JPS634447B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、下水スラツジ、人畜糞尿、各種食品
加工廃棄物、農林産業廃棄物等の有機性廃棄物、
廃合成繊維、廃合成樹脂、廃合成ゴム等の廃合成
高分子化合物、更には石炭等を加熱分解して油や
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、流動床焼却炉を応用した
熱分解反応装置に関する。

従来、残渣取出用のマンホールを備えた反応容
器の上部に、被処理物供給用のホツパーとガス抽
出管を連結し、反応容器の下方にバーナーを設
け、更に反応容器内で回転する翼板を設けた熱分
解反応装置が知られている（実開昭50−79736
号）。この装置は、適量の被処理物をホツパーか
ら反応容器内に投入し、これを翼板で撹拌しなが
ら蒸し焼き状に加熱分解し、発生したガスをガス
抽出管から取出して凝縮させ、油と可燃性ガスを
分離取得しようとするものである。また、分解残
渣は、反応容器が十分冷えてから、マンホールか
ら取出されるものである。

しかしながら、従来の装置ではバツチ処理とな
るため、運転効率が悪い問題がある。

一方、本発明者は、熱分解反応を行うに際し、
粉粒状鉱物質と高温下で接触させながら行うと、
油や可燃性ガスの回収率が極めて向上することを
見出した。これは、粉粒状鉱物質を被処理物と共
に反応容器内に投入することにより、前記従来の
装置でも行うことができる。しかし、前記従来の
装置では、分解残渣の排出と共に粉粒状鉱物質も
入れ替えなければならなくなり、無駄が多くなつ
て経済的な運転は望めなくなる。

本発明は、粉粒状鉱物質を用いて熱分解反応を
行うに際し、連続的な処理と、分解残渣である炭
化物と粉粒状鉱物質の分別排出を可能にすること
を目的とする。

本発明は、流動床式焼却炉の原理と応用して上
記目的を達成したものである。即ち、本発明は、
粉粒状鉱物質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と、この反応容器の一側端部
上方から、外気から反応容器内を遮断した状態で
被処理物を反応容器内へ送り込む供給機と、反応
容器の他側端部の、粉粒状鉱物質の上面よりやや
上方に開口された排出シユーターと、反応容器の
上部に開口された、発生ガスを取出すためのガス
抽出管と、供給機の設けられた反応容器の一側端
部側から排出シユーターの設けられた反応容器の
他側端部側へと被処理物を押しながら粉粒状鉱物
質を撹拌する撹拌羽根とを有する粉粒状鉱物質を
用いた熱分解反応装置である。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づいて本
発明を更に詳細に説明する。

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は底面がＵ字形を成す反応容器で、この
反応容器の下方には、バーナー２から炎が送り込
まれる燃焼室３が形成されている。反応容器１内
には、粉粒状鉱物質４が入れられており、この粉
粒状鉱物質４をバーナー２によつて底面から直接
加熱するものとなつている。

反応容器１の最上段にはガス抽出管５、ガス抽
出管５のやや下方に供給機６、粉粒状鉱物質４の
上面のやや上方に回転軸７が各々設けられてい
る。

ガス抽出管５は、図示されていないが、冷却器
に連結されていて、発生ガスを冷却器に導びいて
これを冷却し、液化成分とガス成分を分離取得す
るためのものである。そして、このガス抽出管５
は、粉粒状鉱物質４や発生する炭化物の侵入を防
止するためにできるだけ粉粒状鉱物質４から離し
ておくことが好ましい。

供給機６は、被処理物８や粉粒状鉱物質４を反
応容器１に送り込むためのもので、外気から反応
容器１内を遮断した状態でこれらを供給できるも
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はスクリユーコンベアとなつてお
り、供給機６内を移動される被処理物８によつて
反応容器１内を外気から遮断するものとなつてい
る。また、この供給機６としては、油圧シリンダ
ーによつて被処理物８を反応容器１内へと押し出
すもの等であつてもよい。

回転軸７には撹拌羽根９が取付けられていて回
転軸７によつて回転されるものとなつている。撹
拌羽根９は、回転軸７に対して、やや傾斜して取
付けられた細長い板状を成すもので、粉粒状鉱物
質４を撹拌して、供給された被処理物８を粉粒状
鉱物質４と混合しつつ移動させると共に、粉粒状
鉱物質４並びに被処理物８の均一な加熱を図るた
めのものである。また、粉粒状鉱物質４は、撹拌
羽根９による撹拌効率を良好に保つ上で、回転軸
７以下の投入高さにしておくことが好ましい。

供給機６の対向側には排出シユーター１０が形
成されており、粉粒状鉱物質４と混合されて分解
反応に供された被処理物８の残渣である炭化物１
１が堰部１２を越えて落下されると、スクリユー
１３でこれを排出機１４へと送つて取出せるよう
になつている。この排出機１４も前述の供給機６
と同様なスクリユーコンベアで、その中を移動す
る炭化物１１によつて外気から反応容器１内を遮
断しつつ炭化物１１を排出するものである。ま
た、炭化物１１に混じつて排出される粉粒状鉱物
質４は、排出後分別して供給機６へと戻すように
すればよい。

まず、供給機６によつて被処理物８を供給する
と、供給された被処理物８は、撹拌羽根９によつ
て加熱された粉粒状鉱物質４と混合されつつ徐々
に排出シユーター１０方向へ移動される。そし
て、加熱された粉粒状鉱物質４の熱によつて熱分
解反応し、炭化水素系のガスが生成される。

上記被処理物８の熱分解反応時の挙動は必ずし
も明確ではないが、本発明者は次のように推測し
ている。即ち、被処理物８が加熱された粉粒状鉱
物質４と接触して加熱されることにより、被処理
物８中の有機成分の炭素連鎖が切断されて底分子
化されると共に、炭素に結合している水素やその
他の原子が分離され、更に水素と炭素が優先的に
結合する再合成反応が成されているのではないか
と考えられる。また、被処理物８に水が含まれて
いる場合、高温下において活成化されると共に、
被処理物８が高温にさらされることによつて生ず
る炭素と反応して水性ガス化される。そして、こ
の被処理物８の熱分解時に、粉粒状鉱物質４が炭
素と水素の再合成を助ける触媒的役割をもなすの
ではないかと考えられる。

このようにして被処理物８は撹拌羽根９によつ
て粉粒状鉱物質４と混合されて熱分解反応され、
生成される炭化物１１は比重差によつて粉粒状鉱
物質４上に浮き上げられつつ堰部１２付近に集積
される。堰部１２付近に集積された炭化物１１
は、次第に押されて排出シユーター１０へと落下
し、スクリユー１３によつて掻き集められて排出
後１４へと送られ、排出されることになる。

一方、被処理物８の熱分解反応によつて生成さ
れた発生ガスは、ガス抽出管５から反応容器１外
へと取り出され、前述のように、冷却器に導びか
れて冷却され、液化成分とガスとに分離されるも
のである。液化成分は炭化水素系の油と水とに大
別され、ガス成分は炭化水素系のガスや水性ガス
を含む可燃性ガスとして取得し得る。

以上のような本発明に係る装置によれば、反応
容器１内にことさら燃焼ガスを送る必要がないの
で取得される油の汚染を防ぐことができ、底部よ
りの直接加熱を利用しているので熱効率に優れ、
かつ装置を小型化し得るものである。

本発明で用いる粉粒状鉱物質としては、砂、粘
土、クレー等が最適である。また炭素と水素の再
合成時の触媒として機能し得ると考えられる酸化
鉄、ケイ酸、モリブテン、亜鉛、酸化アルミニウ
ム等を添加することも好ましいことである。

このように本発明においては、単に被処理物を
粉粒状鉱物質と接触させながら分解させるだけで
はなく、その分解残渣である炭化物の排出を連続
的に行うことができる。また、この炭化物は優先
的に排出され、炭化物と共に多量の粉粒状鉱物質
が排出されてしまうことがないので、粉粒状鉱物
質を無駄に消費することがない。従つて、粉粒状
鉱物質を用いた熱分解処理を、連続的にしかも経
済的に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱分解反応装置の縦断面
図、第２図はそのＡ−A′断面図である。 １：反応容器、２：バーナー、３：燃焼室、
４：粉粒状鉱物質、５：ガス抽出管、６：供給
機、７：回転軸、８：被処理物、９：撹拌羽根、
１０：排出シユーター、１１：炭化物、１２：堰
部、１３：スクリユー、１４：排出機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉粒状鉱物質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と、 この反応容器の一側端部上方から、外気から反
   応容器内を遮断した状態で被処理物を反応容器内
   へ送り込む供給機と、 反応容器の他側端部の、粉粒状鉱物質の上面よ
   りやや上方に開口された排出シユーターと、 反応容器の上部に開口された、発生ガスを取り
   出すためのガス抽出管と、 供給機の設けられた反応容器の一側端部側から
   排出シユーターの設けられた反応容器の他側端部
   側へと被処理物を押しながら粉粒状鉱物質を撹拌
   する撹拌羽根とを有することを特徴とする粉粒状
   鉱物質を用いた熱分解反応装置。