JP2023117258A - Thermal decomposition treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、耐久性がいい熱分解処理装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pyrolysis treatment apparatus having good durability.
従来より、会社、工場、ホテル、旅館、飲食店、一般家庭等から排出された生ごみその他の廃棄物を、公害が生ずることなく、無害、無臭で炭化処理するための装置に関する提案があった（特許文献１）。
すなわち、会社、工場、ホテル、旅館、飲食店、一般家庭等から排出された生ごみその他の廃棄物の量は極めて多量であり、これらの廃棄物を公害が生ずることなく、無害、無臭で処理することが大きな社会問題になっている。
廃棄物の処理は、一般に、焼却処理、発酵処理、埋立て投棄処理等によって行われている。このような従来の廃棄物処理手段特に焼却処理の場合に、次のような問題が生ずる。即ち、廃棄物の焼却処理時に、排ガス中に存在するダストおよび有害物質が飛散するため、公害を引き起こさずに無煙、無臭で処理することができず、また、処理に際し廃棄物を分別しなければならず、これらの処理のために多額の設備費を要し、処理コストが高騰する上、処理作業が複雑になること等である、というものである。
このような状況に対し、耐久性がいい熱分解処理装置に対する要望があった。
Conventionally, there have been proposals for equipment for harmlessly and odorlessly carbonizing raw garbage and other waste discharged from companies, factories, hotels, inns, restaurants, general households, etc. without causing pollution. (Patent document 1).
In other words, companies, factories, hotels, inns, restaurants, general households, etc. generate an extremely large amount of raw garbage and other waste. has become a big social problem.
Waste is generally treated by incineration, fermentation, landfill disposal, and the like. In the case of such conventional waste disposal means, especially incineration, the following problems arise. That is, when waste is incinerated, the dust and harmful substances present in the exhaust gas scatter, making it impossible to treat waste in a smokeless and odorless manner without causing pollution. Instead, it requires a large amount of facility costs for these treatments, which increases the treatment costs and complicates the treatment work.
In response to this situation, there has been a demand for a thermal decomposition treatment apparatus with good durability.
そこでこの発明は、耐久性がいい熱分解処理装置を提供を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thermal decomposition apparatus having good durability.
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の熱分解処理装置は、被処理物を流動性加熱媒体で熱分解する熱分解機構と、前記熱分解機構に熱風を供給する熱風供給機構とを有し、前記熱風供給機構では熱風の風速調整手段を設けるようにしたことを特徴とする。
この熱分解処理装置では、被処理物を流動性加熱媒体で熱分解する熱分解機構（例えば流動性加熱媒体を約600～950℃に昇温）を有するので、熱分解機構の流動性加熱媒体の熱で被処理物を熱分解させることが出来る。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
(1) A thermal decomposition treatment apparatus of the present invention has a thermal decomposition mechanism for thermally decomposing an object to be treated with a fluid heating medium, and a hot air supply mechanism for supplying hot air to the thermal decomposition mechanism. is characterized in that an air velocity adjusting means for hot air is provided.
This pyrolysis treatment apparatus has a pyrolysis mechanism (for example, heating the fluid heating medium to about 600 to 950°C) that thermally decomposes the object to be treated with the fluid heating medium. It is possible to thermally decompose the object to be processed with the heat of
例えば、被処理物（液体系の排水等の場合）の水分を蒸発させると共に含有有機物等をメタンなどの低級炭化水素やその他気化成分に変化させ、また被処理物（固体系の廃プラスチック片等の場合）の炭素樹脂骨格等を分断してメタンなどの低級炭化水素やその他気化成分に変化させることが出来る。
そして、前記熱分解機構に熱風を供給する熱風供給機構とを有し、前記熱風供給機構では熱風の風速調整手段を設けるようにしたので、熱風の風量を維持しつつ適切な風速に調整して熱分解機構を加熱することが出来る。
For example, it evaporates the water content of the object to be treated (in the case of liquid wastewater, etc.), converts the contained organic matter into lower hydrocarbons such as methane, and other vaporized components, and also converts the object to be treated (solid waste plastic pieces, etc.) In the case of (2), the carbon resin skeleton or the like can be divided and converted into lower hydrocarbons such as methane and other vaporizable components.
A hot-air supply mechanism for supplying hot air to the pyrolysis mechanism is provided, and the hot-air supply mechanism is provided with a hot-air speed adjusting means. The pyrolysis mechanism can be heated.
例えば、風速調整手段として熱風に対する邪魔板を設け、熱風の進行方向に対して垂直や斜めなどの互い違いに配設して、熱分解機構に火炎（例えば火炎長1,200mm）は届かず風速を落とした熱風が到達するようにすることができ、また熱分解機構自体への直火による劣化や脆化を抑制することが出来る。また、風速調整手段は口径を次第に絞っていくジョウゴ状のものとすることが出来る。 For example, a baffle plate against hot air is provided as a means of adjusting the speed of the hot air, and is arranged alternately, such as perpendicularly or obliquely to the direction of travel of the hot air, so that the flame (for example, flame length of 1,200 mm) does not reach the pyrolysis mechanism and the wind speed is reduced. In addition, it is possible to suppress deterioration and embrittlement due to direct fire to the pyrolysis mechanism itself. Also, the wind speed adjusting means can be a funnel-shaped one whose diameter is gradually reduced.
前記被処理物として、有機成分を含有する排水や固体有機物を例示することが出来る。被処理物（液体系）として、各種排水や廃液（例えばCOD 約20,000～60,000ppmの高濃度廃液）などを例示することが出来る。被処理物が液体系の各種排水や廃液の場合、気化成分として、水蒸気や、有機物の熱分解成分である低級炭化水素（メタンガス、エタンガス等）などを例示することが出来る。熱分解機構で気化しなかった炭化物や無機成分は、流動性加熱媒体に残留することになる。 Examples of the object to be treated include wastewater containing organic components and solid organic substances. Examples of the object (liquid system) to be treated include various types of waste water and waste liquids (for example, high-concentration waste liquids with a COD of about 20,000 to 60,000 ppm). When the object to be treated is various types of liquid wastewater or liquid waste, examples of vaporized components include water vapor and lower hydrocarbons (methane gas, ethane gas, etc.) that are thermal decomposition components of organic matter. Carbide and inorganic components that have not been vaporized by the thermal decomposition mechanism remain in the fluid heating medium.
被処理物（固体系）として、廃プラスチック類の粉砕片、生物処理後の有機汚泥（湿潤体）、食品加工残渣、廃食品類、生ごみ（魚の頭、骨など）、病院などの使用済みの紙おしめ・脱脂綿などの医療廃棄物などを例示することが出来る。被処理物が固体系の場合、気化成分として、有機物の熱分解成分である炭化水素（メタンガス、エタンガス等）などを例示することが出来る。熱分解機構で気化しなかった炭化物や無機成分は、流動性加熱媒体に残留することになる。 Objects (solids) to be treated include pulverized pieces of waste plastics, organic sludge after biological treatment (wet matter), food processing residues, waste foods, garbage (fish heads, bones, etc.), used hospitals, etc. Medical waste such as paper diapers and absorbent cotton can be exemplified. When the object to be treated is a solid system, examples of vaporized components include hydrocarbons (methane gas, ethane gas, etc.), which are thermal decomposition components of organic matter. Carbide and inorganic components that have not been vaporized by the thermal decomposition mechanism remain in the fluid heating medium.
前記流動性加熱媒体として、金属製やSi-C（熱伝導率 200W/mK）製などの粒体（略球状体、ビーズ状体等）、低融点合金・金属（溶融した金属液体）、溶融食塩（ソルトバス）などを例示することが出来る。低融点金属として、錫（熱伝導率 64W/mK、融点232℃、沸点2,063℃、密度7g/cm3）、鉛（熱伝導率 31W/mK、融点327.5℃、沸点1,750℃、密度11g/cm3）、インジウム（熱伝導率 82W/mK、融点156℃、沸点2,072℃、密度22 g/cm3）、ガリウム（熱伝導率 88W/mK、融点29.78℃、沸点2,208℃、密度6g/cm3）などを例示することが出来る。 As the fluid heating medium, metallic or Si-C (thermal conductivity 200W/mK) particles (substantially spherical, bead-like, etc.), low-melting alloys/metals (melted metallic liquid), molten Salt (salt bath) can be exemplified. Tin (thermal conductivity 64W/mK, melting point 232°C, boiling point 2,063°C, density 7g/cm3) and lead (thermal conductivity 31W/mK, melting point 327.5°C, boiling point 1,750°C, density 11g/cm3) are used as low melting point metals. , indium (thermal conductivity 82 W/mK, melting point 156°C, boiling point 2,072°C, density 22 g/cm3), gallium (thermal conductivity 88 W/mK, melting point 29.78°C, boiling point 2,208°C, density 6 g/cm3), etc. can do
前記流動性加熱媒体の熱源として、都市ガス（LNG）、プロパンガス、炭化水素ガス（メタンガス）などを例示することが出来る。
熱分解の態様として、炭化物にすることや炭化水素ガス（メタンガス、エタンガスなどの有機物の熱分解ガス）などの可燃物にすることを例示することが出来る。
City gas (LNG), propane gas, hydrocarbon gas (methane gas), etc. can be exemplified as the heat source of the fluid heating medium.
Examples of thermal decomposition include conversion to charcoal and conversion to combustibles such as hydrocarbon gas (pyrolysis gas of organic substances such as methane gas and ethane gas).
（２）前記熱分解機構を昇温するための上方に向かう熱風通路を設けるようにしてもよい。
このように、熱分解機構を昇温するための上方に向かう熱風通路を設けるようにすると、より熱風発生器などの炎の先端が熱分解機構の下方に当たりにくく熱的衝撃を緩和することが出来る。
(2) An upward hot air passage may be provided for raising the temperature of the thermal decomposition mechanism.
By providing an upward hot-air passage for raising the temperature of the pyrolysis mechanism in this way, the tip of the flame of the hot-air generator or the like is less likely to hit the lower part of the pyrolysis mechanism, and the thermal shock can be mitigated. .
ここで、前記熱風通路の外周をタンクにして水（クーラントになる）を満たすことにより熱風の流路を外部空間から熱的に遮断（水中埋込みインナータイプ）して不測の事態（装置外部への温度の流出）からの安全性を担保することが出来る。 Here, by filling the outer periphery of the hot air passage with a tank filled with water (which becomes coolant), the hot air passage is thermally blocked from the external space (underwater embedded inner type), and unexpected situations (outside the device) temperature outflow) can be ensured.
（３）前記熱風通路を略L字状とするようにしてもよい。
このように、熱風通路を略L字状とするようにすると、熱風供給機構の熱風を略L字状の部分（例えば耐熱・耐火レンガを配する）に当てて風速を一旦減衰させて上向流とすることができ熱分解機構の下方への熱的衝撃を緩和することが出来る。
(3) The hot air passage may be substantially L-shaped.
In this way, if the hot air passage is made to be substantially L-shaped, the hot air from the hot air supply mechanism is applied to the substantially L-shaped part (for example, heat-resistant/refractory bricks are arranged) to temporarily attenuate the wind speed and move upward. It can be made into a flow, and the thermal shock to the lower part of the pyrolysis mechanism can be relieved.
（４）前記熱風通路の熱風の外部の循環ラインを形成するようにしてもよい。
このようにし、熱風通路の熱風の外部の循環ラインを形成するようにすると、耐熱性（Si-C製の羽根など）の送風機（シロッコファン、送風ファン、スクリュー状ファン等）を用いて装置外で熱風を循環・再利用することにより省エネを図ることが出来る。
(4) A hot air circulation line may be formed outside the hot air passage.
In this way, when a circulation line is formed outside the hot air passage, heat-resistant (Si-C blades, etc.) blowers (sirocco fan, blower fan, screw fan, etc.) can be used to cool the outside of the device. It is possible to save energy by circulating and reusing the hot air.
（５）前記熱風通路の熱風の内部の循環ラインを形成するようにしてもよい。
このようにし、熱風通路の内部の循環ラインを形成するようにすると、外部の循環ラインの場合のような放熱を回避して装置内で熱風を循環・再利用することによってより省エネを図ることが出来る。
(5) A hot air circulation line may be formed inside the hot air passage.
By forming the circulation line inside the hot air passage in this way, it is possible to save energy by avoiding the heat radiation in the case of the external circulation line and by circulating and reusing the hot air inside the device. I can.
（６）前記熱分解機構の内周側に被処理物の供給ラインを配置するようにしてもよい。
このように、熱分解機構の内周側に被処理物の供給ラインを配置するようにすると、被処理物を熱分解機構の下方側に供給し上昇していく過程で加熱作用を及ぼして熱分解していくことが出来る。熱分解機構中には酸素は含まれず、有機物は炭化されることとなる。
(6) You may make it arrange|position the supply line of a to-be-processed object to the inner peripheral side of the said thermal decomposition mechanism.
By arranging the supply line for the material to be processed on the inner peripheral side of the thermal decomposition mechanism in this way, the material to be processed is supplied to the lower side of the thermal decomposition mechanism and is heated in the process of being raised. It can be decomposed. Oxygen is not included in the pyrolysis mechanism, and the organic matter is carbonized.
前記被処理物の供給ラインとして、高濃度廃液の注入管（ポンプで先端のノズルから熱分解機構に圧入する）や粉砕有機固体の供給ライン（スパイラルコンベア等で熱分解機構に圧入する）を例示することが出来る。 Examples of the supply line for the material to be processed include an injection pipe for high-concentration waste liquid (pressed into the pyrolysis mechanism from the nozzle at the tip with a pump) and a supply line for pulverized organic solids (pressed into the pyrolysis mechanism by a spiral conveyor, etc.). can do
（７）前記熱分解機構で発生した気化成分を供給する浄化槽を有するようにしてもよい。
前記熱分解機構で発生した気化成分を供給する浄化槽を有するようにしてもよい。このようにすると、気化した水蒸気やメタンなどの低級炭化水素その他気化成分を槽内に取り込むことが出来る（浄化槽は排ガススクラバー槽として機能する）。
(7) A septic tank for supplying vaporized components generated by the thermal decomposition mechanism may be provided.
A septic tank for supplying vaporized components generated by the thermal decomposition mechanism may be provided. By doing so, vaporized water vapor, lower hydrocarbons such as methane, and other vaporized components can be taken into the tank (the septic tank functions as an exhaust gas scrubber tank).
（８）前記熱分解機構の外周側に浄化槽を配置するようにしてもよい。
このように、熱分解機構の外周側に浄化槽を配置するようにすると、昇温された（高温の）熱分解機構の外周側の浄化槽（冷却槽）により周囲の作業者の安全性を担保することが出来る。また、火災のガードになる。
(8) A septic tank may be arranged on the outer peripheral side of the thermal decomposition mechanism.
In this way, when the septic tank is arranged on the outer peripheral side of the pyrolysis mechanism, the septic tank (cooling tank) on the outer peripheral side of the heated (high temperature) pyrolysis mechanism ensures the safety of the surrounding workers. can do It also becomes a fire guard.
（９）前記熱分解機構と被処理物の供給ラインと浄化槽とを同心円状に配置するようにしてもよい。
このように、熱分解機構と被処理物の供給ラインと浄化槽とを同心円状（同軸状）に配置するようにすると、相互間が一体型となり配管の取り回しやバルブ数やポンプ数の削減をすることができビルトインタイプとして工事を簡略化することが出来る。
(9) The thermal decomposition mechanism, the feed line for the material to be treated, and the septic tank may be arranged concentrically.
In this way, when the pyrolysis mechanism, the supply line for the material to be treated, and the septic tank are arranged concentrically (coaxially), they are integrated with each other, and the number of pipes, valves, and pumps can be reduced. As a built-in type, construction work can be simplified.
（１０）前記熱分解機構で発生した気化成分中の炭化水素ガスを熱分解機構の加熱に供するようにしてもよい。
このように、熱分解機構で発生した気化成分中の炭化水素ガスを熱分解機構の加熱に供するようにすると、自己（被処理物）から発生した炭化水素ガス（例えばメタンガス）のエネルギーを利用して省エネを図ることが出来る。
(10) Hydrocarbon gas in vaporized components generated in the pyrolysis mechanism may be used for heating of the pyrolysis mechanism.
In this way, when the hydrocarbon gas in the vaporized components generated by the pyrolysis mechanism is used for heating of the pyrolysis mechanism, the energy of the hydrocarbon gas (for example, methane gas) generated from itself (the object to be treated) can be used. energy saving can be achieved.
具体的には、熱分解機構により被処理物を流動性加熱媒体で熱分解して可燃物に変化させ、流動性加熱媒体（Si-C粒体等）により高濃度廃液や粉砕有機固体（廃プラスチックの粉砕片）等の被処理物を熱分解して炭化物や炭化水素（メタン）等の可燃物に変化させることが出来る。
また、得られた炭化水素ガス（例えば廃ウレタンボードを約650℃で熱分解して得たメタンガス）により発電して流動性加熱媒体の昇温に供するようにすると被処理物の内在エネルギーを有効利用することが出来る。
Specifically, the material to be treated is thermally decomposed with a fluid heating medium by a pyrolysis mechanism to convert it into combustible materials, and a fluid heating medium (Si-C granules, etc.) Pulverized pieces of plastic) can be thermally decomposed into combustible substances such as carbides and hydrocarbons (methane).
In addition, if the obtained hydrocarbon gas (for example, methane gas obtained by thermally decomposing waste urethane boards at about 650°C) is used to generate electricity to raise the temperature of the fluid heating medium, the inherent energy of the material to be treated can be effectively used. can be used.
炭化水素ガスを熱分解機構の加熱に供する態様として、熱分解機構のガスバーナーのLNGにメタンガスを混合して燃焼させることや、メタンガスにより発電して電力を得て熱分解機構を電熱加熱に供することなどを例示することが出来る。また、メタンガスを水蒸気改質して得た水素ガスから電力を得ることも例示することが出来る。
そして、被処理物を産廃処分する不要物ではなく自身をエネルギーを産み出す有用物すなわち熱量発生原料に変換して地球環境の保全に資することが出来る。
As a mode of using hydrocarbon gas to heat the pyrolysis mechanism, methane gas is mixed with LNG in the gas burner of the pyrolysis mechanism and burned, or electricity is generated by methane gas and electric power is obtained to provide electric heating to the pyrolysis mechanism. I can give an example. Moreover, obtaining electric power from hydrogen gas obtained by steam reforming methane gas can also be exemplified.
In addition, it is possible to contribute to the preservation of the global environment by converting the material to be treated into a useful material that produces energy, that is, a calorific value-generating raw material, rather than an unnecessary material for industrial waste disposal.
（１１）前記浄化槽は気化成分を活性炭流動床と活性炭固定床とで処理するようにしてもよい。
前記浄化槽は気化成分を活性炭流動床と活性炭固定床とで処理するようにしてもよい。このようにすると、気化成分中に例えば熱分解しそこなった残留有機成分や硫化水素などの異物成分が含まれる場合、これらを活性炭流動床や活性炭固定床の活性炭で吸着濾過して浄化することが出来る。
(11) The septic tank may treat vaporized components in a fluidized bed of activated carbon and a fixed bed of activated carbon.
The septic tank may treat vaporized components in a fluidized bed of activated carbon and a fixed bed of activated carbon. In this way, if the vaporized components contain, for example, residual organic components that failed to thermally decompose or foreign substances such as hydrogen sulfide, they can be purified by adsorption filtration with activated carbon in the activated carbon fluidized bed or activated carbon fixed bed.
また、活性炭流動床と活性炭固定床とを有するので、気化成分中の残留有機成分や異物成分を活性炭流動床で大きく吸着処理し、活性炭固定床で細かく吸着濾過して浄化槽の処理水を高度に清浄化することが出来る。
一般的に、排水処理（水処理）は吸着活性炭量で全体的な処理量が規制されるが、この熱分解処理装置は、被処理物を流動性加熱媒体で熱分解する熱分解機構と前記熱分解機構で発生した気化成分を供給する浄化槽とを有しており、液体系の被処理物（排水、廃液）を処理する場合、熱分解機構の熱源（バーナー等）の熱量の容量アップにより排水等の処理量のアップが比較的容易に可能なものであり（排水量20ｍ3/日で60万kcal/hrバーナー に対し、排水量40ｍ3/日で120万kcal/hrバーナー）、また生物処理のような有機汚泥は出ないものである。
浄化槽の活性炭流動床や活性炭固定床は、２段階処理として２槽以上を設けてもよい。
In addition, since it has an activated carbon fluidized bed and an activated carbon fixed bed, the activated carbon fluidized bed largely adsorbs and treats residual organic components and foreign matter components in the vaporized components, and the activated carbon fixed bed finely adsorbs and filters the treated water from the septic tank to a high degree. can be cleaned.
Generally, in wastewater treatment (water treatment), the overall treatment amount is regulated by the amount of adsorbed activated carbon. It has a septic tank that supplies the vaporized components generated by the thermal decomposition mechanism, and when processing liquid-based materials (wastewater, waste liquid), the heat capacity of the heat source (burner, etc.) of the thermal decomposition mechanism is increased. It is relatively easy to increase the amount of wastewater treated (600,000 kcal/hr burner with a wastewater volume of 20m3/day vs. 1.2 million kcal/hr burner with a wastewater volume of 40m3/day). organic sludge is not produced.
The activated carbon fluidized bed and the activated carbon fixed bed of the septic tank may be provided in two or more tanks as a two-stage treatment.
（１２）前記熱分解機構で活性炭の再生をするようにしてもよい。
このように、熱分解機構で活性炭の再生をするようにすると、例えば活性炭流動床や活性炭固定床の活性炭を抜き出し、吸着した汚れ成分（有機物等）を熱分解すると共に賦活・再生（例えば約600～950℃に昇温）して浄化槽で再利用することが出来る。
(12) The thermal decomposition mechanism may regenerate the activated carbon.
In this way, when the activated carbon is regenerated by the thermal decomposition mechanism, for example, the activated carbon is extracted from the activated carbon fluidized bed or the activated carbon fixed bed, and the adsorbed fouling components (organic substances, etc.) are thermally decomposed and activated/regenerated (for example, about 600 to It can be heated to 950℃ and reused in a septic tank.
（１３）前記浄化槽に対して液体中にオゾンを圧入して電気分解する電解機構を有し、液体中に前記オゾンから酸素ラジカルを生成させるようにしてもよい。
前記浄化槽は、仮に排気ガス中に有機成分が残留していた場合、電解機構から電解水を循環させて、液中に移行した有機成分を酸化分解していくことが出来る。
(13) The septic tank may have an electrolysis mechanism for injecting ozone into the liquid for electrolysis, and generating oxygen radicals from the ozone in the liquid.
If an organic component remains in the exhaust gas, the septic tank can circulate electrolyzed water from the electrolysis mechanism to oxidize and decompose the organic component that has migrated into the liquid.
このように、前記浄化槽に対して液体中にオゾンを圧入して電気分解する電解機構を有し、液体中に前記オゾン（O3）から酸素ラジカル（・O）を生成させるようにすると、オゾン（常温で気体であり液面から離脱し易い）を、より活性な酸素ラジカル（・O）として液体中に共存させ、この酸素ラジカル（・O）により浄化槽中に酸化分解作用を及ぼすことが出来る。
すなわち、液面から離脱しようとする性質を有するオゾン（O3）を電気分解して、酸素ラジカル（・O）に変化させることにより、活性度が高い酸素ラジカル（・O）に変換することが出来る。
In this way, if the septic tank has an electrolysis mechanism that presses ozone into the liquid and electrolyzes it, and oxygen radicals (O) are generated from the ozone (O3) in the liquid, ozone ( It is a gas at room temperature and is easy to separate from the liquid surface) is coexisted in the liquid as more active oxygen radicals (.O), and these oxygen radicals (.O) can exert an oxidative decomposition action in the septic tank.
In other words, by electrolyzing ozone (O3), which has the property of trying to escape from the liquid surface, and converting it into oxygen radicals (・O), it can be converted into highly active oxygen radicals (・O). .
液体中にオゾンを圧入して電気分解すると、オゾン（O3）に及ぼされる電気エネルギーによって酸素ラジカル（・O）になる。O3→O2+・O、O2→・O+・O
オゾン（O3）の酸化電位は 2.07Vであるのに対し、酸素ラジカル（・O）の酸化電位は 2.42Vであり、酸素ラジカル３つが生成すると2.42V×3＝7.26Vになる。すなわち、オゾン（O3）の酸化電位2.07Vは、３つの酸素ラジカル（・O）に変化すると酸化電位は2.42V×3＝7.26Vと大きなものになる。
When ozone is injected into a liquid and electrolyzed, the electrical energy exerted on ozone (O3) results in oxygen radicals (.O). O3→O2+・O, O2→・O+・O
The oxidation potential of ozone (O3) is 2.07V, while the oxidation potential of oxygen radicals (.O) is 2.42V. That is, the oxidation potential of ozone (O3), 2.07V, becomes a large oxidation potential of 2.42V×3=7.26V when it changes to three oxygen radicals (·O).
そして、オゾンの電気分解により生成した活性ラジカル種（・O）は、強い酸化性を有しており、浄化槽中の液体中の有機物（汚れ成分）に対して分解作用を及ぼして浄化していく。
つまり、この酸素ラジカル（・O）により、浄化槽の脱臭、脱色、殺菌をしたり、有機物やアンモニアその他の汚れ成分の分解をすることが出来る。酸素ラジカル（・O）は、浄化槽中の汚れ成分などを最終的に二酸化炭素（CO2）や窒素（N2）などの無害な物質に変化させる。
The active radical species (・O) generated by the electrolysis of ozone have strong oxidizing properties, and they decompose and purify the organic substances (dirt components) in the liquid in the septic tank. .
In other words, this oxygen radical (.O) can deodorize, decolorize, and sterilize the septic tank, and decompose organic matter, ammonia, and other fouling components. Oxygen radicals (・O) finally transform the dirt components in the septic tank into harmless substances such as carbon dioxide (CO2) and nitrogen (N2).
浄化槽中の液体は一部を排出しつつ、一部はオゾンを供給する電解機構に通水・通液しながら循環するようにすることが出来る。これにより、浄化槽中の清浄処理水を外部に排出しつつ、浄化槽中でオゾンと酸素ラジカルの酸化作用を繰り返し発揮させることが出来る。
また、オゾンの電気分解により生成した活性ラジカル種（・O）の強い酸化性により、浄化槽中の使用済み活性炭の吸着汚れ成分に対して分解作用を及ぼして浄化していく。
オゾン（O3）は、空気中の酸素（O2）を原料としてオゾナイザーにより発生させることが出来る。
A part of the liquid in the septic tank can be discharged, and a part of the liquid can be circulated through an electrolysis mechanism that supplies ozone. As a result, the oxidizing action of ozone and oxygen radicals can be repeatedly exerted in the septic tank while discharging the purified water in the septic tank to the outside.
In addition, due to the strong oxidizing properties of the active radical species (.O) generated by the electrolysis of ozone, it decomposes and purifies the adsorbed dirt components of the used activated carbon in the septic tank.
Ozone (O3) can be generated by an ozonizer using oxygen (O2) in the air as a raw material.
（１４）前記浄化槽の下方にタンクを形成するようにしてもよい。
このように、浄化槽の下方にタンクを形成するようにすると、活性炭流動床や活性炭固定床からの処理水を配管やポンプなしでタンクに移動させることが出来る。これにより、現場での工事が非常に楽になるものである。
(14) A tank may be formed below the septic tank.
By forming the tank below the septic tank in this way, the treated water from the activated carbon fluidized bed or the activated carbon fixed bed can be transferred to the tank without piping or pumps. This makes the work on site much easier.
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
熱風の風量を維持しつつ適切な風速に調整して熱分解機構を加熱することができるので、耐久性がいい熱分解処理装置を提供することが出来る。
The present invention is configured as described above and has the following effects.
Since the thermal decomposition mechanism can be heated while maintaining the air volume of the hot air and adjusting the wind speed appropriately, a durable thermal decomposition treatment apparatus can be provided.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１に示すように、この実施形態の熱分解処理装置は、被処理物を流動性加熱媒体で熱分解する熱分解機構１（流動性加熱媒体を約600～950℃に昇温した）と、前記熱分解機構１に熱風を供給する熱風供給機構２とを有し、前記熱風供給機構２では熱風の風速調整手段３を設けるようにした。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the thermal decomposition apparatus of this embodiment includes a thermal decomposition mechanism 1 (the temperature of the fluid heating medium is raised to about 600 to 950° C.) for thermally decomposing an object to be treated with a fluid heating medium. , a hot air supply mechanism 2 for supplying hot air to the thermal decomposition mechanism 1, and the hot air supply mechanism 2 is provided with a wind speed adjusting means 3 for the hot air.
前記流動性加熱媒体の熱源として、都市ガス（LNG）のガスバーナーBを用いた。前記流動性加熱媒体として、低融点金属（溶融した金属液体）である錫（熱伝導率 64W/mK、融点232℃、沸点2,063℃、密度7g/cm3）を用いた。 A gas burner B for city gas (LNG) was used as a heat source for the fluid heating medium. Tin (thermal conductivity: 64 W/mK, melting point: 232°C, boiling point: 2,063°C, density: 7 g/cm3), which is a low melting point metal (melted metal liquid), was used as the fluid heating medium.
前記風速調整手段３として熱風に対する邪魔板を設け、熱風の進行方向に対して垂直の互い違いに配設して、熱分解機構１に火炎は届かず風速を落とした熱風が到達するようにすることができ、また熱分解機構１自体への直火による劣化や脆化を抑制することが出来た。 Baffle plates against hot air are provided as the wind speed adjusting means 3, and are arranged alternately perpendicular to the traveling direction of the hot air so that the flame does not reach the thermal decomposition mechanism 1 and the hot air with a reduced wind speed reaches it. Moreover, deterioration and embrittlement due to direct fire to the pyrolysis mechanism 1 itself could be suppressed.
前記熱分解機構１を昇温するための上方に向かう熱風通路４を設けた。従って、より熱風発生器などの炎の先端が熱分解機構１の下方に当たりにくく熱的衝撃を緩和することが出来た。
また、前記熱風通路４の外周をタンクにして水（クーラントになる）を満たすことにより熱風の流路を外部空間から熱的に遮断（水中埋込みインナータイプ）して不測の事態からの安全性を担保することが出来るものであった。
An upward hot air passage 4 is provided for raising the temperature of the thermal decomposition mechanism 1 . Therefore, the tip of the flame of the hot air generator or the like is less likely to hit the lower part of the thermal decomposition mechanism 1, and the thermal shock can be alleviated.
In addition, by filling the outer periphery of the hot air passage 4 with water (which becomes coolant) as a tank, the hot air passage is thermally isolated from the external space (underwater embedment inner type) to ensure safety from unforeseen circumstances. It could be guaranteed.
前記熱風通路４を略L字状とするようにした。したがって、熱風供給機構２の熱風を略L字状の部分（耐熱・耐火レンガを配した）に当てて風速を一旦減衰させて上向流とすることができ熱分解機構１の下方への熱的衝撃を緩和することが出来た。
前記熱風通路４の熱風の外部の循環ラインCLを形成した。そして、耐熱性（Si-C製の羽根）の送風機（シロッコファン）を用いて装置外で熱風を循環・再利用することにより省エネを図ることが出来た。
The hot air passage 4 is made substantially L-shaped. Therefore, the hot air from the hot air supply mechanism 2 is applied to a substantially L-shaped part (where heat-resistant and refractory bricks are arranged), and the wind speed is temporarily attenuated to make it an upward flow. I was able to soften the impact.
A hot air circulation line CL outside the hot air passage 4 is formed. In addition, we were able to save energy by circulating and reusing the hot air outside the equipment using a heat-resistant (Si-C blade) blower (sirocco fan).
前記被処理物として、有機成分を含有する排水や固体有機物を処理した。被処理物（液体系）として、COD 約30,000ppmの高濃度廃液を処理した。被処理物（固体系）として、廃プラスチック類の粉砕片を処理した。 Wastewater containing organic components and solid organic substances were treated as the objects to be treated. As the material to be treated (liquid system), a high-concentration waste liquid with a COD of about 30,000 ppm was treated. Crushed pieces of waste plastics were treated as the object (solid system) to be treated.
前記熱分解槽１の内周側に被処理物の供給ラインLを配置した。前記被処理物の供給ラインLとして、高濃度廃液の注入管（ポンプでノズルの先端から熱分解槽１に圧入した）と、粉砕有機固体の供給ラインL（スパイラルコンベアS1→S2で熱分解槽１に圧入した）を設けた。高濃度廃液の注入管（断面 円環状）は、粉砕有機固体の供給ラインL（スパイラルコンベアS2）の外周側に形成した。 A supply line L for the material to be treated is arranged on the inner peripheral side of the thermal decomposition tank 1 . As the supply line L for the material to be treated, a high-concentration waste liquid injection pipe (pumped into the pyrolysis tank 1 from the tip of the nozzle with a pump) and a pulverized organic solid supply line L (spiral conveyor S1→S2 feeds the pyrolysis tank 1) was provided. The high-concentration waste liquid injection pipe (circular in cross section) was formed on the outer peripheral side of the pulverized organic solid supply line L (spiral conveyor S2).
図２に示すように、前記熱分解機構１で発生した気化成分を供給する浄化槽５を有するようにした。熱分解機構１で発生した気化成分は、外部流路Hを通じてコンプレッサー・エア CP Airにより浄化槽５に圧入するようにした。したがって、気化した水蒸気や熱分解ガス、メタンなどの低級炭化水素その他気化成分を槽内に取り込むことが出来た（浄化槽５は排ガススクラバー槽として機能した）。
なお、熱分解機構１の流動性加熱媒体上に堆積した熱分解物は、処理の終了後に取りだすようにした。
前記熱分解機構１の外周側に浄化槽５を配置している。したがって、昇温された高温の熱分解機構１の外周側の浄化槽５（冷却槽）により周囲の作業者の安全性を担保することができ火災のガードになった。
As shown in FIG. 2, a septic tank 5 for supplying vaporized components generated in the thermal decomposition mechanism 1 is provided. Vaporized components generated in the pyrolysis mechanism 1 are pressurized into the septic tank 5 through the external flow path H by the compressor air CP Air. Therefore, vaporized water vapor, pyrolysis gas, lower hydrocarbons such as methane, and other vaporized components could be taken into the tank (the septic tank 5 functioned as an exhaust gas scrubber tank).
The pyrolyzate deposited on the fluid heating medium of the pyrolysis mechanism 1 was taken out after the treatment was completed.
A septic tank 5 is arranged on the outer peripheral side of the thermal decomposition mechanism 1 . Therefore, the septic tank 5 (cooling tank) on the outer peripheral side of the heated high-temperature pyrolysis mechanism 1 can ensure the safety of the surrounding workers and serves as a fire guard.
前記熱分解機構１と被処理物の供給ラインLと浄化槽５とを同心円状（同軸状）に配置した。これにより、相互間が一体型となり配管の取り回しやバルブ数やポンプ数の削減をすることができビルトインタイプとして工事を簡略化することが出来る。 The thermal decomposition mechanism 1, the feed line L for the material to be treated, and the septic tank 5 are arranged concentrically (coaxially). This makes it possible to reduce the number of piping, the number of valves, and the number of pumps, thereby simplifying the construction work as a built-in type.
前記浄化槽５は気化成分を活性炭流動床51と活性炭固定床52とで処理するようにした。したがって、気化成分中に熱分解しそこなった残留有機成分や硫化水素などの異物成分が含まれる場合、これらを活性炭流動床51や活性炭固定床52の活性炭で吸着濾過して浄化することが出来た。
また、活性炭流動床51と活性炭固定床52とを有するので、気化成分中の残留有機成分や異物成分を活性炭流動床51で大きく吸着処理し、活性炭固定床52で細かく吸着濾過して浄化槽５の処理水を高度に清浄化することが出来た。
The septic tank 5 treats vaporized components with an activated carbon fluidized bed 51 and an activated carbon fixed bed 52 . Therefore, when the vaporized components contained residual organic components failed to be thermally decomposed or foreign substances such as hydrogen sulfide, these could be purified by adsorption filtration with the activated carbon of the activated carbon fluidized bed 51 or the activated carbon fixed bed 52.
In addition, since the activated carbon fluidized bed 51 and the activated carbon fixed bed 52 are provided, the residual organic components and foreign matter components in the vaporized components are largely adsorbed by the activated carbon fluidized bed 51, and finely adsorbed and filtered by the activated carbon fixed bed 52. The treated water was purified to a high degree.
前記浄化槽５に対して液体中にオゾンを圧入して電気分解する電解機構Eを有し、液体中に前記オゾン（O3）から酸素ラジカル（・O）を生成させるようにした。オゾン（O3）は、空気中の酸素（O2）を原料としてオゾナイザーにより発生させた。これにより、オゾンを、より活性な酸素ラジカル（・O）として液体中に共存させ、この酸素ラジカル（・O）により浄化槽５中に酸化分解作用を及ぼすことが出来た。
前記浄化槽５の下方にタンクTを形成するようにした。したがって、活性炭流動床51や活性炭固定床52からの処理水を配管やポンプなしでタンクTに移動させることが出来た。
The septic tank 5 has an electrolysis mechanism E that presses ozone into the liquid and electrolyzes it, so that oxygen radicals (.O) are generated from the ozone (O3) in the liquid. Ozone (O3) was generated by an ozonizer using oxygen (O2) in the air as a raw material. As a result, ozone can coexist in the liquid as more active oxygen radicals (.O), and the oxygen radicals (.O) can exert an oxidative decomposition action in the septic tank 5.
A tank T is formed below the septic tank 5 . Therefore, the treated water from the activated carbon fluidized bed 51 and the activated carbon fixed bed 52 could be transferred to the tank T without pipes or pumps.
次に、この実施形態の熱分解処理装置の使用状態を説明する。
この熱分解処理装置では、被処理物を流動性加熱媒体で熱分解する熱分解機構１を有するので、熱分解機構１の流動性加熱媒体の熱で被処理物を熱分解させることが出来た。
そして、前記熱分解機構１に熱風を供給する熱風供給機構２とを有し、前記熱風供給機構２では熱風の風速調整手段３を設けるようにしたので、熱風の風量を維持しつつ適切な風速に調整して熱分解機構１を加熱することができ、耐久性に優れるものであった
Next, the usage condition of the thermal decomposition apparatus of this embodiment will be described.
Since this thermal decomposition apparatus has a thermal decomposition mechanism 1 for thermally decomposing an object to be treated with a fluid heating medium, the object to be treated can be thermally decomposed by the heat of the fluid heating medium of the thermal decomposition mechanism 1. .
A hot air supply mechanism 2 for supplying hot air to the thermal decomposition mechanism 1 is provided, and the hot air supply mechanism 2 is provided with a hot air speed adjusting means 3. Therefore, an appropriate air speed is maintained while maintaining the air volume of the hot air. It was possible to heat the pyrolysis mechanism 1 by adjusting to
（実施形態２）
次に、実施形態２を上記実施形態との相違点を中心に説明する。
図３に示すように、風速調整手段３として熱風に対する邪魔板を設け、熱風の進行方向に対して斜めの互い違いに配設して、熱分解機構１に火炎は届かず風速を落とした熱風が到達するようにすることができ、また熱分解機構１自体への直火による劣化や脆化を抑制することが出来た。
そして、熱風の進行方向に対して斜めの互い違いに配設したので、熱風の風量を維持しつつ柔らかで適切な風速に調整・アジャストして熱分解機構１を加熱することが出来た。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment.
As shown in FIG. 3, a baffle plate against hot air is provided as the wind speed adjusting means 3, and is arranged alternately diagonally with respect to the traveling direction of the hot air, so that the flame does not reach the thermal decomposition mechanism 1 and the hot air with a reduced wind speed is blown out. In addition, deterioration and embrittlement due to direct fire to the pyrolysis mechanism 1 itself could be suppressed.
And, since they are arranged obliquely and alternately with respect to the traveling direction of the hot air, it is possible to heat the pyrolysis mechanism 1 while maintaining the air volume of the hot air and adjusting the air velocity to a soft and appropriate one.
耐久性がいいということによって、種々の熱分解処理装置の用途に適用することができる。 Due to its good durability, it can be applied to various pyrolysis treatment equipment applications.
１ 熱分解機構
２ 熱風供給機構
３ 風速調整手段
４ 熱風通路
５ 浄化槽
51 活性炭流動床
52 活性炭固定床
E 電解機構
CL 循環ライン
L 供給ライン
T タンク
REFERENCE SIGNS LIST 1 pyrolysis mechanism 2 hot air supply mechanism 3 wind speed adjusting means 4 hot air passage 5 septic tank
51 Activated Carbon Fluidized Bed
52 Activated carbon fixed bed
E electrolysis mechanism
CL circulation line
L supply line
T-Tank
Claims (14)
14. The thermal decomposition treatment apparatus according to any one of claims 7 to 13, wherein a tank (T) is formed below the septic tank (5).
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| CN117085463A (en) * | 2023-10-17 | 2023-11-21 | 杭州特盈低温液化装备有限公司 | High-efficiency molecular sieve adsorber |
-
2022
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