(57)【要約】      （修正有）【課題】環境に負荷を与えずに、石油由来廃棄物を混廃の状態で処理して、高純度の再生燃料を製造できる油化還元装置と、その油化還元方法の提供。【解決手段】石油由来廃棄物を加熱分解し、生成したガスから再生油及び再生燃料ペレットを製造する油化還元装置において、熱分解炉(２）からの熱分解ガスを処理する第１次ガス分離装置（３）を備え、その装置下部の流入口からの熱分解ガスに含有するワックス分を装置下部の排出口から排出し、装置上部の排出口からは含有する水蒸気を排出する油化還元装置。第１次ガス分離装置からの処理ガスを更に処理する第２次ガス分離装置（４）を備え、その第２次ガス分離装置の下部には流入口があり、処理ガスの流出口は、第２次ガス分離装置の上端部であり、処理ガスを水中に通過させて、処理ガスに含有される残留水分を水中に吸収させ、重質油成分を液体として分離させる油化還元装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油由来廃棄物を加熱分解し、生成したガスから再生油及び再生燃料ペレットを製造する油化還元装置において、
石油由来廃棄物の熱分解炉から送出される熱分解ガスを受入し、その熱分解ガスを処理して処理ガスを生成する第１次ガス分離装置を備え、
その第１次ガス分離装置における熱分解ガスの収容部が略タンク状であり、熱分解ガスの流入口が、第１次ガス分離装置の下部であると共に、処理ガスの流出口が、第１次ガス分離装置の上端部であり、
熱分解ガスに含有される水分を、水蒸気として分離して流出口から排出し、
熱分解ガスに含有されるワックス成分を、液体として分離して第１次ガス分離装置の下端部の排出口から排出する
ことを特徴とする油化還元装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油化還元装置を用い、
熱分解ガスに含有される水分の分離に、熱分解炉の温度を、１００〜１３０℃、好ましくは略１２０℃にする
ことを特徴とする油化還元方法。
【請求項３】
請求項１に記載の油化還元装置を用い、
熱分解ガスに含有されるワックス成分の分離に、熱分解炉の温度を、１４０〜１８０℃、好ましくは略１６０℃にする
ことを特徴とする油化還元方法。
【請求項４】
第１次ガス分離装置から送出される処理ガスを受入し、その処理ガスを更に処理して２次処理ガスを生成する第２次ガス分離装置を備え、
その第２次ガス分離装置における処理ガスの収容部が略タンク状であり、処理ガスの流入口が、第２次ガス分離装置の下部であると共に、処理ガスの流出口が、第２次ガス分離装置の上端部であり、
その流入口下端の上まで水が充填されることで、処理ガスを水中に通過可能であり、
処理ガスに含有される残留水分を、水中に吸収し、
処理ガスに含有される重質油成分を、液体として分離して排出する
請求項１に記載の油化還元装置。
【請求項５】
請求項４に記載の油化還元装置を用い、
処理ガスに含有される重質油成分の分離に、熱分解炉の温度を、２５０〜３５０℃、好ましくは略３００℃にする
ことを特徴とする油化還元方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油由来廃棄物を加熱分解し、生成したガスから再生油及び再生燃料ペレットを製造する油化還元装置と、その装置を用いて実施する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油由来廃棄物を加熱分解し、生成したガスを冷却して、再生油製造する油化還元装置は、特許文献１〜４などに公知である。
【０００３】
しかし、従来技術による再生油は、ワックスや、タール、パラフィン、塩化物、不純物等を含有したままであり、品質は芳しくなかった。純度が低いと、発熱効率が低かったり、燃焼時に汚染物質が発生する問題がある。
また、従来技術による装置は、石油由来廃棄物の前処理が必要であったり、一連の工程を自動運転するには難があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６７２７４「廃プラスチック油化還元装置」
【特許文献２】特開２００４−１９７０６１「ディーゼル機関用燃料」
【特許文献３】特開２００３−９６４６９「廃プラスチックの油化還元装置」
【特許文献４】特開平１１−１５２４７８「プラスチックス・炭化水素化合物分解油化還元装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、破砕や洗浄などの前処理が不要で、混廃の荷受け状態で処理でき、また、高純度の再生油を製造できて、その発熱効率が高いと共に燃焼時に汚染物質の発生を抑止でき、また、安全性と保守性が良いと共に生成燃料や水を還元して運転に利用できるシステムである油化還元装置と、その油化還元方法を提供することを課題とする。
【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、本発明の油化還元装置は、次の構成を備える。すなわち、石油由来廃棄物を加熱分解し、生成したガスから再生油及び再生燃料ペレットを製造する油化還元装置において、石油由来廃棄物の熱分解炉から送出される熱分解ガスを受入し、その熱分解ガスを処理して処理ガスを生成する第１次ガス分離装置を備え、その第１次ガス分離装置における熱分解ガスの収容部が略タンク状であり、熱分解ガスの流入口が、第１次ガス分離装置の下部であると共に、処理ガスの流出口が、第１次ガス分離装置の上端部であり、熱分解ガスに含有される水分を、水蒸気として分離して流出口から排出し、熱分解ガスに含有されるワックス成分を、液体として分離して第１次ガス分離装置の下端部の排出口から排出することを特徴とする。
【０００７】
この油化還元装置を用い、熱分解ガスに含有される水分の分離に、熱分解炉の温度を、１００〜１３０℃、好ましくは略１２０℃にしてもよい。
【０００８】
熱分解ガスに含有されるワックス成分の分離に、熱分解炉の温度を、１４０〜１８０℃、好ましくは略１６０℃にしてもよい。
【０００９】
また、第１次ガス分離装置から送出される処理ガスを受入し、その処理ガスを更に処理して２次処理ガスを生成する第２次ガス分離装置を備え、その第２次ガス分離装置における処理ガスの収容部が略タンク状であり、処理ガスの流入口が、第２次ガス分離装置の下部であると共に、処理ガスの流出口が、第２次ガス分離装置の上端部であり、その流入口下端の上まで水が充填されることで、処理ガスを水中に通過可能であり、処理ガスに含有される残留水分を、水中に吸収し、処理ガスに含有される重質油成分を、液体として分離して排出する構成を設けてもよい。
【００１０】
この油化還元装置を用い、処理ガスに含有される重質油成分の分離に、熱分解炉の温度を、２５０〜３５０℃、好ましくは略３００℃にしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、第１次ガス分離装置によって、熱分解ガスに含有される水分やワックス成分を分離でき、第２次ガス分離装置によって、処理ガスに含有される残留水分や重質油成分を分離でき、高品質の再生燃料を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による油化還元装置の要部構成図
【図２】本発明による油化還元装置の処理工程図及び製造物の写真
【図３】第１次ガス分離装置の一実施例の平面図、正面図、側面図
【図４】第２次ガス分離装置の一実施例の平面図、正面図
【図５】本発明によって製造された再生油の分析結果を示す表
【図６】本発明によって製造された再生油と一般の軽油及びＡ重油との比較を示す表
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記の例示に限らず、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、前記特許文献など従来公知の技術を用いて適宜設計変更可能である。
【００１４】
図１は、本発明による油化還元装置の要部構成図であり、図２は、処理工程図及び製造物の写真である。
オイルバーナータンク（１）から供給される燃料によって加熱されるリアクター（２）に、廃プラスティックや廃タイヤ等の石油由来廃棄物が投入され、加熱分解される。石油由来廃棄物に、バイオテクノロジー添加物等を石油由来廃棄物の０．１％程度併せて投入し、再生油の生産効率と品質の向上に寄与させてもよい。
リアクター（２）としては、従来公知の熱分解炉が使用でき、例えば、容量２０ｍ３であり、内部が０．４ＲＰＭ／分の速さで回転し、４３０℃まで加熱可能な装置が挙げられる。
【００１５】
リアクター（２）による熱分解で生じたガスは、まず、第１次ガス分離装置（３）に送られ、水やワックスが分離される。なお、石油由来廃棄物に混入していた金属類は、リアクター（２）に残留して取り除かれ、燃焼によって残留した炭化物は燃料ペレットとして再生燃料になる。
【００１６】
図３は、第１次ガス分離装置（３）の一実施例の平面図、正面図、側面図である。
第１次ガス分離装置（３）は、略円筒形のタンク状であり、その長軸が略鉛直に配置され、例えば、径８０ｃｍ長さ１７０ｃｍのものが使用できる。下部の側面に流入口（３１）が備わると共に、上面に流出口（３２）が備わる。
リアクター（２）から送出された熱分解ガスは、流入口（３１）から入り上部に滞留し流出口（３２）から出る間に、水分とワックス成分が分離される。
水分の分離には、リアクター（２）を１００〜１３０℃、好ましくは約１２０℃に設定することで行われ、水蒸気として流出口（３２）から排出される。
ワックス成分の分離には、リアクター（２）を１４０〜１８０℃、好ましくは約１６０℃に設定することで行われ、第１次ガス分離装置（３）のタンクの下面の排出口（３３）から落下排出される。この際の第１次ガス分離装置（３）のタンクの内圧は、０．０１〜０．０２ＭＰａが好ましい。
【００１７】
なお、第１次ガス分離装置（３）のタンクには、整備等に供するアクセス孔（３４）（３５）や、通気を司る弁及びその制御装置や温度計や圧力計が備わる。
また、第１次ガス分離装置（３）の容積及び形状は、主にリアクター（２）の容積に応じて設定でき、第２次ガス分離装置（４）の容積及び貯水量とも関係する。
【００１８】
図４は、第２次ガス分離装置（４）の一実施例の平面図、正面図である。
第２次ガス分離装置（４）は、略円筒形のタンク状であり、その長軸が略鉛直に配置され、例えば、径８０ｃｍ長さ１７０ｃｍのものが使用できる。上面に流入口（４１）及び流出口（４２）が備わる。流入口（４１）の下端は、タンクの下部まで延伸していて、その流入口（４１）下端の上まで、水が充填される。
第１次ガス分離装置（３）から送出された第１次処理ガスは、流入口（４１）から入り水中を経て流出口（４２）から出る間に、残留水分と重質油成分が分離される。
残留水分は、タンク内の水に吸収される。
重質油成分は、リアクター（２）を２５０〜３５０℃、好ましくは約３００℃に設定することで行われ、水面に浮いて凝集し、２次ガス分離装置（４）のタンクの側面の排出口（４３）から排出され、重質油貯蔵タンク（５）に貯蔵される。
【００１９】
なお、第２次ガス分離装置（４）のタンクには、水を注入する供水口（４４）や排出する排水孔（４５）や水位計（４６）や、通気を司る弁及びその制御装置や温度計が備わる。
また、第２次ガス分離装置（４）の容積及び形状並びに貯水量は、主にリアクター（２）の容積に応じて設定でき、第１次ガス分離装置（３）の容積とも関係する。
【００２０】
第２次ガス分離装置（４）から送出された処理ガスは、ガス貯留装置（６）に貯留され、必要に応じ燃料としてリアクター（２）に還流される。
【００２１】
ガス貯留装置（６）から送出された処理ガスは、コンデンサー（７）（８）（９）（１０）に導かれ、軽質油が分離される。コンデンサー（７）（８）（９）（１０）は２層構造であり、内部を処理ガスが通り、外部を冷却水が通ることによって、処理ガスが冷却され、軽質油として分離される。得られた軽質油は、下部より排出され、生成オイル貯蔵タンク（１１）へ移送される。なお、処理ガスの冷却によって残留したタールは燃料ペレットとして再生燃料になる。
【００２２】
コンデンサー（７）など各装置へ供給する冷却水は、冷却チラー（１２）によって冷却されて、一時的に冷却循環水タンク（１３）で貯留される共に、配管系を循環し廃水はされない。
【００２３】
リアクター（２）に付設されるバーナー（１４）としては、オイルバーナー３個及びガスバーナー３個などの複数が好ましく、本装置で得られた燃料ペレットを使用可能である。バーナーの火炎は、火炎分散装置により分散され、間接的にリアクター（２）へ伝熱されることにより、リアクター（２）での均質な温度上昇に寄与する。
【００２４】
バーナー（１４）により加熱された排気は、燃焼排気処理装置（１５）に送られて冷却される。燃焼排気処理装置（１５）を経た排気は、スクラバー（１６）で、スクラバー供給水タンク（１７）から供給された水の噴水を受け、排気中に含まれる微粒子が捕えられて除去される。なお、スクラバー供給水タンク（１７）に貯められる水も、冷却循環水タンク（１３）及びその配管系を循環し廃水はされない。
スクラバー（１６）を経た排気は、脱硫黄塔（１８）及び脱臭塔（１９）で、触媒によって臭気が吸着され除去される。脱臭塔（１９）を経た排気は、送風機（２０）で吸引され排気される。
【００２５】
図５は、本発明によって製造された再生油の分析結果を示す表、図６は、本発明によって製造された再生油と一般の軽油及びＡ重油との比較を示す表である。
廃タイヤや廃ビニールを原料として製造し再生油の特性及び性状は、一般の軽油やＡ重油と比べて遜色のない品質であった。
例えば、容量２０ｍ３のリアクター（２）を用いる場合は、システムの総重量は約４０ｔ、敷地面積は約２００ｍ２、消費電力は約２５ｋW/hであり、一稼動当たりの処理時間１０〜１２時間で、約３００Lの熱分解ガスが生成される。廃タイヤの処理であれば、７ｔ/日の処理量であり、再生油２８００L（40%）、固形燃料２１００kg（30%）、ワイヤー1050kg（15%）、水３５０L（5%）、可燃性ガス等その他（10%）が得られる。廃ビニールの処理であれば、６ｔ/日の処理量であり、再生油３６００L（60%）、固形燃料９００kg（15%）、水６００L（10%）、可燃性ガス等その他（15%）が得られる。なお、固形燃料のペレットは、石油と同等の６０００〜７０００kcalで燃焼し、石炭より火力が強い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によると、環境に負荷を与えることなく、石油由来廃棄物を混廃の状態で処理して、高純度の再生燃料を製造できるので、資源の有効利用に寄与し産業上利用価値が高い。
【符号の説明】
【００２７】
１  オイルバーナータンク
２  リアクター
３  第１次ガス分離装置
４  第２次ガス分離装置
５  重質油貯蔵タンク
６  ガス貯留装置
７〜１０  コンデンサー
１１  生成オイル貯蔵タンク
１２  冷却チラー
１３  冷却循環水タンク
１４  バーナー
１５  燃焼排気処理装置
１６  スクラバー
１７  スクラバー供給水タンク
１８  脱硫黄塔
１９  脱臭塔
２０  送風機
３１  流入口
３２  流出口
３３  排出口
３４、３５  アクセス孔
４１  流入口
４２  流出口
４３  排出口
４４  供水口
４５  排水孔
４６  水位計
【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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