JP3402877B2 - 廃タイヤからのカーボンブラック製造方法及び装置 - Google Patents
廃タイヤからのカーボンブラック製造方法及び装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
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- C09C1/482—Preparation from used rubber products, e.g. tyres
-
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- C10G2300/10—Feedstock materials
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は廃タイヤからカーボ
ンブラックを製造する方法及びそのための装置に関す
る。
ンブラックを製造する方法及びそのための装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来行われているカーボンブラックの製
造方法としては、天然ガスなどの燃料を燃焼させて得ら
れる高温燃焼場に芳香族炭化水素を含むクレオソート油
などの原料を供給して熱分解し、この熱分解ガスを部分
燃焼させて脱水素化反応させ、気相カーボンを析出させ
る方法が一般的である。一方、本発明者らは芳香族炭化
水素を多く含むゴムから構成される廃タイヤの有効利
用、資源リサイクルに着目し、廃タイヤからのカーボン
ブラック製造方法を開発し先に提案した（特願平６−１
６８０６１号）。この方法は、廃タイヤからのカーボン
ブラック製造方法に関する基本的システムといえるもの
であって、廃タイヤのガス化反応部と熱分解部を一体化
したガス化炉と熱分解ガスからの気相カーボン析出部か
ら構成された装置を使用するものである。
造方法としては、天然ガスなどの燃料を燃焼させて得ら
れる高温燃焼場に芳香族炭化水素を含むクレオソート油
などの原料を供給して熱分解し、この熱分解ガスを部分
燃焼させて脱水素化反応させ、気相カーボンを析出させ
る方法が一般的である。一方、本発明者らは芳香族炭化
水素を多く含むゴムから構成される廃タイヤの有効利
用、資源リサイクルに着目し、廃タイヤからのカーボン
ブラック製造方法を開発し先に提案した（特願平６−１
６８０６１号）。この方法は、廃タイヤからのカーボン
ブラック製造方法に関する基本的システムといえるもの
であって、廃タイヤのガス化反応部と熱分解部を一体化
したガス化炉と熱分解ガスからの気相カーボン析出部か
ら構成された装置を使用するものである。
【０００３】具体的には固定床ガス化炉を用いたもので
あり、その構成を図２に示す。図２において１はガス化
炉で２は水蒸気と空気などの酸素含有ガスを供給分配す
る風箱、３はガス分散板、４は廃タイヤ中の固定炭素の
ガス化反応部、５は廃タイヤチップの熱分解部を示す。
ガス化炉１へ投入された廃タイヤチップ９は熱分解部５
でガス化反応部４から供給される生成ガス１３の熱によ
り主として熱分解し、揮発分を放出して固定炭素化し、
ガス化反応部４へ移行する。ガス化反応部４へ移行した
固定炭素はガス分散板３を介して風箱２から供給される
水蒸気と空気などの酸素含有ガスとの混合ガスにより一
部燃焼しガス化される。一方、熱分解部５で発生する熱
分解ガス及びＣＯやＨ2 などの可燃ガスを含むガス化生
成ガスの混合ガスは、図示していない気相カーボン析出
部へ供給され、燃焼及び脱水素化反応により気相カーボ
ンを生成し、これを冷却、捕集することによってカーボ
ンブラックが製造される。
あり、その構成を図２に示す。図２において１はガス化
炉で２は水蒸気と空気などの酸素含有ガスを供給分配す
る風箱、３はガス分散板、４は廃タイヤ中の固定炭素の
ガス化反応部、５は廃タイヤチップの熱分解部を示す。
ガス化炉１へ投入された廃タイヤチップ９は熱分解部５
でガス化反応部４から供給される生成ガス１３の熱によ
り主として熱分解し、揮発分を放出して固定炭素化し、
ガス化反応部４へ移行する。ガス化反応部４へ移行した
固定炭素はガス分散板３を介して風箱２から供給される
水蒸気と空気などの酸素含有ガスとの混合ガスにより一
部燃焼しガス化される。一方、熱分解部５で発生する熱
分解ガス及びＣＯやＨ2 などの可燃ガスを含むガス化生
成ガスの混合ガスは、図示していない気相カーボン析出
部へ供給され、燃焼及び脱水素化反応により気相カーボ
ンを生成し、これを冷却、捕集することによってカーボ
ンブラックが製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のカーボンブラッ
ク製造方法は廃タイヤなどの有機系廃棄物からカーボン
ブラックを製造する方法として有用なものであるが、な
お、次のような問題点があった。 （１）前記方法における固定床ガス化方式は、システム
としては簡単なものであるが、この方法によるガス化で
はガス化炉中で、供給される廃タイヤチップと廃タイヤ
が熱分解して分離する固定炭素とが混在するため、反応
性のよい廃タイヤ中の揮発分の熱分解、ガス化反応が優
位となり、カーボンブラック生成のための芳香族炭化水
素ガスの収率が低くなる。 （２）一方、生成した固定炭素は微細化するため、ガス
化炉内の上昇ガス気流により同伴、飛散するので、固定
炭素のガス化が十分進行しない。 （３）このため、後流の気相カーボン析出部で必要な熱
源としてのＣＯ、Ｈ2 などの可燃ガスの割合が少なくな
るので、飛散チャーを燃焼させることが必要となり、多
量の酸化剤（酸素あるいは空気）が必要となる。その結
果、カーボンブラックの原料となる熱分解ガスも部分的
に反応（燃焼）してしまうため、カーボンブラックの収
率が低下する。
ク製造方法は廃タイヤなどの有機系廃棄物からカーボン
ブラックを製造する方法として有用なものであるが、な
お、次のような問題点があった。 （１）前記方法における固定床ガス化方式は、システム
としては簡単なものであるが、この方法によるガス化で
はガス化炉中で、供給される廃タイヤチップと廃タイヤ
が熱分解して分離する固定炭素とが混在するため、反応
性のよい廃タイヤ中の揮発分の熱分解、ガス化反応が優
位となり、カーボンブラック生成のための芳香族炭化水
素ガスの収率が低くなる。 （２）一方、生成した固定炭素は微細化するため、ガス
化炉内の上昇ガス気流により同伴、飛散するので、固定
炭素のガス化が十分進行しない。 （３）このため、後流の気相カーボン析出部で必要な熱
源としてのＣＯ、Ｈ2 などの可燃ガスの割合が少なくな
るので、飛散チャーを燃焼させることが必要となり、多
量の酸化剤（酸素あるいは空気）が必要となる。その結
果、カーボンブラックの原料となる熱分解ガスも部分的
に反応（燃焼）してしまうため、カーボンブラックの収
率が低下する。
【０００５】本発明は、前記従来技術における問題点を
解決し、廃タイヤ中の揮発分の熱分解と固定炭素分のガ
ス化を効率よく行うことによって、芳香族炭化水素ガス
の収率を高めるとともに固定炭素のガス化ガスを熱源と
して有効活用できる廃タイヤからのカーボンブラック製
造方法を提供することを目的とする。
解決し、廃タイヤ中の揮発分の熱分解と固定炭素分のガ
ス化を効率よく行うことによって、芳香族炭化水素ガス
の収率を高めるとともに固定炭素のガス化ガスを熱源と
して有効活用できる廃タイヤからのカーボンブラック製
造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次の（１）乃至
（４）の構成を含むものである。 （１）廃タイヤを酸素含有ガスと水蒸気の混合ガス中で
熱分解して芳香族炭化水素を含む熱分解ガスを発生さ
せ、この熱分解ガスを高温場に導いて脱水素化及び部分
燃焼により気相カーボンを析出させるカーボンブラック
の製造方法において、ガス化ガスの分散板を介して下部
のガス化反応部と上部の熱分解部とに分離されたガス化
炉を使用し、廃タイヤチップを前記熱分解部へ供給して
ガス化ガスの分散板を介してガス化反応部から供給され
る高温のガス化ガスにより流動床を形成させながら熱分
解して芳香族炭化水素を主体とする熱分解ガスと固定炭
素とに分離し、ガス化炉から出る熱分解ガス、ガス化ガ
ス及び微細固定炭素の混合物を微粉末分離手段に導いて
微細固定炭素を分離し、捕集した微細固定炭素は前記ガ
ス化炉のガス化反応部へ供給して酸素含有ガス及び水蒸
気によりガス化して廃タイヤの熱分解に必要な熱と熱分
解ガスの脱水素化や部分燃焼を行なわせる高温場形成の
ためのＣＯ及びＨ2 を主体とする可燃ガスを発生させ、
このガス化ガスを前記ガス化ガスの分散板を通して熱分
解部へ供給するようにし、前記微粉末分離手段において
微細固定炭素を分離された後の熱分解ガスとガス化ガス
の混合ガスを気相カーボン析出部へ導いて可燃ガスの燃
焼により高温場を形成させて熱分解ガスの脱水素化や部
分燃焼を行なわせ析出した気相カーボンを冷却捕集する
ことを特徴とする廃タイヤからのカーボンブラックの製
造方法。
（４）の構成を含むものである。 （１）廃タイヤを酸素含有ガスと水蒸気の混合ガス中で
熱分解して芳香族炭化水素を含む熱分解ガスを発生さ
せ、この熱分解ガスを高温場に導いて脱水素化及び部分
燃焼により気相カーボンを析出させるカーボンブラック
の製造方法において、ガス化ガスの分散板を介して下部
のガス化反応部と上部の熱分解部とに分離されたガス化
炉を使用し、廃タイヤチップを前記熱分解部へ供給して
ガス化ガスの分散板を介してガス化反応部から供給され
る高温のガス化ガスにより流動床を形成させながら熱分
解して芳香族炭化水素を主体とする熱分解ガスと固定炭
素とに分離し、ガス化炉から出る熱分解ガス、ガス化ガ
ス及び微細固定炭素の混合物を微粉末分離手段に導いて
微細固定炭素を分離し、捕集した微細固定炭素は前記ガ
ス化炉のガス化反応部へ供給して酸素含有ガス及び水蒸
気によりガス化して廃タイヤの熱分解に必要な熱と熱分
解ガスの脱水素化や部分燃焼を行なわせる高温場形成の
ためのＣＯ及びＨ2 を主体とする可燃ガスを発生させ、
このガス化ガスを前記ガス化ガスの分散板を通して熱分
解部へ供給するようにし、前記微粉末分離手段において
微細固定炭素を分離された後の熱分解ガスとガス化ガス
の混合ガスを気相カーボン析出部へ導いて可燃ガスの燃
焼により高温場を形成させて熱分解ガスの脱水素化や部
分燃焼を行なわせ析出した気相カーボンを冷却捕集する
ことを特徴とする廃タイヤからのカーボンブラックの製
造方法。
【０００７】（２）前記ガス化反応部におけるガス化反
応が、ガス化酸素比０．２〜０．５、水蒸気／酸素比３
〜５の条件で、かつ８００〜１２００℃の温度で行われ
ることを特徴とする前記（１）のカーボンブラックの製
造方法。
応が、ガス化酸素比０．２〜０．５、水蒸気／酸素比３
〜５の条件で、かつ８００〜１２００℃の温度で行われ
ることを特徴とする前記（１）のカーボンブラックの製
造方法。
【０００８】（３）前記熱分解部における熱分解反応が
４００〜７００℃の温度で行われることを特徴とする前
記（１）又は（２）のカーボンブラックの製造方法。
４００〜７００℃の温度で行われることを特徴とする前
記（１）又は（２）のカーボンブラックの製造方法。
【０００９】（４）ガス化ガスの分散板を介して下部の
ガス化反応部と上部の熱分解部とに分離され、下部のガ
ス化反応部には酸素含有ガス及び水蒸気の供給手段と微
粉末分離手段で分離された微細固定炭素を供給する供給
口を、上部の熱分解部には廃タイヤチップの供給口及び
熱分解ガス、ガス化ガス及び微細固定炭素の混合物を排
出するガス化炉出口を備えたガス化炉と、該ガス化炉か
ら出る熱分解ガス、ガス化ガス及び微細固定炭素の混合
物から微細固定炭素を分離する微粉末分離手段と、該微
粉末分離手段で捕集された微細固定炭素を前記ガス化炉
のガス化反応部へ供給する固定炭素排出供給ラインと、
前記微粉末分離手段において微細固定炭素を分離された
後の熱分解ガスとガス化ガスの混合ガスを導いて可燃ガ
スの燃焼により高温場を形成させて熱分解ガスの脱水素
化や部分燃焼を行なわせ析出した気相カーボンを冷却捕
集する気相カーボン析出部から構成されてなることを特
徴とする廃タイヤからのカーボンブラックの製造装置。
ガス化反応部と上部の熱分解部とに分離され、下部のガ
ス化反応部には酸素含有ガス及び水蒸気の供給手段と微
粉末分離手段で分離された微細固定炭素を供給する供給
口を、上部の熱分解部には廃タイヤチップの供給口及び
熱分解ガス、ガス化ガス及び微細固定炭素の混合物を排
出するガス化炉出口を備えたガス化炉と、該ガス化炉か
ら出る熱分解ガス、ガス化ガス及び微細固定炭素の混合
物から微細固定炭素を分離する微粉末分離手段と、該微
粉末分離手段で捕集された微細固定炭素を前記ガス化炉
のガス化反応部へ供給する固定炭素排出供給ラインと、
前記微粉末分離手段において微細固定炭素を分離された
後の熱分解ガスとガス化ガスの混合ガスを導いて可燃ガ
スの燃焼により高温場を形成させて熱分解ガスの脱水素
化や部分燃焼を行なわせ析出した気相カーボンを冷却捕
集する気相カーボン析出部から構成されてなることを特
徴とする廃タイヤからのカーボンブラックの製造装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明においては、ガス化炉を廃
タイヤの熱分解部と熱分解により生成する固定炭素のガ
ス化反応部とに分離している。熱分解部には廃タイヤチ
ップを供給し、ガス化反応部における固定炭素のガス化
による高温の生成ガスを熱源として廃タイヤ中の揮発分
を熱分解させ、熱分解後の微細化した固定炭素は前記生
成ガス及び分解ガスと同伴させるため流動床型とし、熱
分解部のガス化炉内空塔速度（上昇速度）を生成した微
細固定炭素が沈降・滞留する速度（終端速度）以上とし
て、微細固定炭素がガス流に同伴されて排出されるよう
にする。
タイヤの熱分解部と熱分解により生成する固定炭素のガ
ス化反応部とに分離している。熱分解部には廃タイヤチ
ップを供給し、ガス化反応部における固定炭素のガス化
による高温の生成ガスを熱源として廃タイヤ中の揮発分
を熱分解させ、熱分解後の微細化した固定炭素は前記生
成ガス及び分解ガスと同伴させるため流動床型とし、熱
分解部のガス化炉内空塔速度（上昇速度）を生成した微
細固定炭素が沈降・滞留する速度（終端速度）以上とし
て、微細固定炭素がガス流に同伴されて排出されるよう
にする。
【００１１】さらに、微細固定炭素を含む分解ガス及び
生成ガスはサイクロンなどの微粉末分離手段により微細
固定炭素を分離捕集し、分離捕集された微細固定炭素は
ガス化反応部に供給するようにしている。微細固定炭素
を分離した後の熱分解ガスとガス化ガスの混合ガスは気
相カーボン析出部へ導いて可燃ガスの燃焼により高温場
を形成させて熱分解ガスの脱水素化や部分燃焼を行なわ
せ、析出した気相カーボンを冷却捕集することによって
カーボンブラックを得ることができる。
生成ガスはサイクロンなどの微粉末分離手段により微細
固定炭素を分離捕集し、分離捕集された微細固定炭素は
ガス化反応部に供給するようにしている。微細固定炭素
を分離した後の熱分解ガスとガス化ガスの混合ガスは気
相カーボン析出部へ導いて可燃ガスの燃焼により高温場
を形成させて熱分解ガスの脱水素化や部分燃焼を行なわ
せ、析出した気相カーボンを冷却捕集することによって
カーボンブラックを得ることができる。
【００１２】（作用）前記構成に基づく作用は次のとお
りである。固定炭素のガス化反応部では、ガス化剤とし
ての酸素あるいは空気などの酸素含有ガスと水蒸気との
混合ガスにより固定炭素をガス化して、廃タイヤの熱分
解部での熱分解を進行させるための熱源としての高温の
可燃性ガス、すなわちＣＯやＨ2 を含む生成ガスを発生
させる。このガス化ガスは熱分解部での熱源として利用
された後、気相カーボン析出部において燃焼ガスとして
高温場形成に使用される。ガス化反応部には微細な粉末
の形の固定炭素のみが供給されるので、ガス化反応は均
一かつ収率よく進行する。
りである。固定炭素のガス化反応部では、ガス化剤とし
ての酸素あるいは空気などの酸素含有ガスと水蒸気との
混合ガスにより固定炭素をガス化して、廃タイヤの熱分
解部での熱分解を進行させるための熱源としての高温の
可燃性ガス、すなわちＣＯやＨ2 を含む生成ガスを発生
させる。このガス化ガスは熱分解部での熱源として利用
された後、気相カーボン析出部において燃焼ガスとして
高温場形成に使用される。ガス化反応部には微細な粉末
の形の固定炭素のみが供給されるので、ガス化反応は均
一かつ収率よく進行する。
【００１３】ガス化反応部におけるガス化の条件として
はガス化酸素比０．２〜０．５、水蒸気／酸素比３〜５
の条件で、かつ８００〜１２００℃の温度の範囲が好ま
しい。
はガス化酸素比０．２〜０．５、水蒸気／酸素比３〜５
の条件で、かつ８００〜１２００℃の温度の範囲が好ま
しい。
【００１４】熱分解部では、ガス化反応部から供給され
る高温（８００〜１２００℃）の生成ガスを熱源及び流
動用ガスとして、４００〜７００℃の温度で供給された
廃タイヤチップ中の芳香族炭化水素を主体とする揮発分
の熱分解を行う。廃タイヤチップは一部分離した固定炭
素と共に流動化し、熱分解により揮発分を放出しながら
固定炭素化と分裂化が進み、徐々に小粒径の固定炭素と
なる。熱分解後に残留する微細固定炭素は生成ガス及び
揮発分の熱分解ガス（炭化水素主体）とともにサイクロ
ンなどの微粉末分離手段に移送される。熱分解温度が７
００℃を超えると炭化水素が分解してしまい、４００℃
未満では低沸点炭化水素がタール化するおそれがあるの
で好ましくない。
る高温（８００〜１２００℃）の生成ガスを熱源及び流
動用ガスとして、４００〜７００℃の温度で供給された
廃タイヤチップ中の芳香族炭化水素を主体とする揮発分
の熱分解を行う。廃タイヤチップは一部分離した固定炭
素と共に流動化し、熱分解により揮発分を放出しながら
固定炭素化と分裂化が進み、徐々に小粒径の固定炭素と
なる。熱分解後に残留する微細固定炭素は生成ガス及び
揮発分の熱分解ガス（炭化水素主体）とともにサイクロ
ンなどの微粉末分離手段に移送される。熱分解温度が７
００℃を超えると炭化水素が分解してしまい、４００℃
未満では低沸点炭化水素がタール化するおそれがあるの
で好ましくない。
【００１５】熱分解部から排出される熱分解ガス及び生
成ガスの混合ガス中に含まれる微細固定炭素は、熱分解
部系外に配置された微粉末分離手段で分離され、ガス化
反応部へ送られる。微細固定炭素分離後のガスはカーボ
ンブラックの原料として好適な炭化水素と高温場形成の
ための燃料として有効なＣＯやＨ2 を含む生成ガスを含
んでおり、気相カーボン析出部において効率よくカーボ
ンブラックを生成させることができる。
成ガスの混合ガス中に含まれる微細固定炭素は、熱分解
部系外に配置された微粉末分離手段で分離され、ガス化
反応部へ送られる。微細固定炭素分離後のガスはカーボ
ンブラックの原料として好適な炭化水素と高温場形成の
ための燃料として有効なＣＯやＨ2 を含む生成ガスを含
んでおり、気相カーボン析出部において効率よくカーボ
ンブラックを生成させることができる。
【００１６】気相カーボン析出部では、生成ガスの燃焼
により形成される高温場で、熱分解ガスの主成分である
炭化水素が次式により酸素と反応して気相カーボンが生
成される。
により形成される高温場で、熱分解ガスの主成分である
炭化水素が次式により酸素と反応して気相カーボンが生
成される。
【化１】Ｃn Ｈ m＋Ｏ → Ｃx ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2
Ｏ
Ｏ
【００１７】
【実施例】本発明の１実施態様を示す図１に基づき本発
明の実施例を説明する。図１において１はガス化炉、５
は流動床型の熱分解部、３は生成ガスの分散板、４は固
定炭素のガス化反応部、１２は微細固定炭素を含む熱分
解ガス及び生成ガスの混合ガス、６はガス出口管、７は
ガス化炉１への廃タイヤチップ９の供給管、８は熱分解
ガス及び生成ガス中の微細固定炭素を分離捕集する微粉
末分離手段としてのサイクロン、１０は微細固定炭素、
１１は微細固定炭素の排出供給ライン、１３はガス化反
応部４で生成した生成ガスである。
明の実施例を説明する。図１において１はガス化炉、５
は流動床型の熱分解部、３は生成ガスの分散板、４は固
定炭素のガス化反応部、１２は微細固定炭素を含む熱分
解ガス及び生成ガスの混合ガス、６はガス出口管、７は
ガス化炉１への廃タイヤチップ９の供給管、８は熱分解
ガス及び生成ガス中の微細固定炭素を分離捕集する微粉
末分離手段としてのサイクロン、１０は微細固定炭素、
１１は微細固定炭素の排出供給ライン、１３はガス化反
応部４で生成した生成ガスである。
【００１８】この実施例において廃タイヤチップ供給管
７からガス化炉１へ供給された廃タイヤチップ９は、熱
分解部５において分散板３を介してガス化反応部４で生
成された高温生成ガス１３により流動化しながら熱分解
される。この熱分解部５では４００〜７００℃の温度で
熱分解が進行して熱分解が困難な固定炭素が残留し、流
動化により微細化される。微細化された固定炭素はガス
化炉１内を上昇する熱分解ガス及び生成ガスの混合ガス
の上昇流に同伴され、これらの混合ガス１２としてガス
出口管６から排出される。
７からガス化炉１へ供給された廃タイヤチップ９は、熱
分解部５において分散板３を介してガス化反応部４で生
成された高温生成ガス１３により流動化しながら熱分解
される。この熱分解部５では４００〜７００℃の温度で
熱分解が進行して熱分解が困難な固定炭素が残留し、流
動化により微細化される。微細化された固定炭素はガス
化炉１内を上昇する熱分解ガス及び生成ガスの混合ガス
の上昇流に同伴され、これらの混合ガス１２としてガス
出口管６から排出される。
【００１９】ガス化炉１から排出された混合ガス１２は
サイクロン８に入り、当該ガス中の微細固定炭素１０が
捕集される。捕集された微細固定炭素１０は微細固定炭
素排出供給ライン１１を介して、例えば空気等のガスに
よりガス化反応部４へ供給され、酸化剤（酸素又は酸素
含有ガス）及び水蒸気からなるガス化剤によりガス化さ
れ、熱分解部での熱源及び流動用ガス、さらには気相カ
ーボン析出部における可燃ガスとして利用される高温
（８００〜１２００℃）の生成ガス１３を発生する。
サイクロン８に入り、当該ガス中の微細固定炭素１０が
捕集される。捕集された微細固定炭素１０は微細固定炭
素排出供給ライン１１を介して、例えば空気等のガスに
よりガス化反応部４へ供給され、酸化剤（酸素又は酸素
含有ガス）及び水蒸気からなるガス化剤によりガス化さ
れ、熱分解部での熱源及び流動用ガス、さらには気相カ
ーボン析出部における可燃ガスとして利用される高温
（８００〜１２００℃）の生成ガス１３を発生する。
【００２０】一方、サイクロン８で微細固定炭素１０を
分離された熱分解ガスと生成ガスの混合ガスは、図示さ
れていない次工程の気相カーボン析出部へ送られ、カー
ボンブラックが生成され、冷却捕集される。
分離された熱分解ガスと生成ガスの混合ガスは、図示さ
れていない次工程の気相カーボン析出部へ送られ、カー
ボンブラックが生成され、冷却捕集される。
【００２１】次に図１の形式の装置により、廃タイヤチ
ップからのカーボンブラックの製造試験を行った１例を
示す。すなわち、５〜１０ｍｍの大きさに切断した廃タ
イヤチップ９をガス化炉１の上部の廃タイヤチップ供給
管７から熱分解部５へ５ｋｇ／ｈの供給量で供給し、ガ
ス化反応部４から供給される生成ガス１３により流動化
させながら熱分解した。
ップからのカーボンブラックの製造試験を行った１例を
示す。すなわち、５〜１０ｍｍの大きさに切断した廃タ
イヤチップ９をガス化炉１の上部の廃タイヤチップ供給
管７から熱分解部５へ５ｋｇ／ｈの供給量で供給し、ガ
ス化反応部４から供給される生成ガス１３により流動化
させながら熱分解した。
【００２２】ガス化反応部４にはサイクロン８で捕集さ
れた微細固定炭素１０が空気により搬送されて供給さ
れ、酸素及び水蒸気を供給してガス化酸素比０．４、水
蒸気／酸素比３、ガス化温度９００〜１１００℃の条件
でガス化され、ＣＯ：１３％、Ｈ2 ：５％を含む生成ガ
スを生成した。この生成ガスは分散板３から熱分解部５
へ送られ、その熱により熱分解部５の温度は約４５０℃
でほぼ一定に保持され、均一な熱分解を行うことができ
た。装置の運転中熱分解部５における廃タイヤチップ９
の層高はほぼ一定に保持されており、生成ガス、熱分解
ガス及び廃タイヤチップ９の分解で生じた微細固定炭素
の混合ガスが排出される。熱分解部５におけるガスの上
昇速度は約０．３ｍ／ｓとした。
れた微細固定炭素１０が空気により搬送されて供給さ
れ、酸素及び水蒸気を供給してガス化酸素比０．４、水
蒸気／酸素比３、ガス化温度９００〜１１００℃の条件
でガス化され、ＣＯ：１３％、Ｈ2 ：５％を含む生成ガ
スを生成した。この生成ガスは分散板３から熱分解部５
へ送られ、その熱により熱分解部５の温度は約４５０℃
でほぼ一定に保持され、均一な熱分解を行うことができ
た。装置の運転中熱分解部５における廃タイヤチップ９
の層高はほぼ一定に保持されており、生成ガス、熱分解
ガス及び廃タイヤチップ９の分解で生じた微細固定炭素
の混合ガスが排出される。熱分解部５におけるガスの上
昇速度は約０．３ｍ／ｓとした。
【００２３】生成ガス及び熱分解ガスに同伴して排出さ
れた微細固定炭素１０はサイクロン８で捕集し、ガス化
反応部４へリサイクル供給した。この試験においては、
サイクロン８で捕集される微細固定炭素１０の量は１．
０〜１．５ｋｇ／ｈ程度で増加傾向にはなく安定してお
り、廃タイヤチップの供給量５ｋｇ／ｈに対し最適に運
転されていることがわかる。この状態で、気相カーボン
析出部における、サイクロン８で微細固定炭素１０を分
離した後の生成ガスと熱分解ガスの混合ガス（概略の組
成は乾ガスベースでＨ2 ：３％、ＣＯ：１０％、Ｃ
Ｏ2 ：１１％、ＣnＨ m：４％、残部Ｎ2 である）は気
相カーボン析出部に送られ、１１００〜１２００℃の温
度で気相カーボンを生成させカーボンブラックを得た。
カーボンブラックの生成量は約１ｋｇ／ｈであり、廃タ
イヤチップからの収率は約２０％であった。
れた微細固定炭素１０はサイクロン８で捕集し、ガス化
反応部４へリサイクル供給した。この試験においては、
サイクロン８で捕集される微細固定炭素１０の量は１．
０〜１．５ｋｇ／ｈ程度で増加傾向にはなく安定してお
り、廃タイヤチップの供給量５ｋｇ／ｈに対し最適に運
転されていることがわかる。この状態で、気相カーボン
析出部における、サイクロン８で微細固定炭素１０を分
離した後の生成ガスと熱分解ガスの混合ガス（概略の組
成は乾ガスベースでＨ2 ：３％、ＣＯ：１０％、Ｃ
Ｏ2 ：１１％、ＣnＨ m：４％、残部Ｎ2 である）は気
相カーボン析出部に送られ、１１００〜１２００℃の温
度で気相カーボンを生成させカーボンブラックを得た。
カーボンブラックの生成量は約１ｋｇ／ｈであり、廃タ
イヤチップからの収率は約２０％であった。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。
（１）ガス化反応部と熱分解部を分離したことにより、
廃タイヤの揮発分の熱分解と固定炭素のガス化反応をそ
れぞれ最適にコントロールすることができる。 （２）熱分解部を流動床型とすることにより、廃タイヤ
チップの混合攪拌、高温生成ガスとの均一混合による熱
分解の促進、さらには熱分解後の固定炭素の微細化が進
行し、上昇ガスに同伴させることができる。 （３）サイクロンなどの微粉末分離手段及び分離した微
細固定炭素の排出供給システムを設置することにより、
微細固定炭素の分離捕集とガス化反応部への供給が容易
となり、前記（１）の効果を十分発揮させることができ
る。 （４）本発明により、同一ガス化酸素比（０．２５）、
同一水蒸気酸素比（３．０）の条件下で、カーボンブラ
ック収率〔（生成カーボンブラック量／廃タイヤチップ
供給量）×１００％〕が図２に示す従来の方法による１
０％から２０〜３０％へ上昇した。
廃タイヤの揮発分の熱分解と固定炭素のガス化反応をそ
れぞれ最適にコントロールすることができる。 （２）熱分解部を流動床型とすることにより、廃タイヤ
チップの混合攪拌、高温生成ガスとの均一混合による熱
分解の促進、さらには熱分解後の固定炭素の微細化が進
行し、上昇ガスに同伴させることができる。 （３）サイクロンなどの微粉末分離手段及び分離した微
細固定炭素の排出供給システムを設置することにより、
微細固定炭素の分離捕集とガス化反応部への供給が容易
となり、前記（１）の効果を十分発揮させることができ
る。 （４）本発明により、同一ガス化酸素比（０．２５）、
同一水蒸気酸素比（３．０）の条件下で、カーボンブラ
ック収率〔（生成カーボンブラック量／廃タイヤチップ
供給量）×１００％〕が図２に示す従来の方法による１
０％から２０〜３０％へ上昇した。
【図１】本発明に係るカーボンブラック製造装置の１実
施態様を示す概略構成図。
施態様を示す概略構成図。
【図２】従来のカーボンブラック製造方法に係る装置の
１例を示す概略構成図。
１例を示す概略構成図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−112890（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−43702（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−76494（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−256775（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09C 1/48
C10J 3/00
Claims (4)
- 【請求項１】 廃タイヤを酸素含有ガスと水蒸気の混合
ガス中で熱分解して芳香族炭化水素を含む熱分解ガスを
発生させ、この熱分解ガスを高温場に導いて脱水素化及
び部分燃焼により気相カーボンを析出させるカーボンブ
ラックの製造方法において、ガス化ガスの分散板を介し
て下部のガス化反応部と上部の熱分解部とに分離された
ガス化炉を使用し、廃タイヤチップを前記熱分解部へ供
給してガス化ガスの分散板を介してガス化反応部から供
給される高温のガス化ガスにより流動床を形成させなが
ら熱分解して芳香族炭化水素を主体とする熱分解ガスと
固定炭素とに分離し、ガス化炉から出る熱分解ガス、ガ
ス化ガス及び微細固定炭素の混合物を微粉末分離手段に
導いて微細固定炭素を分離し、捕集した微細固定炭素は
前記ガス化炉のガス化反応部へ供給して酸素含有ガス及
び水蒸気によりガス化して廃タイヤの熱分解に必要な熱
と熱分解ガスの脱水素化や部分燃焼を行なわせる高温場
形成のためのＣＯ及びＨ2 を主体とする可燃ガスを発生
させ、このガス化ガスを前記ガス化ガスの分散板を通し
て熱分解部へ供給するようにし、前記微粉末分離手段に
おいて微細固定炭素を分離された後の熱分解ガスとガス
化ガスの混合ガスを気相カーボン析出部へ導いて可燃ガ
スの燃焼により高温場を形成させて熱分解ガスの脱水素
化や部分燃焼を行なわせ析出した気相カーボンを冷却捕
集することを特徴とする廃タイヤからのカーボンブラッ
クの製造方法。 - 【請求項２】 前記ガス化反応部におけるガス化反応
が、ガス化酸素比０．２〜０．５、水蒸気／酸素比３〜
５の条件で、かつ８００〜１２００℃の温度で行われる
ことを特徴とする請求項１に記載のカーボンブラックの
製造方法。 - 【請求項３】 前記熱分解部における熱分解反応が４０
０〜７００℃の温度で行われることを特徴とする請求項
１又は２に記載のカーボンブラックの製造方法。 - 【請求項４】 ガス化ガスの分散板を介して下部のガス
化反応部と上部の熱分解部とに分離され、下部のガス化
反応部には酸素含有ガス及び水蒸気の供給手段と微粉末
分離手段で分離された微細固定炭素を供給する供給口
を、上部の熱分解部には廃タイヤチップの供給口及び熱
分解ガス、ガス化ガス及び微細固定炭素の混合物を排出
するガス化炉出口を備えたガス化炉と、該ガス化炉から
出る熱分解ガス、ガス化ガス及び微細固定炭素の混合物
から微細固定炭素を分離する微粉末分離手段と、該微粉
末分離手段で捕集された微細固定炭素を前記ガス化炉の
ガス化反応部へ供給する固定炭素排出供給ラインと、前
記微粉末分離手段において微細固定炭素を分離された後
の熱分解ガスとガス化ガスの混合ガスを導いて可燃ガス
の燃焼により高温場を形成させて熱分解ガスの脱水素化
や部分燃焼を行なわせ析出した気相カーボンを冷却捕集
する気相カーボン析出部から構成されてなることを特徴
とする廃タイヤからのカーボンブラックの製造装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26154795A JP3402877B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 廃タイヤからのカーボンブラック製造方法及び装置 |
| EP96112729A EP0768345B1 (en) | 1995-10-09 | 1996-08-07 | Method for producing carbon black from a waste tire and apparatus therefore |
| DE69611145T DE69611145T2 (de) | 1995-10-09 | 1996-08-07 | Verfahren zur Erzeugung von Russ aus gebrauchten Reifen |
| US08/701,479 US5961946A (en) | 1995-10-09 | 1996-08-22 | Method for recovering carbon black from a waste rubber such as tires and the like and apparatus therefor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=17363420
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26154795A Expired - Fee Related JP3402877B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 廃タイヤからのカーボンブラック製造方法及び装置 |
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| KR20020037532A (ko) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | 노성만 | 폐카본 슬러지로부터 고품위 카본을 회수하는 방법 |
| KR100593727B1 (ko) * | 2005-12-05 | 2006-06-30 | (주)에티스 | 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로 |
| KR20070106105A (ko) * | 2006-04-28 | 2007-11-01 | 이홍재 | 고형탄화물을 이용한 나노크기의 카본블랙 제조방법 |
| US7626061B2 (en) * | 2006-09-29 | 2009-12-01 | Mpcp Gmbh | Method and apparatus for continuous decomposing waste polymeric materials |
| CN102770509B (zh) | 2009-10-14 | 2015-01-28 | 瑞克莱姆股份有限公司 | 热解工艺和产物 |
| KR101121569B1 (ko) | 2009-12-16 | 2012-03-06 | 한국에너지기술연구원 | 폐타이어 열분해 카본블랙의 고품위화를 위한 가공방법. |
| CN102240660B (zh) * | 2011-05-11 | 2012-12-12 | 刘建波 | 废旧橡胶裂解后粗炭黑的湿法粉碎加工工艺 |
| KR101382194B1 (ko) | 2012-10-19 | 2014-04-07 | 성성환 | 폐타이어로부터 얻어진 카본 추출물에 대한 카본블랙 회수장치 |
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| CN104449873B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-06-06 | 江苏三色环境科技有限公司 | 一种生活垃圾热解制气工艺 |
| US9941058B2 (en) | 2015-05-26 | 2018-04-10 | Ut-Battelle, Llc | Flexible and conductive waste tire-derived carbon/polymer composite paper as pseudocapacitive electrode |
| US9663662B1 (en) | 2016-03-04 | 2017-05-30 | Long Arc Technologies Corporation | System and method for tire conversion into carbon black, liquid and gaseous products |
| US9884804B2 (en) * | 2016-05-24 | 2018-02-06 | Ut-Battelle, Llc | Surface treated carbon catalysts produced from waste tires for fatty acids to biofuel conversion |
| KR102090018B1 (ko) | 2017-11-14 | 2020-03-17 | 한국과학기술연구원 | 폴리올레핀계 플라스틱을 이용한 탄소 소재 제조 방법 및 이로부터 얻어진 탄소 소재 |
| WO2020147455A1 (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | 武汉兰多生物科技有限公司 | 废旧轮胎热解炭黑造粒的方法以及实施其的系统 |
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