WO2022153883A1 - 熱分解システム - Google Patents

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WO2022153883A1
WO2022153883A1 PCT/JP2022/000005 JP2022000005W WO2022153883A1 WO 2022153883 A1 WO2022153883 A1 WO 2022153883A1 JP 2022000005 W JP2022000005 W JP 2022000005W WO 2022153883 A1 WO2022153883 A1 WO 2022153883A1
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heat
gas
storage tank
heat storage
thermal decomposition
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PCT/JP2022/000005
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English (en)
French (fr)
Inventor
直彌 吉川
浩康 中村
Original Assignee
直彌 吉川
浩康 中村
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00

Definitions

  • the present invention relates to a pyrolysis system. More specifically, it relates to a pyrolysis system that uses less thermal energy.
  • Pyrolysis is a chemical decomposition in which synthetic gases of various components such as volatile components and decomposition products are released by heating organic substances in an oxygen-free (low oxygen) state, leaving solids and carbides containing only carbon. ..
  • the equipment (reactor) for thermal decomposition is carbonized equipment (carbonization furnace), gasification equipment. Sometimes called (gasification furnace).
  • the gas generated by the thermal decomposition of organic substances is called synthetic gas (Syn gas) and is composed of methane, hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen, etc., and is generally used as fuel for power generation and steam boilers. ing.
  • Syn gas synthetic gas
  • the oil is produced when the synthetic gas is cooled and is used as a fuel as an oil equivalent to light oil.
  • charcoal may be used as a soil conditioner, fertilizer, etc.
  • Patent Document 1 describes that waste plastic is reacted as a method for oiling waste plastic, which can decompose and separate waste plastic by a simple method without using a catalyst to obtain industrially practical fuel oil.
  • Is disclosed as an oiling method including a recovery step of discharging the resin from the reaction vessel as a gas, cooling the mixture, and recovering the resin as a liquid.
  • the temperature inside the furnace is heated to 80 ° C. to 300 ° C. under saturated steam by a heater and held for 1 to 2 hours to melt the waste plastic, and at a temperature of 350 ° C. to 450 ° C.
  • the waste plastic is pyrolyzed into a low molecular weight hydrocarbon mixture by heating and holding for 2 to 8 hours.
  • the alternate long and short dash line shows the relationship between the heating time and the temperature in the furnace when there is no melting step
  • the solid line shows the relationship between the heating time and the temperature when there is a melting step.
  • the oiling treatment of waste plastic is carried out in a melting step of heating in a temperature range of 180 ° C. to 300 ° C. in the presence of saturated steam, and a gasification step of heating in a temperature range of 350 ° C. to 450 ° C. It is described that hydrocarbons having 4 to 19 carbon atoms can be efficiently obtained by performing the process in stages while reducing the mixing ratio of other high molecular weight hydrocarbons.
  • the processed product is thermally decomposed in a temperature range of 210 ° C. to 320 ° C. in a nitrogen gas atmosphere to remove a polymer compound by a low temperature decomposition means, and heated in a temperature range of 410 ° C. to 530 ° C.
  • a method of gasifying and separating cesium by a two-step thermal decomposition in which the treated product is separated into fixed carbon and other compositions after removing the polymer compound.
  • operation, operation, heating, control, etc. in all processes all use electric power, and in particular, all heating at the time of composition separation also uses electricity, so that decomposition during work is performed.
  • the total amount of gas generated is much smaller than that of conventional carbon material manufacturing methods, and the gas released to the atmosphere is also a raw component gas, so equip it with compatible equipment to prevent it from being released to the atmosphere at all. Is also possible (paragraph [0030]).
  • the thermal decomposition system of Patent Document 3 As a thermal decomposition method that reduces energy costs, the thermal decomposition system of Patent Document 3, which the present inventors have previously applied for, is an organic disposal of carbonaceous raw materials, particularly mixed wastes such as garbage and waste plastics. It is a thermal decomposition system that produces oil by thermal decomposition of a thing, a rapid drying device that dries carbon raw materials as thermal decomposition components to a predetermined water content, and a thermal decomposition furnace that thermally decomposes the rapidly dried thermal decomposition components.
  • a separation tower that separates the crude hydrocarbon gas generated by thermal decomposition into a gas component and a liquid component by heat-treating again in the presence of superheated steam, a superheated steam generator that sends superheated steam to the separation tower, and the separated liquid. It consists of a purification device that purifies the components.
  • the separation tower has a pipe for sending the separated gas to the quick-drying device, and the quick-drying device is a gas purification device for purifying the gas after drying the pyrolysis component and releasing it to the outside of the system. Is connected via piping.
  • the thermal decomposition system of Patent Document 3 can reduce energy because it dries organic waste such as moist waste, especially mixed waste such as garbage and waste plastic, with the heat generated by the thermal decomposition. It is possible.
  • Patent Document 1 energy consumption is suppressed by changing the heating conditions separately for the melting step and the gasification step, but the energy cost required by heating electricity for a long time cannot be said to be profitable. Further, in Patent Document 2, thermal decomposition is performed in two stages of low temperature and high temperature by electrical control, but this is for the purpose of removing cesium and neglects energy cost.
  • an object of the present invention is to provide a thermal decomposition system in which the energy consumed by thermal decomposition is suppressed as much as possible.
  • the present inventors have generated a thermal decomposition system in an atmospheric gas introduction port, a generated gas discharge port, a thermal decomposition device provided with heating means, and the thermal decomposition device. It is composed of a heat recycling device that stores the heat to be generated and supplies the heat required for the heat decomposition device to the heat decomposition device, and heat generated from the heat decomposition device between the heat decomposition device and the heat recycling device.
  • a heat recycling device that stores the heat to be generated and supplies the heat required for the heat decomposition device to the heat decomposition device, and heat generated from the heat decomposition device between the heat decomposition device and the heat recycling device.
  • Atmospheric gas introduction port and generated gas discharge port for introducing atmospheric gas from the atmospheric gas generator, a pyrolysis device equipped with heating means, and A heat recycling device that supplies the heat required for the pyrolysis device, and It is a pyrolysis system composed of
  • the heat recycling device includes at least one heat storage tank that applies heat to the atmospheric gas introduced from the atmospheric gas inlet.
  • the pyrolysis system further includes a second gas flow path for passing the gas discharged from the generated gas discharge port of the thermal decomposition device through the heat storage tank, and receives heat from the gas from the generated gas discharge port.
  • the gas heating flow path has a gas heating flow path according to the thermal decomposition temperature at a predetermined stage, and a flow path switching means for switching the gas heating flow path according to the thermal decomposition temperature at the predetermined stage. 5.
  • thermo decomposition system further comprising a bypass flow path for introducing the atmospheric gas directly from the gas introduction flow path to the gas discharge flow path without passing through the gas heating flow path.
  • an atmospheric gas inlet and a generated gas discharge port for introducing an atmospheric gas from an atmospheric gas generator, a pyrolysis device provided with a heating means, and heat recycling for supplying heat required for the pyrolysis device.
  • a pyrolysis system consisting of an apparatus is provided.
  • the heat recycling device of this system includes at least one heat storage tank that applies heat to the atmospheric gas introduced from the atmospheric gas inlet, and is a gas introduction flow path from the atmospheric gas generator to the heat storage tank of the heat recycling device.
  • a gas heating flow path from the inlet to the heat storage tank to the outlet of the heat storage tank, and a gas discharge flow path from the outlet of the heat storage tank to the gas introduction port of the thermal decomposition are provided, and the atmospheric gas is heated by the gas.
  • the heat stored in the heat storage tank can be effectively utilized to suppress the energy consumption in the thermal decomposition apparatus.
  • energy consumption can be further suppressed by providing a second heat storage tank that is connected to the heat storage tank by a car scale to heat the heat storage tank or receive heat from the heat storage tank.
  • An external heat source can be used as the heat source for supplying heat to the heat storage tank, but it is more efficient to return the heat generated from the external heat source and the pyrolyzer to the heat storage tank instead of the external heat source. It is possible to reduce the energy consumption of the thermal decomposition device.
  • thermo decomposition system of this invention It is the schematic which shows the thermal decomposition system of this invention. It is a drawing which shows an example of the external heat source in the thermal decomposition system of FIG. It is the schematic which shows an example of the thermal decomposition system which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a drawing which shows the state when the system of FIG. 3 is operated at a low temperature. It is a drawing which shows the state when the system of FIG. 3 is operated at a medium temperature. It is a drawing which shows the state when the system of FIG. 3 is operated at a high temperature. It is a flowchart which shows the flow of heat application of the atmosphere gas of this invention. It is a drawing which shows the state at the time of cooling the system of FIG.
  • the thermal decomposition system of the present invention includes an atmospheric gas introduction port 12 and a generated gas discharge port 13 for introducing atmospheric gas from the atmospheric gas generator 41, and a thermal decomposition device 10 provided with a heating means 14. It is composed of a heat recycling device 20 that supplies the heat required for the heat decomposition device 10 to the heat decomposition device 10.
  • the pyrolysis apparatus 10 constituting the pyrolysis system of the present invention has a specific purpose, for example, for oiling waste plastic, for oiling biomass chips, organic waste treatment, thermal decomposition treatment of medical waste, and the like. It may be a dedicated system for the purpose, or it may be a multipurpose pyrolyzer that can be processed according to the processed product used by switching the mode and the product (oil, gas, char, etc.) obtained by the processing.
  • the heating device to be used may also use fossil fuel such as petroleum or gas, or may be an electric heating type.
  • a heat storage tank (high temperature side) capable of storing heat at a high temperature, for example, up to 550 ° C. may be used as the heating means.
  • the atmospheric gas to be used can also be selected according to the purpose, and may be an inert gas such as nitrogen, superheated steam, or both.
  • the thermal decomposition conditions are not particularly limited, but preferably include a thermal decomposition treatment in a temperature range in which the atmospheric gas heat-fed by the heat recycling apparatus of the present invention can be used as it is, for example, a temperature range of 550 ° C. or lower. It is more preferable to complete the thermal decomposition treatment in a temperature range of 550 ° C. or lower from the viewpoint of energy reduction.
  • the heat recycling device 20 constituting the thermal decomposition system of the present invention includes a heat storage tank 21 for applying heat to the atmospheric gas introduced from the atmospheric gas introduction port 12, for example, nitrogen gas or (superheated) steam.
  • the heat storage tank 21 is a tank filled with a heat medium corresponding to the temperature range to be used, and has a role of storing the heat supplied to the heat medium and applying the stored heat to the atmospheric gas used in the present invention. is doing.
  • (Synthetic) Oil, molten salt, etc. act as a heat medium, but when heat is stored at a temperature of up to about 400 ° C, a conventionally known synthetic oil-based heat medium is used up to 550 ° C. be able to.
  • the heat recycling apparatus of the present invention may be composed of one heat storage tank, but receives heat from a second heat storage tank for supplying heat to the heat storage tank to be used or heat storage tank to be used. It is preferable to have a second heat storage tank. Further, it is preferable to have a plurality of heat storage tanks corresponding to the heat treatment steps (meaning that, for example, drying is included in addition to the thermal decomposition) performed by the thermal decomposition system of the present invention. That is, in a preferred embodiment of the present invention, the heat storage tank is connected by a car scale.
  • the heat recycling apparatus 20 stores heat in a low temperature heat storage tank 21L (synthetic oil-based heat medium) for storing heat at a low temperature, for example, about 250 ° C., and heat at a temperature of about 400 ° C. 3 of a medium-temperature heat storage tank 21M (synthetic oil-based heat medium), a medium-temperature heat storage tank 21M, and a high-temperature heat storage tank 21L (molten salt-based heat medium) for applying heat to the low-temperature heat storage tank 21L via the medium-temperature heat storage tank 21M.
  • An example is a heat recycling device 20 composed of a heat storage tank connected to a car scale of the tank, but the present invention is not limited thereto.
  • the high temperature heat storage tank 21H is a high temperature heat storage tank that can be easily realized by a nitrate-based molten salt that can store heat up to 550 ° C.
  • heat is actually supplied to the thermal decomposition apparatus 10 by supplying heat to the high-temperature heat storage tank 21L by the external heat source 31 via the flow path Fo or by directly heating and supplying heat.
  • heat is supplied to the lower (lower temperature) heat storage tanks 21M and 21L (via the upper heat storage tank M) that have consumed heat.
  • the heat stored in the low temperature heat storage tank 21L and the low temperature heat storage tank 21M is supplemented by the high temperature heat storage tank 21L when consumed by the pyrolysis apparatus 10. Can be done.
  • an external heat source 31 that supplies heat to the upper high-temperature heat storage tank 21H or, in some cases, to the medium-temperature heat storage tank 21M, heat generated by combustion of hydrocarbons generated by solar heat and thermal decomposition, a rotating body (for example, a windmill, a water wheel, etc.) ), The heat generated by applying a load, the exhaust gas generated from the combustion engine, and the combination thereof.
  • the solar heat collection panel By focusing the solar heat collection panel so as to collect the target temperature, the heat in the temperature range of 550 ° C corresponding to the high temperature heat storage tank 21L and the temperature range of 400 ° C corresponding to the medium temperature heat storage tank 21M The heat can be collected and supplied to the corresponding heat storage tank. Therefore, when heat is stored in the high-temperature heat storage tank 21H and the medium-temperature heat storage tank 21M, solar heat collection panels are installed individually.
  • the heat generated and discharged by thermal decomposition differs depending on the thermal decomposition conditions.
  • the exhaust gas generated during the thermal decomposition in the 350 ° C. to 450 ° C. band is the heat source of the medium temperature heat storage tank 21M and the low temperature heat storage tank 21L. Can be used for.
  • the heat generated by the combustion of the external combustion engine or internal combustion engine can be used as a heat source for the high temperature heat storage tank 21H or the medium temperature heat storage tank 21M depending on the generated heat conditions. It is also possible to burn the gas or oil generated by the pyrolysis apparatus 10 to use it as a heat source.
  • the heat supplied from the external heat source 31 is used as it is as the heat energy as the main energy (heat energy) in the heat treatment step in the thermal decomposition apparatus 10, so that the electric energy is used as the thermal energy.
  • the heat energy as the main energy (heat energy) in the heat treatment step in the thermal decomposition apparatus 10.
  • the electric energy is used as the thermal energy.
  • thermal decomposition system of the present invention was created based on the technical idea that the heat acquired in the heat storage tank is used as it is as thermal energy for thermal decomposition.
  • the heat generated from the pyrolysis apparatus 10 is also heat. It is used by returning to the recycling device 20.
  • a pyrolysis system that makes more effective use of thermal energy has become feasible for the first time by the present invention.
  • the first embodiment shows an example in which the thermal decomposition system of the present invention is executed in a multi-step heat treatment step.
  • the term "multi-stage heat treatment step" used in the present invention refers to a heat treatment step (not thermal decomposition) such as drying of a raw material or two or more thermal decomposition steps (for example,) having different temperature conditions in a thermal decomposition apparatus. It means (when pyrolysis such as melting, gasification, and carbonization is performed twice or more in different temperature zones).
  • a higher temperature that cannot be executed by applying heat from the heat storage tank of the present invention.
  • the thermal decomposition treatment in the above is also within the scope of the present invention, but in this case, a one-step case can be assumed. Pyrolysis of medical waste can be mentioned as a thermal decomposition at such a high temperature.
  • thermo decomposition system of the present invention is operated in a cycle in which waste plastic such as marine plastic is dried in a thermal decomposition apparatus 10 in a nitrogen atmosphere, the plastic is melted, then carbonized, and then cooled.
  • waste plastic such as marine plastic
  • thermal decomposition apparatus 10 in a nitrogen atmosphere
  • heat treatment is performed in three steps of drying, melting, and carbonization (of which melting and carbonization are thermal decomposition steps).
  • the pyrolysis system includes a pyrolysis apparatus 10 having a heating means (for example, a heater) (not shown), a low temperature heat storage tank 21L (about 250 ° C., based on synthetic oil), and a medium temperature heat storage tank 21M (400 ° C. synthetic oil). It is mainly composed of a heat recycling device 20 provided with three heat storage tanks (base) and a high temperature heat storage tank 21H (550 ° C. molten salt base). In these heat storage tanks, the heat storage state is monitored by a thermometer (not shown), for example, a thermocouple. In the heat recycling apparatus 20 shown in FIG. 6, the arrangement of the low temperature heat storage tank 21L, the medium temperature heat storage tank 21M, and the high temperature heat storage tank 21H is reversed for the purpose of facilitating the explanation.
  • a heating means for example, a heater
  • a low temperature heat storage tank 21L about 250 ° C., based on synthetic oil
  • a medium temperature heat storage tank 21M 400 ° C. synthetic oil
  • the thermal decomposition device 10 uses nitrogen gas as the atmospheric gas.
  • the nitrogen gas is separated into oxygen gas and nitrogen gas by PSA, which is an atmospheric gas generator 41, and the separated nitrogen gas is passed through the flow paths F1 to F3 at a predetermined pressure (normal temperature) to heat to a predetermined temperature. Or directly introduced into the thermal decomposition apparatus 10 from F4.
  • the flow paths F1 to F4 are provided with three three-way valves V1 to V3, and V1 directly introduces nitrogen gas into the thermal decomposition device 10 without going through the flow paths F1 on the heat storage device side and the heat storage device.
  • This is a valve for switching to any of the bypass flow paths F4.
  • V2 is a valve that switches the flow path from the low temperature heat storage tank 21L to the pyrolysis device 10 side and the flow path to the medium temperature heat storage tank 21M side
  • V3 is the flow path from the medium temperature heat storage tank 21L to the pyrolysis device 10 side. It is a valve that switches the flow path to the high temperature heat storage tank 21M side.
  • the atmospheric gas when heat is applied to the atmospheric gas in the medium temperature heat storage tank 21M, the atmospheric gas is applied heat in the medium temperature heat storage tank 21M via the low temperature heat storage tank 21L, but the high temperature heat storage tank is also used.
  • the atmospheric gas when heat is applied to the atmospheric gas in 21H, the atmospheric gas is applied in the high temperature heat storage tank 21H via the low temperature heat storage tank 21L and the medium temperature heat storage tank 21M, but the present invention is not limited to this.
  • the three-way valve V1 is switched to the flow path F4 side and heated to a predetermined temperature by the gas heating device 42, and the thermal decomposition device 10 is used. It is introduced into the furnace 11.
  • This bypass flow path F4 is also used when introducing a normal temperature gas that has not been heat-applied during the cooling step described later.
  • the amount of heat storage is insufficient and low-temperature atmospheric gas is sent directly from the bypass flow path, or when heating is insufficient by applying heat in the heat storage tank (when thermal decomposition is performed at a higher temperature such as medical waste treatment). Included), it is preferable to heat the gas in the gas heating device 42 and then introduce the gas into the thermal decomposition device 10.
  • a gas heating device 10 it is preferable to use a high-frequency induction heating device known in the art for generating superheated steam, but the present invention is not limited to this, and the device applies heat to the atmospheric gas.
  • the temperature inside the carbonization device is not particularly limited as long as it is more energetic than adjusting the temperature by the heating device of the heating device.
  • the discharge side of the pyrolysis device 10 and the heat recycling device 20 are subjected to post-treatment (not shown) with the flow paths FO1 to FO3 for applying heat to the pyrolysis device 10 as necessary. It is connected by a flow path FO4 for discharging to the outside.
  • Three-way valves V4 and V5 are provided in these flow paths FO1 to FO4, respectively.
  • V4 is a three-way valve for guiding the discharged gas to the flow path FO1 side for introducing it to the heat storage device side or to the outside of the system
  • V5 is a three-way valve for guiding the discharged gas to the low temperature heat storage device 21L side or the medium temperature heat storage device 21M side. It is a three-way valve for guiding.
  • the high-temperature heat storage tank 21L side is connected to the above-mentioned external heat source 31 via, for example, a flow path FOH, and the heat consumed by the pyrolysis apparatus 10 is supplied from the external heat storage source 31 to the high-temperature heat storage tank 21H. It is configured to supplement.
  • the method of supplying heat from the external heat source 31 to the high-temperature heat storage tank 21H is not particularly limited. For example, when the temperature of the high-temperature heat storage tank 21H measured by a thermocouple (not shown) becomes lower than a predetermined first threshold value. , The flow path FOH is opened to supply heat, and when the temperature of the high temperature heat storage tank 21H becomes higher than a predetermined second threshold value, it can be achieved by closing the flow path FOH and stopping the heat supply. ..
  • the thermal decomposition system of the first embodiment shown in FIG. 3 first performs a residual heat operation.
  • This operation is a heat treatment operation in which the inside of the furnace 11 of the thermal decomposition apparatus 10 is replaced with nitrogen gas and the wet waste plastic to be treated is dried.
  • the temperature condition in the furnace of the pyrolysis device 10 is 150 ° C. (atmospheric pressure + ⁇ pressure) in the nitrogen stream. Therefore, the three-way valve V1 is set on the F1 side and the three-way valve V2 is set on the thermal decomposition device side, and the nitrogen gas generated from the atmospheric gas generator 41 is sent to the low-temperature heat storage tank 21L at a flow rate that reaches a predetermined pressure at a predetermined temperature. It is introduced into the thermal decomposition apparatus 10 via the above. With this configuration, nitrogen gas is introduced into the pyrolysis apparatus 10 in the low temperature heat storage tank 21L at a temperature slightly higher than 150 ° C. (shown by the solid line in FIG. 4).
  • the inside of the furnace 11 is gradually heated by the atmospheric gas and reaches 150 ° C. under the target nitrogen atmosphere. Then, the air in the furnace 10 and the water in the waste plastic evaporate and are discharged from the discharge port. At this time, the three-way valve V4 opens the flow path FO4 side to the outside of the system, and discharges this gas (air mixed gas as the initial flow, nitrogen / water vapor gas) to the outside of the system through the flow path FO4 (in FIG. 4). Flow path shown by solid line).
  • the high-temperature heat storage tank 21H is heated by the external heat source 31, and the heat consumed in the low-temperature heat storage tank 21L is supplemented via the medium-temperature heat storage tank 21M (hereinafter, the same applies).
  • the end of this residual heat process can be forcibly terminated after a lapse of a predetermined time, or it can be terminated when the moisture in the exhaust gas is monitored and the moisture in the exhaust gas becomes less than the predetermined time.
  • the thermal decomposition treatment is performed at a temperature of about 300 ° C. under a nitrogen atmosphere (for example, 0.1 to 1 MPa, preferably 0.1 to 0.2 MPa). (Near normal pressure) for a predetermined time).
  • a nitrogen atmosphere for example, 0.1 to 1 MPa, preferably 0.1 to 0.2 MPa. (Near normal pressure) for a predetermined time).
  • nitrogen which is an atmospheric gas
  • the atmospheric gas generator 41 is discharged from the atmospheric gas generator 41 at a flow rate so as to have a predetermined pressure, and as shown by the solid line portion in FIG. 5, the flow staying in the low temperature heat storage tank 21L and the medium temperature heat storage tank 21M. It is introduced into the furnace 11 of the pyrolysis apparatus 10 at a predetermined temperature (about 300 ° C., which is the thermal decomposition temperature) through the path (three-way valve V1: F1 side open, V2: F2M side (medium temperature heat storage tank 21M side) open). , V3: Pyrolysis side open). If the amount of heat to be applied is insufficient, it can be further heated using a gas heating device. The nitrogen gas heated by retaining the nitrogen gas in this flow path is supplied until the thermal decomposition step is completed.
  • the gas discharged from the generated gas discharge port is nitrogen gas having a temperature of about 300 ° C., so-called synthetic gas, etc., and passes through a flow path for applying heat via the low temperature heat storage tank 21L (solid line in FIG. 5).
  • the flow path shown by) is processed according to a conventional method.
  • the discharged gas can be used as a heat source for heating the high temperature heat storage tank 21H by combustion.
  • the temperature inside the furnace 11 is maintained by the atmospheric gas to which heat is applied for a predetermined thermal decomposition treatment time, for example, 30 minutes to 90 minutes, and the insufficient portion is supplementarily heated by a heating means (not shown), so that the energy consumption is extremely high. Few. A part of the energy consumption is supplemented by the discharged gas, and most of the energy is supplemented by the external heat source 31.
  • carbonization treatment is performed at a temperature of about 450 ° C. in a nitrogen atmosphere as shown in FIG. 6 (for example, 0.1 to 1 MPa, preferably 0.1 MPa). ⁇ 0.2 MPa (near normal pressure) for a predetermined time).
  • nitrogen which is an atmospheric gas
  • the atmospheric gas generator 41 is discharged from the atmospheric gas generator 41 at a flow rate such that the pressure becomes a predetermined pressure, and the low-temperature heat storage tank 21L, the medium-temperature heat storage tank 21M, and the high-temperature heat storage tank as shown by the solid line in FIG. It is introduced into the furnace 11 of the thermal decomposition apparatus 10 at a predetermined temperature (about 450 ° C.) through a flow path that stays in 21H (three-way valve V1: F1 side open, V2: F2M side (medium temperature heat storage tank 21M side). Open, V3: High temperature heat storage tank 21H side open). If the amount of heat to be applied is insufficient, it can be further heated using a gas heating device. Similar to the thermal decomposition treatment step shown in FIG. 5, in the carbonization step shown in FIG. 6, the nitrogen gas heated by retaining the nitrogen gas in this flow path is supplied until the thermal decomposition step is completed. ..
  • the gas discharged from the generated gas discharge port is nitrogen gas having a temperature of about 450 ° C., so-called synthetic gas, etc., and passes through a flow path for applying heat via the medium temperature heat storage tank 21H (solid line in FIG. 6).
  • the flow path shown by) is processed according to a conventional method.
  • the discharged gas can be used as a heat source for supplying heat to the high-temperature heat storage tank 21H by combustion as in the process shown in FIG.
  • the temperature inside the furnace 11 is maintained by the atmospheric gas to which heat is applied for a predetermined carbonization treatment time, for example, 1 hour to several hours, and the insufficient portion is supplementarily heated by a heating means (not shown), so that the energy consumption is extremely small. .. A part of the energy consumption is supplemented by the discharged gas, and most of the energy is supplemented by the external heat source 31.
  • the heating conditions of the gas generated from the atmospheric gas generator 41 can be changed according to the heat holding amount of each of the heat storage tanks 21H, 21M, 21L and the like.
  • the amount of heat retained in each of the heat storage tanks 21H, 21M, and 21L is measured from the volume of each tank, the known heat storage capacity determined according to the material, the current temperature due to a thermoelectric pair (not shown), and the like.
  • the atmospheric gas that has passed through the bypass flow path F4 can be constantly and economically operated by heating it with the gas heating device 42.
  • Heating the atmospheric gas by the gas heating device 42 for example, induction heating is very economical because it requires less energy than the heating by the heating means 14 of the pyrolysis device 10.
  • the temperature inside the furnace 11 of the pyrolysis apparatus 10 is lowered to cool the residue treated by the pyrolysis system of the present invention.
  • the nitrogen gas at room temperature from the atmospheric gas generator 42 is introduced into the furnace 11 of the thermal decomposition device 10 through the bypass flow path 4F with the valve V1 open on the flow path F4 side and at room temperature. ..
  • the temperature inside the furnace 11, which is in a high temperature state is gradually lowered or switched to cooling to end all the steps of the pyrolysis treatment.
  • the temperature of the discharged gas gradually decreases from a high temperature (450 ° C) to near normal temperature. Therefore, for example, as shown in FIG. 9, the flow path is switched according to the temperature of the discharged gas, the heat of the discharged gas is efficiently recovered in the heat storage tank 21M, then the heat storage tank 21L, and then the exhaust gas is finally collected in the system. Release to the outside.
  • the thermal decomposition system according to the first embodiment of the present invention has been described above, but the system of the present invention is not limited to this.
  • the first embodiment when heat is applied to the atmospheric gas, heat is applied by the heat storage tank 21L at low temperature, heat is continuously applied by the heat storage tank 21M following the heat storage tank 21L at medium temperature, and heat is applied at high temperature.
  • continuous heat application was performed by the heat storage tanks 21L, 21M and 21H, in the second embodiment shown in FIG. 10, a low temperature N2 line, a medium temperature N2 line and a high temperature N2 line are respectively provided with heat by a single heat storage tank. It is also within the scope of the present invention to provide.
  • a check valve CV1 is provided so that the atmospheric gas staying in the low temperature heat storage tank 21L does not flow back to the high temperature side, and a check valve is provided so that the atmospheric gas staying in the medium temperature heat storage tank 21M does not flow back to the high temperature side.
  • Each valve CV2 is provided in the flow path on the thermal decomposition apparatus 10 side.
  • the residence time in the heat storage tank is prioritized, but in the second embodiment, the configuration line is simplified and the control is also simplified. Note that, in FIG. 10, only the heat application line different from that of the first embodiment is shown, but the other lines are the same and are omitted.
  • first embodiment and the second embodiment in combination.
  • FIG. 1 a third embodiment of the thermal decomposition system of the present invention will be described with reference to FIG.
  • This embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment in that it is a pyrolysis system using superheated steam as an atmospheric gas. Therefore, the heat application to the atmospheric gas is described as a representative of the heat application in the same line as in the first embodiment, but the heat application is not limited to the heat application line in the first embodiment, and the second embodiment is not limited to the heat application line.
  • An embodiment or a combination of the first embodiment and the second embodiment is also possible, but since these configurations are the same as those of the first embodiment and the second embodiment, the description thereof will be omitted.
  • superheated steam is used as the atmospheric gas, it is necessary to provide a superheated steam generation line unlike the first and second embodiments.
  • Superheated steam is obtained by heating water from a water source with a boiler or the like to generate steam, which is further heated to a predetermined temperature to obtain superheated steam.
  • the gas discharged from the thermal decomposition apparatus 10 is heat-exchanged with water of a water source (not shown) to supply hot water to the hot water supply tank 41A, and the boiler 41 generates water vapor as an atmospheric gas. ..
  • the present invention can be widely utilized without being limited to these embodiments.
  • the object to be processed shown in FIG. 12 is processed in one step or in multiple steps by the system of the present invention to achieve the object after the treatment.
  • thermal decomposition system of the present invention may be provided as a multipurpose processing system for processing by switching these temperature ranges and atmospheric gases to set conditions according to the processing purpose, or for a specific application. It may be a system specialized for.
  • the heat recycling system used in the present invention can be applied to a wide variety of consumption systems in addition to supplying heat to the pyrolyzer.
  • the consumption system is a power generation system that uses heat to generate heat (for example, a steam turbine type power generation system, an organic Rankin cycle type power generation system, a power generation system using a sterling engine, etc.), heating of air and other atmospheric gases, and heat exchange by a heat pump.
  • Gas cooling for sterilization and air conditioning
  • gas temperature control such as cooling with a sterling cooler (realization of ultra-low temperature and application to environments that require a large amount of cooling such as server rooms), water temperature control
  • It can be widely applied to hot water supply for boilers, etc. (including steam generation for sterilization, steam generation for power generation, steam generation when superheated steam is used as atmospheric gas in this system), cold water supply, etc. It can be suitably applied to plant cultivation, cultivation, etc. by adjusting (air conditioning, water temperature control).
  • heat can be utilized in a friendly manner.
  • thermo decomposition system of the present invention is also within the scope of the present invention.
  • an atmospheric gas inlet and a generated gas discharge port for introducing an atmospheric gas from an atmospheric gas generator, a pyrolysis device provided with a heating means, and heat recycling for supplying heat required for the pyrolysis device.
  • a pyrolysis system consisting of an apparatus is provided.
  • the heat recycling device of this system includes at least one heat storage tank that applies heat to the atmospheric gas introduced from the atmospheric gas inlet, and is a gas introduction flow path from the atmospheric gas generator to the heat storage tank of the heat recycling device.
  • a gas heating flow path from the inlet to the heat storage tank to the outlet of the heat storage tank, and a gas discharge flow path from the outlet of the heat storage tank to the gas introduction port of the thermal decomposition are provided, and the atmospheric gas is heated by the gas.
  • the heat stored in the heat storage tank can be effectively utilized to suppress the energy consumption in the thermal decomposition apparatus.
  • energy consumption can be further suppressed by providing a second heat storage tank that is connected to the heat storage tank by a car scale to heat the heat storage tank or receive heat from the heat storage tank.
  • An external heat source can be used as the heat source for supplying heat to the heat storage tank, but it is more efficient to return the heat generated from the external heat source and the pyrolyzer to the heat storage tank instead of the external heat source. It is possible to reduce the energy consumption of the thermal decomposition device.
  • Thermal decomposition device 11 Thermal decomposition furnace 12 Atmospheric gas inlet 13 Generated gas discharge port 14 Heating means 21L, 21M, 21M Heat storage tank 31 External heat source 41 Atmospheric gas generator 42 Gas heating device 43 Fuel tank F1 Gas introduction flow path F2 Gas Heating flow path F3 Gas discharge flow path F4 Bypass flow path FO1, FO2, FO3, FO4 Discharge gas side flow path V1, V2, V3, V4, V5 Three-way valve

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Abstract

熱分解により消費するエネルギを極力抑えた熱分解システムは、雰囲気ガス発生装置４１からのガスを導入する雰囲気ガス導入口１２と発生ガス排出口１３と、加熱手段１４を備えた熱分解装置１０と、必要な熱を供給する熱リサイクル装置２０とから構成される。熱リサイクル装置２０は、雰囲気ガスに熱を付与する蓄熱槽２１Ｌ，Ｍ，Ｎを備え、雰囲気ガス発生装置１０から蓄熱槽に至るまでのガス導入流路Ｆ１、蓄熱槽への入口から前記蓄熱槽の出口までのガス加熱流路Ｆ２、蓄熱槽２１Ｌ，Ｍ，Ｎの出口から熱分解のガス導入口までのガス排出流路Ｆ３を備え雰囲気ガスを、ガス加熱流路Ｆ２により加熱する。

Description

熱分解システム
　本発明は、熱分解システムに関する。より詳しく述べると、熱エネルギの使用量を削減した熱分解システムに関する。
　熱分解とは有機物を無酸素（低酸素）状態で加熱することにより、揮発成分、分解生成物等様々な成分の合成ガスが発散させ炭素分のみの固形物、炭化物を残す化学的分解である。例えば、廃有機物、木質バイオマス、廃プラスチック、廃タイヤなどを熱的にガス、炭、オイルに分解することであり、そのため熱分解を行う装置（炉）を炭化装置（炭化炉）、ガス化装置（ガス化炉）と呼ぶこともある。
　有機物の熱分解により発生したガスは、合成ガス（Ｓｙｎガス）と呼ばれメタン、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等から構成されており、一般には発電や蒸気ボイラ用の燃料として使用されている。一方、オイルは、オイルは合成ガスの冷却時に製造されるもので軽油相当のオイルとして燃料として使用されている。また、炭（チャー）は、土壌改良剤、肥料等に活用される場合もある。
　このような目的で有機物を熱分解する場合、熱分解炉内の温度と滞留時間を調整することによって、オイル、合成ガス、チャー等の目的物をより多く得ることができることが知られている。
　特許文献１には、廃プラスチックを、触媒を用いることなく簡易な方法で分解、分離して、工業的に実用可能な燃料油を得ることができる廃プラスチックの油化方法として、廃プラスチックを反応容器に導入する導入ステップと、前記反応容器内に水蒸気を導入し、前記反応容器内の温度を１８０℃～３００℃の温度を維持するよう加熱しながら、前記廃プラスチックを溶融する溶融ステップと、前記反応容器内から水蒸気を排出し、前記反応容器内の温度を３５０℃～４５０℃に昇温して、溶融した前記廃プラスチックを熱分解する熱分解ステップと、前記廃プラスチックの熱分解生成物を前記反応容器から気体として排出し、冷却して液体として回収する回収ステップと、を含む油化方法が開示されている。
　特許文献１によると、図１４に示す通りヒータにより炉内温度を飽和水蒸気下８０℃～３００℃　に加熱して１～２時間保持して廃プラスチックを溶融し、３５０℃～４５０℃　の温度で２～８時間加熱保持して、廃プラスチックを低分子量の炭化水素混合物に熱分解している。図１４中、一点鎖線は、溶融ステップがない場合の炉内での加熱時の時間と温度の関係を示し、実線が溶融ステップがある場合の加熱時の時間と温度の関係を示している。
　そして、特許文献１によると廃プラスチックの油化処理を、飽和水蒸気存在下１８０℃～３００℃の温度範囲で加熱する溶融ステップと、３５０℃～４５０℃の温度範囲で加熱するガス化ステップの２段階に分けて行うことにより、炭素数が４～１９の炭化水素類を、他の高分子量の炭化水素類の混入割合を低減しながら、効率よく得ることができると記載されている。
　また、特許文献２には、低温分解手段において処理物を２１０℃から３２０℃の温度範囲で窒素ガス雰囲気下で熱分解して高分子化合物を除去し、４１０℃から５３０℃の温度範囲で加熱を行い、高分子化合物を除去した後の処理物を固定炭素とその他の組成に分離させる２段階の熱分解によりセシウムをガス化して分離する方法が開示されている。
　特許文献２によると、すべての工程にける稼働、作動、加温、制御等は全て電力を利用しており、特に組成分離時の加温も全て電気を使用しているため、作業時の分解ガスの発生総量も従来の炭素素材の製造方式と比較してはるかに少なくて済み、大気放出のガスも生の成分ガスのため、対応機器を装備することで大気放出を全くしないようにすることも可能であると記載されている（段落［００３０］）。
　エネルギコストを削減した熱分解方法として、本発明者等が先に出願した特許文献３の熱分解システムは、炭素質原料、特に生ゴミ、廃プラスチック等の混合系の廃棄物等の有機性廃棄物を熱分解によりオイルを製造する熱分解システムであり、炭素原料を熱分解成分として所定の水分含有量まで乾燥する急速乾燥装置と、急速乾燥した熱分解成分を熱分解する熱分解炉と、熱分解により発生した粗製炭化水素ガスを過熱水蒸気の存在下で再度熱処理し、気体成分と、液体成分とに分離する分離塔と、分離塔に過熱水蒸気を送る過熱水蒸気発生装置と、分離した液体成分を精製する精製装置とから構成されている。そして、分離塔は、分離した気体を急速乾燥装置に送る配管を有しており、急速乾燥装置は、熱分解成分を乾燥した後の気体を浄化して系外に放出するためのガス浄化装置と配管を介して接続されている。
　そのため、特許文献３の熱分解システムは、湿っている特に生ゴミ、廃プラスチック等の混合系の廃棄物等の有機性廃棄物を熱分解により発生した熱で乾燥するのでエネルギを削減することが可能である。
特開２０１３－２８６８７号公報 特開２０１３－９２４４２号公報 特開２０１２－２２４８２９号公報
　特許文献１では溶融ステップとガス化ステップに分けて加熱条件を変えてエネルギの消費量を抑制しているが、長時間の電気の加熱によりかかるエネルギコストは、採算ベースとは言えない。また特許文献２では、電気制御により低温・高温の二段階で熱分解を行っているが、これはセシウムの除去を目的とするものでエネルギコストを度外視している。
　このように熱分解において、加熱するための熱源として、燃油、可燃ガスのような化石燃料からクリーンなエネルギとしての電気へとシフトしつつあるが、電気を使用することにより非常にエネルギコストが非常に高くなる。
　また、特許文献３の熱分解では、エネルギコスト削減を湿った原料の乾燥工程で行っているのに過ぎない。
　したがって、本発明の課題は、熱分解により消費するエネルギを極力抑えた熱分解システムを提供することである。
　本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、熱分解システムを、雰囲気ガス導入口と発生ガス排出口と、加熱手段を備えた熱分解装置と、前記熱分解装置で発生する熱を蓄熱し、そして前記熱分解装置に必要な熱を前記熱分解装置に供給する熱リサイクル装置とから構成し、熱分解装置とこの熱リサイクル装置との間で熱分解装置から発生する熱と熱分解装置で要求する熱をリサイクルすることによって上記課題を解決することができることを見出し本発明を創作するに至った。
　すなわち、本発明は、下記項目に関する。
１　雰囲気ガス発生装置からの雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入口と発生ガス排出口と、加熱手段を備えた熱分解装置と、
　前記熱分解装置に必要な熱を供給する熱リサイクル装置と、
から構成された熱分解システムであって、
　前記熱リサイクル装置は、前記雰囲気ガス導入口からの導入する雰囲気ガスに熱を付与する少なくとも１つの蓄熱槽を備え、
　前記雰囲気ガス発生装置から前記熱リサイクル装置の蓄熱槽に至るまでのガス導入流路、前記蓄熱槽への入口から前記蓄熱槽の出口までのガス加熱流路、前記蓄熱槽の出口から前記熱分解のガス導入口までのガス排出流路を備え、
　前記雰囲気ガスを、前記ガス加熱流路により加熱することを特徴とする。
２　前記熱分解システムは、さらに前記熱分解装置の発生ガス排出口から排出されたガスを前記蓄熱槽を通過させる第２のガス流路を備え、前記発生ガス排出口からのガスから受熱することを特徴とする１に記載の熱分解システム。
３　前記熱リサイクル装置は、さらに前記蓄熱槽とカースケード接続され前記蓄熱槽を加熱するあるいは前記蓄熱槽からの熱を受熱する第２の蓄熱槽を備えたことを特徴とする１に記載の熱分解システム。
４　前記蓄熱槽又は前記第２の蓄熱槽は、外部からの熱源と接続されこれらの熱源からの熱が供給されることを特徴とする３に記載の熱分解システム。
５　前記熱分解装置は、異なる温度帯域で多段階で熱処理工程を実施し、前記熱リサイクル装置は、前記各工程に対応する温度帯域の蓄熱槽を備えていることを特徴とする３に記載の熱分解システム。
６　前記第２のガス流路は、排出ガスの温度に応じた蓄熱槽を加熱するように切り替えることを特徴とする３に記載の熱分解システム。
７　前記ガス加熱流路は、所定の段階における熱分解温度に応じたガス加熱流路を有しており、前記所定の段階における熱分解温度に応じてガス加熱流路を切り替える流路切替手段を備えたことを特徴とする５に記載の熱分解システム。
８　前記ガス導入流路から前記ガス加熱流路を介さず直接前記ガス排出流路に前記雰囲気ガスを導入するバイパス流路を備えたことを特徴とする３に記載の熱分解システム。
９　前記ガス排出流路は、雰囲気ガスを加熱するガス加熱装置を有することを特徴とする３に記載の熱分解システム。
１０　前記熱リサイクル装置は、熱消費系と接続されていることを特徴とする３に記載の熱分解システム。
１１　１から１０に記載の熱リサイクル装置。
　本発明によると、雰囲気ガス発生装置からの雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入口と発生ガス排出口と、加熱手段を備えた熱分解装置と、前記熱分解装置に必要な熱を供給する熱リサイクル装置と、から構成された熱分解システムが提供される。このシステムの熱リサイクル装置は、雰囲気ガス導入口からの導入する雰囲気ガスに熱を付与する少なくとも１つの蓄熱槽を備え、雰囲気ガス発生装置から熱リサイクル装置の蓄熱槽に至るまでのガス導入流路、前記蓄熱槽への入口から前記蓄熱槽の出口までのガス加熱流路、前記蓄熱槽の出口から前記熱分解のガス導入口までのガス排出流路を備え、前記雰囲気ガスを、前記ガス加熱流路により加熱するので、蓄熱槽により蓄熱した熱を有効活用して熱分解装置でのエネルギ消費量を抑制することができる。特に本発明の熱分解装置において蓄熱槽とカースケード接続され前記蓄熱槽を加熱するあるいは前記蓄熱槽からの熱を受熱する第２の蓄熱槽を備えることによりエネルギ消費量をより抑制することができる。
 
　蓄熱槽に熱を供給する熱源として、外部熱源を用いることができるが、外部熱源に替えて、好ましくは外部熱源と熱分解装置より発生した熱を蓄熱槽にも戻すことにより、より効率的に熱分解装置の消費エネルギを削減可能である。
本発明の熱分解システムを示す概略図である。 図１の熱分解システムにおける外部熱源の一例を示す図面である。 本発明の第１実施形態にかかる熱分解システムの一例を示す概略図である。 図３のシステムを低温で操作した際の状態を示す図面である。 図３のシステムを中温で操作した際の状態を示す図面である。 図３のシステムを高温で操作した際の状態を示す図面である。 本発明の雰囲気ガスの熱付与のフローを示すフローチャートである。 図３のシステムを冷却する際の状態を示す図面である。 図３に示す熱分解システムにおける熱分解装置から発生し排出されるガス温度に応じたガスの流路の切替を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態にかかる熱分解システムの一例を示す概略図である。 本発明の第３実施形態にかかる熱分解システムの一例を示す概略図である。 本発明の熱分解システムの適用例を示す概略図である。 本発明の熱リサイクル装置の活用例を示す図面である。 従来技術における廃プラスチックの油化工程の時間と過熱温度の関係を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
　本発明の熱分解システムは、図１に示す通り、雰囲気ガス発生装置４１からの雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入口１２と発生ガス排出口１３と、加熱手段１４を備えた熱分解装置１０と熱分解装置１０に必要な熱を熱分解装置１０に供給する熱リサイクル装置２０とから構成されている。
　本発明の熱分解システムを構成する熱分解装置１０は、特定の目的、例えば廃プラスチックの油化用、バイオマスチップの油化用、有機性廃棄物処理、医療廃棄物の熱分解処理等特定の目的の専用のシステムであっても、あるいはモードを切り替えることによって使用する処理物や処理によって得られる生産物（オイル、ガス、チャー等）に応じて処理できる多目的熱分解装置であってもよい。
　また、使用する加熱装置も石油やガス等の化石燃料を使用してもよくあるいは電熱式であってもよい。さらに、高温、例えば５５０℃までの熱を蓄熱可能な蓄熱槽（高温側）を加熱手段としてもよい。
　また、使用する雰囲気ガスについても目的に応じて選択することができ窒素等の不活性ガスであっても過熱水蒸気であってもあるいは両者であってもよい。
　熱分解条件は、特に限定されるものではないが、本発明の熱リサイクル装置により熱付与した雰囲気ガスをそのまま使用できる温度帯域、例えば５５０℃以下の温度帯域での熱分解処理を含むことが好ましく、５５０℃以下の温度帯域で熱分解処理を完結することがエネルギの削減の観点からより好ましい。
　本発明の熱分解システムを構成する熱リサイクル装置２０は、雰囲気ガス導入口１２からの導入する雰囲気ガス、例えば窒素ガスや（過熱）水蒸気に熱を付与するための蓄熱槽２１を備えている。
　蓄熱槽２１は、使用する温度帯域に応じた熱媒で満たされたタンクであり熱媒に供給された熱を蓄熱するとともに蓄熱した熱を、本発明で使用する雰囲気ガスに付与する役割を有している。（合成）オイルや溶融塩等が熱媒として作用するが、４００℃程度までの温度で蓄熱する場合には従来公知の合成油系熱媒、５５０℃までは溶融塩系の熱媒を使用することができる。
　本発明の熱リサイクル装置は、１槽の蓄熱槽から構成することも可能であるが、使用する蓄熱槽に熱を供給するための第２の蓄熱槽または使用する蓄熱槽からの熱を受熱する第２の蓄熱槽を有することが好ましい。さらに、本発明の熱分解システムで実行する熱処理工程（熱分解に加えて例えば乾燥等を含むことを意味する）に対応する蓄熱槽を複数有していることが好ましい。すなわち、本発明の好ましい実施形態において蓄熱槽をカースケード接続する。
　以下、本発明において、熱リサイクル装置２０は、低温、例えば２５０℃程度の温度の熱を蓄熱するための低温蓄熱槽２１Ｌ（合成オイル系熱媒）と、４００℃程度の温度の熱を蓄熱するための中温蓄熱槽２１Ｍ（合成オイル系熱媒）と中温蓄熱槽２１Ｍ及び中温蓄熱槽２１Ｍを介して低温蓄熱槽２１Ｌに熱を付与するための高温蓄熱槽２１Ｌ（溶融塩系熱媒）の３槽のカースケード接続された蓄熱槽から構成された熱リサイクル装置２０を例示するがこれに限定されるものではない。
　高温蓄熱槽２１Ｈは、５５０℃まで蓄熱可能な硝酸塩系の溶融塩により容易に実現可能な高温の蓄熱槽である。例えば、図２に示す通り、外部熱源３１により高温蓄熱槽２１Ｌに流路Ｆｏを介して熱を供給することによってあるいは直接加熱して熱を供給することによって、実際に熱分解装置１０に熱を供給した結果熱を消費した下位（より低温の）蓄熱槽２１Ｍや２１Ｌ（上位の蓄熱槽Ｍを介して）に熱を供給する。より具体的には、後述の第１実施形態で詳細に説明する通り低温蓄熱槽２１Ｌや低温蓄熱槽２１Ｍに蓄熱された熱を、熱分解装置１０で消費した際に高温蓄熱槽２１Ｌにより補うことができる。
　上位の高温蓄熱槽２１Ｈにあるいは場合によっては中温蓄熱槽２１Ｍに熱を供給する外部熱源３１として、太陽熱、熱分解により発生した炭化水素の燃焼により発生する熱、回転体（例えば、風車、水車等）に負荷をかけることにより発生する熱、燃焼機関より発生した排ガス及びこれらの組み合わせがあげられる。
　太陽熱集熱パネルは、目的とする温度を集熱するように焦点を合わせることによって、高温蓄熱槽２１Ｌに対応する５５０℃の温度帯域の熱や中温蓄熱槽２１Ｍに対応する４００℃の温度帯域の熱を集熱して、集熱した熱を対応する蓄熱槽に供給することができる。そのため、高温蓄熱槽２１Ｈと中温蓄熱槽２１Ｍに蓄熱する場合は、各々個別に太陽熱集熱パネルを設置する。
　熱分解により発生し排出する熱は、熱分解条件により異なる。例えば、従来技術で示した図１０に記載の実線条件で熱分解を実施した場合、３５０℃～４５０℃帯域での熱分解の際に発生した排ガスは中温蓄熱槽２１Ｍ及び低温蓄熱槽２１Ｌの熱源に使用することができる。
　外燃機関や内燃機関の燃焼により発生する熱は、発生する熱条件によって高温蓄熱槽２１Ｈや中温蓄熱槽２１Ｍの熱源として使用できる。また、熱分解装置１０により発生するガスやオイルを燃焼させて熱源とすることも可能である。
　風車や水車等の回転体に負荷をかけることにより２５０℃～５００℃程度の熱が発生する。このような摩擦熱を外部熱源として使用することも考えられる。
　図２に示すような各種熱源により発生する熱のうち設置場所の条件にあった熱を外部熱源として使用することが可能であり、そのためこれらの外部熱源３１を用いてかなりの熱分解装置１０で熱分解を行う際に使用するエネルギを賄うことが可能となる。
　また、本発明の熱分解システムにおいて、このような外部熱源３１から供給された熱を熱エネルギとしてそのまま熱分解装置１０における熱処理工程における主たるエネルギ（熱エネルギ）に使用するので、電気エネルギを熱エネルギに変換して使用する従来の熱分解装置と比較してエネルギロスが少ない。
　すなわち、電気エネルギは、発電効率で示されるようにかなりエネルギ損失を伴って得られるエネルギである。例えば、発電効率７０％の場合３０％のエネルギが損失している。このようにエネルギ損失を伴って得られた電気エネルギをさらに所定のエネルギ変換効率で熱エネルギに変換して熱分解装置のクリーンなエネルギとして使用しているのが従来技術である。これに対して蓄熱槽に取得した熱をそのまま熱エネルギとして熱分解に使用するという技術的思想のもと創作されたのが本発明の熱分解システムである。
　このように、本発明の特定の実施形態において、熱リサイクル装置２０の熱源として、外部熱源を用いた例を示したが、本発明の好ましい実施形態において、熱分解装置１０から発生した熱も熱リサイクル装置２０にリターンして使用している。このように構成することによって、より熱エネルギを有効に活用した熱分解システムが本発明によってはじめて実現可能となった。
　以下、図３～図９に基づいて、本発明の熱分解システムを用いて熱分解を実施する具体例（第１実施形態）を説明する。
　第１実施形態は、本発明の熱分解システムを多段階の熱処理工程で実行する例を示す。なお、本発明で用いる用語「多段階の熱処理工程」とは、熱分解装置内で、原料の乾燥等の熱処理工程（熱分解ではない）や温度条件の異なる２以上の熱分解工程（例えば、異なる温度帯域で、溶融、ガス化、炭化等の熱分解を２回以上実行する場合）を意味する。なお、例えば、１段階目で本発明の範囲内の温度（すなわち、蓄熱槽からの熱付与で実行できる範囲）での熱分解後に、本発明の蓄熱槽からの熱付与では実行不能なより高温での熱分解処理も本発明の範囲内であるが、この場合には１段階の場合も想定できる。このような高温での熱分解として、医療用廃棄物の熱分解があげられる。
　第１実施形態では、海洋プラスチック等の廃プラスチックを、窒素雰囲気下で熱分解装置１０で乾燥し、プラスチックを溶融し、次いで炭化し、そして冷却するサイクルで本発明の熱分解システムを運転する例を示す。すなわち、乾燥・溶融・炭化の３工程で熱処理を行う（そのうち溶融・炭化は熱分解工程）。
　第１実施形態にかかる熱分解システムは、図示しない加熱手段（例えば、ヒータ）を有する熱分解装置１０と低温蓄熱槽２１Ｌ（約２５０℃、合成油ベース）、中温蓄熱槽２１Ｍ（４００℃合成油ベース）及び高温蓄熱槽２１Ｈ（５５０℃溶融塩ベース）の３槽の蓄熱槽を備えた熱リサイクル装置２０とから主として構成されている。これらの蓄熱槽には、図示しない温度計、例えば熱電対により蓄熱状態がモニタされている。なお、図６に示す熱リサイクル装置２０において、説明を容易にする目的で低温蓄熱槽２１Ｌ、中温蓄熱槽２１Ｍ及び高温蓄熱槽２１Ｈの配置を逆にしている。
　本実施形態において、熱分解装置１０は、雰囲気ガスに窒素ガスを使用する。窒素ガスは、雰囲気ガス発生装置４１であるＰＳＡにより空気を酸素ガスと窒素ガスに分離し、分離した窒素ガスを所定の圧力（常温）で流路Ｆ１～Ｆ３を通過させて所定の温度に熱を付与してあるいはＦ４から直接熱分解装置１０に導入する。
　流路Ｆ１～Ｆ４には、３つの三方バルブＶ１～Ｖ３が設けられており、Ｖ１は、窒素ガスを蓄熱装置側の流路Ｆ１及び蓄熱装置を介さず直接熱分解装置１０に窒素ガスを導入するバイパス流路Ｆ４のいずれかの流路に切り替えるバルブである。Ｖ２は低温蓄熱槽２１Ｌから熱分解装置１０側への流路と中温蓄熱槽２１Ｍ側への流路を切り替えるバルブであり、そしてＶ３は中温蓄熱槽２１Ｌから熱分解装置１０側への流路と高温蓄熱槽２１Ｍ側への流路を切り替えるバルブである。
　なお、第１実施形態では、例えば中温蓄熱槽２１Ｍで雰囲気ガスに熱を付与する場合、雰囲気ガスは低温蓄熱槽２１Ｌを介して中温蓄熱槽２１Ｍで熱を付与しているが、また高温蓄熱槽２１Ｈで雰囲気ガスに熱を付与する場合、雰囲気ガスは低温蓄熱槽２１Ｌ及び中温蓄熱槽２１Ｍを介して高温蓄熱槽２１Ｈで熱を付与しているが、本発明ではこれに限定されるものではなく、例えば、これらの前段の蓄熱槽を介さず直接目的とする蓄熱槽で雰囲気ガスに熱を付与することも本発明の範囲内である（図１０に示す第２実施形態参照）。
　また、対応する蓄熱槽２１Ｌ，Ｍ，Ｈの蓄熱量が不足している場合には、三方バルブＶ１を流路Ｆ４側に切り替えてガス加熱装置４２により所定温度に加熱して熱分解装置１０の炉１１内に導入する。このバイパス流路Ｆ４は後述する冷却工程の際に熱付与をしていない常温の気体を導入する際にも使用する。
　また、蓄熱量が不足でバイパス流路から直接低温の雰囲気ガスが送られる場合、蓄熱槽での熱付与では加熱が不十分の場合（医療用廃棄物処理等のより高温で熱分解する場合を含む）、このガス加熱装置４２で加熱してから熱分解装置１０に導入することが好ましい。このようなガス加熱装置１０として、過熱水蒸気の生成に用いられる当該技術分野に周知な高周波誘導加熱装置を使用することが好ましいがこれに限定されるものでなく、この装置で雰囲気ガスに熱付与して炭化装置内の温度を所定温度に保つほうが加熱装置の加熱装置で温度調整するよりもエネルギ的に有利なものであれば特に限定されるものではない。
　一方、熱分解装置１０の排出側と熱リサイクル装置２０とは、熱分解装置１０に熱を付与するための流路ＦＯ１～ＦＯ３と必要に応じて後処理を施して（図示せず）、系外へ排出するための流路ＦＯ４により接続されている。これらの流路ＦＯ１～ＦＯ４には、各々三方バルブＶ４及びＶ５が設けられている。Ｖ４は排出したガスを蓄熱装置側へ導入するための流路ＦＯ１側へ又は系外へ導くための三方バルブであり、Ｖ５は排出したガスを低温蓄熱装置２１Ｌ側又は中温蓄熱装置２１Ｍ側への導くための三方バルブである。
　そして、高温蓄熱槽２１Ｌ側は上述した外部熱源３１と例えば流路ＦＯＨを介して接続されており、熱分解装置１０で消費した分の熱を外聞熱源３１から高温蓄熱槽２１Ｈへ供給し、そして補うように構成されている。外部熱源３１から高温蓄熱槽２１Ｈへの熱の供給の仕方は特に限定されるものではなく、例えば図示しない熱電対で測定した高温蓄熱槽２１Ｈの温度が所定の第１の閾値より低くなった場合、流路ＦＯＨを開き熱を供給し、そして高温蓄熱槽２１Ｈの温度が所定の第２の閾値より高くなった場合、流路ＦＯＨを閉じて熱の供給を停止することにより達成することができる。
　以下、このような構成を有する図３に示す本発明の熱分解システムの動作を図４から図９に基づいて説明する。
　図４に示す通り、図３に示す第１実施形態の熱分解システムは、まず余熱操作を行う。この操作は、熱分解装置１０の炉１１内を窒素ガスで置換するとともに処理対象である湿った廃プラスチックを乾燥する熱処理操作を行う。
　この際の、熱分解装置１０の炉内の温度条件は、窒素気流中１５０℃（大気圧＋α程度の圧力）である。そのため、三方バルブＶ１をＦ１側にそして三方バルブＶ２を熱分解装置側に設定して、雰囲気ガス発生装置４１から発生した窒素ガスを、所定温度で所定圧力となるような流量で低温蓄熱槽２１Ｌを経由して熱分解装置１０へと導入する。このように構成することによって、窒素ガスは低温蓄熱槽２１Ｌで１５０℃を若干上回る温度で熱分解装置１０へと導入される（図４中実線で示す）。
　この際に炉１１内は雰囲気ガスにより徐々に加熱され目標とする窒素雰囲気下で１５０℃となる。そして炉１０内の空気、廃プラスチック中の水分は蒸発して排出口から排出することとなる。この際に三方バルブＶ４は、系外への流路ＦＯ４側を開き、このガス（初流としての空気混在ガス、窒素／水蒸気ガス）を流路ＦＯ４を通して系外へと放出する（図４中実線で示す流路）。
　この際に、高温蓄熱槽２１Ｈは外部熱源３１により加熱され、中温蓄熱槽２１Ｍを介して低温蓄熱槽２１Ｌで消費された分の熱が補われる（以下、同様）。
　この余熱工程の終了について、所定時間経過後に強制的に終了とすることもでき、あるいは排ガス中の水分をモニタし、排ガス中の水分が所定以下になったときに終了とすることもできる。
　余熱工程に続いて、第１実施形態では、図５に示す通り、窒素雰囲気下３００℃程度の温度で熱分解処理を行う（例えば、０．１～１ＭＰａ、好ましくは０．１～０．２ＭＰａ（常圧付近）で所定時間）。
　この場合、雰囲気ガスである窒素は、雰囲気ガス発生装置４１より所定の圧力となるような流量で排出され、図５の実線部分で示すように低温蓄熱槽２１Ｌと中温蓄熱槽２１Ｍを滞留する流路を通り所定温度（熱分解温度である約３００℃）で熱分解装置１０の炉１１内へと導入される（三方バルブＶ１：Ｆ１側開、Ｖ２：Ｆ２Ｍ側（中温蓄熱槽２１Ｍ側）開、Ｖ３：熱分解側開）。なお、付与する熱量が不十分である場合には、ガス加熱装置を用いてさらに加熱することもできる。この流路に窒素ガスを滞留させることより加熱された窒素ガスの供給は、熱分解工程が終了するまで行われる。
　一方、発生ガス排出口から排出されるガスは、３００℃程度の温度を有する窒素ガス、いわゆる合成ガス等であり、低温蓄熱槽２１Ｌを経由して熱付与する流路を通り（図５中実線で示す流路）、常法に従って処理される。排出されたガスは燃焼により高温蓄熱槽２１Ｈを加熱する熱源として使用可能である。
　このように、所定の熱分解処理時間、例えば３０分～９０分熱付与された雰囲気ガスにより炉１１内温度を維持し、不足部分を補助的に図示しない加熱手段で加熱するので消費エネルギが極めて少ない。なお、消費エネルギの一部は、排出されたガスより補われ、大部分が外部熱源３１より補われる。
　第１実施形態において、図５に示す熱分解処理に続いて、図６に示す通り、窒素雰囲気下４５０℃程度の温度で炭化処理を行う（例えば、０．１～１ＭＰａ、好ましくは０．１～０．２ＭＰａ（常圧付近）で所定時間）。
　この場合、雰囲気ガスである窒素は、雰囲気ガス発生装置４１より所定の圧力となるような流量で排出され、図６の実線部分で示すような低温蓄熱槽２１Ｌ、中温蓄熱槽２１Ｍ及び高温蓄熱槽２１Ｈ内を滞留する流路を通り所定温度（約４５０℃）で熱分解装置１０の炉１１内へと導入される（三方バルブＶ１：Ｆ１側開、Ｖ２：Ｆ２Ｍ側（中温蓄熱槽２１Ｍ側）開、Ｖ３：高温蓄熱槽２１Ｈ側開）。なお、付与する熱量が不十分である場合には、ガス加熱装置を用いてさらに加熱することもできる。図５に示す熱分解処理工程と同様に、図６に示す炭化工程においても、この流路に窒素ガスを滞留させることより加熱された窒素ガスの供給は、熱分解工程が終了するまで行われる。
　一方、発生ガス排出口から排出されるガスは、４５０℃程度の温度を有する窒素ガス、いわゆる合成ガス等であり、中温蓄熱槽２１Ｈを経由して熱付与する流路を通り（図６中実線で示す流路）、常法に従って処理される。排出されたガスは、図５に示す処理と同様に燃焼により高温蓄熱槽２１Ｈに熱を供給する熱源として使用可能である。
　このように、所定の炭化処理時間、例えば１時間～数時間熱付与された雰囲気ガスにより炉１１内温度を維持し、不足部分を補助的に図示しない加熱手段で加熱するので消費エネルギが極めて少ない。なお、消費エネルギの一部は、排出されたガスより補われ、大部分が外部熱源３１より補われる。
　なお、図７に示す通り、雰囲気ガス発生装置４１より発生したガスは、各蓄熱槽２１Ｈ，２１Ｍ，２１Ｌの熱保有量等に応じて加熱条件を変えることができる。各蓄熱槽２１Ｈ，２１Ｍ，２１Ｌの熱保有量は、各槽の体積、材料に応じて決定される既知の蓄熱可能容量、図示しない熱電対等による現在の温度等から測定される。
　そのため、例え蓄熱量が少ない場合でもバイパス流路Ｆ４を通った雰囲気ガスをガス加熱装置４２で加熱することにより絶えず経済的に運転できる。ガス加熱装置４２、例えば誘導加熱による雰囲気ガスの加熱は、熱分解装置１０の加熱手段１４による加熱よりも少ないエネルギですむので非常に経済的である。
　次いで、図８に示す通り、炭化が終了後、熱分解装置１０の炉１１内温度を下げて本発明の熱分解システムにより処理した残渣を冷却する。
　冷却時においては、雰囲気ガス発生装置４２からの常温の窒素ガスは、バルブＶ１を流路Ｆ４側を開にして常温のままバイパス流路４Ｆを通り熱分解装置１０の炉１１内に導入される。これにより高温状態である炉１１内の温度を徐々に下げ続けるかあるいは放冷に切り替えて熱分解処理のすべての工程を終了させる。
　この際に、排出するガスの温度は、高温（４５０℃）から徐々に常温付近まで下がっていく。そのため、例えば図９に示すように排出するガス温度に応じて流路を切り替えて、排出されるガスの熱を効率よく蓄熱槽２１Ｍ、次いで蓄熱槽２１Ｌで回収した後、排出ガスを最後に系外へと放出する。
　以上、本発明の第１実施形態にかかる熱分解システムを説明したが、本発明のシステムはこれに限定されるものではない。例えば、第１実施形態では、雰囲気ガスに熱付与する際に、低温時における蓄熱槽２１Ｌによる熱付与、中温時における蓄熱槽２１Ｌに続いて蓄熱槽２１Ｍによる連続的な熱付与、そして高温時における蓄熱槽２１Ｌ，２１Ｍ及び２１Ｈによる連続的熱付与を行っていたが、図１０示す第２実施形態では、各々単一の蓄熱槽により熱付与される低温Ｎ２ライン、中温Ｎ２ライン、高温Ｎ２ラインを設けることも本発明の範囲内である。この場合、低温蓄熱槽２１Ｌ内に滞留した雰囲気ガスが高温側に逆流しないように逆止弁ＣＶ１を設け、また、中温蓄熱槽２１Ｍ内に滞留した雰囲気ガスが高温側に逆流しないように逆止弁ＣＶ２を各々熱分解装置１０側の流路に設けている。
　また、第１実施形態では、蓄熱槽での滞留時間を優先して構成したが、第２実施形態では、構成ラインを単純化し、制御もシンプルにしている。なお、図１０では、第１実施形態と異なる熱付与ラインのみを記載しているが、他のラインは同様であるので省略している。
　また、本発明において、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて構成することも可能である。例えば、低温蓄熱槽２１Ｌと中温蓄熱２１Ｍを通過する熱付与ラインと高温蓄熱槽２１Ｈ単独を通過する熱付与ラインを設けることも本発明の範囲内である。
　次に、図１１に基づいて、本発明の熱分解システムの第３実施形態を説明する。この実施形態は、雰囲気ガスとして過熱水蒸気を用いた熱分解システムである点が第１実施形態や第２実施形態と異なっている。そのため、雰囲気ガスへの熱付与については第１実施形態と同様のラインでの熱付与を代表して記載しているが、第１実施形態の熱付与ラインに限定されるものではなく、第２実施形態や第１実施形態と第２実施形態との組み合わせも同様に可能であるが、これらの構成は第１実施形態や第２実施形態と同様であるので説明を省略する。
　本実施形態では、雰囲気ガスとして過熱水蒸気を用いているので、第１、第２実施形態とは異なり、過熱水蒸気発生ラインを設ける必要がある。過熱水蒸気は、水源からの水をボイラ等により加熱し水蒸気を生成し、これをさらに所定温度まで過熱することによって過熱水蒸気としている。
　そのため、本発明では、熱分解装置１０から排出したガスを図示しない水源の水と熱交換して熱水を給湯タンク４１Ａに供給し、これをボイラ４１により雰囲気ガスとしての水蒸気を発生させている。
　なお、例えば、水を低温蓄熱槽で熱付与して水蒸気を発生させる蓄熱式ボーラを採用することも本発明の範囲内である。
　以上、本発明の具体的実施形態を図３～図１０に基づいて説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されることなく幅広く活用できる。例えば、図１２に示す処理対象物を本発明システムにより１段階又は多段階処理して処理後の目的を達成することが本発明の範囲内である。また、本発明のシステム内で処理後、例えばより高温で処理物を処理することも本発明の範囲内である。
　また、本発明の熱分解システムは、これらの温度範囲や雰囲気ガスを切り替えて各種処理対象物を処理目的に合わせて条件設定して処理する多目的処理システムとして提供してもよく、あるいは特定の用途に特化したシステムであってもよい。
　さらに、本発明で用いた熱リサイクルシステムは、熱分解装置への熱供給に加えて多種多様の消費系に適用することも可能である。
　消費系とは、熱を利用して発電する発電システム（例えば蒸気タービン式発電システム、オーガニックランキンサイクル式発電システム、スターリングエンジンによる発電システム等）、エア、その他の雰囲気ガスの加熱やヒートポンプによる熱交換によるガスの冷却（殺菌用、空調用）、特にスターリングクーラーによる冷却等の気体の温度調節（超低温の実現やサーバールームのように多量の冷却を必要な環境への適用）、水の温度調節（ボイラ等の給湯用（殺菌用蒸気発生、発電用の蒸気発生、本システムで過熱水蒸気を雰囲気ガスとして使用する場合の蒸気発生を含む）、冷水の供給等に幅広く適用可能である。これらの温度調整（空調、水の温調）による、植物栽培や養殖等にも好適に適用可能である。特に蓄熱槽をカースケード接続することにより、熱を友好的に活用可能である。
　さらに本発明の熱分解システムに用いるための熱リサイクルシステムも本発明の範囲内である。
　本発明によると、雰囲気ガス発生装置からの雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入口と発生ガス排出口と、加熱手段を備えた熱分解装置と、前記熱分解装置に必要な熱を供給する熱リサイクル装置と、から構成された熱分解システムが提供される。このシステムの熱リサイクル装置は、雰囲気ガス導入口からの導入する雰囲気ガスに熱を付与する少なくとも１つの蓄熱槽を備え、雰囲気ガス発生装置から熱リサイクル装置の蓄熱槽に至るまでのガス導入流路、前記蓄熱槽への入口から前記蓄熱槽の出口までのガス加熱流路、前記蓄熱槽の出口から前記熱分解のガス導入口までのガス排出流路を備え、前記雰囲気ガスを、前記ガス加熱流路により加熱するので、蓄熱槽により蓄熱した熱を有効活用して熱分解装置でのエネルギ消費量を抑制することができる。特に本発明の熱分解装置において蓄熱槽とカースケード接続され前記蓄熱槽を加熱するあるいは前記蓄熱槽からの熱を受熱する第２の蓄熱槽を備えることによりエネルギ消費量をより抑制することができる。
　蓄熱槽に熱を供給する熱源として、外部熱源を用いることができるが、外部熱源に替えて、好ましくは外部熱源と熱分解装置より発生した熱を蓄熱槽にも戻すことにより、より効率的に熱分解装置の消費エネルギを削減可能である。
１０　熱分解装置
１１　熱分解炉
１２　雰囲気ガス導入口
１３　発生ガス排出口
１４　加熱手段
２１Ｌ，２１Ｍ，２１Ｍ　蓄熱槽
３１　外部熱源
４１　雰囲気ガス発生装置
４２　ガス加熱装置
４３　燃料タンク
Ｆ１　ガス導入流路
Ｆ２　ガス加熱流路
Ｆ３　ガス排出流路
Ｆ４　バイパス流路
ＦＯ１，ＦＯ２，ＦＯ３，ＦＯ４　排出ガス側流路
Ｖ１，　Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５　三方バルブ
 

Claims (10)

  1. 雰囲気ガス発生装置からの雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入口と発生ガス排出口と、加熱手段を備えた熱分解装置と、
    　前記熱分解装置に必要な熱を供給する熱リサイクル装置と、
    から構成された熱分解システムであって、
    　前記熱リサイクル装置は、前記雰囲気ガス導入口からの導入する雰囲気ガスに熱を付与する少なくとも１つの蓄熱槽を備え、
    　前記雰囲気ガス発生装置から前記熱リサイクル装置の蓄熱槽に至るまでのガス導入流路、前記蓄熱槽への入口から前記蓄熱槽の出口までのガス加熱流路、前記蓄熱槽の出口から前記熱分解のガス導入口までのガス排出流路を備え、
    　前記雰囲気ガスを、前記ガス加熱流路により加熱することを特徴とする熱分解システム。
  2. 前記熱分解システムは、さらに前記熱分解装置の発生ガス排出口から排出されたガスを前記蓄熱槽を通過させる第２のガス流路を備え、前記発生ガス排出口からのガスから受熱することを特徴とする請求項１に記載の熱分解システム。
  3. 前記熱リサイクル装置は、さらに前記蓄熱槽とカースケード接続され前記蓄熱槽を加熱するあるいは前記蓄熱槽からの熱を受熱する第２の蓄熱槽を備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱分解システム。
  4. 前記蓄熱槽又は前記第２の蓄熱槽は、外部からの熱源と接続されこれらの熱源からの熱が供給されることを特徴とする請求項３に記載の熱分解システム。
  5. 前記熱分解装置は、異なる温度帯域で多段階で熱処理工程を実施し、前記熱リサイクル装置は、前記各工程に対応する温度帯域の蓄熱槽を備えていることを特徴とする請求項３に記載の熱分解システム。
  6. 前記第２のガス流路は、排出ガスの温度に応じた蓄熱槽を加熱するように切り替えることを特徴とする請求項３に記載の熱分解システム。
  7. 前記ガス加熱流路は、所定の段階における熱分解温度に応じたガス加熱流路を有しており、前記所定の段階における熱分解温度に応じてガス加熱流路を切り替える流路切替手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の熱分解システム。
  8. 前記ガス導入流路から前記ガス加熱流路を介さず直接前記ガス排出流路に前記雰囲気ガスを導入するバイパス流路を備えたことを特徴とする請求項３に記載の熱分解システム。
  9. 前記ガス排出流路は、雰囲気ガスを加熱するガス加熱装置を有することを特徴とする請求項３に記載の熱分解システム。
  10. 前記熱リサイクル装置は、熱消費系と接続されていることを特徴とする請求項３に記載の熱分解システム。
     
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