(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガスを取り出すシステムであって、
前記産業廃棄物から軽比重物を選別する少なくとも１基の網下気室型湿式比重選別機と、湿潤状態の軽比重物を乾燥させる乾燥装置と、乾燥状態の軽比重物を熱分解する熱分解装置とを直列状態に接続した前記システムにおいて、
前記熱分解装置が、円筒形の外筒と、前記外筒内に回転可能に配置され、入口側が小径で出口側が大径の切頭円錐形又は切頭多角錐形の内筒と、前記外筒と前記内筒との間に配置された加熱手段と、熱分解時に発生する軽比重ガスを回収する軽比重ガス回収装置と、熱分解時に発生する固形炭素を回収する固形炭素回収装置とを備えており、
前記軽比重ガス回収装置が、水が充填された軽比重ガス貯留タンクと、前記内筒の出口側の端壁の上部と前記軽比重ガス貯留タンクとを連通させる管路とを有しており、
前記固形炭素回収装置が、水が充填された固形炭素貯留タンクと、前記内筒の前記端壁の下部と前記固形炭素貯留タンクとを連通させる管路とを有しており、
前記軽比重ガス貯留タンクと連通する前記管路の端部が水中に位置し、前記固形炭素貯留タンクと連通させる前記管路の端部が水中に位置していることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガス（特に水素ガス）を取り出すシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックは自動車や家電、種々の機器類、容器等の多種多様な分野で使用されているため、これらの製品の廃棄物に含まれる使用済みプラスチック（以下「廃プラスチック」という）は膨大な量になり、廃プラスチックの有効な活用が望まれている。
【０００３】
廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物を処理する方法として、廃棄物ガス化溶融技術があり、廃棄物ガス化溶融技術を実施する装置として、キルン式ガス化溶融炉が知られている（例えば、非特許文献１参照）。キルン化ガス化溶融炉では、予め破砕した廃棄物をロータリーキルンで乾燥・熱分解させることにより処理される。ここで、ロータリーキルンとは、横置きにされた円筒状のドラム（キルン）を回転させることにより、キルン内に投入された固体を輸送する装置である。ロータリーキルンをガス化溶融に利用する場合には、キルン内を酸素不足の状態として加熱し、廃棄物を熱分解させる（換言すると、蒸し焼きにする）。廃プラスチック等を含んだ産業廃棄物を熱分解させることにより、水素ガスが発生する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「多段式空気ノズルを有する旋回溶融炉を用いたガス化溶融炉システムの性能予測に関する研究」（岡崎輝幸著、北海道大学学位論文：博士(工学) 甲第11125号、２０１３年９月２５日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キルン化ガス溶融炉は、優れた特徴を有しているが、従来のロータリーキルンを用いる場合には、以下の欠点がある。すなわち、従来のロータリーキルンは、円筒形の外形を有し、入口部分が高く出口部分が低くなるように傾斜状態に設置されるため、熱分解の過程では、ロータリーキルン内の出口付近で可燃性ガスが発生することとなる。このような可燃性ガスは比重が軽いため、ロータリーキルン内の出口付近の上部から滞留し始めるが、ロータリーキルンが傾斜状態に設置されているため、ロータリーキルン内の入口付近に滞留するまで、可燃性ガスを回収することができない。そのため、相当量の可燃性ガスがロータリーキルン内に滞留することとなり、爆発の危険性がある。
【０００６】
また、現在のキルン化ガス溶融炉は、内部を無酸素状態にするのが難しいため、バッチ方式で稼働されており、製作工程が終わる毎に、炉の蓋を開けて内容物を取り出す作業を余儀なくされ、時間と手間がかかるという不都合があった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決すべく、爆発の危険を取り除くとともに、連続操業を可能とする新規なシステム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】
【０００８】
本願請求項１に記載の廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガスを取り出すシステムは、前記産業廃棄物から軽比重物を選別する少なくとも１基の網下気室型湿式比重選別機と、湿潤状態の軽比重物を乾燥させる乾燥装置と、乾燥状態の軽比重物を熱分解する熱分解装置とを直列状態に接続することによって構成されており、前記熱分解装置が、円筒形の外筒と、前記外筒内に回転可能に配置され、入口側が小径で出口側が大径の切頭円錐形又は切頭多角錐形の内筒と、前記外筒と前記内筒との間に配置された加熱手段と、熱分解時に発生する軽比重ガスを回収する軽比重ガス回収装置と、熱分解時に発生する固形炭素を回収する固形炭素回収装置とを備えており、前記軽比重ガス回収装置が、水が充填された軽比重ガス貯留タンクと、前記内筒の出口側の端壁の上部と前記軽比重ガス貯留タンクとを連通させる管路とを有しており、前記固形炭素回収装置が、水が充填された固形炭素貯留タンクと、前記内筒の前記端壁の下部と前記固形炭素貯留タンクとを連通させる管路とを有しており、前記軽比重ガス貯留タンクと連通する前記管路の端部が水中に位置し、前記固形炭素貯留タンクと連通させる前記管路の端部が水中に位置していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本システム１０では、熱分解装置２２の内筒２２ｂが入口側が小径の切頭円錐形（又は切頭多角錐形）であるため、軽比重プラスチック等の熱分解時に発生する軽比重ガス（特に水素ガス）が大径の出口側の上部に滞留し、軽比重ガス回収装置に回収されるので、爆発の危険性を軽減することができる。また、本システム１０は、工程の最初から最後まで（すなわち、網下気室型湿式比重選別機１２から熱分解装置２２まで）ウォーターシールされた空間内で熱分解工程が実施されるので、始業時にシステム１０内にアルゴン等を充填して無酸素状態にすれば、無酸素状態を維持することができ、連続操業が可能になる。さらに、軽比重ガス回収装置２４、中比重ガス回収装置２６及び固形炭素回収装置２８がウォーターシールされているので、万が一、熱分解装置２２内で爆発しても、膨張ガスが軽比重ガス貯留タンク２４ａ、中比重ガス貯留タンク２６ａ、及び固形炭素貯留タンク２８ａ内に容易に排出され、設備の損傷を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガスを取り出すシステムの全体を示した模式図である。
【図２】図１のシステムの網下気室型湿式比重選別機および被回収物搬送装置の拡大断面図である。
【図３】図１の乾燥装置の拡大断面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３の部分４ａの拡大図、図４（ｂ）は、図３の線４ｂ‐４ｂに沿って見た断面図である。
【図５】図１の熱分解装置の拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）は、図５の部分６ａの拡大図、図６（ｂ）は、図５の線６ｂ‐６ｂに沿って見た断面図である。
【図７】図７（ａ）は、熱分解装置の内筒が切頭八角錐形の場合の変形例を示した図６（ｂ）と同様な図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の側断面図である。
【図８】図８（ａ）は、図５の線８ａ‐８ａに沿って見た図、図８（ｂ）は、図５の線８ｂ‐８ｂに沿って見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る、廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガスを取り出すシステム（以下「本システム」という）について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る本システムの全体を示した模式図である。
【００１３】
図１において全体として参照符号１０で示される本システムは、廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から、被回収物質（軽比重物）を選別する網下気室型湿式比重選別機１２を備えている。
【００１４】
図２は、網下気室型湿式比重選別機１２及び後述する被回収物質搬出装置１４を示した拡大断面図である。網下気室型湿式比重選別機１２は、被選別物質が投入される選別室１２ａと、選別室１２ａの下方に配置され、選別媒体（例えば水）が充填される脈動室１２ｂと、選別室１２ａと脈動室１２ｂとの間に位置する網目１２ｃと、空気室１２ｄと、被回収物質（軽比重物）を排出させるためのエジェクタ１２ｅと、被回収物質（軽比重物）が選別機の外部に排出される際の経路となる排出路１２ｆと、重比重物が溜まるボックス１２ｇと有している。網下気室型湿式比重選別機１２は、それ自体は公知のものであり、主として原炭から良質の石炭を選択的に回収する機械として知られている。
【００１５】
選別機１２の排出路１２ｆには、被回収物質搬出装置１４が接続されている。被回収物質搬出装置１４は、図２に示されるように、エンドローラ１４ａ、１４ｂと、テンションローラ１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆと、エンドローラ１４ａ、１４ｂ及びテンションローラ１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆに掛け渡されるエンドレスベルト１４ｇとを有している。なお、エンドローラ１４ａは、駆動ローラの役目も果たしている（エンドローラ１４ａにモータ（図示せず）の駆動軸が連結されている）。
【００１６】
エンドローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１４ｃ〜１４ｆ及びエンドレスベルト１４ｇは、ケース１４ｈ内に収容されており、ケース１４ｈの一端が、排出路１２ｆの下端に連通するように接続され、ケース１４ｈの他端は、後述する乾燥装置１６に連通するように接続されている。このような被回収物質搬出装置１４は、本願発明者の開発したものであって、特許第５０９９８１３号公報に詳細に記載されている。
【００１７】
本システム１０はまた、被回収物質搬出装置１４に接続され、湿潤状態の被回収物質（軽比重物）を乾燥させるための乾燥装置１６を備えている。図３は、乾燥装置１６を示した拡大断面図である。図３に示される乾燥装置１６は、円筒形の本体１６ａと、本体１６ａの一端に配置された円形の第１端壁１６ｂと、本体の他端に配置された円形の第２端壁１６ｃと、本体１６ａの底部に配置され、本体１６ａを回転可能に支持する第１支持ローラ１６ｄ、第２支持ローラ１６ｅと、回転モータ１６ｆ１によって本体１６ａを周方向に回転させる回転手段１６ｆと、本体１６ａの外面に配置された加熱手段１６ｇとを有している。なお、回転手段１６ｆは、本体１６ａの外周に配置したチェーン（図示せず）を回転モータ１６ｆ１によって回転させる等、公知の任意の型式を採用してよい。また、加熱手段１６ｇは、公知のヒータ等を使用してよい。
【００１８】
第１端壁１６ｂには、開口１６ｂ１が設けられており、開口１６ｂ１には、被回収物質搬出装置１４のケース１４ｈの前記他端が接続されている。第２端壁１６ｃにも、開口１６ｃ１が設けられており、開口１６ｃ１には、後述する熱分解装置２２に連通する管路２０が接続されている。
【００１９】
本体１６ａの内部には、被回収物質を移送させる移送手段（例えば、スクリューフィーダ）１６ａ１が設けられている。なお、移送手段１６ａ１を設ける代わりに、本体１６ａを傾斜状態に（図３において、相対的に左端を高く右端を低く）配置してもよい。
【００２０】
好ましくは、乾燥装置１６には、被回収物質（軽比重物）の乾燥時に発生する水蒸気を乾燥装置１６内から漏出させるための水蒸気漏出装置１８が設置されている。水蒸気漏出装置１８は、水が充填された水蒸気貯留タンク１８ａと、本体１６ａの内部と水蒸気貯留タンク１８ａとを連通させる管路１８ｂとを有している。なお、管路１８ｂの水蒸気貯留タンク１８ａの側の端部１８ｂ１は、水中に位置している。
【００２１】
図４（ａ）は、図３の部分４ａの拡大図であって、本体１６ａと第１端壁１６ｂとの連結個所を示したものである。すなわち、本体１６ａの端部内壁の周囲に突起１６ａ１が設けられ、突起１６ａ１が第１端壁１６ｂの外周に設けられた溝１６ｂ１内に嵌り込んでおり、本体１６ａが回転する際、突起１６ａ１が溝１６ｂ１内を移動するようになっている。このような構成により、本体１６ａが回転しても、第１端壁１６ｂは、本体１６ａの回転に追従せず、回転しないようになっている。なお、本体１６ａと第１端壁１６ｂとの間の隙間に弾性シール材１６ａ２を配置することにより、乾燥装置１６内の気密性が確保される。
【００２２】
本体１６ａと第２端壁１６ｃとの連結個所も、本体１６ａと第１端壁１６ｂとの連結個所と同じ構成を有している。
【００２３】
第１端壁１６ｂの開口１６ｂ１、第２端壁１６ｃの開口１６ｃ１、及び管路１８ｂの第１端壁１６ｂとの貫通個所には、乾燥装置１６内の気密性が確保されるように、適当なシール材（図示せず）が配置されている。
【００２４】
なお、以上のような乾燥装置１６は、公知のものであり、気密性を確保した状態で被回収物質（軽比重物）を適切に乾燥させることができるものであれば、他の公知の型式の乾燥装置を使用してもよい。
【００２５】
本システム１０はさらに、管路２０を介して乾燥装置１６に接続され、乾燥した被回収物質（軽比重物）を熱分解する熱分解装置２２を備えている。図５は、熱分解装置２２を示した拡大断面図である。図５に示される熱分解装置２２は、円筒形の外筒２２ａと、外筒２２ａ内に回転可能に配置され、入口側が小径で出口側が大径の切頭円錐形の内筒２２ｂと、外筒２２ａと内筒２２ｂとの間に配置された加熱手段２２ｃと、内筒２２ｂの入口端に配置された円形の第１端壁２２ｄと、内筒２２ｂの出口端に配置された円形の第２端壁２２ｅと、内筒２２ｂの底部に配置され、内筒２２ｂを回転可能に支持する第１支持ローラ２２ｆ、第２支持ローラ２２ｇと、回転モータ２２ｈ１によって内筒２２ｂを周方向に回転させる回転手段２２ｈとを有している。なお、回転手段２２ｈは、回転手段１６ｆと同様に、内筒２２ｂの外周に配置したチェーン（図示せず）を回転モータ２２ｈ１によって回転させる等、公知の任意の型式を採用してよい。
【００２６】
第１端壁２２ｄには、開口２２ｄ１が設けられており、開口２２ｄ１には、管路２０が接続されている。なお、図示されている管路２０は、乾燥装置１６から熱分解装置２２に向けて傾斜して配置され、被回収物質（軽比重物）が乾燥装置１６から熱分解装置２２に円滑に移送されるようになっているが、管路２０内にスクリューフィーダ（図示せず）のような移送手段を設けてもよい。
【００２７】
図５には、図示されていないが、内筒２２ｂの内部に、被回収物質（軽比重物）を移送させるスクリューフィーダのような移送手段を設けてもよい。
【００２８】
熱分解装置２２には、被回収物質（軽比重物）の熱分解時に発生する軽比重ガス（例えば、水素ガス）を回収する軽比重ガス回収装置２４が設置されている。軽比重ガス回収装置２４は、水が充填された軽比重ガス貯留タンク２４ａと、内筒２２ｂの第２端壁２２ｅの上部から延びた軽比重ガス排出管２２ｉの先端に配置された切換え弁２４ｄにそれぞれ接続された第１管路２４ｂ及び第２管路２４ｃとを有している（図８（ａ）参照）。すなわち、切換え弁２４ｄを操作することにより、第１管路２４ｂを内筒２２ｂと第２管路２４ｃとの連通を遮断した状態で軽比重ガス排出管２２ｉを介して内筒２２ｂと連通させ、或いは第２管路２４ｃを内筒２２ｂと第１管路２４ｂとの連通を遮断した状態で軽比重ガス排出管２２ｉを介して内筒２２ｂと連通させるようになっている。第１管路２４ｂ及び第２管路２４ｃの軽比重ガス貯留タンク２４ａの側の端部２４ｂ１、２４ｃ１はそれぞれ、水中に位置している。なお、軽比重ガス排出管２２ｉの詰まりを極力回避するために、軽比重ガス排出管２２ｉが大径に形成され、切換え弁２４ｄが内筒２２ｂの第２端壁２２ｅの近傍に配置（これにより、軽比重ガス排出管２２ｉの長さが短くなる）されているため、閉塞に対して柔軟に対応することができる。
【００２９】
また、熱分解装置２２には、被回収物質（軽比重物）の熱分解時に発生する中比重ガス（例えば、ヘリウムガス）を回収する中比重ガス回収装置２６が設置されている。中比重ガス回収装置２６は、水が充填された中比重ガス貯留タンク２６ａと、内筒２２ｂの第２端壁２２ｅの軽比重ガス排出管２２ｉの下方から延びた中比重ガス排出管２２ｊの先端に配置された切換え弁２６ｄにそれぞれ接続された第１管路２６ｂ及び第２管路２６ｃとを有している（図８（ｂ）参照）。すなわち、切換え弁２６ｄを操作することにより、第１管路２６ｂを内筒２２ｂと第２管路２６ｃとの連通を遮断した状態で中比重ガス排出管２２ｊを介して内筒２２ｂと連通させ、或いは第２管路２６ｃを内筒２２ｂと第１管路２６ｂとの連通を遮断した状態で中比重ガス排出管２２ｊを介して内筒２２ｂと連通させるようになっている。第１管路２６ｂ及び第２管路２６ｃの中比重ガス貯留タンク２６ａの側の端部２６ｂ１、２６ｃ１はそれぞれ、水中に位置している。なお、中比重ガス排出管２２ｊの詰まりを極力回避するために、中比重ガス排出管２２ｊが大径に形成され、切換え弁２６ｄが内筒２２ｂの第２端壁２２ｅの近傍に配置（これにより、中比重ガス排出管２２ｊの長さが短くなる）されているため、閉塞に対して柔軟に対応することができる。なお、中比重ガス回収装置２６の設置は、任意的なものである。
【００３０】
軽比重ガス回収装置２４及び中比重ガス回収装置２６において、２本の管路２４ｂ、２４ｃ及び管路２６ｂ、２６ｃがそれぞれ準備されているが、管路２４ｂ、２４ｃ及び管路２６ｂ、２６ｃの閉塞時の対応を考慮したものである。すなわち、例えば第１管路２４ｂが閉塞したときは、切換え弁２４ｄを切り換えて第２管路２４ｃを使用し、第２管路２４ｃの使用時に第１管路２４ｂの閉塞を取り除けばよい。
【００３１】
また、熱分解装置２２には、被回収物質（軽比重物）の熱分解時に発生する固形炭素を回収する固形炭素回収装置２８が設置されている。固形炭素回収装置２８は、水が充填された固形炭素貯留タンク２８ａと、内筒２８ｂの第２端壁２８ｅの下部と固形炭素貯留タンク２８ａとを連通させる管路２８ｂとを有している。なお、管路２８ｂの固形炭素貯留タンク２８ａの側の端部２８ｂ１は、水中に位置している。また、好ましくは、管路２８ｂの水平部分２６ｂ２は、固形炭素を回収し易いように、傾斜している。或いは、チェーンコンベアや掻き取りコンベア（図示せず）のような手段を管路２８ｂに設けて、固形炭素を回収してもよい。
【００３２】
図６（ａ）は、図５の部分６ａの拡大図であって、内筒２２ｂと第１端壁２２ｄとの連結個所を示したものである。すなわち、内筒２２ｂの端部内壁の周囲に突起２２ｂ１が設けられ、突起２２ｂ１が第１端壁２２ｄの外周に設けられた溝２２ｄ１内に嵌り込んでおり、内筒２２ｂが回転する際、突起２２ｂ１が溝２２ｄ１内を移動するようになっている。このような構成により、内筒２２ｂが回転しても、第１端壁２２ｄは、内筒２２ｂの回転に追従せず、回転しないようになっている。なお、内筒２２ｂと第１端壁２２ｄとの間の隙間に弾性シール材２２ｂ２を配置することにより、熱分解装置２２の気密性が確保される。
【００３３】
内筒２２ｂと第２端壁２２ｅとの連結個所も、内筒２２ｂと第１端壁２２ｄとの連結個所と同じ構成を有している。
【００３４】
第１端壁２２ｄの開口２２ｄ１、管路２４ｂの第２端壁２２ｅとの貫通個所、及び管路２６ｂの第２端壁２２ｅとの貫通個所には、熱分解装置２２内の気密性が確保されるように、適当なシール材（図示せず）が配置されている。
【００３５】
本システム１０は、上述のように、網下気室型湿式比重選別機１２から熱分解装置２２に至るまでウォーターシールされた空間となる。すなわち、選別作業時に網下気室型湿式比重選別機１２の選別室１２ｂに選別媒体（水）が充填されるため、被回収物質搬出装置１４のケース１４ｈ中では、少なくとも選別室１２ｂ内の水位と同じ高さまで（脈動時には、それ以上の高さまで）水が存在する。乾燥装置１６においては、水蒸気漏出装置１８の管路１８ｂの端部は、水蒸気貯留タンク１８ａに充填された水中に位置する。熱分解装置２２においては、軽比重ガス回収装置２４の管路２４ｂ、２４ｃの端部は、軽比重ガス貯留タンク２４ａに充填された水中に位置し、中比重ガス回収装置２６の管路２６ｂ、２６ｃの端部は、中比重ガス貯留タンク２６ａに充填された水中に位置し、固形炭素回収装置２８の管路２８ｂの端部は、固形炭素貯留タンク２８ａに充填された水中に位置する。一方、乾燥装置１６内及び熱分解装置２２内は、気密性が確保されている。これにより、網下気室型湿式比重選別機１２から熱分解装置２２に至るまでの空間は、ウォーターシールされていることとなる。したがって、例えば始業時に、上記空間にアルゴンガス等を充填すると、実質的に無酸素状態の空間が維持されることとなる。なお、本明細書において、「ウォーターシールされる」とは、外部空間との連通部を水で満たすことにより外部空間と遮断されることを意味している。
【００３６】
次に、以上のように構成された本システム１０の作動について、廃プラスチックを含んだ産業廃棄物から、軽比重ガスとして水素ガスを取り出す場合を例にして説明する。作業に先立って、網下気室型湿式比重選別機１２から熱分解装置２２に至るまでの空間にアルゴンガス等を充填して、実質的に無酸素状態にする。そして、処理しようとする廃棄物（以下「被処理物」という）を、網下気室型湿式比重選別機１２の選別室１２ａ内に投入する。次いで、空気室１２ｄ内の水位を空気の入／出によって昇降させて選別室１２ａ内の被処理物に水の脈動を与える。すると、選別室１２ａ内に、非鉄金属を含む重比重物の層、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の層、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）の軽比重プラスチックの層が徐々に形成される。そして、非鉄金属を含む重比重物は、網目１８ｃを通して落下しボックス１８ｇに溜まる。
【００３７】
本システム１０では、軽比重ガス（特に、水素ガス）を取り出す原料として軽比重プラスチックを用いる。したがって、網下気室型湿式比重選別機１２において被処理物から軽比重プラスチックを選別する。なお、被処理物中に金属が含まれる場合等では、一度の選別で軽比重プラスチックを得るのが難しいことがある。このような場合には、２基又はそれ以上の基数の網下気室型湿式比重選別機１２を設置して、所望の軽比重プラスチックを得るようにする。すなわち、図１では、１基の網下気室型湿式比重選別機１２が図示されているが、網下気室型湿式比重選別機１２の設置基数は、図示された事例に限定されるものではない。
【００３８】
選別された軽比重プラスチックは、選別室１２ａから排出路１２ｆを経て、被回収物質搬出装置１４によって乾燥装置１６に搬送される。
【００３９】
乾燥装置１６に搬送された軽比重プラスチック等は、選別作業で用いられた選別媒体（例えば水）のため、湿潤状態にある。乾燥装置１６を作動させると、本体１６ａが回転し、それに伴ってスクリューフィーダ１６ａ１も回転し、軽比重プラスチックは、乾燥装置１６の入口から出口（図３において左側から右側）に向かって移送される。その際、軽比重プラスチックは、加熱手段１６ｇによる加熱によって乾燥される。なお、本体１６ａが回転しても、第１端壁１６ｂ及び第２端壁１６ｃは回転しないので、被回収物質搬送装置１４、水蒸気漏出装置１８の管路１８ｂ、及び管路２０に回転運動の影響が及ぶことはない。
【００４０】
なお、乾燥作業時に発生した水蒸気は、本体１６ａの上部に滞留するが、管路１８ｂを介して水蒸気貯留タンク１８ａに漏出するため、乾燥装置１６における乾燥作業が妨げられることはなく、乾燥作業は効率的に行われる。
【００４１】
水分が除去された軽比重プラスチックは、管路２０を介して、熱分解装置２２に送られる。
【００４２】
熱分解装置２２に送られた軽比重プラスチックは、加熱手段２２ｃによって実質的に無酸素状態で加熱される。その際、内筒２２ｂが、入口側が小径で出口側が大径の切頭円錐形であるため、内筒２２ｂの回転に伴い、内部の軽比重プラスチックは、相対的に高い位置から低い位置に移動する。なお、内筒２２ｂが回転しても、第１端壁２２ｄ及び第２端壁２２ｅは回転しないので、管路２０、水素ガス回収装置２４の管路２４ｂ、及び固形炭素回収装置の管路２６ｂ２に回転運動の影響が及ぶことはない。
【００４３】
軽比重プラスチックの熱分解の過程で発生した水素ガスは、比重が軽いため、大径の内筒２２ｂの出口側の上部に滞留するが、管路２４ｂを介して水素ガス貯留タンク２４ａに回収される。回収された水素ガスは、種々の所望の用途に供される。
【００４４】
熱分解によって、軽比重プラスチックは炭化物（固形炭素）になる。炭化物は、管路２６ｂを介して固形炭素貯留タンク２６ａ内に回収される。回収された炭化物は、活性炭（脱臭用、水質改善用等）として利用される他、土壌改良材（保水性改善用等）としても利用できる。また、炭素の処理に悩んでいる現状では、回収された炭化物が固形であるので、極めて簡単に炭素の固定ができ、炭化物の処理方法として期待できる。
【００４５】
なお、例えばポリエチレン等の熱分解で発生する気相部分の多くは、気化した熱分解油であり、水素ガスの含まれている量は多くはないが、本システム１０では、二酸化炭素を排出しない形態で水素ガスを取り出すことが可能であり、取り出した水素ガスを例えば燃料電池に供給して電力と純水を得ることにより、地球環境を守りつつ、将来的な不足が懸念される電力と純水の確保ができるという意義がある。
【００４６】
前記実施形態では、廃プラスチックを含んだ産業廃棄物を原材料とする例が示されているが、廃プラスチック以外の木質材料、動植物残渣を含んだ産業廃棄物を原材料とする場合も同様である。廃プラスチックを含んだ産業廃棄物では、上述のように、水素ガスの含有量は必ずしも多くはないが、木質、動植物残渣を含んだ産業廃棄物を用いることにより、より多くの水素ガスの抽出が期待できる。
【００４７】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４８】
例えば、前記実施の形態において、熱分解装置２２の内筒２２ｂは切頭円錐形を有しているが、内筒２２ｂを切頭多角錐形にしてもよい、図７は、切頭八角錐形の内筒２２´ｂを有する形態を示している。なお、内筒２２´ｂが切頭八角錐形のままでは、内筒２２´ｂの回転時に支障が生じる。したがって、内筒２２´ｂの第１支持ローラ２２ｆが接触する個所には、外面が円形になるように第1端片２２´´ｂが設置され、第１端壁２２ｄが接触する個所には、内筒２２´ｂの端部内面が円形になるように第２端片２２´´´ｂが設置されている。また、図示していないが、内筒２２´ｂの第２支持ローラ２２ｇが接触する個所及び第２端壁２２ｅが接触する個所にも、円形になるように端片が設置されている。
【符号の説明】
【００４９】
１０  廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガスを取り出すシステム
１２  網下気室型湿式比重選別機
１２ａ  選別室
１２ｂ  脈動室
１２ｃ  網目
１２ｄ  空気室
１２ｅ  エジェクタ
１２ｆ  排出路
１２ｇ  ボックス
１４  被回収物質搬出装置
１４ａ、１４ｂ  エンドローラ
１４ｃ〜１４ｆ  テンションローラ
１４ｇ  エンドレスベルト
１４ｈ  ケース
１６  乾燥装置
１６ａ  本体
１６ｂ  第１端壁
１６ｃ  第２端壁
１６ｄ  第１支持ローラ
１６ｅ  第２支持ローラ
１６ｆ  回転手段
１６ｇ  加熱手段
１８  水蒸気漏出装置
１８ａ  水蒸気貯留タンク
１８ｂ  管路
２０  管路
２２  熱分解装置
２２ａ  外筒
２２ｂ  内筒
２２ｃ  加熱手段
２２ｄ  第１端壁
２２ｅ  第２端壁
２２ｆ  第１支持ローラ
２２ｇ  第２支持ローラ
２２ｈ  回転手段
２２ｉ  軽比重ガス排出管
２２ｊ  中比重ガス排出管
２４  軽比重ガス回収装置
２４ａ  軽比重ガス貯留タンク
２４ｂ  第１管路
２４ｃ  第２管路
２４ｄ  切換え弁  
２６  中比重ガス回収装置
２６ａ  中比重ガス貯留タンク
２６ｂ  第１管路
２６ｃ  第２管路
２６ｄ  切換え弁  
２８  固形炭素回収装置
２８ａ  固形炭素貯留タンク
２８ｂ  管路
【要約】
【課題】爆発の危険を取り除くとともに、連続操業を可能とする、廃プラスチック、木質材料及び動植物残渣のうち少なくとも１種を含んだ産業廃棄物から軽比重ガスを取り出すシステムを提供する。
【解決手段】本システムは、少なくとも１基の網下気室型湿式比重選別機と、湿潤状態の軽比重物を乾燥させる乾燥装置と、乾燥状態の軽比重物を熱分解する熱分解装置とを直列状態に接続することによって構成され、熱分解装置が、円筒形の外筒と、外筒内に回転可能に配置され、入口側が小径で出口側が大径の切頭円錐形又は切頭多角錐形の内筒と、外筒と内筒との間に配置された加熱手段と、熱分解時に発生する軽比重ガスを回収する軽比重ガス回収装置と、熱分解時に発生する固形炭素を回収する固形炭素回収装置とを備えている。
【選択図】  図１【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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【図８】
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