JP6468994B2 - Pyrolysis apparatus for organic matter and method for producing liquid fuel using pyrolysis product of organic matter - Google Patents
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Description
本発明は、有機物から高い発熱量の液体燃料を得ることができる有機物の熱分解装置および有機物の熱分解装置を用いた液体燃料の製造方法に関する。 The present invention relates to an organic pyrolysis apparatus capable of obtaining a liquid fuel with a high calorific value from an organic substance, and a liquid fuel production method using the organic pyrolysis apparatus.
特許文献１では、装置の小型化を図れるとともに、養生室で放熱した後の燃焼ガスをガス化炉に利用することで、効率を高めることができる燃料ガス発生装置を提案している。
特許文献１は、高温の燃焼ガスを発生させる燃焼炉と、間接加熱により有機物を熱分解ガスと炭化物に分離するガス化炉と、ガス化炉で分離した熱分解ガスからタール成分を除去する養生室とを備えた燃料ガス発生装置を開示する。そして、この燃料ガス発生装置では、燃焼炉で発生させた燃焼ガスを養生室に導き、養生室に導いた燃焼ガスによって養生室内の熱分解ガスを間接加熱し、熱分解ガスに対して熱を与えた後の燃焼ガスをガス化炉に導き、ガス化炉に導いた燃焼ガスによって有機物を間接加熱する。
Patent Document 1 proposes a fuel gas generator that can reduce the size of the apparatus and can increase the efficiency by using the combustion gas that has radiated heat in the curing chamber in a gasification furnace.
Patent Document 1 discloses a combustion furnace that generates high-temperature combustion gas, a gasification furnace that separates organic substances into pyrolysis gas and carbide by indirect heating, and a curing that removes tar components from the pyrolysis gas separated in the gasification furnace. A fuel gas generator comprising a chamber is disclosed. In this fuel gas generator, the combustion gas generated in the combustion furnace is guided to the curing chamber, the pyrolysis gas in the curing chamber is indirectly heated by the combustion gas guided to the curing chamber, and heat is generated to the pyrolysis gas. The supplied combustion gas is guided to the gasification furnace, and the organic matter is indirectly heated by the combustion gas guided to the gasification furnace.
しかし、特許文献１では、生成したタール含有成分を有効に利用することができず、高い発熱量の液体燃料を得ることができない。 However, in patent document 1, the produced | generated tar containing component cannot be utilized effectively, but a liquid fuel with a high calorific value cannot be obtained.
本発明は、利用されることが少ないタールなどの熱分解生成物を活用し、高い発熱量の液体燃料を得ることができる有機物の熱分解装置および液体燃料の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic pyrolysis apparatus and a liquid fuel manufacturing method capable of obtaining a liquid fuel having a high calorific value by utilizing thermal decomposition products such as tar which are rarely used. To do.
請求項１記載の本発明の有機物の熱分解装置は、有機物を間接加熱する熱分解炉と、前記熱分解炉の出口に接続され、前記熱分解炉で生成される炭化物を分離する炭化物分離器と、前記炭化物分離器の下流に接続され、前記炭化物分離器から吐出されるガスを冷却することでタールを分離するタール分離器と、前記タール分離器の下流側に接続され、前記タール分離器から吐出される前記ガスを冷却することで低粘度液体を分離する低粘度液体分離器と、前記低粘度液体分離器で分離した前記低粘度液体を低沸点アルコールと酢酸含有液体に分離するアルコール分離器と、前記タール分離器で分離する前記タール、前記低粘度液体分離器で分離する前記低粘度液体、および前記アルコール分離器で分離する前記低沸点アルコールのうち、少なくとも一つ以上の生成物を混合した混合体を液体燃料とする液体燃料化手段と、を備え、前記液体燃料化手段が、前記混合体を充填する圧力容器と、前記圧力容器を設定温度に加熱する加熱手段と、前記設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力設定で前記混合体を脱水する脱水手段と、脱水した前記混合体を液状体とするための攪拌手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２記載の本発明の液体燃料の製造方法は、有機物の熱分解生成物を用いた液体燃料の製造方法であって、前記有機物を熱分解するステップと、前記熱分解する前記ステップの後に、前記熱分解により発生するガス成分を冷却して生成するタール含有液体、前記熱分解により発生する前記ガス成分を分離して生成する前記タールと低粘度液体、および、前記低粘度液体を分離して生成する低沸点アルコールと酢酸含有液体のうち、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップと、取り出された少なくとも一つ以上の前記生成物を混合した混合体を液状体とするステップと、を含み、前記液状体とする前記ステップは、前記混合体に含まれる過剰水分を、１００℃以上１８０℃以下の設定温度において、前記設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力で脱水する工程と、脱水した前記混合体を攪拌して前記液状体とする攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の液体燃料の製造方法において、少なくとも一つ以上の前記生成物を取り出す前記ステップは、少なくとも前記タール含有液体、前記低粘度液体、および、前記酢酸含有液体のいずれかを取り出し、前記液状体とする前記ステップに、アルカリ性材質を添加して前記混合体を中和する中和工程を含むことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の液体燃料の製造方法において、前記アルカリ性材質が、貝化石であることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項３または請求項４に記載の液体燃料の製造方法において、前記混合体に、植物の種子や果実を搾って得られる搾油および廃食用油のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項３に記載の液体燃料の製造方法において、前記液状体から取り出した沈殿物を土壌改良剤として用いることを特徴とする。
請求項７に記載の本発明の液体燃料の製造方法は、有機物の熱分解生成物を用いた液体燃料の製造方法であって、前記有機物を熱分解するステップと、前記熱分解する前記ステップの後に、前記熱分解により発生するガス成分を冷却して生成するタール含有液体、前記熱分解により発生する前記ガス成分を分離して生成する前記タールと低粘度液体、および、前記低粘度液体を分離して生成する低沸点アルコールと酢酸含有液体のうち、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップと、取り出された少なくとも一つ以上の前記生成物を混合した混合体を液状体とするステップと、を含み、少なくとも一つ以上の前記生成物を取り出す前記ステップは、少なくとも前記タール含有液体または前記タールを取り出し、前記液状体とする前記ステップに、前記混合体の過剰水分を脱水する工程と、前記混合体の前記過剰水分を脱水する前記工程の後、濃度３０%以上の前記低沸点アルコールを添加し、前記混合体の粘度を調整する工程と、を含むことを特徴とする。
請求項８に記載の本発明は、請求項７に記載の液体燃料の製造法において、前記混合体の前記粘度を調整する前記工程は、前記液状体を、５０℃における動粘度を２０ｃＳｔ以下、かつ、発熱量を６０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の前記液体燃料とするものであって、前記粘度を調整された前記液体燃料を発電に用いることを特徴とする。
請求項９に記載の本発明は、請求項２に記載の液体燃料の製造方法において、少なくとも一つ以上の前記生成物を取り出す前記ステップは、少なくとも前記タール含有液体を取り出し、前記液状体とする前記ステップに、前記混合体の過剰水分を脱水する工程と、前記混合体の前記過剰水分を脱水する前記工程の後、脱水された前記過剰水分から、前記低沸点アルコールと前記酢酸含有液体を分離する工程と、を含むことを特徴とする。
An organic matter pyrolysis apparatus according to claim 1 of the present invention includes a pyrolysis furnace that indirectly heats organic matter, and a carbide separator that is connected to an outlet of the pyrolysis furnace and separates carbides generated in the pyrolysis furnace. A tar separator that is connected downstream of the carbide separator and separates tar by cooling a gas discharged from the carbide separator; and a tar separator that is connected downstream of the tar separator, A low-viscosity liquid separator that separates a low-viscosity liquid by cooling the gas discharged from the liquid, and an alcohol separation that separates the low-viscosity liquid separated by the low-viscosity liquid separator into a low-boiling alcohol and an acetic acid-containing liquid And the tar separated by the tar separator, the low viscosity liquid separated by the low viscosity liquid separator, and the low boiling alcohol separated by the alcohol separator. Both and a liquid fuel means that the mixture obtained by mixing one or more products and liquid fuels, the liquid fuel means comprises a pressure vessel for filling the mixture, the pressure vessel to a set temperature Heating means for heating, dehydrating means for dehydrating the mixture at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than atmospheric pressure, and stirring means for converting the dehydrated mixture into a liquid material It is characterized by providing .
The method for producing a liquid fuel according to a second aspect of the present invention is a method for producing a liquid fuel using a thermal decomposition product of an organic substance, the step of pyrolyzing the organic substance, and after the step of pyrolyzing the organic substance. Separating the tar-containing liquid generated by cooling the gas component generated by the pyrolysis, the tar and low-viscosity liquid generated by separating the gas component generated by the pyrolysis, and the low-viscosity liquid A step of taking out at least one product from the low-boiling alcohol and acetic acid-containing liquid produced in the step, and a step of making a mixture obtained by mixing at least one product taken out into a liquid. viewed including the steps that the liquid material, the excess water contained in the mixture, at 100 ° C. or higher 180 ° C. below the set temperature, the saturated vapor at the set temperature Characterized in that it comprises a step of dehydrating at a pressure higher than the low and the atmospheric pressure than the stirring step to the liquid material by stirring the mixture of dehydrated, the.
According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a liquid fuel according to the second aspect , the step of taking out at least one of the products includes at least the tar-containing liquid, the low-viscosity liquid, and the The step of taking out any one of acetic acid-containing liquids to form the liquid material includes a neutralization step of neutralizing the mixture by adding an alkaline material.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a liquid fuel according to the third aspect , the alkaline material is a fossil shellfish.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a liquid fuel according to the third or fourth aspect , at least one of the extracted oil and the waste edible oil obtained by squeezing plant seeds and fruits into the mixture. It is characterized by including one.
A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the method for producing a liquid fuel according to the third aspect , a precipitate taken out from the liquid is used as a soil conditioner.
The method for producing a liquid fuel according to a seventh aspect of the present invention is a method for producing a liquid fuel using a thermal decomposition product of an organic substance, the step of thermally decomposing the organic substance, and the step of thermally decomposing the organic substance. Later, a tar-containing liquid generated by cooling the gas component generated by the thermal decomposition, the tar and the low-viscosity liquid generated by separating the gas component generated by the thermal decomposition, and the low-viscosity liquid are separated. A step of taking out at least one product out of the low-boiling alcohol and acetic acid-containing liquid produced, and a step of making a mixture obtained by mixing at least one of the taken out products into a liquid, It comprises the step of taking out at least one of the products taken out at least the tar-containing liquid or the tar, the scan to the liquid material After the step of dehydrating excess water of the mixture and the step of dehydrating the excess water of the mixture, the low boiling alcohol having a concentration of 30% or more is added, and the viscosity of the mixture is increased. And a step of adjusting.
The present invention according to claim 8 is the method for producing a liquid fuel according to claim 7 , wherein the step of adjusting the viscosity of the mixture includes the liquid material having a kinematic viscosity at 50 ° C. of 20 cSt or less. In addition, the liquid fuel having a calorific value of 6000 kcal / kg or more is used, and the liquid fuel having the adjusted viscosity is used for power generation.
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for producing a liquid fuel according to the second aspect , the step of taking out at least one of the products takes out at least the tar-containing liquid to form the liquid. In the step, after the step of dehydrating excess moisture of the mixture and the step of dehydrating the excess moisture of the mixture, the low boiling alcohol and the acetic acid-containing liquid are separated from the dehydrated excess moisture. And a step of performing.
本発明によれば、熱分解生成物を分離し、少なくとも一つ以上の熱分解生成物を用いた混合体を液状体とすることで、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a liquid fuel with a high calorific value by separating the pyrolysis products and making the mixture using at least one pyrolysis product a liquid.
本実施の形態による有機物の熱分解装置は、有機物を間接加熱する熱分解炉と、前記熱分解炉の出口に接続され、前記熱分解炉で生成される炭化物を分離する炭化物分離器と、前記炭化物分離器の下流に接続され、前記炭化物分離器から吐出されるガスを冷却することでタールを分離するタール分離器と、前記タール分離器の下流側に接続され、前記タール分離器から吐出される前記ガスを冷却することで低粘度液体を分離する低粘度液体分離器と、前記低粘度液体分離器で分離した前記低粘度液体を低沸点アルコールと酢酸含有液体に分離するアルコール分離器と、前記タール分離器で分離する前記タール、前記低粘度液体分離器で分離する前記低粘度液体、および前記アルコール分離器で分離する前記低沸点アルコールのうち、少なくとも一つ以上の生成物を混合した混合体を液体燃料とする液体燃料化手段と、を備え、前記液体燃料化手段が、前記混合体を充填する圧力容器と、前記圧力容器を設定温度に加熱する加熱手段と、前記設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力設定で前記混合体を脱水する脱水手段と、脱水した前記混合体を液状体とするための攪拌手段と、を備えるものである。本実施の形態によれば、熱分解生成物のうち、少なくとも一つ以上の生成物を用いた混合体を液状体とすることで、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。 An organic matter pyrolysis apparatus according to the present embodiment includes a pyrolysis furnace that indirectly heats organic matter, a carbide separator that is connected to an outlet of the pyrolysis furnace and separates carbides generated in the pyrolysis furnace, and A tar separator that is connected downstream of the carbide separator and separates tar by cooling the gas discharged from the carbide separator; and connected to a downstream side of the tar separator and discharged from the tar separator. A low-viscosity liquid separator that separates the low-viscosity liquid by cooling the gas; an alcohol separator that separates the low-viscosity liquid separated by the low-viscosity liquid separator into a low-boiling alcohol and an acetic acid-containing liquid; At least of the tar separated by the tar separator, the low viscosity liquid separated by the low viscosity liquid separator, and the low boiling alcohol separated by the alcohol separator. Comprising a liquid fuel means that the mixture obtained by mixing one or more products and liquid fuels, and heating the liquid fuel means comprises a pressure vessel for filling the mixture, the pressure vessel to a set temperature Heating means, dehydrating means for dehydrating the mixture at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than atmospheric pressure, and stirring means for converting the dehydrated mixture into a liquid material, Is provided . According to the present embodiment, a liquid fuel having a high calorific value can be obtained by using a mixture of at least one or more of the pyrolysis products as a liquid.
以下に本発明の一実施例を図１に示す。
図１は本発明の一実施例による有機物の熱分解装置を示す構成図である。
図１に示すように、本実施例による有機物の熱分解装置は、高温の燃焼ガスを発生させる燃焼炉１０と、有機物を間接加熱する熱分解炉２０と、熱分解炉２０の出口に接続される炭化物分離器３０と、炭化物分離器３０の下流に接続されるタール分離器４０と、タール分離器４０の下流側に接続される低粘度液体分離器５０と、低粘度液体分離器５０の下流に接続されるアルコール分離器５８と、炭化物分離器３０で分離した炭化物、タール分離器４０で分離したタール、低粘度液体分離器５０で分離した低粘度液体、アルコール分離器５８で分離した低沸点アルコールおよび酢酸含有体のうち、少なくとも一つ以上の生成物を含んで混合し、混合した混合体を液状体とする混合器６０と、混合器６０の下流に接続され、液状体を取り出す液体燃料槽９１とを備えている。
熱分解炉２０には、攪拌スクリュー付横型回転炉やロータリーキルンが適している。
熱分解炉２０は一つで構成してもよいが、本実施例で説明するように、熱分解炉２０として第１熱分解炉２０Ａと第２熱分解炉２０Ｂとを用いることで、特に炭化物とタールとガスとの分離を高めることができる。
第１熱分解炉２０Ａに導入する燃焼ガスの温度は、第２熱分解炉２０Ｂに導入する燃焼ガスの温度より低くする。図示はしないが、熱分解炉２０Ａ、２０Ｂから排出される燃焼ガスの温度を検出する温度検出手段を備え、これらの温度に基づいて燃焼炉１０に供給する燃料量や空気量を調整する制御装置も備えている。
なお、有機物としては、あらかじめ含水量が２０％以下に調整された木材チップが適しているが、農業残渣物、食品残渣物なども用いることができる。
なお、有機物が籾殻である場合には、熱分解炉２０Ａ、２０Ｂでの温度を２００〜３００℃とする。籾殻では２００〜３００℃で炭化物を生成できるとともにガス化率を高めることができる。
An embodiment of the present invention is shown in FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an organic pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, an organic matter pyrolysis apparatus according to this embodiment is connected to a combustion furnace 10 that generates high-temperature combustion gas, a pyrolysis furnace 20 that indirectly heats organic matter, and an outlet of the pyrolysis furnace 20. Carbide separator 30, tar separator 40 connected downstream of carbide separator 30, low-viscosity liquid separator 50 connected downstream of tar separator 40, and downstream of low-viscosity liquid separator 50 An alcohol separator 58 connected to each other, a carbide separated by the carbide separator 30, a tar separated by the tar separator 40, a low viscosity liquid separated by the low viscosity liquid separator 50, and a low boiling point separated by the alcohol separator 58 A mixture containing at least one product of alcohol and acetic acid-containing material, and mixing the mixture into a liquid material, and a liquid connected to the downstream of the mixer 60 to take out the liquid material And a fuel tank 91.
As the pyrolysis furnace 20, a horizontal rotary furnace with a stirring screw or a rotary kiln is suitable.
The pyrolysis furnace 20 may be composed of one, but as described in the present embodiment, by using the first pyrolysis furnace 20A and the second pyrolysis furnace 20B as the pyrolysis furnace 20, particularly carbides. And separation of tar and gas can be enhanced.
The temperature of the combustion gas introduced into the first pyrolysis furnace 20A is set lower than the temperature of the combustion gas introduced into the second pyrolysis furnace 20B. Although not shown in the figure, a control device that includes temperature detection means for detecting the temperature of the combustion gas discharged from the pyrolysis furnaces 20A and 20B and adjusts the amount of fuel and air supplied to the combustion furnace 10 based on these temperatures. It also has.
In addition, although the wood chip | tip whose water content was previously adjusted to 20% or less is suitable as an organic substance, an agricultural residue, a food residue, etc. can also be used.
In addition, when organic substance is rice husk, the temperature in pyrolysis furnace 20A, 20B shall be 200-300 degreeC. In the rice husk, carbides can be generated at 200 to 300 ° C. and the gasification rate can be increased.
熱分解炉２０Ａ、２０Ｂにロータリーキルンを用いる場合には、熱分解炉２０Ａ、２０Ｂは、横型筒状に形成された熱分解反応筒２１Ａ、２１Ｂと、熱分解反応筒２１Ａ、２１Ｂを加熱する燃焼ガスを流通させる熱分解加熱筒２２Ａ、２２Ｂと、熱分解反応筒２１Ａ、２１Ｂを回転させる熱分解モータ２３Ａ、２３Ｂとからなる。
熱分解反応筒２１Ａは、一端が有機物を搬入する熱分解反応筒入口２１Ａａ、他端が炭化物、ガス、および液水を搬出する熱分解反応筒出口２１Ａｂとなっている。熱分解加熱筒２２Ａは、熱分解反応筒出口２１Ａｂ側が燃焼ガスを導入する熱分解加熱筒入口２２Ａａ、熱分解反応筒入口２１Ａａ側が燃焼ガスを導出する熱分解加熱筒出口２２Ａｂとなっている。熱分解加熱筒２２Ａは熱分解反応筒２１Ａの外周に配置され、熱分解反応筒２１Ａと熱分解加熱筒２２Ａとは完全に区画されている。
In the case of using a rotary kiln for the pyrolysis furnaces 20A and 20B, the pyrolysis furnaces 20A and 20B are the pyrolysis reaction cylinders 21A and 21B formed in a horizontal cylindrical shape and the combustion gas for heating the pyrolysis reaction cylinders 21A and 21B. The thermal decomposition heating cylinders 22A and 22B for circulating the gas and the thermal decomposition motors 23A and 23B for rotating the thermal decomposition reaction cylinders 21A and 21B.
One end of the pyrolysis reaction cylinder 21A is a pyrolysis reaction cylinder inlet 21Aa for carrying in an organic substance, and the other end is a pyrolysis reaction cylinder outlet 21Ab for carrying out carbide, gas, and liquid water. In the pyrolysis heating cylinder 22A, the pyrolysis reaction cylinder outlet 21Ab side is a pyrolysis heating cylinder inlet 22Aa for introducing combustion gas, and the pyrolysis reaction cylinder inlet 21Aa side is a pyrolysis heating cylinder outlet 22Ab for deriving combustion gas. The pyrolysis heating cylinder 22A is disposed on the outer periphery of the pyrolysis reaction cylinder 21A, and the pyrolysis reaction cylinder 21A and the pyrolysis heating cylinder 22A are completely partitioned.
熱分解反応筒出口２１Ａｂには、配管が上下方向に配置される分岐管２５が接続されている。
分岐管２５の下方配管２５ａからは、熱分解反応筒２１Ａで生成された炭化物を排出することができる。
分岐管２５の上方配管２５ｂからは、熱分解反応筒２１Ａで生成されたガスをタール分離器４０に導いている。
分岐管２５の下方配管２５ａから排出される炭化物は、第２熱分解炉２０Ｂに導かれる。
熱分解反応筒２１Ｂは、一端が下方配管２５ａから排出される炭化物を搬入する熱分解反応筒入口２１Ｂａ、他端が炭化物、ガス、および液水を搬出する熱分解反応筒出口２１Ｂｂとなっている。
熱分解加熱筒２２Ｂは、熱分解反応筒出口２１Ｂｂ側が燃焼ガスを導入する熱分解加熱筒入口２２Ｂａ、熱分解反応筒入口２１Ｂａ側が燃焼ガスを導出する熱分解加熱筒出口２２Ｂｂとなっている。熱分解加熱筒２２Ｂは熱分解反応筒２１Ｂの外周に配置され、熱分解反応筒２１Ｂと熱分解加熱筒２２Ｂとは完全に区画されている。
熱分解加熱筒２２Ｂでは、熱分解反応筒出口２１Ｂｂ側から水又は水蒸気を供給することで、炭化物の活性化と水素ガス分離を行える。
A branch pipe 25 in which a pipe is arranged in the vertical direction is connected to the pyrolysis reaction tube outlet 21Ab.
From the lower pipe 25a of the branch pipe 25, the carbide generated in the pyrolysis reaction cylinder 21A can be discharged.
From the upper pipe 25 b of the branch pipe 25, the gas generated in the pyrolysis reaction cylinder 21 </ b> A is guided to the tar separator 40.
The carbide discharged from the lower pipe 25a of the branch pipe 25 is guided to the second pyrolysis furnace 20B.
One end of the pyrolysis reaction cylinder 21B is a pyrolysis reaction cylinder inlet 21Ba for carrying in carbides discharged from the lower pipe 25a, and the other end is a pyrolysis reaction cylinder outlet 21Bb for carrying out carbides, gas, and liquid water. .
In the pyrolysis heating cylinder 22B, the pyrolysis reaction cylinder outlet 21Bb side is a pyrolysis heating cylinder inlet 22Ba for introducing combustion gas, and the pyrolysis reaction cylinder inlet 21Ba side is a pyrolysis heating cylinder outlet 22Bb for deriving combustion gas. The pyrolysis heating cylinder 22B is disposed on the outer periphery of the pyrolysis reaction cylinder 21B, and the pyrolysis reaction cylinder 21B and the pyrolysis heating cylinder 22B are completely partitioned.
In the pyrolysis heating cylinder 22B, activation of carbide and hydrogen gas separation can be performed by supplying water or water vapor from the pyrolysis reaction cylinder outlet 21Bb side.
第１熱分解炉２０Ａの熱分解反応筒入口２１Ａａにはピストンコンベア２４を併設している。ピストンコンベア２４は、有機物投入部２４ａと、有機物投入部２４ａを往復動作するピストン２４ｂと、ピストン２４ｂを往復動作させるシリンダ２４ｃと、ピストン２４ｂによって有機物を押圧して熱分解反応筒入口２１Ａａに有機物を導く筒状搬送路２４ｄとからなる。有機物投入部２４ａに投入された有機物は、ピストン２４ｂによって筒状搬送路２４ｄに押し込まれるため、例えばスクリューによって有機物を搬入するものと比較して有機物とともに熱分解反応筒２１Ａに搬入される空気の搬入量を減少することができ、燃焼させることなく有機物の熱分解反応を効率的に行うことができる。 A piston conveyor 24 is also provided at the pyrolysis reaction tube inlet 21Aa of the first pyrolysis furnace 20A. The piston conveyor 24 is composed of an organic substance input part 24a, a piston 24b that reciprocates the organic substance input part 24a, a cylinder 24c that reciprocates the piston 24b, and presses the organic substance with the piston 24b to introduce the organic substance into the pyrolysis reaction tube inlet 21Aa. It consists of a cylindrical conveying path 24d for guiding. Since the organic matter thrown into the organic matter throwing portion 24a is pushed into the cylindrical transport path 24d by the piston 24b, for example, compared with the case where the organic matter is brought in by a screw, the air is brought into the pyrolysis reaction cylinder 21A together with the organic matter. The amount can be reduced, and the thermal decomposition reaction of organic matter can be efficiently performed without burning.
燃焼炉１０と熱分解加熱筒２２Ｂとは、第１の燃焼ガス用配管１１で接続され、燃焼炉１０で発生させた燃焼ガスを第２熱分解炉２０Ｂに導いている。
熱分解加熱筒２２Ｂと熱分解加熱筒２２Ａとは、第２の燃焼ガス用配管１２で接続され、熱分解加熱筒２２Ｂで放熱させた燃焼ガスを第１熱分解炉２０Ａに導いている。
熱分解加熱筒２２Ａには、第３の燃焼ガス用配管１３が接続され、熱分解加熱筒２２Ａにて放熱した燃焼ガスを排気する。
第３の燃焼ガス用配管１３には、出口側端部に排気ブロワー１４が接続され、排気ブロワー１４によって燃焼ガスを排気する。
第３の燃焼ガス用配管１３には、排気ブロワー１４に至るまでの経路に、バグフィルタ１５が接続されている。
The combustion furnace 10 and the pyrolysis heating cylinder 22B are connected by a first combustion gas pipe 11 and guide the combustion gas generated in the combustion furnace 10 to the second pyrolysis furnace 20B.
The pyrolysis heating cylinder 22B and the pyrolysis heating cylinder 22A are connected by the second combustion gas pipe 12, and guide the combustion gas radiated by the pyrolysis heating cylinder 22B to the first pyrolysis furnace 20A.
A third combustion gas pipe 13 is connected to the pyrolysis heating cylinder 22A, and the combustion gas radiated by the pyrolysis heating cylinder 22A is exhausted.
An exhaust blower 14 is connected to the outlet side end of the third combustion gas pipe 13, and the exhaust gas is exhausted by the exhaust blower 14.
A bag filter 15 is connected to the third combustion gas pipe 13 in a path leading to the exhaust blower 14.
熱分解反応筒出口２１Ｂｂには、第２熱分解炉２０Ｂで生成される炭化物とガスとを分離する炭化物分離器３０が接続されている。炭化物分離器３０は、配管が上下方向に配置される分岐管で構成され、炭化物分離器３０の下方配管３１からは、第２熱分解炉２０Ｂで生成された炭化物を排出する。炭化物分離器３０の上方配管３２は、第１の接続管３３でタール分離器４０に接続され、第１の接続管３３は上方配管３２から吐出されるガスをタール分離器４０に導いている。第１の接続管３３は、タール分離器４０の側面下方に接続されている。
タール分離器４０の側面上方には、冷却液をタール分離器４０内に噴霧する冷却液供給管４１が接続されている。冷却液供給管４１には、ポンプ４２と冷却部４３とが設けられ、タール分離器４０の下方から水分を吸入している。
タール分離器４０の下部にはタール排出管４４が接続され、タール排出管４４から排出されるタールはタール槽４５に貯えられる。
このようにタール分離器４０は、炭化物分離器３０から吐出されるガスを冷却することでタールを分離する。
A carbide separator 30 for separating the carbide and gas generated in the second pyrolysis furnace 20B is connected to the pyrolysis reaction tube outlet 21Bb. The carbide separator 30 is constituted by a branch pipe whose pipe is arranged in the vertical direction, and the carbide generated in the second pyrolysis furnace 20B is discharged from the lower pipe 31 of the carbide separator 30. The upper pipe 32 of the carbide separator 30 is connected to the tar separator 40 by a first connection pipe 33, and the first connection pipe 33 guides the gas discharged from the upper pipe 32 to the tar separator 40. The first connecting pipe 33 is connected to the lower side of the tar separator 40.
A coolant supply pipe 41 that sprays coolant into the tar separator 40 is connected to the upper side of the tar separator 40. The coolant supply pipe 41 is provided with a pump 42 and a cooling unit 43, and sucks moisture from below the tar separator 40.
A tar discharge pipe 44 is connected to the lower portion of the tar separator 40, and tar discharged from the tar discharge pipe 44 is stored in a tar tank 45.
Thus, the tar separator 40 separates tar by cooling the gas discharged from the carbide separator 30.
タール分離器４０の上部には、第２の接続管４６が接続されている。第２の接続管４６はタール分離器４０から吐出されるガスを低粘度液体分離器５０に導いている。第２の接続管４６は、低粘度液体分離器５０の側面下方に接続されている。
低粘度液体分離器５０の側面上方には、冷却液を低粘度液体分離器５０内に噴霧する冷却液供給管５１が接続されている。冷却液供給管５１には、ポンプ５２と冷却部５３とが設けられ、低粘度液体分離器５０の下方から水分を吸入している。
低粘度液体分離器５０の下部には低粘度液体排出管５４が接続され、低粘度液体排出管５４から排出される低粘度液体は低粘度液体槽５５に貯えられる。
このように低粘度液体分離器５０は、タール分離器４０から吐出されるガスを冷却することで低粘度液体を分離する。
A second connection pipe 46 is connected to the upper portion of the tar separator 40. The second connecting pipe 46 guides the gas discharged from the tar separator 40 to the low viscosity liquid separator 50. The second connection pipe 46 is connected to the lower side of the low viscosity liquid separator 50.
A cooling liquid supply pipe 51 that sprays the cooling liquid into the low viscosity liquid separator 50 is connected to the upper side of the low viscosity liquid separator 50. The coolant supply pipe 51 is provided with a pump 52 and a cooling unit 53, and sucks moisture from below the low-viscosity liquid separator 50.
A low viscosity liquid discharge pipe 54 is connected to the lower part of the low viscosity liquid separator 50, and the low viscosity liquid discharged from the low viscosity liquid discharge pipe 54 is stored in the low viscosity liquid tank 55.
Thus, the low-viscosity liquid separator 50 separates the low-viscosity liquid by cooling the gas discharged from the tar separator 40.
低粘度液体槽５５に貯えられる低粘度液体は、メタノールなどの低沸点アルコールおよび酢酸を含んだ木酢油である。低粘度液体槽５５に貯えられる低粘度液体は、低沸点アルコール濃度を高めるために、アルコール分離器５８に導入される。アルコール分離器５８は、水の沸点より低い温度で加熱され、アルコール分離器５８の上部からは主に低沸点アルコールが導出され、アルコール分離器５８の下部からは主に水と酢酸からなる酢酸含有液体が導出される。
アルコール分離器５８から導出された低沸点アルコールは、低沸点アルコール槽５７に貯えられる。低沸点アルコール槽５７に貯えられる低沸点アルコールは、３０％以上の濃度とすることが好ましい。
The low viscosity liquid stored in the low viscosity liquid tank 55 is wood vinegar oil containing a low boiling alcohol such as methanol and acetic acid. The low viscosity liquid stored in the low viscosity liquid tank 55 is introduced into the alcohol separator 58 in order to increase the low boiling point alcohol concentration. The alcohol separator 58 is heated at a temperature lower than the boiling point of water, mainly low-boiling alcohol is derived from the upper part of the alcohol separator 58, and acetic acid containing mainly water and acetic acid is contained from the lower part of the alcohol separator 58. Liquid is derived.
The low boiling point alcohol derived from the alcohol separator 58 is stored in the low boiling point alcohol tank 57. It is preferable that the low boiling alcohol stored in the low boiling alcohol tank 57 has a concentration of 30% or more.
低粘度液体分離器５０の上部には、第３の接続管５６が接続されている。第３の接続管５６は低粘度液体分離器５０から吐出されるガスを導出している。第３の接続管５６には、図示しないガス吸引ファンを設け、導出されたガスは図示しないガスホルダーに貯えられる。 A third connection pipe 56 is connected to the upper portion of the low viscosity liquid separator 50. The third connection pipe 56 leads the gas discharged from the low viscosity liquid separator 50. The third connection pipe 56 is provided with a gas suction fan (not shown), and the derived gas is stored in a gas holder (not shown).
炭化物分離器３０の上方配管３２から第１の接続管３３に導かれたガスは、タール分離器４０および低粘度液体分離器５０において、冷却液供給管４１、５１から噴霧される冷却水によって冷却される。低粘度液体分離器５０において冷却されたガスは、ガスホルダーに導かれる。ガスホルダーに貯えられたガスは、例えばガスエンジン発電機の燃料として利用される。 The gas guided from the upper pipe 32 of the carbide separator 30 to the first connection pipe 33 is cooled by the cooling water sprayed from the coolant supply pipes 41 and 51 in the tar separator 40 and the low viscosity liquid separator 50. Is done. The gas cooled in the low viscosity liquid separator 50 is guided to the gas holder. The gas stored in the gas holder is used as a fuel for a gas engine generator, for example.
炭化物分離器３０の下方配管３１から排出された炭化物は、炭化物槽３４に貯えられる。炭化物槽３４に貯えられた炭化物は、炭化物搬送機３５によって混合器６０に送られる。炭化物搬送機３５は、粉砕機能を備え炭化物を微細化することが好ましい。
タール槽４５に貯えられたタール、および低沸点アルコール槽５７に貯えられた低沸点アルコールは、混合器６０に送られる。なお、低粘度液体槽５５に貯えられた低粘度液体、およびアルコール分離器５８に貯えられた酢酸含有液体を混合器６０に導入してもよい。
The carbide discharged from the lower pipe 31 of the carbide separator 30 is stored in the carbide tank 34. The carbide stored in the carbide tank 34 is sent to the mixer 60 by the carbide conveyor 35. The carbide conveyor 35 preferably has a pulverizing function and refines the carbide.
The tar stored in the tar tank 45 and the low boiling alcohol stored in the low boiling alcohol tank 57 are sent to the mixer 60. The low-viscosity liquid stored in the low-viscosity liquid tank 55 and the acetic acid-containing liquid stored in the alcohol separator 58 may be introduced into the mixer 60.
混合器６０は、混合体を密閉状態で充填する圧力容器と、圧力容器を設定温度に加熱する加熱手段（図示なし）と、設定温度における飽和蒸気圧よりも低く大気圧よりも高い圧力設定で脱水する脱水手段（図示なし）と、攪拌機６１を備えている。脱水手段には蒸留器（図示なし）が接続され、蒸留器は、低沸点アルコールと酢酸含有液体を回収できるものであることが好ましい。攪拌機６１は、破砕機であることが好ましい。攪拌機６１が破砕機である場合には、混合体を混合するとともに炭化物や混合された固形物を微細化することができ、炭化物や混合された固形物を微細化することで、混合体の分散性を高め、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。
混合器６０には、貯えられた生成物である炭化物、タール、低粘度液体、酢酸含有液体、および低沸点アルコールのうち、少なくとも一つ以上の生成物が送られる。
The mixer 60 includes a pressure vessel for filling the mixture in a sealed state, heating means (not shown) for heating the pressure vessel to a set temperature, and a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure. A dehydrating means (not shown) for dehydrating and a stirrer 61 are provided. The dehydrator is connected to a distiller (not shown), and the distiller is preferably capable of recovering a low-boiling point alcohol and an acetic acid-containing liquid. The stirrer 61 is preferably a crusher. When the stirrer 61 is a crusher, the mixture can be mixed and the carbide and the mixed solid can be refined, and the mixture can be dispersed by refining the carbide and the mixed solid. The liquid fuel with high calorific value can be obtained.
At least one or more of the stored products of carbide, tar, low-viscosity liquid, acetic acid-containing liquid, and low-boiling point alcohol is sent to the mixer 60.
タールが混合媒体として選ばれる場合、茶滓・薬草滓・コーヒー滓・廃菌床・食品残渣・農産物残渣・雑草・藻類・家畜糞尿・し尿汚泥・下水汚泥・有機汚泥など、高含水のため燃焼熱を取り出しにくい有機物を含むものが好適に混合される。この混合体を、設定温度における飽和蒸気圧よりも低く大気圧より高い圧力設定で脱水することにより、脱水により凝集しやすい有機物の凝集を防ぐことができ、混合体の分散性が高まる。また、攪拌により、タール中に固体の有機物が一部溶解しながら微分散し、粘度の低い液状体となり、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。これは、タール中に含まれるフェノール類・ベンゼンなどにより固体の有機物が一部溶解するとともに、過剰水の脱水が進んだ後も親水基を持つ有機物との水和により混合体の粘度が低く保たれるためと考えられる。このようにして、高い発熱量を持ちながら、粘度が高く、液体燃料としての利用が難しい熱分解生成物のタールから、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。 When tar is selected as the mixing medium, it burns due to high water content such as tea bowl, medicinal herb bowl, coffee bowl, waste fungus bed, food residue, agricultural product residue, weed, algae, livestock manure, human waste sludge, sewage sludge, organic sludge, etc. What contains the organic substance which cannot take out heat suitably is mixed suitably. By dehydrating the mixture at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure, it is possible to prevent aggregation of organic substances that tend to aggregate due to dehydration, and the dispersibility of the mixture increases. Further, by stirring, a part of the solid organic substance is finely dispersed while being dissolved in tar to form a liquid having a low viscosity, and a liquid fuel with a high calorific value can be obtained. This is because part of solid organic matter is dissolved by phenols and benzene contained in tar, and the viscosity of the mixture is kept low by hydration with organic matter having a hydrophilic group even after dehydration of excess water has progressed. It is thought to be drunk. In this way, a liquid fuel having a high calorific value can be obtained from tar, which is a pyrolysis product that has a high viscosity and has a high viscosity and is difficult to be used as a liquid fuel.
低粘度液体および酢酸含有液体が混合媒体として選ばれる場合、植物の種子や果実を絞って得られる搾油・廃油（廃食用油を含む。）など、夾雑物を含む発熱量の高いものが好適に混合される。この混合体を、設定温度における飽和蒸気圧よりも低く大気圧より高い圧力設定で脱水しながら撹拌することにより、夾雑物が微分散したエマルジョン型の液状体が得られる。これは、低粘度液体および酢酸含有体に含まれる酢酸成分が夾雑物の微粒化とエマルジョン形成に寄与しているものと考えられる。このようにして、発熱量の低い低粘度液体および酢酸含有液体から、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。 When a low-viscosity liquid and an acetic acid-containing liquid are selected as the mixing medium, those having a high calorific value including contaminants such as pressed oil and waste oil (including waste edible oil) obtained by squeezing plant seeds and fruits are suitable. Mixed. The mixture is stirred while dehydrating at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure, thereby obtaining an emulsion-type liquid material in which impurities are finely dispersed. This is considered that the acetic acid component contained in the low-viscosity liquid and the acetic acid-containing body contributes to the atomization of impurities and the formation of emulsion. In this way, a liquid fuel having a high calorific value can be obtained from a low-viscosity liquid having a low calorific value and an acetic acid-containing liquid.
低沸点アルコールが混合媒体として選ばれる場合、タール・ピッチ類が好適に混合される。この混合体を撹拌することにより、粘度の低い、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。
炭化物が混合媒体として選ばれる場合、含水率の高いアルコール類が好適に混合される。この混合体を撹拌することにより、炭化物が微分散した高い発熱量の液体燃料を得ることができる。
これらの熱分解生成物は、１種を混合媒体とするにとどまらず、２種以上の熱分解生成物を混合媒体とすることも可能であり、他の混合物を用いず熱分解生成物同士の混合によることも可能である。
When low boiling alcohol is selected as the mixing medium, tar pitches are suitably mixed. By stirring this mixture, a liquid fuel having a low viscosity and a high calorific value can be obtained.
When carbide is selected as the mixing medium, alcohols with a high water content are suitably mixed. By stirring this mixture, a liquid fuel with a high calorific value in which carbides are finely dispersed can be obtained.
These thermal decomposition products are not limited to one type of mixed medium, and two or more types of thermal decomposition products can also be used as a mixed medium. It is also possible to mix.
混合器６０には、混合物の投入口（図示なし）、混合媒体である熱分解生成物を送り込む接続管（低粘度液体および酢酸含有液体の接続管の図示なし）のほか、第４の接続管６２が接続され、第４の接続管６２にはポンプ６３を備えている。第４の接続管６２からは、混合器６０で設定温度において加熱され、設定温度における飽和蒸気圧よりも低く大気圧よりも高い圧力設定で脱水され、所定時間攪拌され、または攪拌とともに微細化された液状体を取り出し、液体燃料槽９１に貯えることができ、この液状体を液体燃料として用いることができる。
液体燃料化手段は、混合器６０と液体燃料槽９１で構成される。
The mixer 60 includes a mixture inlet (not shown), a connecting pipe (not shown for a low-viscosity liquid and an acetic acid-containing liquid connecting pipe) for feeding a pyrolysis product as a mixing medium, and a fourth connecting pipe. 62 is connected, and the fourth connecting pipe 62 is provided with a pump 63. The fourth connecting pipe 62 is heated at the set temperature by the mixer 60, dehydrated at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure, stirred for a predetermined time, or refined with stirring. The liquid material can be taken out and stored in the liquid fuel tank 91, and this liquid material can be used as the liquid fuel.
The liquid fuel converting means includes a mixer 60 and a liquid fuel tank 91.
以下に本発明の他の実施例を図２に示す。
図２は本発明の他の実施例による有機物の熱分解装置を示す構成図である。なお、図１に示す実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を一部省略する。
本実施例は、液状体にアルカリ性材質を混合し、生成した沈殿物と液体燃料を取り出すものである。混合媒体とする熱分解生成物は、低粘度液体槽５５に貯えられている低粘度液体またはアルコール分離器５８で分離された酢酸含有液体が選ばれ、混合器６０に送られ、酸性を示す高い発熱量の油と混合される。酸性を示す高い発熱量の油は、植物の種子や果実を搾って得られる搾油および廃食用油が好適に用いられる。
混合器６０では、設定温度において加熱され、設定温度における飽和蒸気圧よりも低く大気圧よりも高い圧力設定で脱水され、所定時間攪拌され、または攪拌とともに、夾雑物が溶解または微細化した液状体を形成する。液状体は、混合器６０の接続管６２から液体燃料分離器７０に送られる。
Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an organic pyrolysis apparatus according to another embodiment of the present invention. The same functional members as those in the embodiment shown in FIG.
In this embodiment, an alkaline material is mixed with a liquid, and the generated precipitate and liquid fuel are taken out. As the thermal decomposition product used as the mixing medium, the low-viscosity liquid stored in the low-viscosity liquid tank 55 or the acetic acid-containing liquid separated by the alcohol separator 58 is selected and sent to the mixer 60 to show high acidity. Mixed with calorific oil. As the oil having a high calorific value and showing acidity, oils obtained by squeezing plant seeds and fruits and waste cooking oils are preferably used.
The mixer 60 is heated at a set temperature, dehydrated at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure, stirred for a predetermined time, or with stirring, a liquid material in which impurities are dissolved or refined. Form. The liquid is sent from the connecting pipe 62 of the mixer 60 to the liquid fuel separator 70.
アルカリ性材質はアルカリ性粉末槽８１に貯えられ、アルカリ性粉末槽８１に貯えられたアルカリ性粉末は、アルカリ性粉末搬送機８２によって液体燃料分離器７０に送られる。
アルカリ性粉末は、水酸化カルシウム粉末や水酸化カリウム粉末を用いてもよいが、貝化石が好適に用いられる。貝化石は、石灰質や珪酸質などからなるネクトン（殻、魚類）、プランクトン（微生物）、藻類、海草などが地殻変動によって埋没堆積した化石体であり、古代貝化石（Ａｎｃｉｅｎｔ Ｓｈｅｌｌｆｉｓｈ Ｆｏｓｓｉｌ， ＡＳＦ）とも呼ばれ、例えば、酸化カルシウム４６％、二酸化炭素３３％、珪酸１１％、アルミナ６％、マグネシウム１％、酸化鉄１％の成分からなる。
アルカリ性粉末搬送機８２は、粉砕機能を備え貝化石を微細化できるものであることが好ましい。液体燃料分離器７０に送られる貝化石粉末の粒子径は、５０〜７６０μｍとする。
The alkaline material is stored in the alkaline powder tank 81, and the alkaline powder stored in the alkaline powder tank 81 is sent to the liquid fuel separator 70 by the alkaline powder carrier 82.
As the alkaline powder, calcium hydroxide powder or potassium hydroxide powder may be used, but shell fossils are preferably used. Shell fossils are fossil bodies in which nectons (shells, fish), plankton (microorganisms), algae, seaweed, etc. made of calcareous or siliceous materials are buried and deposited due to crustal movement, and are also known as ancient shellfish fossils (ASF). For example, it is composed of 46% calcium oxide, 33% carbon dioxide, 11% silicic acid, 6% alumina, 1% magnesium and 1% iron oxide.
It is preferable that the alkaline powder conveyance machine 82 has a crushing function and can refine shell fossils. The particle diameter of the shell fossil powder sent to the liquid fuel separator 70 is 50 to 760 μm.
液体燃料分離器７０では、アルカリ性粉末を加えた混合体を撹拌した後に所定時間静置して、液体燃料層と、水層と、沈殿層とに分離する。なお、水層と沈殿槽には明確な境がなく、スラリー状の懸濁液となっていることが多い。
液体燃料分離器７０で分離した液体燃料層からは液体燃料を取り出す。液体燃料は第５の接続管７１から液体燃料槽９１に導かれる。第５の接続管７１には、液体燃料層から液体燃料を吸引するポンプ７２を設けている。
液体燃料分離器７０で分離した水層と沈殿層とからは水と沈殿物が懸濁したスラリーを取り出す。スラリーは、第６の接続管７３からスラリー槽９２を介して濾過器９３に導かれる。第６の接続管７３には、スラリーを吸引するポンプ７４を設けている。
濾過器９３では、脱水されたスラッジケーキと水とに分離され、水は濾過水槽９４を介して混合器６０に戻される。アルカリ性粉末が貝化石である場合、脱水されたスラッジケーキは、土壌改良として好適に用いられる。
In the liquid fuel separator 70, the mixture to which the alkaline powder is added is stirred and then allowed to stand for a predetermined time to separate into a liquid fuel layer, an aqueous layer, and a precipitation layer. In addition, there is no clear boundary between the water layer and the settling tank, and it is often a slurry-like suspension.
The liquid fuel is taken out from the liquid fuel layer separated by the liquid fuel separator 70. The liquid fuel is guided from the fifth connection pipe 71 to the liquid fuel tank 91. The fifth connection pipe 71 is provided with a pump 72 for sucking liquid fuel from the liquid fuel layer.
From the aqueous layer and the sediment layer separated by the liquid fuel separator 70, a slurry in which water and sediment are suspended is taken out. The slurry is guided from the sixth connecting pipe 73 to the filter 93 through the slurry tank 92. The sixth connection pipe 73 is provided with a pump 74 that sucks slurry.
In the filter 93, the dehydrated sludge cake and water are separated, and the water is returned to the mixer 60 through the filtered water tank 94. When the alkaline powder is a shell fossil, the dewatered sludge cake is suitably used as a soil improvement.
液体燃料化手段は、混合器６０、液体燃料分離器７０、燃料用オイル槽９１、スラリー槽９２、濾過器９３、濾過水槽９４で構成される。なお、スラリー槽９２にはスラリー攪拌機９２ａを備えている。スラリー槽９２と濾過器９３とは第７の接続管７５で接続され、第７の接続管７５にはポンプ７６を備えている。 The liquid fuel converting means includes a mixer 60, a liquid fuel separator 70, a fuel oil tank 91, a slurry tank 92, a filter 93, and a filtered water tank 94. The slurry tank 92 includes a slurry stirrer 92a. The slurry tank 92 and the filter 93 are connected by a seventh connection pipe 75, and the seventh connection pipe 75 is provided with a pump 76.
本実施例による有機物の熱分解生成物を用いた液体燃料の製造方法は、有機物を熱分解するステップと、熱分解するステップの後に、熱分解により発生するガス成分を冷却して生成するタール含有液体、熱分解により発生するガス成分を分離して生成するタールと低粘度液体、および、低粘度液体を分離して生成する低沸点アルコールと酢酸含有液体のうち、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップと、取り出された少なくとも一つ以上の生成物を混合した混合体を液状体とするステップとからなる。 The method for producing a liquid fuel using the pyrolysis product of an organic substance according to the present embodiment includes a step of pyrolyzing an organic substance and a tar-containing product generated by cooling a gas component generated by the pyrolysis after the pyrolysis step. At least one product selected from a liquid, a tar and a low-viscosity liquid produced by separating gas components generated by thermal decomposition, and a low-boiling alcohol and an acetic acid-containing liquid produced by separating the low-viscosity liquid A step of taking out, and a step of making a mixture obtained by mixing at least one product taken out into a liquid.
そして、液状体とするステップは、混合体に含まれる過剰水分を、１００℃以上１８０℃以下の設定温度において、設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力で脱水する工程と、脱水した混合体を攪拌して液状体とする攪拌工程とを含む。 The step of making the liquid is a step of dehydrating excess water contained in the mixture at a set temperature of 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower at a pressure lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure. And stirring the dehydrated mixture to form a liquid.
また、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップにおいて、少なくともタール含有液体、低粘度液体および酢酸含有液体のいずれかを取り出した後、液状体とするステップには、アルカリ性材質を添加し混合体を中和する中和工程を含む。ここで、アルカリ性材質は、貝化石であることが好ましい。
混合体には、植物の種子や果実を搾って得られる搾油および廃食用油のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。取り出したスラリーは、土壌改良剤として用いることができる。
さらに、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップにおいて、少なくともタール含有液体またはタールを取り出した後、液状体とするステップに、混合体の過剰水分を脱水する工程と、混合体の過剰水分を脱水する工程の後、濃度３０%以上の低沸点アルコールを添加し、混合体の粘度を調整する工程とを含む。
そして、粘度を調整する工程は、液状体を、５０℃における動粘度を２０ｃＳｔ以下、かつ、発熱量を６０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の液体燃料とするものであって、粘度調整された液体燃料を発電に用いることができる。
In the step of removing at least one product, at least one of the tar-containing liquid, the low-viscosity liquid, and the acetic acid-containing liquid is taken out, and in the step of forming a liquid body, an alkaline material is added and the mixture is added. A neutralization step of neutralizing is included. Here, the alkaline material is preferably a shell fossil.
The mixture may contain at least one of oils obtained by squeezing plant seeds and fruits and waste cooking oil. The removed slurry can be used as a soil conditioner.
Further, in the step of taking out at least one product, at least the tar-containing liquid or tar is taken out, and then the step of making the liquid is dehydrated, and the excess water in the mixture is dehydrated, and the excess water in the mixture is dehydrated. And a step of adjusting the viscosity of the mixture by adding a low-boiling point alcohol having a concentration of 30% or more.
The step of adjusting the viscosity is to use the liquid material as a liquid fuel having a kinematic viscosity at 50 ° C. of 20 cSt or less and a calorific value of 6000 kcal / kg or more. Can be used.
本実施例の有機物の熱分解生成物を用いた液体燃料の製造方法は、さまざまな有機物の熱分解炉２０を用いることができる。
熱分解炉２０は、熱分解炉２０で生成される炭化物を分離する炭化物分離器３０と、炭化物分離器３０の下流に接続され、炭化物分離器３０から吐出されるガスを冷却することでタールを分離するタール分離器４０と、タール分離器４０の下流側に接続され、タール分離器４０から吐出されるガスを冷却することで低粘度液体を分離する低粘度液体分離器５０と、低粘度液体分離器５０で分離した低粘度液体を低沸点アルコールと酢酸含有液体に分離するアルコール分離器５８とを有するものが好適に用いられる。加熱方式は、間接加熱および直接加熱のいずれも用いることができる。
また、炭化物とタール含有液体だけを取り出す簡易なものも用いることができる。タール含有液体を静置することによりタールと低粘度液体を分離することができる。低沸点アルコールと酢酸含有液体は、低粘度液体を蒸留することにより取り出すことができる。
さらに、複数の簡易な熱分解炉から取り出されたタール含有液体を集め、このタール含有液体を、加熱・濃縮することにより、タールと低粘度液体を分離して取り出すこともでき、さらに、低粘度液体から低沸点アルコールおよび酢酸含有液体を蒸留により取り出すことができる。このようにして、低・未利用になっている熱分解生成物を活用することができる。
The method for producing a liquid fuel using the organic pyrolysis product of the present embodiment can use various organic pyrolysis furnaces 20.
The pyrolysis furnace 20 is connected to a carbide separator 30 that separates carbides generated in the pyrolysis furnace 20 and downstream of the carbide separator 30, and cools the gas discharged from the carbide separator 30 to cool tar. A tar separator 40 to be separated, a low-viscosity liquid separator 50 that is connected to the downstream side of the tar separator 40 and separates a low-viscosity liquid by cooling a gas discharged from the tar separator 40, and a low-viscosity liquid What has the alcohol separator 58 which isolate | separates the low-viscosity liquid isolate | separated with the separator 50 into a low boiling point alcohol and an acetic acid containing liquid is used suitably. As the heating method, either indirect heating or direct heating can be used.
Moreover, a simple thing which takes out only a carbide | carbonized_material and a tar containing liquid can also be used. By allowing the tar-containing liquid to stand, the tar and the low-viscosity liquid can be separated. The low boiling alcohol and acetic acid containing liquid can be removed by distilling the low viscosity liquid.
Furthermore, tar-containing liquids taken out from a plurality of simple pyrolysis furnaces can be collected, and the tar-containing liquids can be heated and concentrated to separate and remove tars and low-viscosity liquids. Low boiling alcohol and acetic acid containing liquid can be removed from the liquid by distillation. In this way, the thermal decomposition products that are low and unused can be utilized.
液状体とするステップには、混合体を充填する圧力容器と、圧力容器を設定温度に加熱する加熱手段と、設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力設定で混合体を脱水する脱水手段と、脱水した混合体を液状体とするための攪拌手段とを備える装置が好適に用いられる。
一方、混合媒体に水分率の低いタール・アルコールなどが取り出される場合、夾雑物の少ない混合体には、圧力容器・加熱手段・脱水手段のない、簡易な装置を用いることができる。
In the step of forming the liquid material, the pressure vessel filled with the mixture, heating means for heating the pressure vessel to a set temperature, and the mixture at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure are used. An apparatus comprising a dehydrating means for dehydrating and a stirring means for turning the dehydrated mixture into a liquid material is preferably used.
On the other hand, when tar / alcohol or the like having a low moisture content is taken out from the mixed medium, a simple apparatus without a pressure vessel, heating means, and dehydrating means can be used for a mixture with less impurities.
取り出される混合媒体にタールが選ばれる場合、茶滓・薬草滓・コーヒー滓・廃菌床・食品残渣・農産物残渣・雑草・藻類・家畜糞尿・し尿汚泥・下水汚泥・有機汚泥など、高含水のため燃焼熱を取り出しにくい有機物を含むものが好適に混合される。
低粘度液体および酢酸含有液体が選ばれる場合、植物の種子や果実を絞って得られる搾油・廃油（廃食用油を含む）など、夾雑物を含む発熱量の高いものが好適に混合される。
この時、アルカリ性材質を加え中和することにより、エンジンなどの材質に腐食などの悪影響を与えることのない液体燃料を得ることができる。アルカリ性材質には、貝化石（アルカリ性粉末）が好適に用いられ、その沈殿物は、土壌改良材として用いることができる。
When tar is selected as the mixed medium to be removed, high water content such as tea bowl, medicinal herb bowl, coffee bowl, waste microbial bed, food residue, agricultural product residue, weed, algae, livestock manure, human waste sludge, sewage sludge, organic sludge, etc. For this reason, an organic substance that does not easily extract combustion heat is suitably mixed.
When a low-viscosity liquid and an acetic acid-containing liquid are selected, those having a high calorific value including contaminants such as pressed oil and waste oil (including waste edible oil) obtained by squeezing plant seeds and fruits are suitably mixed.
At this time, by adding an alkaline material and neutralizing it, a liquid fuel that does not adversely affect the material such as the engine can be obtained. As the alkaline material, a fossil shellfish (alkaline powder) is preferably used, and the precipitate can be used as a soil improvement material.
低沸点アルコールが混合媒体として選ばれる場合、タール・ピッチ類が好適に混合される。この混合体を撹拌することにより、粘度の低い、高い発熱量の液体燃料を得ることができる。
炭化物が混合媒体として選ばれる場合、含水率の高いアルコール類が好適に混合される。この混合体を撹拌することにより、炭化物が微分散した高い発熱量の液体燃料を得ることができる。
夾雑物の少ないタールおよびタール含有液体が混合媒体として選ばれる場合、過剰水分を脱水した後、アルコールを加えることにより、液体燃料の動粘度と発熱量を容易にコントロールすることができ、発電用のエンジンに好適に用いられる。このとき、アルコールは、低沸点アルコールであればよく、熱分解生成物以外のアルコールを用いることもできる。
When low boiling alcohol is selected as the mixing medium, tar pitches are suitably mixed. By stirring this mixture, a liquid fuel having a low viscosity and a high calorific value can be obtained.
When carbide is selected as the mixing medium, alcohols with a high water content are suitably mixed. By stirring this mixture, a liquid fuel with a high calorific value in which carbides are finely dispersed can be obtained.
When tar and tar-containing liquids with less impurities are selected as the mixing medium, the kinematic viscosity and calorific value of the liquid fuel can be easily controlled by adding alcohol after dehydrating excess water, and It is suitably used for engines. At this time, the alcohol may be a low-boiling alcohol, and an alcohol other than the thermal decomposition product may be used.
タール含有液体が混合媒体として選ばれる場合、混合体の過剰水分を脱水した後、脱水された過剰水分から、低沸点アルコールと酢酸含有液体を分離することにより、効率的に低沸点アルコールと酢酸含有液体を取り出すことができる。低沸点アルコールや酢酸含有液体は、混合媒体として再利用できるほか、酢酸含有液体は、動物の回避・害虫対策・土壌改良などの農薬的な使用や消臭・殺菌などの厚生的な利用も可能である。また、酢酸含有液体を添加することにより、酢酸カルシウムや酢酸マグネシウムを合成し、融雪剤として利用することもできる。
これらの熱分解生成物は、１種を混合媒体とするにとどまらず、２種以上の熱分解生成物を混合媒体とすることも可能であり、他の混合物を用いず熱分解生成物同士の混合によることも可能である。
When a tar-containing liquid is selected as the mixing medium, the low-boiling alcohol and acetic acid are efficiently contained by dehydrating excess water in the mixture and then separating the low-boiling alcohol and acetic acid-containing liquid from the dehydrated excess water. Liquid can be removed. Low-boiling alcohol and acetic acid-containing liquids can be reused as mixed media, and acetic acid-containing liquids can also be used pessimistically for animal avoidance, pest control, soil improvement, deodorization, sterilization, etc. It is. Further, by adding an acetic acid-containing liquid, calcium acetate or magnesium acetate can be synthesized and used as a snow melting agent.
These thermal decomposition products are not limited to one type of mixed medium, and two or more types of thermal decomposition products can also be used as a mixed medium. It is also possible to mix.
本発明は、有機物の熱分解装置および有機物の熱分解生成物を用いた液体燃料の製造方法として適しているが、木質材以外の有機物や汚染物質の処理装置としても利用できる。 The present invention is suitable as a thermal decomposition apparatus for organic substances and a method for producing liquid fuel using the thermal decomposition products of organic substances, but it can also be used as a treatment apparatus for organic substances and contaminants other than wood materials.
１０ 燃焼炉
２０ 熱分解炉
３０ 炭化物分離器
４０ タール分離器
５０ 低粘度液体分離器
６０ 混合器
６１ 攪拌機
７０ 液体燃料分離器
８１ 貝化石槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Combustion furnace 20 Pyrolysis furnace 30 Carbide separator 40 Tar separator 50 Low viscosity liquid separator 60 Mixer 61 Stirrer 70 Liquid fuel separator 81 Shell fossil tank
Claims (9)
前記熱分解炉の出口に接続され、前記熱分解炉で生成される炭化物を分離する炭化物分離器と、
前記炭化物分離器の下流に接続され、前記炭化物分離器から吐出されるガスを冷却することでタールを分離するタール分離器と、
前記タール分離器の下流側に接続され、前記タール分離器から吐出される前記ガスを冷却することで低粘度液体を分離する低粘度液体分離器と、
前記低粘度液体分離器で分離した前記低粘度液体を低沸点アルコールと酢酸含有液体に分離するアルコール分離器と、
前記タール分離器で分離する前記タール、前記低粘度液体分離器で分離する前記低粘度液体、および前記アルコール分離器で分離する前記低沸点アルコールのうち、少なくとも一つ以上の生成物を混合した混合体を液体燃料とする液体燃料化手段と、
を備え、
前記液体燃料化手段が、
前記混合体を充填する圧力容器と、
前記圧力容器を設定温度に加熱する加熱手段と、
前記設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力設定で前記混合体を脱水する脱水手段と、
脱水した前記混合体を液状体とするための攪拌手段と、
を備えることを特徴とする有機物の熱分解装置。 A pyrolysis furnace that indirectly heats organic matter;
A carbide separator connected to an outlet of the pyrolysis furnace and separating carbides generated in the pyrolysis furnace;
A tar separator that is connected downstream of the carbide separator and separates tar by cooling a gas discharged from the carbide separator;
A low-viscosity liquid separator that is connected to the downstream side of the tar separator and separates the low-viscosity liquid by cooling the gas discharged from the tar separator;
An alcohol separator for separating the low viscosity liquid separated by the low viscosity liquid separator into a low boiling point alcohol and an acetic acid-containing liquid;
A mixture obtained by mixing at least one product of the tar separated by the tar separator, the low-viscosity liquid separated by the low-viscosity liquid separator, and the low-boiling alcohol separated by the alcohol separator. A means for converting the body into a liquid fuel;
Equipped with a,
The liquid fuel conversion means is
A pressure vessel filling the mixture;
Heating means for heating the pressure vessel to a set temperature;
Dehydrating means for dehydrating the mixture at a pressure setting lower than the saturated vapor pressure at the set temperature and higher than the atmospheric pressure;
A stirring means for making the dehydrated mixture liquid;
Pyrolyzer organic matter, characterized in that it comprises a.
前記有機物を熱分解するステップと、
前記熱分解する前記ステップの後に、前記熱分解により発生するガス成分を冷却して生成するタール含有液体、前記熱分解により発生する前記ガス成分を分離して生成する前記タールと低粘度液体、および、前記低粘度液体を分離して生成する低沸点アルコールと酢酸含有液体のうち、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップと、
取り出された少なくとも一つ以上の前記生成物を混合した混合体を液状体とするステップと、
を含み、
前記液状体とする前記ステップは、
前記混合体に含まれる過剰水分を、１００℃以上１８０℃以下の設定温度において、前記設定温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い圧力で脱水する工程と、
脱水した前記混合体を攪拌して前記液状体とする攪拌工程と、
を含むことを特徴とする液体燃料の製造方法。 A method for producing a liquid fuel using an organic pyrolysis product,
Pyrolyzing the organic matter;
After the step of pyrolyzing, a tar-containing liquid generated by cooling the gas component generated by the pyrolysis, the tar and low-viscosity liquid generated by separating the gas component generated by the pyrolysis, and Taking out at least one product from the low-boiling point alcohol and the acetic acid-containing liquid produced by separating the low-viscosity liquid; and
Making a mixture obtained by mixing at least one product taken out into a liquid;
Only including,
The step of making the liquid material includes
Dehydrating excess water contained in the mixture at a set temperature of 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower at a pressure lower than a saturated vapor pressure at the set temperature and higher than an atmospheric pressure;
Stirring the dehydrated mixture to form the liquid, and
A method for producing a liquid fuel, comprising:
前記液状体とする前記ステップに、アルカリ性材質を添加して前記混合体を中和する中和工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の液体燃料の製造方法。 The step of removing at least one or more of the products removes at least one of the tar-containing liquid, the low-viscosity liquid, and the acetic acid-containing liquid;
The method for producing a liquid fuel according to claim 2 , wherein the step of forming the liquid includes a neutralization step of neutralizing the mixture by adding an alkaline material.
前記有機物を熱分解するステップと、
前記熱分解する前記ステップの後に、前記熱分解により発生するガス成分を冷却して生成するタール含有液体、前記熱分解により発生する前記ガス成分を分離して生成する前記タールと低粘度液体、および、前記低粘度液体を分離して生成する低沸点アルコールと酢酸含有液体のうち、少なくとも一つ以上の生成物を取り出すステップと、
取り出された少なくとも一つ以上の前記生成物を混合した混合体を液状体とするステップと、
を含み、
少なくとも一つ以上の前記生成物を取り出す前記ステップは、少なくとも前記タール含有液体または前記タールを取り出し、
前記液状体とする前記ステップに、
前記混合体の過剰水分を脱水する工程と、
前記混合体の前記過剰水分を脱水する前記工程の後、濃度３０%以上の前記低沸点アルコールを添加し、前記混合体の粘度を調整する工程と、
を含むことを特徴とする液体燃料の製造方法。 A method for producing a liquid fuel using an organic pyrolysis product,
Pyrolyzing the organic matter;
After the step of pyrolyzing, a tar-containing liquid generated by cooling the gas component generated by the pyrolysis, the tar and low-viscosity liquid generated by separating the gas component generated by the pyrolysis, and Taking out at least one product from the low-boiling point alcohol and the acetic acid-containing liquid produced by separating the low-viscosity liquid; and
Making a mixture obtained by mixing at least one product taken out into a liquid;
Including
The step of removing at least one or more of the products removes at least the tar-containing liquid or the tar;
In the step of making the liquid,
Dehydrating excess water of the mixture;
After the step of dehydrating the excess water of the mixture, adding the low-boiling alcohol having a concentration of 30% or more, and adjusting the viscosity of the mixture;
Method of manufacturing to that liquids fuel comprising a.
前記液状体を、５０℃における動粘度を２０ｃＳｔ以下、かつ、発熱量を６０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の前記液体燃料とするものであって、
前記粘度を調整された前記液体燃料を発電に用いることを特徴とする請求項７に記載の液体燃料の製造方法。 The step of adjusting the viscosity of the mixture comprises:
The liquid is used as the liquid fuel having a kinematic viscosity at 50 ° C. of 20 cSt or less and a calorific value of 6000 kcal / kg or more,
8. The method for producing a liquid fuel according to claim 7 , wherein the liquid fuel having the adjusted viscosity is used for power generation.
前記液状体とする前記ステップに、
前記混合体の過剰水分を脱水する工程と、
前記混合体の前記過剰水分を脱水する前記工程の後、脱水された前記過剰水分から、前記低沸点アルコールと前記酢酸含有液体を分離する工程と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の液体燃料の製造方法。 The step of removing at least one or more of the products removes at least the tar-containing liquid;
In the step of making the liquid,
Dehydrating excess water of the mixture;
Separating the low boiling alcohol and the acetic acid-containing liquid from the dehydrated excess moisture after the step of dehydrating the excess moisture of the mixture;
The method for producing a liquid fuel according to claim 2 , comprising:
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