JPS59132934A - 溶融金属を用いた熱分解反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、下水スラッジ、人畜免尿、各押食品加工廃棄
物、農林芹業廃棄物等の有機性廃棄物、廃合成繊維、廃
合成樹脂、溌合成ゴム等の廃合成品分子化合物、更には
石炭等を加熱分解しＣ油や可燃性ガスを取得するに用い
る熱分解反応装置に関する。更に詳しくは、溶融金属内
に上記のような被処理物を供給して分解反応させる装置
に関する。

従来、種々の有機化合物を蒸し焼き状に加熱して分解す
ると共に、必要に応じて水素ガスを接触させ、発生カス
を冷却して液化成分とガス成分に分離することによって
、ＥＪ・燃性ガスや炭化水素系の油が衝られることが知
られている。しかし、蒸し焼き状の加熱であるために、
処理効率が悪く、高圧今が必要となって装置が高価につ
き、場舒によっては別迩水系ガスを用意しなければなら
なくなってそのための手間や設備の用意が大きな負担と
なる等の欠点があり、実用１ヒされていないのが現実で
ある。

本発明，とは、このような実状に鑑み、鋭意研究の結果
、必要に応じて水や油を除油した被処理物を、反応容器
に入れた溶融金属内に供給すると、溶融金属の高温度と
その深さに応じた加圧−トで被処理物は迅速に分解反応
し、、％Ｇ圧釜や水素カスを１史用することなく可燃性
ガスや炭化水素系の浦が効率よく収得されることを見出
した。

ところで、上記方法においては、被処理物をできるだけ
溶融ＣＩ＞属の深部に供給することが確実な分解反応を
得る上で好ましいが、溶融金属の入った反応容器ｊ民部
から被処理物を圧入するようにすると、極めて高圧で圧
入しなけれはならなくなって、供給機の負担が太きくな
るという問題がある。

また、被処理物がＦ水スラッジ等のように多量の水分を
もする場合に上記のように反応容器底部から圧入しよう
とすると、付近の溶融金属が冷却固化されて、被処理物
の圧入管が閉塞されやすいという問題もある。

本発明は、溶融金属を用いた熱分解反応における」二記
被処理物の供給上の問題点を解決せんとするもので、被
処理物の確実な分解反応を妨げることなく簡便な装置で
確実に被処理物を供給できるよう（こすることを目的と
するものである。

即し、本発明は、溶融金属が入れられて少なくとも１氏
面から加熱を受ける反応容器の溶融金属の液面より上７
Ｊ−に、外気から反応容ＸＸ内を遮断した状態で被処理
物を送り込む供給機と、発生ガスをＪ枚用すためのガス
抽出量が取・ト１けられており、反応容器内には、溶融
金属の液面より」二方に回転軸が設けられていて、この
回り１万軸には、溶融金属の液面上にｌ早遅する被処理
物を浴融輩属内へ押し込む掻き込み羽根が設けられてい
ることを特徴とする溶融金属を用いた熱分解反応装置で
ある。この本発明に係る熱分解反応装装置によれば、溶
融金属の液面の上方から被処理物を供給することになる
ので、被処理物の供給機に供給のための多大の加圧負担
が加わることがなく、また被処理物の供給によって多少
溶融金属が固化したとしても、これによって直ちに被処
理物の供給が妨げられるようなことはない。更に、供給
された被処理物は、掻き込み羽根によって溶融金属内へ
押し込まれることになるので、溶融金属内での被処理物
の分解反応も確実に成されるものである。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づいて本第１図は
本発明に係る熱分解反応装置の一実施例を示す縦断面図
、第２図はそのＡ　−Ａ’断面図である。

図中１は１氏而がＵ字形を成す反応容器で、この反応容
器１のトーカにはバーナー２から炎か送り込まれる燃焼
室３が形成されている０、反応容器１内には、溶融金属
４が入れられており、この溶融金属４の商温かバーナー
２による反応容器１底而からの加熱によって保持される
ものとなっている。

反応容器１の溶融金属４の顔面より上方には、最上段に
ガス抽出管５、ガス抽出′ｔｉＡ′５のややト力に供給
機６、溶融金属４の液面のやや上かに回すｌＬ、１ＩＩ
１４Ｉ７が各々設けられている。

カス抽出量５は、図示はされていないが、冷却器に連結
されていて、発生カスを冷却器に導いてこれを冷却し、
液化成分とカス成分を分離取得するためのものである。

そして、このガス和１出肯５は、溶融金属４の飛沫によ
って閉塞されたり、発生する勿状炭化物の侵入を防出す
るためにてきるだけ溶融金属４の液面から離しておくこ
とが好ましい。

供給機６は、被処理物８を反応容器１内に送り込むため
のもので、外気から反応容器］内を遮断した状態で被処
理物８を供給できるものであることが必要である。図示
される実施例における供給機６はスクリューコンベアと
なっており、供給機６内を移動される被処理物８によっ
て反応容器ｌ内を外気から遮断するものとなっている。

また、この供給機６としては、油圧シリンダーによって
被処理物８を反応容器１内へと押し出すもの等であって
もよい。

回転軸７には、両側にスクリュー９ａ、９ｂ、中間部に
掻き込み羽根１０が取付けられていて、各々回転軸７に
よって回動されるものとなっている０ 第１図左側のスクリュ　９ａは、供給機６の直下に位置
していて、供給された被処理物８を掻き込み羽根１０方
向に送る働きを成すものである。

掻き込み羽根１０は、回転軸７が貫通固定されている円
板状の回転板１１の周側に、回１１Ｉム軸７に対してや
や傾ｆ、−１シて収イ；１けらｉｔた板状を成すもので
、溶融金属４の液面上に浮遊する岐処理物８を溶融金属
４中に押し込むと共に、徐々に被処理？１８を次のスク
リュー９ｂ方向へと移動させるものである。また、スク
リュー９ｂは、被処理物８の分解反応によって生成され
て溶融掻腰４−にに浮遊する炭化物１２を、回転軸７の
をや上ｈ−？こ形成された用］出Ｌｊ　１３へと折１し
出すものである。そして、これらのスクリュー９ａ、９
ｂ及び掻き込み羽根１０を回動させるための回転軸７は
、溶融１ｉン属４の液面上方に位置しているため、その
軸受部分に溶融金属４が浸入して作動が妨けられるよう
なことかないものとなっている。　、 スクリュー９ｂの上方には、＃Ｕｄｊ口１３口上３から
断面半円形状のカバ一部１４が突出している。

このカバ一部１４は、被処理物８が溶融金属４内で分解
反応することによって生り”る発生ガスが溶融金属４か
ら噴き上る際の圧力が、そのまま］ジ１出１］１３へと
作用してしまうのをスクリュー９ｂを遮壁として防ぐた
めのものである。

排出１’ｌ　］　３には排出ダクト１５が連結されてお
り、この排出ダクト１５の先η１１１１は、炭化物容器
１６内の底部側近に下向きに開放されている。また、炭
化物容器１６の下部には、排出ダクト１５の炭化物１２
を徐々に炭化物容器１６内・＼掻き出ずスクリューコン
ベア１７が設けられており、′帛冒・こ排出ダクト１５
内に炭化物が充満した状態を保つ一〇反ｊ厄、容器１内
を外気から遮断しつつスクリュー９ｂによる炭化物１２
の押し出し量に合わぜて排出ダクト１５内の炭化物１２
を４蚤き出せるようになっている。

ます、供給機６によって被処理物８を供給すると、供給
された被処理物８は、その直下で回転しているスクリュ
ー９ａによって掻き込み羽根１０方向へと送られる。

掻き込み羽根１０万回へと送られ、比重差によって溶融
金属４の液面上に浮遊している被処理物８は、掻き込み
羽根１０によって上から溶融咄属４内に押し込まれ、溶
融金属４という極めて大きな比重を有する液体内で、比
重差により浮上されつつ溶融金属４内の深さにｊ心した
圧力・を受けると同時に加熱されることになる。そして
、この溶融金属４による加熱加圧−［１こおいて被処理
物８は分（す７１反応し、炭化水素系のカスが生成され
る。

」二記被処理物８の溶融・：つ順４内での挙動は必ずし
も明（１１Ｆ、ではないが、本発明者は次のようりこイ
ＩＥ則している。即ら、被処理物８が溶融３属４内の加
圧ドて高温にさらされることによって、岐処理物８中の
自機成分の炭素連鎖が切断されて１氏分子・化されると
共に、炭素１・こ結合している水素やその他の原子が分
離され、更に水素と炭素が（愛っ１１−的に結合する出
合成反応か成されているのではないがともえられる。ま
た、敲処理物８に水が含まれている場合、高温トにおい
て活性化されると共に、彼処」′！Ｉ１．物８が高温に
さらされることによって生ずる炭素と反応しＣ水性カス
化しようとじ、そのときの水素か溶融分層４による加圧
［において被処理物８中の自機成分に作用して炭素吉水
素の出合酸反応を助けるものと考えられる。そして、こ
のときに溶融金属４は、炭素と水素の円合成時の触媒的
役割をもなすのではないかと煮えられる。

一方、被処理物８の有機酸／／ｉＫ中に含まれている酸
素は水素と結び付いて水となり、被処理物８に水が含ま
れている場合にこの４（の分解によって生ずる酸素はイ
ｊ、磯成分中の炭素と結び付いて一酸化炭素や二酸化炭
素となって、いずれも炭素と水素の出合成り白」害要因
となる。しかし、これは、ｍ融自χ属４を溶融状態で酸
素と結０’　（”Ｉきやすい金属としておくことによっ
て、上記酸素を金属酸化物、として反（６系から除去す
るこ囚ができ、炭素と水素の出合成を助けることり・で
きる。この場合、生成された金属酸化物は、被処理物８
の分解生成′１勿である炭化物１２が高温■て活性化さ
れているために、この炭化物１２と接触して還元されて
しまう。

このようにして、図示される実施例−Ｃは、三段の掻き
込み羽根１０で被処理物８を溶融金属４内に押し込んで
分解反応させることになる。特に本実施例では、回転板
１１によって被処理物８の移動方間が区切られており、
これによって確実に被処理物８を掻き込み羽根１０で溶
融金属４中・＼押し込めることができるようになってい
る。

未分解被処理物８と生成された炭化物１２は、各掻き込
み羽根１０で浴融金属４中への押し込みと１１上を繰り
返しつつスクリュ−９ｂ方回へ徐々に移動され、この間
に未分解被処理物８も完全ｌこ分解反応されてしまう。

被処理物８の分解反応によって生成された発生ガスは、
ガス抽出管５から反応容器１外へと収り出され、前述の
ように、冷却器に導ひかれて冷却され、液化成分とガス
成分とに分１４１トされるものである。液化成分は炭化
水素系の浦と水とに大別され、ガス成分は多くの炭化水
素糸のカスを含む可燃性ガスとして収得される３、 一方、スクリュー９ｂへと至って溶融金属４の液面上に
ｄＭする炭化物１２は、スクリュー９ｂによって１蚤き
集められ、排出ＩＩ　１３へと押し出されることになる
。

以上のような本発明に係る熱分解装１冴によれば、彼処
）！Ｊ！物８は溶融金属４の液面上に落−トさせればよ
いので、溶融危属４の液面下に被処理物８を供給する鳴
合に比してイっずかの力で供給することができ、供給機
の圧入負担が少ない利点がある。また、供給機６直Ｆの
溶融余塵４がいくぶん固化したとしても、被処理物８の
供給が妨げられるよつなおそれはほとんどなく、溶融金
属４中ての被処理物８の分！９’ｄ反１，６も掻き込み
羽根１０によっＣ−（Ｗ実に成し得６ものである。

不発明で溶融状態として用いるイ１ン属としては、アル
カリ土類金属、鉄族金属、ホウ素族位属、炭＄族ζ＋２
属、窒素族位属、酸素族蛍属並びＱここれらの＠位寺で
、好ましくは鉛、錫、ビスマス、バリウム、アルミニウ
ム、アンチモン並びにこれらを含む舒金である。最通に
は、溶融状態で酸素と結び付きやすい鉛、錫、バリウム
並ひＱここれらを含む針金である。酸素と結びイ二１き
やすい匍屈てあれば、前述のように炭素と水素の４１］
舒成１；［１害要因である酸素を反応系から除去できる
ためである。また、溶融金属４は、前述のように、炭素
と水素の害合成時の触媒的役割をも成しているのではな
いかと児られるので、対象何機物にＬｊ、じて最も効果
的に作用し得るものを選択することが好ましい。

本実施例は、被処理物８を連続的に処理できるよう、供
給された被処理物８が第１図左方から右方へ移動される
ようになっているが、バッチ式とする場合にはこのよう
な配慮は不要となる。即ち、被処理物８を移送するため
のスクリュー９ａ、９ｂは不要となるし、掻き込み羽根
１０も回転軸７と平１−ｊにしてより岐処理物８の押し
込み’ｉ　ｆｉｌｌ（実なものとすることかでさ、掻き
込み羽根１０のみを回転軸７の適亘の位：６（こ設はイ
１．は足る。また、連続処即する用台でも、掻き込み羽
根ＩＯＴこある程度彼処Ｊ′１４１物８や炭化物１２の
移送力をもたせることは、第１図に示されるように掻き
込み羽根１０を回転軸７に対して傾斜させる青によって
ｌ：ＩＪ能であるのＣ、スクリュー９ａ、９ｂを肯くこ
ともｊｑ能である。

掻き込み羽根１０は、単なる平坦な板状のものだけでな
く、被処理物８をキャッチしやすいように凹部を形成し
たもの寺であってもよい。

以上説明の通り、本発明（こよｉｔは、溶融ｉ’＋２１
．尼を用いた有機物の熱分解反応処理ヲ１１なう際の被
処理物の供給が、間便な装置にて確実に行なえるように
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱分解反１心装置の轍断面図、第
２図はそのＡ　−Ａ’断面図である１、ｌ：反応容器、
２：バーナー、３：燃焼室、４：溶融金属、５：ガス抽
出管、６：供給機、７：回転軸、８：被処理物、９ａ、
９ｂニスクリユー、１０：掻き込み羽根、１１：回転板
、１２：炭化物、１３：排出１」、１４：カバ一部、１
５：排出ダクト、１６：炭化物容器、１７：スクリュー
コンベア 出　願　人　　三共刊機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）溶融金属が入れられて少なくとも底面から加熱を受
   ける反応容器の溶融金属の液面より上方に、外気から反
   応容器内をｍｌｌｌｒした状態で被処理物を送り込む供
   給機と、発生カスを取出すためのガス抽出管が取付けら
   れており、反応容器内には、溶融金属の液面より上方に
   回転軸が設けられていて、この回転軸には、溶融金属の
   液面上に浮遊する被処理物を溶融金属内へ押し込む掻き
   込み羽根が設けられていることを特徴とする溶融金属を
   用いた熱分解反応装置。