JP2984794B2 - 有機質汚泥の熱分解方法 - Google Patents
有機質汚泥の熱分解方法Info
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有機性排水処理に伴って生じる有機質汚泥
を熱分解し、同汚泥のエネルギーをオイルおよび炭素質
固体チャーの形態で回収する有機質汚泥の熱分解方法に
関する。
を熱分解し、同汚泥のエネルギーをオイルおよび炭素質
固体チャーの形態で回収する有機質汚泥の熱分解方法に
関する。
［従来技術および解決すべき課題］ 上記の如き有機質汚泥からエネルギーを回収する方法
としては、従来から熱分解法が広く行われている。ここ
で熱分解反応とはJ.Jonesによって定義される如く「反
応器に酸素、水蒸気あるいは加熱した一酸化炭素を吹き
込まずに、間接加熱によって炭素質を熱的に分解し、燃
料（ガス、液体、チャー）を得る反応」をいう。
としては、従来から熱分解法が広く行われている。ここ
で熱分解反応とはJ.Jonesによって定義される如く「反
応器に酸素、水蒸気あるいは加熱した一酸化炭素を吹き
込まずに、間接加熱によって炭素質を熱的に分解し、燃
料（ガス、液体、チャー）を得る反応」をいう。
熱分解法は一般的には石炭のガス化および液化や木の
乾留等で主に実施されていたが、最近では有機質汚泥に
も適用されるようになってきている。
乾留等で主に実施されていたが、最近では有機質汚泥に
も適用されるようになってきている。
有機質汚泥を熱分解して主にガスを回収する方法は、
第５図に示すフローに従って行われる。すなわち、まず
脱水した汚泥を脱水汚泥貯槽（51）から乾燥器（52）に
送って十分に乾燥させた後、反応温度を600〜1000℃程
度に調整した熱分解炉（53）に導入し、乾燥汚泥を熱分
解し、可燃性ガスと少量のオイルおよびチャー（分解残
渣）を生成せしめる。得られた可燃性ガスをガス貯槽
（54）に貯蔵してエネルギーとして回収し、またオイル
およびチャーは乾燥器（52）および熱分解炉（53）の熱
源として利用するため焼却炉（55）に導入して燃焼す
る。
第５図に示すフローに従って行われる。すなわち、まず
脱水した汚泥を脱水汚泥貯槽（51）から乾燥器（52）に
送って十分に乾燥させた後、反応温度を600〜1000℃程
度に調整した熱分解炉（53）に導入し、乾燥汚泥を熱分
解し、可燃性ガスと少量のオイルおよびチャー（分解残
渣）を生成せしめる。得られた可燃性ガスをガス貯槽
（54）に貯蔵してエネルギーとして回収し、またオイル
およびチャーは乾燥器（52）および熱分解炉（53）の熱
源として利用するため焼却炉（55）に導入して燃焼す
る。
しかし、この方法では、熱分解で得られた回収ガスが
可燃性ガスであるため、貯蔵性、容量および安全性など
の点で取り扱いが面倒であるという問題があった。
可燃性ガスであるため、貯蔵性、容量および安全性など
の点で取り扱いが面倒であるという問題があった。
一方、有気質汚泥のエネルギーを液体燃料すなわちオ
イルとして回収する方法も行なわれている。この方法で
は第５図と同じような装置を使用するが、回収エネルギ
ーとして主としてチャーおよびオイルを得るために熱分
解温度は400℃前後に調整される。
イルとして回収する方法も行なわれている。この方法で
は第５図と同じような装置を使用するが、回収エネルギ
ーとして主としてチャーおよびオイルを得るために熱分
解温度は400℃前後に調整される。
しかし、こうして得られた回収オイルは非常に粘度が
高くて多くは室温で固体となり、燃料として利用し難い
ものであった。
高くて多くは室温で固体となり、燃料として利用し難い
ものであった。
本発明はこうした点に鑑みなされたもので、有機質汚
泥を熱分解して主にオイルとチャーとしてエネルギーを
回収する方法において、オイル粘度を下げ、利用価値の
あるものとして、オイルを得る熱分解方法を提供するこ
とを目的とするものである。
泥を熱分解して主にオイルとチャーとしてエネルギーを
回収する方法において、オイル粘度を下げ、利用価値の
あるものとして、オイルを得る熱分解方法を提供するこ
とを目的とするものである。
［課題の解決手段］ 本発明の第１のものは、有機質汚泥を乾燥後反応器内
で無酸素下200〜600℃に加熱して、ガス状生成物とチャ
ーにまで熱分解し、ガス状生成物は反応器のガス状生成
物出口から取り出して凝縮させて液体状燃料とし、チャ
ーは固体状燃料とする方法において、ガス状生成物出口
にガス冷却装置を設け、ガス冷却装置によってガス状生
成物の一部を凝縮させてオイル状となし、生じた凝縮物
を反応器内へ還流させてチャーと接触させ分解させるこ
とを特徴とする有機質汚泥の熱分解方法である。
で無酸素下200〜600℃に加熱して、ガス状生成物とチャ
ーにまで熱分解し、ガス状生成物は反応器のガス状生成
物出口から取り出して凝縮させて液体状燃料とし、チャ
ーは固体状燃料とする方法において、ガス状生成物出口
にガス冷却装置を設け、ガス冷却装置によってガス状生
成物の一部を凝縮させてオイル状となし、生じた凝縮物
を反応器内へ還流させてチャーと接触させ分解させるこ
とを特徴とする有機質汚泥の熱分解方法である。
また、第２発明は、有機質汚泥を乾燥後反応器内で無
酸素下200〜600℃に加熱して、ガス状生成物とチャーに
まで熱分解し、ガス状生成物は反応器のガス状生成物出
口から取り出して凝縮させて液体状燃料とし、チャーは
固体状燃料とする方法において、反応器内の加熱部を前
段加熱部と後段加熱部に分け、前段加熱部と後段加熱部
の間に非加熱部もしくは冷却部を設け、非加熱部もしく
は冷却部によってガス状生成物の一部を凝縮させてオイ
ル状となし、生じた凝縮物を反応器内でチャーと接触さ
せ分解させることを特徴とする有機質汚泥の熱分解方法
である。
酸素下200〜600℃に加熱して、ガス状生成物とチャーに
まで熱分解し、ガス状生成物は反応器のガス状生成物出
口から取り出して凝縮させて液体状燃料とし、チャーは
固体状燃料とする方法において、反応器内の加熱部を前
段加熱部と後段加熱部に分け、前段加熱部と後段加熱部
の間に非加熱部もしくは冷却部を設け、非加熱部もしく
は冷却部によってガス状生成物の一部を凝縮させてオイ
ル状となし、生じた凝縮物を反応器内でチャーと接触さ
せ分解させることを特徴とする有機質汚泥の熱分解方法
である。
第１の発明において、ガス冷却装置内の温度は好まし
くは50〜200℃とする。また、ガス冷却装置内には各種
の充填剤を詰めるのが好ましい。
くは50〜200℃とする。また、ガス冷却装置内には各種
の充填剤を詰めるのが好ましい。
第２の発明において、反応器内の非加熱部もしくは冷
却部の温度は好ましくは200℃以下とする。
却部の温度は好ましくは200℃以下とする。
非加熱部もしくは冷却部は好ましくは前記ガス状生成
物の出口付近に設ける。
物の出口付近に設ける。
前段反応器と後段反応器の間に、非加熱部もしくは冷
却部と中間加熱部とを交互にくり返し設置する。この場
合、反応器のガス状生成物出口は非加熱部もしくは冷却
部の最終段に設けるのが好ましい。
却部と中間加熱部とを交互にくり返し設置する。この場
合、反応器のガス状生成物出口は非加熱部もしくは冷却
部の最終段に設けるのが好ましい。
第１および第２発明ともに、反応管内での汚泥の滞留
時間は５〜180分であり、好ましくは10〜30分である。
時間は５〜180分であり、好ましくは10〜30分である。
熱分解反応は無酸素下好ましくは酸素濃度２％以下の
無酸素下で行われる。
無酸素下で行われる。
まず、第１発明の一実施態様を第１図に基づき説明す
る。
る。
乾燥させた汚泥を汚泥供給ホッパー（１）からスクリ
ューフィーダー（３）により汚泥投入管（４）に導出す
る。この際の汚泥供給量はフィーダー（３）の可変速モ
ーター（２）により調整する。汚泥投入管（４）に導入
された汚泥は、径75mm×長さ1000mmの反応管（10）の始
端部に落下し、スクリューコンベヤ（９）によって反応
管内を始端部から終端部へ移動させられる。スクリュー
コンベヤは可変速モーター（５）に変速機（７）を介し
て連結していて、回転数コントローラ（６）によって所
望の回転数に設定できるようになされている。この回転
数の設定によって、反応管内での汚泥の滞留時間を調節
することができる。反応管内での汚泥の滞留時間は５〜
180分であり、好ましくは10〜30分である。反応管（1
0）の前段部および後段部には、温度コントローラー（1
4）に接続している熱電対（12）（13）が取り付けられ
ていて、反応管壁の温度を測定する。反応管（10）には
全長に亘って電気炉（11）が外装されている。温度コン
トローラー（14）は、熱電対（12）（13）からの測定信
号に従って反応管（10）の加熱部壁の温度が設定値にな
るように、電気炉（11）を制御する。熱分解の反応温度
は200〜600℃であり、好ましくは350〜450℃である。
ューフィーダー（３）により汚泥投入管（４）に導出す
る。この際の汚泥供給量はフィーダー（３）の可変速モ
ーター（２）により調整する。汚泥投入管（４）に導入
された汚泥は、径75mm×長さ1000mmの反応管（10）の始
端部に落下し、スクリューコンベヤ（９）によって反応
管内を始端部から終端部へ移動させられる。スクリュー
コンベヤは可変速モーター（５）に変速機（７）を介し
て連結していて、回転数コントローラ（６）によって所
望の回転数に設定できるようになされている。この回転
数の設定によって、反応管内での汚泥の滞留時間を調節
することができる。反応管内での汚泥の滞留時間は５〜
180分であり、好ましくは10〜30分である。反応管（1
0）の前段部および後段部には、温度コントローラー（1
4）に接続している熱電対（12）（13）が取り付けられ
ていて、反応管壁の温度を測定する。反応管（10）には
全長に亘って電気炉（11）が外装されている。温度コン
トローラー（14）は、熱電対（12）（13）からの測定信
号に従って反応管（10）の加熱部壁の温度が設定値にな
るように、電気炉（11）を制御する。熱分解の反応温度
は200〜600℃であり、好ましくは350〜450℃である。
反応管（10）の長さ中央上部のガス状生成物出口（1
5）にはガス冷却装置（31）が設けられている。ガス冷
却装置（31）は温度コントローラー（８）により熱電対
（29）と熱交換器（30）を通じて内部温度を制御するよ
うになされている。
5）にはガス冷却装置（31）が設けられている。ガス冷
却装置（31）は温度コントローラー（８）により熱電対
（29）と熱交換器（30）を通じて内部温度を制御するよ
うになされている。
上記構成の熱分解装置において、反応管内に投入され
た汚泥は、電気炉（11）で加熱され、熱分解を受けてチ
ャーとガス状生成物を生じる。
た汚泥は、電気炉（11）で加熱され、熱分解を受けてチ
ャーとガス状生成物を生じる。
ここでガス状生成物とは、汚泥の熱分解により発生
し、反応器内ではガス状となっているものであって、主
なものとしては高級炭化水素化合物（主としてオイルと
なる）、低級炭化水素化合物（メタン、エタン等）、CO
2、NH3、H2S、H2O等よりなる。また、チャーとはガス状
生成物の発生後に残った炭素質固形物残渣であって、汚
泥中に存在していた無機物等も含んでいる。非凝縮性ガ
スとはガス状生成物のうち冷却により凝縮する高級炭化
水素化合物およびH2Oを除いた他の室温では凝縮しない
ガスを示す。
し、反応器内ではガス状となっているものであって、主
なものとしては高級炭化水素化合物（主としてオイルと
なる）、低級炭化水素化合物（メタン、エタン等）、CO
2、NH3、H2S、H2O等よりなる。また、チャーとはガス状
生成物の発生後に残った炭素質固形物残渣であって、汚
泥中に存在していた無機物等も含んでいる。非凝縮性ガ
スとはガス状生成物のうち冷却により凝縮する高級炭化
水素化合物およびH2Oを除いた他の室温では凝縮しない
ガスを示す。
発生したガス状生成物は反応管内を循環している非凝
縮性ガスによりガス状生成物出口（15）に運ばれ、反応
管（10）から導出され、ガス冷却装置（31）へ導入され
て冷やされる。その結果、ガス状生成物中の高級炭化水
素化合物のうち高沸点を持つ化合物はここで凝縮し、液
体状となり、凝縮液はガス冷却装置（31）から反応管内
へ落下する。落下した高沸点化合物は反応管内のチャー
と接触し、チャーの持つ触媒能により低沸点化合物に分
解される。これらの低沸点化合物は、もともとガス状生
成物に含まれていた低沸点化合物とともにガス状生成物
出口（15）から流出し、ガス冷却装置（31）で凝縮され
ることなく、ガス状生成物管路（16）を経て凝縮器（1
9）に達し、ここで水蒸気、NH3とともに、凝縮し、オイ
ルと水になってオイル・水貯槽（20）に貯えられる。ま
た、チャーは反応管（10）の終端部にあるチャー出口
（26）からチャー排出管（27）に導出され、チャー貯槽
（８）に貯えられる。
縮性ガスによりガス状生成物出口（15）に運ばれ、反応
管（10）から導出され、ガス冷却装置（31）へ導入され
て冷やされる。その結果、ガス状生成物中の高級炭化水
素化合物のうち高沸点を持つ化合物はここで凝縮し、液
体状となり、凝縮液はガス冷却装置（31）から反応管内
へ落下する。落下した高沸点化合物は反応管内のチャー
と接触し、チャーの持つ触媒能により低沸点化合物に分
解される。これらの低沸点化合物は、もともとガス状生
成物に含まれていた低沸点化合物とともにガス状生成物
出口（15）から流出し、ガス冷却装置（31）で凝縮され
ることなく、ガス状生成物管路（16）を経て凝縮器（1
9）に達し、ここで水蒸気、NH3とともに、凝縮し、オイ
ルと水になってオイル・水貯槽（20）に貯えられる。ま
た、チャーは反応管（10）の終端部にあるチャー出口
（26）からチャー排出管（27）に導出され、チャー貯槽
（８）に貯えられる。
ガス冷却装置（31）は、高沸点化合物は凝縮させるが
低沸点化合物は凝縮させない温度に制御される。ガス冷
却装置（31）の好ましい温度範囲は60〜200゜である。
これはガス状生成物中に含まれる水蒸気による水蒸気蒸
留作用によって炭化水素化合物の沸点が低下するため、
このような低温にして高沸点化合物を凝縮させている。
また、ガス冷却装置（31）の内部には金網、ラシヒリン
グ等有機化合物を精留する際に一般に使用される充填物
を詰め、冷却効率を向上させることができる。ガス冷却
装置（31）の設置位置としては、汚泥がある程度熱分解
を受けている位置より後流で、チャーの出口より前流に
することが好ましい。
低沸点化合物は凝縮させない温度に制御される。ガス冷
却装置（31）の好ましい温度範囲は60〜200゜である。
これはガス状生成物中に含まれる水蒸気による水蒸気蒸
留作用によって炭化水素化合物の沸点が低下するため、
このような低温にして高沸点化合物を凝縮させている。
また、ガス冷却装置（31）の内部には金網、ラシヒリン
グ等有機化合物を精留する際に一般に使用される充填物
を詰め、冷却効率を向上させることができる。ガス冷却
装置（31）の設置位置としては、汚泥がある程度熱分解
を受けている位置より後流で、チャーの出口より前流に
することが好ましい。
最初の凝縮器（19）を通過したガスは第２の凝縮器
（19）およびオイル・水貯槽（20）に通され、完全に凝
縮される。このようにして生じた非凝縮性ガスは、一部
は非凝縮性ガス管路（22）を経て汚泥投入管（４）を介
して反応管（10）の始端部に循環させられ、また一部は
非凝縮性ガス管路（23）を経てチャー排出管（26）を介
して反応管（10）の終端部に循環させられ、余剰分は非
凝縮性ガス出口（21）から排出される。非凝縮性ガスの
循環はエアーポンプ（24）（25）によって行なわれる。
（19）およびオイル・水貯槽（20）に通され、完全に凝
縮される。このようにして生じた非凝縮性ガスは、一部
は非凝縮性ガス管路（22）を経て汚泥投入管（４）を介
して反応管（10）の始端部に循環させられ、また一部は
非凝縮性ガス管路（23）を経てチャー排出管（26）を介
して反応管（10）の終端部に循環させられ、余剰分は非
凝縮性ガス出口（21）から排出される。非凝縮性ガスの
循環はエアーポンプ（24）（25）によって行なわれる。
つぎに、第３図を基に第２発明の一実施態様について
詳しく説明する。
詳しく説明する。
乾燥させた汚泥を汚泥供給ホッパー（１）からスクリ
ューフィーダー（３）により汚泥投入管（４）に導出す
る。この際の汚泥供給量はフィーダー（３）の可変速モ
ーター（２）により調整する。汚泥投入管（４）に導入
された汚泥は、径75mm×長さ1000mmの反応管（10）の始
端部に落下し、スクリューコンベヤ（９）によって反応
管内を始端部から終端部へ移動させられる。スクリュー
コンベヤは可変速モーター（５）に変速機（７）を介し
て連結していて、回転数コントローラー（６）によって
所望の回転数に設定できるようになされている。この回
転数の設定によって、反応管内での汚泥の滞留時間を調
節することができる。反応管内での汚泥の滞留時間は５
〜180分であり、好ましくは10〜30分である。反応管（1
0）の前段部および後段部には、温度コントローラー（1
4）に接続している熱電対（12）（13）が取り付けられ
ていて、反応管壁の温度を測定する。反応管（10）には
前端部に前段電気炉（11a）が外装されるとともに、後
段部に後段電気炉（11b）が外装され、前段加熱部（10
a）と後段加熱部（10b）の間に非加熱部（10c）が設け
られている。温度コントローラー（14）は、熱電対（1
2）（13）からの測定信号に従って反応管（10）の加熱
部壁の温度が設定値になるように、前段電気炉（11a）
および後段電気炉（11b）を制御する。熱分解の反応温
度は200〜600℃であり、好ましくは350〜450℃である。
反応管の非加熱部（10c）には熱電対（17）が取り付け
られていて、温度表示器（18）でその温度が表示され
る。この温度は200℃以下が好ましいので、非加熱部（1
0c）の外壁に空冷用のフィンを取り付けてこれで同外壁
を冷却する。また同外壁を熱媒体により直接冷却するこ
ともできる。
ューフィーダー（３）により汚泥投入管（４）に導出す
る。この際の汚泥供給量はフィーダー（３）の可変速モ
ーター（２）により調整する。汚泥投入管（４）に導入
された汚泥は、径75mm×長さ1000mmの反応管（10）の始
端部に落下し、スクリューコンベヤ（９）によって反応
管内を始端部から終端部へ移動させられる。スクリュー
コンベヤは可変速モーター（５）に変速機（７）を介し
て連結していて、回転数コントローラー（６）によって
所望の回転数に設定できるようになされている。この回
転数の設定によって、反応管内での汚泥の滞留時間を調
節することができる。反応管内での汚泥の滞留時間は５
〜180分であり、好ましくは10〜30分である。反応管（1
0）の前段部および後段部には、温度コントローラー（1
4）に接続している熱電対（12）（13）が取り付けられ
ていて、反応管壁の温度を測定する。反応管（10）には
前端部に前段電気炉（11a）が外装されるとともに、後
段部に後段電気炉（11b）が外装され、前段加熱部（10
a）と後段加熱部（10b）の間に非加熱部（10c）が設け
られている。温度コントローラー（14）は、熱電対（1
2）（13）からの測定信号に従って反応管（10）の加熱
部壁の温度が設定値になるように、前段電気炉（11a）
および後段電気炉（11b）を制御する。熱分解の反応温
度は200〜600℃であり、好ましくは350〜450℃である。
反応管の非加熱部（10c）には熱電対（17）が取り付け
られていて、温度表示器（18）でその温度が表示され
る。この温度は200℃以下が好ましいので、非加熱部（1
0c）の外壁に空冷用のフィンを取り付けてこれで同外壁
を冷却する。また同外壁を熱媒体により直接冷却するこ
ともできる。
上記構成の熱分解装置において、反応管内に投入され
た汚泥は、まず前段加熱部（10a）で加熱され、熱分解
を受けてチャーとガス状生成物を生じる。
た汚泥は、まず前段加熱部（10a）で加熱され、熱分解
を受けてチャーとガス状生成物を生じる。
ここで、ガス状生成物とは、汚泥の熱分解により発生
し、反応器内ではガス状となっているものであって、主
なものとしては供給炭化水素化合物（主としてオイルと
なる）、低級炭化水素化合物（メタン、エタン等）、CO
2、NH3、H2S、H2O等よりなる。また、チャーとはガス状
生成物の発生後に残った炭素質固形物残渣であって、汚
泥中に存在していた無機物等も含んでいる。非凝縮性ガ
スとはガス状生成物のうち冷却により凝縮する高級炭化
水素化合物およびH2Oを除いた他の室温では凝縮しない
ガスを示す。
し、反応器内ではガス状となっているものであって、主
なものとしては供給炭化水素化合物（主としてオイルと
なる）、低級炭化水素化合物（メタン、エタン等）、CO
2、NH3、H2S、H2O等よりなる。また、チャーとはガス状
生成物の発生後に残った炭素質固形物残渣であって、汚
泥中に存在していた無機物等も含んでいる。非凝縮性ガ
スとはガス状生成物のうち冷却により凝縮する高級炭化
水素化合物およびH2Oを除いた他の室温では凝縮しない
ガスを示す。
発生したガス状生成物は反応管内を循環している非凝
縮性ガスにより非加熱部（10c）に運ばれ、ここで冷や
される。その結果、ガス状生成物中の高級炭化水素化合
物うちの高沸点を持つ化合物はここで凝縮し、液体状と
なり、反応管内のチャーと接触する。液体状となった上
記高沸点化合物は非加熱部（10c）においてもチャーの
持つ触媒能により低沸点化合物に一部分解されるが、大
部分は後段加熱部（10b）で低沸点化合物に分解され
る。後段加熱部（10b）ではチャーが熱分解を受け、ガ
ス状生成物を発生する。このガス状生成物は前段加熱部
（10a）と同様に非凝縮性ガスにより非加熱部（10c）に
運ばれ、ここで高沸点化合物が凝縮し、分解がくり返さ
れる。
縮性ガスにより非加熱部（10c）に運ばれ、ここで冷や
される。その結果、ガス状生成物中の高級炭化水素化合
物うちの高沸点を持つ化合物はここで凝縮し、液体状と
なり、反応管内のチャーと接触する。液体状となった上
記高沸点化合物は非加熱部（10c）においてもチャーの
持つ触媒能により低沸点化合物に一部分解されるが、大
部分は後段加熱部（10b）で低沸点化合物に分解され
る。後段加熱部（10b）ではチャーが熱分解を受け、ガ
ス状生成物を発生する。このガス状生成物は前段加熱部
（10a）と同様に非凝縮性ガスにより非加熱部（10c）に
運ばれ、ここで高沸点化合物が凝縮し、分解がくり返さ
れる。
分解により生じた低沸点化合物や、ガス状生成物にも
ともと存在した低沸点化合物は、非加熱部（10c）で凝
縮することなく、ガス状生成物出口（15）から流出し、
ガス状生成物管路（16）を通り、凝縮器（19）によって
水蒸気やNH3とともに凝縮し、オイルと水になってオイ
ル・水貯槽（20）に貯えられる。また、チャーは後段加
熱部（10b）の終端部にあるチャー出口（26）からチャ
ー排出管（27）に導出され、チャー貯槽（28）に貯えら
れる。
ともと存在した低沸点化合物は、非加熱部（10c）で凝
縮することなく、ガス状生成物出口（15）から流出し、
ガス状生成物管路（16）を通り、凝縮器（19）によって
水蒸気やNH3とともに凝縮し、オイルと水になってオイ
ル・水貯槽（20）に貯えられる。また、チャーは後段加
熱部（10b）の終端部にあるチャー出口（26）からチャ
ー排出管（27）に導出され、チャー貯槽（28）に貯えら
れる。
非加熱部（10c）は、高沸点化合物は凝縮させるが、
低沸点化合物は凝縮させない温度に制御され、この温度
は200℃以下が好ましい。これはガス状生成物中に含ま
れる水蒸気による水蒸気蒸留作用によって炭化水素化合
物の沸点が低下するため、このような低温によって高沸
点化合物を凝縮させている。ガス状生成物出口（15）の
取付位置は前後加熱部（10a）（10b）でもよいが、非加
熱部（10c）にする方が効果的で好ましい。
低沸点化合物は凝縮させない温度に制御され、この温度
は200℃以下が好ましい。これはガス状生成物中に含ま
れる水蒸気による水蒸気蒸留作用によって炭化水素化合
物の沸点が低下するため、このような低温によって高沸
点化合物を凝縮させている。ガス状生成物出口（15）の
取付位置は前後加熱部（10a）（10b）でもよいが、非加
熱部（10c）にする方が効果的で好ましい。
最初の凝縮器（19）を通過したガスは第２の凝縮器
（19）およびオイル・水貯槽（20）に通され、完全に凝
縮される。このようにして生じた非凝縮性ガスは、一部
は非凝縮性ガス管路（22）を経て汚泥投入管（４）を介
して反応管（10）の始端部に循環させられ、また一部は
非凝縮性ガス管路（23）を経てチャー排出管（26）を介
して反応管（10）の終端部に循環させられ、余剰分は非
凝縮性ガス出口（21）から排出される。非凝縮性ガスの
循環はエアーポンプ（24）（25）によって行なわれる。
（19）およびオイル・水貯槽（20）に通され、完全に凝
縮される。このようにして生じた非凝縮性ガスは、一部
は非凝縮性ガス管路（22）を経て汚泥投入管（４）を介
して反応管（10）の始端部に循環させられ、また一部は
非凝縮性ガス管路（23）を経てチャー排出管（26）を介
して反応管（10）の終端部に循環させられ、余剰分は非
凝縮性ガス出口（21）から排出される。非凝縮性ガスの
循環はエアーポンプ（24）（25）によって行なわれる。
第３図では、非加熱部（10c）は１カ所だけ設けられ
ているが、前段加熱部と後段加熱部の間に、非加熱部も
しくは冷却部と中間加熱部とを交互にくり返し設置する
こともできる。この場合、後段加熱部はチャー中に存在
するオイルを蒸発させる働きをする。また、非加熱部を
２カ所以上設けた場合は、ガス状生成物出口は最後段の
非加熱部に設けることが好ましい。
ているが、前段加熱部と後段加熱部の間に、非加熱部も
しくは冷却部と中間加熱部とを交互にくり返し設置する
こともできる。この場合、後段加熱部はチャー中に存在
するオイルを蒸発させる働きをする。また、非加熱部を
２カ所以上設けた場合は、ガス状生成物出口は最後段の
非加熱部に設けることが好ましい。
［発明の効果］ 以上述べたように、第１発明によればガス状生成物出
口にガス冷却装置を設け、また第２発明によれば反応器
内の加熱部を前段加熱部と後段加熱部に分けるとともに
前段加熱部と後段加熱部の間に非加熱部もしくは冷却部
を設けるので、汚泥の熱分解によって発生したガス状生
成物の一部をガス冷却装置または非加熱部もしくは冷却
部で凝縮させてオイル状とし、これを反応管内でチャー
と接触させて分解させることができる。そのため、生成
オイル中の高沸点オイル成分を減少させるとともに室温
でも液体状とすることができる。さらに、オイルの動粘
度を低下させ、オイル中の夾雑物を減少させ、オイル品
質を向上させることができる。そして、このようにオイ
ルの品質を向上させることによって、従来はエネルギー
資源として有効に利用されなかった有機質汚泥から産業
上利用可能なオイルとしてエネルギーを回収することが
できる。
口にガス冷却装置を設け、また第２発明によれば反応器
内の加熱部を前段加熱部と後段加熱部に分けるとともに
前段加熱部と後段加熱部の間に非加熱部もしくは冷却部
を設けるので、汚泥の熱分解によって発生したガス状生
成物の一部をガス冷却装置または非加熱部もしくは冷却
部で凝縮させてオイル状とし、これを反応管内でチャー
と接触させて分解させることができる。そのため、生成
オイル中の高沸点オイル成分を減少させるとともに室温
でも液体状とすることができる。さらに、オイルの動粘
度を低下させ、オイル中の夾雑物を減少させ、オイル品
質を向上させることができる。そして、このようにオイ
ルの品質を向上させることによって、従来はエネルギー
資源として有効に利用されなかった有機質汚泥から産業
上利用可能なオイルとしてエネルギーを回収することが
できる。
［実 施 例］ つぎに、本発明の実施例および従来法を示す比較例を
挙げる。
挙げる。
実施例１ 第１図に示した装置を用い、ガス冷却装置（31）内に
3mm目の金網を４枚充填し、十分に乾燥させた下水混合
汚泥を粉砕かつ篩分したもの（0.3〜5mm）3kgを汚泥供
給ホッパー（１）に供給し、汚泥供給速度0.35kgDS/h、
汚泥滞留時間30分、反応温度430℃、ガス冷却装置内温
度450℃、循環ガス流速0.2／分×２カ所、凝縮器冷却
温度10℃の条件で熱分解を行なった。得られたオイル、
チャーおよび水分の分析結果を表１に示す。またオイル
の分留性状を第４図に示す。
3mm目の金網を４枚充填し、十分に乾燥させた下水混合
汚泥を粉砕かつ篩分したもの（0.3〜5mm）3kgを汚泥供
給ホッパー（１）に供給し、汚泥供給速度0.35kgDS/h、
汚泥滞留時間30分、反応温度430℃、ガス冷却装置内温
度450℃、循環ガス流速0.2／分×２カ所、凝縮器冷却
温度10℃の条件で熱分解を行なった。得られたオイル、
チャーおよび水分の分析結果を表１に示す。またオイル
の分留性状を第４図に示す。
比較例１ 第１図に示した装置のガス冷却装置（31）を取り除
き、ガス状生成物出口（19）をガス状生成物管路（20）
に直接接続し、実施例１で同一条件で熱分解を行なっ
た。得られたオイル、チャーおよび水分の分析結果を表
１に併記する。またオイルの分留性状をやはり第２図に
示す。
き、ガス状生成物出口（19）をガス状生成物管路（20）
に直接接続し、実施例１で同一条件で熱分解を行なっ
た。得られたオイル、チャーおよび水分の分析結果を表
１に併記する。またオイルの分留性状をやはり第２図に
示す。
表１から明らかなように、ガス冷却装置を設けていな
い比較例１で得られたオイルは、流動点27℃、動粘度50
cStで室温で固形であったが、実施例１の如くガス冷却
装置を設けることにより、これは流動点11℃、動粘度30
cStに改良され、室温で液体状となった。また、分留性
状を示す第２図から判るように、比較例１では高温度領
域にかなりのオイルが残存しているが、実施例１では高
温度領域のオイルは減少し、低温度領域のオイルが増加
している。このことはガス冷却装置の設置により、高沸
点オイルの分解が進行したことを示している。
い比較例１で得られたオイルは、流動点27℃、動粘度50
cStで室温で固形であったが、実施例１の如くガス冷却
装置を設けることにより、これは流動点11℃、動粘度30
cStに改良され、室温で液体状となった。また、分留性
状を示す第２図から判るように、比較例１では高温度領
域にかなりのオイルが残存しているが、実施例１では高
温度領域のオイルは減少し、低温度領域のオイルが増加
している。このことはガス冷却装置の設置により、高沸
点オイルの分解が進行したことを示している。
実施例２ 第３図に示した装置を用い、十分に乾燥させた下水混
合汚泥を粉砕かつ篩分したもの（0.3〜5mm）3kgを汚泥
供給ホッパー（１）に供給し、汚泥供給速度0.35kgDS/
h、汚泥滞留時間30分、加熱部温度430℃、非加熱温度12
0℃、循環ガス流速0.2／分×２カ所、凝縮器冷却温度
10℃の条件で熱分解を行なった。得られたオイル、チャ
ーおよび水分の分析結果を表２に示す。またオイルの分
留性状を第４図に示す。
合汚泥を粉砕かつ篩分したもの（0.3〜5mm）3kgを汚泥
供給ホッパー（１）に供給し、汚泥供給速度0.35kgDS/
h、汚泥滞留時間30分、加熱部温度430℃、非加熱温度12
0℃、循環ガス流速0.2／分×２カ所、凝縮器冷却温度
10℃の条件で熱分解を行なった。得られたオイル、チャ
ーおよび水分の分析結果を表２に示す。またオイルの分
留性状を第４図に示す。
比較例２ 第３図に示した装置の反応管（10）の全長を電気炉で
加熱し、実施例２で同一条件で熱分解を行なった。得ら
れたオイル、チャーおよび水分の分析結果を表２に併記
する。またオイルの分留性状をやはり第４図に示す。
加熱し、実施例２で同一条件で熱分解を行なった。得ら
れたオイル、チャーおよび水分の分析結果を表２に併記
する。またオイルの分留性状をやはり第４図に示す。
表２から明らかなように、非加熱部を設けていない比
較例２で得られたオイルは、流動点27℃、動粘度50cSt
で室温で固形であったが、実施例２の如く非加熱部を設
けることにより、これは流動点12℃、動粘度33cStに改
良され、室温で液体状となった。また、分留性状を示す
第４図から判るように、比較例２では高温度領域にかな
りのオイルが残存しているが、実施例２では高温度領域
のオイルは減少し、低温度領域のオイルが増加してい
る。このことは非加熱部を設けることにより、高沸点オ
イルの分解が進行したことを示している。
較例２で得られたオイルは、流動点27℃、動粘度50cSt
で室温で固形であったが、実施例２の如く非加熱部を設
けることにより、これは流動点12℃、動粘度33cStに改
良され、室温で液体状となった。また、分留性状を示す
第４図から判るように、比較例２では高温度領域にかな
りのオイルが残存しているが、実施例２では高温度領域
のオイルは減少し、低温度領域のオイルが増加してい
る。このことは非加熱部を設けることにより、高沸点オ
イルの分解が進行したことを示している。
第１図および第３図はいずれも本発明の実施例を示すフ
ローシート、第２図および第４図は温度と残存率の関係
を示すグラフ、第５図は従来技術を示すフローシートで
ある。 （10）……反応管、（10a）……前段加熱部、（10b）…
…後段加熱部、（10c）……非加熱部、（11a）……前段
電気炉、（11b）……後段電気炉、（11）電気炉、（1
5）……ガス状生成物出口、（31）……ガス冷却装置。
ローシート、第２図および第４図は温度と残存率の関係
を示すグラフ、第５図は従来技術を示すフローシートで
ある。 （10）……反応管、（10a）……前段加熱部、（10b）…
…後段加熱部、（10c）……非加熱部、（11a）……前段
電気炉、（11b）……後段電気炉、（11）電気炉、（1
5）……ガス状生成物出口、（31）……ガス冷却装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−179492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−53158（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20 B09B 3/00 C10G 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】有機質汚泥を乾燥後反応器内で無酸素下20
0〜600℃に加熱して、ガス状生成物とチャーにまで熱分
解し、ガス状生成物は反応器のガス状生成物出口から取
り出して凝縮させて液体状燃料とし、チャーは固体状燃
料とする方法において、ガス状生成物出口にガス冷却装
置を設け、ガス冷却装置によってガス状生成物の一部を
凝縮させてオイル状となし、生じた凝縮物を反応器内へ
還流させてチャーと接触させ分解させることを特徴とす
る有機質汚泥の熱分解方法。 - 【請求項２】有機質汚泥を乾燥後反応器内で無酸素下20
0〜600℃に加熱して、ガス状生成物とチャーにまで熱分
解し、ガス状生成物は反応器のガス状生成物出口から取
り出して凝縮させて液体状燃料とし、チャーは固体状燃
料とする方法において、反応器内の加熱部を前段加熱部
と後段加熱部に分け、前段加熱部と後段加熱部の間に非
加熱部もしくは冷却部を設け、非加熱部もしくは冷却部
によってガス状生成物の一部を凝縮させてオイル状とな
し、生じた凝縮物を反応器内でチャーと接触させ分解さ
せることを特徴とする有機質汚泥の熱分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019969A JP2984794B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 有機質汚泥の熱分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019969A JP2984794B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 有機質汚泥の熱分解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03224698A JPH03224698A (ja) | 1991-10-03 |
| JP2984794B2 true JP2984794B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=12014021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019969A Expired - Fee Related JP2984794B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 有機質汚泥の熱分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984794B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021055026A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | エムラボ株式会社 | 有機物の油化装置及び油化方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2763511B2 (ja) * | 1995-10-02 | 1998-06-11 | 相模サーボ株式会社 | 泥水連続処理装置 |
| JP5156599B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2013-03-06 | 株式会社Ｉｈｉ | 汚泥加熱処理方法及び汚泥加熱処理装置 |
| JP5800313B2 (ja) * | 2011-04-19 | 2015-10-28 | Ｇｇｉジャパン株式会社 | 熱分解システム及び熱分解オイルの製造方法 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019969A patent/JP2984794B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH03224698A (ja) | 1991-10-03 |
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