JP2012224829A - Pyrolysis system, and method for producing pyrolytic oil - Google Patents

Pyrolysis system, and method for producing pyrolytic oil Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pyrolysis system which can be set up in a small space, and can efficiently dispose of waste and separate an organic component and water with small amount of energy.SOLUTION: This pyrolysis system for producing oil through pyrolyzing carbonaceous raw materials M is composed of: a fast drying apparatus A1 for drying the material M as the pyrolytic component to a predetermined moisture content; a pyrolytic furnace B1 for pyrolyzing the fast-dried pyrolytic component; a separating column B2 for heat-treating again the crude hydrocarbon gas generated by pyrolysis in the presence of super-heated steam, and separating the gas into a gaseous component and a liquid component; a super-heated steam generating apparatus B3 for sending the super-heated steam to the separating column B2; and a purifying apparatus C for purifying the separated liquid component, wherein the separating column B2 has a piping for sending the separated gas to the fast drying apparatus A1, and the fast drying apparatus A1 is connected with a gas cleaning apparatus E for cleaning the gas after drying the pyrolytic component and then for discharging the gas out of the system via a piping.

Description

本発明は、水熱分解システムに関する。より詳しく述べると熱分解装置からの排熱を利用して効率よく熱分解可能な熱分解システムに関する。
本発明は、特に目的とするオイルをFT合成を用いずに効率的に純度よく製造可能な熱分解システム及び熱分解オイルの製造方法に関する。
The present invention relates to a hydrothermal decomposition system. More specifically, the present invention relates to a thermal decomposition system capable of efficiently performing thermal decomposition using exhaust heat from a thermal decomposition apparatus.
The present invention particularly relates to a pyrolysis system and a method for producing pyrolysis oil, which can produce a target oil efficiently and with high purity without using FT synthesis.

産業廃棄物又は一般廃棄物に含まれる使用済みの廃プラスチックは、容積が大きく、自然分解しないため、ごみ処分場での場所を確保する上で問題となっている。ごみ処理場では、通常、大部分が埋め立てや焼却により処理されている。しかし、その一部は、サーマルリサイクルの観点から粉砕し、該粉砕物を熱分解し、分解ガスを接触改質し、燃料として有用な油(灯油、ガソリン等)を製造することにより再利用されている。  Used waste plastic contained in industrial waste or general waste has a large volume and does not decompose naturally, which is a problem in securing a place in a waste disposal site. In the landfill, most of them are usually disposed of by landfill or incineration. However, some of them are pulverized from the viewpoint of thermal recycling, the pulverized product is pyrolyzed, the cracked gas is catalytically reformed, and reused by producing oils (kerosene, gasoline, etc.) useful as fuel. ing.

廃プラスチックの油化処理技術は、最近の十数年間にかなり進展し、様々な油化装置の開発もなされている。例えば、年間数万トンまで処理可能な大型油化装置から年間数百トン程度処理可能な小型油化装置まで処理量に応じた各種の油化装置が開発されている(特許文献1及び特許文献2)
また、高品位の燃料油を回収する目的で、これまでに触媒を利用した接触分解操作や複雑な蒸留操作を有する油化装置も開発されている(特許文献3)。しかし、そのような油化装置では、廃プラスチック類に紙、布、金属、熱硬化性樹脂、塩素系樹脂などの異物が混入している場合にはトラブルが生じ易くプラントがうまく稼働せず、また、一般に触媒として用いられているゼオライト、金属触媒等は寿命が短いため、油化装置を安定して稼動できない等の問題があった。
Waste plastic oil processing technology has made considerable progress in recent decades, and various types of oil converting equipment have been developed. For example, various oil refiners according to the processing amount have been developed from large oil refiners capable of processing up to several tens of thousands of tons per year to small oil refiners capable of treating several hundred tons per year (Patent Document 1 and Patent Documents). 2)
In addition, for the purpose of recovering high-grade fuel oil, an oil making apparatus having a catalytic cracking operation using a catalyst and a complicated distillation operation has been developed (Patent Document 3). However, in such an oiling device, if foreign substances such as paper, cloth, metal, thermosetting resin, and chlorinated resin are mixed in waste plastics, trouble is likely to occur and the plant does not operate properly. In addition, zeolites, metal catalysts and the like that are generally used as a catalyst have a short life, and thus there is a problem that the oil converting apparatus cannot be operated stably.

そのため、特許文献4では、油化対象物を実用スケールで処理し、該油化対象物から高純度の燃料油を安全かつ安定して回収できる油化装置として、油化対象物を含む原料を密閉された熱分解釜内で加熱し、該熱分解釜内で分解生成された燃料油を主成分とする気体を冷却することにより燃料油を回収するための油化装置であって、前記熱分解釜が供給された前記原料を混練するための原料混練手段と、底部に堆積した残渣物を前記熱分解釜から排出するための残渣物排出手段とを有することを特徴とする油化装置が開示されている。  Therefore, in patent document 4, the raw material containing an oilification object is processed as an oilification apparatus which processes an oilification object on a practical scale, and can collect high-purity fuel oil from this oily object safely and stably. An oil making apparatus for recovering fuel oil by heating in a sealed pyrolysis kettle and cooling a gas mainly composed of fuel oil decomposed and generated in the pyrolysis kettle, An oiling apparatus comprising: a raw material kneading means for kneading the raw material supplied to the cracking kettle; and a residue discharging means for discharging the residue deposited on the bottom from the thermal cracking kettle. It is disclosed.

特開平9−13045号公報  JP-A-9-13045 特開平10−86153号公報  JP-A-10-86153 特開平11−61146号公報  Japanese Patent Laid-Open No. 11-61146 特開2004−035851号公報  JP 2004-035851 A

しかしながら、これらの特許文献に記載の熱分解システムは、生ゴミ、廃プラスチック等の混合系の廃棄物から効率よく目的とするオイル成分を製造することができなかった。  However, the thermal decomposition systems described in these patent documents cannot efficiently produce the target oil component from mixed waste such as garbage and waste plastic.

さらに、これらの特許文献に記載の熱分解システムは、処理物である廃棄物を効率よく乾燥することができなかった。  Furthermore, the thermal decomposition system described in these patent documents cannot efficiently dry the waste that is the treated product.

したがって、本発明の課題は、生ゴミ、廃プラスチック等の混合系の廃棄物を効率よく乾燥し、そして効率よく高い終了で目的とするオイル成分を製造できる熱分解システムを提供することである。  Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermal decomposition system capable of efficiently drying mixed waste such as garbage and waste plastic and producing the desired oil component with high efficiency.

本発明の別の課題は、生ゴミを含む廃棄物から熱分解により目的とするオイルを高い純度で収率よく製造するオイルの製造方法を提供することである。  Another subject of this invention is providing the manufacturing method of the oil which manufactures the target oil with high yield with sufficient yield from the waste containing a garbage by thermal decomposition.

上記課題を解決する本発明は、次の各項目に関する。
(1) 炭素質原料を熱分解によりオイルを製造する熱分解システムであって、
前記炭素原料を熱分解成分として所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥装置と、
急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解炉と、
熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離塔と、
前記分離塔に過熱水蒸気を送る過熱水蒸気発生装置と、
分離した液体成分を精製する精製装置とから構成され、
前記分離塔は、分離した気体を前記熱分解炉を介してあるいは介さず前記急速乾燥装置に送る配管を有しており、
前記急速乾燥装置は、前記熱分解成分を乾燥した後の気体を浄化して系外に放出するためのガス浄化装置と配管を介して接続されていることを特徴とする熱分解システム。
The present invention for solving the above problems relates to the following items.
(1) A pyrolysis system for producing oil by pyrolysis of a carbonaceous raw material,
A rapid drying apparatus for drying the carbon raw material as a thermal decomposition component to a predetermined moisture content;
A pyrolysis furnace for pyrolyzing the rapidly dried pyrolysis component;
A separation tower that heat-treats the crude hydrocarbon gas generated by pyrolysis again in the presence of superheated steam and separates it into a gas component and a liquid component;
A superheated steam generator for sending superheated steam to the separation tower;
A purification device for purifying the separated liquid component,
The separation tower has a pipe for sending the separated gas to the rapid drying apparatus via the pyrolysis furnace or not,
The rapid drying apparatus is connected to a gas purification apparatus for purifying the gas after drying the pyrolysis component and releasing it to the outside of the system through a pipe.

(2) 前記精製装置は、前記分離塔からの液体を熱時加圧して流速を増加させる復合調整装置と、
前記復合調整装置からのオイル成分からタール分を除去する復合分離装置と、
タール分を除去したオイル分を再度熱処理する再加熱装置と、
前記復合分離装置からのオイルの純度を上げるための前記再加熱装置との間でガスを循環させる復合調整タンクと、
前記オイルの純度を最終調整するコントロールタンクと、
前記再過熱装置からのオイル/水混合物から水分を除去するためのセパレータと、
精製したオイルを保存するオイルタンクと、
から構成される1に記載の熱分解システム。
(2) The refining device includes a recombination adjusting device that pressurizes the liquid from the separation tower when hot to increase the flow rate;
A decoupling separator for removing tar from the oil component from the decoupling adjustment apparatus;
A reheating device that heat-treats again the oil component from which tar has been removed,
A decoupling adjustment tank for circulating gas between the reheating device for increasing the purity of the oil from the decoupling separation device;
A control tank for final adjustment of the purity of the oil;
A separator for removing moisture from the oil / water mixture from the reheater;
An oil tank for storing the refined oil;
2. The pyrolysis system according to 1, comprising

(3) 前記熱分解システムは、前記急速乾燥機の前段に更に 炭素質原料を所定のサイズに粉砕する粉砕装置と、粉砕した炭素質原料の水分含有量を所定レベルに脱水する脱水装置と、脱水した炭素質原料を熱分解成分と非熱分解成分に選別する選別装置と、の少なくとも1つを備えていることを特徴とする1または2に記載の熱分解システム。(3) The thermal decomposition system further includes a pulverizer for pulverizing the carbonaceous raw material to a predetermined size before the quick dryer, a dehydrator for dehydrating the water content of the pulverized carbonaceous raw material to a predetermined level, 3. The thermal decomposition system according to 1 or 2, further comprising at least one of a sorting device that sorts the dehydrated carbonaceous raw material into a thermal decomposition component and a non-thermal decomposition component.

(4) 前記炭素質原料が、一般廃棄物、生ゴミ、木材、藻類、汚泥、食品由来残渣、廃プラスチックおよびこれらの混合物よりなる群より選択されたものであることを特徴とする1から3のいずれか1項に記載の熱分解システム。(4) The carbonaceous raw material is selected from the group consisting of general waste, garbage, wood, algae, sludge, food-derived residue, waste plastic, and a mixture thereof. The thermal decomposition system of any one of these.

(5) 炭素質原料を熱分解によりオイルを製造するオイルの製造方法であって、
熱分解成分としての炭素質原料を所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥工程と、
急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解工程と、
熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離工程、
分離した液体成分を精製する精製工程とを含み、
前記分離工程により分離した気体を前記急速乾燥工程に使用した後、前記熱分解成分を乾燥した後の気体をガス浄化装置により浄化することを特徴とするオイルの製造方法。
(5) An oil production method for producing oil by pyrolyzing a carbonaceous raw material,
A rapid drying step of drying the carbonaceous raw material as a pyrolysis component to a predetermined moisture content;
A pyrolysis process for pyrolyzing the rapidly dried pyrolysis component;
A separation step in which the crude hydrocarbon gas generated by pyrolysis is heat-treated again in the presence of superheated steam, and separated into a gas component and a liquid component;
A purification step for purifying the separated liquid component,
A method for producing oil, wherein after the gas separated in the separation step is used in the rapid drying step, the gas after drying the pyrolysis component is purified by a gas purification device.

(6) 前記精製工程は、分離工程により分離した液体成分を熱時加圧して流速を増加させた後にタール分を除去し、タール分を除去したオイル成分を再度加熱して循環しながら不純物を除去することを含むことを特徴とするに記載のオイルの製造方法。(6) In the purification step, the liquid component separated in the separation step is hot-pressed to increase the flow rate, and then the tar content is removed, and the oil component from which the tar content has been removed is heated again and circulated while circulating the impurities. The method for producing oil according to claim 1, comprising removing the oil.

(7) 前記急速乾燥工程に先立って、炭素質原料を所定のサイズに粉砕する粉砕工程と、粉砕した炭素質原料の水分含有量を所定レベルに脱水する脱水工程と、脱水した炭素質原料を熱分解成分と非熱分解成分に選別する選別工程と、を行うことを特徴とする5または6に記載のオイルの製造方法。(7) Prior to the rapid drying step, a pulverization step of pulverizing the carbonaceous raw material to a predetermined size, a dehydration step of dehydrating the water content of the pulverized carbonaceous raw material to a predetermined level, and a dehydrated carbonaceous raw material The method for producing oil according to 5 or 6, wherein a screening step of selecting a pyrolytic component and a non-pyrolytic component is performed.

(8) 前記炭素質原料が、一般廃棄物、生ゴミ、木材、藻類、汚泥、食品由来残渣、廃プラスチックおよびこれらの混合物よりなる群より選択されたものであることを特徴とする5から7のいずれか1項に記載のオイルの製造方法。(8) The carbonaceous raw material is selected from the group consisting of general waste, garbage, wood, algae, sludge, food-derived residue, waste plastic, and a mixture thereof. The method for producing an oil according to any one of the above.

(9) 熱分解用の粉砕された炭素質原料を急速乾燥するための急速乾燥装置であって、粉砕された炭素質原料を導入する導入口と、乾燥した廃棄物を熱分解装置側に排出する排出口と、熱分解装置からの排ガスを熱源として導入する熱源導入口と、使用後の熱源を排出する排出口とを備えた容器から構成されることを特徴とする熱分解用の急速乾燥機。(9) A rapid drying device for rapidly drying the pulverized carbonaceous raw material for thermal decomposition, and an inlet for introducing the pulverized carbonaceous raw material, and discharging the dried waste to the thermal decomposition device side Rapid drying for thermal decomposition, characterized by comprising a container having a discharge port for discharging, a heat source introduction port for introducing exhaust gas from the thermal decomposition apparatus as a heat source, and a discharge port for discharging the heat source after use Machine.

本発明の熱分解システムは、炭素質原料を熱分解によりオイルを製造する熱分解システムであって、前記炭素原料を廃棄物を熱分解成分として所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥装置と、急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解炉と、熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離塔と、前記分離塔に過熱水蒸気を送る過熱水蒸気発生装置と、分離した液体成分を精製する精製装置とから構成されおり、前記分離塔は、分離した気体を前記急速乾燥装置に送る配管を有しており、前記急速乾燥装置は、前記熱分解成分を乾燥した後の気体を浄化して系外に放出するためのガス浄化装置と配管を介して接続されていることを特徴とする。  The pyrolysis system of the present invention is a pyrolysis system for producing oil by pyrolyzing a carbonaceous raw material, and a rapid drying apparatus for drying the carbon raw material to a predetermined moisture content using waste as a pyrolysis component; A pyrolysis furnace for pyrolyzing the rapidly dried pyrolysis component, a separation tower for heat-treating the crude hydrocarbon gas generated by the pyrolysis again in the presence of superheated steam, and separating it into a gas component and a liquid component; It is composed of a superheated steam generator for sending superheated steam to the separation tower and a purification device for purifying the separated liquid component, and the separation tower has a pipe for sending the separated gas to the rapid drying device, The rapid drying apparatus is connected to a gas purification apparatus for purifying the gas after drying the pyrolyzed component and releasing it to the outside of the system through a pipe.

そのため、炭素質原料を熱分解により発生した熱により乾燥するのでエネルギ消費量を削減できるとともに、FT合成等のエネルギを多量に使用することなしに高純度で目的とするオイルを製造することができる。  Therefore, the carbonaceous raw material is dried by the heat generated by pyrolysis, so that the energy consumption can be reduced and the target oil can be produced with high purity without using a large amount of energy such as FT synthesis. .

同様にして、本発明のオイルの製造方法は、炭素質原料を熱分解によりオイルを製造するオイルの製造方法であって、熱分解成分としての炭素質原料を所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥工程と、急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解工程と、熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離工程、分離した液体成分を精製する精製工程とを含み、前記分離工程により分離した気体を前記急速乾燥工程に使用した後、前記熱分解成分を乾燥した後の気体をガス浄化装置により浄化することを特徴とするので、炭素質原料を熱分解により発生した熱により乾燥するのでエネルギ消費量を削減できるとともに、FT合成等のエネルギを多量に使用することなしに高純度で目的とするオイルを製造することができる。  Similarly, the oil production method of the present invention is an oil production method for producing oil by pyrolyzing a carbonaceous raw material, and rapidly drying the carbonaceous raw material as a pyrolysis component to a predetermined moisture content. Separation in which a drying process, a pyrolysis process in which pyrolyzed components rapidly dried are pyrolyzed, and a crude hydrocarbon gas generated by the pyrolysis is heat-treated again in the presence of superheated steam to separate into a gas component and a liquid component And a purification step for purifying the separated liquid component, and after using the gas separated in the separation step for the rapid drying step, purify the gas after drying the pyrolysis component by a gas purification device Because the carbonaceous raw material is dried by the heat generated by pyrolysis, energy consumption can be reduced and high without using a large amount of energy such as FT synthesis. It is possible to produce an oil of interest in degrees.

(a)、(b)は本発明の熱分解システムの構成を示す図面。  (A), (b) is drawing which shows the structure of the thermal decomposition system of this invention. (a)から(d)は本発明の熱分解システムにおける前処理を示す図面。  (A)-(d) is drawing which shows the pre-processing in the thermal decomposition system of this invention. 本発明の熱分解システムにおける急速乾燥機の構成を示す図面。  The drawing which shows the structure of the quick dryer in the thermal decomposition system of this invention. 本発明の熱分解システムにおける主要部の構成を示す図面。  The drawing which shows the structure of the principal part in the thermal decomposition system of this invention. 本発明の熱分解システムにおける他の実施形態の主要部を示す図面。  The figure which shows the principal part of other embodiment in the thermal decomposition system of this invention. 本発明の熱分解システムにおけるオイルの精製を示す図面。  The drawing which shows refinement | purification of the oil in the thermal decomposition system of this invention. 本発明におけるオイル製造方法を示すフローチャート。  The flowchart which shows the oil manufacturing method in this invention.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1(a)に示す通り、本発明の熱分解システムは、炭素質原料Mを急速乾燥する急速乾燥機A1と、急速乾燥した炭素質原料を熱分解する熱分解炉B1と熱分解により発生した気体をオイル成分と非オイル成分に分離するための分離塔B2と、熱分解炉B1にキャリヤガスとして過熱水蒸気を送るとともに分離塔B2に分離ガスとして過熱水蒸気を送る過熱水蒸気発生装置B3と過熱水蒸気と分離塔B2により分離されたオイル成分を精製する精製装置Cとから主として構成されておいる。  As shown in FIG. 1 (a), the pyrolysis system of the present invention is generated by pyrolysis with a rapid dryer A1 for rapidly drying the carbonaceous raw material M, a pyrolysis furnace B1 for pyrolyzing the rapidly dried carbonaceous raw material. And a superheated steam generator B3 that sends superheated steam as a carrier gas to the pyrolysis furnace B1 and superheated steam as a separation gas to the separation tower B2 It is mainly comprised from the refiner | purifier C which refine | purifies the oil component isolate | separated by water vapor | steam and the separation tower B2.

そして、本発明の熱分解装置は、更に分離塔B2からの熱時気体を急速乾燥機A1に熱媒として送り炭素質原料を乾燥した後にガス浄化装置Eにより浄化して大気へ放出する構成を有している。
また、図1(b)に示す通り、熱分解炉B1で発生した熱を直接熱源として急速乾燥機A1へ送る構成としてもよい。
The thermal decomposition apparatus of the present invention further has a configuration in which the hot gas from the separation tower B2 is sent to the quick dryer A1 as a heating medium, dried to dry the carbonaceous raw material, and then purified by the gas purification apparatus E and released to the atmosphere. Have.
Moreover, as shown in FIG.1 (b), it is good also as a structure which sends the heat which generate | occur | produced in pyrolysis furnace B1 to quick dryer A1 as a direct heat source.

なお、本発明において、符号Aを付した部材は、前処理に関する部材を意味し、符号Bを付した部材は、原料をオイル化するための部材を意味し、そして符号Cを付した部材は、粗製オイルを精製するための部材を意味する。  In addition, in this invention, the member which attached | subjected the code | symbol A means the member regarding pre-processing, the member which attached | subjected the code | symbol B means the member for oil-izing a raw material, and the member which attached | subjected the code | symbol C is Means a member for refining crude oil.

このような構成を有する本発明の熱分解システムは、種々の炭素質原料を適用可能であるが、炭素質原料の由来に応じて本発明では適切な前処理を行う。例えば図2(a)に示す前処理装置は、急速乾燥機A1の前段に粗粉砕装置A2、脱水機A3、粉砕機A4、選別機A5を備えており、例えば生ゴミ、不燃物(セラミック、ガラス、金属等)、紙、木材、プラスチック類等が混合した混合型の廃棄物を処理するのに適している。  Although various carbonaceous raw materials can be applied to the thermal decomposition system of the present invention having such a configuration, appropriate pretreatment is performed in the present invention according to the origin of the carbonaceous raw materials. For example, the pretreatment device shown in FIG. 2 (a) includes a coarse pulverizer A2, a dehydrator A3, a pulverizer A4, and a sorter A5 in front of the quick dryer A1, for example, garbage, incombustibles (ceramic, Glass, metal, etc.), paper, wood, plastics, etc. are suitable for treating mixed waste.

すなわち、例えば混合型廃棄物を予め所定のサイズに粗粉砕装置A2で粗粉砕した後、脱水機A3により所定の水分含有量まで予め脱水し、粉砕機A4により目的とするサイズ(例えば、15mm以下、好ましくは10mm以下)に粉砕した後に選別機A5により不燃物などの熱分解に適用しない物質を除去し、そして本発明の急速乾燥機A1により目的とする水分含有量まで乾燥する。  That is, for example, the mixed waste is coarsely pulverized to a predetermined size by the coarse pulverizer A2, and then dehydrated to a predetermined water content by the dehydrator A3, and the desired size (for example, 15 mm or less) is obtained by the pulverizer A4. (Preferably 10 mm or less), the material not applied to the thermal decomposition such as incombustibles is removed by the sorter A5, and dried to the desired moisture content by the rapid dryer A1 of the present invention.

これらの前処理装置A2からA5は、当該技術分野に周知のものから適宜選択できる。そして、これらの前処理装置A2からA5に加えて本発明の急速乾燥機A1で処理された原料は、所定のサイズおよび所定の水分含有量を含む炭素質原料となる。  These pretreatment devices A2 to A5 can be appropriately selected from those known in the art. And the raw material processed with the quick dryer A1 of this invention in addition to these pre-processing apparatus A2 to A5 turns into a carbonaceous raw material containing predetermined | prescribed size and predetermined | prescribed moisture content.

図2(b)に示す前処理装置は、例えば分別された都市ゴミ(図2(a)で説明した混合型廃棄物から不燃物を除外したもの)であり、選別機A5を省略している。  The pretreatment device shown in FIG. 2B is, for example, sorted municipal waste (excluding non-combustible materials from the mixed waste described in FIG. 2A), and omits the sorter A5. .

図2(c)に示す前処理装置は、図2(b)で示す前処理装置から更に粗粉砕装置を省略したものであり、例えば食品加工残渣などの前処理に適用するものであり、そして図2(d)に示す前処理装置は、汚泥、藻類を多量に含む水、オカラ、焼酎粕等の炭素質原料と水分とから構成された原料であり、固液分離後に直接急速乾燥することにより本発明の炭素質原料とするための装置である。  The pretreatment device shown in FIG. 2 (c) is obtained by further omitting the coarse pulverization device from the pretreatment device shown in FIG. 2 (b), and is applied to pretreatment of, for example, food processing residues, and The pretreatment device shown in FIG. 2 (d) is a raw material composed of carbonaceous raw materials such as sludge, algae-containing water, okara, shochu, and moisture, and is directly dried immediately after solid-liquid separation. Therefore, the carbonaceous raw material of the present invention is an apparatus.

このように炭素質原料の由来に応じて適切な前処理を行うことにより各種由来から本発明の熱分解システムによりオイルを製造することが可能である。したがって、本発明は、これらの原料からオイルを製造する製造システムと言い換えることができる。  Thus, it is possible to manufacture oil from various origins by the pyrolysis system of the present invention by performing an appropriate pretreatment according to the origin of the carbonaceous raw material. Therefore, the present invention can be rephrased as a production system for producing oil from these raw materials.

また、本発明の急速乾燥機A1は、図3に示す通り、前処理(A2からA5)した原料を投入する原料投入口2と、所定の水分量まで乾燥した原料を排出する原料排出口3と、熱媒である熱分解側からの熱を導入する熱媒導入口4と原料を乾燥した後の気体を排出する排出口5を有する乾燥機本体1から構成されている。  In addition, as shown in FIG. 3, the quick dryer A1 of the present invention has a raw material inlet 2 for introducing the pretreated (A2 to A5) raw material and a raw material outlet 3 for discharging the raw material dried to a predetermined moisture content. And a dryer main body 1 having a heat medium introduction port 4 for introducing heat from the thermal decomposition side, which is a heat medium, and a discharge port 5 for discharging gas after drying the raw material.

乾燥機本体1は、投入する原料、熱媒の温度などに応じて適宜選択されるが一般には鋼製である。原料投入口2は、乾燥機本体内1の温度をできる限り低減しないように二重構造を有していることが好ましい。  The dryer body 1 is appropriately selected depending on the raw material to be charged, the temperature of the heating medium, etc., but is generally made of steel. The raw material inlet 2 preferably has a double structure so as not to reduce the temperature in the dryer main body 1 as much as possible.

原料排出口3も原料投入口2と同様に乾燥機本体内1の温度をできる限り低減しないように二重構造を有していることが好ましく、そして所定の水分含有量まで水分調整された炭素質原料は、図示しない原料搬送機構(例えばコンベア)により熱分解炉B1の原料投入口へと搬送される。  It is preferable that the raw material discharge port 3 has a double structure so as not to reduce the temperature in the dryer main body 1 as much as possible, and the carbon whose water content is adjusted to a predetermined water content. The raw material is conveyed to a raw material charging port of the pyrolysis furnace B1 by a raw material conveyance mechanism (for example, a conveyor) (not shown).

熱媒入口4は、熱分解側(以下の実施形態では分離塔B2)からの高熱の気体を導入する導入口であり、気体排出口5は、原料の急速乾燥後の気体を乾燥機本体1から排出するための排出口である。気体排出口5は、図1に示すガス浄化装置Eと気密に配管で接続されており、ガス浄化装置Eにより排出基準をクリアした状態でシステムから大気へと排出される。  The heat medium inlet 4 is an inlet for introducing high-temperature gas from the pyrolysis side (separation tower B2 in the following embodiment), and the gas outlet 5 is used to supply the gas after rapid drying of the raw material to the dryer main body 1. It is a discharge port for discharging from. The gas discharge port 5 is connected to the gas purification device E shown in FIG. 1 by airtight piping, and is discharged from the system to the atmosphere in a state where the emission standard is cleared by the gas purification device E.

このようなガス浄化装置Eは、当該技術分野に周知な装置であり、一般にはスクラバ、好ましくはイオン交換スクラバである。  Such a gas purification device E is a device well known in the art, and is generally a scrubber, preferably an ion exchange scrubber.

次に、図4に基づいて前処理した炭素質原料を油化する機構について説明する(熱分解ソーン)。この熱分解ゾーンは、炭素質原料を高温熱分解炉B1により熱分解し、熱分解により発生した気体を分離塔B2により粗製ケロシングレードオイルに転化するゾーンである。  Next, a mechanism for converting the pretreated carbonaceous raw material into oil will be described based on FIG. 4 (pyrolysis thorn). This pyrolysis zone is a zone in which a carbonaceous raw material is pyrolyzed by a high-temperature pyrolysis furnace B1, and a gas generated by the pyrolysis is converted into crude kerosene grade oil by a separation tower B2.

熱分解炉B1は、当該技術分野に周知の熱分解炉から適宜選択されるが本発明では700℃以上、好ましくは900℃程度の温度で熱分解する熱分解炉、特に連続式熱分解炉が好ましい。  The pyrolysis furnace B1 is appropriately selected from pyrolysis furnaces well known in the art, but in the present invention, a pyrolysis furnace that performs pyrolysis at a temperature of 700 ° C. or higher, preferably about 900 ° C., particularly a continuous pyrolysis furnace, is used. preferable.

この熱分解炉B1と分離塔B2は、ともに過熱水蒸気発生装置B3から発生した高温(例えば600℃程度の)過熱水蒸気をキャリヤガスとして使用する。  Both the pyrolysis furnace B1 and the separation tower B2 use high-temperature (for example, about 600 ° C.) superheated steam generated from the superheated steam generator B3 as a carrier gas.

熱分解炉B1において高温熱付与された炭素質原料は熱分解して粗製オイルとなり、過熱水蒸気に同伴されて分離塔B2へと搬送される。  The carbonaceous raw material to which high-temperature heat is applied in the pyrolysis furnace B1 is pyrolyzed to become crude oil, which is accompanied by superheated steam and conveyed to the separation tower B2.

分離塔B2では粗製ガスを液体・気体・水分分離の3工程の分離処理により精製ケロシン級オイルを得て後段の精製装置Cで精製するとともに、分離されたガスを急速乾燥機A1に戻して熱の有効利用と収率の向上を図り、その後ガス浄化装置Eを介して大気に放出する。なお、熱分解炉B1は図示しないエアシリンダを備え、エアシリンダを介して熱分解により発生した残渣を炉外に排出する。  In the separation tower B2, purified kerosene grade oil is obtained from the crude gas by a three-step separation process of liquid / gas / water separation and purified by the subsequent purification apparatus C, and the separated gas is returned to the quick dryer A1 and heated. Is effectively used and the yield is improved, and then released to the atmosphere via the gas purification device E. The pyrolysis furnace B1 includes an air cylinder (not shown), and discharges residues generated by pyrolysis through the air cylinder.

なお、本発明の別の実施形態では、図5に示す通り分離塔B2からのガスを熱分解炉B1に戻してから急速乾燥機A1へ熱として利用することも可能である。また、このような熱分解炉からのガスは、本発明の熱分解システム以外の熱分解システムにも適用可能である。例えば、炭化用の熱分解炉からのガスを急速乾燥機に戻すことも本発明の範囲内である。  In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the gas from the separation tower B2 can be returned to the pyrolysis furnace B1 and used as heat for the quick dryer A1. Moreover, the gas from such a pyrolysis furnace is applicable also to pyrolysis systems other than the pyrolysis system of this invention. For example, it is within the scope of the present invention to return the gas from the pyrolysis furnace for carbonization to the quick dryer.

次に、図6に基づいて、分離塔からのガスを精製する機構について説明する。精製処理ゾーンは、分離塔B2で分離した液体を精製して最終生成物である精製油とするゾーンである。この精製は、例えば図6に示す通り、オイルの精製を多段階で実施し、非常に精製度の高い目的としたオイルを回収することが可能となる。  Next, a mechanism for purifying gas from the separation tower will be described with reference to FIG. The refining treatment zone is a zone for refining the liquid separated in the separation tower B2 to obtain a refined oil as a final product. In this purification, for example, as shown in FIG. 6, the oil can be purified in multiple stages, and the target oil having a very high degree of purification can be recovered.

図6に示す精製ゾーンは、復合調整装置C1、復合分離装置C2、再加熱処理装置C3、復合調整タンクC4、コントロールタンクC5、セパレータC6,C7およびオイルタンクDから構成される。  The refining zone shown in FIG. 6 includes a combination adjustment device C1, a combination separation device C2, a reheating treatment device C3, a combination adjustment tank C4, a control tank C5, separators C6 and C7, and an oil tank D.

復合調整装置C1(Condensation/Controller)は、分離塔B2からの液体を加圧・加熱により流速を増加させて急速ろ過を行って不純物を除去する機能を有している(第一段精製)。  The combination adjustment device C1 (Condensation / Controller) has a function of removing impurities by rapidly filtering the liquid from the separation tower B2 by increasing the flow rate by pressurization and heating (first-stage purification).

復合分離装置C2(Condensate Separator)は、復合調整装置C1からの油化成分から加熱下でタール分を除去する装置(第二段精製)機能を有している。復合分離装置C2は、タールを除去した油成分液体をコントロールタンクC5または復合調整タンクC4へバルブを切り替えて送るとともに(図示外)、気体分を再熱分解装置C3に送る機能を有している。  The decomposing / separating apparatus C2 (Condensate Separator) has an apparatus (second stage refining) function for removing tar components from the oiled component from the decomposing adjustment apparatus C1 under heating. The decomposing / separating device C2 has a function of sending the oil component liquid from which tar has been removed to the control tank C5 or the combining adjusting tank C4 by switching the valve (not shown) and sending the gas component to the rethermal decomposition device C3. .

再加熱処理装置C3は、タールを除去した油化成分を熱源として過熱水蒸気発生装置B3により再度熱処理して油化効率を上昇させるための装置(第三段精製)であり、再加熱処理装置C3と復合調整タンクC4との間で気体を循環させてオイル分の精製度を高める機能を有している。  The reheat treatment device C3 is a device (third stage refining) for increasing the oil production efficiency by heat-treating again with the superheated steam generator B3 using the oily component from which tar has been removed as a heat source, and the reheat treatment device C3 And the recovery adjustment tank C4 have a function of increasing the purity of oil by circulating gas.

復合調整タンク(Condensate Control tank)C4は、復合分離装置C2からのオイルを復合調整タンクとの間で循環することによりオイルの精製度を上昇するための装置(第四段精製)である。  The decoupling adjustment tank (Condensate Control tank) C4 is a device (fourth stage refining) for increasing the degree of oil purification by circulating oil from the decoupling separation device C2 to and from the decoupling adjustment tank.

コントロールタンク(control tankC5 純度を上げるための最終調整タンクであり、最終調整されたオイルは、オイルタンクDへ送られて保存される。  Control tank (control tank C5 is a final adjustment tank for increasing the purity, and the final adjusted oil is sent to the oil tank D and stored.

セパレータC6,C7は、再熱分解装置C3からのオイル/水混合物から水分を除去する装置である。セパレータC6で水分除去されたオイルはセパレータC7で更に水分除去してオイルタンクDへと輸送される。  Separator C6, C7 is an apparatus which removes a water | moisture content from the oil / water mixture from the rethermal decomposition apparatus C3. The oil whose moisture has been removed by the separator C6 is further removed by the separator C7 and transported to the oil tank D.

オイルタンクDは、最終調整されたオイルを保管するためのタンクである。このように、本発明の熱分解システムは、分離塔B2からのオイルを多段階精製することで高純度の目的とするオイルを連続的に製造することが可能である。しかも、FT合成のように高温高圧下で炭化水素オイルを合成しないので、構成する装置も安価でありエネルギ消費量も少ない。  The oil tank D is a tank for storing the final adjusted oil. Thus, the thermal decomposition system of the present invention can continuously produce high-purity target oil by refining the oil from the separation tower B2 in multiple stages. In addition, since hydrocarbon oil is not synthesized under high temperature and high pressure as in FT synthesis, the constituting apparatus is also inexpensive and consumes little energy.

次に、図7に基づいて、本発明の炭素質原料の熱分解によりオイルの製造方法について説明する。  Next, based on FIG. 7, the manufacturing method of oil is demonstrated by thermal decomposition of the carbonaceous raw material of this invention.

図7に示す通り、本発明のオイルの製造方法は、前処理した炭素質原料を急速乾燥により水分調整して所定の原料基準となる炭素質原料とする。この際の炭素質原料は、図2で説明した通り種々の原料から選択することが可能である。  As shown in FIG. 7, in the method for producing oil of the present invention, the pretreated carbonaceous raw material is adjusted to moisture by rapid drying to obtain a carbonaceous raw material serving as a predetermined raw material standard. The carbonaceous raw material in this case can be selected from various raw materials as described in FIG.

このようにして前処理された炭素質原料を所定条件下(例えば900℃程度、過熱水蒸気キャリヤ)で熱分解して粗製オイルとする。そして粗製オイルを過熱水蒸気により過熱して、水蒸気(不純物)からなるガス部分と粗製オイルからなる液体部分に分離する。この際の高温のガス部分を急速乾燥に用いる。そして、液体部分は再加熱によるタール部分の除去(不純物除去)、水蒸気蒸留による精製により精製オイルとする。  The carbonaceous raw material thus pretreated is pyrolyzed under a predetermined condition (for example, about 900 ° C., superheated steam carrier) to obtain a crude oil. Then, the crude oil is heated with superheated steam and separated into a gas portion made of water vapor (impurities) and a liquid portion made of crude oil. The hot gas portion at this time is used for rapid drying. And the liquid part is made into refined oil by removal of the tar part by reheating (impurity removal) and purification by steam distillation.

このように構成することにより各種炭素質原料から高い収率で目的とする精製オイルを連続して製造することが可能となる。  By comprising in this way, it becomes possible to manufacture continuously the refined target oil from various carbonaceous raw materials with a high yield.

A1 急速乾燥機
B1 熱分解炉
B2 分離塔
B3 過熱水蒸気発生装置
C 精製装置
D オイルタンク
E ガス浄化装置
1 乾燥機本体
2 原料投入口
3 原料排出口
4 熱媒入口
5 気体排出口
A1 Quick dryer B1 Pyrolysis furnace B2 Separation tower B3 Superheated steam generator C Refiner D Oil tank E Gas purifier 1 Dryer body 2 Raw material inlet 3 Raw material outlet 4 Heating medium inlet 5 Gas outlet

Claims (10)

  1. 炭素質原料を熱分解によりオイルを製造する熱分解システムであって、
    前記炭素原料を熱分解成分として所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥装置と、
    急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解炉と、
    熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離塔と、
    前記分離塔に過熱水蒸気を送る過熱水蒸気発生装置と、
    分離した液体成分を精製する精製装置とから構成され、
    前記分離塔は、分離した気体を前記熱分解炉を介してあるいは介さず前記急速乾燥装置に送る配管を有しており、
    前記急速乾燥装置は、前記熱分解成分を乾燥した後の気体を浄化して系外に放出するためのガス浄化装置と配管を介して接続されていることを特徴とする熱分解システム。
    A pyrolysis system for producing oil by pyrolysis of a carbonaceous raw material,
    A rapid drying apparatus for drying the carbon raw material as a thermal decomposition component to a predetermined moisture content;
    A pyrolysis furnace for pyrolyzing the rapidly dried pyrolysis component;
    A separation tower that heat-treats the crude hydrocarbon gas generated by pyrolysis again in the presence of superheated steam and separates it into a gas component and a liquid component;
    A superheated steam generator for sending superheated steam to the separation tower;
    A purification device for purifying the separated liquid component,
    The separation tower has a pipe for sending the separated gas to the rapid drying apparatus via the pyrolysis furnace or not,
    The rapid drying apparatus is connected to a gas purification apparatus for purifying the gas after drying the pyrolysis component and releasing it to the outside of the system through a pipe.
  2. 前記精製装置は、前記分離塔からの液体を熱時加圧して流速を増加させる復合調整装置と、
    前記復合調整装置からのオイル成分からタール分を除去する復合分離装置と、
    タール分を除去したオイル分を再度熱処理する再加熱装置と、
    前記復合分離装置からのオイルの純度を上げるための前記再加熱装置との間でガスを循環させる復合調整タンクと、
    前記オイルの純度を最終調整するコントロールタンクと、
    前記再過熱装置からのオイル/水混合物から水分を除去するためのセパレータと、
    精製したオイルを保存するオイルタンクと、
    から構成される請求項1に記載の熱分解システム。
    The refining device is a recombination adjusting device for increasing the flow rate by pressurizing the liquid from the separation tower while hot,
    A decoupling separator for removing tar from the oil component from the decoupling adjustment apparatus;
    A reheating device that heat-treats again the oil component from which tar has been removed,
    A decoupling adjustment tank for circulating gas between the reheating device for increasing the purity of the oil from the decoupling separation device;
    A control tank for final adjustment of the purity of the oil;
    A separator for removing moisture from the oil / water mixture from the reheater;
    An oil tank for storing the refined oil;
    The thermal decomposition system of Claim 1 comprised from these.
  3. 前記熱分解システムは、前記急速乾燥機の前段に更に
    炭素質原料を所定のサイズに粉砕する粉砕装置と、
    粉砕した炭素質原料の水分含有量を所定レベルに脱水する脱水装置と、
    脱水した炭素質原料を熱分解成分と非熱分解成分に選別する選別装置と、の少なくとも1つを備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱分解システム。
    The pyrolysis system further includes a pulverizer for pulverizing the carbonaceous raw material into a predetermined size before the quick dryer;
    A dehydrator for dehydrating the water content of the pulverized carbonaceous raw material to a predetermined level;
    The thermal decomposition system according to claim 1 or 2, further comprising at least one of a sorting device that sorts the dehydrated carbonaceous raw material into a thermal decomposition component and a non-thermal decomposition component.
  4. 前記炭素質原料が、一般廃棄物、生ゴミ、木材、藻類、汚泥、食品由来残渣、廃プラスチックおよびこれらの混合物よりなる群より選択されたものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱分解システム。  The carbonaceous raw material is selected from the group consisting of general waste, garbage, wood, algae, sludge, food-derived residue, waste plastic, and a mixture thereof. 4. The thermal decomposition system according to any one of 3 above.
  5. 炭素質原料を熱分解によりオイルを製造するオイルの製造方法であって、熱分解成分としての炭素質原料を所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥工程と、
    急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解工程と、
    熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離工程、
    分離した液体成分を精製する精製工程とを含み、
    前記分離工程により分離した気体を前記急速乾燥工程に使用した後、前記熱分解成分を乾燥した後の気体をガス浄化装置により浄化することを特徴とするオイルの製造方法。
    A method for producing oil in which an oil is produced by pyrolyzing a carbonaceous raw material, wherein a quick drying step of drying the carbonaceous raw material as a pyrolysis component to a predetermined moisture content;
    A pyrolysis process for pyrolyzing the rapidly dried pyrolysis component;
    A separation step in which the crude hydrocarbon gas generated by pyrolysis is heat-treated again in the presence of superheated steam, and separated into a gas component and a liquid component;
    A purification step for purifying the separated liquid component,
    A method for producing oil, wherein after the gas separated in the separation step is used in the rapid drying step, the gas after drying the pyrolysis component is purified by a gas purification device.
  6. 前記精製工程は、分離工程により分離した液体成分を熱時加圧して流速を増加させた後にタール分を除去し、
    タール分を除去したオイル成分を再度加熱して循環しながら不純物を除去することを含むことを特徴とする請求項5に記載のオイルの製造方法。
    In the purification step, the liquid component separated in the separation step is pressurized under heat to increase the flow rate, and then the tar content is removed.
    6. The method for producing oil according to claim 5, comprising removing the impurities while heating and circulating the oil component from which the tar content has been removed.
  7. 前記急速乾燥工程に先立って、炭素質原料を所定のサイズに粉砕する粉砕工程と、
    粉砕した炭素質原料の水分含有量を所定レベルに脱水する脱水工程と、
    脱水した炭素質原料を熱分解成分と非熱分解成分に選別する選別工程と、
    を行うことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のオイルの製造方法。
    Prior to the rapid drying step, a pulverization step of pulverizing the carbonaceous raw material to a predetermined size;
    A dehydration step of dehydrating the water content of the pulverized carbonaceous raw material to a predetermined level;
    A sorting process for sorting the dehydrated carbonaceous raw material into pyrolytic components and non-pyrolytic components;
    The method for producing oil according to claim 5 or 6, wherein:
  8. 前記炭素質原料が、一般廃棄物、生ゴミ、木材、藻類、汚泥、食品由来残渣、廃プラスチックおよびこれらの混合物よりなる群より選択されたものであることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のオイルの製造方法。  The carbonaceous raw material is selected from the group consisting of general waste, garbage, wood, algae, sludge, food-derived residue, waste plastic, and a mixture thereof. 8. The method for producing an oil according to any one of 7 above.
  9. 熱分解用の粉砕された炭素質原料を急速乾燥するための急速乾燥装置であって、粉砕された炭素質原料を導入する導入口と、乾燥した廃棄物を熱分解装置側に排出する排出口と、熱分解装置からの排ガスを熱源として導入する熱源導入口と、使用後の熱源を排出する排出口とを備えた容器から構成されることを特徴とする熱分解用の急速乾燥機。  A rapid drying device for rapidly drying the pulverized carbonaceous raw material for thermal decomposition, an inlet for introducing the pulverized carbonaceous raw material, and an outlet for discharging the dried waste to the thermal decomposition device side And a rapid drying machine for thermal decomposition, comprising a container having a heat source inlet for introducing exhaust gas from the thermal decomposition apparatus as a heat source and an outlet for discharging the heat source after use.
  10. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱分解システムから構成されたオイル製造装置。  The oil manufacturing apparatus comprised from the thermal decomposition system of any one of Claims 1-4.
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