JPS61221288A - 産業廃棄物を利用した炭素質固体燃料である乾留炭の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、産業廃棄物を利用した炭素質固体燃料である
乾留炭の製造方法に関する。

従来の技術 原油の精製工程や原油類を使用する種々の産業または備
蓄タンクの清掃等により排出されるタンクスラッジ、タ
ンカースラッジ又は廃油汚泥とよばれる油分と水分や砂
泥、酸化鉄その他不純物質の加わったスラッジ等が大量
に排出される。

その処理方法は水分含有量を減らして燃焼可能にした上
で焼却するのがふつうであるが、焼却に際しても色々と
難問が生じ非常に取扱いが苦難であった。

また古紙の再生を含めた製紙工業においては、ペーパー
スラッジとよばれる若干のａｍ質とセルローズ質のほか
、工程からの溶解用の添加剤などを含んだ廃棄物が排出
される。

このペーパースラー２ジの処理処分がきわめて困難とさ
れるもので、このペーパースラッジは、コロイド状で脱
水性、濃過性が劣悪であり、流動性、粘着性が強く特有
の悪臭が有り、取扱いが極めて厄介であった。

これら特性により処理の難しさに加え、大量にしかも絶
えることなく発生するスラッジの処理に当って処理対策
をますます困難なものにしているのが現実であった。

一方、近年は資源とエネルギーの有効利用が強く叫ばれ
るようになり、産業廃棄物といえども唯単に焼却処理や
埋立処分するのではなく、資源として再利用するか、ま
たはエネルギー源として利用することが要望されている
。

このような観点からオイルスラッジとペーパースラッジ
をタールピッチや粉炭などで固型化して燃料として利用
することが試みられた。しかし、この固体燃料は燃焼に
伴って黒煙や悪臭を発生したり、貯蔵中に温度により軟
化するといった欠点があり、成功をみなかった。

本発明者は、オイルスラッジ及びペーパースラッジを安
全かつ無害に処理するとともに、その潜在熱量を有効に
利用する意図の下に両者を組合せて固体燃料を作る研究
を続け、先にこれら産業廃棄物にカーボンを加え、さら
にソーダ灰、プラスターおよびケイソウ上等を結合剤と
して使用し、固形化させることによって、タールピッチ
などによる固体燃料のもつ欠点が解消することを見出し
て、すでに提案（特公昭５４−３９００１号公報参照）
した。

発明が解決しようとする問題点 上記従来技術の固体燃料は、マツチ１木で着火できて燃
焼を続ける点で使いやすく、それなりの意義を認められ
普及しつつある。しかしながら、需要者からは燃焼後に
残る灰分の量（２７重量％に近い）を低減することが望
まれている。

と同時に、着火時期に炉内の温度がまだ高まらない内（
一時期ではあるカリに煙が出る等の欠点が生じ、その改
良が求められた。

このため、はとんど無臭であり、かつ炭素化されたコー
クス状の固体であると共に軽質であり、燃焼に際しては
、ばい煙がなく木炭やコークス、練炭、豆炭等と同様に
いずれの場所にても使用ができ、燃焼後の灰分の量を著
しく低減でき、しかも多少の有害物質を含有する原料を
使用しても乾留炭化焼成（製炭）され、そのほとんどを
熱分解することのできる産業廃棄物を利用した炭素質固
体燃料である乾留炭の製造方法の開発が強く望まれてい
た。

本発明はこのような要望に応えるためになされたもので
あり、新しい組成の方法として気密真空乾留釜を利用し
て真空加熱乾留焼成することによって、上記従来技術の
有する欠点が除去されることに着眼した。

すなわち、有機性物質であるペーパースラッジにオイル
スラッジの油分を吸収ｑせて、それを気−真空乾留釜に
て燻焼するように焼成させることにより、はとんど無臭
であり、かつ炭素化されたコークス状の固体であり、し
かも軽質である燃料を得ることのできる産業廃棄物を利
用した炭素質固体燃料である乾留炭の製造方法を提供す
るものである。

又本発明は、燃焼に際しては、ばい煙がなく木炭やコー
クス、練炭、豆炭等と同様にいずれの場所にても使用が
でき、燃焼後の灰分の量を著しく低減できる燃料を得る
ことのできる産業廃棄物を利用した炭素質固体燃料であ
る乾留炭の製造方法を提供するものである。

更に本発明は、多少の有害物質を含有する原料を使用し
ても完全無公害クロースト処理により炭化焼成（製炭）
され、そのほとんどを熱分解してしまうことのできる産
業廃棄物を利用した炭素質固体燃料である乾留炭の製造
方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、以下の手段を採
用する。

重量基準でオイルスラッジ６０〜５０％、ペーパースラ
ッジ３５〜４９．５％、石灰５〜０．５％又は必要に応
じてプラスター等の中和剤を加えて混合機又は混線機に
いれて均等に混合、混練した後、この混練されたペーパ
ースラッジとオイルスラッジを気密真空乾留釜の内釜に
入れ、これを真空乾留焼成し、ペーパースラッジを完全
に炭化させ、ペーパースラッジのもつ水分を除去し、有
機性成分の大部分をオイルスラッジの油分及び揮発性物
質と共に乾留分離装置にて水分、油分、不液化ガスに１
分留し、残留炭化物を固体燃料である乾留炭とするもの
である。

前記方法において、混線物を気密真空乾留釜に入れて真
空加熱する場合、混線物を全く空気に触れることなく、
無酸素状態で４５０℃〜９００℃で真空加熱する。

この真空加熱は、熱分解（乾留）容量により多少異なる
が、５時間〜８時間行い、揮発分は混線物より蒸溜溶融
され、ガス化するが気密真空乾留釜の中での燃焼（酸化
）作用はなく、この混線物からのガス化された気体は乾
留分離装置にて冷却されて液化され生成油となるが、不
液化ガスは付帯の燃焼室で完全燃焼される。

尚、上記混線物には、油分の生成可能成分が多いので、
乾留により、自己エネルギーの燃料自給は勿論のこと余
分の燃料油の生成も可能であり、これも原料としてペー
パースラッジと混合して再度使用することが出来る。

以上の各成分混線物は、適当なる攪拌混線装置にかけて
混練することにより、オイルスラッジのもっていた流動
性が無くなり、粘着性が次第に消失し、ペーパースラッ
ジが油分を充分に吸収し。

よく混合され凝固する。

攪拌混線装置は、任意であるが、高粘度質になるため、
連続して線画が出来るものが使用しやすい。

この混線によって上記のような変化を起すには、数分間
から１０数分間、通常は１０分間程度で足りる。

尚、気密乾留処理機たる気密真空乾留釜として使用する
ものは一般市場に市販されている万能処理機等のような
ものでよい。

乾留焼成により炭化生成された果粒ないし団塊は、条件
によって異なるが大きいものは、３〜５ｃｍ″程度にな
り、直ちに固体燃料である乾留炭として、そのままの状
態でも使用出来る。

通常の石炭炊きボイラー又はコークス炊きボイラー等の
燃料に、又、一定の形状寸法が要求される場合には、用
途に応じて適宜の成型機を用いて、プレスまたは押出し
機などを使用して所望の形状を与えることが可能であり
、この混線物はブリケット、ペレット、練炭状または豆
炭状等の形状に成形される。

作　　　　用 本発明方法における各成分の有する作用について説明す
ると、まずオイルスラッジは、処理の途が色々と求めら
れている産業廃棄物であって適度の揮発分を含んでおり
、真空乾留焼成時には、ペーパースラッジに、気密真空
乾留釜内にて完全吸収されて、しかもペーパースラッジ
の有機性成分と結合されて焼縮され、団塊状の形を呈し
ながら乾留炭化されるので製品燃料の着火を良好にし、
及び燃焼時間を長持ちさせると共に、燃料としての大部
分の役割を担うものである。

又、オイルスラッジは、汚泥、酸化鉄汚泥その他不純物
を含んでいるものがほとんどであり、また水が油に混入
している場合が通常であり、油分含有量に大きなバラツ
キがあり、このため各種のオイルスラッジを、油分約６
０〜７０％程度になるまで各種のオイルスラッジを配合
して、混合焼成することが好ましい。

ペーパースラッジもまた処理処分が問題となっている産
業廃棄物であって１通常は水分４０％程度を含むかたち
で排出されているが、この状態のものをそのまま使用す
るのではなく、水分約２５％位に乾燥されたものをオイ
ルスラッジと混練することにより、それを吸収してそれ
の有する流動性と粘着性を失わせ、他の添加剤の助けを
まって、ある程度の凝固した混線物を、気密真空乾留釜
にて完全炭化焼成させる。

また、ペーパースラッジの固形分は、それ自体（乾燥さ
れたもの）で、若干の発熱量（２，５００〜３　、　Ｏ
Ｏ０Ｋｃａｌ／　ｇ）をもッテイる。

上記両成分の配合割合はこの組合せの効果を高く得る見
地から決定されたものである。これは炭素質固体燃料で
ある乾留炭の製造に際してペーパースラッジがオイルス
ラッジとよく混練され、油分を充分吸収させた上で炭化
焼成しながら容積的り位に焼縮固化されるので製品とし
ての燃焼に際して火もちのよさを与える。

オイルスラッジは一般に酸性であり、ペーパースラッジ
は製紙工程により、通常弱アルカリ質であるから両者を
組合せることにより好都合にある程度の中和鹸化作用が
行われる。

しかし、上記した量的組合せにおいて１通常アルカリ分
が不足する０石灰、又はプラスターは、この不足するア
ルカリ分を補うとともに、中和鹸化作用と混線に際して
凝固の促進をさせる。従ってその量は、上記両者の主成
分の量比やそれらのＰＨによっても異なるが、通常は石
灰の使用量は１−０．５％以上である。

実施例 （１）重量基準でオイルスラッジ５０％、ペーパースラ
ッジ４９％、石灰１％を均等に混合、混練する。

この各成分混線物を適当なる攪拌混線装置にかけて混練
すると、オイルスラッジのもっていた流動性が無くなり
、粘着性が次第に消失し、ペーパースラッジが油分を充
分に吸収し、よく混練され凝固する。

前記攪拌混線装置は、任意であるが、高粘度質になるた
め、連続して線画が出来るものが使用しやすい。

この混線によって上記のような変化を起すには、ｌＯ分
間程度必要であった。

この混練されたペーパースラッジとオイルスラッジの混
線物を気密真空乾留釜の内釜に入れ、これを真空乾留焼
成する。

この混線物を気密真空乾留釜に入れる際、混線物を全く
空気に触れることなく、無酸素状態で４５０℃で真空加
熱する。この場合、着火後２時間位は重油バーナーにて
加熱し１、以後は自燃ガスにて３時間位重油とガスと交
互に燃焼する。

この真空加熱を５時間行い、揮発分は混線物より蒸溜溶
融されガス化するが、気密真空乾留釜の中での燃焼（酸
化）作用はなく、この混線物からのガス化された気体は
、乾留分離装置にて冷却されて液化され、油木分離機に
て生成油と水とに分留されるが、不液化ガスは、付帯の
燃焼室で自燃燃料として燃焼される。

この工程でペーパースラッジは完全に炭素化され、ペー
パースラッジのもつ水分と有機性成分の大部分は除去さ
れ、オイルスラッジの揮発性物質は乾留分離装置にて水
分、油分、不液化ガスに分留し、残留炭化物を固体燃料
である乾留炭として得られた。

尚、上記混線物には、油分の生成可能成分が約５５％位
と多いので、乾留により、自己エネルギーの燃料自給は
勿論のこと余分の燃料油の生成も可能であり、これも原
料としてペーパースラッジと混合して再度使用すること
が出来る・乾留焼成により炭化生成された果粒ないし団
塊は、条件によって異なるが大きいものは、３〜５Ｃゴ
程度になり、直ちに固体燃料である乾留炭として、その
ままの状態でも使用出来る。

通常の石炭炊きボイラー又はコークス炊きボイラー等の
燃料に、又、一定の形状寸法が要求される場合には、用
途に応じて適宜の成型機を用いて、プレスまたは押出し
機などを使用して所望の形状を与えることが可能であり
、この混線物はブリケット、ペレット、練炭状または豆
炭状等の形状に成型される。

このようにして得た燃料を燃焼試験したところ、４，５
２０Ｋｃａｌ／ｇ（７）発熱量を得た。

このようにして得た炭素質固体燃料である乾留炭は、表
面が硬い光沢をもった結晶したような炭素物質となり、
機械的な強度すなわち圧縮強さや衝撃耐性も高く、使用
に際して炉内への投入、送り込みにも崩れたりすること
が少なかった。

又、燃焼に際しては、はとんど無臭であり、ばい煙がな
く、木炭やコークス、練炭、豆炭等と同様にいずれの場
所にても使用ができ、燃焼後の灰分の量は著しく少なく
、その程度はコークスの場合よりも少なく、木炭の場合
と同等であった。

更に、炭素化されたコークス状の固体であるため木炭よ
りも軽く軽質であった。

更に又、常温における水中浸漬をｌＯ日日間ったところ
油分の溶出は見られなかった。

（２）重量基準でオイルスラッジ６０％、ペーパースラ
ッジ３５％、石灰５％を均等に混合、混練する。

この各成分混線物を適当なる攪拌混線装置にかけて混練
すると、オイルスラッジのもっていた流動性が無くなり
、粘着性が次第に消失し、ペーパースラッジが油分を充
分に吸収し、よく混練され凝固する。

前記攪拌混線装置は、任意であるが、高粘度質になるた
め、連続して線画が出来るものが使用しやすい。

この混線によって上記のような変化を起すには、５分間
程度必要であった。

この混練されたペーパースラッジとオイルスラッジの混
線物を気密真空乾留釜の内釜に入れ、これを真空乾留焼
成する。この場合、着火後２時間位は重油バーナーにて
加熱し１、以後は自燃ガスにて３時間位重油とガスと交
互に燃焼する。

この真空加熱を６時間行い、揮発分は混練物より蒸溜溶
融され、ガス化するが気密真空乾留釜の中での燃焼（酸
化）作用はなく、この混線物からのガス化された気体は
、乾留分離装置にて冷却されて液化され、油木分離機に
て生成油と水とに分留されるが、不液化ガスは、付帯の
燃焼室で自燃燃料として燃焼される。

この工程でペーパースラッジは、完全に炭素化され、ペ
ーパースラッジのもつ水分と有機性成分の大部分は除去
され、オイルスラッジの揮発性物質は乾留分離装置にて
水分、油分、不液化ガスに分留し、残留炭化物を固体燃
料である乾留炭として得られた。

尚、上記混線物には、油分の生成可能成分が約５５％位
と多いので、乾留により、自己エネルギーの燃料自給は
勿論のこと余分の燃料油の生成も可能であり、これも原
料としてペーパースラッジと混合して再度使用すること
が出来る。

乾留焼成により炭化生成された果粒ないし団塊は１条件
によって異なるが大きいものは、３〜５ｃｍ″程度にな
り、直ちに固体燃料である乾留炭として、そのままの状
態でも使用出来る。

通常の石炭炊きボイラー又はコークス炊きボイラー等の
燃料に、又、一定の形状寸法が要求される場合には、用
途に応じて適宜の成型機を用いて、プレスまたは押出し
機などを使用して所望の形状を与えることが可能であり
、この混線物はブリケット、ペレット、練炭状または豆
炭状等の形状に成型される。

このように製造された炭素質固体燃料である乾留炭は、
表面が硬い光沢をもった結晶したような炭素物質となり
、圧縮強さや衝撃耐性も高く、炉内への投入、送り込み
にも崩れたりすることが少なかった。

この固体燃料である乾留炭を燃焼試験したところ、４，
７８０　Ｋ　ｃ　ａ　ｌ　／　ｇの発熱量を得た。

又、燃焼に際しては、はとんど無臭であり、ばい煙がな
く、木炭やコークス、練炭、豆炭等と同様にいずれの場
所にても使用ができ、燃焼後の灰分の量は著しく少なく
、その程度はコークスの場合よりも少なく、木炭の場合
と同等であった。

更に、炭素化されたコークス状の固体であるため木炭よ
りも軽く軽質であった。

更に又、常温における水中浸漬を１５日間行ったところ
油分の溶出は見られなかった。

発明の効果 本発明に従って製造された炭素質固体燃料である乾留炭
は、表面を硬い光沢をもった結晶したような炭素物質と
なり、機械的な強度すなわち圧縮強さや衝撃耐性も高く
貯蔵、輸送等の取扱いにも便利であり、使用に際して炉
内への投入、送り込みにも崩れたりすることが少ないの
で、取扱いに際して問題がない。

また、水中に入れても安定であって、油分の溶出がない
ので輸送や貯蔵に際しても非常に取扱いが便利である。

使用に当っては、従来の同種燃料よりも軽質で、しかも
炭素化されているので、木炭や豆炭と同様に屋内外いず
れの場所にても使用することが出来、便利であり、燃焼
に際してはもちろん黒煙や悪臭等を発することはまった
くない。

しかも燃焼後の灰分の量は著しく少なく、その程度は、
コークスの場合よりも少なく、木炭の場合と同等である
ため後処理がやり易い。

更に、炭素化されたコークス状の固体であるため木炭よ
りも軽く軽質である。

発熱量は使用原料及びその組成によって若干変動するが
、４　、５００〜５　、０００Ｋｃａｌ／　ｇである。

又、本発明の製造方法に従って得られた炭素質固体燃料
である乾留炭の用途は、在来の比較的小規模な石炭炊き
ボイラー、又はコークス炊きボイラー、例えばスチーム
暖房、農園芸用、温室用、養魚用などのボイラーの燃料
として好適である。

もちろん一般家庭暖房や風呂用の燃料としても支障なく
使用が出来る。

この炭素質固体燃料である乾留炭は、主原料が産業廃棄
物とは言えども有能なるエネルギー資源をも含有してい
る上に、製造工程に於ても簡単であるから生産コストは
極めて低く製造出来、かつ処理に困難なる廃棄物を利用
してこれを新しいエネルギー源の一つとして資源の有効
再利用を図ることができる。

更に本発明は公害防止と資源の有効利用という要請に同
時に応えたものである。

特許出願人　　　高　　杉　　金　　蔵手続補正書（自
発） ″Ｂ１６０力、ソ２９８ 特許庁長官　志　賀　　　学　殿ν＝・シ′ｌ　事件の
表示 昭和６０年特許願第６３１０１号 ２　発明の名称 産業廃棄物を利用した炭素質固体燃料である乾留炭の製
造方法 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 住所 氏名　　岩　邊　　公　明（ほか１名）４代理人 住所　東京都新宿区百人町１丁目２０番２８号４　補正
命令の日付 自　　　　発 ５　補正の対象 願書の「特許請求の範囲に記載された発明の数の欄」及
び「特許出願人の欄」並びに「明細書の発明の詳細な説
明の欄」。

６　補正の内容 補正の内容 １、明細書の発明の詳細な説明の欄を以下の通り補正す
る。

（１）　　明細書第７頁第１１行目に［液化ガスに１分
留し」とあるのを「液化ガスに分留し」と訂正する。

（２）　　同書第１１頁゛第３行目、第１４頁第１４行
目、第１８頁第２行目及び第１９頁第１４行目に、それ
ぞれｒＫｃａｌ／ｇＪとあるのを、それぞれｒＫｃａｌ
／　ｋｇＪと訂正する。

（３）　　同書第１６頁第１１行目に「油水分離機」と
あるのを「油水分離器」と訂正する。

以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量基準でオイルスラッジ６０〜５０％、ペーパ
   ースラッジ３５〜４９．５％、石灰５〜０．５％を混合
   した後、混練し、これを気密真空乾留釜にて真空乾留焼
   成することを特徴とする産業廃棄物を利用した炭素質固
   体燃料である乾留炭の製造方法。
2. （２）ペーパースラッジ、オイルスラッジ及び石灰の混
   練物を気密真空乾留釜に入れ、これを真空乾留焼成し、
   ペーパースラッジを完全に炭化させ、ペーパースラッジ
   のもつ水分を除去し、有機性成分の大部分をオイルスラ
   ッジの油分及び揮発性物質と共に乾留分離し、残留炭化
   物を炭素質固体燃料である乾留炭とすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の産業廃棄物を利用した炭
   素質固体燃料である乾留炭の製造方法。
3. （３）炭素質固体燃料である乾留炭をブリケット、ペレ
   ット、練炭状または豆炭状等のいずれの形状にも成型す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の産業廃棄物を利用した炭素質固体燃料である乾留
   炭の製造方法。