JP2019107608A - 原料処理装置および原料処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回収対象の熱分解ガスを効率良く得る。【解決手段】原料処理装置１０は、第１熱分解部２０と、第２熱分解部２２と、を備える。第１熱分解部２０は、原料１００を第１温度で加熱し、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。第２熱分解部２２は、第１温度より高く且つ回収対象の第２ガス１０６の熱分解温度以上の第２温度で第１残渣１０４を加熱し、第１残渣１０４を第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。【選択図】図２

Description

本発明は、原料処理装置および原料処理方法に関する。

廃棄物などの原料を熱分解し、熱分解ガスを回収する装置が知られている。

例えば、特許文献１には、熱分解炉内を熱分解温度に加熱することで、該熱分解炉内に投入された有機物処理材料を熱分解ガスと残渣とに熱分解し、熱分解ガスを回収する装置が開示されている。特許文献２には、密閉室内の有機物含有廃棄物を熱分解温度で加熱することで熱分解し、密閉室内に形成した圧力勾配によって、発生した熱分解ガスを逆流させることなく密閉室から排出する装置が開示されている。

しかし、回収対象の熱分解ガスの熱分解温度の熱を原料に加えると、突沸などにより、熱分解によって発生した熱分解ガスと共に残渣が回収される場合があった。また、回収対象の熱分解ガスより低い熱分解温度の熱分解ガスが先に発生することで、該熱分解ガスの気化熱等によって、原料に回収対象の熱分解ガスを発生させるための熱分解温度が作用しない場合があった。また、熱による原料および分解ガスの炭化によって、管が閉塞する虞もあった。このため、従来では、原料から、回収対象の熱分解ガスを効率良く得ることは困難であった。

特開２００８−１７９７２６号公報 国際公開第２００８／０５３５７１号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回収対象の熱分解ガスを効率良く得ることができる、原料処理装置および原料処理方法を提供することを課題とする。

本発明の原料処理装置の一態様は、原料を第１温度で加熱し、前記原料を第１ガスと第１残渣とに熱分解する第１熱分解部と、前記第１温度より高く且つ回収対象の第２ガスの熱分解温度以上の第２温度で前記第１残渣を加熱し、前記第１残渣を前記第２ガスと第２残渣とに熱分解する第２熱分解部と、を備える。

前記第１熱分解部は、前記原料を供給される第１部材と、前記第１部材内に前記第１温度の熱を作用させる第１熱作用部と、を備えてもよい。

前記第１部材は、管状であってもよい。

前記第１部材は、少なくとも一部が屈曲した形状でもよい。

前記第２熱分解部は、前記第１部材に連結され、前記第１残渣を供給される第２部材と、前記第２部材内に前記第２温度の熱を作用させる第２熱作用部と、を有してもよい。

前記第１部材および前記第２部材は管状であり、前記第１部材の内径は、前記第２部材の内径より小さいことが好ましい。

本発明の原料処理装置は、一端部側から熱ガスが供給される熱ガス管を備えてもよい。前記第１部材および前記第２部材は、前記熱ガス管内に配置されている。前記第２部材は、前記熱ガス管内における前記第１部材より前記熱ガスの供給方向上流側に配置されている。前記第１熱作用部は、前記熱ガス管内の前記熱ガスによって前記第１部材内に前記第１温度の熱を作用させる。前記第２熱作用部は、前記熱ガス管内の前記熱ガスによって前記第２部材内に前記第２温度の熱を作用させる。

本発明の原料処理装置は、前記第２ガスの燃焼によって発生した前記熱ガスを、前記熱ガス管に供給する熱ガス供給部を備えてもよい。

本発明の原料処理装置は、前記第２熱分解部から前記第２ガスを回収する回収部を備えてもよい。

本発明の原料処理方法の一態様は、原料を第１温度で加熱し、前記原料を第１ガスと第１残渣とに熱分解する第１熱分解工程と、前記第１温度より高く且つ回収対象の第２ガスの熱分解温度以上の第２温度で前記第１残渣を加熱し、前記第１残渣を前記第２ガスと第２残渣とに熱分解する第２熱分解工程と、を含む。

本発明の一態様によれば、回収対象の第２ガスの熱分解時に用いる第２温度より低い第１温度で原料を熱分解することによって得られた第１残渣を、第２温度で熱分解することによって、回収対象の第２ガスを得る。このため、回収対象の熱分解ガスを効率良く得ることができる。

図１は、原料処理装置の一例を示す模式図である。 図２は、熱分解部を拡大した模式図である。 図３は、燃焼炉の断面図の一例である。 図４は、原料処理装置の一例を示す模式図である。 図５は、原料処理装置の一例を示す模式図である。 図６は、原料処理装置の一例を示す模式図である。 図７は、原料処理装置の一例を示す模式図である。 図８は、原料処理装置の一例を示す模式図である。

以下に添付図面を参照して、本実施の形態の原料処理装置および原料処理方法の一の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、同じ部材または同じ機能を示す部分には、同じ符号を付与し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、原料処理装置１０の一例を示す模式図である。原料処理装置１０は、原料１００を熱分解する装置である。

原料１００は、熱分解対象の材料である。原料１００は、有機物を含む。有機物は、例えば、プラスチック、アクリル等の有機化合物や、有機溶剤などであるが、これらに限定されない。なお、原料１００は、複数種類の有機物を含んでいてもよい。また、原料１００は、有機物に加えて、無機物を更に含んでいてもよい。また、原料１００は、さらに、水を含んでいてもよい。また、原料１００は、ポリ塩化ビニルや、塩素化合物などのハロゲン化物を含まないことが好ましい。

原料処理装置１０は、熱分解部１１と、熱ガス供給部１２と、原料供給部１３と、回収部１４と、を備える。

熱ガス供給部１２は、熱ガス３０を熱分解部１１へ供給する。原料供給部１３は、原料１００を熱分解部１１へ供給する。熱分解部１１は、熱ガス供給部１２から供給された熱ガス３０を用いて、原料供給部１３から供給された原料１００を熱分解する。回収部１４は、熱分解部１１による原料１００の熱分解によって発生した熱分解ガスを、回収する。以下、各部について詳細に説明する。

熱分解部１１は、原料１００を熱分解する。本実施の形態では、熱分解部１１は、原料１００を第１温度で加熱し、原料１００を第１ガスと第１残渣とに熱分解する。そして、熱分解部１１は、第１残渣を、第１温度より高い第２温度で加熱し、第１残渣を第２ガスと第２残渣とに熱分解する。これらの熱分解によって、熱分解部１１は、回収対象の第２ガスを得る。

本実施の形態では、熱分解部１１は、熱ガス管２８と、第１部材１６と、第２部材２４と、を備える。

熱ガス管２８は、管状の部材である。本実施の形態では、熱ガス管２８の長手方向が、鉛直方向と一致する場合を一例として説明する。なお、熱ガス管２８の長手方向は、鉛直方向に対して傾いていてもよい。

熱ガス管２８は、熱ガス３０を通すための管である。熱ガス３０は、所定温度以上の高温のガスである。熱ガス３０の詳細は後述する。

熱ガス管２８は、長手方向の一端部と他端部に開口部２８Ａ，２８Ｂを有する。開口部２８Ａは、熱ガス管２８における、鉛直方向下側の端面に設けられている。開口部２８Ｂは、熱ガス管２８における、鉛直方向上側の端面に設けられている。なお、熱ガス管２８における、鉛直方向下側は、本実施の形態では、熱ガス３０の流れの上流側に対応する。また、熱ガス２８における鉛直方向上側は、本実施の形態では、熱ガス３０の流れの下流側に対応する。

熱ガス管２８は、開口部２８Ａから熱ガス３０を供給される。熱ガス管２８に供給された熱ガス３０は、熱ガス管２８内を通り、熱ガス管２８の他端側の開口部２８Ｂから排出される。

第１部材１６および第２部材２４は、格子状部材４７より熱ガス３０の流れの下流側の、好ましくは、廃熱部４８または熱ガス管２８の内側に配置されている。本実施の形態では、第１部材１６および第２部材２４は、熱ガス管２８の内側に配置された形態を、一例として説明する。また、本実施の形態では、第１部材１６および第２部材２４は、管状の部材である。

第１部材１６は、原料１００を熱ガス３０との熱交換によって熱分解させるための部材である。具体的には、第１部材１６には、原料１００が供給される。第１部材１６内には、熱ガス３０の供給方向とは逆方向に向かって原料１００が供給される。第１部材１６内に供給された原料１００は、熱ガス３０との熱交換によって熱分解される。

第１部材１６は、熱ガス管２８内における、第２部材２４より熱ガス３０の供給方向（矢印Ｘ３方向）下流側に配置されている。熱ガス３０の供給方向とは、熱ガス３０の移動方向である。

本実施の形態では、第１部材１６は、長手方向の一端部と他端部に開口部１６Ａ，１６Ｂを有する。開口部１６Ａは、第１部材１６における、熱ガス３０の供給方向下流側の端面に設けられている。開口部１６Ｂは、第１部材１６における、熱ガス３０の供給方向上流側の端面に設けられている。第１部材１６は、開口部１６Ｂを介して第２部材２４に接続されている。

本実施の形態では、第１部材１６には、開口部１６Ａから原料１００が供給される。すなわち、第１部材１６には、熱ガス３０の供給方向下流側から、原料１００が供給される。なお、第１部材１６は、原料１００を充填した状態で密閉された部材であってもよい。

第１部材１６は、少なくとも一部が屈曲した形状である。例えば、第１部材１６は、らせん形状、Ｓ字形状、Ｕ字形状などである。本実施の形態では、第１部材１６が、らせん形状である場合を一例として説明する。

第１部材１６の少なくとも一部が屈曲した形状であると、熱ガス３０の作用する表面積が増加するので、第１部材１６に供給される原料１００と熱ガス３０との熱交換効率を向上させることができる。なお、第１部材１６は、非屈曲の形状であってもよい。

本実施の形態では、第１部材１６および熱ガス管２８の一部は、第１熱分解部２０として機能する。

図２は、熱分解部１１を拡大して示した模式図である。

第１熱分解部２０は、原料１００を第１温度で加熱し、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。本実施の形態では、第１熱分解部２０は、熱ガス３０の熱によって、原料１００を第１温度で加熱する。原料１００は、第１温度で加熱されると、第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解される。

第１残渣１０４とは、原料１００の内、第１ガス１０２以外の成分である。なお、第１残渣１０４は、固体成分に限定されず、液体成分を含んでいてもよい。

本実施の形態では、第１熱分解部２０は、第１部材１６と、第１熱作用部１８と、を備える。本実施の形態では、熱ガス管２８の一部が、第１熱作用部１８として機能する。詳細には、熱ガス管２８における第１部材１６を覆う領域と、熱ガス管２８の内壁と第１部材１６の外周との間を通過する熱ガス３０と、が第１熱作用部１８として機能する。

第１熱作用部１８は、第１部材１６内に第１温度の熱を作用させる。本実施の形態では、第１部材１６の周囲（熱ガス管２８の内壁と第１部材１６の外周との間の領域）に熱ガス３０が流れ込むことで、第１部材１６内に第１温度の熱が作用する。なお、第１部材１６は、第１部材１６の外部を通過する熱ガス３０の熱によって、第１部材１６の内部に第１温度の熱が加わるような、熱伝導率を有する材料で構成すればよい。

第１温度は、第１ガス１０２の熱分解温度以上で、且つ、第２ガス１０６の熱分解温度未満の温度である。第２ガス１０６は、回収対象の熱分解ガスである。第１ガス１０２は、第２ガス１０６より低い熱分解温度の熱分解によって発生する熱分解ガスである。

第１温度は、第１ガス１０２および第２ガス１０６の種類に依存する。第１温度は、例えば、１００℃以上１５０℃以下、２００℃以上６００℃以下、などである。

第２温度は、第１温度より高く、且つ、第２ガス１０６の熱分解温度以上の温度である。第２温度は、回収対象の第２ガス１０６の種類に依存する。第２温度は、例えば、４００℃以上６００℃以下、６００℃以上１０００℃以下などである。炭化防止の点から、第２温度の推奨される好ましい温度範囲は、６００℃以上１０００℃以下である。

次に、第２部材２４について説明する。第２部材２４は、第１熱分解部２０による熱分解によって得られた第１残渣１０４を、熱ガス３０によって更に熱分解するための部材である。具体的には、第２部材２４には、第１部材１６から第１残渣１０４が供給される。第２部材２４内には、熱ガス３０の供給方向の逆方向に向かって第１残渣１０４が供給され、該１残渣１０４は、熱ガス３０によって熱分解される。

詳細には、第２部材２４は、熱ガス管２８内における、第１部材１６より熱ガス３０の供給方向上流側に配置されている。第２部材２４は、第１部材１６に接続されている。詳細には、第２部材２４の一端側には、開口部２４Ａおよび開口部２４Ａ’が設けられている。開口部２４Ａおよび開口部２４Ａ’は、第２部材２４における、熱ガス３０の供給方向下流側の端部に設けられている。一方、第２部材２４の他端面は、底部２４Ｂを形成しており、閉鎖されている。

本実施の形態では、第２部材２４は、開口部２４Ａおよび第１部材１６の開口部１６Ｂを介して、第１部材１６に接続されている。また、第２部材２４には、温度センサ９１が配置されている。温度センサ９１は、第２部材２４内の温度を検出する。

本実施の形態では、第２部材２４および熱ガス管２８の一部は、第２熱分解部２２として機能する。第２熱分解部２２は、第１残渣１０４を第２温度で加熱し、第１残渣１０４を、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。第２残渣１０８は、第１残渣１０４の内、第２ガス１０６以外の成分である。なお、第２残渣１０８は、固体成分に限定されず、液体成分を含んでいてもよい。

第２熱分解部２２は、第２部材２４と、第２熱作用部２６と、を備える。本実施の形態では、熱ガス管２８の一部が、第２熱作用部２６として機能する。詳細には、熱ガス管２８における第２部材２４を覆う領域と、熱ガス管２８の内壁と第２部材２４の外周との間を通過する熱ガス３０と、が第２熱作用部２６として機能する。

第２熱作用部２６は、第２部材２４内に第２温度の熱を作用させる。本実施の形態では、第２部材２４の周囲に熱ガス３０が流れ込むことで、第２部材２４内に第２温度の熱が作用する。なお、第２部材２４は、第２部材２４の外部を通過する熱ガス３０の熱によって、第２部材２４の内部に第２温度の熱が加わるような、熱伝導率を有する材料で構成すればよい。

図１に戻り、説明を続ける。原料供給部１３は、熱分解部１１へ原料１００を供給する。

原料供給部１３は、原料貯留部３８と、原料供給管３６と、搬送ポンプ３４と、原料供給管３２と、を備える。

原料貯留部３８は、原料１００を貯留する。原料貯留部３８は、原料供給管３６、搬送ポンプ３４、および原料供給管３２を介して、第１部材１６の開口部１６Ａに接続されている。原料供給管３６および原料供給管３２には、逆流を防止するための弁４０および弁４２が設けられている。

搬送ポンプ３４は、原料貯留部３８に貯留された原料１００を、第１部材１６へ供給する。原料貯留部３８に貯留された原料１００は、搬送ポンプ３４によって吸い上げられ、原料供給管３６および原料供給管３２を通って、第１部材１６へ送られる。搬送ポンプ３４は、第１部材１６内で発生した第１ガス１０２によって生じる圧力以上の圧力で、原料１００を第１部材１６へ供給することが好ましい。

次に、回収部１４について説明する。回収部１４は、第２熱分解部２２から、少なくとも第２ガス１０６を回収する。

なお、第１部材１６から第２部材２４へ、第１残渣１０４と共に第１ガス１０２が供給される場合がある。第２部材２４へ供給された第１ガス１０２もまた、回収部１４によって回収される。すなわち、回収部１４は、第２ガス１０６と共に、第１ガス１０２を回収してもよい。本実施の形態では、回収部１４は、第１ガス１０２と、第２ガス１０６と、を回収する。以下では、第１ガス１０２と第２ガス１０６とを総称して説明する場合、単に、熱分解ガス１０７と称して説明する場合がある。

回収部１４は、ガス排出管６６と、冷却管６８と、回収管７０と、圧力計７１と、減圧ポンプ７２と、回収管７４と、回収タンク５８Ａと、を備える。

図２に示すように、ガス排出管６６の一端部は、第２部材２４の開口部２４Ａ’に接続されている。ガス排出管６６の一端部には、温度センサ９２が設けられている。温度センサ９２は、ガス排出管６６内の熱分解ガス１０７の検出に用いられる。

図１に戻り、ガス排出管６６の他端部は、冷却管６８、回収管７０、減圧ポンプ７２、および回収管７４を介して、回収タンク５８Ａに接続されている。回収管７０には、逆流を防止するための弁７６が設けられている。また、回収管７０には、管内の圧力を計測するための圧力計７１が設けられている。

減圧ポンプ７２は、第２部材２４におけるガス排出管６６との接続部分、すなわち、第２部材２４の開口部２４Ａ’付近が陰圧となるように、減圧する。例えば、減圧ポンプ７２は、圧力計７１の計測結果に応じて、該開口部２４Ａ’が陰圧となるように減圧する。このため、第２部材２４から、熱分解ガス１０７が回収される。

冷却管６８は、ガス排出管６６を介して第２部材２４から回収された熱分解ガス１０７を、冷却する。冷却管６８によって冷却されることで、熱分解ガス１０７は、液体または気体の燃料１１０となる。燃料１１０は、再利用が可能である。燃料１１０は、回収管７０および回収管７４を介して、回収タンク５８Ａに回収される。また、熱分解ガス１０７は、可燃性ガスとして、ガスホルダーに回収・保管することも可能であり、燃料１１０と同様に再利用が可能である。

次に、熱ガス供給部１２について説明する。熱ガス供給部１２は、水蒸気や温水を発生させる加熱用途のボイラーとしての機能を有する。熱ガス供給部１２は、燃料の燃焼によって得られた熱ガス３０を、ボイラー給水の供給される給水管に伝えて熱交換することで、水蒸気や温水を発生させる。そして、この水蒸気や温水を発生させるための熱交換後の熱ガス３０（排ガス）は、熱ガス管２８へ供給される。

熱ガス３０は、第１ガス１０２および第２ガス１０６の少なくとも一方を含む熱分解ガス１０７の燃焼によって発生した、高温のガスである。高温とは、第２温度以上の温度である。具体的には、熱ガス３０は、第２温度以上の空気や蒸気である。

具体的には、熱ガス供給部１２は、燃焼炉４６と、廃熱部４８と、燃料供給部４９と、を備える。

燃焼炉４６は、燃料を燃焼させる燃焼室である。本実施の形態では、燃焼炉４６は、第１燃焼管４６Ａと、第２燃焼管４６Ｂと、バーナ５０と、給気ブロア５１と、を備える。

第１燃焼管４６Ａおよび第２燃焼管４６Ｂは、例えば、筒状の部材である。第１燃焼管４６Ａおよび第２燃焼管４６Ｂの長手方向の一端面は封鎖されており、他端面は開口している。第１燃焼管４６Ａおよび第２燃焼管４６Ｂの開口した他端面は、後述する廃熱部４８に接続されている。

第２燃焼管４６Ｂは、第１燃焼管４６Ａの内側に配置されている。第１燃焼管４６Ａと第２燃焼管４６Ｂとの間隙には、給気ブロア５１によって空気が供給される。

図３は、燃焼炉４６の断面図の一例である。第２燃焼管４６Ｂには、複数の貫通孔４６Ｃが設けられている。貫通孔４６Ｃの貫通方向（矢印Ｘ０方向）は、第２燃焼管４６Ｂの断面の円中心Ｏと外周とを最短距離で結ぶ直線に沿った仮想直線Ｌに対して、所定角度α傾いた貫通孔である。なお、αは、０°より大きく９０°より小さい。第２燃焼管４６Ｂには、複数の貫通孔４６Ｃが、第２燃焼管４６Ｂの断面の周方向に沿って、所定間隔毎に配置されている。

給気ブロア５１から供給された空気は、複数の貫通孔４６Ｃを通って第２燃焼管４６Ｂの内部に到る。複数の貫通孔４６Ｃは、上述したように仮想直線Ｌに対して傾いて配置されている。このため、第２燃焼管４６Ｂ内には、旋回流Ｑが生じる。

図１に戻り説明を続ける。そして、給気ブロア５１は、燃焼炉４６の封鎖された一端面側から、第１燃焼管４６Ａと第２燃焼管４６Ｂとの間隙に空気を供給する。このため、第２燃焼管４６Ｂ内には、燃焼炉４６の封鎖された一端面側から開口した他端面側に向かって（矢印Ｘ１方向）移動しながら旋回する、旋回流Ｑが生じる。また、これは、燃焼炉４６本体の冷却も兼ねている。

第２燃焼管４６Ｂ内には、燃料１１０が供給される。燃料１１０は、第２燃焼管４６Ｂ内における、旋回流Ｑの移動方向（矢印Ｘ１方向）上流側に供給される。本実施の形態では、第２燃焼管４６Ｂ内には、燃料供給部４９から燃料１１０が供給される（詳細後述）。

バーナ５０は、第１燃焼管４６Ａ内に供給された燃料１１０を燃焼させる。バーナ５０は、例えば、天然ガス（ＬＮＧ）バーナである。バーナ５０は、第２燃焼管４６Ｂ内における、旋回流Ｑの移動方向上流側の端部に設けられている。バーナ５０は、昇温機能を有し、安全装置などにより火が消えた場合の火種としても利用可能である。

第２燃焼管４６Ｂ内に供給された燃料１１０は、バーナ５０による熱と給気ブロア５１から供給された空気によって燃焼する。この燃焼によって、第２燃焼管４６Ｂ内には、熱ガス３０が発生する。なお、燃料１１０の燃焼により発生した熱ガス３０の温度は、少なくとも第２ガス１０６の第２温度以上の温度である。例えば、第２燃焼管４６Ｂ内における熱ガス３０の温度は、８００℃以上である。第２燃焼管４６Ｂ内には、温度センサ９３が設けられている。温度センサ９３は、第２燃焼管４６Ｂ内の温度を検出する。

第２燃焼管４６Ｂ内に発生した熱ガス３０は、廃熱部４８に供給される。

廃熱部４８は、燃焼炉４６による燃料の燃焼によって得られた熱を液体に伝えて、水蒸気や温水に熱交換する。本実施の形態では、廃熱部４８は、燃焼炉４６で発生した熱ガス３０を、ボイラー給水などの液体との間で熱交換した後に、熱ガス管２８へ供給する。本実施の形態では、廃熱部４８は、第１廃熱管４８Ａと、第２廃熱管４８Ｂと、供給部８０と、供給管８２と、加熱管８４と、を備える。

第１廃熱管４８Ａおよび第２廃熱管４８Ｂは、筒状の部材である。第２廃熱管４８Ｂは、第１廃熱管４８Ａの内側に配置されている。

第２廃熱管４８Ｂにおける、旋回流Ｑの移動方向上流側の一端部は、格子状部材４７を介して第２燃焼管４６Ｂの開口した端面に接続されている。格子状部材４７は、熱ガス３０の通過可能な貫通孔を複数有する、格子状の部材である。格子状部材４７は、例えば、火格子である。

第２廃熱管４８Ｂの他端側には、熱ガス管２８が接続されている。詳細には、第２廃熱管４８Ｂにおける、旋回流Ｑの移動方向下流側には、熱ガス管２８の開口部２８Ａが接続されている。

このため、燃焼炉４６で発生した熱ガス３０は、旋回流Ｑの移動方向（矢印Ｘ１方向）に沿って移動し、燃焼炉４６と廃熱部４８との間に設けられた格子状部材４７を介して、廃熱部４８に到る。そして、廃熱部４８へ供給された熱ガス３０は、旋回流Ｑの移動方向に沿って第２廃熱管４８Ｂ内を移動し、熱ガス管２８の開口部２８Ａを介して、熱ガス管２８内に供給される（矢印Ｘ２、矢印Ｘ３参照）。

加熱管８４は、第２廃熱管４８Ｂより径の小さい管状の部材である。加熱管８４は、第１廃熱管４８Ａと第２廃熱管４８Ｂとの間に配置されている。本実施の形態では、加熱管８４は、第２廃熱管４８Ｂの外周に接触して巻き付けられている。加熱管８４の一端部は、供給管８２を介して供給部８０に接続されている。加熱管８４の他端部は、開口部８６とされている。

供給部８０は、供給管８２を介して加熱管８４へ液体を供給する。液体は、例えば、水である。供給部８０から供給管８２を介して加熱管８４へ供給された液体は、第２廃熱管４８Ｂ内の熱ガス３０によって加熱される。そして、加熱された液体または該液体の蒸気が、開口部８６から排出される。排出された蒸気は、例えば、何等かの部材の加熱などに用いればよい。

すなわち、廃熱部４８は、加熱管８４に供給された液体との間で熱交換した後の熱ガス３０を、熱ガス管２８に供給する。

そして、熱ガス管２８内に供給された熱ガス３０は、熱ガス管２８内に配置された第２部材２４の周囲を通過した後に、第１部材１６の周囲を通過する。そして、熱ガス３０は、熱ガス管２８の他端側の開口部２８Ｂから排出される。

なお、原料処理装置１０は、第１部材１６に第１温度の熱ガス３０が作用し、第２部材２４に第２温度の熱ガス３０が作用するように、第１部材１６、第２部材２４、熱ガス管２８、および燃焼炉４６について、形状、長さ、径、材質、燃焼条件などを予め調整すればよい。

原料処理装置１０は、燃焼条件を調整することで、熱ガス供給部１２で発生する熱ガス３０の温度を調整してもよい。例えば、原料処理装置１０は、温度センサ９１の検知結果や、温度センサ９３の検知結果などに基づいて、燃焼炉４６への燃料１１０の供給量や、燃焼に用いる空気の量等を調整することで、熱ガス３０の温度を調整してもよい。

次に、燃料供給部４９について説明する。燃料供給部４９は、熱ガス供給部１２に液体燃料１１０を供給する。

燃料供給部４９は、回収タンク５８Ｂと、燃料供給管５６と、燃料供給管５２と、を備える。燃料供給管５６および燃料供給管５２の各々には、逆流を防止するための弁６０、弁６２、および弁６４が各々設けられている。

回収タンク５８Ｂは、回収部１４によって回収された燃料１１０を貯留する。すなわち、回収タンク５８Ｂは、回収タンク５８Ａを、回収管７４から外して燃料供給管５６に接続したものであってもよい。また、回収タンク５８Ａおよび回収タンク５８Ｂを一体的に構成し、回収タンク５８としてもよい。

搬送ポンプ５４は、回収タンク５８Ｂに貯留された燃料１１０を、燃料供給管５６および燃料供給管５２を介して、第２燃焼管４６Ｂへ供給する。燃料供給管５２の長手方向の一端側の開口部５２Ａは、第２燃焼管４６Ｂにおける、旋回流Ｑの移動方向上流側に配置されている。このため、燃料供給部４９から供給された燃料１１０は、第２燃焼管４６Ｂ内における、旋回流Ｑの移動方向上流側に供給される。

次に、本実施の形態の原料処理装置１０の作用を説明する。

―第１熱分解工程―
まず、原料処理装置１０は、原料１００を第１温度で加熱し、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する、第１熱分解工程を実行する。

具体的には、原料供給部１３が、第１熱分解部２０の第１部材１６内に、第１部材１６の開口部１６Ａから原料１００を供給する。

なお、第１部材１６および第２部材２４の内部には、原料１００の供給前の状態においては、不活性ガスが充填されているものとする。不活性ガスは、例えば、アルゴンや窒素である。

図２を用いて説明する。第１部材１６内に供給された原料１００には、熱ガス管２８内を通過する熱ガス３０によって、第１温度の熱が作用する。詳細には、第１部材１６は、熱ガス管２８内における、第２部材２４より熱ガス３０の供給方向（矢印Ｘ３方向参照）下流側に配置されている。このため、第１部材１６には、第２部材２４に比べて、温度の低下した熱ガス３０の熱、すなわち、第１温度の熱が作用する。

第１部材１６内の原料１００は、第１温度で加熱されると、第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。すると、第１部材１６内に、第１ガス１０２と第１残渣１０４が発生する。

第１部材１６内で発生した第１ガス１０２の圧力によって、第１残渣１０４および第１ガス１０２は、第１部材１６から第２部材２４へ供給される。

上述したように、例えば、原料供給部１３の搬送ポンプ３４は、第１部材１６内で発生した第１ガス１０２によって生じる圧力以上の圧力で、原料１００を第１部材１６へ供給する。このため、第１部材１６内で発生した第１ガス１０２の圧力によって、第１残渣１０４および第１ガス１０２は、熱ガス３０の供給方向上流側、すなわち第２部材２４側へと移動する。そして、第１ガス１０２および第１残渣１０４は、第１部材１６の開口部１６Ｂを介して、第２部材２４へ供給される。

―第２熱分解工程―
次に、原料処理装置１０は、第２温度で第１残渣１０４を加熱し、第１残渣１０４を第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する、第２熱分解工程を実行する。

詳細には、第２部材２４へ供給された第１ガス１０２は、ガス排出管６６を介して回収部１４によって回収される。一方、第２部材２４へ供給された第１残渣１０４は、熱ガス３０によって、第２温度に加熱される。具体的には、第２部材２４は、熱ガス管２８内における、第１部材１６より熱ガス３０の供給方向上流側に配置されている。このため、第２部材２４には、第１部材１６に比べて、高温の熱ガス３０の熱、すなわち、第２温度の熱が作用する。

このため、第１残渣１０４は、第２ガス１０６と第２残渣１０８に熱分解される。第２ガス１０６は、ガス排出管６６を介して回収部１４によって回収される。第２残渣１０８は、第２部材２４の底部２４Ｂに溜まる。また、第２ガス１０６は、原料１００の熱による炭化を防ぐために、水や蒸気による分解を促す。

図１に戻り、その他の工程について説明する。回収部１４は、第２部材２４から回収した熱分解ガス１０７を冷却管６８によって冷却し、燃料１１０として回収タンク５８Ａに回収する。燃料供給部４９は、回収された燃料１１０を貯留した回収タンク５８Ｂから熱ガス供給部１２へ、燃料１１０を供給する。

熱ガス供給部１２へ供給された燃料１１０は、バーナ５０による熱と給気ブロア５１から供給された空気によって燃焼する。このため、熱ガス供給部１２の第２燃焼管４６Ｂ内には、熱ガス３０が発生する。熱ガス３０は、第２燃焼管４６Ｂ内に形成されている旋回流Ｑの移動方向（矢印Ｘ１方向）に沿って、第２燃焼管４６Ｂ内を移動する。そして、熱ガス３０は、格子状部材４７を介して第２廃熱管４８Ｂ内に到り、熱ガス管２８の開口部２８Ａから熱ガス管２８内に供給される。

なお、図２に示すように、第１部材１６および熱ガス管２８の径は、第１部材１６と熱ガス管２８との間隙を熱ガス３０が通過可能な大きさであればよい。また、第２部材２４および熱ガス管２８の径は、第２部材２４と熱ガス管２８との間隙を熱ガス３０が通過可能な大きさであればよい。

また、第１部材１６と第２部材２４の内径は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。但し、第１部材１６の内径は、第２部材２４の内径より小さいことが好ましい。第１部材１６の内径が第２部材２４の内径より小さいと、第１部材１６内で熱分解された第１残渣１０４が、より早い速度で効率よく第２部材２４へ供給される。これは、第１部材１６で発生した第１ガス１０２による、第１残渣１０４を第２部材２４へ押し出すポンプ機能が、より効率よく作用するためと考えられる。

また、第１部材１６の内径および外径は、原料１００、第１ガス１０２、および第１残渣１０４が内部を移動可能な程度の径であり、且つ、可能な限り小さいことが好ましい。これは、熱ガス３０による熱効率の向上を図るためである。

同様に、第２部材２４の内径および外径は、第１ガス１０２、第１残渣１０４、第２ガス１０６、および第２残渣１０８が内部を移動可能な程度の径であり、且つ、可能な限り小さいことが好ましい。これは、熱ガス３０による熱効率の向上を図るためである。

また、本実施の形態では、第１部材１６および第２部材２４の双方が、管状の形状である場合を説明した。しかし、第１部材１６および第２部材２４の何れか一方のみが、管状の形状であってもよい。なお、第１ガス１０２による第１残渣１０４の第２部材２４への供給速度向上の観点から、少なくとも第１部材１６については、管状であることが好ましい。

また、第２部材２４は、第１部材１６と同様に、少なくとも一部が屈曲した形状であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態の原料処理装置１０は、第１熱分解部２０と、第２熱分解部２２と、を備える。第１熱分解部２０は、原料１００を第１温度で加熱し、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。第２熱分解部２２は、第１温度より高く且つ回収対象の第２ガス１０６の熱分解温度以上の第２温度で第１残渣１０４を加熱し、第１残渣１０４を第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。

ここで、第１熱分解部２０を備えない従来の構成の場合、以下の問題が生じる場合があった。例えば、原料１００に対して、回収対象の第２ガス１０６の熱分解時に用いる第２温度の熱を急激に加えると、突沸によって、第１残渣１０４や第２残渣１０８などの残渣が、第２ガス１０６と共に回収される場合があった。また、原料１００に対して、回収対象の第２ガス１０６の第２温度の熱を加えると、第２ガス１０６より熱分解温度の低い第１ガス１０２が先に熱分解することで、該第１ガス１０２の気化熱等により、第２温度の熱が原料１００に作用しなくなる場合があった。このため、従来では、回収対象の第２ガス１０６を、効率良く得ることが困難であった。

一方、本実施の形態の原料処理装置１０は、原料１００に、回収対象の第２ガス１０６の熱分解時に用いる第２温度の熱を加えるのではなく、第２温度より低い第１温度で原料１００を加熱し、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。そして、原料処理装置１０は、該熱分解によって得られた第１残渣１０４を、第２温度で加熱し、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。このような２段階の熱分解により、原料処理装置１０は、回収対象の第２ガス１０６を得る。

このように、本実施の形態の原料処理装置１０は、第１熱分解工程において原料１００を第２温度より低い第１温度で熱分解することで、熱分解温度の低い成分（第１ガス１０２）を除去する。そして、第２熱分解工程において、第１ガス１０２の除去された第１残渣１０４を第２温度で熱分解することで、回収対象の第２ガス１０６を得る。

このため、本実施の形態の原料処理装置１０では、原料１００を第２温度といった高温で急激に加熱することにより発生する残渣の突沸を抑制することができると共に、回収対象の第２ガス１０６を得るための熱分解時に、該熱分解に必要な第２温度の熱が作用しなくなることを抑制することができる。

従って、本実施の形態の原料処理装置１０は、回収対象の熱分解ガス（第２ガス１０６）を効率良く得ることができる。

また、本実施の形態の原料処理装置１０は、上述したように、熱分解時に残渣が突沸することを抑制することができるので、上記効果に加えて、安全性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態の原料処理装置１０では、ボイラーとしての機能を有する熱ガス供給部１２によって熱交換された後の排ガスである熱ガス３０を用いて、原料１００の熱分解を行う。つまり、本実施の形態の熱ガス３０は、ボイラー等の熱交換器における熱交換に用いられた後の燃焼ガス（排ガス）である。このように、本実施の形態の原料処理装置１０によれば、熱ガス供給部１２で発生した熱エネルギーを有効利用できるため、原料処理装置１０全体の熱効率の向上を図ることができる。

また、本実施の形態の原料処理装置１０では、回収部１４が、第２熱分解部２２から熱分解ガス１０７を回収し、燃料１１０として貯留する。このため、原料処理装置１０は、上記効果に加えて、熱分解ガス１０７を長期保管可能な形態で回収することができる。

なお、本実施の形態の原料処理装置１０は、原料１００の４０％〜９５％程度を、燃料１１０として回収することができ、その他を、熱分解ガス１０７や残渣（第１残渣１０４、第２残渣１０８）として排出することができる。

また、本実施の形態の原料処理装置１０では、熱ガス供給部１２は、回収した熱分解ガス１０７を冷却した燃料１１０の燃焼によって発生した熱ガス３０を、熱ガス管２８に供給する。そして、原料処理装置１０は、この熱ガス３０の熱を第２部材２４および第１部材１６へ作用させることで、原料１００や第１残渣１０４を熱分解する。このため、本実施の形態の原料処理装置１０では、熱ガス供給部１２による燃料１１０の燃焼と、熱分解部１１による熱分解と、を並列して実行することができる。また、原料１００に水を混ぜて処理することで、高温蒸気による炭化物の分解が可能である。

なお、本実施の形態では、原料処理装置１０は、第１温度による熱分解の後に第２温度による熱分解を行う、といった２段階の熱分解により、第２ガス１０６を得る形態を説明した。しかし、第１温度による熱分解は、複数段階の熱分解を含んでいてもよい。詳細には、第１熱分解部２０は、第１温度の範囲内で、低温側から高温側に向かって、異なる熱分解温度の熱を順に作用させることで、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解してもよい。

（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、燃料１１０を熱ガス供給部１２の燃焼炉４６へ供給する形態を説明した。本実施の形態では、第２熱分解部２２から回収した熱分解ガス１０７を、直接、熱ガス供給部１２の燃焼炉４６へ供給する形態を説明する。

図４は、本実施の形態の原料処理装置１０Ｂの一例を示す模式図である。

原料処理装置１０Ｂは、熱分解部１１と、熱ガス供給部１２Ｂと、原料供給部１３と、を備える。原料処理装置１０Ｂは、熱ガス供給部１２に代えて熱ガス供給部１２Ｂを備え、且つ、回収部１４および燃料供給部４９（図１参照）を備えない点以外は、第１の実施の形態の原料処理装置１０と同様の構成である。

熱ガス供給部１２Ｂは、第１の実施の形態の熱ガス供給部１２と同様に、熱ガス３０を熱ガス管２８に供給する。

熱ガス供給部１２Ｂは、燃焼炉４６と、廃熱部４８と、ガス排出管９４と、を備える。熱ガス供給部１２Ｂは、燃料供給部４９（図１参照）に代えてガス排出管９４を備える点以外は、第１の実施の形態の熱ガス供給部１２と同様の構成である。

ガス排出管９４は、管状の部材である。ガス排出管９４の一端側は、第２部材２４の開口部２４Ａ’に接続されている（図２も参照）。すなわち、本実施の形態では、第２部材２４の開口部２４Ａ’は、ガス排出管６６（図１参照）に代えて、ガス排出管９４に接続されている。

ガス排出管９４の他端側の開口部９４Ａは、第２燃焼管４６Ｂ内における、旋回流Ｑの移動方向（矢印Ｘ１方向）上流側に配置されている。

このため、本実施の形態では、第２部材２４から排出された熱分解ガス１０７は、ガス排出管９４を介して、第２燃焼管４６Ｂ内に直接供給される。なお、熱分解ガス１０７は第２ガス１０６のみを含むものであってもよい。

ガス排出管９４から供給された熱分解ガス１０７は、バーナ５０による熱と給気ブロア５１から供給された空気によって燃焼する。このため、熱ガス供給部１２Ｂの第２燃焼管４６Ｂ内には、熱ガス３０が発生する。熱ガス３０は、第２燃焼管４６Ｂ内に形成されている旋回流Ｑの移動方向（矢印Ｘ１方向）に沿って、第２燃焼管４６Ｂ内を移動する。そして、熱ガス３０は、格子状部材４７を介して第２廃熱管４８Ｂ内に到り、熱ガス管２８の開口部２８Ａから熱ガス管２８内に供給される。

以上説明したように、本実施の形態の原料処理装置１０Ｂは、熱分解部１１を有する。このため、本実施の形態の原料処理装置１０Ｂは、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態の原料処理装置１０Ｂは、第２熱分解部２２から回収した熱分解ガス１０７を、直接、熱ガス供給部１２の燃焼炉４６へ供給する。

このため、熱分解ガス１０７を冷却することで得られた燃料１１０を燃焼炉４６へ供給する場合に比べて、効率良く熱分解ガス１０７を燃焼させ、熱ガス３０を発生させることができる。また、熱分解ガス１０７を燃焼することで、燃焼時の粉塵の発生を抑制することができる。また、燃料１１０を燃焼する場合に比べて、燃焼時に、液体をガス化するためのエネルギーが不要となる。

従って、本実施の形態の原料処理装置１０Ｂは、上記実施の形態の効果に加えて、更に効率よく、回収対象の第２ガス１０６を得ることができる。

なお、原料処理装置を、第１の実施の形態の原料処理装置１０と、第２の実施の形態の原料処理装置１０Ｂと、を組み合わせた構成としてもよい。この場合、第１の実施の形態の原料処理装置１０（図１参照）に、本実施の形態の原料処理装置１０Ｂにおけるガス排出管９４（図４参照）を更に備えた構成とすればよい。そして、例えば、熱分解ガス１０７が、第２部材２４からガス排出管９４、および第２部材２４から回収部１４のガス排出管６６、の何れか一方へ供給されるように切り替えるための、切替機構を設けた構成とすることもできる。

（変形例１）
上記第１の実施の形態では、第１部材１６および熱ガス管２８の一部が、第１熱分解部２０として機能し、第２部材２４および熱ガス管２８の一部が、第２熱分解部２２として機能する形態を説明した。

しかし、第１熱分解部２０および第２熱分解部２２は、上記構成に限定されない。

図５は、本変形例の原料処理装置１０Ｃの一例を示す模式図である。

原料処理装置１０Ｃは、熱分解部１１Ｃを備える。熱分解部１１Ｃは、第１熱分解部２０Ｃと、第２熱分解部２２Ｃと、を備える。

第１熱分解部２０Ｃは、第１の実施の形態の第１熱分解部２０と同様に、原料１００を第１温度で加熱し、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。

本変形例では、第１熱分解部２０Ｃは、第１部材１６Ｃと、第１熱作用部１８Ｃと、を有する。

第１部材１６Ｃは、第１温度の熱を加えることで、原料１００を熱分解させるための部材である。第１部材１６Ｃには、内側に原料１００が供給される。本変形例では、熱分解を生じさせる前の状態では、第１部材１６Ｃ内には原料１００および不活性ガスが充填されている。

なお、第１部材１６Ｃは、無酸素状態を維持しながら内側に原料１００を保持可能な形状であればよく、第１部材１６Ｃの形状は限定されない。また、第１部材１６Ｃに、第１の実施の形態の原料供給部１３（図１参照）を接続し、原料供給部１３から第１部材１６Ｃへ原料１００を供給してもよい。

第１熱作用部１８Ｃは、第１部材１６Ｃ内に第１温度の熱を加える。本変形例では、第１熱作用部１８Ｃは、第１部材１６Ｃ内が第１温度となるように、第１部材１６Ｃを加熱する。第１熱作用部１８Ｃは、第１部材１６Ｃ内の原料１００に第１温度の熱を加える機器であればよい。例えば、第１熱作用部１８Ｃは、ヒータ等の加熱機器である。

第２熱分解部２２Ｃは、第１の実施の形態の第２熱分解部２２と同様に、第１残渣１０４を第２温度で加熱し、該第１残渣１０４を、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。本変形例では、第２熱分解部２２Ｃは、第２部材２４Ｃと、第２熱作用部２６Ｃと、を備える。

第２部材２４Ｃは、第１熱分解部２０Ｃによる熱分解によって得られた第１残渣１０４を、更に熱分解するための部材である。第２部材２４Ｃは、第１部材１６Ｃに接続されている。第２部材２４Ｃには、第１部材１６Ｃから第１残渣１０４が供給される。本変形例では、第２部材２４Ｃには、第１部材１６Ｃから第１残渣１０４と第１ガス１０２が供給される。なお、第２部材２４Ｃは、他の部材を介して、第１部材１６Ｃに接続されていてもよい。

なお、第２部材２４Ｃは、無酸素状態を維持しながら内側に第１残渣１０４を保持可能な形状であればよく、第２部材２４Ｃの形状は限定されない。第２部材２４Ｃには、熱分解ガス１０７を回収するための回収管９９が接続されている。

第２熱作用部２６Ｃは、第２部材２４Ｃ内に第２温度の熱を加える。本変形例では、第２熱作用部２６Ｃは、第２部材２４Ｃ内が第２温度となるように、第２部材２４Ｃを加熱する。第２熱作用部２６Ｃは、第２部材２４Ｃ内の第１残渣１０４に第２温度の熱を加える機器であればよい。例えば、第２熱作用部２６Ｃは、ヒータ等の加熱機器である。

次に、本変形例の原料処理装置１０Ｃの作用を説明する。

本変形例の原料処理装置１０Ｃでは、熱分解部１１Ｃの第１熱作用部１８Ｃが、原料１００の充填された第１部材１６Ｃを加熱する。この加熱により、第１部材１６Ｃ内には、第１温度の熱が加わる。このため、第１部材１６Ｃ内の原料１００は、第１温度に加熱され、第１ガス１０２と第１残渣１０４に熱分解する。

第１部材１６Ｃで熱分解された第１ガス１０２および第１残渣１０４は、該第１部材１６Ｃに接続された第２部材２４Ｃへ供給される。具体的には、第１部材１６Ｃ内で発生した第１ガス１０２の圧力によって、第１残渣１０４および第１ガス１０２は、第１部材１６Ｃから第２部材２４Ｃへ供給される（矢印Ｘ’方向参照）。

第２熱作用部２６Ｃは、第２部材２４Ｃを加熱する。この加熱により、第２部材２４Ｃ内には、第２温度の熱が作用する。このため、第２部材２４Ｃ内の第１残渣１０４は、第２残渣１０８と第２ガス１０６に熱分解する。

そして、熱分解された第２ガス１０６は、回収管９９を介して回収される。例えば、回収管９９として、第１の実施の形態で説明した回収部１４のガス排出管６６を用いればよい（図１参照）。

以上説明したように、熱ガス３０に代えて、加熱機器を用いて第１部材１６Ｃや第２部材２４Ｃを加熱することで、原料１００や第１残渣１０４を熱分解してもよい。

本変形例においても、原料処理装置１０Ｃは、原料１００を第１温度に加熱することで、原料１００を第１ガス１０２と第１残渣１０４に熱分解する。そして、原料処理装置１０Ｃは、該熱分解によって得られた第１残渣１０４を、第２温度で加熱し、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。このような２段階の熱分解により、原料処理装置１０Ｃは、回収対象の第２ガス１０６を得る。

このため、本変形例の原料処理装置１０Ｃでは、上記実施の形態と同様に、回収対象の熱分解ガス（第２ガス１０６）を効率良く得ることができる。

なお、熱分解部１１Ｃは、第１部材１６Ｃと第２部材２４Ｃとを接続した構成に限定されない。例えば、第１部材１６Ｃと第２部材２４Ｃとを、分離した構成としてもよい。この場合、公知の機構を用いて、原料１００の熱分解によって発生した第１残渣１０４を取り出して、第２部材２４Ｃ内へ供給すればよい。

（変形例２）
上記実施の形態では、第１熱分解部２０の第１部材１６と、第２熱分解部２２の第２部材２４と、を直接接続した形態を示した。また、上記実施の形態では、１つの第１部材１６に対して、１つの第２部材２４を接続した形態を示した。

しかし、第１部材１６と第２部材２４を、他の部材を介して接続した形態であってもよい。また、１つの第１部材１６に対して、複数の第２部材２４を接続した形態であってもよい。

図６は、本変形例の原料処理装置１０Ｄの一例を示す模式図である。

原料処理装置１０Ｄは、熱分解部１１Ｄと、原料供給部１３と、熱ガス供給部１２と、回収部１４と、を備える。原料処理装置１０Ｄは、熱分解部１１に代えて熱分解部１１Ｄを備えた以外は、第１の実施の形態の原料処理装置１０と同様の構成である。図６には、熱分解部１１Ｄと熱ガス供給部１２の一部を拡大して示した。

熱分解部１１Ｄは、原料１００を熱分解する。熱分解部１１Ｄは、熱ガス管２８と、第１部材１６と、第２部材２５と、接続管９６と、を備える。

熱ガス管２８および第１部材１６は、第１の実施の形態と同様である。第２部材２５は、第１の実施の第２部材２４と同様である。

本変形例では、第１部材１６の開口部１６Ｂは、第２部材２４に代えて、接続管９６に接続されている。接続管９６の一端部は、第１部材１６に接続されている。接続管９６の他端部は、第２部材２５に接続されている。接続管９６の一部は、熱ガス管２８および廃熱部４８の外部に配置されていてもよい。

本変形例では、原料処理装置１０Ｄは、複数の第２部材２５（第２部材２５Ａ、第２部材２５Ｂ、第２部材２５Ｃ）を有する。図６には、一例として、３本の第２部材２５を示した。しかし、第１部材１６に接続管９６を介して接続される第２部材２５の数は、２本以上であればよく、３本に限定されない。

なお、これらの複数の第２部材２５（第２部材２５Ａ、第２部材２５Ｂ、第２部材２５Ｃ）の各々の構成は、第１の実施の形態で説明した第２部材２４と同様である。但し、これらの複数の第２部材２５（第２部材２５Ａ、第２部材２５Ｂ、第２部材２５Ｃ）は、接続管９６を介して、第１部材１６の開口部１６Ｂに接続されている。

また、本変形例では、これらの複数の第２部材２５（第２部材２５Ａ、第２部材２５Ｂ、第２部材２５Ｃ）は、廃熱部４８の第２廃熱管４８Ｂ内に配置されている。例えば、複数の第２部材２５は、熱ガス３０の供給方向（図６中、矢印Ｘ１、矢印Ｘ３方向）に沿って、所定間隔を隔てて配置されている。

すなわち、本変形例においても、第２部材２５は、第１部材１６より熱ガス３０の供給方向上流側に配置されている。このため、第１の実施の形態と同様に、第２部材２５は、第１部材１６より高温の熱ガス３０が作用する位置に配置されている。

また、本変形例では、回収部１４のガス排出管６６の一端部は、開口部２４Ａ’（図２参照）に代えて、複数の第２部材２５に連通する開口部２４Ｄに接続されている。開口部２４Ｄは、例えば、接続管９６の一端部側に設けられている。

なお、本変形例では、複数の第２部材２５は、各々の長手方向が、廃熱部４８内における熱ガス３０の供給方向（図６中、矢印Ｘ１方向）に対して交差する方向となるように配置されている。なお、複数の第２部材２５の各々の長手方向は、該供給方向と同じ方向であってもよい。

本変形例では、第１の実施の形態と同様に、第１部材１６および熱ガス管２８の一部が、第１熱分解部２０として機能する。一方、本変形例では、複数の第２部材２５および廃熱部４８の一部が、第２熱分解部２２Ｄとして機能する。

第２熱分解部２２Ｄは、第２熱分解部２２と同様に、第１残渣１０４を第２温度で加熱し、第１残渣１０４を、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。

第２熱分解部２２Ｄは、複数の第２部材２５と、第２熱作用部２６Ｄと、を備える。本変形例では、廃熱部４８の一部が、第２熱作用部２６Ｄとして機能する。詳細には、廃熱部４８における複数の第２部材２５を覆う領域と、第２廃熱管４８Ｂの内壁と第２部材２５の外周との間を通過する熱ガス３０と、が第２熱作用部２６Ｄとして機能する。

第２熱作用部２６Ｄは、複数の第２部材２５内に第２温度の熱を作用させる。本変形例では、複数の第２部材２５の各々の周囲に熱ガス３０が流れ込むことで、複数の第２部材２５の各々内に、第２温度の熱が加わる。

以上のように構成された本変形例の原料処理装置１０Ｄでは、第１部材１６内に供給された原料１００に、熱ガス管２８内を通過する熱ガス３０によって、第１温度の熱が作用する。第１部材１６内の原料１００は、第１温度で加熱されると、第１ガス１０２と第１残渣１０４とに熱分解する。

すると、第１部材１６内で発生した第１ガス１０２の圧力によって、第１残渣１０４および第１ガス１０２は、第１部材１６から接続管９６を介して、複数の第２部材２５の各々へ供給される。

複数の第２部材２５の各々へ供給された第１ガス１０２は、ガス排出管６６を介して回収部１４によって回収される。一方、複数の第２部材２５の各々へ供給された第１残渣１０４は、熱ガス３０によって第２温度に加熱され、第２ガス１０６と第２残渣１０８に熱分解される。第２ガス１０６は、ガス排出管６６を介して回収される。第２残渣１０８は、第２部材２５の底部に溜まる。

以上説明したように、第１部材１６と第２部材２５を、他の部材を介して接続した形態であってもよい。また、１つの第１部材１６に対して、複数の第２部材２５を接続した形態であってもよい。

本変形例においても、原料処理装置１０Ｄは、熱分解部１１Ｄを備える。熱分解部１１Ｄは、原料１００を第１温度に加熱することで第１ガス１０２と第１残渣１０４に熱分解する。そして、熱分解部１１Ｄは、該熱分解によって得られた第１残渣１０４を、第２温度で加熱し、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。このような２段階の熱分解により、原料処理装置１０Ｄは、回収対象の第２ガス１０６を得る。

このため、本変形例の原料処理装置１０Ｄは、上記実施の形態と同様に、回収対象の熱分解ガス（第２ガス１０６）を効率良く得ることができる。

（変形例３）
なお、上記実施の形態では、熱ガス管２８の長手方向が、鉛直方向（矢印Ｚ方向、図２参照）と一致する形態を説明した。

しかし、熱ガス管２８の長手方向は、鉛直方向に一致する方向に限定されない。熱ガス管２８の長手方向は、鉛直方向に対して傾いた方向であってもよい。

図７は、本変形例の原料処理装置１０Ｅの一例を示す模式図である。

原料処理装置１０Ｅは、熱分解部１１Ｅと、原料供給部１３と、熱ガス供給部１２と、回収部１４と、を備える。原料処理装置１０Ｅは、熱分解部１１に代えて熱分解部１１Ｅを備えた点以外は、第１の実施の形態の原料処理装置１０と同様の構成である。図７には、熱分解部１１Ｅと熱ガス供給部１２の一部を拡大して示した。

熱分解部１１Ｅは、原料１００を熱分解する。熱分解部１１Ｅは、熱ガス管２８、第１部材１６、および第２部材２４の長手方向が、廃熱部４８の長手方向と一致する。廃熱部４８の長手方向（矢印Ｙ方向）は、鉛直方向（矢印Ｚ方向）に対して交差する方向である。例えば、廃熱部４８の長手方向は、水平方向である。熱分解部１１Ｅは、この点以外は、第１の実施の形態の熱分解部１１と同様の構成である。

すなわち、本変形例では、熱ガス管２８の長手方向と、廃熱部４８を構成する第１廃熱管４８Ａおよび第２廃熱管４８Ｂの長手方向と、が一致するように、熱ガス管２８が配置されている。

本変形例では、熱ガス管２８の開口部２８Ａは、廃熱部４８における、熱ガス３０の供給方向（矢印Ｘ１方向）下流側の端面に接続されている。言い換えると、本変形例では、廃熱部４８における、熱ガス３０の供給方向下流側の端面は、開口しており、熱ガス管２８に接続されている。

熱ガス管２８内には、熱ガス３０の供給方向上流側から下流側に向かって、第２部材２４および第１部材１６がこの順に配置されている。すなわち、第１の実施の形態と同様に、第２部材２４は、第１部材１６より高温の熱ガス３０が作用する位置に配置されている。

そして、上記実施の形態と同様に、原料処理装置１０Ｅは、第１部材１６に第１温度の熱ガス３０が作用し、第２部材２４に第２温度の熱ガス３０が作用するように、第１部材１６、第２部材２４、熱ガス管２８、および燃焼炉４６について、形状、長さ、径、材質、燃焼炉４６の燃焼条件、などが予め調整されている。

このため、本変形例の原料処理装置１０Ｅの熱分解部１１Ｅは、原料１００を第１温度に加熱することで第１ガス１０２と第１残渣１０４に熱分解する。そして、熱分解部１１Ｅは、該熱分解によって得られた第１残渣１０４を、第２温度で加熱し、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。このような２段階の熱分解により、原料処理装置１０Ｅは、回収対象の第２ガス１０６を得る。

このため、本変形例の原料処理装置１０Ｅは、上記実施の形態と同様に、回収対象の熱分解ガス（第２ガス１０６）を効率良く得ることができる。

（変形例４）
上記実施の形態では、熱ガス管２８の内側に、第１部材１６および第２部材２４が配置された形態を示した。しかし、第１部材１６および第２部材２４の内側に、熱ガス管２８を配置した構成であってもよい。

図８は、本変形例の原料処理装置１０Ｆの一例を示す模式図である。原料処理装置１０Ｆは、熱分解部１１に代えて熱分解部１１Ｆを備えた点以外は、第１の実施の形態の原料処理装置１０と同様の構成である。図８には、熱分解部１１Ｆを拡大した模式図を示した。

熱分解部１１Ｆは、原料１００を熱分解する。本変形例では、熱分解部１１Ｆは、熱ガス管２８Ｆと、第１部材１６と、第２部材２４と、を備える。第１部材１６および第２部材２４は、第１の実施の形態と同様である。

熱ガス管２８Ｆは、管状の部材である。熱ガス管２８Ｆは、両端部に開口部を有する。熱ガス管２８Ｆは、一端側の開口部２８Ｇから熱ガス３０を供給される。該開口部２８Ｇは、熱ガス管２８Ｆにおける、熱ガス３０の供給方向（矢印Ｘ３方向）上流側の端面に設けられている。熱ガス管２８Ｆに供給された熱ガス３０は、熱ガス管２８Ｆ内を通り、熱ガス管２８Ｆの他端側の開口部から排出される。

本変形例では、熱ガス管２８Ｆは、第１部材１６及び第２部材２４の内側に配置されている。熱ガス管２８Ｆの外径は、第１部材１６および第２部材２４の内径より小さい。なお、熱ガス管２８Ｆの内径は、内側を熱ガス３０が通過可能な程度の径であればよい。

熱ガス管２８Ｆは、熱ガス３０の供給方向に沿って接続された第１部材１６および第２部材２４の内側を、一端側から他端側に渡って貫通するように設けられている。

第２部材２４は、第１部材１６より、熱ガス３０の供給方向（矢印Ｘ３方向）上流側に配置されている。このため、第２部材２４には、第１部材１６より高温の熱ガス３０の熱が作用する。第２部材２４の内側に設けられた熱ガス管２８Ｆ内を通る熱ガス３０によって、第２部材２４内には、第２温度の熱が作用する。また、第１部材１６の内側に設けられた熱ガス管２８Ｆ内を通る熱ガス３０によって、第１部材１６内には、第１温度の熱が作用する。

本変形例では、上記実施の形態と同様に、熱ガス管２８Ｆの一部が、第１熱分解部２０Ｆの第１熱作用部１８Ｆとして機能する。また、熱ガス管２８Ｆの一部が、第２熱分解部２２Ｆの第２熱作用部２６Ｆとして機能する。

但し、本変形例では、熱ガス管２８Ｆ内における、第１部材１６によって覆われた領域を通過する熱ガス３０が、第１熱作用部１８Ｆとして機能する。また、本変形例では、熱ガス管２８Ｆ内における、第２部材２４によって覆われた領域を通過する熱ガス３０が、第２熱作用部２６Ｆとして機能する。

このように、第１部材１６および第２部材２４には、これらの第１部材１６および第２部材２４の各々の内側から、熱ガス３０の熱を作用させてもよい。

本変形例においても、第２部材２４内に第２温度の熱が加えられ、第１部材１６内に第１温度の熱が加えられる。

このため、本変形例の原料処理装置１０Ｆの熱分解部１１Ｆは、原料１００を第１温度に加熱することで第１ガス１０２と第１残渣１０４に熱分解する。そして、熱分解部１１Ｆは、該熱分解によって得られた第１残渣１０４を、第２温度で加熱し、第２ガス１０６と第２残渣１０８とに熱分解する。このような２段階の熱分解により、原料処理装置１０Ｆは、回収対象の第２ガス１０６を得る。

このため、本変形例の原料処理装置１０Ｆは、上記実施の形態と同様に、回収対象の熱分解ガス（第２ガス１０６）を効率良く得ることができる。

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ…原料処理装置、１２，１２Ｂ…熱ガス供給部、１４…回収部、１６…第１部材、１８，１８Ｆ…第１熱作用部、２０，２０Ｃ，２０Ｆ…第１熱分解部、２２，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｆ…第２熱分解部、２４，２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ…第２部材、２６，２６Ｆ…第２熱作用部

Claims (10)

1. 原料を第１温度で加熱し、前記原料を第１ガスと第１残渣とに熱分解する第１熱分解部と、
   前記第１温度より高く且つ回収対象の第２ガスの熱分解温度以上の第２温度で前記第１残渣を加熱し、前記第１残渣を前記第２ガスと第２残渣とに熱分解する第２熱分解部と、
   を備える原料処理装置。
2. 前記第１熱分解部は、
   前記原料を供給される第１部材と、
   前記第１部材内に前記第１温度の熱を作用させる第１熱作用部と、
   を有する、請求項１に記載の原料処理装置。
3. 前記第１部材は、管状である、請求項２に記載の原料処理装置。
4. 前記第１部材は、少なくとも一部が屈曲した形状である、請求項３に記載の原料処理装置。
5. 前記第２熱分解部は、
   前記第１部材に連結され、前記第１残渣を供給される第２部材と、
   前記第２部材内に前記第２温度の熱を作用させる第２熱作用部と、
   を有する、請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の原料処理装置。
6. 前記第１部材および前記第２部材は管状であり、
   前記第１部材の内径は、前記第２部材の内径より小さい、
   請求項５に記載の原料処理装置。
7. 一端部側から熱ガスが供給される熱ガス管を備え、
   前記第１部材および前記第２部材は、前記熱ガス管内に配置され、
   前記第２部材は、前記熱ガス管内における前記第１部材より前記熱ガスの供給方向上流側に配置され、
   前記第１熱作用部は、前記熱ガス管内の前記熱ガスによって前記第１部材内に前記第１温度の熱を作用させ、
   前記第２熱作用部は、前記熱ガス管内の前記熱ガスによって前記第２部材内に前記第２温度の熱を作用させる、
   請求項５または請求項６に記載の原料処理装置。
8. 前記第２ガスの燃焼によって発生した前記熱ガスを、前記熱ガス管に供給する熱ガス供給部を備える、
   請求項７に記載の原料処理装置。
9. 前記第２熱分解部から前記第２ガスを回収する回収部を備える、
   請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の原料処理装置。
10. 原料を第１温度で加熱し、前記原料を第１ガスと第１残渣とに熱分解する第１熱分解工程と、
    前記第１温度より高く且つ回収対象の第２ガスの熱分解温度以上の第２温度で前記第１残渣を加熱し、前記第１残渣を前記第２ガスと第２残渣とに熱分解する第２熱分解工程と、
    を含む、原料処理方法。

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