(57)【要約】含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させてから、該含有スラッジを圧搾し、油水と残渣物に分離することを特徴とする含油スラッジの減量化方法。  本発明によれば、１段の操作で、含油スラッジ中の油分及び有害物質の含有量を、埋立処分可能な量まで減少させることができる含油スラッジの減量化方法を提供することができる。
2009028518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させてから、該含有スラッジを圧搾し、油水と残渣物に分離することを特徴とする含油スラッジの減量化方法。
【請求項２】
前記含油スラッジの圧搾を、１時間以上かけて行うことを特徴とする請求項１記載の含油スラッジの減量化方法。
【請求項３】
圧搾中も含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載の含油スラッジの減量化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油スラッジ、原油掘削マッド等の含油スラッジから、油分及び有害物質を分離し、減量化するための含油スラッジの減量化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油をタンク中で貯蔵すると、原油中のワックス分やアルファルテン分が析出し、そして、これらと、原油中の水分、原油に混入した鉄さび、砂、泥等、微生物の分解により生成した分解物とが混ざり合ったものが汚泥となって沈降するので、原油タンクの底部には、油分を含有する汚泥が堆積する。このような汚泥は、一般に、原油スラッジと呼ばれている。また、原油を掘削した際にも、原油スラッジによく似た含油汚泥が生じる。このような汚泥は、一般に、掘削マッドと呼ばれている。また、該原油スラッジや該掘削マッドには、水溶性の水銀等の微量の有害物質が含まれている。
従来、このような含油スラッジの処分は、油分が多い原油スラッジの場合、原油スラッジを中間処理後遠心分離して、原油スラッジから概ねの油分を分離した後、油分量が減少した含油スラッジを焼却することにより、また、油分が少ない原油スラッジや掘削マッドの場合、原油スラッジ又は掘削マッドを遠心分離して、原油スラッジ又は掘削マッドから概ねの油分を分離した後、油分量が減少した含油スラッジを焼却することにより、油分を除去し、次いで、油分の含有量が減少した残渣物を、埋立処分することにより行われてきた。
環境への負荷という観点から、残渣物を埋立処分するためには、残渣物中の油分及び有害物質の含有量は、埋立処分に係る判定基準以下でなければならない。ところが、中間処理及び遠心分離だけでは、残渣物中の油分及び有害物質の含有量を、埋立処分に係る判定基準以下にすることはできないため、従来の含油スラッジの処分方法では、遠心分離の後に、含油スラッジの焼却操作が必須であった。
そのため、従来の含油スラッジの処分方法では、遠心分離及び焼却、又は中間処理、遠心分離及び焼却という２〜３段の操作を行うため、処理コストが高くなるという問題及び装置スペースが広くなってしまうという問題があった。よって、１段の操作で、含油スラッジ中の油分量を、埋立処分可能な量まで減少させることができる方法の開発が望まれている。
従って、本発明の課題は、１段の操作で、含油スラッジ中の油分及び有害物質の含有量を、埋立処分可能な量まで減少させることができる含油スラッジの減量化方法を提供することにある。
【発明の開示】
【０００３】
本発明者は、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）含油スラッジを１００〜２００℃の水蒸気に接触させてから、該含油スラッジを圧搾し、油水と残渣を分離することにより、１段の操作で、含油スラッジ中の油分及び有害物質の含有量を良好に減量化できること、（２）その際、１時間以上かけて、ゆっくりと圧搾を行うことにより、含油スラッジ中の油分及び有害物質の減量化効果が高まること、（３）更に、圧搾中も含油スラッジに水蒸気を接触させることにより、含油スラッジ中の油分及び有害物質の減量化効果が更に高まること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明（１）は、含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させてから、該含有スラッジを圧搾し、油水と残渣物に分離することを特徴とする含油スラッジの減量化方法を提供するものである。
また、本発明（２）は、前記含油スラッジの圧搾を、１時間以上かけて行うことを特徴とする前記本発明（１）の含油スラッジの減量化方法を提供するものである。
また、本発明（３）は、圧搾中も含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させることを特徴とする前記本発明（１）又は（２）いずれかの含油スラッジの減量化方法を提供するものである。
本発明によれば、１段の操作で、含油スラッジ中の油分及び有害物質の含有量を、埋立処分可能な量まで減少させることができる含油スラッジの減量化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図は、圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置の模式的な断面図であり、圧搾ピストンの押し込み方向に対して平行な面で切ったときの断面図であり、第２図は、圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置の模式的な断面図であり、圧搾ピストンの押し込み方向に対して垂直な面で切ったときの断面図であり、第３図は、第１図中の圧搾ピストンの圧搾前後の位置を示す図であり、第４図は、スクリュー型の含油スラッジの減量化装置の模式的な断面図であり、含油スラッジの移動方向に対して平行な面で切ったときの断面図であり、第５図は、スクリュー型の含油スラッジの減量化装置の模式的な断面図であり、含油スラッジの移動方向に対して垂直な面で切ったときの断面図であり、第６図は、第４図及び第５図中のスクリューの側面図であり、第７図は、第４図の内筒及び外筒を記載した断面図であり、第８図は、スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１を用いて含油スラッジを処理している様子を示す、スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１の模式的な断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の含油スラッジの減量化方法は、含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させてから、該含有スラッジを圧搾し、油水と残渣物に分離する含油スラッジの減量化方法である。なお、本発明では、該含油スラッジ中の油分、有害物質及び水分、並びに供給した水蒸気が凝縮した水分と、該残渣物とに分離されるが、該含油スラッジ中の油分、有害物質及び水分、並びに供給した水蒸気が凝縮した水分を全て含めて、「油水」とも記載する。
本発明の含油スラッジの減量化方法としては、バッチ式の含油スラッジの減量化方法（以下、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａとも記載する。）と、連続式の含油スラッジの減量化方法（以下、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂとも記載する。）とが挙げられる。
先ず、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａについて説明する。本発明の含油スラッジの減量化方法Ａは、例えば、第１図〜第３図に示す圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置により行われる。第１図及び第２図は、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置の模式的な断面図であり、第１図は、圧搾ピストンの押し込み方向に対して平行な面で切ったときの断面図であり、また、第２図は、圧搾ピストンの押し込み方向に対して垂直な面で切ったときの断面図である。また、第３図は、第１図中の圧搾ピストンの圧搾前後の位置を示す図である。第１図中、圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０は、内筒１１内を上下に移動可能に設置され、該内筒１１内の含油スラッジを圧搾するための圧搾ピストン１８と、円筒形状の該内筒１１と、該内筒１１の外側に、該内筒１１との間に油水の排出隙間１３ａが形成されるようにして設置される外筒１２と、該内筒１１及び該外筒１２が固定される台座１７と、該内筒１１及び該外筒１２の上側を塞ぐための上部フランジ１９と、該台座１７のとの間に油水の排出隙間１３ｂが形成されるようにして、該内筒１１内の下方に設置される底壁１１１と、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０内に水蒸気を供給するための水蒸気供給口１４と、該油水の排出隙間１３ａ、１３ｂに排出された油水を、装置外へ排出するための油水排出口１５と、該外筒１２内のガスを、装置外へ排出するための排気口１６と、を有する。
該圧搾ピストン１８は、該内筒１１内を押し込むことにより、該内筒１１内の該含油スラッジを圧搾するための部材である。該圧搾ピストン１８の外径は、該内筒１１の内径と同じ長さであってもよく、あるいは、該内筒１１の内径より若干小さくてもよい。該圧搾ピストン１８の外径が、該内筒１１の内径より小さい場合、該圧搾ピストン１８と該内筒１１との隙間は、通常、３ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以下である。
該内筒１１は、縦置きの円筒形状である。該内筒１１の下側の筒端は、該台座１７に固定されており、該内筒１１の上側の筒端は、該上部フランジ１９により塞がれている。そして、該内筒１１内の下方には、該台座１７のとの間に油水の排出隙間１３ｂが形成されるように、該内筒１１の内壁に接するように該底壁１１１が設置されている。
該内筒１１の筒壁及び該底壁１１１には、含油スラッジを圧搾することにより、該含油スラッジから分離する油水が、該内筒１１及び該底壁１１１から該油水排出隙間１３ａ、１３ｂに排出されるように、油水の通過孔（図示しない。）が形成されている。
該内筒１１の筒壁及び該底壁１１１は、該油水の通過孔が形成されているものであれば、特に制限されず、該内筒１１の筒壁及び該底壁１１１としては、例えば、金網、パンチングメタルのような孔が打ち抜かれた板材、スクリーン用金網等が挙げられる。
該内筒１１の筒壁及び該底壁１１１に形成される該油水の通過孔の径は、処理される含油スラッジ中の残渣物の大きさにより、適宜選択されるが、通常、０．７６〜１．９６ｍｍ、好ましくは１．４０〜１．７４ｍｍ、特に好ましくは１．５３〜１．６３ｍｍである。なお、該内筒１１の筒壁及び該底壁１１１が金網の場合、該油水の通過孔の径は、該金網の目開きの長さを指し、また、該内筒１１の筒壁がパンチングメタルの場合、該油水の通過孔の径は、打ち抜かれた孔の径を指す。
該外筒１２は、縦置きの円筒形状である。該外筒１２の下側の筒端は、該台座１７に固定されており、該外筒１２の上側の筒端は該上部フランジ１９により塞がれている。
該内筒１１と該外筒１２とにより形成される該油水の排出隙間１３ａの幅、言い換えると、該内筒１１の外側と該外筒１２の内側との距離は、含油スラッジを圧搾することにより、該含油スラッジから分離する油分、有害物質及び水分並びに供給した水蒸気が凝縮した水分、すなわち、該油水が排出されて、該油水排出口１５へ流動できる程度であれば、特に制限されない。また、該底壁１１１と該台座１７により形成される該油水の排出隙間１３ｂの幅、言い換えると、該底壁１１１の下側と該台座１７の上側との距離は、含油スラッジを圧搾することにより、該含油スラッジから分離する油分、有害物質及び水分並びに供給した水蒸気が凝縮した水分、すなわち、該油水が排出されて、該油水排出口１５へ流動できる程度であれば、特に制限されない。
なお、第１図及び第２図に示す該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０では、該内筒１１及び該外筒１２の形状が、含油スラッジの移動方向に対して垂直な面で切ったときの断面形状が円形であり、該圧搾ピストン１８の圧搾面の形状が円形であるものを示しているが、該内筒１１及び該外筒１２の形状並びに該圧搾ピストンの圧搾面の形状は、これに限定されるものではなく、該内筒１１及び該圧搾ピストン１８の形状は、該内筒１１内で該圧搾ピストン１８が下方に押し込まれることにより、該含油スラッジを圧搾できるものであれば、特に制限されず、また、該外筒１２の形状は、内側に該内筒１１を設置でき且つ油水が排出されて、該油水排出口１５へ流動するための油水の排出隙間を形成できるものであればよい。
該水蒸気供給口１４は、該内筒１１内の含油スラッジに対して水蒸気を供給するための水蒸気の供給口である。該水蒸気供給口１４の設置位置は、第１図では、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の底部であるが、これに制限されず、例えば、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の側面、すなわち、該外筒１２に設置することもできる。該水蒸気供給口１４を、該外筒１２に設置する場合、該圧搾ピストン１８の押し込み方向における、該水蒸気供給口１４の設置位置は、特に制限されず、該外筒１２の最下方に設置することや、該圧搾ピストン１８の移動範囲を考慮して、例えば、該圧搾ピストン１８の圧搾後の位置２２（第３図）よりも下方に設置することや、該排気口１６の設置位置を考慮して、該圧搾ピストン１８の押し込み方向に対して平行な面で切った外筒の断面図において、該排気口１６を上方に該水蒸気供給口１４を下方に設置すること等、適宜選択される。また、該水蒸気供給口１４の数は、特に制限されず、１であっても、２以上であってもよい。そして、該水蒸気供給口１４の設置位置が、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の底部であることが、含油スラッジと水蒸気の接触効率が高くなる点で好ましい。
該油水排出口１５は、該油水の排出隙間１３に排出される油水を、装置外へ排出するための排出口である。該油水排出口１５の設置位置は、第１図では、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の底部であるが、これに制限されず、例えば、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の側面の下方、すなわち、該外筒１２の下方に設置することもできる。そして、該油水排出口１５の設置位置が、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の底部であることが、該油水を排出し易くなる点で好ましい。また、該油水排出口１５の設置数は、特に制限されず、適宜選択される。
該排気口１６は、装置内の水蒸気等のガスを装置外に排出するためのガスの排出口である。該圧搾ピストンの押し込み方向における、該排気口１６の設置位置及び該排気口１６の設置数は、特に制限されず、適宜選択される。
該油水排出口１５及び該排気口１６は、通常、開放状態である。また、該油水排出口１５には、該油水に混入した細かい残渣物を分離するためのストレーナーが設置されていてもよい。
該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０には、該圧搾ピストン１８を下方に押し込むための荷重負荷手段（図示しない。）が設置されている。
なお、第１図〜第３図では、縦置きの該含油スラッジの減量化装置１０を示しているが、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａを行うための該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置は、横置きの装置であってもよい。
該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０を用いて、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａを行うためには、先ず、該圧搾ピストン１８及び該上部フランジ１９を外して、該内筒１１内に該含油スラッジを投入した後、該圧搾ピストン１８及び該上部フランジ１９を取り付ける。次いで、該水蒸気供給口１４から、１００〜２００℃の水蒸気を供給し、該含油スラッジに水蒸気を接触させる。次いで、第３図に示すように、該圧搾ピストン１８を、圧搾前の位置２１から圧搾後の位置２２まで押し込むことにより、該含油スラッジの圧搾を行う。この圧搾により、該内筒１１内の被圧搾物は、該油水と該残渣物とに分離され、該油水が該油水の排出隙間１３ａ、１３ｂへと排出される。該圧搾ピストン１８を該圧搾後の位置２２まで押し込んだ後は、圧搾を止め、該圧搾ピストン１８及び該上部フランジ１９を外し、該内筒１１内から、該残渣物を取り出す。
このように、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａは、該含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させてから、該含油スラッジを圧搾し、該油水と該残渣物に分離する含油スラッジの減量化方法である。
本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、該含油スラッジは、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０内に供給する水蒸気により加熱される。供給する該水蒸気の温度は、１００〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃、特に好ましくは１１０〜１５０℃、更に好ましくは１１０〜１２０℃である。供給する該水蒸気の温度が上記範囲内にあることにより、該含油スラッジ中の油分及び有害物質を、良好に減量化することができる。また、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０内の温度は、定常状態の温度で、１００〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃、特に好ましくは１１０〜１５０℃、更に好ましくは１１０〜１２０℃ある。該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０内の温度が上記範囲内にあることにより、該含油スラッジ中の油分及び有害物質を、良好に減量化することができる。なお、該圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０内の温度は、該油水の排出隙間１３ａのうち、供給される水蒸気に直接接触しない位置に熱電対等を設置して、該油水の排出隙間１３ａの温度を測定して得られる。
該圧搾の際、該含油スラッジを圧搾する圧搾圧力は、含油スラッジの種類により適宜選択される。
該圧搾の際の該含油スラッジの圧搾時間、すなわち、該圧搾ピストン１８を、該圧搾前の位置２１から該圧搾後の位置２２まで押し込む時間は、好ましくは１時間以上、特に好ましくは１〜３時間、更に好ましくは２〜３時間である。該圧搾の際の該含油スラッジの圧搾時間が上記範囲内にあることにより、該含油スラッジ中の油分及び有害物質を減量化する効果が高くなる。つまり、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、該含油スラッジの圧搾時間を上記範囲内にして、ゆっくりと時間をかけて該含油スラッジを圧搾することにより、該含油スラッジ中の油分及び有害物質を減量化する効果を高くすることができる。なお、該圧搾時間は長過ぎても、本発明の効果は得られるものの、本発明の効果の向上が頭打ちになり、処理効率が悪くなる。
本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、圧搾の際に、該内筒１１内に、１又は２以上の仕切り板を設置することができる。つまり、該仕切り板により、含油スラッジが、該内筒１１内で２又は３以上に区画される。そして、該仕切り板を設置することにより、圧搾の際に、含油スラッジに対し、均一に圧力をかけることができるので、圧搾効率が高まる。なお、該仕切り板には、水蒸気が通過するための通気孔を設けることが好ましい。
本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、圧搾前に該含油スラッジに水蒸気を接触させてから、該含油スラッジの圧搾を行うが、該含油スラッジの圧搾中も該水蒸気供給口１４から水蒸気を供給することにより、該含油スラッジに水蒸気を接触させながら、圧搾を行なうこともできる。そして、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、該含油スラッジの圧搾中も該含油スラッジに該水蒸気を接触させることにより、該含油スラッジ中の油分及び有害物質を減量化する効果を高くすることができる。
本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、圧搾前に該含油スラッジが１００〜２００℃の水蒸気と接触することより、該含油スラッジが高温となり且つ該含油スラッジ中の水分量が増えるので、加温効果により、該含油スラッジ中の固形分と液体分とが分離し易くなる。そのため、本発明の含油スラッジの減量化方法Ａでは、該含油スラッジの油分及び有害物質を効果的に減量化することができる。
次に、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂについて説明する。本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂは、例えば、以下のスクリュー型の含油スラッジの減量化装置、すなわち、
水蒸気の供給孔を有するスクリュー軸、及び該スクリュー軸の少なくとも一部の外周に螺旋状に設けられるスクリュー羽根からなるスクリューと、
油水の通過孔を有し、該スクリューを囲む内筒と、
該内筒の外側に設置され、該内筒との間に油水の排出隙間を形成する外筒と、
該内筒内に、含油スラッジを供給するための含油スラッジ供給口と、
該外筒内に水蒸気を供給するための外筒側水蒸気供給口と、
該内筒の残渣物排出側の筒端近傍に設置され、該内筒の残渣物排出側の筒端との間に残渣物の排出隙間を形成するストッパーと、
該油水の排出隙間に排出された油水を、装置外に排出するための油水排出口と、
該油水排出口に付設されるストレーナーと、
該スクリューを回転駆動させる駆動手段と、
を有し、
該内筒の長さに対する該内筒の含油スラッジ供給側の筒端から該外筒側水蒸気供給口までの長さの比が、０．５以下である含油スラッジの減量化装置、
を用いて行うことができる。
該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置について、第４図〜第７図を参照して説明する。第４図及び第５図は、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置の模式的な断面図であり、第４図は、含油スラッジの移動方向に対して平行な面で切ったときの断面図であり、第５図は、含油スラッジの移動方向に対して垂直な面で切ったときの断面図である。また、第６図は、第４図及び第５図中のスクリューの側面図である。また、第７図は、第４図の内筒及び外筒を記載した断面図である。第４図及び第５図中、スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１は、スクリュー３４と、該スクリュー３４を囲む内筒３５と、該内筒３５の外側に、該内筒３５との間に油水の排出隙間５２が形成されるようにして設置される外筒３６と、該内筒３５の残渣物排出側の筒端４８の近傍に設置されるストッパー３７と、該内筒３５及び該外筒３６の含油スラッジ供給側に設置される含油スラッジ供給側フランジ３８と、該内筒３５及び該外筒３６の残渣物排出側に残渣物排出室４４を形成するようにして設置される残渣物排出側フランジ３９と、該内筒３５内に含油スラッジを供給するための含油スラッジ供給口４０と、該外筒３６内に水蒸気を供給するための外筒側水蒸気供給口４１と、該残渣物排出室４４から残渣物を装置外へ排出するための残渣物排出口４２と、該油水の排出隙間５２に排出された油水を、装置外へ排出するための油水排出口４３と、該油水排出口４３に付設されるストレーナー４３１と、該外筒３６内のガスを、装置外へ排出するための排気口４６と、を有する。
第６図に示すように、該スクリュー３４は、スクリュー軸３２と、スクリュー羽根３３と、からなる。そして、該スクリュー羽根３３は、該スクリュー軸３２の少なくとも一部の外周に螺旋状に設けられている。該スクリュー軸３２は、該含油スラッジ供給側フランジ３８と該残渣物排出側フランジ３９に、回転可能に固定される。
該スクリュー軸３２は、中空の管であり、該スクリュー軸３２の一端５８は、該スクリュー軸３２の管内に水蒸気を供給するために開口になっており、一方、該スクリュー軸３２の他端５９は、封止されている。そして、該スクリュー軸３２の軸壁には、軸内の空間から軸外へ水蒸気を放出するための、水蒸気供給孔５７が形成されている。該水蒸気供給孔５７は、該内筒３５内の含油スラッジに対しスクリュー軸３２側から、すなわち、該内筒３５の中心から外に向けて水蒸気を供給するための水蒸気の供給孔である。
該水蒸気供給孔５７の孔径は、処理される含油スラッジ中の残渣物の大きさにより、適宜選択されるが、通常、５〜１２ｍｍ、好ましくは８〜１２ｍｍ、特に好ましくは８〜１０ｍｍである。第６図中、該水蒸気供給孔５７が形成される範囲５４は、適宜選択されるが、通常、含油スラッジ供給側は、該含油スラッジ供給側フランジ３８の近傍まであり、また、通常、残渣物排出側は、該内筒３５により囲まれている部分５３の長さに対する該水蒸気供給孔５７が形成される範囲５４の長さの比（符号５４／符号５３）が、０．５〜０．８６６、好ましくは０．６６〜０．８６６、特に好ましくは０．７６〜０．８６６となる位置までである。該内筒３５により囲まれている部分５３の長さに対する該水蒸気供給孔５７が形成される範囲５４の長さの比（符号５４／符号５３）が、上記範囲を超えると、残渣物中の水分量が多くなり易い。該水蒸気供給孔５７の数は、含油スラッジの種類、装置のスケール等により、適宜選択される。
該スクリュー羽根３３は、該スクリュー軸３２の外周に螺旋状に形成されており、該スクリュー３４が回転することにより、該内筒３５内の含油スラッジを、含油スラッジ供給側から残渣物排出側へと移動させることができる形状であれば、特に制限されない。
該スクリュー羽根３３の径５５は、該内筒３５の内径と同じ長さであってもよく、あるいは、該内筒３５の内径より若干小さくてもよい。該スクリュー羽根３３の径５５が、該内筒３５の内径より小さい場合、該スクリュー羽根３３と該内筒３５との隙間は、通常、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下である。
該スクリュー羽根３３の径５５に対する該スクリュー羽根３３のピッチ５６の比（符号５６／符号５５）は、０．２５〜１．２５である。そして、含油スラッジの移動速度を遅くし易くなるので、言い換えると、該含油スラッジの圧搾時間を長くし易くなるので、含油スラッジ中の油分を減量化する効果が高くなる点で、該スクリュー羽根３３の径５５に対する該スクリュー羽根３３のピッチ５６の比（符号５６／符号５５）は、好ましくは０．５〜１．２５、特に好ましくは０．７５〜１、更に好ましくは０．９〜１である。なお、本発明において、該スクリュー羽根３３のピッチ５６とは、第６図中のスクリュー羽根の頂点５６１ａと５６１ｂ間の距離、すなわち、該スクリュー羽根３３を側面視したときの、隣り合う羽根の頂点間の距離を指す。
該スクリュー羽根３３のピッチ５６は、該スクリュー羽根３３の全範囲に亘って同じであっても、異なっていてもよい。
なお、本発明において、該スクリュー３４の形状は、第４図及び第６図に示す形状に限定されるものではなく、他に例えば、残渣物排出側に向かってスクリュー軸の径が大きくなっているものや、残渣物排出側に向かってピッチが小さくなっているもの等が挙げられる。
該内筒３５は、円筒形状である。該内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９は、該含油スラッジ供給側フランジ３８に固定されており、該筒端４９は該含油スラッジ供給側フランジ３８により塞がれている。一方、該内筒３５の残渣物排出側の筒端４８は、該残渣物排出側フランジ３９に固定されており、該筒端４８の開口は、該残渣物排出室４４に繋がっている。つまり、該筒端４８は、残渣物が該内筒の外へ排出されるように、開放されている。
該内筒３５の筒壁には、含油スラッジを圧搾することにより、該内筒３５内の被圧搾物から分離する油水が、該内筒３５から該油水排出隙間５２に排出されるように、油水の通過孔（図示しない。）が形成されている。
該内筒３５の筒壁は、該油水の通過孔が形成されているものであれば、特に制限されず、該内筒３５の筒壁としては、例えば、金網、パンチングメタルのような孔が打ち抜かれた板材、スクリーン用金網等が挙げられる。
該内筒３５の筒壁に形成される該油水の通過孔の径は、処理される含油スラッジ中の残渣物の大きさにより、適宜選択されるが、通常、０．７６〜１．９６ｍｍ、好ましくは１．４０〜１．７４ｍｍ、特に好ましくは１．５３〜１．６３ｍｍである。なお、該内筒３５の筒壁が金網の場合、該油水の通過孔の径は、該金網の目開きの長さを指し、また、該内筒３５の筒壁がパンチングメタルの場合、該油水の通過孔の径は、打ち抜かれた孔の径を指す。
該内筒３５が、該スクリュー３４を囲むようにして設置されることにより、該内筒３５の内壁及び該スクリュー羽根３４との間に、含油スラッジを圧搾するための圧搾空間４７が形成される。
該外筒３６は、円筒形状である。該外筒３６の含油スラッジ供給側の筒端５０は、該含油スラッジ供給側フランジ３８に固定されており、該筒端５０は該含油スラッジ供給側フランジ３８により塞がれている。一方、該外筒３６の残渣物排出側の筒端５１は、該残渣物排出側フランジ３９に固定されており、該油水の排出隙間５２と該残渣物排出室４４とは、該残渣物排出側フランジ３９により隔離されている。つまり、該油水の排出隙間５２に排出された油水が、該残渣物排出室４４に流れ込まないように、該油水の排出隙間５２は、該残渣物排出側フランジ３９により塞がれている。
該内筒３５と該外筒３６とにより形成される該油水の排出隙間５２の幅、言い換えると、該内筒３５の外側と該外筒３６の内側との距離は、含油スラッジを圧搾することにより、該内筒３５内の被圧搾物から分離する油分、有害物質及び水分並びに供給した水蒸気が凝縮した水分、すなわち、該油水が排出されて、該油水排出口４３へ流動できる程度であれば、特に制限されない。
なお、第４図及び第５図では、該外筒３６の形状が、含油スラッジの移動方向に対して垂直な面で切ったときの断面形状が円形であるものを示しているが、該外筒３６の形状は、これに限定されるものではなく、内側に該内筒３５を設置でき且つ油水が排出されて、該油水排出口４３へ流動するための油水の排出隙間を形成できるものであればよい。他に、該外筒の形状としては、例えば、上側が平坦で下側に丸み帯びたカマボコ状のものが挙げられる。また、該外筒３６の底部の筒壁は、該油水排出口４３に向かって傾斜していてもよい。
該ストッパー３７は、該スクリュー軸３２に固定されており、該内筒３５の残渣物排出側の筒端４８の近傍に設置されている。該ストッパー３７は、残渣物が、該筒端４８から該残渣物排出室４４へ排出される際に、該残渣物の排出量を調節することにより、含油スラッジの圧縮率を調節する機能を果たす。具体的には、該ストッパー３７の設置位置を調節することにより、該ストッパー３７と該筒端４８との間に形成される残渣物の排出隙間４５の大きさを調節して、該残渣物の排出量を調節することができる。そして、該含油スラッジの供給量に対する該残渣物の排出量の比を調節することにより、該含油スラッジの圧縮率を調節することができる。なお、該ストッパー３７の設置位置、あるいは、該ストッパー３７と該筒端４８により形成される該残渣物の排出隙間４５は、含油スラッジの種類、含油スラッジの含油量、処理条件等により適宜選択される。
また、該ストッパーとしては、第４図に示すもの以外に、例えば、該スクリュー軸が挿通され、ベアリング等を介して該スクリュー軸に摺動可能に取り付けられ、且つ、背面に弾性体、油圧、空気圧等により圧力をかける調圧部材が取り付けられているストッパーが挙げられる。なお、該ストッパーの背面とは、該内筒との間で該排出隙間を形成する側とは反対側のことである。この調圧部材が取り付けられているストッパーを有する形態例では、該調圧部材で圧力調節することにより、排出隙間の大きさや圧搾の圧力の調節をして、残渣物の排出量、圧縮率等の処理条件を選択することができる。また、被処理物の種類や物性等により、処理条件を選択することもできる。
該含油スラッジ供給口４０は、該内筒３５内へ含油スラッジを供給するための供給口である。含油スラッジの移動方向６４における、該含油スラッジ供給口４０の設置位置は、第７図に示すように、該内筒３５の長さ６１に対する該内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９から該含油スラッジ供給口４０までの長さ６３の比（符号６３／符号６１）が、０．１５以下、好ましくは０．１２５以下、特に好ましくは０．０９３〜０．１２５となる位置である。該内筒３５の長さ６１に対する該内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９から該含油スラッジ供給口４０までの長さ６３の比が上記範囲内にあることにより、含油スラッジの油分の減量化効果が高くなる。なお、本発明において、該内筒３５の長さ６１とは、該内筒の含油スラッジ供給側の筒端４９から該内筒の残渣物排出側の筒端４８までの距離を指し、また、該含油スラッジ供給口４０の位置とは、該含油スラッジ供給口４０の中央の位置を指す。また、該内筒３５及び該外筒３６の周方向における、該含油スラッジ供給口４０の設置位置は、通常、第４図及び第７図に示すように、最上方であるが、これに制限されるものではなく、図示しない含油スラッジ供給管の位置等により適宜選択される。
該外筒側水蒸気供給口４１は、該内筒３５内の含油スラッジに対して該内筒３５側から、すなわち、該内筒３５の外から中心に向けて水蒸気を供給するための水蒸気の供給口である。該含油スラッジの移動方向における、該外筒側水蒸気供給口４１の設置位置は、第７図に示すように、該内筒３５の長さ６１に対する該内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９から該外筒側水蒸気供給口４１までの長さ６２の比（符号６２／符号６１）が、０．５以下、好ましくは０．０３〜０．５、特に好ましくは０．１４〜０．３、更に好ましくは０．１８〜０．２５となる位置である。該内筒３５の長さ６１に対する該内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９から該外筒側水蒸気供給口４１までの長さ６２の比が、上記範囲内にあることにより、該内筒３５内で該含油スラッジが圧搾される際の初期の段階で、多くの水蒸気を該含油スラッジに接触させることができるので、含油スラッジの油分の減量化効果が高くなる。なお、本発明において、該外筒側水蒸気供給口４１の位置とは、該外筒側水蒸気供給口４１の中央の位置を指す。
また、該外筒３６の周方向における、該外筒側水蒸気供給口４１の設置位置は、第４図及び第７図では、最下方であるが、これに制限されるものではなく、図示しない水蒸気供給管の位置等により適宜選択される。また、該外筒側水蒸気供給口４１の数は、特に制限されず、１であっても、２以上であってもよい。
該油水排出口４３は、該油水の排出隙間５２に排出される油水を、装置外へ排出するための排出口である。含油スラッジの移動方向における、該油水排出口４３の設置位置及び該油水排出口４３の設置数は、特に制限されず、適宜選択される。また、該外筒３６の周方向における、該油水排出口４３の設置位置は、通常、最下方である。また、該油水排出口４３には、該油水に混入した細かい残渣物を分離するための該ストレーナー４３１が付設されている。
該排気口４６は、装置内の水蒸気等のガスを装置外に排出するためのガスの排出口である。含油スラッジの移動方向における、該排気口４６の設置位置及び該排気口４６の設置数は、特に制限されず、適宜選択される。
該含油スラッジ供給口４０、該残渣物排出口４２、該油水排出口４３及び該排気口４６は、通常、開放状態である。
該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１には、該スクリュー３４を回転駆動させるための駆動手段（図示しない。）が設置されている。
該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１においては、該スクリュー軸３２及び該内筒３５は水平であってもよく、含油スラッジの供給側に傾斜していてもよく、残渣物の排出側に傾斜していてもよく、あるいは、垂直であってもよい。
該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１を用いて、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂを行う操作手順について、第８図を参照して説明する。第８図は、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１を用いて、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂを行っている様子を示す、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１の模式的な断面図である。
該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１に、該含油スラッジ供給口４０から、含油スラッジ７１を供給して、該スクリュー３４を回転させることにより、該含油スラッジ７１を、該含油スラッジ供給口４０から、該内筒の残渣物排出側の筒端４８に向かって、該スクリュー軸３２の周りに螺旋状に形成される該圧搾空間４７を移動させて、該含油スラッジ７１を押し込むことにより、該含油スラッジ７１に高圧を与えて、該含油スラッジ７１を圧搾する。そして、該含油スラッジを供給しつつ、該スクリュー軸３２の一端５８から１００〜２００℃の水蒸気７０ａを、該外筒側水蒸気供給口４１から１００〜２００℃の水蒸気７０ｂを供給することにより、該含油スラッジ７１に対し水蒸気を、該内筒３５の中心から及び外側からの両方向から接触させる。
そのため、該含油スラッジ供給口４０から供給された該含油スラッジは、該内筒３５への供給後直に、該スクリュー軸３２の該水蒸気供給孔５７からの水蒸気７０ａ及び該外筒側水蒸気供給口４１からの水蒸気７０ｂに接触する。次いで、該含油スラッジ７１は、該スクリュー３４が回転することによって、圧搾されながら圧搾物排出側へ移動するが、その間も該水蒸気供給口５７からの水蒸気７０ａ及び該外筒側水蒸気供給口４１からの水蒸気７０ｂに接触している。つまり、圧搾中も該含油スラッジ４１に該水蒸気を接触させている。
そして、該スクリュー３４を回転させながら、該水蒸気７０ａ及び７０ｂを供給しながら、該含油スラッジ７１を連続的に供給しつつ、且つ該残渣物７３を排出させることにより、連続的に、該含油スラッジ７１の油分及び有害物質の減量化を行うことができる。その際、適宜、油水７２を該油水排出口４３から排出し、排気ガス７５を該排気口４６から排出する。
このように、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂは、該含油スラッジに１００〜２００℃の水蒸気を接触させてから、該含油スラッジを圧搾し、該油水と該残渣物に分離する含油スラッジの減量化方法である。そして、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂは、連続的に、該含油スラッジの処理を行う方法である。
該圧搾の際、該含油スラッジ７１は、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１内に供給する水蒸気により加熱されるが、供給する該水蒸気の温度は、１００〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃、特に好ましくは１１０〜１５０℃、更に好ましくは１１０〜１２０℃である。供給する該水蒸気の温度が上記範囲内にあることにより、該含油スラッジ７１中の油分を、良好に減量化することができる。また、該圧搾の際の該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１内の温度は、定常状態の温度で、１００〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃、特に好ましくは１１０〜１５０℃、更に好ましくは１１０〜１２０℃である。該圧搾の際の該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１内の温度が上記範囲内にあることにより、該含油スラッジ７１中の油分を、良好に減量化することができる。なお、該圧搾の際の該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１内の温度は、該油水の排出隙間５２のうち、供給する水蒸気に直接接触しない位置に熱電対等を設置して、該油水の排出隙間５２の温度を測定して得られる。
該圧搾の際、該含油スラッジを圧搾する圧搾圧力は、含油スラッジの種類により適宜選択される。
該圧搾の際の該含油スラッジ７１の圧搾時間、すなわち、該含油スラッジ７１が該含油スラッジ供給口４０から供給されて、該残渣物の排出隙間４５から該残渣物７３として排出されるまでの時間は、好ましくは１時間以上、特に好ましくは１〜３時間、更に好ましくは１．５〜３時間、より好ましくは２〜２．５時間である。該圧搾の際の該含油スラッジ７１の圧搾時間が上記範囲内にあることにより、該含油スラッジ７１中の油分及び有害物質を減量化する効果が高くなる。つまり、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂでは、該含油スラッジの圧搾時間を上記範囲内にして、ゆっくりと時間をかけて該含油スラッジを圧搾することにより、該含油スラッジ中の油分及び有害物質を減量化する効果を高くすることができる。一方、該圧搾時間は長過ぎても、本発明の効果は得られるものの、本発明の効果の向上が頭打ちになり、処理効率が悪くなる。なお、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１では、該スクリュー３４の回転速度、該含油スラッジ供給口４０からの該含油スラッジ７１の供給量、及び該残渣物の排出隙間４５からの該残渣物７３の排出量を、適宜選択することにより、該圧搾の際の該含油スラッジ７１の圧搾時間を調節することができる。
本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂでは、含油スラッジの供給直後及び圧搾中に該含油スラッジ７１を水蒸気７０と接触させることより、該含油スラッジは高温となり且つ含油スラッジの水分量が増えるので、加温効果により、該含油スラッジ７１中の固形分と液体分とが分離し易くなる。そのため、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂは、該含油スラッジ７１中の油分及び有害物質を、良好に減量化することができる。
また、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１では、該スクリュー軸３２に該水蒸気供給孔５７が形成されており、且つ該内筒の長さに対する該内筒の含油スラッジ供給側の筒端から該外筒側水蒸気供給口までの長さの比が、０．５以下であるので、該含油スラッジを該内筒３５内に投入すると直に、該含油スラッジに水蒸気を接触させることができるので、該スクリュー型の含油スラッジの減量化装置３１は、本発明の含油スラッジの減量化方法Ｂに好適に用いられる。
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【０００６】
（実施例１）
第１図に示す圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の該内筒１１（内径６００ｍｍ）に、含油スラッジＡ１（温水洗浄後の原油スラッジ、油分含有量６ｍｇ／Ｌ）を２４．２５ｋｇ投入し、該圧搾ピストン１８及び該上部フランジ１９を取り付けた。次いで、該油水排気出口１５及び該排気口１６を開放した状態で、０．０９８１ＭＰａの水蒸気（１００℃）を供給し、１時間、水蒸気との接触を行った。１時間接触後の該油水の排出隙間の温度は１００℃であった。
次いで、２．９４ＭＰａの圧力で、該圧搾ピストン１８を押し込み、３時間かけて、該含油スラッジＡ１を圧搾した。
圧搾後の残渣物Ｂ１の質量は４．７ｋｇであり、油分含有量は１ｍｇ／Ｌであった。このときの含油スラッジの減量化率（％）（｛含油スラッジの質量−残渣物の質量｝×１００／含油スラッジの質量）は、８０％であった。
（実施例２）
第１図に示す圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置１０の該内筒１１（内径６００ｍｍ）に、含油スラッジＡ２（遠心分離後の原油掘削マッド、油分含有量１１ｍｇ／Ｌ、水銀含有量０．３９ｍｇ／ｋｇ）を３２．３５ｋｇ投入し、該圧搾ピストン１８及び該上部フランジ１９を取り付けた。次いで、該油水排気出口１５及び該排気口１６を開放した状態で、０．０９８１ＭＰａの水蒸気（１００℃）を供給し、１時間、水蒸気との接触を行った。１時間接触後の該油水の排出隙間の温度は１００℃であった。
次いで、２．９４ＭＰａの圧力で、該圧搾ピストン１８を押し込み、１時間かけて、該含油スラッジＡ２を圧搾した。
圧搾後の残渣物Ｂ２の質量は２５．５ｋｇであり、油分含有量は４ｍｇ／Ｌ、水銀含有量０．２８ｍｇ／ｋｇであった。このときの含油スラッジの減量化率（％）は、２２％であった。
【符号の説明】
【０００７】
１０            圧搾ピストン型の含油スラッジの減量化装置
１１、３５      内筒
１２、３６      外筒
１３ａ、１３ｂ、５２  油水の排出隙間
１４            水蒸気供給口
１５、４３      油水排出口
１６、４６      排気口
１７            台座
１８            圧搾ピストン
１９            上部フランジ
２１            圧搾前の位置
２２            圧搾後の位置
３１            スクリュー型の含油スラッジの減量化装置
３２            スクリュー軸
３３            スクリュー羽根
３４            スクリュー
３７            ストッパー
３８            含油スラッジ供給側フランジ
３９            残渣物排出側フランジ
４０            含油スラッジ供給口
４１            外筒側水蒸気供給口
４２            残渣物排出口
４４            残渣物排出室
４５            残渣物の排出隙間
４７            圧搾空間
４８            内筒の残渣物排出側の筒端
４９            内筒の含油スラッジ供給側の筒端
５０            外筒の含油スラッジ供給側の筒端
５１            外筒の残渣物排出側の筒端
５３            内筒３５により囲まれている部分
５４            水蒸気供給孔５７が形成される範囲
５５            スクリュー羽根３３の径
５６            スクリュー羽根３３のピッチ
５７            水蒸気供給孔
５８            スクリュー軸３２の一端
５９            スクリュー軸３２の他端
６１            内筒３５の長さ
６２            内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９から外筒側水蒸気供給口４１までの長さ
６３            内筒３５の含油スラッジ供給側の筒端４９から含油スラッジ供給口４０までの長さ
６４            含油スラッジの移動方向
７０ａ、７０ｂ  水蒸気
７１            含油スラッジ
７２            油水
７３            残渣物
７５            排気ガス
１１１          底壁
４３１          ストレーナー
５６１ａ、５６１ｂ  スクリュー羽根の頂点
【産業上の利用可能性】
【０００８】
本発明によれば、含油スラッジの処分を容易に行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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