JPS5914076B2 - 酸性タ−ルの中和及び燃焼方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸を含む鉱油の精製時に生じる酸性タールの回
収方法及び装置に関する。

本発明の目的は上述の方法及びそれを実施する装置の創
作にあり、斯かる装置により経済的に且つ技術的に簡単
に、しかも環境を破壊せずに酸性タールの回収又は除去
を行うことができる。

上述の方法及びそれを行う装置の両者に関する限り、本
発明の場合は、夫々限定された処理工程と詳細な設計の
組合せが述べられ、以下に説明するそれらの組合せ効果
は所望の効果を確実にする。

硫酸及びオレアム・ミスト（ｏｌｅｕｍｍｉｓｔ）を使
用する精錬に際し、酸性タールの除去が極めて困難であ
り、この形式の精錬法は種々の製品を作る他の精錬技法
よりも技術的に得策であり、経済的であるが、多くの場
合上述の理由で使用されない。

成る精錬法では、環境保護の努力にも拘らず、外部に飛
散し且つ石灰で覆われる。

このため酸性タールにある油状残滓は地下水に混入して
これを汚染するだろう。

これらの精錬法は次第に許可されなくなる。

石灰による中和及び石膏−タールー油のスラッジの投棄
が同じ不利な立場から煩わされ、若し投棄が可能であっ
ても高価な特別のごみ捨て場に限られる。

酸性タールの簡単な焼却は問題の置換にすぎない。

この方法は、地下水が汚染される代りに大量のＳＯ２及
びＳＯ３が大気中に放出され、夫々微細に分散した硫酸
及び亜硫酸になって人間、動物及びこれらの周囲にある
植物に危険を及ぼす。

これら有毒ガスの放出を少量にするため、斯かる設備は
実際には個々の場合に応じて許可すべきであるが、煙突
を高くするには費用もかかる。

また斯かる設備は常に許可すべきではない。

環境保全に対する要求は結局排気ガスからＳＯ□及びＳ
０３を除去して清浄にすることにある。

排気ガスから洗い出した酸は次に中和しなければならず
、そのため粘土に沈着した石膏スラッジ又は適当に重く
なった汚水流の何れかが可溶性の無機塩を含むことにな
る。

焼却する場合の利点は、残滓が水を汚染する油性残滓か
ら遊離されることであり、欠点はスラッジの投棄費用が
美大であり且つ清浄な排気ガスを得るための設備費用が
製品のコストに加算されることである。

本発明の方法によれば上述の欠点が回避される。

本方法はこれを行う装置とは関係なく、乾燥状態又は液
状の濃縮スラッジ状になったアルカリ土類金属の２酸化
物、水酸化物又は炭酸塩を含むタールは例えば石灰と混
合され、それによって生じた半固形乃至固形の反応生成
物はその中に含まれる有機成分を酸化させるため焼却さ
れ且つ外部から燃料エネルギと空気を加えることにより
、他から来たごみも同時に焼却できる。

本発明による方法の好適な一実施によれば半固形乃至固
形の反応生成物は、できれば破砕後、多段の、好ましく
は２段の加熱処理を受け、第１段では３５０℃から５０
０℃以下での低温乾留処理であり、−実弟２段ではでき
れば最初の燃料と混合され、好ましくはエネルギを得た
後で、その結果のガスを含んだ乾留生成物は焼却され、
最後に固形の乾留残滓は乾留設備から放出される。

殆んど石膏、炭化コークス及び余剰中和剤より成る乾留
段のこれら固形残滓は投棄されるか、又は例えば他の適
当な活性剤の混合により有効な肥料が作られるときは有
用な目的に適用できる。

集収器から放出個所までの混合材料の輸送には螺旋混合
器の使用が好ましく、本発明によれば斯かる装置は例え
ば２個のウオーム、ウオームの軌道と係合するスプロケ
ット・チェーン又は類似装置の清浄装置を示す。

本発明による方法及び斯かる方法を行う装置の全般的な
動作を添付図により詳細に説明しよう。

第１図のサイロ２１は酸性タール用の中和剤、従って石
灰等を収容するためのものである。

２２は処理される酸性タールの容器を示し、容器３１は
使用剤の白土用のものであり、斯かる白土は中和剤に添
加できる。

酸性タールと中和剤並びに他の成分との混合及び中和は
本発明による混合器２３内で行われ、混合器２３の構造
は本発明の一部を構成し、その詳細を次下に述べる。

この中和処理で生じるガス状の生成物は、図示の如く、
液体容器３０の溶液に導入されてそこで中和され、次に
中和されたガスは導管３３を介して導出される。

必要ならば、前述の如く固形乃至半固形の中和生成物は
次に破砕器２４に導かれ、そこから熱処理の最初の段に
通る。

この段は前に説明したように低温の乾留処理を行う。

この処理を行う乾留炉又は類似装置を第１図に２５で示
す。

３３０℃から５００℃以下の低温で行われる乾留処理の
場合、この状態のもとでは、ガス状生成物及び固形残滓
には硫化物がない。

ガス状生成物は燃焼室２６に導かれ、前述の如く、そこ
には導管２９を介して維持用の燃料が導かれ、始動用燃
料を送り出すとき燃焼が始まる。

成る場合には、このエネルギは利用される。

燃焼した排気ガスは煙突２７に導かれる。

固形の乾留残滓は分離器を介して容器２８に導かれ、既
に述べたように、肥料を作るために（中和剤として焙焼
した石灰又は石灰石を使用するとき）本質的に石膏及び
乾留コークスより成る乾留残滓に更に他の物質の添加が
この容器２８内で行うことができる。

空気は導管３２を介して導入される。一般に第１図の２
３で示した混合器の構造は同様に本発明の一部を構成す
ることを説明した。

第２乃至６図に示したこの混合器は入口側に計量装置を
備えた収集容器より成り、計量器は酸性タールと石灰等
の如き中和剤を送給するためのものであり、混合器の出
口側は収集容器からの混合材料を放出個所に送るように
なっている。

計量装置が前に混合した中和剤を余分に送給した場合、
混合された物質の中に又はその上に硫酸の少量を反応蒸
気として導入する装置を混合器に備えることも望ましく
、それによって更にある程度の中和が達成される。

収容器１、送給及び混合器（中和）ユニット２と計量器
３は、本装置の実施例のすべての型式に共通である。

本発明の場合、収容器１はホッパ状に作られる。

石炭箱又はサイロ等を設けることも可能である。

計量器３は収容器１の入口側に配設され、酸性タール及
び用意された少量のアルカリ土類を送るために使用され
る。

送給ユニット２はホッパ１の底で連絡した送給管４を有
し、送給管４は水平に延び、その一端に収容器１に入る
開口５があり、送給管４の他端には放出口６がある。

第２及び３図に示す実施例では、送給管４は平行に並ん
だ２個のウオーム７．８を有し、それらの螺子山は互に
噛合するので、送給作用の他に相互に清浄にする作用を
行う。

２個のウオーム７．８は材料を混合し且つ細分し、これ
らをウオームの軌道に粘りを作らずに送給する。

ウオームの軸９゜１０は送給管４の壁面１１，１２に支
持され且つホッパーの外端部で伝達歯車１３に連結され
、歯車１３はモータの如き駆動源に連結される。

第４及び５図に示す装置の実施例の場合、ウオーム７゜
８の代りに波型車１４，１５が設けられ、斯かる波型車
は長手方向に離間され、垂直方向に見て互に心違いに配
設され且つ逆方向に回転されるので、送給される材料を
処理する他にこれらを矢印Ａの方向に送る。

第６図に示す装置は、材料を送給するため送給管４の長
手方向に延びる無端のコンベア・ベルト１６を有し、ベ
ルト１６の上には送給管４の所で述べた開口５に関連し
て混合器１７が設けられる。

第２のウオームの代りに、他の適当な装置、例えばスプ
ロケット・チェーンを用いることもでき、斯かるチェー
ンは第１ウオームの軌道と係合する。

本装置の１つの利点は混合処理に要する電力が少ない点
にある。

然し、本装置はそのほか、生じた蒸気と共に少量だけ蒸
発した酸は混合された材料の中に又は上に導入されるよ
うに考えられたものである。

若しアルカリ剤（例えば石灰）の追加が化学量論的に必
要とする範囲を越えるようにされるならば、これらのガ
スもまた全部又は大部分を中和しなければならない。

最初に述べた如く、本発明の進歩性と技術的有効性は、
技術的に簡単で、経済的に安価である事にあり、本発明
の方法はこの様に実行されるが、特に環境保全の立場か
ら容認されるものである。

この事は特に実験によって示され、その結果は以下に述
べられる。

本発明による方法では、硫酸を含む鉱油の精錬で生じる
如き酸−樹脂／硫酸の混合物は本発明による混合器で中
和された後、破砕され且つ３８０乃至４００℃の乾留温
度で低温乾留炉内で乾留された。

実験的処理法の詳細は以下の通りである。

初期材料は以下の組成の酸性タール（ピッチ）であった
。

重量で５００部のＨ２ＳＯ４ 重量で１５０部のＨ２Ｏ 重量で３５０部の遊離した油及び硫黄 と結合した有機物質 重量で１０００部 （１） 重量で１０００部のこれらのピッチは次に以
下の実験的反応により、重量で７００部のＣａＣＯ３で
中和された。

Ｈ２ＳＯ４＋ ＣａＣＯ３→ＣａＳＯ４＋ＣＯ２＋Ｈ２
０＋Ｈ油及び硫酸塩及び他の有機物の如き有害物質が含
まれるので、上記の１２７０部重量の中和生成物は普通
のごみ捨て場には投棄できない。

（２）中和処理したものを低温で乾留処理する場合６８
０部／重量 ＣａＳｏ ４ ± ２００部／重量 ＣａＣ０ａ超過 十約 ７０部／重量 乾留コークス（２３５０部７重量
の有機物質の約 ２０％） 普通のごみ捨て場に投棄される９５０部／重量の乾留残
滓が得られた。

これらのガスを含んだ乾留生成物は第２段の熱処理で述
べたように焼成され、固形の乾留残滓は数度のテストを
受けた。

その実施及び結果を以下に述べる。

（１）本発明により処理される酸性タールからの抽出（
乾留による固形生成物） 材料の抽出は規定のテストで実施され、テストにおいて
抽出には蓋部水が使用された。

抽出される材料には種々の量が追加された。

抽出では一般に直線的な作用が観測された。

材料の完全な混合を確実にするため、材料の洗い落とし
は２０±２℃の水で３日間周期的に攪拌して行われた。

（２）検査方法 テストの終った後で、洗浄後の液は青テープを通して沢
過された。

以下に述べる如く、分析値は水、汚水及びスラッジ試験
用のドイツの標準方法（ＤＥＶ）に従って決められた。

ＣＯＤの決定はＷ、 Ｌｅｉｔｈｅの方法（飲用水及び
汚水中の有機不純物の分析法）によって行われた。

（３）試験結果 抽出量 ５ｏｇＡ２５ｇＡ１２．５ｇＡｐＨ値
８．１５ ８，０５ ７．８５導電率（
２０°Ｃ）’／ｃｒｒＬ２０５０１４００１０１５被酸
化性ｍｇ／ｌＫＭｎＯ４９０，０５１，５３４，ＯＣＯ
Ｄｍｇ／１９１．０ ３０．２ １９．６硫酸塩ｍｇ／
Ａ’ ８０４１２５０ ６５０ ６００塩化物ｍｇ／Ｉ
ＩｃＩ ６．４ ５．７ ５．０硫化物ｍｇ／ＩＩ
ｓ 検出されず 外 観 サンプル全部は透明で、無色
且つ無臭で あった。

（４）結果の評価 ４、ｌ ｐＨ値 ｐＨ値は僅かにアルカリ性の範囲にある。

これは硫酸の中和に使用した材料（例えば炭酸カルシウ
ム）が僅か溶解した結果ある。

４．２ 導電率 導電率は溶液中に入った石灰塩、特に硫化カルシウムで
左右される（若し無水石膏が低温乾留中に形成されると
考えられるならば、溶解度が温度上昇と共に幾分減少す
るとき、溶解度は水１００ｇに対し０．２０ｇであろう
）。

４．３ 被酸化性及びＣＯＤ 被酸化性とＣＯＤは大体同一程度の大きさであって、比
較的小さい値を示し、ある場合には家庭から出るごみか
らの抽出値以下である（被酸化性）。

４．４ 硫酸塩 硫酸塩の内容は石膏又は無水石膏の抽出で代表される。

硫化物は検出されず、従って使用されたコークス化温度
では硫酸塩の硫化物への還元はまだ生じない。

従って本発明による方法の最終結果として生じる生成物
は、家庭から出るごみの量以下の有害物質しか含まない
。

同様に生成物の硫酸塩の含有量は生の粘土、混入、ロー
ム等の如き土壌中にある多くの自然の成分に見られる程
度の量である。

本発明による酸性クールの処理の場合に得られる残余の
固形生成物は、認可されたごみ捨て場に苦労せずに投棄
でき且つ家庭からのごみ、構造物のスクラップ、土等と
共に蓄積でき、環境保全に関して存在する法的要請に完
全に従うものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は処理工程表、第２乃至６図は本発明による混合
装置の詳細図、第２図は２個のウオームで動作する装置
の断面図、第３図は第２図の装置の外被を一部切欠いた
平面図、第４図は波型車で動作する装置の第２図と類似
の説明図、第５図は第４図のＩＶ−ＩＶ線に泪って取っ
た部分断面図、第６図はコンベア・ベルトで動作する装
置の断面図であり、１は酸性タール及び中和剤の収容器
、３は計量装置、７，８はウオーム、１４，１５は波型
車、１６はコンベア・ベルト、２１，２２は夫夫中和剤
及び酸性タールの容器、２３は混合器、２４は破砕器、
２５は低温乾留処理段、２６は燃焼室、２７は煙突、２
８は容器を示す。 −２６４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸性タールをアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物
   又は炭酸塩と混合して中和し、半固形又は固形の該混合
   物を乾留プラント内で２段階に熱処理し、その第１段階
   では３５０℃から５００℃以下の低温乾留処理を行うが
   、その結果発生したガス状乾留生成物は第２段階で空気
   中で燃焼し、そして最後に固形乾留残滓を該乾留プラン
   トから放出することを特徴とする酸性タールの中和及び
   燃焼方法。 ２ 上記酸性タールが石灰との混合により中和されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸性タール
   の中和及び燃焼方法。 ３ 上記アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物又は炭酸
   塩は反応生成物の順次の処理の加熱によって生じるＳＯ
   ２及び／又はＳＯ３の微量を中和するため上記酸の中和
   に必要な化学量論的値を超過する量を使用することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の酸性夕
   ２ルの中和及び燃焼方法。 ４ 酸性タールをアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物
   又は炭酸塩と混合して中和し、半固形又は固形の該混合
   物を乾留プラント内で２段階に熱処理し、その第１段階
   では３５０℃から５００℃以下の低温乾留処理を行うが
   、その結果発生したガス状乾留生成物は第２段階で空気
   中で燃焼し、そして最後に固形乾留残滓を該乾留プラン
   トから放出して酸性タールを中和及び燃焼する装置であ
   って、中和される酸性タールと中和剤及び該中和剤に添
   加される使用済みの白土の如き混ぜ物又は増量剤の蓄積
   容器と、上記中和剤の成分と上記酸性タールが同時に中
   和するように混合する混合器と、固形又は半固形の中和
   生成物用の破砕器と、空気の導入手段及び固形の乾留残
   滓用出口と共にガスを含む上記乾留生成物用の出口を有
   する低温乾留室と、上記乾留室に続き上記生成物からの
   ガス出口を有し且つ補助又は始動用燃料の供給手段をも
   備えた燃焼室と、上記固形の乾留残滓用の出口を介して
   放出される該乾留残滓を受ける容器とより成ることを特
   徴とする酸性タールの中和及び燃焼装置。 ５ 上記タールと上記中和剤及び添加剤とを混合する上
   記混合器は、上記混合成分を供給するため入口側にある
   計量装置と、上記混合物を送るため出口側にあるウオー
   ム混合器と、該ウオーム混合器の軌道と係合する第２ウ
   オーム、スプロケット・チェーンの如き清掃素子とより
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の酸性
   タールの中和及び燃焼装置。 ６ 上記混合物の中又は上に対応する反応蒸気及びガス
   を正確に導入し、上記計量装置はアルカリ土類金属の酸
   化物、水酸化物又は炭酸塩又は予め混合されたそれらの
   混合物を余分に供給し、そのため少量の硫酸蒸気を含む
   反応蒸気及びガスは全部又は一部が中和されることを特
   徴とする特許請求の範囲第４又は５項記載の酸性タール
   の中和及び燃焼装置。