(57)【要約】【課題】  タイヤ炭中に残留する硫黄或いは硫化成分を、簡便かつ安価にて脱硫すること。【解決手段】  古タイヤを高温貧酸素状態にて加熱乾留することで炭化するタイヤ炭製造方法において、前記古タイヤを脱硫剤９とともに加熱乾留する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
古タイヤを高温貧酸素状態にて加熱乾留することで炭化するタイヤ炭製造方法において、前記古タイヤを脱硫剤とともに加熱乾留することを特徴とするタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭。
【請求項２】
前記古タイヤを同心状に積み上げた状態にて加熱乾留する請求項１に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭。
【請求項３】
前記脱硫剤を、前記古タイヤの空気貯留部である内空洞部内に、前記脱硫剤を貯留させて加熱乾留する請求項１または２に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭。
【請求項４】
前記脱硫剤は、ＳＯｘガスと反応して水溶性の塩を生成するものであり、前記加熱乾留後の脱硫剤を含むタイヤ炭を水中に投入して脱硫により生成した塩を溶解して、タイヤ炭を脱硫により生成した塩とを分別する請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭。
【請求項５】
前記脱硫剤が、アルカリ金属或いはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸化物である請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や省資源を目的として、膨大に廃棄されてその処理に困窮している古タイヤを燃料や高純度の炭素材料として再利用することが検討されてきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの古タイヤは、その主成分がゴムであるため、ゴムの硬化のために加硫剤が配合されているため、５〜１０重量％の硫化成分を含んでおり、タイヤ炭を製造する際の加熱乾留処理において、これらの硫化成分が燃焼することによるＳＯｘガスが発生して大気汚染の原因となってしまう場合があり、これらタイヤ炭製造において発生するＳＯｘガスは、排気の脱硫により清浄化することが可能であるが、得られるタイヤ炭中にも、硫黄或いは硫化成分が多く残留していて、これらタイヤ炭を燃料として利用する場合にも、多くのＳＯｘガスが発生してしまい、通常の炭燃料として使用することが難しいという問題があった。
【０００４】
このため、現在においては、これら古タイヤ中の硫化成分を脱硫するために、古タイヤを粉砕して脱硫処理槽にて前処理を実施した後に炭化する処理を実施することがなされているが、これらの前処理に多くの労力と費用がかかってしまい、得られるタイヤ炭が非常に高価なものとなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、タイヤ炭中に残留する硫黄或いは硫化成分を、簡便かつ安価にて脱硫することのできるタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭は、
古タイヤを高温貧酸素状態にて加熱乾留することで炭化するタイヤ炭製造方法において、前記古タイヤを脱硫剤とともに加熱乾留することを特徴としている。
この特徴によれば、古タイヤを脱硫剤とともに加熱乾留することで、脱硫剤が古タイヤ中の硫化成分と高温雰囲気により良好に反応して脱硫が実施され、よって、得られるタイヤ炭中に残留する硫黄或いは硫化成分を大幅に低減できるようになることから、タイヤ炭中に残留する硫黄或いは硫化成分を簡便かつ安価にて脱硫することができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭は、請求項１に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭であって、
前記古タイヤを同心状に積み上げた状態にて加熱乾留することを特徴としている。
この特徴によれば、古タイヤを同心状に積み上げることで、積み上げられた古タイヤの中央部に連続する空隙が形成されることで、該空隙内を空気が良好に対流できるようになり、温度差による炭化のばらつきを少なくできるばかりか、炭化により生成するガスを良好に排気できるようになる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭は、請求項１または２に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭あって、
前記脱硫剤を、前記古タイヤの空気貯留部である内空洞部内に、前記脱硫剤を貯留させて加熱乾留することを特徴としている。
この特徴によれば、加熱乾留される各古タイヤと脱硫剤とを、ほぼ均等に当接させて脱硫を実施できるようになるばかりか、高温にて気化した脱硫剤が空気貯留部である内空洞部内に充満して脱硫が効率良く実施されるようになるため、少ない脱硫剤の量にて良好な脱硫硬化を得ることができる。
【０００９】
本発明の請求項４に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭は、請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭あって、
前記脱硫剤は、ＳＯｘガスと反応して水溶性の塩を生成するものであり、前記加熱乾留後の脱硫剤を含むタイヤ炭を水中に投入して脱硫により生成した塩を溶解して、タイヤ炭を脱硫により生成した塩とを分別することを特徴としている。
この特徴によれば、水を使用することで、簡便かつ安価にてタイヤ炭を脱硫により生成した塩とを分別することができる。
【００１０】
本発明の請求項５に記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭は、請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ炭製造方法ならびに該タイヤ炭製造方法にて得られるタイヤ炭あって、
前記脱硫剤が、アルカリ金属或いはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸化物であることを特徴としている。
この特徴によれば、これらアルカリ金属或いはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸化物は、比較的安価にて入手が可能であるとともに、その加熱乾留雰囲気中における脱硫能力も良好であることから、脱硫剤として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施例を以下に説明する。
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図1は、本発明のタイヤ炭製造方法を実施するための炭焼装置を示す正面図であり、図２は即断面図、図３は上面図である。
【００１２】
本実施例に用いた炭焼装置は、炭焼き室である炭化室Ａを形成して成る窯本体１１並びに該窯本体１１の上方を覆う開閉可能とされた窯天井３０とから成り、該窯本体１１の正面前方にはヒンジ２０により開閉可能とされた焚口扉１２と、その後方側に該炭化室Ａと連通する煙道１３が設けられている。
【００１３】
前記窯本体１１の床１８並びに外壁は、鉄板とその表裏に溶接された金網とで芯壁１６を形成し、その芯材の両面に耐火モルタル１７を塗って所要の厚みに形成された耐火材料にて形成されている。尚、床（窯底）１８は焚口扉１２側を高く煙道１３側を低くすることで、炭化により生成する木酢液を煙道１３の導出部へと誘導できるようにしてある。
【００１４】
前記焚口扉１２の一方の下端にはキャスタ１９が取り付けられ、該焚口扉１２の他方の端辺がヒンジ２０をを介して窯本体１１の壁面に取り付けられており、焚口扉１２が開閉可能とされている。この扉１２の両側嵌合端縁にはそれぞれテーパーが斜設され、それらはそれぞれに対応する正面壁側の案内テーパー承部によりガイドされて嵌入し、該案内テーパー承部の表面に予め一体的に敷設されたパッキンの作用が加えられて気密閉鎖できるようになされている。この焚口扉１２を開けた場合には本体１１の内部に作業員が自由に出入りできるように構成されているとともに、後述する炭化室Ａ内に配置される第２炭焼き室を形成するための炭化容器１を搬出入できるようになっている。尚、焚口扉１２のも焚口扉１２を構成するプレートの内側に耐火モルタルを塗って所要の厚みに形成されている。
【００１５】
前記焚口扉１２には、中央部に焚口２６、下端部に炭灰の取出口２７、取出口２７の下側に空気調整器２８がそれぞれ設けられている。
【００１６】
前記窯本体１１の窯天井３０も窯本体１１と同様に、鉄板とその表裏に溶接された金網とで芯壁３１が形成され、その内外に耐火モルタル３２が塗られて所要の厚みに形成されている。そして、窯天井３０の下端と窯本体１１の上端との間にパッキンを挟み込ませて窯天井締付装置３４によって該窯本体１１に対して締付固定することにより、窯天井３０と窯本体１１とが気密性を有して一体化される。
【００１７】
炭化室Ａより導出される前記煙道１３は窯本体１１の後方下部にその下端基部３６が取り付けられ、炭化室Ａからの煙が該下部煙道に引き出されて外部に排出される。また、床（窯底）１８は、前述のように、焚口扉１２側を高く煙道１３側を低くしているから、窯内部で発生した木酢液等は煙道下端部３７へ流れて誘導され、また、煙道１３に付着した木酢液等も同様に下端部３７へ流れて窯の外に取り出せるようになっている。
【００１８】
また、前記窯天井３０、窯本体１１の側部、煙道１３の所要箇所には、それぞれ温度センサ４５が埋め込まれ、それらは焚口扉１２の横位置に個別に設置したセンサボックス４６に配線して窯内、煙道内の各温度を常時集中的に監視又は測定できるようになっている。
【００１９】
窯天井３０は、窯本体１１の後部に設けられているヒンジ部４７により、該ヒンジ部４７を開閉軸として上下方向に開閉可能とされている。これら窯天井３０の開放は、窯本体１１にブラケットを介して支柱を立設固定し、該支柱に手動式ポータブルウインチ（図示略）を取り付け、そのワイヤロープを支柱先端に取り付けられた滑車を介して、窯天井３０に固設された窯天井吊具に接続することで、手動式ポータブルウインチにてワイヤロープを巻き上げることで窯天井３０を開放することができるようになっていて、これら窯天井３０を開放することで炭化室Ａへの炭焼き材料の搬出入や炭化容器１を搬出入や設置等の作業を簡単に行うことができるようになっている。
【００２０】
また、窯本体１１の保温効果を高めるために、設置した窯本体１１の外側に鋼製枠板８８をセパレータ８９により取り付け、該形成された窯本体１１と枠板８８との間の空間９０に設置場所近くにある土砂等を詰め込んで断熱層としてある。
【００２１】
炭化室Ａ内には、図３に示すように、複数の炭化容器１が、互いの炭化容器１が離間されるように配置されるとともに、炭化容器１の間や周囲のには、所定長さに切断されるとともに、半割とされた炭焼き材料である竹材が、整列配置される。
【００２２】
この本実施例に用いた炭化容器１は、図４に示すように、上方端が開放口とされた有底円筒状容器とされており、その開放口には、炭化室Ａ内の火炎が侵入し難いが炭化容器１内部にて発生するガスが炭化室Ａ内に排気されるための間隙４が、開放口を覆うように配置される蓋部２との間に形成されるように突起部４’が形成されている。
【００２３】
また、炭化容器１の底部中央には、炭化室Ａ内の熱気を導入するための通気口５が設けられているとともに、炭化容器１の下端外周壁部には、複数の切欠き部６が形成されていて、該切欠き部６並びに通気口５を通じて、炭化室Ａ内の火炎が侵入することなく該炭化室Ａ内の熱気が炭化容器１内の第２の炭焼き室となる第２炭化室Ｂ内へ流入できるようになっている。
【００２４】
このように、本実施例では、炭化容器１の形状を円筒状としており、このようにすることは、炭化容器１は、炭化室Ａ内において高温に暴露されることから、その耐熱性や耐久性を角部を有する形状容器に比較して高めることができるとともに、炭化容器１内部の温度差が小さいことから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら炭化容器１の形状や大きさ等は、炭化する炭焼き材料の形状や大きさや量により適宜に選択すれば良い。
【００２５】
これら炭化容器１内の第２炭化室Ｂ内には、図４に示すように、例えば炭化が難しい炭焼き材料である古タイヤを収容する。これら古タイヤを収容する際には、古タイヤを同心状に平積みして、積み上げた古タイヤの中央部に連通する空隙３が形成されるようにすることが好ましく、このようにすることで、前記通気口５より流入した炭化室Ａ内の熱気が良好に炭化容器１内部に対流して伝達されるようになるとともに、加熱乾留によって古タイヤから発生した可燃性ガスが、これらの空隙３を通じて開放口に配置された蓋部２との間に形成される間隙４から炭化室Ａ内へ良好に排気されて燃料されるようになる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、これら古タイヤの配置形態や積み上げる数量等は適宜に選択すれば良く、例えば、古タイヤを予め粉砕して前記炭化容器１内へ投入するようにしても良い。
【００２６】
また、本実施例に用いた炭化容器１は、鉄材１’から形成された鉄製とされており、その表面には図４に示すように、炭化容器１の腐食を防止するとともに、炭化容器１内部に配置された炭焼き材料である古タイヤに赤外線を放射させるための赤外線放射能力を有する耐熱性無機塗料を塗布して赤外線放射塗膜層９を形成しており、このようにすることで、炭化室Ａの熱により、第２炭化室Ｂ内の古タイヤに赤外線放射塗膜層９から赤外線が放射されるようになり、古タイヤの内部まで良好に加熱されることで、炭化ムラを低減できるばかりか処理時間を短縮することもできる。
【００２７】
これら耐熱性無機塗料としては、耐熱性無機塗料、例えばセラミック粒子を無機バインダに分散させたものを好適に使用することができる。
【００２８】
また、これら古タイヤを炭化してタイヤ炭とする場合には、古タイヤ内に硫化成分が比較的多く含まれることから、図４に示すように、古タイヤとともに脱硫剤８を第２炭化室Ｂ内に投入して、加熱乾留を実施することが好ましく、この際、単純に脱硫剤８を投入するのではなく、図４に示すように、古タイヤの空気貯留部である内空洞部７内に、投入する古タイヤの大きさに合致した量の脱硫剤８を貯留させるようにしておくことで、該内空洞部７内に貯留された脱硫剤８が、加熱により気化して各古タイヤの内空洞部７内を満たすようになるため、少ない量の脱硫剤８にて効率良く脱硫を実施できるようになることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら脱硫剤８の投入形態等は、適宜に選択すれば良い。
【００２９】
これら脱硫剤８としては、古タイヤを加熱乾留する温度雰囲気において、硫黄や硫化成分（ＳＯｘ（亜硫酸）ガス）と良好に反応するものであって、且つ安価に入手でき、安全性の高いものであれば好適に使用することができ、これらの条件を満たすものとして、アルカリ金属或いはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸化物が例示され、本実施例では、炭酸カルシウムである消石灰と、炭酸水素ナトリウムである重曹とを混合して使用している。
【００３０】
炭酸水素ナトリウムである重曹は、重曹自体とともに、硫黄成分と反応して生成する塩自体も水に可溶性となるために、得られたタイヤ炭を水中に投入することで、容易にこれらの生成塩並びに未反応の重曹とタイヤ炭とを分離できることから好ましいが、重曹が比較的高価であることから、安価である炭酸カルシウムと混合することで、低コストにて良好な脱硫状況を得ることができる。尚、炭酸カルシウム単体若しくは炭酸水素ナトリウム単体にて脱硫することも可能である。
【００３１】
また、炭酸カルシウムを使用した場合には、硫化成分との反応により硫酸カルシウムである石膏を副産物として得ることもできる。
【００３２】
これら図４に示すように、古タイヤや脱硫剤が投入された炭化容器１が配置された炭化室Ａ内には、通常の炭焼き材料である竹材が充填配置され、該竹材の炭焼きを通常通りに実施することで、これら竹材の炭化とともに、炭化容器１内部に収容された古タイヤも炭化されてタイヤ炭を得ることができる。
【００３３】
これら炭化を実施した後、炭化室Ａ内の温度が十分に下がった段階において、前記焚口扉１２並びに窯天井３０を開放して炭化容器１を炭化室Ａの外に搬出し、該搬出した炭化容器１内部から、金属製のスチールワイヤを磁石を用いて取り除いた後、収容されているタイヤ炭と脱硫剤や生成塩を含む収容物を篩にかけて比較的大きなタイヤ炭と脱硫剤や生成塩をを分離した後、篩を通過したものを水槽に投入して撹拌することで、生成塩や脱硫剤は水に溶解或いは沈殿するのに対し、タイヤ炭は水面に浮くことから、水面に浮いたタイヤ炭を回収してタイヤ炭と脱硫剤と生成塩とを分別する。
【００３４】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００３５】
例えば、前記実施例では、窯天井３０が開放可能な炭焼装置としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら炭焼装置としては、バッチ式あるいは連続式のものであっても良いし、加熱の方法がバーナーや電気によるものであっても良い。
【００３６】
また、前記実施例では、炭化容器１を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら炭化容器１を用いることなく、古タイヤの炭化を実施するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例における炭焼装置の全体像を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例における炭焼装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例における炭焼装置を示す上面図である。
【図４】本発明の実施例における炭化容器と古タイヤの収容状況を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                炭化容器
２                蓋部
５                通気口
８                脱硫剤
９                赤外線放射塗膜層
１１              窯本体
１２              焚口扉
１３              煙道
１６              芯壁
１７              耐火モルタル
１９              キャスタ
２６              焚口
２７              取出口
２８              空気調整器
３０              窯天井
３１              芯壁
３２              耐火モルタル
４５              温度センサ
８８              鋼製枠板
８９              セパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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