JP3517170B2 - 含油性物質の油分分離装置及びその方法 - Google Patents

含油性物質の油分分離装置及びその方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は含油性物質の油分分
離装置及びその方法に関し、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捕集するための油分分
離装置及びその方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】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。
【0003】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。
【0004】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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】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。
【0006】本発明の目的は、引火性の問題を解消し、
極めて簡単でかつローコストで油分と固形物とを分離す
ることが可能な含油性物質の油分分離装置及びその方法
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外部よ
り供給される含油性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴
射する噴射空間を有する処理槽と、前記噴射空間での噴
射により得られた気化物質と固形物質とを分離する分離
手段と、前記気化物質を凝縮して油分を回収する凝縮手
段とを含むことを特徴とする含油性物質の油分分離装置
が得られる。
【0008】そして、前記処理槽は、外部からの高温高
圧の過熱蒸気が供給されこの過熱蒸気を超音速流で前記
噴射空間へ噴射する噴射ノズルを有することを特徴とし
ており、また前記分離手段はサイクロンまたはバグフィ
ルターであり、このサイクロンまたはバグフィルターに
より前記固形物質が分離捕集され、前記気化物質は前記
サイクロンまたはバグフィルターにおいて拡散されて前
記凝縮手段へ供給され、前記凝縮手段は熱交換処理によ
り前記気化物質の冷却分留をなすようにしたことを特徴
としている。
【0009】更に、前記凝縮手段の熱交換処理は冷却水
による冷却処理であり、この冷却処理によって得られた
水分を、前記冷却水として再利用するようにしたことを
特徴とし、また前記冷却処理によって得られた水分を、
前記高温高圧の過熱蒸気生成のために再利用するように
したことを特徴としている。
【0010】本発明によれば、外部より供給される含油
性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴射空間に噴射する
噴射ステップと、前記噴射空間での噴射により得られた
気化物質と固形物質とを分離する分離ステップと、前記
気化物質を凝縮して油分を回収する凝縮ステップとを含
むことを特徴とする含油性物質の油分分離方法が得られ
る。
【0011】そして、前記分離ステップにおいて、サイ
クロンまたはバグフィルターによって前記固形物質を分
離捕集し、前記サイクロンまたはバグフィルターによっ
て前記気化物質を拡散して前記凝縮ステップへ供給し、
前記凝縮ステップでは、熱交換処理により前記気化物質
の冷却分留をなすようにしたことを特徴としている。
【0012】また、前記凝縮ステップの熱交換処理は冷
却水による冷却処理であり、この冷却処理によって得ら
れた水分を、前記冷却水として再利用するステップを、
更に含むことを特徴とし、たま前記冷却処理によって得
られた水分を、前記高温高圧の過熱蒸気生成のために再
利用するステップを、更に含むことを特徴としている。
【0013】本発明の作用を述べる。高温高圧の過熱蒸
気をスロート形状のノズルを通して超音速流として処理
槽内で噴射し、一方含油性物質をフィーダーにより処理
槽内へ供給する。従って、この処理槽内において、含油
性物質に超高速流の過熱蒸気が噴射されて強制衝突が行
わされ、瞬間的に解砕気化される。固形物はサイクロン
により遠心分離等により分離されると共に、気化した油
分は拡散され、段階的熱交換(コンデンサー等)により
冷却分溜されることになる。また、装置内は水蒸気によ
って満たされ、無酸素状態であるので、引火の心配がな
く安全である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて詳述する。図1は本発明の概要構成
を示す模式的ブロック図である。図1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。熱交換器3はバーナー2の熱を水蒸
気へ移すための装置である。
【0015】原料供給器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。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及び熱交換器
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。
【0016】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、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。
【0017】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。尚、固形物はサイクロン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。尚、
図1における各数値例は好ましい具体的一例を示してい
るが、これに限定されるものではない。また、含油性物
質として、ガソリンと固形物との混合物を仮定してい
る。
【0018】図2は本発明の実施の形態の動作を示す処
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)、熱交換器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)。尚、このと
き、熱交換器3より、排ガスが出力される(ステップS
4)。
【0019】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)。
【0020】処理槽6の出力はサイクロン7へ供給さ
れ、遠心分離,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。
【0021】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S1
3)。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。
【0022】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明に依れば、高温
高圧の過熱蒸気を超音速流で含油性物質に噴射すること
で、瞬時に解砕気化するようにしているので、油分の引
火による爆発等の問題がなく、また、小型軽量でかつ効
率の良い油分の分離が可能となるという効果がある。
【0023】また、コンデンサーにより生ずる排温水
を、コンデンサー自身の冷却水として再利用し、また、
蒸気ボイラーへ帰還して再利用することで、更に効率が
向上するという効果がある。更に、本発明によれば、油
を気化させて回収するために、不純物を含まない油が得
られ、資源のリサイクルへの道を拓くという効果もあ
る。更には、また、砂と重質油とが混合したオイルサン
ドから原油を分溜抽出する場合、高温の熱による重質油
の熱分解がなされるので、抽出した油分中において、軽
油分の割合が増大し、従来技術では、6%以下の含油率
では採算がとれなかったものが、本発明では、3%台の
含油率でも採算ベースにのり得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概略構成を示す模式図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態の動作を示す概略フローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 ボイラー 2 バーナー 3 熱交換器 4 原料供給機 5 モーター 6 処理槽 7 サイクロン 8 コンデンサー 9 クーリングタワー 10 分離槽

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部より供給される含油性物質に対して
    超音速の過熱蒸気を噴射する噴射空間を有する処理槽
    と、前記噴射空間での噴射により得られた気化物質と固
    形物質とを分離する分離手段と、前記気化物質を凝縮し
    て油分を回収する凝縮手段とを含むことを特徴とする含
    油性物質の油分分離装置。
  2. 【請求項2】 前記処理槽は、外部からの高温高圧の過
    熱蒸気が供給されこの過熱蒸気を超音速流で前記噴射空
    間へ噴射する噴射ノズルを有することを特徴とする請求
    項1記載の含油性物質の油分分離装置。
  3. 【請求項3】 前記分離手段はサイクロンまたはバグフ
    ィルターであり、このサイクロンまたはバグフィルター
    により前記固形物質が分離捕集され、前記気化物質は前
    記サイクロンまたはバグフィルターにおいて拡散されて
    前記凝縮手段へ供給され、前記凝縮手段は熱交換処理に
    より前記気化物質の冷却分留をなすようにしたことを特
    徴とする請求項2記載の含油性物質の油分分離装置。
  4. 【請求項4】 前記凝縮手段の熱交換処理は冷却水によ
    る冷却処理であり、この冷却処理によって得られた水分
    を、前記冷却水として再利用するようにしたことを特徴
    とする請求項3記載の含油性物質の油分分離装置。
  5. 【請求項5】 前記冷却処理によって得られた水分を、
    前記高温高圧の過熱蒸気生成のために再利用するように
    したことを特徴とする請求項4記載の含油性物質の油分
    分離装置。
  6. 【請求項6】 外部より供給される含油性物質に対して
    超音速の過熱蒸気を噴射空間に噴射する噴射ステップ
    と、前記噴射空間での噴射により得られた気化物質と固
    形物質とを分離する分離ステップと、前記気化物質を凝
    縮して油分を回収する凝縮ステップとを含むことを特徴
    とする含油性物質の油分分離方法。
  7. 【請求項7】 前記分離ステップにおいて、サイクロン
    またはバグフィルターによって前記固形物質を分離捕集
    し、前記サイクロンまたはバグフィルターによって前記
    気化物質を拡散して前記凝縮ステップへ供給し、前記凝
    縮ステップでは、熱交換処理により前記気化物質の冷却
    分留をなすようにしたことを特徴とする請求項6記載の
    含油性物質の油分分離方法。
  8. 【請求項8】 前記凝縮ステップの熱交換処理は冷却水
    による冷却処理であり、この冷却処理によって得られた
    水分を、前記冷却水として再利用するステップを更に含
    むことを特徴とする請求項7記載の含油性物質の油分分
    離方法。
  9. 【請求項9】 前記冷却処理によって得られた水分を、
    前記高温高圧の過熱蒸気生成のために再利用するステッ
    プを更に含むことを特徴とする請求項8記載の含油性物
    質の油分分離方法。
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