JP5685663B1 - 再生重油製造方法及び製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】水分を含む廃油を処理することにより、水分をほぼ完全に除去した高純度の再生重油を得る。【解決手段】水分を含む廃油を処理し、水分含有量が１重量％未満の再生重油とする再生重油製造方法において、廃油を４０℃〜６０℃の温度に加熱し２層に分離した上層部分の液体を取り出す浮上分離工程と、浮上分離工程にて得た液体から０．８ｍｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第１の固液分離工程と、第１の固液分離工程にて得た液体から５μｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第２の固液分離工程と、第２の固液分離工程にて得た液体を８０℃〜１００℃に加熱した後に三相遠心分離機により軽液、重液及びスラッジに分離する加熱遠心分離工程と、加熱遠心分離工程にて得た軽液を１００℃〜１１０℃に加熱して水分を蒸発させることにより残余の液体を再生重油として得る水分蒸発工程と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、廃油を再生処理することにより再生重油とする再生重油製造方法及び製造システムに関するものである。

廃油の多くは、再資源化可能である。例えば、エンジンオイル、ギヤー油、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）、スピンドル油等の潤滑油、作動油及び切削油の他、洗浄油、鉱物油からの加工油、廃棄された重油類等がある。回収されて廃油タンクに保管された状態では、通常、複数種の油が混合し、固形分である異物及び水分を含んでいる。

このような廃油を再資源化する技術は既にいくつか提示されており、例えば、特許文献１〜３がある。
特許文献１には、廃油回収再生処理システムが開示されており、廃油から遠心分離により不純物を除去する工程と、その後廃油を加熱して不純物を蒸発除去する工程を備えている。
特許文献２には、廃油の処理方法が開示されており、廃油を加熱処理した後に３相遠心分離し、軽液をさらに加熱して上層油を再生油として取り出す方法である。
特許文献３には、廃油から再生油を製造する再生油製造装置が開示されており、遠心分離機である油水分離器と、静置より油水分離を行う少なくとも２段の水分離器と、分離油に含まれるスラッジを粉砕することにより分離油を改質する燃料改質器とを備えている。

特開２００３−３０６６８２号公報 特開２００６−１０４２３３号公報 特開２０１３−６０５７３号公報

上記の特許文献１〜３のように、廃油の再生処理のための先行技術では、加熱、遠心分離、濾過、蒸留等の手段が様々に組み合わされている。
しかしながら、水分を含む廃油から水分をほぼ完全に除去するには大規模な設備等が必要であり、現状では、簡易な設備により純度の高い再生油、特に水分含有量が１重量％未満の再生重油を得ることは困難である。

本発明の目的は、水分を含む廃油を処理することにより、水分をほぼ完全に除去した高純度の再生重油を得ることができる再生重油の製造方法及び製造システムを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を提供する。
本発明の第１の態様は、水分を含む廃油を処理し、水分含有量が１重量％未満の再生重油とする再生重油製造方法において、廃油を４０℃〜６０℃の温度に加熱し２層に分離した上層部分の液体を取り出す浮上分離工程と、前記浮上分離工程にて得た液体から０．８ｍｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第１の固液分離工程と、前記第１の固液分離工程にて得た液体から５μｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第２の固液分離工程と、前記第２の固液分離工程にて得た液体を８０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱した後に三相遠心分離機により軽液、重液、及び、０．１〜５μｍの固形分を含むスラッジに分離する加熱及び三相遠心分離工程と、前記加熱及び三相遠心分離工程にて得た軽液を１０３℃〜１０５℃の範囲の温度に加熱しかつ撹拌して水分を蒸発させることにより残余の液体を再生重油として得る水分蒸発工程と、を有することを特徴とする。

上記第１の態様において、前記浮上分離工程、前記加熱遠心分離工程及び前記水分蒸発工程における加熱を、水蒸気との熱交換により行うことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、水分を含む廃油を処理し、水分含有量が１重量％未満の再生重油とする再生重油製造システムにおいて、廃油を２層に分離させて上層部分の液体を取り出すために廃油を４０℃〜６０℃の温度に加熱する第１の加熱装置と、前記第１の加熱装置により得た液体から０．８ｍｍを超える固形分を除去する第１の固液分離装置と、前記第１の固液分離装置により得た液体から５μｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第２の固液分離装置と、前記第２の固液分離装置により得た液体を８０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱する第２の加熱装置と、前記第２の加熱装置により加熱された液体を軽液、重液、及び、０．１〜５μｍの固形分を含むスラッジに分離する三相遠心分離機と、前記三相遠心分離機により得た軽液を１０３℃〜１０５℃の範囲の温度に加熱しかつ撹拌し水分を蒸発させて残余の液体を再生重油として得る第３の加熱装置と、を備えたことを特徴とする。

上記第２の態様において、前記第１の加熱装置、前記第２の加熱装置及び前記第３の加熱装置が、水蒸気との熱交換を行わせる加熱装置であることを特徴とする。

本発明の再生重油の製造方法及び製造システムによれば、水分含有量が１重量％未満の再生重油を低コストにて製造することができる。

図１は、本発明による再生重油の製造方法及び製造システムのフロー及び構成を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による再生重油の製造方法及び製造システムのフロー及び構成を概略的に示す図である。

先ず、種々の廃油が回収され、タンクＴ１に蓄積される。本発明の処理対象となる廃油は、ＪＩＳ規格にてＡ重油からＢ重油までの重油に相当する再生重油となり得るものである。このような廃油として、エンジンオイル、ギヤー油、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）、スピンドル油等の潤滑油、作動油及び切削油の他、洗浄油、鉱物油からの加工油、廃棄された重油類等がある。これらの廃油には、通常、相当量の水分（平均的には６〜１６重量％程度）が含まれている。また、様々な大きさの固形分の異物も含まれている。

従来の再生重油処理方法では、水分除去のために加熱蒸発や遠心分離を行っているが、水分含有量を１重量％未満とするには、大規模な蒸留設備等が必要であり、コスト高となっていた。本発明は、できるだけ簡易に、水分が１重量％未満の再生重油を製造する方法及び装置を提供するものである。

＜浮上分離工程＞
タンクＴ１に蓄積された廃油は、ポンプＰ１により第１の加熱装置Ｈ１に送られる。第１の加熱装置Ｈ１は、タンク容器内に熱交換パイプを配設され、熱交換パイプはタンク容器外の水蒸気発生装置と接続された構造を備えている。この熱交換器付きタンク内に充填された廃油は、４０〜６０℃の範囲の適宜の温度に、好適には約５０℃に加熱される。加熱した状態で、廃油が２層に分離するまで所定の時間待つ。廃油が２層に分離した後、浮上した上層部分の液体のみを取り出し、次工程に送る。この浮上分離工程で除去される下層部分はほぼ水分である。

＜第１固液分離工程＞
浮上分離工程にて得た液体は、第１固液工程の分離装置であるスクリーンＳ１を通過させられる。この第１固液分離工程では、約０．８ｍｍを超える固形分の異物が除去される。スクリーンＳ１を通過した液体は、タンクＴ２に回収される。

＜第２固液分離工程＞
タンクＴ２に回収された液体は、ポンプＰ２により第２固液分離工程の分離装置である遠心分離機Ｓ２を通過させられる。遠心分離機Ｓ２は、例えば、東都セパレータ工業(株)製のマイクロセパレータＣＦ１５０である。この第２固液分離工程では、約５μｍを超える固形分の異物が除去される。マイクロセパレータＳ２を通過した液体は、タンクＴ３に回収される。

＜加熱及び三相遠心分離工程＞
タンクＴ３に回収された液体は、ポンプＰ３により、加熱及び三相遠心分離工程の前段である第２の加熱装置Ｈ２に送られる。第２の加熱装置Ｈ２は、第１の加熱装置Ｈ１と同様に水蒸気と熱交換を行うためのタンク容器で構成されている。この熱交換器付きタンク内に充填された液体は、８０℃〜１００℃の範囲の適宜の温度に、好適には約９０℃に加熱される。加熱された液体は、後段の三相遠心分離機Ｓ３に導入される。

後段の三相遠心分離機Ｓ３は、例えば、三菱化工機(株)社製のセルフジェクターＳＪ１５０Ｊである。三相遠心分離機Ｓ３は、廃油の液体を、軽液、重液及びスラッジに分離する。これにより、油は軽液として、水は重液として、０．１〜５μｍの範囲の固形分はスラッジ（水分も含む）として分離される。軽液はタンクＴ４に、重液はタンクＴ５に、スラッジはタンクＴ６にそれぞれ回収される。なお、重液は、ポンプＰ５によりタンクＴ８に送られ、焼却炉で処理される。スラッジは、ポンプＰ６によりタンクＴ９に送られ、焼却炉で処理される。

＜水分蒸発工程＞
加熱及び三相遠心分離工程で得られタンクＴ４に回収された軽液は、ポンプＰ４により第３の加熱装置Ｈ３に送られる。第３の加熱装置Ｈ３は、第１及び第２の加熱装置Ｈ１、Ｈ２と同様に水蒸気と熱交換を行うためのタンク容器で構成されている。この熱交換器付きタンク容器内に充填された軽液は、１００℃〜１１０℃の範囲の温度、好適には１０３℃〜１０５℃の範囲の温度に加熱される。タンク容器内では、攪拌機にて周方向に撹拌を行うとともに、タンク容器下部に撹拌ポンプを設置して、上下方向の撹拌を行う。これにより、タンク容器内の軽液を均一に加熱することができ、軽液全体から満遍なく水分を蒸発させることができる。さらに、タンク容器内を正圧に圧力調整することにより、空気の侵入を抑制することが好適である。これにより、低揮発油が蒸発しても、引火及び発火を抑制することができる。

第３の加熱装置Ｈ３の温度は、軽液の処理量が多い場合は高めに設定する。また、油水分離し難い廃油の場合は、１回の処理量を減らすこと、温度を高めに設定すること、処理時間を長くすること、さらに撹拌力を強化すること、のうち１又は複数を適宜組み合わせて水分蒸発能力を高める。

軽液に対しこの工程の処理を行うことにより水分が蒸発し、残余の液体の水分含有量を１重量％未満とすることができる。水分蒸発工程を経た液体は、ポンプＰ７によりタンクＴ７に送られ、再生重油として蓄積される。

上述した本発明の再生重油製造方法及び製造システムにおいて、第１〜第３の加熱装置の各々の水蒸気発生装置は、それぞれ別個に設ける必要はなく、１つの水蒸気発生装置を共有してもよい。一般的な水蒸気発生装置は、０．１〜５ＭＰa、１１０〜２５０℃の水蒸気を発生可能である。水蒸気発生装置（又は水蒸気熱交換装置）としては、例えば、(株)群桐産業製の油水分離装置を使用することができる。

本発明による再生重油製造方法及び製造システムは、一般的な固液分離装置、水蒸気による加熱装置、三相遠心分離機を最適に組み合わせたものであり、水分含有量が１重量％未満の再生重油を低コストに製造することができる。

上述した本発明の実施形態を複数回実施した結果をまとめると、以下の通りであった。
廃油 ：５５〜７０ｋＬ
再生重油 ：４５〜６０ｋＬ
処理前の廃油の水分量 ：６〜１２重量％
処理後の再生重油の水分量：０．６〜０．８重量％

Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ９ タンク
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７ ポンプ
Ｓ１ スクリーン
Ｓ２ 遠心分離機
Ｓ３ 三相遠心分離機
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 加熱装置

Claims (4)

1. 水分を含む廃油を処理し、水分含有量が１重量％未満の再生重油とする再生重油製造方法において、
   廃油を４０℃〜６０℃の温度に加熱し２層に分離した上層部分の液体を取り出す浮上分離工程と、
   前記浮上分離工程にて得た液体から０．８ｍｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第１の固液分離工程と、
   前記第１の固液分離工程にて得た液体から５μｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第２の固液分離工程と、
   前記第２の固液分離工程にて得た液体を８０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱した後に三相遠心分離機により軽液、重液、及び、０．１〜５μｍの固形分を含むスラッジに分離する加熱及び三相遠心分離工程と、
   前記加熱及び三相遠心分離工程にて得た軽液を１０３℃〜１０５℃の範囲の温度に加熱しかつ撹拌して水分を蒸発させることにより残余の液体を再生重油として得る水分蒸発工程と、を有することを特徴とする
   再生重油製造方法。
2. 前記浮上分離工程、前記加熱遠心分離工程及び前記水分蒸発工程における加熱を、水蒸気との熱交換により行うことを特徴とする請求項１に記載の再生重油の製造方法。
3. 水分を含む廃油を処理し、水分含有量が１重量％未満の再生重油とする再生重油製造システムにおいて、
   廃油を２層に分離させて上層部分の液体を取り出すために廃油を４０℃〜６０℃の温度に加熱する第１の加熱装置と、
   前記第１の加熱装置により得た液体から０．８ｍｍを超える固形分を除去する第１の固液分離装置と、
   前記第１の固液分離装置により得た液体から５μｍを超える固形分を除去して液体を取り出す第２の固液分離装置と、
   前記第２の固液分離装置により得た液体を８０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱する第２の加熱装置と、
   前記第２の加熱装置により加熱された液体を軽液、重液、及び、０．１〜５μｍの固形分を含むスラッジに分離する三相遠心分離機と、
   前記三相遠心分離機により得た軽液を１０３℃〜１０５℃の範囲の温度に加熱しかつ撹拌し水分を蒸発させることにより残余の液体を再生重油として得る第３の加熱装置と、を備えたことを特徴とする
   再生重油製造システム。
4. 前記第１の加熱装置、前記第２の加熱装置及び前記第３の加熱装置が、水蒸気との熱交換を行わせる加熱装置であることを特徴とする請求項３に記載の再生重油の製造システム。

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