JPS60500269A - 液体媒体の加熱方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体媒体の加熱方法及び装置 本発明は液体媒体、特に沈積物を形成しゃすい成分より成る媒体を加熱するため の方法及び装置に関する。

一般に液体又は液体媒体ば熱交換管又は熱交換装置によって加熱される。これに 関する問題は、沈積物を形成しゃすい成分を含有する液体を扱う時に生しるが、 その理由は、沈積物が熱交換面に沈積しやすいからである。かがる状態Ｚ、よ熱 交換率を低下させ、流動区域を減少させたり妨害したりすることになる。

分解芸留による自動車からの使用済みオイルの再生に関する実験によれば、処理 すべき使用済みオイル内に突出する加熱ロッド上の瀝青質又は炭素質の沈積物が 原因となって問題が生じた。かかる沈積物の故に分解反応を度々中断する必要が 生じるので、再生処理が不経済になる。炭化油性残留物は加熱ロッドにしっこく 固着することが多くて、除去不能であり、次の作業工程中に加熱ロッドが破裂す ることになりかねない。

したがって本発明の目的は、やっかいな沈積物、特にしつつこく付着する沈積物 を回避した液体加熱方法及び装置を提供することである。

従来の問題は、液体媒体を光線または電波エネルギーを使用して加熱するこ止に よって解決され、伝導及び又は対流による該媒体への熱伝達↓よ基本的に回避可 能である。この方法によれば、媒体の加熱によって固体の形成又は沈澱が増加す る場合にも望ましからざる沈積物が排除されるという驚くべき事実が判明した。

必要なエネルギー量は、「低温」エネルギー、すなわち被加熱媒体によって吸収 される適当な波長の光線又は電波の型式のエネルギーとして被加熱媒体に照射さ れるので、媒体とエネルギー供給を仲介する隔壁との間の温度差は少なくなる。

エネルギー形態としては、赤外線から可視光線までの波長範囲のマイクロ波、特 にマイクロ光線の他に短波赤外線が特に好適である。該短波赤外線の波長は、役 １５００°に乃至２３００°にのラジェータの温度に応して１１０００ｎ乃至ｓ ｏｏｎｍであることが望ましい。しかしながら、例えば１０００°にの低い温度 のラジェータの場合にも、かなりの量の熱がラジェータ内に生じ、ラジェータの 構成部、すなわち少なくとも照射部材の区域を加熱する。対流又は伝導による赤 外線照射の場合の熱伝達を回避するため、光線を透過可能な絶縁体によって被加 熱媒体から隔離される赤外線ラジェータを使用可能である。このためには石英ガ ラスの隔壁が最適である。更に、該隔壁相互間の中間スペースに絶縁ガスを充へ 可能であり、或いは少なくとも部分的に真空化可能である。同様に例えば冷却ガ スを循環させることによって該中間スペースを冷却可能である。かくて、ラジェ ータの外壁又は媒体と接触するようになる光線透過可能な隔壁を、被加熱媒体の 温度を越えないか又は極く僅かに越える温度で保持可能であるから、望ましから ざる沈積物は回避される。

被加熱媒体を通る光線は該媒体によって吸収されるので、強度は減少し、ラジェ ータからの距離は増加する。媒体の加熱速度は速い方が望ましいので、すなわち ２００℃以りの温度で加熱することが望ましいので、媒体内の光線密度がいかな る個所においても、ラジェータの透過深度の少なくとも半数値における光線密度 に相応するように数個のラジェータを組合わせて配置するか又はウジュータの周 囲に媒体を促需汚いは指向させることが望ましい。

使用済みオイル内の前記赤外光線の場合、波長の関数としての該値ば２０乃至１ ００鶴である。

かくて、光線は被加熱媒体を均一に通過するので、低温の非照射帯域はなくなる 。更に、該媒体は移動可能であり、特に加熱中混合可能である。

本発明は例えば化学反応等の各種目的のために媒体を加熱したり蒸留工程を実施 するのに適する。更に、被加熱媒体は、全体又は一部のみか照射される回路を通 過可能である。又適当な個所において、有効な生成物又は望ましからざる生成物 をも該回路から抽出可能である。加熱時間及び強度は、液体媒体の処理によって 制御され、例えば３００°Ｃ以上、特に４００　’Ｃ以上の高温において効果的 である。

本発明の好適実施例例の場合、油性媒体、特に使用済みオイルを加熱して燃焼さ せ、ｔｌｔ進燃料を得る。経済性及び環境保護の観点から使用済みオイルの＋ｌ ｉ住は特に重要である。本発明は、安価で維持か簡単であり、し力畳）小型で取 り扱いが簡単な１吏用／Ｊ！ｉ：のオイルの再生設備を提供するものである。か かる小型設備は例えば広い駐車場を有する会社や政府殿関においても使用可能で ある。

使用済みの照射エネルギーオイルが比較的低い温度で分解可能であるということ は驚異的である。使用済みオイルの処理温度は便宜−４１５０°Ｃ乃至７００° Ｃ８特に４００℃乃至５００°Ｃの範囲である。このように比較的低い温度で処 理するので、触媒を特に添冊しなくても分解可能であるが、所望により触媒の添 加も可能である。オイルの炭化水素鎖ば照射によって直接励起され、この場合の 波長は可視赤外線範囲に近いが、エネルギーが高い故に、オイルの温度が４００ °Ｃ乃至４５０°Ｃ−の比較的低い範囲であっても照射による分解処理が難な〈 実施される。

史に本発明の１」的は、液体媒体の加熱装置、特に使用済みオイルの再生装置を 提供することである。本発明の装置は、少なくとも１個、望ま１．りは数個の照 射部材を備える少なくとも１個の容器を有する。十〜に照射部材としては、熱の 対流及び伝導を回避するために該容器の内部から絶縁される透光可能な絶縁装置 を備える既知の型式の赤外線ラジエータカ（適する。照射部材は、例えば内部に 少なくとも２個の１三として同軸の管状絶Ｈ体を設ｉ−またタンゲス−）−ンワ イヤ等の線形電熱エミッタを備えることが望ましい。

ランエータはロッド形状でもよいし、例えばコイル形に弯曲したものでもよい。

ラジェータは該容器の内部に配置することが望ましく、この場合、媒体かラジェ ータに充満するのを可能にするように容器内部にラジェータを自由に懸下させる ような配置方法が特に好都合である。分解容器とａ　ノＩ：との平行配置、例え ば同心環状配置又番；１六角形配置によって容器の全区域を均一に渡る充分な照 射密度が得られる。

熱絶縁のためにラジェータを包囲する石英ガラスのジャケット管の直径及び壁の 厚さは、ラジェータの温度で加熱される媒体に最も近い管の加熱を回避する度合 に応して、或いはかがる加熱が一定の範囲内で可能であるか否かに応じて各種必 要条Ｈに合致するように選択ｉｉＪ能である。絶縁管内部の放射損失率が低い故 にがかる選択が可能となる。すなわち、加熱金属ワイヤを有し、直径１００關の 石英シャケ・１・管の主として中央に配置される赤外線ラジェータの場合、直径 が約３０乃至４０ｍｎで、壁の厚さが約１乃至２Ｈの絶縁管を更に設ければ充分 である。簡易性を望む故に大気圧にて装置を操作する場合には、照射部材は特別 な機械応力を受けることがない。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の好適実施例を示す添附１Ｓ表昭ｔｉＯ− ５００２ｆｉ９　（３）の図面を参照して以下に詳述する。

第１図は、使用済みオイルの分解装置の概略図、第２図は、分解生成物の処理及 び生成方法を示す流れ図、そして第３図は、分解容器の概略断面図である。

図示の実施例は自動車からの使用済みオイルを分解する小型設備である。該設備 は、約３００龍の内ｉイと約１３０１）ｍの商さを有する分解容器１を備える。

該分解容器１は垂直に配置され、ｌ二線はフランジによってツーＩ・２と接合す る。多ｒＬ坂型式のカバープレー１−３は、フード２と分解容器１との間に配置 され、分解容器１の内部とフード２の内部とは該プレートによって密閉隔離され る。第３図に示す如く、多孔板３には７個の穴を穿孔するが、この場合中央の１ 個の穴の周辺に６個の穴を正六角形に配置する。

＆孔板の中央点から正六角形に配置した穴への距離は、分解容器１の内側下（子 の約半分に相当する。分解容器１及び該容器下端上方の端部縦穴の下方に突出す る石英管４は該多孔板内に配置されて該穴を密閉する。絶縁体としての役割を果 す石英管４の下端は閉鎖されるか又は溶解閉鎖される。従って、石英管の内部は 分解容器１の内部或いは該容器内の媒体と接触することはない。

赤外線加熱Ｃ１ノド’　５は、石英管４がらτ垂するが又は挿入される。該赤外 線加熱ロッドは石英管より成り、内部中央に二！イル状のクンゲステンワイヤを 配備するが、該ワイヤはスペー与によって該石英管の壁から所与の距離で保持さ れる。１本の加熱ｕ）（につき２本の平行な加熱ワイヤを配置するように、護管 はＵ字型の弯曲二重管であることが望ましく、該管内にてコイルワイヤが下降及 び−ヒイする。加熱ロットの容量は、作業中に短波の赤外線を照射するように定 められる。本発明の場合、加熱ロノ１゛の容量は２２０ホルトで約２ＫＷである 。オイルの場合、短波の赤外線の透過深度の半数値は約６０ＩＩｍである６２個 の加熱ロフト相互間の中心線距離は該透過深度の岸数値の２倍のオーダに保持可 能であるから、本発明の実施例の場合、該距離は約１００ｍｍである。

絶縁間４の内径は約３５乃至４０ｍ１１である。石英管は、赤外照射線及び該照 射線の可視部分を障害なく通過させるので、護管が照射によって加熱されること はない。加熱ｒ−１ノド５と絶縁管４との間にエアスペースが存在する故に、内 部の空気の対流によって絶縁管４が加熱される度合は無視出来る程に少ない。加 熱ロッド５と絶縁管との間のスペースは、冷却ガスを循環させることによって冷 却してもよい。赤外線加熱ロッド５の内部の加熱ワイヤは、分解容器１内のオ・ イルの最大深度及び最小深度を考慮した高さの下方にて終結する。従って、加熱 し１）＋”５の加熱区域は、被加熱媒体内に當時位置し、装置の十カに位ｉｆす る部分の過熱は信実に回避される。更に、過熱を回避するために送風機型式の冷 却装置３３をツー１”　２乙こ取付ｉｔ　Ｚ）。

分解容器１自体は、壁相互間に真空スペース３４を設！する二重壁構造か或いは 、熱（０失を回避する他の適当な方法で絶縁した構造のものでもよい。更に、分 解容器１は、液体又は液体媒体の温度を監視するために単数又は複数個の測定個 所３５を設りる。

分解容器ｌの下、ｊｊ−には、一般型の熱交換器又は加熱ｏ　７　ト’を有する 容器の型式の１予熱装置」５を設ける。予熱装置５ば、分解容器１の下端にしっ かりフランジ取付けされる。バイブロは分解容器の」一端からサイクロン７に達 するか、この場合該サイクロンには、分解容器から進出する蒸気が充満され、該 サイクロンは、強制移送される液体と固体成分を分離する役割を果す。該サイク ロンから別のバイブ８が図示しない精留装置に到り、該精留装置内にて、生成物 は気体成分、及びガソリン並びにディーゼル又は燃料オイルに分離可能である。

ザ・イクロン７の下端は混合容器９と連結し、この場合該容器は、供給管１０を 介して送給される使用済みオイルの貯蔵コンテナとしての役割を果すと同時に該 サイクロンを介Ｌ７て再循環する材料と導入される使用済みオイルとの混合を可 能にする。混合容器９の下端１１は漏斗形状で、集積された析出物用の閉鎖可能 なドレン管１２を有する。漏斗形末端部１１の下方において、連結管１３ば混合 容器９から予熱装置５乙こ到達するので、分解容器１と混合容器９との間に閉回 路が形成される。設備の操作中、分解容器１及び混合容器９には、上端まで液体 オイルが充填されるが、下方に位置するバイブロ及びサイクロン７は七として気 体炭化水素を含有する。混合容器９内に設けるレヘルスイノチ１４ば、導入され る使用済みオイルの流れを制御することによって混合容器９及び分解容器１の液 体の水位を制御する。

本発明の設備は連続操作で作動し、再循環材料と新たに流入される使用済みオイ ルとの容積比を１．２で混合する。従って該混合体は、高温の再循環材料によっ て約１５０°Ｃの温度に到達する。

混合容器の断面積は広いので、ｌ昆合容器９内の混合体の流動速度は比較的低く 、漏斗形末端部にて固形物が沈積可能となる。粒子の大きな固形物を基本的に含 有しない該混合体は連結管１３を通過して予熱装置５内に入り、そこで該混合体 は約２００℃まで加熱されて、該温度のまま下方から分解容器１に導入される。

該容器内で媒体は）■熱ロッド５によって約４４０°Ｃまマ加熱される。

沸点の低い成分は予熱装置５から直接抽出して分解容器（図示せ＃′）を迂回し てもよい。比較的沸点の高い使用済みオイルの成分は、分解容器１内にて分解反 応してガス又は蒸気になって逃出する。バイブロ及びサイクロン７内にて該蒸気 は僅かに冷却され、８ 酊循環材料は約３５０乃至４００°Ｃの温度で上方から混合容器９に導入される 。全分解反応は基本的に圧力のない状態で実施することが望ましく、これによっ て構成応力を極めて低く保持可能である。使用済みオイルを分解温度まで加熱す る大めの断熱ラジェータを使用することによって、分解容器の特に加熱ロッドに 沈積　。

する瀝青質の沈積物が回避されるので、長期に渡って点検整備することなく運転 可能である。

第２図の流れ図はサイクロン７以後の分解オイルの処理を示す。

サイクロン７内の生成物は、液体といかなる飛沫同伴固体成分をも含有せず、通 路８を通過して分留コラム１６、ずなわち漏斗形分離装置として構成した下端１ ７の上方に位置する該コラムに到達する。３種類の生成物、すなわち最上通路１ ８の気体生成物と、該通路１８の下方の通路１９のガソリン曲型生成物と、通路 ２０のディーゼル類型生成物とが分留コラム１６に集積される。該３種類の生成 物は、冷却装置２２と連結するクーラ２１にて互いに別々に冷却される。次に該 生成物は各々の湿度分離装置２３，２４及び２５に到達する。次に気体生成物は 加熱目的のために即座に使用されるか又は２６で示すように燃焼される。ガソリ ン及びディーゼルオイルは別々の貯蔵用途２７，２８に貯蔵され、使用前にポン プ２９及び３０を介してメカニカルフィルタ３１又はカーボンイフィルタ３２を 通過可能である。

特表昭ＧＯ−５００２６９（４） 国際調査報告 ＡＮＮＥ廖Ｔｏ　ＴＨＥ　眼ＴＥ四Ａ、Ｔｌ０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲ Ｔ　０ＮＵＳ−Ａ−１５５１１７３Ｎｏｎｅ ＤＥ−Ａ−２５５６８９２１０１０３／７７　ＮｏｎｅＦＲ−Ａ−１３８５１４ ６Ｎｏｎｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）特に沈積物を形成しやすい成分を含有する液体媒体の加熱方法にして、照 射又は電波エネルギーによって各媒体を加熱し、伝導及び又は対流による媒体へ の熱伝達を基本的に回避することを特徴とする上記方法。 （２）赤外線から可視光線までの範囲の波長の光線、特に短波赤外線によって加 熱を実施することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）　ラジェータ付近の区域内部に該媒体を移動させ、該ラジェータから該区 域までの距離が、基本的に咳媒体内への透光深度の半数値以下であることを特徴 とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 （４）光線を発生させるために、該ラジェータの照射部材を１０００’に以上の 温度、望ましくは約１５００乃至２３００°にの温度まで加熱することを特徴と する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。 （５）透光可能な絶縁体によって、及び又はラジェータと該媒体との隔壁を冷却 することによって対流及び又は伝導による熱伝達を回避することを特徴とする特 許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。 （〈〕）加熱中に該媒体が移動すること、特に混合することを特徴とする特許請 求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の方法。 （７）　主とじて万イル、特に使用済み］−・イルより成る媒体を加熱すること を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の方法。 （８）該媒体の少なくとも一部を加熱によって芸留することを特徴とする特許請 求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の方法。 （９）沸点の低い留分を得るために、該オイルの少なくとも一部を加熱によって 分解することを特徴とする特許請求の範囲第７項又は第８項記載の方法。 ００）使用済みオイルが、触媒を特別に添加することなく分解可能なことを特徴 とする特許請求の範囲第７項乃至第９項のいずれかに記載の方法。 （１１）少なくとも１個、望ましくは数個の照射部材（４、５）を有する少なく とも１個の液体用容器＋１１を包含することを特徴とする特許 実施するための液体媒体加熱装置。 （１２）該照射部材が赤外線ラジェータ（４）であり、機械的な熱伝達を回避す るために望ましくは石英ガラス製隔壁（５）によって該容器の内部から絶縁され ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の装置。 （１３）該石英隔壁相互間の中間スペースにガスを充填するか又は少なくとも一 部を真空にすることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の装置。 （】４）該照射部材（４　、　５）を該容器（１）の内部に配置することを特徴 とする特許請求の範囲第１１項乃至第ｔ３ｒｔ：のいずれかに記載の装置。 （１５）数個の照射部＋４’＜４．５）を基本的に互いに・４脩〒に配置し、エ ミッタ相互間の中心線距離が、望ましくは本質的に該透光深度の゛ド数値の約２ 倍に相当することを特徴とする特許請求の範囲第１１項乃至第１４項のいずれか に記載の装置。 （１Ｇ）該照射部材（４　、　５）かロノド型式のものであり、管状容器の壁と 平行に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第１１ｒ６乃至第１５項のい ずれかに記載の装置。 （１７）該照射部材が、少なくとも１枚、望ましくは少なくとも２枚の透光可能 な壁によって被加熱媒体から又は該容器の内部から隔離される電熱ワイヤによっ て形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１１項乃至第１６項のいずれか に記載の装置。 （１８）該照射部材が、石英管のタングステンコイルより成る赤外線ラジェータ （４）によって形成される既知の型式のものであり、該管が、更に少なくとも１ 個の基本的には同心の石英管（５）内に配置されることを特徴とする特許請求の 範囲第１７項記載の装置。