JP2011094138A

JP2011094138A - 炭素化装置

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Publication number: JP2011094138A
Application number: JP2010233031A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ito; 護伊藤; Akiyuki Kaneko; 昭幸金子; Emi Takeuchi; 恵美竹内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-05-12
Also published as: KR20120091163A; US20120325642A1; CN102575170A; WO2011040644A1; US20140079598A1

Abstract

【課題】乾留ガスが装置外に漏出してこれが爆発する可能性を排除することのできる炭素化装置を提供する。
【解決手段】処理物を加熱して熱分解する加熱室２１〜２４と、加熱室２１〜２４と外部との間に設けられ、加熱室２１〜２４と外部との間を実質的に遮蔽した状態で、処理物を外部から加熱室２１〜２４に搬入するための予備室１１，１２と、処理物を熱分解した後の処理が行われる複数の冷却室３１〜３３と、直列に並ぶ各予備室１１，１２と加熱室２１〜２４と各冷却室３１〜３３をそれぞれ閉塞する遮断扉５と、遮断扉５を開閉して処理物を搬送する搬送手段と、各予備室１１，１２と加熱室２１〜２４と各冷却室３１〜３３から排出されるガスを取り出す排気管３とを備え、処理物を予備室１１，１２、加熱室２１〜２４、冷却室３１〜３３を順次通過させる中で、炭素化する炭素化装置において、予備室１１，１２は非加熱の状態に維持されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、廃タイヤ、木材、その他廃棄物等の有機系の処理物を乾留して油、ガス、炭素化物等に再生する炭素化装置の改良に関する。

例えばゴム、プラスチック等の有機系の処理物を加熱分解した際に発生する乾留ガスは、冷却器を通して油分が分離されるが、この冷却器にて液化されない低沸点成分を含む余剰ガスが生じ、この余剰ガスは臭気を持ち、そのままでは大気に放出できない。このため、従来の炭素化装置は、余剰ガスを消臭消煙装置（燃焼炉）で燃焼させて無害化するとともに、脱臭することが行われる。

従来、この種の炭素化装置として、遮断扉を介して閉塞される複数の処理室が直列に並んで設けられ、各処理室にて搬入工程、予熱工程、熱分解（乾留）工程、冷却工程、搬出工程等が順に行われるものである（特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたシステムは、複数の加熱室の前段に、第一及び第ニの予備室を設け、第一加熱室に隣接する第二予備室では、ヒータによりコンテナ内の処理物が所定温度条件で予備加熱されていて、第一加熱室に入る前の処理物を予備加熱して、第一加熱室での加熱効率の向上が図られている。
特開２００８−２９１０７６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された炭素化装置にあっては、第二予備室で予備加熱されているため、処理物の種類によっては、該処理物から乾留ガスが発生する恐れがあり、仮に乾留ガスが発生して、これが第一予備室を通り装置外に排出されると、爆発するリスクすら存在するものであり、非常に好ましくないものである。即ち、安全面から、多少の加熱効率の低下を招くとしても、少なくとも爆発するリスクが、完全に排除されるシステムである必要があるものである。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、乾留ガスが装置外に漏出してこれが爆発する可能性を排除することのできる炭素化装置を提供することを目的とする。

本発明は、処理物を加熱して熱分解する加熱室と、該加熱室と外部との間に設けられ、該加熱室と外部との間を実質的に遮蔽した状態で、前記処理物を外部から前記加熱室に搬入するための予備室と、処理物を熱分解した後の処理が行われる複数の冷却室と、直列に並ぶ各予備室と加熱室と各冷却室をそれぞれ閉塞する遮断扉と、遮断扉を開閉して処理物を搬送する搬送手段と、各予備室と加熱室と各冷却室から排出されるガスを取り出す排気管とを備え、処理物を前記予備室、加熱室、冷却室を順次通過させる中で、炭素化する炭素化装置において、前記予備室は非加熱の状態に維持されていることを特徴としている。

また、前記搬送手段は、搬送手段として処理物が入れられるコンテナと、該コンテナを搬送するコンベアとを備えることを特徴としている。

また、前記コンテナは、上面が開口し、底部と四方を囲む側壁部とからなる箱体と、前記底部に対して傾斜を設けて配置され、前記処理物が載置される処理物載置部を有することを特徴としている。

また、前記側壁部の一組の面の一方面に、前記処理物載置部へ前記処理物を投入する投入孔が設けられ、前記側壁部の一組の面の他方面に通気孔が設けられていることを特徴としている。

また、前記通気孔と前記処理物載置部との間に、投入された前記処理物の前記通気孔からの落下を防止する段差が設けられていることを特徴としている。

本発明によると、処理物が予備室を通過する際において、予備室は非加熱の状態に維持されているので、該予備室の通過に伴い、処理物がここで加熱されることはない。この結果、予備室において該処理物から乾留ガスが発生する恐れは完全に排除され、従って、予備室で処理物を予熱することにより例え僅かでも想定されていた乾留ガスの発生は、完全に排除されることになる。このようにして、例え、予備室が装置外と流通する状態となったとしても、予備室で乾留ガスは発生しないのであるから、この乾留ガスが装置外に漏れ出る事も無く、従って、乾留ガスが爆発する危険は、完全に排除されることとなり、安全性が極めて高いレベルで担保されることになる。

また、本発明によると、処理物が入れられるコンテナの内部に設けられた処理物載置部が、処理物中の有機物を熱分解（乾留）して炭素化するための加熱処理の熱分解効率を向上することになる。

本発明の実施の形態を示す炭素化装置のシステム図。同じく図１の一部を拡大したシステム図。同じく図１の一部を拡大したシステム図。同じく図１の一部を拡大したシステム図。同じく油分回収器の断面図。同じく安全器の断面図。本発明の炭素化装置で用いられるコンテナの斜視断面図。本発明の炭素化装置で用いられる別のコンテナの斜視断面図。

以下、本発明を廃棄される有機物を熱分解して炭素化する炭素化装置に適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜４に示すように、本実施例の炭素化装置は、炭素化工程の流れ方向に沿って第一、第二予備室１１、１２、第一〜第四加熱室（炭素化室）２１〜２４、第一〜第三冷却室３１〜３３が直列に並んで設けられる。

図１に矢印で示すように、第一予備室１１に投入された処理物（被炭素化物）が第二予備室１２を経て、各処理室２１〜２４、３１〜３３に順に搬送され、後述するように各処理室２１〜２４、３１〜３３にて処理物中の有機物を炭素化するための処理が順に行われ、第三冷却室３３から炭素化物が取り出される。

なお、予備室１１，１２及び各処理室２１〜２４、３１〜３３の設置数はこれに限らず、要求される処理能力等に応じて増減しても良い。例えば、４つの第一〜第四加熱室２１〜２４に限らず、３つ以下、または５つ以上の加熱室を設けても良い。

炭素化装置は、搬送手段として処理物が入れられるコンテナ１００と、このコンテナ１００を搬送するコンベアを備える。このコンベアは各処理室１１、１２、２１〜２４、３１〜３３の内外に渡って延び、コンテナ１００を矢印で示す流れ方向（略水平方向）に搬送するようになっている。

炭素化装置は、各予備室１１，１２と各処理室２１〜２４、３１〜３３を開閉する手段として、１０枚の遮断扉５を備える。各遮断扉５は図示しない駆動機構を介して昇降し、所定の開位置に引き上げられると各予備室１１，１２と各処理室２１〜２４、３１〜３３の出入口を開き、コンベアを介して搬送されるコンテナ１００が通過できるようにする一方、所定の閉位置に引き下げられ各予備室１１，１２と各処理室２１〜２４、３１〜３３をそれぞれ密閉するようになっている。

各予備室１１，１２と各処理室２１〜２４、３１〜３３には窒素ガスを注入する窒素ガス注入管２と、室内のガスを排出する排気管３を備える。窒素ガス注入管２を介して窒素ガスが注入されるとともに、室内のガスが排気管３を介して強制的に排出する窒素置換によって低酸素濃度雰囲気を形成するようになっている。

第一〜第四加熱室２１〜２４は炭素化工程の流れ方向について中央部に並んで設けられる。第一〜第四加熱室２１〜２４では図示しないヒータによりコンテナ１００内の処理物が所定温度条件（例えば３６０℃〜４５０℃程度）で加熱され、処理物を低酸素濃度雰囲気にて燃焼させることなく熱分解（乾留）して炭素化する。第一〜第四加熱室２１〜２４ではこの熱分解によって処理物から高熱量の乾留ガスが発生し、窒素置換により第一〜第四加熱室２１〜２４から排気管３へと排出されるガスにおける可燃成分の濃度は高いものとなる。

こうして第一〜第四加熱室２１〜２４では処理物を熱分解する炭素化処理が行われる。一方、本実施例においては、予備室１１，１２は非加熱の状態が維持されているので、各予備室１１，１２では処理物の熱分解は行われず、この結果、処理物から乾留ガスも発生しない状態となる。

第二予備室１２は第一加熱室２１と第一加熱室２１との間に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第二予備室１２から第一加熱室２１に搬入される。この第二予備室１２では窒素置換が行われる。

第二予備室１２では非加熱状態に維持されているので、処理物から乾留ガスは全く発生しない状態が維持されるが、遮断扉５の開閉時に隣接する第一加熱室２１内の乾留ガスが流入し、窒素置換により第二予備室１２から排気管３へと排出されるガスにおける可燃成分の濃度はある程度高いものとなる。

第一予備室１１は炭素化工程の流れ方向について最前部に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第一予備室１１に搬入され、窒素置換が行われる。

第一予備室１１は第二予備室１２の手前に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第一予備室１１から第二予備室１２に搬入される。この第一予備室１１では処理物の熱分解が行われないため処理物から乾留ガスは発生せず、遮断扉５の開閉時に隣接する第二予備室１２内に残留する少量の乾留ガスが流入するが、窒素置換により第一予備室１１から排気管３へと排出されるガスにおけるガス中の可燃成分の濃度は低いものとなる。

第一〜第四加熱室２１〜２４の後方には熱分解した後の処理が行われる冷却室として第一〜第三冷却室３１〜３３が設けられる。

第一冷却室３１は第四加熱室２４の後方に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第四加熱室２４から第一冷却室３１に搬入される。この第一冷却室３１では処理物の一段目の冷却が行われ、余熱により処理物から乾留ガスが発生するとともに、遮断扉５の開閉時に隣接する第四加熱室２４の乾留ガスが流入し、第一冷却室３１から排気管３へと排出されるガスにおける可燃成分の濃度はある程度高いものとなる。

第二冷却室３２は第一冷却室３１の後方に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第一冷却室３１から第二冷却室３２に搬入される。この第二冷却室３２では処理物の二段目の冷却が行われ、余熱により処理物から乾留ガスはほとんど発生せず、遮断扉５の開閉時に隣接する第一冷却室３１内に残留する少量の乾留ガスが流入するが、窒素置換により第二冷却室３２から排気管３へと排出されるガスにおける可燃成分の濃度は低いものとなる。

第三冷却室３３は第二冷却室３２の後方に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第二冷却室３２から第三冷却室３３に搬入される。この第三冷却室３３では処理物の三段目の冷却が行われ、余熱により処理物から乾留ガスはほとんど発生せず、遮断扉５の開閉時に隣接する第二冷却室３２内に残留するごく少量の乾留ガスが流入するが、窒素置換により第三冷却室３３から排気管３へと排出されるガスにおける可燃成分の濃度は低いものとなる。

第三冷却室３３は炭素化工程の流れ方向について最後部に配置され、遮断扉５を開閉してコンテナ１００が第三冷却室３３から外部へと搬出される。

第一〜第四加熱室２１〜２４では処理物の熱分解時に、処理物から高熱量の乾留ガスが発生し、この乾留ガスは炭化水素系の可燃成分を大量に含んでおり、排気管３を介して冷却器６にて冷却されることによりこの可燃成分が液化して可燃性の油が回収されるが、冷却器６を通過した余剰ガスには低沸点で液化しなかった可燃成分が含まれ、この余剰ガスは例えば千〜１万ｋｃａｌ／ｍ^３程度の熱量を持つ。

第二予備室１２では非加熱状態に維持されているので、処理物から乾留ガスは全く発生しないが、遮断扉５の開閉時に隣接する第一加熱室２１内の乾留ガスが流入しており、第二予備室１２から排出されるガスは排気管３を介して冷却器６にて冷却されることによりこの可燃成分が液化して可燃性の油が回収され、冷却器６を通過した余剰ガスには低沸点で液化しなかった可燃成分がある程度含まれる。

第一冷却室３１では処理物の冷却時に、余熱により乾留ガスが発生するとともに、遮断扉５の開閉時に隣接する第四加熱室２４の乾留ガスが流入しており、第一冷却室３１から排出されるガスは排気管３を介して冷却器６にて冷却されることによりこの可燃成分が液化して可燃性の油が回収され、冷却器６を通過した余剰ガスには低沸点で液化しなかった可燃成分がある程度含まれる。

各処理室１１、３２、３３から排出されるガスを処理する設備として、ガスの逆流を止める安全器８と、ガスを燃焼させる第一消臭消煙装置５１とを備える。

各処理室１２、２１〜２４、３１から排出されるガスを処理する設備として、ガスを冷却して油分を分離する冷却器６と、余剰ガスに含有される油分を回収する油分回収器７と、ガスの逆流を止める安全器８、９と、ガスを燃焼させる第二消臭消煙装置６１とを備える。

本実施の形態では、２基の第二消臭消煙装置６１と１基の第一消臭消煙装置５１が設けられているが、これに限らず、これらの設置数は要求される処理能力等に応じて増減しても良い。

第一予備室１１と第二冷却室３２と第三冷却室３３から排出される可燃成分の少ないガスは第一排気通路５０を通って第一消臭消煙装置５１に導入され、第一消臭消煙装置５１の高温雰囲気にて消臭消煙され、第一消臭消煙装置５１の排熱筒５５から外部に排出される。

第一予備室１１、第二冷却室３２、第三冷却室３３から延びる各排気管３は一つの安全器８に接続され、この安全器８を通過したガスが第一排気通路５０を通って第一消臭消煙装置５１に導かれる。すなわち、第一予備室１１、第二冷却室３２、第三冷却室３３のガスが第一消臭消煙装置５１へと導かれる経路には冷却器と油分回収器が設けられていない。

安全器８は後述する安全器９（図６参照）と同様の構造を持ち、これに溜められた水によって第一消臭消煙装置５１からのバックファイヤを止める働きをする。安全器８には後述する一次油タンク４１、各二次油タンク４２、各遠心分離機９７、清浄油タンク４３、屋内タンク４７、オーバーフロー受けタンク４４からのガスも導入される。

第一排気通路５０には吸引ファン５６が介装され、この吸引ファン５６を介してガスが第一消臭消煙装置５１に送り込まれる。

第一消臭消煙装置５１は、ガスを滞留させる燃焼炉５４と、この燃焼炉５４内に臨む燃焼炉内温度保持用のバーナ５３と、燃焼炉５４内で燃焼したガスを外部に排出する排熱筒５５とを備える。

燃焼炉内温度保持用のバーナ５３は、燃焼炉５４内の出口寄りに設けられ、これに供給される燃料を燃焼炉５４内で燃焼し、燃焼炉５４内を所定温度（例えば８００℃程度）に保つようになっている。

第一消臭消煙装置５１は、その燃焼炉５４を所要のガス滞留時間が得られる容量とし、ガス（乾留ガス＋窒素）が燃焼炉５４内の高温雰囲気を通過することにより、ガスの消臭処理が効率良く行われる。

第二予備室１２、第一〜第四加熱室２１〜２４、第一冷却室３１から排出される可燃成分の多いガスは第二排気通路６０を通って第二消臭消煙装置６１に導入され、第二消臭消煙装置６１で燃焼後、高温雰囲気にて消臭消煙され、第二消臭消煙装置６１の排熱筒６５から外部に排出される。

一方、第二予備室１２、第一〜第四加熱室２１〜２４、第一冷却室３１からのガスをそれぞれ排出する排気管３には冷却器６と油分回収器７と安全器９がそれぞれ直列に介装される。

第二予備室１２、第一〜第四加熱室２１〜２４、第一冷却室３１から排気管３を通して排出される乾留ガスは各冷却器６にて冷却され、乾留ガスに含まれる油分が液化する。

冷却器６は、冷却水が流れる冷却水配管群と、乾留ガスが通過するガス管のまわりを冷却水が循環する熱交換部とを備え、乾留ガスをこれらによって冷却して乾留ガスから液化した油や硫黄分等のスラッジを回収する。

各冷却器６にて液化した油が配管１５を通して一次油タンク４１に送られ、この一次油タンク４１の油が配管１６と各送油ポンプ２６を介して３基の二次油タンク（油タンク）４２に送られ、各二次油タンク４２の油が各配管１７と各送油ポンプ２７を介して清浄油タンク４３に送られて貯留される。

一次油タンク４１、各二次油タンク４２、４３からオーバーフローした油を貯留するオーバーフロー受けタンク４４が設けられる。一次油タンク４１からオーバーフローした油が配管３５を通してオーバーフロー受けタンク４４に送られ、二次油タンク４２からオーバーフローした油が配管３６を通してオーバーフロー受けタンク４４に送られ、清浄油タンク４３からオーバーフローした油が配管１９を通してオーバーフロー受けタンク４４に送られる。オーバーフロー受けタンク４４の油が配管３７と送油ポンプ３８を介して一次油タンク４１に戻される。

地下タンク４６、屋内タンク４７には例えばＡ重油等の燃料油がそれぞれ貯留される。屋内タンク４７からオーバーフローした油が配管４９を通して地下タンク４６に送られる。地下タンク４６の油が送油ポンプ４８を介して屋内タンク４７に戻される。

屋内タンク４７の油と清浄油タンク（燃料用タンク）４３の油は、燃料供給通路１８を通して第二消臭消煙装置６１の各燃焼炉バーナ６２、６３と、第一消臭消煙装置５１の燃焼炉バーナ５３に送られる。屋内タンク４７は切換弁５８を介して燃料供給通路１８に接続され、清浄油タンク（燃料用タンク）４３は切換弁５９を介して燃料供給通路１８に接続される。

乾留開始時（清浄油タンク４３に清浄油が貯留されていない状態）および乾留中に清浄油タンク４３の清浄油が不足した際には、切換弁５９を閉じるとともに切換弁５８を開いて屋内タンク４７から重油を燃料供給通路１８を通して燃焼炉バーナ５３、６２、６３に供給する。清浄油タンク４３に清浄油が十分に貯留さると、切換弁５９を開くとともに切換弁５８を閉じて清浄油タンク４３から清浄油を燃料供給通路１８を通して燃焼炉バーナ５３、６２、６３に供給する。

各安全器９、安全器８から取り出される廃水を貯留する廃水タンク４５が設けられる。廃水タンク４５には各安全器９からの廃水が配管６７を介して導かれるとともに、安全器８からの廃水が配管６８を介して導かれる。

燃焼炉バーナ５３、６２、６３は水混合燃焼方式のものであり、清浄油タンク４３または屋内タンク４７から燃料供給通路１８を通って流量調整弁５７を介して供給される油と、廃水タンク４５から廃水供給通路６９を通って流量調整弁２０を介して供給される廃水を混合して燃焼させる。燃焼炉バーナ５３、６２、６３に供給される燃料油と水の量は適正な混合比となるように流量調整弁５７と流量調整弁２０の開度によって調整する。

冷却器６を通過した余剰ガスは油分回収器７に送られ、余剰ガスに含まれる油とスラッジが回収される。油分回収器７にて回収された油とスラッジは配管１０を通して一次油タンク４１に送られる。

油分回収器７は後述するように油分吸着液を溜め、この油分吸着液内に余剰ガスを通し、余剰ガス中に含まれる油が油分吸着液に触れることによって液化して回収される。油分回収器７にて油分吸着液上に出た余剰ガスが配管８を通して安全器９へと送られる。

図５に示すように、油分回収器７は油分吸着液を溜める油分吸着液槽７５を備え、油分吸着液面上の空開が２枚の隔壁７９によって３つのガス室７６〜７８に仕切られ、各ガス室７６〜７８の下方の油分吸着液内に余剰ガスを流出する３本のガス流入管７１〜７３を備える。

なお、ガス室７６〜７８、ガス流入管７１〜７３の本数は、これに限らず、要求される処理能力等に応じて任意に設定される。

冷却器６を通過した余剰ガスはガス流入管７１を通って油分吸着液槽７５の油分吸着液内に流出し、油分吸着液面上のガス室７６に出た余剰ガスはガス流入管７２を通って油分吸着液槽７５の油分吸着液内に流出し、油分吸着液面上のガス室７７に出た余剰ガスはガス流入管７３を通って油分吸着液槽７５の油分吸着液内に流出し、油分吸着液面上のガス室７８に出た余剰ガスはガス流出管８５を通って流出する。ガス流出管８５を通って油分回収器７を出た余剰ガスは余剰ガス導入管８５を通って安全器９に導かれる。

油分吸着液槽７５には各ガス流入管７１〜７３から流出した後に浮上する余剰ガスの気泡を通過させて細かい気泡に分割する気泡分割手段８０としてガス通過板８１が設けられる。各ガス流入管７１〜７３から大きな気泡となって流出する余剰ガスは油分吸着液中を浮上する過程でガス通過板８１を通過することにより細かい気泡となり、余剰ガスに含まれる油分が油分吸着液に接触し、液化して油分吸着液に混ざることが促される。

ガス通過板８１は多数の小穴が所定の間隔で開口している。なお、気泡分割手段８０はガス通過板８１に限らず、例えばメッシュ材等を用いても良い。

３枚のガス通過板８１が上下方向に並んで設けられ、各ガス通過板８１に各ガス流入管７１〜７３の下端部が挿通される。なお、ガス通過板８１の枚数はこれに限らず、要求される処理能力等に応じて任意に設定される。

各ガス流入管７２、７３のガス室７７に対する開口端上部に切り欠き状のガス取り入れ口８２が形成され、このガス取り入れ口８２に対峙するオイルミスト衝突板８３が固定される。これにより、ガス室７７のガスはオイルミスト衝突板８３を超えてガス取り入れ口８２から中継管８８へと流入する。油分吸着液槽７５の油分吸着液が泡だってガス室７７にオイルミストが発生するような場合、このオイルミストがオイルミスト衝突板８３に当たって液化することが促される。

ガス流出管８５のガス室７７に対する開口端に対峙する円盤状のオイルミスト衝突板８６が設けられる。これにより、ガス室７７のガスはオイルミスト衝突板８６を迂回してガス流出管８５へと流入する。油分吸着液槽７５の油分吸着液が泡だってガス室７７にオイルミストが発生するような場合、このオイルミストがオイルミスト衝突板８６に当たって液化することが促される。

油分吸着液槽７５はその下部に出口８７が開口し、この出口８７を開閉するバルブ８９が設けられる。油分吸着液槽７５は出口８７に向けて傾斜する底部８８を有し、油分吸着液中に含まれるスラッジが重力により底部８８を介して出口８７に集まり、バルブ８９が開かれるとスラッジが油分吸着液と共に配管１０を通して一次油タンク４１に送られる。

油分吸着液槽７５には油分吸着液として屋内タンク４７からＡ重油が配管９１を通して送油ポンプ９２を介して供給される。油分吸着液槽７５には油分吸着液の液面レベルを検出する液面計（図示せず）が設けられる。検出される液面レベルが所定値より低い場合にバルブ９０を開いて、屋内タンク４７からＡ重油が油分吸着液槽７５に供給される。

油分吸着液としてＡ重油が用いられるが、Ａ重油は余剰ガスの気泡を包む液体として適度な粘度が得られ、これより粘度の低い軽油等に比べて油分の回収率を高められることが実験により確認された。

油分吸着液はＡ重油に限らず、他の燃料油または水を用いることが考えられる。しかし、油分吸着液として水を用いる場合、水に浮かぶ油分を回収するのに油水分離器等が必要となる。

油分吸着液槽７５からオーバーフローする油分吸着液は排出管９５から流出し、配管１５を通して一次油タンク４１に送られる。

油分回収器７を通過した余剰ガスは安全器９を経て第二消臭消煙装置６１に送られ、第二消臭消煙装置６１にて燃焼する。

安全器９内には水が溜められ、この水によって第二消臭消煙装置６１から配管５０を通って逆流するガスの流れを遮断する。安全器９の水は余剰ガスの通過に伴って汚濁するため、定期的に配管６７を通して廃水タンク４５へ排出する。

図６に示すように、安全器９は水を溜める水槽９３と、水槽９３内の水中に臨む余剰ガス導入管９４とを備える。余剰ガス導入管９４を通して導かれる余剰ガスは気泡となって水槽９３内の水中に流出し、水上に出た余剰ガスが配管５０を通して第二消臭消煙装置６１へと送られる。第二消臭消煙装置６１から配管５０を通って安全器９へと逆流するガスの流れは安全器９内に溜められた水によって止められる。第二消臭消煙装置６１から火炎が配管５０を通って伝播する火炎は安全器９に溜められた水によって遮断される。

安全器９の水槽９３には配管６８を介して供給される水が溜められる。水槽９３からオーバーフローする排水は配管６７を通して廃水タンク４５に流出する。安全器９のメンテナンス時にバルブ３９を開いて水が抜き取られる。

冷却器６、油分回収器７を流れる乾留ガスからスラッジが析出されるが、このスラッジは液化した油と共に配管１５を通して一次油タンク４１に送られ、一次油タンク４１から配管１６を通して二次油タンク４２に溜められる。

二次油タンク４２にはこれに溜められる油を循環させる油循環回路９６が設けられ、油循環回路９６の途中に油に含まれるスラッジ等を分離除去する遠心分離機９７が設けられる。油循環回路９６は二次油タンク４２と遠心分離機９７を連通する複数の配管によって構成される。二次油タンク４２内の油が一方の配管を通して遠心分離機９７のポンプに吸い込まれ、遠心分離機９７から流出する油が他方の配管を通して二次油タンク４２に流下する。遠心分離機９７は遠心力によってこれを循環する油からスラッジを分離する。こうしてスラッジが分離されるスラッジ分離除去工程が終了した後に、送油ポンプ２７が駆動され、二次油タンク４２の油が配管１７を通して清浄油タンク４３に送られて貯留される。

清浄油タンク４３の油を循環ポンプ９８を介して循環させる清浄油循環回路９９が設けられる。清浄油循環回路９９の吸込口は清浄油タンク４３の下部に接続される。循環ポンプ９８を駆動して清浄油タンク４３の油が清浄油循環回路９９を循環することにより、清浄油タンク４３の油に含まれるタール状物質が沈殿しないように撹拌される。これにより、清浄油タンク４３から燃料供給通路１８を通して各燃焼炉バーナ６２、６３、５３に送られる油にタール状物質が均一に混ざり、各燃焼炉バーナ６２、６３、５３にて油と共に燃焼する。

第二排気通路６０には吸引ファン６６が介装され、この吸引ファン６６を介してガスが第二消臭消煙装置６１に送り込まれる。

第二消臭消煙装置６１は、ガスを滞留させる燃焼炉６４と、この燃焼炉６４内に臨む可燃ガス点火用の小容量バーナ６２と、燃焼炉内温度保持用の大容量バーナ６３と、燃焼炉６４内で燃焼したガスを外部に排出する排熱筒６５とを備える。

可燃ガス点火用の小容量バーナ６２は、燃焼炉６４内の入口寄りに設けられ、これに供給される燃料を燃焼炉６４内で燃焼し、燃焼炉６４内に流入するガス中に含まれる可燃成分に着火するようになっている。

燃焼炉内温度保持用の大容量バーナ６３は、燃焼炉６４内の出口寄りに設けられ、これに供給される燃料を燃焼炉６４内で燃焼し、燃焼炉６４内を所定温度（例えば８００℃程度）以上に保つようになっている。

第二消臭消煙装置６１は、ガス（乾留ガス＋窒素）の可燃成分を燃焼させて無害化するとともにガスの消臭をするものであり、ガスの可燃成分が燃焼するのに伴って燃焼炉６４内の温度が許容値（例えば千数百℃）を超えて高くならないように燃焼炉６４の容量を確保する。そして、燃焼炉６４は異常燃焼を防止するとともに、爆発を防止するようになっている。

次に、本発明の炭素化装置で用いられるコンテナ１００について説明する。図７は、コンテナ１００の斜視断面図となっている。

コンテナ１００は、上面１０３が開口し、底部１０４と四方を囲む側壁部１０５とからなる箱体１０２と、底部１０４に対して傾斜を設けて配置され、処理物が載置される複数の処理物載置部１１０を有している。

また、側壁部１０５の一組の面の一方面１０６に、処理物載置部１１０へ処理物を投入する投入孔１１２が複数設けられ、側壁部１０５の一組の面の他方面１０７に通気孔１１４が複数設けられている。

また、通気孔１１４と処理物載置部１１０の処理物が載置される側の面との間には、投入された処理物が通気孔１１４から落下することを防止する段差１１６が各々の処理物載置部１１０ごとに設けられている。

なお、処理物載置部１１０の傾斜は、投入孔１１２の側から通気孔１１４の側に向かって下るように設けられている。また、処理物載置部１１０は、処理物の大きさや用途等に合わせて間隔を任意に設定できるようしても良いし、その取り付けも、はめ込み式や一体型等、種々の構成とすることが可能である。さらには、処理物載置部１１０は、熱伝導性の高い材質を利用したり、処理物載置部１１０にヒータ等を設置したり等、本願発明の目的を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。

一般に、処理物載置部１１０を有しないコンテナでは、該コンテナ内に投入された処理物が山状に盛り上げられてしまい、伝熱面積が小さい、即ち、ヒータからの熱を伝える低酸素濃度雰囲気（窒素雰囲気）と処理物との接触面積が小さくなるため、熱が投入された処理物の内部までうまく伝わらない状態となっていた。このため、このような処理物載置部１１０を有しないコンテナでは、コンテナに投入する処理物を少なくしたり、または、手作業で処理物をならしたりすること等が必要であった。

しかしながら、上記にて説明した構成を有するコンテナ１００においては、処理物を投入孔１１２から投入するだけで、処理物が処理物載置部１１０の傾斜に従い略均一にならされるため、処理物に対して効率的にヒータの熱が伝えられることとなる。

また、投入孔１１２が設けられた側壁部１０５の一組の面の一方面１０６に向かい合う、側壁部１０５の一組の面の他方面１０７に設けられた通気孔１１４により、低酸素濃度雰囲気（窒素雰囲気）が投入孔１１２と通気孔１１４との間を通過することが可能となっているので、処理物が効率よく加熱される。

さらに、通気孔１１４の側に設けられた段差１１６は、処理物の投入時に通気孔１１４から落下することを防止するだけでなく、加熱により熱分解されて流動化した処理物がコンテナ１００から流出して、コンテナ１００を搬送するコンベア等の装置の駆動部やその他の本発明の炭素化装置の各部に漏れ出ることも防止することが可能である。

次に、本発明の炭素化装置で用いられる別のコンテナ２００について説明する。図８は、別のコンテナ２００の斜視断面図となっている。

別のコンテナ２００は、上面２０３が開口し、底部２０４と四方を囲む側壁部２０５とからなる箱体２０２と、底部２０４に対して傾斜を設けて配置され、処理物が載置される複数の処理物載置部２１０を有している。

なお、処理物載置部２１０の傾斜は、底部２０４に対して垂直以外の角度を持って設けられている。また、処理物載置部２１０は、処理物の大きさや用途等に合わせて間隔を任意に設定できるようしても良いし、その取り付けも、はめ込み式や一体型等、種々の構成とすることが可能である。さらには、処理物載置部２１０は、熱伝導性の高い材質を利用したり、処理物載置部２１０にヒータ等を設置したり等、本願発明の目的を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。

このような構成を有する別のコンテナ２００においては、処理物を上面２０３から投入するだけで、処理物が処理物載置部２１０の傾斜に従い略均一にならされるため、処理物に対して効率的にヒータの熱が伝えられることとなる。

以上のように構成されて、次に作用及び効果について説明する。

遮断扉５を介して密閉された第一〜第四加熱室２１〜２４にて有機物を無酸素状態で間接加熱することによって、有機物を乾留化して炭素化物が作られると共に、油分を含む乾留ガスが排気管３を通して取り出される。

第一〜第四加熱室２１〜２４から取り出される高温の乾留ガスは冷却器６にて冷却され、乾留ガス中の油分が液化して回収される。

冷却器６から取り出される余剰ガスはここで液化されなかった油分を含むが、この油分が油分回収器７に溜められた油分吸着液に触れることによって液化し、この液化した油が油分吸着液に取り込まれて回収される。

油分回収器７にて油分が十分に除去された余剰ガスが安全器９に送られることにより、安全器９に溜められた水に油分が液化して浮かぶことを抑えられ、廃水タンク４５を介して水混合燃焼方式の各燃焼炉バーナ６２、６３、５３に供給される水が不足することを防止できる。

一方、安全器９を経て取り出される余剰ガスは第二消臭消煙装置６１に送られるが、安全器９を通過した余剰ガスに含まれる油分が低減されることにより、第二消臭消煙装置６１の入口に設けられるガス吸引ファンにて余剰ガスに含まれる油分が液化して外部に垂れ落ちることを防止できる。

こうして第二予備室１２と第一〜第四加熱室２１〜２４と第一冷却室３１から排出される可燃成分の多いガスは第二排気通路６０を通って第二消臭消煙装置６１に導入され、第二消臭消煙装置６１にて燃焼するとともに、第二消臭消煙装置６１の高温雰囲気にて消臭消煙され、第二消臭消煙装置６１の排熱筒６５から外部に排出される。

本実施形態では、処理物を熱分解する加熱室に安全に渡すための搬送処理が行われる複数の予備室（第一、第二予備室１１、１２）と、処理物を加熱して熱分解する加熱室（第一〜第四加熱室２１〜２４）と、処理物を熱分解した後の処理が行われる複数の冷却室（第一〜第三冷却室３１〜３３）と、直列に並ぶ各予備室（第一、第二予備室１１、１２）と加熱室（第一〜第四加熱室２１〜２４）と各冷却室（第一〜第三冷却室３１〜３３）をそれぞれ閉塞する遮断扉５と、遮断扉５を開閉して処理物を搬送する搬送手段と、各予備室（第一、第二予備室１１、１２）と加熱室（第一〜第四加熱室２１〜２４）と各冷却室（第一〜第三冷却室３１〜３３）から排出されるガスを取り出す排気管３とを備え、処理物を前記予備室、加熱室、冷却室を順次通過させる中で、炭素化する炭素化装置において、前記予備室を非加熱の状態に維持しているので、処理物が予備室を通過する際において、予備室は非加熱の状態に維持されているので、該予備室の通過に伴い、処理物がここで加熱されることはない。

この結果、予備室において該処理物から乾留ガスが発生する恐れは完全に排除され、従って、予備室で処理物を予熱することにより例え僅かでも想定されていた乾留ガスの発生は、完全に排除されることになる。このようにして、例え、予備室が装置外と流通する状態となったとしても、予備室で乾留ガスは発生しないのであるから、この乾留ガスが装置外に漏れ出る事も無く、従って、乾留ガスが爆発する危険は、完全に排除されることとなり、安全性が極めて高いレベルで担保されることになる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、本願発明の目的を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。

３・・・排気管、５・・・遮断扉、６・・・冷却器、７・・・油分回収器、８、９・・・安全器、１１・・・第一予備室（予備室）、１２・・・第二予備室（予備室）、２１・・・第一加熱室（加熱室）、２２・・・第二加熱室（加熱室）、２３・・・第三加熱室（加熱室）、２４・・・第四加熱室（加熱室）、３１・・・第一冷却室（冷却室）、３２・・・第二冷却室（冷却室）、３３・・・第三冷却室（冷却室）、４２・・・二次油タンク（油タンク）、４３・・・清浄油タンク、４５・・・廃水タンク、５０・・・第一排気通路、５１・・・第一消臭消煙装置、５３・・・燃焼炉バーナ、６０・・・第二排気通路、６１・・・第二消臭消煙装置（消臭消煙装置）、６２、６３・・・燃焼炉バーナ、７１〜７３・・・ガス流入管、７６〜７８・・・ガス室、８０・・・気泡分割手段、１００・・・コンテナ、１０２・・箱体、１０３・・・上面、１０４・・・底部、１０５・・・側壁部、１０６・・・側壁部の一組の面の一方面、１０７・・・側壁部の一組の面の他方面、１１０・・・処理物載置部、１１２・・・投入孔、１１４・・・通気孔、１１６・・・段差、２００・・・別のコンテナ、２０２・・・箱体、２０３・・・上面、２０４・・・底部、２０５・・・側壁部、２１０・・・処理物載置部

Claims

処理物を加熱して熱分解する加熱室と、該加熱室と外部との間に設けられ、該加熱室と外部との間を実質的に遮蔽した状態で、前記処理物を外部から前記加熱室に搬入するための予備室と、処理物を熱分解した後の処理が行われる複数の冷却室と、直列に並ぶ各予備室と加熱室と各冷却室をそれぞれ閉塞する遮断扉と、遮断扉を開閉して処理物を搬送する搬送手段と、各予備室と加熱室と各冷却室から排出されるガスを取り出す排気管とを備え、処理物を前記予備室、加熱室、冷却室を順次通過させる中で、炭素化する炭素化装置において、前記予備室を非加熱の状態に維持することを特徴とする炭素化装置。
前記搬送手段は、搬送手段として処理物が入れられるコンテナと、該コンテナを搬送するコンベアとを備えることを特徴とする請求項１に記載の炭素化装置。
前記コンテナは、上面が開口し、底部と四方を囲む側壁部とからなる箱体と、前記底部に対して傾斜を設けて配置され、前記処理物が載置される処理物載置部を有することを特徴とする請求項２に記載の炭素化装置。
前記側壁部の一組の面の一方面に、前記処理物載置部へ前記処理物を投入する投入孔が設けられ、前記側壁部の一組の面の他方面に通気孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の炭素化装置。
前記通気孔と前記処理物載置部との間に、投入された前記処理物の前記通気孔からの落下を防止する段差が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の炭素化装置。