有機物の処理方法、熱分解炉、発電システム、及び可燃性ガスの製造方法
【課題】有機物を熱分解することにより無定形炭素と可燃性ガスとを得る。
【解決手段】有機物Ｏを、燃焼用空気の非供給下で熱分解することにより炭化して無定形炭素Ｃを生成する。そして、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保たれた無定形炭素に流通させて、未処理ガス中のタールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させるとともに、未処理ガスからタールが除去された処理ガスを得る。そして、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを生成する。
【解決手段】有機物Ｏを、燃焼用空気の非供給下で熱分解することにより炭化して無定形炭素Ｃを生成する。そして、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保たれた無定形炭素に流通させて、未処理ガス中のタールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させるとともに、未処理ガスからタールが除去された処理ガスを得る。そして、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機物の処理方法、この処理方法を利用した熱分解炉、この熱分解炉を利用した発電システム、及び可燃性ガスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物の熱分解により可燃性ガスと炭化物とを得る方法としては、さまざまなものが知られている。得られた可燃性ガスは、各種燃料として用いることができる。また、得られた炭化物は、吸着材や土壌改質剤として用いることができる。
【０００３】
これらの方法に共通した課題が、可燃性ガスの収量を向上すること、及び、熱分解の過程で発生するタールを低減することである。
【０００４】
これらの課題を同時に解決することを目的とした従来技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この従来技術では、熱分解を行わせる縦型の加熱室を備えた加熱容器を用いていて、その側面に加熱体が設けられている。この加熱容器に、投入時間をずらして段階的に含水有機物を投入する。
【０００６】
なお、従来技術で用いられる「含水有機物」なる用語は、この明細書中で用いられる「有機物」と同様の意味を示している。
【０００７】
投入された含水有機物は、加熱容器中での加熱時間が異なることに由来して、（１）水分を含んだまま残存している含水有機物と、（２）熱分解途上の含水有機物から水分が抜けた乾燥物と、（３）この乾燥物が熱分解された炭化物とが、加熱容器中で、この順序で上側から下側へと積層する。
【０００８】
この加熱体は、投入された含水有機物を水の蒸発温度にまで加熱し、かつ、乾燥物を６００〜８００℃の温度にまで加熱するように配置されているが、加熱体は炭化物を加熱するようには配置されていない。
【０００９】
ところで、含水有機物からは、加熱により水蒸気が発生する。また、乾燥物からは、熱分解の過程で可燃性ガス及び気体状のタールが発生する。
【００１０】
一方、熱分解は、加熱容器の含水有機物側の有機物供給口を閉鎖し、炭化物側の発生ガス排出口のみを開放した状態で行われる。したがって、発生した水蒸気は、乾燥物及び炭化物をこの順序で流通して、発生ガス排出口から排出される。
【００１１】
発生した水蒸気は、乾燥物を流通する過程で、乾燥物から発生する気体状タールと接触し、タールを水蒸気改質する。これにより、タールのほとんどは分解されて可燃性ガスへと変質する。タールが可燃性ガスへと変質する結果、可燃性ガスの収量が増大するとともに、タールの発生量が減少する。
【００１２】
さらに、水蒸気と反応しなかったタールは、炭化物に流通し、炭化物に捕捉される。これにより、タールの発生量がさらに減少する。
【特許文献１】特開２００５−３６１０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、この従来技術は、タールを分解して可燃性ガスを得るために、水蒸気を必要とする。そのため、タールの分解量が、乾燥物への水蒸気の供給量により制限されてしまう。つまり、乾燥物への水蒸気の供給が不足した場合には、タールを充分に分解することができなくなり、結果として、可燃性ガスの収量低下を招く。すなわち、この従来技術においては、乾燥物から発生するタールに対して当量以上の水蒸気を絶えず供給するように、含水性有機物の加熱容器への投入量を調整しなければならない。
【００１４】
この発明は、このような問題点に鑑みなされたものである。したがって、この発明は、有機物を熱分解することにより無定形炭素と可燃性ガスとを得る有機物の処理方法を提供することを目的とする。詳細には、無定形炭素と可燃性ガスとを生成するにあたり、タールを水蒸気改質によらずに分解することで、可燃性ガスの収量を増大させることができる有機物の処理方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、この発明は、上述の有機物の処理方法を利用した熱分解炉、及び、この熱分解炉を利用した発電システムを提供することを目的とする。
【００１６】
また、この発明は、有機物を熱分解することにより可燃性ガスを得る可燃性ガスの製造方法、特に、水蒸気改質によらないタールの分解により、可燃性ガスの収量を増大することができる可燃性ガスの製造方法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】
【００１７】
上述の課題を解決するために、この発明の有機物の処理方法は、下記の処理により、有機物を熱分解して、無定形炭素と可燃性ガスとを生成する。
【００１８】
すなわち、有機物を熱分解することにより炭化して無定形炭素を生成する。
【００１９】
そして、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、無定形炭素の集合体に流通させて、未処理ガス中のタールを無定形炭素に吸着させることで、タールが除去された処理ガスとする。
【００２０】
そして、タールを吸着した無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことで、タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させる。
【００２１】
そして、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを生成する。
【００２２】
ここで、熱分解反応とは、高温度下に置かれたタール及び有機物等が熱エネルギーのみにより分子量の小さいガスと無定形炭素へと分解する反応のことを示す。
【００２３】
また、無定形炭素とは、炭素原子の６角平面格子を基本とした単体炭素のことを示す。
【００２４】
この発明によれば、有機物は未処理ガスを発生させながら熱分解により炭化され、最終的には無定形炭素が得られる。
【００２５】
この未処理ガスは、炭化終了後の無定形炭素の集合体へと流通される。これにより、タールが無定形炭素へと吸着されて、未処理ガスは処理ガスとなる。
【００２６】
タールを吸着した無定形炭素は、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保持される。これにより、無定形炭素に吸着されているタールが熱分解反応により分解し、タールよりも分子量が小さい第２可燃性ガスが発生する。このように、タールは、熱分解反応により分解されるので、水蒸気は必要とされない。
【００２７】
無定形炭素に吸着されたタールから発生する第２可燃性ガスは、無定形炭素の集合体を流通する未処理ガスの流れに乗って輸送される。ところで、未処理ガスは、無定形炭素の集合体を流通するにしたがって徐々にタールが除去され、最終的には処理ガスとなる。よって、無定形炭素の集合体を流通し終わった段階では、未処理ガス中からタールが除去された処理ガスと、第２可燃性ガスとが混合された可燃性ガスが得られる。
【００２８】
また、この発明の有機物の処理方法においては、無定形炭素の集合体中を、未処理ガスが流通可能な状態で、８００〜１０００℃の温度で、１０分以上保持することが好ましい。
【００２９】
このようにすることにより、無定形炭素に吸着されたタールは、第２可燃性ガスへとほぼ完全に分解される。
【００３０】
また、この発明の有機物の処理方法で、（１）無定形炭素の集合体に流通させない、及び（２）８００℃未満の温度とする、という双方の条件を満たした状態で、未処理ガスを冷却して、タールを液化した場合の液化タールの質量を分解前質量とする。また、可燃性ガスを冷却して、タールを液化した場合の液化タールの質量を分解後質量とする。このとき、分解後質量は、分解前質量の１／１００以下の質量であることが好ましい。
【００３１】
このようにすることにより、未処理ガス中に含まれていたタールは、質量換算で９９％以上が除去される。
【００３２】
この発明の第１の熱分解炉は、上述の有機物の処理方法を利用したものである。すなわち、この熱分解炉は、分解筒と、供給手段と、加熱手段と、回転手段と、タール分解手段と、取出口手段とを備えている。
【００３３】
分解筒は、中空筒状の回転型の分解筒であり、一端開口から他端開口にかけて高さが低くなるように傾斜して配置され、一端開口から他端開口に向けて、有機物が熱分解されながら移動する。
【００３４】
供給手段は、分解筒の気密性を保った状態で一端開口に設けられ、分解筒に連続的に有機物を供給することができる。
【００３５】
加熱手段は、分解筒の側面を外側から囲むように設けられ、有機物を加熱する。
【００３６】
回転手段は、有機物の熱分解中に、分解筒を、その中心軸の周りで周方向に回転させる。
【００３７】
タール分解手段は、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、熱分解途上の当該有機物よりも他端開口側に存在する無定形炭素の集合体中に流通させるとともに、加熱手段による加熱により、無定形炭素に吸着されたタールを分解させて第２可燃性ガスを発生させる。
【００３８】
取出口手段は、分解筒の他端開口に設けられ、無定形炭素、並びに、未処理ガス中のタールが除去された処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを、分解筒から連続的に取り出すように構成されている。
【００３９】
この発明の第１の熱分解炉によれば、供給手段により分解筒の一端開口側には、連続的に有機物が供給される。分解筒が、（１）一端開口から他端開口に向けて、高さが低くなるように傾斜して配置されていること、（２）分解筒が加熱手段により加熱されていること、及び（３）熱分解中に回転手段により分解筒が中心軸の周りで周方向に回転されることにより、供給された有機物は、徐々に熱分解されながら一端開口から他端開口に向けて分解筒内を移動していく。
【００４０】
タール分解手段は、熱分解途上の状態にある、供給手段側に存在する有機物から発生する未処理ガスを、熱分解が終了し炭化された、取出口手段側に存在する無定形炭素の集合体中へと流通させる。これにより、未処理ガス中のタールは、この無定形炭素へと吸着される。
【００４１】
ところで、分解筒内の無定形炭素は、加熱手段により８００〜１０００℃の温度に加熱されている。よって、無定形炭素に吸着されたタールは、熱分解反応により分解され、第２可燃性ガスを発生する。
【００４２】
発生した第２可燃性ガスは、処理ガスとの混合ガス（可燃性ガス）として、無定形炭素とともに取出口手段より取り出される。
【００４３】
第１の熱分解炉において、タール分解手段は、分解筒内に、中心軸の方向に沿って直列に配置された複数の停留室と、個々の停留室を画成するとともに、隣接する停留室間を連通させているｍ枚（ただし、ｍは３以上の整数）の邪魔板と、取出口手段の重力方向の上側領域を開口させるとともに、取出口手段の重力方向の下側領域をふさぐように設けられていて、分解筒内に無定形炭素を停留させるための蓋とを備えていることが好ましい。
【００４４】
ここで、邪魔板の各々は、それぞれ分解筒の内壁面に直角に接続されていて、かつ、互いに隣接する停留室間を連通する連通孔を、邪魔板と内壁面との間にそれぞれ形成している。
【００４５】
そして、中心軸方向に対するｍ枚の邪魔板の正射影において、下記（１）〜（６）のようにパラメータを設定する。このとき、複数の連通孔のそれぞれを、Ｈ≧ｈ、かつ、Θ＞αを満たすような、合同の平面形状とする。さらに、回転方向に沿って互いに隣接する２個の連通孔を、Θ≧βを満たすように配置する。
【００４６】
そして、ｍ枚の邪魔板の内、ｎ枚（ただし、ｎは、ｎ≧３、かつ、ｎ≦ｍの整数）の邪魔板を、以下の条件を満足するように設ける。
【００４７】
（条件）ｎ・λ≧３６０°を満たす最小のｎ枚の邪魔板の中心軸方向に対する正射影において、ｎ・λ＝３６０°の場合には、互いに隣接する連通孔の位相がλずつ、ずれて、ｎ個の連通孔が配置されている。また、ｎ・λ＞３６０°の場合には、互いに隣接する連通孔の内、ｎ−１対においては、位相がλずつ、ずれており、かつ、残りの１対においては、位相が、３６０°−（ｎ−１）λだけずれて、ｎ個の連通孔が配置されている。
【００４８】
（１）分解筒の内壁面及び無定形炭素の集合体の接触領域の分解筒の回転方向に沿った両端と、分解筒の中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をΘとする。
【００４９】
（２）内壁面の重力方向の最下端位置から、重力方向に沿って測った無定形炭素の厚みをＨとする。
【００５０】
（３）任意の連通孔において、回転方向の前方に位置する連通孔の端部を前端部とし、連通孔の回転方向の後方の端部を後端部とし、前端部及び後端部と、中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をαとする。
【００５１】
（４）任意の連通孔が重力方向の最下端位置に存在する場合に、内壁面の重力方向の最下端位置の高さを基準として、重力方向に沿って測った連通孔の最高点までの高さをｈとする。
【００５２】
（５）回転方向に沿って互いに隣接する２個の連通孔において、回転方向の前方に位置するものを前方連通孔とし、及び回転方向の後方に位置するものを後方連通孔とし、前方連通孔の前端部及び後方連通孔の後端部と、中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をβとする。
【００５３】
（６）前方連通孔における前端部と後端部とを結んだ線分の中点から中心軸まで延びる線分、及び、後方連通孔における前端部と後端部とを結んだ線分の中点から中心軸まで延びる線分により挟まれた角度をλとする。
【００５４】
このようにすることにより、取出口手段に設けられた蓋が、取出口手段の重力方向の下側をふさぐので、分解筒内に、常に所定量の無定形炭素を停留させることができる。
【００５５】
また、詳しくは後述するが、連通孔をこのような形状及び位置関係とすることにより、複数の連通孔のうち１個以上を、必ず、分解筒内の無定形炭素の集合体中に埋没させることができる。
【００５６】
これは、換言すれば、ｍ枚の邪魔板の中心軸方向への各正射影を重ね合わせた合成正射影が、分解筒の断面形状と合同となるような平面形状及び位置関係で、各連通孔を形成したともいうことができる。つまり、中心軸方向から、これらの邪魔板を見た場合に、連通孔を介して向こう側が見渡せないように（連通孔同士がオーバーラップしないように）、連通孔を、位相をずらして配置した。
【００５７】
このようにすれば、分解筒内を取出口手段に向けて流通する未処理ガスは、いずれかの連通孔を通過する際に、必ず、無定形炭素の集合体中を流通することができる。
【００５８】
第１の熱分解炉において、熱分解炉が、取出口手段に接続された２次分解炉をさらに備えることが好ましい。
【００５９】
ここで２次分解炉は、貯蔵容器と、ガス排出口と、排出手段と、２次加熱手段とを備えている。
【００６０】
貯蔵容器は、取出口手段から取り出された無定形炭素を一時的に貯蔵する。
【００６１】
ガス排出口は、貯蔵容器において、取出口手段よりも下側位置に設けられ、取出口手段より取り出された可燃性ガスを、貯蔵容器に貯蔵された無定形炭素の集合体中を流通させた後に排出する。
【００６２】
排出手段は、貯蔵容器の下端に設けられ、貯蔵容器中の無定形炭素を排出する。
【００６３】
２次加熱手段は、貯蔵容器中に貯蔵された無定形炭素を９００〜１０００℃の温度に加熱する。
【００６４】
このようにすることにより、取出口手段から取り出された微量のタールを含む可燃性ガスは、貯蔵容器に貯蔵されている９００〜１０００℃に加熱された無定形炭素の集合体中を流通した後に、取出口手段よりも下側位置の貯蔵容器に設けられたガス排出口から排出される。
【００６５】
よって、可燃性ガス中の微量のタールは、貯蔵容器中に一時的に貯蔵された無定形炭素に吸着され、９００〜１０００℃の温度環境下で、熱分解反応により分解される。
【００６６】
また、貯蔵容器の下端には、無定形炭素の排出手段が設けられているので、適宜貯蔵容器から無定形炭素を取り出すことができる。
【００６７】
この発明の第２の熱分解炉は、上述の有機物の処理方法を利用したものである。すなわち、この熱分解炉は、分解筒と、加熱手段と、タール分解手段と、取出口手段とを備えている。
【００６８】
分解筒は、有機物が供給され、熱分解中は気密とされる。
【００６９】
加熱手段は、分解筒を、有機物が熱分解して無定形炭素が生成される温度まで加熱する。
【００７０】
タール分解手段は、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、当該有機物の熱分解よりも前に行われた熱分解により得られた無定形炭素の集合体中に流通させ、タールが除去された処理ガスとし、タールを吸着した無定形炭素を８００〜１０００℃の温度に保ち、吸着されたタールを分解することによって第２可燃性ガスを発生させる。
【００７１】
取出口手段は、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを取り出す。
【００７２】
上述の第１の熱分解炉は、有機物を連続的に供給する、いわゆる連続式熱分解炉であるのに対し、第２の熱分解炉は、有機物を断続的に熱分解する、いわゆるバッチ式熱分解炉に関するものである。
【００７３】
第２の熱分解炉において、分解筒は、所定量の有機物が供給された後に閉鎖されることで気密とされる。加熱手段は、気密とされた分解筒を加熱することで有機物を熱分解する。熱分解途上で、有機物からは未処理ガスが発生する。また、熱分解が完了すると、有機物は炭化され無定形炭素となる。
【００７４】
熱分解途上で発生した未処理ガスは、タール分解手段により、この有機物の熱分解よりも前に行われた熱分解で生成された無定形炭素の集合体中に流通される。これにより未処理ガス中のタールが無定形炭素に吸着され、未処理ガスは処理ガスへと変化する。
【００７５】
また、タール分解手段は、タールを吸着した無定形炭素を、８００〜１０００℃の温度に保つことで、吸着されたタールを熱分解反応により分解し、第２可燃性ガスを発生させる。
【００７６】
そして、この第２可燃性ガスと処理ガスとが混合された可燃性ガスを取出口手段から取り出す。
【００７７】
この発明の発電システムは、上述の第１又は第２の熱分解炉と、発電機とを備えている。そして、発電機を稼働させるための燃料として可燃性ガスを用いる。
【００７８】
この発電システムによれば、第１又は第２の熱分解炉から得られた可燃性ガスを、発電機を稼働させるための燃料とすることができる。
【００７９】
この発明の可燃性ガスの製造方法は、下記の処理により、有機物を熱分解して、可燃性ガスを製造する。
【００８０】
すなわち、有機物を熱分解することにより炭化して無定形炭素を生成する。
【００８１】
そして、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、無定形炭素の集合体中に流通させて未処理ガス中のタールを、無定形炭素に吸着させることにより、タールが除去された処理ガスとする。
【００８２】
そして、タールを吸着した無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことによって、タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させる。
【００８３】
そして、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを製造する。
【００８４】
この発明によれば、有機物は未処理ガスを発生させながら熱分解により炭化され、最終的には無定形炭素となる。
【００８５】
この未処理ガスは、炭化終了後の無定形炭素の集合体へと流通される。これにより、タールが無定形炭素へと吸着されて、未処理ガスは処理ガスとなる。
【００８６】
タールを吸着した無定形炭素は、８００〜１０００℃の温度に保持される。これにより、無定形炭素に吸着されているタールが熱分解反応により分解し、タールよりも分子量が小さい第２可燃性ガスが発生する。
【００８７】
無定形炭素に吸着されたタールから発生する第２可燃性ガスは、無定形炭素の集合体中を流通する未処理ガスの流れに乗って輸送される。ところで、未処理ガスは、無定形炭素の集合体中を流通するにしたがって徐々にタールが除去され、最終的には処理ガスとなる。よって、無定形炭素を流通し終わった段階で、未処理ガス中からタールが除去された処理ガスと、第２可燃性ガスとが混合された可燃性ガスが得られる。
【発明の効果】
【００８８】
このように、請求項１に記載の有機物の処理方法によれば、無定形炭素に吸着されたタールを熱分解反応により分解して、第２可燃性ガスを生成する。したがって、タールの分解に水蒸気を必要としない。また、タールの分解により生成する第２可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増大することができる。また、タールを吸着させるための無定形炭素として、未処理ガス発生源である有機物よりも以前に炭化された有機物に由来するものを用いているので、タール吸着材を別途準備する必要がない。さらに、この有機物の処理方法によれば、可燃性ガスとともに、有用な無定形炭素を生成することができる。
【００８９】
請求項２に記載の有機物の処理方法によれば、タールを吸着した無定形炭素を８００〜１０００℃の温度で、最長１０分程度保持することで、吸着されたタールのほとんどを分解して第２可燃性ガスとすることができる。
【００９０】
請求項３に記載の有機物の処理方法によれば、未処理ガス中のタールの９９％以上を分解して第２可燃性ガスへと変化させることができる。
【００９１】
請求項４に記載の第１の熱分解炉によれば、分解筒の一端開口側に供給される有機物から発生する未処理ガスを、分解筒の他端開口側に存在する無定形炭素の集合体に流通させる。これにより、未処理ガス中からタールが除去される。また、無定形炭素は８００〜１０００℃の温度に保持されるので、無定形炭素に吸着されたタールは、熱分解反応により分解されて第２可燃性ガスを生成する。よって、未処理ガス中からタールをほとんど除去できる。また、発生した第２可燃性ガスの分だけ、可燃性ガスの収量を増大できる。さらに、無定形炭素を可燃性ガスとともに得ることができる。
【００９２】
請求項５に記載の第１の熱分解炉によれば、複数の連通孔の１つ以上が、必ず分解筒内に停留する無定形炭素に埋没するので、未処理ガス中のタールを確実に無定形炭素へと吸着させることができる。
【００９３】
請求項６に記載の第１の熱分解炉によれば、取出口手段に２次分解炉を設けているので、仮に取出口手段から取り出された可燃性ガス中にタールが含まれていたとしても、このタールを確実に分解することができる。この結果、可燃性ガスの収量をさらに増大させることが可能となる。
【００９４】
請求項７に記載の第２の熱分解炉によれば、いわゆるバッチ式の熱分解炉においても、未処理ガス中のタールを除去することで可燃性ガスの収量を増大させることができる。さらに、可燃性ガスとともに無定形炭素を得ることができる。
【００９５】
請求項８に記載の発電システムによれば、熱分解炉から得られた可燃性ガスを燃料として発電機を稼働させるので、有機物から得られたエネルギーをより有効に使用することができる。
【００９６】
請求項９に記載の可燃性ガスの製造方法によれば、有機物を熱分解することにより可燃性ガスを得ることができる。特に、水蒸気改質によらないタールの分解により、可燃性ガスの収量を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９７】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係を、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例に過ぎない。したがって、この発明は、以下の実施の形態には、なんら限定されない。
【００９８】
（実施の形態１）
図１〜図５を参照して、実施の形態１の熱分解炉の構造及び動作につき説明する。なお、熱分解炉の動作の説明とともに、この発明の有機物の処理方法、可燃性ガスの製造方法及び発電システムについても説明する。
【００９９】
図１は、熱分解炉の全体構成を示す模式図である。図２は、邪魔板の説明に供する分解筒の斜視図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。図５は、熱分解炉中におけるガスの流れの説明に供するブロック図である。
【０１００】
図１を参照すると、熱分解炉１０は、回転型分解筒１２と、供給手段１４と、加熱手段１６と、回転手段１８と、タール分解手段２０と、取出口手段としての取出口２２とを備えている。さらに、この熱分解炉１０は、好ましくは、任意的な構成要件として２次分解炉２３を備えている。
【０１０１】
分解筒１２は中空の円筒形であり、円筒内部が加熱室となっている。そして、分解筒１２は、一端開口１２ａから他端開口１２ｂにかけて高さが低くなるように、分解筒１２の中心軸１２ｃを傾斜させて配置されている。そして、一端開口１２ａ及び他端開口１２ｂ付近において、分解筒１２の外側面１２１は、それぞれ断熱材６０ａ及び６０ｂで被覆されている。
【０１０２】
また、分解筒１２は、回転手段１８により、中心軸１２ｃを回転軸として周方向に回転される。さらに、分解筒１２は、加熱手段１６により外側から加熱されている。
【０１０３】
したがって、供給手段１４から連続的に一端開口１２ａ側に供給される有機物Ｏは、回転する分解筒１２内で熱分解されながら、一端開口１２ａ側から他端開口１２ｂ側に向かって徐々に移動していく。この有機物Ｏは、分解筒１２内を移動する過程で、熱分解により炭化され無定形炭素Ｃへと変質する。生成された無定形炭素Ｃは、分解筒１２内を他端開口１２ｂに向かって移動していく。
【０１０４】
ここで、分解筒１２の一端開口１２ａと他端開口１２ｂとの間の距離Ｌ（以下、全長Ｌとも称する。）は、好ましくは、たとえば約５ｍとする。また、分解筒１２の内径Ｄは、好ましくは、たとえば約３０ｃｍとする。また、分解筒１２の傾斜角θ、すなわち、水平面と分解筒１２の中心軸１２ｃとのなす角度は、好ましくは、たとえば約２°とする。
【０１０５】
また、分解筒１２は、加熱室内の最高温度となる領域が８００〜１０００℃の温度に加熱されるものであるので、耐熱性の高い材料から形成されている。すなわち、分解筒１２は、母材をライニング材で被覆した材料からなる。ここで、母材は、好ましくは、たとえば厚みが約６ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）とする。また、ライニング材は、好ましくは、たとえば厚みが約４ｍｍのフレアメタルとする。
【０１０６】
また、分解筒１２の周方向の回転速度は、好ましくは、たとえば約１ｒｐｍとする。
【０１０７】
加熱手段１６は、分解筒１２の外側面１２１を囲むように設けられている。加熱手段１６は、ヒータ１６ａと外筒１６ｂとを含む。
【０１０８】
外筒１６ｂは、横断面形状が円形であって、その中心軸を分解筒１２の中心軸１２ｃと共通にし、かつ、分解筒１２よりも大きな直径を有する中空筒状の部品である。外筒１６ｂは、図示しない固定手段により、分解筒１２を包み込むように固定されている。
【０１０９】
外筒１６ｂの長手方向の両端には、円環板状の蓋１６ｂ１，１６ｂ１が、外筒１６ｂの筒状本体１６ｂ２と一体的に設けられている。分解筒１２は、これらの蓋１６ｂ１，１６ｂ１の開口の間に挿入されるように配置されている。
【０１１０】
蓋１６ｂ１，１６ｂ１の表面であって、分解筒１２の外側面１２１に対向する面１６ｂ３と、外側面１２１との間には、間隔が空けられている。この間隔により、分解筒１２は、外筒１６ｂに干渉することなく、周方向に回転することができる。
【０１１１】
外筒１６ｂは、ヒータ１６ａから発生する熱の放熱を防ぎ、かつ、高温度に耐えることができるような、断熱性及び耐熱性に優れた材料で形成される。外筒１６ｂの材料としては、好ましくは、たとえば、厚みが約２５０ｍｍのキャスターが用いられる。
【０１１２】
外筒１６ｂの内周面１６ｂ４には、ヒータ１６ａが固定されている。外筒１６ｂの長手方向に関しては、好ましくは、たとえば３個のヒータ１６ａ，１６ａ，１６ａが空間的に直列に配置されている。それぞれのヒータ１６ａは、好ましくは、内周面１６ｂ４の全周にわたって設けられているのがよい。図１には、ヒータ１６ａの内、外筒１６ｂの断面切り口に存在する部分だけを示している。
【０１１３】
加熱手段１６は、ヒータ１６ａ，１６ａ，１６ａを発熱させることで、分解筒１２の一端開口１２ａ側（以下、上流側とも称する。）に存在する有機物Ｏの熱分解を促進し、かつ、分解筒１２の他端開口１２ｂ側（以下、下流側とも称する。）に存在する無定形炭素Ｃを、好ましくは、たとえば約９００℃の温度に保つ。
【０１１４】
なお、ヒータ１６ａ，１６ａ，１６ａのそれぞれに等しい電力を供給したとしても、上流側に存在する有機物Ｏの温度は、下流側に存在する無定形炭素Ｃよりも低温（＜９００℃）となる。これは、熱分解により有機物Ｏから、水蒸気等を含むガスを発生させる際に、気化熱及び分解熱が消費されるためである。
【０１１５】
回転手段１８は、駆動部１８ａとコロ１８ｂ，１８ｃとを含む。
【０１１６】
駆動部１８ａは、分解筒１２の一端開口１２ａ付近に配置されており、駆動モータ１８１と、歯車機構を用いた回転駆動部１８２と、断熱材６０ａの外周面に固定された歯車とを含む。駆動モータ１８１が回転されると、この回転は、回転駆動部１８２及び前記歯車を介して、所定の回転速度まで減速された上で、分解筒１２に伝達される。この結果、分解筒１２は、中心軸１２ｃの周りに、周方向に所定の回転速度（約１ｒｐｍ）で回転する。
【０１１７】
分解筒１２の一端開口１２ａ及び他端開口１２ｂ付近には、それぞれ、上述した断熱材６０ａ，６０ｂの側面に接して、分解筒１２を回転可能に支持するためのコロ１８ｂ及び１８ｃが設けられている。コロ１８ｂ，１８ｃは、それぞれ、分解筒１２の中心軸１２ｃと平行な回転軸１８ｂ１，１８ｃ１の周りで回転自在とされている。なお、コロ１８ｂ，１８ｃは、それぞれ一対ずつ設けられている。図１には、その内、片側の１個のみが示されている。
【０１１８】
なお、図示はしないが、コロ１８ｂ，１８ｃは、分解筒１２の重量を支えることが可能な基台の上に、回転自在に支持されている。
【０１１９】
供給手段１４は、分解筒１２の一端開口１２ａに設けられている。供給手段１４は、好ましくは、ホッパ１４ａと、スクリューフィーダ１４ｂとを含む。
【０１２０】
ホッパ１４ａは、スクリューフィーダ１４ｂの後端部１４ｂ１付近に、中心軸１２ｃに対してほぼ垂直に接続されている。ホッパ１４ａ中には、分解筒１２に供給されるべき有機物Ｏが格納される。
【０１２１】
スクリューフィーダ１４ｂは、スクリュー１４ｂ２の回転軸と、分解筒１２の中心軸１２ｃとが同軸となるように配置されている。そして、スクリューフィーダ１４ｂの前端部１４ｂ４は開口されており、この開口は有機物投入口１４ｃを構成している。スクリューフィーダ１４ｂは、ホッパ１４ａ中の有機物Ｏを所定の供給速度で連続的に分解筒１２に供給する。
【０１２２】
スクリューフィーダ１４ｂは、分解筒１２の一端開口１２ａに、設計に応じた任意好適な長さだけ挿入されている。そして、この挿入部には、分解筒１２の気密性を保ち、かつ、分解筒１２の回転を阻害しないような、図示しないシール機構が設けられている。
【０１２３】
取出口２２は、好ましくは、分解筒１２の他端開口１２ｂを兼ねている。この取出口２２から無定形炭素Ｃと、可燃性ガス（後述）とが取り出される。
【０１２４】
タール分解手段２０は、停留室２４と邪魔板２６と蓋２８とを含む。
【０１２５】
蓋２８は、取出口２２、すなわち他端開口１２ｂの重力方向の下側領域（以下、単に下側領域と称する。）をふさいでいる。したがって、取出口２２は、蓋２８でふさがれていない領域、つまり、重力方向の上側領域が開口している。
【０１２６】
蓋２８は、分解筒１２とは別体として構成されていて、図示しない固定手段により後述する２次分解炉２３に固定されている。したがって、分解筒１２の回転にかかわらず、蓋２８は、常に取出口２２の下側領域をふさぐこととなる。
【０１２７】
取出口２２の下側領域が蓋２８でふさがれた結果、分解筒１２内には、常に所定量の無定形炭素Ｃが、その粒子の集合体として停留する。そして、蓋２８の上端からあふれ出した無定形炭素Ｃが取出口２２から取り出されることとなる。
【０１２８】
以降、無定形炭素Ｃの粒子の集合体のことを、「無定形炭素Ｃの集合体」又は「集合体Ｃ」とも称する。
【０１２９】
停留室２４は、分解筒１２において、その中心軸１２ｃ、すなわち、有機物Ｏの移動方向（以下、長手方向とも称する。）に沿って、上流側から下流側へと直列に複数、たとえば５室設けられている。
【０１３０】
最も下流側の停留室２４Ａを除く４室の停留室２４は、分解筒１２の内壁面１２ｄと、２枚の邪魔板２６，２６とで囲まれた空間として形成されている。なお、最も下流側の停留室２４Ａは、１枚の邪魔板２６と内壁面１２ｄと蓋２８とで囲まれた空間として形成されている。詳細は後述するが、邪魔板２６は、分解筒１２の内壁面１２ｄに接続され、かつ、この邪魔板２６と内壁面１２ｄとの間に連通孔３２を形成する板状部品である。
【０１３１】
したがって、隣接する停留室２４，２４は、両者の間に存在する１枚の邪魔板２６を共有することとなる。つまり、隣接する２つの停留室２４，２４の間は、１枚の邪魔板２６により区画されている。
【０１３２】
このように、停留室２４が５室設けられている例では、これら停留室２４は、５枚の邪魔板２６と取出口２２をふさぐ蓋２８とで区画されている。
【０１３３】
ここで、複数の停留室２４からなる領域を、停留室群３０と称する。停留室群３０は、分解筒１２内の無定形炭素Ｃの存在領域に位置し、その長さは、設計に応じて任意好適な長さとすることができる。特に、停留室群３０は、好ましくは、長手方向の全長が分解筒１２の全長Ｌの約１／３（約１．７ｍ）とするのがよい。そして、停留室群３０は、分解筒１２の下流側に、他端開口１２ｂに至るまで延在しているのが好適である。なお、停留室群３０は、好ましくは、有機物Ｏの熱分解で発生する未処理ガスが２秒以上滞留することができる体積を有するように設計するのがよい。
【０１３４】
次に、図２〜図４を参照して、邪魔板２６及び連通孔３２につき説明する。
【０１３５】
まず、図２を参照して、個々の邪魔板２６の構造につき説明する。
【０１３６】
邪魔板２６は、弦２６ａを除いた外縁２６ｂが全周にわたり分解筒１２の内壁面１２ｄに接続された板状部品である。より詳細には、邪魔板２６は、直径Ｄの優弧及びその両端を結ぶ弦２６ａで囲まれた平面形状に形成されている。さらに、この邪魔板２６は、内壁面１２ｄに対してほぼ直角に、分解筒１２の内部に向かって延在している。
【０１３７】
邪魔板２６には、連通孔３２が設けられている。この連通孔３２に対応する部分は、弦２６ａと劣弧とで囲まれた三日月状の形状部分が、直径Ｄの円形状から欠落している部分である。すなわち連通孔３２は、内壁面１２ｄに接続されない弦２６ａと、この弦２６ａに対応する位置に存在する内壁面１２ｄとで囲まれた開口として形成されている。なお、邪魔板２６に形成される連通孔３２はそれぞれ合同の平面形状とされている。
【０１３８】
したがって、連通孔３２は、隣接する停留室２４，２４間を連通することとなる。つまり、有機物Ｏから発生する未処理ガス（後述）や、無定形炭素Ｃは、この連通孔３２を通過して隣接する下流側の停留室２４に移動していく。
【０１３９】
次に、図３（Ａ）を参照して、個々の連通孔３２の平面形状が満たすべき条件につき説明する。
【０１４０】
なお、図３（Ａ）は、中心軸１２ｃ方向に対する分解筒１２の正射影を示している。また、図が煩雑となるのを防ぐために、図３（Ａ）には、１個の連通孔３２の正射影を示している。
【０１４１】
図３（Ａ）に示すように、分解筒１２中に停留する集合体Ｃと、分解筒１２の内壁面１２ｄとの接触領域Ｘにおいて、分解筒の回転方向Ｒ（図中矢印）に沿った両端部をＣ１，Ｃ１とする。そして、両端部Ｃ１，Ｃ１と中心軸１２ｃとを結ぶ２線分Ｓ１，Ｓ１に挟まれた角をΘとする。
【０１４２】
また、分解筒１２の内壁面１２ｄの重力方向の最下端位置Ｌｏｗから、内壁面１２ｄに垂直に測った集合体Ｃの厚みをＨとする。
【０１４３】
また、連通孔３２の、回転方向Ｒ前方の端部を前端部３２ａとする。同様に、連通孔３２の、回転方向Ｒ後方の端部を後端部３２ｂとする。そして、前端部３２ａと中心軸１２ｃとを結ぶ線分Ｓａ、及び、後端部３２ｂと中心軸１２ｃとを結ぶ線分Ｓｂに挟まれた角をαとする。
【０１４４】
また、連通孔３２が、重力方向の最下端位置に存在するときに、内壁面１２ｄの重力方向の最下端位置Ｌｏｗの高さを基準として、重力方向に沿って測った連通孔３２の最高点までの高さをｈとする。
【０１４５】
なお、「連通孔３２が重力方向の最下端位置に存在する」とは、前端部３２ａと後端部３２ｂとの間の弧Ａｒｃの中点が、最下端位置Ｌｏｗに存在することを示す。
【０１４６】
このとき、個々の連通孔３２が満たさなければならない、平面形状に関する条件は、下記（条件１）及び（条件２）である。
（条件１）：Θ＞α
（条件２）：Ｈ≧ｈ
連通孔３２を、これら２条件を満足するような平面形状とすることにより、分解筒１２の回転過程で、連通孔３２は、（Θ−α）の角度範囲において集合体Ｃ中に、埋没する。したがって、連通孔３２が埋没した状態において、未処理ガスは集合体Ｃ中を確実に流通する。
【０１４７】
ここで、「埋没」とは、連通孔３２の全領域が、集合体Ｃ中に埋まった状態を示す。
【０１４８】
次に、図３（Ｂ）を参照して、正射影上で回転方向Ｒに沿って互いに隣接する２個の連通孔３２，３２が満たすべき配置条件につき説明する。
【０１４９】
なお、図が煩雑となるのを防ぐために、図３（Ｂ）には、隣接する２個の連通孔３２，３２の正射影を示している。
【０１５０】
図３（Ｂ）に示すように、隣接する２個の連通孔３２，３２の内、回転方向Ｒの前方に位置する連通孔を前方連通孔３２Ｆと称する。また、回転方向Ｒの後方に位置する連通孔を後方連通孔３２Ｂと称する。
【０１５１】
そして、前方連通孔３２Ｆの前端部及び後端部を、それぞれ３２Ｆａ及び３２Ｆｂと称する。同様に後方連通孔３２Ｂの前端部及び後端部を、それぞれ３２Ｂａ及び３２Ｂｂと称する。
【０１５２】
また、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａから中心軸１２ｃに引いた線分Ｓ３２Ｆａと、後方連通孔３２Ｂの後端部３２Ｂｂから中心軸１２ｃに引いた線分Ｓ３２Ｂｂとで挟まれた角をβとする。
【０１５３】
このとき、正射影上で回転方向Ｒに沿って互いに隣接する２個の連通孔３２，３２が満たすべき配置条件は、下記（条件３）である。
（条件３）：Θ≧β
この条件を満たすように、連通孔３２Ｆと３２Ｂとを配置することにより、前方連通孔３２Ｆが回転して前端部３２Ｆａが集合体Ｃから露出したとしても、後方連通孔３２Ｂを集合体Ｃ中に埋没した状態に保つことができる。
【０１５４】
したがって、連通孔３２Ｆ及び３２Ｂが集合体Ｃ中を回転移動する過程で、未処理ガスは、集合体Ｃ中に埋没した連通孔３２Ｆ及び３２Ｂのどちらか一方又は双方を必ず通過しなければならない。この結果、未処理ガスは集合体Ｃ中を確実に流通する。
【０１５５】
この条件を、図３（Ｂ）（β＝Θ）に即して説明する。
【０１５６】
図３（Ｂ）の状態から、分解筒１２が回転方向Ｒに回転すると、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａは、集合体Ｃから露出する。したがって、それまで集合体Ｃ中を流通せざるをえなかった未処理ガスは、より流通抵抗の少ない前方連通孔３２Ｆの露出領域を流通することとなる。
【０１５７】
ところで、連通孔３２Ｆ及び３２Ｂは、上述の（条件３）を満たすように配置されているので、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａが集合体Ｃから露出すると同時に、後方連通孔３２Ｂの後端部３２Ｂｂは、集合体Ｃへの埋没を完了する。したがって、未処理ガスは、後方連通孔３２Ｂを通過する際に、集合体Ｃ中を流通せざるをえない。
【０１５８】
つまり、未処理ガスは、どちらかの連通孔３２Ｆ又は３２Ｂを通過する過程で、必ず、集合体Ｃ中を流通する。換言すれば、連通孔３２Ｆ及び３２Ｂが集合体Ｃ中を通過する過程で、必ず、どちらかの連通孔３２Ｆ又は３２Ｂは、集合体Ｃ中に埋没した状態に保たれる。
【０１５９】
次に、図３（Ｂ）、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、停留室群３０を構成する邪魔板２６の必要枚数、及び、これらの邪魔板２６に設けられる連通孔３２の配置角度につき説明する。
【０１６０】
図３（Ｂ）において、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａと後端部３２Ｆｂとを結んだ線分ＳＦの中点を３２Ｆｃとする。同様に、後方連通孔３２Ｂの前端部３２Ｂａと後端部３２Ｂｂとを結んだ線分ＳＢの中点を３２Ｂｃとする。
【０１６１】
そして、中点３２Ｆｃから中心軸１２ｃに引いた線分ＳＦＯと、中点３２Ｂｃから中心軸１２ｃに引いた線分ＳＢＯとで挟まれた角をλとする。この角λを、正射影上で回転方向Ｒに沿って互いに隣接する連通孔３２Ｆと３２Ｂとの位相のずれと定義する。
【０１６２】
よって、連通孔３２が、上述の（条件１）〜（条件３）を満足するような平面形状及び配置とされているときに、１個以上の連通孔３２を集合体Ｃ中に埋没させた状態を維持したまま、分解筒１２を回転させるためには、下記（条件４）より得られるｎ個の連通孔が必要である（図４（Ｂ））。
（条件４）：ｎ・λ≧３６０°を満たす最小のｎ（ただし、ｎはｎ≧３の整数）
ところで、連通孔３２は邪魔板２６に１個ずつ設けられる。したがって、邪魔板２６は最低ｎ枚設ける必要がある。
【０１６３】
そして、これらｎ枚の邪魔板２６を、ｎ個の連通孔３２の正射影が、回転方向Ｒに沿って、角λずつ位相をずらして並ぶように、配置すればよい。
【０１６４】
ところで、ｎ・λ＝３６０°の場合、つまり、３６０°がλで割り切れる場合には、正射影上で回転方向Ｒに沿って隣接する連通孔３２，３２（以下、連通孔対と称する。）の位相のずれは、全て角λとなる。
【０１６５】
図４（Ａ）にλ＝９０°（ｎ＝４）の場合を模式的に例示する。なお、図４（Ａ）においては、図が煩雑となるのを防ぐために、分解筒１２を単なる円形で表し、集合体Ｃの図示を省略し、及び連通孔３２を単なるハッチング付きの半円形として表した。これは図４（Ｂ）でも同様である。
【０１６６】
図４（Ａ）に示したように、全ての連通孔対Ｐ１〜Ｐ４について、λは９０°である。
【０１６７】
一方、ｎ・λ＞３６０°の場合、つまり、３６０°がλで割り切れない場合には、全体でｎ対の連通孔対の内、（ｎ−１）対については、位相のずれはλである。しかし、残りの１対については、位相のずれは、３６０°−（ｎ−１）λとなる。
【０１６８】
図４（Ｂ）に、λ＝５５°（ｎ＝７）の場合を例示する。この場合、連通孔対Ｐ１〜Ｐ６については、λは５５°である。しかし、連通孔対Ｐ７については、λは３０°（＝３６０°−５５°×（７−１））となる。
【０１６９】
このように、上述の（条件１）〜（条件４）を満たすように、邪魔板２６及び連通孔３２を構成することにより、分解筒１２が回転しても、１個以上の連通孔３２は、必ず、分解筒１２内に停留する集合体Ｃに埋没した状態となる。よって、未処理ガスは、集合体Ｃに埋没した邪魔板２６を通過する際に、必ず、集合体Ｃ中を流通する。
【０１７０】
再び図２を参照して、この実施の形態における５枚の邪魔板２６の配置につき説明する。
【０１７１】
５枚の邪魔板２６の内、下流側の４枚の邪魔板２６２〜２６５においては、連通孔３２はλ＝９０°で配置されている。したがって、分解筒１２の回転の過程で、これら４枚の邪魔板２６２〜２６５にそれぞれ設けられた連通孔３２の内、必ず１個は、集合体Ｃ中に埋没することとなる。
【０１７２】
最も上流側に存在する１枚の邪魔板２６１は、付加的なものである。したがって、邪魔板２６１に設けられる連通孔３２の位相は、任意である。
【０１７３】
図１を参照して、２次分解炉２３につき説明する。２次分解炉２３は取出口２２に接続されている。２次分解炉２３は、貯蔵容器３４と、ガス排出口３６と、排出手段３８と、２次加熱手段４０とを含む。
【０１７４】
貯蔵容器３４は、重力方向に沿って延在する円筒状の容器である。貯蔵容器３４の側面に、分解筒１２の取出口２２が接続されていて、下部にガス排出口３６が設けられている。したがって、取出口２２からは、可燃性ガスと無定形炭素Ｃとが貯蔵容器３４に導入されることとなる。この内、無定形炭素Ｃは、その粒子の自重により落下し、貯蔵容器３４内に徐々に蓄積していく。また、可燃性ガスは、貯蔵容器３４に蓄積した集合体Ｃを流通した後にガス排出口３６から排出される。
【０１７５】
ここで、貯蔵容器３４は、好ましくは、分解筒１２中から取り出される可燃性ガスが２秒以上滞留することができる体積とするのがよい。その場合には、貯蔵容器３４の体積は、分解筒１２から取り出される可燃性ガスの体積（１秒あたり）の２倍以上となる。具体的には、貯蔵容器３４は、内径が、好ましくは、たとえば約４０ｃｍである。また、高さが、好ましくは、たとえば約２．５ｍである。
【０１７６】
また、貯蔵容器３４は、２次加熱手段４０から発生する熱の放熱を防ぎ、かつ、高温度に耐えることができるような、断熱性及び耐熱性に優れた材料で形成される。貯蔵容器３４の材料としては、好ましくは、たとえば、厚みが約３００ｍｍのキャスターが用いられる。
【０１７７】
なお、取出口２２と貯蔵容器３４との接続部には、分解筒１２の気密性を保ち、かつ、分解筒１２の回転を阻害しないように、リングシール等からなるシール機構３４ａが設けられている。
【０１７８】
また、貯蔵容器３４には、好ましくは、無定形炭素Ｃの蓄積量が所定量以上となったことを検知するための、図示しない炭素量検知器を設けておくのがよい。
【０１７９】
ガス排出口３６は、貯蔵容器３４の下端３４ｂ付近の側面に設けられた開口である。熱分解炉１０が定常的に運転されている場合、貯蔵容器３４中には、無定形炭素Ｃが蓄積されている。よって、ガス排出口３６は、この蓄積された炭素粒子からなる集合体Ｃ中に埋没した状態となっている。したがって、取出口２２から貯蔵容器３４へと流通した可燃性ガスは、貯蔵容器３４中に蓄積された集合体Ｃ中を流通した後にガス排出口３６から排出されることとなる。
【０１８０】
ガス排出口３６は、配管４６を介してスクラバ式のガス洗浄装置４４に接続されている。したがって、ガス排出口３６から排出された燃料ガス（後述）は、ガス洗浄装置４４により洗浄された後に系外に取り出される。
【０１８１】
なお、貯蔵容器３４に貯蔵された無定形炭素Ｃの粒子の配管４６への侵入を防ぐために、ガス排出口３６には、無定形炭素Ｃの粒子の平均粒径よりも細かいメッシュの金網５８が張り渡されている。
【０１８２】
排出手段３８は、貯蔵容器３４の下端３４ｂに接続されたスクリューフィーダ４８と、このスクリューフィーダ４８に接続されたスクリューフィーダ５０を含む。
【０１８３】
スクリューフィーダ４８は、水平方向に延在し、したがって、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃを水平方向に搬送する。スクリューフィーダ５０は鉛直方向に延在し、スクリューフィーダ４８と同期して駆動される。そして、スクリューフィーダ５０は、スクリューフィーダ４８を搬送されてきた無定形炭素Ｃの搬送方向を、鉛直下向きへと変更する。
【０１８４】
スクリューフィーダ５０の先端開口は、水槽５２に蓄えられた水Ｗの中に没している。したがって、スクリューフィーダ５０により搬送されてきた無定形炭素Ｃは、この先端開口から、水中へと排出される。水中に排出された無定形炭素Ｃは、洗浄され、ベルトコンベア５４により取り出される。
【０１８５】
なお、スクリューフィーダ４８，５０は、上述の炭素量検知器からの信号に基づき駆動される。つまり、貯蔵容器３４中に所定量以上の無定形炭素Ｃが蓄積されると、炭素量検知器からの信号がＯＮとなり、スクリューフィーダ４８，５０が駆動される。そして、無定形炭素Ｃの量が所定量未満まで減少すると、炭素量検知器からの信号がＯＦＦとなり、スクリューフィーダ４８，５０が停止される。
【０１８６】
２次加熱手段４０は、貯蔵容器３４に設けられた４本の棒状ヒータ５６を含む。なお、図１には、この内の２本のみを示している。
【０１８７】
棒状ヒータ５６は、貯蔵容器３４の上蓋を貫通して、ほぼ鉛直に延在している。そして、棒状ヒータ５６は、下側部分が貯蔵容器３４に蓄積された集合体Ｃに埋没するように配置されている。好ましくは、棒状ヒータ５６の下側部分を、ガス排出口３６の付近まで延在させてあるのがよい。
【０１８８】
棒状ヒータ５６を発熱させることにより、貯蔵容器３４中の集合体Ｃを、好ましくは、たとえば約１０００℃の温度に保持するのがよい。
【０１８９】
ここで、棒状ヒータ５６は、その上部が図示しない昇降機構に接続されており、これにより棒状ヒータ５６を、貯蔵容器３４中に蓄積された無定形炭素Ｃの量に応じて抜き差しすることが可能となっている。
【０１９０】
また、棒状ヒータ５６は、集合体Ｃに埋没する先端側に発熱部が設けられており、この発熱部のみが発熱するように構成されている。このようにすることにより、集合体Ｃのみを効果的に加熱できる。
【０１９１】
次に、図１及び図５を参照して、熱分解炉１０の動作につき説明する。あわせて、有機物の処理方法、可燃性ガスの製造方法についても説明する。図５は、熱分解炉中におけるガスの流れの説明に供するブロック図である。
【０１９２】
なお、以下の説明は、定常運転中の熱分解炉１０に関するものである。すなわち、分解筒１２は、加熱手段１６により加熱されており、分解筒１２中には熱分解途上の有機物Ｃ、及び、炭化した無定形炭素Ｃの双方が併存しているものとする。また、２次分解炉２３の貯蔵容器３４には、所定量の無定形炭素Ｃが蓄積されているものとする。
【０１９３】
（有機物Ｏの分解筒１２への供給）
スクリューフィーダ１４ｂの稼働により、加熱されている分解筒１２の一端開口１２ａ付近には、有機物Ｏが一定の供給速度で供給される。ここで、有機物Ｏとしては、水分含有量が１０〜３０ｗｔ％の粉砕された有機系廃棄物を用いる。
【０１９４】
分解筒１２は傾斜しており、かつ、周方向に回転されている。したがって、有機物Ｏは、加熱されながら、分解筒１２の他端開口１２ｂに向かって移動していく。
【０１９５】
分解筒１２の傾斜が緩やか（θ≒２°）であることより、有機物Ｏは、分解筒１２中で内径Ｄの約半分の高さに堆積した状態で移動する。無定形炭素Ｃも同様である。
【０１９６】
ところで、加熱の過程で有機物Ｏから発生する未処理ガスの体積は、分解筒１２の体積に比べて非常に大きい。また、スクリューフィーダ１４ｂから有機物Ｏとともに分解筒１２内に供給される空気（酸素）は、未処理ガスに比べて非常に少ない。その結果、有機物Ｏは、ほとんど酸素の存在しない状態で加熱されることとなる。したがって、有機物Ｏは、「燃焼」ではなく、「熱分解（乾留）」される。
【０１９７】
なお、有機物Ｏの分解筒１２への供給速度は、約１．３ｋｇ／分である。
【０１９８】
また、分解筒１２内における有機物Ｏの移動速度は、約１０ｍ／１時間である。つまり、一端開口１２ａに供給された有機物Ｏは、熱分解されながら分解筒１２の全長Ｌを約３０分かけて移動して、取出口２２から無定形炭素Ｃとして取り出される。
【０１９９】
（有機物Ｏの分解筒１２での熱分解）
有機物Ｏは、第１可燃性ガス及び気体状のタール（以下、単にタールとも称する。）を含む未処理ガスを発生しながら熱分解されていく（図５：矢印Ａｒ１）。有機物Ｏは、分解筒１２の上流側の２／３Ｌ（Ｌ：分解筒１２の全長）程度の長さの領域を移動する間に熱分解が完了し、無定形炭素Ｃへと炭化される（図５：矢印Ａｒ２）。周知の通り、無定形炭素Ｃは、粒子の状態にある。
【０２００】
ここで、未処理ガスとは、有機物Ｏから発生する、水蒸気、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、メタン、エタン、気体状のタール及びその他の微量ガス成分が混合されたガスのことを示す。未処理ガス中で可燃性の化学種、すなわち、Ｈ２、ＣＯ、メタン及びエタン等を第１可燃性ガスと称する。つまり、未処理ガスは、第１可燃性ガスと、気体状のタールと、水蒸気と、その他の微量ガス成分とからなる。
【０２０１】
また、タールとは、有機物Ｏの熱分解の過程で発生する、可燃性ガスに比べて分子量の大きな有機化合物であり、３００〜４００℃より高温では気体状であるが、これ以下の温度では液化するような成分を示す。
【０２０２】
また、熱分解途上の有機物Ｏは、未処理ガスの気化に必要な気化熱及び分解熱を消費する。したがって、有機物Ｏが熱分解されている領域（上流側の２／３Ｌの領域）の温度は約５００〜９００℃の範囲であり、無定形炭素Ｃが移動する領域（下流側の１／３Ｌの領域）の温度（約９００℃）よりも低温である。
【０２０３】
（分解筒１２における無定形炭素Ｃの移動）
無定形炭素Ｃの集合体は、約９００℃の温度に保たれたまま、分解筒１２の下流側１／３Ｌ程度の長さの停留室群３０を、約１０分かけて、取出口２２まで移動する。このようにして、無定形炭素Ｃは、他端開口１２ｂに最も近い停留室２４Ａまで移動する。ところで、取出口２２の下側領域は、蓋２８によりふさがれている。その結果、集合体Ｃは、分解筒１２内に一時的に停留される。この停留により、停留室群３０の全体にわたって無定形炭素Ｃが溜まることとなる。
【０２０４】
そして、分解筒１２内の無定形炭素Ｃの停留量が所定量を超えると、無定形炭素Ｃは蓋２８の上端からあふれ出す。このあふれ出した無定形炭素Ｃは、自重により落下して２次分解炉２３の貯蔵容器３４へと蓄積される（図５：矢印Ａｒ３）。
【０２０５】
（未処理ガスからのタールの除去）
一方、有機物Ｏの熱分解の過程で発生した未処理ガスは、分解筒１２内を取出口２２に向けて流通する。そして、停留室群３０を通過する際に無定形炭素Ｃ中を流通する（図５：矢印Ａｒ４）。
【０２０６】
なお、ここで未処理ガスが流通する無定形炭素Ｃは、当該未処理ガスの発生源である有機物Ｏよりも以前に分解筒１２に供給された有機物Ｏに由来するものである。
【０２０７】
ところで、熱分解により得られた無定形炭素Ｃには、多数の微細孔が形成され、単位質量あたりの表面積が、元の有機物Ｏに比べて格段に大きくなっている。
【０２０８】
未処理ガス中の気体状のタールは、無定形炭素Ｃの、この微細孔中に吸着され、未処理ガスから除去される（図５：矢印Ａｒ５）。気体状のタールが除去されることにより、未処理ガスは処理ガスとなる（図５：矢印Ａｒ６）。
【０２０９】
ここで、未処理ガスからタールを除去する方法につき、より詳細に説明する。
【０２１０】
上述のように、停留室群３０には、連通孔３２が形成された５枚の邪魔板２６が設けられている。そして、これら５枚の邪魔板２６に形成された連通孔３２は、必ず、１個以上が分解筒１２に停留する集合体Ｃ中に埋没するように配置されている。その結果、この埋没した連通孔３２を通過する際に、未処理ガスは、集合体Ｃ中を流通することとなる。この際に、未処理ガス中の気体状のタールが無定形炭素Ｃに吸着される。
【０２１１】
（吸着されたタールの分解）
無定形炭素Ｃに吸着されたタールは、９００℃の温度環境下に長時間（最長で約１０分）にわたり曝される。その結果、タールは、水蒸気の有無に関係なく、熱分解反応により分解される。これにより、タールよりも低分子量であるメタン、エタン及びＣＯ等を含む可燃性の第２可燃性ガスが発生する（図５：矢印Ａｒ７）。なお、タールの分解に水蒸気を必要としないことについては、実施例において詳述する。
【０２１２】
このタール由来の第２可燃性ガスは、分解筒１２中を流通する未処理ガス又は処理ガスの流れに乗って、下流側に流通する。そして、取出口２２から、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスとして取り出される（図５：矢印Ａｒ８）。
【０２１３】
この発明の有機物の処理方法は、以上のような過程を経て無定形炭素Ｃと可燃性ガスとを生成する。同様に、この発明の可燃性ガスの製造方法は、以上のような過程を経て可燃性ガスを製造する。
【０２１４】
（２次分解炉２３での処理）
得られた無定形炭素Ｃと可燃性ガスとは、２次分解炉２３に導入される。
【０２１５】
２次分解炉２３の貯蔵容器３４中には、取出口２２から取り出された無定形炭素Ｃが、貯蔵容器３４の下端３４ｂから所定高さにわたって蓄積されて、集合体となっている。そして、この無定形炭素Ｃは、２次加熱手段４０により加熱され、約１０００℃の温度に保たれている。また、貯蔵容器３４の下端３４ｂ付近の側面には、ガス排出口３６が設けられている。
【０２１６】
したがって、２次分解炉２３中の可燃性ガスは、ガス排出口３６から取り出されるまでに、貯蔵容器３４に蓄積された集合体Ｃ中を流通しなければならない。
【０２１７】
よって、停留室群３０の流通過程で除去されなかったタールが可燃性ガス中に含まれていたとしても、このタールは、可燃性ガスの流通過程で、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃに吸着される（図５：矢印Ａｒ９）。その結果、ガス排出口３６から取り出される可燃性の燃料ガス（後述）には、ほとんどタールが含まれない。
【０２１８】
また、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃは、約１０００℃の温度に保たれている。よって、分解筒１２中では分解しきれなかったタール、及び貯蔵容器３４中で、新たに無定形炭素Ｃに吸着されたタールは、上述と同様の熱分解反応により分解され、第２可燃性ガスと同様の化学種を含む第３可燃性ガスを発生する（図５：矢印Ａｒ１０）。第３可燃性ガスは可燃性ガスと混合されて燃料ガスとなり、ガス排出口３６から取り出される（図５：矢印Ａｒ１１）。
【０２１９】
ガス排出口３６から排出された燃料ガスは、配管４６を介してガス洗浄装置４４に流通し、洗浄された後に系外に取り出される。
【０２２０】
また、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃは、上述の炭素量検知器からの信号に基づいたスクリューフィーダ４８，５０の駆動により、適宜系外に取り出される。これにより、貯蔵容器３４中には常に所定量の無定形炭素Ｃが蓄積されることとなる。
【０２２１】
以下、この実施の形態で説明した熱分解炉、有機物の処理方法及び可燃性ガスの製造方法の奏する効果につき説明する。
【０２２２】
有機物Ｏの熱分解で発生した未処理ガスを、多数の微細孔を有する無定形炭素Ｃに流通させる。これにより、タールが除去された処理ガスを得ることができる。
【０２２３】
ところで、この無定形炭素Ｃは、未処理ガスを発生した有機物Ｏよりも以前に分解筒１２に供給された有機物Ｏが熱分解されたものである。つまり、分解筒１２内で先に供給された有機物Ｏ由来の無定形炭素Ｃに、後に供給された有機物Ｏから発生する未処理ガスを流通させる。この結果、タールの除去のために、別途吸着材を準備する必要がない。
【０２２４】
また、タールを吸着した無定形炭素Ｃを９００℃の温度で、最長１０分程度保持することで、吸着されたタールを分解して第２可燃性ガスを発生させる。つまり、この第２可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増加させることができる。
【０２２５】
また、このタールの分解は、熱分解反応により行われるので、タールの分解に水蒸気を必要としない。
【０２２６】
また、実施の形態の有機物の処理方法によれば、可燃性ガスと無定形炭素Ｃとを同時に生成することができる。これにより、可燃性ガスは各種燃料として、及び無定形炭素Ｃは、吸着材や土壌改質剤等として有効利用することができる。
また、有機物Ｏから発生した未処理ガスは、取出口２２から取り出されるまでに、８００℃以上の温度（約９００℃）に２秒以上保持される。したがって、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【０２２７】
また、５枚の邪魔板２６のそれぞれに形成された連通孔３２の１個以上が、必ず、分解筒１２内の無定形炭素Ｃの集合体中に埋没するように、連通孔３２が配置されている。これにより、未処理ガスは、確実に無定形炭素Ｃの集合体中を流通する。したがって、未処理ガス中のタールは確実に除去される。
【０２２８】
また、無定形炭素Ｃを約１０００℃の温度に保った状態で貯蔵する２次分解炉２３を設けている。さらに、取出口２２から取り出される可燃性ガスを、この無定形炭素Ｃを流通させた上でガス排出口３６から排出させている。これにより、可燃性ガス中に微量のタールが含まれていたとしても、このタールを除去することができる。
【０２２９】
また、２次分解炉２３中の無定形炭素Ｃに吸着されているタールは、分解されて、第３可燃性ガスとなる。これにより、２次分解炉２３を設置しない場合に比較して、第３可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増加することができる。
【０２３０】
さらに、この熱分解炉１０においては、分解筒１２が所定の温度まで昇温した後は、この温度を保持するために加熱手段１６から分解筒１２へと加える熱量は比較的少量ですむ。よって、“加熱−冷却”を繰り返すバッチ式の熱分解炉７０（後述）よりも、エネルギー利用効率が高い。
【０２３１】
以下、この実施の形態で説明した熱分解炉、有機物の処理方法及び可燃性ガスの製造方法の設計条件や変形例につき説明する。
【０２３２】
熱分解炉１０は、スケールアップ及びスケールダウンすることができる。たとえば、分解筒１２の直径を約７５ｃｍとし、及び全長Ｌを約７ｍにスケールアップすることで、１日あたり約２０ｔの有機系廃棄物を処理することができる。
【０２３３】
また、この実施の形態では、有機物Ｏの分解筒１２への供給速度は、約１．３ｋｇ／分とされている。これは、分解筒１２内で、有機物Ｏから単位時間あたりに発生する未処理ガスの発生量を勘案して決定されたものである。つまり、有機物Ｏの供給速度をこの値とすることにより、未処理ガスは、９００℃の温度に保たれた停留室群３０を２秒以上かけて流通することができる。
【０２３４】
このようにすることにより、未処理ガスと無定形炭素Ｃとの接触時間を、実用上充分な長さとすることができる。その結果、未処理ガス中のタールのほとんどが無定形炭素Ｃへと吸着される。また、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【０２３５】
また、分解筒１２の傾斜角θは、２°には限られず、分解筒１２内における有機物Ｏや無定形炭素Ｃの移動速度、及び、分解筒１２内における集合体Ｃの厚みＨ等を勘案して決定することが好ましい。
【０２３６】
また、停留室群３０に存在する無定形炭素Ｃの保持温度は、８００℃〜１０００℃の範囲の中で、設計に応じて好適な温度を選択できる。無定形炭素Ｃに吸着されたタールを熱分解反応により分解する観点から見ると、無定形炭素Ｃの保持温度は、より高い温度であることが好ましい。したがって、分解筒１２の構成材料の耐熱性を勘案して、この範囲の中から、より高い温度を選択することが好ましい。このようにすることにより、タールを効果的に分解できるとともに、可燃性ガスの収量を実用上充分な程度まで増加させることができる。
【０２３７】
ただし、保持温度は８００℃以上であれば、無定形炭素Ｃに吸着されたタールの分解速度を実用上許容できる速度とすることができる。したがって、可燃性ガスの収量を実用上許容できる程度まで増加させることができる。
【０２３８】
また、分解筒１２を構成する材料の耐熱性をより高いものとできれば保持温度は１０００℃より高くてもかまわない。
【０２３９】
また、停留室群３０に設けられる邪魔板２６は、連通孔３２が上述の（条件１）〜（条件４）を満たすような形状及び配置とされていれば、５枚には限定されない。
【０２４０】
より詳細には、邪魔板２６はｍ枚（ただし、ｍは、ｍ≧３、かつ、ｍ≧ｎの整数）以上であればよい。そして、これらｍ枚の邪魔板２６の内、ｎ枚の邪魔板２６が上述の（条件１）〜（条件４）を満足すればよい。
【０２４１】
このとき、残りの（ｍ−ｎ）枚の邪魔板２６の連通孔３２は、任意の位相で配置してかまわない。ただし、未処理ガスを無定形炭素Ｃ中に充分に流通させるという観点からは、（ｍ−ｎ）≧３の場合には、可能であれば、これら（ｍ−ｎ）個の連通孔３２を（条件３）及び（条件４）を満たすように配置することが好ましい。
【０２４２】
また、個々の連通孔３２は、上述の（条件１）及び（条件２）を満足した上で、分解筒１２を移動する無定形炭素Ｃの移動を妨げないような形状及び大きさとすることが好ましい。
【０２４３】
ただし、連通孔３２の角αを大きくし、かつ、高さｈを大きくすると、連通孔３２の面積が大きくなる。この結果、無定形炭素Ｃは移動しやすくなる。しかし、必要とされる邪魔板２６の枚数が増加する。逆に、連通孔３２の角αを小さくし、かつ、高さｈを小さくすると、連通孔３２の面積が小さくなる。この結果、必要とされる邪魔板２６は少なくてすむが、無定形炭素Ｃが移動しにくくなる。
【０２４４】
したがって、連通孔３２の形状及び大きさは邪魔板２６の枚数と、無定形炭素Ｃの移動の容易さとを勘案して決定することが好ましい。
【０２４５】
また、分解筒１２に供給される有機物Ｏは、水分含有量が３０ｗｔ％以下であることが好ましい。水分含有量が３０ｗｔ％以下であれば、有機物Ｏから水蒸気を気化させるための気化熱を、実用上許容できる程度の熱量に抑えることができる。その結果、熱分解が円滑に進行する。この観点から見ると、有機物Ｏの水分含有量は、より少ないことが好ましい。後述の実施例では、含有水分量が１５ｗｔ％程度の乾燥木片を有機物Ｏとして用いて、タールを含まない充分な量の可燃性ガスと無定形炭素Ｃとを生成することができた。
【０２４６】
また、熱分解炉１０において、２次分解炉２３は、必須の構成要件ではない。したがって、取出口２２から、直接、可燃性ガス及び無定形炭素Ｃを取り出してもよい。このようにすることによっても、可燃性ガス中のタールは実用上充分な量にまで低減されている。
【０２４７】
また、２次分解炉２３中に貯蔵されている無定形炭素Ｃの保持温度は、８００℃〜１０００℃の範囲の中で、設計に応じて好適な温度を選択できる。無定形炭素Ｃに吸着されたタールを熱分解反応により分解する観点から見ると、無定形炭素Ｃの保持温度は、より高い温度であることが好ましい。したがって、貯蔵容器３４の構成材料の耐熱性を勘案して、この範囲の中から、より高い温度を選択することが好ましい。
【０２４８】
また、熱分解炉１０と、この熱分解炉１０から取り出された燃料ガスを燃料として発電を行う発電機（不図示）とで、発電システムを構成してもよい。そして、この発電機で発電された電力を、ヒータ１６ａや棒状ヒータ５６に供給してもよい。このようにすることにより、商用電力の消費量を低減することができる。
【０２４９】
また、分解筒１２をヒータ１６ａで加熱する代わりに、外筒１６ｂ内で、熱分解炉１０から取り出された燃料ガスを燃焼させることで、分解筒１２を加熱してもよい。このようにすることにより、熱分解炉１０のエネルギー利用効率を高めることができる。
【０２５０】
（実施の形態２）
図６を参照して、実施の形態２の熱分解炉につき説明する。
【０２５１】
図６は、熱分解炉の全体構成を示す模式図である。
【０２５２】
なお、以下の説明において用いる「未処理ガス」、「処理ガス」、「可燃性ガス」、及び「第２可燃性ガス」等の用語の意味は、実施の形態１で説明したものと同様である。
【０２５３】
熱分解炉７０は、分解筒７２と、加熱手段７４と、タール分解手段としてのタール分解容器７６と、取出口手段としての取出口７８とを備えている。さらに、任意的な構成要件として、回転手段８２と、冷却装置８０とを備えている。
【０２５４】
この熱分解炉７０は、有機物Ｏを断続的に熱分解する、いわゆるバッチ式熱分解炉である。
【０２５５】
分解筒７２は、ほぼ水平に配置された中空円筒である。分解筒７２の一端部側には、入出口７２ａが設けられている。この入出口７２ａは、有機物Ｏの投入口及び無定形炭素Ｃの取出口を兼ねている。また、入出口７２ａには、分解筒７２を気密に保つことが可能な蓋７２ｂが設けられている。
【０２５６】
分解筒７２の他端部側には、ガス排出用配管７２ｃが接続されている。このガス排出用配管７２ｃは、タール分解容器７６の側面に接続されている。
【０２５７】
回転手段８２は、分解筒７２に接続されており、有機物Ｏの熱分解中に、分解筒７２を周方向に回転させる。
【０２５８】
加熱手段７４は、バーナ７４ａと、外筒７４ｂとを備える。外筒７４ｂは、分解筒７２を内包するように配置されている。バーナ７４ａは、分解筒７２と外筒７４ｂとの間の空間に設けられている。そして、バーナ７４ａを燃焼させることにより、分解筒７２を約９００℃まで加熱して、分解筒７２内部に投入された有機物Ｏを熱分解する。
【０２５９】
タール分解容器７６は、ガス排出用配管７２ｃを介して分解筒７２と接続されている。有機物Ｏの熱分解で発生した未処理ガスは、ガス排出用配管７２ｃを介してタール分解容器７６に導入される。
【０２６０】
タール分解容器７６は、中空筒状の本体７６ａと、カートリッジ８８と、充填材加熱手段７６ｂとを備えている。
【０２６１】
カートリッジ８８は、未処理ガスの通気性を確保するために、メッシュ状の金網等で形成された容器であり、内部に無定形炭素Ｃからなる充填材８４が充填されている。このカートリッジ８８は、本体７６ａ内部に装着及び脱着自在に設けられている。
【０２６２】
充填材加熱手段７６ｂは、カートリッジ８８の内部空間に挿入されるように配置されており、充填材８４を約１０００℃の温度に加熱することができる。ここで、カートリッジ８８は、有機物Ｏの熱分解で発生する未処理ガスが、加熱された充填材８４を２秒以上かけて通過することができる体積とされている。
【０２６３】
なお、充填材８４として用いられる無定形炭素Ｃとしては、この熱分解炉７０で生成されたものを用いている。
【０２６４】
また、タール分解容器７６の上面に形成された開口として取出口７８が設けられている。したがって、タール分解容器７６に導入された未処理ガスは、約１０００℃に保たれた充填材８４中を流通し、可燃性ガスとして、取出口７８から取り出される。
【０２６５】
すなわち、未処理ガスは、充填材８４を流通する過程で、無定形炭素Ｃによりタールが吸着除去され、処理ガスとなる。さらに、実施の形態１で説明したように、無定形炭素Ｃに吸着されたタールは、１０００℃の環境下で熱分解反応により分解され第２可燃性ガスとなる。したがって、取出口７８からは、処理ガスと第２可燃性ガスとが混合された可燃性ガスが取り出される。
【０２６６】
冷却装置８０は、配管８６を介して取出口７８と接続されている。冷却装置８０は、いわば水槽であり、内部に大量の水Ｗが蓄えられている。そして、配管８６の、取出口７８とは反対側の開口部は、この水中に没している。つまり、冷却装置８０は、いわゆるバブリング式である。
【０２６７】
したがって、取出口７８から取り出された可燃性ガスは、冷却装置８０に蓄えられた水中を流通することで、冷却されるとともに洗浄される。そして、冷却装置８０の上部に設けられた開口８０ａから取り出される。
【０２６８】
熱分解炉７０の動作や、タール分解のメカニズムは、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２６９】
以下、この実施の形態で説明した熱分解炉７０の奏する効果につき説明する。
【０２７０】
この熱分解炉７０では、有機物Ｏの熱分解で発生した未処理ガスを、タール分解容器７６において、多数の微細孔を有する無定形炭素Ｃに流通させる。これにより、タールが除去された処理ガスを得ることができる。
【０２７１】
ところで、充填材８４として用いる無定形炭素Ｃは、熱分解炉７０により生成されたものである。つまり、タールの除去のために、別途吸着材を準備する必要がない。
【０２７２】
また、タールを吸着した無定形炭素Ｃを約１０００℃の温度に保持することで、吸着されたタールを分解して第２可燃性ガスを発生させる。つまり、この第２可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増加させることができる。
【０２７３】
また、熱分解炉７０においては、タールは、熱分解反応により分解されるので、水蒸気を必要としない。
【０２７４】
また、有機物Ｏから発生した未処理ガスは、取出口７８から取り出されるまでに、８００℃の温度に２秒以上保持される。したがって、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【０２７５】
さらに、熱分解炉７０はバッチ式であるので、連続式の熱分解炉１０では処理できない有機系廃棄物（たとえば、汚染物を含む有機系廃棄物や医療用廃棄物等）の熱分解を行うことができる。
【実施例】
【０２７６】
次に、この発明の実施例につき説明する。
【０２７７】
実施例では、発明者らが行った実験の結果に基づき、（１）タールの分解に水蒸気を必要としないこと、（２）タールの低減効果、及び、（３）可燃性ガスの収量増加につき説明する。
【０２７８】
実験に用いた熱分解炉は、実施の形態２で説明したバッチ式の熱分解炉７０をスケールダウンしたものである。したがって、実施例においては、熱分解炉の構造の説明を省略する。また、熱分解炉の構成要素を説明する場合には、実施の形態２と同様の名称及び符号を用いる。
【０２７９】
実施例においてバッチ式の熱分解炉７０を用いた理由は、熱分解により発生する無定形炭素、タール及び可燃性ガスを定量的に把握することが容易だからである。熱分解炉７０と熱分解炉１０（実施の形態１）との違いは、有機物が連続的に投入されるか否かだけである。つまり、両者は、熱分解炉中における有機物の熱分解過程や発生するガスの処理方法は共通している。したがって、以下に説明する実施例の結果は、連続式の熱分解炉１０でも同様に成り立つ。
【０２８０】
下記の表１に実験条件及び実験結果を、並びに表２に比較例Ｃで得られた可燃性ガスの成分分析結果を示す。
【０２８１】
【表１】
【０２８２】
【表２】
【０２８３】
表１を参照して、実験条件につき説明する。有機物の熱分解実験を、６種類の条件（比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａ）で行った。そして、１条件につき３回ずつ、合計１８回の実験を行った。
【０２８４】
まず、実験条件及び実験手順につき説明する。なお、以下の説明は、特に明示のない限り全実験に共通したものである。
【０２８５】
（ｉ）分解筒７２に１５．０ｋｇの有機物を供給した後に、分解筒７２を閉鎖して、分解筒７２を加熱手段７４により加熱することで、有機物の熱分解を行った。
【０２８６】
ここで、有機物としては、チップ状に破砕された乾燥木片を用いた。なお、木片を構成する木材種に由来する実験結果のバラツキを防ぐために、攪拌により均一化された充分量の木片（母木片）を予め準備しておき、この母木片から各実験で用いる木片を取り出した。
【０２８７】
また、表１に示した含有水分量は、公知の水分量計により測定した。なお、この含有水分量は、試料によらず、約１５ｗｔ％でほぼ一定であった。
【０２８８】
また、分解筒７２は、有機物投入直後の室温状態から、約９００℃の温度となるまで加熱した。そして、取出口７８から新たなガスが発生しなくなるまで、分解筒７２を約９００℃の温度に保った。有機物を投入してから実験終了（可燃性ガス発生が停止する）までに要した時間は約１時間であった。
【０２８９】
（ｉｉ）比較例Ｂ〜Ｅ及び実施例Ａにおいては、有機物の熱分解の過程で発生したガス（以下、発生ガスとも称する。）を、約１０００℃に保たれたタール分解容器７６に導入した。タール分解容器７６中には、表１に示した充填材８４が充填されたカートリッジ８８が設けられており、タール分解容器７６に導入された発生ガスを、このカートリッジ８８中を流通させた後に、取出口７８から可燃性ガスとして取り出した。
【０２９０】
ここで、カートリッジ８８の体積は、発生ガスの体積（１秒あたり）の約３倍とした。
【０２９１】
なお、比較例Ａでは、分解筒７２と冷却装置８０とを直接接続した。つまり、比較例Ａでは、分解筒７２の出口から放出される発生ガスを、そのまま可燃性ガスとして取り出した。
【０２９２】
（ｉｉｉ）（ｉｉ）で取り出された可燃性ガスを、バブリング式の冷却装置８０を通過させ室温まで冷却した。これにより、可燃性ガス中のタールを液化させた。
【０２９３】
（ｉｖ）（ｉｉｉ）を経た可燃性ガスの体積を測定することにより、表１に示した可燃性ガス発生量とした。また、冷却装置８０、分解筒７２、タール分解容器７６及び配管系中に残留したタールの合算質量を、表１に示した液化タール質量とした。
【０２９４】
また、表１には、分解筒７２中に残留した無定形炭素の質量（Ａ欄）と、充填材８４に残留した無定形炭素の質量（Ｂ欄）と、両者の合算質量（Ｃ欄）を、それぞれ示した。なお、Ｂ欄の、充填材８４に残留した無定形炭素の質量は、実験の前後において充填材８４の質量を測定し、“（実験後の充填材の質量）−（実験前の充填材の質量）”により求めた。
【０２９５】
（ｖ）比較例Ａと比較例Ｃについては、得られた可燃性ガスの発熱量を測定した。なお、表１に示した発熱量は、標準状態における可燃性ガス１ｍ３あたりの値である。
【０２９６】
（ｖｉ）比較例Ｃについては、可燃性ガスの成分分析を行った。
【０２９７】
次に、カートリッジ８８に充填した充填材８４につき説明する。
【０２９８】
比較例Ａでは、タール分解容器７６を設けていない。したがって充填材８４は使用していない。
【０２９９】
比較例Ｂでは、タール分解容器７６を設けているが、カートリッジ８８の内部に充填材８４を充填していない。つまり、比較例Ｂは、空のカートリッジ８８を１０００℃に加熱している。
【０３００】
比較例Ｃでは、充填材８４として、直径１０ｍｍ、及び長さ１５ｍｍのステンレス製パイプの切断片を用いた。
【０３０１】
比較例Ｄでは、充填材８４として、家庭用のステンレス製金タワシを用いた。
【０３０２】
比較例Ｅでは、充填材８４として、コークスを用いた。
【０３０３】
実施例Ａでは、充填材８４として、予め準備された無定形炭素を用いた。なお、この無定形炭素は、上述の母木片の熱分解により製造したものである。
【０３０４】
次に、表１を参照して実験結果につき説明する。
【０３０５】
タール分解容器７６を用いていない比較例Ａでは、液化タール質量が約３．６ｋｇである。これは、無定形炭素発生量（約２．８ｋｇ）よりも多量であり、積極的にタール分解処理を行わない場合には、非常に多量のタールが発生することがわかる。
【０３０６】
比較例Ｂでは、空のカートリッジ８８中に発生ガスを流通させただけで、液化タール質量が、比較例Ａの１／２未満（約１．４ｋｇ）となることがわかる。また、可燃性ガス発生量（約８．４ｍ３）も比較例Ａの約１．８倍まで増加する。
【０３０７】
比較例Ｃ〜Ｅ及び実施例Ａでは、液化タール質量は、比較例Ａの１／３以下にまで減少する。また、可燃性ガス発生量は、比較例Ａの１．８倍以上にまで増加する。
【０３０８】
そして、比較例Ｃ〜Ｅ及び実施例Ａでは、この順序で液化タール質量が減少するとともに、可燃性ガス発生量が増加する。これは、後述のように、充填材８４の単位質量あたりの表面積に関係している。
【０３０９】
特に、充填材８４として母木片由来の無定形炭素を用いた実施例Ａでは、液化タール質量は約１０ｇである。これは、比較例Ａの１／１００以下である。
【０３１０】
つまり、分解筒７２の出口から取り出された可燃性ガスを、充填材８４としての無定形炭素に流通させず、かつ、８００℃未満の温度で液化した比較例Ａと比べて、実施例Ａでは液化タール質量を１／１００以下とすることができる。
【０３１１】
また、実施例Ａの可燃性ガス発生量は、約１０．３ｍ３である。これは、比較例Ａの２倍以上の体積である。
【０３１２】
比較例Ａ及び比較例Ｃについては、可燃性ガスの単位体積あたりの発熱量を評価している。これによれば、比較例Ａよりも比較例Ｃの方が、可燃性ガスの発熱量が約１０％大きくなっていることがわかる。
【０３１３】
このことから、単位体積あたりで見た場合、比較例Ｃ由来の可燃性ガスの方が、比較例Ａ由来の可燃性ガスよりも、多量の可燃性の化学種を含んでいることが示唆される。そして、比較例Ａと比較例Ｃとの違いは、タールの分解の有無のみであるので、比較例Ｃ由来の可燃性ガスで増加したと推測される可燃性の化学種は、分解されたタールに由来していると推測される。
【０３１４】
さらに、比較例Ｃで発生する可燃性ガスの体積は、比較例Ａの約２倍となっていることを勘案すると、比較例Ｃでは単位質量あたりの有機物（木片）から、比較例Ａに比べて、２倍以上の利用可能エネルギーを取り出せることがわかる。
【０３１５】
ところで、実施例Ａと比較例Ｃとでは、タール分解のメカニズム（熱分解反応）は、共通していると考えられるので、上述の議論は、実施例Ａについても同様に成り立つと考えられる。つまり、実施例Ａでは、比較例Ａの約２．５倍近く多量の利用可能エネルギーを取り出せると推測される。
【０３１６】
次に、表２を参照して可燃性ガスの構成成分につき説明する。
【０３１７】
比較例Ｃから得られた可燃性ガスは、体積百分率で７０％以上が可燃性の化学種で構成されていることがわかる。詳細には、可燃性ガスは、水素、一酸化炭素、メタン、エタン（エチレン）及びプロピレンという可燃性の化学種を含んでいる。
【０３１８】
ところで、実施例Ａと比較例Ｃとでは、タール分解のメカニズム（熱分解反応）は、共通していると考えられるので、実施例Ａで得られた可燃性ガスも、表２と共通した化学種を含んでいるものと推測される。
【０３１９】
次に、比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａの実験結果を用いて、タールの分解に水蒸気を必要としないことにつき説明する。
【０３２０】
一般に、水分を含んだ有機物の熱分解は、以下に説明する過程で進行することが知られている。すなわち、熱分解の初期段階では、まず始めに水蒸気が発生する。そして、有機物中の水分が蒸発し終わると、有機物からは、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、メタン、エタン及びタール等が発生する。そして、これらのガスが発生し終わると、有機物は無定形炭素へと炭化される。
【０３２１】
つまり、タールは、水蒸気の蒸発完了後の有機物から発生する。このように水蒸気とタールの発生時期が異なっているので、この実施例の熱分解炉７０では、タールと水蒸気とがタール分解容器７６中で共存することがない。
【０３２２】
よって、タール分解容器７６を設けた実験例（比較例Ｂ〜Ｅ及び実施例Ａ）において、タールの発生量（液化タール質量）が、比較例Ａより減少したとするならば、タールの分解には水蒸気が必要ないことが結論づけられる。
【０３２３】
ここで、表１を参照すると、比較例Ａの液化タール質量（約３．６ｋｇ）よりも、比較例Ｂ〜Ｅ及び実施例Ａの液化タール質量の方が明らかに少ない。
【０３２４】
つまり、この発明においては、タールは、水蒸気改質により分解されるのではなく、水蒸気を必要としない熱分解反応により分解されることがわかる。
【０３２５】
次に、比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａの実験結果を用いて、タールの低減効果、及び、可燃性ガスの収量増加につき説明する。
【０３２６】
比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａにおける液化タール質量は、この順序で減少する。また、可燃性ガス発生量は、この順序で増加する。
【０３２７】
この２つの現象は、充填材８４の単位質量あたりの表面積（以下、単に表面積と称する。）の大小に関係するものと思われる。
【０３２８】
つまり、充填材８４の表面積を大きくすれば、タールとの接触面積が増えることから、充填材８４は、より多量のタールを吸着することができる。その結果、この充填材８４は、吸着した多量のタールを、高温環境下（約１０００℃）で長時間保持できる。高温環境下での保持時間が長くなることにより、充填材８４表面でタールの熱分解反応が充分に進行する。
【０３２９】
よって、表面積の大きな充填材８４を用いることにより、可燃性ガス中のタールの含有量を低減でき、かつ、可燃性ガスの収量を増加させることができると推測される。
【０３３０】
ここで、表１において（Ｂ）欄に注目する。（Ｂ）欄は、実験終了後に充填材８４に残留した無定形炭素の質量である。いずれの実験でも、（Ｂ）欄の値はプラス（＞０）であり、実験終了後に、無定形炭素が充填材８４に付着していることがわかる。
【０３３１】
ところで、タール分解容器７６中の充填材８４には、発生ガスが流通するのみである。したがって、この無定形炭素は、発生ガス中のタールに由来していると推測することができる。
【０３３２】
つまり、この無定形炭素は、分解途上のタールや分解後のタール残渣が、充填材８４に付着したものと考えられる。
【０３３３】
表１によれば、（Ｂ）欄の値は、いずれの実験でも約０．１ｋｇ以下である。この値は、タール除去を行っていない比較例Ａにおける液化タール質量（約３．６ｋｇ）の１／３０以下である。
【０３３４】
これは、充填材８４に吸着された発生ガス中のタールのほとんど全量が、充填材８４表面で分解されて可燃性ガスとなることを示している。
【０３３５】
また、（Ｂ）欄によれば、充填材８４に残留した無定形炭素の質量は、比較例Ｂ〜比較例Ｅ及び実施例Ａの順番で徐々に小さくなっていく。このことより、充填材８４の表面積を大きくするほど、タールの分解効率が増加することが推測できる。
【図面の簡単な説明】
【０３３６】
【図１】実施の形態１の熱分解炉の全体構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１において、邪魔板の説明に供する斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。
【図５】実施の形態１の熱分解炉中におけるガスの流れの説明に供するブロック図である。
【図６】実施の形態２の熱分解炉の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０３３７】
１０，７０ 熱分解炉
１２，７２ 分解筒
１２ａ 一端開口
１２ｂ 他端開口
１２ｃ 中心軸
１２ｄ 内壁面
１２１ 外側面
１４ 供給手段
１４ａ ホッパ
１４ｂ，４８，５０ スクリューフィーダ
１４ｂ１ 後端部
１４ｂ２ スクリュー
１４ｂ４ 前端部
１４ｃ 有機物投入口
１６，７４ 加熱手段
１６ａ ヒータ
１６ｂ，７４ｂ 外筒
１６ｂ１，２８，７２ｂ 蓋
１６ｂ２ 筒状本体
１６ｂ３ 面
１６ｂ４ 内周面
１８，８２ 回転手段
１８１ 駆動モータ
１８２ 回転駆動部
１８ａ 駆動部
１８ｂ，１８ｃ コロ
１８ｂ１，１８ｃ１ 回転軸
２０ タール分解手段
２２，７８ 取出口
２３ ２次分解炉
２４，２４Ａ 停留室
２６，２６１〜２６５ 邪魔板
２６ａ 弦
２６ｂ 外縁
３０ 停留室群
３２ 連通孔
３２Ｆ 前方連通孔
３２Ｂ 後方連通孔
３２ａ，３２Ｆａ，３２Ｂａ 前端部
３２ｂ，３２Ｆｂ，３２Ｂｂ 後端部
３２Ｆｃ，３２Ｂｃ 中点
３４ 貯蔵容器
３４ａ シール機構
３４ｂ 下端
３６ ガス排出口
３８ 排出手段
４０ ２次加熱手段
４４ ガス洗浄装置
４６，８６ 配管
５２ 水槽
５６ 棒状ヒータ
５８ 金網
６０ａ，６０ｂ 断熱材
７２ａ 入出口
７２ｃ ガス排出用配管
７４ａ バーナ
７６ タール分解容器
７６ａ 本体
７６ｂ 充填材加熱手段
８０ 冷却装置
８０ａ 開口
８４ 充填材
８８ カートリッジ
Ｏ 有機物
Ｃ 無定形炭素，無定形炭素の集合体
Ｃ１ 端部
Ｓ１，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓ３２Ｆａ，Ｓ３２Ｂｂ，ＳＦ，ＳＢ，ＳＦＯ，ＳＢＯ 線分
Ｐ１〜Ｐ７ 連通孔対
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機物の処理方法、この処理方法を利用した熱分解炉、この熱分解炉を利用した発電システム、及び可燃性ガスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物の熱分解により可燃性ガスと炭化物とを得る方法としては、さまざまなものが知られている。得られた可燃性ガスは、各種燃料として用いることができる。また、得られた炭化物は、吸着材や土壌改質剤として用いることができる。
【０００３】
これらの方法に共通した課題が、可燃性ガスの収量を向上すること、及び、熱分解の過程で発生するタールを低減することである。
【０００４】
これらの課題を同時に解決することを目的とした従来技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この従来技術では、熱分解を行わせる縦型の加熱室を備えた加熱容器を用いていて、その側面に加熱体が設けられている。この加熱容器に、投入時間をずらして段階的に含水有機物を投入する。
【０００６】
なお、従来技術で用いられる「含水有機物」なる用語は、この明細書中で用いられる「有機物」と同様の意味を示している。
【０００７】
投入された含水有機物は、加熱容器中での加熱時間が異なることに由来して、（１）水分を含んだまま残存している含水有機物と、（２）熱分解途上の含水有機物から水分が抜けた乾燥物と、（３）この乾燥物が熱分解された炭化物とが、加熱容器中で、この順序で上側から下側へと積層する。
【０００８】
この加熱体は、投入された含水有機物を水の蒸発温度にまで加熱し、かつ、乾燥物を６００〜８００℃の温度にまで加熱するように配置されているが、加熱体は炭化物を加熱するようには配置されていない。
【０００９】
ところで、含水有機物からは、加熱により水蒸気が発生する。また、乾燥物からは、熱分解の過程で可燃性ガス及び気体状のタールが発生する。
【００１０】
一方、熱分解は、加熱容器の含水有機物側の有機物供給口を閉鎖し、炭化物側の発生ガス排出口のみを開放した状態で行われる。したがって、発生した水蒸気は、乾燥物及び炭化物をこの順序で流通して、発生ガス排出口から排出される。
【００１１】
発生した水蒸気は、乾燥物を流通する過程で、乾燥物から発生する気体状タールと接触し、タールを水蒸気改質する。これにより、タールのほとんどは分解されて可燃性ガスへと変質する。タールが可燃性ガスへと変質する結果、可燃性ガスの収量が増大するとともに、タールの発生量が減少する。
【００１２】
さらに、水蒸気と反応しなかったタールは、炭化物に流通し、炭化物に捕捉される。これにより、タールの発生量がさらに減少する。
【特許文献１】特開２００５−３６１０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、この従来技術は、タールを分解して可燃性ガスを得るために、水蒸気を必要とする。そのため、タールの分解量が、乾燥物への水蒸気の供給量により制限されてしまう。つまり、乾燥物への水蒸気の供給が不足した場合には、タールを充分に分解することができなくなり、結果として、可燃性ガスの収量低下を招く。すなわち、この従来技術においては、乾燥物から発生するタールに対して当量以上の水蒸気を絶えず供給するように、含水性有機物の加熱容器への投入量を調整しなければならない。
【００１４】
この発明は、このような問題点に鑑みなされたものである。したがって、この発明は、有機物を熱分解することにより無定形炭素と可燃性ガスとを得る有機物の処理方法を提供することを目的とする。詳細には、無定形炭素と可燃性ガスとを生成するにあたり、タールを水蒸気改質によらずに分解することで、可燃性ガスの収量を増大させることができる有機物の処理方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、この発明は、上述の有機物の処理方法を利用した熱分解炉、及び、この熱分解炉を利用した発電システムを提供することを目的とする。
【００１６】
また、この発明は、有機物を熱分解することにより可燃性ガスを得る可燃性ガスの製造方法、特に、水蒸気改質によらないタールの分解により、可燃性ガスの収量を増大することができる可燃性ガスの製造方法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】
【００１７】
上述の課題を解決するために、この発明の有機物の処理方法は、下記の処理により、有機物を熱分解して、無定形炭素と可燃性ガスとを生成する。
【００１８】
すなわち、有機物を熱分解することにより炭化して無定形炭素を生成する。
【００１９】
そして、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、無定形炭素の集合体に流通させて、未処理ガス中のタールを無定形炭素に吸着させることで、タールが除去された処理ガスとする。
【００２０】
そして、タールを吸着した無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことで、タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させる。
【００２１】
そして、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを生成する。
【００２２】
ここで、熱分解反応とは、高温度下に置かれたタール及び有機物等が熱エネルギーのみにより分子量の小さいガスと無定形炭素へと分解する反応のことを示す。
【００２３】
また、無定形炭素とは、炭素原子の６角平面格子を基本とした単体炭素のことを示す。
【００２４】
この発明によれば、有機物は未処理ガスを発生させながら熱分解により炭化され、最終的には無定形炭素が得られる。
【００２５】
この未処理ガスは、炭化終了後の無定形炭素の集合体へと流通される。これにより、タールが無定形炭素へと吸着されて、未処理ガスは処理ガスとなる。
【００２６】
タールを吸着した無定形炭素は、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保持される。これにより、無定形炭素に吸着されているタールが熱分解反応により分解し、タールよりも分子量が小さい第２可燃性ガスが発生する。このように、タールは、熱分解反応により分解されるので、水蒸気は必要とされない。
【００２７】
無定形炭素に吸着されたタールから発生する第２可燃性ガスは、無定形炭素の集合体を流通する未処理ガスの流れに乗って輸送される。ところで、未処理ガスは、無定形炭素の集合体を流通するにしたがって徐々にタールが除去され、最終的には処理ガスとなる。よって、無定形炭素の集合体を流通し終わった段階では、未処理ガス中からタールが除去された処理ガスと、第２可燃性ガスとが混合された可燃性ガスが得られる。
【００２８】
また、この発明の有機物の処理方法においては、無定形炭素の集合体中を、未処理ガスが流通可能な状態で、８００〜１０００℃の温度で、１０分以上保持することが好ましい。
【００２９】
このようにすることにより、無定形炭素に吸着されたタールは、第２可燃性ガスへとほぼ完全に分解される。
【００３０】
また、この発明の有機物の処理方法で、（１）無定形炭素の集合体に流通させない、及び（２）８００℃未満の温度とする、という双方の条件を満たした状態で、未処理ガスを冷却して、タールを液化した場合の液化タールの質量を分解前質量とする。また、可燃性ガスを冷却して、タールを液化した場合の液化タールの質量を分解後質量とする。このとき、分解後質量は、分解前質量の１／１００以下の質量であることが好ましい。
【００３１】
このようにすることにより、未処理ガス中に含まれていたタールは、質量換算で９９％以上が除去される。
【００３２】
この発明の第１の熱分解炉は、上述の有機物の処理方法を利用したものである。すなわち、この熱分解炉は、分解筒と、供給手段と、加熱手段と、回転手段と、タール分解手段と、取出口手段とを備えている。
【００３３】
分解筒は、中空筒状の回転型の分解筒であり、一端開口から他端開口にかけて高さが低くなるように傾斜して配置され、一端開口から他端開口に向けて、有機物が熱分解されながら移動する。
【００３４】
供給手段は、分解筒の気密性を保った状態で一端開口に設けられ、分解筒に連続的に有機物を供給することができる。
【００３５】
加熱手段は、分解筒の側面を外側から囲むように設けられ、有機物を加熱する。
【００３６】
回転手段は、有機物の熱分解中に、分解筒を、その中心軸の周りで周方向に回転させる。
【００３７】
タール分解手段は、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、熱分解途上の当該有機物よりも他端開口側に存在する無定形炭素の集合体中に流通させるとともに、加熱手段による加熱により、無定形炭素に吸着されたタールを分解させて第２可燃性ガスを発生させる。
【００３８】
取出口手段は、分解筒の他端開口に設けられ、無定形炭素、並びに、未処理ガス中のタールが除去された処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを、分解筒から連続的に取り出すように構成されている。
【００３９】
この発明の第１の熱分解炉によれば、供給手段により分解筒の一端開口側には、連続的に有機物が供給される。分解筒が、（１）一端開口から他端開口に向けて、高さが低くなるように傾斜して配置されていること、（２）分解筒が加熱手段により加熱されていること、及び（３）熱分解中に回転手段により分解筒が中心軸の周りで周方向に回転されることにより、供給された有機物は、徐々に熱分解されながら一端開口から他端開口に向けて分解筒内を移動していく。
【００４０】
タール分解手段は、熱分解途上の状態にある、供給手段側に存在する有機物から発生する未処理ガスを、熱分解が終了し炭化された、取出口手段側に存在する無定形炭素の集合体中へと流通させる。これにより、未処理ガス中のタールは、この無定形炭素へと吸着される。
【００４１】
ところで、分解筒内の無定形炭素は、加熱手段により８００〜１０００℃の温度に加熱されている。よって、無定形炭素に吸着されたタールは、熱分解反応により分解され、第２可燃性ガスを発生する。
【００４２】
発生した第２可燃性ガスは、処理ガスとの混合ガス（可燃性ガス）として、無定形炭素とともに取出口手段より取り出される。
【００４３】
第１の熱分解炉において、タール分解手段は、分解筒内に、中心軸の方向に沿って直列に配置された複数の停留室と、個々の停留室を画成するとともに、隣接する停留室間を連通させているｍ枚（ただし、ｍは３以上の整数）の邪魔板と、取出口手段の重力方向の上側領域を開口させるとともに、取出口手段の重力方向の下側領域をふさぐように設けられていて、分解筒内に無定形炭素を停留させるための蓋とを備えていることが好ましい。
【００４４】
ここで、邪魔板の各々は、それぞれ分解筒の内壁面に直角に接続されていて、かつ、互いに隣接する停留室間を連通する連通孔を、邪魔板と内壁面との間にそれぞれ形成している。
【００４５】
そして、中心軸方向に対するｍ枚の邪魔板の正射影において、下記（１）〜（６）のようにパラメータを設定する。このとき、複数の連通孔のそれぞれを、Ｈ≧ｈ、かつ、Θ＞αを満たすような、合同の平面形状とする。さらに、回転方向に沿って互いに隣接する２個の連通孔を、Θ≧βを満たすように配置する。
【００４６】
そして、ｍ枚の邪魔板の内、ｎ枚（ただし、ｎは、ｎ≧３、かつ、ｎ≦ｍの整数）の邪魔板を、以下の条件を満足するように設ける。
【００４７】
（条件）ｎ・λ≧３６０°を満たす最小のｎ枚の邪魔板の中心軸方向に対する正射影において、ｎ・λ＝３６０°の場合には、互いに隣接する連通孔の位相がλずつ、ずれて、ｎ個の連通孔が配置されている。また、ｎ・λ＞３６０°の場合には、互いに隣接する連通孔の内、ｎ−１対においては、位相がλずつ、ずれており、かつ、残りの１対においては、位相が、３６０°−（ｎ−１）λだけずれて、ｎ個の連通孔が配置されている。
【００４８】
（１）分解筒の内壁面及び無定形炭素の集合体の接触領域の分解筒の回転方向に沿った両端と、分解筒の中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をΘとする。
【００４９】
（２）内壁面の重力方向の最下端位置から、重力方向に沿って測った無定形炭素の厚みをＨとする。
【００５０】
（３）任意の連通孔において、回転方向の前方に位置する連通孔の端部を前端部とし、連通孔の回転方向の後方の端部を後端部とし、前端部及び後端部と、中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をαとする。
【００５１】
（４）任意の連通孔が重力方向の最下端位置に存在する場合に、内壁面の重力方向の最下端位置の高さを基準として、重力方向に沿って測った連通孔の最高点までの高さをｈとする。
【００５２】
（５）回転方向に沿って互いに隣接する２個の連通孔において、回転方向の前方に位置するものを前方連通孔とし、及び回転方向の後方に位置するものを後方連通孔とし、前方連通孔の前端部及び後方連通孔の後端部と、中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をβとする。
【００５３】
（６）前方連通孔における前端部と後端部とを結んだ線分の中点から中心軸まで延びる線分、及び、後方連通孔における前端部と後端部とを結んだ線分の中点から中心軸まで延びる線分により挟まれた角度をλとする。
【００５４】
このようにすることにより、取出口手段に設けられた蓋が、取出口手段の重力方向の下側をふさぐので、分解筒内に、常に所定量の無定形炭素を停留させることができる。
【００５５】
また、詳しくは後述するが、連通孔をこのような形状及び位置関係とすることにより、複数の連通孔のうち１個以上を、必ず、分解筒内の無定形炭素の集合体中に埋没させることができる。
【００５６】
これは、換言すれば、ｍ枚の邪魔板の中心軸方向への各正射影を重ね合わせた合成正射影が、分解筒の断面形状と合同となるような平面形状及び位置関係で、各連通孔を形成したともいうことができる。つまり、中心軸方向から、これらの邪魔板を見た場合に、連通孔を介して向こう側が見渡せないように（連通孔同士がオーバーラップしないように）、連通孔を、位相をずらして配置した。
【００５７】
このようにすれば、分解筒内を取出口手段に向けて流通する未処理ガスは、いずれかの連通孔を通過する際に、必ず、無定形炭素の集合体中を流通することができる。
【００５８】
第１の熱分解炉において、熱分解炉が、取出口手段に接続された２次分解炉をさらに備えることが好ましい。
【００５９】
ここで２次分解炉は、貯蔵容器と、ガス排出口と、排出手段と、２次加熱手段とを備えている。
【００６０】
貯蔵容器は、取出口手段から取り出された無定形炭素を一時的に貯蔵する。
【００６１】
ガス排出口は、貯蔵容器において、取出口手段よりも下側位置に設けられ、取出口手段より取り出された可燃性ガスを、貯蔵容器に貯蔵された無定形炭素の集合体中を流通させた後に排出する。
【００６２】
排出手段は、貯蔵容器の下端に設けられ、貯蔵容器中の無定形炭素を排出する。
【００６３】
２次加熱手段は、貯蔵容器中に貯蔵された無定形炭素を９００〜１０００℃の温度に加熱する。
【００６４】
このようにすることにより、取出口手段から取り出された微量のタールを含む可燃性ガスは、貯蔵容器に貯蔵されている９００〜１０００℃に加熱された無定形炭素の集合体中を流通した後に、取出口手段よりも下側位置の貯蔵容器に設けられたガス排出口から排出される。
【００６５】
よって、可燃性ガス中の微量のタールは、貯蔵容器中に一時的に貯蔵された無定形炭素に吸着され、９００〜１０００℃の温度環境下で、熱分解反応により分解される。
【００６６】
また、貯蔵容器の下端には、無定形炭素の排出手段が設けられているので、適宜貯蔵容器から無定形炭素を取り出すことができる。
【００６７】
この発明の第２の熱分解炉は、上述の有機物の処理方法を利用したものである。すなわち、この熱分解炉は、分解筒と、加熱手段と、タール分解手段と、取出口手段とを備えている。
【００６８】
分解筒は、有機物が供給され、熱分解中は気密とされる。
【００６９】
加熱手段は、分解筒を、有機物が熱分解して無定形炭素が生成される温度まで加熱する。
【００７０】
タール分解手段は、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、当該有機物の熱分解よりも前に行われた熱分解により得られた無定形炭素の集合体中に流通させ、タールが除去された処理ガスとし、タールを吸着した無定形炭素を８００〜１０００℃の温度に保ち、吸着されたタールを分解することによって第２可燃性ガスを発生させる。
【００７１】
取出口手段は、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを取り出す。
【００７２】
上述の第１の熱分解炉は、有機物を連続的に供給する、いわゆる連続式熱分解炉であるのに対し、第２の熱分解炉は、有機物を断続的に熱分解する、いわゆるバッチ式熱分解炉に関するものである。
【００７３】
第２の熱分解炉において、分解筒は、所定量の有機物が供給された後に閉鎖されることで気密とされる。加熱手段は、気密とされた分解筒を加熱することで有機物を熱分解する。熱分解途上で、有機物からは未処理ガスが発生する。また、熱分解が完了すると、有機物は炭化され無定形炭素となる。
【００７４】
熱分解途上で発生した未処理ガスは、タール分解手段により、この有機物の熱分解よりも前に行われた熱分解で生成された無定形炭素の集合体中に流通される。これにより未処理ガス中のタールが無定形炭素に吸着され、未処理ガスは処理ガスへと変化する。
【００７５】
また、タール分解手段は、タールを吸着した無定形炭素を、８００〜１０００℃の温度に保つことで、吸着されたタールを熱分解反応により分解し、第２可燃性ガスを発生させる。
【００７６】
そして、この第２可燃性ガスと処理ガスとが混合された可燃性ガスを取出口手段から取り出す。
【００７７】
この発明の発電システムは、上述の第１又は第２の熱分解炉と、発電機とを備えている。そして、発電機を稼働させるための燃料として可燃性ガスを用いる。
【００７８】
この発電システムによれば、第１又は第２の熱分解炉から得られた可燃性ガスを、発電機を稼働させるための燃料とすることができる。
【００７９】
この発明の可燃性ガスの製造方法は、下記の処理により、有機物を熱分解して、可燃性ガスを製造する。
【００８０】
すなわち、有機物を熱分解することにより炭化して無定形炭素を生成する。
【００８１】
そして、熱分解途上の有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、無定形炭素の集合体中に流通させて未処理ガス中のタールを、無定形炭素に吸着させることにより、タールが除去された処理ガスとする。
【００８２】
そして、タールを吸着した無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことによって、タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させる。
【００８３】
そして、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを製造する。
【００８４】
この発明によれば、有機物は未処理ガスを発生させながら熱分解により炭化され、最終的には無定形炭素となる。
【００８５】
この未処理ガスは、炭化終了後の無定形炭素の集合体へと流通される。これにより、タールが無定形炭素へと吸着されて、未処理ガスは処理ガスとなる。
【００８６】
タールを吸着した無定形炭素は、８００〜１０００℃の温度に保持される。これにより、無定形炭素に吸着されているタールが熱分解反応により分解し、タールよりも分子量が小さい第２可燃性ガスが発生する。
【００８７】
無定形炭素に吸着されたタールから発生する第２可燃性ガスは、無定形炭素の集合体中を流通する未処理ガスの流れに乗って輸送される。ところで、未処理ガスは、無定形炭素の集合体中を流通するにしたがって徐々にタールが除去され、最終的には処理ガスとなる。よって、無定形炭素を流通し終わった段階で、未処理ガス中からタールが除去された処理ガスと、第２可燃性ガスとが混合された可燃性ガスが得られる。
【発明の効果】
【００８８】
このように、請求項１に記載の有機物の処理方法によれば、無定形炭素に吸着されたタールを熱分解反応により分解して、第２可燃性ガスを生成する。したがって、タールの分解に水蒸気を必要としない。また、タールの分解により生成する第２可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増大することができる。また、タールを吸着させるための無定形炭素として、未処理ガス発生源である有機物よりも以前に炭化された有機物に由来するものを用いているので、タール吸着材を別途準備する必要がない。さらに、この有機物の処理方法によれば、可燃性ガスとともに、有用な無定形炭素を生成することができる。
【００８９】
請求項２に記載の有機物の処理方法によれば、タールを吸着した無定形炭素を８００〜１０００℃の温度で、最長１０分程度保持することで、吸着されたタールのほとんどを分解して第２可燃性ガスとすることができる。
【００９０】
請求項３に記載の有機物の処理方法によれば、未処理ガス中のタールの９９％以上を分解して第２可燃性ガスへと変化させることができる。
【００９１】
請求項４に記載の第１の熱分解炉によれば、分解筒の一端開口側に供給される有機物から発生する未処理ガスを、分解筒の他端開口側に存在する無定形炭素の集合体に流通させる。これにより、未処理ガス中からタールが除去される。また、無定形炭素は８００〜１０００℃の温度に保持されるので、無定形炭素に吸着されたタールは、熱分解反応により分解されて第２可燃性ガスを生成する。よって、未処理ガス中からタールをほとんど除去できる。また、発生した第２可燃性ガスの分だけ、可燃性ガスの収量を増大できる。さらに、無定形炭素を可燃性ガスとともに得ることができる。
【００９２】
請求項５に記載の第１の熱分解炉によれば、複数の連通孔の１つ以上が、必ず分解筒内に停留する無定形炭素に埋没するので、未処理ガス中のタールを確実に無定形炭素へと吸着させることができる。
【００９３】
請求項６に記載の第１の熱分解炉によれば、取出口手段に２次分解炉を設けているので、仮に取出口手段から取り出された可燃性ガス中にタールが含まれていたとしても、このタールを確実に分解することができる。この結果、可燃性ガスの収量をさらに増大させることが可能となる。
【００９４】
請求項７に記載の第２の熱分解炉によれば、いわゆるバッチ式の熱分解炉においても、未処理ガス中のタールを除去することで可燃性ガスの収量を増大させることができる。さらに、可燃性ガスとともに無定形炭素を得ることができる。
【００９５】
請求項８に記載の発電システムによれば、熱分解炉から得られた可燃性ガスを燃料として発電機を稼働させるので、有機物から得られたエネルギーをより有効に使用することができる。
【００９６】
請求項９に記載の可燃性ガスの製造方法によれば、有機物を熱分解することにより可燃性ガスを得ることができる。特に、水蒸気改質によらないタールの分解により、可燃性ガスの収量を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９７】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係を、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例に過ぎない。したがって、この発明は、以下の実施の形態には、なんら限定されない。
【００９８】
（実施の形態１）
図１〜図５を参照して、実施の形態１の熱分解炉の構造及び動作につき説明する。なお、熱分解炉の動作の説明とともに、この発明の有機物の処理方法、可燃性ガスの製造方法及び発電システムについても説明する。
【００９９】
図１は、熱分解炉の全体構成を示す模式図である。図２は、邪魔板の説明に供する分解筒の斜視図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。図５は、熱分解炉中におけるガスの流れの説明に供するブロック図である。
【０１００】
図１を参照すると、熱分解炉１０は、回転型分解筒１２と、供給手段１４と、加熱手段１６と、回転手段１８と、タール分解手段２０と、取出口手段としての取出口２２とを備えている。さらに、この熱分解炉１０は、好ましくは、任意的な構成要件として２次分解炉２３を備えている。
【０１０１】
分解筒１２は中空の円筒形であり、円筒内部が加熱室となっている。そして、分解筒１２は、一端開口１２ａから他端開口１２ｂにかけて高さが低くなるように、分解筒１２の中心軸１２ｃを傾斜させて配置されている。そして、一端開口１２ａ及び他端開口１２ｂ付近において、分解筒１２の外側面１２１は、それぞれ断熱材６０ａ及び６０ｂで被覆されている。
【０１０２】
また、分解筒１２は、回転手段１８により、中心軸１２ｃを回転軸として周方向に回転される。さらに、分解筒１２は、加熱手段１６により外側から加熱されている。
【０１０３】
したがって、供給手段１４から連続的に一端開口１２ａ側に供給される有機物Ｏは、回転する分解筒１２内で熱分解されながら、一端開口１２ａ側から他端開口１２ｂ側に向かって徐々に移動していく。この有機物Ｏは、分解筒１２内を移動する過程で、熱分解により炭化され無定形炭素Ｃへと変質する。生成された無定形炭素Ｃは、分解筒１２内を他端開口１２ｂに向かって移動していく。
【０１０４】
ここで、分解筒１２の一端開口１２ａと他端開口１２ｂとの間の距離Ｌ（以下、全長Ｌとも称する。）は、好ましくは、たとえば約５ｍとする。また、分解筒１２の内径Ｄは、好ましくは、たとえば約３０ｃｍとする。また、分解筒１２の傾斜角θ、すなわち、水平面と分解筒１２の中心軸１２ｃとのなす角度は、好ましくは、たとえば約２°とする。
【０１０５】
また、分解筒１２は、加熱室内の最高温度となる領域が８００〜１０００℃の温度に加熱されるものであるので、耐熱性の高い材料から形成されている。すなわち、分解筒１２は、母材をライニング材で被覆した材料からなる。ここで、母材は、好ましくは、たとえば厚みが約６ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）とする。また、ライニング材は、好ましくは、たとえば厚みが約４ｍｍのフレアメタルとする。
【０１０６】
また、分解筒１２の周方向の回転速度は、好ましくは、たとえば約１ｒｐｍとする。
【０１０７】
加熱手段１６は、分解筒１２の外側面１２１を囲むように設けられている。加熱手段１６は、ヒータ１６ａと外筒１６ｂとを含む。
【０１０８】
外筒１６ｂは、横断面形状が円形であって、その中心軸を分解筒１２の中心軸１２ｃと共通にし、かつ、分解筒１２よりも大きな直径を有する中空筒状の部品である。外筒１６ｂは、図示しない固定手段により、分解筒１２を包み込むように固定されている。
【０１０９】
外筒１６ｂの長手方向の両端には、円環板状の蓋１６ｂ１，１６ｂ１が、外筒１６ｂの筒状本体１６ｂ２と一体的に設けられている。分解筒１２は、これらの蓋１６ｂ１，１６ｂ１の開口の間に挿入されるように配置されている。
【０１１０】
蓋１６ｂ１，１６ｂ１の表面であって、分解筒１２の外側面１２１に対向する面１６ｂ３と、外側面１２１との間には、間隔が空けられている。この間隔により、分解筒１２は、外筒１６ｂに干渉することなく、周方向に回転することができる。
【０１１１】
外筒１６ｂは、ヒータ１６ａから発生する熱の放熱を防ぎ、かつ、高温度に耐えることができるような、断熱性及び耐熱性に優れた材料で形成される。外筒１６ｂの材料としては、好ましくは、たとえば、厚みが約２５０ｍｍのキャスターが用いられる。
【０１１２】
外筒１６ｂの内周面１６ｂ４には、ヒータ１６ａが固定されている。外筒１６ｂの長手方向に関しては、好ましくは、たとえば３個のヒータ１６ａ，１６ａ，１６ａが空間的に直列に配置されている。それぞれのヒータ１６ａは、好ましくは、内周面１６ｂ４の全周にわたって設けられているのがよい。図１には、ヒータ１６ａの内、外筒１６ｂの断面切り口に存在する部分だけを示している。
【０１１３】
加熱手段１６は、ヒータ１６ａ，１６ａ，１６ａを発熱させることで、分解筒１２の一端開口１２ａ側（以下、上流側とも称する。）に存在する有機物Ｏの熱分解を促進し、かつ、分解筒１２の他端開口１２ｂ側（以下、下流側とも称する。）に存在する無定形炭素Ｃを、好ましくは、たとえば約９００℃の温度に保つ。
【０１１４】
なお、ヒータ１６ａ，１６ａ，１６ａのそれぞれに等しい電力を供給したとしても、上流側に存在する有機物Ｏの温度は、下流側に存在する無定形炭素Ｃよりも低温（＜９００℃）となる。これは、熱分解により有機物Ｏから、水蒸気等を含むガスを発生させる際に、気化熱及び分解熱が消費されるためである。
【０１１５】
回転手段１８は、駆動部１８ａとコロ１８ｂ，１８ｃとを含む。
【０１１６】
駆動部１８ａは、分解筒１２の一端開口１２ａ付近に配置されており、駆動モータ１８１と、歯車機構を用いた回転駆動部１８２と、断熱材６０ａの外周面に固定された歯車とを含む。駆動モータ１８１が回転されると、この回転は、回転駆動部１８２及び前記歯車を介して、所定の回転速度まで減速された上で、分解筒１２に伝達される。この結果、分解筒１２は、中心軸１２ｃの周りに、周方向に所定の回転速度（約１ｒｐｍ）で回転する。
【０１１７】
分解筒１２の一端開口１２ａ及び他端開口１２ｂ付近には、それぞれ、上述した断熱材６０ａ，６０ｂの側面に接して、分解筒１２を回転可能に支持するためのコロ１８ｂ及び１８ｃが設けられている。コロ１８ｂ，１８ｃは、それぞれ、分解筒１２の中心軸１２ｃと平行な回転軸１８ｂ１，１８ｃ１の周りで回転自在とされている。なお、コロ１８ｂ，１８ｃは、それぞれ一対ずつ設けられている。図１には、その内、片側の１個のみが示されている。
【０１１８】
なお、図示はしないが、コロ１８ｂ，１８ｃは、分解筒１２の重量を支えることが可能な基台の上に、回転自在に支持されている。
【０１１９】
供給手段１４は、分解筒１２の一端開口１２ａに設けられている。供給手段１４は、好ましくは、ホッパ１４ａと、スクリューフィーダ１４ｂとを含む。
【０１２０】
ホッパ１４ａは、スクリューフィーダ１４ｂの後端部１４ｂ１付近に、中心軸１２ｃに対してほぼ垂直に接続されている。ホッパ１４ａ中には、分解筒１２に供給されるべき有機物Ｏが格納される。
【０１２１】
スクリューフィーダ１４ｂは、スクリュー１４ｂ２の回転軸と、分解筒１２の中心軸１２ｃとが同軸となるように配置されている。そして、スクリューフィーダ１４ｂの前端部１４ｂ４は開口されており、この開口は有機物投入口１４ｃを構成している。スクリューフィーダ１４ｂは、ホッパ１４ａ中の有機物Ｏを所定の供給速度で連続的に分解筒１２に供給する。
【０１２２】
スクリューフィーダ１４ｂは、分解筒１２の一端開口１２ａに、設計に応じた任意好適な長さだけ挿入されている。そして、この挿入部には、分解筒１２の気密性を保ち、かつ、分解筒１２の回転を阻害しないような、図示しないシール機構が設けられている。
【０１２３】
取出口２２は、好ましくは、分解筒１２の他端開口１２ｂを兼ねている。この取出口２２から無定形炭素Ｃと、可燃性ガス（後述）とが取り出される。
【０１２４】
タール分解手段２０は、停留室２４と邪魔板２６と蓋２８とを含む。
【０１２５】
蓋２８は、取出口２２、すなわち他端開口１２ｂの重力方向の下側領域（以下、単に下側領域と称する。）をふさいでいる。したがって、取出口２２は、蓋２８でふさがれていない領域、つまり、重力方向の上側領域が開口している。
【０１２６】
蓋２８は、分解筒１２とは別体として構成されていて、図示しない固定手段により後述する２次分解炉２３に固定されている。したがって、分解筒１２の回転にかかわらず、蓋２８は、常に取出口２２の下側領域をふさぐこととなる。
【０１２７】
取出口２２の下側領域が蓋２８でふさがれた結果、分解筒１２内には、常に所定量の無定形炭素Ｃが、その粒子の集合体として停留する。そして、蓋２８の上端からあふれ出した無定形炭素Ｃが取出口２２から取り出されることとなる。
【０１２８】
以降、無定形炭素Ｃの粒子の集合体のことを、「無定形炭素Ｃの集合体」又は「集合体Ｃ」とも称する。
【０１２９】
停留室２４は、分解筒１２において、その中心軸１２ｃ、すなわち、有機物Ｏの移動方向（以下、長手方向とも称する。）に沿って、上流側から下流側へと直列に複数、たとえば５室設けられている。
【０１３０】
最も下流側の停留室２４Ａを除く４室の停留室２４は、分解筒１２の内壁面１２ｄと、２枚の邪魔板２６，２６とで囲まれた空間として形成されている。なお、最も下流側の停留室２４Ａは、１枚の邪魔板２６と内壁面１２ｄと蓋２８とで囲まれた空間として形成されている。詳細は後述するが、邪魔板２６は、分解筒１２の内壁面１２ｄに接続され、かつ、この邪魔板２６と内壁面１２ｄとの間に連通孔３２を形成する板状部品である。
【０１３１】
したがって、隣接する停留室２４，２４は、両者の間に存在する１枚の邪魔板２６を共有することとなる。つまり、隣接する２つの停留室２４，２４の間は、１枚の邪魔板２６により区画されている。
【０１３２】
このように、停留室２４が５室設けられている例では、これら停留室２４は、５枚の邪魔板２６と取出口２２をふさぐ蓋２８とで区画されている。
【０１３３】
ここで、複数の停留室２４からなる領域を、停留室群３０と称する。停留室群３０は、分解筒１２内の無定形炭素Ｃの存在領域に位置し、その長さは、設計に応じて任意好適な長さとすることができる。特に、停留室群３０は、好ましくは、長手方向の全長が分解筒１２の全長Ｌの約１／３（約１．７ｍ）とするのがよい。そして、停留室群３０は、分解筒１２の下流側に、他端開口１２ｂに至るまで延在しているのが好適である。なお、停留室群３０は、好ましくは、有機物Ｏの熱分解で発生する未処理ガスが２秒以上滞留することができる体積を有するように設計するのがよい。
【０１３４】
次に、図２〜図４を参照して、邪魔板２６及び連通孔３２につき説明する。
【０１３５】
まず、図２を参照して、個々の邪魔板２６の構造につき説明する。
【０１３６】
邪魔板２６は、弦２６ａを除いた外縁２６ｂが全周にわたり分解筒１２の内壁面１２ｄに接続された板状部品である。より詳細には、邪魔板２６は、直径Ｄの優弧及びその両端を結ぶ弦２６ａで囲まれた平面形状に形成されている。さらに、この邪魔板２６は、内壁面１２ｄに対してほぼ直角に、分解筒１２の内部に向かって延在している。
【０１３７】
邪魔板２６には、連通孔３２が設けられている。この連通孔３２に対応する部分は、弦２６ａと劣弧とで囲まれた三日月状の形状部分が、直径Ｄの円形状から欠落している部分である。すなわち連通孔３２は、内壁面１２ｄに接続されない弦２６ａと、この弦２６ａに対応する位置に存在する内壁面１２ｄとで囲まれた開口として形成されている。なお、邪魔板２６に形成される連通孔３２はそれぞれ合同の平面形状とされている。
【０１３８】
したがって、連通孔３２は、隣接する停留室２４，２４間を連通することとなる。つまり、有機物Ｏから発生する未処理ガス（後述）や、無定形炭素Ｃは、この連通孔３２を通過して隣接する下流側の停留室２４に移動していく。
【０１３９】
次に、図３（Ａ）を参照して、個々の連通孔３２の平面形状が満たすべき条件につき説明する。
【０１４０】
なお、図３（Ａ）は、中心軸１２ｃ方向に対する分解筒１２の正射影を示している。また、図が煩雑となるのを防ぐために、図３（Ａ）には、１個の連通孔３２の正射影を示している。
【０１４１】
図３（Ａ）に示すように、分解筒１２中に停留する集合体Ｃと、分解筒１２の内壁面１２ｄとの接触領域Ｘにおいて、分解筒の回転方向Ｒ（図中矢印）に沿った両端部をＣ１，Ｃ１とする。そして、両端部Ｃ１，Ｃ１と中心軸１２ｃとを結ぶ２線分Ｓ１，Ｓ１に挟まれた角をΘとする。
【０１４２】
また、分解筒１２の内壁面１２ｄの重力方向の最下端位置Ｌｏｗから、内壁面１２ｄに垂直に測った集合体Ｃの厚みをＨとする。
【０１４３】
また、連通孔３２の、回転方向Ｒ前方の端部を前端部３２ａとする。同様に、連通孔３２の、回転方向Ｒ後方の端部を後端部３２ｂとする。そして、前端部３２ａと中心軸１２ｃとを結ぶ線分Ｓａ、及び、後端部３２ｂと中心軸１２ｃとを結ぶ線分Ｓｂに挟まれた角をαとする。
【０１４４】
また、連通孔３２が、重力方向の最下端位置に存在するときに、内壁面１２ｄの重力方向の最下端位置Ｌｏｗの高さを基準として、重力方向に沿って測った連通孔３２の最高点までの高さをｈとする。
【０１４５】
なお、「連通孔３２が重力方向の最下端位置に存在する」とは、前端部３２ａと後端部３２ｂとの間の弧Ａｒｃの中点が、最下端位置Ｌｏｗに存在することを示す。
【０１４６】
このとき、個々の連通孔３２が満たさなければならない、平面形状に関する条件は、下記（条件１）及び（条件２）である。
（条件１）：Θ＞α
（条件２）：Ｈ≧ｈ
連通孔３２を、これら２条件を満足するような平面形状とすることにより、分解筒１２の回転過程で、連通孔３２は、（Θ−α）の角度範囲において集合体Ｃ中に、埋没する。したがって、連通孔３２が埋没した状態において、未処理ガスは集合体Ｃ中を確実に流通する。
【０１４７】
ここで、「埋没」とは、連通孔３２の全領域が、集合体Ｃ中に埋まった状態を示す。
【０１４８】
次に、図３（Ｂ）を参照して、正射影上で回転方向Ｒに沿って互いに隣接する２個の連通孔３２，３２が満たすべき配置条件につき説明する。
【０１４９】
なお、図が煩雑となるのを防ぐために、図３（Ｂ）には、隣接する２個の連通孔３２，３２の正射影を示している。
【０１５０】
図３（Ｂ）に示すように、隣接する２個の連通孔３２，３２の内、回転方向Ｒの前方に位置する連通孔を前方連通孔３２Ｆと称する。また、回転方向Ｒの後方に位置する連通孔を後方連通孔３２Ｂと称する。
【０１５１】
そして、前方連通孔３２Ｆの前端部及び後端部を、それぞれ３２Ｆａ及び３２Ｆｂと称する。同様に後方連通孔３２Ｂの前端部及び後端部を、それぞれ３２Ｂａ及び３２Ｂｂと称する。
【０１５２】
また、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａから中心軸１２ｃに引いた線分Ｓ３２Ｆａと、後方連通孔３２Ｂの後端部３２Ｂｂから中心軸１２ｃに引いた線分Ｓ３２Ｂｂとで挟まれた角をβとする。
【０１５３】
このとき、正射影上で回転方向Ｒに沿って互いに隣接する２個の連通孔３２，３２が満たすべき配置条件は、下記（条件３）である。
（条件３）：Θ≧β
この条件を満たすように、連通孔３２Ｆと３２Ｂとを配置することにより、前方連通孔３２Ｆが回転して前端部３２Ｆａが集合体Ｃから露出したとしても、後方連通孔３２Ｂを集合体Ｃ中に埋没した状態に保つことができる。
【０１５４】
したがって、連通孔３２Ｆ及び３２Ｂが集合体Ｃ中を回転移動する過程で、未処理ガスは、集合体Ｃ中に埋没した連通孔３２Ｆ及び３２Ｂのどちらか一方又は双方を必ず通過しなければならない。この結果、未処理ガスは集合体Ｃ中を確実に流通する。
【０１５５】
この条件を、図３（Ｂ）（β＝Θ）に即して説明する。
【０１５６】
図３（Ｂ）の状態から、分解筒１２が回転方向Ｒに回転すると、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａは、集合体Ｃから露出する。したがって、それまで集合体Ｃ中を流通せざるをえなかった未処理ガスは、より流通抵抗の少ない前方連通孔３２Ｆの露出領域を流通することとなる。
【０１５７】
ところで、連通孔３２Ｆ及び３２Ｂは、上述の（条件３）を満たすように配置されているので、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａが集合体Ｃから露出すると同時に、後方連通孔３２Ｂの後端部３２Ｂｂは、集合体Ｃへの埋没を完了する。したがって、未処理ガスは、後方連通孔３２Ｂを通過する際に、集合体Ｃ中を流通せざるをえない。
【０１５８】
つまり、未処理ガスは、どちらかの連通孔３２Ｆ又は３２Ｂを通過する過程で、必ず、集合体Ｃ中を流通する。換言すれば、連通孔３２Ｆ及び３２Ｂが集合体Ｃ中を通過する過程で、必ず、どちらかの連通孔３２Ｆ又は３２Ｂは、集合体Ｃ中に埋没した状態に保たれる。
【０１５９】
次に、図３（Ｂ）、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、停留室群３０を構成する邪魔板２６の必要枚数、及び、これらの邪魔板２６に設けられる連通孔３２の配置角度につき説明する。
【０１６０】
図３（Ｂ）において、前方連通孔３２Ｆの前端部３２Ｆａと後端部３２Ｆｂとを結んだ線分ＳＦの中点を３２Ｆｃとする。同様に、後方連通孔３２Ｂの前端部３２Ｂａと後端部３２Ｂｂとを結んだ線分ＳＢの中点を３２Ｂｃとする。
【０１６１】
そして、中点３２Ｆｃから中心軸１２ｃに引いた線分ＳＦＯと、中点３２Ｂｃから中心軸１２ｃに引いた線分ＳＢＯとで挟まれた角をλとする。この角λを、正射影上で回転方向Ｒに沿って互いに隣接する連通孔３２Ｆと３２Ｂとの位相のずれと定義する。
【０１６２】
よって、連通孔３２が、上述の（条件１）〜（条件３）を満足するような平面形状及び配置とされているときに、１個以上の連通孔３２を集合体Ｃ中に埋没させた状態を維持したまま、分解筒１２を回転させるためには、下記（条件４）より得られるｎ個の連通孔が必要である（図４（Ｂ））。
（条件４）：ｎ・λ≧３６０°を満たす最小のｎ（ただし、ｎはｎ≧３の整数）
ところで、連通孔３２は邪魔板２６に１個ずつ設けられる。したがって、邪魔板２６は最低ｎ枚設ける必要がある。
【０１６３】
そして、これらｎ枚の邪魔板２６を、ｎ個の連通孔３２の正射影が、回転方向Ｒに沿って、角λずつ位相をずらして並ぶように、配置すればよい。
【０１６４】
ところで、ｎ・λ＝３６０°の場合、つまり、３６０°がλで割り切れる場合には、正射影上で回転方向Ｒに沿って隣接する連通孔３２，３２（以下、連通孔対と称する。）の位相のずれは、全て角λとなる。
【０１６５】
図４（Ａ）にλ＝９０°（ｎ＝４）の場合を模式的に例示する。なお、図４（Ａ）においては、図が煩雑となるのを防ぐために、分解筒１２を単なる円形で表し、集合体Ｃの図示を省略し、及び連通孔３２を単なるハッチング付きの半円形として表した。これは図４（Ｂ）でも同様である。
【０１６６】
図４（Ａ）に示したように、全ての連通孔対Ｐ１〜Ｐ４について、λは９０°である。
【０１６７】
一方、ｎ・λ＞３６０°の場合、つまり、３６０°がλで割り切れない場合には、全体でｎ対の連通孔対の内、（ｎ−１）対については、位相のずれはλである。しかし、残りの１対については、位相のずれは、３６０°−（ｎ−１）λとなる。
【０１６８】
図４（Ｂ）に、λ＝５５°（ｎ＝７）の場合を例示する。この場合、連通孔対Ｐ１〜Ｐ６については、λは５５°である。しかし、連通孔対Ｐ７については、λは３０°（＝３６０°−５５°×（７−１））となる。
【０１６９】
このように、上述の（条件１）〜（条件４）を満たすように、邪魔板２６及び連通孔３２を構成することにより、分解筒１２が回転しても、１個以上の連通孔３２は、必ず、分解筒１２内に停留する集合体Ｃに埋没した状態となる。よって、未処理ガスは、集合体Ｃに埋没した邪魔板２６を通過する際に、必ず、集合体Ｃ中を流通する。
【０１７０】
再び図２を参照して、この実施の形態における５枚の邪魔板２６の配置につき説明する。
【０１７１】
５枚の邪魔板２６の内、下流側の４枚の邪魔板２６２〜２６５においては、連通孔３２はλ＝９０°で配置されている。したがって、分解筒１２の回転の過程で、これら４枚の邪魔板２６２〜２６５にそれぞれ設けられた連通孔３２の内、必ず１個は、集合体Ｃ中に埋没することとなる。
【０１７２】
最も上流側に存在する１枚の邪魔板２６１は、付加的なものである。したがって、邪魔板２６１に設けられる連通孔３２の位相は、任意である。
【０１７３】
図１を参照して、２次分解炉２３につき説明する。２次分解炉２３は取出口２２に接続されている。２次分解炉２３は、貯蔵容器３４と、ガス排出口３６と、排出手段３８と、２次加熱手段４０とを含む。
【０１７４】
貯蔵容器３４は、重力方向に沿って延在する円筒状の容器である。貯蔵容器３４の側面に、分解筒１２の取出口２２が接続されていて、下部にガス排出口３６が設けられている。したがって、取出口２２からは、可燃性ガスと無定形炭素Ｃとが貯蔵容器３４に導入されることとなる。この内、無定形炭素Ｃは、その粒子の自重により落下し、貯蔵容器３４内に徐々に蓄積していく。また、可燃性ガスは、貯蔵容器３４に蓄積した集合体Ｃを流通した後にガス排出口３６から排出される。
【０１７５】
ここで、貯蔵容器３４は、好ましくは、分解筒１２中から取り出される可燃性ガスが２秒以上滞留することができる体積とするのがよい。その場合には、貯蔵容器３４の体積は、分解筒１２から取り出される可燃性ガスの体積（１秒あたり）の２倍以上となる。具体的には、貯蔵容器３４は、内径が、好ましくは、たとえば約４０ｃｍである。また、高さが、好ましくは、たとえば約２．５ｍである。
【０１７６】
また、貯蔵容器３４は、２次加熱手段４０から発生する熱の放熱を防ぎ、かつ、高温度に耐えることができるような、断熱性及び耐熱性に優れた材料で形成される。貯蔵容器３４の材料としては、好ましくは、たとえば、厚みが約３００ｍｍのキャスターが用いられる。
【０１７７】
なお、取出口２２と貯蔵容器３４との接続部には、分解筒１２の気密性を保ち、かつ、分解筒１２の回転を阻害しないように、リングシール等からなるシール機構３４ａが設けられている。
【０１７８】
また、貯蔵容器３４には、好ましくは、無定形炭素Ｃの蓄積量が所定量以上となったことを検知するための、図示しない炭素量検知器を設けておくのがよい。
【０１７９】
ガス排出口３６は、貯蔵容器３４の下端３４ｂ付近の側面に設けられた開口である。熱分解炉１０が定常的に運転されている場合、貯蔵容器３４中には、無定形炭素Ｃが蓄積されている。よって、ガス排出口３６は、この蓄積された炭素粒子からなる集合体Ｃ中に埋没した状態となっている。したがって、取出口２２から貯蔵容器３４へと流通した可燃性ガスは、貯蔵容器３４中に蓄積された集合体Ｃ中を流通した後にガス排出口３６から排出されることとなる。
【０１８０】
ガス排出口３６は、配管４６を介してスクラバ式のガス洗浄装置４４に接続されている。したがって、ガス排出口３６から排出された燃料ガス（後述）は、ガス洗浄装置４４により洗浄された後に系外に取り出される。
【０１８１】
なお、貯蔵容器３４に貯蔵された無定形炭素Ｃの粒子の配管４６への侵入を防ぐために、ガス排出口３６には、無定形炭素Ｃの粒子の平均粒径よりも細かいメッシュの金網５８が張り渡されている。
【０１８２】
排出手段３８は、貯蔵容器３４の下端３４ｂに接続されたスクリューフィーダ４８と、このスクリューフィーダ４８に接続されたスクリューフィーダ５０を含む。
【０１８３】
スクリューフィーダ４８は、水平方向に延在し、したがって、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃを水平方向に搬送する。スクリューフィーダ５０は鉛直方向に延在し、スクリューフィーダ４８と同期して駆動される。そして、スクリューフィーダ５０は、スクリューフィーダ４８を搬送されてきた無定形炭素Ｃの搬送方向を、鉛直下向きへと変更する。
【０１８４】
スクリューフィーダ５０の先端開口は、水槽５２に蓄えられた水Ｗの中に没している。したがって、スクリューフィーダ５０により搬送されてきた無定形炭素Ｃは、この先端開口から、水中へと排出される。水中に排出された無定形炭素Ｃは、洗浄され、ベルトコンベア５４により取り出される。
【０１８５】
なお、スクリューフィーダ４８，５０は、上述の炭素量検知器からの信号に基づき駆動される。つまり、貯蔵容器３４中に所定量以上の無定形炭素Ｃが蓄積されると、炭素量検知器からの信号がＯＮとなり、スクリューフィーダ４８，５０が駆動される。そして、無定形炭素Ｃの量が所定量未満まで減少すると、炭素量検知器からの信号がＯＦＦとなり、スクリューフィーダ４８，５０が停止される。
【０１８６】
２次加熱手段４０は、貯蔵容器３４に設けられた４本の棒状ヒータ５６を含む。なお、図１には、この内の２本のみを示している。
【０１８７】
棒状ヒータ５６は、貯蔵容器３４の上蓋を貫通して、ほぼ鉛直に延在している。そして、棒状ヒータ５６は、下側部分が貯蔵容器３４に蓄積された集合体Ｃに埋没するように配置されている。好ましくは、棒状ヒータ５６の下側部分を、ガス排出口３６の付近まで延在させてあるのがよい。
【０１８８】
棒状ヒータ５６を発熱させることにより、貯蔵容器３４中の集合体Ｃを、好ましくは、たとえば約１０００℃の温度に保持するのがよい。
【０１８９】
ここで、棒状ヒータ５６は、その上部が図示しない昇降機構に接続されており、これにより棒状ヒータ５６を、貯蔵容器３４中に蓄積された無定形炭素Ｃの量に応じて抜き差しすることが可能となっている。
【０１９０】
また、棒状ヒータ５６は、集合体Ｃに埋没する先端側に発熱部が設けられており、この発熱部のみが発熱するように構成されている。このようにすることにより、集合体Ｃのみを効果的に加熱できる。
【０１９１】
次に、図１及び図５を参照して、熱分解炉１０の動作につき説明する。あわせて、有機物の処理方法、可燃性ガスの製造方法についても説明する。図５は、熱分解炉中におけるガスの流れの説明に供するブロック図である。
【０１９２】
なお、以下の説明は、定常運転中の熱分解炉１０に関するものである。すなわち、分解筒１２は、加熱手段１６により加熱されており、分解筒１２中には熱分解途上の有機物Ｃ、及び、炭化した無定形炭素Ｃの双方が併存しているものとする。また、２次分解炉２３の貯蔵容器３４には、所定量の無定形炭素Ｃが蓄積されているものとする。
【０１９３】
（有機物Ｏの分解筒１２への供給）
スクリューフィーダ１４ｂの稼働により、加熱されている分解筒１２の一端開口１２ａ付近には、有機物Ｏが一定の供給速度で供給される。ここで、有機物Ｏとしては、水分含有量が１０〜３０ｗｔ％の粉砕された有機系廃棄物を用いる。
【０１９４】
分解筒１２は傾斜しており、かつ、周方向に回転されている。したがって、有機物Ｏは、加熱されながら、分解筒１２の他端開口１２ｂに向かって移動していく。
【０１９５】
分解筒１２の傾斜が緩やか（θ≒２°）であることより、有機物Ｏは、分解筒１２中で内径Ｄの約半分の高さに堆積した状態で移動する。無定形炭素Ｃも同様である。
【０１９６】
ところで、加熱の過程で有機物Ｏから発生する未処理ガスの体積は、分解筒１２の体積に比べて非常に大きい。また、スクリューフィーダ１４ｂから有機物Ｏとともに分解筒１２内に供給される空気（酸素）は、未処理ガスに比べて非常に少ない。その結果、有機物Ｏは、ほとんど酸素の存在しない状態で加熱されることとなる。したがって、有機物Ｏは、「燃焼」ではなく、「熱分解（乾留）」される。
【０１９７】
なお、有機物Ｏの分解筒１２への供給速度は、約１．３ｋｇ／分である。
【０１９８】
また、分解筒１２内における有機物Ｏの移動速度は、約１０ｍ／１時間である。つまり、一端開口１２ａに供給された有機物Ｏは、熱分解されながら分解筒１２の全長Ｌを約３０分かけて移動して、取出口２２から無定形炭素Ｃとして取り出される。
【０１９９】
（有機物Ｏの分解筒１２での熱分解）
有機物Ｏは、第１可燃性ガス及び気体状のタール（以下、単にタールとも称する。）を含む未処理ガスを発生しながら熱分解されていく（図５：矢印Ａｒ１）。有機物Ｏは、分解筒１２の上流側の２／３Ｌ（Ｌ：分解筒１２の全長）程度の長さの領域を移動する間に熱分解が完了し、無定形炭素Ｃへと炭化される（図５：矢印Ａｒ２）。周知の通り、無定形炭素Ｃは、粒子の状態にある。
【０２００】
ここで、未処理ガスとは、有機物Ｏから発生する、水蒸気、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、メタン、エタン、気体状のタール及びその他の微量ガス成分が混合されたガスのことを示す。未処理ガス中で可燃性の化学種、すなわち、Ｈ２、ＣＯ、メタン及びエタン等を第１可燃性ガスと称する。つまり、未処理ガスは、第１可燃性ガスと、気体状のタールと、水蒸気と、その他の微量ガス成分とからなる。
【０２０１】
また、タールとは、有機物Ｏの熱分解の過程で発生する、可燃性ガスに比べて分子量の大きな有機化合物であり、３００〜４００℃より高温では気体状であるが、これ以下の温度では液化するような成分を示す。
【０２０２】
また、熱分解途上の有機物Ｏは、未処理ガスの気化に必要な気化熱及び分解熱を消費する。したがって、有機物Ｏが熱分解されている領域（上流側の２／３Ｌの領域）の温度は約５００〜９００℃の範囲であり、無定形炭素Ｃが移動する領域（下流側の１／３Ｌの領域）の温度（約９００℃）よりも低温である。
【０２０３】
（分解筒１２における無定形炭素Ｃの移動）
無定形炭素Ｃの集合体は、約９００℃の温度に保たれたまま、分解筒１２の下流側１／３Ｌ程度の長さの停留室群３０を、約１０分かけて、取出口２２まで移動する。このようにして、無定形炭素Ｃは、他端開口１２ｂに最も近い停留室２４Ａまで移動する。ところで、取出口２２の下側領域は、蓋２８によりふさがれている。その結果、集合体Ｃは、分解筒１２内に一時的に停留される。この停留により、停留室群３０の全体にわたって無定形炭素Ｃが溜まることとなる。
【０２０４】
そして、分解筒１２内の無定形炭素Ｃの停留量が所定量を超えると、無定形炭素Ｃは蓋２８の上端からあふれ出す。このあふれ出した無定形炭素Ｃは、自重により落下して２次分解炉２３の貯蔵容器３４へと蓄積される（図５：矢印Ａｒ３）。
【０２０５】
（未処理ガスからのタールの除去）
一方、有機物Ｏの熱分解の過程で発生した未処理ガスは、分解筒１２内を取出口２２に向けて流通する。そして、停留室群３０を通過する際に無定形炭素Ｃ中を流通する（図５：矢印Ａｒ４）。
【０２０６】
なお、ここで未処理ガスが流通する無定形炭素Ｃは、当該未処理ガスの発生源である有機物Ｏよりも以前に分解筒１２に供給された有機物Ｏに由来するものである。
【０２０７】
ところで、熱分解により得られた無定形炭素Ｃには、多数の微細孔が形成され、単位質量あたりの表面積が、元の有機物Ｏに比べて格段に大きくなっている。
【０２０８】
未処理ガス中の気体状のタールは、無定形炭素Ｃの、この微細孔中に吸着され、未処理ガスから除去される（図５：矢印Ａｒ５）。気体状のタールが除去されることにより、未処理ガスは処理ガスとなる（図５：矢印Ａｒ６）。
【０２０９】
ここで、未処理ガスからタールを除去する方法につき、より詳細に説明する。
【０２１０】
上述のように、停留室群３０には、連通孔３２が形成された５枚の邪魔板２６が設けられている。そして、これら５枚の邪魔板２６に形成された連通孔３２は、必ず、１個以上が分解筒１２に停留する集合体Ｃ中に埋没するように配置されている。その結果、この埋没した連通孔３２を通過する際に、未処理ガスは、集合体Ｃ中を流通することとなる。この際に、未処理ガス中の気体状のタールが無定形炭素Ｃに吸着される。
【０２１１】
（吸着されたタールの分解）
無定形炭素Ｃに吸着されたタールは、９００℃の温度環境下に長時間（最長で約１０分）にわたり曝される。その結果、タールは、水蒸気の有無に関係なく、熱分解反応により分解される。これにより、タールよりも低分子量であるメタン、エタン及びＣＯ等を含む可燃性の第２可燃性ガスが発生する（図５：矢印Ａｒ７）。なお、タールの分解に水蒸気を必要としないことについては、実施例において詳述する。
【０２１２】
このタール由来の第２可燃性ガスは、分解筒１２中を流通する未処理ガス又は処理ガスの流れに乗って、下流側に流通する。そして、取出口２２から、処理ガス及び第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスとして取り出される（図５：矢印Ａｒ８）。
【０２１３】
この発明の有機物の処理方法は、以上のような過程を経て無定形炭素Ｃと可燃性ガスとを生成する。同様に、この発明の可燃性ガスの製造方法は、以上のような過程を経て可燃性ガスを製造する。
【０２１４】
（２次分解炉２３での処理）
得られた無定形炭素Ｃと可燃性ガスとは、２次分解炉２３に導入される。
【０２１５】
２次分解炉２３の貯蔵容器３４中には、取出口２２から取り出された無定形炭素Ｃが、貯蔵容器３４の下端３４ｂから所定高さにわたって蓄積されて、集合体となっている。そして、この無定形炭素Ｃは、２次加熱手段４０により加熱され、約１０００℃の温度に保たれている。また、貯蔵容器３４の下端３４ｂ付近の側面には、ガス排出口３６が設けられている。
【０２１６】
したがって、２次分解炉２３中の可燃性ガスは、ガス排出口３６から取り出されるまでに、貯蔵容器３４に蓄積された集合体Ｃ中を流通しなければならない。
【０２１７】
よって、停留室群３０の流通過程で除去されなかったタールが可燃性ガス中に含まれていたとしても、このタールは、可燃性ガスの流通過程で、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃに吸着される（図５：矢印Ａｒ９）。その結果、ガス排出口３６から取り出される可燃性の燃料ガス（後述）には、ほとんどタールが含まれない。
【０２１８】
また、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃは、約１０００℃の温度に保たれている。よって、分解筒１２中では分解しきれなかったタール、及び貯蔵容器３４中で、新たに無定形炭素Ｃに吸着されたタールは、上述と同様の熱分解反応により分解され、第２可燃性ガスと同様の化学種を含む第３可燃性ガスを発生する（図５：矢印Ａｒ１０）。第３可燃性ガスは可燃性ガスと混合されて燃料ガスとなり、ガス排出口３６から取り出される（図５：矢印Ａｒ１１）。
【０２１９】
ガス排出口３６から排出された燃料ガスは、配管４６を介してガス洗浄装置４４に流通し、洗浄された後に系外に取り出される。
【０２２０】
また、貯蔵容器３４中の無定形炭素Ｃは、上述の炭素量検知器からの信号に基づいたスクリューフィーダ４８，５０の駆動により、適宜系外に取り出される。これにより、貯蔵容器３４中には常に所定量の無定形炭素Ｃが蓄積されることとなる。
【０２２１】
以下、この実施の形態で説明した熱分解炉、有機物の処理方法及び可燃性ガスの製造方法の奏する効果につき説明する。
【０２２２】
有機物Ｏの熱分解で発生した未処理ガスを、多数の微細孔を有する無定形炭素Ｃに流通させる。これにより、タールが除去された処理ガスを得ることができる。
【０２２３】
ところで、この無定形炭素Ｃは、未処理ガスを発生した有機物Ｏよりも以前に分解筒１２に供給された有機物Ｏが熱分解されたものである。つまり、分解筒１２内で先に供給された有機物Ｏ由来の無定形炭素Ｃに、後に供給された有機物Ｏから発生する未処理ガスを流通させる。この結果、タールの除去のために、別途吸着材を準備する必要がない。
【０２２４】
また、タールを吸着した無定形炭素Ｃを９００℃の温度で、最長１０分程度保持することで、吸着されたタールを分解して第２可燃性ガスを発生させる。つまり、この第２可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増加させることができる。
【０２２５】
また、このタールの分解は、熱分解反応により行われるので、タールの分解に水蒸気を必要としない。
【０２２６】
また、実施の形態の有機物の処理方法によれば、可燃性ガスと無定形炭素Ｃとを同時に生成することができる。これにより、可燃性ガスは各種燃料として、及び無定形炭素Ｃは、吸着材や土壌改質剤等として有効利用することができる。
また、有機物Ｏから発生した未処理ガスは、取出口２２から取り出されるまでに、８００℃以上の温度（約９００℃）に２秒以上保持される。したがって、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【０２２７】
また、５枚の邪魔板２６のそれぞれに形成された連通孔３２の１個以上が、必ず、分解筒１２内の無定形炭素Ｃの集合体中に埋没するように、連通孔３２が配置されている。これにより、未処理ガスは、確実に無定形炭素Ｃの集合体中を流通する。したがって、未処理ガス中のタールは確実に除去される。
【０２２８】
また、無定形炭素Ｃを約１０００℃の温度に保った状態で貯蔵する２次分解炉２３を設けている。さらに、取出口２２から取り出される可燃性ガスを、この無定形炭素Ｃを流通させた上でガス排出口３６から排出させている。これにより、可燃性ガス中に微量のタールが含まれていたとしても、このタールを除去することができる。
【０２２９】
また、２次分解炉２３中の無定形炭素Ｃに吸着されているタールは、分解されて、第３可燃性ガスとなる。これにより、２次分解炉２３を設置しない場合に比較して、第３可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増加することができる。
【０２３０】
さらに、この熱分解炉１０においては、分解筒１２が所定の温度まで昇温した後は、この温度を保持するために加熱手段１６から分解筒１２へと加える熱量は比較的少量ですむ。よって、“加熱−冷却”を繰り返すバッチ式の熱分解炉７０（後述）よりも、エネルギー利用効率が高い。
【０２３１】
以下、この実施の形態で説明した熱分解炉、有機物の処理方法及び可燃性ガスの製造方法の設計条件や変形例につき説明する。
【０２３２】
熱分解炉１０は、スケールアップ及びスケールダウンすることができる。たとえば、分解筒１２の直径を約７５ｃｍとし、及び全長Ｌを約７ｍにスケールアップすることで、１日あたり約２０ｔの有機系廃棄物を処理することができる。
【０２３３】
また、この実施の形態では、有機物Ｏの分解筒１２への供給速度は、約１．３ｋｇ／分とされている。これは、分解筒１２内で、有機物Ｏから単位時間あたりに発生する未処理ガスの発生量を勘案して決定されたものである。つまり、有機物Ｏの供給速度をこの値とすることにより、未処理ガスは、９００℃の温度に保たれた停留室群３０を２秒以上かけて流通することができる。
【０２３４】
このようにすることにより、未処理ガスと無定形炭素Ｃとの接触時間を、実用上充分な長さとすることができる。その結果、未処理ガス中のタールのほとんどが無定形炭素Ｃへと吸着される。また、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【０２３５】
また、分解筒１２の傾斜角θは、２°には限られず、分解筒１２内における有機物Ｏや無定形炭素Ｃの移動速度、及び、分解筒１２内における集合体Ｃの厚みＨ等を勘案して決定することが好ましい。
【０２３６】
また、停留室群３０に存在する無定形炭素Ｃの保持温度は、８００℃〜１０００℃の範囲の中で、設計に応じて好適な温度を選択できる。無定形炭素Ｃに吸着されたタールを熱分解反応により分解する観点から見ると、無定形炭素Ｃの保持温度は、より高い温度であることが好ましい。したがって、分解筒１２の構成材料の耐熱性を勘案して、この範囲の中から、より高い温度を選択することが好ましい。このようにすることにより、タールを効果的に分解できるとともに、可燃性ガスの収量を実用上充分な程度まで増加させることができる。
【０２３７】
ただし、保持温度は８００℃以上であれば、無定形炭素Ｃに吸着されたタールの分解速度を実用上許容できる速度とすることができる。したがって、可燃性ガスの収量を実用上許容できる程度まで増加させることができる。
【０２３８】
また、分解筒１２を構成する材料の耐熱性をより高いものとできれば保持温度は１０００℃より高くてもかまわない。
【０２３９】
また、停留室群３０に設けられる邪魔板２６は、連通孔３２が上述の（条件１）〜（条件４）を満たすような形状及び配置とされていれば、５枚には限定されない。
【０２４０】
より詳細には、邪魔板２６はｍ枚（ただし、ｍは、ｍ≧３、かつ、ｍ≧ｎの整数）以上であればよい。そして、これらｍ枚の邪魔板２６の内、ｎ枚の邪魔板２６が上述の（条件１）〜（条件４）を満足すればよい。
【０２４１】
このとき、残りの（ｍ−ｎ）枚の邪魔板２６の連通孔３２は、任意の位相で配置してかまわない。ただし、未処理ガスを無定形炭素Ｃ中に充分に流通させるという観点からは、（ｍ−ｎ）≧３の場合には、可能であれば、これら（ｍ−ｎ）個の連通孔３２を（条件３）及び（条件４）を満たすように配置することが好ましい。
【０２４２】
また、個々の連通孔３２は、上述の（条件１）及び（条件２）を満足した上で、分解筒１２を移動する無定形炭素Ｃの移動を妨げないような形状及び大きさとすることが好ましい。
【０２４３】
ただし、連通孔３２の角αを大きくし、かつ、高さｈを大きくすると、連通孔３２の面積が大きくなる。この結果、無定形炭素Ｃは移動しやすくなる。しかし、必要とされる邪魔板２６の枚数が増加する。逆に、連通孔３２の角αを小さくし、かつ、高さｈを小さくすると、連通孔３２の面積が小さくなる。この結果、必要とされる邪魔板２６は少なくてすむが、無定形炭素Ｃが移動しにくくなる。
【０２４４】
したがって、連通孔３２の形状及び大きさは邪魔板２６の枚数と、無定形炭素Ｃの移動の容易さとを勘案して決定することが好ましい。
【０２４５】
また、分解筒１２に供給される有機物Ｏは、水分含有量が３０ｗｔ％以下であることが好ましい。水分含有量が３０ｗｔ％以下であれば、有機物Ｏから水蒸気を気化させるための気化熱を、実用上許容できる程度の熱量に抑えることができる。その結果、熱分解が円滑に進行する。この観点から見ると、有機物Ｏの水分含有量は、より少ないことが好ましい。後述の実施例では、含有水分量が１５ｗｔ％程度の乾燥木片を有機物Ｏとして用いて、タールを含まない充分な量の可燃性ガスと無定形炭素Ｃとを生成することができた。
【０２４６】
また、熱分解炉１０において、２次分解炉２３は、必須の構成要件ではない。したがって、取出口２２から、直接、可燃性ガス及び無定形炭素Ｃを取り出してもよい。このようにすることによっても、可燃性ガス中のタールは実用上充分な量にまで低減されている。
【０２４７】
また、２次分解炉２３中に貯蔵されている無定形炭素Ｃの保持温度は、８００℃〜１０００℃の範囲の中で、設計に応じて好適な温度を選択できる。無定形炭素Ｃに吸着されたタールを熱分解反応により分解する観点から見ると、無定形炭素Ｃの保持温度は、より高い温度であることが好ましい。したがって、貯蔵容器３４の構成材料の耐熱性を勘案して、この範囲の中から、より高い温度を選択することが好ましい。
【０２４８】
また、熱分解炉１０と、この熱分解炉１０から取り出された燃料ガスを燃料として発電を行う発電機（不図示）とで、発電システムを構成してもよい。そして、この発電機で発電された電力を、ヒータ１６ａや棒状ヒータ５６に供給してもよい。このようにすることにより、商用電力の消費量を低減することができる。
【０２４９】
また、分解筒１２をヒータ１６ａで加熱する代わりに、外筒１６ｂ内で、熱分解炉１０から取り出された燃料ガスを燃焼させることで、分解筒１２を加熱してもよい。このようにすることにより、熱分解炉１０のエネルギー利用効率を高めることができる。
【０２５０】
（実施の形態２）
図６を参照して、実施の形態２の熱分解炉につき説明する。
【０２５１】
図６は、熱分解炉の全体構成を示す模式図である。
【０２５２】
なお、以下の説明において用いる「未処理ガス」、「処理ガス」、「可燃性ガス」、及び「第２可燃性ガス」等の用語の意味は、実施の形態１で説明したものと同様である。
【０２５３】
熱分解炉７０は、分解筒７２と、加熱手段７４と、タール分解手段としてのタール分解容器７６と、取出口手段としての取出口７８とを備えている。さらに、任意的な構成要件として、回転手段８２と、冷却装置８０とを備えている。
【０２５４】
この熱分解炉７０は、有機物Ｏを断続的に熱分解する、いわゆるバッチ式熱分解炉である。
【０２５５】
分解筒７２は、ほぼ水平に配置された中空円筒である。分解筒７２の一端部側には、入出口７２ａが設けられている。この入出口７２ａは、有機物Ｏの投入口及び無定形炭素Ｃの取出口を兼ねている。また、入出口７２ａには、分解筒７２を気密に保つことが可能な蓋７２ｂが設けられている。
【０２５６】
分解筒７２の他端部側には、ガス排出用配管７２ｃが接続されている。このガス排出用配管７２ｃは、タール分解容器７６の側面に接続されている。
【０２５７】
回転手段８２は、分解筒７２に接続されており、有機物Ｏの熱分解中に、分解筒７２を周方向に回転させる。
【０２５８】
加熱手段７４は、バーナ７４ａと、外筒７４ｂとを備える。外筒７４ｂは、分解筒７２を内包するように配置されている。バーナ７４ａは、分解筒７２と外筒７４ｂとの間の空間に設けられている。そして、バーナ７４ａを燃焼させることにより、分解筒７２を約９００℃まで加熱して、分解筒７２内部に投入された有機物Ｏを熱分解する。
【０２５９】
タール分解容器７６は、ガス排出用配管７２ｃを介して分解筒７２と接続されている。有機物Ｏの熱分解で発生した未処理ガスは、ガス排出用配管７２ｃを介してタール分解容器７６に導入される。
【０２６０】
タール分解容器７６は、中空筒状の本体７６ａと、カートリッジ８８と、充填材加熱手段７６ｂとを備えている。
【０２６１】
カートリッジ８８は、未処理ガスの通気性を確保するために、メッシュ状の金網等で形成された容器であり、内部に無定形炭素Ｃからなる充填材８４が充填されている。このカートリッジ８８は、本体７６ａ内部に装着及び脱着自在に設けられている。
【０２６２】
充填材加熱手段７６ｂは、カートリッジ８８の内部空間に挿入されるように配置されており、充填材８４を約１０００℃の温度に加熱することができる。ここで、カートリッジ８８は、有機物Ｏの熱分解で発生する未処理ガスが、加熱された充填材８４を２秒以上かけて通過することができる体積とされている。
【０２６３】
なお、充填材８４として用いられる無定形炭素Ｃとしては、この熱分解炉７０で生成されたものを用いている。
【０２６４】
また、タール分解容器７６の上面に形成された開口として取出口７８が設けられている。したがって、タール分解容器７６に導入された未処理ガスは、約１０００℃に保たれた充填材８４中を流通し、可燃性ガスとして、取出口７８から取り出される。
【０２６５】
すなわち、未処理ガスは、充填材８４を流通する過程で、無定形炭素Ｃによりタールが吸着除去され、処理ガスとなる。さらに、実施の形態１で説明したように、無定形炭素Ｃに吸着されたタールは、１０００℃の環境下で熱分解反応により分解され第２可燃性ガスとなる。したがって、取出口７８からは、処理ガスと第２可燃性ガスとが混合された可燃性ガスが取り出される。
【０２６６】
冷却装置８０は、配管８６を介して取出口７８と接続されている。冷却装置８０は、いわば水槽であり、内部に大量の水Ｗが蓄えられている。そして、配管８６の、取出口７８とは反対側の開口部は、この水中に没している。つまり、冷却装置８０は、いわゆるバブリング式である。
【０２６７】
したがって、取出口７８から取り出された可燃性ガスは、冷却装置８０に蓄えられた水中を流通することで、冷却されるとともに洗浄される。そして、冷却装置８０の上部に設けられた開口８０ａから取り出される。
【０２６８】
熱分解炉７０の動作や、タール分解のメカニズムは、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２６９】
以下、この実施の形態で説明した熱分解炉７０の奏する効果につき説明する。
【０２７０】
この熱分解炉７０では、有機物Ｏの熱分解で発生した未処理ガスを、タール分解容器７６において、多数の微細孔を有する無定形炭素Ｃに流通させる。これにより、タールが除去された処理ガスを得ることができる。
【０２７１】
ところで、充填材８４として用いる無定形炭素Ｃは、熱分解炉７０により生成されたものである。つまり、タールの除去のために、別途吸着材を準備する必要がない。
【０２７２】
また、タールを吸着した無定形炭素Ｃを約１０００℃の温度に保持することで、吸着されたタールを分解して第２可燃性ガスを発生させる。つまり、この第２可燃性ガスの発生量分だけ可燃性ガスの収量を増加させることができる。
【０２７３】
また、熱分解炉７０においては、タールは、熱分解反応により分解されるので、水蒸気を必要としない。
【０２７４】
また、有機物Ｏから発生した未処理ガスは、取出口７８から取り出されるまでに、８００℃の温度に２秒以上保持される。したがって、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【０２７５】
さらに、熱分解炉７０はバッチ式であるので、連続式の熱分解炉１０では処理できない有機系廃棄物（たとえば、汚染物を含む有機系廃棄物や医療用廃棄物等）の熱分解を行うことができる。
【実施例】
【０２７６】
次に、この発明の実施例につき説明する。
【０２７７】
実施例では、発明者らが行った実験の結果に基づき、（１）タールの分解に水蒸気を必要としないこと、（２）タールの低減効果、及び、（３）可燃性ガスの収量増加につき説明する。
【０２７８】
実験に用いた熱分解炉は、実施の形態２で説明したバッチ式の熱分解炉７０をスケールダウンしたものである。したがって、実施例においては、熱分解炉の構造の説明を省略する。また、熱分解炉の構成要素を説明する場合には、実施の形態２と同様の名称及び符号を用いる。
【０２７９】
実施例においてバッチ式の熱分解炉７０を用いた理由は、熱分解により発生する無定形炭素、タール及び可燃性ガスを定量的に把握することが容易だからである。熱分解炉７０と熱分解炉１０（実施の形態１）との違いは、有機物が連続的に投入されるか否かだけである。つまり、両者は、熱分解炉中における有機物の熱分解過程や発生するガスの処理方法は共通している。したがって、以下に説明する実施例の結果は、連続式の熱分解炉１０でも同様に成り立つ。
【０２８０】
下記の表１に実験条件及び実験結果を、並びに表２に比較例Ｃで得られた可燃性ガスの成分分析結果を示す。
【０２８１】
【表１】
【０２８２】
【表２】
【０２８３】
表１を参照して、実験条件につき説明する。有機物の熱分解実験を、６種類の条件（比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａ）で行った。そして、１条件につき３回ずつ、合計１８回の実験を行った。
【０２８４】
まず、実験条件及び実験手順につき説明する。なお、以下の説明は、特に明示のない限り全実験に共通したものである。
【０２８５】
（ｉ）分解筒７２に１５．０ｋｇの有機物を供給した後に、分解筒７２を閉鎖して、分解筒７２を加熱手段７４により加熱することで、有機物の熱分解を行った。
【０２８６】
ここで、有機物としては、チップ状に破砕された乾燥木片を用いた。なお、木片を構成する木材種に由来する実験結果のバラツキを防ぐために、攪拌により均一化された充分量の木片（母木片）を予め準備しておき、この母木片から各実験で用いる木片を取り出した。
【０２８７】
また、表１に示した含有水分量は、公知の水分量計により測定した。なお、この含有水分量は、試料によらず、約１５ｗｔ％でほぼ一定であった。
【０２８８】
また、分解筒７２は、有機物投入直後の室温状態から、約９００℃の温度となるまで加熱した。そして、取出口７８から新たなガスが発生しなくなるまで、分解筒７２を約９００℃の温度に保った。有機物を投入してから実験終了（可燃性ガス発生が停止する）までに要した時間は約１時間であった。
【０２８９】
（ｉｉ）比較例Ｂ〜Ｅ及び実施例Ａにおいては、有機物の熱分解の過程で発生したガス（以下、発生ガスとも称する。）を、約１０００℃に保たれたタール分解容器７６に導入した。タール分解容器７６中には、表１に示した充填材８４が充填されたカートリッジ８８が設けられており、タール分解容器７６に導入された発生ガスを、このカートリッジ８８中を流通させた後に、取出口７８から可燃性ガスとして取り出した。
【０２９０】
ここで、カートリッジ８８の体積は、発生ガスの体積（１秒あたり）の約３倍とした。
【０２９１】
なお、比較例Ａでは、分解筒７２と冷却装置８０とを直接接続した。つまり、比較例Ａでは、分解筒７２の出口から放出される発生ガスを、そのまま可燃性ガスとして取り出した。
【０２９２】
（ｉｉｉ）（ｉｉ）で取り出された可燃性ガスを、バブリング式の冷却装置８０を通過させ室温まで冷却した。これにより、可燃性ガス中のタールを液化させた。
【０２９３】
（ｉｖ）（ｉｉｉ）を経た可燃性ガスの体積を測定することにより、表１に示した可燃性ガス発生量とした。また、冷却装置８０、分解筒７２、タール分解容器７６及び配管系中に残留したタールの合算質量を、表１に示した液化タール質量とした。
【０２９４】
また、表１には、分解筒７２中に残留した無定形炭素の質量（Ａ欄）と、充填材８４に残留した無定形炭素の質量（Ｂ欄）と、両者の合算質量（Ｃ欄）を、それぞれ示した。なお、Ｂ欄の、充填材８４に残留した無定形炭素の質量は、実験の前後において充填材８４の質量を測定し、“（実験後の充填材の質量）−（実験前の充填材の質量）”により求めた。
【０２９５】
（ｖ）比較例Ａと比較例Ｃについては、得られた可燃性ガスの発熱量を測定した。なお、表１に示した発熱量は、標準状態における可燃性ガス１ｍ３あたりの値である。
【０２９６】
（ｖｉ）比較例Ｃについては、可燃性ガスの成分分析を行った。
【０２９７】
次に、カートリッジ８８に充填した充填材８４につき説明する。
【０２９８】
比較例Ａでは、タール分解容器７６を設けていない。したがって充填材８４は使用していない。
【０２９９】
比較例Ｂでは、タール分解容器７６を設けているが、カートリッジ８８の内部に充填材８４を充填していない。つまり、比較例Ｂは、空のカートリッジ８８を１０００℃に加熱している。
【０３００】
比較例Ｃでは、充填材８４として、直径１０ｍｍ、及び長さ１５ｍｍのステンレス製パイプの切断片を用いた。
【０３０１】
比較例Ｄでは、充填材８４として、家庭用のステンレス製金タワシを用いた。
【０３０２】
比較例Ｅでは、充填材８４として、コークスを用いた。
【０３０３】
実施例Ａでは、充填材８４として、予め準備された無定形炭素を用いた。なお、この無定形炭素は、上述の母木片の熱分解により製造したものである。
【０３０４】
次に、表１を参照して実験結果につき説明する。
【０３０５】
タール分解容器７６を用いていない比較例Ａでは、液化タール質量が約３．６ｋｇである。これは、無定形炭素発生量（約２．８ｋｇ）よりも多量であり、積極的にタール分解処理を行わない場合には、非常に多量のタールが発生することがわかる。
【０３０６】
比較例Ｂでは、空のカートリッジ８８中に発生ガスを流通させただけで、液化タール質量が、比較例Ａの１／２未満（約１．４ｋｇ）となることがわかる。また、可燃性ガス発生量（約８．４ｍ３）も比較例Ａの約１．８倍まで増加する。
【０３０７】
比較例Ｃ〜Ｅ及び実施例Ａでは、液化タール質量は、比較例Ａの１／３以下にまで減少する。また、可燃性ガス発生量は、比較例Ａの１．８倍以上にまで増加する。
【０３０８】
そして、比較例Ｃ〜Ｅ及び実施例Ａでは、この順序で液化タール質量が減少するとともに、可燃性ガス発生量が増加する。これは、後述のように、充填材８４の単位質量あたりの表面積に関係している。
【０３０９】
特に、充填材８４として母木片由来の無定形炭素を用いた実施例Ａでは、液化タール質量は約１０ｇである。これは、比較例Ａの１／１００以下である。
【０３１０】
つまり、分解筒７２の出口から取り出された可燃性ガスを、充填材８４としての無定形炭素に流通させず、かつ、８００℃未満の温度で液化した比較例Ａと比べて、実施例Ａでは液化タール質量を１／１００以下とすることができる。
【０３１１】
また、実施例Ａの可燃性ガス発生量は、約１０．３ｍ３である。これは、比較例Ａの２倍以上の体積である。
【０３１２】
比較例Ａ及び比較例Ｃについては、可燃性ガスの単位体積あたりの発熱量を評価している。これによれば、比較例Ａよりも比較例Ｃの方が、可燃性ガスの発熱量が約１０％大きくなっていることがわかる。
【０３１３】
このことから、単位体積あたりで見た場合、比較例Ｃ由来の可燃性ガスの方が、比較例Ａ由来の可燃性ガスよりも、多量の可燃性の化学種を含んでいることが示唆される。そして、比較例Ａと比較例Ｃとの違いは、タールの分解の有無のみであるので、比較例Ｃ由来の可燃性ガスで増加したと推測される可燃性の化学種は、分解されたタールに由来していると推測される。
【０３１４】
さらに、比較例Ｃで発生する可燃性ガスの体積は、比較例Ａの約２倍となっていることを勘案すると、比較例Ｃでは単位質量あたりの有機物（木片）から、比較例Ａに比べて、２倍以上の利用可能エネルギーを取り出せることがわかる。
【０３１５】
ところで、実施例Ａと比較例Ｃとでは、タール分解のメカニズム（熱分解反応）は、共通していると考えられるので、上述の議論は、実施例Ａについても同様に成り立つと考えられる。つまり、実施例Ａでは、比較例Ａの約２．５倍近く多量の利用可能エネルギーを取り出せると推測される。
【０３１６】
次に、表２を参照して可燃性ガスの構成成分につき説明する。
【０３１７】
比較例Ｃから得られた可燃性ガスは、体積百分率で７０％以上が可燃性の化学種で構成されていることがわかる。詳細には、可燃性ガスは、水素、一酸化炭素、メタン、エタン（エチレン）及びプロピレンという可燃性の化学種を含んでいる。
【０３１８】
ところで、実施例Ａと比較例Ｃとでは、タール分解のメカニズム（熱分解反応）は、共通していると考えられるので、実施例Ａで得られた可燃性ガスも、表２と共通した化学種を含んでいるものと推測される。
【０３１９】
次に、比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａの実験結果を用いて、タールの分解に水蒸気を必要としないことにつき説明する。
【０３２０】
一般に、水分を含んだ有機物の熱分解は、以下に説明する過程で進行することが知られている。すなわち、熱分解の初期段階では、まず始めに水蒸気が発生する。そして、有機物中の水分が蒸発し終わると、有機物からは、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、メタン、エタン及びタール等が発生する。そして、これらのガスが発生し終わると、有機物は無定形炭素へと炭化される。
【０３２１】
つまり、タールは、水蒸気の蒸発完了後の有機物から発生する。このように水蒸気とタールの発生時期が異なっているので、この実施例の熱分解炉７０では、タールと水蒸気とがタール分解容器７６中で共存することがない。
【０３２２】
よって、タール分解容器７６を設けた実験例（比較例Ｂ〜Ｅ及び実施例Ａ）において、タールの発生量（液化タール質量）が、比較例Ａより減少したとするならば、タールの分解には水蒸気が必要ないことが結論づけられる。
【０３２３】
ここで、表１を参照すると、比較例Ａの液化タール質量（約３．６ｋｇ）よりも、比較例Ｂ〜Ｅ及び実施例Ａの液化タール質量の方が明らかに少ない。
【０３２４】
つまり、この発明においては、タールは、水蒸気改質により分解されるのではなく、水蒸気を必要としない熱分解反応により分解されることがわかる。
【０３２５】
次に、比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａの実験結果を用いて、タールの低減効果、及び、可燃性ガスの収量増加につき説明する。
【０３２６】
比較例Ａ〜Ｅ及び実施例Ａにおける液化タール質量は、この順序で減少する。また、可燃性ガス発生量は、この順序で増加する。
【０３２７】
この２つの現象は、充填材８４の単位質量あたりの表面積（以下、単に表面積と称する。）の大小に関係するものと思われる。
【０３２８】
つまり、充填材８４の表面積を大きくすれば、タールとの接触面積が増えることから、充填材８４は、より多量のタールを吸着することができる。その結果、この充填材８４は、吸着した多量のタールを、高温環境下（約１０００℃）で長時間保持できる。高温環境下での保持時間が長くなることにより、充填材８４表面でタールの熱分解反応が充分に進行する。
【０３２９】
よって、表面積の大きな充填材８４を用いることにより、可燃性ガス中のタールの含有量を低減でき、かつ、可燃性ガスの収量を増加させることができると推測される。
【０３３０】
ここで、表１において（Ｂ）欄に注目する。（Ｂ）欄は、実験終了後に充填材８４に残留した無定形炭素の質量である。いずれの実験でも、（Ｂ）欄の値はプラス（＞０）であり、実験終了後に、無定形炭素が充填材８４に付着していることがわかる。
【０３３１】
ところで、タール分解容器７６中の充填材８４には、発生ガスが流通するのみである。したがって、この無定形炭素は、発生ガス中のタールに由来していると推測することができる。
【０３３２】
つまり、この無定形炭素は、分解途上のタールや分解後のタール残渣が、充填材８４に付着したものと考えられる。
【０３３３】
表１によれば、（Ｂ）欄の値は、いずれの実験でも約０．１ｋｇ以下である。この値は、タール除去を行っていない比較例Ａにおける液化タール質量（約３．６ｋｇ）の１／３０以下である。
【０３３４】
これは、充填材８４に吸着された発生ガス中のタールのほとんど全量が、充填材８４表面で分解されて可燃性ガスとなることを示している。
【０３３５】
また、（Ｂ）欄によれば、充填材８４に残留した無定形炭素の質量は、比較例Ｂ〜比較例Ｅ及び実施例Ａの順番で徐々に小さくなっていく。このことより、充填材８４の表面積を大きくするほど、タールの分解効率が増加することが推測できる。
【図面の簡単な説明】
【０３３６】
【図１】実施の形態１の熱分解炉の全体構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１において、邪魔板の説明に供する斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、連通孔の説明に供する分解筒の正射影を表す図である。
【図５】実施の形態１の熱分解炉中におけるガスの流れの説明に供するブロック図である。
【図６】実施の形態２の熱分解炉の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０３３７】
１０，７０ 熱分解炉
１２，７２ 分解筒
１２ａ 一端開口
１２ｂ 他端開口
１２ｃ 中心軸
１２ｄ 内壁面
１２１ 外側面
１４ 供給手段
１４ａ ホッパ
１４ｂ，４８，５０ スクリューフィーダ
１４ｂ１ 後端部
１４ｂ２ スクリュー
１４ｂ４ 前端部
１４ｃ 有機物投入口
１６，７４ 加熱手段
１６ａ ヒータ
１６ｂ，７４ｂ 外筒
１６ｂ１，２８，７２ｂ 蓋
１６ｂ２ 筒状本体
１６ｂ３ 面
１６ｂ４ 内周面
１８，８２ 回転手段
１８１ 駆動モータ
１８２ 回転駆動部
１８ａ 駆動部
１８ｂ，１８ｃ コロ
１８ｂ１，１８ｃ１ 回転軸
２０ タール分解手段
２２，７８ 取出口
２３ ２次分解炉
２４，２４Ａ 停留室
２６，２６１〜２６５ 邪魔板
２６ａ 弦
２６ｂ 外縁
３０ 停留室群
３２ 連通孔
３２Ｆ 前方連通孔
３２Ｂ 後方連通孔
３２ａ，３２Ｆａ，３２Ｂａ 前端部
３２ｂ，３２Ｆｂ，３２Ｂｂ 後端部
３２Ｆｃ，３２Ｂｃ 中点
３４ 貯蔵容器
３４ａ シール機構
３４ｂ 下端
３６ ガス排出口
３８ 排出手段
４０ ２次加熱手段
４４ ガス洗浄装置
４６，８６ 配管
５２ 水槽
５６ 棒状ヒータ
５８ 金網
６０ａ，６０ｂ 断熱材
７２ａ 入出口
７２ｃ ガス排出用配管
７４ａ バーナ
７６ タール分解容器
７６ａ 本体
７６ｂ 充填材加熱手段
８０ 冷却装置
８０ａ 開口
８４ 充填材
８８ カートリッジ
Ｏ 有機物
Ｃ 無定形炭素，無定形炭素の集合体
Ｃ１ 端部
Ｓ１，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓ３２Ｆａ，Ｓ３２Ｂｂ，ＳＦ，ＳＢ，ＳＦＯ，ＳＢＯ 線分
Ｐ１〜Ｐ７ 連通孔対
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を熱分解して、無定形炭素と可燃性ガスとを生成する、有機物の処理方法であって、
前記有機物を熱分解することにより炭化して前記無定形炭素を生成し、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、前記無定形炭素の集合体に流通させて、前記未処理ガス中の当該タールを前記無定形炭素に吸着させることにより、当該タールが除去された処理ガスとし、
当該タールを吸着した前記無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことによって、当該タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させ、
前記処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された前記可燃性ガスを生成する
ことを特徴とする有機物の処理方法。
【請求項２】
前記無定形炭素を、前記未処理ガスが該無定形炭素の集合体中を流通可能な状態で、８００〜１０００℃の温度で、１０分以上保持することを特徴とする請求項１に記載の有機物の処理方法。
【請求項３】
前記未処理ガスを、下記の条件（１）及び（２）
（１）前記無定形炭素の集合体に流通させない、及び、
（２）８００℃未満の温度とする、
の双方を満たした状態で冷却して、前記タールを液化した場合の液化タールの質量を分解前質量とし、及び
前記可燃性ガスを冷却して、前記タールを液化した場合の液化タールの質量を分解後質量とした場合に、
前記分解後質量は、前記分解前質量の１／１００以下の質量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機物の処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物の処理方法を利用した熱分解炉であって、
一端開口から他端開口にかけて高さが低くなるように傾斜して配置され、前記一端開口から前記他端開口に向けて、前記有機物が熱分解されながら移動する中空筒状の、回転型の分解筒と、
前記分解筒の気密性を保った状態で前記一端開口に設けられ、前記分解筒に連続的に前記有機物を供給することができる供給手段と、
前記分解筒の側面を外側から囲むように設けられ、前記有機物を加熱する加熱手段と、
前記有機物の熱分解中に、前記分解筒を、その中心軸の周りで周方向に回転させる回転手段と、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、熱分解途上の当該有機物よりも前記他端開口側に存在する無定形炭素の集合体中に流通させるとともに、前記加熱手段による加熱により、該無定形炭素に吸着された前記タールを分解させて第２可燃性ガスを発生させるタール分解手段と、
前記分解筒の前記他端開口に設けられ、前記無定形炭素、並びに、前記未処理ガス中の前記タールが除去された処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを、前記分解筒から連続的に取り出すように構成されている取出口手段と
を備えていることを特徴とする熱分解炉。
【請求項５】
前記タール分解手段は、
前記分解筒内に、前記中心軸方向に沿って直列に配置された複数の停留室と、
個々の該停留室を画成するとともに、隣接する停留室間を連通させているｍ枚（ただし、ｍは３以上の整数）の邪魔板と、
前記取出口手段の重力方向の上側領域を開口させるとともに、該取出口手段の重力方向の下側領域をふさぐように設けられていて、前記分解筒内に前記無定形炭素を停留させるための蓋と
を備えており、
前記邪魔板の各々は、それぞれ前記分解筒の内壁面に直角に接続されていて、かつ、互いに隣接する前記停留室間を連通する連通孔を、当該邪魔板と該内壁面との間にそれぞれ形成しており、
前記中心軸方向に対するｍ枚の前記邪魔板の正射影において、
（１）前記分解筒の前記内壁面及び前記無定形炭素の集合体の接触領域の前記分解筒の回転方向に沿った両端と、前記分解筒の前記中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をΘとし、
（２）前記内壁面の重力方向の最下端位置から、重力方向に沿って測った前記無定形炭素の厚みをＨとし、
（３）任意の前記連通孔において、当該連通孔の前記回転方向の前方に位置する端部を前端部とし、当該連通孔の前記回転方向の後方の端部を後端部とし、該前端部及び該後端部と、前記中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をαとし、
（４）任意の前記連通孔が重力方向の最下端位置に存在する場合に、前記内壁面の重力方向の前記最下端位置の高さを基準として、重力方向に沿って測った当該連通孔の最高点までの高さをｈとし、
（５）前記回転方向に沿って互いに隣接する２個の前記連通孔において、前記回転方向の前方に位置するものを前方連通孔とし、及び、前記回転方向の後方に位置するものを後方連通孔とし、当該前方連通孔の前記前端部及び当該後方連通孔の前記後端部と、前記中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をβとし、並びに、
（６）前記前方連通孔における前記前端部と前記後端部とを結んだ線分の中点から前記中心軸まで延びる線分、及び、前記後方連通孔における前記前端部と前記後端部とを結んだ線分の中点から前記中心軸まで延びる線分により挟まれた角度をλとした場合に、
複数の前記連通孔のそれぞれを、Ｈ≧ｈ、かつ、Θ＞αを満たすような、合同の平面形状とし、
前記回転方向に沿って互いに隣接する２個の前記連通孔を、Θ≧βを満たすように配置し、及び、
ｍ枚の前記邪魔板の内、ｎ枚（ただし、ｎは、ｎ≧３、かつ、ｎ≦ｍの整数）の前記邪魔板を、以下の条件を満足するように設けることを特徴とする請求項４に記載の熱分解炉。
（条件）ｎ・λ≧３６０°を満たす最小のｎ枚の当該邪魔板の前記中心軸方向に対する正射影において、
ｎ・λ＝３６０°の場合には、互いに隣接する前記連通孔の位相がλずつ、ずれて、ｎ個の当該連通孔が配置されており、
ｎ・λ＞３６０°の場合には、互いに隣接する前記連通孔の内、ｎ−１対においては、前記位相がλずつ、ずれており、かつ、残りの１対においては、前記位相が、３６０°−（ｎ−１）λだけずれて、ｎ個の当該連通孔が配置されている。
【請求項６】
前記熱分解炉が、前記取出口手段に接続された２次分解炉をさらに備え、
該２次分解炉は、
前記取出口手段から取り出された前記無定形炭素を一時的に貯蔵する貯蔵容器と、
該貯蔵容器において、前記取出口手段よりも下側位置に設けられ、前記取出口手段より取り出された前記可燃性ガスを、該貯蔵容器に貯蔵された前記無定形炭素の集合体中を流通させた後に排出するガス排出口と、
該貯蔵容器の下端に設けられた、前記貯蔵容器中の前記無定形炭素を排出する排出手段と、
前記貯蔵容器中に貯蔵された前記無定形炭素を９００〜１０００℃の温度に加熱する２次加熱手段と
を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の熱分解炉。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物の処理方法を利用した熱分解炉であって、
有機物が供給され、熱分解中は気密とされる分解筒と、
該分解筒を、前記有機物が熱分解して無定形炭素が生成される温度まで加熱する加熱手段と、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、当該有機物の熱分解よりも前に行われた熱分解により得られた前記無定形炭素の集合体中に流通させ、当該タールが除去された処理ガスとし、当該タールを吸着した前記無定形炭素を８００〜１０００℃の温度に保ち、吸着された前記タールを分解することによって第２可燃性ガスを発生させるタール分解手段と、
前記処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを取り出す取出口手段と
を備えていることを特徴とする熱分解炉。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の熱分解炉と、発電機とを備えた発電システムであって、
該発電機を稼働させるための燃料として前記可燃性ガスを用いることを特徴とする発電システム。
【請求項９】
有機物を熱分解して可燃性ガスを製造するにあたり、
前記有機物を熱分解することにより炭化して無定形炭素を生成し、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、前記無定形炭素の集合体中に流通させて前記未処理ガス中の当該タールを、前記無定形炭素に吸着させることにより、当該タールが除去された処理ガスとし、
当該タールを吸着した前記無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことによって、当該タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させ、
前記処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを製造する
ことを特徴とする可燃性ガスの製造方法。
【請求項１】
有機物を熱分解して、無定形炭素と可燃性ガスとを生成する、有機物の処理方法であって、
前記有機物を熱分解することにより炭化して前記無定形炭素を生成し、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、前記無定形炭素の集合体に流通させて、前記未処理ガス中の当該タールを前記無定形炭素に吸着させることにより、当該タールが除去された処理ガスとし、
当該タールを吸着した前記無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことによって、当該タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させ、
前記処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された前記可燃性ガスを生成する
ことを特徴とする有機物の処理方法。
【請求項２】
前記無定形炭素を、前記未処理ガスが該無定形炭素の集合体中を流通可能な状態で、８００〜１０００℃の温度で、１０分以上保持することを特徴とする請求項１に記載の有機物の処理方法。
【請求項３】
前記未処理ガスを、下記の条件（１）及び（２）
（１）前記無定形炭素の集合体に流通させない、及び、
（２）８００℃未満の温度とする、
の双方を満たした状態で冷却して、前記タールを液化した場合の液化タールの質量を分解前質量とし、及び
前記可燃性ガスを冷却して、前記タールを液化した場合の液化タールの質量を分解後質量とした場合に、
前記分解後質量は、前記分解前質量の１／１００以下の質量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機物の処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物の処理方法を利用した熱分解炉であって、
一端開口から他端開口にかけて高さが低くなるように傾斜して配置され、前記一端開口から前記他端開口に向けて、前記有機物が熱分解されながら移動する中空筒状の、回転型の分解筒と、
前記分解筒の気密性を保った状態で前記一端開口に設けられ、前記分解筒に連続的に前記有機物を供給することができる供給手段と、
前記分解筒の側面を外側から囲むように設けられ、前記有機物を加熱する加熱手段と、
前記有機物の熱分解中に、前記分解筒を、その中心軸の周りで周方向に回転させる回転手段と、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、熱分解途上の当該有機物よりも前記他端開口側に存在する無定形炭素の集合体中に流通させるとともに、前記加熱手段による加熱により、該無定形炭素に吸着された前記タールを分解させて第２可燃性ガスを発生させるタール分解手段と、
前記分解筒の前記他端開口に設けられ、前記無定形炭素、並びに、前記未処理ガス中の前記タールが除去された処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを、前記分解筒から連続的に取り出すように構成されている取出口手段と
を備えていることを特徴とする熱分解炉。
【請求項５】
前記タール分解手段は、
前記分解筒内に、前記中心軸方向に沿って直列に配置された複数の停留室と、
個々の該停留室を画成するとともに、隣接する停留室間を連通させているｍ枚（ただし、ｍは３以上の整数）の邪魔板と、
前記取出口手段の重力方向の上側領域を開口させるとともに、該取出口手段の重力方向の下側領域をふさぐように設けられていて、前記分解筒内に前記無定形炭素を停留させるための蓋と
を備えており、
前記邪魔板の各々は、それぞれ前記分解筒の内壁面に直角に接続されていて、かつ、互いに隣接する前記停留室間を連通する連通孔を、当該邪魔板と該内壁面との間にそれぞれ形成しており、
前記中心軸方向に対するｍ枚の前記邪魔板の正射影において、
（１）前記分解筒の前記内壁面及び前記無定形炭素の集合体の接触領域の前記分解筒の回転方向に沿った両端と、前記分解筒の前記中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をΘとし、
（２）前記内壁面の重力方向の最下端位置から、重力方向に沿って測った前記無定形炭素の厚みをＨとし、
（３）任意の前記連通孔において、当該連通孔の前記回転方向の前方に位置する端部を前端部とし、当該連通孔の前記回転方向の後方の端部を後端部とし、該前端部及び該後端部と、前記中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をαとし、
（４）任意の前記連通孔が重力方向の最下端位置に存在する場合に、前記内壁面の重力方向の前記最下端位置の高さを基準として、重力方向に沿って測った当該連通孔の最高点までの高さをｈとし、
（５）前記回転方向に沿って互いに隣接する２個の前記連通孔において、前記回転方向の前方に位置するものを前方連通孔とし、及び、前記回転方向の後方に位置するものを後方連通孔とし、当該前方連通孔の前記前端部及び当該後方連通孔の前記後端部と、前記中心軸とをそれぞれ結ぶ２線分で挟まれた角度をβとし、並びに、
（６）前記前方連通孔における前記前端部と前記後端部とを結んだ線分の中点から前記中心軸まで延びる線分、及び、前記後方連通孔における前記前端部と前記後端部とを結んだ線分の中点から前記中心軸まで延びる線分により挟まれた角度をλとした場合に、
複数の前記連通孔のそれぞれを、Ｈ≧ｈ、かつ、Θ＞αを満たすような、合同の平面形状とし、
前記回転方向に沿って互いに隣接する２個の前記連通孔を、Θ≧βを満たすように配置し、及び、
ｍ枚の前記邪魔板の内、ｎ枚（ただし、ｎは、ｎ≧３、かつ、ｎ≦ｍの整数）の前記邪魔板を、以下の条件を満足するように設けることを特徴とする請求項４に記載の熱分解炉。
（条件）ｎ・λ≧３６０°を満たす最小のｎ枚の当該邪魔板の前記中心軸方向に対する正射影において、
ｎ・λ＝３６０°の場合には、互いに隣接する前記連通孔の位相がλずつ、ずれて、ｎ個の当該連通孔が配置されており、
ｎ・λ＞３６０°の場合には、互いに隣接する前記連通孔の内、ｎ−１対においては、前記位相がλずつ、ずれており、かつ、残りの１対においては、前記位相が、３６０°−（ｎ−１）λだけずれて、ｎ個の当該連通孔が配置されている。
【請求項６】
前記熱分解炉が、前記取出口手段に接続された２次分解炉をさらに備え、
該２次分解炉は、
前記取出口手段から取り出された前記無定形炭素を一時的に貯蔵する貯蔵容器と、
該貯蔵容器において、前記取出口手段よりも下側位置に設けられ、前記取出口手段より取り出された前記可燃性ガスを、該貯蔵容器に貯蔵された前記無定形炭素の集合体中を流通させた後に排出するガス排出口と、
該貯蔵容器の下端に設けられた、前記貯蔵容器中の前記無定形炭素を排出する排出手段と、
前記貯蔵容器中に貯蔵された前記無定形炭素を９００〜１０００℃の温度に加熱する２次加熱手段と
を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の熱分解炉。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物の処理方法を利用した熱分解炉であって、
有機物が供給され、熱分解中は気密とされる分解筒と、
該分解筒を、前記有機物が熱分解して無定形炭素が生成される温度まで加熱する加熱手段と、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、当該有機物の熱分解よりも前に行われた熱分解により得られた前記無定形炭素の集合体中に流通させ、当該タールが除去された処理ガスとし、当該タールを吸着した前記無定形炭素を８００〜１０００℃の温度に保ち、吸着された前記タールを分解することによって第２可燃性ガスを発生させるタール分解手段と、
前記処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを取り出す取出口手段と
を備えていることを特徴とする熱分解炉。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の熱分解炉と、発電機とを備えた発電システムであって、
該発電機を稼働させるための燃料として前記可燃性ガスを用いることを特徴とする発電システム。
【請求項９】
有機物を熱分解して可燃性ガスを製造するにあたり、
前記有機物を熱分解することにより炭化して無定形炭素を生成し、
熱分解途上の前記有機物から発生する、第１可燃性ガスと気体状のタールとを含む未処理ガスを、前記無定形炭素の集合体中に流通させて前記未処理ガス中の当該タールを、前記無定形炭素に吸着させることにより、当該タールが除去された処理ガスとし、
当該タールを吸着した前記無定形炭素を、大気圧下で８００〜１０００℃の温度に保つことによって、当該タールを熱分解反応により分解して第２可燃性ガスを発生させ、
前記処理ガス及び前記第２可燃性ガスが混合された可燃性ガスを製造する
ことを特徴とする可燃性ガスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−９２００３（Ｐ２００７−９２００３Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８７０４７（Ｐ２００５−２８７０４７）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【特許番号】特許第３７８１３７９号（Ｐ３７８１３７９）
【特許公報発行日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（３０２００７３５６）プラント機工株式会社 (1)
【出願人】（５０４４２０８５８）北海道パワーエンジニアリング株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【特許番号】特許第３７８１３７９号（Ｐ３７８１３７９）
【特許公報発行日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（３０２００７３５６）プラント機工株式会社 (1)
【出願人】（５０４４２０８５８）北海道パワーエンジニアリング株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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