JP2009112902A - 流動槽、流動槽からの固体粒子の排出方法および被処理物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固体粒子排出手段によって一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出でき、かつ内部のガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい流動槽、該流動槽からの固体粒子の排出方法、および該流動槽を用いた被処理物の処理方法を提供する。
【解決手段】固体粒子を充填した流動層１０６と、流動層１０６の下部の流動化ガス室１１８または流動層１０６の中に設置された分散装置１０４と、分散装置１０４に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路３０と、流動層１０６の固体粒子を排出する固体粒子排出装置１１４と、固体粒子排出装置１１４の出口に配置された第１のホッパー１２０と、第１のホッパー１２０にガスを供給するホッパーへのガス供給流路１３６とを具備する分解槽１０（流動槽）を用い、分解槽１０に入る直前の流動化ガス供給流路３０の圧力と、第１のホッパー１２０の圧力とを同じにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、流動槽、該流動槽からの固体粒子の排出方法、および該流動槽を用いた被処理物の処理方法に関する。

樹脂（廃プラスチック等）を、高温の固体粒子（砂等）に接触させて、樹脂を熱分解し、発生した分解生成物を含むガスを冷却して液体（モノマー、油等）を回収する方法が知られている。
樹脂の熱分解を行う装置としては、例えば、固形廃棄物投入口と、固体熱媒体投入口と、分解ガス取出口とを、また底部に固形廃棄物と固体熱媒体との混合物排出口を備えた熱分解炉が提案されている（特許文献１）。

該装置においては、下記の理由（ｉ）、（ii）から、固体粒子排出手段（スクリューコンベア）によって熱分解炉の固体粒子を所定の排出速度で排出し、同時に、固体粒子供給手段（ロータリーバルブ）によって前記排出速度と同じ供給速度で流動層に高温の固体粒子を供給することが行われる。
（ｉ）廃棄物を分解すると分解残渣が生成するので、固体熱媒体と一緒に排出して、焼却する必要がある。
（ii）熱分解炉の温度を高温に維持するために、熱分解炉へ高温の固体熱媒体を供給する必要がある。

しかしながら、該特許文献が示す熱分解炉には、移動層が形成されており、炉内の流動が不充分である。流動性向上のため熱分解炉に流動化ガスを供給する場合には、固体粒子排出手段（スクリューコンベア）の定量排出性が低下する問題がある。
また、固体粒子排出手段を設けた場合、固体粒子排出手段を通って、固体粒子とともに、樹脂の分解生成物を含むガスが漏れ出す場合がある。
特開昭５４−８３００２号公報

本発明は、固体粒子排出手段によってほぼ一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出でき、かつ内部のガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい流動槽；固体粒子排出手段によってほぼ一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出でき、かつ内部のガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい、流動槽からの固体粒子の排出方法；および、被処理物を高温の固体粒子で安定して処理でき、かつ該処理によって発生するガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい被処理物の処理方法を提供する。

本発明の流動槽は、固体粒子を充填した流動層と、流動層下部の流動化ガス室または流動層の中に設置された分散装置と、分散装置に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路と、流動層の固体粒子を排出する固体粒子排出手段と、固体粒子排出手段により排出される固体粒子の出口に設置されるホッパーと、ホッパーにガスを供給するホッパーへのガス供給流路とを具備することを特徴とする。

本発明の流動槽は、ホッパーへのガス供給流路が、流動化ガス供給流路から分岐した流路であることが好ましい。
本発明の流動槽は、さらに、ホッパー内の固体粒子を排出する固体粒子排出流路と、固体粒子排出流路の途中に設けられた弁とを具備することが好ましい。
本発明の流動槽は、さらに、前記弁を開いている間は前記ホッパーにガスを供給し、前記弁が閉じている間は前記ホッパーへのガスの供給を停止する制御手段を具備することが好ましい。

本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法は、固体粒子を充填した流動層と、流動層下部の流動化ガス室または流動層の中に設置された分散装置と、分散装置に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路と、流動層の固体粒子を排出する固体粒子排出手段と、固体粒子排出手段により排出される固体粒子の出口に設置されるホッパーと、ホッパーにガスを供給するホッパーへのガス供給流路とを具備する流動槽から固体粒子を排出する方法であって、流動槽に入る直前の流動化ガス供給流路の圧力と、ホッパーの圧力とを同じにすることを特徴とする。

本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法においては、固体粒子排出手段として、定量性の点から、一軸スクリューまたは二軸スクリューを用いるが好ましく、費用の点から、特に、一軸スクリューを用いるのが好ましい。本発明においては、流動槽に入る直前の流動化ガス供給流路の圧力と、ホッパーの圧力とを同じにするので、固体粒子排出手段を一定の回転数で運転することで、定量排出ができる。
また、ホッパーへのガス供給流路が、流動化ガス供給流路から分岐した流路であることが好ましい。
また、流動槽が、さらに、ホッパー内の固体粒子を排出する固体粒子排出流路と、固体粒子排出流路の途中に設けられた弁とを具備することが好ましい。
また、前記弁を開いている間は前記ホッパーにガスを供給し、前記弁が閉じている間は前記ホッパーへのガスの供給を停止することが好ましい。

本発明の被処理物の処理方法は、固体粒子を充填した流動層と、流動層下部の流動化ガス室または流動層の中に設置された分散装置と、分散装置に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路と、流動層の固体粒子を排出する固体粒子排出手段と、固体粒子排出手段により排出される固体粒子の出口に設置されるホッパーと、ホッパーにガスを供給するホッパーへのガス供給流路と、流動層に高温の固体粒子を供給する固体粒子供給手段と、流動層に被処理物を供給する被処理物供給手段とを具備する流動槽にて、被処理物を高温の固体粒子で処理する方法であって、下記の条件（Ｉ）および（II）を満足することを特徴とする。
（Ｉ）流動槽に入る直前の流動化ガス供給流路の圧力と、ホッパーの圧力とを同じにすることによって、一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出する。
（II）前記排出速度と同じ供給速度で流動層に高温の固体粒子を供給する。

本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法においては、固体粒子排出手段として、定量性の点から、一軸スクリューまたは二軸スクリューを用いるが好ましく、費用の点から、特に、一軸スクリューを用いるのが好ましい。本発明においては、流動槽に入る直前の流動化ガス供給流路の圧力と、ホッパーの圧力とを同じにするので、固体粒子排出手段を一定回転数で運転することで、定量排出ができる。
また、ホッパーへのガス供給流路が、流動化ガス供給流路から分岐した流路であることが好ましい。
また、流動槽が、さらに、ホッパー内の固体粒子を排出する固体粒子排出流路と、固体粒子排出流路の途中に設けられた弁とを具備することが好ましい。
また、前記弁を開いている間は前記ホッパーにガスを供給し、前記弁が閉じている間は前記ホッパーへのガスの供給を停止することが好ましい。

本発明の流動槽は、固体粒子排出手段によってほぼ一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出でき、かつ内部のガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい。
本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法によれば、固体粒子排出手段によってほぼ一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出でき、かつ内部のガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい。
本発明の被処理物の処理方法によれば、被処理物を高温の固体粒子で安定して処理でき、かつ該処理によって発生するガスが固体粒子排出手段から漏れ出しにくい。

本発明の流動槽は、例えば、樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置における分解槽に好適である。また、本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法は、前記分解槽からの固体粒子の排出方法として好適である。また、本発明の被処理物の処理方法は、前記分解槽用いた樹脂の分解方法として好適である。
以下に、これを、２つの実施形態を例に挙げて説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は、樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第１の実施形態を示す概略図である。該装置は、樹脂を高温の固体粒子に接触させて、樹脂を熱分解する分解槽１０（流動槽）と、固体粒子を加熱する固体粒子加熱装置１２と、分解槽１０から排出される分解生成物を含むガスから固体粒子を除去するサイクロン２０と、サイクロン２０から排出されるガスを冷却して液体を回収する第１の冷却装置２２と、第１の冷却装置２２から排出されるガスを冷却して液体を回収する第２の冷却装置２４と、第２の冷却装置２４から排出されるガスに含まれる液体のミストを回収するミストセパレータ２６と、第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体の一部を冷却する第３の冷却装置２８と、ミストセパレータ２６から排出される流動化ガスを分解槽１０に供給する流動化ガス供給流路３０と、流動化ガス供給流路３０の途中から分岐し、流動化ガスの一部を外部に排出する流動化ガス排出流路３２と、流動化ガス供給流路３０の途中に合流し、新鮮な流動化ガスを補充する流動化ガス補充流路３４と、固体粒子加熱装置１２で加熱された固体粒子を分解槽１０に供給する固体粒子供給流路４０と、分解槽１０から排出された固体粒子を固体粒子加熱装置１２に移送するコンベア４２と、分解槽１０から排出される分解生成物を含むガスをサイクロン２０に供給する第１のガス流路５０と、サイクロン２０から排出されるガスを第１の冷却装置２２に供給する第２のガス流路５２と、第１の冷却装置２２から排出されるガスを第２の冷却装置２４に供給する第３のガス流路５４と、第２の冷却装置２４から排出されるガスをミストセパレータ２６に供給する第４のガス流路５６と、第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体をつぎの精製工程に移送する液体移送流路６０と、液体移送流路６０の途中から分岐し、液体の一部を第３の冷却装置２８に供給する液体分岐流路６２と、第３の冷却装置２８で冷却された液体を第１の冷却装置２２に供給する冷却用液体流路６４と、液体を排出する液体排出流路６６を具備する。

分解槽１０は、本体１０２と、本体１０２の下部に設けられた分散装置１０４と、分散装置１０４の上に固体粒子を充填してなる流動層１０６と、流動層１０６を撹拌する撹拌翼を有する撹拌装置１０８と、本体１０２の側面に設けられた、流動層１０６に樹脂を供給する樹脂供給装置１１０（被処理物供給手段）と、本体１０２の側面に設けられた、流動層１０６に高温の固体粒子を供給する固体粒子供給装置１１２（固体粒子供給手段）と、本体１０２の底面に設けられた、流動層１０６の固体粒子を排出する固体粒子排出装置１１４（固体粒子排出手段）と、分散装置１０４の下に形成され、固体粒子排出装置１１４に接続する固体粒子排出管１１６と、分解槽１０に供給された流動化ガスを分散装置１０４の全面に均一に送るための流動化ガス室１１８と、分解槽１０に入る直前の流動化ガス供給流路３０に設置された流動化ガス供給流路圧力計１４４と、固体粒子排出装置１１４により排出される固体粒子の出口に配設された、固体粒子を貯留する第１のホッパー１２０と、第１のホッパー１２０に取り付けられた第１ホッパー圧力計１４６と、第１のホッパー１２０の下流に設けられた第２のホッパー１２２と、第２のホッパー１２２の下流に設けられた第３のホッパー１２４と、第１のホッパー１２０内の固体粒子を排出し、第２のホッパー１２２に移送する第１の固体粒子排出流路１２６と、第２のホッパー１２２内の固体粒子を排出し、第３のホッパー１２４に移送する第２の固体粒子排出流路１２８と、第１の固体粒子排出流路１２６の途中に設けられた第１の弁１３０と、第２の固体粒子排出流路１２８の途中に設けられた第２の弁１３２と、第３のホッパー１２４内の固体粒子をコンベア４２に排出するロータリーバルブ１３４と、第１のホッパー１２０にガスを供給するホッパーへのガス供給流路１３６と、ホッパーへのガス供給流路１３６の途中に設けられた第３の弁１３８と、第３の弁１３８にガスを供給するガス流路１４２と、第１の弁１３０、第２の弁１３２、第３の弁１３８、流動化ガス供給流路圧力計１４４、および第１ホッパー圧力計１４６に電気的に接続する制御装置１４０（制御手段）とを具備する。
なお、「分解槽（流動槽）１０に入る直前の流動化ガス供給流路３０」とは、分解槽（流動槽）の本体１０２と流動化ガス供給流路３０の合流点から３ｍ以内の流路のことをいう。

固体粒子加熱装置１２としては、加熱炉等が挙げられる。加熱炉の燃料としては、重油、軽油、灯油、樹脂の熱分解によって回収された液体等が挙げられる。

第１の冷却装置２２は、スクラバである。第１の冷却装置２２として、管式コンデンサ、プレート式コンデンサ、スプレー塔等を用いてもよい。
第２の冷却装置２４は、管式コンデンサである。第２の冷却装置２４として、プレート式コンデンサ、スクラバ、スプレー塔等を用いてもよい。
第３の冷却装置２８は、管式熱交換器である。第３の冷却装置２８として、プレート式コンデンサ等を用いてもよい。

分散装置１０４としては、多孔板、スリット板、メッシュ板、焼結フィルタを板状に加工した物等が挙げられる。
なお、分散装置１０４から吹き上げる流動化気体によって流動層１０６が充分に流動するのであれば、必ずしも撹拌装置１０８を設ける必要はない。

樹脂供給装置１１０、固体粒子供給装置１１２および固体粒子排出装置１１４としては、一軸スクリュー、二軸スクリューが挙げられる。特に、固体粒子排出装置１１４としては、定量性の点から、一軸スクリューまたは二軸スクリューが好ましく、費用の点から、一軸スクリューがより好ましい。

制御装置１４０は、処理部（図示略）とインターフェイス部（図示略）とを具備する。
インターフェイス部は、各弁等と、処理部との間を電気的に接続するものである。
処理部は、下記の処理を行うものである。
第１のホッパー１２０内の固体粒子が所定量となった時点で、第１の弁１３０を開き、第１のホッパー１２０内の固体粒子を第１の固体粒子排出流路１２６経由で第２のホッパー１２２に排出する。同時に、第３の弁１３８を開き、ホッパーへのガス供給流路１３６経由で、第１のホッパー１２０へガスを供給する。固体粒子の排出後、第１の弁１３０を閉じる。
そして、第１ホッパー圧力計１４６の圧力が、流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と同じになった時点で、第３の弁１３８を閉じる。ついで、第２の弁１３２を開き、第２のホッパー１２２内の固体粒子を第２の固体粒子排出流路１２８経由で第３のホッパー１２４に排出する。固体粒子の排出後、第２の弁１３２を閉じる。
ここで「圧力が同じ」とは、双方の圧力差が、圧力計の指示圧力の高い方の圧力の２０％以内となることをいう。

なお、該処理部は専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、また、該処理部はメモリおよび中央演算装置（ＣＰＵ）によって構成され、処理部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
また、制御装置１４０には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されるものとする。ここで、入力装置とは、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスのことをいい、表示装置とは、ＣＲＴや液晶表示装置のことをいう。

図１に示す装置を用いた、樹脂の熱分解および分解生成物を含む液体の回収は、下記の工程（ａ）〜（ｃ）を経て行われる。
（ａ）樹脂を熱分解して分解生成物を含むガスを得る工程。
（ｂ）分解生成物を含むガスを冷却して、分解生成物を含む液体を得る工程。
（ｃ）液体を精製する工程。

工程（ａ）：
第１の弁１３０、第２の弁１３２および第３の弁１３８をすべて閉じる。分解槽１０内に所定量の固体粒子を充填し、流動層１０６とする。
固体粒子加熱装置１２で加熱された高温の固体粒子を、固体粒子供給流路４０経由で分解槽１０に供給し、分解槽１０の固体粒子供給装置１１２から流動層１０６に連続的に所定速度にて供給する。同時に、流動層１０６の固体粒子を、分解槽１０の固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０に連続的に所定速度にて排出する。

また同時に、流動化ガス供給流路３０からの流動化ガスを、分解槽１０の底部の流動化ガス室１１８に供給する。
分解槽１０の流動層１０６は、分散装置１０４から吹き上げる流動化ガス、および撹拌装置１０８によって流動化される。
なお、分散装置１０４から吹き上げる流動化気体によって流動層１０６が充分に流動するのであれば、必ずしも撹拌装置１０８を設ける必要はない。

第１のホッパー１２０内の固体粒子が所定量となった時点で、制御装置１４０により第１の弁１３０を開き、第１のホッパー１２０内の固体粒子を第１の固体粒子排出流路１２６経由で第２のホッパー１２２に排出する。同時に、制御装置１４０により第３の弁１３８を開き、ホッパーへのガス供給流路１３６経由で、第１のホッパー１２０へガスを供給する。固体粒子の排出後、制御装置１４０により第１の弁１３０を閉じる。

そして、第１のホッパー１２０の第１ホッパー圧力計１４６の圧力が、流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と同じになった時点で、第３の弁１３８を閉じる。
ついで、制御装置１４０により第２の弁１３２を開き、第２のホッパー１２２内の固体粒子を第２の固体粒子排出流路１２８経由で第３のホッパー１２４に排出する。固体粒子の排出後、制御装置１４０により第２の弁１３２を閉じる。
第３のホッパー１２４内の固体粒子を、ロータリーバルブ１３４によってコンベア４２に排出し、コンベア４２にて固体粒子加熱装置１２に移送する。

粉砕装置（図示略）で粉砕された樹脂の粉砕片を、分解槽１０の樹脂供給装置１１０に供給し、樹脂供給装置１１０から流動層１０６に連続的に所定の供給速度にて供給する。
樹脂は、固体粒子よりも比重が小さいため、流動化ガスとともに流動層１０６内を上昇する。この際、樹脂は、高温の固体粒子と接触し、熱分解される。
樹脂の熱分解によって生成した分解生成物は、流動化ガスとともに分解槽１０から排出される。

流動層１０６の温度は、３５０〜５００℃が好ましい。流動層１０６の温度が３５０℃以上であれば、樹脂の熱分解速度が速くなる。流動層１０６の温度が５００℃以下であれば、回収される液体の品質が向上する。

固体粒子としては、砂、セラミクス粒子、金属粒子、金属酸化物粒子、金属水酸化物粒子、金属ハロゲン化物粒子等が挙げられ、入手が容易で安価である点、樹脂および液体に対して不活性である点から、砂が好ましい。
固体粒子の平均粒子径は、０．０１ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍがより好ましい。

分解槽１０の本体１０２に供給される固体粒子の温度は、（流動層１０６の温度＋５０℃）以上、（流動層１０６の温度＋２５０℃）以下が好ましい。本体１０２に供給される固体粒子の温度が（流動層１０６の温度＋５０℃）以上であれば、樹脂の熱分解速度が速くなる。本体１０２に供給される固体粒子の温度が（流動層１０６の温度＋２５０℃）以下であれば、回収される液体の品質が向上する。

固体粒子の供給速度（ｋｇ／時間）と樹脂の供給速度（ｋｇ／時間）との比（固体粒子／樹脂）は、１〜２０が好ましい。固体粒子／樹脂が１以上であれば、樹脂を効率よく熱分解できる。固体粒子／樹脂が２０以下であれば、分解槽本体１０２と固体粒子加熱装置１２との間の固体粒子の循環量が抑えられ、固体粒子加熱装置１２の大型化によるコストの上昇が抑えられる。

流動化ガスとしては、熱分解の安定性、分解生成物の収率の点から、酸素を実質的に含まないガスが好ましい。該ガスとしては、窒素、二酸化炭素、水蒸気、工程（ｂ）で液体とならずに排出されるガス等が挙げられる。

流動層１０６に供給する流動化ガスの温度は、流動層１０６に供給される樹脂の温度以上、５００℃以下が好ましい。流動化ガスの温度が樹脂の温度以上であれば、流動層１０６の過度の温度低下が抑えられる。流動化ガスの温度が５００℃以下であれば、回収される液体の品質が向上する。

流動化ガスの供給速度（ｋｇ／時間）と樹脂の供給速度（ｋｇ／時間）との比（流動化ガス／樹脂）は、０．４〜３．０が好ましい。流動化ガス／樹脂が０．４以上であれば、流動層１０６の流動性を保つことができる。流動化ガス／樹脂が３．０以下であれば、工程（ｂ）における冷却装置の負荷を低減できる。

樹脂の粉砕片の平均粒子径は、１〜２０ｍｍが好ましく、３〜１０ｍｍがより好ましい。樹脂の粉砕片の平均粒子径が１ｍｍ以上であれば、樹脂同士の付着、融着を抑えることができる。樹脂の粉砕片の平均粒子径が２０ｍｍ以下であれば、樹脂および固体粒子の分散性が良好となる。

流動層１０６に供給する樹脂の温度は、０℃以上、（樹脂のガラス転移温度または融点−５０℃）以下が好ましい。樹脂の温度が０℃以上であれば、流動層１０６の温度低下が抑えられ、また、流動層１０６の流動性が良好となる。樹脂の温度が（樹脂のガラス転移温度または融点−５０℃）以下であれば、樹脂同士の付着が抑えられ、また、樹脂と固体粒子との混合が良好となる。

樹脂としては、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等。）、ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等。）、ポリスチレン等が挙げられ、熱分解によって高収率でモノマーを回収できる点から、アクリル系樹脂が好ましい。

アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位を有する重合体である。
本明細書においては、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。
（メタ）アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等が挙げられ、樹脂を構成するモノマーを高収率で回収する点から、メタクリル酸メチルが好ましい。

アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルを除く他のモノマーに由来する構成単位を有していてもよい。他のモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、多官能モノマー等が挙げられる。

多官能モノマーとしては、多官能（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。多官能（メタ）アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、 エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート等が挙げられる。

アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルを高収率で回収する点から、全構成単位１００質量％中、メタクリル酸メチル単位を５０質量％以上有することが好ましく、メタクリル酸メチルを７０質量％以上有することがより好ましい。

アクリル系樹脂は、他の樹脂と混合されていてもよい。
アクリル系樹脂は、充填剤を含んでいてもよい。充填剤としては、水酸化アルミニウム、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、タルク、クレイ等が挙げられる。
アクリル系樹脂は、充填剤を除く添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、顔料、染料、補強剤、酸化防止剤、各種安定剤等が挙げられる。

流動層１０６に未分解物がある場合、未分解物は固体粒子とともに分解槽１０から排出され、固体粒子加熱装置１２に移送される。未分解物とは、樹脂そのもの、低分子量化した樹脂、炭化物等である。未分解物は、固体粒子加熱装置１２にて熱分解または燃焼することにより固体粒子から除去される。

工程（ｂ）：
分解槽１０の本体１０２の気相部から排出される分解生成物を含むガスを、第１のガス流路５０経由でサイクロン２０に供給し、サイクロン２０にてガスに含まれる比較的大きい固体粒子を除去する。

サイクロン２０から排出されるガスを、第２のガス流路５２経由で第１の冷却装置２２に供給する。同時に、第３の冷却装置２８で冷却された液体を、冷却用液体流路６４経由で第１の冷却装置２２に供給し、該液体によって、サイクロン２０から供給されたガスを冷却し、液体として回収する。

第１の冷却装置２２にて液体とならなかったガスを、第１の冷却装置２２の気相部から第３のガス流路５４経由で第２の冷却装置２４に供給し、該ガスを第２の冷却装置２４にて冷却して液体を回収する。
第２の冷却装置２４から排出されるガスを、第４のガス流路５６経由でミストセパレータ２６に供給し、該ガスに含まれる液体のミストをミストセパレータ２６にて回収する。

ミストセパレータ２６を通過したガスを、流動化ガス供給流路３０経由で分解槽１０に供給し、流動化ガスとして再利用する。該ガスの一部は、流動化ガス供給流路３０の途中から分岐する流動化ガス排出流路３２経由で燃焼処理装置（図示略）に移送され、燃焼処理によって無害化された後、装置外に排出される。また、排出された分だけ、流動化ガス供給流路３０の途中に合流する流動化ガス補充流路３４経由で、新鮮な流動化ガスを補充する。

第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体の一部は、液体分岐流路６２経由で第３の冷却装置２８に供給され、残部は、液体移送流路６０経由で液体排出流路６６を通って、工程（ｃ）に供給される。該液体の第３の冷却装置２８および工程（ｃ）への供給は、液体移送流路６０の途中に設けられた送液ポンプ（図示略）によって行われる。

第３の冷却装置２８から第１の冷却装置２２に供給される冷却用液体の温度は、（回収する液体の凝固点＋１０℃）〜（回収する液体の沸点−１０℃）が好ましい。
第３のガス流路５４を流れるガスの温度は、（回収する液体の凝固点＋１０℃）〜（回収する液体の沸点−２０℃）が好ましい。

樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含むガスを冷却することによって回収される液体は、アクリル系樹脂の場合、（メタ）アクリル酸エステル等を含む液体であり、オレフィン系樹脂の場合、パラフィン、ワックス等を含む液体であり、ポリエチレンテレフタレートの場合、テレフタル酸等を含む液体であり、ポリカーボネートの場合、フェノール類等を含む液体であり、ポリスチレンの場合、スチレン等を含む液体である。

工程（ｃ）：
工程（ｂ）で回収された液体を、フィルタにてろ過し、液体に含まれる比較的大きい固体粒子の粉砕片を除去する。

フィルタにて除去できなかった固体粒子の粉砕片を含む液体を、固体粒子分離工程に供給する。
固体粒子分離工程は、水または凝集剤を含む水溶液と、工程（ｂ）で得た液体を混合する混合槽、その混合液を相分離する分離槽からなる。混合槽にて、液体と水または凝集剤を含む水溶液を混合した後、その混合液を分離槽に送る。分離槽において、液体相と水相とに相分離させる。この際、液体に含まれる固体粒子の粉砕片は、液体相から水相に移動する、または、液体相と水相との界面付近に集合する。

凝集剤としては、水溶性の物質を用いる。
凝集剤としては、高分子系凝集剤、無機系凝集剤、アミン系凝集剤が挙げられる。

高分子系凝集剤としては、アニオン系凝集剤、カチオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤が挙げられる。
アニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリル酸ソーダが挙げられる。
カチオン系高分子凝集剤としては、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。
ノニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミドが挙げられる。

無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、水酸化ナトリウム、硫化鉄が挙げられる。

アミン系凝集剤としては、モノアミン、多価アミンが挙げられる。
モノアミンとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが挙げられる。
多価アミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンが挙げられる。

凝集剤としては、水への溶解性が高く、固体粒子の除去効果が高い点から、アミン系凝集剤が好ましく、その中でも、トリエチレンテトラミンが特に好ましい。また、アミンを用いた場合、液体に含まれる酸成分が中和により除去される効果もある。
液体と水または凝集剤を含む水溶液とを混合槽において混合する場合、撹拌装置を用いることが好ましい。

分離槽から排出される液体を、第１の蒸留塔にて蒸留し、低沸点不純物を除去する。
低沸点不純物が除去された液体を、第２の蒸留塔にて蒸留し、高沸点不純物を除去する。低沸点不純物除去、高沸点不純物除去の順番は逆であってもよい。この操作により精製された液体を得ることができる。
低沸点不純物および高沸点不純物が除去された精製された液体をフィルタにてろ過し、極微量の固体粒子を除去してもよい。

〔第２の実施形態〕
図２は、樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第２の実施形態を示す概略図である。第１の実施形態からの変更点は、ガス流路１４２からガスを供給する代わりに、ホッパーへのガス供給流路１３６を流動化ガス供給流路３０の途中から分岐させ、ホッパーへのガス供給流路１３６を経由して、固体粒子排出装置１１４の出口に設けられた第１のホッパー１２０に、ガスを供給するようにする。また、第３の弁１３８を取り外す。さらに、制御装置１４０（制御手段）は、第１の弁１３０および第２の弁１３２に電気的に接続する。

第２の実施形態の制御装置１４０の処理部は、下記の処理を行うものである。
第１のホッパー１２０内の固体粒子が所定量となった時点で、第１の弁１３０を開き、第１のホッパー１２０内の固体粒子を第１の固体粒子排出流路１２６経由で第２のホッパー１２２に排出する。この時、第１のホッパー１２０の第１ホッパー圧力計１４６の圧力は低下する。そのため、流動化ガス供給流路３０から分岐したホッパーへのガス供給流路１３６を通して、流動化ガスの一部が自然に第１のホッパー１２０へ流れ始める。
固体粒子の排出後、第１の弁１３０を閉じる。第１の弁１３０を閉じることにより、第１ホッパー圧力計１４６の圧力は上昇していく。流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と、第１ホッパー圧力計１４６の圧力とが同じになったところで、自然に流動化ガス供給流路３０から分岐したホッパーへのガス供給流路１３６を通して流れるガスは止まる。
ついで、第２の弁１３２を開き、第２のホッパー１２２内の固体粒子を第２の固体粒子排出流路１２８経由で第３のホッパー１２４に排出する。固体粒子の排出後、第２の弁１３２を閉じる。

第２の実施形態においては、工程（ａ）は以下のように行われる。
第１の弁１３０および第２の弁１３２をすべて閉じる。分解槽１０内に所定量の固体粒子を充填し、流動層１０６とする。
固体粒子加熱装置１２で加熱された高温の固体粒子を、固体粒子供給流路４０経由で分解槽１０に供給し、分解槽１０の固体粒子供給装置１１２から流動層１０６に連続的に所定速度にて供給する。同時に、流動層１０６の固体粒子を、分解槽１０の固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０に連続的に所定速度にて排出する。

また同時に、流動化ガス供給流路３０からの流動化ガスを、分解槽１０の底部の流動化ガス室１１８に供給する。
分解槽１０の流動層１０６は、分散装置１０４から吹き上げる流動化ガス、および撹拌装置１０８によって流動化される。
なお、分散装置１０４から吹き上げる流動化気体によって流動層１０６が充分に流動するのであれば、必ずしも撹拌装置１０８を設ける必要はない。

第１のホッパー１２０内の固体粒子が所定量となった時点で、制御装置１４０により第１の弁１３０を開き、第１のホッパー１２０内の固体粒子を第１の固体粒子排出流路１２６経由で第２のホッパー１２２に排出する。この時、第１のホッパー１２０の第１ホッパー圧力計１４６の圧力は低下する。そのため、流動化ガス供給流路３０から分岐したホッパーへのガス供給流路１３６を通して、流動化ガスの一部が自然に第１のホッパー１２０へ流れ始める。

固体粒子の排出後、制御装置１４０により第１の弁１３０を閉じる。第１の弁１３０を閉じることにより、第１ホッパー圧力計１４６の圧力は上昇していく。流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と、第１ホッパー圧力計１４６の圧力とが同じになったところで、自然に流動化ガス供給流路３０から分岐したホッパーへのガス供給流路１３６を通して流れるガスは止まる。

ついで、制御装置１４０により第２の弁１３２を開き、第２のホッパー１２２内の固体粒子を第２の固体粒子排出流路１２８経由で第３のホッパー１２４に排出する。固体粒子の排出後、制御装置１４０により第２の弁１３２を閉じる。
第３のホッパー１２４内の固体粒子を、ロータリーバルブ１３４によってコンベア４２に排出し、コンベア４２にて固体粒子加熱装置１２に移送する。

粉砕装置（図示略）で粉砕された樹脂の粉砕片を、分解槽１０の樹脂供給装置１１０に供給し、樹脂供給装置１１０から流動層１０６に連続的に所定の供給速度にて供給する。
樹脂は、固体粒子よりも比重が小さいため、流動化ガスとともに流動層１０６内を上昇する。この際、樹脂は、高温の固体粒子と接触し、熱分解される。
樹脂の熱分解によって生成した分解生成物は、流動化ガスとともに分解槽１０から排出される。

〔第３の実施形態〕
図３は、樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第３の実施形態を示す概略図である。第１の実施形態からの変更点は、図３においては、流動化ガス室を有さず、分散装置１０４を流動層１０６の中に設置する。それ以外は第１の実施形態と同じである。分散装置１０４としては、パイプにノズルを取り付けた物や、パイプに穴加工を施された物が挙げられる。

〔第４の実施形態〕
図４は、樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第４の実施形態を示す概略図である。第２の実施形態からの変更点は、図４においては、流動化ガス室を有さず、分散装置１０４を流動層１０６の中に設置する。それ以外は第２の実施形態と同じである。分散装置１０４としては、パイプにノズルを取り付けた物や、パイプに穴加工を施された物が挙げられる。

以上説明した第１、第２、第３および第４の実施形態の分解槽１０にあっては、固体粒子排出装置１１４により排出される固体粒子の出口に設けられた第１のホッパー１２０に、ガスを供給するホッパーへのガス供給流路１３６を有するため、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくできる。そのため、差圧による固体粒子の固体粒子排出装置１１４の出口側への押し出しが抑えられ、ほぼ一定の排出速度で流動層１０６の固体粒子を排出できる。また、差圧が小さいため、内部のガスが固体粒子排出装置１１４の出口側に流れ出しにくくなり、樹脂の分解生成物を含むガスが固体粒子排出装置１１４から漏れ出しにくい。固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧とは、流動槽（分解槽）に入る直前の流動化ガス供給流路３０の圧力と、第１のホッパー１２０の圧力との差である。

また、第２および第４の実施形態の分解槽１０にあっては、ホッパーへのガス供給流路１３６が、流動化ガス供給流路３０から分岐した流路であるため、流動化ガス室１１８および第１のホッパー１２０に同じ圧力の流動化ガスを供給でき、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を容易に小さくできる。

また、第１、第２、第３および第４の実施形態の分解槽１０にあっては、固体粒子排出装置１１４の出口に設けられた第１のホッパー１２０と、第１の固体粒子排出流路１２６と、第１の弁１３０とを有するため、第１の弁１３０を閉じて、第１ホッパー圧力計１４６の圧力が流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と同じになった後は、第１のホッパー１２０に流動化ガスを供給しなくても、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくできる。

また、第１および第３の実施形態の分解槽１０にあっては、第１の弁１３０を開いている間は第１のホッパー１２０にガスを供給し、第１の弁１３０が閉じている間は第１のホッパー１２０へのガスの供給を停止する制御装置１４０を有するため、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧の変動を最小限に抑えることができる。
また、第２および第４の実施形態の分解槽１０にあっては、第１の弁１３０を開いている間は第１のホッパー１２０に流動化ガスが自然に供給され、第１の弁１３０が閉じている間は第１のホッパー１２０への流動化ガスの供給が自然に停止するため、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧の変動を最小限に抑えることができる。

また、第１、第２、第３および第４の実施形態の分解槽１０にあっては、さらに、第２のホッパー１２２と、第２の固体粒子排出流路１２８と、第２の弁１３２と、常に、第１の弁１３０および第２の弁１３２の一方または両方が閉じるようにする制御装置１４０を有するため、内部のガスがさらに外部に漏れ出しにくい。

また、以上説明した分解槽１０からの固体粒子の排出方法にあっては、分解槽１０（流動槽）に入る直前の流動化ガス供給流路３０の圧力と、第１のホッパー１２０の圧力とを同じにしているため、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくできる。そのため、差圧による固体粒子の固体粒子排出装置１１４の出口側への押し出しが抑えられ、ほぼ一定の排出速度で流動層１０６の固体粒子を排出できる。また、差圧が小さいため、内部のガスが固体粒子排出装置１１４の出口側に流れ出しにくくなり、樹脂の分解生成物を含むガスが固体粒子排出装置１１４から漏れ出しにくい。

また、以上説明した樹脂の分解方法にあっては、下記の条件（Ｉ）および（II）を満足するため、ほぼ一定の排出速度で流動層１０６の固体粒子を排出でき、かつ排出速度と同じ供給速度で流動層１０６に高温の固体粒子を供給できる。そのため、樹脂を高温の固体粒子で安定して熱分解でき、かつ該熱分解によって発生するガスが固体粒子排出装置１１４から漏れ出しにくい。
（Ｉ）分解槽１０（流動槽）に入る直前の流動化ガス供給流路３０の圧力と、第１のホッパー１２０の圧力とを同じにすることによって、所定の排出速度で流動層１０６の固体粒子を排出する。
（II）前記排出速度と同じ供給速度で流動層に高温の固体粒子を供給する。

また、第１および第３の実施形態における前記各方法にあっては、制御装置１４０により、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を容易に小さくできる。
また、第２および第４の実施形態における前記各方法にあっては、流動層１０６に供給される流動化ガスと、第１のホッパー１２０におけるガスとが、同じガス源（流動化ガス供給流路３０）から供給されているため、第３の弁１３８が不要であるし、制御装置１４０を流動化ガス供給流路圧力計１４４および第１ホッパー圧力計１４６に電気的に接続する必要がない。

また、第１、第２、第３および第４の実施形態における前記各方法にあっては、分解槽１０が、固体粒子排出装置１１４の出口に設けられた第１のホッパー１２０と、第１の固体粒子排出流路１２６と、第１の弁１３０とを有するため、第１の弁１３０を閉じて、第１のホッパー１２０の第１ホッパー圧力計１４６の圧力が流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と同じになった後は、第１のホッパー１２０に流動化ガスを供給しなくても、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくできる。

また、第１、第２、第３および第４の実施形態における前記各方法にあっては、第１の弁１３０を開いている間は第１のホッパー１２０にガスを供給し、第１の弁１３０が閉じている間は第１のホッパー１２０へのガスの供給を停止しているため、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧の変動を最小限に抑えることができる。
また、第１、第２、第３および第４の実施形態における前記各方法にあっては、分解槽１０が、さらに、第２のホッパー１２２と、第２の固体粒子排出流路１２８と、第２の弁１３２とを有し、常に、第１の弁１３０および第２の弁１３２の一方または両方が閉じるようにしているため、内部のガスがさらに外部に漏れ出しにくい。

なお、本発明の流動槽は、図示例の分解槽１０に限定されない。本発明の流動槽としては、固体粒子が充填された流動層を有するものであればよく、例えば、可燃物の焼却を行う焼却炉、化合物の合成を行う触媒塔、バイオマス処理装置等が挙げられる。
また、本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法は、上述の分解槽１０からの固体粒子の排出方法に限定されない。本発明の流動槽からの固体粒子の排出方法としては、例えば、焼却炉からの固体粒子の排出方法、触媒塔からの固体粒子の排出方法、バイオマス処理装置からの固体粒子の排出方法等が挙げられる。
また、本発明の被処理物の処理方法は、上述の分解槽１０を用いた樹脂の分解方法に限定されない。本発明の被処理物の処理方法としては、例えば、焼却炉を用いた可燃物の焼却方法、触媒塔を用いた化合物の合成方法、バイオマスの処理方法等が挙げられる。

以下に、本発明の、樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置への適用例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔実験例１〕
図５に示す分解槽１０について、固体粒子排出装置１１４からの固体粒子の排出の様子を確認した。
固体粒子としては、天然川砂（昌栄マテリアル社製、商品名：エバラロズナ、平均粒子径：０．３ｍｍ、かさ密度：１６００ｋｇ／ｍ^３）を用意した。
分解槽１０としては、直径：３５０ｍｍ、高さ：１４００ｍｍのものを用いた。撹拌翼としては、２枚の傾斜パドル翼（直径：３１０ｍｍ、幅：２０ｍｍ、傾斜角度：４５度）を５段（パドル間ピッチ：１４０ｍｍ）にしたものを用いた。上下の段のパドル翼は直交するようにした。撹拌速度は毎分２５回転（２５ｒｐｍ）とした。分散装置１０４として、焼結金属フィルタ（富士フィルター工業社製）からなる分散器（厚さ１．６ｍｍ、ステンレス製）を円錐状に配置した。円錐の直径は３５０ｍｍ、円錐高さは１００ｍｍとした。前記分散器の円錐の頂点に、固体粒子排出管１１６を接続した。固体粒子供給装置１１２および固体粒子排出装置１１４として、同じ一軸スクリューを設置した。

分解槽１０内に、固体粒子の５０ｋｇを充填した。固体粒子供給装置１１２および固体粒子排出装置１１４の運転は行わない状態で、流動化ガス供給流路３０から窒素を、分解槽１０の底部の流動化ガス室１１８に２０ｋｇ／時間で供給した。供給した窒素は、サイクロン２０の上部の流路から排出した。ただし、制御装置１４０への第３の弁１３８の電気的な接続は断ち、ホッパーへのガス供給流路１３６の第３の弁１３８は閉じたままとした。制御装置１４０により、第１の弁１３０および第２の弁１３２を交互に開閉した。
すなわち、最初の段階では、第１の弁１３０、第２の弁１３２とも閉とした。
まず、第１の弁１３０を開として、開の状態を５秒保持した。その後、第１の弁１３０を閉として、閉の状態を３５秒とした。その後、第１の弁１３０を開とした。第１の弁１３０はこの繰り返しとした。
第２の弁１３２は、第１の弁１３０が閉になってから１５秒後に開とし、開の状態を５秒保持した。その後、第２の弁１３２を閉として、閉の状態を３５秒とした。その後、第２の弁１３２を開とした。第２の弁１３２はこの繰り返しとした。
制御装置１４０による第１の弁１３０、第２の弁１３２、第３の弁１３８の開閉状況を図７に示した。

ロータリーバルブ１３４は常に３０ｒｐｍで回転させた。
第１のホッパー１２０の覗き窓（図示略）から、第１のホッパー１２０内を観察したところ、固体粒子排出装置１１４を運転していないのにもかかわらず、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０へ固体粒子が排出されているのが確認された。また、ロータリーバルブ１３４の下から、固体粒子の排出が確認された。分解槽本体１０２と流動化ガス供給流路３０の合流点から１ｍの所に設置した流動化ガス供給流路圧力計１４４は、最初５．０ｋＰａ（ゲージ圧）であったが、徐々に低下していった。この圧力が低下したということは、流動層１０６の固体粒子の量が減ったということである。第１の弁１３０が開になると、第１ホッパー圧力計１４６は、低下していき最終的には、ほぼ０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。流動化ガス供給流路３０の圧力と、第１のホッパー１２０の圧力の差が原因で、固体粒子排出装置１１４を運転していないのにもかかわらず、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０へ固体粒子が流れていった。

制御装置１４０への第３の弁１３８の電気的な接続を行い、上記の同じ操作を最初から行った。第３の弁１３８にはガス流路１４２が接続されており、ガスとして窒素を用いた。第１の弁１３０が閉の状態では、第１ホッパー圧力計１４６の圧力は５．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。この制御装置１４０により、第１の弁１３０を開けると第１ホッパー圧力計１４６の圧力が、一瞬４．０ｋＰａ（ゲージ圧）になった。第１ホッパー圧力計１４６の低下を検知し、第３の弁１３８を開き、ホッパーへのガス供給流路１３６からガスを供給することで、第１ホッパー圧力計１４６の圧力を５．０ｋＰａ（ゲージ圧）に戻した。第１ホッパー圧力計１４６の圧力が流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と同じになった時点で、第３の弁１３８を閉じて、ホッパーへのガス供給流路１３６からのガスの供給を停止した。制御装置１４０による第１の弁１３０、第２の弁１３２、第３の弁１３８の開閉状況を図８に示した。

ロータリーバルブ１３４は常に３０ｒｐｍで回転させた。
第１のホッパー１２０の覗き窓から、第１のホッパー１２０内を観察したところ、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０への固体粒子の排出は無かった。また、ロータリーバルブ１３４の下から、固体粒子の排出は無かった。流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力は、常に５．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。

分解槽１０内に充填する固体粒子を、６０ｋｇ、７０ｋｇ、８０ｋｇ、９０ｋｇ、１３０ｋｇに変更した。
制御装置１４０への第３の弁１３８の電気的な接続は断ち、ホッパーへのガス供給流路１３６の第３の弁１３８を閉じた状態では、固体粒子の量が増えるにしたがって、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０への固体粒子の排出量が多くなった。ロータリーバルブ１３４の下からの固体粒子の排出量が多くなった。
一方、ホッパーへのガス供給流路１３６の第３の弁１３８を制御装置１４０で制御した状態では、充填した固体粒子の量が増えても、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０へ固体粒子が排出されることはなかった。また、ロータリーバルブ１３４の下から、固体粒子の排出は無かった。

以上のようにして、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくすることによって、固体粒子が固体粒子排出装置１１４の出口側に押し出されにくくなることを確認した。

〔実験例２〕
図６に示す装置を用いた以外は、実験例１と同様な操作を実施した。
分解槽１０内に、固体粒子の５０ｋｇを充填した。
まず、ホッパーへのガス供給流路１３６を設置しない状態で、実験例１と同様な操作を実施した。第１のホッパー１２０の覗き窓（図示略）から、第１のホッパー１２０内を観察したところ、固体粒子排出装置１１４を運転していないのにもかかわらず、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０への固体粒子の排出が確認された。また、ロータリーバルブ１３４の下から、固体粒子の排出が確認された。分解槽本体１０２と流動化ガス供給流路３０の合流点から１ｍの所に設置した流動化ガス供給流路圧力計１４４は、最初５．０ｋＰａ（ゲージ圧）であったが、徐々に低下していった。この圧力が低下したということは、流動層１０６の固体粒子の量が減ったということである。第１の弁１３０が開になると、第１ホッパー圧力計１４６は、低下していき最終的には、ほぼ０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。流動化ガス供給流路３０の圧力と、第１のホッパー１２０の圧力の差が原因で、固体粒子排出装置１１４を運転していないのにもかかわらず、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０へ固体粒子が流れていった。

ホッパーへのガス供給流路１３６を設置して、上記と同じ操作を最初から行った。第１の弁１３０が閉の状態では、第１ホッパー圧力計１４６の圧力は５．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。制御装置１４０により、第１の弁１３０が開くと、第１ホッパー圧力計１４６の圧力が、一瞬４．０ｋＰａ（ゲージ圧）になった。その直後に、自然にホッパーへのガス供給流路１３６からガスが供給され、第１ホッパー圧力計１４６の圧力が５．０ｋＰａ（ゲージ圧）に戻った。その理由は、流動層１０６に供給される流動化ガスと、第１のホッパー１２０に供給されるガスとが、同じガス源から供給されているため、ホッパーへのガス供給流路１３６から圧力の低下した第１のホッパー１２０にガスが流れたからである。また、第１ホッパー圧力計１４６の圧力が流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力と同じになった時点で、自然にホッパーへのガス供給流路１３６からのガスの供給が停止された。

第１のホッパー１２０の覗き窓から、第１のホッパー１２０内を観察したところ、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０への固体粒子の排出は無かった。また、ロータリーバルブ１３４の下から、固体粒子の排出は無かった。
以上のようにして、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくすることによって、固体粒子が固体粒子排出装置１１４の出口側に押し出されにくくなることを確認した。

分解槽１０内に充填する固体粒子を、６０ｋｇ、７０ｋｇ、８０ｋｇ、９０ｋｇ、１３０ｋｇに変更した。
ホッパーへのガス供給流路１３６を設置しない状態では、固体粒子の量が増えるにしたがって、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０への固体粒子の排出量が多くなった。ロータリーバルブ１３４の下からの固体粒子の排出量が多くなった。
一方、ホッパーへのガス供給流路１３６を設置した状態では、充填した固体粒子の量が増えても、固体粒子排出装置１１４から第１のホッパー１２０へ固体粒子が排出されることはなかった。また、ロータリーバルブ１３４の下から、固体粒子の排出は無かった。

以上のようにして、固体粒子排出装置１１４の入口と出口との差圧を小さくすることによって、固体粒子が固体粒子排出装置１１４の出口側に押し出されにくくなることを確認した。

〔実施例１〕
ロータリーバルブ１３４の下に天秤を設置して（図示略）、固体粒子供給装置１１２の一軸スクリューと、固体粒子排出装置１１４の一軸スクリューを運転した以外は、実験例２と同様な操作を実施した。天秤をパーソナルコンピュータに接続し、固体粒子の排出速度（ｋｇ／時間）を算出した。

分解槽１０内に、固体粒子７０ｋｇを充填した。固体粒子加熱装置１２に、あらかじめ固体粒子を３００ｋｇ充填しておいた。ただし、加熱は行わなかった。固体粒子供給装置１１２および固体粒子排出装置１１４として同じ一軸スクリューを使用した。
流動化ガス供給流路３０から窒素の供給、固体粒子供給装置１１２と固体粒子排出装置１１４の運転、制御装置１４０の制御、およびロータリーバルブ１３４の運転を同時に開始した。また、制御装置１４０の制御の開始により、第１の弁１３０と第２の弁１３２の開閉動作が開始した。

流動化ガスとして窒素を用いた。ブロワ（図示略）を用いて、流動化ガス補充流路３４から窒素を２０ｋｇ／時間で供給した。供給した窒素は、サイクロン２０の上部の流路から排出した。
固体粒子供給装置１１２の一軸スクリューと固体粒子排出装置１１４の一軸スクリューの回転速度は２０ｒｐｍ（毎分２０回転）とした。

制御装置１４０により、第１の弁１３０および第２の弁１３２を交互に開閉した。
すなわち、最初の段階では、第１の弁１３０、第２の弁１３２とも閉とした。
まず、第１の弁１３０を開として、開の状態を５秒保持した。その後、第１の弁１３０を閉として、閉の状態を３５秒とした。その後、第１の弁１３０を開とした。第１の弁１３０はこの繰り返しとした。
第２の弁１３２は、第１の弁１３０が閉になってから１５秒後に開とし、開の状態を５秒保持した。その後、第２の弁１３２を閉として、閉の状態を３５秒とした。その後、第２の弁１３２を開とした。第２の弁１３２はこの繰り返しとした。

ロータリーバルブ１３４は常に３０ｒｐｍで回転させた。
窒素の供給開始をスタートとして、１０分おきに、固体粒子の排出速度を天秤により１時間にわたって計測したところ、最大１２１．５ｋｇ／時間、最小１１８．５ｋｇ／時間であった。平均排出速度は１２０ｋｇ／時間となった。流動化ガス供給流路圧力計１４４は、一定しており、常に７．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。この圧力が一定であるということは、流動層１０６の固体粒子の量が常に一定であることを示す。このことから、固体粒子供給装置１１２からの固体粒子の供給速度は１２０ｋｇ／時間であることがわかった。

〔比較例１〕
図６において、ホッパーへのガス供給流路１３６を取り外した以外は、実施例１と同様な操作を実施した。
流動化ガス供給流路３０からの窒素の供給、固体粒子供給装置１１２と固体粒子排出装置１１４の運転、制御装置１４０の制御、およびロータリーバルブ１３４の運転を同時に開始した。また、制御装置１４０の制御の開始により、第１の弁１３０および第２の弁１３２の開閉動作が開始した。

窒素供給開始直後における流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力は、７．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。
開始から１０分の時点で、ロータリーバルブ１３４の下に固体粒子３０．０ｋｇが排出されていた。排出速度に換算すると、３０．０ｋｇ／１０分×６０＝１８０ｋｇ／時間となった。
開始から１０分の時点で、流動化ガス供給流路３０からの窒素の供給、固体粒子供給装置１１２と固体粒子排出装置１１４の運転、制御装置１４０の制御、およびロータリーバルブ１３４の運転を停止した。また、制御装置１４０の制御の停止により、第１の弁１３０および第２の弁１３２は閉とした。
流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力が、開始直後７．０ｋＰａ（ゲージ圧）であって、開始から１０分後６．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。この圧力が下がったということは、流動層１０６の固体粒子の量が減っていることを示す。分解槽１０に残っている固体粒子を全部だして、その質量を測ったところ６０ｋｇであった。

〔実施例２〕
ポリメタクリル酸メチル（メタクリル酸メチル単位：１００質量％、質量平均分子量：４０万、ガラス転移温度：１００℃）からなる成形板を粉砕し、粉砕片を得た。破砕機の下には目開き５ｍｍのスクリーンを設置した。その破砕片を、別の目開き３ｍｍのスクリーンで篩った。このスクリーンの上に残った破砕片を樹脂分解に用いた。したがって、破砕片の平均粒子径は４ｍｍであった。
固体粒子としては、天然川砂（昌栄マテリアル社製、商品名：エバラロズナ、平均粒子径：０．３ｍｍ、かさ密度：１６００ｋｇ／ｍ^３）を用意した。

図２に示す分解槽１０を用いてポリメタクリル酸メチルの熱分解を実施した。
分解槽１０としては、直径：３５０ｍｍ、高さ：１４００ｍｍのものを用いた。撹拌翼としては、２枚の傾斜パドル翼（直径：３１０ｍｍ、幅：２０ｍｍ、傾斜角度：４５度）を５段（パドル間ピッチ：１４０ｍｍ）にしたものを用いた。撹拌速度は毎分２５回転（２５ｒｐｍ）とした。分散装置１０４として、焼結金属フィルタ（富士フィルター工業社製）からなる分散器（厚さ１．６ｍｍ、ステンレス製）を円錐状に配置した。円錐の直径は３５０ｍｍ、円錐高さは１００ｍｍとした。前記分散器の円錐の頂点に、固体粒子排出管１１６を接続した。
固体粒子加熱装置１２としては、熱風で固体粒子を流動化させる流動層を有する加熱炉を用い、固体粒子加熱装置１２内には、あらかじめ固体粒子を６０ｋｇ入れた。

分解槽１０内に、固体粒子を７０ｋｇ入れた後、分解槽１０内を窒素置換した。
流動化ガス供給流路３０から流動化ガスの供給、固体粒子供給装置１１２と固体粒子排出装置１１４の運転、制御装置１４０の制御、およびロータリーバルブ１３４の運転を同時に開始した。また、制御装置１４０の制御の開始により、第１の弁１３０および第２の弁１３２の開閉動作が開始した。

制御装置１４０により、第１の弁１３０および第２の弁１３２を交互に開閉した。
すなわち、最初の段階では、第１の弁１３０、第２の弁１３２とも閉とした。まず、第１の弁１３０を開として、開の状態を５秒保持した。その後、第１の弁１３０を閉として、閉の状態を３５秒とした。その後、第１の弁１３０を開とした。第１の弁１３０はこの繰り返しとした。
第２の弁１３２は、第１の弁１３０が閉になってから１５秒後に開とし、開の状態を５秒保持した。その後、第２の弁１３２を閉として、閉の状態を３５秒とした。その後、第２の弁１３２を開とした。第２の弁１３２はこの繰り返しとした。

ロータリーバルブ１３４は常に３０ｒｐｍで回転させた。
分解槽１０の流動層１０６の固体粒子を固体粒子排出装置１１４から１２０ｋｇ／時間で連続的に排出し、各ホッパーおよびコンベア４２経由で固体粒子加熱装置１２に移送した。固体粒子排出装置１１４として、実施例１と同じ一軸スクリューを用い、その回転速度は２０ｒｐｍとした。

固体粒子加熱装置１２の設定温度を４００℃とし、加熱された高温の固体粒子を固体粒子供給装置１１２から１２０ｋｇ／時間で連続的に分解槽１０の流動層１０６へ供給した。固体粒子供給装置１１２として、実施例１と同じ一軸スクリューを用い、その回転速度は２０ｒｐｍとした。
分解槽１０における固体粒子の平均滞在時間は、７０（ｋｇ）／１２０（ｋｇ／時間）＝０．５８時間であった。

ミストセパレータ２６から排出される流動化ガスの内、流動化ガス排出流路３２から流動化ガスを２ｋｇ／時間で抜いた。その後の流動化ガス供給流路３０に循環用ブロワ（図示略）と流量計（図示略）を設置し、その流量が１８ｋｇ／時間となるように循環ブロワの回転数を制御した。また、流動化ガス補充流路３４から窒素供給用ブロワ（図示略）を用いて新鮮な窒素を２ｋｇ／時間で混合させ、流動層１０６に供給される流動化ガスの速度を２０（ｋｇ／時間）とした。流動化ガスの温度をガス加熱装置（温風による熱交換器、図示略）により５０℃とした。

分解槽１０の流動層１０６は、撹拌装置１０８、および分散装置１０４から吹き上げる流動化ガスによって流動化された。
新鮮な窒素を２ｋｇ／時間で混合させた後の流動化ガス供給流路３０の途中からホッパーへのガス供給流路１３６を分岐させ、第１のホッパー１２０に接続した。流動化ガスの一部が、第１の弁１３０が開いている際には、ホッパーへのガス供給流路１３６経由で第１のホッパー１２０に供給された。

分解槽１０の流動層１０６の温度が約４００℃で安定した時点で、固体粒子加熱装置１２の設定温度を変えることにより、固体粒子加熱装置１２から分解槽１０の流動層１０６へ供給される固体粒子の温度を６００℃にするとともに、２０℃のポリメタクリル酸メチルの粉砕片を樹脂供給装置１１０から１２ｋｇ／時間で連続的に分解槽１０の流動層１０６へ供給した。
流動化ガスの供給速度（ｋｇ／時間）とポリメタクリル酸メチルの供給速度（ｋｇ／時間）の比は、１．６７であった。
固体粒子の供給速度（ｋｇ／時間）とポリメタクリル酸メチルの供給速度（ｋｇ／時間）の比は、１０であった。
ポリメタクリル酸メチルの供給開始から３０分後に分解槽１０の流動層１０６の温度は定常状態となった。該温度は４０５℃であった。

分解槽１０から排出される、ポリメタクリル酸メチルの分解生成物および流動化ガスを含むガスを、第１の冷却装置２２に供給した。第１の冷却装置２２はスクラバであり、第３の冷却装置２８から出てくる５０℃の液体を、ノズルを用いて第１の冷却装置２２内に噴霧した。第３の冷却装置２８は多管式の熱交換器であり、そのシェルに５℃の冷水を流した。

第１の冷却装置２２から出てくる６０℃のガスを第２の冷却装置２４に供給した。第２の冷却装置２４は多管式の熱交換器であり、そのシェルに５℃の冷水を流した。
第２の冷却装置２４から出てくる３０℃のガスをミストセパレータ２６に供給した。ミストセパレータ２６としては、サイクロン式のものを用いた。ミストセパレータ２６に設けられたジャケットに１０℃の冷水を流した。

各冷却装置およびミストセパレータ２６の下の液体移送流路６０を経由して、液体排出流路６６から液を取り出し、液体排出流路６６の出口に設置した容器（図示略）に回収した。
ポリメタクリル酸メチルの供給開始からこの操作を２４時間継続した。ポリメタクリル酸メチルの総供給量２８８ｋｇに対して、液体排出流路６６の出口に設置した容器に２７０ｋｇの液体を回収した。その液体をガスクロマトグラフィーで分析すると、メタクリル酸メチルの濃度（質量％）が、９５．５％であった。

ポリメタクリル酸メチルの熱分解を行っている間、流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力は常に７．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。このことは、流動層１０６の固体粒子の量がほぼ一定であり、固体粒子排出装置１１４から排出される固体粒子の排出速度、および固体粒子供給装置１１２から供給される固体粒子の供給速度がほぼ一定であったことを示す。また、第３のホッパー１２４からは、ポリメタクリル酸メチルの分解生成物を含むガスが排出されることはなかった。

〔実施例３〕
図１に示す装置を用いた以外は、実施例２と同様な操作を実施した。ガス流路１４２に流すガスは窒素とした。
ポリメタクリル酸メチルの供給開始からこの操作を２４時間継続した。ポリメタクリル酸メチルの総供給量２８８ｋｇに対して、液体排出流路６６の出口に設置した容器に２６８ｋｇの液体を回収した。その液をガスクロマトグラフィーで分析すると、メタクリル酸メチルの濃度（質量％）が、９５．７％であった。

ポリメタクリル酸メチルの熱分解を行っている間、流動化ガス供給流路圧力計１４４の圧力は常に７．０ｋＰａ（ゲージ圧）であった。このことは、流動層１０６の固体粒子の量がほぼ一定であり、固体粒子排出装置１１４から排出される固体粒子の排出速度、および固体粒子供給装置１１２から供給される固体粒子の供給速度がほぼ一定であったことを示す。また、第３のホッパー１２４からは、ポリメタクリル酸メチルの分解生成物を含むガスが排出されることはなかった。

本発明の流動槽は、樹脂（廃プラスチック等）から液体（モノマー、油等）を回収する際に用いる、樹脂の熱分解を行う装置として有用である。

樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第１の実施形態を示す概略図である。 樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第２の実施形態を示す概略図である。 樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第３の実施形態を示す概略図である。 樹脂を熱分解し、分解生成物を含む液体を回収する装置の第４の実施形態を示す概略図である。 実験例１で用いた装置を示す概略図である。 実験例２で用いた装置を示す概略図である。 制御装置への第３の弁の電気的な接続は断った場合の制御装置による第１の弁、第２の弁、第３の弁の経時的開閉状況を示す概略図である。 制御装置への第３の弁の電気的な接続を行った場合の制御装置による第１の弁、第２の弁、第３の弁の経時的開閉状況を示す概略図である。

符号の説明

１０ 分解槽（流動槽）
３０ 流動化ガス供給流路
１０４ 分散装置
１０６ 流動層
１１０ 樹脂供給装置（被処理物供給手段）
１１２ 固体粒子供給装置（固体粒子供給手段）
１１４ 固体粒子排出装置（固体粒子排出手段）
１１８ 流動化ガス室
１２０ 第１のホッパー
１２２ 第２のホッパー
１２６ 第１の固体粒子排出流路
１２８ 第２の固体粒子排出流路
１３０ 第１の弁
１３２ 第２の弁
１３６ ホッパーへのガス供給流路
１４０ 制御装置（制御手段）

Claims (14)

1. 固体粒子を充填した流動層と、
   流動層下部の流動化ガス室または流動層の中に設置された分散装置と、
   分散装置に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路と、
   流動層の固体粒子を排出する固体粒子排出手段と、
   固体粒子排出手段により排出される固体粒子の出口に設置されるホッパーと、
   ホッパーにガスを供給するホッパーへのガス供給流路と
   を具備する、流動槽。
2. ホッパーへのガス供給流路が、流動化ガス供給流路から分岐した流路である、請求項１に記載の流動槽。
3. さらに、ホッパー内の固体粒子を排出する固体粒子排出流路と、固体粒子排出流路の途中に設けられた弁とを具備する、請求項１または２に記載の流動槽。
4. さらに、前記弁を開いている間は前記ホッパーにガスを供給し、前記弁が閉じている間は前記ホッパーへのガスの供給を停止する制御手段を具備する、請求項３に記載の流動槽。
5. 固体粒子を充填した流動層と、流動層下部の流動化ガス室または流動層の中に設置された分散装置と、分散装置に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路と、流動層の固体粒子を排出する固体粒子排出手段と、固体粒子排出手段により排出される固体粒子の出口に設置されるホッパーと、ホッパーにガスを供給するホッパーへのガス供給流路とを具備する流動槽から固体粒子を排出する方法であって、
   流動槽に入る直前の流動化ガス供給流路の圧力と、ホッパーの圧力とを同じにする、流動槽からの固体粒子の排出方法。
6. 固体粒子排出手段として一軸スクリューを用い、かつ一定の回転数で運転する、請求項５に記載の流動槽からの固体粒子の排出方法。
7. ホッパーへのガス供給流路が、流動化ガス供給流路から分岐した流路である、請求項５または６に記載の流動槽からの固体粒子の排出方法。
8. 流動槽が、さらに、ホッパー内の固体粒子を排出する固体粒子排出流路と、固体粒子排出流路の途中に設けられた弁とを具備する、請求項５〜７のいずれかに記載の流動槽からの固体粒子の排出方法。
9. 前記弁を開いている間は前記ホッパーにガスを供給し、前記弁が閉じている間は前記ホッパーへのガスの供給を停止する、請求項８に記載の流動槽からの固体粒子の排出方法。
10. 固体粒子を充填した流動層と、流動層下部の流動化ガス室または流動層の中に設置された分散装置と、分散装置に流動化ガスを供給する流動化ガス供給流路と、流動層の固体粒子を排出する固体粒子排出手段と、固体粒子排出手段により排出される固体粒子の出口に設置されるホッパーと、ホッパーにガスを供給するホッパーへのガス供給流路と、流動層に高温の固体粒子を供給する固体粒子供給手段と、流動層に被処理物を供給する被処理物供給手段とを具備する流動槽にて、被処理物を高温の固体粒子で処理する方法であって、
    下記の条件（Ｉ）および（II）を満足する、被処理物の処理方法。
    （Ｉ）流動槽に入る直前の流動化ガス供給流路の圧力と、ホッパーの圧力とを同じにすることによって、一定の排出速度で流動層の固体粒子を排出する。
    （II）前記排出速度と同じ供給速度で流動層に高温の固体粒子を供給する。
11. 固体粒子排出手段および固体粒子供給手段として同じ一軸スクリューを用い、かつ同じ回転数で運転する、請求項１０に記載の被処理物の処理方法。
12. ホッパーへのガス供給流路が、流動化ガス供給流路から分岐した流路である、請求項１０または１１に記載の被処理物の処理方法。
13. 流動槽が、さらに、ホッパー内の固体粒子を排出する固体粒子排出流路と、固体粒子排出流路の途中に設けられた弁とを具備する、請求項１０〜１２のいずれかに記載の被処理物の処理方法。
14. 前記弁を開いている間は前記ホッパーにガスを供給し、前記弁が閉じている間は前記ホッパーへのガスの供給を停止する、請求項１３に記載の被処理物の処理方法。

Images