JP2008115228A - 廃油・廃溶剤類の燃料化システム - Google Patents

Abstract

【課題】少量・多性状の廃油・廃溶剤類を、セメント焼成炉等の代替燃料という用途に適合した性状の燃料とする廃油・廃溶剤類の燃料化システムを提供すること。
【解決手段】少なくとも引火点、塩素含有量及び流動性状からなる群から選択される１以上の指標による分類に従って、廃油・廃溶剤類を分別貯蔵する複数の原料貯蔵手段と、該原料貯蔵手段の１以上から適宜抽出した廃油・廃溶剤類を混合し、用途に適合した性状の混合燃料を製造する混合手段と、該混合燃料を少なくとも用途に従って分別貯蔵する製品貯蔵手段とを有する廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
【選択図】図２

Description

本発明は、廃油・廃溶剤類の燃料化システムに関し、特に、多様な性状の廃油・廃溶剤類を用途に適合した性状の混合燃料として製品化する廃油・廃溶剤類の燃料化システムに関する。

近年、原油、石炭等の燃料の価格高騰に伴い、各種代替燃料の活用への取り組みが種々なされている。特に、可燃性廃棄物を燃料として利用することには、当該廃棄物の処理と、燃料費の低減という両面に資することから、格別の意義が認められる。また、廃棄物の中でも廃油・廃溶剤類は、液状で取扱い易いこと、ある程度高発熱量のものが得られること、他の固体、液体廃棄物と混合して性状を最適化可能なこと等、セメント焼成炉やその他各種燃焼炉等への代替燃料として、好適に用い得るものである。

例えば、特許文献１には、廃プラスチックと廃油とを混合し、セメント焼成用ロータリーキルンの補助燃料として用いる方法が開示されている。一方、特許文献２には、畳の破砕物と、油泥と、有機質粉体を含む有機質混合物からなる、表面に光沢及び付着性を有しない、セメント焼成用等に用いる無定形の固体燃料が開示されている。
特開２００３−１９２４０６号公報 特開２００６−１６９３７６号公報

上述のように、廃油・廃溶剤類は、焼成炉等への代替燃料として非常に有効なものである。しかしながら、セメント焼成炉を始めとした多くの燃焼炉では、長期間の安定した連続運転が求められるため、代替燃料といえども均質で且つ大量のものが必要とされる。これに対し、廃油や廃溶剤は、種々の工業プロセスから廃棄物として発生するものであるため、少量ずつ多様な性状で排出されるものが大部分である。したがって、少量ずつ多性状の廃油・廃溶剤類を、いかにセメント焼成炉等の代替燃料という用途に適合させていくかという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、少量・多性状の廃油・廃溶剤類を、セメント焼成炉等の代替燃料という用途に適合した性状の燃料とする廃油・廃溶剤類の燃料化システムを提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、以下のとおり本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の[１]〜[４]を提供するものである。
[１]少なくとも引火点、塩素含有量及び流動性状からなる群から選択される１以上の指標による分類に従って、廃油・廃溶剤類を分別貯蔵する複数の原料貯蔵手段と、該原料貯蔵手段の１以上から適宜抽出した廃油・廃溶剤類を混合し、用途に適合した性状の混合燃料を製造する混合手段と、該混合燃料を少なくとも用途に従って分別貯蔵する製品貯蔵手段とを有する廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
[２]前記用途に従って混合燃料を分別貯蔵する製品貯蔵手段として、少なくとも高引火点燃料用製品貯蔵手段と低引火点燃料用製品貯蔵手段とを含むことを特徴とする[１]の廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
[３]前記用途に従って混合燃料を分別貯蔵する製品貯蔵手段として、少なくとも高流動性燃料用製品貯蔵手段と、低流動性燃料用製品貯蔵手段とを含むことを特徴とする[１]又は[２]の廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
[４]高塩素含有量の廃油・廃溶剤類を脱塩する脱塩設備を備えることを特徴とする[１]乃至[３]のいずれかの廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
[５]混合燃料の用途がセメント焼成用燃料であることを特徴とする[１]乃至[４]のいずれかの廃油・廃溶剤類の燃料化システム。

[１]において、廃油・廃溶剤類とは、油成分又は溶剤成分を含有する液状又は泥状（エマルジョン、スラリーも含む）の物質、混合物及び懸濁物をいう。油成分又は溶剤成分としては、炭化水素類、脂肪酸類、油脂類、アルコール類、フェノール類、ケトン類、エーテル類、エステル類等が挙げられる。

[１]の発明によれば、引火点、塩素含有量又は流動性状の指標による分類に従って分別貯蔵した原料の廃油・廃溶剤類を、適宜抽出混合することにより、用途に適した性状の混合燃料を得ることが可能となる。

[２]の発明によれば、高引火点燃料用と低引火点燃料用の製品貯蔵手段を有し、混合燃料を分別貯蔵を行なうことにより、燃料利用設備側において、混合燃料の引火点に応じて夫々、水準の異なる引火対策、防爆対策を施すことで、安全性と設備の経済性を両立した利用を行なうことが可能となる。

[３]の発明によれば、高流動性燃料用と、低流動性燃料の製品貯蔵手段を有し、混合燃料を分別貯蔵を行なうことにより、燃料利用設備側において、高流動性の混合液状燃料をバーナー噴霧燃焼用に、低流動性の混合泥状燃料を廃畳片等のバイオマスと混合して、付着性を減じた固体燃料とし、バーナー吹込み燃焼用に、という形で、流動性状に応じた利用を行なうことができる。

[４]の発明によれば、高塩素含有量の廃油・廃溶剤類を脱塩して混合燃料製造の原料とすることができるため、塩素濃度の制限がある用途にも利用することが可能となる。

[５]の発明によれば、前記[１]乃至[４]の廃油・廃溶剤類の燃料化システムで製造した混合燃料を、セメント焼成炉の代替燃料として、有効活用することができる。

以上のように、本発明によれば、少量・多性状の廃油・廃溶剤類を、セメント焼成炉等の代替燃料という用途に適合した性状の燃料とする廃油・廃溶剤類の燃料化システムを提供することができ、廃棄物の処理と、燃料費の低減及び資源の有効活用という両面に資することができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る廃油・廃溶剤類の燃料化システムにおける、廃油・廃溶剤類の分類系統図の一例を示す。この例では、廃油・廃溶剤類の分類のための指標として、引火点、流動性及び塩素含有量を用いている。

引火点は、火災、爆発の起こりやすさの目安となるため、この指標により、当該廃油・廃溶剤類を取り扱う設備の防火・防爆措置、例えば、貯槽内に不活性ガスを封入する装置の設置、静電気防止対策等の要否を決定することになる。高引火点と低引火点の判断基準は、消防法に規定される第１石油類と第２石油類の分岐点である、２１℃を採用することもあり得るが、常温を少し超えた４０℃以上と未満で判断する方が、より安全側である。いずれにしても、当該燃料化システムを設置する事業所の特殊事情等を十分考慮し、管轄する行政当局の指導等に基づいて決定される必要がある。

流動性は、それ如何により燃料の最終用途、或いはそこに至るまでの取扱設備仕様に影響を及ぼすため、その様な観点で分類の判断を行なう必要がある。図１の例では、液状か泥状かという分類を行なっているが、これは例えば、最終用途において、バーナー噴霧が可能な流動性か、それとも不可能かを、目視により判断するという方法等が考えられる。また、蒸気による加温等で流動性の改善が可能な場合には、その様な対策を施した後の流動性について、分類を行なうこともできる。

塩素含有量は、それ如何により燃料の最終用途において、設備の運転上、保守上の問題、焼成物の品質等に影響を及ぼすために、重要である。判断基準は、最終用途での許容値から逆算して、燃料化システムではどのレベルから脱塩措置を行なうべきかを考慮して決定する。

以上のとおり、図１に例示した廃油・廃溶剤類の分類系統図では、引火点、流動性、塩素含有量の３つの指標それぞれで高、低２水準に分類し、結局高引火点液状低塩素物から低引火点泥状高塩素物に至る８種類に廃油・廃溶剤類を分類している。なお、分類の指標は、ここに取り上げた３つに限定されるものではなく、他の指標を追加しても良いし、この３つから不要なものを削除しても良い。他の指標としては、発熱量、主要化学成分、塩素以外の微量成分、ｐH等が考えられる。また、分類の順序も図１に示された順序に限定される必要はなく、適宜当該燃料化システムに最適な順序を検討し実施すれば良い。

次に、図２を用いて、本発明に係る廃油・廃溶剤類の燃料化システムの一例の概要を説明する。

図２は、６種類の性状の異なる廃油・廃溶剤類を受け入れ、最終用途としてセメント焼成炉のバーナー用燃料とするための、燃料化システムの概要を示している。

燃料の原料としての６種類の廃油・廃溶剤類は、受け入れに先立ち、サンプルを採取し、図１で説明したような引火点、流動性、塩素含有量の３つの指標を測定し、該指標に基づく分類を行い、結果として、高引火点液状低塩素原料が３種類（《１》、《２》、《３》）、高引火点液状高塩素原料（《４》）、高引火点泥状低塩素原料（《５》）、低引火点液状低塩素原料（《６》）が各１種類と分類されている。

また、サンプルでの指標の測定と共に、いくつかの廃油・廃溶剤類同士について、混合危険性チェックを行なっている。これは、廃油・廃溶剤類には、混合すると反応し、火災等に至る危険性のある組み合わせが存在するため、その確認をするものである。具体的には、異種の廃油・廃溶剤類サンプル同士を混合した後、微小な温度変化を測定し、その結果から異常昇温、火災等に至る可能性のある組み合わせをチェックする方法等がある。

事前の指標の測定及び混合危険性チェックを済ませた廃油・廃溶剤類は、原料タンクに受け入れる。原料タンクに導入する直前に、異物や混入金属を除去するために、図示しない篩や磁選機を設置しても良い。

図２の例では、《１》、《２》の廃油・廃溶剤類は、どちらも高引火点液状低塩素原料に分類され、しかも両者の混合危険性チェックの結果がOKであったので、分別原料貯蔵手段としての同一の高引火点液状低塩素原料タンク１に受け入れ、混合させる。タンクには攪拌羽根を設けておき、異種の廃油・廃溶剤類を受け入れた時には、攪拌して均質化する。

《３》の廃油・廃溶剤類は、《１》、《２》と同じく高引火点液状低塩素原料に分類されたが、混合危険性チェックの結果、《１》、《２》との混合は不可との結果であったので、別の高引火点液状低塩素原料タンク２に受け入れる。

《４》の廃油・廃溶剤類は、高引火点液状高塩素原料に分類されたので、高引火点液状高塩素原料タンクに、《５》の廃油・廃溶剤類は、高引火点泥状低塩素原料に分類されたので、高引火点泥状低塩素原料タンクに、《６》の廃油・廃溶剤類は、低引火点液状低塩素原料に分類されたので、低引火点液状低塩素原料タンクに、それぞれ別々に受け入れる。

高引火点液状低塩素原料タンク１内の《１》、《２》の廃油・廃溶剤類の混合物は、タンクから抽出され、必要に応じ図示しない均質化のためのインラインミキサー等を経由して、製品貯蔵手段である高引火点液状燃料タンク１に移送される。

高引火点液状高塩素原料タンク内の《４》の廃油・廃溶剤類は、タンクから抽出され、脱塩のための脱塩プロセスに投入される。脱塩プロセスは、公知のプロセス、例えば、触媒存在下でアルカリ金属と水素供与物質を廃油・廃溶剤類に反応させるプロセス等が採用される。脱塩プロセスから排出された《４》’の廃油・廃溶剤類については、高引火点液状低塩素原料に転換されたものと考えることができる。

この《４》’の廃油・廃溶剤類の混合危険チェックを行い、《３》の廃油・廃溶剤類との混合がOKとの結果であった。そこで、高引火点液状低塩素原料タンク２から抽出した《３》の廃油・廃溶剤類と脱塩プロセスから排出された《４》’の廃油・廃溶剤類とを混合機１に導入し、混合する。ここで、混合機１に導入されるそれぞれの廃油・廃溶剤類の流路には、図示しない流量調節装置が設置され、混合比を適切に管理可能となっている。混合機１で均質化された《３》及び《４》’の廃油・廃溶剤類の混合物は、高引火点液状燃料タンク２に貯蔵される。

高引火点泥状低塩素原料タンク内の《５》の廃油・廃溶剤類は、混合危険性チェックにおいて、《１》及び《２》の廃油・廃溶剤類との混合がOKであったので、該タンクから抽出され、混合機２に導入される。また、高引火点液状低塩素原料タンク１からも、少量の《１》及び《２》の廃油・廃溶剤類の混合物が混合機２に導入され、《５》の廃油・廃溶剤類と《１》及び《２》の廃油・廃溶剤類の混合物とが混合、均質化される。ここで、混合機２に導入されるそれぞれの廃油・廃溶剤類の流路には、図示しない流量調節装置が設置され、混合比を適切に管理可能となっている。この混合により、《５》の廃油・廃溶剤類は、流動性において泥状のままではあるものの、そのハンドリング特性を改善することができる。混合機２で均質化された《５》の廃油・廃溶剤類と《１》及び《２》の廃油・廃溶剤類の混合物との混合物は、高引火点泥状燃料タンクに貯蔵される。

低引火点液状低塩素原料タンク内の《６》の廃油・廃溶剤類は、低引火点ということで、防火、防爆上、また、労働安全衛生上、タンク等に特別の対策が必要とされるものであるので、ここでは他の廃油・廃溶剤類とは混合せず、単独で製品貯蔵手段である低引火点液状燃料タンクに移送する。

上記の燃料化システムにより、高引火点液状燃料２種類と、高引火点泥状燃料、低引火点液状燃料各１種類とを製造することができる。このうち、液状の燃料３種類は、セメント焼成炉の窯前及び仮焼炉のバーナー噴霧用燃料として、活用することができる。そして、製品貯蔵手段のタンクにおいては、混合危険性、防火・防爆仕様の相違から３種類の液状燃料を別々に貯蔵しているが、これらは、セメント焼成炉のバーナー直前においては、合流させても危険は生じない。したがって、バーナー内の同一の液状燃料用管路から、これら３種の液状燃料を噴霧し使用することができる。

一方、高引火点泥状燃料については、本燃料化システム外の混合設備において、廃畳破砕片、木屑等のバイオマスと混合し付着性を低減することにより、無定形固体燃料とすることが可能で、セメント焼成炉の窯前及び仮焼炉のバーナー吹込用固体燃料として、活用することができる。

以上のとおり、当初６種類の廃油・廃溶剤類を受け入れたが、原料タンクは５つ、製品の燃料タンクは４つとすることができ、最終用途としては、セメント焼成炉のバーナー噴霧用液状燃料と、バーナー吹込用固体燃料の２種類にまとめることができた。したがって、本発明の目的とする少量・他性状の廃油・廃溶剤類を、均質・大量という要請のある代替燃料用途に適合化し得る燃料化システムを提供することができた。

本発明に係る廃油・廃溶剤類の燃料化システムにおける、廃油・廃溶剤類の分類手法の一例を示す分類系統図である。 本発明に係る廃油・廃溶剤類の燃料化システムの一例を示す概要図である。

Claims (5)

1. 少なくとも引火点、塩素含有量及び流動性状からなる群から選択される１以上の指標による分類に従って、廃油・廃溶剤類を分別貯蔵する複数の原料貯蔵手段と、該原料貯蔵手段の１以上から適宜抽出した廃油・廃溶剤類を混合し、用途に適合した性状の混合燃料を製造する混合手段と、該混合燃料を少なくとも用途に従って分別貯蔵する製品貯蔵手段とを有する廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
2. 前記用途に従って混合燃料を分別貯蔵する製品貯蔵手段として、少なくとも高引火点燃料用製品貯蔵手段と低引火点燃料用製品貯蔵手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
3. 前記用途に従って混合燃料を分別貯蔵する製品貯蔵手段として、少なくとも高流動性燃料用製品貯蔵手段と、低流動性燃料用製品貯蔵手段とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
4. 高塩素含有量の廃油・廃溶剤類を脱塩する脱塩設備を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の廃油・廃溶剤類の燃料化システム。
5. 混合燃料の用途がセメント焼成用燃料であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の廃油・廃溶剤類の燃料化システム。

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