JPH10502109A - 炭化水素熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 炭化水素を含む固体の熱変換用装置。全体を蒸気に変換することができる固体の１つの実施例において、固体部分は、細長い変換チャンバーで酸素のない大気中で溶融鉛液体に連続的に送られる。鉛浴に一部が浸けられたオーガは、上方のコンデンサまで上昇する炭化水素蒸気に次第に変換されるまで溶融鉛液体に沿ってフローティング部分を搬送する。粒状物質及び残留固体物を蒸気に変換する他の実施例において、鉛浴は、さらに分離チャンバーに伸びており、傾斜保持スカートが変換チャンバーと分離チャンバーとの間に伸びている。オーガは蒸発した後に残っている粒状物質及び残留物質を傾斜スカートの下に押すが、炭化水素の蒸気は、分離チャンバーから逃げることが防止される。スクレーパ機構は、傾斜面に沿って溶融鉛の外側に残った粒状物質と残留固体物を引く。傾斜面を通って吹き付けられた不活性ガスは、残留固体物から粒状物質を分離する。粒状物質は、コレクタに上方に搬送され、残留固体物は、残留固体物出口を通って下に落下する。

Description

【発明の詳細な説明】 炭化水素熱処理装置 技術分野 本発明は炭化水素を含む固体及び粒状物質及び残留物質の熱変換に関する。 背景技術 自動車タイヤ及び種々のプラスチック製品のような有機材料の廃棄処理は、ま すます問題となって来ている。それらは、多数の埋め立て地で受け入れられない 。なぜならば、それらは分解するのが非常に遅く、かつ汚染物質を生じるからで ある。有機物質をバッチ処理で再使用可能な成分に熱的に変換することは知られ ているが、これは、非常に能率が悪いことが分かっている。 １９９０年５月１５日にＭｅｕｓｅｒ他に発行された米国特許第４，９２５， ７３４号、及び１９９２年２月４日にＨａｒｒｉｓ他に発行された米国特許第５ ，０８５，７３８号に開示されている連続熱分解処理装置においては、有機固体 物が、酸素遮断雰囲気内に配置された溶融金属浴によって炭化水素蒸気、粒状物 質及び残留固体物に熱的に変換される。しかしながら、これらの処理方法は、商 業的な実施に移すには、あまりに多数の問題を抱えていることが判っている。こ れらの問題は、粒状物質と残留固体物物との分離および除去の困難性を含む。特 に米国特許第５，０８５，７３８号の処理装置に関して言えば、有機固体物を連 続的に供給しながら溶融金属浴上の雰囲気を酸素遮断状態に保つこと、および高 度なメインテナンスに困難性が存している。 １９８６年１月１６日にＳａｎｋｙｏ Ｙｕｋｉ ＫＫに発行されたＷＯ−Ａ −８６／００３３１は、石炭を液化する方法及び装置を示している。第２図及び 要約書は、溶融金属浴の表面に石炭が落下する実施例を説明している。第１図は 、溶融金属の表面の下側に石炭が導入される、垂直方向に配置された変換チャン バを示す。 発明の開示 炭化水素を含んだ固体物を連続的に処理する装置においては、水平に配置され た変換チャンバーの一方の端部に設けられた入口から、前記固体物の断片が、加 熱された液体浴に対して連続的に供給される。前記変換チャンバーは、液体浴の 上方から蒸気排出口に延びる、実質的に酸素遮断雰囲気とされた蒸気収集部分を 有する。１つの実施例においては、蒸気を除去した後に変換チャンバー内に残る 粒状物質及び残留固体物物は、強制的に液体浴中に押し下げられて、分離チャン バーに隣接した傾斜スカートの下方に移動させられる。そして、前記粒状物質及 び前記残留固体物物は、液体浴から取り出されて分離チャンバー内に個別に回収 される。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による変換チャンバーを備えた装置の部分断面図、 第２図は、第１図中の２−２破断線に沿った断面図、 第３Ａ図は、第１図及び第２図に示されたオーガの一部分の斜視図、 第３Ｂ図は、反対側から見た同様の図面である。 第４図は、他の実施例の分離チャンバーを備えた装置の第１図と同様の図面、 第５図は、第４図中の５−５破断線に沿った断面図である。 本発明を実行するための態様 第１図及び第２図には、炭化水素を含む固体物を熱変換する、本発明による一 実施形態の装置が示されている。この場合において、細長い変換チャンバーに送 られる種々のタイプのプラスチック部品等の固体物の全体が蒸気に変換され、分 離チャンバーは必要ない。図面で分かるように、変換チャンバー１２は、第１の 端部１４及び第２の端部１６を有し、ガス加熱パイプ１８は、液体浴２０を所定 の温度まで加熱するように伸びている。この場合において、液体浴２０は、溶融 鉛であり、温度は、４５４．４℃（８５０°Ｆ）と５１０℃（９５０°Ｆ）との 間である。他の実施例において、液体浴２０は、処理すべき材料の熱特性に依存 して同じまたは異なる所定温度で亜硝酸アルミニウムのような適当な材料である 。溶融鉛浴２０は、従来の変換チャンバー１２の所定の水準の表面２２を有する 。変換チャンバー１２は、蒸気収集部分２４を有し、蒸気収集部分２４は、炭化 水素コンデンサ３０に導かれるパイプ２８を有する蒸気出口２６まで溶融鉛浴２ ０上に伸びている。コンデンサ３０は、受けた重い炭化水素の大部分を濃縮する ために従来の方法で冷却され、収集タンク（図示せず）を有する。説明を容易に するために図示しないが、回収された炭化水素のある部分は、加熱パイプ１８に 送ることができ、溶融鉛浴２０の温度を維持するために燃焼される。 フィーダ３２がホッパ３４を通じてプラスチック片１０を受ける。この実施例 において、プラスチック片１０は、液圧シリンダ４０によって駆動される往復動 ラム３８によって変換チャンバー１２の第１の端部で入口３６を通って溶融鉛浴 ２０に連続的に送られる。ラムの力は、液体浴２０が変換チャンバー１２から流 れ出すことを防止するプラグ４１を蓄積する。他の実施例において、フィーダ３ ２は、ネジエクストルーダまたは他の適当な手段である。プラスチック片１０は 、溶融鉛浴２０に上方に浮き、そこでそれらは第１の端部１４から変換チャンバ ー１２に沿って伸びているオーガ４２と係合し、一部が溶融鉛浴２０に浸けられ る。オーガ４２は、中央軸４６の周りで螺旋形に伸びるフライトを有する。オー ガ４２は、変換チャンバー１２の第１の端部を通って伸びている中央軸４６で 駆動プーリ４８を通るモータ（図示せず）によって連続的に回転される。第２図 で最もよく分かるように、本実施例において、半円形の断面を有する固体保持ス クリーン５０は、それとオーガフライトと間の小さい空隙でオーガ４２の上方部 分５２の周りに適合し、変換チャンバーの側部５４に沿って、フローティング固 体が蓄積されることを防止する。スクリーン５０は、固体を保持するために十分 小さいメッシュを有するが、蒸気が通り抜けることができるように十分に大きく 、この実施例において、ＶＥＥ（Ｖ形状のワイヤスクリーンにおいて、ジョンソ ン濾過装置の商標）である。 使用中において、図示するように装置が組み立てられ、プラスチック片１０が プラグ４１をビルドアップするように送られる。溶融鉛浴上で変換チャンバー１ ２の蒸気収集部分２４が酸素の全部を除去するために不活性ガスで一掃され、溶 融鉛浴が所定の温度まで加熱される。プラスチック片１０がホッパ３４まで入れ られ、それらはそこから、フィーダ３２によって入口３６を通って変換チャンバ ー１２の溶融鉛浴２０に連続的に送られる。プラスチック片１０は溶融鉛浴２０ の表面２２に上方に受けられ、オーガ４２によって実行されるときにピロリシス によって炭化水素の蒸気によって加熱され、次第に変換される。高温の炭化水素 の蒸気は、スクリーン５０を通って上方に変換チャンバー１２の蒸気収集部分２ ４に入り、蒸気出口２６に、また回収のために炭化水素コンデンサ３０に入る。 第３図Ａ及び第３図Ｂで最も分かるように、この実施例において、オーガフラ イト４４はそれに沿って間隔を置いた多数の湾曲したプラウ部分５６を有する。 これらのプラウ部分５６はオーガフライト４４の外縁から９０°で伸びており、 オーガ４２が回転するときに溶融鉛浴の表面に浮いているプラスチック片１０を 捕捉する。これは、プラウ部分５６が下方に回転するとき溶融鉛浴にプラスチッ ク部分を再び浸け、それらが上方に回転するとき、溶融鉛浴２０の表面の下でそ れらを解放する。プラスチック片１０が一定して浸けられることは、変換を予測 し、固体の大きな固まりの形成を避ける。 本発明の他の実施例を示す第４図及び第５図を参照すると、図面は、車のタイ ヤのような炭化水素のような固体の部分を炭化水素蒸気、炭化水素のような炭化 水素蒸気及びタイヤからスチールベルトのような残留固体物に変換する本発明の 他の実施例を示している。多数のエレメントが上述したようなエレメントと同じ か同様なので、それらの説明は、繰り返さず、同じ参照符号を使用して双方の実 施例を説明する。この場合において、また溶融鉛浴２０は、その間に伸びる蒸気 保持スカートで変換チャンバー１２に伸びる。オーガ４２は、下方に傾斜したス カート６２の下に伸びている内側に傾斜した部分６４を有する。よって、炭化水 素蒸気が除去された後に残るカーボンブラックは、炭化水素の蒸気が変換チャン バー１２の蒸気収集部分２４から分離チャンバー６０に逃げないように傾斜スカ ート６２の下に分離チャンバー６０にオーガ４２の動作によって押される。第５ 図に示すように分離チャンバー６０は、溶融鉛浴２０の上方に傾斜したビーチま たは傾斜面６８に沿って伸びている中間部分６６を有する。分離チャンバー６０ は、多数の間隔を置いたブレード７２を備えたスクレーパ装置７０を有し、溶融 鉛浴２０の一部を通って連続サイクルで走行し、傾斜面６８に沿って上方に溶融 鉛浴に浮くカーボンブラック及びスチールベルトを引く。 この実施例において、傾斜面６８は、ＶＥＥスクリーンから形成された少なく とも１つの上方部分７４と、スチールベルトからカーボンブラック７８を除去す るために粒状物質出口８０を通ってバックフィルタのようなコレクタ８２に入る ようにスクリーン７４を通って上方に吹き付ける不活性ガス出口７６とを有する 。残りのスチールベルトは、傾斜面６８から残留固体物出口８６に下方に低下し 、それらが収集される。粒状物質７８を除去することに加えて、不活性ガス出口 ７６は、分離チャンバー６０を酸素のない状態に維持する。この実施例において 、 ブレード７２は、静止傾斜面６８に沿って移動するが、他の実施例においては、 傾斜コンバータは、溶融鉛浴２０の外へ残った粒状物質７８及び残留固体物８４ を引くために使用される。 好ましい実施例に関して熱処理装置の説明を行ったが、当業者によって理解す るような及び次の請求の範囲に画定されるような本発明の範囲から離れずに種々 の変形を行うことは明らかである。 発明の用途 本発明の装置は、連続的に作動する利点及び有効な熱変換方法を提供する。第 １図、第２図、第３図Ａ及び第３図Ｂに示す装置は、全体が蒸気に変換される種 々のプラスィックタイプのような材料において使用される。プラスチック片１０ の一部分は、変換チャンバー１２の蒸気収集部分２４を通って除去される蒸気に 変換される。第４図及び第５図に示す装置は、炭化水素粒状物質、残留固体物並 びに炭化水素蒸気に変換される使用済みの車のタイヤのような材料について使用 される。この場合において、炭化水素を変換チャンバー内で除去した後、炭化水 素粒状物質及び残留固体物は、それらが分離して除去される隣接した分離チャン バーに傾斜スカートの下を通過する。よって、使用済みのタイヤ等のような材料 の構成をカバーするために有効な連続的な処理が行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ１０Ｇ 1/02 6958−4Ｈ Ｃ１０Ｊ 3/00 Ａ Ｃ１０Ｊ 3/00 6958−4Ｈ Ｋ 6958−4Ｈ Ｔ 6958−4Ｈ 3/02 Ｋ 3/02 6958−4Ｈ 3/20 3/20 6958−4Ｈ 3/46 Ｋ 3/46 6958−4Ｈ 3/48 3/48 9153−4Ｄ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ａ 9153−4Ｄ ３０２ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１の端部（１４）及び第２の端部（１６）を有する細長い変換チャン バー（１２）を有し、前記変換チャンバー（１２）は、上面及び所定温度を有す る加熱液体浴（２０）で所定の水準まで満たされ、蒸気出口（２６）まで液体浴 （２０）の上面上に伸びているほぼ酸素のない蒸気収集部分（２４）を有する炭 化水素を含む固体を熱的に蒸気に変換する熱処理装置において、 （ａ）炭化水素を含むプラスチック製品及び／または車のタイヤから成る固体 部分をほぼ水平方向に配置された細長い変換チャンバー（１２）の第１の端部で 液体浴の上面（２２）の下に配置された入口（３６）を通って液体浴に連続的に 送るようになっており、固体部分が加熱液体浴（２０）の上面（２２）に浮く送 り装置（３２）と、 （ｂ）固体における炭化水素を十分に蒸気に変換するために細長い変換チャン バー（１２）に加熱した液体浴の上面に沿ってその中に加熱液体浴（２０）の上 面に浮く固体部分（１０）を連続的に移動するために変換チャンバー（１２）の 第１の端部から第２の端部１６に伸びるオーガ（４２）であって、上面に浮いた 固体部分を加熱された液体浴に繰り返し浸け、固体部分が上面に沿って移動する とき、上面に浮くようにその上面の下で解放するように十分に加熱液体層に浸け るフライトを有するオーガ（４２）とを有する炭化水素を含む固体を熱的に蒸気 に変換する熱処理装置。 ２． オーガ（４２）上の変換チャンバー（１２）に沿って伸びており、前記 オーガ（４２）の上方部分（５２）の周りに適合し、そこから短い距離だけ間隔 を置いている半円形の断面を有する第１の固体保持装置とを有する請求項１に記 載の熱処理装置。 ３． 前記オーガ（４２）は、中央軸（４６）から伸びる少なくとも１つの螺 旋フライト（４４）を有し、前記フライト（４４）は、それに沿って複数のプラ ウ部分（５６）を有し、プラウ部分（５６）は、オーガ（４２）が回転するとき 加熱液体浴（２０）に固体部分（１０）を再び浸けるに十分な形状であり、フラ イト（４４）から所定の角度で伸びている請求項２に記載の熱結合装置。 ４． 前記加熱液体浴（２０）は溶融鉛であり、所定温度は４５４．４℃（８ ５０Ｆ）と５１０℃（９５０°Ｆ）との間である請求項３に記載の熱処理装置。 ５． 第１の端部（１４）及び第２の端部（１６）を有する細長い変換チャン バー（１２）を有し、前記変換チャンバー（１２）は、上面及び所定温度を有す る加熱液体浴（２０）で所定の水準まで満たされ、蒸気出口（２６）まで液体浴 （２０）の上面上に伸びているほぼ酸素のない蒸気収集部分（２４）を有する炭 化水素を含む固体を熱的に蒸気に変換する熱処理装置において、 （ａ）炭化水素を含むプラスチック製品及び／または車のタイヤから成る固体 部分をほぼ水平方向に配置された細長い変換チャンバー（１２）の第１の端部で 液体浴の上面（２２）の下に配置された入口（３６）を通って液体浴に連続的に 送るようになっており、固体部分が加熱液体浴（２０）の上面（２２）に浮く送 り装置（３２）と、 （ｂ）固体における炭化水素を十分に蒸気に変換するために細長い変換チャン バー（１２）に加熱した液体浴の上面に沿ってその中に加熱液体浴（２０）の上 面に浮く固体部分（１０）を連続的に移動するために変換チャンバー（１２）の 第２の端部１６に第１の端部（１４）から伸びるオーガ（４２）と、 （ｃ）前記オーガ（４２）上の変換チャンバー（１２）に沿って伸びており、 前記オーガ（４２）の上方部分（５２）の周りに適合し、そこから短い距離だけ 間隔を置いている半円形の断面を有する第１の固体保持装置と、 （ｄ）前記変換チャンバー（１２）の第２の端部（１６）から伸びている分離 チャンバー（６０）であって、前記加熱液体浴（２０）は、変換チャンバー（１ ２）の蒸気収集部分（２４）から分離チャンバー（６０）に蒸気が逃げるのを防 止するシールを形成するために変換チャンバー（１２）と分離チャンバー（６０ ）との間で加熱液体浴（２０）に下方に傾斜した蒸気保持傾斜スカート（６２） を有する分離チャンバー（６０）に伸びており、蒸気が除去された後、変換チャ ンバー（１２）に残った粒状物質（７８）及び残留固体物（８４）が分離チャン バー（６０）に傾斜スカート（６２）の下で加熱液体浴（２０）に下方にオーガ （４２）によって分離チャンバー（６０）と、 （ｅ）加熱液体浴（２０）から粒状物質（７８）及び残留固体物（８４）を除 去し、残留固体物（８４）から粒状物質（７８）を分離するために分離チャンバ ー（６０）内に設けられた分離装置であって、粒状物質（７８）は、粒状物質コ レクタ（８２）に流れ、残留固体物（８４）は下方に落下する分離装置とを有す る炭化水素を含む固体を熱的に蒸気に変換する熱処理装置。 ６． 前記分離装置は、粒状物質（７８）及び残留固体物（８４）が加熱液体 浴（２０）から出るように引かれると共に残留固体物出口（８６）に低下する傾 斜面（６８）を有し、傾斜面の少なくとも一部は、残留固体物（８４）から粒状 物質（７８）を分離するために粒状物質コレクタ（８２）に上方に不活性ガスが 通るスクリーン（５０）である請求項５に記載の熱処理装置。 ７． （ｆ）加熱液体浴（２０）の一部を通って連続したサイクルで傾斜面に 沿って移動する複数の間隔を置いたブレード（７２）を有し、傾斜面（６８）に 沿って上方に加熱液体浴（２０）に浮く粒状物質（７８）及び残留固体物（８４ ）を引くために分離チャンバー（６０）に取り付けられたスクレーパ装置（７０ ）を有する請求項６に記載の熱処理装置。 ８． 加熱液体浴（２０）を所定の温度に加熱するために変換チャンバー（１ ２）と分離チャンバー（６０）との加熱液体浴（２０）を通って伸びている加熱 パイプ（１８）を有する請求項７に記載の熱処理装置。 ９． 前記加熱液体浴（２０）は溶融鉛であり、所定の温度は８５０°Ｆと９ ５０°Ｆとの間にある請求項８に記載の熱処理装置。 １０． 第１の端部（１４）及び第２の端部（１６）を有する細長い変換チャ ンバー（１２）を有し、前記変換チャンバー（１２）は、上面及び所定温度を有 する加熱液体浴（２０）で所定の水準まで満たされ、蒸気出口（２６）まで液体 浴（２０）の上面上に伸びているほぼ酸素のない蒸気収集部分（２４）を有する 炭化水素を含む固体を熱的に蒸気に変換する熱処理装置において、 （ａ）ほぼ水平方向に配置された細長い変換チャンバー（１２）の第１の端部 で液体浴の上面の下に配置された入口を通って炭化水素を含むプラスチック製品 及び／または車のタイヤの固体部品を液体浴に連続的に送るようになっており、 固体部分が加熱液体浴の上面に浮き、前記送り装置は、固体が前記液体浴に入口 を通って押されるとき固体部品をプラグに押すラムを有する送り装置と、 （ｂ）固体における炭化水素を十分に蒸気に変換するために細長い変換チャン バーに加熱した液体浴の上面に沿って前記液体浴の中に加熱液体浴の上面に浮く 固体部分を連続的に移動するように変換チャンバーの第１の端部から第２の端部 １６に伸び、一部が加熱液体に浸けられたオーガとを有する炭化水素を含む固体 を熱的に蒸気に変換する熱処理装置。