热解气化方法与流程

本发明涉及一种在热解炉内对原料进行热解的热解气化方法，特别涉及一种控制热解炉内的温度的技术。

背景技术：

1、作为对城市垃圾、工业废弃物等原料进行热解后气化的处理系统，存在专利文献1、2中公开的流化床炉。这些专利文献中记载的流化床炉，其内部由分隔壁划分为热解炉和介质再生炉，流化介质在热解炉与介质再生炉之间循环。这种流化床炉被称为内部循环流化床气化系统。

2、从防止全球变暖的角度出发，将废塑料热解以回收油的需求日益增长（专利文献3、4）。然而，以高收率回收油较为困难，实际上几乎没有商业上成功的案例。上述的内部循环流化床气化系统作为一种能够在热解炉内加热并热解废塑料，并对常温常压下为液态的有机化合物即油作为热解产物进行回收的技术而备受期待。

3、特别是，具有将热解炉与介质再生炉隔开的结构的流化床气化系统，能够回收高浓度的热解产物。即，投入热解炉的原料在流化床中被热解，分离为挥发成分和残渣（碳化物等）。残渣与流化介质一起被输送至介质再生炉，在那里利用从介质再生炉的下部送入的空气进行燃烧。在介质再生炉中被加热的流化介质再次移动至热解炉，从而作为热解反应的热源发挥功能。由于热解炉中产生的挥发成分能够在不包含介质再生炉中产生的燃烧排气的前提下作为产物来回收，因此能够作为高浓度的热解产物进行回收。

4、从防止全球变暖的角度出发，期待将该回收的热解产物用作化学原料等的化学回收得以普及。然而，化学回收的课题可例举化合物的收率。作为化学原料，所要求的化合物的种类通常是有限，因此需要提高作为目标的化合物的收率。

5、另一方面，热解产物的组成主要受原料、温度和停留时间的影响。当以废塑料等废弃物为原料时，原料中含有各种各样的化合物。因此，通过热解得到的产物也具有多样性，作为化学原料的价值降低。因此，需要通过控制温度和停留时间来控制产物的组成。热解炉由以下部分构成：密集地含有流化介质的浓厚层；位于该浓厚层的上方的、流化介质与大量气体共存的飞溅区；以及在飞溅区的上方几乎不含流化介质且以气体为主的自由空间。在控制热解温度时，对热解炉的浓厚层的温度进行控制。浓厚层的温度控制主要能够通过调节从介质再生炉向热解炉的热量的转移量、也就是流化介质的循环量来实现。停留时间的控制能够通过改变流化气体向热解炉的供给量来实现。

6、为了使热解产物的组成保持一定，需要在一定时间内维持一定的温度。然而，在自由空间中，当吸热反应即热解反应进行时，温度会下降，难以维持温度。结果导致难以提高作为化学原料所要求的化合物的收率。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本专利第4243919号公报。

10、专利文献2：日本专利第6935482号公报。

11、专利文献3：日本特开2002-129169号公报。

12、专利文献4：日本专利第3611306号公报。

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、因此，本发明提供一种通过控制热解炉内的温度，从而能够提高作为目标的热解产物的收率的热解气化方法。

3、用于解决课题的手段

4、一方面，提供一种用于对原料进行热解的热解气化方法，其利用包括平均粒径不同的大粒径颗粒和小粒径颗粒的混合物的流化介质的热量，在热解炉内对所述原料进行热解，通过固气分离装置捕集从所述热解炉排出的热解气体中包含的所述小粒径颗粒，通过加热装置对被所述固气分离装置捕集到的所述小粒径颗粒进行加热，将被所述加热装置加热后的所述小粒径颗粒通过颗粒返回管线返回至所述热解炉。

5、一方面，提供一种用于对原料进行热解的热解气化方法，其利用包括平均粒径不同的大粒径颗粒和小粒径颗粒的混合物的流化介质的热量，在热解炉内对所述原料进行热解，一边使所述流化介质流化，一边在介质再生炉内使所述原料的残渣燃烧，通过第1固气分离装置捕集从所述热解炉排出的热解气体中包含的所述小粒径颗粒，将被所述第1固气分离装置捕集到的所述小粒径颗粒通过第1颗粒返回管线返回至所述介质再生炉，通过第2固气分离装置捕集从所述介质再生炉排出的燃烧排气中包含的所述小粒径颗粒，将被所述第2固气分离装置捕集到的所述小粒径颗粒通过第2颗粒返回管线返回至所述热解炉。

6、一方面，提供一种用于对原料进行热解的热解气化方法，其利用包括平均粒径不同的大粒径颗粒和小粒径颗粒的混合物的流化介质的热量，在热解炉内对所述原料进行热解，一边使所述流化介质流化，一边在介质再生炉内使所述原料的残渣燃烧，将所述流化介质从所述介质再生炉通过介质沉降室输送至所述热解室，通过固气分离装置捕集从所述热解炉排出的热解气体中包含的所述小粒径颗粒，将被所述固气分离装置捕集到的所述小粒径颗粒通过颗粒返回管线返回至所述介质沉降室。

7、一方面，提供一种用于对原料进行热解的热解气化方法，其利用包括平均粒径不同的大粒径颗粒和小粒径颗粒的混合物的流化介质的热量，在热解炉内对所述原料进行热解，通过固气分离装置捕集从所述热解炉排出的热解气体中包含的所述小粒径颗粒，将被所述固气分离装置捕集到的所述小粒径颗粒通过颗粒返回管线返回至所述热解炉，所述颗粒返回管线穿过所述介质再生炉的内部并延伸至所述热解炉，所述颗粒返回管线内的所述小粒径颗粒因所述介质再生炉内的所述原料的残渣的燃烧而被加热。

8、发明效果

9、根据上述一方面，被加热装置加热后的小粒径颗粒被返回至热解炉内。高温的小粒径颗粒在使流化介质流化的流化气体的作用下在热解炉内飞扬，并迅速到达自由空间。因此，自由空间内的温度得以维持在高温，能够使热解反应在自由空间中进行。结果能够提高作为目标的热解产物的收率。

10、根据上述一方面，被返回至介质再生炉的小粒径颗粒因介质再生炉内的燃烧而被加热。被加热后的小粒径颗粒在使流化介质流化的流化气体的作用下在介质再生炉内飞扬，与燃烧排气一起从介质再生炉排出。包含在燃烧排气中的高温小粒径颗粒被第2固气分离装置捕集，并被返回至热解炉内。高温的小粒径颗粒在使流化介质流化的流化气体的作用下在热解炉内飞扬，并迅速到达自由空间。因此，自由空间内的温度得以维持在高温，能够使热解反应在自由空间中进行。结果能够提高作为目标的热解产物的收率。

11、根据上述一方面，被返回至介质沉降室的小粒径颗粒与从介质再生炉输送来的高温的流化介质混合并被加热。被加热后的小粒径颗粒与流化介质一起被送至热解炉。流化介质中的小粒径颗粒在使流化介质流化的流化气体的作用下在热解炉内飞扬，并迅速到达自由空间。因此，自由空间内的温度得以维持在高温，能够使热解反应在自由空间中进行。结果能够提高目标热解产物的收率。

12、根据上述一方面，被固气分离装置捕集到的小粒径颗粒一边在颗粒返回管线内被输送，一边因介质再生炉内的燃烧而被加热。被加热后的小粒径颗粒通过颗粒返回管线被返回至热解炉内。高温的小粒径颗粒在使流化介质流化的流化气体的作用下在热解炉内飞扬，并迅速到达自由空间。因此，自由空间内的温度得以维持在高温，能够使热解反应在自由空间中进行。结果能够提高作为目标的热解产物的收率。