JPH07100828B2 - 乾留装置の操業方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、開閉できる蓋を有するバッチ式の乾留装置の
操業方法に係り、時に釜内の被乾留物の乾留終了を検出
する方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、ステンレス鋼板の製造工場においては、研削工
程及び研磨工程において、多量の研削油を含むステンレ
ス鋼板研削屑が発生する。

このステンレス鋼板研削屑は、特公昭52−35003号公報
に記載のように、一旦研削屑内に含まれる研削油の大半
を静置分離方法や遠心分離方法で除去し、しかる後シリ
ンダー内に入れてピストンにて圧搾して見掛け比重３〜
４程度のステンレス鋼塊として、次に、該ステンレス鋼
塊を仮焼して、なお残存している少量の油分を燃やし尽
くして、製鋼原料に再生する方法が知られているが、該
方法は油分を燃焼させてしまうので、有効に回収できな
いという欠点がある。そこで、被乾留物の一例である上
記ステンレス鋼塊を乾留すれば、含有する油分を回収で
きることになる。このように乾留装置を使用して油分を
回収する方法として、特開昭51−147418号公報記載のよ
うに、研削粉をブリケットにする方法が知られている。

そして、上記の如く乾留装置の操業方法における乾留終
了時の判断方法は、経験によって加熱温度と加熱必要時
間とを割り出し、推定終了時間より多少長めに乾留釜の
加熱を行い、内部の被乾留物を完全に乾留する方法（以
下、Ａ方法という）、あるいは乾留釜からの発生ガス及
び回収油の量で判断する方法（以下、Ｂ方法という）に
よって行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記Ａ方法によって乾留終了時の判断を
行うと、加熱用の燃料を余分に使用することに成りやす
く、また、被乾留物によって乾留時間がバラツクので管
理が難しいという問題点があった。また、上記Ｂ方法に
おいても、乾留する材料によって発生ガス量及び油回収
量は異なり、結果として人の判断に頼ってすることにな
り、乾留が不十分であったり、あるいは乾留しすぎて余
分な燃料を使用したりする等の問題点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、乾留
の際に必然的に発生する物理的現象を検出して、的確に
乾留の終了を検出する乾留装置の操業方法を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に沿う請求項（１）記載の乾留装置の操業方法
は、開閉できる蓋と、内部の気流を撹拌する電動ファン
を備えた乾留釜内に、被乾留物を入れ加熱して乾留を行
う乾留装置の操業方法であって、乾留の終了時点の判断
を上記電動ファンの電流値が乾留初期値に減少したこと
を検出することによって行うようにして構成されてい
る。

また、請求項（２）記載の乾留装置の操業方法は、開閉
できる蓋と、内部の気流を撹拌する電動ファンを備えた
乾留釜内に、被乾留物を入れ加熱して乾留を行う乾留装
置の操業方法であって、乾留の終了時点の判断を、上記
乾留釜の非加熱部の鉄皮の温度、乾留釜のフランジ冷却
水の温度及び乾留蒲の排ガス通路の温度の一つまたは二
つ以上を検出し、該温度が上昇後所定値まで下降したこ
とを検出することによって行うようにして構成されてい
る。

〔作用〕

乾留時に発生するガス成分は、被乾留物に含まれている
研削油が蒸発及び分解した高分子の油分及び水蒸気によ
って構成されているので、空気の比重より極めて大きな
比重となる。

従って、請求項（１）記載の乾留装置の操業方法に示す
ように、乾留釜内に配置された電動ファンの電流（負荷
電流）は、乾留ガスが発生していない時には空気あるい
は窒素ガス等を負荷しているので、比較的電流値は小さ
いが、乾留ガスが発生すると、空気の比重より遥かに大
きい乾留ガスを負荷とするので、電動ファンの電流値が
上昇する。そして、乾留が終了すると上記高分子の乾留
ガスは発生しないので、電動ファンの負荷は軽減して電
流値が下がる。この電流値が下がったことを検出して、
乾留の終了を判断することができる。

なお、請求項（１）においては乾留の終了時点の判断を
上記電動ファンの電流値のみで行う他、後述する乾留釜
の非加熱部の鉄皮の温度、フランジ冷却水の出口側の温
度及び排ガス通路の温度のうち一つまたは二つ以上を組
み合わせて行っても良い。上記のように組み合わせるこ
とにより、検出器の誤動作等による検出漏れを防止し、
信頼性の向上を図ることができる。

また、上記乾留ガスは内部に多量の高分子化合物を含む
ので、定圧比熱が空気に比較して大きい。また、蓋のフ
ランジ部分等の低温部には乾留ガス中に含まれる高分子
化合物の蒸気が凝縮することにより熱が伝導される。従
って、乾留ガスの発生によって大量の熱が移動すること
により、これによってバーナーで直接加熱されていない
鉄皮の温度が上昇し、更には蓋のフランジの部分の冷却
水の出口側の温度も上昇する。そして、乾留が終了する
と、上記乾留ガスの発生がないので、大量の熱が上記鉄
皮及び冷却水に供給されないので、鉄皮の場合には外部
への放熱もあって温度が下がる。

乾留が行われている間には、大量の乾留ガスが発生し、
排ガス通路を通って乾留釜から外部に排出され、結果と
して排ガス通路の温度が上昇するが、乾留が終了すると
乾留ガスは発生しないので、外部に熱を放散することも
あって排ガス通路の温度が下がる。

請求項（２）記載の乾留装置の操業方法においては、上
記物理的現象を捉えて、乾留釜の上部の鉄皮の温度、フ
ランジ冷却水の出口側の温度あるいは乾留釜の排ガス通
路の温度が上昇後、所定値まで下降することを検出する
ことによって乾留の終了を判断する。

上記所定値を定めるには、例えば予め実験によって乾留
終了時点の温度を測定し、該温度と乾留中の最高温度の
差を求めて行う。また、上記のように３種類の温度のう
ち２種類以上の温度を測定した場合には検出器の誤動作
などによる検出漏れを防止し、信頼性の向上を図ること
ができる。

なお、請求項（２）においては乾留の終了時点の判断を
上記各温度によって行う他、請求項（１）における電動
ファンの電流値と組み合わせて行っても良い。組み合わ
せることによって検出の信頼性が一層向上する。

〔実施例〕

続いて、本発明の実施例に係る乾留装置の操業方法を適
用した乾留設備について説明し、本発明の理解に供す
る。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係る乾留装置の操
業方法を適用した乾留設備のフロー図、第２図は乾留釜
のフランジ部分の詳細断面図、第３図は測定結果を示す
グラフを示す。

第１図に示すように上記乾留設備は、開閉できる蓋26を
有する乾留釜10と、該乾留釜10近傍の乾留ガス通路を構
成するガス管11内で凝縮液化した油を冷却する油冷却装
置12と、さらに排気ガスを冷却し油及び水を液化するコ
ンデンサー13と、該コンデンサー13の出口側に連結され
る水封槽14と、上記油冷却装置12及びコンデンサー13に
よって回収された油を入れる回収油タンク15、16及び貯
留タンク17と、乾留によって生じたガス及び油を燃料と
し上記乾留釜10を加熱するオイルバーナー18、ガスバー
ナー19及び常燃バーナー20と、上記各バーナーに一次空
気を供給する燃焼用ファン21と、循環する冷却用の水を
冷却するクーリングタワー22と、これら全体を制御する
制御装置23とを有して構成されている。これらについて
更に詳しく説明する。

上記乾留釜10は全体がステンレス鋼または耐熱鋼製等の
容器からなって、下部の釜本体24の内部には適当間隔に
配置された支持部材からなる載置台25を有し、上部には
図示しないシリダーを有してなる開閉装置付きの蓋26が
設けられ、該蓋26の内部内側には外部に配置されたモー
ター27によって駆動される撹拌用の電動ファン28と、該
電動ファン28に下部からガスを導いて側部に排出する整
風板29が設けられている。

上記載置台25の上には乾留釜10の内径より充分小さい外
径を有する円柱体の縦方向に４等分した形状の４個の乾
留物収納容器30が配置されている。この乾留物収納容器
30は上部は開放、底部は網状となって上記電動ファン28
によって送られるガスが該乾留物収納容器30の外側を通
って、該乾留物収納容器30の底部から内部に入り、上記
整風板29によって再度上部の電動ファン28に向かって流
れ、循環するようになっている。

また、上記乾留釜10の蓋26の表面温度を測定する温度セ
ンサー42aが設けられ、その出力は制御装置23に入力さ
れている。

上記乾留釜10の蓋26及び下部の釜本体24には、第２図に
示すように対向するフランジ31、32が設けられ、該フラ
ンジ31、32は上部及び下部に冷却水通路33、33aを有
し、しかも適当間隔で周囲に締付けボルト34が螺合して
いる締め金具35が、取付け金具36にピン37を介して回動
自在に取付けられている。

また、下部のフランジ32には二段に溝38、39が形成さ
れ、上部のフランジ31には該溝38、39に嵌入する耐熱性
パッキンを押圧するリング40、41が夫々設けられ、しか
も図示しない接続口から上記リング40、41間に窒素ガス
を充填できるようになっている。

上記冷却水通路33、33aは直列または並列に接続され
て、その出口側には第１図に示すように温度センサー42
が配置されている。

なお、上記電動ファン28のモーター27には制御装置23内
において図示しない電流センサーが設けられ、電動ファ
ン28の負荷電流を測定できるようになっている。

上記乾留釜10には発生する乾留ガスを外部に導く排ガス
通路としてのガス管11には、発生する管留ガスの温度を
測定する温度センサー43が設けられ、その出力は制御装
置23に入力されている。

上記ガス管11は乾留時には内部の温度が略400℃程度に
なって、該ガス管11の最も低い位置には分岐管が接続さ
れ、内部に溜まった油を油冷却装置12に導くようになっ
ている。この油冷却装置12は、該ガス管11内において凝
縮した高引火点（即ち、高沸点）の油を冷却するための
ものであり、冷却後の油は内部に仕切り板を有する回収
油タンク15に導かれ、表面に浮いた軽い油のみを隣槽に
オーバーフローさせて回収する。

上記ガス管11の終端には内部を冷却水によって強制的に
冷却されるコンデンサー13が接続され、乾留ガスを常温
近くまで冷却してガス内に含まれる油及び水を凝縮して
液化し、回収油タンク16に導いている。この回収油タン
ク16も内部に仕切り板を有し、表面に浮いた軽い油のみ
を仕切り板からオーバーフローさせて隣槽に導いてい
る。

回収油タンク15、16に回収した油は、ポンプ44、45によ
って貯留タンク17に送り燃料油として使用する。

この場合、回収油タンク16に回収した低引火点の油（即
ち、低沸点の油を含む油）の回収油を優先して貯留タン
ク17に送り、燃料油として不足する場合には回収油タン
ク15の高引火点の回収点も貯留タンク17に送り使用す
る。また、燃料油として余剰の場合にはドラム缶等に払
出し、他設備の燃料等に有効に利用する。

上記コンデンサー13の出口側にはバルブ46を介して水封
槽14が取付けられ、該水封槽14を介して発生するガスは
ガスバーナー19及びガスバーナーによって構成される常
燃バーナー20に供給されて、逆火しないようになってい
る。

なお、上記回収油タンク15、16で分離された水及び水封
槽14からオーバーフローする水は、図示しない油水分離
装置を通して、油分を含まない状態で水のみを系外に排
出している。

上記乾留釜10の下部にはオイルバーナー18と、ガスバー
ナー19が備えられ、該オイルバーナー18にはポンプ47を
介して上記貯留タンク17からの油が供給され、上記ガス
バーナー19は水封槽14、二方制御弁48を介して乾留によ
って発生する可燃性のガスが供給されて、乾留釜10を下
部から加熱できるようになっている。

そして、乾留によって過剰に発生するガスは、上記常燃
バーナー20によって燃焼して煙突49から大気に放出して
いる共に、各バーナー18、20には、LPG50を燃料とする
パイロットバーナーが備えられている。

一方、上記コンデンサー13にはバルブ51を介して循環用
ファン52が取付けられ、コンデンサー13で冷却されたガ
スを再度乾留釜10に送ることができるようになっている
と共に、該乾留釜10にはバルブ53を介して窒素ガスタン
ク54が接続され、必要によって乾留釜10の内部に窒素ガ
スを封入できるようになっている。

なお、上記コンデンサー13にはクーリングタワー22によ
って冷却される水がポンプ55によって送りこまれている
と共に、該ポンプ55によって上記油冷却装置12及び乾留
釜10のフランジ31、32にも冷却水が供給されている。

次に、上記乾留設備の動作について説明すると、ステン
レス鋼板を研磨ベルトによって研磨する過程において発
生する研削油を含有する被乾留物の一例であるステンレ
ス鋼板研削屑を集めて、プレス工場に搬送しシリンダー
内に入れて上部からピストンで圧搾して切削油を押出ケ
ーキ状の塊状物（直径180mm、高さ60〜100mm）に成形す
る。これによって該塊状物の含有する油分は15％程度と
なる。

次に、この塊状物を前記した４個の乾留物収納容器30に
入れて、乾留釜10内に入れ、蓋26をして全体を密封し、
バルブ53を開いて窒素ガスタンク54から窒素ガスを導
き、内部の空気を追い出して非酸化性雰囲気とし、上記
バルブ53を閉める。

そして、まずモーター27を駆動して乾留釜10内の電動フ
ァン28を回転させ、LPGを燃料とするパイロットバーナ
ーに着火して、前回までの乾留によって回収した油を燃
料とするオイルバーナー18を燃焼させる。この時、コン
デンサー13に接続されるバルブ46は開き、バルブ51は閉
じているものとする。

これによって乾留釜10の内部が加熱されるが、加熱前は
上記モーター27の電流は小さく、フランジ31、32を冷却
する冷却水の出口温度も常温であり、排ガス通路を構成
するガス管11に取付けられている温度も常温である。

しかしながら、運転を始めると乾留釜10の内部の電動フ
ァン28から周囲に放出された気流は４個の乾留物収納容
器30の外側と乾留釜10との内側との間を通って乾留釜10
の底の方に移動し、加熱され、乾留物収納容器30の底か
ら塊状物の隙間を通って上昇し、整風板29によって電動
ファン28の直下に集められて循環する。

被乾留物の一例である塊状物が加熱されることによって
乾留ガスが発生し、該乾留ガスはガス管11を通過する
が、高引火点の油はガス管11中で凝縮して油冷却装置12
の方に流れ込み、冷却されて回収油タンク15の一槽に送
られる。

この回収油タンク15の一槽からオーバーフローした水よ
り軽い油は隣槽に流れ込み、ポンプ44によって貯留タン
ク17またはドラム缶に送られる。

上記ガス管11内で凝縮しなかった油分を含む乾留ガスは
コンデンサー13に移動するが、該コンデンサー13は冷却
水によって常温近くまで冷却されているので、内部に含
まれている油は殆ど凝縮し、低沸点の油を含む油、即ち
低引火点の油が回収され、回収油タンク16の一槽に送ら
れる。そして、この回収油タンク16の一槽からオーバー
フローした分を隣槽に集め、貯留タンク17またはドラム
缶にポンプ45で搬送する。

上記コンデンサー13を通ったガスには液化しない低分子
の可燃性ガスを大量に含んでいるので、逆火防止用の水
封槽14を通してガスバーナー19に供給して、乾留釜10を
加熱する熱源として使用する。

時間の経過と共に、乾留釜10内の温度も上昇し、大量の
可燃性ガスが発生する場合には、上記ガスバーナー19を
主体として燃焼させても、乾留釜10の温度が上がり過ぎ
るので、必要な場合にはまずオイルバーナー18の燃焼を
弱め、これでも加熱しすぎる場合には、二方制御弁48を
操作し、余剰の可燃性ガスを常燃バーナー20に導き、燃
焼させて、大気に放出する。

なお、乾留釜10内の温度は平均500℃程度として、最大
でも800℃を越えない程度とする。

塊状物の温度が上昇すると内部に含まれている切削油が
蒸発するので、電動ファン28の負荷が増加し、温度セン
サー42によって測定されるフランジ31、32の冷却水の出
口側の温度、温度センサー42aによって測定される乾留
釜10の蓋26の表面温度、及び温度センサー43によって測
定されるガス管11内の温度も上昇する。この経過を第３
図に示す。

乾留が終わると、内部に高分子のガスの発生が無くなる
ので、第３図に示すように、電動ファン28の負荷が小さ
くなる。

また、温度センサー42によって測定されるフランジ31、
32の冷却水の出口側の温度、温度センサー42aによって
測定される乾留釜10の蓋26の表面温度、温度センサー43
によって測定されるガス管11内のガスの温度も下降す
る。

従って、乾留の終了時点を第３図のＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓの各
点と指定することによって、乾留の終了を検知すること
ができる。なお、乾留の終了の出力は、電動ファンの電
流センサーの出力、温度センサー42、42a、43の出力の
いずれか一つが第３図の点に到達したときを乾留の終了
としても良いし、上記出力のうち２つ以上が該点に到達
したときを乾留の終了としても良い。

乾留が終了の信号が発生した後は、上記制御装置23によ
って、上記ガスバーナー19、オイルバーナー18の火を止
める。加熱燃焼終了後、バルブ46を開いて窒素ガスタン
ク54から窒素を導き乾留釜10及びガス管11内に残存して
いるガスを追い出して、上記乾留釜10及びガス管11内の
油の凝縮、滞留を防止する。

この後、バルブ46を止めると共に、バルブ51を開き、循
環ファン52を駆動して乾留釜10内のガスをコンデンサー
13を通して循環させる。なお、この場合、温度が下がっ
て負圧になるのを防止する為に、乾留釜10内の圧力低下
に応じて随時バルブ53を開いて内部に窒素を充填する。
上記コンデンサー13はクーリングタワー22によって冷却
される冷却水が循環しているので、内部の非酸化性ガス
は急速に温度が下がり、これによって乾留された塊状物
の温度も常温近傍まで下がる。

塊状物の温度が完全に下がった状態（塊状物が自身の熱
で酸化しない温度）で、循環ファン52、電動ファン28を
止め、蓋26を開けて内部の塊状物を取り出す。これによ
ってステンレス鋼板研削屑の製鋼原料への再生が終了す
るが、上記乾留釜10から取り出した塊状物の油分は実測
すると0.1％以下であり、しかも酸化の進行は全く見ら
れなかった。

〔発明の効果〕

請求項（１）記載の乾留装置の操業方法においては、乾
留釜内の気流を循環させる電動ファンの負荷電流を検出
して乾留の完了を検出しており、請求項（２）記載の乾
留装置の操業方法においては、乾留釜のフランジ冷却
水、排ガス通路あるいは乾留釜の非加熱部鉄皮のそれぞ
れの温度が上昇後、所定値まで下降することの一つまた
は二つ以上を検出して乾留終了を検出し、該温度が上昇
後一定値まで下降することを確認して乾留の終了を検出
しているので、自動的に乾留の終了を検出することがで
きる。

従って、被乾留物の種類、量等によって生じる乾留製品
のバラツキが無くなり、乾留後の製品が安定し、更には
余分に乾留させる必要もないので、処理能力の向上及び
燃料の節約の図れることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る乾留装置の操業方法を
適用した乾留設備のフロー図、第２図は乾留釜のフラン
ジ部分の詳細断面図、第３図は測定結果を示すグラフを
示す。 〔符号の説明〕 10……乾留釜、11……ガス管（排ガス通路）、12……油
冷却装置、13……コンデンサー、14……水封槽、15、16
……回収油タンク、17……貯留タンク、18……オイルバ
ーナー、19……ガスバーナー、20……常燃バーナー、21
……燃焼用ファン、22……クーリングタワー、23……制
御装置、24……釜本体、25……載置台、26……蓋、27…
…モーター、28……電動ファン、29……整風板、30……
乾留物収納容器、31、32……フランジ、33、33a……冷
却水通路、34……締付けボルト、35……締め金具、36…
…取付け金具、37……ピン、38、39……溝、40、41……
リング、42、42a、43……温度センサー、44、45……ポ
ンプ、46……バルブ、47……ポンプ、48……二方制御
弁、49……煙突、50……LPG、51……バルブ、52……循
環用ファン、53……バルブ、54……窒素ガスタンク、55
……ポンプ

フロントページの続き (72)発明者 木下 正昭 山口県光市大字島田3434番地 濱田重工株 式会社光支店内 (72)発明者 村上 寛剛 福岡県北九州市戸畑区牧山１丁目１番36号 濱田重工株式会社開発部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉できる蓋と、内部の気流を撹拌する電
   動ファンとを備えた乾留釜内に、被乾留物を入れ加熱し
   て乾留を行う乾留装置の操業方法であって、乾留の終了
   時点の判断を上記電動ファンの電流値が乾留初期値に減
   少したことを検出することによって行うことを特徴とす
   る乾留装置の操業方法。
2. 【請求項２】開閉できる蓋と、内部の気流を撹拌する電
   動ファンを備えた乾留釜内に、被乾留物を入れ加熱して
   乾留を行う乾留装置の操業方法であって、乾留の終了時
   点の判断を、上記乾留釜の非加熱部の鉄皮の温度、乾留
   釜のフランジ冷却水の温度及び乾留蒲の排ガス通路の温
   度の一つまたは二つ以上を検出し、該温度が上昇後所定
   値まで下降したことを検出することによって行うことを
   特徴とする乾留装置の操業方法。