TW202128860A

TW202128860A - 原料處理裝置

Info

Publication number: TW202128860A
Application number: TW109119636A
Authority: TW
Inventors: 時宗章; 林光二
Original assignee: 日商藤森工業股份有限公司
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-08-01
Also published as: JP7352386B2; CN112090920A; CN112090920B; JP2020203254A

Abstract

為了效率良好地處理原料。原料處理裝置(10)係具備第1管狀構件(16)及第2管狀構件(24)。第1管狀構件(16)，其至少一部分被加熱到原料(100)之反應溫度以上的溫度，是將從長度方向的一端部、即第1端部側供給的水蒸氣(102)從長度方向的另一端部、即第2端部側排出。第2管狀構件(24)配置成，使至少一部分與第1管狀構件(16)熱接觸，是從長度方向的一端部、即第3端部側供給原料(100)，並從長度方向的另一端部、即第4端部側供給從第1管狀構件(16)排出之反應溫度以上的水蒸氣(102)。第2管狀構件(24)，是將原料(100)和水蒸氣(102)的反應產物、即回收對象氣體(107)排出。

Description

原料處理裝置

本發明是關於原料處理裝置。

用於處理廢棄物等的原料之裝置是已知的。

例如，在專利文獻1揭露一種裝置，藉由將有機物處理材料投入熱解爐，而將該有機物處理材料熱分解成熱解氣體和殘渣。在專利文獻2揭露一種裝置，藉由將含有機物的廢棄物投入密閉室內並進行加熱，而將該含有機物的廢棄物予以熱分解。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-179726號公報 [專利文獻2]國際公開第2008/053571號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，以往，會有因原料及熱解氣體的碳化等而使管部、開口部等阻塞的情況，要將原料效率良好且連續地處理是困難的。

本發明是有鑑於上述事情而開發完成的，其目的是為了提供可效率良好地處理原料之原料處理裝置。 [解決問題之技術手段]

本發明的原料處理裝置之一態樣係具備第1管狀構件及第2管狀構件，前述第1管狀構件，其至少一部分被加熱到原料之反應溫度以上的溫度，是將從長度方向的一端部、即第1端部側供給的水蒸氣從長度方向的另一端部、即第2端部側排出；前述第2管狀構件，配置成使至少一部分與前述第1管狀構件熱接觸，是從長度方向的一端部、即第3端部側供給前述原料，並從長度方向的另一端部、即第4端部側供給從前述第1管狀構件排出之前述反應溫度以上的前述水蒸氣，且將前述原料和前述水蒸氣的反應產物、即回收對象氣體排出。

前述第2管狀構件之至少一部分配置在前述第1管狀構件的內側。

前述第1管狀構件配置成，呈螺旋狀地捲繞在前述第2管狀構件的外周面。

前述第1管狀構件，是藉由熱作用部加熱到前述反應溫度以上的溫度，前述熱作用部是藉由燃料的燃燒來產生前述反應溫度以上的熱之燃燒爐，具有前述第1管狀構件及前述第2管狀構件之反應部配置在前述燃燒爐內。

具備有熱交換部及第1供給管，前述熱交換部是將藉由燃料的燃燒所產生之前述反應溫度以上的熱傳遞到液體而讓前述水蒸氣產生；前述第1供給管，是將前述水蒸氣往前述第1管狀構件供給。

前述第2管狀構件的長度方向是與水平方向交叉的交叉方向，前述原料和前述水蒸氣的前述反應產物、即前述回收對象氣體以外的反應殘渣是從前述第2管狀構件之鉛直方向下游側、即前述第4端部側排出，且具備有液體貯留部、第3管狀構件、及覆蓋構件，前述液體貯留部，是設置在前述第2管狀構件之前述鉛直方向下游側，且用於貯留前述反應殘渣；前述第3管狀構件，是設置在前述液體貯留部的底面，與前述液體貯留部內連通且直徑比前述液體貯留部小；前述覆蓋構件，是與前述第3管狀構件隔著間隙地覆蓋前述第3管狀構件之前述鉛直方向上游側端部的開口。

具備有第2供給管，前述第2供給管是將前述回收對象氣體往前述燃燒爐供給。

具備有冷卻機構、排出管、及第3供給管，前述冷卻機構，是將前述回收對象氣體冷卻並分離成排出氣體和液化物；前述排出管是將前述排出氣體排出；前述第3供給管是將前述液化物往前述第2管狀構件供給。 [發明之效果]

依據本發明的一態樣，可效率良好地處理原料。

以下，參照所附圖式來說明本實施形態的原料處理裝置之一實施形態。又在本說明書中，會有對相同構件或表示相同功能的部分賦予相同符號而省略說明的情況。

(第1實施形態) 圖1係顯示原料處理裝置10的一例之示意圖。本實施形態的原料處理裝置10，是藉由水蒸氣102來處理原料100。

原料100是處理對象的材料。原料100包含有機物。有機物是例如塑膠、壓克力等的有機化合物、有機溶劑等，但並不限定於此。原料100可包含複數種的有機物。此外，原料100，除了有機物，可進一步含有無機物。此外，原料100可進一步含有水。此外較佳為，原料100不含聚氯乙烯、氯化合物等的鹵化物。又原料100可為凝膠化狀態、固化狀態。

原料處理裝置10係具備：反應部11、燃燒部12、以及原料供給部13。

反應部11，是讓原料100和原料100的反應溫度以上之水蒸氣102反應而生成反應產物之回收對象氣體107。燃燒部12是讓燃料110燃燒。燃料110只要是藉由燃燒而產生原料100的反應溫度以上之熱的材料即可。藉由燃料110的燃燒所產生之熱，是用於水蒸氣102的生成。原料供給部13是將原料100往反應部11供給。

以下，針對各部做詳細地說明。

首先，對反應部11做詳細地說明。

反應部11，是藉由讓原料100和該原料100的反應溫度以上之水蒸氣102反應，而生成反應產物之回收對象氣體107。又在以下，會有將原料100的反應溫度簡稱為反應溫度來做說明的情況。

回收對象氣體107，例如是藉由原料100所含的碳(C)和加熱水蒸氣之水蒸氣102進行反應所生成的可燃性氣體。回收對象氣體107含有一氧化碳(CO)和氫(H₂ )。又回收對象氣體107可進一步含有碳氫化合物氣體。此外，回收對象氣體107可含有水蒸氣102。

反應部11，是由朝既定方向延伸之複數個管狀構件所構成。在本實施形態，原料處理裝置10具備複數個反應部11，舉該等複數個反應部11互相平行排列的形態為一例來做說明。圖1顯示設有複數個(4根)反應部11的形態作為一例。又原料處理裝置10亦可為具備1個反應部11的構成，反應部11的數量沒有限定。

反應部11係具有第1管狀構件16及第2管狀構件24。

圖2係顯示反應部11的一例之示意圖。

第1管狀構件16，是用於將所供給的水蒸氣102加熱到原料100之反應溫度以上的溫度而往第2管狀構件24供給之管狀構件。詳細的說，第1管狀構件16，是將從長度方向的一端部、即第1端部16A側供給的水蒸氣102加熱到原料100之反應溫度以上的溫度，並從長度方向的另一端部、即第2端部16B側往第2管狀構件24供給。水蒸氣102，藉由通過第1管狀構件16的管內，被加熱到原料100之反應溫度以上的溫度而成為加熱水蒸氣並往第2管狀構件24供給。

原料100的反應溫度取決於原料100的種類。原料100的反應溫度是例如400℃~600℃、600℃~1000℃等。第1管狀構件16只要是可將水蒸氣102加熱到上述反應溫度以上的溫度之構成即可。

第1管狀構件16是例如藉由熱作用部加熱到上述反應溫度以上的溫度。熱作用部是從第1管狀構件16的外部朝向第1管狀構件16的管內讓熱(參照箭頭H)作用的機構。熱作用部是將第1管狀構件16的至少一部分加熱到原料100之反應溫度以上的溫度。詳細的說，熱作用部只要使從第1管狀構件16排出而往第2管狀構件24供給時之水蒸氣102的溫度成為至少反應溫度以上的方式將第1管狀構件16加熱即可。

在本實施形態，是舉熱作用部是燃燒部12的情況為一例來做說明。如圖1所示般，在本實施形態，第1管狀構件16，藉由配置於燃燒部12的燃燒爐46內而被加熱到反應溫度以上的溫度(詳如後述)。又熱作用部並不限定於燃燒部12。

回到圖2繼續說明。在本實施形態，是舉第1管狀構件16的長度方向與鉛直方向Z一致的情況為一例做說明。又第1管狀構件16的長度方向亦可為與水平方向交叉的方向、及水平方向。但第1管狀構件16的長度方向較佳為，是與鉛直方向Z的一致的方向，鉛直方向Z是相對於水平方向正交的方向。

在第1管狀構件16內，透過設置於鉛直方向Z的上游側端部、即第1端部16A之第1供給管87來供給水蒸氣102。關於水蒸氣102的供給源，隨後敘述。往第1管狀構件16內供給的水蒸氣102，從鉛直方向Z的上游側朝向下游側通過第1管狀構件16內，藉由從第1管狀構件16的外部供給的熱被加熱到反應溫度以上的溫度。接著，水蒸氣102從第1管狀構件16之鉛直方向Z的下游側端部、即第2端部16B側排出，而往第2管狀構件24供給。

在第1管狀構件16的第2端部16B配置溫度感測器17。溫度感測器17是偵測從第1管狀構件16排出而往第2管狀構件24供給之水蒸氣102的溫度。根據溫度感測器17的偵測結果，以使往第2管狀構件24供給的水蒸氣102成為反應溫度以上之溫度的方式進行控制。例如，以在第1管狀構件16內供給溫度1000℃以上的水蒸氣102的方式進行控制。

又在本實施形態，第1管狀構件16之鉛直方向Z的下游側端部、即第2端部16B側是封閉的，而作為後述的液體貯留部26發揮功能(詳如後述)。

第1管狀構件16的構成材料沒有限定。第1管狀構件16，只要是藉由從第1管狀構件16的外部施加的熱對通過第1管狀構件16的內部之水蒸氣102施加反應溫度以上的熱而由具有導熱率的材料所構成即可。

接下來，針對第2管狀構件24做說明。第2管狀構件24，是用於讓原料100和反應溫度以上的水蒸氣102進行反應之管狀構件。

第2管狀構件24配置成，使至少一部分與第1管狀構件16熱接觸。第2管狀構件24和第1管狀構件16只要配置成使至少一部分熱接觸即可，並不限定於配置成物理性接觸的形態。

在本實施形態，第2管狀構件24之至少一部分配置在第1管狀構件16的內側。例如，以使第2管狀構件24之與長度方向正交的正交剖面和第1管狀構件16之正交剖面互相成為同心圓狀的方式，將第2管狀構件24配置在第1管狀構件16的內側。因此，在第2管狀構件24的管內被施加：施加於第1管狀構件16的熱以及通過第1管狀構件16內之水蒸氣102的熱(圖2中，參照箭頭H)。

又當構成為第2管狀構件24配置在第1管狀構件16之內側的情況，第1管狀構件16較佳為，在內壁具備誘導部24C。誘導部24C是用於讓從第1供給管87供給的水蒸氣102一邊沿著第2管狀構件24的外周環繞一邊將其從鉛直方向Z的上游側朝向下游側導引的構件。誘導部24C，例如是從第1管狀構件16的內壁突出之凸部，或是設置於第1管狀構件16的內壁之溝槽部。

對於第2管狀構件24，是從長度方向的一端部、即第3端部24A側供給原料100。在本實施形態，是從原料供給部13透過原料供給管32而從第3端部24A側往第2管狀構件24內供給原料100。此外，對於第2管狀構件24，從第1管狀構件16排出之反應溫度以上的水蒸氣102是從長度方向的另一端部、即第4端部24B側供給。藉由使原料100和水蒸氣102進行反應，在第2管狀構件24內生成回收對象氣體107和反應殘渣104。

反應殘渣104，是藉由原料100和水蒸氣102的反應所生成之回收對象氣體107以外的成分。反應殘渣104可為固體成分、液體成分、或其等的混合成分。在本實施形態，是舉反應殘渣104為液體成分的情況為一例來做說明。

第2管狀構件24之長度方向的一端部、即第3端部24A是封閉的。在第2管狀構件24之第3端部24A側端面，設置與第2管狀構件24內連通之原料供給管32及第2供給管66。

原料供給管32是用於往第2管狀構件24內供給原料100之管狀構件。原料供給管32，是與後述的原料供給部13連通，用於從原料供給部13透過原料供給管32而往第2管狀構件24供給原料100。

第2供給管66是用於將回收對象氣體107排出之管狀構件。在本實施形態，第2供給管66，其長度方向的一端部與第2管狀構件24連通，長度方向的另一端部則往燃燒部12的燃燒爐46連通(也參照圖1)。因此，在本實施形態，回收對象氣體107是透過第1供給管87而往燃燒部12供給(詳如後述)。

第2管狀構件24之長度方向的另一端部、即第4端部24B，是形成有開口。在本實施形態，從第2管狀構件24之第2端部16B排出的反應溫度以上的水蒸氣102，是透過第2管狀構件24之第4端部24B的開口而往第2管狀構件24內供給。

在本實施形態，是舉第2管狀構件24的長度方向與鉛直方向Z一致的情況為一例做說明。又第2管狀構件24的長度方向亦可為與水平方向交叉的方向、水平方向。但第2管狀構件24的長度方向較佳為是與鉛直方向Z一致的方向。

若第2管狀構件24的長度方向與鉛直方向Z一致，從第2管狀構件24之鉛直方向Z的下游側端部、即第4端部24B供給的水蒸氣102，可在第2管狀構件24內效率良好地上升。而且，在第2管狀構件24內上升後的水蒸氣102，可與從第2管狀構件24之鉛直方向Z的上游側端部、即第3端部24A側供給的原料100效率良好地反應。

反應產物之回收對象氣體107，在第2管狀構件24內上升，透過設置於第2管狀構件24之鉛直方向Z的上游側端部、即第3端部24A之第2供給管66而被排出。

另一方面，原料100和水蒸氣102的反應產物、即回收對象氣體107以外的反應殘渣104，是從第2管狀構件24之鉛直方向Z下游側、即第4端部24B側的開口被排出，並貯留於第1管狀構件16的液體貯留部26。

第2管狀構件24的第4端部24B側端面形成有開口。此外，如上述般，第1管狀構件16之鉛直方向Z的下游側端部、即第2端部16B側是封閉的。詳細的說，第2管狀構件24之鉛直方向Z的下游側(第4端部24B側)端面，是隔著間隔配置在比第1管狀構件16之鉛直方向Z的下游側(第2端部16B側)端面更靠鉛直方向Z的上游側。第1管狀構件16之第2端部16B的端面，是被封閉而形成底部，可作為貯留反應殘渣104的液體貯留部26來發揮功能。

在液體貯留部26的底面，設置與第1管狀構件16內連通之第3管狀構件25。第3管狀構件25是管狀構件。第3管狀構件25的徑比液體貯留部26(亦即第1管狀構件16)小。徑是指，第3管狀構件25及第1管狀構件16各自之與長度方向正交的正交剖面之直徑。

第3管狀構件25之鉛直方向Z上游側端面形成有開口，該開口是藉由覆蓋構件27覆蓋。覆蓋構件27配置成，與第3管狀構件25隔著間隔地覆蓋第3管狀構件25之鉛直方向Z上游側端部的開口。

如上述般，反應殘渣104為液體成分。因此，貯留於液體貯留部26之反應殘渣104，是透過第3管狀構件25和覆蓋構件27的間隙及第3管狀構件25之鉛直方向Z上游側端部的開口而到達第3管狀構件25內，被往外部排出。

此外，在液體貯留部26設置有第3管狀構件25及覆蓋構件27。因此，在覆蓋構件27的內側，形成有藉由覆蓋構件27的內壁和反應殘渣104密閉的空間27A。因此，可防止在第1管狀構件16內生成的回收對象氣體107從第3管狀構件25排出。

回到圖1繼續說明。接下來，針對原料供給部13做說明。

原料供給部13是往反應部11供給原料100。

原料供給部13係具備：原料貯留部38、原料供給管36、搬送泵34、及原料供給管32。

原料貯留部38是貯留原料100。原料貯留部38是透過原料供給管36、搬送泵34及原料供給管32而連接於反應部11的第2管狀構件24。在原料供給管36及原料供給管32設置：用於防止逆流之閥40及閥42。

搬送泵34是將貯留於原料貯留部38的原料100往第2管狀構件24供給。貯留於原料貯留部38的原料100，藉由搬送泵34抽吸並通過原料供給管36及原料供給管32而往第2管狀構件24輸送。搬送泵34較佳為，以第2管狀構件24內之壓力以上的壓力將原料100往第2管狀構件24供給。

原料100會有因隨著時間的改變而使至少一部分硬化、固化的情形。因此，原料貯留部38可進一步具備：在利用有機溶劑等讓原料100溶解的狀態下將其往反應部11供給的機構。

接下來，針對燃燒部12做說明。

燃燒部12的功能，是作為讓水蒸氣102、熱水產生之加熱用途的鍋爐。燃燒部12，是將藉由燃料110的燃燒所獲得之熱氣體30傳遞到鍋爐供水用的供水管而進行熱交換，藉此讓水蒸氣102、熱水產生。接著，該水蒸氣102是往反應部11供給。

具體而言，燃燒部12係具備：燃燒爐46、熱交換部48、及燃料供給部49。

燃燒爐46是讓燃料110燃燒的燃燒室。在本實施形態，燃燒爐46係具備：第1燃燒管46A、第2燃燒管46B、燃燒器50、及供氣鼓風機51。

第1燃燒管46A及第2燃燒管46B是例如筒狀的構件。第1燃燒管46A及第2燃燒管46B之長度方向的一端面是封閉的，另一端面形成有開口。第1燃燒管46A及第2燃燒管46B之開口的另一端面，是連接於後述的熱交換部48。

第2燃燒管46B配置在第1燃燒管46A的內側。在第1燃燒管46A和第2燃燒管46B的間隙，是藉由供氣鼓風機51供給空氣。

從供氣鼓風機51供給的空氣，通過沿著第2燃燒管46B的周方向隔著間隔設置之複數個貫通孔而到達第2燃燒管46B的內部。複數個貫通孔配置成，相對於沿著將第2燃燒管46B的剖面之圓中心和外周以最短距離連結的直線之假想直線形成傾斜。因此，在第2燃燒管46B內產生迴旋流Q。

而且，供氣鼓風機51是從燃燒爐46之封閉的一端面側朝向第1燃燒管46A和第2燃燒管46B的間隙供給空氣。因此，在第2燃燒管46B內產生：一邊從燃燒爐46之封閉的一端面側朝向開口的另一端面側(箭頭X1方向)移動一邊迴旋的迴旋流Q。

對第2燃燒管46B內供給燃料110。燃料110往第2燃燒管46B內之迴旋流Q的移動方向(箭頭X1方向)上游側供給。在本實施形態，對第2燃燒管46B內，是從燃料供給部49供給燃料110。

此外，在本實施形態，從反應部11排出的回收對象氣體107，是作為燃料而往第2燃燒管46B內供給。詳細的說，從反應部11排出的回收對象氣體107，是藉由第2供給管66而往燃燒爐46的第2燃燒管46B內供給。

燃燒器50，是讓供給到第1燃燒管46A內的燃料110及回收對象氣體107燃燒。燃燒器50是例如液化天然氣(LNG)燃燒器。燃燒器50設置在第2燃燒管46B內之迴旋流Q的移動方向上游側的端部。燃燒器50具有升溫功能，還能作為在藉由安全裝置等將火熄滅的情況之火種。

供給到第2燃燒管46B內的燃料110及回收對象氣體107，藉由燃燒器50所產生的熱及從供氣鼓風機51供給的空氣而進行燃燒。藉由此燃燒，在第2燃燒管46B內讓熱氣體30產生。又藉由燃料110的燃燒所產生之熱氣體30的溫度，是至少原料100之反應溫度以上的溫度。例如，在第2燃燒管46B內之熱氣體30的溫度為1000℃以上。在第2燃燒管46B內設置溫度感測器19。溫度感測器19是偵測第2燃燒管46B內的溫度。

在第2燃燒管46B內產生的熱氣體30是往熱交換部48供給。

熱交換部48，是將藉由在燃燒爐46進行之燃料的燃燒所獲得之熱傳遞到液體而進行熱交換，讓水蒸氣102、熱水產生。在本實施形態，熱交換部48是將在燃燒爐46產生的熱氣體30與鍋爐供水等的液體之間進行熱交換。在本實施形態，熱交換部48係具備：第1管48A、第2管48B、供給部80、供給管82、加熱管84、及第1供給管87。

第1管48A及第2管48B是筒狀的構件。第2管48B配置在第1管48A的內側。

第2管48B之迴旋流Q的移動方向上游側之一端部，是透過格子狀構件47連接於第2燃燒管46B之開口的端面。格子狀構件47具有複數個可讓熱氣體30通過的貫通孔。格子狀構件47是例如爐篦。

在第2管48B的另一端側連接熱氣體管28。詳細的說，在第2管48B之迴旋流Q的移動方向下游側，連接熱氣體管28的開口部28A。熱氣體管28是用於排出熱氣體30的筒狀構件。在本實施形態，是舉熱氣體管28的長度方向與鉛直方向Z一致的情況為一例來做說明。又熱氣體管28的長度方向亦可為相對於鉛直方向形成傾斜。熱氣體管28的長度方向之兩端部，分別形成有開口(開口部28A、開口部28B)。

在燃燒爐46產生的熱氣體30，沿著迴旋流Q的移動方向(箭頭X1方向)移動，透過設置於燃燒爐46和熱交換部48之間的格子狀構件47而到達熱交換部48。接著，供給到熱交換部48的熱氣體30，沿著迴旋流Q的移動方向在第2管48B內移動，透過熱氣體管28的開口部28A往熱氣體管28內供給(參照箭頭X2、箭頭X3)。接著，熱氣體30是從熱氣體管28的開口部28B往外部被排出。

加熱管84是直徑比第2管48B小之管狀的構件。加熱管84配置在第1管48A和第2管48B之間。在本實施形態，加熱管84是與第2管48B的外周接觸地捲繞。加熱管84的一端部是透過供給管82而連接於供給部80。加熱管84的另一端部是透過管部86而與第1供給管87連通。管部86是管狀構件。第1供給管87是將水蒸氣102往第1管狀構件16供給之管狀構件。

供給部80，是透過供給管82往加熱管84供給水。從供給部80透過供給管82而往加熱管84供給的水，是藉由第2管48B內的熱氣體30加熱。接著，被加熱的水之水蒸氣102，是透過第1供給管87而往反應部11的第1管狀構件16內供給。

在此，在本實施形態，具有第1管狀構件16及第2管狀構件24之反應部11是配置在燃燒爐46內。詳細的說，反應部11配置在第2燃燒管46B內。此外，反應部11配置成，以與熱氣體30的流動方向交叉的方向為長度方向。此外，在第2燃燒管46B內，複數個反應部11是沿著熱氣體30的流動方向互相隔著間隔地配置，且以互相平行的方式配置。

亦即，在本實施形態，燃燒爐46是作為用於將第1管狀構件16加熱到反應溫度以上的溫度之熱作用部來發揮功能。因此，在此情況，對反應部11之第1管狀構件16及第2管狀構件24，施加熱氣體30所產生的熱，藉此施加原料100之反應溫度以上的熱(圖2中，參照箭頭H)。

又也能取代燃燒爐46，而讓熱交換部48或熱氣體管28作為熱作用部而發揮功能。在此情況，只要將反應部11配置在熱交換部48的第2管48B內、或熱氣體管28內即可。此外，作為熱作用部，也能使用公知的加熱器等的加熱機構。

原料處理裝置10，只要以可將供給到反應部11的第1管狀構件16之水蒸氣102在成為反應溫度以上的溫度的狀態下往第2管狀構件24供給的方式，對於第1管狀構件16、第2管狀構件24、燃燒爐46、熱交換部48及熱氣體管28之形狀、長度、直徑、材質、燃燒條件等事先調整即可。

原料處理裝置10，可藉由調整燃燒條件，來調整往第2管狀構件24供給之水蒸氣102的溫度。例如、原料處理裝置10，可根據溫度感測器17的偵知結果、溫度感測器19的偵知結果等，來調整往燃燒爐46之燃料110的供給量、用於燃燒之空氣的量等，藉此調整水蒸氣102的溫度。

接下來，針對燃料供給部49做說明。燃料供給部49是往燃燒爐46供給燃料110。

燃料供給部49係具備：燃料槽58A、供給管53A、搬送泵54A、燃料槽58B、供給管53B、搬送泵54B、燃料供給管56、燃料供給管52、搬送泵54C、及搬送泵54D。在供給管53A、供給管53B及燃料供給管56分別設有用於防止逆流之閥60A、閥60B、閥62及閥64。

燃料槽58A及燃料槽58B是用於貯留燃料110。又也能將燃料槽58A及燃料槽58B一體地構成為燃料槽58。

搬送泵54A、搬送泵54C及搬送泵54D，是將貯留於燃料槽58A的燃料110，透過供給管53A、燃料供給管56及燃料供給管52而往第2燃燒管46B供給。搬送泵54B、搬送泵54C及搬送泵54D，是將貯留於燃料槽58A的燃料110，透過供給管53A、燃料供給管56及燃料供給管52而往第2燃燒管46B供給。

燃料供給管52之長度方向的一端側之開口部52A，配置在第2燃燒管46B之迴旋流Q的移動方向上游側。因此，從燃料供給部49供給的燃料110，是往第2燃燒管46B內之迴旋流Q的移動方向上游側供給。

原料處理裝置10可進一步具備槽59，在槽59貯留用於將燃料供給管56及燃料供給管52的管內洗淨之溶劑103。而且，在燃料供給管56及燃料供給管52的洗淨時，只要將貯留於槽59之溶劑103透過供給管55而往燃料供給管56及燃料供給管52供給即可。同樣的，在燃料供給管52的洗淨時，只要將貯留於槽59之溶劑103透過供給管78而往燃料供給管52供給即可。此外，在供給管55及供給管78，較佳為設置用於防止逆流之閥76、閥77及閥79。

接著，說明本實施形態之原料處理裝置10的作用。

燃燒部12，是藉由將燃料110燃燒，而讓原料100之反應溫度以上的溫度之熱氣體30產生。藉由熱氣體30，對配置於燃燒爐46內的反應部11(反應部11、第2管狀構件24)施加熱。此外，在熱交換部48，藉由熱氣體30的熱來生成水蒸氣102，並將水蒸氣102透過第1供給管87往第1管狀構件16供給。此外，原料供給部13是透過原料供給管32而往第2管狀構件24內供給原料100。

使用圖2做說明。第1供給管87，是從第1管狀構件16之第1端部16A側往第1管狀構件16內供給水蒸氣102。供給到第1管狀構件16內的水蒸氣102，是在第1管狀構件16和第2管狀構件24之間沿著設置於第1管狀構件16的內壁之誘導部24C被誘導，一邊在第2管狀構件24的外周迴旋一邊從鉛直方向Z的上游側朝向下游側流動(參照箭頭Y1)。

藉由在第1管狀構件16內流動，水蒸氣102是藉由熱氣體30的熱而被加熱(參照箭頭H)，在成為反應溫度以上的加熱水蒸氣的狀態下，從第2管狀構件24的第4端部24B側往第2管狀構件24內供給。

往第2管狀構件24內供給的水蒸氣102，在第2管狀構件24內上升(參照箭頭Y2)。從第2管狀構件24的第3端部24A側供給的原料100，與加熱水蒸氣之水蒸氣102進行反應，而生成回收對象氣體107及反應殘渣104。

如上述般，回收對象氣體107例如是藉由原料100所含的碳(C)和加熱水蒸氣之水蒸氣102進行反應所生成的可燃性氣體。此外，如上述般，回收對象氣體107含有一氧化碳(CO)和氫(H₂ )。

回收對象氣體107，在第2管狀構件24內上升，透過設置於第2管狀構件24之鉛直方向Z的上游側端部、即第3端部24A的第2供給管66而被排出，作為燃料而往第2燃燒管46B內供給。

反應殘渣104，是從第2管狀構件24之鉛直方向Z下游側、即第4端部24B側的開口被排出，而貯留於液體貯留部26。接著，反應殘渣104是透過覆蓋構件27和第3管狀構件25的間隙及第3管狀構件25的開口而往第3管狀構件25內排出。

如以上所說明般，本實施形態的原料處理裝置10係具備第1管狀構件16及第2管狀構件24。第1管狀構件16，其至少一部分被加熱到原料100之反應溫度以上的溫度，是將從長度方向的一端部、即第1端部16A側供給的水蒸氣102從長度方向的另一端部、即第2端部16B側排出。第2管狀構件24，配置成使至少一部分與第1管狀構件16熱接觸，是從長度方向的一端部、即第3端部24A側供給原料100，從長度方向的另一端部、即第4端部24B側供給從第1管狀構件16排出的反應溫度以上的水蒸氣102。第2管狀構件24，是將原料100和水蒸氣102的反應產物、即回收對象氣體107排出。

在此，作為先前的構成，是不使用水蒸氣102而將原料100熱分解，將藉由熱分解所獲得的熱解氣體以液體的形式回收。此先前的構成的情況，會有因碳化物而使設置於裝置之管部、開口部等阻塞的情況，要連續地處理原料100是困難的。

另一方面，本實施形態的原料處理裝置10，是將藉由通過第1管狀構件16而被加熱到反應溫度以上的水蒸氣102往第2管狀構件24供給，在第2管狀構件24內讓原料100和水蒸氣102進行反應。而且，原料處理裝置10，是將原料100和水蒸氣102的反應產物、即回收對象氣體107排出。

因此，可抑制設置於原料處理裝置10之各種管因碳化物而被阻塞，能夠連續地處理原料100。

因此，本實施形態的原料處理裝置10，可效率良好地處理原料100。

此外，在本實施形態的原料處理裝置10，不是熱氣體而是使用水蒸氣102，因為是讓水蒸氣102和原料100進行反應，除了上述效果以外，還能謀求安全性的提高。例如，縱使是在訂有安全性基準的規定之地區(國、市等)設置原料處理裝置10的情況，仍可不違反該規定地讓原料處理裝置10運轉。

此外，在本實施形態的原料處理裝置10，是使用藉由具有作為鍋爐的功能之燃燒部12進行熱交換後的排氣、即熱氣體30，利用熱交換來生成水蒸氣102。而且，將所生成的水蒸氣102往第1管狀構件16供給。此外，在本實施形態，將供給到第1管狀構件16內的水蒸氣102，利用熱氣體30加熱到反應溫度以上的溫度。因此，依據本實施形態的原料處理裝置10，可將在燃燒部12產生的能量有效地利用，因此除了上述效果以外，還能謀求原料處理裝置10整體熱效率的提高。

此外，在本實施形態的原料處理裝置10，是將從第1管狀構件16排出的回收對象氣體107作為燃料而往燃燒爐46內供給。因此，依據本實施形態的原料處理裝置10，除了上述效果以外，還能謀求原料處理裝置10整體熱效率的提高。

此外，在本實施形態的原料處理裝置10，燃燒部12是藉由燃料110及回收對象氣體107的燃燒而讓熱氣體30產生。而且，在本實施形態的原料處理裝置10，是讓該熱氣體30的熱作用於第1管狀構件16及第2管狀構件24，藉此讓原料100和水蒸氣102反應。此外，在本實施形態的原料處理裝置10，是藉由熱氣體30和水的熱交換來生成水蒸氣102。

因此，在本實施形態的原料處理裝置10，燃燒部12所進行之燃料110的燃燒、反應部11所進行的處理、熱交換部48所進行之水蒸氣102的生成三者可並列地實行。因此，在本實施形態的原料處理裝置10，可效率良好地處理原料100。

(變形例1) 在上述第1實施形態，是舉第2管狀構件24的至少一部分配置在第1管狀構件16的內側的形態為一例來做說明。

然而，如上述般，第2管狀構件24只要配置成使至少一部分與第1管狀構件16熱接觸即可。

例如可構成為，將第1管狀構件16配置成呈螺旋狀地捲繞在第2管狀構件24的外周面。

圖3A係顯示反應部11A的構造的一例之示意圖。反應部11A是與反應部11為不同形態的反應部之一例。又對於與上述實施形態相同的部分，是賦予同一符號而將詳細的說明省略。

反應部11A，與第1實施形態的反應部11同樣的，係具備第1管狀構件16及第2管狀構件24。但在圖3A所示的例子，第1管狀構件16配置成呈螺旋狀地捲繞在第2管狀構件24的外周面。

因此，從第1供給管87往第1管狀構件16供給的水蒸氣102，是從鉛直方向Z的上游側朝向下游側通過呈螺旋狀地捲繞在第2管狀構件24的外周之第1管狀構件16的內側。因此，水蒸氣102是一邊在第2管狀構件24的外周迴旋一邊從鉛直方向Z的上游側朝向下游側通過。

這時，在第2管狀構件24內，是透過與第1管狀構件16形成熱接觸的區域而被施加熱。此外，當第2管狀構件24配置在燃燒爐46等的熱作用部內的情況，還藉由該熱作用部施加熱。

接著，到達了第2管狀構件24之鉛直方向Z下游側端部的水蒸氣102，是從第2管狀構件24之第4端部24B側往第2管狀構件24內供給。

如此般，反應部11A可構成為，具備：第2管狀構件24、及配置成呈螺旋狀地捲繞在第2管狀構件24的外周面之第1管狀構件16。

又亦可構成為，將第1管狀構件16和第2管狀構件24以使長度方向一致的方式平行地配置。

圖3B係顯示反應部11B的構造的一例之示意圖。反應部11B是與反應部11為不同形態的反應部之一例。又對於與上述實施形態相同的部分，是賦予同一符號而將詳細的說明省略。

反應部11B，與第1實施形態的反應部11同樣的，係具備第1管狀構件16及第2管狀構件24。但在圖3B所示的例子，第1管狀構件16和第2管狀構件24是以外周互相接觸的方式平行地配置。又第1管狀構件16和第2管狀構件24只要使至少一部分熱接觸即可，並不限定於配置成物理性地讓外周接觸的形態。

在此情況，從第1供給管87往第1管狀構件16供給的水蒸氣102，是從鉛直方向Z的上游側朝向下游側通過第1管狀構件16的內側。這時，在第2管狀構件24內，是透過與第1管狀構件16形成熱接觸的區域而被施加熱。此外，當第2管狀構件24配置在燃燒爐46等的熱作用部內的情況，還藉由該熱作用部施加熱。又在第2管狀構件24內，是與第1實施形態同樣的可設置誘導部24C。

如此般，反應部11B亦可構成為，將第1管狀構件16和第2管狀構件24以使長度方向一致的方式平行地配置。

(第2實施形態) 在上述第1實施形態，是舉將從反應部11排出的回收對象氣體107往燃燒爐46供給的形態為一例來做說明。在本實施形態，則是說明將回收對象氣體107往貯留部排出的形態。

圖4係顯示本實施形態的原料處理裝置10B的一例之示意圖。又對於與第1實施形態的原料處理裝置10相同的構件或表示相同功能的部分，是賦予同一符號而將詳細的說明省略。

原料處理裝置10B係具備：反應部11、燃燒部12、原料供給部13、第3供給管67、冷卻機構90、排出管91、及貯留部94。亦即，原料處理裝置10B，除了上述第1實施形態之原料處理裝置10的構成以外，進一步具備第3供給管67、冷卻機構90、排出管91及貯留部94。

冷卻機構90，是將從反應部11排出的回收對象氣體107冷卻，並分離成排出氣體107A和液化物。例如，冷卻機構90設置在每個反應部11。圖4顯示設有複數個(4根)冷卻機構90的形態作為一例。又設置於原料處理裝置10B之冷卻機構90的數量並不限定於4個。

圖5係顯示冷卻機構90的一例之示意圖。冷卻機構90係具備冷卻管96、冷卻部97。

冷卻管96是管狀構件。冷卻管96之長度方向的一端部是與第2供給管66連通。冷卻管96之長度方向的另一端部是與排出管91連通。

冷卻管96之外周是藉由冷卻部97覆蓋。冷卻部97，是將從供給部97A供給之水等的冷卻液W保持於內部，讓其循環並從排出部97B排出。冷卻部97內的冷卻液W是藉由泵等進行循環，且構成為可藉由冷卻液W將配置於冷卻部97內的冷卻管96冷卻。

冷卻管96的長度方向較佳為與鉛直方向Z一致。此外，冷卻管96較佳為使至少一部分彎曲的形狀。例如，冷卻管96呈螺旋形狀、S字形狀、U字形狀等。在本實施形態，是舉冷卻管96呈螺旋形狀的情況為一例做說明。

若冷卻管96形成為使至少一部分彎曲的形狀，讓冷卻液W發揮作用的表面積增加，因此可將冷卻管96內效率良好地冷卻。

從反應部11排出的回收對象氣體107，是透過第2供給管66而到達冷卻管96內。接著，回收對象氣體107是在冷卻管96內上升，藉此被冷卻，而分離成排出氣體107A和液化物107B。

排出氣體107A，是回收對象氣體107所含之未藉由冷卻機構90的冷卻而液化的氣體成分。液化物107B，是回收對象氣體107所含之藉由冷卻機構90的冷卻而液化的成分。

液化物107B，是在冷卻管96內朝向鉛直方向Z的下游側下降，貯留在設置於第2供給管66之貯留部66B。貯留在貯留部66B的液化物107B當中從貯留部66B溢出的液化物107B，是在第2供給管66內下降而再度往反應部11的第2管狀構件24內供給。

因此，在本實施形態，第2供給管66，除了作為將回收對象氣體107排出之排出管的功能以外，還具備：作為將液化物107B往第2管狀構件24供給之第3供給管67的功能。因此，在本實施形態，能讓液化物107B再度與水蒸氣102進行反應。

另一方面，排出氣體107A是透過排出管91及排出管93而朝向貯留部94排出。

回到圖4繼續說明。排出管91是管狀構件。排出管91之長度方向的一端部是與冷卻機構90的冷卻管96連通。排出管91之長度方向的另一端部，是透過搬送泵92而與排出管93連通。排出管93是管狀構件。排出管93之長度方向的一端部，是透過搬送泵92而與排出管91連通。排出管93之長度方向的另一端部是與貯留部94連通。貯留部94是貯留排出氣體107A。

因此，從反應部11排出並藉由冷卻機構90冷卻而分離後的排出氣體107A，是透過排出管91、搬送泵92及排出管93而往貯留部94排出。

貯留部94貯留排出氣體107A。貯留部94可透過排出管95等而往其他裝置供給排出氣體107A。其他裝置，是使用排出氣體107A作為驅動能量之各種裝置、使用排出氣體107A作為其他材料的原料之公知的裝置等。例如，其他裝置是燃氣引擎發電機、燃料電池、鍋爐、燃氣渦輪機等。此外，排出氣體107A，可作為塑膠等的原材料使用，其用途沒有限定。

如以上所說明般，本實施形態的原料處理裝置10B，除了第1實施形態之原料處理裝置10的構成以外，進一步具備冷卻機構90、排出管91、第3供給管67(第2供給管66)。冷卻機構90，是將回收對象氣體107冷卻，並分離成排出氣體107A和液化物107B。排出管91是將排出氣體107A往貯留部94排出。第3供給管67是將液化物107B往第2管狀構件24供給。

因此，本實施形態的原料處理裝置10B，能將從反應部11排出的回收對象氣體107有效地利用。

因此，本實施形態的原料處理裝置10B，除了上述第1實施形態的效果以外，可效率更良好地處理原料100。

以上是說明本發明的實施形態及變形例，這些實施形態及變形例，僅是作為例示，並非用於限定發明的範圍。這些實施形態及變形例，能以其他各種形態實施，在不脫離發明要旨的範圍內可進行各種的省略、置換、變更。這些實施形態及變形例，是包含於發明的範圍及要旨，並包含於申請專利範圍所記載的發明和其均等的範圍。

10,10B:原料處理裝置 11:反應部 16:第1管狀構件 24:第2管狀構件 46:燃燒爐 48:熱交換部 66:第2供給管 67:第3供給管 87:第1供給管 90:冷卻機構 91,93:排出管 94:貯留部 100:原料 102:水蒸氣 107:回收對象氣體 107A:排出氣體 107B:液化物

[圖1]係顯示第1實施形態的原料處理裝置的一例之示意圖。 [圖2]係顯示第1實施形態的反應部的一例之示意圖。 [圖3A]係顯示變形例的反應部的構造的一例之示意圖。 [圖3B]係顯示變形例的反應部的構造的一例之示意圖。 [圖4]係顯示第2實施形態的原料處理裝置的一例之示意圖。 [圖5]係顯示第2實施形態的冷卻機構的一例之示意圖。

10:原料處理裝置

11:反應部

12:燃燒部

13:原料供給部

16:第1管狀構件

19:溫度感測器

24:第2管狀構件

28:熱氣體管

28A,28B:開口部

30:熱氣體

32:原料供給管

34:搬送泵

36:原料供給管

38:原料貯留部

40,42:閥

46:燃燒爐

46A:第1燃燒管

46B:第2燃燒管

47:格子狀構件

48:熱交換部

48A:第1管

48B:第2管

49:燃料供給部

50:燃燒器

51:供氣鼓風機

52:燃料供給管

52A:開口部

53A,53B:供給管

54,54A,54B,54C,54D:搬送泵

55:供給管

56:燃料供給管

58,58A,58B:燃料槽

59:槽

60A,60B,62,63,64:閥

66:第2供給管

76,77,78,79:閥

80:供給部

82:供給管

84:加熱管

86:管部

87:第1供給管

100:原料

102:水蒸氣

103:溶劑

107:回收對象氣體

110:燃料

Q:迴旋流

Claims

一種原料處理裝置，係具備第1管狀構件及第2管狀構件，前述第1管狀構件，其至少一部分被加熱到原料之反應溫度以上的溫度，是將從長度方向的一端部、即第1端部側供給的水蒸氣從長度方向的另一端部、即第2端部側排出；前述第2管狀構件，配置成使至少一部分與前述第1管狀構件熱接觸，是從長度方向的一端部、即第3端部側供給前述原料，並從長度方向的另一端部、即第4端部側供給從前述第1管狀構件排出之前述反應溫度以上的前述水蒸氣，且將前述原料和前述水蒸氣的反應產物、即回收對象氣體排出。
如請求項1所述之原料處理裝置，其中，前述第2管狀構件之至少一部分配置在前述第1管狀構件的內側。
如請求項1所述之原料處理裝置，其中，前述第1管狀構件配置成，呈螺旋狀地捲繞在前述第2管狀構件的外周面。
如請求項1至請求項3之任一項所述之原料處理裝置，其中，前述第1管狀構件，是藉由熱作用部加熱到前述反應溫度以上的溫度，前述熱作用部是藉由燃料的燃燒來產生前述反應溫度以上的熱之燃燒爐，具有前述第1管狀構件及前述第2管狀構件之反應部配置在前述燃燒爐內。
如請求項1至請求項4之任一項所述之原料處理裝置，其係具備有熱交換部及第1供給管，前述熱交換部是將藉由燃料的燃燒所產生之前述反應溫度以上的熱傳遞到液體而讓前述水蒸氣產生；前述第1供給管，是將前述水蒸氣往前述第1管狀構件供給。
如請求項1至請求項5之任一項所述之原料處理裝置，其中，前述第2管狀構件的長度方向是與水平方向交叉的交叉方向，前述原料和前述水蒸氣的前述反應產物、即前述回收對象氣體以外的反應殘渣是從前述第2管狀構件之鉛直方向下游側、即前述第4端部側排出，且具備有液體貯留部、第3管狀構件、及覆蓋構件，前述液體貯留部，是設置在前述第2管狀構件之前述鉛直方向下游側，且用於貯留前述反應殘渣；前述第3管狀構件，是設置在前述液體貯留部的底面，與前述液體貯留部內連通且直徑比前述液體貯留部小；前述覆蓋構件，是與前述第3管狀構件隔著間隙地覆蓋前述第3管狀構件之前述鉛直方向上游側端部的開口。
如請求項4所述之原料處理裝置，其係具備有第2供給管，前述第2供給管是將前述回收對象氣體往前述燃燒爐供給。
如請求項1至請求項6之任一項所述之原料處理裝置，其係具備有冷卻機構、排出管、及第3供給管，前述冷卻機構，是將前述回收對象氣體冷卻並分離成排出氣體和液化物；前述排出管是將前述排出氣體排出；前述第3供給管是將前述液化物往前述第2管狀構件供給。