JP2009007490A - 油化装置および油化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱分解槽１４内の酸素を簡便な方法で低コストに排除できる油化装置１および油化方法を提供する。
【解決手段】油化装置１に、油化対象の投入を許容する油化対象投入部１１、および水蒸気ａや油成分ｂを排出する蒸気排出路１２を有して投入された廃油や廃棄物を油化する熱分解槽１４と、該熱分解槽１４を加熱する加熱装置１５とを備え、前記熱分解槽１４に、油化対象Ｂの油成分ｂより沸点が低く蒸発気体に引火性のない水Ａを投入許容する水供給装置１３を設けた。そして、熱分解槽１４内に油化対象Ｂと水Ａが投入された状態で加熱して水Ａを先に蒸発させるステップＳ３と、熱分解槽１４内に水蒸気ａが充満した後に前記油化対象Ｂの油成分ｂを蒸発させるステップＳ４と、油成分ｂが十分蒸発した後に再度投入された水Ａを蒸発させるステップＳ６とを実行する構成にした。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば使用済みの廃油や廃棄物から油成分を得るような油化装置および油化方法に関する。

従来、使用済みの廃油から油成分を得るものとして、廃油再生処理装置が提案されている（特許文献１参照）。この廃油再生処理装置は、遠心分離を用いることによって廃油から不純物を除去し、この不純物を除去した廃油を加熱し、さらに廃油に混入していた不純物を蒸発して除去し蒸留により再生重油を得る。

ここで、廃油から重油を再生するに際して、廃油や廃棄物の周囲に酸素が存在すると何らかの原因で引火し爆発するおそれがある。このため、油成分を蒸発させる槽内の酸素を排除する等の方法により、爆発を防止しなければならないという問題点がある。
特開２００３−３０６６８２号公報

この発明は、上述の問題点に鑑み、槽内の酸素を簡便な方法で低コストに排除できる油化装置および油化方法を提供することを目的とする。

この発明は、油化対象の投入を許容する油化対象投入部および気体を排出する気体排出部を有して投入された油化対象を油化する油化槽と、該油化槽を加熱する加熱手段とを備え、前記油化槽に、前記油化対象の油成分より沸点が低く蒸発気体に引火性のない引火防止液を投入許容する液体投入部を設けた油化装置であることを特徴とする。

この発明の態様として、前記油化装置は、油化槽内に油化対象と引火防止液が投入された状態で加熱手段により油化槽を加熱して前記引火防止液を先に蒸発させる第１液体蒸発工程と、前記油化槽内に前記引火防止液による蒸気が充満した後に前記油化対象の油成分を前記加熱手段の加熱により蒸発させる油成分蒸発工程と、油成分が十分蒸発した後に再度投入された引火防止液を蒸発させる第２液体蒸発工程とを実行することができる。

この発明により、槽内の酸素を簡便な方法で低コストに排除できる油化装置および油化方法を提供することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は、油化装置１の構成図を示し、図２は、油化装置１のブロック図を示す。
油化装置１は、図１に示すように、油化槽１０、該油化槽１０を加熱する加熱装置１５、油化槽１０の後段の塩素除去装置２１、塩素除去装置２１の後段の冷却装置２３、冷却装置２３の後段の油水分離装置２５、油水分離装置２５の後段の油槽３３、及び油化槽１０の後段の破砕装置３１が設けられている。また、図２に示すように、油化装置１には、温度センサ１７、操作部１８、および制御装置２０も設けられている。

油化槽１０は、油化対象Ｂを密閉状態で熱分解する熱分解槽１４で構成されている。ここで、油化対象Ｂは、熱可塑性樹脂、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）、廃プラスチック、電線、廃タイヤ、賞味期限切れコンビニ弁当（コンビニエンスストア等で販売されるプラスチック製容器に食料が収納された弁当）、建設廃材（木屑、金属屑、電線屑、ガラス、陶器等）、および制服等などの廃棄物、あるいは廃油など、様々な固体または液体で構成することができ、またこれらを混合することもできる。

熱分解槽１４の上部には、廃油や廃棄物などの油化対象Ｂを投入許容する油化対象投入部１１と、油成分が含まれている蒸気を排出する蒸気排出路１２とが個別に設けられている。また、熱分解槽１４の側部には、熱分解槽１４内に水を供給する水供給装置１３が設けられている。

水供給装置１３は、制御装置２０の制御信号に従って、熱分解槽１４に水を供給する。この水は、熱分解槽１４に投入されている廃油や廃棄物の上面に浮くように供給する。

熱分解槽１４は、内部に投入された廃油や廃棄物を密閉状態で加熱して油成分を蒸発させる。この熱分解槽１４は、投入された廃油や廃棄物を適宜の攪拌手段で攪拌することが好ましい。これにより、特に廃油が熱分解槽１４の表面にこびりつくといったことを防止できる。

加熱装置１５は、制御装置２０の制御信号に従って、熱分解槽１４を適宜の温度に加熱する。この適宜の温度は、油化させるための油化温度と、水を蒸発させるための水蒸発温度とすることができ、利用者が任意に設定可能である。

温度センサ１７は、熱分解槽１４の温度を検知して制御装置２０に送信する。
操作部１８は、運転開始や運転停止、モード変更といった利用者の操作入力を受け付け、入力された入力信号を制御装置２０に送信する。変更可能なモードには、自動モード、手動モード、Ａ重油抽出モード（約４００℃〜４５０℃に加熱してＡ重油を抽出する）、Ｃ重油抽出モード（約６００℃に加熱してＣ重油を抽出する）、軽油抽出モード（約２００℃に加熱して軽油を抽出する）、および滅菌モード（約８００℃以上に加熱して滅菌する）などが含まれる。また、Ａ重油抽出モード、Ｃ重油抽出モードまたは軽油抽出モードを実行した後に、連続して滅菌モードを実行する複合モードも含まれる。

制御装置２０は、温度センサ１７からの温度情報、および操作部１８からの入力情報を受け取り、水供給装置１３、加熱装置１５、塩素除去装置２１、冷却装置２３、油水分離装置２５、破砕装置３１、および油槽３３の動作を制御する。

塩素除去装置２１は、熱分解槽１４から蒸気排出路１２を経由して流れてくる蒸気から塩素を除去する装置である。この塩素除去装置２１は、例えば反応装置と中和装置で構成することができる。この場合、反応装置は、流れてくる蒸気を脱硫触媒（純鉄、酸化鉄、亜鉛、またはニッケル等）と反応させて脱硫するとよい。また、中和装置は、反応装置で反応した後の物質を石灰または炭酸カルシウムにより中和するとよい。これにより塩素等を中和して塩酸が生じることを防止できる。

冷却装置２３は、流れてきた蒸気を冷却し、凝縮液化する。
油水分離装置２５は、凝縮液化した液体を油と水に分離する。
破砕装置３１は、熱分解槽１４に残った残渣物を破砕する。
油槽３３は、油水分離装置２５で分離された油を貯留する。

図３は、油化装置１の制御装置２０が実行する動作を示すフローチャートであり、図４および図５は、各工程での油化槽１０の様子を示す説明図である。ここでは、Ａ重油抽出モードを例にとって説明する。

制御装置２０は、まず熱分解槽１４に廃油や廃棄物等の油化対象が投入されることを許容し、油化対象が投入されて油化対象投入部１１が閉鎖されることを図示省略する検知手段で検知するまで待機する（ステップＳ１）。このとき、図４（Ａ）に示すように、熱分解槽１４には油化対象Ｂが投入された状態となる。水供給装置１３は、水が充填された状態で待機している。

油化対象投入部１１が閉鎖されると、制御装置２０は、図４（Ｂ）に示すように、水供給装置１３から熱分解槽１４内に予め定められた所定量の水を投入する（ステップＳ２）。このとき投入する水の所定量は、この水を加熱して蒸発させたときに熱分解槽１４内に水蒸気が充満するために必要な量かそれ以上の量とする。

制御装置２０は、加熱装置１５により熱分解槽１４を加熱する（ステップＳ３）。この加熱によって熱分解槽１４内の温度が上昇すると、図４（Ｃ）に示すように、まず沸点の低い水Ａ（沸点約１００℃）が蒸発する。そして、熱分解槽１４内に水蒸気ａが充満し、酸素が蒸気排出路１２から後段へ排出される。

制御装置２０は、加熱装置１５により熱分解槽１４をさらに加熱する（ステップＳ４）。これにより熱分解槽１４内の温度がさらに上昇し、油成分の蒸発温度（例えば４００℃〜４５０℃）まで温度上昇すると、図５（Ｄ）に示すように、油化対象Ｂの油成分ｂが蒸発し始め、蒸気排出路１２から後段へ向けて排出される。

制御装置２０は、油化対象から油成分が十分に抽出されてこれ以上抽出できなくなる程度まで加熱を継続する（ステップＳ５：Ｎｏ）。このとき、水供給装置１３内に水を補充し、次に備えておくことが好ましい。

油化が完了すると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御装置２０は、温度をある程度（水の沸点温度程度）下げ、図５（Ｅ）に示すように、再度、熱分解槽１４内に水を補給する。

一定時間が経過すると、制御装置２０は、熱分解槽１４内が水蒸気で満たされるように水を再度投入する（ステップＳ６）。このとき、熱分解槽１４の温度はそのままでも良いが、水が蒸発する程度の温度にまで下降させてもよい。
制御装置２０は、一定時間が経過するまでこの状態で待機して（ステップＳ７：Ｎｏ）、図５（Ｆ）に示すように熱分解槽１４内に水蒸気ａを充満させ、それまで存在した油成分ｂを蒸気排出路１２から後段へ排出させる。

一定時間が経過すると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御装置２０は加熱装置１５による加熱を停止し（ステップＳ８）、処理を終了する。

以上に説明した油化装置１により、油成分抽出前に水を投入するという簡便で低コストな方法により熱分解槽１４内の酸素を排除できる。従って、爆発の危険性を回避することができる。

また、油成分抽出後にも水を投入して蒸発させるため、熱分解槽１４内に最後に残る油成分ｂも蒸気排出路１２から後段へ完全に排出することができる。これにより、油成分ｂを最大限抽出することができる。

また、制御装置２０の制御により動作を管理することで、油化装置１を安定稼動させることができ、利用者の利便性を向上させることができる。

また、投入された油化対象Ｂが、油成分の含有率が少ない場合であっても、水Ａが蒸発した水蒸気ａにより、熱分解槽１４内の酸素を追い出して確実に爆発を防止できる。

またこのようにして、油化装置１により廃油を熱分解して軟質化した再生油（この実施例ではＡ重油）を得ることができ、廃油を有効に活用することができる。

なお、水供給装置１３から熱分解槽１４への水の供給は、制御装置２０の制御によって自動的に行う構成としたが、人手によって適宜行う構成にしてもよい。この場合も、爆発の危険性を回避することができる。

また、熱分解槽１４内を加圧し、加熱装置１５による加熱で１０００℃などさらに高温にまで温度上昇させる構成にしてもよい。この場合、例えば病院などの医療施設で発生した廃棄物を滅菌することができ、利便性が向上する。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の気体排出部は、実施形態の蒸気排出路１２に対応し、
以下同様に、
液体投入部は、水供給装置１３に対応し、
加熱手段は、加熱装置１５に対応し、
制御手段は、制御装置２０に対応し、
気体は、水蒸気ａおよび油成分ｂに対応し、
第１液体蒸発工程は、ステップＳ３に対応し、
油成分蒸発工程は、ステップＳ４に対応し、
第２液体蒸発工程は、ステップＳ６に対応し、
油化対象は、廃油や廃棄物に対応し、
引火防止液は、水に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

油化装置の構成図。 油化装置のブロック図。 油化装置の制御装置が実行する動作を示すフローチャート。 各工程での油化槽の様子を示す説明図。 各工程での油化槽の様子を示す説明図。

符号の説明

１…油化装置１０…油化槽、１１…油化対象投入部、１２…蒸気排出路、１３…水供給装置、１５…加熱装置、２０…制御装置、ａ…水蒸気、ｂ…油成分

Claims (4)

1. 油化対象の投入を許容する油化対象投入部および気体を排出する気体排出部を有して投入された油化対象を油化する油化槽と、
   該油化槽を加熱する加熱手段とを備え、
   前記油化槽に、前記油化対象の油成分より沸点が低く蒸発気体に引火性のない引火防止液を投入許容する液体投入部を設けた
   油化装置。
2. 前記油化槽内に油化対象と引火防止液が投入された状態で前記加熱手段により油化槽を加熱して前記引火防止液を先に蒸発させる第１液体蒸発工程と、
   前記油化槽内に前記引火防止液による蒸気が充満した後に前記油化対象の油成分を前記加熱手段の加熱により蒸発させる油成分蒸発工程と、
   油成分が十分蒸発した後に再度投入された引火防止液を蒸発させる第２液体蒸発工程とを実行する制御手段を備えた
   請求項１記載の油化装置。
3. 前記引火防止液は、水で構成した
   請求項１または２記載の油化装置。
4. 油化槽内に油化対象と引火防止液が投入された状態で加熱手段により油化槽を加熱して前記引火防止液を先に蒸発させる第１液体蒸発工程と、
   前記油化槽内に前記引火防止液による蒸気が充満した後に前記油化対象の油成分を前記加熱手段の加熱により蒸発させる油成分蒸発工程と、
   油成分が十分蒸発した後に再度投入された引火防止液を蒸発させる第２液体蒸発工程とを有する
   油化方法。

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