８上部にロータリジョイント（図示せず）を設け、高温不活性ガスを駆動軸２８内部を通して、その下端から、熱分解炉５内に供給するようにしてもよい。また、駆動軸２８の周囲にパイプ（図示せず）を配置し、高温不活性ガスを駆動軸２８とパイプ間の隙間を通すようにしてもよい。これらいずれの場合も、高温不活性ガスをパイプの上部から流して、下端から熱分解炉５内に放出するので、パイプ下端部と熱分解炉５底部に溜まった溶融プラスチックの上面との距離のシール深さを高温不活性ガスが破れるように、その圧力を確保する必要がある。
【００４０】
図２は、本発明に係る熱分解装置の熱分解炉の他の実施の形態を示した概略構成図である。
【００４１】
図示するように、かかる熱分解炉５１は、その内部にメッシュ格納器５２が収容されている。メッシュ格納器５２は、上部が開口した箱状に形成され、底面及び各側面がメッシュ材料にて構成されている。メッシュ格納器５２は、熱分解炉５１の内壁に設けられたサポート部材５３によって支持されている。
【００４２】
この熱分解炉５１は、廃棄物がタイヤや被覆電線等の金属やガラス等の無機物を含む場合に用いられる。すなわち、メッシュ格納器５２内に上述の廃棄物を収容して加熱することで、プラスチック類は、溶融して熱分解炉５１底部に落下するが、金属やガラス等は、メッシュ格納器５２内に残る。よって、加熱後にメッシュ格納器５２を取り出すことで、容易に金属やガラス等を分離・回収することができる。また、廃棄物は、熱分解炉５１内で浮かせて支持されたメッシュ格納器５２内に収容されているので、周囲から高温不活性ガスと接触でき、加熱効率が向上する。
【００４３】
図３は、本発明に係る熱分解装置の熱分解炉のさらに他の実施の形態を示した概略構成図である。
【００４４】
図示するように、かかる熱分解炉５５は、不活性ガスを供給することで室内の酸素濃度を下げる空気置換室５６と、この空気置換室５６と連通し廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させるガス化室５７と、このガス化室５７と連通しガス化されなかった廃棄物の残滓を冷却する冷却室５８とを有している。空気置換室５６、ガス化室５７及び冷却室５８は、その並びで順次隣接して、区画壁５９、６０でそれぞれ区画されている。各区画壁５９、６０には開口部６１、６２がそれぞれ形成されており、後述する移送装置６３が各開口部６１、６２を通して設けられている。
【００４５】
移送装置６３は、廃棄物を空気置換室５６からガス化室５７、冷却室５８へと移送する装置である。移送装置６３は、メッシュ状のコンベアベルトが用いられたメッシュコンベア６４にて構成されている。メッシュコンベア６４は、耐熱性鉄鋼材等にて形成されている。
【００４６】
空気置換室５６には、廃棄物の投入口６６が形成されている。投入口６６にはロータリバルブ６５が設けられており、室内外を区画している。空気置換室５６内には、室内の酸素濃度を計測する空気置換室酸素濃度計６７が設けられている。空気置換室酸素濃度計６７は、ガス化室５７へ繋がる開口部６１付近に設けられている。一方、メッシュコンベア６４を駆動させる駆動モータ６８には、その回転を制御する制御装置６９が接続されている。制御装置６９は、空気置換室酸素濃度計６７と電気的に接続されており、開口部６１付近の酸素濃度が１％に近い値になるように、メッシュコンベア６４の速度を制御する。
【００４７】
空気置換室５６の底部には、空気置換用の冷不活性ガスを室内に供給するための冷不活性ガス供給ノズル７１が設けられている。冷不活性ガス供給ノズル７１は、空気置換室５６の底部に布設されたパイプに複数の孔を形成して構成されている。冷不活性ガス供給ノズル７１は、油水分離槽等の冷不活性ガス供給源（図示せず）に接続されている。
【００４８】
空気置換室５６の頂部には、室内の気体を排出する排気ファン７２を備えた排気ライン７３と、温度計７４が設けられている。排気ファン７２のモータ９４は、制御装置９５を介して温度計７４と電気的に接続されている。制御装置９５は、空気置換室５６内の温度が上昇すると、室内の空気を排出することで、室内の温度を一定に保持するようになっている。
【００４９】
ガス化室５７内には、メッシュコンベア６４上の廃棄物に、高温不活性ガスを吹き付けるための高温不活性ガス供給ノズル７５が設けられている。高温不活性ガス供給ノズル７５は、ガス化室５７内のメッシュコンベア６４の下方に布設されたパイプに複数の孔を形成して構成されている。高温不活性ガス供給ノズル７５は、加熱手段（図示せず）に接続されている。加熱手段の構成は、図１のものと同様であるので説明を省略する。なお、高温不活性ガスの供給源は、別体で設けてもよい。但し、別途に行われている発泡スチロールの固化プロセスで燃焼ガスに水を加えて加熱源としても、高温が得られず採用できない。
【００５０】
ガス化室５７の底部には、溶融プラスチックを溜める凹部７６が形成されている。凹部７６の底部には、ポンプ７７を備えた循環ライン７８が接続されている。循環ライン７８は、ガス化室５７の頂部近傍に延出しており、溶融プラスチックをガス化室５７内に噴出させるようになっている。
【００５１】
ガス化室５７の頂部には、ガス化された熱分解ガスを、ジェットスクラバー（図示せず）へと供給するガスライン７９が接続されている。ガスライン７９には、ファン８１が設けられている。一方、ガス化室５７には、室内の圧力を検出する圧力計８２が設けられている。圧力計８２は、ファン８１のモータ８３に接続された制御装置８４に電気的に接続されている。制御装置８４は、ガス化室５７内の圧力が所定値に達すると、ファン８１を回転させて、熱分解ガスをジェットスクラバーに供給するようになっている。
【００５２】
冷却室５８内には、メッシュコンベア６４上の廃棄物の残滓に、冷不活性ガスを吹き付けるための冷不活性ガス供給ノズル８５が設けられている。冷不活性ガス供給ノズル８５は、冷却室５８内のメッシュコンベア６４の下方に布設されたパイプに複数の孔を形成して構成されている。冷不活性ガス供給ノズル８５は、油水分離槽等の冷不活性ガス供給源（図示せず）に接続されている。
【００５３】
冷却室５８の底部には、廃棄物の残滓を排出するための排出口８６が形成されている。排出口８６には、ロータリバルブ８７が設けられている。
【００５４】
冷却室５８の頂部には、室内のガスを、排気処理装置（図示せず）へと送る排気ライン８８が接続されている。排気ライン８８には、ファン８９が設けられている。一方、冷却室５８には、室内の圧力を検出する圧力計９１が設けられている。圧力計９１は、ファン８９のモータ９２に接続された制御装置９３に電気的に接続されている。制御装置９３は、冷却室５８内の圧力が所定値に達すると、ファン８９を回転させて、室内のガスを排気処理装置に送るようになっている。
【００５５】
空気置換室５６、ガス化室５７、冷却室５８の壁面及び区画壁５９、６０は、炭素鋼にて形成されている。ガス化室５７や冷却室５８の高温域の内壁面は、耐火物を内張する構造となっている。
【００５６】
上記構成の熱分解炉５５を備えた熱分解装置を用いるに際しては、まず、廃棄物をロータリバルブ６５を通して空気置換室５６内に投入して、メッシュコンベア６４上に載せる。このとき、制御装置６９で、開口部６１付近の酸素濃度が１％に近い値になるように、メッシュコンベア６４の速度を制御する。
【００５７】
また、空気置換室５６内の酸素濃度が高い場合には、冷不活性ガスの供給量を増やして酸素を追い出し、酸素濃度を下げる。さらに、温度計７４で空気置換室５６内の温度を計測しながら、室内の温度が１００℃付近になるように、排気ファン７２を駆動させる。これによって、空気置換室５６内のガスは膨張して排出されやすくなると共に、廃棄物の予備加熱を行うことができる。さらに、１００℃付近ではプラスチックのガス化が起こることはない。
【００５８】
メッシュコンベア６４によりガス化室５７内に移送された廃棄物は、高温不活性ガス供給ノズル７５より高温不活性ガスが吹き付けられて加熱される。このとき、ガス化室５７内は低酸素雰囲気であり、その状態で高温不活性ガスを廃棄物に吹き付けているので、廃棄物が酸化することなく、好適な熱分解を行うことができる。また、図１の熱分解装置と同様に、高温不活性ガスは、燃料と燃焼用空気の比率を、例えば加熱ガス酸素濃度計１５及び制御装置２１により連続的に計測・制御して得られており、この高温不活性ガスを廃棄物に直接吹き付けて接触させる伝熱方法であるので、発熱量を容易に算出でき、伝熱量を工学的に確実に把握でき、完全な溶融・ガス化を行うことができる。
【００５９】
また、ガス化室５７で溶融したプラスチックは、凹部７６に溜められ、循環ライン７８を介して、ガス化室５７の頂部近傍に噴出させるようになっているので、ガス化効率が向上する。
【００６０】
圧力計８２でガス化室５７内の圧力を計測しながら、その検出値に応じてファン８１を回転させて、熱分解ガスをジェットスクラバーに供給する。これによって、ガス化室５７内の圧力は、ガス化に好ましい圧力に一定に保持することができるので、ガス化効率がさらに向上する。
【００６１】
ガス化された熱分解ガスは、ジェットスクラバー（図示せず）へと供給された後、図１の廃棄物処理装置と同様に、冷却され再液化されて、油水分離槽で油水分離される。
【００６２】
ガス化されなかった廃棄物の残滓は、冷却室５８内に移送されて、冷不活性ガス供給ノズル８５より冷不活性ガスを吹き付けられて冷却された後、排出口８６から排出される。
【００６３】
このとき、冷媒をスチームとすれば、残滓中の炭の賦活にも効果が期待できる。さらに、空気置換室５６と冷却室５８からの排気を、スチームを冷媒として冷却すれば、排気の脱臭処理等の設備を小さくできコストメリットがある。その場合、復水はスチーム源として利用する。
【００６４】
上記実施の形態では、熱分解ガスの冷却に、ジェットスクラバーを採用しているが、これは、ＰＥＴのような昇華物物性を含む廃棄物に対応するためであり、昇華物物性を含まない廃棄物の場合は、ジェットスクラバーに変えて単なる熱交換機を用いてもよい。これによれば、廃棄物は廃プラスチックに限定されることなく、木質廃棄物の熱分解にも有効に対応することができる。
【００６５】
なお、上記実施の形態では、移送装置６３は、メッシュコンベア６４にて構成されているが、これに限られるものではない。例えば、図４〜図８に示すように、トロッコ１０１を移送装置６３としてもよい。トロッコ１０１は、メッシュ状の耐熱性鉄鋼材等にて形成されている。
【００６６】
図４に示すように、本実施の形態では、トロッコ１０１に廃棄物を投入するための投入室１０２と、冷不活性ガスを室内に供給することで室内の酸素濃度を下げる空気置換室１０３と、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させるガス化室１０４と、ガス化されなかった廃棄物の残滓を冷却して排出する冷却室１０５とが設けられている。
【００６７】
投入室１０２、空気置換室１０３、ガス化室１０４及び冷却室１０５は、互いに隣接して、連通している。そして、全体で、円環状に配置されており、冷却室１０５の隣に、投入室１０２が配置される。投入室１０２、空気置換室１０３及び冷却室１０５は、トロッコ１０１より若干長く形成され、ガス化室１０４は、空気置換室１０３と冷却室１０５とを繋ぐように円弧状に形成されている。各室１０２〜１０５間は、各室同士を気密に区画する開閉扉１０６を有する区画壁１０７で区画されている。円環状に配置された各室１０２〜１０５内には、トロッコ１０１のガイドレール１０８が円環状に敷設されている。
【００６８】
図５に示すように、投入室１０２には、投入装置１０９が隣接して設けられている。投入装置１０９は、バケットコンベア１１１にて構成されており、投入シュート１１２を介して、廃棄物がトロッコ１０１の上部から落下・投入されるようになっている。
【００６９】
図６に示すように、空気置換室１０３には、冷不活性ガス供給ノズル１１４が設けられている。冷不活性ガス供給ノズル１１４は、ガイドレール１０８に沿って、トロッコ１０１の下部に配置されている。空気置換室１０３の頂部には、排気ファン（図示せず）を備えた排気ライン１１５が設けられている。
【００７０】
図７に示すように、ガス化室１０４には、高温不活性ガス供給ノズル１１６が設けられている。高温不活性ガス供給ノズル１１６は、ガイドレール１０８に沿って、トロッコ１０１の下部に配置されている。ガス化室１０４の頂部には、ガス化された熱分解ガスをジェットスクラバー（図示せず）へと供給するガスライン１１７が設けられている。ガス化室１０４の底部には、溶融プラスチックを溜める凹部１１７が形成されている。凹部１１８には、ポンプ１１９を備えた循環ライン１２１が接続されている。循環ライン１２１は、ガス化室１０４の頂部近傍に延出しており、溶融プラスチックをガス化室１０４内に噴出させるようになっている。
【００７１】
図８に示すように、冷却室１０５には、冷不活性ガス供給ノズル１２２が設けられている。冷不活性ガス供給ノズル１２２は、ガイドレール１０８に沿って、トロッコ１０１の下部に配置されている。冷却室１０５の側壁１２３には、室内外を気密に区画する開閉扉１２４が設けられており、この開閉扉１２４を明けて、フォークリフト１２５でトロッコ１０１を取り出して、廃棄物の残滓を排出するようになっている。残滓を排出した後、トロッコ１１は、再度ガイドレール１０８上に戻され、投入室１０２へと移動する。
【００７２】
このように、各室１０２〜１０５を円環状に配置して、ガイドレール１０８を設けたことによって、トロッコ１０１を冷却室１０５から投入室１０２へと短時間で移動させることができる。よって、トロッコ１０１を逆方向に移動することなく、トロッコ１０１の連続使用が可能となる。
【００７３】
なお、上記実施の形態では、バケットコンベヤ１１１で廃棄物の投入を行うようになっているが、廃棄物の投入はこれに限られるものではない。例えば、図８と同等の構成の開閉扉を投入室に形成し、フォークリフトでトロッコを外部に取り出して、トロッコ内に廃棄物を投入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る熱分解装置を備えた廃棄物処理装置を示した構成図である。
【図２】本発明に係る熱分解装置の熱分解炉の他の実施の形態を示した概略構成図である。
【図３】本発明に係る熱分解装置の熱分解炉のさらに他の実施の形態を示した概略構成図である。
【図４】本発明に係る熱分解装置の熱分解炉のさらに他の実施の形態を示した概略構成平面図である。
【図５】図４の熱分解装置の投入室を示した断面図である。
【図６】図４の熱分解装置の空気置換室を示した断面図である。
【図７】図４の熱分解装置のガス化室を示した断面図である。
【図８】図４の熱分解装置の冷却室を示した断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
２  熱分解装置
５  熱分解炉
６  加熱手段
７  燃焼器
８  空気供給装置
１１  加熱ガス供給装置
１５  加熱ガス酸素濃度計
２０  低酸素化装置
５１  熱分解炉
５５  熱分解炉
５６  空気置換室
５７  ガス化室
５８  冷却室
６７  空気置換室酸素濃度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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