JPS5938175B2 - アブラスラツジノ シヨリホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油スラッジを処理する方法に関し、さらに詳細
には油スラッジをセメント焼成工程において処理する方
法に関する。

こ＼で言う油スラッジは、船舶スラッジ、固定油タンク
スラッジ、石油精製又は食用油精製工程中発生する、場
合によって精製剤を含むスラッジ、機械類の洗滌に伴っ
て発生するスラッジ等各種発生湯所及び起源に起因する
すべての油スラッジを言い、本発明の方法による場合そ
の性状、不燃性固形物の量及びその成分は何等限定され
ない。

油スラッジの性状はその発生する起源、場所、油種、履
歴等により大きく異なるが、一般には約４０〜６０チの
不燃性固形物（主として鉄錆、泥分等）を含有し、３０
００〜７０ｏｏｋｃＦＬｔ／ｋｆ程度の発熱量を保有し
ている。

又常温では極めて粘稠な固形物であるが、５０〜６０℃
程度以上に加温すれば流動性を生じ、その取扱いは容易
となる。

表１に原油の貯蔵に伴ない発生した油スラッジ及び潤滑
油の精製に伴ない発生した油スラッジの例を示す。

従来、油スラッジはその物理的性状に起因する取扱上の
困難さ、不燃性固形物の多いこと、場合によってはスラ
ッジ中に濃縮された有害な成分（例えば硫黄、バナジウ
ム等）等により、一般産業分野における効果的な処理乃
至は熱量の有効利用が殆んど不可能で、その大部分が焼
却処理されてきた。

油スラッジはその焼却に際して、一般には袋詰の状態で
処理場に搬入されることが多く、そのまま例えば焼却用
ロータリーキルンに投入し、助燃油を使用しながら約８
００℃程度の温度で焼却されるが、粉塵および排水の処
理、さらに多くの場合排煙脱硫処理等を行なう必要があ
り、莫大な費用と労力を油スラッジの焼却と派生するお
それのある公害防止に費していることは周知のことであ
る。

又焼却残灰については、特に原油系スラッジは鉄及びそ
の酸化物が主成分であるが、１上程度の硫黄を含有して
いるため製鉄原料として必ずしも歓迎されず、又精製系
スラッジの焼却残灰は粘土鉱物に起因する５ｉ０２及び
Ａ、／、０．が主成分であり、何れの焼却残灰も従来は
埋立等に廃棄されるのみで、資源活用の面からも極めて
不本意な状態である。

一方、セメント産業においては、石灰石、粘土、珪石、
蛇紋岩等の諸原料と共に鉄分原料として銅鍜、鉄精鉱等
鉄成分含有物を計量混合し、微粉砕して所定化学成分に
調整後、セメントクリンカ−焼成用キルンにおいて１４
５０℃程度に焼成した後、石膏を加えて微粉砕し、セメ
ントを製造している。

このセメント焼成用クリンカー焼成用原料の調整に当っ
ては、使用する各種原料の配合比率は使用する各原料の
化学成分及び目的とするセメントクリンカ−の品種に従
って、セメントクリンカ−の主要構成鉱物である３Ｃａ
Ｏ・５ｉｎ２ 。

２Ｃａ−８ｉ０２．４ＣａＯ−Ａｔ２０３ ・Ｆｅ２Ｏ
３゜３ＣａＯ−Ａｔ２０３ 等の生成に必要な化学組成
を考慮して決定される。

また、セメント焼成工程では、石灰石を主原料とする調
合原料をセメント焼成用キルンで焼成しているため、セ
メント焼成装置自体が極めて高効率の石灰性脱硫装置で
あり、排煙の脱硫のために例等特段の脱硫設備も必要と
せず、更にセメント産業においては、早くから電気集塵
機等の高効率集塵機が完備しているので、所謂粉塵公害
についても万全の対策がなされていることは周知の事実
である。

特にサスペンションプレヒータ付セメント焼成方式に於
いては、プレヒータ中の懸濁相下の脱硫の他に、プレヒ
ータ排ガスを更に乾燥粉砕工程での熱源として利用する
ことが多く、こ＼での微分石灰石との再接触の結果その
脱硫効率は一段と高められる。

こ＼で油スラッジの燃焼残灰の主要成分はすべて上記セ
メントクリンカ−の主要構成鉱物の組成中に含まれる。

また硫黄分は微粉石灰石との接触脱硫の結果クリンカー
中に固定され、セメントクリンカ−を粉砕する時製品セ
メントの凝結時間調節を目的として添加される石膏（Ｃ
ａＳＯ４・２Ｈ２０）を一部代替する。

本発明は上記油スラッジの諸性状とセメント焼成装置の
機能を結びつけ油スラッジをセメント焼成工程において
処理するものであって、詳細に哄油スラッジの油分をセ
メントクリンカ−焼成用熱源の一部として効果的に利用
すると共に、硫黄分及び固形分をセメントクリンカ−構
成鉱物中に、又はセメントクリンカ−構成鉱物として固
定し活用することにより、何等特別の公害処理施設や後
処理施設を設置することなく、極めて簡単に油スラッジ
を有効且つ無害に処理するものであって、その工業的価
値は極めて大きい。

本発明の目的は現在大部分焼却処理されている油スラッ
ジをその保有する熱量はもとより、その含有する鉄錆、
泥分などを主成分とする不燃性固形物をセメント焼成工
程において有効に利用するにある。

本発明の他の目的は上述のような油スラッジを公害、例
えば、環境汚染の問題を引き起すことなくして処理する
ことにある。

本発明は油スラッジをセメント焼成工程において有効に
利用するものであり、環境汚染問題及び省資源、省エネ
ルギ一対策が緊要な現在、本発明による油スラッジの処
理方法の確立の工業的意義は極めて大きい。

本発明によれば、油スラッジを流動状態に維持して、セ
メント焼成装置に供給し燃焼することによって油スラッ
ジは効果的に処理される。

ここで、流動状態とは、油スラッジをセメント焼成装置
へ機械的に供給でき、セメント原料と均一に混合しうる
状態をいい、例えばスラリー状、液状、ケーキ状、ペレ
ット状、粒状、粉状、ガス状などを包含する。

油スラッジは常温において極めて粘稠な固形物であって
流動性を有しないために、その取扱いは極めて困難であ
る。

本発明においては、油スラッジの取扱いを容易とするた
めに流動化せしめる。

例えば、油スラッジを加温するか、あるいはこれに添加
剤を加えることによって流動化せしめる。

この場合、例えば油スラッジの性状などによって、加温
するだけ、または添加剤を添加するだけで十分である場
合もあり、又これらの手段の組合せで行うことが有利な
場合もある。

これらの手段は特に油スラッジを液状またはスラリー状
の流動状態に維持するのに有効である。

油スラッジを加温する場合および添加剤を加える場合に
は、通常プロペラ型攪拌機、タービン型攪拌機および箸
型攪拌機などのような攪拌機を用いて攪拌しながら、そ
れらの操作を行うことが望ましい。

油スラッジを加温する場合には、その油スラッジが流動
状態を維持しうる温度まで加温すればよい。

その温度は油スラッジの種類によって異なり一様ではな
いが、一般的には約４０℃〜９０℃、好適には６０℃〜
８０℃の範囲に加温すればよい。

油スラッジに添加する添加剤は油スラッジの流動点、粘
度を降下させるために用いられるが、例えば燃料油を約
５〜５０重量％（対油スラッジ）、従来の流動点降下剤
を約０．１〜０，５重量上（対油スラッジの油分）、又
は従来の粘度降下剤約５重呈上（対油スラッジの油分）
を添加する。

油スラッジはその起源によっては、塊状の固形分、例え
ば鉄錆の塊りを含有している場合がある。

このような油スラッジをそのまま、上述した如くの手段
、例えば加温、添加剤の添加の手段によって処理すると
きは、塊状の固形分がパイプ詰捷りを起すおそれがあり
、又セメント原料中に均一に分散されず、従って均一な
品質のクリンカーを得ろことができない。

このような油スラッジについてを＾粉砕機、例えばボー
ルミルによって粉砕すればその粉砕熱によって油スラッ
ジは次第ニ流動化し、スラリー状態で塊状の固形分が粉
砕される。

油スラッジの性状によって容易に流動化し難い場合は油
類を添加して粉砕することにより流動化が促進される。

この場合の油類としては、例えば燃料油が代表的なもの
であり、油スラッジの性状によって異なるが、好適には
５〜５０重量係を呈上する。

油スラッジの種類によっては、前述したような加温、又
は添加剤の添加などの手段によっては液状、スラリー状
などのような流動性が得られない場合がある。

その様な油スラッジに対しては、バッグミルの如き混和
機の一端より油スラッジ乞投入し、同時にセメント原料
粉末を油スラッジの約１〜１０倍量添加混練した後、他
端より排出せしめる。

上記排出物は付着性の減じたケーキ状を呈し、そのまト
でも輸送、供給等の取扱いに際し、その性状はかなり改
善されているが、必要に応じ更に成型又は造粒してもよ
い。

成型又は造粒の方法としては押出成型、圧密成型、転動
造粒等公知の方法が適用できる。

このように成型又は造粒することにより、油スラッジは
通常の粒状物同様に運搬、貯蔵等の取扱いが容易となる
。

上記油スラッジへの添加混線用セメント原料粉末の量は
油スラツジ中ジの粘稠度等の性状により適宜加減するこ
とができ、又セメント原料粉末に替えてセメント粉末若
しくはセメントクリンカ−粉末を用いるか、又はセメン
ト原料粉末にセメント粉末若しくはセメントクリンカ−
粉末の１種若しくは２種を混合使用することができる。

この場合、油スラツジ中に存在する水分の他に少量の水
を添加すると戸は成型物又は粒状物の硬化に特に有効で
、この成型物又は粒状物は比較的大量の貯蔵にも耐える
ことができる。

さらに、油スラッジの種類によっては油分と固形分とに
分離して処理した方が有利な場合がある。

油スラッジを充分な流動性を保持し得る温度（例えば６
０〜８０℃）に加温し、機械的に油分と固形分を分離す
るか、又は熱的に油分を分解し、固形分と分離する。

この場合機械的分離には遠心分離、加圧濾過等、又熱的
分離には流動分解等公知の方法が適用できる。

油分から分離された固形分はセメント原料調合用原料の
一つとして、セメント原料製造工程中の適当な場所例え
ば粉砕工程に供給され、他の原料と共にセメント原料に
調製する。

あるいは、該固形分を単独に粉砕しセメント原料に調製
してもよい。

油スラッジを流動化せしめるための方法として、上述し
たような方法に限られるものではなく、油スラッジを流
動状態に維持できる方法であれば、その他の方法を選択
することもできる。

本発明の方法は、各種のセメント焼成装置に適用するこ
とができる。

例えば、キルンから成るセメント焼成装置、サスペンシ
ョンプレヒータおよびキルンから成るセメント焼成装置
、キルン、サスペンションプレヒータ、および仮焼炉か
ら成るセメント焼成装置等に対して適用することができ
る。

１例として、仮焼炉を有するサスペンションプレヒータ
付セメント焼成装置を図面に示す。

本装置は特公昭４３−３００５８号公報にも開示されて
おり、又詳細に説明されている。

もちろん、本発明はこの装置に限られるものではない。

上記キルンには各種のキルンが包含され、例えば代表的
なものとして、ロータリーキルン、シャフトキルン、移
動床式キルン、流動化キルン、気流焼成炉などがある。

前述した方法によって流動化せしめた油スラッジをセメ
ント焼成装置に供給する場所は油スラッジの流動状態お
よび性状、さらにセメント原料の焼成の程度などを考慮
して決定される。

例えば、油スラッジはセメント焼成用キルン、セメント
原料仮焼炉およびサスペンションプレヒータのいずれか
１箇所あるいはそれ以上へ供給される。

この場合常法により導入され、移動するセメント原料と
均一に接触混合し得るように供給される。

油スラッジの供給湯所としては代表的には上述した場所
があるが、供給される油スラッジの流動化の状態によっ
て適宜選択されうる。

その好適な供給湯所の例を、図面を参照しで挙げれば次
の通りであるが、これらに限定されるものではない。

供給時の流動状態が液状であるときは、噴霧状で供給し
てもよいしパイプ注入してもよい。

特に、噴霧状で供給するのが好適である。

供給湯所としてはキルン８、好適にはその中でセメント
原料温度が石灰石の分解温度に達する付近より原料の流
れに沿った下流、特に好適にはクリンカーの排出端、セ
メント原料仮焼炉６、サスペンションプレヒータ３、好
適には最上段サイクロンより下段のサイクロン４若しく
は煙道５、およびサスペンションプレヒータとキルンの
接続構造部１０のいずれか１箇所又はそれ以上の箇所に
供給される。

油スラッジをスラリー状、ガス状で供給する場合は、液
状で供給する場合と同様な場所に供給される。

粒状、ケーキ状またはペレット状にした油スラッジの場
合にはキルン８、好ましくはその中で原料温度が石灰石
の分解温度に達する付近より原料の流れに沿った下流、
セメント原料仮焼炉６、サスペンションプレヒータ３、
好ましくハ最上段サイクロンより下段のサイクロン４若
しくは煙道５、若シくは煙道５、若しくはサスペンショ
ンプレヒータとキルンの接続構造部１００℃ずれか１箇
所以上に供給される。

前述したように油スラッジの性状によっては油分と固形
分とを分離して処理する場合もあるが、この場合、油分
はガス状、液状でそれらの流動状態で供給される、上述
した場所へ供給される。

固形分はセメント原料と共に常法によって供給される。

本発明の方法について、その代表的な→の操作をさらに
詳細に説明する。

（操作例−１） 油スラッジを約６０〜８０℃に加温するか、前述したよ
うな添加剤を添加するか、又はそれらの手段の組合せに
よって噴霧するに十分な低粘度の流動状態に保ち、付設
された専用のバーナーを通して、例工ばセメント焼成用
キルンのクリンカー排出端よりキルン中へ噴霧状態で吹
き込む。

このように供給された油スラッジは周囲の高温度（上記
吹込み場所の場合、ガス温度１９００〜２２００℃、材
料温度１０００〜１４５０℃）により、瞬時に燃焼し、
セメント原料の仮焼と焼結に利用されると同時に、固形
分は該キルン中に撒布され、キルンの混合効果により、
常法により供給されたセメント原料粉末に均一に混合さ
れセメントクリンカ−に焼結される。

又油スラツジ中の硫黄分はキルンの主として仮焼帯、又
はサスペンションプレヒータ付キルンにあっては主とし
て該プレヒータ中で原料粉末に吸収されクリンカー中に
固定される。

油スラッジの供給湯所は、上記例に限定されるものでは
なく、仮焼炉又はキルン途中で好ましくは原料温度が石
灰石の分解温度（通常８００〜９００℃）に達する付近
より原料の流れに沿った下流であればどこでもよい。

このような場所では、油スラッジの燃焼熱は周囲のセメ
ント原料の仮焼（石灰石の脱炭酸分解反応）のために殆
んど全て利用され熱効率上有利となる。

又特にサスペンションプレヒータ付焼成装置では、プレ
ヒータとキルンの接続構造部又はプレヒータ好ましくは
できるだけ下段のサイクロン若しくは煙道にも供給する
ことができる。

但し多段式サスペンションプレヒータにおいては上段程
温度が低く、最上段では通常３００〜３５０℃程度であ
り、か＼る場所に油スラッジを圧入しても気化した油分
が未燃のまま排出されるか、燃焼したとしてもセメント
原料との接触時間が短かいためセメント原料の加熱又は
部分的仮焼に十分寄与しないま＼排出される。

その結果、油スラッジの燃焼熱が有効に利用されないの
みならず、硫黄分のセメント原料による吸収も十分でな
い。

（操作例−２） 他の→の操作によれば、塊状固形物を有する油スラッジ
を、必要に応じて油類、例えば燃料油を添加して、ＭＬ
ばボールミルのような粉砕機によって粉砕する。

このような前処理によって得られたスラリー状の油スラ
ッジは上述した一連の操作と同様な操作により処理する
。

（操作例−３） 他の一連の操作によれば、セメント原料粉末、セメント
粉末、又はセメントクリンカ−粉末の１種以上を油スラ
ッジに添加し、バッグミルのような混和機によって混練
する。

その混線物は、さらに必要（応じて、前述したような公
知の方法によって成型又は造粒してもよい。

この場合、少量の水を添加すれば成型物又は造粒物の硬
化のために有効である。

このようにして得られた油スラッジのケーキ状物質は成
型、造粒物はベルトコンベア、パケットエレベータ等通
常の輸送機により、例えばサスペンションプレヒータ付
焼成設備のプレヒータとキルンの接続構造部へ、常法に
より導入された原料に混合するように供給される。

このように供給された油スラッジは周囲の高温度（上記
供給湯所の場合、材料温度８００〜８５０℃、ガス温度
１０００〜１１００℃）により極めて急速に加熱され、
その揮発成分を内部より放出する結果、油スラッジのケ
ーキ又は造粒成型物は直ちに粉化し、更に以降のキルン
中に於ける転勤混合効果により、常法により供給された
原料との混合は更に完全なものになる。

このように油スラツジ中の固形分はセメント原料中に均
一に混合され、セメントクリンカ−の組成４分として焼
結され、一方油スラツジ中の可燃分の燃焼熱は主として
原料の分解に有効に利用される。

ガス中の硫黄分は前述したようにクリンカー中に固定さ
れる。

油スラッジの供給湯所は上記例に限定されるものではな
く、キルンのクリンカー排出端を除く前述した各場所へ
の供給が可能である。

キルンのクリンカー排出端へのケーキ状又は成型、造粒
された油スラッジの供給は、キルン中での滞溜時間が短
かいため常法により供給された原料との混合が完全でな
く、焼結されたクリンカーの成分的偏りが起り好ましく
ない。

（操作例−４） 他の一連の操作によれば、油スラッジを充分な流動性を
保持し得る温度（例えば６０〜８０℃）に加温し、機械
的に油分と固形分を分離するか、又は熱的に油分を分解
し、固形分と分離する。

この場合、機械的分離には遠心分離、加圧濾過等、又熱
的分離には流動分解等公知の方法が適用できる。

機械的に分離された油分は操作例−１に記載の如く供給
することができる。

又熱的に分解された油分は、大部分がガス状であり、こ
れに微粒状の分解コークスが混入することもあるが、い
ずれにせよ付設された専用のバーナーを通してそれを操
作例−１に記載の場所に供給することができる。

熱分解のための熱源は油スラツジ自身の部分酸化熱で十
分であり、外部より特段の熱の供給を必要としない。

一方、油分から分離された固形分はセメント原料調合用
原料の一つとして、セメント原料製造工程中の適当な場
所、例えば粉砕工程に供給され、他の原料と共にセメン
ト原料に調製される。

上記の各一連の操作（於いて、油スラッジの使用量、油
スラツジ中の不燃性固形分の量、及びその化学成分に従
って、最終的に焼結されるクリンカーが目標とする化学
組成を持つよう、予め其の他の石灰石、粘土等の諸原料
ｑ己合割合が決定されることは勿論である。

以上詳述した様に、本発明は油スラッジをセメントクリ
ンカ−焼成用熱源の一部として使用すると同時に、含有
する不燃性固形分及び燃焼によって二次公害を発生する
硫黄分をセメントクリンカ−構成鉱物源として使用する
ことにより、現在全く廃棄物として莫大な費用と労力を
費して単に焼却処理されている資源を工学的に極めて簡
単な方法で処理するものであり、廃棄物処理の面から見
れば廃棄物の有効公害の処理であり、セメント焼成の面
から見れば燃料及び原料の一部を極めて安価な物で置換
することであって、その工業的価値は極めて大きい。

本発明の実施例を以下に示す。

図示したような仮焼炉を有するサスペンションプレヒー
タ付セメント焼成装置により普通ポルトランドセメント
クリンカ−を焼成する工程における油スラッジの処理方
法について、その１例を示す。

石灰石８０重重量上粘土１６重量乞鉄原料０．７重量上
、砕石３．３重量％、の割合で調合し粉砕したセメント
原料をフィーダ１によりサスペンションプレヒータ３に
供給した。

一方、燃料は仮焼炉の重油吹込装置７により重油をクリ
ンカー１を当ＩＱ２４＠の割合で質霧状に吹込み仮焼炉
６の内部で燃焼させると共に、ロータリーキルン８のク
リンカー排出端から燃料吹込装置９により重油に内削で
１０係の原油スラッジを混入した燃料（以下、単に混合
燃料と言う）をクリンカー１を当り５４に９０割合で噴
霧状に吹込み燃焼させた。

該原油スラッジは第１表の性状を有し、常温では粘稠で
流動性を欠くが、これを加温装置（図示しない）により
６０℃にカーして流動化せしめ、該重油に混合した。

前述の様にサスペンションプレヒータ３に供給されたセ
メント原料は通常のセメントクリンカ−焼成と同様の工
程によりサスペンションプレヒータで予熱仮焼され、仮
焼炉で仮焼され更にロータリーキルン内で仕上仮焼から
焼結へと進みクリンカー排出端へ達する。

こ＼で燃料吹込装置９から噴霧状態で吹込まれた混合燃
料は直ちに燃焼し、クリンカーの焼成に寄与する。

又混合燃料に含まれている硫黄分は一旦燃焼してＳＯ□
となるが、排ガスの通過廻程、特に仮焼された懸濁状の
石灰石粉末と接触するサスペンションプレヒータにおい
て、該石灰石粉末に固定される。

一方、混合燃料中の固形分は噴霧状態での吹込みにより
キルン断面全面に分散すると共へ燃焼装置により与えら
れた初速と供給空気の風速に乗って約３０？？Ｚ先まで
飛散するので、ロータリーキルン内の原料中に均一に分
散される。

才たこの区域では原料温度は既に約１１００℃〜１２０
０℃に達しているので、該固形分は直ちに他の原料中に
溶融して均質なりリンカ−に仕上がる。

閘混合燃料中の固形分は第１表に示す様に鉄分に富んで
いるが、サスペンションプレヒータ３に供給する原料は
その分を見込んで鉄分を少なく調製しているので、出来
上ったクリンカーは品質的には通常の焼成法によるクリ
ンカーと何等変るものではない。

生成されたセメントクリンカ−の成分は次の通りである
。

５ｉｎ２ ２２．７係Ａ７２０３
５．４Ｆ ｅ ２０３
３．３Ｃａ０
６６、ＩＭｒｏ １・２
Ｓ Ｏ８０，７ 該クリンカーは硫黄分を含んでいるので、その分だけク
リンカー粉砕時に添加する石膏の量を減らすことにより
通常の焼成法によるセメントと全く変らない品質のセメ
ントが得られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を適用しうるセメント焼成装置の１例を示
す図である。 １・・・原料フィーダ、２・・・誘引通風機、３・・・
サスペンションプレヒータ、４・・・サイクロン、５・
・・煙道、６・・仮焼炉、７・・・重油吹込装置、８・
・・ロータリーキルン、９・・・燃料吹込装置、１０・
・・サスペンションプレヒータとキルンとの接続構造部
、１１・・・クリンカークーラー、１２・・・除塵サイ
クロン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油スラッジを前処理して流動状態に維持し、該油ス
   ラッジをセメント焼成装置にセメント原料と接触混合し
   得るように供給し、燃焼し、核油スラッジの油分をセメ
   ント焼成用熱源の一部として、かつ、該油スラッジの不
   燃性固形物をセメント原料の一部として利用することを
   特徴とする処理の困難な廃物油スラッジをセメント焼成
   装置により処理する方法。