可燃物含有原料の熱分解装置
【課題】タールを排出せずにチャーと可燃ガスを増量する可燃物含有原料の熱分解装置を提供する。
【解決手段】可燃物含有原料を熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成する加熱炉１０と、ガス分を精製する精製装置３０とを備え、加熱炉１０は、両端に開口部１４Ａ，１４Ｂが形成されて軸線まわりに回転する筒状体１３と、筒状体の内部を区分する仕切壁２０と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板２１とを有し、仕切壁の両面でのガイド板は、仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、仕切壁２０は貫通窓部２０Ｃが形成され、筒状体１３の一端側の開口部１４Ａに外部から原料供給管１５が進入し、他端側の開口部１４Ｂに、ガス排出管１６とチャー含有固形物排出管１７とが接続され、精製装置３０のタール含有液排出管３１が筒状体内に進入して先端開口が貫通窓部２０Ｃの範囲に位置している。
【解決手段】可燃物含有原料を熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成する加熱炉１０と、ガス分を精製する精製装置３０とを備え、加熱炉１０は、両端に開口部１４Ａ，１４Ｂが形成されて軸線まわりに回転する筒状体１３と、筒状体の内部を区分する仕切壁２０と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板２１とを有し、仕切壁の両面でのガイド板は、仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、仕切壁２０は貫通窓部２０Ｃが形成され、筒状体１３の一端側の開口部１４Ａに外部から原料供給管１５が進入し、他端側の開口部１４Ｂに、ガス排出管１６とチャー含有固形物排出管１７とが接続され、精製装置３０のタール含有液排出管３１が筒状体内に進入して先端開口が貫通窓部２０Ｃの範囲に位置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃物含有原料を加熱して熱分解し、可燃ガスを含有するガス分とチャー含有固形物とを得る可燃物含有原料の熱分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃物を含有する原料を加熱して熱分解させて可燃ガスを含有するガス分とチャー含有固形物とを得る装置は、例えば特許文献１あるいは特許文献２にて知られている。
【０００３】
特許文献１，２では、両端が開口している横型の回転する筒状体を有し、一端側の開口から筒状体内に投入された可燃物含有原料が筒状体の回転によって筒状体内で転動しながら他端側の開口へ搬送される過程で加熱されて熱分解することで、可燃ガス、タール蒸気及び水蒸気を含むガス分と、チャー含有固形物とを生成することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１６２４７４号
【特許文献２】特開２００８−１１１０１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２においては、可燃物含有原料を熱分解して得られるガス分には、可燃ガス以外に、タール蒸気及び水蒸気も含まれており、このタール蒸気を冷却して得られるタールは液状で粘性も比較的高いことに起因して燃料として扱いにくく、また、換言すれば、タールが生じる分、燃料として扱い易いチャーが少なくなるし、このタールをチャーとするには、別装置での処理が必要となり、その処理が煩瑣となり装置が複雑化し費用が嵩む結果となる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑み、生成されるガス分に含まれるタール蒸気をもチャーに転化して、最終的にガス分にタール蒸気を含まないようにして可燃ガス含有ガスを得ると共に、その分、得られるチャーを増量させることのできる可燃物含有原料の熱分解装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、上述した課題は、次の第一発明あるいは第二発明により解決される。
【０００８】
＜第一発明＞
第一発明に係る可燃物含有原料の熱分解装置は、横型の筒状体が外部から加熱され筒状体内の可燃物含有原料を熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板とを有し、仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、他端側の開口部には、ガス排出管とチャー含有固形物排出管とが接続されている。
【０００９】
かかる可燃物含有原料の熱分解装置において、第一発明では、精製装置のタール含有液排出管が筒状体の他端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴としている。
【００１０】
このような構成の第一発明によると、原料は、加熱炉にて、筒状体の回転に伴い仕切壁とガイド板の作用により転動しながら一端側から他端側へ向け搬送される過程で、一端側の開口部と貫通窓部を経て仕切壁の両側で上流側循環流を形成すると共に、上記貫通窓部と他端側の開口部を経て仕切壁の両側で下流側循環流を形成する。外部から加熱される筒状体により間接的に加熱される原料は、上記上流側循環流そして下流側循環流の形成により筒状体内での滞留加熱時間が長く確保され、一端側で乾燥が開始され他端側に向け搬送されながら熱分解が進行し、他端側に至るときには、ガス分とチャー含有固形物とを生成する。ガス分は可燃ガス、タール蒸気及び水蒸気を含み、チャー含有固形物はチャーの他に不燃物としての灰分をも含んでいる。ガス分は精製装置へ送られ、チャー含有固形物は筒状体から固体燃料となる製品として排出される。
【００１１】
上記ガス分は、精製装置にもたらされ、無害な可燃ガスとタールそして水蒸気等を含むタール含有液とに分離され、可燃ガスは気体燃料となる製品として排出され、タール含有液はタール含有液排出管を経て、上記筒状体の仕切壁に形成された貫通窓部の範囲にもたらされる。したがってこのタール含有液は、原料の下流側循環流に混入して再び加熱されてチャーと可燃ガスに転化されチャー含有固形物と共に製品として排出される。かくして、この第一発明では、タール含有液が上記筒状体内に帰還されることで、すべてチャーと可燃ガスに転化されることとなる。
【００１２】
＜第二発明＞
第二発明に係る可燃物含有原料の熱分解装置は、横型の筒状体内で可燃物含有原料が自燃により熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域及び軸線方向中間域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板と、上記中間域に配されて上記軸線方向で互いに逆方向に原料を搬送する複数の螺旋搬送体とを有し、上記筒状体内に設けられた仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁のうち少なくとも軸線方向一端側に位置する仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通する連通空間を形成し、また、上記複数の螺旋搬送体の軸線方向一端側同士そして他端側同士がそれぞれ筒状体内空間を介して連通して中間域連通空間を形成しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、一端側の開口部にガス排出管がそして他端側の開口部にはチャー含有固形物排出管が接続されている。
【００１３】
かかる可燃物含有原料の熱分解装置において、第二発明では、第一発明同様に、精製装置のタール含有液排出管が筒状体の一端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴としている。
【００１４】
このような構成の第二発明によると、原料は加熱炉にて、筒状体の回転に伴い仕切壁とガイド板の作用により転動しながら一端側から他端側へ向け搬送される過程で、軸線方向一端側に位置する仕切壁の範囲内では、一端側の開口部と貫通窓部を経て仕切壁の両側で上流側一次循環流を形成すると共に、上記貫通窓部と螺旋搬送体の一端側の中間域連通空間を経て仕切壁の両側で上流側二次循環流を形成する。次に、中間域では、上記一端側の仕切壁側から搬送されてきた原料は、互いに搬送方向を逆向きとする螺旋搬送体により該螺旋搬送体の両端での中間域連通空間を経て中間域循環流を形成する。さらに、この中間域よりも他端側に位置する仕切壁の範囲では、他端側の中間域連通空間と他端側開口部を経て下流側循環流を形成する。したがって、一端側開口部へ供給された原料は、上述の上流側一次循環流と上流側二次循環流、中間域循環流そして他端側循環流を経て他端側開口部へ搬送され、その搬送過程において、各循環流の形成により筒状体内での滞留加熱時間が長く確保される。原料は他端側の仕切壁の範囲で形成される他端側循環流内で、一部が自燃し高熱を発し、その熱量が上記中間域循環流の原料を経て上流側循環流の原料へ伝熱される。かくして、原料は、上記上流側循環流でガス化そして熱分解されてガス分とチャー含有固形物を生成し、ガス分はガス排出管から精製装置へ導かれ、チャー含有固形物は、上記各循環流を順次経て他端側開口部へ向け搬送され、一部が上記他端側循環流での自燃に供し、残部はチャー含有固形物排出管から固形燃料となる製品として排出される。
【００１５】
精製装置にもたらされた上記ガス分は、第一発明の場合と同様に、該精製装置にて、無害な可燃ガスとタールそして水蒸気等を含むタール含有液とに分離され、可燃ガスは気体燃料となる製品として排出され、タール含有液はタール含有液排出管を経て、上記筒状体の仕切壁に形成された貫通窓部の範囲にもたらされる。したがってこのタール含有液は、原料の上流側一次循環流に混入して再び加熱されてチャーと可燃ガスに転化されチャー含有固形物と共に製品として排出される。かくして、この第二発明においても、タール含有液が上記筒状体内へ帰還されることで、すべてチャーと可燃ガスに転化されることとなる。
【００１６】
第一発明において、筒状体が燃焼装置に接続されていて、該燃焼装置が上記筒状体から熱分解後の可燃ガスの一部もしくはチャー含有固形物の少なくとも一部を受けてこれを燃焼し、燃焼ガスが筒状体の原料を加熱するように該筒状体に供給されるようにすることができる。これにより、加熱炉で得られる可燃ガスの一部あるいはチャー含有固形物の一部を、加熱炉での原料の加熱のための熱源として利用できる。
【００１７】
さらに、第一発明において、筒状体は、除染装置を介して燃焼装置に接続されており、上記除染装置は、筒状体からチャー含有固形物を受け排出する離脱塔と、吸着材を受け排出する吸着塔とを有し、離脱塔と吸着塔が両塔の間を水が循環するように接続されていて、循環水が離脱塔でチャー含有固形物の汚染物を離脱した後に吸着塔へ搬送され、該吸着塔での汚染物の吸着材による吸着除去後に離脱塔へ帰還するようになっていると共に、離脱塔から排出されたチャー含有固形物が脱水器を経て脱水状態で燃焼装置へ燃料として供給され、吸着塔から排出された吸着材が他の脱水器を経て減容状態で排出されるようになっているようにすることができる。第二発明においては筒状体から排出されるチャーを燃焼装置を介さず減容状態で排出される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上のように、加熱炉で可燃物含有原料が熱分解して生ずるガス分を精製して得られるタール含有液を再び加熱炉に戻すことによりチャーとすることによって、タールのすべてをチャーと可燃ガスに転化するので、取扱いが容易となると共に、チャーと可燃ガスの生成量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態装置の概要構成と、加熱炉の軸線を含む面での該加熱炉断面を示す図である。
【図２】（Ａ）は図１の加熱炉の図１におけるII-II断面図であり、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図３】図１の加熱炉の変形例を示す、図２（Ａ）相当の断面図である。
【図４】図１の加熱炉の他の変形例を示す、図１相当の断面図である。
【図５】第二実施形態装置の軸線を含む面での断面図である。
【図６】図５におけるVI-VI断面図である。
【図７】（Ａ）は図５におけるVII-VII断面図であり、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図８】第三実施形態の概要構成図である。
【図９】（Ａ）は図８装置に適用可能な他の離脱装置を示し、（Ｂ）はその変形例である。
【図１０】（Ａ）は図８装置に適用可能なさらに他の離脱装置を示し、（Ｂ）はその変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
＜第一実施形態＞
図１は第一実施形態装置の軸線を通る面での断面図、図２（Ａ）は軸線に直角な面での図１におけるII-II断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部についての拡大図である。
【００２２】
本実施形態の可燃物含有原料の熱分解装置１は、加熱炉１０と精製装置３０とを有している。
【００２３】
加熱炉１０は、ほぼ水平な軸線１１、具体的には水平もしくは水平線に対して図にて右方へ向け下方に３°以下で傾く軸線１１を中心とする、耐熱材から作られた非回転の外筒体１２と、良伝熱材の内筒をなし上記軸線１１まわりに回転する筒状体１３とを、同心に有している。該筒状体１３は、軸線方向両端で上記外筒体１２から突出して、その両端に設けられたフランジ１３Ａ，１３Ｂにて、軸受１３Ａ−１，１３Ｂ−１により回転自在に支持され、図示しない駆動手段により駆動されてゆっくりと回転する。
【００２４】
筒状体１３は、軸線方向一端側（図にて左端側）の端壁（耐熱材）に比較的小径の開口部１４Ａが形成され、他端側の端壁（耐熱材）には開口部１４Ｂが形成されており、両開口部１４Ａ，１４Ｂにはスリーブ１４Ａ−１，１４Ｂ−１がそれぞれ取り付けられている。上記一端側の開口部１４Ａのスリーブ１４Ａ−１には、静止している原料供給管１５が進入配置されている。該原料供給管１５はそのシールフランジ１５Ａにて上記開口部１４Ａのスリーブ１４Ａ−１との間で相対回転を許容しつつシールされている。
【００２５】
他端側の開口部１４Ｂのスリーブには、静止しているガス排出管１６とチャー含有固形物排出管１７とが、それらのシールフランジ１６Ａ，１７Ａによって、上記スリーブとの間で、相対回転を許容しつつシールされて設けられている。図では、ガス排出管１６は上方に延びて精製装置３０に接続され、チャー含有固形物排出管１７は下方に延びている。
【００２６】
上記外筒体１２は、軸線方向の両端にて、上記筒状体１３との間の相対回転を許容しつつその内フランジ部１２Ａ，１２Ｂにてシールされ、筒状体１３の周囲に筒状環状空間１８を形成し、かつ一端側底部に加熱ガス排出管１９Ｂそして他端側上部に加熱ガス導入管１９Ａが接続されていて、該加熱ガス導入管１９Ａから筒状環状空間１８内へ導入された加熱ガスが上記筒状体１３を外周面で加熱した後に、降温して上記加熱ガス排出管１９Ｂから排出されるようになっている。また、加熱ガスは管１９Ｂから導入し管１９Ａから排出することもできる。上記筒状体１３は、加熱ガスから熱量を効果的に受熱するために、図２（Ｂ）のごとく外周面に伝熱フィン１３Ｃが設けられていることが好ましい。
【００２７】
上記筒状体１３は図１にて軸線１１に沿って延び紙面と平行に位置する仕切壁２０を有していて該仕切壁２０によって該筒状体１３内を複数の内部空間に区分し、図示の場合、図２（Ａ）に見られるように、一つの仕切壁２０によって二つの内部空間に区分している。
【００２８】
上記筒状体１３の内面には、図２（Ａ）に見られるように、仕切壁２０の取付位置に溝部材１３Ｄが取り付けられていて、上記仕切壁２０の側端縁が該溝部材１３Ｄの溝に対して軸線方向から挿入されるようになっており、該仕切壁２０を着脱自在に支持している。
【００２９】
上記仕切壁２０は、図１のごとく、軸線方向で両端で開口部１４Ａ，１４Ｂのそれぞれの近接端域に切欠部２０Ａ，２０Ｂが形成され、また、中間部には貫通窓部２０Ｃが形成されていて、仕切壁２０の両側の空間を局部的に連通している。
【００３０】
上記仕切壁２０の両面には、軸線方向で間隔をもった複数位置にガイド板２１が上記仕切壁２０の面から立設されている。ガイド板２１は、図１に見られるように、仕切壁２０の面が紙面に平行となる位置にきたときに、図１で仕切壁２０の片面側、例えば手前側の面に設けられたガイド板２１が上方から下方に向かって延びるにしたがい軸線方向一端側から他端側に位置するように傾斜している。図１で仕切壁２０の他面側、すなわち背面側に設けられたガイド板２１は、筒状体１３が半回転して該他面側が手前側にきたときに、上記片面側のガイド板２１とは逆方向の傾斜をもって設けられている。換言すると、この他面側のガイド板２１は背面側にあるときには、紙面に対して直角な方向で透視すると手前側に位置する片面側のガイド板２１と同傾斜をもっている。したがって、両面側のガイド板２１は、同じ側の位置にきたとき、すなわち、ガイド板２１が設けられている仕切壁２０の面が上方に向いている位置から下方に向かって回転するときに、原料は、片面側と他面側では仕切壁２０の面に沿って落下しながらガイド板に案内されて軸線方向に互いに逆方向に搬送されることとなる。その結果、軸線方向で一端側の開口部１４Ａに近接する切欠部２０Ａと貫通窓部２０Ｃとの間の領域では、原料は該切欠部２０Ａと貫通窓部２０Ｃを経て仕切壁２０の両側の空間で上流側循環流を生じ、該貫通窓部２０Ｃと他端側の開口部１４Ｂに近接する切欠部２０Ｂとの間の領域では、原料は該貫通窓部２０Ｃと切欠部２０Ｂを経て仕切壁２０の両側の空間で下流側循環流を生ずる。かくして、仕切壁２０により筒状体１３内で転動し攪拌される原料は、上記上流側循環流と下流側循環流を生じながら、一端側の開口部１４Ａから他端側の開口部１４Ｂへと搬送される。
【００３１】
既述の例では、筒状体１３の内部空間が一つの仕切壁２０により二つの空間に区分されていたが、図３のように、二つの仕切壁２０を十文字に結合させて四つの空間に区分することも可能である。その場合、一つの空間に一連のガイド板２１が設けられているように、図３の例では、仕切壁２０の片面にのみガイド板２１が立設される。四つの空間でのガイド板２１の傾きは、一つおきの空間で、順次逆の傾きとなっている。
【００３２】
本実施形態では、図１に見られるように、筒状体１３の他端側の開口部１４Ｂと連通するガス排出管１６が既出の精製装置３０に接続されている。この精製装置３０自体は公知のものでよく、上記開口部１４Ｂからガス排出管１６を経て受けたガス分を精製して無害な可燃ガスと、タール含有液そして凝縮液とに分離するようになっており、可燃ガスは燃料として排出される。上記精製装置３０には、タール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２が接続されていて、両管３１，３２は他端側から筒状体１３内に進入しており、それらの先端開口は軸線方向で仕切壁２０の貫通窓部２０Ｃの範囲に位置している。両管３１，３２は、別途形成されていなくとも共通管となっていてもよい。タール含有液排出管３１からのタール含有液そして凝縮液排出管３２からの凝縮液は、上記貫通窓部２０Ｃの位置から原料の下流側循環流に合流しここで加熱されることで、タール分がチャー化そして不燃物が灰分となり、主として水分である凝縮液は蒸発する。発生したチャーは不燃物と共にチャー含有固形物排出管１７から排出される。
【００３３】
このように構成される本実施形態装置では、可燃物を含有する原料は原料供給管１５から筒状体１３内へ投入され、筒状体１３内を転動すると共に仕切壁２０の一端側の切欠部２０Ａと貫通窓部２０Ｃの間の上流側循環流を形成して筒状環状空間１８内の加熱ガスにより間接的に加熱されながら下流側へ搬送され、下流側では、筒状体１３内で転動すると共に貫通窓部２０Ｃと他端側切欠部２０Ｂとの間の下流側循環流を形成して上記加熱ガスで間接加熱を受けながら他端側の開口部１４Ｂへ至る。上記原料は、他端側の開口部１４Ｂへ至るまでの間に、十分に加熱されて熱分解し、ガス分とチャー含有固形物とを生じ、ガス分はガス排出管１６を経て精製装置３０へ送られ、チャー含有固形物はチャー含有固形物排出管１７から固形燃料として排出される。
【００３４】
精製装置３０へ送られたガス分は、可燃ガス、タール含有液、凝縮液を含んでおり、精製によりそれぞれ分離して、無害な可燃ガスは燃料として排出され、タール含有液はタール含有液排出管３１を経て、凝縮液は凝縮液排出管３２を経て、それぞれ筒状体１３内に供給されて、原料の下流側循環流に合流し加熱される。この加熱によりタール分は、チャーと可燃ガスに転化され、凝縮液は蒸発する。かくして、原料は、タール分を生ずることなく、可燃ガスとチャー含有固形物となる。
【００３５】
本実施形態では、仕切壁２０に形成される貫通窓部２０Ｃは一つでなく軸線方向で離れた位置に形成して二つとしてもよい。図４の例では、軸線方向でほぼ中央位置に上流側貫通窓部２０Ｃ−１がそしてその下流側に下流側貫通窓部２０Ｃ−２が形成されていて、精製装置からのタール含有液排出管３１の先端開口が上流側貫通窓部２０Ｃ−１、そして凝縮液排出管３２の先端開口が下流側貫通窓部２０Ｃ−２の範囲にそれぞれ位置してる。該貫通窓部２０Ｃ−１，２０Ｃ−２の位置は任意である。
【００３６】
＜第二実施形態＞
図１〜図４の第一実施形態では、筒状体内の原料は筒状体の外部から加熱されていたが、図５の第二実施形態では、原料に含有される可燃物自体の燃焼、いわゆる自燃により原料を加熱する形態である。なお、図１と共通部位には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
図５では、原料は筒状体の右端から供給されており、原料を供給する側を筒状体の一端側としている関係で、一端側は図の右端側として示されており、図１とは反対に表記されている。
【００３８】
図５において、筒状体１３は、軸線方向での中間域そして右側域（断面でハッチングされている範囲）が耐熱材で作られていて（左側域については後述する）、その内部には、右側域にガイド板２１が取り付けられた仕切壁２０が設けられ、中間域には螺旋搬送体４０が設けられている。本実施形態では、上記筒状体１３の外側には図１とは異なり外筒体は設けられていない。
【００３９】
上記ガイド板２１付きの仕切壁２０は、図１の場合と同様の形態で、ガイド板２１は仕切壁２０の両面で互いに逆方向の搬送を行う傾斜をなし、仕切壁２０は原料に上流側循環流（すなわち上流側一次循環流と上流側二次循環流）を生じさせるための切欠部２０Ａ，２０Ｂそして貫通窓部２０Ｃが形成されている。
【００４０】
上記筒状体１３の一端側の開口部１４Ａには、原料供給管１５が進入している。さらに、上記開口部１４Ａには、原料供給管１５の外側にガス排出管１６が設けられている。
【００４１】
原料供給管１５は、縦部１５Ａと横部１５Ｂとを有し、縦部１５Ａはその上方に位置するホッパ等（図示せず）に接続されており、横部１５Ｂは横方向に延びその左端側が上記開口部１４Ａに進入している。上記横部１５Ｂ内には、右方に突出する筒状の回転搬送体１５Ｃが横部に対し相対回転可能に配設されている。該回転搬送体１５Ｃは外周面に螺旋部材が取り付けられていて、外部から駆動を受けて軸線１１まわりに回転することにより、上記横部１５Ｂ内の原料を上記開口部１４Ａへ搬送投入する。この回転搬送体１５Ｃ内には、図示せぬ精製装置からのタール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２が貫通配置されている。該タール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２の先端開口は上記仕切壁２０の貫通窓部２０Ｃの範囲に位置している。さらに、上記開口部１４Ａの外面には、筒状体１３との相対回転を許容するようにガス排出管１６が接続されている。
【００４２】
中間域には、複数（図示の例では、図６にも見られるように四つ）の螺旋搬送体４０が設けられている。螺旋搬送体４０は、左右に開口する円筒部材内に配された軸体の周囲に螺旋板が取り付けられている形態をなし、筒状体１３と共に回転することで、原料を螺旋板で軸線方向に搬送するようになっている。螺旋搬送体４０は二種が配されていて、一種と他種は搬送方向が互いに逆向きとなっている。例えば、図６では上下に位置するのが一種で、左右に位置するのが他種である。図６にて、四つの螺旋搬送体４０同士間の空間は、軸線方向で螺旋搬送体４０の両端位置に設けられた遮板４１により、軸線方向での原料の流通を阻止している。
【００４３】
したがって、原料は一種の螺旋搬送体４０で軸線方向で一方に向け搬送されると共に他種の螺旋搬送体４０に進入して他方に向け搬送される結果、原料は中間域循環流を形成する。既述した仕切壁２０の切欠部２０Ｂと後述の燃焼室内仕切壁５０の切欠部５０Ａとが上記中間域循環流の形成のために、二種の螺旋搬送体４０の一端側開口同士と他端側開口同士のそれぞれの連通している。
【００４４】
筒状体１３の左側域は、断熱材の外周壁２２と、透気性を有する多孔材の内周壁２３と、さらには、図７（Ｂ）に見られるように、上記外周壁２２の外面を覆う保護壁２４とを有している。上記外周壁２２には、周方向の複数位置で半径方向に貫通し軸線方向に延びる溝部２５が形成されている。該溝部２５には空気等の燃焼用酸化剤を送気する送気管２７が配されている。この送気管２７には、空気等を噴出する噴出小孔２７Ａが多数穿設されている。この送気管２７については、再度後述する。
【００４５】
上記筒状体１３の左側域には、図５に見られるように、端壁１３Ｅの位置にまで及ぶガイド板付きの燃焼室用仕切壁５０が設けられている。この燃焼室用仕切壁５０は、既述のガイド板２０と比較すると、ガイド板５１を有している点、両端に切欠部５０Ａ，５０Ｂを有している点で共通しており、貫通窓部を有していない点で相違する。かくして、上記燃焼室用仕切壁５０では、上記切欠部５０Ａ，５０Ｂを経て燃焼室用仕切壁５０の両面側の空間に原料の下流側循環流を生ずる。原料は、この下流側循環流を形成しつつ、上記送気管２７からの空気等を多孔材の内周壁２３を通して受け、該原料に含有されている可燃物が燃焼する。すなわち、原料の一部は自燃し、上記筒状体１３の端壁１３Ｅまでの左側域は燃焼室を形成することとなる。
【００４６】
上記筒状体１３の左側域の左端部は、保護壁２４の軸線方向端部で筒状体１３の回転を許容するようにシールされた排出筒５５により覆われている。該排出筒５５は、その内部が筒状体１３の他端側の開口部１４Ｂと連通していて、該排出筒５５からは上方に向け排ガス管５５Ａそして下方に向けチャー含有固形物排出管１７が延びている。上記筒状体１３の他端側の開口部１４Ｂは、断熱壁１３Ｆとこれに密着した摺動壁１３Ｇが設けられており、該摺動壁１３Ｇは上記開口部１４Ｂよりも半径方向外方にまで及んでいる。上記摺動壁１３Ｇは軸線方向端面が凸球状面をなしており、送気管２７が上記端壁１３Ｅそして断熱壁１３Ｆの外周面に沿うようにクランク状に屈曲されて上記断熱壁１３Ｆの外周面上で軸線方向に延び、上記摺動壁１３Ｇを貫通して摺動壁１３Ｇの凸球状面に開口している。
【００４７】
上記摺動壁１３Ｇに対しては、該摺動壁１３Ｇの凸球状面との相対摺動を許容する凹球状面をもつ摺動支持部材５６が設けられている。上記摺動壁１３Ｇと摺動支持部材５６との球面形状は、筒状体１３が熱の影響を受けて正規位置に対して傾いても、支障ないように自動調心性を与えている。摺動壁１３Ｇの凸球状面と摺動支持部材５６の凹球状面には、複数の上記送気管２７の開口に連通する送気路（図示せず）が形成されている。さらに、この摺動支持部材５６には、空気等の圧送管５７が接続されていて、図示しない空気供給源からの空気が上記圧送管５７と送気路を経て送気管２７に供給できるようになっている。
【００４８】
このような本実施形態において、可燃物を含有する原料が原料供給管１５から開口部１４Ａを経て筒状体１３の一端側に投入されると、原料は軸線方向で上流側の仕切壁２０の範囲で、切欠部２０Ａ，２０Ｂを経て上流側循環流を形成し、切欠部２０Ｂの位置から中間域の螺旋搬送体４０へ搬送されて該中間域で上記仕切壁２０の切欠部２０Ｂと燃焼室用仕切壁５０の切欠部５０Ａを経て中間域循環流を形成した後、燃焼室となる筒状体１３の左側域にもたらされる。この左側域では、原料が上記切欠部５０Ａと切欠部５０Ｂを経て下流側循環流を形成しながら送気管２７からの酸化剤としての空気を多孔性の内周壁２３を透して受けて、この原料の一部が燃焼する。すなわち、原料は該原料の一部に含有される可燃物により自燃する。
【００４９】
上記下流側循環流を形成する原料の一部が燃焼することで、その熱量は、切欠部５０Ａにて、中間域循環流の原料と接触してこの中間域循環流の原料に伝熱される。同様にして、上記中間域循環流の原料は切欠部２０Ｂにて上流側循環流の原料と接触するので、上記熱量は上流側循環流の原料へ伝熱される。この熱量により、上流側循環流の原料は熱分解され、ガス分とチャー含有固形物とを生ずる。
【００５０】
このように熱量は軸線方向の他端側から一端側へ伝熱されるが原料自体は一端側から他端側へ搬送されるので、上記チャー含有固形物は、他端側のチャー含有固形物排出管１７から排出される。一方、原料の熱分解で生じたガス分は一端側に設けられたガス排出管１６を通して、図示しない図１と同様の精製装置にもたらされる。精製装置からのタール含有液と凝縮液は、それぞれタール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２で貫通窓部２０Ｃの位置で筒状体１３内にもたらされ、前実施形態の場合と同様に、タールはチャーと可燃ガスに転化され凝縮液は蒸発する。
【００５１】
＜第三実施形態＞
図８に示される第三実施形態では、図１装置に加え、筒状体を加熱する熱源として筒状体からのチャーの一部を燃焼して得られる燃焼ガスを用いていること、放射線物質等の汚染物質がタール蒸気に含まれているとタール蒸気から除去しずらいので、タール蒸気をチャー化させることで汚染物質をすべてチャー含有固形物に付着させてこれを吸着材で除去し、汚染物質を高濃度で吸着材に吸着させて減容化して、後処理を容易とすることに特徴がある。
【００５２】
図８において図１と共通部位には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
図８において、図１と同一の熱分解装置１の加熱炉１０のチャー含有固形物排出管１７に、除染装置６０が接続されている。
【００５４】
除染装置６０は、離脱塔６１と吸着塔６２とを有し、それぞれ、脱水器６３と脱水器６４が接続されている。
【００５５】
離脱塔６１は、冷却器６５そしてバルブ６５Ａを介して上部受口６１Ａが上記加熱炉１０のチャー含有固形物排出管１７と接続されていて、バルブ６５Ａの開度を調整して所定量づつ加熱炉１０からのチャー含有固形物（チャー及び不燃物）Ｐを冷却した状態で受けるようになっている。チャー含有固形物Ｐを収容する離脱塔６１には水が充満されている。この離脱塔６１の下部開口部にはバルブ６１Ｂを介して上記脱水器６３が接続されている。
【００５６】
吸着塔６２は、上部受口６２Ａから所定量毎に吸着材Ｑを受けるようになっており、内部には水が充満している。この吸着塔６２の下部開口部にはバルブ６２Ｂを介して上記脱水器６４が接続されている。
【００５７】
上記離脱塔６１と吸着塔６２は、離脱塔６１の上部から水を抽出してポンプ６７を経て吸着塔６２の下部に注入するように、そして吸着塔６２の上部から水を抽出してポンプ６８を経て離脱塔６１の下部に注入するように接続されている。
【００５８】
上記除染装置６０は、燃焼装置７０を経て加熱炉１０と接続されている。
【００５９】
上記燃焼装置７０は、図５における左側域と類似する構造を有しており（図８では図５の左側域を左右反転した構造に類似している）、多孔材の内周壁７１Ａを断熱材の外周壁７１Ｂで覆って筒体７１を形成し、この筒体７１の外周壁に小孔が多数穿設された送気管７２を配し、これを外周壁７１Ｂの外面で保護壁で覆った構造をなし、上記内周壁７１Ａ内を燃焼室としている。上記筒体７１は一端側（図では右端側）に端壁７３と凸球状面をもつ摺動壁７４を、そして他端側に端筒部７５を有している。上記摺動壁７４の凸球状面は、図５の場合と同様に、筒体７１に自動調心性を与えている。かかる筒体７１は、外周面に設けられたフランジ７６にて軸受７７により回転自在に支持され、図示しない駆動装置により回転駆動されている。
【００６０】
上記送気管７２は、図５の場合と同様に、摺動壁７４を貫通し該摺動壁７４の凸球状面に開口している。該摺動壁７４は凹球状面をもつ摺動支持部材７８により支持されている。該摺動支持部材７８には燃料供給管７９が貫通していてその一端開口は上記筒体７１の内部に位置している。該燃料供給管７９は他端側で上記除染装置６０の脱水器６３に接続されていて脱水後のチャーの一部を燃料として受けるようになっている。さらに、上記摺動支持部材７８には送気管７２に空気を圧送する圧送管８０が接続されている。なお、本実施形態では、燃焼装置７０へ燃料供給管７９を通して供給される燃料として、加熱炉１０で熱分解後に得られる可燃ガスの一部を用いることとしてもよい。
【００６１】
上記燃焼装置７０の筒体７１の端筒部７５には、排出筒８１が筒体７１の回転を許容するようにシール状態で覆うように設けられており、該排出筒８１には上方に向け延びるガス排出管８２がそして下方に向け延びる燃焼済固形物排出管８３が接続されている。ガス排出管８２は、その上端がサイクロン８４に接続されていて、純粋なガス分と粉塵とに分離し、サイクロン８４の上部から上記ガス分を加熱ガスとして上記加熱炉１０の外筒体１２と筒状体１３との間に供給して該筒状体１３を加熱すると共に、サイクロン８４の下部からは粉塵を除去する。
【００６２】
このような本実施形態では、熱分解して得られたチャー含有固形物に放射線物質のような汚染物質が付着しているおそれがある場合、チャー含有固形物Ｐは、離脱塔６１内で水により洗浄されて汚染物質の離脱後、脱水器６３で脱水され、一部が上記燃焼装置７０へ供給され、残部は固形燃料として排出される。汚染物質を含有することとなった離脱塔６１内の水はポンプ６７により吸着塔６２に送られて、汚染物質が吸着材Ｑに吸着され、浄化された水がポンプ６８により再び離脱塔６１へ帰還する。汚染物質を吸着された吸着材Ｑは脱水器６４で脱水された後、減容化された状態で後処理装置へ送られる。
【００６３】
脱水器６３で脱水されたチャーの一部は、燃焼装置７０に送られ、送気管７２からの酸化剤としての空気を多孔材の内周壁７１Ａを透して受け、ここで自燃する。自燃後の燃焼ガスはサイクロン８４を経て、ガス分のみが加熱ガスとして加熱炉１０へ送られ筒状体１３の加熱に供する。
【００６４】
本実施形態では、離脱塔は図８の形態によらずとも、図９のような形態であってもよい。
【００６５】
図９（Ａ）では、離脱塔６１は縦型の給水筒６１−１と排水筒６１−２を有し、給水筒６１−１と排水筒６１−２は、底部で横型の連絡筒６１−３により連絡されている。連絡筒６１−３内には、チャー含有固形物Ｐを排水筒６１−２から給水筒６１−１へ搬送する螺旋搬送体６１−４が配されている。給水筒６１−１は給水口６１−１Ａがそして排水筒６１−２には排水口６１−２Ａが設けられていて、給水口６１−１Ａが排水口６１−２Ａよりも上方に位置していて給水筒６１−１と排水筒６１−２の間に水位差を与えている。熱分解装置１の加熱炉１０からのチャー含有固形物Ｐは、上方から上記排水筒６１−２へ投入され、給水筒６１−１の下部からバルブ６１−１Ｂを経て排出されるようになっている。
【００６６】
この図９（Ａ）の離脱塔６１では、汚染物質が付着しているチャー含有固形物Ｐは排出筒６１−２から連絡筒６１−３を通って給水筒６１−１に達する間に、向流する給水口６１−１Ａからの清浄水により汚染物質が除去され、上記バルブ６１−１Ｂを経て排出される。排出後のチャー含有固形物は図８の脱水器６３等により脱水される。一方、汚染物質を含有することとなった汚染水は排水口６１−２Ａから排出され、例えば図８の吸着塔６２等により浄化される。
【００６７】
図９（Ａ）の離脱塔６１は、図９（Ｂ）のように傾斜させることで、給水口６１−１Ａと排水口６１−２Ａとの間の水位差を確保している。
【００６８】
さらに、離脱塔６１は、チャー含有固形物が粉体あるいは細粒の場合、水との接触を良好とするように攪拌手段を有するようにすることもできる。
【００６９】
図１０（Ａ）において縦型の離脱塔６１は、下部に給水口６１−１Ａそして上部に排水口６１−２Ａを有し、下端にバルブ６１−１Ｂが設けられ、さらに内部には、軸体６５Ａに攪拌翼６５Ｂが取り付けられた攪拌部材６５が設けられている。この例では、チャー含有固形物は清浄水と共に攪拌部材６５により攪拌されて清浄水との接触を十分に行い汚染物質が良好に離脱される。
【００７０】
図１０（Ｂ）の例では、攪拌部材に代え、粉体あるいは細粒のチャー含有固形物の透過そして水の透水を許容する振動部材６６が設けられており、その振動によりチャー含有固形物と水との接触を促進させる。
【００７１】
図９（Ａ），（Ｂ）そして図１０（Ａ），（Ｂ）の装置を離脱塔として説明したが、これは吸着塔としても使用可能である。図９（Ａ），（Ｂ）そして図１０（Ａ），（Ｂ）にて、汚染物質が付着したチャー含有固形物Ｐに代えて、汚染されていない吸着材を排水筒６１−２へ投入し、さらに、清浄水に代えて、汚染水を給水口６１−１Ａに注入すれば、汚染水は排水口６１−２Ａから排水までの間に汚染物質が吸着材により吸着除去され清浄水となる。かくして、図９（Ａ），（Ｂ）そして図１０（Ａ），（Ｂ）の装置を吸着塔としても使用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 熱分解装置
１０ 加熱炉
１１ 軸線
１３ 筒状体
１４Ａ，１４Ｂ 開口部
１５ 原料供給管
１６ ガス排出管
１７ チャー含有固形物排出管
２０ 仕切壁
２０Ｃ 貫通窓部
２１ ガイド板
３０ 精製装置
３１ タール含有液排出管
４０ 螺旋搬送体
５０ 仕切壁
５１ ガイド板
６０ 除染装置
６１ 離脱塔
６２ 吸着塔
６３ 脱水器
６４ 他の脱水器
７０ 燃焼装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃物含有原料を加熱して熱分解し、可燃ガスを含有するガス分とチャー含有固形物とを得る可燃物含有原料の熱分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃物を含有する原料を加熱して熱分解させて可燃ガスを含有するガス分とチャー含有固形物とを得る装置は、例えば特許文献１あるいは特許文献２にて知られている。
【０００３】
特許文献１，２では、両端が開口している横型の回転する筒状体を有し、一端側の開口から筒状体内に投入された可燃物含有原料が筒状体の回転によって筒状体内で転動しながら他端側の開口へ搬送される過程で加熱されて熱分解することで、可燃ガス、タール蒸気及び水蒸気を含むガス分と、チャー含有固形物とを生成することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１６２４７４号
【特許文献２】特開２００８−１１１０１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２においては、可燃物含有原料を熱分解して得られるガス分には、可燃ガス以外に、タール蒸気及び水蒸気も含まれており、このタール蒸気を冷却して得られるタールは液状で粘性も比較的高いことに起因して燃料として扱いにくく、また、換言すれば、タールが生じる分、燃料として扱い易いチャーが少なくなるし、このタールをチャーとするには、別装置での処理が必要となり、その処理が煩瑣となり装置が複雑化し費用が嵩む結果となる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑み、生成されるガス分に含まれるタール蒸気をもチャーに転化して、最終的にガス分にタール蒸気を含まないようにして可燃ガス含有ガスを得ると共に、その分、得られるチャーを増量させることのできる可燃物含有原料の熱分解装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、上述した課題は、次の第一発明あるいは第二発明により解決される。
【０００８】
＜第一発明＞
第一発明に係る可燃物含有原料の熱分解装置は、横型の筒状体が外部から加熱され筒状体内の可燃物含有原料を熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板とを有し、仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、他端側の開口部には、ガス排出管とチャー含有固形物排出管とが接続されている。
【０００９】
かかる可燃物含有原料の熱分解装置において、第一発明では、精製装置のタール含有液排出管が筒状体の他端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴としている。
【００１０】
このような構成の第一発明によると、原料は、加熱炉にて、筒状体の回転に伴い仕切壁とガイド板の作用により転動しながら一端側から他端側へ向け搬送される過程で、一端側の開口部と貫通窓部を経て仕切壁の両側で上流側循環流を形成すると共に、上記貫通窓部と他端側の開口部を経て仕切壁の両側で下流側循環流を形成する。外部から加熱される筒状体により間接的に加熱される原料は、上記上流側循環流そして下流側循環流の形成により筒状体内での滞留加熱時間が長く確保され、一端側で乾燥が開始され他端側に向け搬送されながら熱分解が進行し、他端側に至るときには、ガス分とチャー含有固形物とを生成する。ガス分は可燃ガス、タール蒸気及び水蒸気を含み、チャー含有固形物はチャーの他に不燃物としての灰分をも含んでいる。ガス分は精製装置へ送られ、チャー含有固形物は筒状体から固体燃料となる製品として排出される。
【００１１】
上記ガス分は、精製装置にもたらされ、無害な可燃ガスとタールそして水蒸気等を含むタール含有液とに分離され、可燃ガスは気体燃料となる製品として排出され、タール含有液はタール含有液排出管を経て、上記筒状体の仕切壁に形成された貫通窓部の範囲にもたらされる。したがってこのタール含有液は、原料の下流側循環流に混入して再び加熱されてチャーと可燃ガスに転化されチャー含有固形物と共に製品として排出される。かくして、この第一発明では、タール含有液が上記筒状体内に帰還されることで、すべてチャーと可燃ガスに転化されることとなる。
【００１２】
＜第二発明＞
第二発明に係る可燃物含有原料の熱分解装置は、横型の筒状体内で可燃物含有原料が自燃により熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域及び軸線方向中間域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板と、上記中間域に配されて上記軸線方向で互いに逆方向に原料を搬送する複数の螺旋搬送体とを有し、上記筒状体内に設けられた仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁のうち少なくとも軸線方向一端側に位置する仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通する連通空間を形成し、また、上記複数の螺旋搬送体の軸線方向一端側同士そして他端側同士がそれぞれ筒状体内空間を介して連通して中間域連通空間を形成しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、一端側の開口部にガス排出管がそして他端側の開口部にはチャー含有固形物排出管が接続されている。
【００１３】
かかる可燃物含有原料の熱分解装置において、第二発明では、第一発明同様に、精製装置のタール含有液排出管が筒状体の一端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴としている。
【００１４】
このような構成の第二発明によると、原料は加熱炉にて、筒状体の回転に伴い仕切壁とガイド板の作用により転動しながら一端側から他端側へ向け搬送される過程で、軸線方向一端側に位置する仕切壁の範囲内では、一端側の開口部と貫通窓部を経て仕切壁の両側で上流側一次循環流を形成すると共に、上記貫通窓部と螺旋搬送体の一端側の中間域連通空間を経て仕切壁の両側で上流側二次循環流を形成する。次に、中間域では、上記一端側の仕切壁側から搬送されてきた原料は、互いに搬送方向を逆向きとする螺旋搬送体により該螺旋搬送体の両端での中間域連通空間を経て中間域循環流を形成する。さらに、この中間域よりも他端側に位置する仕切壁の範囲では、他端側の中間域連通空間と他端側開口部を経て下流側循環流を形成する。したがって、一端側開口部へ供給された原料は、上述の上流側一次循環流と上流側二次循環流、中間域循環流そして他端側循環流を経て他端側開口部へ搬送され、その搬送過程において、各循環流の形成により筒状体内での滞留加熱時間が長く確保される。原料は他端側の仕切壁の範囲で形成される他端側循環流内で、一部が自燃し高熱を発し、その熱量が上記中間域循環流の原料を経て上流側循環流の原料へ伝熱される。かくして、原料は、上記上流側循環流でガス化そして熱分解されてガス分とチャー含有固形物を生成し、ガス分はガス排出管から精製装置へ導かれ、チャー含有固形物は、上記各循環流を順次経て他端側開口部へ向け搬送され、一部が上記他端側循環流での自燃に供し、残部はチャー含有固形物排出管から固形燃料となる製品として排出される。
【００１５】
精製装置にもたらされた上記ガス分は、第一発明の場合と同様に、該精製装置にて、無害な可燃ガスとタールそして水蒸気等を含むタール含有液とに分離され、可燃ガスは気体燃料となる製品として排出され、タール含有液はタール含有液排出管を経て、上記筒状体の仕切壁に形成された貫通窓部の範囲にもたらされる。したがってこのタール含有液は、原料の上流側一次循環流に混入して再び加熱されてチャーと可燃ガスに転化されチャー含有固形物と共に製品として排出される。かくして、この第二発明においても、タール含有液が上記筒状体内へ帰還されることで、すべてチャーと可燃ガスに転化されることとなる。
【００１６】
第一発明において、筒状体が燃焼装置に接続されていて、該燃焼装置が上記筒状体から熱分解後の可燃ガスの一部もしくはチャー含有固形物の少なくとも一部を受けてこれを燃焼し、燃焼ガスが筒状体の原料を加熱するように該筒状体に供給されるようにすることができる。これにより、加熱炉で得られる可燃ガスの一部あるいはチャー含有固形物の一部を、加熱炉での原料の加熱のための熱源として利用できる。
【００１７】
さらに、第一発明において、筒状体は、除染装置を介して燃焼装置に接続されており、上記除染装置は、筒状体からチャー含有固形物を受け排出する離脱塔と、吸着材を受け排出する吸着塔とを有し、離脱塔と吸着塔が両塔の間を水が循環するように接続されていて、循環水が離脱塔でチャー含有固形物の汚染物を離脱した後に吸着塔へ搬送され、該吸着塔での汚染物の吸着材による吸着除去後に離脱塔へ帰還するようになっていると共に、離脱塔から排出されたチャー含有固形物が脱水器を経て脱水状態で燃焼装置へ燃料として供給され、吸着塔から排出された吸着材が他の脱水器を経て減容状態で排出されるようになっているようにすることができる。第二発明においては筒状体から排出されるチャーを燃焼装置を介さず減容状態で排出される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上のように、加熱炉で可燃物含有原料が熱分解して生ずるガス分を精製して得られるタール含有液を再び加熱炉に戻すことによりチャーとすることによって、タールのすべてをチャーと可燃ガスに転化するので、取扱いが容易となると共に、チャーと可燃ガスの生成量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態装置の概要構成と、加熱炉の軸線を含む面での該加熱炉断面を示す図である。
【図２】（Ａ）は図１の加熱炉の図１におけるII-II断面図であり、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図３】図１の加熱炉の変形例を示す、図２（Ａ）相当の断面図である。
【図４】図１の加熱炉の他の変形例を示す、図１相当の断面図である。
【図５】第二実施形態装置の軸線を含む面での断面図である。
【図６】図５におけるVI-VI断面図である。
【図７】（Ａ）は図５におけるVII-VII断面図であり、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図８】第三実施形態の概要構成図である。
【図９】（Ａ）は図８装置に適用可能な他の離脱装置を示し、（Ｂ）はその変形例である。
【図１０】（Ａ）は図８装置に適用可能なさらに他の離脱装置を示し、（Ｂ）はその変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
＜第一実施形態＞
図１は第一実施形態装置の軸線を通る面での断面図、図２（Ａ）は軸線に直角な面での図１におけるII-II断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部についての拡大図である。
【００２２】
本実施形態の可燃物含有原料の熱分解装置１は、加熱炉１０と精製装置３０とを有している。
【００２３】
加熱炉１０は、ほぼ水平な軸線１１、具体的には水平もしくは水平線に対して図にて右方へ向け下方に３°以下で傾く軸線１１を中心とする、耐熱材から作られた非回転の外筒体１２と、良伝熱材の内筒をなし上記軸線１１まわりに回転する筒状体１３とを、同心に有している。該筒状体１３は、軸線方向両端で上記外筒体１２から突出して、その両端に設けられたフランジ１３Ａ，１３Ｂにて、軸受１３Ａ−１，１３Ｂ−１により回転自在に支持され、図示しない駆動手段により駆動されてゆっくりと回転する。
【００２４】
筒状体１３は、軸線方向一端側（図にて左端側）の端壁（耐熱材）に比較的小径の開口部１４Ａが形成され、他端側の端壁（耐熱材）には開口部１４Ｂが形成されており、両開口部１４Ａ，１４Ｂにはスリーブ１４Ａ−１，１４Ｂ−１がそれぞれ取り付けられている。上記一端側の開口部１４Ａのスリーブ１４Ａ−１には、静止している原料供給管１５が進入配置されている。該原料供給管１５はそのシールフランジ１５Ａにて上記開口部１４Ａのスリーブ１４Ａ−１との間で相対回転を許容しつつシールされている。
【００２５】
他端側の開口部１４Ｂのスリーブには、静止しているガス排出管１６とチャー含有固形物排出管１７とが、それらのシールフランジ１６Ａ，１７Ａによって、上記スリーブとの間で、相対回転を許容しつつシールされて設けられている。図では、ガス排出管１６は上方に延びて精製装置３０に接続され、チャー含有固形物排出管１７は下方に延びている。
【００２６】
上記外筒体１２は、軸線方向の両端にて、上記筒状体１３との間の相対回転を許容しつつその内フランジ部１２Ａ，１２Ｂにてシールされ、筒状体１３の周囲に筒状環状空間１８を形成し、かつ一端側底部に加熱ガス排出管１９Ｂそして他端側上部に加熱ガス導入管１９Ａが接続されていて、該加熱ガス導入管１９Ａから筒状環状空間１８内へ導入された加熱ガスが上記筒状体１３を外周面で加熱した後に、降温して上記加熱ガス排出管１９Ｂから排出されるようになっている。また、加熱ガスは管１９Ｂから導入し管１９Ａから排出することもできる。上記筒状体１３は、加熱ガスから熱量を効果的に受熱するために、図２（Ｂ）のごとく外周面に伝熱フィン１３Ｃが設けられていることが好ましい。
【００２７】
上記筒状体１３は図１にて軸線１１に沿って延び紙面と平行に位置する仕切壁２０を有していて該仕切壁２０によって該筒状体１３内を複数の内部空間に区分し、図示の場合、図２（Ａ）に見られるように、一つの仕切壁２０によって二つの内部空間に区分している。
【００２８】
上記筒状体１３の内面には、図２（Ａ）に見られるように、仕切壁２０の取付位置に溝部材１３Ｄが取り付けられていて、上記仕切壁２０の側端縁が該溝部材１３Ｄの溝に対して軸線方向から挿入されるようになっており、該仕切壁２０を着脱自在に支持している。
【００２９】
上記仕切壁２０は、図１のごとく、軸線方向で両端で開口部１４Ａ，１４Ｂのそれぞれの近接端域に切欠部２０Ａ，２０Ｂが形成され、また、中間部には貫通窓部２０Ｃが形成されていて、仕切壁２０の両側の空間を局部的に連通している。
【００３０】
上記仕切壁２０の両面には、軸線方向で間隔をもった複数位置にガイド板２１が上記仕切壁２０の面から立設されている。ガイド板２１は、図１に見られるように、仕切壁２０の面が紙面に平行となる位置にきたときに、図１で仕切壁２０の片面側、例えば手前側の面に設けられたガイド板２１が上方から下方に向かって延びるにしたがい軸線方向一端側から他端側に位置するように傾斜している。図１で仕切壁２０の他面側、すなわち背面側に設けられたガイド板２１は、筒状体１３が半回転して該他面側が手前側にきたときに、上記片面側のガイド板２１とは逆方向の傾斜をもって設けられている。換言すると、この他面側のガイド板２１は背面側にあるときには、紙面に対して直角な方向で透視すると手前側に位置する片面側のガイド板２１と同傾斜をもっている。したがって、両面側のガイド板２１は、同じ側の位置にきたとき、すなわち、ガイド板２１が設けられている仕切壁２０の面が上方に向いている位置から下方に向かって回転するときに、原料は、片面側と他面側では仕切壁２０の面に沿って落下しながらガイド板に案内されて軸線方向に互いに逆方向に搬送されることとなる。その結果、軸線方向で一端側の開口部１４Ａに近接する切欠部２０Ａと貫通窓部２０Ｃとの間の領域では、原料は該切欠部２０Ａと貫通窓部２０Ｃを経て仕切壁２０の両側の空間で上流側循環流を生じ、該貫通窓部２０Ｃと他端側の開口部１４Ｂに近接する切欠部２０Ｂとの間の領域では、原料は該貫通窓部２０Ｃと切欠部２０Ｂを経て仕切壁２０の両側の空間で下流側循環流を生ずる。かくして、仕切壁２０により筒状体１３内で転動し攪拌される原料は、上記上流側循環流と下流側循環流を生じながら、一端側の開口部１４Ａから他端側の開口部１４Ｂへと搬送される。
【００３１】
既述の例では、筒状体１３の内部空間が一つの仕切壁２０により二つの空間に区分されていたが、図３のように、二つの仕切壁２０を十文字に結合させて四つの空間に区分することも可能である。その場合、一つの空間に一連のガイド板２１が設けられているように、図３の例では、仕切壁２０の片面にのみガイド板２１が立設される。四つの空間でのガイド板２１の傾きは、一つおきの空間で、順次逆の傾きとなっている。
【００３２】
本実施形態では、図１に見られるように、筒状体１３の他端側の開口部１４Ｂと連通するガス排出管１６が既出の精製装置３０に接続されている。この精製装置３０自体は公知のものでよく、上記開口部１４Ｂからガス排出管１６を経て受けたガス分を精製して無害な可燃ガスと、タール含有液そして凝縮液とに分離するようになっており、可燃ガスは燃料として排出される。上記精製装置３０には、タール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２が接続されていて、両管３１，３２は他端側から筒状体１３内に進入しており、それらの先端開口は軸線方向で仕切壁２０の貫通窓部２０Ｃの範囲に位置している。両管３１，３２は、別途形成されていなくとも共通管となっていてもよい。タール含有液排出管３１からのタール含有液そして凝縮液排出管３２からの凝縮液は、上記貫通窓部２０Ｃの位置から原料の下流側循環流に合流しここで加熱されることで、タール分がチャー化そして不燃物が灰分となり、主として水分である凝縮液は蒸発する。発生したチャーは不燃物と共にチャー含有固形物排出管１７から排出される。
【００３３】
このように構成される本実施形態装置では、可燃物を含有する原料は原料供給管１５から筒状体１３内へ投入され、筒状体１３内を転動すると共に仕切壁２０の一端側の切欠部２０Ａと貫通窓部２０Ｃの間の上流側循環流を形成して筒状環状空間１８内の加熱ガスにより間接的に加熱されながら下流側へ搬送され、下流側では、筒状体１３内で転動すると共に貫通窓部２０Ｃと他端側切欠部２０Ｂとの間の下流側循環流を形成して上記加熱ガスで間接加熱を受けながら他端側の開口部１４Ｂへ至る。上記原料は、他端側の開口部１４Ｂへ至るまでの間に、十分に加熱されて熱分解し、ガス分とチャー含有固形物とを生じ、ガス分はガス排出管１６を経て精製装置３０へ送られ、チャー含有固形物はチャー含有固形物排出管１７から固形燃料として排出される。
【００３４】
精製装置３０へ送られたガス分は、可燃ガス、タール含有液、凝縮液を含んでおり、精製によりそれぞれ分離して、無害な可燃ガスは燃料として排出され、タール含有液はタール含有液排出管３１を経て、凝縮液は凝縮液排出管３２を経て、それぞれ筒状体１３内に供給されて、原料の下流側循環流に合流し加熱される。この加熱によりタール分は、チャーと可燃ガスに転化され、凝縮液は蒸発する。かくして、原料は、タール分を生ずることなく、可燃ガスとチャー含有固形物となる。
【００３５】
本実施形態では、仕切壁２０に形成される貫通窓部２０Ｃは一つでなく軸線方向で離れた位置に形成して二つとしてもよい。図４の例では、軸線方向でほぼ中央位置に上流側貫通窓部２０Ｃ−１がそしてその下流側に下流側貫通窓部２０Ｃ−２が形成されていて、精製装置からのタール含有液排出管３１の先端開口が上流側貫通窓部２０Ｃ−１、そして凝縮液排出管３２の先端開口が下流側貫通窓部２０Ｃ−２の範囲にそれぞれ位置してる。該貫通窓部２０Ｃ−１，２０Ｃ−２の位置は任意である。
【００３６】
＜第二実施形態＞
図１〜図４の第一実施形態では、筒状体内の原料は筒状体の外部から加熱されていたが、図５の第二実施形態では、原料に含有される可燃物自体の燃焼、いわゆる自燃により原料を加熱する形態である。なお、図１と共通部位には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
図５では、原料は筒状体の右端から供給されており、原料を供給する側を筒状体の一端側としている関係で、一端側は図の右端側として示されており、図１とは反対に表記されている。
【００３８】
図５において、筒状体１３は、軸線方向での中間域そして右側域（断面でハッチングされている範囲）が耐熱材で作られていて（左側域については後述する）、その内部には、右側域にガイド板２１が取り付けられた仕切壁２０が設けられ、中間域には螺旋搬送体４０が設けられている。本実施形態では、上記筒状体１３の外側には図１とは異なり外筒体は設けられていない。
【００３９】
上記ガイド板２１付きの仕切壁２０は、図１の場合と同様の形態で、ガイド板２１は仕切壁２０の両面で互いに逆方向の搬送を行う傾斜をなし、仕切壁２０は原料に上流側循環流（すなわち上流側一次循環流と上流側二次循環流）を生じさせるための切欠部２０Ａ，２０Ｂそして貫通窓部２０Ｃが形成されている。
【００４０】
上記筒状体１３の一端側の開口部１４Ａには、原料供給管１５が進入している。さらに、上記開口部１４Ａには、原料供給管１５の外側にガス排出管１６が設けられている。
【００４１】
原料供給管１５は、縦部１５Ａと横部１５Ｂとを有し、縦部１５Ａはその上方に位置するホッパ等（図示せず）に接続されており、横部１５Ｂは横方向に延びその左端側が上記開口部１４Ａに進入している。上記横部１５Ｂ内には、右方に突出する筒状の回転搬送体１５Ｃが横部に対し相対回転可能に配設されている。該回転搬送体１５Ｃは外周面に螺旋部材が取り付けられていて、外部から駆動を受けて軸線１１まわりに回転することにより、上記横部１５Ｂ内の原料を上記開口部１４Ａへ搬送投入する。この回転搬送体１５Ｃ内には、図示せぬ精製装置からのタール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２が貫通配置されている。該タール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２の先端開口は上記仕切壁２０の貫通窓部２０Ｃの範囲に位置している。さらに、上記開口部１４Ａの外面には、筒状体１３との相対回転を許容するようにガス排出管１６が接続されている。
【００４２】
中間域には、複数（図示の例では、図６にも見られるように四つ）の螺旋搬送体４０が設けられている。螺旋搬送体４０は、左右に開口する円筒部材内に配された軸体の周囲に螺旋板が取り付けられている形態をなし、筒状体１３と共に回転することで、原料を螺旋板で軸線方向に搬送するようになっている。螺旋搬送体４０は二種が配されていて、一種と他種は搬送方向が互いに逆向きとなっている。例えば、図６では上下に位置するのが一種で、左右に位置するのが他種である。図６にて、四つの螺旋搬送体４０同士間の空間は、軸線方向で螺旋搬送体４０の両端位置に設けられた遮板４１により、軸線方向での原料の流通を阻止している。
【００４３】
したがって、原料は一種の螺旋搬送体４０で軸線方向で一方に向け搬送されると共に他種の螺旋搬送体４０に進入して他方に向け搬送される結果、原料は中間域循環流を形成する。既述した仕切壁２０の切欠部２０Ｂと後述の燃焼室内仕切壁５０の切欠部５０Ａとが上記中間域循環流の形成のために、二種の螺旋搬送体４０の一端側開口同士と他端側開口同士のそれぞれの連通している。
【００４４】
筒状体１３の左側域は、断熱材の外周壁２２と、透気性を有する多孔材の内周壁２３と、さらには、図７（Ｂ）に見られるように、上記外周壁２２の外面を覆う保護壁２４とを有している。上記外周壁２２には、周方向の複数位置で半径方向に貫通し軸線方向に延びる溝部２５が形成されている。該溝部２５には空気等の燃焼用酸化剤を送気する送気管２７が配されている。この送気管２７には、空気等を噴出する噴出小孔２７Ａが多数穿設されている。この送気管２７については、再度後述する。
【００４５】
上記筒状体１３の左側域には、図５に見られるように、端壁１３Ｅの位置にまで及ぶガイド板付きの燃焼室用仕切壁５０が設けられている。この燃焼室用仕切壁５０は、既述のガイド板２０と比較すると、ガイド板５１を有している点、両端に切欠部５０Ａ，５０Ｂを有している点で共通しており、貫通窓部を有していない点で相違する。かくして、上記燃焼室用仕切壁５０では、上記切欠部５０Ａ，５０Ｂを経て燃焼室用仕切壁５０の両面側の空間に原料の下流側循環流を生ずる。原料は、この下流側循環流を形成しつつ、上記送気管２７からの空気等を多孔材の内周壁２３を通して受け、該原料に含有されている可燃物が燃焼する。すなわち、原料の一部は自燃し、上記筒状体１３の端壁１３Ｅまでの左側域は燃焼室を形成することとなる。
【００４６】
上記筒状体１３の左側域の左端部は、保護壁２４の軸線方向端部で筒状体１３の回転を許容するようにシールされた排出筒５５により覆われている。該排出筒５５は、その内部が筒状体１３の他端側の開口部１４Ｂと連通していて、該排出筒５５からは上方に向け排ガス管５５Ａそして下方に向けチャー含有固形物排出管１７が延びている。上記筒状体１３の他端側の開口部１４Ｂは、断熱壁１３Ｆとこれに密着した摺動壁１３Ｇが設けられており、該摺動壁１３Ｇは上記開口部１４Ｂよりも半径方向外方にまで及んでいる。上記摺動壁１３Ｇは軸線方向端面が凸球状面をなしており、送気管２７が上記端壁１３Ｅそして断熱壁１３Ｆの外周面に沿うようにクランク状に屈曲されて上記断熱壁１３Ｆの外周面上で軸線方向に延び、上記摺動壁１３Ｇを貫通して摺動壁１３Ｇの凸球状面に開口している。
【００４７】
上記摺動壁１３Ｇに対しては、該摺動壁１３Ｇの凸球状面との相対摺動を許容する凹球状面をもつ摺動支持部材５６が設けられている。上記摺動壁１３Ｇと摺動支持部材５６との球面形状は、筒状体１３が熱の影響を受けて正規位置に対して傾いても、支障ないように自動調心性を与えている。摺動壁１３Ｇの凸球状面と摺動支持部材５６の凹球状面には、複数の上記送気管２７の開口に連通する送気路（図示せず）が形成されている。さらに、この摺動支持部材５６には、空気等の圧送管５７が接続されていて、図示しない空気供給源からの空気が上記圧送管５７と送気路を経て送気管２７に供給できるようになっている。
【００４８】
このような本実施形態において、可燃物を含有する原料が原料供給管１５から開口部１４Ａを経て筒状体１３の一端側に投入されると、原料は軸線方向で上流側の仕切壁２０の範囲で、切欠部２０Ａ，２０Ｂを経て上流側循環流を形成し、切欠部２０Ｂの位置から中間域の螺旋搬送体４０へ搬送されて該中間域で上記仕切壁２０の切欠部２０Ｂと燃焼室用仕切壁５０の切欠部５０Ａを経て中間域循環流を形成した後、燃焼室となる筒状体１３の左側域にもたらされる。この左側域では、原料が上記切欠部５０Ａと切欠部５０Ｂを経て下流側循環流を形成しながら送気管２７からの酸化剤としての空気を多孔性の内周壁２３を透して受けて、この原料の一部が燃焼する。すなわち、原料は該原料の一部に含有される可燃物により自燃する。
【００４９】
上記下流側循環流を形成する原料の一部が燃焼することで、その熱量は、切欠部５０Ａにて、中間域循環流の原料と接触してこの中間域循環流の原料に伝熱される。同様にして、上記中間域循環流の原料は切欠部２０Ｂにて上流側循環流の原料と接触するので、上記熱量は上流側循環流の原料へ伝熱される。この熱量により、上流側循環流の原料は熱分解され、ガス分とチャー含有固形物とを生ずる。
【００５０】
このように熱量は軸線方向の他端側から一端側へ伝熱されるが原料自体は一端側から他端側へ搬送されるので、上記チャー含有固形物は、他端側のチャー含有固形物排出管１７から排出される。一方、原料の熱分解で生じたガス分は一端側に設けられたガス排出管１６を通して、図示しない図１と同様の精製装置にもたらされる。精製装置からのタール含有液と凝縮液は、それぞれタール含有液排出管３１と凝縮液排出管３２で貫通窓部２０Ｃの位置で筒状体１３内にもたらされ、前実施形態の場合と同様に、タールはチャーと可燃ガスに転化され凝縮液は蒸発する。
【００５１】
＜第三実施形態＞
図８に示される第三実施形態では、図１装置に加え、筒状体を加熱する熱源として筒状体からのチャーの一部を燃焼して得られる燃焼ガスを用いていること、放射線物質等の汚染物質がタール蒸気に含まれているとタール蒸気から除去しずらいので、タール蒸気をチャー化させることで汚染物質をすべてチャー含有固形物に付着させてこれを吸着材で除去し、汚染物質を高濃度で吸着材に吸着させて減容化して、後処理を容易とすることに特徴がある。
【００５２】
図８において図１と共通部位には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
図８において、図１と同一の熱分解装置１の加熱炉１０のチャー含有固形物排出管１７に、除染装置６０が接続されている。
【００５４】
除染装置６０は、離脱塔６１と吸着塔６２とを有し、それぞれ、脱水器６３と脱水器６４が接続されている。
【００５５】
離脱塔６１は、冷却器６５そしてバルブ６５Ａを介して上部受口６１Ａが上記加熱炉１０のチャー含有固形物排出管１７と接続されていて、バルブ６５Ａの開度を調整して所定量づつ加熱炉１０からのチャー含有固形物（チャー及び不燃物）Ｐを冷却した状態で受けるようになっている。チャー含有固形物Ｐを収容する離脱塔６１には水が充満されている。この離脱塔６１の下部開口部にはバルブ６１Ｂを介して上記脱水器６３が接続されている。
【００５６】
吸着塔６２は、上部受口６２Ａから所定量毎に吸着材Ｑを受けるようになっており、内部には水が充満している。この吸着塔６２の下部開口部にはバルブ６２Ｂを介して上記脱水器６４が接続されている。
【００５７】
上記離脱塔６１と吸着塔６２は、離脱塔６１の上部から水を抽出してポンプ６７を経て吸着塔６２の下部に注入するように、そして吸着塔６２の上部から水を抽出してポンプ６８を経て離脱塔６１の下部に注入するように接続されている。
【００５８】
上記除染装置６０は、燃焼装置７０を経て加熱炉１０と接続されている。
【００５９】
上記燃焼装置７０は、図５における左側域と類似する構造を有しており（図８では図５の左側域を左右反転した構造に類似している）、多孔材の内周壁７１Ａを断熱材の外周壁７１Ｂで覆って筒体７１を形成し、この筒体７１の外周壁に小孔が多数穿設された送気管７２を配し、これを外周壁７１Ｂの外面で保護壁で覆った構造をなし、上記内周壁７１Ａ内を燃焼室としている。上記筒体７１は一端側（図では右端側）に端壁７３と凸球状面をもつ摺動壁７４を、そして他端側に端筒部７５を有している。上記摺動壁７４の凸球状面は、図５の場合と同様に、筒体７１に自動調心性を与えている。かかる筒体７１は、外周面に設けられたフランジ７６にて軸受７７により回転自在に支持され、図示しない駆動装置により回転駆動されている。
【００６０】
上記送気管７２は、図５の場合と同様に、摺動壁７４を貫通し該摺動壁７４の凸球状面に開口している。該摺動壁７４は凹球状面をもつ摺動支持部材７８により支持されている。該摺動支持部材７８には燃料供給管７９が貫通していてその一端開口は上記筒体７１の内部に位置している。該燃料供給管７９は他端側で上記除染装置６０の脱水器６３に接続されていて脱水後のチャーの一部を燃料として受けるようになっている。さらに、上記摺動支持部材７８には送気管７２に空気を圧送する圧送管８０が接続されている。なお、本実施形態では、燃焼装置７０へ燃料供給管７９を通して供給される燃料として、加熱炉１０で熱分解後に得られる可燃ガスの一部を用いることとしてもよい。
【００６１】
上記燃焼装置７０の筒体７１の端筒部７５には、排出筒８１が筒体７１の回転を許容するようにシール状態で覆うように設けられており、該排出筒８１には上方に向け延びるガス排出管８２がそして下方に向け延びる燃焼済固形物排出管８３が接続されている。ガス排出管８２は、その上端がサイクロン８４に接続されていて、純粋なガス分と粉塵とに分離し、サイクロン８４の上部から上記ガス分を加熱ガスとして上記加熱炉１０の外筒体１２と筒状体１３との間に供給して該筒状体１３を加熱すると共に、サイクロン８４の下部からは粉塵を除去する。
【００６２】
このような本実施形態では、熱分解して得られたチャー含有固形物に放射線物質のような汚染物質が付着しているおそれがある場合、チャー含有固形物Ｐは、離脱塔６１内で水により洗浄されて汚染物質の離脱後、脱水器６３で脱水され、一部が上記燃焼装置７０へ供給され、残部は固形燃料として排出される。汚染物質を含有することとなった離脱塔６１内の水はポンプ６７により吸着塔６２に送られて、汚染物質が吸着材Ｑに吸着され、浄化された水がポンプ６８により再び離脱塔６１へ帰還する。汚染物質を吸着された吸着材Ｑは脱水器６４で脱水された後、減容化された状態で後処理装置へ送られる。
【００６３】
脱水器６３で脱水されたチャーの一部は、燃焼装置７０に送られ、送気管７２からの酸化剤としての空気を多孔材の内周壁７１Ａを透して受け、ここで自燃する。自燃後の燃焼ガスはサイクロン８４を経て、ガス分のみが加熱ガスとして加熱炉１０へ送られ筒状体１３の加熱に供する。
【００６４】
本実施形態では、離脱塔は図８の形態によらずとも、図９のような形態であってもよい。
【００６５】
図９（Ａ）では、離脱塔６１は縦型の給水筒６１−１と排水筒６１−２を有し、給水筒６１−１と排水筒６１−２は、底部で横型の連絡筒６１−３により連絡されている。連絡筒６１−３内には、チャー含有固形物Ｐを排水筒６１−２から給水筒６１−１へ搬送する螺旋搬送体６１−４が配されている。給水筒６１−１は給水口６１−１Ａがそして排水筒６１−２には排水口６１−２Ａが設けられていて、給水口６１−１Ａが排水口６１−２Ａよりも上方に位置していて給水筒６１−１と排水筒６１−２の間に水位差を与えている。熱分解装置１の加熱炉１０からのチャー含有固形物Ｐは、上方から上記排水筒６１−２へ投入され、給水筒６１−１の下部からバルブ６１−１Ｂを経て排出されるようになっている。
【００６６】
この図９（Ａ）の離脱塔６１では、汚染物質が付着しているチャー含有固形物Ｐは排出筒６１−２から連絡筒６１−３を通って給水筒６１−１に達する間に、向流する給水口６１−１Ａからの清浄水により汚染物質が除去され、上記バルブ６１−１Ｂを経て排出される。排出後のチャー含有固形物は図８の脱水器６３等により脱水される。一方、汚染物質を含有することとなった汚染水は排水口６１−２Ａから排出され、例えば図８の吸着塔６２等により浄化される。
【００６７】
図９（Ａ）の離脱塔６１は、図９（Ｂ）のように傾斜させることで、給水口６１−１Ａと排水口６１−２Ａとの間の水位差を確保している。
【００６８】
さらに、離脱塔６１は、チャー含有固形物が粉体あるいは細粒の場合、水との接触を良好とするように攪拌手段を有するようにすることもできる。
【００６９】
図１０（Ａ）において縦型の離脱塔６１は、下部に給水口６１−１Ａそして上部に排水口６１−２Ａを有し、下端にバルブ６１−１Ｂが設けられ、さらに内部には、軸体６５Ａに攪拌翼６５Ｂが取り付けられた攪拌部材６５が設けられている。この例では、チャー含有固形物は清浄水と共に攪拌部材６５により攪拌されて清浄水との接触を十分に行い汚染物質が良好に離脱される。
【００７０】
図１０（Ｂ）の例では、攪拌部材に代え、粉体あるいは細粒のチャー含有固形物の透過そして水の透水を許容する振動部材６６が設けられており、その振動によりチャー含有固形物と水との接触を促進させる。
【００７１】
図９（Ａ），（Ｂ）そして図１０（Ａ），（Ｂ）の装置を離脱塔として説明したが、これは吸着塔としても使用可能である。図９（Ａ），（Ｂ）そして図１０（Ａ），（Ｂ）にて、汚染物質が付着したチャー含有固形物Ｐに代えて、汚染されていない吸着材を排水筒６１−２へ投入し、さらに、清浄水に代えて、汚染水を給水口６１−１Ａに注入すれば、汚染水は排水口６１−２Ａから排水までの間に汚染物質が吸着材により吸着除去され清浄水となる。かくして、図９（Ａ），（Ｂ）そして図１０（Ａ），（Ｂ）の装置を吸着塔としても使用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 熱分解装置
１０ 加熱炉
１１ 軸線
１３ 筒状体
１４Ａ，１４Ｂ 開口部
１５ 原料供給管
１６ ガス排出管
１７ チャー含有固形物排出管
２０ 仕切壁
２０Ｃ 貫通窓部
２１ ガイド板
３０ 精製装置
３１ タール含有液排出管
４０ 螺旋搬送体
５０ 仕切壁
５１ ガイド板
６０ 除染装置
６１ 離脱塔
６２ 吸着塔
６３ 脱水器
６４ 他の脱水器
７０ 燃焼装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型の筒状体が外部から加熱され筒状体内の可燃物含有原料を熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板とを有し、仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、他端側の開口部には、ガス排出管とチャー含有固形物排出管とが接続されている可燃物含有原料の熱分解装置において、
精製装置のタール含有液排出管が筒状体の他端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴とする可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項２】
横型の筒状体内で可燃物含有原料が自燃により熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域及び軸線方向中間域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板と、上記中間域に配されて上記軸線方向で互いに逆方向に原料を搬送する複数の螺旋搬送体とを有し、上記筒状体内に設けられた仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁のうち少なくとも軸線方向一端側に位置する仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通し、また、上記複数の螺旋搬送体の軸線方向一端側同士そして他端側同士がそれぞれ筒状体内空間を介して連通して中間域連通空間を形成しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、一端側の開口部にガス排出管がそして他端側の開口部にはチャー含有固形物排出管が接続されている可燃物含有原料の熱分解装置において、
精製装置のタール含有液排出管が筒状体の一端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴とする可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項３】
筒状体は燃焼装置に接続されており、該燃焼装置が上記筒状体から熱分解後の可燃ガスの一部もしくはチャー含有固形物の少なくとも一部を受けてこれを燃焼し、燃焼ガスが筒状体の原料を加熱するように該筒状体に供給されることとする請求項１に記載の可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項４】
筒状体は、除染装置を介して燃焼装置に接続されており、上記除染装置は、筒状体からチャー含有固形物を受け排出する離脱塔と、吸着材を受け排出する吸着塔とを有し、離脱塔と吸着塔が両塔の間を水が循環するように接続されていて、循環水が離脱塔でチャー含有固形物の汚染物を離脱した後に吸着塔へ搬送され、該吸着塔での汚染物の吸着材による吸着除去後に離脱塔へ帰還するようになっていると共に、離脱塔から排出されたチャー含有固形物の少なくとも一部が脱水器を経て脱水状態で燃焼装置へ燃料として供給され、吸着塔から排出された吸着材が他の脱水器を経て減容状態で排出されるようになっていることとする請求項３に記載の可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項１】
横型の筒状体が外部から加熱され筒状体内の可燃物含有原料を熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板とを有し、仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、他端側の開口部には、ガス排出管とチャー含有固形物排出管とが接続されている可燃物含有原料の熱分解装置において、
精製装置のタール含有液排出管が筒状体の他端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴とする可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項２】
横型の筒状体内で可燃物含有原料が自燃により熱分解してガス分とチャー含有固形物とを生成し排出する加熱炉と、該加熱炉からガス分を受けてこれを精製して可燃ガスそしてタール含有液とする精製装置とを備え、加熱炉は、水平方向に延びる軸線での両端に開口部が形成されて上記軸線まわりに回転する筒状体と、該開口部側部分をなす端域及び軸線方向中間域を除く軸線方向範囲で筒状体の内部を複数の空間に区分する、上記軸線に平行で筒状体と共に回転する仕切壁と、軸線に対して傾角をなす位置で仕切壁の両面から起立するガイド板と、上記中間域に配されて上記軸線方向で互いに逆方向に原料を搬送する複数の螺旋搬送体とを有し、上記筒状体内に設けられた仕切壁の両面でのガイド板は、筒状体の回転により仕切壁の各面が順次同一側に位置したときに互いに逆方向となる傾角をもち、上記仕切壁のうち少なくとも軸線方向一端側に位置する仕切壁は軸線方向中間位置で貫通窓部が形成されていて該仕切壁の両側の空間を連通し、また、上記複数の螺旋搬送体の軸線方向一端側同士そして他端側同士がそれぞれ筒状体内空間を介して連通して中間域連通空間を形成しており、上記筒状体の軸線方向一端側の開口部に外部から原料を供給する原料供給管が進入して位置し、一端側の開口部にガス排出管がそして他端側の開口部にはチャー含有固形物排出管が接続されている可燃物含有原料の熱分解装置において、
精製装置のタール含有液排出管が筒状体の一端側の開口部から筒状体内に進入していて該タール含有液排出管の先端開口が上記軸線方向で仕切壁の貫通窓部の範囲に位置していることを特徴とする可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項３】
筒状体は燃焼装置に接続されており、該燃焼装置が上記筒状体から熱分解後の可燃ガスの一部もしくはチャー含有固形物の少なくとも一部を受けてこれを燃焼し、燃焼ガスが筒状体の原料を加熱するように該筒状体に供給されることとする請求項１に記載の可燃物含有原料の熱分解装置。
【請求項４】
筒状体は、除染装置を介して燃焼装置に接続されており、上記除染装置は、筒状体からチャー含有固形物を受け排出する離脱塔と、吸着材を受け排出する吸着塔とを有し、離脱塔と吸着塔が両塔の間を水が循環するように接続されていて、循環水が離脱塔でチャー含有固形物の汚染物を離脱した後に吸着塔へ搬送され、該吸着塔での汚染物の吸着材による吸着除去後に離脱塔へ帰還するようになっていると共に、離脱塔から排出されたチャー含有固形物の少なくとも一部が脱水器を経て脱水状態で燃焼装置へ燃料として供給され、吸着塔から排出された吸着材が他の脱水器を経て減容状態で排出されるようになっていることとする請求項３に記載の可燃物含有原料の熱分解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１２７０４（Ｐ２０１３−１１２７０４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７８９５（Ｐ２０１１−２５７８９５）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（３９００３４２１２）株式会社チサキ (20)
【出願人】（３９１００９９６９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（３９００３４２１２）株式会社チサキ (20)
【出願人】（３９１００９９６９）
【Ｆターム（参考）】
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