JP2006035147A - 残留油分除去装置及びそれを用いた油分分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 油分分離装置において、サイクロンから排出される粉状物に残留する油分の割合を減少させて、効率の良い油分分離を可能にする。
【解決手段】 サイクロン７から排出される粉状物１００に対して、ブロワー７３を用いて空気を供給して残留油分を発火させて油分を飛ばすように構成する。このとき、収容部７１での油分の発火が、サイクロン７内へ伝わらないように、サイクロン７の排出口と収容部７１との間にロータリーバルブ７２を取付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は残留油分除去装置及びそれを用いた油分分離装置に関し、特に含油性物質からそれに含まれる油分と固形物質とを分離するための油分分離装置における改良に関するものである。

含油性物質の代表例としてオイルサンドがあり、また、半導体製造技術分野において、シリコンインゴットのスライス切断時に生ずるシリコンスラッジや、更には自動車製造技術分野において生ずる含油研磨スラッジ等がある。前者のオイルサンドは膨大な埋蔵量が自然界に存在しており、このオイルサンドから石油精製を行って、石油を分離捕集する要求がある。

また、後者のシリコンスラッジや含油研磨スラッジ等から油分と固形物とを分離し、油分を再利用することは、環境保護の観点から極めて重要であり、産業界からも強い要望がある。しかしながら、現実には燃焼により油分を飛ばし、固形物を廃棄するという時代に逆行するものであり、特に燃塵ＮＯｘ，ＳＯｘ等社会問題にまでなっているのが現状である。

そこで、含油性物質から油分と固形物とを分離することが試みられているが、この場合、乾燥処理か分溜処理を行う手法が一般的である。

かかる含油性物質の乾燥や分溜のためには気化処理が行われるが、この気化処理においては引火性の問題がある。また、地球上には、原油埋蔵量とほぼ同じ量が存在すると推定されているオイルサンドから、原油分を分離するための設備や手法も、上記引火性の問題点の他に、採算ベースラインを下げたローコストでかつ高効率のものが要求される。

このような要求に適した油分分離装置の例が、特許文献１に開示されている。図２は本発明の概要構成を示す模式的ブロック図である。本図を参照すると、蒸気ボイラー１は水蒸気（圧力ガス体）を得るものである。バーナー２は蒸気ボイラー１から得られた水蒸気を加熱するためのものであって、その燃料は油、ガス、電気等が用いられる。熱交換機３はバーナー２の熱を水蒸気へ移すための装置である。

原料供給機４は含油性物質（原料）をスクリューフィーダーやポンプ（図示せず）を用いて次段の処理槽６内へ順次供給するものであり、モーター５はスクリューフィーダーやポンプを駆動するものである。なお、原料としての含油性物質としては、ガソリンと固形物（レジンや砂等）との混合物を仮定している。処理槽６は供給された含油性物質を解砕、撹拌しつつ油分を気化させるものであり、蒸気ボイラー１及び熱交換機３により高温高圧とされた蒸気を、スロート形状の噴射ノズル６１を介することにより超音速流として、処理槽内の噴射空間において、供給されている含油性物質に対して強制衝突させるものである。

サイクロン７は処理槽内で得られる気化物資と固形物資とを分離するためのものであり、遠心分離機、重力分離機、衝突物離機、バグフィルター等を用いることができる。コンデンサー８はサイクロン７により分離された気化物質、すなわち水蒸気と油蒸気分とを熱交換処理により冷却分溜をなすものである。クーリングタワー９はコンデンサー８から分離されて排水される温水を冷却して、冷却水として循環再利用することができる。

分離槽１０はコンデンサー８からの排水液を水と油とに分離して出力するものであり、分離槽１０から油が再生される。なお、レジンや砂などの粉状物はサイクロン７から排出されることになる。蒸気のコンデンサー８からの排出温水はコンデンサー８の冷却水のみならず、上記ボイラー１に供給してこれまた再利用することができる。

図３は図２に示した装置の動作を示す処理フローチャートである。蒸気ボイラー１により、例えば０．２７ＭＰａ以上の飽和蒸気が生成され（ステップＳ１）、熱交換機３において、バーナー２よりの熱によって更に加熱され（ステップＳ２）、７００℃以上の高温高圧の過熱蒸気となる（ステップＳ３）。なお、このとき、熱交換機３より、排ガスが出力される（ステップＳ４）。

この過熱蒸気は処理槽６へ導入されるが、このとき、先端部が細くなったスロート状の噴射ノズル６１を通すことにより、超音速流となってノズルから噴射空間へ噴射されることになる。この噴射空間において原料供給機４から供給される含油性物質にこの超音速流の過熱蒸気を強制的に衝突させることにより、瞬間的に解砕気化される（ステップＳ６）。

処理槽６の出力はサイクロン７へ供給され、遠心分離や衝突分離等により気体と固体との分離が行われる（ステップＳ７）。このとき、気体はサイクロンにおいて拡散され、コンデンサー８へ導出されるが、固形物であるレジンや砂などの粉状物はそのまま排出される（ステップＳ８）。コンデンサー８では、気体である気化した油や水が液体に戻される（ステップＳ９）。

このとき、クーリングタワー９により、コンデンサー８から分離排水された温水を冷却して、コンデンサー８の冷却水として用いれば、循環再利用が可能となる（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。また、コンデンサー８からの温排水を、蒸気ボイラー１へ帰還してこれまた再利用することもできる。

最終的に、分離槽１０において、水と油とが分離され、油分の回収が可能となる（ステップＳ１３）。尚、コンデンサー８における熱交換処理による冷却分溜の温度によっては、コンデンサー８において、直接水と油とが分離可能となるので、この場合には、分離槽１０は不要である。
特開２００１−１４９７２２

上述した特許文献１に開示の油分分離装置においては、サイクロン７において、処理槽６からの出力が供給されて、遠心分離や衝突分離などにより気体と固体との分離が行われるが、このとき固形物であるレジンや砂などの粉状物は、図４に示す如く、サイクロン７の下部の収容部７１へそのまま排出される。この収容部７１に排出された粉状物１００には、油分が完全に除去されずに残留する。この油分の残留割合としては、１％程度ではあるが、効率良い油分分離装置とするためには、０．３％以下に抑えることが望ましい。

本発明の目的は、サイクロンから排出される粉状物に残留する油分の割合を著しく減少させて、効率良い油分分離を可能とした気固分離装置及びそれを用いた油分分離装置を提供することである。

本発明による残留油分除去装置は、含油性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴射する処理槽と、この処理槽から排出される気化物質と固形物質とを分離する分離手段とを含む油分分離装置における残留油分除去構造であって、前記分離手段から排出される前記固形物質に対して空気を供給して残留油分を発火させて除去する残留油分除去手段を含むことを特徴とする。

更に、前記残留油分の発火の前記分離手段への伝達を阻止する発火伝達阻止手段を含むことを特徴とし、また前記発火伝達阻止手段は、ロータリーバルブであることを特徴とする。

本発明による油分分離装置は、含油性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴射する処理槽と、この処理槽から排出される気化物質と固形物質とを分離する分離手段とを含む油分分離装置であって、上記の残留油分除去装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、サイクロンから排出される粉状物に対して、空気を供給して残留油分を発火させることにより、油分を飛ばすようにしたので、残留油分が極めて少なくなり、効率良い油分分離装置が得られるという効果がある。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態を示す模式図であり、図４と同等部分は同一符号により示している。図１において、サイクロン７では、遠心分離や衝突分離などにより、気体と固体との分離が行われるのであるが、固体であるレジンや砂などの粉状物１００は、サイクロン７の下部へ落下して排出される。

本発明では、このサイクロン７の下部の排出口に、ロータリーバルブ７２を取付け、このロータリーバルブ７２を通して収容部７１へ粉状物１００を排出するようにする。そして、この収容部７１において、外部よりブロワー７３を介して、空気を供給する構成となっている。なお、７４は排気口である。

前述した如く、サイクロン７から排出される粉状物１００には、１％程度の残留油分が含まれており、この部分での温度は２５０℃〜３５０℃の高温状態にある。従って、ブロワー７３により空気を強制的に供給することにより、残留油分は発火することになる。従って、残留油分は燃焼するのである。これにより、残留油分が１％程度であったものが、最良で０．０１５％となり、平均でも０．０８％となって、望ましいとされる０．３％以下の目標を達成することができる。

ロータリーバルブ７２を用いる理由は、以下の如くである。ロータリーバルブ７２がなければ、収容部７１における残留油分の発火が、サイクロン７内へ直接伝わってサイクロン７内の気化している油分に点火して、暴発の危険があり、これを回避するためにロータリーバルブ７２を用いているのである。すなわち、ロータリーバルブ７２は、収容部７１内での発火がサイクロン７へ伝達するのを阻止する機能を有する。

本発明の実施の形態を示す概略図である。 従来の油分分離装置の全体構成を示す概略図である。 図２の装置の処理の流れを示す概略フローチャートである。 図２のサイクロン７の下部の詳細模式図である。

符号の説明

７ サイクロン
７１ 収容部
７２ ロータリーバルブ
７３ ブロワー
７４ 排気口

Claims (4)

1. 含油性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴射する処理槽と、この処理槽から排出される気化物質と固形物質とを分離する分離手段とを含む油分分離装置における残留油分除去構造であって、前記分離手段から排出される前記固形物質に対して空気を供給して残留油分を発火させて除去する残留油分除去手段を含むことを特徴とする残留油分除去装置。
2. 前記残留油分の発火の前記分離手段への伝達を阻止する発火伝達阻止手段を、更に含むことを特徴とする請求項１記載の残留油分除去装置。
3. 前記発火伝達阻止手段は、ロータリーバルブであることを特徴とする請求項２記載の残留油分除去装置。
4. 含油性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴射する処理槽と、この処理槽から排出される気化物質と固形物質とを分離する分離手段とを含む油分分離装置であって、請求項１〜３いずれか記載の残留油分除去装置を有することを特徴とする油分分離装置。
   

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