(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上部に有機物供給口および熱分解ガス取出口を有する、管状の熱分解炉本体と、
前記熱分解炉本体内に配置され、前記熱分解炉本体内を前記有機物供給口から前記熱分解ガス取出口の方向に移動する、複数の球状熱媒体と、
前記球状熱媒体を加熱する、熱媒体加熱部と、を有し、
前記熱分解炉本体内の、少なくとも前記有機物供給口と前記熱分解ガス取出口との間の領域においては、前記複数の球状熱媒体は、前記熱分解炉本体の下部内面上に１層に並んでおり、
前記有機物供給口から前記熱分解炉本体の下部内面上に１層に並んだ前記複数の球状熱媒体の上に供給された有機物原料と、前記加熱された球状熱媒体とを接触した状態で移動させ、前記有機物原料から発生した前記熱分解ガスを前記熱分解ガス取出口から取り出す、
熱分解炉。
【請求項２】
前記球状熱媒体の直径は、３〜２０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の熱分解炉。
【請求項３】
前記球状熱媒体は、ステンレス鋼球、鉄球、アルミニウム球、セラミックス球またはこれらの組み合わせである、請求項２に記載の熱分解炉。
【請求項４】
前記熱分解炉本体は、環状の管である、請求項１に記載の熱分解炉。
【請求項５】
前記熱分解炉本体は、ステンレス鋼からなる丸管である、請求項１に記載の熱分解炉。
【請求項６】
前記熱分解炉本体内の前記球状熱媒体を、前記有機物供給口から前記熱分解ガス取出口の方向に移動させる、熱媒体移送部をさらに有する、請求項１に記載の熱分解炉。
【請求項７】
前記熱媒体移送部は、前記熱分解炉本体内において前記球状熱媒体を一方向に押すことで、前記球状熱媒体を前記有機物供給口から前記熱分解ガス取出口の方向に移動させる、請求項６に記載の熱分解炉。
【請求項８】
前記熱媒体移送部は、前記熱分解炉本体内に設置されたスクリューフィーダーである、請求項７に記載の熱分解炉。
【請求項９】
前記熱媒体加熱部は、前記熱分解炉本体外に設置されたヒーターである、請求項１に記載の熱分解炉。
【請求項１０】
前記熱媒体加熱部の少なくとも一つは、前記有機物供給口よりも、前記球状熱媒体の移動方向の上流部に設置される、請求項９に記載の熱分解炉。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱分解炉と、
前記熱分解炉の前記熱分解ガス取出口から取り出された熱分解ガスを冷却して液化する冷却器と、
を有する、熱分解油の製造装置。
【請求項１２】
複数の球状熱媒体を加熱するステップと、
加熱された前記複数の球状熱媒体を、管状の熱分解炉本体内において下部内面上に１層に並んだ状態で一方向に移動させるステップと、
移動させられている１層に並んだ前記複数の球状熱媒体の上に有機物原料を供給して前記複数の球状熱媒体と前記有機物原料とを接触させて、前記有機物原料を熱分解するステップと、
前記熱分解炉本体内から熱分解ガスを取り出すステップと、
前記熱分解ガスを冷却して熱分解油を得るステップと、
を有する、熱分解油の製造方法。
【請求項１３】
前記球状熱媒体の直径は、３〜２０ｍｍの範囲内である、請求項１２に記載の熱分解油の製造方法。
【請求項１４】
前記球状熱媒体は、ステンレス鋼球、鉄球、アルミニウム球、セラミックス球またはこれらの組み合わせである、請求項１３に記載の熱分解油の製造方法。
【請求項１５】
前記熱分解炉本体は、ステンレス鋼からなる丸管である、請求項１２に記載の熱分解油の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスなどの有機物を原料として液化可能な熱分解ガスを製造する熱分解炉、前記熱分解炉を有する熱分解油の製造装置、およびバイオマスなどの有機物を原料として熱分解油を製造する熱分解油の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスは、再生可能な生物由来の資源であって、化石資源を除いたものと定義されている。バイオマスの例には、林地残材、稲藁、麦藁、籾殻、資源作物、飼料作物、デンプン作物などの未利用バイオマスや、廃棄紙、家畜糞尿、食品廃棄物、建築廃材、黒液、下水汚泥、生ごみなどの廃棄物系バイオマスなどが含まれる。
【０００３】
バイオマスは、化石資源と異なり、持続的に再生可能な資源である。また、バイオマスの燃焼により発生する二酸化炭素は、生物が大気中から吸収したものであることから、バイオマスは、大気中の二酸化炭素を増加させない（カーボンニュートラル）。これらのことから、近年、エネルギー源や工業原料などとしてのバイオマスの活用が注目されている。
【０００４】
バイオマスは、燃焼させて直接的に利用することも可能であるが、このような直接的利用は、保存性や輸送性、利用性などに問題がある。そこで、近年は、バイオマスを熱化学的または生物化学的に変換させた上で利用することが多い。
【０００５】
バイオマスの熱化学的変換方法の一つに、バイオマスを熱分解油に変換する急速熱分解法がある。急速熱分解法では、低酸素雰囲気においてバイオマスを５００℃程度まで急速に加熱し、発生した熱分解ガスを急速に冷却することで熱分解油を製造する。得られた熱分解油は、黒褐色で粘性を有する液状組成物であり、バイオオイルやバイオクルードなどとも称される。この熱分解油は、化石資源に代わるエネルギー源および工業原料として注目されている。
【０００６】
急速熱分解法で熱分解油を製造する際には、熱分解反応を生じさせてから数秒以内に熱分解ガスを反応系外に移動させる必要があるため、バッチ式ではなく連続式の高速熱分解炉を使用するのが一般的である。このような連続式の高速熱分解炉としては、流動層熱分解炉が主として用いられている（例えば、非特許文献１参照）。近年、バブリング流動層熱分解炉または循環流動層熱分解炉を有する商業プラントが相次いで建設されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Park, Y.K., Jeon, J.K., Kim, S. and Kim, J.S., "Bio-Oil from rice straw by pyrolysis using fluidized bed and char removal system", Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., Vol.49, No.2, pp.800-801.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
急速熱分解法で熱分解油を製造する場合、使用する有機物原料の種類により熱分解などの最適条件が変わってしまう。たとえば、間伐材を原料とする場合と稲藁を原料とした場合とでは、熱分解条件も冷却条件も大きく異なる。有機物原料の種類に応じた最適な熱分解の条件を探るためには、試験を繰り返し行わなければならない。
【０００９】
しかしながら、現在採用されている流動層熱分解炉は、その構造上、実験室に設置できる程度まで小型化することが困難である。したがって、ラボスケールの熱分解炉で試験を行うことができず、ベンチスケール（またはプラントスケール）の熱分解炉で試験を行うしかなかった。ベンチスケールの熱分解炉では、製造コストがかかるだけではなく、１回あたりの試験コスト（費用および時間）も高くなってしまう。
【００１０】
以上の観点から、現在、ラボスケールでも試験を行うことができる連続式高速熱分解炉の開発が強く求められている。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、有機物原料から液化可能な熱分解ガスを製造する連続式高速熱分解炉であって、ラボスケールでも液化可能な熱分解ガスを効率的に製造することができる連続式高速熱分解炉を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、前記連続式高速熱分解炉を利用した熱分解油の製造装置および熱分解油の製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、ステンレス鋼球などの球状熱媒体を利用して有機物原料を加熱することで、熱分解炉の内部空間を極限まで小さくできることを見出した。そして、本発明者は、上記知見にさらに検討を加えることで、本発明を完成させた。
【００１４】
すなわち、本発明は、以下の熱分解炉に関する。
［１］有機物供給口および熱分解ガス取出口を有する管状の熱分解炉本体と；前記熱分解炉本体内に配置され、前記熱分解炉本体内を前記有機物供給口から前記熱分解ガス取出口の方向に移動する複数の球状熱媒体と；前記球状熱媒体を加熱する熱媒体加熱部とを有し；前記有機物供給口から供給された有機物原料と前記加熱された球状熱媒体とを接触した状態で移動させ、前記有機物原料から発生した前記熱分解ガスを前記熱分解ガス取出口から取り出す、熱分解炉。
［２］前記球状熱媒体の直径は、３〜２０ｍｍの範囲内である、［１］に記載の熱分解炉。
［３］前記球状熱媒体は、ステンレス鋼球、鉄球、アルミニウム球、セラミックス球またはこれらの組み合わせである、［１］または［２］に記載の熱分解炉。
［４］前記熱分解炉本体は、環状の管である、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の熱分解炉。
［５］前記熱分解炉本体は、ステンレス鋼からなる丸管である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の熱分解炉。
［６］前記熱分解炉本体内の前記球状熱媒体を、前記有機物供給口から前記熱分解ガス取出口の方向に移動させる、熱媒体移送部をさらに有する、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の熱分解炉。
［７］前記熱媒体移送部は、前記熱分解炉本体内において前記球状熱媒体を一方向に押すことで、前記球状熱媒体を前記有機物供給口から前記熱分解ガス取出口の方向に移動させる、［６］に記載の熱分解炉。
［８］前記熱媒体移送部は、前記熱分解炉本体内に設置されたスクリューフィーダーである、［７］に記載の熱分解炉。
［９］前記熱媒体加熱部は、前記熱分解炉本体外に設置されたヒーターである、［１］〜［８］のいずれか一項に記載の熱分解炉。
［１０］前記熱媒体加熱部の少なくとも一つは、前記有機物供給口よりも、前記球状熱媒体の移動方向の上流部に設置される、［９］に記載の熱分解炉。
【００１５】
また、本発明は、以下の熱分解油の製造装置にも関する。
［１１］［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の熱分解炉と；前記熱分解炉の前記熱分解ガス取出口から取り出された熱分解ガスを冷却して液化する冷却器とを有する、熱分解油の製造装置。
【００１６】
また、本発明は、以下の熱分解油の製造方法にも関する。
［１２］複数の球状熱媒体を加熱するステップと；加熱された前記複数の球状熱媒体を、管状の熱分解炉本体内において一方向に移動させるステップと；移動させられている前記複数の球状熱媒体と有機物原料とを接触させて、前記有機物原料を熱分解するステップと；前記熱分解炉本体内から熱分解ガスを取り出すステップと；前記熱分解ガスを冷却して熱分解油を得るステップとを有する、熱分解油の製造方法。
［１３］前記球状熱媒体の直径は、３〜２０ｍｍの範囲内である、［１２］に記載の熱分解油の製造方法。
［１４］前記球状熱媒体は、ステンレス鋼球、鉄球、アルミニウム球、セラミックス球またはこれらの組み合わせである、［１２］または［１３］に記載の熱分解油の製造方法。
［１５］前記熱分解炉本体は、ステンレス鋼からなる丸管である、［１２］〜［１４］のいずれか一項に記載の熱分解油の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ラボスケールであっても、液化可能な熱分解ガスを急速熱分解法で効率的に製造できる連続式高速熱分解炉を提供することができる。本発明の熱分解炉を用いれば、ラボスケールで有機物原料の種類に応じた最適な熱分解の条件を迅速に探ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の熱分解炉の概念を説明するための模式図
【図２】熱媒体移送部が球状熱媒体を移動させる例を示す模式図
【図３】本発明の一実施の形態に係る熱分解油の製造装置の構成を示す模式図
【図４】熱分解炉本体の横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の熱分解炉は、急速熱分解法で熱分解油を製造する際に用いられる連続式高速熱分解炉であって、熱分解炉本体と、球状熱媒体と、熱媒体加熱部とを有する。
【００２０】
図１は、本発明の熱分解炉の概念を説明するための模式図である。１００は熱分解炉、１１０は熱分解炉本体、１１２は有機物供給口、１１４は熱分解ガス取出口、１２０は球状熱媒体、１３０は熱媒体加熱部、１４０は球状熱媒体の移動方向を示す矢印、１５０は有機物原料を示している。
【００２１】
以下、図１を参照しながら、本発明の各構成要素について説明する。
【００２２】
熱分解炉本体１１０は、内部に反応用の空間を有する管体である。熱分解反応は低酸素雰囲気において行われるため、熱分解炉本体１１０の内部空間は外気から隔離されている。通常、熱分解炉本体１１０の内部空間は、真空に近い状態であるか、窒素などの不活性ガスが充填されている。
【００２３】
熱分解炉本体１１０の材料は、稼動時に壊れない程度の強度および耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、耐食性に優れるものであることが好ましい。熱分解炉本体１１０の例には、ステンレス鋼管などが含まれる。
【００２４】
熱分解炉本体１１０は、２つの端部を有する管体（例えば直管）であってもよいし、２つの端部が接続された環状の管体（例えば環管）であってもよい。熱分解炉本体１１０を環状の管体とすることで、熱分解炉本体１１０の内部空間を外気から容易に隔離することができる。また、熱分解炉本体１１０内で球状熱媒体１２０を一方向に循環的に移動させることもできる。
【００２５】
熱分解炉本体１１０の断面形状は、特に限定されないが、円形であることが好ましい。すなわち、熱分解炉本体１１０は、丸管（円管）であることが好ましい。熱分解炉本体１１０の断面形状が円形の場合、内部に配置された球状熱媒体１２０が不規則に移動しても、球状熱媒体１２０が熱分解炉本体１１０内面の特定の部位にのみ衝突するということがなく、力が分散するからである。
【００２６】
熱分解炉本体１１０の内径は、特に限定されず、球状熱媒体１２０の直径などに応じて適宜設定すればよい。
【００２７】
熱分解炉本体１１０には、有機物供給口１１２および熱分解ガス取出口１１４が設けられている。有機物供給口１１２は、粉状バイオマスなどの有機物原料１５０を熱分解炉本体１１０内に供給するための貫通孔である。通常、有機物供給口１１２には、有機物供給器が取り付けられている。有機物供給器は、所定の速度で有機物原料１５０を熱分解炉本体１１０内に供給する。一方、熱分解ガス取出口１１４は、熱分解炉本体１１０内で発生した熱分解ガスを熱分解炉本体１１０外に取り出すための貫通孔である。通常、熱分解ガス取出口１１４は、熱分解ガスを液化するための冷却器に接続されている。
【００２８】
有機物供給口１１２および熱分解ガス取出口１１４は、いずれも熱分解炉本体１１０の上側の面に設けられることが好ましい。有機物供給口１１２を熱分解炉本体１１０の上側の面に設けることで、熱分解炉本体１１０内の球状熱媒体１２０の上に有機物原料１５０を均一に供給することができる。また、熱分解ガス取出口１１４を熱分解炉本体１１０の上側の面に設けることで、熱分解ガスを効率的に取り出すことができる。
【００２９】
有機物供給口１１２と熱分解ガス取出口１１４との間隔は、有機物原料１５０の種類や大きさ、稼動時の球状熱媒体１２０の移動速度などに応じて設定される。急速熱分解法で熱分解油を得るためには、熱分解反応の時間を必要以上に長くしないことが重要である。熱分解反応が長すぎると、熱分解ガスに含まれる有機物がさらに分解されてしまい（ガス化）、熱分解油を得ることができない。たとえば、熱分解反応が２秒以内となるように、有機物供給口１１２と熱分解ガス取出口１１４との間隔は設定される。
【００３０】
球状熱媒体１２０は、有機物原料１５０を加熱するための球体である。本発明の熱分解炉１００では、複数の球状熱媒体１２０が熱分解炉本体内に収容されている。より具体的には、複数の球状熱媒体１２０は、熱分解炉本体内の底面（下部内面）上に敷き詰められている。通常、複数の球状熱媒体１２０は、１層の球状熱媒体層を形成するように熱分解炉本体１１０内の底面上に並んでいる（図１および図４参照）。
【００３１】
球状熱媒体１２０の材料は、稼動時に壊れない程度の強度を有するものであれば特に限定されないが、比熱が高く、かつ１層の球状熱媒体層を形成しうる程度の重さを有するものが好ましい。球状熱媒体１２０の例には、ステンレス鋼球や鉄球、アルミニウム球、セラミックス球などが含まれる。球状熱媒体１２０は、１種類のみ使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３２】
球状熱媒体１２０の直径は、使用する有機物原料１５０の種類や大きさなどに応じて適宜設定すればよい。通常、球状熱媒体１２０の直径は、３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内である。熱分解炉本体１１０内には、同一サイズの球状熱媒体１２０が収容されていてもよいし、異なるサイズの球状熱媒体１２０が混合された状態で収容されていてもよい。なお、従来の流動層熱分解炉では、熱媒体を空気の力で浮遊させることから、熱媒体の直径は通常１ｍｍ未満である。
【００３３】
球状熱媒体１２０は、熱分解炉本体１１０内において、有機物供給口１１２から熱分解ガス取出口１１４の方向に一方向に移動する（図１の矢印１４０参照）。
【００３４】
球状熱媒体１２０を移動させる方法は、特に限定されない。たとえば、本発明の熱分解炉１００にさらに熱媒体移送部を設け、この熱媒体移送部により球状熱媒体１２０を移動させてもよい。熱媒体移送部は、球状熱媒体１２０を機械的に押して球状熱媒体１２０を移動させてもよいし、磁力や重力などを利用して球状熱媒体１２０を移動させてもよい。
【００３５】
図２は、熱媒体移送部が球状熱媒体１２０を移動させる方法の例を示す模式図である。
【００３６】
図２Ａは、球状熱媒体１２０を機械的に押して球状熱媒体１２０を移動させる例である。この例では、熱媒体移送部として、スクリューフィーダー（スクリューコンベア）１６０を使用している。この後の実施の形態において示すように、熱分解炉本体１１０を環状とした場合、スクリューフィーダー１６０を使用することで、環状の熱分解炉本体１１０内において球状熱媒体１２０を一方向に循環的に移動させることができる。
【００３７】
図２Ｂは、磁力を用いて球状熱媒体１２０を移動させる例である。この例では、熱媒体移送部として、磁石１７０を固定したベルトコンベアを使用している。この態様でも、熱分解炉本体１１０を環状とした場合、環状の熱分解炉本体１１０内において球状熱媒体１２０を一方向に循環的に移動させることができる。
【００３８】
図２Ｃは、重力を利用して球状熱媒体１２０を移動させる例である。この例では、熱媒体移送部（図示せず）は、所定の角度で傾けられている熱分解炉本体１１０の上流部から
球状熱媒体１２０を供給している。この態様では、熱分解炉本体１１０の下流部において球状熱媒体１２０を回収し、回収した球状熱媒体１２０を熱分解炉本体１１０の上流部から再度供給するようにしてもよい。また、円環状の熱分解炉本体１１０の中心軸を地面に対して傾けた状態（垂直ではない状態）で、円環状の熱分解炉本体１１０を回転させることでも、重力を利用して球状熱媒体１２０を移動させることができる。
【００３９】
熱媒体加熱部１３０は、熱分解炉本体１１０内の球状熱媒体１２０を加熱するための加熱器（ヒーター）である。加熱器の種類は、有機物原料１５０を急速に熱分解できる温度（例えば、４５０〜６００℃）まで球状熱媒体１２０を加熱することができれば特に限定されない。熱媒体加熱部１３０の例には、バンドヒーターなどが含まれる。
【００４０】
熱媒体加熱部１３０の数および設置位置は、熱分解炉本体１１０の大きさや形状、球状熱媒体１２０の種類や数などに応じて適宜設定すればよい。有機物供給口１１２より供給された有機物原料１５０を急速に熱分解する観点から、少なくとも１つの熱媒体加熱部１３０が、球状熱媒体１２０の移動方向の上流に設置されることが好ましい。
【００４１】
次に、本発明の熱分解炉を用いて液化可能な熱分解ガスを製造する方法について、図１を参照して説明する。
【００４２】
熱分解炉本体１１０内の複数の球状熱媒体１２０は、熱媒体加熱部１３０により所定の温度まで加熱されている。球状熱媒体１２０は、有機物原料１５０を瞬時に熱分解できる温度（例えば、４５０〜６００℃）に加熱される。また、球状熱媒体１２０は、熱分解炉本体１１０内において、有機物供給口１１２から熱分解ガス取出口１１４の方向に一方向に移動している（図１の矢印１４０参照）。たとえば、球状熱媒体１２０は、熱媒体移送部により移動させられる。球状熱媒体１２０の加熱および移動は、同時に行ってもよいし、別個に行ってもよい。すなわち、球状熱媒体１２０を加熱した後に、球状熱媒体１２０を移動させてもよいし、球状熱媒体１２０を一方向に移動させつつ加熱してもよい。いずれの場合であっても、複数の球状熱媒体１２０は、有機物供給口１１２に到達するまでに所定の温度に加熱されている。
【００４３】
所定の温度に加熱された球状熱媒体１２０が有機物供給口１１２の付近に到達すると、有機物供給口１１２から球状熱媒体１２０上に有機物原料１５０が供給される。供給された有機物原料１５０は、移動している球状熱媒体１２０と接触し、瞬時に加熱される。これにより、有機物原料１５０は熱分解され、熱分解ガスが発生する。発生した熱分解ガスは、極めて短い時間の間（例えば、２秒以内）に熱分解ガス取出口１１４から熱分解炉本体１１０外へ取り出される。
【００４４】
以上の手順により、本発明の熱分解炉を用いて液化可能な熱分解ガスを製造することができる。
【００４５】
以上のように、本発明の熱分解炉は、球状熱媒体を浮遊させることなく有機物原料を加熱するため、熱分解させるのに必要なスペース（反応炉内の体積）が従来の連続式高速熱分解炉に比べて極めて小さい。したがって、本発明の熱分解炉は、実験室に設置しうる程度にまで小型化することができる。
【００４６】
なお、本発明の熱分解炉と冷却器を接続することで、熱分解油の製造装置とすることができる（実施の形態参照）。この熱分解油の製造装置では、熱分解炉本体の熱分解ガス取出口と冷却器とが接続されている。この熱分解油の製造装置は、熱分解ガス取出口から取り出された熱分解ガスを冷却器で冷却し、液化することで、熱分解油を製造することができる。
【００４７】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図３および図４を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明の熱分解炉を有する熱分解油製造装置（本発明の熱分解油製造装置）について説明する。
【００４８】
図３は、本発明の一実施の形態に係る熱分解油製造装置の構成を示す模式図である。図３Ａは平面図であり、図３Ｂは側面図である。また、図４は、熱分解炉本体の横断面図である。
【００４９】
図３に示されるように、熱分解油製造装置２００は、熱分解炉３００および冷却器４００を有する。また、図３および図４に示されるように、熱分解炉３００は、有機物原料供給器３１０、熱分解炉本体３２０、球状熱媒体３３０、熱媒体加熱部３４０、熱媒体移送部３５０、炭化物取出部３６０および熱分解ガス連絡流路３７０を有する。
【００５０】
以下、熱分解油製造装置２００の各構成要素について説明する。
【００５１】
有機物原料供給器３１０は、熱分解炉本体３２０の有機物供給口３２２に接続されており、有機物原料（例えば、粉状バイオマス）を熱分解炉本体３２０内に供給する。有機物原料供給器３１０の有機物原料を収容する空間と有機物供給口３２２との間にはスリットが設けられており、このスリットの幅を調整することで、有機物原料の供給速度を制御することができる。たとえば、有機物原料供給器３１０は、１〜１０ｇ／分の割合で有機物原料を熱分解炉本体３２０内に供給する。
【００５２】
熱分解炉本体３２０は、環状（厳密には「Ｄ」字状）に接続された、ステンレス鋼からなる内径４０〜６０ｍｍ程度の丸管である。このステンレス鋼管には、球状熱媒体３３０の移動方向（図３Ａの矢印参照）の上流側から、有機物供給口３２２、熱分解ガス取出口３２４および炭化物取出口３２６が設けられている。有機物供給口３２２および熱分解ガス取出口３２４は、ステンレス鋼管の上側の面（天面）に設けられている。一方、炭化物取出口３２６は、ステンレス鋼管の下側の面（底面）に設けられている。炭化物取出口３２６には、球状熱媒体３３０が落ちないようにスリットが設けられている。
【００５３】
球状熱媒体３３０は、熱分解炉本体３２０内に多数（例えば、３０００〜４０００個）収容されている、直径５〜１０ｍｍ程度のステンレス鋼球である。図４に示されるように、球状熱媒体３３０は、熱分解炉本体３２０の底面上に１層に敷き詰められている（熱媒体移送部３５０が設置されている部分を除く）。
【００５４】
熱媒体加熱部３４０は、熱分解炉本体３２０の外周部に４つ設置されているヒーターである。熱媒体加熱部３４０は、有機物原料が球状熱媒体３３０に接触した際に急速に熱分解させることができるように、球状熱媒体３３０を４５０〜６００℃に加熱する。
【００５５】
熱媒体移送部３５０は、熱分解炉本体３２０の直線部（有機物供給口３２２よりも上流に位置する）に設置されたスクリューフィーダーである。熱媒体移送部３５０は、熱分解炉本体３２０の下流（炭化物取出口３２６側）で球状熱媒体３３０を回収するとともに、熱分解炉本体３２０の上流（有機物供給口３２２側）で球状熱媒体３３０を供給する。これにより、球状熱媒体３３０は、熱分解炉本体３２０内を一定方向に移動させられる（図３Ａの矢印参照）
【００５６】
炭化物取出部３６０は、熱分解炉本体３２０の炭化物取出口３２６に接続されており、熱分解炉本体３２０内の炭化物（粉炭）を回収する。
【００５７】
熱分解ガス連絡流路３７０は、熱分解炉本体３２０の熱分解ガス取出口３２４および冷却器４００に接続されており、熱分解炉本体３２０内で発生した熱分解ガスを冷却器４００に供給する管である。
【００５８】
冷却器４００は、熱分解ガス連絡流路３７０から供給された熱分解ガスを冷却して熱分解油を分離する、サイクロン式の気液分離装置である。たとえば、冷却器４００は、熱分解ガスを０℃程度まで冷却して、熱分解油を分離する。
【００５９】
次に、熱分解油製造装置２００の動作について説明する。
【００６０】
熱分解炉本体３２０内の球状熱媒体３３０は、熱媒体移送部３５０により一方向に押し出されながら、熱媒体加熱部３４０により所定の温度になるように加熱されている。球状熱媒体３３０は、熱媒体移送部３５０により押し出された後、有機物供給口３２２の下、熱分解ガス取出口３２４の下、および炭化物取出口３２６の上を順次通過し、再び熱媒体移送部３５０に回収される（図３Ａの矢印参照）。すなわち、球状熱媒体３３０は、所定の温度に加熱された状態で、熱分解炉本体３２０内を時計回りに回り続けている。
【００６１】
有機物原料供給器３１０が、有機物原料を熱分解炉本体３２０内に一定速度で供給すると、有機物原料は移動している球状熱媒体３３０と接触し、瞬時に加熱される。これにより、有機物原料は熱分解され、熱分解ガスが発生する。発生した熱分解ガスは、２秒以内に熱分解ガス取出口３２４から取り出され、冷却器４００に供給される。冷却器４００において、熱分解ガスは、熱分解油と気体燃料とに分離される。
【００６２】
以上の手順により、熱分解油製造装置２００は、熱分解油を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の熱分解炉、熱分解油の製造装置および製造方法は、ラボスケール、ベンチスケールまたはプラントスケールで熱分解油を製造する際の熱分解炉、熱分解油の製造装置および製造方法として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  熱分解炉
１１０  熱分解炉本体
１１２  有機物供給口
１１４  熱分解ガス取出口
１２０  球状熱媒体
１３０  熱媒体加熱部
１４０  球状熱媒体の移動方向
１５０  有機物原料
１６０  スクリューフィーダー
１７０  磁石
２００  熱分解油製造装置
３００  熱分解炉
３１０  有機物原料供給器
３２０  熱分解炉本体
３２２  有機物供給口
３２４  熱分解ガス取出口
３２６  炭化物取出口
３３０  球状熱媒体
３４０  熱媒体加熱部
３５０  熱媒体移送部
３６０  炭化物取出部
３７０  熱分解ガス連絡流路
４００  冷却器
【図２】
0005170283.tif 000002
【図３】
0005170283.tif 000003
【図４】
0005170283.tif 000004
【図１】
0005170283.tif 000005