(57)【要約】【課題】高分子系廃棄物から炭化物を回収可能で設備生産性を向上させた高分子系廃棄物の熱分解設備、およびその装置を用いた高分子系廃棄物の熱分解方法を提供する。【解決手段】内部に高分子系廃棄物を収容し、該高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させる少なくとも二台の熱分解炉と、前記熱分解炉から発生した熱分解ガスから油分を分離回収する一台の冷却分離装置と、前記冷却分離装置の残ガスを再加熱し次に加熱する熱分解炉へ供給して循環させる一台のガス加熱装置および一台のガス循環装置とを具え、熱分解炉の各々が、切換弁を介して前記冷却分離装置、前記ガス循環装置および前記ガス加熱装置と接続されてなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に高分子系廃棄物を収容し、該高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させる少なくとも二台の熱分解炉と、前記熱分解炉から発生した熱分解ガスから油分を分離回収する一台の冷却分離装置と、前記冷却分離装置の残ガスを再加熱し次に加熱する熱分解炉へ供給して循環させる一台のガス加熱装置および一台のガス循環装置とを具え、
熱分解炉の各々が、切換弁を介して前記冷却分離装置、前記ガス循環装置および前記ガス加熱装置と接続されてなることを特徴とする高分子系廃棄物の熱分解設備。
【請求項２】
炉内雰囲気を不活性にする不活性ガス供給装置をさらに具えてなる請求項１に記載の高分子系廃棄物の熱分解設備。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱分解設備を用いた高分子系廃棄物の熱分解方法であって、
熱分解炉の内部に高分子系廃棄物を収容し、前記高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させ、前記熱分解炉から発生した熱分解ガスから油分を分離して循環ガスを回収し、前記熱分解炉とは別の熱分解炉に予め高分子系廃棄物を収容し、前記循環ガスを前記別の熱分解炉に供給して循環させる高分子系廃棄物の熱分解方法。
【請求項４】
熱分解炉は、高分子系廃棄物の搬入、加熱、冷却、搬出の順に、連続的にバッチ処理を行う請求項３に記載の高分子系廃棄物の熱分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子系廃棄物の熱分解設備に関し、特に、高分子系廃棄物から炭化物を回収することが可能な高分子系廃棄物の熱分解設備、およびその設備を用いた高分子系廃棄物の熱分解方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機能性の材料を開発する目的で、ゴム材料や樹脂材料等、様々な高分子系材料の工業化がなされているが、他方で、高分子工業の発展は、汎用材料の大量生産、大量消費をもたらし、高分子系廃棄物の処理は早急に解決すべき重要課題となっている。そして、この課題を解決するためには、高分子系材料の再利用化、リサイクル化等の技術的進展が肝要となる。例えば、ゴム材料であるタイヤは、モータリゼーションの発展と共に自動車必需部材として大量生産、大量消費がなされ、使用済みタイヤの数が膨大になっていることから、使用済みタイヤのリサイクル化・有効利用の研究が進められ、特に有用材料の回収が大きな課題となっている。
【０００３】
例えば、従来の高分子系廃棄物の熱分解設備としては、図２に示すような、高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させる一台の熱分解炉３２と、熱分解ガスから油分を回収して循環ガスと油分を分離する一台の冷却分離装置３３と、循環ガスを再加熱し熱分解炉に供給して循環させる一台のガス加熱装置３４および一台のガス循環装置３７と、炉内雰囲気を不活性にする不活性ガス供給装置３５とを具えるものが一般的であり、熱分解炉３２では高分子廃棄物を搬入、加熱処理、搬出、その後冷却して新たな高分子廃棄物が搬入される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、このような熱分解設備は、一つの熱分解炉で加熱、冷却等を行うことから、高分子廃棄物の処理量を多くするために一バッチあたりの容量を増加させると、熱分解炉内の温度が不均一になり、熱分解時間の増加や、熱分解炉内に未分解成分が残り、得られる炭化物の品質が低下するおそれがあった。
また、熱分解設備の数を増加させて高分子廃棄物の処理量を多くすると、設備の設置面積およびコスト等が増加するおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、高分子系廃棄物から炭化物を回収可能で設備生産性を向上させた高分子系廃棄物の熱分解設備、およびその設備を用いた高分子系廃棄物の熱分解方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる高分子系廃棄物の熱分解設備は、内部に高分子系廃棄物を収容し、該高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させる少なくとも二台の熱分解炉と、前記熱分解炉から発生した熱分解ガスから油分を分離回収する一台の冷却分離装置と、前記冷却分離装置の残ガスを再加熱し次に加熱する熱分解炉へ供給して循環させる一台のガス加熱装置および一台のガス循環装置とを具え、熱分解炉の各々が、切換弁を介して前記冷却分離装置、前記ガス循環装置および前記ガス加熱装置と接続されてなることを特徴とするものである。
【０００７】
このような高分子系廃棄物の熱分解設備においてより好ましくは、炉内雰囲気を不活性にする不活性ガス供給装置をさらに具える。
【０００８】
上記高分子系廃棄物の熱分解設備を用いる高分子系廃棄物を熱分解するに当たり、熱分解炉の内部に高分子系廃棄物を収容し、前記高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させ、前記熱分解炉から発生した熱分解ガスから油分を分離して循環ガスを回収し、前記熱分解炉とは別の熱分解炉に予め高分子系廃棄物を収容し、前記循環ガスを前記別の熱分解炉に供給して循環させる。
【０００９】
また好ましくは、前記熱分解炉は、高分子系廃棄物の搬入、加熱、冷却、搬出の順に、連続的にバッチ処理を行う。
そしてまた好ましくは、前記循環ガスを、次に加熱する熱分解炉へ供給する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の高分子系廃棄物の熱分解設備では、少なくとも二台の熱分解炉の各々を、切換弁を介して冷却分離装置、ガス循環装置およびガス加熱装置と接続することで、一つの熱分解炉で高分子系廃棄物の加熱および熱分解、他で熱分解炉を冷却、分子系廃棄物の搬出入等を行うことができ、熱分解炉の各々は高分子系廃棄物の処理等を別個に行うことができる。その結果、連続バッチ処理を一つの高分子系廃棄物の熱分解設備で実行することができる。
【００１１】
また、このような高分子系廃棄物の熱分解設備では、従来の熱分解設備と同一処理量の高分子系廃棄物を処理しても、一つの熱分解炉あたりのバッチ容量が減少することになるため、一つの熱分解炉の一処理あたりの処理量が減ることで、熱分解炉内の温度バラツキの減少、一バッチあたりの加熱時間短縮、炭化物の品質安定化および冷却分離装置等を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の高分子系廃棄物の熱分解設備の一例を示す概略図である。
【図２】従来の高分子系廃棄物の熱分解設備を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明の熱分解設備を詳細に説明する。
図１に示す熱分解設備１は、内部に高分子系廃棄物を収容し、該高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させる少なくとも二台、好ましくは三、四台、図では三台の熱分解炉２（Ａ〜Ｃ）と、熱分解炉２から発生した熱分解ガスから油分を分離回収する一台の冷却分離装置３と、冷却分離装置３の残ガスを再加熱し次に加熱する熱分解炉へ供給して循環させる一台のガス加熱装置４および一台のガス循環装置７とを具え、好ましくは炉内雰囲気を不活性にする不活性ガス供給装置５を具える。
【００１４】
ここで、高分子系廃棄物は、具体的には、タイヤ廃棄物（例えば、スピュー、バフ粉、４〜３２分割されたタイヤ、ピーリングゴム）、ゴムホース、チューブ、コンベアベルト等のゴム材料廃棄物や、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の樹脂材料廃棄物等が挙げられる。また、例えばタイヤ廃棄物を熱分解処理した後の残渣には、スチールコードやワイヤ等が炭化物と混在している。
【００１５】
なお、「炭化物」とは、有機物を含む物質を原料とし、この原料を加熱による熱分解反応によって原料中のガス体および液体成分を放出した後に、生成されて残った固体を指し、灰分として無機物を含むこともある。また、「熱分解ガス」とは、高分子系廃棄物を熱分解させて得られるガスであって、油分を含むガスであり、「循環ガス」とは、熱分解ガスから油分を除くことで得られるガスである。
【００１６】
図中、熱分解炉２（Ａ〜Ｃ）では、循環ガスを導入し、高分子系廃棄物を循環ガスとの接触させることにより高分子系廃棄物の熱分解反応が進行し、高分子系廃棄物の熱分解後の熱分解炉内には熱分解ガスと炭化物を発生させる。主に熱分解ガスは冷却分離装置３に搬送され、炭化物は熱分解炉２に残存する。このようにして得た炭化物は、主にカーボンブラックを含み、ゴム補強用充填剤として利用可能である。
【００１７】
熱分解処理設備１は、内部に高分子系廃棄物を収容する熱分解炉の他、熱分解炉を外部から加熱する外部加熱装置を具えることができる。
【００１８】
また、熱分解炉２の熱分解で発生したガスは、冷却分離装置３と、ガス循環装置７と、ガス加熱装置４と、熱分解炉間より逆止め弁等の逆流防止できる切換弁１７と、を介しガス処理装置６で清浄化後大気へ放出することができる。また、不活性ガス供給装置５で使用した不活性ガスはＡ１３〜Ｃ１３を介しガス処理装置６で清浄化後大気へ放出することができる。
【００１９】
冷却分離装置３は、熱分解炉２と切換弁Ａ１６〜Ｃ１６を介して接続しており、熱分解炉２で発生した熱分解ガスを冷却して、循環ガスと油分に分離することができる。冷却分離装置３は、例えば、その下流側に凝縮装置等を設け、凝縮装置内で凝縮される油分を回収することができる。
【００２０】
ガス加熱装置４は、熱分解炉２と切換弁Ａ１５〜Ｃ１５を介して接続しており、冷却分離装置３により熱分解ガスから油分を回収することで生成した循環ガスを、ガス循環装置７を介して供給され、次に加熱する熱分解炉に導入する。この循環ガスが高分子系廃棄物の熱分解反応の熱源として熱分解炉２で作用する。
【００２１】
不活性ガス供給装置５は、熱分解炉２と切換弁Ａ１４〜Ｃ１４を介して接続して、熱分解炉２内に不活性ガスを供給し、例えば、熱分解開始時の熱分解炉２内をパージしたり、熱分解終了時に循環ガスの供給を停止したりする際に、熱分解炉２内へ不活性ガスを導入して、無酸素状態での熱分解を引き起こして、生成される炭化物の酸化を抑えることができる。また、熱分解後および高分子廃棄物を入れ替え後の熱分解炉２に不活性ガスを導入することで、熱分解炉２の冷却とガス置換を行うことができる。なお、不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン等が挙げられる。
【００２２】
そして、本発明では、図では三台の熱分解炉２（Ａ〜Ｃ）の各々を、切変弁Ａ１６〜Ｃ１６を介して一台の冷却分離装置３と、切変弁Ａ１５〜Ｃ１５を介して一台のガス加熱装置４とそれぞれ接続する。
【００２３】
このような熱分解設備１においてより好ましくは、熱分解炉２は、高分子系廃棄物の搬入、加熱、冷却、搬出を順番に、連続的にバッチ処理を行うことができ、例えば搬入する高分子廃棄物の準備等を前に段取りして行うことができる。
【００２４】
本発明の高分子系廃棄物の熱分解設備１は、表１のスケジューリングの一例を示すように効率よく用いることができ、例えば工程１では熱分解炉Ａに接続される全ての切換弁を閉じて熱分解炉Ａで高分子廃棄物の入れ替えを行い、熱分解炉Ｂとガス加熱装置４とを接続する切換弁Ｂ１５および熱分解炉Ｂと冷却分離装置３とを接続する切換弁Ｂ１６を開放して他の弁を閉じて熱分解炉Ｂで加熱を行い、ガス処理装置６と熱分解炉Ｃとを接続する切換弁Ｃ１３および熱分解炉Ｃと不活性ガス供給装置５とを接続する切換弁Ｃ１４を開放して他の弁を閉じて熱分解炉Ｃで冷却を行うことができる。
【００２５】
【表１】
2013144744.tif 000003
【００２６】
上述の熱分解設備１を用いる高分子系廃棄物の熱分解は、まず、循環ガスおよび不活性ガスを熱分解炉２内に導入して、高分子系廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを発生させ、次に、冷却分離装置３で熱分解ガスから油分を回収して循環ガスと油分に分離する。そして、ガス加熱装置４で循環ガスを加熱して次に加熱する熱分解炉内に供給して循環する。
ここで、熱分解設備１では、高分子系廃棄物との接触後のガスが持つ余熱を、熱分解炉２内へ循環供給させるガスに付与して、循環ガスを加熱することができる。
【００２７】
循環ガスを次回加熱用の熱分解炉内に供給することで、その熱分解炉および炉内材料の予熱を行うことができ、予熱の際に冷却されたガスが凝縮し炉内に油として残るものを、熱分解時の触媒として使用可能であり、過剰の場合には、熱分解炉２にドレンを設けて回収を行うことができる。
【００２８】
また好ましくは、熱分解炉２とガス加熱装置４およびガス処理装置６との間は、ガス温度が高くなりやすいため、それらを接続する切換弁Ａ１２〜Ｃ１２，Ａ１５〜Ｃ１５は耐熱性のダンパーにすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１，３１    熱分解処理設備
２，３２    熱分解炉
３，３３    冷却分離装置
４，３４    ガス加熱装置
５，３５    不活性ガス供給装置
６，３６    ガス処理装置
７，３７    ガス循環装置
Ａ１１〜Ｃ１１，Ａ１２〜Ｃ１２，Ａ１３〜Ｃ１３，Ａ１４〜Ｃ１４，Ａ１５〜Ｃ１５，Ａ１６〜Ｃ１６，１７  切換弁
【図１】
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【図２】
2013144744.tif 000005