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バッチ式熱分解装置 廃タイヤ、プラスチック、バイオマスなどの有機材料を酸素の非存在下で熱分解し、熱分解油、合成ガス、固体炭を生成します。連続システムとは異なり、バッチユニットはサイクルごとに固定負荷 (通常は 500 kg ～ 10 トン) を処理するため、中小企業、地方の廃棄物処理業者、またはパイロット規模の運用に最適です。適切に設計されたバッチ反応器は次のことを達成できます。 使用済みタイヤからのオイル収率は 45 ～ 55% 2025 年の IEA Bioenergy データによると、最大 80% がポリオレフィン プラスチック (PP/PE) から作られています。バッチシステムは、連続式のシステムに比べて資本コストが 30 ～ 50% 低く、操作が簡単であるため、循環廃棄物評価への実用的な入り口となります。
標準的なバッチ熱分解システムには、密閉された回転または固定床反応器、加熱システム (多くの場合、排ガスまたは電気要素を介して間接的)、凝縮トレイン、ガス洗浄ユニット、および生成物収集タンクが含まれます。このプロセスは、細断された原料 (粒径 50 mm 以下) を反応器に装填することから始まり、反応器は不活性ガス (N2) でパージされて酸素が除去されます。 350 ～ 500°C に加熱すると熱亀裂が始まります。蒸気は反応器を出て多段凝縮器を通過し、そこで油が回収されます。非凝縮性ガス (メタン、水素、CO) は浄化され、原子炉を加熱するための燃料として再利用され、エネルギー ループが閉じられます。冷却と荷降ろしを含む全サイクルには、原料と規模に応じて 8 ～ 14 時間かかります。
バッチ熱分解ユニットは多様な投入物に対応しますが、効率と装置の寿命を確保するには一貫した前処理が必要です。タイヤは細断し、スチールワイヤーを除去する必要があります (金属含有量が 0.5% 未満)。プラスチックは、PVC (HCl を放出する) と PET (油の生成が少ない) を除外するように分別する必要があります。もみ殻や木材チップなどのバイオマスは、水分が 10% 未満になるまで乾燥する必要があります。重要なのは、混合都市プラスチック廃棄物からは、直接精製には不向きな酸性度の高い油が 30 ～ 40% しか生成されないのに対し、純粋な PE/PP ストリームからは軽質の蒸留可能な油が生成されます。オペレーターは次のように報告しています 原料の均一性により、油の品質が 25% 向上し、反応器の汚れが減少します。 、メンテナンス間隔を延長します。
出力組成は入力材料と動作温度に応じて大きく異なります。より高い温度 (480 ～ 520 °C) ではガスの生成が促進され、420 ～ 460 °C では液体の収率が最適化されます。以下は、2024 年に東南アジアとヨーロッパで実施された実地試験の比較概要です。
| 原料 | オイル (%) | 文字 (%) | ガス (%) |
|---|---|---|---|
| 廃タイヤ | 45–52 | 30～35 | 10～15 |
| PP/PEプラスチック | 70～80 | 5～10 | 10～15 |
| 木質バイオマス | 50～60 | 25～30 | 15～20 |
最新のバッチ熱分解システムは、規制基準を満たすために多段階の排出制御を統合しています。排ガスは、サイクロン (微粒子除去用)、スクラバー (HCl や SO₂ などの酸性ガスを中和するため)、および活性炭フィルター (VOC およびダイオキシン用) を通過します。 EU では、準拠ユニットは NOₓ を 200 mg/Nm 3 未満、微粒子を 20 mg/Nm 3 未満に制限する必要があります。これは、850 °C 以上で動作する適切な二次燃焼室で達成可能です。 2025 年の UNEP 監査で次のことが判明しました。 インドとベトナムの認定バッチプラントの 92% が国の大気質基準を満たしました クリーンな原料を使用し、維持されたガス浄化システムを使用する場合。
一般的な 5 トン/日のバッチ熱分解プラントのコストは、排出ガス制御を含めて 120,000 ～ 200,000 米ドルです。タイヤ原料のコストは 50 ～ 100 ドル/トン、熱分解油の販売価格は 300 ～ 450 ドル/トン (品質による) であるため、オペレーターは 70% の設備利用率で 14 ～ 18 か月以内に損益分岐点を達成できます。チャー (燃料または活性炭前駆体として使用) と回収された鋼は、収益に 10 ～ 15% 追加されます。廃棄物処理料金がかかる地域（ヨーロッパの一部地域では1トンあたり25ドルなど）では、投げ銭収入により利益がさらに向上します。ただし、収益性は一貫した原料供給とオフテイク契約にかかっており、事前に買い手を取り決めていないプロジェクトは価格変動リスクに直面します。
バッチ システムは、サイクル間のダウンタイムと、積み込み/積み下ろし時の手作業の必要性に直面します。リアクターのコークス化（内部表面に炭素が蓄積）は、洗浄しないと 50 ～ 100 サイクル後に熱伝達効率が低下する可能性があります。これを軽減するために、オペレーターは定期的にスチームまたはエアデコーキングを使用するか、取り外し可能なライナーを取り付けます。もう 1 つの問題は、燃料の品質を低下させる水や固形物によるオイルの汚染です。凝縮後にコアレッサーと沈降タンクを設置すると、水分含有量が 1% 未満に減少します。安全な不活性化手順についてスタッフを訓練することが重要です。管理が不十分な施設では、熱い状態での荷降ろし中の酸素の侵入により爆発が発生しています。
調達前に次の基準を評価してください。
Beston、Doing、Klean Industries などの評判の良いメーカーが、パフォーマンス保証とアフターサポートを提供します。必ず、目的の原料を使用したサードパーティのテストレポートをリクエストしてください。バッチ式熱分解装置を適切に導入すると、廃棄物負債をエネルギー資産に変換し、循環資源管理への拡張可能で経済的に実行可能な道を提供します。
