(57)【要約】【課題】従来の方法では困難であった外熱式熱分解炉内の熱分解進行度を簡便に検知することが可能な方法及び装置、並びに、熱分解生成物の収率を安定化可能な廃棄物の熱分解方法及び装置を提供することを目的とする。【解決手段】ゴム系廃棄物を外熱式熱分解炉に供給して熱分解ガスを生成し、生成した熱分解ガス流量、生成した熱分解ガス中に含まれるＣＨ4ガス濃度、及び廃棄物の供給流量を測定してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位から熱分解炉内での熱分解進行度を検知する。又、求めたＣＨ4ガス発生原単位が所定の範囲となるように、外熱式熱分解炉の操業条件を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム系廃棄物を外熱式熱分解炉に供給して熱分解ガスを生成し、前記生成した熱分解ガスの流量、前記生成した熱分解ガスに含まれるＣＨ4ガス濃度、及び前記廃棄物の供給流量を測定してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位から前記熱分解炉内での熱分解進行度を検知することを特徴とする廃棄物の熱分解進行度の検知方法。
【請求項２】
ゴム系廃棄物を外熱式熱分解炉に供給して熱分解ガスを生成し、前記生成した熱分解ガスの流量と、前記生成した熱分解ガスに含まれるＣＨ4ガス濃度と、前記廃棄物の供給流量とを測定してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位が、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように、前記外熱式熱分解炉の操業条件を制御することを特徴とする廃棄物の熱分解方法。
【請求項３】
前記制御する外熱式熱分解炉の操業条件が、前記熱分解炉の外熱温度、前記熱分解炉内の廃棄物移動速度、又は前記熱分解炉への廃棄物供給速度であることを特徴とする請求項２記載の廃棄物の熱分解方法。
【請求項４】
廃棄物供給速度測定装置と、廃棄物供給装置と、外熱式熱分解炉と、当該外熱式熱分解炉にて生成した熱分解ガスの流量測定装置と、前記熱分解ガス中のＣＨ4ガスの濃度測定装置と、前記各測定装置にて測定された廃棄物供給速度、熱分解ガス流量、及びＣＨ4ガス濃度の各測定値を取り込んでＣＨ4ガス発生原単位を算出するＣＨ4ガス発生原単位演算装置と、を有することを特徴とする廃棄物の熱分解進行度の検知装置。
【請求項５】
廃棄物供給速度測定装置と、廃棄物供給速度を調整可能な廃棄物供給装置と、外熱温度及び廃棄物移動速度を調整可能な外熱式熱分解炉と、当該外熱式熱分解炉にて生成した熱分解ガスの流量測定装置と、前記熱分解ガス中のＣＨ4ガスの濃度測定装置と、前記各測定装置にて測定された廃棄物供給速度、熱分解ガス流量、及びＣＨ4ガス濃度の各測定値を取り込んでＣＨ4ガス発生原単位を算出するＣＨ4ガス発生原単位演算装置と、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位が、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように、前記廃棄物供給速度、前記外熱温度、又は前記廃棄物移動速度の少なくともいずれかを制御する操業条件制御装置と、を有することを特徴とする廃棄物の熱分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可燃性廃棄物、特に廃タイヤをはじめとするゴム系廃棄物を燃料や原料として有効利用するための廃棄物の熱分解処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤ等のゴム系廃棄物や廃プラスチックなどに代表される可燃性廃棄物の処理方法は従来単純焼却や埋立てが中心であったが、循環型社会促進が近年の大きな社会的課題となっていることから、これら可燃性廃棄物の有効利用技術が求められている。可燃性廃棄物の有効利用を目的とした廃棄物処理方法としては、例えば非特許文献１、２、３に記載されているように廃棄物を熱分解炉で加熱して熱分解ガスと熱分解残渣とを生成した後、熱分解ガスを後段で冷却し熱分解ガス中に含まれるタール成分を液化して分離回収し、タール分離後の熱分解ガスは燃料ガスや化学原料ガスとして利用し、タールは燃料油等として利用し、熱分解残渣は炭素質燃料や金属原料等として利用する廃棄物熱分解法が提案されている。廃棄物熱分解法の熱分解炉の方式にはロータリーキルン熱分解炉に代表される外熱式熱分解法、流動床熱分解炉や移動床熱分解炉等などに代表される部分燃焼式熱分解法など一般的な方式が適用可能であるが、高カロリーガス回収を目的とする場合には燃焼空気導入による熱分解ガス部分燃焼や流動化ガス導入に伴う熱分解ガス希釈がない外熱式熱分解法が特に適した方式である。熱分解温度は廃棄物の種類によって異なるがゴム系廃棄物やプラスチック系廃棄物では通常５００〜７００℃程度である。
【０００３】
【非特許文献１】「日本ゴム協会誌」第59巻、第10号、P565-567(1986)、565頁、図1
【非特許文献２】「リサイクル技術研究発表会講演論文集」6th、P89-92(1998)、92頁、図4
【非特許文献３】「セメント製造技術シンポジウム報告集」No.57 、P90-P97 (2000)、91頁、Fig.1
【特許文献１】特開2003-139314公報
【特許文献２】特開平11-344213公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらロータリーキルン熱分解炉に代表される既存の外熱式熱分解炉を用いた廃棄物熱分解方法の抱える課題として、廃棄物の供給速度や粒度等の処理条件が変化した場合に、熱分解炉内での熱分解進行度が変化して熱分解炉出口の熱分解生成物の収率や性状が変動することが挙げられる。
【０００５】
そこで廃棄物の熱分解進行度を検知する方法として例えば特許文献１に記載されているように熱分解炉出口配管内で熱分解ガス温度を測定し、熱分解ガス温度に応じて熱分解炉の加熱量を調整する方法や、特許文献２に記載されているように熱分解炉内の特定箇所で熱分解残渣温度を測定し、熱分解残渣温度に応じて熱分解炉への廃棄物供給量を調整する方法が提案されている。しかしながら特許文献１の方法の抱える問題点として、炉出口の熱分解ガス温度が同じでも出口温度条件に至るまでの炉内温度履歴や炉出口温度条件下での滞留時間が異なる場合、例えば昇温速度が速くて炉出口温度条件での滞留時間が長くなる場合と昇温速度が遅くて炉出口温度条件での滞留時間が短くなる場合等には炉内での熱分解進行度、即ち炉内での廃棄物中揮発分（ＶＭ）のガス化反応進行度や発生した熱分解ガスの２次分解反応、重縮合反応の進行度等に差が生じるため、炉出口ガス温度のみを測定しても廃棄物の熱分解進行度を把握することが難しい点が挙げられる。一方、特許文献２の方法の抱える問題点として、炉内に局所的な温度分布がある場合の熱分解進行度の検知が難しいことが挙げられる。例えば通常のロータリーキルン熱分解炉は炉内への侵入空気を完全に遮断することができないため、キルン回転体シール部や廃棄物供給部等から空気が侵入して熱分解ガスの一部が炉内燃焼して炉内にヒートスポット等の局所的な温度分布が形成されやすく、侵入空気量条件の変動が生じるとヒートスポット等の局所的な温度分布状況の変動に伴い炉内の熱分解進行度が変化する。しかしながら、炉内の特定箇所で熱分解残渣温度を測定する特許文献２の方法では前述の侵入空気量条件の変動による熱分解進行度変化を検知することが困難である。さらに特許文献２の方法の抱える別の問題点として、ワイヤー類による炉内閉塞を生じやすい廃タイヤ等の廃棄物へ適用した場合、熱分解残渣温度測定のために炉内に挿入した熱電対にワイヤー類がからみついて熱分解残渣の排出安定性が悪化する点が挙げられる。
【０００６】
そこで本発明は従来の方法では困難であった外熱式熱分解炉内の熱分解進行度を簡便に検知することが可能な方法及び装置を提供し、更には、狙いのガス収率、油収率を達成可能な廃棄物の熱分解方法及び装置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】
【０００７】
係る課題を解決するため、本発明の要旨とするところは以下(１)〜(５)に示す通りである。
（１）第１の発明は、ゴム系廃棄物を外熱式熱分解炉に供給して熱分解ガスを生成し、前記生成した熱分解ガスの流量、前記生成した熱分解ガスに含まれるＣＨ4ガス濃度、及び前記廃棄物の供給流量を測定してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位から前記熱分解炉内での熱分解進行度を検知することを特徴とする廃棄物の熱分解進行度の検知方法である。
（２）第２の発明は、ゴム系廃棄物を外熱式熱分解炉に供給して熱分解ガスを生成し、前記生成した熱分解ガスの流量と、前記生成した熱分解ガスに含まれるＣＨ4ガス濃度と、前記廃棄物の供給流量とを測定してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位が、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように、前記外熱式熱分解炉の操業条件を制御することを特徴とする廃棄物の熱分解方法である。
（３）第３の発明は、前記制御する外熱式熱分解炉の操業条件が、前記熱分解炉の外熱温度、前記熱分解炉内の廃棄物移動速度、又は前記熱分解炉への廃棄物供給速度であることを特徴とする前記（２）記載の廃棄物の熱分解方法である。
（４）第４の発明は、廃棄物供給速度測定装置と、廃棄物供給装置と、外熱式熱分解炉と、当該外熱式熱分解炉にて生成した熱分解ガスの流量測定装置と、前記熱分解ガス中のＣＨ4ガスの濃度測定装置と、前記各測定装置にて測定された廃棄物供給速度、熱分解ガス流量、及びＣＨ4ガス濃度の各測定値を取り込んでＣＨ4ガス発生原単位を算出するＣＨ4ガス発生原単位演算装置と、を有することを特徴とする廃棄物の熱分解進行度の検知装置である。
（５）第５の発明は、廃棄物供給速度測定装置と、廃棄物供給装置と、外熱式熱分解炉と、当該外熱式熱分解炉にて生成した熱分解ガスの流量測定装置と、前記熱分解ガス中のＣＨ4ガスの濃度測定装置と、前記各測定装置にて測定された廃棄物供給速度、熱分解ガス流量、及びＣＨ4ガス濃度の各測定値を取り込んでＣＨ4ガス発生原単位を算出するＣＨ4ガス発生原単位演算装置と、当該算出したＣＨ4ガス発生原単位が、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように、前記廃棄物供給速度、前記外熱温度、又は前記廃棄物移動速度の少なくともいずれかを制御する操業条件制御装置と、を有することを特徴とする廃棄物の熱分解装置である。
【０００８】
尚、本発明で言うところの「熱分解ガス」とは、外熱式熱分解炉から出た直後のガスだけでなく、後工程での各種ガス処理後のガス、例えば、タール成分を分離した後のタール分解後ガスや、Ｈ2ＳやＨＣｌを除去してガス精製した後の精製ガス、を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により従来の方法では困難であった外熱式熱分解炉内の熱分解進行度を簡便に検知でき、更には、狙いのガス収率、油収率を達成できる廃棄物熱分解処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者らは外熱式の熱分解炉を用いた可燃性廃棄物、特にゴム系廃棄物の熱分解特性および熱分解進行度検知方法について鋭意検討した結果、ゴム系廃棄物の熱分解で生成するタール成分は主に脂肪族側鎖を有する芳香族炭化水素類から構成されていること、外熱式熱分解炉は部分燃焼式熱分解炉に比べ炉内滞留時間が長いために５００〜７００℃程度の低温条件下でも廃棄物熱分解で生成したタール成分の２次分解反応が進行しやすいこと、タール成分の2次分解に伴い芳香族炭化水素類の脂肪族側鎖の脱離反応が生じてＣＨ4ガスが生成し、ＣＨ4ガス生成量はタール成分の２次分解の進行度に応じて変化することを見出し、廃棄物単位処理量あたりのＣＨ4ガス発生量を測定して熱分解炉内熱分解進行度の検知や制御に利用する本方法を発明した。
【００１１】
図１は本発明の廃棄物の熱分解進行度の検出方法及び装置、並びに廃棄物の熱分解方法及び装置を実施するための設備例を示すブロック図である。廃棄物１は破砕装置１７で破砕後、廃棄物供給速度測定装置１４を経て廃棄物供給装置２を用いて外熱式熱分解炉３内に装入する。廃棄物供給速度測定装置１４は、廃棄物供給装置２に内蔵されていても構わない。外熱式熱分解炉３の方式としては外熱式であれば特に限定するところはなく、最も広く用いられているロータリーキルン熱分解炉の他、プッシャー式熱分解炉など既存の外熱炉が使用可能である。廃棄物供給速度測定方法としては例えばロードセル式秤量機をはじめとした既存の廃棄物供給速度測定方法が適用可能である。
【００１２】
外熱式熱分解炉３内は加熱炉１２により廃棄物の熱分解温度以上に加熱され、熱分解ガス（生成直後）６と熱分解残渣７とを生成する。熱分解ガス（生成直後）６はタール分離装置４で冷却しタール成分８を分離回収した後、タール分離後ガス９はガス精製装置５へ導入してＨ2Ｓ やＨＣｌ等の有害ガス成分およびダスト類、ミスト類を除去し精製ガス１０を回収する。精製ガス１０の一部はＣＨ4ガス分析装置１１へ導入され、ＣＨ4ガス濃度を測定する。さらに熱分解ガス流量測定装置１５により精製ガス流量を測定する。測定したＣＨ4ガス濃度、精製ガス流量、廃棄物供給速度からＣＨ4発生原単位を算出する。ＣＨ4ガス濃度測定方法としては例えばガスクロマトグラフ分析法や赤外線吸収式ガス分析法など既存のガス分析法が適用可能である。精製ガス流量測定方法としては例えばオリフィス式流量計をはじめとした既存のガス流量測定法が適用可能であるほか、熱分解ガスと反応しないＨｅガス等の不活性ガスを熱分解ガス中にトレーサーガスとして連続的に少量定量添加し、熱分解ガス中のトレーサーガス濃度を測定してガス流量を算定しても良い。
【００１３】
得られた熱分解生成物は熱分解ガスについては燃料ガスや化学原料ガスとして利用し、タール成分は重油や軽油等の代替燃料油として利用し、熱分解残渣については炭素質燃料や金属原料等として利用する。
【００１４】
廃棄物の供給速度変化や粒度変化などにより熱分解炉内での熱分解条件が変動した場合、熱分解ガス中タール成分の２次分解の程度が変化してＣＨ4ガス発生量が変化するので、熱分解炉後段のＣＨ4ガス発生原単位（廃棄物投入量当たりのＣＨ4ガス発生量：例えば、Ｎｍ3−ＣＨ4ガス／ｔ−廃棄物）をモニタリングすることにより炉内の熱分解進行度変化を検知できる。例えば処理量を一時的に下げた操業を行う必要が生じて熱分解炉への廃棄物供給速度を落とした場合、熱分解炉出口温度近傍における滞留時間が長くなって熱分解進行度が上昇しやすくなるが、熱分解炉後段のＣＨ4ガス発生原単位をモニタリングすることにより熱分解進行度の上昇の程度をＣＨ4ガス発生原単位の増加割合から簡便に検知することができる。また、例えば破砕装置１７のトラブルにより破砕性能が低下して廃棄物が十分破砕されず熱分解炉内で処理する廃棄物の粒度が大きくなってしまった場合には、廃棄物昇温に要する時間が長くなり熱分解炉内での熱分解進行度が低下しやすいが、熱分解炉後段のＣＨ4ガス発生原単位をモニタリングすることによりＣＨ4ガス発生原単位の減少として簡便に検知することができる。
【００１５】
廃棄物を熱分解処理してガスや油等の熱分解生成物を製造する場合には各製品の生成量や品質が一定となるような操業を行うことが重要である。従来の熱分解方法が熱分解炉内での廃棄物の熱分解進行度の変動を検知し難いために熱分解生成物の収率や性状にばらつきが生じ易いのに対し、本発明による廃棄物の熱分解方法は熱分解炉内での廃棄物の熱分解進行度を検知できるため熱分解生成物の生成量や品質を揃えた操業が可能となる。
【００１６】
図２〜図４に一例としてゴム系廃棄物の一種である廃タイヤを熱分解処理したときのＣＨ4発生原単位の変化とタール収率、ガス収率、タール中重質油成分の動粘度の変化との関係を示す。炉内で熱分解が進行するとタール成分が２次分解し、芳香族炭化水素類の脂肪族側鎖の脱離反応によってＣＨ4ガスを主としたガスが発生するため、図２〜図３に示すようにタール収率低下あるいはガス収率上昇に伴ってＣＨ4発生原単位が上昇する。従って熱分解ガス流量、ＣＨ4ガス濃度、廃棄物供給速度を測定してＣＨ4発生源単位を算出することによって熱分解進行度の検出が可能である。またタール成分の２次分解で芳香族炭化水素類の脂肪族側鎖が脱離する際に芳香族炭化水素類同士の重縮合反応が生じて高分子量化するため、図４に示すように熱分解の進行が進むに連れてタール中重質油成分の動粘度は高くなる。この変化をＣＨ4発生原単位の変化から予測して品質管理に活用することが可能である。
【００１７】
制御の方法としては、狙いのガス収率及び油収率を安定して（所定範囲）制御するためには、ＣＨ4発生原単位が一定値、又はある一定範囲内となるように熱分解処理装置の操業条件をフィードバック制御する。この際、狙いのＣＨ4発生原単位は、予め、図２、図３のような検量線に相当するグラフを事前試験で作成しておくことが好ましい。特に、品種変更を伴う場合は、ＣＨ4発生原単位と熱分解ガス収率・タール収率の関係が変化するため、予め検量線に相当するグラフを作成することはより望ましい。
【００１８】
また図５〜図７は第２〜第３の発明を実施するための設備例を示すブロック図である。
【００１９】
図５の例では、ＣＨ4ガス分析装置１１で検出されたＣＨ4ガス濃度信号Ａ１および熱分解ガス流量測定装置１５で検出されたガス流量信号Ａ２および廃棄物供給量測定装置１４で検出された廃棄物供給速度信号Ａ３をＣＨ4ガス発生原単位演算装置１６に入力してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように外熱式熱分解炉３へ熱分解炉外熱温度制御信号Ａ４を送って外熱温度をフィードバック制御等して加熱量を制御する。
【００２０】
図６の例ではＣＨ4ガス分析装置１１で検出されたＣＨ4ガス濃度信号Ａ１および熱分解ガス流量測定装置１５で検出されたガス流量信号Ａ２および廃棄物供給量測定装置１４で検出された廃棄物供給速度信号Ａ３をＣＨ4ガス発生原単位演算装置１６に入力してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように熱分解炉回転速度調整装置１３へ熱分解炉回転速度制御信号Ａ５を送って熱分解炉の回転速度を制御し外熱式熱分解炉３内の廃棄物移動速度を調整する。
【００２１】
図７の例ではＣＨ4ガス分析装置１１で検出されたＣＨ4ガス濃度信号Ａ１および乾留ガス流量測定装置１５で検出された熱分解ガス流量信号Ａ２および廃棄物供給量測定装置１４で検出された廃棄物供給速度信号Ａ３をＣＨ4ガス発生原単位演算装置１６に入力してＣＨ4ガス発生原単位を算出し、所定のＣＨ4ガス発生原単位の範囲となるように廃棄物供給装置２へ廃棄物供給速度制御信号Ａ６を送って外熱式熱分解炉３内への廃棄物供給速度を調整する。廃棄物供給速度制御方法としては例えば廃棄物移送コンベア等への廃棄物切出し量を増減させたり、スクリューフィーダー等の廃棄物供給装置の切出し速度を調整したりするなど一般的な廃棄物供給速度調整手段が適用可能である。
【００２２】
ここで、熱分解生成物のガス収率、又はタール収率のどちらかを主体に安定化を図る場合は、上述の３つの操業条件である、外熱式熱分解炉の外熱温度、外熱式熱分解炉の回転速度（廃棄物移動速度）、又は廃棄物供給速度のどの条件を１つ又は２つ以上制御しても構わないが、ガス収率とタール収率の両方を安定化させるためには、廃棄物供給速度を減少させる制御は好ましくなく、外熱式熱分解炉の外熱温度、外熱式熱分解炉の回転速度（廃棄物移動速度）の少なくともいずれかで制御することが好ましい。又、１つの操業条件のみでは制御しきれない場合は、２つ以上を組み合わせて制御することで対応可能である。
【００２３】
尚、図５〜図７の例ではＣＨ4ガス分析濃度測定や乾留ガス流量測定をガス精製装置５後の精製ガスを用いて行ったが、ＣＨ4ガス発生原単位はタール分離装置およびガス精製装置を通過しても変化しないためＣＨ4ガス分析濃度測定や乾留ガス流量測定の位置は外熱式熱分解炉３の後段であれば特に限定するところはなく、外熱式熱分解炉３後の熱分解ガス６、タール分離装置４後のタール分離後ガス９、ガス精製装置５後の精製ガス１０を適用することが可能である。
【実施例】
【００２４】
図５に示した本発明を用いて、ゴム系廃棄物である廃タイヤを処理規模１００ｔ／日で熱分解処理した例を示す。熱分解炉は外熱式ロータリーキルンを用い、加熱炉はLNG焚き熱風発生炉を用い、タール分離装置は直接冷却式のクウェンチングタワーおよび間接冷却式のコンデンサ−を用い、ガス精製装置は湿式脱硫装置および湿式電気集塵機を用い、ＣＨ4ガス分析装置にはオートサンプラーを備えた熱伝導度検出器式のガスクロマトグラフ分析計を用い、熱分解ガス流量測定には熱分解ガス中にＨｅガスをトレーーガスとして０．２５Ｎｍ3／ｈｒマスフローコントローラを用いて定量供給し、熱分解ガス中Ｈｅ濃度をオートサンプラーを備えた熱伝導度検出器式のガスクロマトグラフ分析計を用いて測定した。各熱分解生成物の収率目標値はガス収率２０±２質量％、タール収率３２±２質量％とした。廃棄物は熱分解炉に装入されて熱分解ガス（生成直後）と熱分解残渣を生成し、熱分解ガスをクウェンチングタワーで冷却してタール中の重質油成分を分離回収した後コンデンサ−で冷却して軽質油成分を分離回収し、タール分離後ガスをガス精製装置で処理してＨ2Ｓを１０ｐｐｍ以下まで除去すると共にダスト類、ミスト類を除去して精製ガスを得た。廃棄物供給速度はロードセル式秤量機を用いて測定した。ＣＨ4濃度は精製ガスの一部を１０分間周期でサンプリングしガスクロマトグラフ分析計へ導入して測定した。熱分解ガス流量は精製ガスの一部を１０分間周期でサンプリングしてガスクロマトグラフ分析計へ導入してＨｅ濃度を測定し、得られたＨｅ濃度分析値より算出した。廃棄物供給速度、ＣＨ4濃度、乾留ガス流量データをＣＨ4ガス発生原単位演算装置に取り込みＣＨ4ガス発生原単位を算出した。得られたＣＨ4ガス発生原単位信号を加熱炉に送信し、ＣＨ4発生原単位が５５〜７５Ｎｍ3／ｔの範囲となるように加熱炉温度を制御し、ＣＨ4発生原単位が上昇したら加熱炉温度を下げ、ＣＨ4発生原単位が低下したら加熱炉温度を上げる運転を行った。ＣＨ4原単位目標値は試運転時に予めＣＨ4発生量とガス収率および油収率の関係を調査し前述の範囲に選定した。
【００２５】
表１に示すように、得られた熱分解生成物は精製ガス１９〜２１ｔ／日、タール３１〜３３ｔ／日、熱分解残渣４６〜４８ｔ／日、ダスト約１ｔ／日となり、生成物収率が目標値の範囲内となる操業ができた。タールは重質油約１５〜１６ｔ／日、軽質油約１６〜１７ｔ／日として夫々回収し、重質油は発熱量約1万ｋｃａｌ／ｋｇで1ヶ月間の期間内で評価した５０℃での動粘度は７〜１５ｃＳｔの範囲であり、A重油代替として有効利用することができた。軽質油は発熱量約1万ｋｃａｌ／ｋｇで軽油代替として有効利用することができた。精製ガスは発熱量約1万ｋｃａｌ／Ｎｍ3でありLNG代替として有効利用することができた。熱分解残渣はワイヤー類起因の金属約１５ｔ/日を製鉄原料として、カーボン約３１〜３３ｔ／日を微粉炭燃料代替としてそれぞれ有効利用することができた。またダスト約１ｔ／日は主成分カーボンであり微粉炭燃料代替として有効利用できた。
【００２６】
このように、実施例では、ＣＨ4ガス発生原単位を算出して、廃棄物の熱分解進行度の変動を検知し、更に、ＣＨ4ガス発生原単位を所定の範囲となるように制御しているため、熱分解生成物の収率や性状を安定化することができた。
(比較例)
比較例として、熱分解炉出口の配管内でガス温度を測定しガス温度に応じて熱分解炉の加熱量を調整する従来の熱分解進行度の検知および制御方法を用い、その他条件は実施例と同一条件とし、実施例と同じ廃タイヤを同一処理量１００ｔ／日で処理した。比較例の方法は表１に示すように実施例に比べて各熱分解生成物の収率の変動が大きく、各熱分解生成物製品の生成量管理性能が低い結果となった。また得られた重質油の５０℃での動粘度は1ヶ月間の期間内で評価したところ１０〜５０ｃＳｔの範囲にばらつき、Ａ重油のＪＩＳ規格Ｋ２２０５に適合した品質の重質油(５０℃での動粘度２０ｃＳｔ以下)を安定的に製造することが困難であった。重質油の元素分析を実施したところ動粘度が高い重質油はＣ／Ｈ比が上昇しており、従来の方法では熱分解進行度の差を検知できないために過乾留が生じやすく、熱分解ガス中タール分の炉内２次分解進行に伴ってタール成分を構成している芳香族炭化水素の重縮合が進行し動粘度の上昇を招いていることがわかった。
【００２７】
熱分解炉出口ガス温度のみで管理する比較例の方法では、侵入空気量変動によるヒートスポット等の炉内の局所的な温度分布状況の変化や、熱分解炉内に装入される廃棄物の形状、水分濃度等の原料条件ばらつきによる熱分解炉内での温度履歴や炉出口温度条件下での滞留時間変化等に起因する熱分解進行度の変動を検知できないため、熱分解生成物の収率や性状の安定性が実施例に比べ低い結果となった。
【００２８】
【表１】
2007105628.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る装置の設備例を示すブロック図である。
【図２】ゴム系廃棄物熱分解時のタール収率とＣＨ4発生原単位の関係例を示す図である。
【図３】ゴム系廃棄物熱分解時のガス収率とＣＨ4発生原単位の関係例を示す図である。
【図４】ゴム系廃棄物熱分解時のタール中重質油成分の動粘度とＣＨ4発生原単位の関係例を示す図である。
【図５】本発明に係る装置の別の設備例を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る装置の別の設備例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る装置の別の設備例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    廃棄物
２    廃棄物供給装置
３    外熱式熱分解炉
４    タール分離装置
５    ガス精製装置
６    熱分解ガス（生成直後）
７    熱分解残渣
８    タール成分
９    タール分離後ガス
１０    精製ガス
１１    ＣＨ4ガス分析装置
１２    加熱炉
１３    熱分解炉回転速度調整装置
１４    廃棄物供給速度測定装置
１５    乾留ガス流量測定装置
１６    ＣＨ4ガス発生原単位演算装置
１７    破砕装置
Ａ１    ＣＨ4ガス濃度信号
Ａ２    熱分解ガス流量信号
Ａ３    廃棄物供給速度信号
Ａ４    熱分解炉外熱温度制御信号
Ａ５    熱分解炉回転速度制御信号
Ａ６    廃棄物供給速度制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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