JP2015007207A - Organic matter pyrolysis apparatus and method for availing pyrolysis gas as energy - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for converting pyrolysis gas generated by inducing the pyrolysis of an organic matter in an inexpensive and efficient way to energy.SOLUTION: The provided pyrolysis apparatus includes: a pyrolysis chamber 11; a nitrogen heating unit 12 connected, as a nitrogen heating means, to the pyrolysis chamber 11; a nitrogen cooling unit 13 connected to the pyrolysis chamber 11 in parallel to the nitrogen heating unit 12; a pyrolysis gas cooling unit 14 connected to the pyrolysis chamber 11; a nitrogen generation unit 15 connected to the pyrolysis gas cooling unit; an extracted component storage tank 16 connected to the pyrolysis gas cooling unit; a separated gas storage tank 17 connected to the nitrogen generation unit; nitrogen supply pipeline units 18 connected between the nitrogen generation unit 15, nitrogen heating unit 12, and nitrogen cooling unit 13; and a mixed fuel generation unit 19 connected to the extracted component storage tank and separated gas storage tank.

Description

本発明は、有機物熱分解装置及び分解ガスのエネルギー化方法、特に加熱窒素、冷却窒素を使用して有機物を熱分解する装置、及びその有機物熱分解装置により分解されたガスをエネルギー化する方法に関するものである。  TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic matter thermal decomposition apparatus and an energy generation method for cracked gas, and more particularly to an apparatus for thermally decomposing organic substances using heated nitrogen and cooled nitrogen, and a method for energizing a gas decomposed by the organic substance thermal decomposition apparatus. Is.

これまでの有機物の熱分解方法としては、火力、電力、高温水蒸気を使用した炭化による方法や発酵による方法が知られていた。そのような有機物の熱分解方法としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来発明は、汚泥と、その他の少なくとも１種類の有機性廃棄物とを混合し、この混合された混合汚泥を高温高圧の熱水で可溶化する水熱処理を行い、この水熱処理された混合汚泥を嫌気環境で生物処理することにより熱分解処理を行うものである。  Conventional thermal decomposition methods for organic substances have been known to include thermal power, electric power, carbonization using high-temperature steam, and fermentation. As such a thermal decomposition method of organic matter, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. This conventional invention mixes sludge with at least one other organic waste, performs hydrothermal treatment to solubilize the mixed sludge with high-temperature and high-pressure hot water, and mixes the hydrothermally treated mixture. Pyrolysis treatment is performed by biologically treating sludge in an anaerobic environment.

特開２００８−２９００４１号公報JP 2008-290041 A

しかしながら、熱分解処理を行う場合、及び熱分解処理を行って発生する熱分解ガスを処理するには、火力、電力などのエネルギーが大量に必要であり、コストが発生するのに加えて、大掛かりな設備が必要になる等のさらに多大なコストがかかり、熱分解にかかる経費は高価なものとなっている。また、多様な有機物の熱分解は、発生する熱分解ガスも多様であり、これに対する中和や熱分解装置エネルギーも多様なものとなり、画一的な方法では対処できず、熱分解装置そのものの価格が高価になるという課題があった。また一方では、資源不足である日本において、安価で有機物をエネルギーに変換できる方法や装置に対する要求は大きい。  However, a large amount of energy such as thermal power and electric power is required to perform the pyrolysis process and to treat the pyrolysis gas generated by the pyrolysis process. In addition, a large amount of cost is required, such as the need for additional equipment, and the cost for thermal decomposition is expensive. In addition, the pyrolysis of various organic substances also generates a wide variety of pyrolysis gases, and the neutralization and the energy of the pyrolysis equipment are diversified, which cannot be dealt with by a uniform method. There was a problem that the price became expensive. On the other hand, in Japan, where resources are scarce, there is a great demand for methods and devices that can convert organic matter into energy at low cost.

本発明は上記のような従来の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、安価に且つ効率の良い方法で有機物を熱分解して、そこから発生する熱分解ガスをエネルギー化する方法及び装置を提供することである。  The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to thermally decompose organic matter by an inexpensive and efficient method, and to convert the pyrolysis gas generated therefrom into energy and Is to provide a device.

本発明は、前記課題を解決するために、気密室を有し、気密室内部に有機物からなる原材料が投入されこの原材料を熱分解する熱分解手段と、前記熱分解手段に接続され、窒素を加熱するとともに加熱された窒素を前記熱分解室へ供給する窒素加熱手段と、前記窒素加熱手段とは並列に前記熱分解手段に接続され、窒素を冷却するとともに冷却された窒素を前記熱分解室へ供給する窒素冷却手段と、前記熱分解手段に接続され、前記熱分解手段から前記窒素及び熱分解により発生した熱分解ガスを受け取って冷却する熱分解ガス冷却手段と、前記熱分解ガス冷却手段に接続され、この熱分解ガス冷却手段により冷却、抽出された成分以外の希ガスから窒素を分離、精製する窒素発生手段と、前記熱分解ガス冷却手段に接続され、この熱分解ガス冷却手段により冷却、抽出された成分を貯蔵する抽出成分収納手段と、前記窒素発生手段に接続され、この窒素発生手段により分離、精製された窒素以外のガスを貯蔵する分離ガス収納手段と、前記窒素発生手段と、前記窒素加熱手段及び前記窒素冷却手段との間に接続され前記窒素発生手段により分離、精製された窒素を前記窒素加熱手段及び前記窒素冷却手段へ送給する窒素供給配管手段と、から成る有機物熱分解装置を要旨とする。    In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a hermetic chamber, a raw material made of an organic substance is introduced into the hermetic chamber, and pyrolyzes the raw material. A nitrogen heating means for heating and supplying heated nitrogen to the pyrolysis chamber, and the nitrogen heating means are connected to the pyrolysis means in parallel to cool nitrogen and cool the cooled nitrogen to the pyrolysis chamber Nitrogen cooling means for supplying to the pyrolysis means, pyrolysis gas cooling means connected to the pyrolysis means for receiving and cooling the nitrogen and pyrolysis gas generated by pyrolysis, and the pyrolysis gas cooling means Connected to the pyrolysis gas cooling means and connected to the pyrolysis gas cooling means and nitrogen generating means for separating and purifying nitrogen from noble gases other than components extracted and cooled. Extracted component storage means for storing the component cooled and extracted by the cooling means, separated gas storage means connected to the nitrogen generation means, for storing gas other than nitrogen separated and purified by the nitrogen generation means, Nitrogen generating means; and nitrogen supply piping means connected between the nitrogen heating means and the nitrogen cooling means for supplying nitrogen separated and purified by the nitrogen generating means to the nitrogen heating means and the nitrogen cooling means An organic matter pyrolysis apparatus comprising

上述の構成を有しているため、本発明の熱分解装置は従来のものに比べて、熱分解手段の内部ヒーターを使用して室内温度を調整していたコストが外部の窒素を熱するだけのコストで済み、安価である。また、熱分解手段の外部から加熱窒素を供給することにより加熱窒素が、有機物材料に直接浸透するため、熱分解が早まり、分解時間の短縮になり、エネルギーコストが減少する。  Since it has the above-described configuration, the thermal decomposition apparatus of the present invention uses only the internal heater of the thermal decomposition means to adjust the room temperature compared to the conventional one, and only heats the external nitrogen. The cost is low and it is inexpensive. Further, by supplying heated nitrogen from the outside of the thermal decomposition means, the heated nitrogen penetrates directly into the organic material, so that the thermal decomposition is accelerated, the decomposition time is shortened, and the energy cost is reduced.

本発明の一実施の形態に係る熱分解装置の構成を示す図である。  It is a figure which shows the structure of the thermal decomposition apparatus which concerns on one embodiment of this invention.

次に、本発明の一実施の形態について添付の図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る熱分解装置の構成を示す図である。この熱分解装置は、有機物からなる原材料（以下、「有機物材料」という）を熱分解する熱分解手段としての熱分解室１１と、熱分解室１１に接続された窒素加熱手段としての窒素加熱ユニット１２と、窒素加熱ユニット１２に対して並列に上記熱分解室１１に接続された窒素冷却ユニット１３と、熱分解室１１に接続された熱分解ガス冷却ユニット１４と、熱分解ガス冷却ユニットに接続された窒素発生ユニット１５と、熱分解ガス冷却ユニットに接続された抽出成分収納タンク１６と、窒素発生ユニットに接続された分離ガス収納タンク１７と、窒素発生ユニット１５、窒素加熱ユニット１２、及び窒素冷却ユニット１３の間に接続された窒素供給配管ユニット１８と、抽出成分収納タンクと分離ガス収納タンクに接続された混合燃料生成ユニット１９とを備えて成る。  Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a thermal decomposition apparatus according to an embodiment of the present invention. This thermal decomposition apparatus includes a thermal decomposition chamber 11 as a thermal decomposition means for thermally decomposing a raw material made of organic matter (hereinafter referred to as “organic material”), and a nitrogen heating unit as a nitrogen heating means connected to the thermal decomposition chamber 11. 12, a nitrogen cooling unit 13 connected to the pyrolysis chamber 11 in parallel with the nitrogen heating unit 12, a pyrolysis gas cooling unit 14 connected to the pyrolysis chamber 11, and a pyrolysis gas cooling unit Nitrogen generation unit 15, extraction component storage tank 16 connected to the pyrolysis gas cooling unit, separation gas storage tank 17 connected to the nitrogen generation unit, nitrogen generation unit 15, nitrogen heating unit 12, and nitrogen A nitrogen supply pipe unit 18 connected between the cooling units 13 and a mixed fuel production unit connected to the extraction component storage tank and the separated gas storage tank. Comprising a unit 19.

熱分解室１１は、密閉されたときは、気密構造になるよう作られており外部からの空気の侵入は不可能になっている。この熱分解室１１には有機物材料１０が投入される。また、熱分解室１１は周囲の壁（筐体）に断熱材２１が取り付けられ、さらに断熱材２１の内側にはステンレス板２２が密閉状態に貼り付けられて、断熱材２１に、熱分解ガスが浸み込まないようにされている。断熱材２１の外側にもステンレス板２３が密閉状態に貼り付けられている。また熱分解室１１には、室内を加熱するためのヒーターなどは取り付けられておらず、上述のように完全なる気密性と断熱性を確保している。  When the thermal decomposition chamber 11 is sealed, it is made to have an airtight structure, so that intrusion of air from the outside is impossible. An organic material 10 is introduced into the pyrolysis chamber 11. In the thermal decomposition chamber 11, a heat insulating material 21 is attached to the surrounding wall (housing), and a stainless steel plate 22 is attached in a sealed state inside the heat insulating material 21. Is not soaked. A stainless steel plate 23 is also attached to the outside of the heat insulating material 21 in a sealed state. The pyrolysis chamber 11 is not equipped with a heater or the like for heating the room, and ensures complete hermeticity and heat insulation as described above.

窒素加熱ユニット１２はヒーターと送風機とから成り、ヒーターにより窒素ガスを加熱するとともに加熱された窒素ガスを送風機により熱分解室１１へ送給する。そして、ヒーターの発熱量及び送風機の送風量をコントロールすることにより熱分解室１１の温度調節及び温度調節速度を調整できるようになっている。窒素加熱ユニット１２と熱分解室１１との間の管路には、加熱された窒素ガスが逆流することなく円滑に窒素加熱ユニット１２から熱分解室１１へ供給されるよう、加熱窒素注入開閉弁が設けられている。本実施の形態において、窒素加熱ユニット１２は窒素を０℃〜９００℃に熱してコントロールし、熱分解室１１内の温度を調整するように設定されている。  The nitrogen heating unit 12 includes a heater and a blower. The nitrogen heating unit 12 heats the nitrogen gas by the heater and supplies the heated nitrogen gas to the thermal decomposition chamber 11 by the blower. Then, the temperature adjustment and the temperature adjustment speed of the thermal decomposition chamber 11 can be adjusted by controlling the amount of heat generated by the heater and the amount of air blown by the blower. A heated nitrogen injection opening / closing valve is provided in a pipe line between the nitrogen heating unit 12 and the pyrolysis chamber 11 so that the heated nitrogen gas can be smoothly supplied from the nitrogen heating unit 12 to the pyrolysis chamber 11 without backflow. Is provided. In the present embodiment, the nitrogen heating unit 12 is set to heat and control nitrogen to 0 ° C. to 900 ° C. to adjust the temperature in the pyrolysis chamber 11.

窒素冷却ユニット１３は、冷却器と送風機とから成り、冷却器により窒素ガスを冷却するとともに冷却された窒素ガスを送風機により熱分解室１１へ送給する。そして、冷却器により冷却された窒素ガスの熱量及び送風機の送風量をコントロールすることにより熱分解室１１の温度調節及び温度調節速度を調整できるようになっている。窒素冷却ユニット１３と熱分解室１１との間の管路には、冷却された窒素ガスが逆流することなく円滑に窒素冷却ユニット１３から熱分解室１１へ供給されるよう、冷却窒素注入開閉弁が設けられている。本実施の形態において、窒素冷却ユニット１３は窒素をマイナス２００℃〜０℃に冷却してコントロールし、熱分解室１１内の温度を調整するように設定されている。窒素加熱ユニット１２と窒素冷却ユニット１３は、いずれか一方が単独、又は両方を組み合わせて作動せしめられ、結果として熱分解室１１内の温度をマイナス２００℃〜９００℃の範囲で熱分解室１１の外部から調整するように設定されている。  The nitrogen cooling unit 13 includes a cooler and a blower. The nitrogen cooler 13 cools the nitrogen gas by the cooler and supplies the cooled nitrogen gas to the thermal decomposition chamber 11 by the blower. The temperature adjustment and the temperature adjustment speed of the pyrolysis chamber 11 can be adjusted by controlling the amount of heat of the nitrogen gas cooled by the cooler and the amount of blown air from the blower. In the pipe line between the nitrogen cooling unit 13 and the thermal decomposition chamber 11, a cooled nitrogen injection opening / closing valve is provided so that the cooled nitrogen gas can be smoothly supplied from the nitrogen cooling unit 13 to the thermal decomposition chamber 11 without backflow. Is provided. In the present embodiment, the nitrogen cooling unit 13 is set to cool and control nitrogen to minus 200 ° C. to 0 ° C. and adjust the temperature in the thermal decomposition chamber 11. One of the nitrogen heating unit 12 and the nitrogen cooling unit 13 is operated alone, or a combination of both. As a result, the temperature in the pyrolysis chamber 11 falls within the range of −200 ° C. to 900 ° C. It is set to adjust from the outside.

熱分解ガス冷却ユニット１４は、熱分解室１１から高温の窒素ガス及び熱分解により発生した熱分解ガスを受け取って冷却する。冷却機構としては、水冷、空冷、化学的方法などの種々の方法がある。熱分解ガスの一部成分は冷却されることにより液化し、熱分解ガスの残りの成分及び窒素ガスはガス状態を維持し、希ガスとして熱分解ガス冷却ユニット１４から排出される。液化した成分の一例としては炭化水素液、木酢、タール等があり、これらの液化成分は抽出される。
窒素発生ユニット１５は、熱分解ガス冷却ユニット１４により冷却され且つ抽出された成分以外の希ガスから窒素を分離、精製する。抽出成分収納タンク１６は、熱分解ガス冷却ユニット１４により冷却、抽出された成分を貯蔵するタンクである。分離ガス収納タンク１７は、上述のようにして窒素発生ユニット１５により分離、精製された窒素以外の分離ガスを貯蔵するタンクである。分離ガスにはメタンガスなどの可燃性ガスが含まれる。The pyrolysis gas cooling unit 14 receives the high-temperature nitrogen gas from the pyrolysis chamber 11 and the pyrolysis gas generated by pyrolysis and cools it. There are various cooling mechanisms such as water cooling, air cooling, and chemical methods. Some components of the pyrolysis gas are liquefied by being cooled, and the remaining components of the pyrolysis gas and the nitrogen gas are maintained in a gas state and are discharged from the pyrolysis gas cooling unit 14 as a rare gas. Examples of liquefied components include hydrocarbon liquid, wood vinegar, tar, etc., and these liquefied components are extracted.
The nitrogen generation unit 15 separates and purifies nitrogen from rare gases other than the components cooled and extracted by the pyrolysis gas cooling unit 14. The extracted component storage tank 16 is a tank that stores components cooled and extracted by the pyrolysis gas cooling unit 14. The separation gas storage tank 17 is a tank that stores separation gases other than nitrogen separated and purified by the nitrogen generation unit 15 as described above. The separation gas includes flammable gases such as methane gas.

窒素供給配管ユニット１８は、上記窒素発生ユニット１５により分離、精製された窒素を窒素加熱ユニット１２及び窒素冷却ユニット１３へ送給する配管である。この窒素供給配管ユニット１８は、窒素発生ユニット１５に接続している入口側は１つの配管から成る一方、出口側部分においては分岐構造となって窒素加熱ユニット１２及び窒素冷却ユニット１３のそれぞれに接続している。なお、上記窒素供給配管ユニット１８は、窒素発生ユニット１５から窒素加熱ユニット１２及び窒素冷却ユニット１３のそれぞれへ独立して窒素を供給するよう２つの独立した配管から構成されていてもよい。混合燃料生成ユニット１９は、抽出成分収納タンク１６と分離ガス収納タンク１７からそれぞれ抽出成分及び分離ガス（メタンなど）を受け取って混合燃料を生成する。この混合燃料は業務用或いは一般家庭用の燃料として使用可能である。  The nitrogen supply pipe unit 18 is a pipe that supplies the nitrogen separated and purified by the nitrogen generation unit 15 to the nitrogen heating unit 12 and the nitrogen cooling unit 13. The nitrogen supply pipe unit 18 is formed of a single pipe on the inlet side connected to the nitrogen generation unit 15, and is connected to the nitrogen heating unit 12 and the nitrogen cooling unit 13 in a branched structure at the outlet side portion. doing. The nitrogen supply piping unit 18 may be constituted by two independent pipings so as to supply nitrogen independently from the nitrogen generation unit 15 to each of the nitrogen heating unit 12 and the nitrogen cooling unit 13. The mixed fuel generation unit 19 receives the extracted components and the separated gas (such as methane) from the extracted component storage tank 16 and the separated gas storage tank 17, respectively, and generates mixed fuel. This mixed fuel can be used as business or general household fuel.

以上のような構成を有する熱分解装置について、以下動作を説明する。熱分解室１１には有機物材料１０が投入され、外部から空気の自由な出入りができないよう密閉される。この実施の形態では熱分解室１１にはヒーターなどの加熱手段が設けられていないため、熱分解室１１内部を加熱するには窒素加熱ユニット１２で加熱された窒素ガスが用いられる。すなわち、加熱窒素注入開閉弁を開放することにより不活性ガスとしての加熱窒素ガスが注入される。第１段階として有機物材料１０は水分を含むものであるから、１００℃〜１５０℃に温度を保ち（１５０℃が好ましい）、長時間（１０時間或いはそれ以上）水分を充分に気化させる。したがって、最初の段階では熱分解室１１からは主として空気（酸素）及び気化した水分が熱分解ガス冷却ユニット１４へ向けて排出される。これと同時に同量の加熱窒素ガスを窒素加熱ユニット１２より注入し、常に熱分解室１１内を有機物材料１０が酸化しない状態、すなわち、気密な窒素雰囲気にしておく。  The operation of the thermal decomposition apparatus having the above configuration will be described below. The pyrolysis chamber 11 is filled with an organic material 10 and is sealed so that air cannot freely enter and exit from the outside. In this embodiment, since the pyrolysis chamber 11 is not provided with heating means such as a heater, nitrogen gas heated by the nitrogen heating unit 12 is used to heat the inside of the pyrolysis chamber 11. That is, heated nitrogen gas as an inert gas is injected by opening the heated nitrogen injection opening / closing valve. As the first stage, the organic material 10 contains water, so the temperature is kept at 100 ° C. to 150 ° C. (preferably 150 ° C.) and the water is sufficiently vaporized for a long time (10 hours or more). Therefore, in the first stage, mainly air (oxygen) and vaporized water are discharged from the pyrolysis chamber 11 toward the pyrolysis gas cooling unit 14. At the same time, the same amount of heated nitrogen gas is injected from the nitrogen heating unit 12 so that the pyrolysis chamber 11 is always kept in a state where the organic material 10 is not oxidized, that is, an airtight nitrogen atmosphere.

更に加熱窒素ガスを窒素加熱ユニット１２より熱分解室１１へ注入し、完全乾燥状態になった有機物材料１０を加熱し、また、加熱窒素ガスの注入をコントロールすることにより、有機物材料１０の加熱温度を１００℃〜９００℃の範囲でコントロールして有機物材料１０に含まれる成分の熱分解を行う。この場合、加熱温度の値によっては窒素冷却ユニット１３からの冷却窒素ガスを並行して導入してもよい。この熱分解動作に際しては、加熱窒素が有機物材料１０に直接浸透するため、熱分解が早まり、分解時間の短縮になり、エネルギーコストが減少する。この熱分解においてガスとして発生した有機物材料１０成分はすべて熱分解室１１から熱分解ガス冷却ユニット１４へ送られ、熱分解室１１へはその都度窒素ガスが注入され不活性雰囲気を保つことが必要である。すると有機物材料１０中の炭素と結合している成分が炭素を残して遊離し、１００℃〜９００℃で気化しない改良された炭素が残存する。この改良された炭素を組成する炭素は、強い活性を有する。  Further, heated nitrogen gas is injected from the nitrogen heating unit 12 into the thermal decomposition chamber 11 to heat the organic material 10 in a completely dry state, and the heating temperature of the organic material 10 is controlled by controlling the injection of the heated nitrogen gas. Is controlled in the range of 100 ° C. to 900 ° C., and the components contained in the organic material 10 are thermally decomposed. In this case, depending on the value of the heating temperature, the cooling nitrogen gas from the nitrogen cooling unit 13 may be introduced in parallel. In this pyrolysis operation, the heated nitrogen directly permeates the organic material 10, so that the thermal decomposition is accelerated, the decomposition time is shortened, and the energy cost is reduced. All of the organic material 10 components generated as gas in this pyrolysis are sent from the pyrolysis chamber 11 to the pyrolysis gas cooling unit 14, and nitrogen gas is injected into the pyrolysis chamber 11 each time to maintain an inert atmosphere. It is. Then, the component bonded to the carbon in the organic material 10 is released leaving the carbon, and improved carbon that does not vaporize at 100 ° C. to 900 ° C. remains. The carbon that makes up this improved carbon has a strong activity.

その後加熱窒素ガスの供給を停止する一方、窒素冷却ユニット１３より熱分解室１１へ冷却窒素ガスを注入して、熱分解室１１の内部をそれまでの最高加熱温度（例えば５００℃）からマイナス２００℃程度までの範囲の所定の温度に冷却する。次に熱分解室１１の室内温度を常温（２０℃程度）に」戻した後、室内に残った炭素を取り出す。熱分解の際、発生した熱分解ガスは熱分解ガス冷却ユニット１４へ送られ冷却される。熱分解ガスは上記冷却過程で液化され、炭化水素液として取り出されて抽出成分収納タンク１６に収納される。冷却しても液体にならない希ガス類は窒素量が多いため、これを窒素発生ユニット１５へ送られ、窒素ガスを取り除くことにより、高カロリーの可燃ガス（プロパン、メタン）が取り出され、これを分離ガス収納タンク１７に回収する。また、窒素ガスは、窒素供給配管ユニット１８を経由して窒素加熱ユニット１２又は窒素冷却ユニット１３へ循環送給され、加熱、冷却用として再利用される。炭化水素液と可燃性ガスは、混合燃料生成ユニット１９へ送られ、エネルギーとして活用される。さらに、熱分解室１１内に残った炭素は燃料、乾燥材、消臭材、その他の用途に利用することができる。  Thereafter, the supply of heated nitrogen gas is stopped, while cooling nitrogen gas is injected into the thermal decomposition chamber 11 from the nitrogen cooling unit 13, and the interior of the thermal decomposition chamber 11 is minus 200 from the highest heating temperature (eg, 500 ° C.). Cool to a predetermined temperature in the range up to about ° C. Next, after returning the room temperature of the pyrolysis chamber 11 to room temperature (about 20 ° C.), the carbon remaining in the room is taken out. During the pyrolysis, the generated pyrolysis gas is sent to the pyrolysis gas cooling unit 14 and cooled. The pyrolysis gas is liquefied in the cooling process, taken out as a hydrocarbon liquid, and stored in the extraction component storage tank 16. Since noble gases that do not become liquid even after cooling have a large amount of nitrogen, they are sent to the nitrogen generating unit 15, and by removing the nitrogen gas, high-calorie combustible gases (propane, methane) are taken out and separated into separated gases. Collected in the storage tank 17. Further, the nitrogen gas is circulated and fed to the nitrogen heating unit 12 or the nitrogen cooling unit 13 via the nitrogen supply piping unit 18 and reused for heating and cooling. The hydrocarbon liquid and the combustible gas are sent to the mixed fuel generation unit 19 and utilized as energy. Furthermore, the carbon remaining in the pyrolysis chamber 11 can be used for fuel, desiccant, deodorant, and other uses.

以上の方法により、有機物の廃棄物（食品、木、竹、廃材等）が、廃棄物としてではなく、エネルギー源として再資源となるものである。  By the above method, organic wastes (food, wood, bamboo, waste materials, etc.) are recycled as energy sources, not as wastes.

熱分解室にヒーターを備えず、外部で加熱された窒素ガスを熱分解室内に導入し直接有機物材料へ吹きかけて加熱しまた、外部で冷却された窒素ガスを熱分解室内に導入し直接有機物材料へ吹きかけて冷却することにより、加熱窒素が、有機物に直接浸透するため、熱分解が早まり、分解時間の短縮になり、エネルギーコストが減少するという点で有用である。  The pyrolysis chamber is not equipped with a heater, externally heated nitrogen gas is introduced into the pyrolysis chamber and directly blown onto the organic material to heat it, and externally cooled nitrogen gas is introduced into the pyrolysis chamber and directly into the organic material. Since the heated nitrogen permeates directly into the organic matter by being blown and cooled, the thermal decomposition is accelerated, the decomposition time is shortened, and the energy cost is reduced.

１１ 熱分解室
１２ 窒素加熱ユニット
１３ 窒素冷却ユニット
１４ 熱分解ガス冷却ユニット
１５ 窒素発生ユニット
１６ 抽出成分収納タンク
１７ 分離ガス収納タンク
１８ 窒素供給配管ユニット
１９ 混合燃料生成ユニット
２０ 有機物材料
２１ 断熱材
２２，２３ ステンレス板DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Pyrolysis chamber 12 Nitrogen heating unit 13 Nitrogen cooling unit 14 Pyrolysis gas cooling unit 15 Nitrogen generation unit 16 Extraction component storage tank 17 Separation gas storage tank 18 Nitrogen supply piping unit 19 Mixed fuel generation unit 20 Organic material 21 Heat insulating material 22, 23 Stainless steel plate

Claims (4)

気密室を有し、気密室内部に有機物からなる原材料が投入されこの原材料を熱分解する熱分解手段と、
前記熱分解手段に接続され、窒素を加熱するとともに加熱された窒素を前記熱分解室へ供給する窒素加熱手段と、
前記窒素加熱手段とは並列に前記熱分解手段に接続され、窒素を冷却するとともに冷却された窒素を前記熱分解室へ供給する窒素冷却手段と、
前記熱分解手段に接続され、前記熱分解手段から前記窒素及び熱分解により発生した熱分解ガスを受け取って冷却する冷却手段と、
前記冷却手段に接続され、この冷却手段により冷却、抽出された成分以外の希ガスから窒素を分離、精製する窒素発生手段と、
前記冷却手段に接続され、この冷却手段により冷却、抽出された成分を貯蔵する抽出成分収納手段と、
前記窒素発生手段に接続され、この窒素発生手段により分離、精製された窒素以外のガスを貯蔵する分離ガス収納手段と、
前記窒素発生手段と、前記窒素加熱手段及び前記窒素冷却手段との間に接続され前記窒素発生手段により分離、精製された窒素を前記窒素加熱手段及び前記窒素冷却手段へ送給する窒素供給配管手段と、
から成る有機物熱分解装置。A pyrolysis means having a hermetic chamber, in which a raw material made of an organic substance is introduced into the hermetic chamber and pyrolyzing the raw material;
A nitrogen heating means connected to the pyrolysis means for heating nitrogen and supplying the heated nitrogen to the pyrolysis chamber;
The nitrogen heating means connected in parallel to the thermal decomposition means, and cooling the nitrogen and supplying the cooled nitrogen to the thermal decomposition chamber;
A cooling means connected to the pyrolysis means for receiving and cooling the nitrogen and pyrolysis gas generated by pyrolysis from the pyrolysis means;
A nitrogen generating means connected to the cooling means, for separating and purifying nitrogen from rare gases other than the components cooled and extracted by the cooling means;
Extracted component storage means connected to the cooling means for storing components cooled and extracted by the cooling means;
A separation gas storage means connected to the nitrogen generation means for storing a gas other than nitrogen separated and purified by the nitrogen generation means;
Nitrogen supply piping means connected between the nitrogen generating means, the nitrogen heating means and the nitrogen cooling means, and supplying nitrogen separated and purified by the nitrogen generating means to the nitrogen heating means and the nitrogen cooling means When,
An organic pyrolysis device. 熱分解手段の気密室は、周囲を断熱材で覆われる一方、内面はステンレス板を貼設して成ることを特徴とする請求項１に記載の有機物熱分解装置。  2. The organic matter thermal decomposition apparatus according to claim 1, wherein the hermetic chamber of the thermal decomposition means is covered with a heat insulating material while an inner surface is affixed with a stainless steel plate. 窒素は窒素加熱手段において０℃〜９００℃の範囲で加熱される一方、
窒素冷却手段においてマイナス２００℃〜０℃の範囲で加熱されること
を特徴とする請求項１記載の有機物熱分解装置。While nitrogen is heated in the range of 0 ° C. to 900 ° C. in the nitrogen heating means,
2. The organic pyrolysis apparatus according to claim 1, wherein the organic pyrolysis apparatus is heated in a range of minus 200 ° C. to 0 ° C. in the nitrogen cooling means. 有機物材料が投入され密閉された熱分解室に加熱窒素ガスを注入する工程と、
前記熱分解室内で、加熱窒素ガスの注入をコントロールすることにより、有機物材料の加熱温度を１００℃〜９００℃の範囲でコントロールして有機物材料を熱分解する工程と、
前記熱分解の後、加熱窒素ガスの供給を停止する一方、窒素冷却ユニットより熱分解室へ冷却窒素ガスを注入して、熱分解室の内部をそれまでの最高加熱温度からマイナス２００℃の範囲の所定温度まで冷却する工程と、
前記冷却の後、熱分解室の内部の温度を常温にする工程と、
前記熱分解においてガスとして発生した有機物材料の成分を熱分解ガス冷却ユニットにおいて炭化水素液として抽出する工程と、
前記炭化水素液抽出工程において液体にならない希ガス類から窒素ガスを取り除き、可燃ガスを抽出する工程と、
を含む熱分解ガスのエネルギー化方法。Injecting heated nitrogen gas into a closed pyrolysis chamber filled with organic material,
Controlling the heating temperature of the organic material in a range of 100 ° C. to 900 ° C. by controlling the injection of heated nitrogen gas in the pyrolysis chamber, and pyrolyzing the organic material,
After the thermal decomposition, the supply of heated nitrogen gas is stopped, while cooling nitrogen gas is injected into the thermal decomposition chamber from the nitrogen cooling unit, and the inside of the thermal decomposition chamber is in the range of minus 200 ° C. from the maximum heating temperature so far. Cooling to a predetermined temperature of
After the cooling, the step of bringing the temperature inside the pyrolysis chamber to room temperature;
Extracting a component of the organic material generated as a gas in the pyrolysis as a hydrocarbon liquid in a pyrolysis gas cooling unit;
A step of removing nitrogen gas from rare gases that do not become liquid in the hydrocarbon liquid extraction step, and extracting a combustible gas;
A method for converting pyrolysis gas to energy.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20170174997A1 (en) * 2014-07-15 2017-06-22 ALPAJAR GROUP s.r.o Method of continuous production of liquid and gaseous fuels from the part of organic substances in the waste

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