JP2014028362A - 乳化廃油の再生処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ほとんどの混入水分を除去して高純度の再生油を得ることができ、コンパクトで場所を取らない乳化廃油の再生処理装置および方法を提供する。
【解決手段】内部に減圧室を構成する圧力容器と、該減圧室の上部に配設される廃油供給器と、該廃油供給器の下に配設される傾斜した分散板と、該分散板の下面に沿って配設される加熱手段と、上記減圧室の任意の位置に配設される凝縮器と、該凝縮器により凝縮された水分を排水して回収する排水槽と、上記分散板から流下して水分を分離された再生油を排出して回収する再生油槽と、からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、船舶機関あるいは発電所の機関など、あるいは船舶スクリューなどの各種軸受けなどで使用される潤滑油の廃油に水分（海水も含む）が乳化状態で分散された乳化廃油から水分を分離して再生するための、乳化廃油の再生処理装置および方法に関する。

従来の乳化廃油の再生処理装置としては、長時間かけて油水分離を行うか、電気化学的に分離処理するものがあった。
上記従来の装置は、乳化状態での水分の分離能力に限界があり、時間とコストがかかる等の問題点があり、本発明者は、この問題点を解決するために、内部が真空減圧状態に保たれた真空減圧室を有し、該真空減圧室内に乳化廃油を噴霧または薄膜にして分散装置に分散する微粒廃油供給装置を備え、下部に乳化廃油を貯留する貯留槽を有する真空減圧装置と、上記真空減圧装置に乳化廃油を圧送状態で供給する手段と、上記真空減圧室内で蒸発した水蒸気を取り出す蒸気ダクトと、該蒸気ダクトを通じて上記真空減圧室に連通し、該真空減圧室を真空減圧状態に保つ真空減圧手段を有すると共に、上記蒸気ダクトから流入する水蒸気を冷却して液化する液化装置と、上記真空減圧装置から水分を除去された廃油を排出する手段と、から構成され、大量の廃油でも迅速に効率よく、しかも安価に処理することができる乳化廃油の真空式処理装置を開発した。（実用新案登録第３１４８５７８号参照）

実用新案登録第３１４８５７８号登録実用新案公報

しかしながら、上記真空式処理装置は、真空減圧室内で蒸発した水蒸気を蒸気ダクトに導いて、冷却液化するように構成されているので、真空減圧室内から水蒸気を完全に排除することが困難で、高純度の再生油にすることができないだけでなく、真空減圧室の外に蒸気ダクトや液化装置を装備するため装置が大型になる等の問題点があった。

本発明が解決しようとする課題は、上記従来の処理装置の問題点を解決し、ほとんどの混入水分を除去して高純度の再生油を得ることができ、コンパクトで場所を取らない乳化廃油の再生処理装置および方法を提供することにある。

本発明の乳化廃油の再生処理装置および方法は、次のような効果を奏する。
１）所定の温度と圧力に設定された減圧室内の分散板面に乳化廃油を薄膜状に流下せしめながら、廃油中の水分を分離蒸発せしめるように構成したので、油分を伴わない水蒸気を効率良くしかも能率的に発生させることができる。
２）再生油槽に排出する前に、水分を含む廃油を廃油供給器へ返送するように構成したので、純度の高い再生油を回収することができる。
３）減圧室内に凝縮器を設けたので、水蒸気を確実かつ効率よく凝縮できる。

本発明の乳化廃油の再生処理装置の第１の実施例を示す説明図である。 本発明の乳化廃油の再生処理装置の第２の実施例を示す説明図である。

図１は、本発明装置の第１の実施例の説明図であって、１は圧力容器、２は真空ポンプ、３は廃油供給器、４は分散板、５は加熱器、６は凝縮器、７は液面調整堰、８は乳化廃油槽、９は再生油槽、１０は排水槽である。

上記圧力容器１は横向き円筒状であって、その内部は、上記真空ポンプ２により約６００〜７００ｍｍＨｇに減圧された減圧室Ａとなっている。該減圧室Ａの上部には、上記廃油供給器３が配設されている。本実施例において、該廃油供給器３は、軸方向にスリットが開設された管体であって、図１の紙面に対して垂直方向に配向されている。上記スリットからは、乳化廃油が薄膜状態で真下に流出するようになっている。該廃油供給器３と上記乳化廃油槽８の間には、供給パイプ３ａが配管されている。３ｂは供給ポンプである。

上記廃油供給器３の下方には、上記分散板４が傾斜状態で配設されている。該分散板４の上面には、メッシュ４ａが付設されていて、上記薄膜状態で供給された乳化廃油をゆっくりと流下せしめるようになっている。

上記分散板４の下面に沿って、上記加熱器５が配設されている。該加熱器５の下端部には、加熱流体の供給パイプ５ａが、上端部には排出パイプ５ｂがそれぞれ接続されている。これら供給パイプ５ａおよび排出パイプ５ｂの他端側は加熱器１１に接続されていて、上記加熱器５内に、例えば５０〜５５℃に加熱された加熱油を供給するようになっている。なお、上記排出パイプ５ｂからは４５〜５０℃に減温された加熱油が出てくる。

上記凝縮器６は多数本の凝縮管６ａおよびこれら凝縮管６ａの下側に設けられた集水板６ｂから構成されている。各凝縮管６ａの一端側には供給パイプ６ｃが、他端側には排出パイプ６ｄがそれぞれ接続されている。これら供給パイプ６ｃおよび排出パイプ６ｄの他端側は冷却器６ｆに接続されていて、上記凝縮管６ａ内に、例えば水道水（常温）等の冷却水を供給するようになっている。上記集水板６ｂには集水パイプ６ｅが接続されており、該集水パイプ６ｅの先端部は上記排水槽１０上に臨んでいる。なお、上記凝縮管６ａには多数枚のフィンを等間隔に取り付けて、表面積を多くし、凝縮効率を向上せしめてもよい。６ｇはバルブであって、排水時を除いて、装置の作動中は原則として上記集水パイプ６ｅを閉じ、上記減圧室Ａ内を大気から遮断する。

上記液面調整堰７は上記圧力容器１の底部に設置されている。該圧力容器１は横向き円筒状の形状となっており、その底部は上向きに湾曲しているので、上記液面調整堰７の両側には、回収槽７ａと貯留槽７ｂが形成される。該回収槽７ａには回収パイプ９ａが接続されており、該回収パイプ９ａの先端部は上記再生油槽９に臨んでいる。９ｂは開閉弁、および９ｃはフィルターである。

上記貯留槽７ｂには排出パイプ７ｃが接続されており、該排出パイプ７ｃの他端部は、上記供給パイプ３ａの途中に設けられた切換弁３ｃに接続されている。該切換弁３ｃは、上記乳化廃油槽８と上記廃油供給器３を連通させて、該乳化廃油槽８内の乳化廃油を上記廃油供給器３に供給する場合と、上記貯留槽７ｂと上記廃油供給器３を連通させて、上記貯留槽７ｂ内の液体を上記廃油供給器３に送る場合と、に切り換えるようになっている。７ｄは流量調整弁である。

上記実施例の乳化廃油の再生処理装置は、以上のように構成されているので、上記乳化廃油槽８内に貯留されている乳化廃油（廃油と水とその他のスラッジ等の固形分のエマルジョン）は、上記供給パイプ３ａを通って上記供給ポンプ３ｂにより上記廃油供給器３に圧送される。

上記廃油供給器３にはスリットが形成されているので、圧送された乳化廃油は、上記スリットから上記分散板４上に薄膜状に排出される。上記圧力容器１内は、上記真空ポンプ２により減圧されていると共に、上記加熱器５により高温になっているので、薄膜状に排出された乳化廃油は、降下中に水分の一部が蒸発して減圧室Ａ内に水蒸気となって漂う。

上記分散板４上に薄膜状に排出され、降下途中に一部の水分が蒸発した乳化廃油は、斜めの分散板４上を薄膜状態で流下する。該分散板４は上記加熱器５により加熱されているので、上記乳化廃油は流下しながら加熱され、水分は更にその蒸発が促進される。水分が無くなるか若しくは少なくなった蒸発しない油分は、上記分散板４の下端部から上記回収槽７ａに滴下して回収される。なお、上記分散板４上のメッシュ４ａの抵抗により、薄膜状態で流下する乳化廃油は、ゆっくり時間をかけて流下するので、乳化廃油中の水分は油分を伴づれすることなく水蒸気となって、減圧室Ａ内に蒸発することができる。

上記分散板４の上方または面上で乳化廃油から蒸発して減圧室Ａ内を漂う水蒸気は、該減圧室Ａ内の上記凝縮器６により凝縮されて液体の水となる。すなわち、上記凝縮器６の上記凝縮管６ａ内には上記冷却器６ｆから冷却流体が供給されるので、該凝縮管６ａは冷却されており、その外表面に接触または近づいた水蒸気は、該凝縮管６ａに水滴となって付着し、成長した水滴は、上記集水板６ｂ上に滴下する。該集水板６ｂに集水された水は、上記集水パイプ６ｅを通って上記排水槽１０に排水される。

上記回収槽７ａに回収された廃油に依然として水分が混入している場合には、上記開閉弁９ｂを閉じて、回収槽７ａ内の廃油を上記液面調整堰７から上記貯留槽７ｂに越流させる。該貯留槽７ｂ内に貯留されている廃油は、上記切換弁３ｃを操作することにより、上記供給パイプ３ａを通って上記廃油供給器３に返送する。この時、上記乳化廃油槽８内の乳化廃油は供給されない。

上記廃油供給器３に返送された廃油は、再び上述の水分蒸発処理を受け、上記回収槽７ａに回収された廃油内の水分濃度が少なくなるまで、繰り返される。回収された廃油内の水分濃度が十分に少なくなると、上記開閉弁９ｂを開き、上記回収槽７ａ内の廃油を上記回収パイプ９ａを通って、上記再生油槽９に排出する。回収された廃油は、従来公知の分離技術によりスラッジ等の固形分を取り除かれ、再生油となる。

上記回収槽７ａおよび上記貯留槽７ｂ内の廃油がほぼ無くなると、上記切換弁３ｃを閉じるとともに、上記切換弁３ｃを切り換えて上記乳化廃油槽８内の乳化廃油を上記廃油供給器３に供給する。

上記実施例において、上記廃油供給器３は、スリットを開けた管体に限定するものではなく、要するに、乳化廃油を薄膜状に排出できる構造のものであればよい。また、上記分散板４上に距離を隔てて配置することなく、該分散板４の上部表面に乳化廃油を薄膜状に直接排出する構造であってもよい。

上記凝縮器６は、上記減圧室Ａ内に漂う水蒸気を効率よく凝縮回収できる構造であれば、上記構造に限定するものではなく、要するに、冷却された表面積を大きくでき、凝縮された水が速やかに滴下あるいは流下することのできる構造であればよい。

上記実施例では、乳化廃油の供給回路３ａを、貯留槽７ｂからの返送回路の一部に利用しているが、返送回路を別回路として、返送廃油を上記廃油供給器３に送るように構成してもよい。

図２は、本発明装置の第２の実施例の説明図であって、図１に示す上記第１の実施例に対して下記の点で異なる。すなわち、上記第１の実施例では、廃油供給器３に圧送される乳化廃油は加熱処理されないで分散板４上に排出されるようになっているが、本第２の実施例では、上記廃油供給器３に連絡する供給パイプ３ａの途中に加熱手段３ｄを設ける。該加熱手段３ｄとしては、例えば、前記供給パイプ３ａの周囲に電気ヒーターや温水ジャケットを設ける手段があるが、要するに、乳化廃油を加熱する手段であれば、従来公知のいずれの加熱手段であってもよい。なお、この加熱手段３ｄは排出パイプ７ｃや貯留槽７ｂ内にも設けてもよい。上記加熱手段３ｄの配置は、上記複数個所、あるいは、選択されたいずれかの個所のいずれでもよい。上記加熱手段３ｄを設けることによって、加熱器５による廃油加熱を補助し、加熱器５を簡素に構成することができる。さらに、加熱手段３ｄを設けた場合、過熱器５を省略することもできる。

また、上記第１の実施例では圧力容器１を円筒状（断面が円形）に構成したが、図２に示すように、断面が縦長の楕円形あるいは小判状に形成してもよい。この場合、廃油供給器３や分散板４の上部に凝縮器６を配置して、その間に金網やパンチングメタルなどの油分捕捉用通気板１１を設置することができる。この油分捕捉用通気板１１は、分散板４から上昇する水蒸気の中に僅かに含まれる油分を付着せしめて捕捉する。その結果、この油分捕捉用通気板１１を通過する水蒸気は水分純度が高くなり、凝縮器６によって高純度の水が復水されることになる。なお、上記油分捕捉用通気板１１に捕捉された油分は、滴下や回収パイプなどの適宜回収手段（図示せず）によって上記回収槽７ａに回収される。

さらに、上記第１の実施例における排水槽１０内に、図２に示すように、堰板１０ａを設けて、排水槽１０の水面に浮く軽い油分を出来るだけ取り除いて、油分の出来るだけ少ない水を排水し、環境に配慮することができる。

本願発明、特に、第２の実施例の発明により、再処理された再生油槽９内の油分中の水分濃度が約２７０ｐｐｍ程度になるまで除去され、元の潤滑油等の基準値３００ｐｐｍ以下に純化されることが確認された。

１ 圧力容器
２ 真空ポンプ
３ 廃油供給器
３ａ 供給パイプ
３ｂ 供給ポンプ
３ｃ 切換弁
４ 分散板
５ 加熱器
５ａ 供給パイプ
５ｂ 排出パイプ
６ 凝縮器
６ａ 凝縮管
６ｂ 集水板
６ｃ 供給パイプ
６ｄ 排出パイプ
６ｅ 集水パイプ
６ｆ 冷却器
６ｇ バルブ
７ 液面調整堰
７ａ 回収槽
７ｂ 貯留槽
７ｃ 排出パイプ
７ｄ 流量調整弁
８ 乳化廃油槽
９ 再生油槽
９ａ 回収パイプ
９ｂ 開閉弁
９ｃ フィルター
１０ 排水槽
１０ａ 堰板
１１ 油分捕捉用通気板
Ａ 減圧室

Claims (11)

1. 内部に減圧室を構成する圧力容器と、該減圧室内に配設される廃油供給器と、該廃油供給器の下に配設される傾斜した分散板と、該分散板の下面に沿って配設される加熱手段と、上記減圧室内の上部に配設される凝縮器と、該凝縮器により凝縮された水分を排水して回収する排水槽と、上記分散板から流下して水分を分離された再生油を排出して回収する再生油槽と、からなることを特徴とする乳化廃油の再生処理装置。
2. 上記分散板の位置より上に上記凝縮器を配置し、これら分散板と凝縮器の間に油分捕捉用通気板を設けて、該分散板から上昇する水蒸気の中に僅かに含まれる油分を油分捕捉用通気板に付着せしめて捕捉するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の乳化廃油の再生処理装置。
3. 上記再生油槽に排出する前に、水分を含む廃油を貯留する貯留槽を、上記減圧室の下部に設け、該貯留槽から上記廃油供給器へ上記水分を含む廃油を返送する手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の乳化廃油の再生処理装置。
4. 上記圧力容器が、横向きの断面が円筒状、縦長の楕円状あるいは小判形であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の乳化廃油の再生処理装置。
5. 上記圧力容器を真空ポンプにより減圧することを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の乳化廃油の再生処理装置。
6. 上記廃油供給器が、軸方向にスリットが開設された管体であることを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の乳化廃油の再生処理装置。
7. 上記分散板の上面にメッシュが付設されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の乳化廃油の再生処理装置。
8. 上記凝縮器が、多数本の凝縮管およびこれら凝縮管の下側に設けられた集水板から構成され、上記凝縮管内に水を循環供給し、上記集水板から凝縮液を排水するように構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の乳化廃油の再生処理装置。
9. 水分が乳化状態で混入している乳化廃油から水分を分離して油を再生する方法において、該水分が蒸発可能な温度と圧力に調整された減圧室内に、上記乳化廃油を供給し、該供給された乳化廃油を、上記減圧室内で傾斜して配設されると共に加熱されている分散板の表面上を薄膜状態で流下せしめながら、該乳化廃油中から水分を蒸発分離せしめ、該蒸発分離した水蒸気を、上記減圧室内に配設された凝縮器により凝縮し、該凝縮した水分を該減圧室から排水すると共に、上記水分が蒸発分離した再生油を該減圧室から排出することを特徴とする乳化廃油の再生処理方法。
10. 上記減圧室内に供給された乳化廃油を、上記分散板の上部に薄膜状態で供給することを特徴とする請求項９に記載の乳化廃油の再生処理方法。
11. 上記乳化廃油から水分がほぼ完全に分離するまで、上記再生油の排出を一時停止して、上記水分の蒸発分離および水蒸気の凝縮を繰り返すことを特徴とする請求項９または１０に記載の乳化廃油の再生処理方法。