JPH09157436A - 熱分解室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 合成樹脂系廃材の熱分解処理において生
成される有害ガスの無害化機能を保持し乍らも効率のよ
い処理をすることが出来る熱分解室を提供する。 【解決手段】 無酸素状態で外部と遮断されその内部で
処理物Ｆを熱分解処理する内側容器２と、この内側容器
２との間に空間３を保って該容器２を覆い、かつ、内側
容器内部を加熱するための加熱源を具備した断熱性の外
側容器４とから成る熱分解室１に於て、外側容器４を貫
いて内側容器２に通じる処理物Ｆの投入通路61を形成す
ると共に、該通路61における外側容器４の外側に位置し
た部位の前，後に、その通路61を密閉できる開閉自在の
シャッタ62，63を設けてこれらシャッタ62，63に挟まれ
た通路61を処理物装填部に形成し、前記２つのシャッタ
62，63を交互に開閉することにより、内側容器２内の前
記装填部の処理物を当該通路61から内側容器２内へ搬入
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可燃性の廃材、こと
に塩化ビニル系を始めとする合成樹脂系廃材の熱分解処
理に使用して好適な熱分解室に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の合成樹脂系廃材は、従来は焼却処
理や埋立てに使用して処理されているが、焼却すると有
害ガスが生じたり、燃焼熱によって焼却室を傷めること
があるため、専ら埋立材として用いられているが、埋立
材としては余り適切でないという問題のあることが知ら
れている。

【０００３】上記のような処理に対して、前記廃材を熱
分解処理することが従来から提案されているが、熱分解
処理は大量にある合成樹脂系廃材の処理には効率が低
く、また、熱分解に際して大量に発生する有害ガスの無
害化等の工業的処理手法が確立されていないため、未だ
十分に活用されていないのが現状である。本発明の発明
者はこのような点に鑑み、合成樹脂系廃材の熱分解処理
において生じる有害ガスを無害化する熱分解処理の方法
や、このための処理装置を提案しているが、未だ処理効
率を高める上で改善すべき点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑み、主として合成樹脂系廃材の熱分解処理において
生成される有害ガスの無害化機能を保持し乍らも効率の
よい処理をすることが出来る熱分解室を提供すること
を、その課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明分解室は、無酸素状態で外
部と遮断されその内部で処理物を熱分解処理する内側容
器と、この内側容器との間に空間を保って該容器を覆
い、かつ、内側容器内部を加熱するための加熱源を具備
した断熱性の外側容器とから成る熱分解室に於て、外側
容器を貫いて内側容器に通じる処理物の投入通路を形成
すると共に、該通路における外側容器の外側に位置した
部位の前，後に、その通路を密閉できる開閉自在のシャ
ッタを設けてこれらシャッタに挟まれた通路を処理物装
填部に形成し、前記２つのシャッタを交互に開閉するこ
とにより、内側容器内の前記装填部の処理物を当該通路
から内側容器内へ搬入するようにしたことを特徴とする
ものである。

【０００６】本発明は、上記構成において次の態様をと
ることができる。まず、処理物の投入通路に、その前後
にシャッタを設けて形成した処理物装置填部は、処理物
を入れて前後のシャッタを閉じたとき、その内部の空気
を吸引排出するか、又は、適宜の不活性ガスを内部に充
填し、内側容器側のシャッタを開けてその装填部が内側
容器と通じたとき、その内側容器内の無酸素状態を保持
できるようにする。

【０００７】次に、処理物の投入通路に設けた前，後の
シャッタのうち、内側容器に近い側のシャッタは、その
通路を横断する方向で進退して当該通路の開閉を行い、
また、内側容器から離れた側のシャッタは、通路に沿っ
て進退することにより、当該通路の開閉と処理物の投入
とを行うようにする。前記両シャッタの駆動源には、シ
リンダ、又は、ストロ−ク運動用のアクチュエ−タと伝
動機構、例えば、ラック，ピニオン、チェ−ン，スプロ
ケット、並びに、それらのモ−タなどを用いる。なお、
処理物の投入のため、通路に沿って進退するシャッタ
に、シリンダにより当該シャッタの進退軸上で進退する
押出部材を設けてもよい。

【０００８】更に、本発明では、内側容器内に、投入通
路に直交する水平軸により回転自在にした略篭状をなす
処理容器を設け、熱分解されている処理物の表面の先に
炭化した層を処理容器の内表面に衝突させて崩落させ、
未だ熱分解が進んでいない内側部の熱分解の促進を図る
ようにする。このため処理容器の内面は、処理物が衝突
する翼状体を立設することなどにより、大き目の凹凸面
に形成する。また、処理容器には、前記投入通路からの
処理物を受け入れるための開口部を設ける。

【０００９】合成樹脂系廃材等の可燃性の処理物は、略
篭状の処理容器内で当該容器を回転し乍ら熱分解処理さ
れることにより、処理物の表面側の炭化された部分が、
回転する篭状容器の隙間から内側容器の底部側に落下す
る。本発明熱分解室では、内側容器の底に落下した処理
残渣を室外へ自動搬出できるようにするため、内側容器
の底部側に一例として耐熱性のスクリュコンベア又はチ
ェ−ンコンベアを配置すると共に、そのコンベアの先端
側を外側容器の外側まで延ばし、該コンベアの延長部分
を、外側容器の外部において外部空気を遮断するために
密閉可能に形成した断熱シャッタ，扉を具備した残渣ホ
ッパを臨むように設ける。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、図に拠り本発明の実施の形
態例について説明する。図１は本発明熱分解室を具備し
た熱分解装置の一例の斜視図、図２は図１における処理
物投入通路の要部を示す縦断側面図、図３は図１の装置
における熱分解室の一例の側断面図、図４は篭状の処理
容器の一例の斜視図、図５は本発明熱分解室の別例の側
断面図、図６は図５のVI−VI矢視拡大断面図である。

【００１１】図１において、１は熱分解室で、図３に例
示したように内部に内側容器２とその外側を空間３を保
持して断熱された外側容器４に被覆されて形成されてい
る。５は、前記内外容器２，４の側面に設けた扉で、こ
こでは断熱性を有する外側扉51に内側容器２の壁面と同
様の内側扉52が支持され、外側扉51の開閉により両扉5
1，52が同時に開閉できるように形成されている。な
お、図３において、2aは熱分解時に生成する熱分解ガス
の排出口、4aは内側容器２の加熱源として空間３内の内
側容器２の底部側に配置したガスバ−ナ７の燃焼ガスの
排気口である。

【００１２】６は、前記扉５に設けた処理物Ｆの投入部
で、一例として次のように形成されている。61は、上記
内，外側の扉51，52を貫通させ、先端側（図２の右側）
は内側容器２の内部に少し突出するが、後端側（図２の
左側）は外側容器４の扉51の外面へ大きく突出させて設
けた処理物Ｆの投入通路で、断面円形又は角形の内面を
有するライナ部61aと、該ライナ部を断熱的に覆ったカ
バ−部61bとから成る。

【００１３】前記通路61に於て、内側容器２に近い側に
は、その通路61を横断する方向へ進退することにより開
閉する断熱性のシャッタ62が、また、該シャッタ62の後
方、即ち、内側容器２から離れた側には、断熱性でピス
トン状をなし、この通路61のライナ部61a内を進退でき
るシャッタ63が、それぞれ配置されている。

【００１４】62aは前記シャッタ62の上方に配置されそ
のロッド62bの進退動作によって当該シャッタ62を開閉
するシリンダ、63aは、そのロッド63bの進退動作を連結
ロッド63cを介してシャッタ63による通路61の開閉のた
めの進退運動に伝達するシリンダである。

【００１５】前記シャッタ63の前面には、処理物Ｆの押
出板64を配すると共に、該シャッタ63の後面に前記押出
板64を通路61上で進退させるためのシリンダ64aが設け
られ、そのロッド64bの先端がシャッタ63を熱シ−ルを
介して貫通し前記押出板64に連結されている。

【００１６】上記のようにして、本発明における処理物
Ｆの投入部６の一例を形成するが、その動作態様は、次
の通りである。内側容器２の内部に入れた処理物Ｆが熱
分解処理されているとき、投入通路61の前後のシャッタ
62，63は通常、いずれも閉じられている。熱分解処理中
に、処理物Ｆを内側容器２の内部に投入したい場合、後
方のシャッタ63をシリンダ63aを進出させて一点鎖線の
位置まで後退させる。シャッタ63が後退させられると、
通路61の後方上面が開口状態となるので、シャッタ63の
前面側に、一点鎖線で示した処理物Ｆを置き、そのまま
前記シリンダ63aを後退させてシャッタ63を通路61上を
進出させると、シャッタ63が通路61の後端面を塞ぐ位置
に到達し、前記処理物Ｆは通路61内に細線で示した位置
に運ばれる。これにより、処理物Ｆは、通路61の内部に
その通路61と前後シャッタ62，63で密閉された空間、即
ち、処理物装填部内におかれることとなる。

【００１７】実際には、上記閉鎖空間、即ち、処理物装
填部には外気が入った状態で閉止されているので、この
外気を給排管65から排気するか、又は、そこから供給す
る不活性ガスで置換することが望ましい。これは、熱分
解処理が進行中の内側容器２の内部は無酸素状態に保持
されているので、処理物Ｆが装填された上記処理物装填
部内にある外気が内側容器２の内部に入るのを防ぐため
である。

【００１８】８は、上記の内側容器２の内部に設けた篭
状の処理容器である。この容器８は、処理物Ｆの熱分解
を効率よく進行させるため、一例として次の構成を具備
したものを使用している。即ち、処理容器８は、比較的
目の粗い網材8i、又は、格子材、若しくは断面Ｌ状の型
材8g（図３参照）によって周壁に、メッシュ状の小孔，
格子状の穴，スリット列，隙間8hのいずれかを具備する
篭状本体8aを形成し、この篭状本体8aの左，右の側壁8b
を水平な軸8cによって内側容器２に回転可能に支持して
成形されている。この回転は、軸8cに連結したモ−タ
（図示せず）により、熱分解処理時には図３の時計方向
に毎分数回転させる。また、前記本体8aの外周面には、
前記投入通路61の出口の大きさに見合う大きさで、処理
物Ｆの投入口8dが形成されていると共に、この本体8aの
内面には、開口部8dから投入された処理物Ｆが、この容
器８が図３の時計方向に回転しても開口部8dから外部に
脱落しないための内向きの堰部材8eと、内周面に処理物
Ｆを衝突させて撹拌するため翼状部材又は凹凸部材によ
り形成した衝突面8fが形成されており、以上により本発
明熱分解室の一例（図３参照）を形成するので、次にそ
の使用例について説明する。

【００１９】上記構成の熱分解室では、処理物Ｆの投入
部６から内側容器２の中の処理容器８に処理物Ｆを投入
し、加熱源の一例としてガスバ−ナ７を作動させて内側
容器２の内部を加熱する。内側容器２は、その内部の空
気が予めガス排出口2aから吸引排出されて無酸素状態で
あるから、その容器２の内部が昇温するに従って水蒸気
や熱分解ガスが容器２内に生成する。

【００２０】上記の水蒸気や熱分解ガスは排出口2aに作
用する吸引力によって、容器外に排出され、図１の熱分
解処理装置における右半側の生成ガス処理部20で無害化
されて外部へ放出される。ここでは詳細な説明は省く
が、生成ガスの処理部20は、前記排出口2aに順次連結さ
れたタ−ル分除去部、液体フィルタ−部、吸引力発生
部、消臭部から形成されており、前記熱分解室１の内側
容器２の内部に生成する熱分解ガスを、冷却しつつ該ガ
ス中に含まれたタ−ル分を除去し、前記ガス中に含まれ
た塩化水素ガス等の有害ガスを中和，洗浄し、或は、他
の物質へ変化させること等により無害化し、有臭成分を
熱分解又は燃焼熱によって無臭化し、全体として無害化
して装置外へ放出する作用をする。

【００２１】上記のようにして内側容器２の内部温度が
上ると、処理物Ｆの材質にもよるが、合成樹脂系の処理
物Ｆは、炭化するか或はガス化して熱分解が進行する。
ガス化したものは、内側容器２から排出されて上記生成
ガス処理部20において無害化処理されるが、炭化するも
のは、その炭化残渣が内側容器２内に残る。また、処理
物Ｆの炭化においては、処理物Ｆの外面が先に炭化さ
れ、その内部，芯部には熱が伝わり難いため、なかなか
炭化が進行しない。

【００２２】そのため、本発明熱分解室１では、内側容
器２の内部において、処理容器８を、図３の例では時計
方向に毎分数回転させることにより、処理物Ｆの先に炭
化した外表面を篭状本体8aの内周に形成した凹凸面によ
る衝突面8fに衝突させて外表面の炭化した部分を崩落さ
せ、未炭化部分を露出させるようにして、処理物Ｆの炭
化効率を高めるようにしたのである。ここで、図３の処
理容器８を時計方向に回転したとき、その開口部8dから
処理物Ｆが外部に出ないのは、堰部材8eの作用によって
処理物Ｆが開口部8dの側に移動できないからである。従
って、処理容器８を反時計方向に回転するとき、処理物
Ｆを開口部8dに対し遮るものがないので、その処理物Ｆ
は容器８の外側へ出てしまう。本発明では、処理容器８
のこの性質を利用して、熱分解処理中の処理物の撹拌と
処理終了後の処理容器内の残渣の取出しに利用する。

【００２３】内側容器２内の熱によりガス化、或は、炭
化が進むと、前記処理物Ｆの減容化が進み、内側容器２
に供給される熱量が過剰になり、ガスバ−ナ７の作動に
使用するエネルギ効率が低下する。本発明ではこの点に
鑑み、先に投入した処理物Ｆの熱分解、即ち、減容化が
進んだところで、内側容器２の加熱を休止せず次の処理
物Ｆを前述した投入部６から処理容器８内に供給してエ
ネルギ効率を高めることができるようにしたのである。

【００２４】因に、従来の熱分解室では、１個又は１塊
の処理物Ｆの熱分解処理を単位にして、加熱源であるバ
−ナ７の起動から調節温度保持のためののコントロ−
ル、処理完了によるバ−ナ停止までを行っていたため、
熱分解処理が完了すると、室が冷却されて内部に残った
残渣の取出しができるまで、熱分解室を休止せざる得な
かったが、内部温度が常温近くに戻った室内を再び熱分
解可能な温度まで昇温させるには１時間乃至はそれ以上
の時間を要し、また、そのためにバ−ナ７は最大能力で
再駆動する必要があったため、熱効率，燃料効率のいず
れの面でも無駄があった。

【００２５】しかるに、本発明熱分解室では、先の処理
物Ｆの熱分解がある程度進んで減容化し、室への入熱量
に対する処理対象の容量が減少したころに、次の処理物
Ｆを、室内を外部に通じることなく、その室内、つまり
内側容器２の処理容器８内に供給できるので、従来の問
題点を一挙に解決できるという利点があるのである。

【００２６】図３に例示した本発明熱分解室では、上記
のような利点があるが、最終的には篭状の処理容器８
内、及び、そこから内側容器２の底部に崩落した炭化物
残渣は、これを室外に排出する必要がある。図３の熱分
解室１では、処理容器８を反時計方向に回転させてこの
容器８内の残渣を、処理容器８の開口部8dから内側容器
２の底に落し、次いでこの室１の扉５を開けて、内側容
器２の底に溜った炭化物残渣（熱分解されなかった金属
等の混在物を含む）を取出す必要があり、そのためには
室を休止させる必要がある。

【００２７】本発明の別の構成では、上記残渣の取扱い
に着眼し、内側容器２の底部に処理容器８から崩落して
溜まる残渣を、熱分解処理中に自動的に室外へ排出でき
るようにすれば、投入部６から連続的に処理物Ｆが処理
容器８内に供給されても、相当長時間に亘る熱分解処理
のための連続運転が可能であるということを、実験の結
果確認した。

【００２８】そこで、本発明熱分解室の別例では、図５
に例示するように内側容器２の底部に、この例では耐熱
スクリュコンベア９を配設すると共に、該コンベア９の
排出部10を図６に示すように形成することにより、室１
の外部と無酸素状態の内側容器２との遮断状態を保持し
たまま、残渣のみを外部に排出できるようにしたので、
以下にこの点について説明する。

【００２９】図５の例では、コンベア９を内側容器２の
底部の一例に設ける一方、処理容器８から崩落する炭化
分残渣がコンベア９の部分に集まるように、ガイドシュ
−タ部材11を設けた。なお、内側容器２の底をいわゆる
舟底状に形成した場合には、その谷部にコンベア９を設
ければよく、従って、シュ−タ部材11は必ずしも必要で
はない。また、コンベア９は、室外のモ−タ（図示せ
ず）により、任意に回転，停止の制御が出来るものであ
る。

【００３０】上記コンベア９の排出（搬出）端は、外側
容器４の対応部分を外側に膨出させて形成した拡張空間
41と、そこまで空間31を保持して形成し、かつ、内側容
器２に連通した空間21とによる断熱密閉空間10aと、こ
の空間10aの底に形成した開口部に、熱シ−ルされて、
スライド式に開閉自在に配置された断熱シャッタ10b
と、その開口部と連通して前記空間10aの下方に形成し
た第二断熱空間による残渣ホッパ10cと、このホッパ10c
に形成した開口部に熱シ−ルされて開閉自体に配置した
断熱扉10dとにより、残渣排出部10に形成した。なお、
前記ホッパ10cにも、不活性ガスの給排管10eが接続され
ている。このように形成される残渣排出部10は、次のよ
うに作用する。

【００３１】即ち、内側容器２のコンベア９の部位に処
理容器８から崩落して来る炭化物等の残渣Ｃは、そのコ
ンベア９の回転により、シャッタ1bが閉じられた空間10
aの部分に集積される。

【００３２】そこで、断熱シャッタ10bを開ける前に、
その下のホッパ10c内の空気を管10eにより排気しておく
か、又は、排気してホッパ10c内に不活性ガスを充填し
ておき、前記シャッタ10bを開けると、そこから前記残
渣Ｃはホッパ10c内に落下する。不活性ガスは、外部か
らのものを使用するか、外側容器４を内側容器２の間の
空間３内にある排気ガスを使用する。

【００３３】前記シャッタ10bを開けると、ホッパ10cと
内側容器２の内部は連通するが、ホッパ10cは不活性ガ
スの充填等によりほぼ無酸素状態におかれているので、
内側容器２の内部の無酸素状態が損なわれることはな
い。前記残渣Ｃが開けられた断熱シャッタ10bの部分か
ら落下し終えると、そのシャッタ10bを閉じることによ
り、内側容器２の内部を再び外部と遮断する。

【００３４】上記シャッタ10bが閉じられたところで扉1
0dを開けてホッパ10cに溜っている炭化物残渣Ｃを室外
へ搬出すればよい。上記において、コンベア９の回転に
よる残渣Ｃの移動，断熱シャッタ10bの開閉、ホッパ10c
からの残渣Ｃの取出しの各動作のタイミングや各タイミ
ングのシ−ケンスは予め任意に設定することができ、ま
た、随時変更することもできる。本発明熱分解室は、合
成樹脂系廃材以外に、可燃性の各種廃材の熱分解処理に
使用できること勿論である。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明熱分解室
では、無酸素状態に保持された室内で熱分解処理を行い
乍ら、その無酸素状態を損うことなく、室内へ処理物を
連続的に供給できるので、１回の熱分解処理の終了ごと
に室内を放冷し、次の処理のために加熱を再開するとい
った手間を省くことができるのみならず、処理が連続し
てできること、昇温した室内温度をそのまま利用できる
ことにより、大幅な処理効率の向上のみならず、エネル
ギの高効率利用による運転コストの低減が得られる。

【００３６】また、上記の処理効率は、処理容器を網材
又は格子材で形成して回転させ、処理物の炭化した外面
を崩落させて未処理部分を表に露出させることにより、
更に向上させることが出来る。

【００３７】しかも、本発明では、室内に溜まる炭化物
残渣を、熱分解処理中に、無酸素状態に保持された室内
を外気に連通させることなく、連続して取出すことが出
来ので、上記の処理物の連続的投入，処理容器の構造，
作用による処理物の炭化促進、及び、残渣の連続的排出
とが相俟って、これまで連続処理が不可能であった熱分
解処理を処理室を連続運転して実行できることとなり、
きわめて画期的なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明熱分解室を具備した熱分解装置の一例の
斜視図。

【図２】図１における処理物投入通路の要部を示す縦断
側面図。

【図３】図１の装置における熱分解室の一例の側断面
図。

【図４】篭状の処理容器の一例の斜視図。

【図５】本発明熱分解室の別例の側断面図。

【図６】図５のVI−VI矢視拡大断面図。

【符号の説明】

１ 熱分解室 ２ 内側容器 2a 熱分解ガスの排出口 ３ 空間 ４ 外側容器 4a 燃焼ガスの排気口 ５ 扉 51，52 内，外側扉 ６ 投入部 61 通路 61a ライナ部 61b カバ−部 62，63 シャッタ 64 押出板 62a，64a シリンダ 62b，64b ロッド ７ ガスバ−ナ ８ 処理容器 Ｆ 処理物

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無酸素状態で外部と遮断されその内部で
   処理物を熱分解処理する内側容器と、この内側容器との
   間に空間を保って該容器を覆い、かつ、内側容器内部を
   加熱するための加熱源を具備した断熱性の外側容器とか
   ら成る熱分解室に於て、外側容器を貫いて内側容器に通
   じる処理物の投入通路を形成すると共に、該通路におけ
   る外側容器の外側に位置した部位の前，後に、その通路
   を密閉できる開閉自在のシャッタを設けてこれらシャッ
   タに挟まれた通路を処理物装填部に形成し、前記２つの
   シャッタを交互に開閉することにより、内側容器内の前
   記装填部の処理物を当該通路から内側容器内へ搬入する
   ようにしたことを特徴とする熱分解室。
2. 【請求項２】 処理物を入れて２つのシャッタが閉じら
   れた処理物装填部は、内部を無酸素状態にするため、内
   部の空気を吸引排出するか、又は、不活性ガスを充填し
   て内側容器に近い側のシャッタを開けて処理物を内側容
   器内へ投入するようにした請求項１の熱分解室。
3. 【請求項３】 処理物装填部における内側容器から離れ
   た側のシャッタは、それ自体が投入通路内を進退する
   か、又は、処理物の押込部材を具備し該押込部材がシリ
   ンダ等の作用で投入通路内を進退することにより、処理
   物を内側容器内へ投入するように形成した請求項２の熱
   分解室。
4. 【請求項４】 処理物装填部における内側容器に近い側
   のシャッタは、シリンダ等の作用で投入通路と直交する
   方向に開閉されるように形成した請求項２又は３の熱分
   解室。
5. 【請求項５】 内側容器の内部には、投入通路に直交し
   た向きの水平な軸に回転自在に支持された篭状の容器で
   あって、周面上に前記投入通路に臨む開口部を形成する
   と共に内部に翼状板等によって断面凹凸状をなす衝突部
   を設けた処理容器を、外部動力によって回転可能に設け
   た請求項１〜４のいずれかの熱分解室。
6. 【請求項６】 内側容器と外側容器には、密閉可能な扉
   を設けると共に、この扉に投入通路を配置し、処理され
   た残渣を前記扉を開けて取出すようにした請求項１〜５
   のいずれかの熱分解室。
7. 【請求項７】 内側容器内の底部には、処理残渣排出用
   の耐熱コンベアを配置すると共に、該コンベア先端を外
   側容器の外部まで延設し、かつ、該延設部分をシャッタ
   を有する断熱された密閉空間内に配設すると共に、この
   密閉空間を、前記シャッタを介して連通する残渣ホッパ
   であって、外部に通じる扉を具備したホッパに接続した
   請求項１〜５のいずれかの熱分解室。