(57)【要約】【課題】固形ダスト分の混入や窒素酸化物の発生に伴う不具合を生じることなく、組成が一定で品質の安定した油分を、高い回収率でもって回収することができる油化設備、並びに、熱分解炉内を強制的に冷却できる上、残渣を、品質を劣化させることなく、乾燥状態で回収して再利用できる油化設備を提供する。【解決手段】油化設備１は、外部加熱手段８によって外部から加熱した熱分解炉７中で、高分子系廃棄物３を、熱交換器２で加熱した無酸素ガスと直接に接触させて、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させる熱分解装置４、または熱分解後に、水と水蒸気との混合物９、次いで水蒸気１１を供給して冷却する冷却装置１０、１２を備えた熱分解装置４を有する。【選択図】図１
2008285523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無酸素ガスを加熱するための熱交換器と、
内部に高分子系廃棄物を収容する熱分解炉と、前記熱分解炉を外部から加熱する外部加熱手段とを有し、前記外部加熱手段によって加熱した熱分解炉中で、前記高分子系廃棄物を、前記熱交換器で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させるための熱分解装置と、
前記熱分解装置で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置と、
前記油分回収装置で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして、前記熱交換器に循環させるための循環路と、
を備えることを特徴とする高分子系廃棄物の油化設備。
【請求項２】
前記熱分解装置が、高分子系廃棄物を熱分解させた後に、水と水蒸気との混合物、次いで水蒸気を供給して冷却するための冷却装置を備えている請求項１に記載の高分子系廃棄物の油化装置。
【請求項３】
無酸素ガスを加熱するための熱交換器と、
内部に高分子系廃棄物を収容する熱分解炉を有し、前記熱分解炉中で、前記高分子系廃棄物を、前記熱交換器で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させるための熱分解装置と、
前記熱分解装置で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置と、
前記油分回収装置で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして、前記熱交換器に循環させるための循環路と、
を備えると共に、
前記熱分解装置が、高分子系廃棄物を熱分解させた後に、水と水蒸気との混合物、次いで水蒸気を供給して冷却するための冷却装置を備えていることを特徴とする高分子系廃棄物の油化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子系廃棄物を熱分解させて、各種燃料等として利用可能な油分を回収するための油化設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高分子系廃棄物を熱分解させて油分を回収するための油化設備として、無酸素ガスを加熱するための熱交換器と、内部に収容した高分子系廃棄物を、前記熱交換器で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させるための熱分解炉と、前記熱分解炉で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置と、前記油分回収装置で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして、前記熱交換器に循環させるための循環路とを備えた、循環型のものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
前記循環型の油化設備によれば、６００〜９００℃程度の高温に加熱した無酸素ガスを、高分子系廃棄物に直接に接触させることで、前記高分子系廃棄物を、溶融の工程を経ることなしに、安定して、しかも連続的に熱分解させることができる。そのため、それ以前の、高分子系廃棄物を溶融させた後に熱分解させて油分を回収する油化設備において発生していた様々な問題を生じることなしに、油分を回収することができる。
【特許文献１】特開２００２−２６５９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来の油化設備のように、油分を回収した後、熱交換器で加熱した無酸素ガスだけで、熱分解炉内の高分子系廃棄物を熱分解させようとすると、前記ガスを、熱分解炉内に、多量に供給する必要があり、前記多量のガスによって熱分解炉内から舞い上げられてガス中に混入して、前記ガスと共に循環路内を循環する固形ダスト分（高分子系廃棄物の残渣）の量が増加する傾向がある。そして、前記ガス中に混入した固形ダスト分が、回収された油分中に不純物として混入したり、循環路内でガスを循環させるための送風機等の故障の原因となったり、余剰のガスを大気中に放出するために処理する排ガス処理装置や、熱交換器の燃料として使用するために洗浄する洗浄装置等において、目詰まり等の原因となったりしやすいという問題がある。
【０００５】
また、熱分解炉で発生した無酸素ガスに、窒素ガスや可燃性ガスを加えて、循環路内を循環するガスの流量を増加させることも検討されているが、前者の場合には、系中から排出される排ガス中に含まれる、大気汚染の主たる原因物質である窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が増加したり、回収される油分中に前記窒素が取り込まれて、前記油分を燃焼させた際に発生する、前記窒素酸化物の量が増加したりするという問題を生じるおそれがある。また、後者の場合には、可燃性ガスを使用することから、安全管理を厳重に行う必要が生じる上、いずれの場合にも、油分を含まないガスを加えることで、油分の濃度が低下することになるため、前記油分の回収率が低下するおそれもある。
【０００６】
また、加熱したガスだけで、熱分解炉内の高分子系廃棄物を熱分解させる場合には、前記熱分解炉の、ガスの入口側と出口側とにおける温度差が大きくなる傾向がある。そして、前記入口付近と出口付近での、高分子系廃棄物の熱分解反応に差を生じて、発生する熱分解ガスの分子量分布が広くなり、回収される油分の組成にばらつきを生じて、品質が低下するおそれもある。また、前記熱分解炉のガスの出口付近において、ガスの温度が、例えば２５０℃以下に低下してしまうと、次の油分回収装置において、凝縮して回収される油分を精留するのに必要な熱量が得られないため、油分の回収率が低下したり、油分の組成にばらつきを生じて、品質が低下したりするおそれもある。
【０００７】
また、熱分解反応がほぼ終了した段階で、従来は、熱分解炉内の温度が、およそ１５０℃以下の安全温度まで自然に低下するのを待つか、あるいは熱分解炉内に窒素ガスや水を注入して強制的に冷却することが行われる。しかし、前者の場合には、前記安全温度まで冷却して、熱分解後の残渣を熱分解炉外に排出した後、新たな高分子系廃棄物を熱分解炉内に投入して油化設備の運転を再開するまでに要する時間が、長くかかりすぎるという問題がある。また、熱分解炉内に窒素ガスを注入して冷却する場合には、窒素酸化物が発生するおそれがある。さらに、熱分解後の残渣は、炭化物として再利用することができるが、冷却のため、熱分解炉内に水を注入した場合には、前記残渣が水によって濡れてしまって、品質のよい乾燥状態で回収することができないため、再利用が困難である。
【０００８】
本発明の目的は、固形ダスト分の混入や、窒素酸化物の発生に伴う不具合を生じることなしに、組成が一定で品質の安定した油分を、高い回収率でもって回収することができる油化設備を提供することにある。また、本発明の目的は、熱分解炉内を強制的に冷却できる上、残渣を、品質を劣化させることなく、乾燥状態で回収して、再利用することができる油化設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、無酸素ガスを加熱するための熱交換器と、
内部に高分子系廃棄物を収容する熱分解炉と、前記熱分解炉を外部から加熱する外部加熱手段とを有し、前記外部加熱手段によって加熱した熱分解炉中で、前記高分子系廃棄物を、前記熱交換器で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させるための熱分解装置と、
前記熱分解装置で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置と、
前記油分回収装置で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして、前記熱交換器に循環させるための循環路と、
を備えることを特徴とする高分子系廃棄物の油化設備である。
【００１０】
本発明によれば、熱分解炉内の高分子系廃棄物を、外部加熱手段によって、熱分解炉外から間接的に加熱しながら、熱交換器で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させることができる。そのため、前記無酸素ガスの量を少なくして、熱分解炉内の固形ダスト分がガス中に混入するのを極力抑制することができ、前記固形ダスト分の混入に伴う、先に説明した、回収した油分への固形ダスト分の混入、送風機の故障、排ガス処理装置や洗浄装置における目詰まり等の問題が発生するのを防止することができる。また、窒素ガスや可燃性ガスを加える必要がないので、前記窒素ガスを加えることによる窒素酸化物の発生と、それに伴う大気汚染の問題や、可燃性ガスを加えることによる安全性の問題、あるいは両ガスを加えることによる油分の回収率の低下の問題等が発生するのを防止することもできる。
【００１１】
さらに、熱分解炉の、ガスの入口側と出口側とにおける温度差を小さくして、前記入口付近と出口付近での、高分子系廃棄物の熱分解反応をほぼ均一化することができる上、前記出口付近において、ガスの温度が必要以上に低下するのを抑制して、次の油分回収装置において、凝縮して回収される油分を精留するのに必要な熱量を確保することができるため、発生する熱分解ガスの分子量分布を狭くして、回収される油分の組成のばらつきをなくして、前記油分の品質を向上すると共に、回収率を向上することもできる。したがって、本発明によれば、固形ダスト分の混入や、窒素酸化物の発生に伴う不具合を生じることなしに、組成が一定で品質の安定した油分を、高い回収率でもって回収することができる油化設備を提供することができる。
【００１２】
前記本発明の油化装置は、前記熱分解装置が、高分子系廃棄物を熱分解させた後に、水と水蒸気との混合物、次いで水蒸気を供給して冷却するための冷却装置を備えていてもよい。これにより、まず、熱分解炉に、水と水蒸気との混合物を供給して、およそ２００℃程度まで強制的に冷却させた後、水蒸気を供給して、およそ１５０℃程度まで冷却させることにより、熱分解炉を、安全温度付近まで、短時間で冷却することができる上、残渣が、水によって濡れるのを防いで、品質のよい乾燥状態で回収して、再利用することができる。
【００１３】
また、本発明は、無酸素ガスを加熱するための熱交換器と、
内部に高分子系廃棄物を収容する熱分解炉を有し、前記熱分解炉中で、前記高分子系廃棄物を、前記熱交換器で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させるための熱分解装置と、
前記熱分解装置で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置と、
前記油分回収装置で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして、前記熱交換器に循環させるための循環路と、
を備えると共に、
前記熱分解装置が、高分子系廃棄物を熱分解させた後に、水と水蒸気との混合物、次いで水蒸気を供給して冷却するための冷却装置を備えていることを特徴とする高分子系廃棄物の油化設備である。
【００１４】
本発明によれば、先の場合と同様に、まず、熱分解炉に、水と水蒸気との混合物を供給して、およそ２００℃程度まで強制的に冷却させた後、水蒸気を供給して、およそ１５０℃程度まで冷却させることにより、熱分解炉を、安全温度付近まで、短時間で冷却することができる上、残渣が、水によって濡れるのを防いで、品質のよい乾燥状態で回収して、再利用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、固形ダスト分の混入や、窒素酸化物の発生に伴う不具合を生じることなしに、組成が一定で品質の安定した油分を、高い回収率でもって回収することができる油化設備を提供することができる。また、本発明によれば、熱分解炉内を強制的に冷却できる上、残渣を、品質を劣化させることなく、乾燥状態で回収して、再利用することができる油化設備を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の油化設備１の、実施の形態の一例を示す概略断面図、図２は、図１の例の油化設備１のうち、熱分解装置４を示す概略断面図である。両図を参照して、この例の油化設備１は、無酸素ガスを加熱するための熱交換器２と、高分子系廃棄物３を、前記熱交換器２で加熱した無酸素ガスと直接に接触させることによって、無酸素状態で熱分解させて熱分解ガスを発生させるための熱分解装置４と、前記熱分解装置４で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置５と、前記油分回収装置５で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして、前記熱交換器２に循環させるための循環路６とを備えている。
【００１７】
熱分解装置４は、内部に高分子系廃棄物３を収容するための熱分解炉７と、前記熱分解炉７を囲んで配設された、外部加熱手段としての外熱炉８とを備えており、前記熱分解炉７には、油化設備１の運転終了時に、水と水蒸気との混合物９を、熱分解炉７内に供給して冷却するための冷却装置としての第一ノズル１０と、次いで水蒸気１１を、前記熱分解炉７内に供給して冷却するための冷却装置としての第二ノズル１２とが取り付けられている。前記第一ノズル１０には、冷却水の供給源から、弁１３を介して水を供給するための配管１４と、水蒸気の供給源としてのスチームボイラ１５から、弁１６を介して水蒸気を供給するための配管１７とが接続されており、第二ノズル１２には、前記配管１７の途中から分岐して、弁１８を介して水蒸気を供給するための配管１９が接続されている。
【００１８】
熱分解炉７には、循環路６の一部を構成し、熱分解によって発生した熱分解ガスを、弁２０を介して油分回収装置５に送るための配管２１と、同じく循環路６の一部を構成し、熱交換器２で加熱した無酸素ガスを、弁２２を介して熱分解炉７内に供給するための配管２３と、油分回収装置５で回収した主として重質油を、ポンプ２４と弁２５とを介して熱分解炉７内に供給するための配管２６と、前記熱分解炉７内を、弁２７を介して外気に開放するための配管２８とが接続されている。また、前記配管２３には、窒素発生器２９で発生させた窒素ガスを、弁３０を介して運転前の熱分解炉７内に供給するための配管３１が接続されている。
【００１９】
外熱炉８は、熱分解炉７を囲む環状の炉本体３２と、前記炉本体３２内を加熱するためのバーナ３３とを備えている。また、炉本体３２には、送風機３４から、燃焼用あるいは冷却用の空気を、弁３５を介して、炉本体３２内に供給するための配管３６と、前記炉本体３２内を、弁３７を介して外気に開放するための配管３８とが接続されている。
図２を参照して、炉本体３２には、油化設備１の運転終了時に、水と水蒸気との混合物３９を、前記炉本体３２内に供給して冷却するための冷却装置としての第三ノズル４０と、次いで水蒸気４１を、炉本体３２内に供給して冷却するための冷却装置としての第四ノズル４２とが取り付けられていてもよい。前記第三ノズル４０には、冷却水の供給源から、弁４３を介して水を供給するための配管４４と、水蒸気の供給源としての、図示しないスチームボイラから、弁４５を介して水蒸気を供給するための配管４６とが接続されており、第四ノズル４２には、前記配管４６の途中から分岐して、弁４７を介して水蒸気を供給するための配管４８が接続されている。
【００２０】
図１を参照して、油分回収装置５は、前記熱分解装置４で発生した熱分解ガスを冷却して、主として、沸点が２００〜２２０℃以上である重質油４９を凝縮させて回収するための第一冷却塔５０と、前記第一冷却塔５０で重質油４９を回収した後の熱分解ガスをさらに冷却して、主として、沸点が２００〜２２０℃未満である軽質油５１を凝縮させて回収するための第二冷却塔５２とを備えている。
【００２１】
前記第一冷却塔５０は、高さ方向の途中の位置に、前記配管２１が接続されていると共に、その上端に、重質油４９を回収後の熱分解ガスを第二冷却塔５２に送るための配管５３が接続された冷却塔本体５４と、前記冷却塔本体５４の下部に回収した重質油４９を冷却した後、冷却塔本体５４内の上方から下方へ向けて噴霧することで、配管２１から冷却塔本体５４内に供給された熱分解ガスを冷却して重質油４９を凝縮させて回収するための循環路を構成する、配管５５、循環ポンプ５６、冷却器５７、および噴霧ノズル５８とを備えている。冷却器５７には、冷却水の供給源から水を供給するための配管５９が接続されている。また、冷却塔本体５４の下端には、前記配管２６が接続されている。
【００２２】
第二冷却塔５２は、高さ方向の途中の位置に、前記配管５３が接続されていると共に、その上端に、軽質油５１を回収後の熱分解ガスを、送風機６０を介して熱交換器２に送るための、循環路６の一部を構成する配管６１が接続された冷却塔本体６２と、前記冷却塔本体６２の下部に回収した軽質油５１を冷却した後、冷却塔本体６２内の上方から下方へ向けて噴霧することで、配管５３から冷却塔本体６２内に供給された熱分解ガスを冷却して軽質油５１を凝縮させて回収するための循環路を構成する、配管６３、循環ポンプ６４、冷却器６５、および噴霧ノズル６６と、前記冷却塔本体６２内の、噴霧ノズル６６と配管５３の接続部との間に配設された、熱分解ガスを冷却して軽質油５１を凝縮させて回収するための冷却器６７とを備えている。
【００２３】
冷却器６５には、冷却水の供給源から水を供給するための配管６８が接続され、冷却器６７には、同じく冷却水の供給源から水を供給するための配管６９が接続されている。冷却塔本体６２の下部に回収した軽質油５１は、前記冷却塔本体６２の下端に接続された配管７０を通して回収される。
熱交換器２は、油分回収装置５で油分が回収された後、配管６１を通して供給された熱分解ガスを、熱風炉７１で発生させた高温の燃焼ガスによって加熱した後、高温の無酸素ガスとして、配管２３を通して、熱分解装置４の熱分解炉７に供給するためのものである。熱風炉７１は、熱源としてのバーナ７２を備えている。熱風炉７１で発生させた燃焼ガスは、熱交換器２で、熱分解ガスと熱交換させた後、排風機７３を介して排ガス処理装置７４に送られて、前記排ガス処理装置７４で処理された後、大気中に放出される。
【００２４】
熱風炉７１には、送風機７５から、燃焼用の空気を供給するための配管７６と、熱分解装置４の外熱炉８で発生した燃焼ガスを、前記熱風炉７１で発生する燃焼ガスと混合して、排ガス処理装置７４で処理した後、大気中に放出させるための配管７７と、余剰の熱分解ガスを前記熱風炉７１に供給して燃焼させるために、配管６１から分岐した配管７８とが接続されている。
【００２５】
前記各部を備えた、この例の油化設備１を用いて、高分子系廃棄物３を油化処理するためには、まず、熱分解装置４の熱分解炉７に所定量の高分子系廃棄物３、第一冷却塔５０に所定量の重質油４９、そして第二冷却塔５２に所定量の軽質油５１を収容した状態で、送風機３４、６０、７５、および排風機７３の運転を開始すると共に、窒素発生器２９の運転を開始して窒素ガスを連続的に発生させる。
【００２６】
そうすると、発生した窒素ガスが、配管３１を通して熱分解炉７に供給され、前記熱分解炉７から、配管２１、第一冷却塔５０、配管５３、第二冷却塔５２、配管６１、熱交換器２、および配管２３を通して熱分解炉７に循環すると共に、余剰の窒素ガスが、配管７８、熱風炉７１、熱交換器２、および排ガス処理装置７４を通して大気中に放出されて、前記各部内の空気が窒素ガスに置換される。これにより、安全性を確保すると共に、高分子系廃棄物３中の水素が、空気中の酸素と反応して消費されることで、油分回収装置５において回収される油分の回収率が低下するのを防止することができる。
【００２７】
なお、前記各部を満たした窒素ガスの一部は、油化設備１の運転初期に、例えば高分子系廃棄物３から発生した酸素と反応して窒素酸化物となるおそれがあるが、本発明では、従来の、油化設備１の運転中、常時、窒素ガスを供給し続ける場合と違って、前記のように運転初期に、ごく少量の窒素酸化物しか発生せず、しかも発生した少量の窒素酸化物は、排ガス処理装置７４において完全に処理されるため、大気汚染を引き起こすおそれはない。
【００２８】
次に、前記状態を維持しながらバーナ７２に着火して、熱風炉７１で発生させた、約８００℃程度に調整された高温の燃焼ガスを熱交換器２に供給して、循環路６内を循環するガスの加熱を開始すると共に、バーナ３３に着火して、外熱炉８で、約５５０℃程度に調整された燃焼ガスを発生させて、前記外熱炉８による、熱分解炉７の加熱を開始する。そうすると、熱分解炉７内の温度が高分子系廃棄物３の熱分解温度に達した時点で、前記高分子系廃棄物３の、無酸素状態での熱分解が開始されて熱分解ガスが発生する。
【００２９】
この際、熱分解炉７内は、上で説明したように、循環路６内を循環するガスによって加熱されるだけでなく、外熱炉８によっても加熱されるため、ガスの入口側と出口側とにおける温度差を小さくすることができる。すなわち、熱分解炉７内の温度を、例えば３００〜４００℃という狭い温度幅に維持して、前記入口付近と出口付近での、高分子系廃棄物３の熱分解反応をほぼ均一化することができるため、前記高分子系廃棄物３から、例えば炭素数が５〜２０程度の、組成が安定した油分を発生させることができる。
【００３０】
また、前記出口付近において、ガスの温度が必要以上に低下するのを抑制して、配管２１の、第一冷却塔５０の冷却塔本体５４への接続部付近でのガスの温度を約４５０℃程度に維持して、油分回収装置５において、凝縮して回収される油分を精留するのに必要な熱量を確保することもできる。さらに、図の例では、外熱炉８で発生させて、熱分解炉７を加熱させた後の、約４５０℃程度の燃焼ガスを、配管７７を通して熱風炉７１に供給しているため、前記熱風炉７１のバーナ７２において消費する燃料を削減することもできる。
【００３１】
循環路６内の窒素ガスの大部分が熱分解ガスに置換された段階で、窒素発生器２９の運転を停止すると共に、冷却器５７に冷却水を流通させる。それと共に、循環ポンプ５６の運転を開始して、前記第一冷却塔５０の冷却塔本体５４内を上昇する、先に説明したように、配管２１の、冷却塔本体５４への接続部付近での温度が約４５０℃程度の熱分解ガスに、前記冷却塔本体５４の上端の、配管５３へと続く出口付近での温度が、例えば２００〜２２０℃程度に維持されるように、噴霧ノズル５８から、前記冷却器５７を通ることで約６０℃程度に冷却された重質油４９を、噴霧量を調整しながら噴き付けて冷却する。そうすると、前記冷却塔本体５４の下部に、沸点が２００〜２２０℃以上である重質油４９が凝縮して回収される。
【００３２】
また、冷却器６５、６７に冷却水を流通させると共に、循環ポンプ６４の運転を開始して、前記第二冷却塔５２の冷却塔本体６２内を上昇するガスに、前記冷却塔本体６２の上端の、配管６１へと続く出口付近でのガスの温度が、例えば６０℃程度に維持されるように、噴霧ノズル６６から、前記冷却器６５を通ることで約５０℃程度に冷却された軽質油５１を、噴霧量を調整しながら噴き付けると共に、冷却器６７によって冷却すると、前記冷却塔本体６２の下部に、沸点が約６０℃以上で、かつ２００〜２２０℃未満程度である軽質油５１が凝縮して回収される。
【００３３】
また、この例では、必要に応じてポンプ２４を運転して、第一冷却塔５０において回収された重質油４９を、熱分解炉７に送って、前記熱分解炉７内で、高分子系廃棄物３と共に熱分解させることで、回収される重質油４９と、軽質油５１の比率を変化させることもできる。回収された重質油４９、軽質油５１は、それぞれ、様々な装置の燃料として利用できる他、油化設備１のバーナ３３、７５や、スチームボイラ１５等を運転するための燃料として利用することもできる。
【００３４】
沸点が６０℃未満の低沸点成分は、残ガスとして、配管６１を通して熱交換器２に供給され、前記熱交換器２において、熱風炉７１で発生させた、約８００℃程度に調整された高温の燃焼ガスによって、およそ５５０℃程度に加熱されて、高温の無酸素ガスとして、熱分解炉７に供給されて、前記熱分解炉７内の高分子系廃棄物３を、無酸素状態で熱分解させる。また、熱交換器２において残ガスを加熱した燃焼ガスは、約２５０℃程度まで温度低下した状態で、排ガス処理装置７４によって清浄化された後、大気中に放出される。
【００３５】
例えば、熱分解炉７内の高分子系廃棄物３の大部分が熱分解して油分が回収された段階で、油化設備１の運転を停止する際には、まずバーナ３３、７２の運転を停止すると共に、スチームボイラ１５の運転を開始して水蒸気を発生させる。そして、弁１３を開いて、冷却水の供給源から水を供給すると共に、弁１６を開いて、前記スチームボイラ１５から水蒸気を供給することで、第一ノズル１０を通して、熱分解炉７内に、水と水蒸気の混合物９を供給して、前記熱分解炉７内を、およそ２００℃程度まで強制的に冷却させる。
【００３６】
次いで、弁１３、１６を閉じると共に、弁１８を開いて、スチームボイラ１５から水蒸気を供給することで、第二ノズル１２を通して、熱分解炉７内に、水蒸気を供給して、およそ１５０℃程度まで冷却させることにより、前記熱分解炉７を、およそ１５０℃以下の安全温度付近まで、短時間で冷却させることができる上、熱分解炉７内の残渣が、水によって濡れるのを防いで、品質のよい乾燥状態で回収して、再利用することができる。
【００３７】
また、この際、弁４３を開いて、冷却水の供給源から水を供給すると共に、弁４５を開いて、水蒸気を供給することで、第三ノズル４０を通して、外熱炉８の炉本体３２内に、水と水蒸気の混合物３９を供給して、前記炉本体３２内を強制的に冷却させた後、弁４３、４５を閉じると共に、弁４７を開いて水蒸気を供給することで、第二ノズル１２を通して、炉本体３２内に水蒸気４１を供給して冷却させるようにすると、冷却の時間をさらに短縮することができる。
【００３８】
図３は、本発明の油化設備の、実施の形態の他の例の要部である熱分解装置４の部分を拡大した概略断面図である。図３を参照して、この例の熱分解装置４は、水冷ジャケット式で、その上部に開口７９を有すると共に、前記開口７９が、同じく水冷ジャケット式の蓋体８０で閉じられた炉本体８１内に、高分子系廃棄物３を収容するための、底板８２がグリッド構造とされた内容器８３を、前記底板８２と、炉本体８１の底板８４との間、および側板８５と、炉本体８１の側板８６との間に、それぞれ隙間８７を設けた状態で収容した熱分解炉７を備えている。
【００３９】
炉本体８１の側板８６のうち、内容器８３の側板８５の上端側の位置には、図示しない熱交換器において加熱された高温の無酸素ガスを、前記隙間８７内に供給するための配管２６が接続されるガスの入口８８が設けられている。また、蓋体８０には、内容器８３内の高分子系廃棄物３が、前記入口８８から供給された高温の無酸素ガスによって熱分解されて発生した熱分解ガスを、次の、図示しない油分回収装置に送るための配管２１が接続されるガスの出口８９が設けられている。
【００４０】
また、炉本体８１の側板８５のうち、ガスの入口８８と、内容器８３を挟んで反対側で、かつ、内容器８３の側板８５の上端側の位置には、油化設備の運転終了時に、水と水蒸気との混合物９を、前記隙間８７内に供給して冷却するための冷却装置としての第一ノズル１０と、次いで水蒸気１１を、前記隙間８７内に供給して冷却するための冷却装置としての第二ノズル１２とが取り付けられている。前記第一ノズル１０には、冷却水の供給源から、弁１３を介して水を供給するための配管１４と、水蒸気の供給源としての、図示しないスチームボイラから、弁１６を介して水蒸気を供給するための配管１７とが接続されており、第二ノズル１２には、前記配管１７の途中から分岐して、弁１８を介して水蒸気を供給するための配管１９が接続されている。
【００４１】
熱交換器で加熱された高温の無酸素ガスは、ガスの入口８８を通して、熱分解炉７の、炉本体８１と内容器８３との隙間８７内に供給されると、まず、前記隙間８７内を、炉本体８１の底板８４へ向けて下降する間に、内容器８３内の高分子系廃棄物３を、前記内容器８３の外部から間接的に加熱する。次いで、内容器８３の、グリッド構造とされた底板８２を通して前記内容器８３内に入って、内容器８３内を、蓋体８０に設けたガスの出口８９に向けて上昇する間に、高分子系廃棄物３を直接に加熱して、前記高分子系廃棄物３を熱分解させて熱分解ガスを発生させる。
【００４２】
前記熱分解装置４を備えた、この例の油化設備の、他の部分は、先の例と同様に構成される。すなわち、熱分解炉７で発生した熱分解ガスは、ガスの出口８９から配管２１を通して油分回収装置に供給されて、油分が回収された後、その残ガスが、熱交換器によって加熱されて、高温の無酸素ガスとされた状態で、配管２６を通して、入口８８から、再び熱分解炉７に循環されて、高分子系廃棄物３の熱分解に使用される。
【００４３】
例えば、熱分解炉７内の高分子系廃棄物３の大部分が熱分解して油分が回収された段階で、油化設備１の運転を停止する際には、まず、熱交換器の熱源としてのバーナ等の運転を停止すると共に、図示しないスチームボイラの運転を開始して水蒸気を発生させる。そして、弁１３を開いて、冷却水の供給源から水を供給すると共に、弁１６を開いて、前記スチームボイラ１５から水蒸気を供給することで、第一ノズル１０を通して、熱分解炉７の隙間８７内に、水と水蒸気の混合物９を供給して、前記熱分解炉７を、およそ２００℃程度まで強制的に冷却させる。
【００４４】
次いで、弁１３、１６を閉じると共に、弁１８を開いて、スチームボイラから水蒸気を供給することで、第二ノズル１２を通して、前記隙間８７内に、水蒸気を供給して、およそ１５０℃程度まで冷却させることにより、前記熱分解炉７を、およそ１５０℃以下の安全温度付近まで、短時間で冷却させることができる上、内容器８３内の残渣が、水によって濡れるのを防いで、品質のよい乾燥状態で回収して、再利用することができる。
【００４５】
本発明の構成は、以上で説明した各図の例には限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の油化設備の、実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１の例の油化設備のうち、熱分解装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明の油化設備の、実施の形態の他の例の要部である熱分解装置の部分を拡大した概略断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：油化設備、２：熱交換器、３：高分子系廃棄物、４：熱分解装置、５：油分回収装置、６：循環路、７：熱分解炉、８：外熱炉（加熱手段）、９：混合物、１０：第一ノズル（冷却装置）、１１：水蒸気、１２：第二ノズル（冷却装置）
【図１】
2008285523.tif 000003
【図２】
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【図３】
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