(57)【要約】【課題】  サイクロンを用いて熱分解ガス中の可燃物の回収率を向上させるとともに、サイクロンの熱分解残渣の排出口における詰まりを簡単な構成で防止する。【解決手段】  ケーシング２１の底部にスクリューフィーダ２５を有し、ケーシング２１の上部にガス取出口２７を有してなる分離装置３において、ケーシング２１内にサイクロン２３を設け、サイクロン２３のガス入口３１をケーシング２１内に開口し、サイクロン２３のガス出口管３２をガス取出口２７に連結するとともに、サイクロン２３の熱分解残渣の排出口３５をケーシング２１の底から間隔を空けて配置することにより、サイクロン２３全体を実質的に保温できタール分や水分の凝縮を防ぎ、サイクロン２３の詰まりを回避できる。特に、サイクロンの排出口３５もケーシング２１内に位置されるから、排出部における詰まりを確実に回避できる。【選択図】    図１  
2005241042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解反応器から排出される熱分解ガスと熱分解残渣とを導入し重力分離する空洞のケーシングと、該ケーシングの底部に設けられ前記熱分解残渣を排出する払出し機と、前記ケーシングの上部に設けられ前記熱分解ガスを排出するガス取出口とを備えてなる熱分解残渣の分離装置において、
前記ケーシング内にサイクロンを設け、前記サイクロンのガス入口を前記ケーシング内に開口し、前記サイクロンのガス出口を前記ガス取出口に連結し、前記サイクロンの前記熱分解残渣の排出口を前記ケーシングの底に対して間隔を空けて配置してなることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
前記ケーシング内に堆積する前記熱分解残渣の高さを検出するレベルセンサと、前記レベルセンサにより検出される前記熱分解残渣のレベルを前記サイクロンの排出口よりも高い一定の範囲に保持するように前記払出し機を運転制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
処理対象物を熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣を生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器から排出される前記熱分解ガスと前記熱分解残渣とを分離する分離装置とを備え、前記分離装置は、前記熱分解ガスと前記熱分解残渣とが導入される空洞のケーシングと、該ケーシングの底部に設けられた前記熱分解残渣の払出し機と、前記ケーシングの上部に設けられ前記熱分解ガスを排出するガス取出口とを有する熱分解処理装置において、
前記分離装置は、前記ケーシング内にサイクロンを有し、前記サイクロンのガス入口を前記ケーシング内に開口し、前記サイクロンのガス出口を前記ガス取出口に連結し、前記サイクロンの前記熱分解残渣の排出口を前記ケーシングの底に対して間隔を空けて配置してなることを特徴とする熱分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱分解により生成された熱分解ガスと熱分解残渣とを分離する分離装置および熱分解処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物、産業廃棄物およびバイオマスなどの有機化合物を含む物質を熱分解ドラムで熱分解すると、熱分解ガスと熱分解残渣が生成される。このようにして生成された熱分解ガスと熱分解残渣とを分離し、熱分解残渣に含まれる金属や熱分解カーボンなどの有価物を選別して回収することが行われている。特に、熱分解反応により生成された熱分解カーボン（チャー）は、取り扱いやすい粉粒体であるから、付加価値の高い燃料として期待されている。
【０００３】
熱分解残渣と熱分解ガスとを分離する方法としては、熱分解ドラムから排出される熱分解残渣を熱分解ガスと共に空洞のケーシング内に導き、重力によって沈降分離し、熱分解ガスをケーシング上部から抜き出すものが知られている。さらに、ケーシング上部から抜き出した熱分解ガスをサイクロンに導き、熱分解ガス中の熱分解カーボンを回収するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、燃料として付加価値の高い熱分解カーボンの回収率を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３２２３９号公報（第１図、第２−３頁参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、熱分解ガス中の熱分解カーボンの回収にサイクロンを用いると、熱分解ガスに含まれるタール分や水分がサイクロンで凝縮してサイクロンを詰まらせるおそれがある。このようなタール分や水分の凝縮は、サイクロンの外周に保温材を設けることにより回避できるが、捕集した熱分解カーボンをサイクロンから排出する排出機構（例えば、二重ダンパやロータリーバルブ）のシールが不完全な場合は、低温の外気がサイクロン内に漏れ込んでタール分や水分を凝縮させて排出部を詰まらせるおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、サイクロンを用いて熱分解ガス中の可燃物の回収率を向上させるとともに、サイクロンの熱分解残渣の排出口における詰まりを簡単な構成で防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、熱分解反応器から排出される熱分解ガスと熱分解残渣とを導入し重力分離する空洞のケーシングと、このケーシングの底部に設けられ熱分解残渣を排出する払出し機と、ケーシングの上部に設けられ熱分解ガスを排出するガス取出口とを備えてなる熱分解残渣の分離装置において、ケーシング内にサイクロンを設け、このサイクロンのガス入口をケーシング内に開口し、サイクロンのガス出口を前記ガス取出口に連結し、サイクロンの熱分解残渣の排出口をケーシングの底に対して間隔を空けて配置してなることを特徴とする。
【０００８】
このように、ガスに同伴される熱分解残渣を分離するサイクロンを、高温の熱分解ガスが流れるケーシング内に配置したことから、熱分解ガス中の可燃物の回収率を向上できるとともに、サイクロン全体を実質的に保温してタール分や水分の凝縮を防ぎ、サイクロンの詰まりを回避できる。特に、サイクロンの熱分解残渣の排出口もケーシング内に位置されるから、排出口が熱分解残渣で詰まることを確実に回避できる。さらに、サイクロンの熱分解残渣の排出口は、ケーシング内に堆積された熱分解残渣の層中に埋没されるので、二重ダンパやロータリーバルブなどのシール機構を設けることなくシールすることができる。
【０００９】
このシールを確実にするために、ケーシング内に堆積する熱分解残渣の高さを検出するレベルセンサと、レベルセンサにより検出される熱分解残渣のレベルをサイクロンの排出口よりも高い一定の範囲に保持するように払出し機を運転制御する制御手段とを備えることが好ましい。また、熱分解残渣の払出し機は、例えば、スクリューコンベア、テーブルフィーダなどの周知のものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サイクロンを用いて熱分解ガス中の可燃物の回収率を向上させるとともに、サイクロンの熱分解残渣の排出口における詰まりを簡単な構成で防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態の分離装置を適用した熱分解処理装置の全体を示す断面図である。本実施形態は、熱分解の対象として一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物を例に説明するが、これに限らずバイオマス、木材チップなど、有機化合物を含む物質に適用できる。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の熱分解処理装置は、熱分解反応器１と熱分解残渣の分離装置３とを備えて構成される。熱分解反応器１は、円筒状のドラム５と、このドラム５の両端に設けられた高温空気室７、８と、この高温空気室７、８を連通させてドラム５内に配設された複数の伝熱管９とを備えて構成される。ドラム５は、図示していない駆動機により回転駆動されるようになっている。ドラム５の一端に、高温空気室７を貫通して廃棄物の搬送機であるスクリューフィーダ１１が連結され、ドラム５内に廃棄物が供給されるようになっている。一方、ドラム５の他端に、高温空気室８を貫通して熱分解残渣と熱分解ガスの排出路１３が連結されている。この排出路１３を包囲して二重管状の連結部１５が設けられている。この連結部１５は、高温空気室８に連結された回転部１７と、固定して設けられる分離装置３に連結された固定部１８とを有し、回転部１７と固定部１８はシール部材１９を介して連結され、回転シール部が形成されている。
【００１３】
分離装置３は、ケーシング２１と、このケーシング２１内に設置されたサイクロン２３と、ケーシング２１の底部に設けられた払出し機であるスクリューフィーダ２５を有して構成されている。ケーシング２１は、内部に空洞を有する箱体に形成され、側壁に熱分解反応器１の熱分解残渣と熱分解ガスの排出路１３が連通され、頂部にガス取出口２７が設けられている。サイクロン２３は、ケーシング２１内に設けられている。サイクロン２３は、円筒部２９と、この円筒部２９の下端に連結された円錐部３０とを備え、円筒部２９の上部側壁にガス入口３１が開口されている。ガス入口３１は、円筒部２９の排出路１３に対向する側の反対側に設けられている。円筒部２９には、一定長さ挿入してガス出口管３２が設けられ、このガス出口管３２はケーシング２１のガス取出口２７に連結されている。また、サイクロン２３の円錐部３０の下端には、捕集される熱分解残渣の排出管３４が連結され、排出管３４の下端の排出口３５はケーシング２１の底から間隔を空けて配置されている。スクリューフィーダ２５は、図示していない冷却装置などの熱分解残渣の処理装置に連結されている。スクリューフィーダ２５は、ケーシング２１の側壁に設けた２つのレベルセンサ３７、３８から入力される検知信号に基づいて、制御装置４０により運転が制御される。レベルセンサ３７、３８は、ケーシング２１の底部に開口する排出管３４の下端よりも上方に、かつ間隔を空けて配設されている。なお、ケーシング２１の外壁は、断熱材４２で覆われている。
【００１４】
このように構成される本実施形態の熱分解処理装置の動作について説明する。まず、廃棄物は破砕機などで１５０ｍｍに破砕され、スクリューフィーダ１１により熱分解反応器１のドラム５内に供給される。ドラム５内の伝熱管９には、高温に加熱された空気が、連結部１５の回転部１７を介して高温空気室８に供給され、伝熱管９を通って高温空気室７から排出される。これにより、ドラム５内の廃棄物を熱分解温度（例えば、４５０℃）に加熱する。これにより、熱分解された熱分解残渣はドラム５の回転によって他端に移動して排出路１３から、熱分解ガスと共に分離装置３のケーシング２１内に排出される。ケーシング２１内に導入された熱分解残渣は、重力により熱分解ガスと分別され、分離された熱分解残渣はケーシング２１の底部に沈降する。熱分解ガスは、サイクロン２３のガス入口３１から円筒部２９内に流入し、旋回流を形成して上部のガス出口管３２を介してガス取出口２７から排出される。ガス取出口２７から排出される熱分解ガスは、燃料ガスとして例えば燃焼炉などで燃焼処理される。
【００１５】
一方、熱分解ガスに同伴される粉体状の熱分解残渣は、サイクロン２３内の旋回流により遠心分離されて排出管３４内に落下される。排出管３４内に落下した熱分解残渣は下端の排出口３５からケーシング２１の底部に排出されて堆積する。
【００１６】
ケーシング２１の底部に沈降して堆積される熱分解残渣は、スクリューフィーダ２５によって適宜排出される。この熱分解残渣には、熱分解カーボン（チャー）、金属、灰分などが含まれており、例えば冷却装置にて冷却した後、分別工程に送られて有価物が回収される。なお、図示していないが、スクリューフィーダ２５と冷却装置などの下流側の機器との間は、適宜シールがなされている。
【００１７】
スクリューフィーダ２５は、レベルセンサ３７、３８により検出される熱分解残渣の堆積層４４の高さを、所定の範囲内に保持するように、制御装置４０によって制御される。制御装置４０は、堆積層４４の高さが下側のレベルセンサ３８よりも低下したときスクリューフィーダ２５の運転を停止し、上側のレベルセンサ３７を越えた運転を再開する。これにより、ケーシング２１内の熱分解残渣の堆積層４４の高さを一定値以上に保持し、サイクロン２３とケーシング２１内とのシールをしている。
【００１８】
上述したように、本実施形態によれば、熱分解ガスに同伴する熱分解カーボンを分離するサイクロン２３を、高温の熱分解ガス（例えば、３００℃）が流れるケーシング２１内に配置したことから、サイクロン２３全体が実質的に保温される。これにより、サイクロン２３内におけるタール分や水分の凝縮を防ぐことができる。特に、サイクロン２３の排出口３５がケーシング２１内に位置されるから、排出部におけるタール分や水分の凝縮を防いで詰まりを確実に回避できる。また、サイクロン２３の排出口３５をケーシング２１内に堆積された熱分解残渣の堆積層４４中に埋没させているので、二重ダンパやロータリーバルブなどのシール機構を設けることなくシールすることができる。
【００１９】
本実施形態では、サイクロン２３の排出管３４を円錐部３０の下端から真直ぐに垂下させた構成としたが、これに代えて、図２に示すように、円錐部３０の下端から曲折させて垂下させてもよい。これによれば、熱分解ガスおよび熱分解残渣の排出路１３が連結されたケーシング２１の導入口から遠ざけた位置に排出管３４を配置することができ、ケーシング２１に導入される熱分解残渣の流れが妨げられない。この場合、排出管３４の曲折角度は、安息角を考慮して設定し、熱分解カーボンが排出管３４内を落下しやすくすることができる。また、排出管３４の内径は、サイクロンで捕集した熱分解残渣が堆積することによる排出管３４内の嵩の上昇速度が、ケーシング２１に投入された熱分解残渣が堆積することによるケーシング２１の底部２１の嵩の上昇速度よりも遅くなるように設定する。これによれば、排出管３４内の嵩が高くなることによる排出管３４の詰まりなどの不具合を防止できる。また、サイクロン２３の円錐部３０を導入口の位置よりも上に配置すれば熱分解ガスの流れを妨げにくくすることができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態の分離装置を適用した熱分解処理装置の全体を示す断面図である。
【図２】本実施形態の分離装置の変形例を示した拡大図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  熱分解反応器
３  分離装置
２１  ケーシング
２３  サイクロン
２５  スクリューフィーダ
３５  排出口
３７、３８  レベルセンサ
４０  制御装置
４４  熱分解残渣の堆積層
【図１】
2005241042.tif 000003
【図２】
2005241042.tif 000004