JPH08509413A

JPH08509413A - 粒状物から石油を除去するための方法及び装置

Info

Publication number: JPH08509413A
Application number: JP6518771A
Authority: JP
Inventors: スタンリーリプリー，イアン; ヒューニーダム，アントニー
Original assignee: グレイトイースタン（バーミューダ），リミテッド
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1996-10-08
Also published as: EP0686070B1; DE69415148T2; GB9303743D0; CA2156833A1; EP0686070A1; FI953966A; DE69415148D1; US5916434A; FI953966A0; WO1994019122A1; NO953310L; GB2276631A; DK0686070T3; AU6041994A; AU677375B2; KR100288308B1; NO953310D0

Abstract

(57)【要約】固形粒状物から石油汚染物を除去するための方法であって、（ｉ）高温のガス内に浮遊されてなるトロイド状の動床（１）に於て石油で汚染された固形粒状物を蒸発させること及び或は（ｉｉ）高温のガス（例えば、ＣＯ₂、ＣＯ、Ｈ₂Ｏ、未消費の炭化水素の色々な割合での混合物）内に浮遊されてなるトロイド状の動床（１）であって、石油汚染物のための蒸気或は溶剤を随意的に含んでなるトロイド状の動床（１）内で、汚染された固形粒状物を抽出することを含む、固形粒状物から石油汚染物を除去するための方法が提供される。石油汚染物の分離により、固形粒状物中の石油汚染物含有量は１、好ましくは０．５、最も好ましくは約０．１重量パーセント未満となる。本方法により、固形粒状物を、環境を石油で汚染することの無い固形物として埋め立て処分場に直接投棄するに適したものとするに十分な石油を固形粒状物から除去することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】粒状物から石油を除去するための方法及び装置（発明の分野）本発明は、石油により汚染された粒状物から石油汚染物を、単数或いは複数の高温のガス中でこれら粒状物を浮遊してなるトロイド状の動床（以下、単に動床とも称する）内で石油を揮発或いは抽出させることにより取り除くための方法に関する。（従来技術の説明）石油廃棄物は、人類が地球上にもたらした最も有害な環境問題の１つである。石油廃棄物の取る最も厄介な形態は固形粒状物の石油汚染である。これらの固形粒状物には、石英質（例えば砂、岩、その他）或は炭素質のもの、粘土や粘土を含み、代表的には錆び片から生ずるところの鉄分含有量の大きい凝集性のもの、その他多くの配合物から生じるものがある。欧州、英国そして米国の各沿岸でのタンカーからの油流出事故でこの問題は一挙に拡がった。その他の行為により生じた、石油を同伴する固形粒状物は、シンガポール、バーレーン、アメリカ合衆国といった国を含む世界中に存在している。陸上或いは海上での流出、石油廃棄物或いはピッチの陸上堆積物、石油貯蔵タンク内で発生したブラックオイル、天然油或いはアスファルト堆積物の何れを原因とするにせよ、固形粒状物から石油汚染物を除去するには費用が掛かり、それ故、十分な効果を得ることは一般に出来ないでいる。固形粒状物に付着する石油の粘度は大きい。それは、固形粒状物の表面積が大きく、また、付着した石油から沸点のもっと低い成分が蒸発するからである。付着した石油は加熱すると粘度が更に増大し、粘着の度合いも一段と強まり、従って、固形粒状物を熱処理すると付着した石油はあたかも道路建設時のアスファルトの様に溶融する。固形粒状物から石油を除去するための多くの方策が試され或いは提案されて来ている。好ましい方策には、汚染された固形粒状物をろ過することにより容易に分離する石油を除去し、次ぎにこの固形粒状物を焼却し、ろ過によっては分離しなかった残留石油を除去することが含まれる。ろ過による石油の分離効率は比較的小さい、なぜなら、固形粒状物に付着した石油のおよそ１／３は固形粒状物の固まりどうしの間の空間内に保持されるからである。固形粒状物に付着した石油を除去するためのその他の方策には、石油廃棄物を遠心分離、デカンテーション或いは水分離し、これらプロセスでの分離生成物に相当するところの、石油を同伴する固形粒状物を収集することが含まれる。収集したこれら固形粒状物は埋立処分場に投棄され或いは焼却される。埋立処分場への投棄は、残留石油分が昆虫や動物、地下水及び地下水流に悪影響を及ぼすことやその他の考慮事項により、世界の多くの地域で禁止されている。石油廃棄物の焼却はコスト効率的で無く或いは環境的に受け入れられるものではない。それは、ＮＯ_x、ＳＯ_xに対処する必要があり、重金属が放出されるからである。固形粒状物中の石油含有量は、固形粒状物を、例えばろ過、遠心分離、デカンテーションのような処理を施した後では固形粒状物の重量の４乃至１０パーセント以上にも大きくなってしまう。こうした水準の不純物を含む固形粒状物を埋立処分するのは環境的に不安であり、結局、多くの国々ではそうした埋立処分場を法律によって禁止している。石油廃棄物処理のために推奨された多くの方法では、残留石油成分を含む固形粒状物を用途に適した形で集積する最終ブロック化技法が使用される。この技法ではブロックを建設材料として使用することを提案している。この技法は環境問題を無くすのでは無く遅延するに過ぎない。これらのブロックは年月と共に自然崩壊し、結局は残留石油が地面に達するのである。固形粒状物を洗浄して残留石油分を除去するに際してエンジニアが直面する問題の１つに、固形粒状物の表面から石油を分離するに際して石油の粘着性にどう対処するかということがある。例えば、石油を溶媒和させた上で固形粒状物表面から払拭する方法がある。しかしこれは時間浪費的であり費用も嵩む。なぜなら固形粒状物表面の石油濃度を、受け入れ得る水準に減少させるためにはこの処理を何度も繰り返す必要があるからである。固形粒状物を流動床内の高温のガスに晒す方法もうまく行きそうであるが、そうした流動床は固形粒状物を凝集（塊状集積）させ易く、凝集した固形粒状物は流動床から落下し、流体処理不能となる。つまり、予想されるように、石油を同伴する固形粒状物の床を高温のガスの流れを使用して流動化すると、固形粒状物表面の石油は先ず、床内の別の固形粒状物に粘着するまで軟化されるのである。この粘着によって固形粒状物どうしは凝集し、質量が増大し、斯くして流動床から落下するのである。床を離れた固形粒状物はもはや床に送られる高温のガスによって処理されることは無い。床での凝集が大きくなり過ぎると床は破壊され、流動化は停止する。凝集した固形粒状物の処理は、凝集前の比較的小さい固形粒状物でのそれよりも難しい。固形粒状物から石油を効果的に除去し、それら固形粒状物を地下水を汚染する恐れなく或いは別のタイプの環境問題を引き起こすことなく、埋立処分場に安全に堆積することが出来るようにするための方法に対する需要がある。本発明の方法は、固形粒状物に含まれる残留石油を有益な燃料形態或いは精製作業に於ける原料として分離することにより、この需要を解決する。本発明は、石油で汚染された固形粒状物を、トロイド状の動床に於て米国特許第４，４７９，９２０号に記載される装置を使用して達成される如く処理することを特徴としている。理由は不明であるが、このトロイド状の動床で処理される石油を含む固形粒状物は、流動床に於て見られる凝集を生じない。本発明に於て具体化される技法は商標名を“ＴｏｒｂｅｄＰｒｏｃｅｓｓ”と称し、英国ロンドンのＤａｖｙＭｃｋｅｅリミテッドがライセンスを所有するものである。このＴｏｒｂｅｄＰｒｏｃｅｓｓは、以下に列挙する多くの用途に対し推奨（Ｇｔｏｓｚｅｋ、“ＴｈｅＴＯＲＢＥＤＲＯＣＥＳＳ：熱及び質量移行に於ける新規な概念、“ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＤｅｅｐＭｉｎｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：冶金プラントに於ける革新、ヨハネスブルグ、ＳＡＩＭＭ、１９９０及び製品パンフレット）されるている。＊粘土及び石灰、マグネサイト及びドロマイトの焼成による‘デッド−バーント（ｄｅａｄ−ｂｕｒｎｔ）’であり且つ高反応性を有する生成物の産出。＊低カロリー／高灰含有量の燃料の、カーボンバーンアウトが９９％を上回る状態での燃焼。＊燃焼及び粘土の‘膨張（ｂｌｏａｔｉｎｇ）’を介しての軽量の凝集物の生成。＊毒性廃棄物の焼却。＊活性炭再生。＊触媒再生。＊砂、濾塊、凝集物の乾燥。＊気化。＊ガス化。＊熱分解。＊伝熱。 “ＴｏｒｂｅｄＰｒｏｃｅｓｓ”の利点は以下の如くである。（ａ）支持媒体の質量流量と‘流動’速度とが実質的に分離される。（ｂ）ガス流れの速い衝突速度を利用することにより熱及び質量の高率での伝達が実現される。（ｃ）支持媒体の速度が消散されることにより、広範囲に等級化された材料をプロセス処理する手段が提供される。（ｄ）不規則形状の固形粒状物を厳密に管理された条件の下でプロセス処理することが可能となる。（ｅ）床に於ける低い質量及び熱的不活性さがプロセス制御に対する迅速な応答を可能とする。（ｆ）トロイド状の動床を横断しての静的圧力の損失が小さい。商標名“ＴｏｒｂｅｄＰｒｏｃｅｓｓ”に関わるその他の特許には、米国特許第４，５５９，７１９、４，９５２，１４０、５，０３３，２０５の各号、欧州特許公報０３４６００４号そして米国特許第５，０７５，９８１号がある。これらに記載される装置から理解される様に、その特定の役割は様々である。（課題を解決するための手段）本発明に従えば、固形粒状物から石油汚染物を、（ｉ）高温のガス中を浮遊するトロイド状の動床内で汚染された固形粒状物を気化すること、（ｉｉ）高温のガス（例えばＣＯ₂、ＣＯ、Ｈ₂Ｏ、未消費の炭化水素の色々な割合での混合物であるところの高温の燃焼生成ガス）中を浮遊するトロイド状の動床であって、随意的には石油汚染物或いは蒸気のための溶剤を含んでなる動床内で汚染された固形粒状物を抽出すること或いは、（ｉｉｉ）前記（ｉ）及び（ｉｉ）の組合わせによる、固形粒状物から石油汚染物を除去するための方法が提供される。本発明によれば、固形粒状物から石油汚染物が分離される。分離された固形粒状物に含まれる石油汚染物は１重量パーセント未満となり、好ましくは０．５重量パーセント未満、最も好ましくは０．１パーセント未満となり、固形粒状物は、環境汚染を引き起こす石油を含まない、埋立処分場への直接投棄に適したものとなる。驚くべきことに、石油で汚染された固形粒状物は、流動化し得ない大きな固形粒状物に凝集することなく、流体の如き動床に於て処理することが出来る。そうした粘着性の固形粒状物は、流動床の原動力が、そのトロイド状通路に沿って固形粒状物を包納し壁で包囲されてなるトロイド状の帯域内でのガス流れを含みこのガス流れが水平及び垂直の各方向ベクトルを有し、またこれらの固形粒状物に付着した石油が水準の異なる揮発性を有する場合、凝集を生じることなく効果的に流動化され得ることが分った。前記各方向ベクトルと、固形粒状物に付着した石油の揮発性の混在との組合わせにより、ガス速度を比較的高速化することが可能となる。固形粒状物は、固形粒状物どうし、またトロイド状通路に衝突することによって振動し、一方、固形粒状物の表面は徐々に溶媒和される。固形粒状物は床の形状、即ち、壁で包囲されたトロイド状の通路であるところの、床を位置付けた帯域の内部で、代表的な流動床運転時のガスの上昇速度と比較して大きい速度のもとで保持される状態に維持され得る。２つのベクトルと、トロイド状通路を構成する壁との組合わせが、動床での乱流及び衝突の水準をして、固形粒状物が凝集のプロセスの第１段階に於て凝集する際には常に全域に渡る剪断作用がもたらされ、この剪断作用が、動床の良好な運転を妨げるところの凝集の形成を妨害する。揮発性に差のある石油成分の存在に基く、固形粒状物上のその石油成分本来の位置での同時的な溶媒和が、そうした凝集形成の妨害作用を助成する。流動化された固形粒状物が、これら固形粒状物を包囲し且つ浮遊させる高温のガスに浴される結果、ガスの温度が石油成分の一部分をして液状化せしめそれにより、固形粒状物に付着した石油のその他の成分を溶媒和させるのである。この、石油成分の本来の位置での溶媒和が、固形粒状物に付着した石油の、本質的に全ての揮発を助成し、かくして、気化した石油は固形粒状物の表面を払拭する比較的高速のガス流れにより固形粒状物から容易に抽出される。この、内側での溶媒和が床内部での乱流と組み合わさることにより、石油汚染物は固形粒状物の表面から効果的に抽出せしめられる。固形粒状物から石油分が除去されるに従い固形粒状物は軽くなり、斯くして動床を上昇する。このプロセスにより、動床内で重い固形粒状物が床の底部に転落し、軽い固形粒状物が床の上部に浮動することにより動床に、厳密なものではないが層が形成される。動床の上部の固形粒状物はトロイド状の帯域から離れた浄化固形粒状物回収帯域内に捕捉される。動床に送られたガスは、トロイド状の帯域を離れる際に石油蒸気を同伴し、次で気液分離帯域を通過し、ここで石油成分とガス成分とが回収される。ガス成分はトロイド状の帯域で再使用することが出来る。このプロセスは、石油を同伴する固形粒状物が一定状態で動床の上部に送られることにより、連続プロセスとして維持される。動床の上部への固形粒状物の送りを一様化することにより動床の運転を乱れを生じること無く行ない、サージを回避するのが望ましい。斯くして、最も重い固形粒状物が動床を降下し、最も軽い固形粒状物が動床の上部に上昇する。特筆すべきことに、軽い固形粒状物は、石油を同伴し動床に送られる重い固形粒状物によっては、有害な凝集を生じる程には捕捉されない。本発明の別態様に於て、固形粒状物に於ける石油汚染物のための溶剤或いは蒸気は、固形粒状物に対して送られ動床を構成するところの高温のガス流れと直接混合されそれにより、固形粒状物の表面で進行する前述の石油の本来の場所での溶媒和を助長する。この高温の溶剤或いは蒸気を高温のガス流れ中に噴霧し、このガス流れの蒸気成分とするのが好ましい。高温の溶剤或いは蒸気の噴霧液滴は高温流れの内部で蒸発し、かくして溶剤或いは蒸気液滴の粒子寸法は減少する。溶剤或いは蒸気が固形粒状物と接触するに従い、溶剤或いは蒸気は石油汚染物の表面上で濃縮される。これにより石油汚染物の粘度は急速に低下するので、石油汚染物はガス流れ内で気化及び蒸発し易くなる。動床を出たガスは気液分離帯域を通り、ここで石油と、存在する限りに於て溶剤或いは水と、ガス成分とが分離回収される。ガス成分はトロイド状の帯域に再循環して良い。ガス成分から溶剤或いは水を分離することが所望されない場合、溶剤或いは水とガス成分との組合わせ体はトロイド状の帯域に再循環させる。この場合は溶剤或いは蒸気をガス流れに別個に添加することは控え、ガス流れ中に再循環する溶剤或いは水に頼ることになるが、この場合でも、このプロセス中に失われる溶剤或いは水を、溶剤或いは水（蒸気）を定期的に噴射することにより補充する。本発明の別態様に於てプロセスは、動床を維持してなる高温のガス流れに溶剤或いは蒸気を添加し或いは添加することなく開始され得る。然しながら、石油を同伴するガスが気液分離帯域で分離作用を受ける回収相に於て、石油中の揮発し易い成分はガス流れからは凝縮しない。これらの揮発性成分は、固形粒状物上の石油汚染物のための溶剤である。これら揮発性成分の少なくとも１部分は、トロイド状の動床に再循環するガス流れ中に保持される。このように、ガス流れには固形粒状物に残留する石油汚染物の、その残留する場所に於て提供されるところの揮発性成分を含有し、この揮発性成分が、トロイド状の動床に追加した固形粒状物からの石油汚染物除去を補助する追加的な抽出溶剤となる。（図面の簡単な説明）図１は固形粒状物を拡大して示すトロイド状の動床の概略側面図である。図２は図１の動床を線２−２で切断した断面図である。図３はトロイド状の動床での、石油汚染物の分離、石油の濃縮、ガスの再生を含む本発明の方法の概念図である。図４は固形粒状物の循環及びトロイド形状に沿っての運動を例示してなる、トロイド状の動床の部分破除した斜視図である。図５はトロイド状の動床で使用する固定ブレードを通してのガス流れを例示してなる、図４と同様の部分破除した斜視図である。図６はバーナーの如き追加的特徴部分を示してなる、図４及び５と同様の部分破除した斜視図である。図７は図４乃至６の装置での運転形態を有する動床の、また、流体流れを配向する際に使用する固定ブレードを示してなる側方概略断面図である。（実施例の説明）先に言及したように、本発明は石油汚染物を含有する固形粒状物を浄化することを志向している。石油汚染物量は本発明に於ては臨界的なものではないが、本発明の方法の適用を受ける固形粒状物に関する汚染の量は、固形粒状物の処理コストを正当化するに十分に大きく且つ石油汚染物の殆どがろ過等のその他の商業的に入手し得る方法によってもっと簡単に除去出来る程度の大きさのものである。これらは実用上の考慮事項ではあるが、本発明の実施及び範囲を制限するものではない。従って、固形粒状物の石油汚染レベルが大きい場合、即ち約２０重量パーセントよりも大きい場合、コストの観点から石油汚染物の多くをそうした他のプロセス、例えばろ過、遠心分離、デカンテーション、蒸留、可能であるならば従来からの流動床抽出、水分離その他により除去するのがより実用的である。一般に、固形粒状物に於ける石油汚染物量は、汚染された固形粒状物の平均重量の約０．５乃至２０重量パーセントである。平均石油含有量を約１５重量パーセント以下に減らすのが好ましい。通常、固形粒状物中の石油汚染物の平均重量は約１乃至１５重量パーセントの範囲にある。トロイド状の動床で処理される固形粒状物は流動化することの出来る任意の適切な寸法のものとして良いが、固形粒状物を流動化し得ることは、固形粒状物寸法を選択する上での基準である。高温のガス流れに支持されてなる固形粒状物の床は比較的密集している。高温のガス流れのエネルギーがトロイド状の動床を構成する固形粒状物の浅い床内で消散されるので、動床の真上のガス流れの表面速度は固形粒状物の終端速度よりも遅くなり、固形粒状物の過剰の離昇が防止される。固形粒状物は球形である必要は無く或はまた寸法が一様である必要も無い。例えば、固形粒状物は規則的或は不規則的形状を有し、フレーク、リング、押出物その他任意の形状のものであり得る。代表的なケースでは本発明のトロイド状の動床での処理を受ける固形粒状物は粉砕され或はその他の破砕手順を経て動床での取り扱いに適した寸法とする。凝集した固形粒状物が大きく集結した配合物ではこれを粉砕する必要がある。粉砕はペブルミル（ｐｅｂｂｌｅｍｉｌｌ）、ストーンミル、ホリゾンタルメディアミル（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｅｄｉａｍｉｌｌ）工業用粉砕機（例えば、英国ニューベリーのＨｉｄｒｏｓｔａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社から入手し得るようなもの）その他の市販入手可能な形式の装置を使用して行う。固形粒状物に正体不明の物体が含まれる場合は、これら物体を手、磁石その他の好都合な方法により取り去る。動床に送られる固形粒状物の平均粒子寸法並びに粒子寸法分布は、動床が遠心力を利用する構成であることにより、本発明に於て臨界的なものではない。遠心力が大小の固形粒状物を動床に推進させ、壁に保持させ、結局、全ての固形粒状物は内側の堰に向けて流動し、この堰で動床から分離される。かくして、本発明に従えば広範な寸法及び寸法分布の固形粒状物を処理することが出来る。本発明に従う処理のための固形粒状物を調製するに好都合な方法は、固形粒状物の塊状物を石油のための溶剤中に溶解し、溶媒和された塊状物を超音波処理し、次いでこの溶媒和された塊状物を石油のための非溶剤に入れる。固形粒状物は石油及び溶剤から分離されてこの非溶剤中に沈殿する。沈殿することにより固形粒状物の分離が助長され、収集された固形粒状物の流動性が良くなるので、固形粒状物はトロイド状の動床に容易に送られるようになる。この方法は１９９３年１月１９日に出願され継続出願中の英国特許出願番号第９３００９６９．４に記載される。トロイド状の動床の運転原理は、固形粒状物が強い乱流を受け、熱及び質量の移動比率が境界層の入れ替え比率と比例するようることに基づいている。既知の如く、熱及び質量の移動は、固形粒状物の周囲のガスの境界層が入れ替わることで増長される。乱流は、固形粒状物を高速のガス流れに晒すことにより発生するが、流動床でのその実施に際しては、固形粒状物を特定のプロセス流れ条件下に維持する必要がある。一般に、固形粒状物の終端速度がプロセスガス速度の限界を決定し、延ては熱及び質量の伝達比率を決定する。固形粒状物への高速のガス流れの衝突全体を制御しようとする場合、ガス流れのエネルギーは、プロセス処理される材料によって或はそれら材料を介し、これら材料が過度の物理的損傷を受けることなく消散される。これは、ガス流れと質量との間での運動量の入れ替えを利用する‘ホバークラフト’の原理に似ている。ガス流れの方向を逆転し且つこのガス流れを、トロイド状の動床を有効たらしめるところの一連のブレードを通してチャネリングし、これにより生じた直線ジェットが、固形粒状物の浅い床（深さ５０−７５ｍｍ）のための支持媒体にして、前記固形粒状物がその上で浮動するところの支持媒体として作用する。前記一連のブレードがガス流れに於ける圧力ヘッドを速度ヘッドに変換し、好適なブレード設計形状に基き、この動床を上昇させ水平方向に移動させる力が動床に行使され得る。このエネルギーの入れ替わりは、トロイド状の動床と流動床リアクタとの第１の根本的な相違である。ガス流れの運動量は質量流れと質量速度との積であることから、所定の動床は質量流量が大きい状態での低速のガス流れによって、或は質量流量が相対的に小さい状態での高速のガス流れによって支持され得る。固定したブレードの形状を変更することにより、特定のガス流量並びに、石油で汚染された、処理対象として選ばれた固形粒状物の特性の示唆するところのプロセス条件にマッチングさせることが出来る。固形粒状物の床は密集状態にある。ガス流れは毎秒７５乃至１５０メートルの速度で動床の下側の層に衝突し、このガス流れのエネルギーが固形粒状物から成る浅い床内で消散されそれにより、この床の真上でのガス流れの表面速度は固形粒状物の終端速度よりも遅くなる。結局、固形粒状物が過剰に離昇することが防止される。実際上、高温のガスは石油バーナーから、旋回するガス流れとして前記速度で放出され、角度を付けて固定したブレードを通過し、石油で汚染された固形粒状物から成るトロイド状の動床に入り、これら固形粒状物に対する乱流状態のガス支持床を形成し、固形粒状物に残留する石油を抽出／気化により除去し、“浄化され”乾燥された粒状生成物を生成する。排気ガス流れ中の石油は凝縮させて回収する。加熱プロセスが精密に制御されることから、焼却による所望されざる要素の生成が回避され、放出物を特定地域の許容限度内に保持することがずっと容易化される。トロイド状の動床を図１から７に例示する。図１にはトロイド状の動床を含む抽出機１が概略的に示されている。石油で汚染された固形粒状物９（図では拡大して示される）が、ハウジング３内部のろうとセクション４を通し、送給管５に送られる。ハウジング３は断熱された壁１１と断熱された底部セクション２８とを含む。自由流動する固形粒状物９は、例えば９０乃至１６０ミクロンと十分大きく、特別の補助を要することなく、重力によって固定ブレード１７に落下するに十分な質量を有する。落下した固形粒状物は送給管５の切頭円錐形状セクション７に入り、切頭円錐形状セクション１３の傾斜部分に沿って流れ、次いで、固定ブレード１７の上部にあって壁１１及び堰２０で包囲されてなるトロイド状の動床帯域１５に入る。そうでない場合には固形粒状物９はこのトロイド状の動床帯域１５に、送給管５の内部或は切頭円錐形状セクション１３に設けた回転ベーン、振動体或はスクリューフィーダ（何れも図示しない）による補助を受けつつ入る。図１には、固形粒状物９が切頭円錐形状セクション１３上に堆積し、塊状体としてトロイド状の動床帯域１５に分与される状態が示される。この分与中、ポート２９を通して燃料が燃焼チャンバ２７に導入される。この燃焼チャンバ２７では乱流状態の高温のガス流れ３１がトロイド状のガス帯域２５に射出される。少量の水を燃料に混ぜることにより、この燃料を追加した際にこの水成分が蒸気となり、この蒸気が固形粒状物から石油を引き離す作用が助成される。図２に示すように、燃焼チャンバ２７は前記トロイド状のガス帯域２５と接線方向に於て整列し、従って、高温の燃焼ガスはこのトロイド状のガス帯域２５内で、中心に位置付けた断熱壁２３の周囲を旋回する。トロイド状のガス帯域２５に入る別のライン（図示せず）を追加し、別個の溶剤或は蒸気を送り込むことも出来る。好適な溶剤には、固形粒状物９から除去される石油汚染物からのライトエンズ（ｌｉｇｈｔｅｎｄｓ）或は、例えばディーゼル或はケロシンのような特定の溶剤或はトルエン、キシレン、ベンセンその他がある。トロイド状の動床帯域１５、固定ブレード１７、送給管５、堰２０、壁２３を円形或は楕円形状としても良い。こうした形状を選択する目的には、固定ブレード１７に送るガス流れや、トロイド状の動床帯域１５を貫いて固定ブレード１７から流れるガスに角度を持つベクトルを付与することが含まれる。抽出機１の内部に燃焼チャンバ２７を設ける代わりにこの抽出機１の外側に燃焼チャンバを設け、高温のガスを接線方向に於てトロイド状のガス帯域２５に送るようにしても良い。この具体例では全てのガスは時計方向に移動するように示されているが、ガスは反時計方向に移動するようにしても良い。ガスは時計方向３２に流動して矢印２６で示すように上昇し、固定の床支持体１８を通過する。この床支持体１８は固定ブレード１７に対し開放されている。固定ブレード１７はガス流れを時計方向に導くためのピッチを有する。固定ブレード１７を通過したガス流れはトロイド状の動床帯域１５に入り、このトロイド状の動床帯域１５に於て、固形粒状物がガス中を浮遊し時計方向に移動してなる浅い動床を形成する。この動床の深さは動床の寸法（即ち固形粒状物の濃度、寸法及び質量）、トロイド状の動床帯域１５の寸法形状及びガス速度に基いて変動する。石油蒸気を同伴する排ガスはトロイド状の動床帯域１５を出、時計方向に流動する流れ１６として、送給管５を取り巻く空間を矢印１２の方向に上昇し、流れ１０として、壁１１の円形の出口ポート１４からハウジング３を出る。トロイド状の動床が、堰２０と外接し壁１１に包囲されてなるトロイド状の動床帯域１５に沿って円周方向に推進されるに従い、固形粒状物９からは石油汚染物が取れて固形粒状物は軽くなり、トロイド状の動床帯域１５内を上昇する。結局、最も軽い固形粒状物が堰２０を越え、円周方向に開口する長孔８から固形粒状物分離帯域１９に入る。浄化後の固形粒状物の通路が、図１に於て、トロイド状の動床帯域１５から長孔８を通り固形粒状物分離帯域１９へと伸延する矢印により例示される。浄化された固形粒状物２１は固形粒状物分離帯域１９内部で傾斜表面に沿って引出し管２４に入り、開口３３を出、埋立処分場に堆積するべく回収される。図３は本発明の方法を実施するための１具体例の概略図である。この具体例では、トロイド状の動床を含む抽出機１が、ポート１４を出、凝縮器３７に送られるところの、石油を含有するガス流れ３５を提供する。液体の石油生成物がライン４３を通して凝縮器３７から除去され、貯蔵施設４５に送られる。凝縮器３７中の、水、溶剤或はライトエンズ（ｌｉｇｈｔｅｎｄｓ）を含み得るガスは、ライン３９を経てトロイド状の動床を含む抽出機１に再循環され得る。ライトエンズ或は溶剤を石油生成物と共に凝縮する場合にはガスを再循環させる必要は無い。再循環されたガスを、燃料流れに追加し或はトロイド状のガス帯域２５に別個に送り、高温のガスと混合する。回収した、含有石油汚染物量が最小となった固形粒状物を埋立処分場４１に堆積する。図４から７にはＴｏｒｂｅｄ（商標名）法を実施する際に使用するＴｏｒｂｅｄ（商標名）デバイス（以下、単にデバイスとも称する）の具体例を例示する。Ｔｏｒｂｅｄ（商標名）デバイス１４０は、円筒形状の断熱壁１６０の内部に送給管１５０を含んでいる。固形粒状物はこの送給管１５０を通して送られ、下端１５２から回転ベーン上に放出され、傾斜表面１５４を経て周囲ブレード帯域１９０に達する。周囲ブレード帯域１９０は内側方向に傾斜した張り出し表面により包囲されている。高温の流体がバーナー１８８から接線方向に於て射出され、固定ブレード１５８を通しての上昇流れ１５６を創出する。この上昇流れは固形粒状物を貫いてトロイド状の動床を形成するに十分なものである。図５に示すように、高温の流体１６２はブレード１７２を通して流れる際に矢印１６４で示す方向に角度付けされる。流体排出口１８０を通してデバイスを離れる高温の流体は、固形粒状物に付着した石油を同伴している。この高温の流体は凝縮器に送られ、この凝縮器に於て石油成分が分離される。熱電対１８２を使用しての測定による温度管理を実施する。処理された高温の流体は、石油の除去を保証するべく払拭される。高温の固形粒状物１７６から成る動床が、ブレード１７２のピッチに従い且つバーナー１８８から接線方向での送りに従うところの、矢印１６４で示す角度方向で周囲ブレード帯域１９０を旋回する。図７に示すように、高温の流体１７０は周囲ブレード帯域に送られ、ブレード１７２どうしの空間１７４を通過することにより、これらのブレード１７２の傾斜に類似する、ブレード１７２の上方に示す矢印の如き角度に方向付けされる。デバイスに送られた固形粒状物は、周囲ブレード帯域１９０の通路の幾何学形状により拘束され流体流れ方向に移動する動床１７６を形成する。これは先に言及した米国特許第４，４７９，９２０号に充分に議論されている。高温の流体の温度は、この高温の流体が固形粒状物の周囲を流動し固形粒状物を浮遊させ且つこれら固形粒状物に付着する石油を蒸発する際に於いて、熱電対１８２で測定して１４００℃以上であり、好ましくは約１００℃乃至約１４００ ℃、最も好ましくは約１５０℃以上約１４００℃未満である。高温の流体は一般にはバーナーから放出される燃焼ガスであるが、高温のガスを旋回状態に於てブレード１７２の列に向けて放出するバーナーアセンブリのバーナーの下流側に射出部位を取り付け、この射出部位から別のガス状物質或は蒸気物質を射出し、これを高温の流体流れに加入させることも出来る。それらのガス状物質或は蒸気物質には、空気、二酸化炭素、窒素、メタン、エタン、プロパン、イソプロパン、ヘキサン、トルエンその他の如き種々のガスが含まれる。高温の流体としては、固形粒状物に付着した石油を溶解することの出来るガス状混合物を使用するのが望ましい。これにより、固形粒状物からの石油の、蒸発及び抽出を組み合わせての除去が材料的に容易化される。固形粒状物は中央の排出チャンバー１８６内で回収した後、埋立処分場に送る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ニーダム，アントニーヒューイギリス国ティーエス14 ８エイエフクリーブランド，ギスブロ，テムズアベニュー 50

Claims

【特許請求の範囲】１．固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法であって、固形粒状物を、高温のガス中を浮遊するトロイド状の動床に送ること、固形粒状物から回収した石油を含む動床から高温のガス流れを除去することにより固形粒状物を浄化すること、分離した石油及び分離され浄化された固形粒状物を別個に回収することよりなる固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２．高温のガスが燃焼ガスである請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３．高温のガスが石油のための溶剤を含んでなる請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。４．高温のガスが蒸気を含む請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。５．固形粒状物の石油汚染物の揮発性成分が、石油汚染物に於けるその他の成分を、高温のガス中に固形粒状物が浮遊してなるトロイド状の動床内で溶媒和してなる請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。６．分離回収した石油が、ガスと共にトロイド状の動床に再循環される請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。７．石油で汚染された固形粒状物がトロイド状の動床での処理に先立ちろ過される請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。８．石油で汚染された固形粒状物がトロイド状の動床での処理に先立ち遠心分離される請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。９．石油で汚染された固形粒状物がトロイド状の動床での処理に先立ちデカンテーション処理される請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１０．石油で汚染された固形粒状物がトロイド状の動床での処理に先立ち水分離される請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１１．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１２．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１３．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲３の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１４．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲４の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１５．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲５の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１６．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲６の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１７．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲７の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１８．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲８の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。１９．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲９の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２０．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１０の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２１．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２２．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１２の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２３．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１３の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２４．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１４の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２５．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１５の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２６．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１６の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２７．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１７の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２８．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１８の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。２９．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲１９の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３０．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．５重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２０の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３１．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３２．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２２の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３３．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２３の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３４．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２４の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３５．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２５の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３６．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２６の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３７．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２７の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３８．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２８の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。３９．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲２９の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。４０．石油で汚染された固形粒状物が１重量パーセント以上の石油汚染物を含み、分離され浄化された固形粒状物が約０．１重量パーセント未満の石油汚染物を含んでなる請求の範囲３０の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。４１．高温のガスが、水平及び垂直の各方向ベクトルを組み込んでなる流れを有し、石油汚染物が異なる揮発性を有する成分を有してなる請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。４２．石油汚染物が該石油汚染物の本来の場所で溶媒和されてなる請求の範囲１の固形粒状物から石油汚染物を分離するための方法。