JP2022502622A - 熱分解プラント - Google Patents

Abstract

本発明は、特に、ａ）受入ホッパー（１０１）、ドライブ装置（１０３）、フォトアイセンサ又はパドルスイッチ（１０４）、スライドゲート（１０６）、ツインスクリュー給送器（１０２）、気圧又は油圧動力システム（１２１）、加熱式カラー（１１１）によって少なくとも構成された排気加熱式給送器、ｂ）２重フライトスクリューを備えた上側反応炉スクリュー（１０７ａ）及び下側反応炉スクリュー（１０７ｂ）、ボックス当たり１つの燃焼器（１０８）を有する燃焼器ボックス（６０１）、ローラー支持カート（６０５）のための平棒ランディング（６０６）を有するチューブ鉄骨フレーム（６０８）によって少なくとも構成された排熱分解反応炉、ｃ）ファンホイール（７０５）、スピニングパドル（７０４）、スクリーン板（７０３）、清浄化器塔ハウジング（７１３）、スクリーン先細スロット（７２７）、及びギアボックス（７０６）を有する電気モータ（７１４）によって少なくとも構成された回転式スクリーン清浄化塔、ｄ）主ハウジング（１００４）、入口チューブ（１００３）、分割絶縁金属エンクロージャ（１００５）、排気出口ポート及び熱入口ポート（１００８及び１００９）、排出バルブ（１０１０）、排出物保持タンク（１０１１）、ポンプ（１００１）、ダイバータバルブ（１０２７）、通気パイプ（１０１３）、凝縮器（１０１５）、保持タンク（１０２１）、アクチュエータバルブ（１００６）、センサ（１０１６／１０１７）、及び逆止バルブ（１０２８）によって少なくとも構成された排気熱燃料清浄化器、ｅ）下側反応炉スクリュー（１０７ｂ）、ゲート式エアロック配置、上側ゲート（１３０２）、灰排出オーガー（１３０１）、第１のホッパー（１３０３）、レベルインジケータ（１３０４）、ドライブ装置（１３０５）、中間ゲート（１３０６）、下側ホッパー（１３０７）、下側ゲート（１３０８）、中空ドライブシャフト（１３１０）内で回転する計量スクリュー（１３０９）、整合空気開口部、ダクト（１３１６）、燃焼器送風機（１３１１）、燃焼チャンバ（１３１２）、パイロット火炎（１３１４）、排出開口部（１３２２）、モータドライブ（１３１７）インバータ、パッキングシール（１３１８）、燃焼器送風機（１３１１）、通気ライン（１３１９）、水気泡器（１３２０）、真空源（１３２１）、分離器タンク（１３２３）、レベルスイッチ（１３２５）、垂直持ち上げオーガー（１３２８）、開口部（１３２９）、リフトチューブ（１３３１）内の開口部（１３３０）、水平スクリューオーガー（１３３５）、燃焼器ボックス（６０１）、凝縮器インライン（１３３４）、水平スクリューオーガー（１３３５）、エアロック（１３３６）、サイクロン（１３３８）、第２のエアロック（１３３９）、遠心ファン（１３４０）、バッグフィルタ（１３４１）の中への排気（１３４６）、及び第３のエアロック（１３４３）によって少なくとも構成された炭素精製器、ｆ）入口バルブ（１７０１）、パイプ（１７０２）及び安全燃焼器ハウジングベース（１７０３）、送風機（１７０８）、ベンチュリノズル（１７０７）、パイロットライト（１７１４）、気泡器チャンバ（１７１９）によって少なくとも構成され、絶縁区域（１７１１）、コンピュータ（１７１８）、スタック（１７０９）、バッテリバックアップ（１７１７）、レベルスイッチ（１７０５）を有する安全燃焼器塔によって構成された熱分解プラントに関する。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば燃料及び木炭／灰／炭素を回収するためにタイヤ断片材料を処理するための熱分解プラントに関する。

現在使用中のタイヤから燃料熱分解プラントは、主として以下のデバイスに関連する多くの問題を有する。

給送器
バイオマス給送システムに関する固有の問題は多い。モータに過負荷を掛けることなくスクリュー給送器に対して一定圧力を維持する機能は標準的な問題である。電流変換器の使用は、モータアンペアを読み取って数秒にわたってモータを停止し、次に再始動するのに一部の事例に使用される。別の方法は、過負荷を防止するためにモータ上でそれをオン及びオフにするタイマーであるが、これは、モータ上に大きい細工物を置くことになる。これらの問題の一部を補償するために、背圧及び細工物に耐えるためのモータ及びギアボックスの特大化が使用される。

熱分解反応炉の内部処理は、負圧に対するもの又は正圧環境のための発明に対するもののいずれかとすることができるが、本発明は、正環境に対するものである。いずれの場合も、酸素がシステムに入るのを防止するためにシールが維持されなければならない。一部のシステムは、給送器を密封するのにゲート及びバルブを使用する。ゲートが開閉してシールを維持することを可能にするように入口ホッパーのバッチ給送及び給送をオンとオフで循環させることが一般的に使用される。このタイプのシステムは、ホッパー内の酸素が熱分解反応炉に入ることを可能にする。

ゲート式又はバルブ発明に関する別の問題は、フェイルセーフ問題である。完全な停電では、ゲート又はバルブは、システムの中への酸素漏出を防止するために完全に閉じなければならない。

熱分解反応炉
熱分解プラントに使用する熱分解反応炉は、オーガーを備えた大型回転容器又はパイプである。回転容器に関する第１の問題は、それらの連続的に充填して排出する機能の欠如である。これらの反応炉は、タイヤ断片材料を挿入し、次に完全に密封された容器で材料を加熱するバッチ充填概念を使用する。それらは、それらが複数のユニットを有するので、それが連続であると主張する。１つが充填されている時に別の１つが空にされており、従って、処理は材料の連続移動であるが、反応炉はバッチ処理で機能する。

回転容器に関する問題は、密封機構である。それらは、熱に起因して膨張し、容器の中に酸素を漏出して火災の危険を生じる。始動時間は、従って、容器の再始動の前に反応炉を冷却し、その後にシステムを再度加熱する前に全ての残留酸素を排出することを可能にする必要があるので有意に延長される。次に、ここでもまた、容器は、いずれかのアクセスドアを清浄化する又は開く前に冷却しなければならない。

従来技術の熱分解反応炉に関する別の問題は、木炭、灰、及び炭素除去であり、その理由は、それが、開放清浄化の性質のためにより面倒かつ非常に不潔であるからである。回転容器は、壁上に木炭／灰／炭素を収集し、次の稼働前に除去しなければならない。これは、加熱、冷却、及び清浄化の低効率に起因して非常に時間を費やし、かつ非常に高価である。他の反応炉は、本質的に非常に類似するタンク及びホッパーを使用する。それらは、開かれてタイヤ断片材料で充填され、次に密封、加熱、冷却され、次に清浄化の処理を繰り返さなければならない。これらの容器は、良好なシールのための高い機械面アクセスを必要とする。

従来技術の反応炉に関する別の問題は、バッチ加熱及び冷却であり、その理由は、それが、適時方式で熱分解処理を達成するのに大量のエネルギを必要とするからである。手作業が清浄化処理のほとんどに使用される。これは、高価であり、かつ空中塵埃に露出される従業員に対して危険である可能性がある。

従来技術の熱分解反応炉に関する別の問題は、反応のための熱を生成するためにパイプの長さに沿って燃焼器ボックスを使用する標準的なパイプである。典型的な反応炉は、パイプのセクションの周りに燃焼器ボックスを使用し、外側支持のために燃焼器ボックスの間に小さい空間を可能にする。

従来技術の熱分解反応炉に関する別の問題は、それらに関連付けられた膨張である。蒸気出口又は給送システムが同じ端部に位置付けられない場合に、膨張は、入口給送器又は出口場所の移動を可能にする特別な付属品を必要とすることになる。

従来技術の熱分解反応炉に関する別の問題は、過剰処理又は標準的なシャットダウンのいずれかからの蓄積ガス（合成ガス）を中断する必要性である。このガスは、典型的には単にフレアオフし、ガスは、フレアスタックに移動されて外側で点火される。典型的な燃料フレアは、豊富な燃料混合物を使用し、燃料ガスは、発火のために単に大気空気に露出される。

１つのパイプが下の別のパイプの中に落下するスタック式反応炉の場合に、分離された燃焼器ボックスを使用して上部のみを加熱し、別のものがスタックの同じゾーン又は場所の下側セクションを加熱する。２つの別々のボックスは、１つのボックスが両方を網羅するので２倍のエネルギを使用する。上側セクションは必要な作業の約９０％を行うことになるが、下側は残りの作業の１０％を行っているに過ぎず、その量は、それが給送点から下流に移動すると減少する。従って、入口セクションは、下側出口セクションの上方である。入口セクションは、原材料が熱を吸収するので、必要なその熱のほとんどを使用し、一方で材料（木炭／炭素）は、下側燃焼器ボックスセクションにあり、燃料がその区域で凝縮することを停止する熱を単に必要とする。

既に高温に達している灰及び木炭は、その熱を吸収しないことになる。従って、各セクション（上部及び底部）熱比吸収は、交差落下セクション（反対端）で９０％上部から１０％底部まで変化する。しかし、材料吸収質量は、あらゆる吸収された液体の除去に起因してそれが反応炉パイプを下りる時に減少する。

従来技術の熱分解反応炉では、燃料の抽出は、それが気化されて反応炉から引き出され、次に液体形態に凝縮されるので本発明と非常に類似している。

清浄化塔
公知の従来技術は、熱分解反応炉からバイオマス燃料を排出するのに蒸気塔を使用する。この設計に関連付けられた一部の公知の問題は、それが燃料収集タンクまで通して炭素粒子が運ばれることを可能にすることである。炭素粒子は、燃料が気体状態にある場合に、気化燃料を収集しないことになる。標準的な清浄化塔排出スタックは、空中炭素が熱分解反応炉を離れるのを防止しない。排出蒸気塔に関連付けられた他の問題は、その固定高さである。バイオマス燃料蒸気は、その温度がその沸点よりも低い時に、それが反応炉を離れて凝縮するので温度が低下することになる。従って、標準的な排出塔の固定高さは、その長さに起因して単に１つの温度低下を可能にする。あらゆる重質燃料がその内側で凝縮する場合に、他の問題は、塔の内側の蓄積に関わるものである。液体はあらゆる炭素を捕捉して蓄積を生成し、塔の断面積を低減して気化ガスの速度を上げる。この容積の減少及び速度の増加は、塔を離れる燃料タイプの力学を変化させることになる。

従来技術で公知の反応炉は、蒸気塔を使用して熱分解反応炉からタイヤ断片材料の燃料を排出するものであり、これは、使用される発明に起因して一部の問題を抱えている。この蒸気塔は、炭素粒子が燃料収集タンクまで通して運ばれることを可能にする。炭素粒子は、燃料が気体状態にある場合に気化燃料を収集しないことになる。

標準的な清浄化塔排出スタックは、空中炭素が熱分解反応炉を離れるのを防止しない。

従来技術で公知の反応炉は、スクリーンの一定の開口部サイズに起因して通常は埋め込まれている材料を遮断するための標準的なスクリーンを使用する。本発明での静的スクリーンは、２方向に先細の開口部を有する。より小さい開口部から水平に延びて、より大きい開口は、材料の蓄積を取り除くことを補助する。スクリーン板は、上部よりも底部で大きい先細スロット開口部を有し、材料のあらゆる蓄積を取り除くことも補助する。典型的なスクリーンはまた、小さい開口部に起因して背圧を生成することになり、この圧力は、開口部が塞がれた場合に上昇することになる。

燃料清浄化器
標準的なバイオマス熱分解反応炉は、進入するバイオマスを燃料に転換するのに熱を使用する。バイオマスは、酸素なしにチャンバ内で加熱されて気化する。次に、蒸気は、それが液体に凝縮する凝縮器及びタンクに移動する。バイオ燃料システムに関連付けられた最大の問題は、それが燃料を生成する時にそれが作る炭素汚染物質である。従って、それは、燃料と混合された炭素微粒子に起因して暗黒色の燃料をもたらす。燃料と混合されたこの炭素は、粘性も上げることになる。この汚染燃料は、何らかの処理に使用することができるが、燃料と共に燃焼されている炭素微粒子に起因して黒煙を生成することになる。これに加えて、煙灰及び木炭はまた、これらの燃焼器から排気システム上に蓄積することになる。個別の処理が、典型的には燃料からこの炭素を除去する。

それは、濾過、遠心分離、又は蒸留することができる。フィルタは、多くの炭素粒子を捕捉するが、濾過材の品質に基づくものである。遠心分離は、同様に燃料から炭素の粒子を除去することができるが、フィルタ及び遠心分離の両方は、燃料内に炭素分子を残して暗色燃料を生成し、燃焼される時に黒煙を生じる。フィルタ及び遠心分離システムの両方は、炭素の除去を達成するのに別のポンプ及び搬送配管及びタンクを必要とする。蒸留システムは、熱分解処理から導出された少量の異なるタイプの燃料と共に燃料から炭素を実際に除去することになる。しかし、蒸留システムは、熱分解処理とは完全に別の処理である。ほとんどの場合に、燃料は、蒸留のために別のサイトに搬送する必要があることになり、燃料の全体の費用を増大する。熱源として燃焼器を使用する典型的な熱分解システムは、燃焼器排気を排出する。

安全燃焼器
標準的な熱分解システムは、バイオマスを燃料に転換することになるが、合成ガスが副生成物である。このガスは、他のガスの混合よってＣ４からより低く変化する可能性がある。いずれかの燃料が熱的に分解される時に、それは、長い炭素鎖をより小さい炭素鎖に破壊されることになるので、４未満の炭素鎖の何らかの破壊がある場合に、このガスは大気温度下で凝縮しない。バイオ燃料処理プラントの多くは、このガスを熱に対して使用し、又は更に液体燃料を作るためにこの鎖を改良するのに触媒を使用することになる。しかし、それが熱分解処理のために熱に対して使用される場合であっても、それは管理されなければならない。

熱分解反応炉は、熱を必要とし、それによって処理を開始し、次にバッチシステムに対して長期間にわたって及び連続反応炉システムに対して連続的にその熱を維持しなければならない。いずれの場合にも、処理がシャットダウンすることになる時に、反応炉は、それが、使用されているバイオマス燃料を分解しないことになる温度まで冷却するまで、合成ガスを作り続けることになる。

従って、このガスは、反応炉から通気する必要がある。保持タンクを使用することができるが、圧力が制限される。遊離水素の存在は、タンクが圧力下で互いに混合された酸素及び水素の両方を有する場合に問題を引き起こすことになる。ほとんどのバイオマス材料の正にその性質により、酸素及び水素分子は存在する可能性がある。ほとんどの用途では、開放通気フレアが使用される。標準的なフレアは、大気空気を使用して点火し、非常に豊富な不正黒煙を燃焼する。

本発明の目的は、簡単で合理的なソリューションを通じて従来技術の問題を克服し、又は少なくとも効率的に低減することである。本発明により、従来技術の問題を解決するか又は最小にする新しい熱分解プラントを提供する。

発明による熱分解プラントは、特に、排気加熱式給送器、熱分解反応炉、回転式スクリーン清浄化塔、排気熱燃料清浄化器、安全燃焼器、炭素精製器、及びサポートデバイス、及びプラントを稼働するのに必要な配管及びバルブとしての全ての固定具によって構成される。

排気加熱式給送器
タイヤ断片材料は、ホッパー給送器の中に気圧的に又は機械的に搬送することができる。気圧的搬送は、進入材料の空気分離を利用することができる。空気分離は、タイヤ断片材料を持ち上げることになるが、岩又は金属のようなより重い物体がピックアップ開口部から落下することを可能にする。

タイヤ断片材料が受入ホッパーの中に移動され、次に重いスクリューの入口セクションの中に落下した状態で、断片材料は下方に押され、断片を圧縮してシールを作る。これは、電気モータを使用する場合に過負荷を防止するように気圧又は油圧ドライブ装置を使用して行われる。フォトアイセンサ又はパドルスイッチは、タイヤ断片材料の高さを示し、レベルスイッチの開放又はトリップを盲目にすることは、空気がホッパーに材料を搬送すること、又はツインスクリュー給送器がそれを過充填することを停止することになることは公知である。ラムスクリューは、材料をツインスクリュー給送器に押し込むことになり、かつ反応炉ガスが漏出するのを防止するシールを作ることを補助する。いずれの理由に対しても、材料が給送ホッパーの中に装填されない場合に、反応炉を密封したままに維持するために、給送ホッパーの下のスライドゲートが閉じることができる。このゲートはまた、ツインスクリュー給送器の中への材料の入力を停止するのに使用され、かつツインスクリュー給送器が必要に応じてそれ自体が全ての材料をクリアすることを可能にする。ホッパードライブ装置は、必要に応じてスライドゲートの邪魔にならないように材料を除去するように逆転することもできる。

この材料は、次に、上側反応炉スクリューまでツインスクリュー給送器によって押される。このツインスクリュー給送器は、熱を反応炉入口に提供する同じ燃焼器によって落下ゾーンの隣で加熱される。

本発明による給送ホッパーからのプラグ圧力は、上述の問題を排除することになる。垂直スクリューは、給送ホッパーの中心の内側に設けられ、かつ回転してタイヤ断片材料を下方に押し、圧縮シールを作る。圧力は、シールを生成するように常に維持しなければならない。スクリューコンベヤは、平衡圧力が維持されるようにホッパーシールから材料の下で連続的に移動する。

空気モータ又は油圧動力式モータの使用は、上述の問題を排除する。給送ホッパー垂直スクリューに対する気圧又は油圧モータの使用は、タイヤ断片材料が下の給送スクリューによって除去される時に連続トルクを供給することができる。この垂直スクリューは、下の給送スクリューよりも高いＲＰＭで稼働し、かつ圧力を維持してシールを生成することができる。

気圧又は油圧動力式モータはまた、直接背圧読取値を与え、かつ調節することができる。トルクは、ＲＰＭの減少によって維持することができ、電気モータは、より低いＲＰＭによって何らかのトルクに低下する。

停電の事象では、下の反応炉「給送スクリュー」上の垂直ホッパースクリューが停止することになる。シールを緩める際に圧力がスクリュードライブ装置を後方に向けるのを防止するように、ウォーム歯車タイプのギアボックスが使用される。ウォーム歯車減速機は、前方又は逆方向の両方にモータから電力が印加されない限り、歯車が後方に押されること可能にしないことになる。従って、材料（バネ状である）がギアボックスを押さないことになる場合に、シール圧力は、例えば停電の事象でシールを取り戻すことを可能にする。スライドゲートは、バネによって作動されて閉じ、電源が印加される時に開状態に留まる。停電の事象では、ゲートは閉じようとすることになる。材料がその上に熱を有する場合に、それは柔らかくなり、かつゲートがそれが閉じるまでそれを押すことを可能にすることになる。ウォーム歯車は、トルクが逆転される時にこれを防止する。更に、ホッパーの下のスライドゲートは、デフォルトで閉じることになる。

反応炉給送スクリューの加熱は、通常は、電気加熱、ガス、又はオイル燃焼器の３つの方法で、又はスクリューの内側の材料圧縮を通して行われる。電気加熱及び個別の燃焼器の使用は、余分なリソースを必要とし、一方で圧縮熱は、熱を生成するのに必要な圧力に対処するのに給送ドライブ及びモータの特大化を必要とする。本発明は、それらの問題を取り除く。燃焼器ボックスが生成するのと同じ高温空気を使用は、熱のための余分な外部ソースに対する必要性を取り除く。パイプは、燃焼器の前に配置され、かつ反応炉給送スクリューに巻き付けられた加熱式カラーまで配管される。

加熱式カラーまで延びるダクトに設置されたバルブは、反応炉給送器への温度を制御する。排気燃焼器への背圧は、反応炉給送器の周りの加熱式カラーを燃焼器ボックスの外側まで通気することによって排除され、高温空気が燃焼器ボックスまでの経路を辿ることを可能にする。

バイオマス材料、木材、プラスチック、混合廃棄物は、圧縮されて圧縮形状の大部分を維持することになる。タイヤ断片ゴムは、そうしないことになる。断片ゴムは、それをその元の形状に跳ね返らせてあらゆる進入する圧縮圧力と戦わせる傾向がある非常に高い抗力係数Ｃ及び弾性値を有する。これは、ツインスクリュー給送器のピッチが、材料圧力のいずれの蓄積も排除するように、それがツインスクリュー給送器の下方に移動する時と同じ又はそれよりも大きい容積を維持しなければならない点で給送システムに関する問題を生じる。ゴムは、ｌ７６、５℃（３５０°Ｆ）を超えて加熱され、それは、その弾性を失い、かつ互いに結合し始める。それは、非常に粘着性になり、かつ「スクリューコンベヤ」フライトに粘着し始めることになる。ツインスクリューの使用は、この問題を排除する。

この容積は、材料が、それが進入するピッチ長さの容積に適合するようにピッチ長さを延ばすことによって膨張する給送器加熱器壁と強制的に接触状態にさせられる前にフライトによって調節される。ツインスクリューを使用して自己清浄化を提供する。一方のスクリューは左回りフライトであるが、他方は右回りフライトであり、これらは、互いの間で組み合わされ、従って、一方のフライトは、反対側のフライトの内側を拭く。

他の熱分解ツインスクリュー給送器は、同じ中心線上にツインスクリュー給送器を設置し、スクリューシャフト上の後部軸受を考慮しない。このタイプの給送器が軸受を組み込もうとする時に、それは、熱分解反応炉の内側の環境に耐えるように特別の合金のものでなければならない。

主反応炉チューブの上部にわたって熱分解反応炉に給送することにより、ツインスクリュー給送器は、熱分解反応炉の上部上の入口パイプを通過させられ、外側でシール及びブッシング軸受を設置し、低減した熱は、特別合金の使用を排除する。後部シャフトは、パッキングシール及びブッシング軸受を必要とする。この配置は、それらを互いに組み合わせる。パッキングシールは、軸受ブッシングによって圧縮され、外側軸受支持体の使用を排除し、かつ必要に応じて外側から機能することができる。

蒸気出口又は入口給送器が同じ端部上に位置付けられない場合に、反応炉チューブ膨張は、入口給送器又は出口位置の移動を可能にするのに特別の付属品を必要とすることになる。この設計は、１つの区域内で両方を組み合わせる。この区域は、鉄骨フレームに固定され、熱分解反応炉主チューブに熱が印加される時に移動することを可能にしない。それは、この固定点から離れるように膨張し、熱分解反応炉の給送システム及び排気システムが静止であることを可能にする。入口のすぐ上方に出口ポートを有する利点は、より軽い燃料をそれらが給送スクリューを離れる時に捕捉する機能である。

燃料が熱分解の加熱ゾーンの中に長く留まるほど、それは、より多く分解してより軽い燃料又は均一ガスになることができる。従って、ツインスクリュー給送器によって生成された燃料を除去することにより、それは、軽質燃料が熱分解反応炉に戻されてより短い炭素鎖に再び分割されることを排除することになる。

この給送器は、同じ中実オーガーセクション上の端部で逆転フライトセクションを有し、材料がそれらのフライトと接触状態になる時に材料が逆転されることを可能にする。この時点で、材料は、互いに押し合ってどこにも行く場所がないが、反応炉チューブの中に落下することになる。これは、このツインスクリュー給送器を端から端まで清浄に保つ。

排気がこの区域を加熱する時に、ツインスクリュー給送器は加熱され、タイヤ断片材料は、液化してオーガーハウジングを充填し、タイヤ断片材料間のあらゆる空間を充填することによってエアロックを生成する。入力タイヤ断片材料の連続流れは、エアロックシールを維持する。トルク圧力下にある溶融タイヤ断片材料及び固体タイヤ断片材料に起因して、それは、給送器内のシールを引き起こし、かつそれは、熱分解反応炉の中への空気の導入を停止してあらゆるガスを出させない。加熱ゾーンは、燃焼器ボックスの内側の加熱ゾーンでのみ材料を液化して気化し始める。ツインスクリューシャフト上の逆転フライトセクションは、材料を剪断してシャフト上の蓄積を防止する。

熱分解反応炉
この熱分解反応炉は、その連続使用及び熱交換のより高い効率に起因して従来技術の問題の一部を克服する。タイヤ断片材料の連続流れは、連続流れと共に熱分解反応炉の中に入ることになり、収集燃料、木炭／灰／炭素が排出される。熱は、燃焼器から印加され、かつ木炭の補充を停止する又はその排出を停止することなく稼働全体中に熱分解反応炉上で維持される。インフィードは、材料ベースの圧縮シールを使用し、排出は、一連のゲートを使用してエアロックシールを生成する。本発明は、細断タイヤ断片材料、大きいタイヤ断片材料又は小さいタイヤ断片材料の両方を使用することができる。

給送器から来るタイヤ断片材料は、反応炉入口に入って熱分解反応炉の中に落下する。タイヤ断片材料及び蒸気は、熱分解反応炉に入り、かつカット及びフォールドスロットを有する２重フライトスクリューによって上側及び下側反応炉に沿って引かれる。ツインスクリュー給送器の内側の材料の迅速移動に起因して、何らかのタイヤ断片材料は気化しない。非気化タイヤ断片材料は、下の２重フライトカット及びフォールドリボン反応炉スクリューまで反応炉チューブの中に落下される。熱分解反応炉は、反応炉パイプの側壁を通して熱を伝達して反応炉チューブの内側の材料をそれが搬送されている時に気化させる燃焼器ボックスを有する。

あらゆる蒸気と共にタイヤ断片材料は、上側反応炉から下側反応炉に落下して下側反応炉の端部まで搬送され続けることになる。全ての進入タイヤ断片材料の約９０％は、上側反応炉スクリュー内で気化されることになり、一方で残りの１０％は、下側反応炉内で気化されることになる。あらゆる木炭／灰／炭素がそれをゲート式ホッパーエアロックシステムを通して反応炉から取り除くことになるコンベヤの中に落下することになる下側反応炉内の反対端の開口部がある。この時点で、木炭／灰／炭素は、炭素精製プロセッサによって処理されることになる。

この設計は、ボックス当たり１つの燃焼器のみを使用して１つの燃焼器ボックスとのスタック式反応炉チューブの封入の組合せを作る。上側反応炉スクリューは、加熱された時に膨張して給送端から離れて移動することになる。同時に、下側反応炉チューブは、交差セクションによって固定されて反対方向に膨張する。上側セクションは、この交差接続に起因して下側セクションを引く。従って、上側及び下側反応炉チューブが同じ温度で加熱される場合に、それらは、同じ量を膨張することになる。１つの加熱器ボックス内であることにより、これが発生することになる。

燃焼器ボックスは、内側で絶縁され、かつ外皮が見ることになる熱を低減する。逆に、燃焼器ボックスは、反応炉チューブに適合するように膨張せず、従って、密封スリップカラーを使用して反応炉チューブへの燃焼器ボックスを支持する。

ローラー支持カートを反応炉チューブに取り付けることができる間隙が、各燃焼器ボックス間に存在する。これらのローラー支持カートは、膨張可能なクリップを用いて反応炉チューブにボルト締めされる。ローラー支持カートのベースは、固定平棒ランディングの周りに設けられたカム従動子を使用して反応炉チューブが撓むのを防ぎながらＸ軸及びＺ軸の移動を防止する。

２重入口を有する燃焼器は、熱分解反応炉を加熱するのに使用される。一方のガスは、始動のためのものであることになり、燃焼器への他方の入口は、合成ガスのためのものである。個別の制御ボックスが、各燃焼器のために使用されるが、主ＰＬＣによってモニタされる。温度プローブが、制御ボックス内でＰＩＤ設定値に反応炉の温度を制御するのに使用される。

反応炉チューブを取り囲むボックスからの熱は、反応を開始する高温を生成する。熱分解反応炉のチューブは、熱に起因して膨張し、加熱給送器によって固定されることに起因して一方向に移動することになる。熱分解反応炉の移動は、横方向である。チューブ鉄骨フレームは、ローラー支持カートが移動し続けるための平棒ランディングを有する。ローラー支持カートは、熱分解反応炉が上方に又は側面に移動しないように保持するカム従動子ローラーを有し、反応炉チューブの長い方向のみの移動を可能にする。上側反応炉は、上側及び下側反応炉間の接続カラーによって固定されて下側反応炉に結び付けられ、かつ下側反応炉をそれが膨張する時に引く。下側反応炉は、それが加熱されている時に反対方向に膨張する。同じ温度であることにより、上側及び下側反応炉チューブは、同じ比で膨張して入口燃焼器ボックスを定位置に保つ。反応炉チューブの各端部に位置付けられたドライブ装置も、膨張を可能にするためにローラー支持カート上にある。木炭／灰／炭素コンベヤは、熱分解反応炉と共に事故の事象でそれが膨張する時に引かれるようにローラー支持体上にある。２スタック反応炉の非常に大きい利点は、膨張の組合せ長さが端から端までスタックされた場合にオーバーであると考えられることである。反応炉チューブを一方を他方の上にスタックすることにより、膨張は。収集長さの半分だけ縮小される。これは、この長さを縮小することによって熱分解反応炉の内側のスクリューオーガー上の負荷も低減する。

蒸気は、熱分解反応炉から上方に回転式スクリーン清浄化塔を通して通気される。

回転式スクリーン清浄化塔
真の速度の回転式スクリーンは、旋回パドルのＲＰＭを増大することによって気化ガスの移動距離を増大することができる。回転するパドルは、コイル効果を生成して移動長さを大きくする。

負の側壁設計は、自己清浄化を補助し、かつ壁上に蓄積する場合がある材料を流し出すことを補助する。負の側壁は、より大きい直径の塔材料が側面ハウジングを下って進むことを可能にし、一方で表面積を増大して流れ出る材料の圧縮を防止する。それは、重力効果と共に、塔ハウジングを自己清浄化することを補助する。旋回パドル上のＲＰＭの増加及び減少は、静的スクリーン上の開放時間の量を変化させることになる。

本発明により、回転式スクリーンは、旋回パドルが装着される回転シャフト上の固定装着式ファンホイールを有する。回転式スクリーンが遅く旋回するほど、下の反応炉システムに対する背圧が少ない。それが速く旋回するほど、それは、スクリーン開口サイズを低減して排圧を増大するが、シャフトの上部に装着されたファンホイールは、蒸気を上方にかつ塔の外に引くことによってその背圧を補償する。タワーの長さは、機械的に固定されるが、スクリーンを通る蒸気痕跡は、ＲＰＭを変化させて蒸気のためのより緊密なコイル経路を生成することによって変化する可能性がある。

排気熱燃料清浄化器
この設計は、排気熱を使用して従来技術におけるようないずれの追加の清浄化段階の必要もなしに連続ベースでバイオ燃料を清浄化する。

熱分解反応炉から通気される蒸気は、あらゆる炭素粒子が除去される排気加熱式燃料清浄化器に移動する。２６０℃（５００°Ｆ）よりも下で凝縮する蒸気は、凝縮し、次に蒸気に再沸騰し、より重い燃料を背後に残すことになる。この重質燃料は、炭素粒子と共に、熱分解のために熱分解反応炉に流して戻され、熱分解反応炉に炭素を再度堆積させることになる。

再沸騰して気化した燃料は、次に、冷却のために凝縮器の中に移動する。第１の凝縮器は、ｌ４９℃（３００°Ｆ）よりも上で沸騰する炭素鎖が収集される保持タンクの上に取り付けられる。残りの蒸気は、次に、上方にかつ外に移動し、次に、仕上げタンクの上の冷えた凝縮器を通って下って戻る。仕上げタンクはまた、Ｃ５から及びそれよりも上の残りの炭素鎖を凝縮することになるグリコール冷却器によって供給される冷却コイルを有する。このタンクは、約−６，７℃（２０°Ｆ）に設定される。残りの蒸気は、この時点で合成ガス又はシンガスと呼ばれる非凝縮性ガスだけである。合成ガスは、次に、１組の気泡器を通過し、ガスストリームから硫黄及び他の吸収性化学物質を取り除く。清浄化された合成ガスは、次に、燃焼器への動力供給、炭素精製に使用され、かつ発電機に動力供給するのにも使用することができる。

気化したタイヤ断片材料は、標準的な熱交換器シェル及びチューブ凝縮器の使用によって液体燃料に凝縮される。仕上げタンクは、蒸気を約−６，７℃（２０°Ｆ）まで下げてＣ−４よりも上の全ての炭素鎖を液体に凝縮させる必要がある。全ての蒸気が凝縮されることを保証するために、仕上げタンクは、内側の冷えたグリコール浴内に１組のコイル式経路チューブを有する。グリコールは、凍結することにならず、冷却のために業界で使用されている。圧縮機タイプの冷却システムは、全ての凝縮器冷却に対して使用されている。

炭素精製器
炭素木炭は、スクリューオーガーを通じてかつゲート式エアロック配置を通して熱分解から排出される。上側ゲートは、灰排出オーガーが稼働している時に開いたままである。木炭は、第１の下側ホッパーを充填し、かつ灰排出オーガーをトリップする。

これは、ドライブ装置への電力を止めることによって灰排出オーガーを停止し、かつ上部ゲートを閉じることになる。中間ゲートは、開いて別の下側ホッパーに対して木炭を堆積し、かつ中間ゲートを再び閉じることになる。上側ゲートは、開いて再度木炭オーガー工程を開始することになる。下側ゲートは、この時点で開き、ハウジング内で回転して適合空気開口部を有する下の計量スクリューに給送することになる。計量スクリューは、空気移動を通過させる中空ドライブシャフトを有する。

計量スクリューは、旋回し、かつ燃焼器送風機によって生成された空気ストリームの中に木炭を押し込む（ダクトを通じて）。この燃焼器送風機は、供給されたガス（熱分解処理によって作られた液体プロパン又は合成ガス）の燃焼のための空気を供給する。

空気と共に炭素木炭は、それがスパークプラグ又はパイロット火炎によって点火される燃焼チャンバに入る。送風機からの力は、木炭を空気と混合し、かつそれが火炎と接触状態になってあらゆる炭化水素を追い出す時にストリーム内のあらゆる可燃性材料と共にそれらを焼いて灰にすることになる。チャンバの内側の計量スクリューは、他端の排出開口部まで炭素を引くことになる。

計量スクリューの遅い回転は、火炎への木炭材料の露出時間を延ばし、かつモータドライブインバータの使用によって必要に応じて調節することができる。インバータ又はＶＤＦは、手動で又はＰＬＣを用いての両方で速度変更を可能にする。全てのドライブ装置は、パッキングシールを用いて支持されて密封される。燃焼器送風機は、圧力緩和のための経路を必要とし、そうでなければ背圧は、空気流れを停止して火炎を消すことになり、従って、通気ラインがチャンバの反対端に取り付けられる。

通気ラインは、水気泡器を通って延び、かつ燃焼器送風機の背圧の均衡を取るために真空源を用いて引かれる。通気気泡器内の水は、同じくあらゆる空中粒子を除去し、かつ硫黄のような化学物質を吸収することになる。より重い木炭は、この時点で精製された炭素であり、かつそれが分離器タンクの中に落下する排出開口部まで搬送される。

水位は、炭素が沈んで灰又は残りの木炭が浮遊することを可能にする分離器タンク内の典型的なレベルスイッチによって制御される。沈む炭素は、分離器タンクの底部で収集される。

底部の開口部を通して分離器タンクから炭素を引き出し、かつリフトチューブ内の開口部を通して炭素から水を流し出すのに垂直持ち上げオーガーが使用される。炭素は、次に、熱がオーガー壁に印加される燃焼器ボックスを通過する水平スクリューオーガーの中に堆積される。

この熱は、水を追い出し、かつそれを凝縮器インラインを通して分離器タンクに戻す。凝縮器は、水蒸気を冷却して水の状態に戻す。オーガー内の乾燥炭素は、次に、エアロックを通過して容器に至る。

分離器タンクの内側に浮遊する灰及び木炭は、上部から吸い取られ、かつ収集のためにサイクロンに引き込まれる。エアロックも、除去のためにサイクロンの排出部で使用される。

木炭及び灰を引くのに使用する真空は、サイクロンの上部上に装着された送風機からのものである。送風機は、次に、その排気を収集されるあらゆる塵埃をエアロックを通じて収集して排出することができるバッグフィルタの中に押し込む。

安全燃焼器
システムのシャットダウンは、ファンが稼働し続ける間に熱分解反応炉への燃焼器がシャットオフされることを必要とする。空気の入力は、冷却時間を大幅に短縮するだけである。しかし、工程は、反応炉温度が２０４℃（４００°Ｆ）の下になるまで依然として合成ガスを生成している。合成ガスは、格納されるか又は熱分解反応炉がこのガスを通気することを可能にするように消費されなければならない。高容積、低圧タンクが必要であると考えられ、そうでなければガスは燃え尽きる可能性がある。

安全シャットダウン燃焼器は、通気式燃焼チャンバの中にパイプが通った標準的な変調燃焼器を使用することにより、全ての通気合成ガスを燃焼させることになる。空気強制式燃焼器を使用して燃料対空気比が維持され、従って、通気合成ガスの完全燃焼を達成することができ、合成ガス容積が熱分解反応炉の冷却に起因して低下する時に、燃焼器は、空気対ガス比が効率的であるようにガス容積と適合する。

サポート機器
全体工程は、主コントロールパネルに位置付けられたＰＬＣプログラムによってモニタかつ制御される。これは業界での標準である。燃焼器は、必要な基準を満足するために独立制御を有することが要求される。

熱分解反応は、燃焼器に供給する合成ガスを作るのに熱を必要とするが、合成ガスが格納されない限り、始動ガスが必要である。液体プロパンは、合成ガスの同じ特性に非常に近く、従って、始動のために購入された瓶入りＬＰガスを使用することが第１の選択である。他のガスを使用することができるが、サポートするバルブ及び調整器は、始動に使用されている燃料に適合する必要がある。

空気圧縮器は、全ての気圧バルブ、シリンダ、及びゲートに動力を供給し、一方で油圧動力システムは、給送ホッパー及びツインスクリュードライブ装置に動力を供給する。

全体プラント反応炉工程は、窒素パージシステムによって保護される。緊急の事象では、窒素ガスが熱分解反応炉の中にパイプで送られることになる。これは不活性ガスであり、それは、酸素を置換し、かつ熱分解反応炉の内側の空隙を加圧することによっていずれの進入酸素も高温反応炉に入ることを防止することになる。このガスは、消火システムとして使用することができる。制御バルブは、必要に応じて停電下で開くように構成することができる。熱分解反応炉への窒素ポートは、熱及び蒸気が最も集中している場所に置かれる。

本発明の好ましい特性は、必ずしも縮尺通りに描かれていない添付図面を参照して例として与える好ましい実施形態の一部の形態の以下の説明から明らかになるであろう。

排気加熱式システム給送器概略フローの簡易描写図である。 排気加熱式給送器を構成する品目の構成要素等角投影図である。 排気加熱式ツインスクリュー給送器、加熱式カラー、及びシールを有する後部軸受の等角投影図及びツインスクリュー給送器の断面図である。 熱分解反応炉システムの簡易描写図である。 反応炉システムの等角投影図である。 熱分解プラント燃焼器ボックス、反応炉チューブ、及び支持体の等角表現を示す図である。 清浄化塔のアセンブリ及び蒸気コイル効果を示す図である。 蒸気清浄化塔のアセンブリを示す図である。 蒸気清浄化塔のためのスクリーン板の涙滴拡張スロット及びテーパの詳細図である。 従来の熱分解変換システム排気加熱式燃料清浄化器概略フローの簡易描写図である。 排気加熱式燃料清浄化器を構成する品目の構成要素等角投影図である。 排気加熱式燃料清浄化器構成要素の組立等角投影図である。 炭素精製器概略フローの簡易描写図である。 炭素精製器のアセンブリを示す図である。 炭素精製分離システムの組立等角投影図である。 炭素精製反応炉セクションの組立等角投影図である。 第１の図がアセンブリであり、第２の図が構成要素の等角投影図であり、第３の図が冒険ノズル区域の詳細である安全燃焼器の３つの図を示す図である。

好ましい実施形態の説明
発明による熱分解プラントは、特に、排気加熱式給送器、熱分解反応炉、回転式スクリーン清浄化塔、排気熱燃料清浄化器、炭素精製器、安全燃焼器、及びサポートデバイス、並びに上述の図に示すようなプラントを稼働するのに必要な配管及びバルブとしての全ての固定具によって構成される。

排気加熱式給送器（図１、２、３、４、及び５）
タイヤ断片材料は、ホッパー給送システムに気圧的又は機械的５０３に搬送することができる図１。気圧的搬送は、進入材料の空気分離を利用することができる。空気分離は、タイヤ断片材料を持ち上げることになるが、岩又は金属のようなより重い物体がピックアップ開口部から落下することを可能にする。タイヤ断片材料が受入ホッパー１０１に移動し、次に、垂直給送ホッパースクリュー１０５の入口セクションに落下すると、断片は、下方に押し込まれ、断片を圧縮してシールを作る。これは、電気モータを使用する場合に過負荷を防止するために油圧動力システム１２１によって動力を与えられた気圧又は油圧ドライブ装置１０３を使用して行われる。

フォトアイセンサ又はパドルスイッチ１０４は、タイヤ断片材料の高さを示し、レベルスイッチの開放又はトリップを盲目にすることが、ホッパー又はスクリュー給送器５０３への空気がそれを過充填することから材料を搬送することを停止することになることは公知である。ラムスクリュー１０５は、材料を押出機入口１０２に押し込み、反応炉ガスが漏出するのを防止するようにシールを作ることを補助することになる。何らかの理由で、材料がホッパーの中に装填されない場合に、ホッパーの下のスライドゲート１０６は、熱分解反応炉を密封したままに留まるように閉じることができる。このゲートはまた、ツインスクリュー給送器１０２への材料の入力を停止するのに使用され、ツインスクリュー給送器が必要に応じて全ての材料からそれ自体をクリアすることを可能にする。

次に、この材料は、反応炉の上側反応炉スクリュー１０７ａに対してツインスクリュー給送器１０２によって押される。このツインスクリュー給送器１０２は、熱を上側反応炉スクリュー１０７ａ及び下側反応炉スクリュー１０７ｂに提供する同じ燃焼器１０８によって落下ゾーンの隣で加熱される。

排気がこの区域を加熱すると、ツインスクリュー給送器は加熱され、タイヤ断片材料は液化してオーガーハウジングを充填し、タイヤ断片材料中のあらゆる空間を充填することによってエアロックを生成する。入力タイヤ断片材料の連続流れは、エアロックシールを維持する。溶融タイヤ断片材料及び固体タイヤ断片材料に起因して、トルク圧力下にあることで、それは、給送器にシールを生じ、反応炉の中への空気の導入を停止していずれのガスも出ることを可能にしない。

加熱ゾーンは、燃焼器ボックス６０１の内側の加熱ゾーンでのみ材料を液化し始めて気化させる。この材料は、反応炉入口に入って上側反応炉スクリュー１０７ａに落下する。ツインスクリューシャフト上の逆転フライトセクションは、材料を切り落としてシャフト上の蓄積を防止する。ツインスクリュー給送器の内側の材料の迅速移動に起因して、一部のタイヤ断片材料は気化されない。非気化タイヤ断片材料は、下の２重フライトカット及びフォールドリボンスクリューオーガーへの反応炉チューブの中に落下される。

図１に示す排気加熱式給送器は、熱分解反応炉に給送するためにそれを非常に適切にする。タイヤ断片材料は、給送ホッパー１０１に置かれ、ここでそれは、垂直スクリューセクション１０５でツインスクリュー給送器１０２に押し下げられる。垂直給送ホッパースクリュー１０５はまた、垂直給送ホッパー１０１の内側でタイヤ断片材料が結合しないようにブリッジブレーカアーム１０９を有する。

スライドゲート１０６は、ツインスクリュー給送器１０２と給送ホッパー１０１の間に位置付けられ、緊急の事象で又はシャットダウン手順中に閉鎖を可能にする。垂直ホッパースクリュー１０５は、方向を逆転してタイヤ断片材料を持ち上げることになり、一方で下のツインスクリュー給送器１０２は、材料を熱分解反応炉の中に避難させる。垂直給送ホッパースクリュー１０５のこの逆転アクションは、ホッパーの中に材料を引き上げてツインスクリュー給送器１０２内のホッパー１０１の間で間隙を可能にし、従って、スライドゲート１０６は適正に閉じる。

ツインスクリュー給送器１０２は、稼働し続けて全ての材料を除去することになるので、それは、ツインスクリュー給送器１０２の内側を冷却して硬くしない。内側に留まることができると、材料は、ツインスクリューを互いにロックして冷却後に再始動することが非常に困難になる。

タイヤ断片材料は、ツインスクリュー給送器１０２の下に移動して反応炉入口１１０に給送される。タイヤ断片材料は、一方の側に左回りフライト及び他方の側に右回りフライトを有するツインスクリュー給送器１０２を通過し、材料を反応炉入口１１０に押し込みながら連動して自己清浄化する。

ツインスクリュー給送器１０２の材料は、燃焼器ボックスの内側の加熱式カラー１１１に材料を押し込む。加熱式カラー１１１は、燃焼器ボックス上に燃焼器１０８からの熱を含んでいる。バルブ１１２は、加熱式カラー１１１の温度をそれが反応炉入口を通過する時に設定するのに使用される。燃焼器１０８からの高温空気は、ダクト１１３を通して加熱式カラー１１１に、次にツインスクリュー給送ハウジング１１６の周りに移動し、排気ダクト１１４から通気される。

ツインスクリュー給送器１０２の内側のタイヤ断片材料は、急速加熱に対してツインスクリュー給送ハウジング１１６に材料を押し込む拡大セクション１１５の拡大中央セクションとそれが接触状態になるまでフライトの下に移動する。タイヤ断片材料は、ツインスクリュー給送器１０２によって反応炉入口１１０に押し込まれ、ここでそれは、逆転フライトセクション１１７の逆転フライトセクションと接触状態になり、この時点で材料は、進入するフライトに強制的に戻され、材料が反応炉入口１１０に落下するせん断運動を生成する。

給送ホッパー１０１及びこのツインスクリュー給送器１０２のいずれも、必要に応じてトルクを調節する気圧又は油圧ドライブ装置１０３によって動力を与えられる。それらの気圧又は油圧ドライブ装置１０３は、歯車減速器１１８に装着され、停電の事象でバックラッシュを防止する。システムは、レベルインジケータ１０４、温度プローブ１２２、及び圧力センサ１２０によって制御される。

図３に見ることができるように、ツインスクリュー給送器１０２は、左回りフライト及び右回りフライトで構成され、ここでツインスクリュー給送器１０２の間の容積は、膨張拡大セクション１１５と適合する。これは、フライトピッチ空間を増すことによって行われる。これは、タイヤ断片材料の圧縮を防止し、ドライブ装置に背圧を追加すること及び材料を互いに圧縮することを防止する。拡大セクション１１５はまた、材料を押してツインスクリュー給送ハウジング１１６に近づける。

これは、材料へのより速い熱伝達を可能にして材料内の冷間停止を防止することを補助する。主シャフト３０１は、直径を変更してこれを達成する。材料は、反応炉入口１１０の前方に押され、ここでそれは、逆転フライトセクション１１７上で逆転フライトと接触状態になる。この逆転フライトセクション１１７は、材料をせん断して戻し、それをせん断して切り離して下の熱分解反応炉に落下させる。加熱式カラー１１１は、片面シールを得るためにツインスクリューハウジング１１６に溶接される。

ツインスクリューシャフトは、反応炉入口１１０を通過して外側の１組のブッシング軸受によって保持される。パッキングシールが、加圧蒸気ガスの漏出を防止するのに使用される。ブッシング２０１は、ハードウエア３０２／３０３を備えた面板２０３によって押されてハウジング２０２の内側に嵌合し、パッキングシール材料３０４にかかる圧力を生成する。真鍮座金３０５が、ブッシングがパッキングシール材料３０４の向きを変えるのを防止するのに使用される。

熱分解反応炉（図１、４、５、６、１０、及び１３）
タイヤ断片材料は、空気圧縮器４１３に入ることになり、連続流れ及び収集燃料、図１０、木炭／灰／炭素、図１３が排出される。熱は、燃焼器１０８から印加され、停止して木炭を補充又は排出することなく稼働全体中にシステム上で維持される。インフィード（図１）は、材料ベースの圧縮シールを使用し、排出（図１３）は、エアロックシールを生成するのに一連のゲートを使用する。本発明は、細断されたタイヤ断片材料、大きいタイヤ断片材料又は小さいタイヤ断片材料の両方を使用することができる。

熱分解反応炉は、反応炉チューブ６０２、６０３の側壁を通して熱を伝達する燃焼器ボックス６０１を有し、それが搬送されている時に反応炉チューブの内側で材料を気化させる。あらゆる蒸気と共にタイヤ断片材料は、上側反応炉スクリュー１０７ａから下側反応炉スクリュー１０７ｂに落下し、下側反応炉の端部に搬送され続けることになる。

本発明は、１つの区域に蒸気出口及び給送システムを組み合わせる。この区域は、鉄骨フレームに固定され、熱が熱分解反応炉主チューブに印加される時に移動することが可能にされない。それは、この固定点から離れて膨張し、熱分解反応炉の給送システム及び排気システムを静止状態にすることを可能にする。入口のすぐ上方に出口ポートを有する利点は、より軽い燃料を捕捉する利点である。

反応炉端部に入るタイヤ断片材料及び蒸気は、カット及びフォールドスロットを有する２重フライトスクリューを備えた上側ｌ０７ａ及び下側ｌ０７ｂ反応炉スクリューに沿って引かれる。反応炉チューブを取り囲む燃焼器ボックス６０１からの熱は、反応を開始する高温を生成する。熱分解反応炉のチューブは、加熱給送器によって固定されるので、熱に起因して膨張して一方向に移動することになる（図１）。

この熱分解反応炉は、ボックス当たり１つの燃焼器のみを使用する１つの燃焼器ボックスとのスタック式反応炉チューブの封入の組合せを作る。上側反応炉スクリュー１０７ａは、加熱された時に膨張して給送端から離れていくことになる。同時に、下側反応炉スクリュー１０７ｂは、交差セクション４０２によって固定されて反対方向に膨張する。上側セクションは、交差接続に起因して下側セクションを引く。従って、上側及び下側反応炉チューブが同じ温度で加熱される場合に、それらは同じ量を膨張させることになる。

燃焼器ボックスは、内側で絶縁され、外皮が見ることになる熱を低減する。次に、燃焼器ボックスは、反応炉チューブに適合するために膨張せず、従って、密封スリップカラー６１０を使用して反応炉チューブに対して燃焼器ボックスを支持する。

間隙が、ローラー支持カート６０５を反応炉チューブに取り付けることができる各燃焼器ボックスの間に存在する。これらのローラー支持カートは、膨張可能なクリップで反応炉チューブにボルト締めされる。ローラー支持カートのベースは、固定平棒ランディング６０６の周りに置かれたカム従動子を使用して反応炉チューブが撓むのを防ぎながらＸ及びＺ軸の移動を防止する。

２重入口を有する燃焼器が、熱分解反応炉を加熱するのに使用される。一方のガスは始動のためのものであり、燃焼器への他方の入口は合成ガスのためのものである。個別の制御ボックスは、制御に対して各燃焼器のために使用されるが、主ＰＬＣによってモニタされる。温度プローブ６０７は、制御ボックス内のＰＩＤ設定値に反応炉の温度を制御するのに使用される。

熱分解反応炉の移動は横方向である。チューブ鉄骨フレーム６０８は、ローラー支持カート６０５が移動し続けるための平棒ランディング６０６を有する。ローラー支持カート６０５は、熱分解反応炉が上方に又は側面に移動しないように保持するカム従動子ローラー６１１を有し、反応炉チューブの長手方向のみの移動を可能にする。上側反応炉は、下側反応炉に結び付けられ、上側及び下側反応炉の間の接続カラー４０２によって固定され、それが膨張する時に下側反応炉を引く。下側反応炉は、それが加熱される時に反対方向に膨張する。同じ温度であることで、上側及び下側反応炉チューブは、同じ比で膨張して入口燃焼器ボックスを定位置に保つ。

反応炉チューブの端部に位置付けられたドライブ装置５０１も、膨張を可能にするためにローラーカート５０２上にある。木炭／灰／炭素コンベヤシステムは、事故の事象でそれが膨張する時に熱分解反応炉と共に引かれるようにローラー支持体上にある。２スタック式反応炉発明の非常に大きい利点は、膨張の組合せ長さが端から端までスタックされた場合に１２”を超えると考えられることである。反応炉チューブ６０２／６０３を一方が他方の上にスタックすることにより、膨張は半分に縮小される。これは、長さを縮小することによって熱分解反応炉の内側の上側反応炉スクリュー１０７ａ及び下側反応炉スクリュー１０７ｂにかかる負荷も低減する。

全体システムは、窒素パージシステム４０３によって保護される。緊急の事象では、窒素ガスは、熱分解反応炉の中にパイプで送られることになる。これは不活性ガスであり、それは、酸素を置換し、熱分解反応炉の内側の空隙を加圧することによってあらゆる進入酸素が高温の反応炉に入るのを防止することになる。このガスは、消火システムとして使用することができる。制御バルブは、必要に応じて停電下で開くように構成することができる。熱分解反応炉の中への窒素ポートは、熱及び蒸気が最も集中している場所に置かれる。

全ての進入するタイヤ断片材料の約９０％は、上側反応炉スクリュー１０７ａで及び残りの１０％は下側反応炉スクリュー１０７ｂで気化されることになる。下側反応炉内の反対端に開口部があり、ここであらゆる木炭は、上側ゲート、中間ゲート、下側ゲート１３０２／１３０６／１３０８を通して熱分解反応炉からそれを除去することになる灰排出オーガー４０４の中に落下することになる。この時点で、木炭／灰／炭素は、炭素精製プロセッサシステムによって処理されることになる。

再沸騰して気化した燃料は、次に、冷却のために標準的な熱交換器シェル及びチューブ凝縮器４０７に移動する。第１の凝縮器は、ｌ４９℃（３００°Ｆ）よりも上で沸騰する炭素鎖が収集される保持タンクの上に取り付けられる。残りの蒸気は、次に、上方に及び外に移動し、次に、仕上げタンクの上の冷やされた凝縮器を通して下に戻る。仕上げタンクはまた、Ｃ５からの及びそれよりも上の残りの炭素鎖を凝縮することになるグリコール冷却器４０８によって供給される冷却コイルを有する。このタンクは、約−６，７℃（２０°Ｆ）に設定される。残りの蒸気は、この時点で合成ガスと呼ばれる非凝縮性ガスだけである。次に、合成ガスは、１組の気泡器４０９を通過し、ガスストリームから硫黄及び他の吸収性化学物質を取り除く。次に、清浄化された合成ガスは、燃焼器１０８に動力供給するのに使用され、かつ発電機４２０に動力供給するのに使用することができる。

回転式スクリーン清浄化塔（図４、５、７、８、及び９）
蒸気は、熱分解反応炉から回転式スクリーン清浄化塔を通して通気され、これは、燃料のＲＰＭ、滞留時間、又は冷却時間を変えることによるという点で非常に多目的であり、かつ滞留時間の増加又は減少を可能にするように調節することができる。スピニングパドル７０４が全く動いていない場合に、ガス蒸気７２０又は７２１は塔を真っ直ぐに移動することになる。これは、比較的短い長さの移動になる。蒸気は、そのような短い（約３秒）長さの移動では温度が低下しないことになる。炭素粒子７２２と共にシステムの塔に入ったガスは、真っ直ぐに移動することになる。蒸気の温度を変化させて凝縮を可能にするために、移動又は滞留時間の長さが増加しなければならない。スピニングパドル７０４が回転することにより、それらは、蒸気がスクリーン板７０３の間を循環する。次のスクリーン板まで更に上昇する前に、回転するパドルは、蒸気に対してコイル経路を作る。スピニングパドルをより速く又はより遅く向けることにより、ガス蒸気７２０又は７２１のコイル経路長は増加又は減少する。これは、滞留時間を変更してより多くの冷却時間を可能にし、従って、より重質燃料蒸気又は炭素鎖が、回転式スクリーン清浄化塔の内側で凝縮する。それらは蒸気を凝縮し、それがこれと接触状態になるあらゆる炭素粒子７２２を吸収する。蒸気経路に対するコイル効果を生成することに加えて、スピニングパドルは、運動及び遠心エネルギ７２４を生成する。運動エネルギは、スピニングパドル７０４に対する凝縮ガス蒸気７２０を残りのガス蒸気７２０に強制的に押し通し、液体燃料がいずれかの空中の炭素粒子７２２と共に有する接触時間の量を増倍するので、それらは液体によって吸収される。スピニングパドル７０４によって生成される遠心エネルギは、蒸気も回すようにする。蒸気の遠心移動は、凝縮燃料がここで塔側部７１３を減速して下の反応炉７２８に戻るように回転式スクリーン外側ハウジング７１３まで押される。

スクリーン板７０３と共にスピニングパドル７０４は、塔の内側に背圧を生成する。スクリーンの上部でのファンホイール７０５の使用は、蒸気を上方にかつチューブ７３０を通して塔出口７０２の外に、並びに燃料清浄化器９０１の中に引く。このファンホイールは、スクリーンによって生成された背圧を除去する。スクリーン先細スロット７２７が速く向きを変えるほど、蒸気が移動するのにかかる時間が増え、より多くの背圧が上昇することになる。しかし、スクリーン圧力に適合するようにファンホイールがサイズ決定され、それは同じＲＰＭで回ってその圧力に適合する。清浄化器が遅く向きを変えるほど少ない圧力を必要とし、取り付けられているファンホイールは、必要な圧力に適合する。

標準的なスクリーンは、炭素を多く含む燃料の蓄積がそれらの開口部を塞ぐことを可能にすることになる。本発明では、スクリーン板７０３の上面は、スピニングパドル経路に続くスクリーン先細スロット７２７を有する。スクリーン先細スロットはまた、涙滴形７２７のより小さい７２６ａ及びより大きい７２６ｂものからスピニングパドルの方向に先細になる。これは、圧縮ではなく拡張を可能にする。ケーキのような材料が圧縮される時に、それは互いに留まって開口部を塞ぐ傾向がある。他方で、膨張する時に、それは分解する傾向があり、それは開口部を清浄化することを補助する。

スクリーン先細スロット７２７はまた、板の上部から板７１８の底部に先細にした機械７１８である。これはまた、それに膨張区域を与え、材料がスクリーン版から外に落下することを可能にする。清浄化塔の外側ハウジング７１３も先細にされる。これは、それに負の側壁を与える。この形状は、あらゆる捕捉炭素と共に液体材料が下方に流れてガス蒸気７２１に戻ることを補助する。

凝縮蒸気液体燃料のほとんどは、それらをそこに押圧するスピニングパドルのためにハウジング壁と接触状態になる。スクリーン板は、外側ハウジング７１３の接触点に沿って同じ先細スロット７２３の半分を有し、材料が流動することを可能にする。

その捕捉炭素粒子を有するより重質凝縮燃料は、壁を流れ落ちて下の反応炉に戻ることになる。炭素と共に戻った燃料は、熱分解反応炉に入って再加熱されることになる。次に、再加熱された燃料は気化して炭素粒子から分離することになる。

燃料に対する熱分解反応炉の熱効果も、燃料の一部を分解し、より短い炭素鎖にし、清浄化塔を通過するある割合の戻り燃料を作り、炭素粒子７２２を残す。

回転式スクリーン清浄化塔は、ギアボックス７０６を通して電気モータ７１４を通して動力を供給される。スクリーン先細スロット７２７は、ギアボックス７０６を通して塔の内側の最後のスクリーン板７０３に至るまで取り付けられる。スクリーン先細スロットは、取り付けられたスピニングパドル７０４を有し、ファンホイール７０５は上部にボルト締めされる。

スクリーン板は、スピニングパドルが設置中に通過することを可能にする十字形開口部７２５を有する。ファンホイール７０５は、スクリーン先細スロット７２７にボルト締めされる。本発明は、推奨背圧均衡に適合するのに必要なファンホイールのタイプの交換を可能にする。スクリーン板７０３は、ハウジング７１３壁を通してボルト締めされるので、それらも、必要に応じて多かれ少なかれスクリーン先細スロットを有する板によって置換することができる。

モータマウント７０７は、ギアボックス７０６への熱伝達を低減するように上昇する。バネ荷重式パッキングシール７０９は、大気から分離する。パッキングシール７０９のハウジングは、上部フランジ８０１に溶接される。熱電対７１２は、内部入口及び出口温度を読み取るのに使用される。この温度は、その沸点に基づいて凝縮すべき炭素鎖のタイプを決定する。圧力差ゲージ８０２はまた、スクリーンにわたって背圧量を示すのに使用される。それら２つのインジケータは、清浄化器を制御するようにオペレータにフィードバックを与える。

排気熱燃料清浄化器（図４、５、１０、１１、及び１２）
スクリーン清浄化塔を通過した後に、蒸気は、あらゆる炭素粒子が除去される図１０、１１、及び１２に示す排気加熱式燃料清浄化器に移動する。２６０℃（５００°Ｆ）よりも下で凝縮する蒸気は、凝縮して次に蒸気に再沸騰し、より重質燃料を残すことになる。炭素粒子と共にこの重質燃料は、熱分解のために熱分解反応炉１００２にポンピングして戻され１００１、炭素を熱分解反応炉に堆積して戻すことになる。

図１１は、排気加熱式燃料清浄化器のアセンブリを示している。入口チューブ１００３は、主ハウジング１００４の中に及び分割絶縁金属エンクロージャ１００５から内側のより清浄な燃料の下の点に至るまで挿入される。主ハウジング１００４は、分割絶縁金属エンクロージャ１００５の間に挟まれる。制御バルブ１０２２は、処理反応炉排気１００７と分割絶縁金属エンクロージャ１００５の間に設置され、熱を供給して燃料を再沸騰させる。

排気出口ポート１００８及び熱入口ポート１００９は、主ハウジング１００４の内側の排気加熱空気循環のためにエンクロージャを貫通するのに使用される。排出バルブ１０１０は、主ハウジング１００４と排出物保持タンク１０１１の間にボルト締めされる。排出物保持タンク１０１１は、ポンプ１００１にパイプ配管され、次に、ダイバータバルブ１０２７にパイプ配管される。燃料は、余分な熱分解に対して熱分解反応炉１００２にポンピングされるか又はレベルインジケータを維持するように清浄化器１０１２に迂回して戻される。通気パイプ１０１３は、主ハウジング１００４と排出物保持タンク１０１１の間に設置される。

出口ポート１０１４は、凝縮器１０１５に及び残りの合成ガスを反応炉燃焼器ボックス上の処理バーナ１０８に対してパイプ１０３２に向けることができる。センサは、温度１０１７及びレベルインジケータ１０１６を制御するように設置される。

本発明は、蒸気ストリームから炭素粒子を除去することによって汚染燃料の問題を是正する。蒸気は、熱分解反応炉を離れて熱分解反応炉に蓄積された圧力によって入口チューブ１００３に押し込まれる。

炭素と共に蒸気は、入口チューブ１００３の下に移動し、格納沸騰燃料を通して押され、主ハウジング１００４の底部で収集される。燃料及び炭素は、高温の沸騰液体燃料と接触状態になり、再沸騰し、清浄な燃料蒸気に変わり、清浄化器から押し上げられて押し出される。

蒸気の冷却は、容積及び下に格納された液体燃料１０１９と接触状態になる炭素と共に蒸気を低減する。これは、液体の一部を吸収した炭素を作り、沸騰燃料よりも重くなる。その時点で、それは蒸気ストリームから取り除いて液体に引き込まれることになり、進入する排気熱が存在する清浄化器ハウジングストレージの下側区域の底部に沈む。

進入する蒸気は僅かに温度が低下することになり、蒸気の割合はガス状態のままになる。沸騰燃料は、あらゆる収集された凝縮蒸気を気化し、それらを再沸騰させて蒸気にし、それによって炭素粒子を除去することになる。燃料の重量は、Ｃ鎖として公知であり、かつその沸点温度によって決定されることになる。

沸騰燃料の設定値は、設定値温度よりも下のあらゆる炭素鎖を気化させることになる。この再沸騰蒸気は、出口ポート１０１４を通して凝縮器１０１５及び保持タンク１０２１の中に押されることになり、ここで温度は低下して蒸気を炭素粒子のない液体に戻す。非凝縮性ガスは、システムを通して押し出され、熱分解プラントのための熱を生成する燃焼器１０８に導入される。

格納されたより清浄な燃料は、温度設定値が液体の沸点よりも高い場合に沸騰して離れることになり、より清浄な燃料での低容積レベルを生成する。温度設定値が、格納されたより清浄な燃料の大部分よりも低い場合に、逆のことが起こることになる。これは、燃料清浄化器格納区域で推奨レベルよりも上の蓄積を生成することになる。清浄化器に対する熱は、処理反応炉排気１００７によって提供される。排気はｌ０９３，３℃（２０００°Ｆ）の高温まで達する可能性があるので、コントローラー１０２３及びアクチュエータバルブ１００６と共に制御バルブ１０２２及び熱電対１０１７は、必要な熱排気を調節して設定値温度を維持するのに使用される。

高温空気１０２５は、処理反応炉排気１００７制御ダクトを通して燃焼器ボックスから分割絶縁金属エンクロージャ１００５に移動し、分割絶縁金属エンクロージャ１００５の周りを移動し、次に通気して出される。絶縁壁１０２４は、高温空気１０２５が分割絶縁金属エンクロージャを迂回することを停止し、清浄化器に対して均一な熱を生成する。清浄化器内側の沸騰燃料は、入口チューブ１００３底部をちょうど過ぎた高さを有する。これは、分離が発生する液体燃料にガス蒸気を露出する気泡器効果を進入蒸気に与える。

この燃料は、炭素鎖値に基づいて燃料重量の自然分離を有する。より重質燃料は沈む傾向があることになり、より高い燃料は上昇する傾向があり、ここでより高い熱はそれを気化させることになる。より重質燃料は、炭素と共に底部に向けて沈むことになり、ここでそれは、除去されて再分離及び炭素分離のために熱分解反応炉に戻ることになる。

排出燃料は、排出バルブ１０１０を通して清浄化器を離れ、レベルプローブ１０２６から設定値によってトリガされるレベルから排出物保持タンク１０１１に入る。レベルに達する時に、ポンプ１００１は、炭素粒子と共に排出重質燃料を熱分解反応炉１００２に押し出すか又は清浄化器１０１２に戻し、ダイバータバルブ１０２７の使用によって必要に応じてレベルを調節する。

通気パイプ１０１３は、排出物保持タンク１０１１と主ハウジング１００４の間にパイプ配管され、逆止バルブ１０２８によって誘導される。レベルインジケータ１０１６は、沸騰している清浄な燃料の高さを維持するのに使用される。このレベルインジケータは、ユニットを僅かに流し出すか又は廃棄された燃料を補充するかのいずれかをトリガする。入口チューブ１００３の上の沸騰している燃料の高さは、適切な清浄化を行うのに重要である。

入口チューブ１００３が沸騰しているより清浄な燃料に深く沈められるほど、液体への露光時間が長く、吸収すべき炭素がより長い露出時間を有する。しかし、これは、熱分解反応炉にかかるより高い背圧を生成する。従って、必要な背圧に基づいて、沸騰しているより清浄な燃料の深さとの関係で入口チューブ１００３の本発明が重要である。液体の下の入口チューブの深さは、熱分解反応炉の内側に圧力を生成する。蒸気ガスが液体を押し通すには圧力が必要である。入口チューブが深いほど、ガスを液体に通過させるのにかかる圧力が高くなる。

主ハウジング１００４は、高熱低腐食性材料で作られる。上部、底部、及び出口ポートは、シール接続のための溶接フランジを有する。吸熱フィン１０３３は、熱が印加される底部の主ハウジングに溶接される。カプリング１０３０は、レベルインジケータｌ０ｌ６、戻り燃料及び熱結合プローブ１０１７のために取り付けられる。入口チューブ１００３は、主ハウジング１００４と嵌合するように整合フランジを有する。入口チューブ１００３の長さは、清浄化燃料の中への適度な浸漬を可能にするように設定される。

高Ｒ値設置１０３１を有する分割絶縁金属エンクロージャ１００５は、分割絶縁金属エンクロージャ１００５の内側にボルト締めされてその周りに挟まれ、分割し壁１０２４を定位置に保持する。熱分解反応炉のための熱入口ポート１００９及び排気出口ポート１００８の両方としての分割絶縁金属エンクロージャ１００５は、内部及び出口に燃焼器排気システムを含む。アクチュエータバルブ／制御バルブ１００６／１０２２は、主ハウジングの内側の熱を制御するように熱入口ポート１００９に設置される。コンピュータ制御排出バルブ１０１０は、底部で主ハウジング１００４にボルト締めされる。排出物保持タンク１０１１は、排出バルブ１０１０にボルト締めされる。

レベルインジケータ１０２６は、排出物保持タンク１０１１の内側の液体レベルを制御するのに使用される。ポンプ１００１は、必要に応じて収集した燃料を除去する。ダイバータバルブ１０２７は、ポンプの後に設置されて排出燃料の方向を選択する。

炭素精製器（図４、５、１３、１４、１５、及び１６）
炭素木炭は、下側反応炉スクリューｌ０７ｂを通して及びゲート式エアロック配置を通して熱分解から排出される。上側ゲート１３０２は、灰排出オーガー１３０１が稼働している時に開いたままである。木炭は、下の第１のホッパー１３０３を充填して灰放出オーガー４０４をトリップする。

これは、ドライブ装置１３０５への電力供給を止めることによって灰排出オーガー４０４を停止して上側ゲート１３０２を閉じることになる。中間ゲート１３０６は、開いて別の下側ホッパー１３０７に木炭を堆積させ、中間ゲートを再び閉じることになる。上側ゲートは、開いて再度木炭オーガー工程を開始することになる。下側ゲート１３０８はここで開き、中空ドライブシャフト１３１０内で回転する整合空気開口部を有する下の計量スクリュー１３０９に給送することになる。計量スクリュー１３０９は、中空ドライブシャフト１３１０を有してそれを通して空気移動を可能にする。

計量スクリュー１３０９は、旋回して燃焼器送風機１３１１によって生成された空気ストリームの中に（ダクト１３１６を通して）木炭を押し込む。この燃焼器送風機は、供給されたガス１３１３（熱分解処理によって作られた液体プロパン又は合成ガス）の燃焼のための空気を供給する。

空気と共に炭素木炭は、それがスパークプラグ又はパイロット火炎１３１４によって点火される燃焼チャンバ１３１２に入る。送風機からの力は木炭を空気と混合し、それが火炎と接触状態になってあらゆる炭化水素を追い出す時にストリーム内のあらゆる可燃性材料と共にそれらを焼却することになる。チャンバの内側の計量スクリュー１３０９は、他端で排出開口部１３２２まで炭素を引くことになる。

コイル計量スクリューの遅い回転は、火炎への木炭材料の露出時間を延ばし、かつモータドライブ１３１７インバータの使用によって必要に応じて調節することができる。全てのドライブ装置は、支持されてパッキングシール１３１８で密封される。燃焼器送風機１３１１は、圧力緩和のための経路を必要とし、又は背圧が空気流れを停止して火炎を消すことになるので、通気ライン１３１９は、チャンバの反対端に取り付けられる。

通気ライン１３１９は、水気泡器１３２０を通過し、燃焼器送風機１３１１の背圧の均衡を取るように真空源１３２１で引かれる。通気気泡器内の水はまた、あらゆる空中粒子を除去して硫黄のような化学物質を吸収することになる。より重い木炭は、この時点で精製された炭素であり、それが分離器タンク１３２３に落下する排出開口部１３２２まで搬送される。

水位１３２４は、重炭素１３２６が沈んで灰又は残りの木炭１３２７が浮遊することを可能にする分離器タンク１３２３内の典型的なレベルスイッチ１３２５によって制御される。沈む炭素は、分離器タンク１３２３の底部で収集される。

垂直持ち上げオーガー１３２８を使用して、開口部１３３０で開口部１３２９を通して分離器タンクから炭素を引き出し、リフトチューブ１３３１の開口部１３３０を通して炭素から水を流し出す。次に、炭素は、熱がオーガー壁に印加される燃焼器ボックス６０１を通過する水平スクリューオーガー１３３５の中に堆積される１３３３。

この熱は、水を追い出し、凝縮器インライン１３３４を通して分離器タンク１３２３にそれを戻す。凝縮器は、水蒸気を冷却して水の状態に戻す。次に、水平スクリューオーガー１３３５内の乾燥炭素は、第１のエアロック１３３６を通過して容器に入る。

分離器タンク１３２３の内側に浮遊する灰及び木炭１３３７は、上部から吸い取られ、収集のためにサイクロン１３３８に引き込まれる。第２のエアロック１３３９も、除去のためにサイクロンの排出部で使用される。

木炭及び灰を引くのに使用する真空は、サイクロン１３３８の上部に装着された送風機１３４０からのものである。次に、送風機は、収集された１３４２あらゆる塵埃を第３のエアロック１３４３を通して収集して排出することができるバッグフィルタ１３４１の中にその排気１３４６を押し込む。

安全燃焼器塔（図４、１７）
システムのシャットダウンは、ファンが稼働し続けている間に反応炉への燃焼器１０８をシャットオフすることを必要とする。空気の入力は、冷却時間を大幅に短縮するだけである。しかし、工程は、反応炉温度が２０４℃（４００°Ｆ）の下になるまで依然として合成ガスを生成している。合成ガスは、格納されるか４１０又は熱分解反応炉がこのガスを通気することを可能にするように消費されなければならない。

高容積で低圧のタンクが必要であると考えられ、そうでなければガスは燃え尽きる可能性がある図１７。安全シャットダウン燃焼器は、通気燃焼チャンバにパイプ配管された標準的な変調燃焼器を使用して全ての通気合成ガスを燃焼することになる。合成ガス容積が熱分解反応炉の冷却に起因して低下する時に、燃焼器はガス容積と適合し、従って、空気対ガス比は効率的である。

標準的な燃焼器は、標準的な２重燃焼器において処理ガスを使用する。これは、火炎が大気から遮蔽される塔チューブの内側にパイプ配管される。燃焼器は、塔の内側で火炎を押し上げ、焼却に必要な熱を維持する。空気とガスの混合気は、処理ガスの完全な燃焼を可能にするように設定される。ガス排出物は、この時点でいずれの目に見える排出物もなしに標準的な燃焼器排気ガスだけである。

可変速度制御を有する濾過１７１６送風機１７０８は、ガス対空気比を適合させるのに使用される。進入ガスを測定するセンサは、比を計算して送風機速度を調節するコンピュータ１７１８に情報を送信する。進入ガスは、入口バルブ１７０１を通して及びパイプ１７０２を通して、次に、気泡器チャンバ１７１９の下及び安全燃焼器ハウジングベース１７０３の中に入り、ここでそれは気泡器チャンバ１７１９の下で泡立つ。この気泡器チャンバ１７１９は、硫黄を吸収して火炎防止器として作用する。次に、合成ガスは、水ラインの上方の気泡器チャンバ１７２１の中で泡立ち、ここでそれは、ベンチュリノズル１７０７を通して空気ストリームを送風機１７０８に引き込ませる。パイロットライト１７１４は、混合物が点火されるベンチュリノズル１７０７出口の上に置かれる。得られる火炎は、熱が２０００Ｆを超えて上昇して完全焼却が生じることができる絶縁区域１７１１の内側にある。排気排出ガスは、標準的なプロパン燃焼器排出ガスのようなものである。安全燃焼器スタックから排気される煙はない。

安全燃焼器を始動するために、入口バルブ１７０１が閉鎖され、圧縮空気は、ポート１７２０を通して気泡器チャンバ１７２１にポンピングされ、あらゆる可燃性ガスを送風孔１７０８の空気速度がそれを空気ストリームに入れることになるベンチュリノズル１７０７に押し込む。清浄な空気は、スタック１７０９及び気泡器チャンバ１７２１をパージするために９０秒にわたって稼働することになる。圧縮空気は停止することになり、入口バルブ１７０１は開くことになり、この時点で合成ガスが送風機空気を通して泡立ってこれと混合することを可能にする。パイロットライト１７１４は、混合物を点火することになり、火炎センサ１７１０は点火を確認することになる。混合物が点火されない場合に、パージ処理は繰り返されることになる。

標準的な処理機器は、水位、レベルスイッチ１７０５、及び点検窓１７０６プラス排水及び補充バルブ１７０４を維持するのに使用される。耐火絶縁材料１７１１がフレーム区域の内側に使用され、通気キャップ１７１２が外側に設置されて雨又は雪が安全燃焼器に入るのを防止する。

標準的な工業用点火装置１７１５が燃焼器を制御し、一方でＰＬＣは安全燃焼器システムの値をモニタする。

液体プロパン１７１３又は天然ガスは、パイロットライト火炎のために使用することができる。

サポート機器（図４、５、６、及び１７）
全体工程は、主コントロールパネル４１１に位置付けられたＰＬＣプログラムによってモニタされて制御される。これは業界の標準である。燃焼器１０８は、必要な基準を満足するように独立制御６０９を有するべきである。

熱分解反応は、燃焼器に供給する合成ガスを作るのに熱を必要とするが、合成ガスが格納されない限り、始動ガスが必要である。液体プロパン４１２は、合成ガスの同じ特性に非常に近いので、始動のために購入される瓶入りＬＰガスを使用するのが第１の選択である。他のガスを使用することができるが、サポートするバルブ及び調整器は、始動に使用されている燃料と適合しなければならない。

気化したタイヤ断片材料は、標準的な熱交換器シェル及びチューブ凝縮器４０７の使用によって液体燃料に凝縮される。仕上げタンクは、蒸気を約−６，７℃（２０°Ｆ）に下げてＣ−４よりも上の全ての炭素鎖を液体に凝縮しなければならない。全ての蒸気が凝縮されることを保証するために、仕上げタンクは、内側の冷却グリコール浴に１組のコイル式経路チューブを有する。グリコールは凍結することにならず、冷却するために業界で使用されている。圧縮機タイプの冷却システム４０８は、全ての凝縮器冷却のために使用される。

空気圧縮器４１３は、全ての気圧バルブ、シリンダ、及びゲートに動力を供給し、一方で油圧動力システム１２１は、給送ホッパー及びツインスクリュードライブ装置に動力を供給する。

停電が発生した場合に、ガスを燃え尽くす機能は不可欠である。従って、バッテリバックアップ１７１７は、熱分解が冷却される時に蓄積合成ガスを確実に除去することができることを保証するために供給される。バッテリバックアップを取り付けたコンピュータ１７１８も同じ理由で使用される。

全体プラントは、窒素パージシステム４０３によって保護される。緊急の事象では、窒素ガスは、熱分解反応炉の中にパイプ配管されることになる。これは、不活性ガスであり、それは、酸素を置換し、熱分解反応炉の内側の空隙を加圧することによってあらゆる進入する酸素が高温の反応炉に入るのを防止することになる。このガスは、消火システムとして使用することができる。制御バルブは、必要に応じて停電下で開くように構成することができる。熱分解反応炉の中への窒素ポートは、熱及び蒸気が最も集中している場所に置かれる。

本発明は、好ましい実施形態との関連で本明細書に説明して開示したものである。この説明は、本明細書に示して説明するような特定の実施形態に本発明を限定するように意図しておらず、むしろ本発明は、本明細書に含まれる特許請求の範囲によって定めるような本発明の精神及び範囲に含まれる全ての代替実施形態及び修正、並びに開示かつ主張する発明のあらゆる均等物を網羅することを目的としている。

１０２ ツインスクリュー給送器
１０７ａ 上側反応炉スクリュー
１００２ 熱分解反応炉
１３０１ 灰排出オーガー
１３１１ 燃焼器送風機

現在使用中のタイヤから燃料熱分解プラントは、主として以下のデバイスに関連する多くの問題を有する。熱分解プラントは、米国特許出願第２０１８／０１００４８Ａ１、米国特許出願第２０１８／０１００４９Ａ１、米国特許第９６６３６６２Ｂ１、米国特許出願第２０１７／３６１５５８Ａ１、米国特許出願第２０１７／３６２５１１Ａ１からよく知られている。

従来技術の熱分解反応炉に関する別の問題は、過剰処理又は標準的なシャットダウンのいずれかからの蓄積ガス（合成ガス）を中断する必要性である。このガスは、典型的には単にフレアオフし、ガスは、フレアスタックに移動されて外側で点火される。典型的な燃料フレア発明は、豊富な燃料混合物を使用し、燃料ガスは、発火のために単に大気空気に露出される。

発明による熱分解プラントは、排気加熱式給送器、熱分解反応炉、回転式スクリーン清浄化塔、排気熱燃料清浄化器、安全燃焼器、炭素精製器、及びサポートデバイス、及びプラントを稼働するのに必要な配管及びバルブとしての全ての固定具を備える。

タイヤ断片材料が受入ホッパーの中に移動され、次に重いスクリューの入口セクションの中に落下した状態で、断片材料は下方に押され、断片を圧縮してシールを作る。これは、電気モータを使用する場合に過負荷を防止するように気圧又は油圧ドライブ装置を使用して行われる。フォトアイセンサ又はパドルスイッチは、タイヤ断片材料の高さを示し、レベルスイッチの開放又はトリップを盲目にすることは、空気がホッパーに材料を搬送すること、又はツインスクリュー給送器がそれを過充填することを停止することになることは公知である。ラムスクリューは、材料をツインスクリュー給送器に押し込むことになり、かつ反応炉ガスが漏出するのを防止するシールを作ることを補助する。いずれの理由に対しても、材料が給送ホッパーの中に装填されない場合に、反応炉を密封したままに維持するために、給送ホッパーの下のスライドゲートが閉じることができる。このゲートはまた、ツインスクリュー給送器の中への材料の入力を停止するのに使用され、かつツインフィードスクリュー給送器が必要に応じてそれ自体が全ての材料をクリアすることを可能にする。ホッパードライブ装置は、必要に応じてスライドゲートの邪魔にならないように材料を除去するように逆転することもできる。

好ましい実施形態の説明
発明による熱分解プラントは、排気加熱式給送器、熱分解反応炉、回転式スクリーン清浄化塔、排気熱燃料清浄化器、炭素精製器、安全燃焼器、及びサポートデバイス、並びに上述の図に示すようなプラントを稼働するのに必要な配管及びバルブとしての全ての固定具を備える。

全ての進入するタイヤ断片材料の約９０％は、上側反応炉スクリュー１０７ａで及び残りの１０％は下側反応炉スクリュー１０７ｂで気化されることになる。下側反応炉内の反対端に開口部があり、ここであらゆる木炭は、上側ゲート、中間ゲート、下側ゲート１３０２／１３０６／１３０８を通して熱分解反応炉からそれを除去することになる灰排出オーガーコンベヤ４０４の中に落下することになる。この時点で、木炭／灰／炭素は、炭素精製プロセッサシステムによって処理されることになる。

回転式スクリーン清浄化塔（図４、５、７、８、及び９）
蒸気は、熱分解反応炉から回転式スクリーン清浄化塔を通して通気され、これは、燃料のＲＰＭ、滞留時間、又は冷却時間を変えることによるという点で非常に多目的であり、かつ滞留時間の増加又は減少を可能にするように調節することができる。スピニングパドル７０４が全く動いていない場合に、ガス蒸気７２０又は７２１は塔を真っ直ぐに移動することになる。これは、比較的短い長さの移動になる。蒸気は、そのような短い（約３秒）長さの移動では温度が低下しないことになる。炭素粒子７２２と共にシステムの塔に入ったガスは、真っ直ぐに移動することになる。蒸気の温度を変化させて凝縮を可能にするために、移動又は滞留時間の長さが増加しなければならない。スピニングパドル７０４が回転することにより、それらは、蒸気がスクリーン板７０３の間を循環する。次のスクリーン板まで更に上昇する前に、回転するパドルは、蒸気に対してコイル経路を作る。スピニングパドルをより速く又はより遅く向けることにより、ガス蒸気７２０又は７２１のコイル経路長は増加又は減少する。これは、滞留時間を変更してより多くの冷却時間を可能にし、従って、より重質燃料蒸気又は炭素鎖が、回転式スクリーン清浄化塔の内側で凝縮する。それらは蒸気を凝縮し、それがこれと接触状態になるあらゆる炭素粒子７２２を吸収する。蒸気経路に対するコイル効果を生成することに加えて、スピニングパドルは、運動及び遠心エネルギ７２４を生成する。運動エネルギは、スピニングパドル７０４に対する凝縮ガス蒸気７２０を残りのガス蒸気７２０に強制的に押し通し、液体燃料がいずれかの炭素粒子７２２と共に有する接触時間の量を増倍するので、それらは液体によって吸収される。スピニングパドル７０４によって生成される遠心エネルギは、蒸気も回すようにする。蒸気の遠心移動は、凝縮燃料がここで塔側部７１３を減速して下の反応炉７２８に戻るように回転式スクリーン外側ハウジング７１３まで押される。

スクリーン板７０３と共にスピニングパドル７０４は、塔の内側に背圧を生成する。スクリーンの上部でのファンホイール７０５の使用は、蒸気を上方にかつチューブ７３０を通して塔出口７０２の外に、並びに燃料清浄化器９０１の中に引く。このファンホイールは、スクリーンによって生成された背圧を除去する。主シャフト７３７が速く向きを変えるほど、蒸気が移動するのにかかる時間が増え、より多くの背圧が上昇することになる。しかし、スクリーン圧力に適合するようにファンホイールがサイズ決定され、それは同じＲＰＭで回ってその圧力に適合する。清浄化器が遅く向きを変えるほど少ない圧力を必要とし、取り付けられているファンホイールは、必要な圧力に適合する。

回転式スクリーン清浄化塔は、ギアボックス７０６を通して電気モータ７１４を通して動力を供給される。主シャフト７３７は、ギアボックス７０６を通して塔の内側の最後のスクリーン板７０３に至るまで取り付けられる。主シャフト７３７は、取り付けられたスピニングパドル７０４を有し、ファンホイール７０５は上部にボルト締めされる。

スクリーン板は、スピニングパドルが設置中に通過することを可能にする十字形開口部７２５を有する。ファンホイール７０５は、主シャフト７３７にボルト締めされる。本発明は、推奨背圧均衡に適合するのに必要なファンホイールのタイプの交換を可能にする。スクリーン板７０３は、ハウジング７１３壁を通してボルト締めされるので、それらも、必要に応じて多かれ少なかれスクリーン先細スロットを有する板によって置換することができる。

入口チューブ１００３が沸騰しているより清浄な燃料に深く沈められるほど、液体への露光時間が長く、吸収すべき炭素がより長い露出時間を有する。しかし、これは、熱分解反応炉にかかるより高い背圧を生成する。従って、必要な背圧に基づいて、沸騰しているより清浄な燃料の深さとの関係で入口チューブ１００３の深さが重要である。液体の下の入口チューブの深さは、熱分解反応炉の内側に圧力を生成する。蒸気ガスが液体を押し通すには圧力が必要である。入口チューブが深いほど、ガスを液体に通過させるのにかかる圧力が高くなる。

炭素精製器（図４、５、１３、１４、１５、及び１６）
炭素木炭は、下側反応炉スクリューオーガーｌ０７ｂを通して及びゲート式エアロック配置を通して熱分解から排出される。上側ゲート１３０２は、灰排出オーガー１３０１が稼働している時に開いたままである。木炭は、下の第１のホッパー１３０３を充填して灰放出オーガー４０４をトリップする。

通気ライン１３１９は、水気泡器１３２０を通過し、燃焼器送風機１３１１の背圧の均衡を取るように真空源１３２１で引かれる。通気気泡器内の水はまた、あらゆる空中粒子を除去して硫黄のような化学物質を吸収することになる。より重い木炭は、この時点で精製された炭素であり、それが分離器タンク１３２３に落下する下側排出開口部１３２２まで搬送される。

本発明は、好ましい実施形態との関連で本明細書に説明して開示したものである。この説明は、本明細書に示して説明するような特定の実施形態に本発明を限定するように意図しておらず、むしろ本発明は、本明細書に含まれる特許請求の範囲によって定めるような本発明の範囲に含まれる全ての代替実施形態及び修正を網羅することを目的としている。

Claims (5)

1. 特に、排気加熱式給送器、熱分解反応炉、回転式スクリーン清浄化塔、排気熱燃料清浄化器、炭素精製器、安全燃焼器によって構成される熱分解プラントであって、
   ａ）前記排気加熱式給送器は、垂直ホッパースクリュー（１０５）及びブリッジブレーカアーム（１０９）を有する受入ホッパー（１０１）；気圧又は油圧ドライブ装置（１０３）；（レベルインジケータ）フォトアイセンサ又はパドルスイッチ（１０４）；スライドゲート（１０６）；ツインスクリューハウジング（１１６）と左回り及び右回りフライトとを有するツインスクリュー給送器（１０２）；歯車減速器（１１８）を有する気圧又は油圧動力システム（１２１）；加熱式カラー（１１１）によって少なくとも構成され、
   ｂ）前記熱分解反応炉は、カット及びフォールドスロットを有する２重フライトスクリューを備えた上側反応炉スクリュー（１０７ａ）及び下側反応炉スクリュー（１０７ｂ）；ボックス当たり１つの燃焼器（１０８）を有する燃焼器ボックス（６０１）であって、反応炉チューブ（６０２／６０３）に該燃焼器ボックスを支持する密封スリップカラー（６１０）とローラー支持カート（６０５）とを有し、該燃焼器（１０８）が２重入口を有する、前記燃焼器ボックス（６０１）；カム従動子ローラーを有する該ローラー支持カート（６０５）のための平棒ランディング（６０６）を有するチューブ鉄骨フレーム（６０８）；ローラーカート（５０２）上のドライブ装置（５０１）によって少なくとも構成され、
   ｃ）前記回転式スクリーン清浄化塔は、ファンホイール（７０５）；スピニングパドル（７０４）；涙滴形（７２７）の小さい側（７２６ａ）及び大きい側（７２６ｂ）から該スピニングパドルの方向に先細であるスクリーン先細スロット（７２７）を有するスクリーン板（７０３）；清浄化器塔ハウジング（７１３）；スクリーン先細スロット（７２７）；及びギアボックス（７０６）を備えた電気モータ（７１４）によって少なくとも構成され、
   ｄ）前記排気熱燃料清浄化器は、主ハウジング（１００４）；入口チューブ（１００３）；分割絶縁金属エンクロージャ（１００５）；排気出口ポート及び熱入口ポート（１００８及び１００９）；排出バルブ（１０１０）；排出物保持タンク（１０１１）；ポンプ（１００１）；ダイバータバルブ（１０２７）；通気パイプ（１０１３）；凝縮器（１０１５）；保持タンク（１０２１）；アクチュエータバルブ（１００６）；センサ（１０１６／１０１７）；及び逆止バルブ（１０２８）によって少なくとも構成され、
   ｅ）前記炭素精製器は、下側反応炉スクリュー（１０７ｂ）及びゲート式エアロック配置；上側ゲート（１３０２）；灰排出オーガー（４０４）；第１のホッパー（１３０３）；レベルインジケータ（１３０４）；ドライブ装置（１３０５）；中間ゲート（１３０６）；下側ホッパー（１３０７）；下側ゲート（１３０８）；中空ドライブシャフト（１３１０）内で回転する計量スクリュー（１３０９）；整合空気開口部；中空ドライブシャフト（１３１０）；ダクト（１３１６）；燃焼器送風機（１３１１）；燃焼チャンバ（１３１２）；パイロット火炎（１３１４）；排出開口部（１３２２）；モータドライブ装置（１３１７）；パッキングシール（１３１８）；通気ライン（１３１９）；水気泡器（１３２０）；真空源（１３２１）；分離器タンク（１３２３）；レベルスイッチ（１３２５）；垂直持ち上げオーガー（１３２８）；開口部（１３２９）；リフトチューブ（１３３１）内の開口部（１３３０）；水平スクリューオーガー（１３３５）；燃焼器ボックス（６０１）；凝縮器インライン（１３３４）；水平スクリューオーガー（１３３５）；第１のエアロック（１３３６）；サイクロン（１３３８）；第２のエアロック（１３３９）；送風機（１３４０）；バッグフィルタ（１３４１）の中への排気（１３４６）；及び第３のエアロック（１３４３）によって少なくとも構成され、
   ｆ）前記安全燃焼器塔は、入口バルブ（１７０１）；パイプ（１７０２）；気泡器チャンバ（１７２１）を有する安全燃焼器ハウジングベース（１７０３）；送風機（１７０８）；ベンチュリノズル（１７０７）；パイロットライト（１７１４）；気泡器チャンバ（１７１９）；絶縁区域（１７１１）；コンピュータ（１７１８）；スタック（１７０９）；バッテリバックアップ（１７１７）；レベルスイッチ（１７０５）によって少なくとも構成されている、ことを特徴とする熱分解プラント。
2. 前記排気加熱式給送器は、歯車減速器（１１８）；温度プローブ及び圧力センサ（１２０）；１組のブッシング軸受（２０１）；面板（２０３）；真鍮座金（３０５）；垂直スクリューセクション（１０５）；ブリッジブレーカアーム（１０９）；スライドゲート（１０６）；及び温度プローブ（１２２）によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱分解プラント。
3. 前記ツインスクリュー給送器（１０２）は、第１のフライトが一定直径を有し、各々の直径が第２のフライトでは増加し、次にそれらが第３のフライトでは直径が減少する２つのシャフト；加熱式カラー（１１１）；バルブ（１１２）；ダクト（１１３）；ツインスクリュー給送ハウジング（１１６）；拡大セクション（１１５）の拡大中央セクション；該第３のフライトでの逆転されたフライトセクション（１１７）を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱分解プラント。
4. 前記燃焼器（１０８）は、前記ツインスクリュー給送器（１０２）を加熱するために高温空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の熱分解プラント。
5. 窒素パージシステム（４０３）によって保護されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱分解プラント。

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