特許 7584783 有機廃棄物の熱分解装置及び熱分解方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-08

(45)【発行日】2024-11-18

(54)【発明の名称】有機廃棄物の熱分解装置及び熱分解方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/40 20220101AFI20241111BHJP

   C08J 11/00 20060101ALI20241111BHJP

【ＦＩ】

B09B3/40

C08J11/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020163758

(22)【出願日】2020-09-29

(65)【公開番号】P2022055999

(43)【公開日】2022-04-08

【審査請求日】2023-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】510075387

【氏名又は名称】活水プラント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076473

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188765

【弁理士】

【氏名又は名称】赤座 泰輔

(74)【代理人】

【識別番号】100112900

【弁理士】

【氏名又は名称】江間 路子

(74)【代理人】

【識別番号】100136995

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 千織

(74)【代理人】

【識別番号】100163164

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 敏之

(72)【発明者】

【氏名】飯田 克己

(72)【発明者】

【氏名】飯田 祐史

(72)【発明者】

【氏名】飯田 倫之

【審査官】東 勝之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２５５８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２１０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３８１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－００１７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５３８８５３７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０９Ｂ ３／４０

Ｂ０９Ｂ １０１：７５

Ｃ０８Ｊ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機廃棄物を乾留する乾留槽と、該有機廃棄物を該乾留槽に投入する投入装置と、該有機廃棄物を乾留するために該乾留槽を加熱する加熱炉と、該有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物を回収する回収装置と、を備える熱分解装置であって、
該投入装置は、該乾留槽に該有機廃棄物を投入する第１ねじポンプと、該第１ねじポンプに該有機廃棄物を供給する第２ねじポンプと、を備えて構成され、
該第１ねじポンプに該有機廃棄物が供給される供給口と、該供給口に該有機廃棄物を送出する該第２ねじポンプの送出口と、の間が、連結管によって連結され、
該連結管の該供給口側と該送出口側とに、該有機廃棄物の移動を規制する仕切弁がそれぞれ設けられ、
該連結管に、脱気装置が備えられる、ことを特徴とする有機廃棄物の熱分解装置。

【請求項2】

前記連結管に、窒素ガスを注入する注入口が備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機廃棄物の熱分解装置。

【請求項3】

前記有機廃棄物が乾留されて生じる乾留ガスを前記加熱炉に導風する導風管を備え、該加熱炉に設けられた該乾留ガスを導風する導風口に、該導風管から該乾留ガスを吸引し該導風口に導風するアスピレータを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機廃棄物の熱分解装置。

【請求項4】

前記導風管が前記加熱炉内に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の有機廃棄物の熱分解装置。

【請求項5】

請求項１に記載の有機廃棄物の熱分解装置の前記加熱炉の燃焼の燃料にバイオマス燃料を使用することを特徴とする有機廃棄物の熱分解方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機廃棄物を熱分解し、有機廃棄物から熱分解された炭化物を回収する熱分解装置及び熱分解方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有機廃棄物を熱分解し、有機廃棄物から熱分解された炭化物を回収する熱分解装置として、内容物の有機廃棄物を熱分解させる内容器と、内容器を加熱する外容器と、を備え、内容器の軸心を回転中心として回転駆動されつつ加熱されて熱分解を行なう、熱分解装置が、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２５５８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載された熱分解装置は、内容器に有機廃棄物を投入する際に空気（酸素）が共に混入され、回収する炭化物が酸化されてしまうという課題があった。

【0005】

本発明は、上記にかんがみて、回収する炭化物の酸化を抑制することができる熱分解装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る熱分解装置は、有機廃棄物を乾留する乾留槽と、該有機廃棄物を該乾留槽に投入する投入装置と、該有機廃棄物を乾留するために該乾留槽を加熱する加熱炉と、該有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物を回収する回収装置と、を備える熱分解装置であって、
該投入装置がねじポンプであることを特徴とする。

【0007】

本発明の熱分解装置によれば、乾留槽に投入された有機廃棄物は、乾留槽を加熱する加熱炉によって加熱され、加熱されることによって乾留（熱分解）され、炭化物を生じる。炭化物は、燃料、土壌改良剤又は水質浄化剤などとして再利用することができる。乾留される有機廃棄物は、ねじポンプの圧送によって乾留槽に投入される。有機廃棄物は、ねじポンプの圧送によって、脱気されるため、空気（酸素）が取り除かれた状態で乾留される。このため、有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物は、酸化が抑制されたものとすることができる。

【0008】

ここで、上記熱分解装置において、前記乾留槽に前記有機廃棄物を投入する前記ねじポンプ（以下、「第１ねじポンプ」という。）に、該有機廃棄物を供給する装置がねじポンプ（以下、「第２ねじポンプ」という。）である構成とすることができる。

【0009】

これによれば、有機廃棄物は、第２ねじポンプの圧送によって、脱気されるため、空気（酸素）が取り除かれ、第１ねじポンプの圧送によって、さらに脱気されるため、空気（酸素）がさらに取り除かれた状態で乾留される。このため、有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物を、より酸化が抑制されたものとすることができる。

【0010】

また、上記熱分解装置において、前記第１ねじポンプに前記有機廃棄物が供給される供給口と、該供給口に該有機廃棄物を送出する前記第２ねじポンプの送出口と、の間が、連結管によって連結され、
該連結管の該供給口側と該送出口側とに、該有機廃棄物の移動を規制する仕切弁がそれぞれ設けられ、
該連結管に、脱気装置が備えられる構成とすることができる。

【0011】

これによれば、連結管の供給口側と送出口側とに、有機廃棄物の移動を規制する仕切弁がそれぞれ設けられ、連結管に、脱気装置が備えられているため、仕切弁を閉じて脱気装置を運転することにより、連結管内部の有機廃棄物を隔離して脱気することができる。このため、有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物を、より酸化が抑制されたものとすることができる。

【0012】

また、上記熱分解装置において、前記連結管に、窒素ガスを注入する注入口が備えられる構成とすることができる。

【0013】

これによれば、連結管内部の脱気された有機廃棄物に窒素ガスを充填することができる。このため、有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物を、より酸化が抑制されたものとすることができる。

【0014】

また、上記熱分解装置において、前記有機廃棄物が乾留されて生じる乾留ガスを前記加熱炉に導風する導風管を備え、該加熱炉に設けられた該乾留ガスを導風する導風口に、該導風管から該乾留ガスを吸引し該導風口に導風するアスピレータを備える構成とすることができる。

【0015】

これによれば、乾留ガスを加熱炉に導風し、乾留ガスを分解又は燃焼させることができる。

【0016】

また、上記熱分解装置において、前記導風管が前記加熱炉内に配設されている構成とすることができる。

【0017】

これによれば、乾留ガスが高温を保つことができるため、乾留ガスに含まる融点の高いタールが冷えて導風管に付着することを抑制することができる。

【0018】

上記熱分解装置を用いた熱分解方法において、前記加熱炉の燃焼の燃料にバイオマス燃料を使用することができる。

【0019】

これによれば、バイオマス燃料が成長過程において二酸化炭素を吸収しているため、環境破壊を抑制しつつ熱分解処理を行なうことができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の熱分解装置によれば、有機廃棄物が乾留されて生じる炭化物を、酸化が抑制されたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態の熱分解装置の概念図である。

【図2】同熱分解装置の乾留槽と加熱炉の左側面図である。

【図3】同乾留槽と加熱炉の水平方向の断面図であり、図２のIII－III線断面図である。

【図4】同乾留槽の鉛直方向の断面図であり、図２のIV－IV線断面図である。

【図5】同乾留槽と加熱炉の鉛直方向の断面図であり、図２のV－V線断面図である。

【図6】第２実施形態の熱分解装置の概念図である。

【図7】同熱分解装置の乾留槽と加熱炉の水平方向の断面図であり、図６のVII－VII線断面図である。

【図8】第３実施形態の熱分解装置の概念図である。

【図9】同熱分解装置の乾留槽と熱風路の鉛直方向の断面図であり、図８のIX－IX線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（第１実施形態）
以下、本発明の熱分解装置の第１実施形態について説明する。図１及び図２に示すように、第１実施形態の熱分解装置Ａは、有機廃棄物としての廃プラスチックＷＰを移動させながら連続的に乾留する円筒形状の乾留槽１と、廃プラスチックＷＰを乾留槽１に投入する投入装置３と、乾留槽１を覆い乾留槽１を燃焼により加熱する加熱炉２と、加熱されることによって廃プラスチックＷＰの熱分解から生じる炭化物ＣＢや乾留ガスＤＧを回収する回収装置４と、を備える。乾留槽１は、後述するように、円筒形状の中心軸（回動軸ＲＡ）を中心に回動可能に構成されている。なお、本明細書において、熱分解装置Ａの向きは、図１～図３に示すように、投入装置３を有する側を前とし、回収装置４を有する側を後とする。上下左右は、熱分解装置Ａを前側から見た際の上下左右とし、図示で使用する、Ｆは前、Ｂは後、Ｕは上、Ｄは下、Ｌは左、Ｒは右を示す。また、乾留槽１の回動などの円周の方向は、熱分解装置Ａを前側から見た際の方向（時計回り方向など）とする。

【0023】

図１に示すように、乾留槽１は、有機廃棄物としての廃プラスチックＷＰを移動させながら連続的に乾留する円筒体であり、円筒形状の乾留槽本体１１が円筒の軸方向を水平前後方向とするように配置される。乾留槽本体１１の前端部側の外周面の周方向に無端状に、回動歯車１５が設けられ、回動歯車１５の下側に、回動歯車１５と噛合う回転歯車１７と回転歯車１７を回動させるモータ１７ａが備えられ、モータ１７ａの回動により、乾留槽本体１１が円筒の中心軸（回動軸ＲＡ）を中心に周方向に回動可能に構成されている。乾留槽１は、図４に示すように、架台１８に、回転ローラ１８ａを介して回動可能に設置される。

【0024】

図３及び図４に示すように、乾留槽１は、乾留槽本体１１の内周面の軸方向（前後方向）に沿って一列に並んだ８枚の撹拌羽根１４からなる撹拌羽根列を８列備えている。撹拌羽根列は、乾留槽本体１１の内周面を周方向に沿って八等分するように、乾留槽本体１１の内周面から突設されている。このため、乾留槽１を回動させることにより、廃プラスチックＷＰは、容易に撹拌・転動させられ、廃プラスチックＷＰに加熱ムラが生じることを抑制する。撹拌羽根１４は、その各々の後端部が前端部に比して反時計回りに５°（正面視において回動軸ＲＡに対して）シフトして備えられている。このため、乾留槽１を時計回りに回動させると、収容物としての廃プラスチックＷＰは後方に移動するように撹拌・転動され、乾留槽１を反時計回りに回動させると、廃プラスチックＷＰは前方に移動するように撹拌・転動される。乾留槽１の回動方向を変えることにより、廃プラスチックが前後に移動するため、廃プラスチックＷＰを乾留させる時間の調整をすることができる。

【0025】

乾留槽１は、前壁部１１ｂに次に述べる投入装置３が接続され、後壁部１１ｃが後述する回収装置４に覆われて、外部から閉塞される。乾留槽１は、投入装置３によって、流入する空気（酸素）が取り除かれ、回収装置４によって、流入する空気（酸素）が抑制されるため、廃プラスチックＷＰが酸化するのを抑制されて乾留することができる。

【0026】

図１に示すように、乾留槽１の前壁部１１ｂの回動軸ＲＡ上に、有機廃棄物としての廃プラスチックＷＰを乾留槽１に投入する投入装置３の後述する送出口３１ｄが配置されている。投入装置３は、乾留槽１に廃プラスチックＷＰを投入する第１ねじポンプ３１と、第１ねじポンプ３１に廃プラスチックＷＰを供給する第２ねじポンプ３２と、を備えて構成される。

【0027】

第１ねじポンプ３１は、筐体となるポンプ外筒３１ｃ内に、廃プラスチックＷＰを回転により圧送するスクリュ３１ｂを備え、ポンプ外筒３１ｃ前方にスクリュ３１ｂを回転させるモータ３１ａを備える。ポンプ外筒３１ｃの前側上部に第２ねじポンプ３２から廃プラスチックＷＰが供給される供給口３１ｅを有し、供給口３１ｅから供給された廃プラスチックＷＰは、スクリュ３１ｂの回転によって後方に圧送され、ポンプ外筒３１ｃの後端の送出口３１ｄから乾留槽１に投入される。乾留槽１の前壁部１１ｂに、廃プラスチックＷＰが投入される投入口１２が設けられ、投入口１２は、ポンプ外筒３１ｃの送出口３１ｄを有する前端部を回動可能に支持する。投入口１２の内周には、グランドパッキン１６が施され、ポンプ外筒３１ｃの送出口３１ｄに対して乾留槽１の投入口１２が回動可能としつつ、乾留槽１への空気（酸素）の流入を防ぐ構造となっている。図２の拡大図に示すように、グランドパッキン１６は、ポンプ外筒３１ｃの外周を覆う環状のパッキン１６ａが、後方が投入口１２と一体化された収容体としてのパッキンケース１６ｂに収容され、前方からパッキン押さえ１６ｃに押さえられる構造である。これによって、グランドパッキン１６は、投入口１２をポンプ外筒３１ｃに対して回動可能としつつ、投入口１２（乾留槽１）への空気の流入を防ぐ。

【0028】

第２ねじポンプ３２は、第１ねじポンプ３１に廃プラスチックＷＰを供給するポンプであり、基本的な構成は、第１ねじポンプ３１と同じである。第２ねじポンプ３２は、筐体となるポンプ外筒３２ｃ内に、廃プラスチックＷＰを回転により圧送するスクリュ３２ｂを備え、ポンプ外筒３２ｃ前方にスクリュ３２ｂを回転させるモータ３２ａを備える。第２ねじポンプ３２は、ポンプ外筒３２ｃの前方上部に、廃プラスチックＷＰを溜めるホッパー容器３３を備え、ホッパー容器３３とポンプ外筒３２ｃとの接続部に、ホッパー容器３３から廃プラスチックＷＰが供給される供給口３２ｅを備えている。供給口３２ｅから供給された廃プラスチックＷＰは、スクリュ３２ｂの回転によって後方に圧送され、ポンプ外筒３２ｃの後端下側の送出口３２ｄから第１ねじポンプ３１に移送される。

【0029】

これら第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２では、スクリュ３１ｂ、３２ｂの回転によって後方に圧送される廃プラスチックＷＰは、スクリュ３１ｂ、３２ｂの回転の圧力によって脱気され、空気（酸素）が取り除かれるように、ポンプ外筒３１ｃ、３２ｃ内を後方に移送され、第１ねじポンプ３１に移送、乾留槽１に投入される。

【0030】

図１に示すように、第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２のポンプ外筒３１ｃ、３２ｃは、それぞれ、後方に向けて水平方向から角度αとして５°上向きに配置されている。廃プラスチックＷＰの自重が供給元側に加わるため、廃プラスチックＷＰは、自重の圧力によって脱気され、空気（酸素）が取り除かれるように、ポンプ外筒３１ｃ、３２ｃ内を後方に移送される。

【0031】

また、図１に示すように、第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２のスクリュ３１ｂ、３２ｂは、その１回転のピッチＰが後方に向けて短くなるように形成されている。このため、廃プラスチックＷＰは、後方に向けて圧縮され、空気（酸素）が取り除かれるように、ポンプ外筒３１ｃ、３２ｃ内を後方に移送される。

【0032】

第１ねじポンプ３１の供給口３１ｅと第２ねじポンプ３２の送出口３２ｄは、上下方向に配設される連結管３４によって連結されている。連結管３４の下側（第１ねじポンプ３１の供給口３１ｅ側）に、連結管３４内を閉じる第１仕切弁３５が設けられ、連結管３４の上側（第２ねじポンプ３２の送出口３２ｄ側）に、連結管３４内を閉じる第２仕切弁３６が設けられている。第１仕切弁３５及び第２仕切弁３６を閉じることによって、連結管３４内は、第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２から閉ざされた流路となる。

【0033】

連結管３４には、気体を脱気する脱気口３４ａと窒素ガスを注入する注入口３４ｂが設けられ、脱気口３４ａには連結管３４内の空気を吸引する脱気装置としての吸引ブロワ３４ｃが接続され、注入口３４ｂには連結管３４内に窒素ガスを注入する窒素ボンベ３４ｄが接続されている。連結管３４の第１仕切弁３５と第２仕切弁３６のそれぞれを閉じ、廃プラスチックＷＰを連結管３４内に閉ざし、脱気口３４ａから脱気することにより、廃プラスチックＷＰは、空気（空気に含まれる酸素）が取り除かれる。また、脱気後又は脱気の途中から、注入口３４ｂから窒素ガスを注入することにより、空気に含まれる酸素をより取り除くことができる。

【0034】

加熱炉２は、前端部と後端部を除いて乾留槽１を覆い、バイオマス燃料ＢＦを燃焼させて、燃焼から生じる熱風を用いて乾留槽１を加熱する炉である。加熱炉２は、図２に示す如く、乾留槽１を覆う略円筒形状であり、円筒形状の加熱炉筐体２１の軸方向を乾留槽１の軸方向と重ねて、前後方向に配置される。加熱炉筐体２１の前壁部２１ａには、周方向に回動する乾留槽１を支持する前側軸孔２１ｃが形成され、後壁部２１ｂには、同様に、周方向に回動する乾留槽１を支持する後側軸孔２１ｄが形成される。乾留槽１に接する前側軸孔２１ｃ及び後側軸孔２１ｄの内周には、グランドパッキン１６が施され、前側軸孔２１ｃ及び後側軸孔２１ｄに対して乾留槽１を回動可能としつつ、加熱炉２の熱が外部に漏れない構造としている。加熱炉２の適所の複数箇所に、加熱炉２内の温度を測定する温度センサ２７が備えられている。

【0035】

加熱炉２の前端部側の上部に、燃焼装置２４が設置され、燃焼装置２４の設置位置から後方にかけて、加熱炉２内に形成される熱風路２３が乾留槽本体１１を覆い、燃焼装置２４の燃焼から生じる熱風により乾留槽１を加熱する。加熱炉２の後端部側の上部に熱風を大気に放出する煙突２６が設けられ、熱風を排出する。加熱炉筐体２１の前壁部２１ａと後壁部２１ｂの間には、熱風路２３を区切る３枚の間仕切板２２が前後方向に熱風路２３を４分割するように配置され、熱風路２３は、４つのパーティションに区切られる。なお、間仕切板２２は、乾留槽本体１１を支える支柱としての役割も果たしている。

【0036】

４つのパーティションは、前から、第１パーティション２３ａ、第２パーティション２３ｂ、第３パーティション２３ｃ、第４パーティション２３ｄ、とする。第１パーティション２３ａ上部に、燃焼装置２４が設置され、第４パーティション２３ｄの上部には、熱風を大気に放出する煙突２６が設けられている。図２に示すように、前から１枚目の間仕切板２２は、下側に通風路２２ａが形成され、前から２枚目の間仕切板２２は、上側に通風路２２ａが形成され（図５）、前から３枚目の間仕切板２２は、下側に通風路２２ａが形成されている。間仕切板２２の通風路２２ａ以外は、熱風路２３が前後に隔離され、パーティションが形成される。燃焼装置２４の燃焼から生じる熱風は、第１パーティション２３ａを下に流れ、１枚目の間仕切板２２の下側の通風路２２ａから、第２パーティション２３ｂに流れ、第２パーティション２３ｂを上に流れ、２枚目の間仕切板２２の上側の通風路２２ａから、第３パーティション２３ｃに流れ、第３パーティション２３ｃを下に流れ、３枚目の間仕切板２２の下側の通風路２２ａから、第４パーティション２３ｄに流れ、第４パーティション２３ｄを上に流れる。つまり、燃焼装置２４の燃焼から生じる熱風は、加熱炉筐体２１内の上下を行き来しつつ後方に流れ、加熱炉２の後端部側の上部の煙突２６に流れる。煙突２６の内部には、熱風の流量を規制又は調整するダンパ２６ａが備えられ、熱風の流量を調整することにより、加熱炉２内の温度を調整することができる。

【0037】

熱分解装置Ａは、加熱炉２の燃焼の燃料にバイオマス燃料ＢＦを使用することによって、環境破壊を抑制しつつ熱分解処理を行なうことができる。バイオマス燃料ＢＦは、その原材料の成長過程において二酸化炭素を吸収しているため、二酸化炭素総排出量を抑制することができるためである。

【0038】

回収装置４は、廃プラスチックＷＰを熱分解することにより生じる炭化物ＣＢや乾留ガスＤＧを回収する装置である。回収装置４は、前側に、炭化物ＣＢや乾留ガスＤＧを搬入する搬入口４６が設けられ、搬入口４６が乾留槽１の乾留槽本体１１の後端部を覆うように連結される。搬入口４６は、乾留槽本体１１の後端部を回動可能に支持し、搬入口４６の内周には、グランドパッキン１６が施され、空気（酸素）の流入を防ぐ構造となっている。乾留槽１で発生する粒状の炭化物ＣＢと気体の乾留ガスＤＧは、回収装置４に流入し、比重の大きい炭化物ＣＢが回収装置４の下部の固体溜部４２に溜まり、比重の小さい乾留ガスＤＧが回収装置４の上部の気体溜部４１に溜まる。固体溜部４２の下側に、外気を遮断して粒状の固体を下側に排出するロータリーバルブ４４が備えられ、炭化物ＣＢは、下側に排出され回収される。気体溜部４１の上側に、外気の流入を抑え気体を排出する逆止弁４３が備えられ、乾留ガスＤＧは、次に述べる凝縮装置５へと移送される。回収装置４は、ロータリーバルブ４４が外気を遮断し、逆止弁４３が外気の流入を抑えるため、乾留槽１への空気（酸素）の流入を抑制する。

【0039】

凝縮装置５は、回収装置４から移送された乾留ガスＤＧを冷却し、冷却され液化した液滴ＬＤを回収する装置である。凝縮装置５は、乾留ガスＤＧを冷却する冷却器としてのラジエータ５１と、乾留ガスＤＧが冷却されて液化した液滴ＬＤを油滴ＯＤと水滴ＷＤとに分離する油水分離槽５５と、を備える。

【0040】

凝縮装置５のラジエータ５１は、導入口５２から導入された乾留ガスＤＧを冷却し、冷却され液化した液滴ＬＤを液体出口５３から油水分離槽５５へ流出させ、冷却されても凝縮しない揮発油ＶＯを気体出口５４から加熱炉２に移送させることにより、液体と気体とが分離される。液体出口５３は、ラジエータ５１の下方に設けられ、下方に溜まった液滴ＬＤを排出する。気体出口５４は、ラジエータ５１の液体出口５３より上側に設けられ、上側に集積する揮発油ＶＯを排出する。ラジエータ５１は、冷却水が冷却水入口５１ａから流入しラジエータ５１の内部を循環し冷却水出口５１ｂから排出されることによって冷却され、乾留ガスＤＧを冷却する。ラジエータ５１には、上方の気体（揮発油ＶＯ）の圧力を測定する圧力計５１ｃが設けられている。揮発油ＶＯは、後に述べる導風装置６のアスピレータ６２によって減圧吸引されて、最終的には、導風口２５から加熱炉２に移送され、分解又は燃焼される。

【0041】

油水分離槽５５は、ラジエータ５１によって液化した液滴ＬＤを油滴ＯＤと水滴ＷＤとに分離するものである。油滴ＯＤと水滴ＷＤは相溶しないため、液滴ＬＤは、比重の違いから油滴ＯＤと水滴ＷＤとに分離する。油水分離槽５５の上側に浮く油滴ＯＤは、油分回収槽５６に回収され、再生油として燃料等として使用することができる。油水分離槽５５の下部に溜まった水滴ＷＤは、水分回収槽５７に回収され、有害成分が含有されていないことを確認したうえで、下水として廃棄することができる。

【0042】

導風装置６は、燃焼装置２４の後方に設置され、乾留ガスＤＧのうち、凝縮装置５で冷却されても凝縮しなかった揮発油ＶＯを、導風口２５から加熱炉２に移送する装置である。揮発油ＶＯは、加熱炉２に移送されることによって、加熱炉２の高熱に晒され、分解又は燃焼される。導風装置６は、アスピレータ６２の吸引能力によって凝縮装置５内の揮発油ＶＯを吸引し、さらには、凝縮装置５を介して連通する乾留槽１内を減圧させる。アスピレータ６２は、送風機６１の送風力により吸引力を発揮し、凝縮装置５内の揮発油ＶＯを吸引し、送風機６１の送風と共に揮発油ＶＯを導風口２５から加熱炉２に導風する。

【0043】

次に、第一実施形態の熱分解装置Ａの動作について説明する。第一実施形態では、乾留させる有機廃棄物に廃プラスチックＷＰを使用し、加熱炉２の燃焼装置２４の燃料にバイオマス燃料ＢＦを使用した。

【0044】

有機廃棄物としての廃プラスチックＷＰは、第２ねじポンプ３２と第１ねじポンプ３１とが直列に配置された投入装置３によって、乾留槽１に投入される。投入は、廃プラスチックＷＰの移送と、移送を止めて廃プラスチックＷＰの脱気（窒素パージ）と、を繰り返しながら行われる。廃プラスチックＷＰの移送時は、第２ねじポンプ３２と第１ねじポンプ３１を起動させて、第２ねじポンプ３２と第１ねじポンプ３１の間の連結管３４の上下の第２仕切弁３６と第１仕切弁３５がそれぞれ開かれて、廃プラスチックＷＰが第２ねじポンプ３２と第１ねじポンプ３１を経て乾留槽１に投入される。廃プラスチックＷＰの脱気と窒素パージ時は、第２ねじポンプ３２と第１ねじポンプ３１を停止させて、第２仕切弁３６と第１仕切弁３５をそれぞれ閉じて、脱気口３４ａから脱気され、脱気後に、注入口３４ｂから窒素ガスが注入される。廃プラスチックＷＰの脱気（窒素パージ）と廃プラスチックＷＰの移送を繰り返すことにより、廃プラスチックＷＰは、周りの空気が取り除かれ、窒素パージされ、空気に含まれる酸素が取り除かれた状態となり、第２ねじポンプ３２及び第１ねじポンプ３１に圧送されることにより、スクリュ３２ｂ、３１ｂの回転の圧力によって脱気されながら、ポンプ外筒３２ｃ、３１ｃ内を移送されて、乾留槽１に投入される。

【0045】

乾留槽１に投入された廃プラスチックＷＰは、乾留槽１の回動と乾留槽本体１１の内周面の撹拌羽根１４によって撹拌されながら、乾留槽１から物理的に隔離された加熱炉２の燃焼装置２４のバイオマス燃料ＢＦの燃焼によって加熱され、乾留される。

【0046】

加熱炉２では、燃焼装置２４の燃焼から生じる熱風が加熱炉筐体２１内の上下を行き来しつつ後方に流れ、乾留槽本体１１が回動軸ＲＡを中心に回動するため、乾留槽本体１１は均一に加熱される。乾留槽本体１１を加熱した熱風は、加熱炉２の後端部側の上部の煙突２６に流れる。煙突２６の内部には、熱風の流量を規制又は調整するダンパ２６ａが備えられ、熱風の流量を調整することにより、加熱炉２内の温度が調整される。加熱炉２内の温度は、８００℃を１０℃程度超えるように調整される。ダイオキシンの発生を防ぐためである。なお、この場合、乾留槽１内は、３００℃前後となる。

【0047】

乾留槽１は、略円筒形状の乾留槽本体１１の内周面に撹拌羽根１４を備えて、乾留槽本体１１自体が回動軸ＲＡを中心に周方向に回動する。このため、廃プラスチックＷＰが撹拌されながら加熱され、加熱ムラが抑制され、均等に加熱され、加熱の熱効率に優れるものとなる。廃プラスチックＷＰは、脱気および窒素パージされた状態で乾留槽１に投入され、その状態で加熱されるため、酸化が抑制されて熱分解が進行する。廃プラスチックＷＰは約９０分かけて乾留を行なう。廃プラスチックＷＰは、熱分解により乾留ガスＤＧと炭化物ＣＢを発生する。廃プラスチックＷＰから発生した乾留ガスＤＧと炭化物ＣＢは、酸化が抑制されているため、劣化（酸化）が少ないものとなる。

【0048】

乾留された廃プラスチックＷＰから発生した炭化物ＣＢは、乾留槽１内を転動し、導出口１３から回収装置４に落下し、固体溜部４２に溜まる。炭化物ＣＢは、固体溜部４２の下側に設置されたロータリーバルブ４４によって、排出され回収される。回収された炭化物ＣＢは、炭（カーボン）を多く含み、燃料、土壌改良剤又は水質浄化剤などとして再利用することができる。

【0049】

乾留された廃プラスチックＷＰから発生した乾留ガスＤＧは、導風装置６のアスピレータ６２の吸引によって、回収装置４を経て、凝縮装置５に導入される。凝縮装置５に導入された乾留ガスＤＧは、ラジエータ５１で冷却され、凝縮した液滴ＬＤと、冷却されても凝縮しない揮発油ＶＯとに分けられる。揮発油ＶＯは、導風装置６のアスピレータ６２によって吸引され、送風機６１からの送風と共に、導風口２５から加熱炉２に移送され、分解又は燃焼される。液滴ＬＤは、油水分離槽５５に流出され、油滴ＯＤと水滴ＷＤとに分離される。油滴ＯＤは、油分回収槽５６に回収され、再生油として燃料等に使用することができる。水滴ＷＤは、水分回収槽５７に回収され、有害成分が含有されていないことを確認したうえで、下水として排出することができる。

【0050】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図６に示すように、第二実施形態の熱分解装置Ｂは、第一実施形態の熱分解装置Ａと比較して、回収装置２０４の構成が異なる。具体的には、円筒状の乾留槽２０１の後端側の周方向に、排出孔２４６が等間隔に８つ設けられ、乾留槽２０１が回動軸ＲＡを中心に周方向に回動することによって、下側の排出孔２４６から炭化物ＣＢが排出され、上側の排出孔２４６から乾留ガスＤＧが排出されるように構成されている。また、第二実施形態の熱分解装置Ｂは、凝縮装置を備えず、発生する乾留ガスＤＧの全てを加熱炉２０２に導風し、乾留ガスＤＧを分解又は燃焼させるように構成されている。その他については第一実施形態の熱分解装置Ａとほぼ同じであり、第二実施形態において、第一実施形態と共通する要素については、同じ符号を用いてその説明を省略する（第三実施形態においても同様）。

【0051】

図６に示すように、乾留槽２０１は、円筒体の乾留槽本体２１１が円筒の軸方向を水平方向とするように配置される。円筒体の乾留槽本体２１１の後端側に、乾留槽本体２１１を回動させるチェーンホイール２１７ａが備えられ、チェーンホイール２１７ａの下側に、チェーン２１７を介してチェーンホイール２１７ａと噛合うチェーンリング２１７ｂとチェーンリング２１７ｂを回動させるモータ２１７ｃとが備えられている。モータ２１７ｃの回動により、チェーンリング２１７ｂ、チェーン２１７及びチェーンホイール２１７ａを介して、円筒体の乾留槽本体２１１が円筒の中心軸（回動軸ＲＡ）を中心に周方向に回動するように構成されている。

【0052】

図７に示すように、乾留槽２０１は、乾留槽本体２１１の内周面側の軸方向に沿って一列に並んだ７枚の撹拌羽根２１４からなる撹拌羽根列を４列備えている。撹拌羽根列は、乾留槽２０１の内周面を周方向に沿って四等分するように、乾留槽２０１の内周面から突設されている。撹拌羽根２１４は、その各々の後端部が前端部に比して反時計回りに２０°（正面視において回動軸ＲＡに対して）シフトし、前方側に弧を描いて備えられている。

【0053】

乾留槽本体２１１の後端部の周方向に、排出孔２４６が等間隔に８つ設けられ、乾留槽本体２１１が回動することによって、下側に位置する排出孔２４６から炭化物ＣＢが排出され、上側に位置する排出孔２４６から乾留ガスＤＧが排出される。上側に位置する排出孔２４６から排出された乾留ガスＤＧは、アスピレータ６２に吸引され、加熱炉２０２内に配置された導風管４５を通り、導風口２５から加熱炉２０２に送られ、分解又は燃焼される。導風管４５が加熱炉２０２内に配置されているため、乾留ガスＤＧにタールなどの高融点溶剤が含まれている場合であっても、導風管４５への高融点溶剤の付着を防止することができる。

【0054】

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態について説明する。図８に示すように、第三実施形態の熱分解装置Ｃは、第一実施形態の熱分解装置Ａと比較して、加熱炉３０２の構成が異なる。具体的には、第一実施形態では、熱分解装置Ｃの設置場所に固定された加熱炉２に対して乾留槽１が回動する構成であったが、第三実施形態では、乾留槽３０１に加熱炉３０２の熱風路３２３が接合され、乾留槽３０１と加熱炉３０２が共に回動する構成としている。加熱炉３０２の燃焼装置３２４は熱分解装置Ｃの設置場所に固定され、燃焼装置３２４に対して、加熱炉３０２と乾留槽３０１とが回動する。

【0055】

熱風路３２３が乾留槽３０１に接合されて共に回動するため、熱風は、乾留槽３０１の周方向に循環される。このため、第一実施形態のように、熱風路２３をパーティションに区切り上下に循環させる（図２）必要がない。従って、図９に示すように、第三実施形態の間仕切板３２２は、円周状の全周に亘って１２個の通風路３２２ａが等間隔に配置されている。

【実施例】

【0056】

(実施例１)
実施例１では、第一実施形態の熱分解装置Ａを用いて、下記の条件で連続的に熱分解を行なった。

【0057】

加熱炉２ ８１０℃に調整 バイオマス燃料ＢＦ：建築廃木材粉砕物８０ｋｇ／ｈ
乾留槽１ φ５００ｍｍ（外径５００ｍｍ）×Ｌ９００ｍｍ 容量１６０Ｌ 回転数１ｒｐｍ 有機廃棄物の通過時間約７０分 乾留槽内温度約３００℃
第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２ 移送量２０ｋｇ／ｈ ６分移送、６分停止（脱気・窒素パージ中）、を繰り返す
脱気・窒素パージ ６分移送、５分脱気、１分窒素パージ、を繰り返す
ラジエータ５１（凝縮装置５） ２５Ａ（内径２５ｍｍ）×Ｌ３００ｍｍ×１２本 冷却水ポンプ ４０Ｌ／ｍｉｎ
アスピレータ６２（導風装置６） ６５Ａ（エアー入口）×５０Ａ（吸引口）×５０Ａ（出口）
送風機６１（導風装置６） ６ｍ³／ｍｉｎ
有機廃棄物 使用済みポリエチレン容器粉砕物１０ｋｇ／ｈ

【0058】

実施例１では、定常運転状態で、油滴ＯＤ（再生油）として灯油・軽油クラスの油が４ｋｇ／ｈ得られた。水滴ＷＤは確認できなかった。炭化物ＣＢとして最大１０ｍｍ程度の炭を主成分とする粒子が１ｋｇ／ｈ得られた。

【0059】

(実施例２)
実施例２では、第二実施形態の熱分解装置Ｂを用いて、下記の条件で連続的に熱分解を行なった。

【0060】

加熱炉２ ８１０℃に調整 バイオマス燃料ＢＦ：建築廃木材粉砕物８０ｋｇ／ｈ
乾留槽１ φ５００ｍｍ（外径５００ｍｍ）×Ｌ９００ｍｍ 容量１６０Ｌ 回転数１ｒｐｍ 有機廃棄物の通過時間約７０分 乾留槽内温度約３００℃
第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２ 移送量２０ｋｇ／ｈ ６分移送、６分停止（脱気・窒素パージ中）、を繰り返す
脱気・窒素パージ ６分移送、５分脱気、１分窒素パージ、を繰り返す
アスピレータ６２（導風装置６） ６５Ａ（エアー入口）×５０Ａ（吸引口）×５０Ａ（出口）
送風機６１（導風装置６） ６ｍ³／ｍｉｎ
有機廃棄物 自動車シュレッダーダスト１０ｋｇ／ｈ

【0061】

実施例２では、定常運転状態で、炭化物ＣＢとして最大１０ｍｍ程度の炭を主成分とする粒子が１．５ｋｇ／ｈ得られた。

【0062】

(実施例３)
実施例３では、第三実施形態の熱分解装置Ｃを用いて、下記の条件で連続的に熱分解を行なった。

【0063】

加熱炉２ ８１０℃に調整 バイオマス燃料ＢＦ：木材加工廃棄物８０ｋｇ／ｈ
乾留槽１ φ５００ｍｍ（外径５００ｍｍ）×Ｌ９００ｍｍ 容量１６０Ｌ 回転数０．５ｒｐｍ 有機廃棄物の通過時間約１４０分 乾留槽内温度約３００℃
第１ねじポンプ３１及び第２ねじポンプ３２ 移送量１０ｋｇ／ｈ ６分移送、６分停止（脱気中）を繰り返す
脱気 ６分移送、６分脱気、を繰り返す
ラジエータ５１（凝縮装置５） ２５Ａ（内径２５ｍｍ）×Ｌ３００ｍｍ×１２本 冷却水ポンプ ４０Ｌ／ｍｉｎ
アスピレータ６２（導風装置６） ６５Ａ（エアー入口）×５０Ａ（吸引口）×５０Ａ（出口）
送風機６１（導風装置６） ６ｍ³／ｍｉｎ
有機廃棄物 木材加工廃棄物１０ｋｇ／ｈ

【0064】

実施例３では、定常運転状態で、油滴ＯＤは確認できなかった。水滴ＷＤとして木酢液が４ｋｇ／ｈ得られた。炭化物ＣＢとして最大１ｍｍ程度の炭を主成分とする粒子が０．５ｋｇ／ｈ得られた。

【0065】

(比較例１)
比較例１では、上記の熱分解装置Ａの投入装置３を取り外した熱分解装置を用いた。廃プラスチックＷＰは、人がショベルで投入した。

【0066】

乾留槽１ φ５００ｍｍ（外径５００ｍｍ）×Ｌ９００ｍｍ 容量１６０Ｌ 回転数１ｒｐｍ
加熱炉２ ８１０℃に調整 バイオマス燃料ＢＦ：建築廃木材粉砕物８０ｋｇ／ｈ
ラジエータ５１（凝縮装置５） ２５Ａ（内径２５ｍｍ）×Ｌ３００ｍｍ×１２本 冷却水ポンプ ４０Ｌ／ｍｉｎ
アスピレータ６２（導風装置６） ６５Ａ（エアー入口）×５０Ａ（吸引口）×５０Ａ（出口）
送風機６１（導風装置６） ６ｍ³／ｍｉｎ
廃プラスチックＷＰ 使用済みポリエチレン容器粉砕物１０ｋｇ／ｈ

【0067】

実施例１では、定常運転状態で、油滴ＯＤ（再生油）として灯油・軽油クラスの油が１ｋｇ／ｈ得られた。水滴ＷＤは確認できなかった。炭化物ＣＢとして最大１０ｍｍ程度の炭を主成分とする粒子が０．１ｋｇ／ｈ得られた。実施例１と比較して、油滴ＯＤと炭化物ＣＢの回収量が少なく、酸素を取り除かなかったために、油滴ＯＤと炭化物ＣＢの大半が燃焼されたと考えられる。

【0068】

（その他実施形態）
実施形態の熱分解装置は、以下のような形態であってもその実施をすることができる。

【0069】

実施形態の熱分解装置ではバイオマス燃料ＢＦとして建築廃木材粉砕物及び木材加工廃棄物を使用したが、バイオマス燃料ＢＦとして食用油廃棄物、穀物油なども使用することができる。また、乾留槽１を加熱する燃料は、バイオマス燃料ＢＦに限定さるものではなく、汎用の燃料（都市ガス、プロパンガスなど）であっても使用することができる。

【0070】

実施形態の熱分解装置では有機廃棄物として、使用済みポリエチレン容器粉砕物、自動車シュレッダーダスト及び木材加工廃棄物を使用したが、有機廃棄物は特に限定されることなく使用することができるものであり、生ゴミや糞尿なども使用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１…乾留槽、２…加熱炉、３…投入装置、４…回収装置、５…凝縮装置、６…導風装置、１１…乾留槽本体、１１ｂ…前壁部、１１ｃ…後壁部、１２…投入口、１３…導出口、１４…撹拌羽根、１５…回動歯車、１６…グランドパッキン、１６ａ…パッキン、１６ｂ…パッキンケース、１６ｃ…パッキン押さえ、１７…回転歯車、１７ａ…モータ、１８…架台、１８ａ…回転ローラ、２１…加熱炉筐体、２１ａ…前壁部、２１ｂ…後壁部、２１ｃ…前側軸孔、２１ｄ…後側軸孔、２２…間仕切板、２２ａ…通風路、２３…熱風路、２３ａ…第１パーティション、２３ｂ…第２パーティション、２３ｃ…第３パーティション、２３ｄ…第４パーティション、２４…燃焼装置、２５…導風口、２６…煙突、２６ａ…ダンパ、２７…温度センサ、３１…第１ねじポンプ、３１ａ…モータ、３１ｂ…スクリュ、３１ｃ…ポンプ外筒、３１ｄ…送出口、３１ｅ…供給口、３２…第２ねじポンプ、３２ａ…モータ、３２ｂ…スクリュ、３２ｃ…ポンプ外筒、３２ｄ…送出口、３２ｅ…供給口、３３…ホッパー容器、３４…連結管、３４ａ…脱気口、３４ｂ…注入口、３４ｃ…吸引ブロワ、３４ｄ…窒素ボンベ、３５…第１仕切弁、３６…第２仕切弁、４１…気体溜部、４２…固体溜部、４３…逆止弁、４４…ロータリーバルブ、４５…導風管、４６…搬入口、５１…ラジエータ、５１ａ…冷却水入口、５１ｂ…冷却水出口、５１ｃ…圧力計、５２…導入口、５３…液体出口、５４…気体出口、５５…油水分離槽、５６…油分回収槽、５７…水分回収槽、６１…送風機、６２…アスピレータ、２０１…乾留槽、２０２…加熱炉、２０４…回収装置、２１１…乾留槽本体、２１４…撹拌羽根、２１７…チェーン、２１７ａ…チェーンホイール、２１７ｂ…チェーンリング、２１７ｃ…モータ、２４６…排出孔、３０１…乾留槽、３０２…加熱炉、３１１…乾留槽本体、３２１…加熱炉筐体、３２２…間仕切板、３２２ａ…通風路、３２３…熱風路、３２４…燃焼装置、Ａ…熱分解装置、Ｂ…熱分解装置、Ｃ…熱分解装置、ＢＦ…バイオマス燃料、ＣＢ…炭化物、ＤＧ…乾留ガス、ＬＤ…液滴、ＯＤ…油滴、Ｐ…ピッチ、ＲＡ…回動軸、ＶＯ…揮発油、ＷＤ…水滴、ＷＰ…廃プラスチック、α…角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】