(57)【要約】【課題】タール・ピッチ分による不都合を軽減して煙成分をリサイクル利用することができる廃棄物の熱分解成分凝縮装置及びその方法を提供しようとするもの。【解決手段】対象物１を熱分解させて発生した煙成分のうち、空冷方式等によりタール・ピッチ分を凝縮させる第１領域３と、前記第１領域では凝縮しないこれより沸点の低い残余の煙成分を処理する第２領域４とを具備する。この廃棄物の熱分解成分凝縮装置では、熱分解後に（装置の配管等に）こびりついたりすると扱いが厄介なタール・ピッチ分を第１領域で空冷方式等により先に凝縮（液化や固化など）させ、タール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さく比較的扱い易い）を第２領域で処理するようにしている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を熱分解させて発生した煙成分のうち、空冷方式等によりタール・ピッチ分を凝縮させる第１領域と、前記第１領域では凝縮しないこれより沸点の低い残余の煙成分を処理する第２領域とを具備することを特徴とする廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項２】
熱分解により発生した前記煙成分を第１領域で約８０〜１５０℃程度に冷却するようにした請求項１記載の廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項３】
前記第１領域に、凝縮したタール・ピッチ分の貯留層と空冷塔とを設けるようにした請求項１又は２記載の廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項４】
熱分解により発生した前記煙成分を対象物の下方領域から誘引して第１領域の貯留層へ誘導するようにした請求項３記載の廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項５】
前記残余の煙成分を第２領域で水冷方式等により冷却液化させるようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項６】
凝縮しない残余の煙成分を最終的に燃焼させるようにした請求項１乃至５のいずれかに記載の廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項７】
前記対象物として木質系の廃棄物を処理するようにした請求項１乃至６のいずれかに記載の廃棄物の熱分解成分凝縮装置。
【請求項８】
対象物を熱分解させて発生した煙成分のうち、空冷方式等によりタール・ピッチ分を凝縮させ、未だ凝縮しないこれより沸点の低い残余の煙成分を続いて処理するようにしたことを特徴とする廃棄物の熱分解成分凝縮方法。
【請求項９】
前記対象物として木質系の廃棄物を処理するようにした請求項８記載の廃棄物の熱分解成分凝縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、種々の廃棄物の熱分解成分凝縮装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紙製品・生ゴミ・木質成分・プラスチック等の廃棄物の焼却廃棄処理処分に換わって、熱分解により炭化処理して炭化物を得るリサイクル利用が着目されている。
【０００３】
また、廃棄物を熱分解する際の煙成分の方のリサイクル利用も考えられる。これは廃棄物を熱分解させた際に発生する煙成分の熱エネルギーをサーマルリサイクルしたり、図２に示すように、廃棄物１１を熱分解して発生した煙成分を水冷冷却器１２にて冷却液化し回収分１３を再生資源として活用したりしようとするものである。
【０００４】
しかし、煙成分をリサイクル利用しようとする場合、煙成分中のタール・ピッチなどの沸点の高い成分が配管の内壁にこびりつくなどして目詰まりを引き起こし、またこびりついたタール・ピッチ分が冷却効率の低下を招き、さらにメンテナンスも大変であるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、タール・ピッチ分による不都合を軽減して煙成分をリサイクル利用することができる廃棄物の熱分解成分凝縮装置及びその方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
▲１▼　この発明の廃棄物の熱分解成分凝縮装置は、対象物を熱分解させて発生した煙成分のうち、空冷方式等によりタール・ピッチ分を凝縮させる第１領域と、前記第１領域では凝縮しないこれより沸点の低い残余の煙成分を処理する第２領域とを具備することを特徴とする。
【０００７】
ここで空冷方式等とは、空冷用送風ファンなどで積極的に冷却する以外に、雰囲気温度・外気温等による自然冷却も含むものである。例えば冷却温度や効率を調節するために、空冷フィン等を設置することができる。
【０００８】
この廃棄物の熱分解成分凝縮装置では、熱分解後に（装置の配管等に）こびりついたりすると扱いが厄介なタール・ピッチ分を第１領域で空冷方式等により先に凝縮（液化や固化など）させ、タール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さく比較的扱い易い）を第２領域で処理するようにしている。
【０００９】
なお、熱分解させる対象物として、木質系の廃棄物（木材、廃木材、間伐材、剪定材、おが屑、野草、紙、木質系材料その他）、プラスチック系の廃棄物、生ゴミ等の廃棄物などを例示することができる。
▲２▼　熱分解により発生した前記煙成分を第１領域で約８０〜１５０℃程度に冷却するようにしてもよい。
【００１０】
このように約８０〜１５０℃程度という温度範囲に冷却するようにすると、主としてタール・ピッチ分のみを凝縮させ、これより沸点の低い残余の煙成分はそのままとすることができる。
【００１１】
すなわち、熱分解により発生した煙成分（タール・ピッチ分やそれ以外の液状成分等が混在する）のうち、空冷方式等によって水冷方式等と比較すると高い温度帯（約８０〜１５０℃程度）に冷却することにより、煙成分のうち主としてタール・ピッチ分のみを凝縮させることができ、残余の成分（タール・ピッチ分以外の水分を中心とした液状成分等）と簡易な手段で分離することができる。
【００１２】
これは、熱分解で発生した煙成分を当初から水冷方式等のように低温で冷却することからは極めて予測のつき難いものである。
【００１３】
タール・ピッチ分を凝縮させて先に分離するとその他の成分が扱いやすく、前記タール・ピッチ分には水分が殆ど混合していないのでバイオマス等として利用しやすい。
▲３▼　前記第１領域に、凝縮したタール・ピッチ分の貯留層と空冷塔とを設けるようにしてもよい。
【００１４】
このように構成すると、タール・ピッチ分を空冷塔により十分に凝縮させることができ、空冷塔で冷却され凝縮されたタール・ピッチ分は貯留層に貯留され、他の液状成分等（第１領域では未だ殆ど凝縮しない）とは分離して好適に回収することができる。
【００１５】
また、扱いが厄介なタール・ピッチ分を初期段階の第１領域で凝縮させて貯留層に貯留することができ、装置内でのタール分の垂れやその重合によるピッチ化を防止することができ、配管等の詰まりを抑制することができる。
【００１６】
なお、前記空冷塔はタール・ピッチ分の貯留層の前側又は／及び後側に設けることができ、その径や長さにより対象に応じて冷却効率を調節することができる。
▲４▼　熱分解により発生した前記煙成分を対象物の下方領域から誘引して第１領域の貯留層へ誘導するようにしてもよい。
【００１７】
このように構成すると、対象物の下方領域から誘引され凝縮したタール・ピッチ分は未だ高温の流動可能状態で貯留槽に滴り落ち、タール・ピッチ分のピッチ化による貯留槽までの（配管等の）詰まりを抑制することができる。
▲５▼　前記残余の煙成分を第２領域で水冷方式等により冷却液化させるようにしてもよい。
【００１８】
このように構成すると、タール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さい液状成分等）を、タール・ピッチ分が併存することによる不都合（装置内に粘度の高いタール・ピッチ分がこびりついたり、タール・ピッチ分と液状成分等の両者が混在したドロドロの状態で回収される等）を軽減して、水冷方式等により冷却液化し再生資源としてリサイクル活用することができる。
▲６▼　凝縮しない残余の煙成分を最終的に燃焼させるようにしてもよい。
【００１９】
このように構成すると、タール・ピッチ分（殆どの有害物質はここに含まれているといわれる）などが減少し、また例えば水冷方式等により冷却液化させた残余の煙成分のみを分留・再資源化若しくは燃焼させることができるので、分留による公害物質除去設備が簡便で済み、燃焼後の排ガスの処理工程における公害除去設備も簡便で済む。
【００２０】
また、熱分解して発生した煙成分の温度が高い時点で燃焼させるようにすると、煙成分の熱エネルギーを利用して熱効率の優れたサーマルリサイクルを行うことができる。
▲７▼　この発明の廃棄物の熱分解成分凝縮方法は、対象物を熱分解させて発生した煙成分のうち、空冷方式等によりタール・ピッチ分を凝縮させ、未だ凝縮しないこれより沸点の低い残余の煙成分を続いて処理するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
この廃棄物の熱分解成分凝縮方法では、装置内にこびりついたりすると扱いが厄介なタール・ピッチ分を空冷方式等により凝縮させ、タール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さく比較的扱い易い）を続いて処理するようにしている。
▲８▼　前記対象物として木質系の廃棄物を処理するようにしてもよい。
【００２２】
このように特に木質系の廃棄物を処理するようにすると、分留による木酢液の採取が容易になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すように、この実施形態の熱分解成分凝縮装置は、対象物１１を熱分解室２で熱分解させて発生した煙成分のうち、空冷方式によりタール・ピッチ分を凝縮させる第１領域３と、前記第１領域３では凝縮しないこれより沸点の低い残余の煙成分を処理する第２領域４とを具備する。
【００２５】
熱分解させる対象物１として、木質系の廃棄物（木材、廃木材、間伐材、剪定材、おが屑、野草、紙、木質系材料その他）、プラスチック系の廃棄物、生ゴミ等の廃棄物などを例示することができる。
【００２６】
熱分解により発生した前記煙成分は、誘引ファン５により対象物１の下方領域から誘引し、配管６を介して第１領域３の方へ誘導している。そして、前記配管６内で凝縮したタール・ピッチ分は、未だ高温の流動可能状態で貯留槽へ滴り落ちる。
【００２７】
発生した前記煙成分は、第１領域３で約８０〜１５０℃程度に冷却する。この実施形態では特に空冷用送風ファンなどでは積極的に冷却せず、次のようにして雰囲気温度や外気温により自然冷却するようにしている。すなわち前記第１領域３には、空冷塔７と、凝縮したタール・ピッチ分の貯留槽８とを設けている。前記空冷塔７はタール・ピッチ分の貯留槽８の後側に設けており、その径や長さにより熱分解させる対象に応じて冷却効率を調節する。また冷却温度や効率を調節するために、タール・ピッチ分の貯留槽８にプレート状の空冷フィン９を３枚（冷却温度や効率に応じた枚数とする）設置している。貯留槽のタール・ピッチ分は、更にタール受け器１０へと導出できるようにしている。
【００２８】
ところで煙成分中で扱いが厄介なタール・ピッチ分は、初期段階の第１領域３で凝縮させて貯留槽８に貯留することができ、装置内でのタール分の垂れやその重合によるピッチ化を防止することができ、配管６等の詰まりを抑制することができる。また、タール・ピッチ分は空冷塔７により十分に凝縮させることができ、凝縮されたタール・ピッチ分は貯留槽８に貯留され、他の液状成分等（第１領域３では未だ殆ど凝縮しない）とは分離してあまり温度を下げずに回収することができる。
【００２９】
凝縮しなかった残余の煙成分は、第２領域４で水冷式冷却器（水冷コンデンサー）１１により冷却液化させるようにしており、ここで液化した液体成分は液体成分槽１２に貯留されるようにしている。この液体成分は、液体成分槽１２中から液体受け器１３へと導出できるようにしている。このように、タール・ピッチ分をほぼ含まない煙成分のみを水冷の対象としており、液体成分（例えば木酢液等）の液化時の冷却効率がよい。すなわち第２領域４では、タール・ピッチ分を含む液化対象物の全てを水冷する必要はない。
【００３０】
次に、この実施形態の熱分解成分凝縮装置の使用状態を説明する。
【００３１】
この廃棄物の熱分解成分凝縮装置では、熱分解後に装置の配管６等にこびりついたりすると扱いが厄介なタール・ピッチ分を第１領域３で空冷方式等により先に凝縮（液化や固化など）させ、タール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さく比較的扱い易い）を第２領域４で処理するようにしているので、タール・ピッチ分による不都合を軽減して煙成分をリサイクル利用することができるという利点がある。
【００３２】
また、第１領域３では約８０〜１５０℃程度という温度範囲に冷却するようにしており、主としてタール・ピッチ分のみを凝縮させ、これより沸点の低い残余の煙成分はそのままとすることができる。すなわち、熱分解により発生した煙成分（タール・ピッチ分やそれ以外の液状成分等が混在する）のうち、空冷方式等によって水冷方式等と比較すると高い温度帯（約８０〜１５０℃程度）に冷却することにより、煙成分のうち主としてタール・ピッチ分のみを凝縮させることができ、残余の成分（タール・ピッチ分以外の水分を中心とした液状成分等）と簡易な手段で分離することができる。
【００３３】
このようにタール・ピッチ分を凝縮させて先に分離すると、その他の成分が扱いやすく、前記タール・ピッチ分には水分が殆ど混合していないのでバイオマス燃料等として利用しやすい。
【００３４】
そして、第１領域３を経てタール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さい液状成分等）は、タール・ピッチ分が併存することによる不都合（装置内に粘度の高いタール・ピッチ分がこびりついたり、タール・ピッチ分と液状成分等の両者が混在したドロドロの状態で回収される等）を軽減して、第２領域４で水冷方式により水冷コンデンサー１１で冷却液化し、再生資源としてリサイクル活用することができる。
【００３５】
水冷コンデンサー１１でも凝縮しない残余の煙成分は、最終的に燃焼させてもよい。この場合、タール・ピッチ分（殆どの有害物質はここに含まれているといわれる）などが減少し、また水冷方式により冷却液化させた残余の煙成分のみを分留・再資源化若しくは燃焼させることができるので、分留による公害物質除去設備が簡便で済み、燃焼後の排ガスの処理工程における公害除去設備も簡便で済む。
【００３６】
また、熱分解して発生した煙成分の温度が高い時点で燃焼させるようにすると、煙成分の熱エネルギーを利用して熱効率の優れたサーマルリサイクルを行うことができる。
【００３７】
【実施例】
次に、この発明の構成をより具体的に説明する。
（廃プラスチック）
図１に示すように、対象物１（廃プラスチック）を熱分解室２に投入し、約５００℃で熱分解した。その熱分解ガス（煙成分）は熱分解室２の下方の配管６を介して貯留槽８の方へ誘引し、流動状態のタール・ピッチ成分をタール受け器１０に回収した。
【００３８】
また、未凝縮の熱分解ガス（煙成分）は次の空冷塔７で引き続き１２０℃程度に冷却し、タール・ピッチ成分を前記タール受け器１０にて回収した。こうして回収したタール・ピッチ分は、例えば石油石炭の代替燃料等として利用することができる。
【００３９】
そして前記空冷塔７で凝縮されなかった、タール・ピッチ成分をほぼ含まない熱分解ガス（煙成分）は、約２０℃に温度設定された水冷コンデンサー１１に導き、冷却液化して液体成分を回収した。この液体成分は、分留液化や濾過等の操作により成分分離し精製して再利用することができる。
【００４０】
その後、水冷コンデンサー１１で液化されなかった残余の熱分解ガス（煙成分）は誘引ファン５から排出させた。なおタール・ピッチ分を含まないこの排出ガスは、二次燃焼させてクリーンな石油代替バイオマス燃焼エネルギーとして利用することもできる。
（木質系廃材）
図１に示すように、対象物１（木質系廃材）を熱分解室２に投入し、約６００℃で熱分解した。その木ガス（煙成分）は熱分解室２の下方の配管６を介して貯留槽８の方へ誘引し、流動状態の木タール・ピッチ成分をタール受け器１０に回収した。
【００４１】
また、未凝縮の木ガス（煙成分）は次の空冷塔７で引き続き１３０℃程度に冷却し、木タール・ピッチ成分を前記タール受け器１０にて回収した。こうして回収した木タール・ピッチ分は、例えばバイオマスエネルギーとして利用することができる。
【００４２】
そして前記空冷塔７で凝縮されなかった、木タール・ピッチ成分をほぼ含まない木ガス（煙成分）は、約２０℃に温度設定された水冷コンデンサー１１に導き、冷却液化して木酢液を回収した。この木酢液は、分留精製して再利用することができる。その後、水冷コンデンサー１１で液化されなかった残余の木ガス（煙成分）は誘引ファン５から排出させた。
【００４３】
このように木質系の廃棄物を処理するようにすると、分留による木酢液の採取が容易になる。
（一般の燃焼炉の排煙口への設置）
一般の焼却炉の排煙口に、この熱分解成分凝縮装置を設置した。
【００４４】
木質系廃棄物を燃やして焼却する焼却炉から排出されたガスを、図１に示すような貯留槽８に誘引ファン５によって導き、流動状態の木タール・ピッチ成分をタール受け器１０に回収した。また、未凝縮の木ガスは次の空冷塔７で１２０℃程度に冷却し、木タール・ピッチ成分を前記タール受け器１０に回収した。
【００４５】
そして、前記空冷塔７で凝縮しなかった木タール・ピッチ成分をほぼ含まない残余の木ガスは、約２０℃に温度設定された水冷コンデンサー１１に導き、冷却液化して木酢液を回収した。また、水冷コンデンサー１１で液化されなかった残りの木ガス成分は、誘引ファン５から排出させた。
（従来の冷却液化工程への置換）
従来の煙成分の水冷液化装置（図２の水冷冷却器１２参照）に換えて、この熱分解成分凝縮装置を設置した。
【００４６】
図２に示すようにして木質系廃棄物１１を熱分解して発生した煙成分を（図２の水冷冷却器１２に送るのではなく）、図１に示すような貯留槽８に誘引ファン５によって導き、流動状態の木タール・ピッチ成分をタール受け器１０に回収した。また、未凝縮の木ガスは次の空冷塔７で１３０℃程度に冷却し、木タール・ピッチ成分を前記タール受け器１０に回収した。
【００４７】
そして、前記空冷塔７で凝縮しなかった木タール・ピッチ成分をほぼ含まない残余の木ガスは、約２０℃に温度設定された水冷コンデンサー１１に導き、冷却液化して木酢液を回収した。また、水冷コンデンサー１１で液化されなかった残りの木ガス成分は、誘引ファン５から排出させた。
【００４８】
【発明の効果】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００４９】
タール・ピッチ分が減少したこれより沸点の低い残余の煙成分（分子量がより小さく比較的扱い易い）を第２領域で処理するようにしているので、タール・ピッチ分による不都合を軽減して煙成分をリサイクル利用することができる廃棄物の熱分解成分凝縮装置及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明の廃棄物の熱分解成分凝縮装置の実施形態の説明図。
【図２】
従来の煙成分の冷却液化装置を説明する図。
【符号の説明】
１　対象物
３　第１領域
４　第２領域
７　空冷塔
８　貯留槽
【図１】
2004043623.tif 000003
【図２】
2004043623.tif 000004