(57)【要約】      （修正有）【課題】油汚泥から第１の成分と第２の成分を効率よく除去して、残渣を産業廃棄物として処理することができ、また、蒸留釜を含むシステム全体の寿命を長持ちさせる廃棄物処理システムを提供する。【解決手段】廃棄物処理システム１は、第１の沸点を有する第１の成分と、該第１の沸点よりも高い第２の沸点を有する第２の成分とを含む液状物を廃棄物として処理する。廃棄物処理システム１は、液状物が搬入され、第１の沸点以上であって第２の沸点未満にまで該液状物を加熱し、第１の成分を蒸発させて第１の残渣を生成する第１の蒸留釜２０と、第１の残渣が搬入され、第２の沸点以上まで該第１の残渣を加熱し、第２の成分を蒸発させ、第２の残渣を生成する第２の蒸留釜３０とを備える。第２の蒸留釜３０を覆うスチームジャケットの外周面は、加熱による熱膨張を抑えるエクスパンションが形成される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１の沸点を有する第１の成分と、該第１の沸点よりも高い第２の沸点を有する第２の成分とを含む液状物を廃棄物として処理する廃棄物処理システムであって、
前記液状物が搬入されて、第１の沸点以上であって第２の沸点未満にまで該液状物を加熱して、第１の成分を蒸発させて第１の残渣を生成する第１の蒸留釜と、
前記第１の残渣が搬入されて、第２の沸点以上まで該第１の残渣を加熱して、第２の成分を蒸発させて、第２の残渣を生成する第２の蒸留釜とを備えた、廃棄物処理システム。
【請求項２】
少なくとも前記第２の蒸留釜はスチームジャケットにて覆われ、該スチームジャケットの外周面には、加熱された際に熱膨張による破損を防ぐエクスパンションが形成されている、請求項１に記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
各蒸留釜の内部には、一方向に延びて該蒸留釜の端部に嵌まる回転軸が設けられ、該回転軸には、液状物又は第１の残渣を撹拌する撹拌翼が取り付けられた、請求項１又は２に記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
少なくとも前記第２の蒸留釜の端部には、冷却機能を有するメカニカルシールが設けられた、請求項３に記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
各蒸留釜の内部上側には、液状物又は第１の残渣が搬入された状態で、該液状物又は第１の残渣からの蒸気によって満たされる余裕空間が形成される、請求項１又は２に記載の廃棄物処理システム。
【請求項６】
前記第１の成分は軽油を含み、前記第２の成分は重油を含み、前記第１の成分と第２の成分とを含む液状物は、原油の汚泥である、請求項１又は２に記載の廃棄物処理システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えば廃棄物処理システム、特に廃棄物として、原油を含む油汚泥を処理する廃棄物処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
揮発物等の成分を含む液状物を濃縮して成分を再利用する装置が従来から提案されている。これは、該液状物を蒸留釜に供給し、この蒸留釜を加熱して、液体成分を蒸発させ、濃縮液状物と液体蒸気とに分離する。この濃縮液状物は成分の濃厚液状物として再利用し、一方、液体蒸気はコンデンサに導入して凝縮し、少なくともその一部が再利用される(特許文献１参照)。
また、液状物として原油を含む油汚泥を処理する方法も提案されている(特許文献２参照)。一般に原油は油田にて地下深層から汲み上げられるから、該原油は土や砂等の汚泥を含んでいる。特許文献２に示す方法では、原油を含む油汚泥を蒸留釜に相当する分解炉に入れて加熱し、蒸気であるオイルガスを冷却して軽油を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許公開公報２０１０―１９４５０５号
【特許文献２】日本国特許公開公報２００６―５２６０３３号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
原油には、第１の沸点を有する軽油等の第１の成分と、該第１の沸点よりも高い第２の沸点を有する重油等の第２の成分とが少なくとも含まれる。油汚泥から第１の成分を取り除くには、蒸留釜を第１の沸点以上に加熱すればよい。
しかし、油汚泥から第２の成分を取り除くには、蒸留釜を第２の沸点以上に加熱する必要がある。従って、１つの蒸留釜にて油汚泥から第１の成分と第２の成分を除去するとなると、全部の油汚泥を第２の沸点以上にまで加熱させる必要があり、蒸留釜の加熱コストがかさむ。また、一般的な金属製の蒸留釜を第２の沸点程度にまで加熱させると、蒸留釜の熱による膨張、収縮が激しくなり、蒸留釜を含む装置全体の寿命が短くなる可能性がある。
特にある国では、以前に油汚泥が埋め立て処理されていたが、近年、規制が厳しくなり、油汚泥をそのまま埋め立て処理することができなくなった。従って、省力で且つ効率よく、油汚泥から油分を除去するシステムに対するニーズが高まっていた。
本考案の目的は、油汚泥から第１の成分と第２の成分を効率よく除去して、残渣を産業廃棄物として処理することができるシステムを提供することにある。また、蒸留釜を含むシステム全体の寿命を長持ちさせることも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
廃棄物処理システムは、第１の沸点を有する第１の成分と、該第１の沸点よりも高い第２の沸点を有する第２の成分とを含む液状物を処理する。
廃棄物処理システムは、前記液状物が搬入されて、第１の沸点以上であって第２の沸点未満にまで該液状物を加熱して、第１の成分を蒸発させて第１の残渣を生成する第１の蒸留釜と、前記第１の残渣が搬入されて、第２の沸点以上まで該第１の残渣を加熱して、第２の成分を蒸発させて、第２の残渣を生成する第２の蒸留釜とを備えている。
また、少なくとも前記第２の蒸留釜は、スチームジャケットにて覆われ、該スチームジャケットの外周面には、加熱された際に熱膨張による破損を防ぐエクスパンションが形成されている。
【考案の効果】
【０００６】
本考案によれば、第１の蒸留釜にて液状物から第１の成分を蒸発させ、第１の残渣を生成する。この第１の残渣を第２の蒸留釜に搬入して、第２の成分を蒸発させて、第２の残渣を生成する。第１の蒸留釜は第２の蒸留釜よりも低い温度にて液状物を加熱するから、液状物から第１の成分だけを効率よく蒸発させることができる。これにより、液状物から第１の成分に基づく物質と第２の成分に基づく物質とを効率よく除去し、両成分が除去された後の液状物を産業廃棄物として処理することができる。
また、第２の蒸留釜を覆うスチームジャケットの外周面にエクスパンションを設けていることにより、第２の蒸留釜が第２の沸点以上まで加熱されても、熱による膨張・収縮によってスチームジャケットが破損することを防ぐことができる。これにより、蒸留釜を含むシステム全体の寿命を長持ちさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】廃棄物処理システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１の処理装置の構成を示す概略図である。
【図３】図２に示す第１の蒸留釜をＡ１方向から見た断面図である。
【図４】スクレーパ部材５を図２のＡ２方向から見た図である。
【図５】１つのスクレーパ部材を図４のＡ３方向から見た図である。
【図６】第２の蒸留釜及びスチームジャケットの断面図である。
【図７】メカニカルシールの断面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
以下、本考案の一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、廃棄物処理システム１の全体構成を示す図である。廃棄物処理システム１にて処理される廃棄物は、原油を油田の地下深層から汲み上げる際に、原油とともに汲み上げられる液状物、具体的には油汚泥であって、出願人の測定では該油汚泥は水分が約８０重量％、油分が約１５重量％、土や砂等が約５重量％にて構成されている。この油分には、第１の沸点を有する軽油等の第１の成分と、該第１の沸点よりも高い第２の沸点を有する重油等の第２の成分とが少なくとも含まれている。
【０００９】
図１に示すように、廃棄物処理システム１は、液状物が搬入される第１の処理装置２と、第１の処理装置２にて処理された後の液状物であって、第１の処理装置２から搬出される第１の残渣が搬入される第２の処理装置３とを並べて構成される。
第１の処理装置２は、加熱処理によって液状物に含まれる成分を蒸発させる金属製の第１の蒸留釜２０、該第１の蒸留釜２０からの蒸気を冷却して凝縮させるコンデンサ１０、コンデンサ１０を介して第１の蒸留釜２０内を減圧する真空ポンプ１１を備えている。
同様に、第２の処理装置３は、加熱処理によって液状物に含まれる成分を蒸発させる金属製の第２の蒸留釜３０、該第２の蒸留釜３０からの蒸気を冷却して凝縮させるコンデンサ１０、コンデンサ１０を介して第２の蒸留釜３０内を減圧する真空ポンプ１１を備えている。真空ポンプ１１によって、第１及び第２の蒸留釜２０、３０内が減圧されて、成分が蒸発する沸点を下げることができる。これにより、第１及び第２の蒸留釜２０、３０に過大な熱負荷が加わることを抑えている。真空ポンプ１１によって、第１及び第２の蒸留釜２０、３０内は、真空に近い状態にまで減圧されるが、第１及び第２の蒸留釜２０、３０内の圧力はこの真空に近い状態に限定されない。
【００１０】
第１の処理装置２には、低温スチームを発生する低温ボイラ２１が接続され、一方、第２の処理装置３には、高温スチームを発生する高温ボイラ３１が接続されている。低温ボイラ２１からの低温スチームは、減圧下で軽油を蒸発させることができる程度の温度であり、約１５０℃である。一方、高温ボイラ３１からの高温スチームは、減圧下で軽油と重油を蒸発させることができる程度の温度である。高温スチームの温度範囲は約３５０―５００℃程度であるが、低温スチーム及び高温スチームの温度はこれらに限定されない。低温ボイラ２１からの低温スチームは第１の蒸留釜２０に導入され、高温ボイラ３１からの高温スチームは後記する第２の蒸留釜３０の周りの加熱空間７０に導入される。
【００１１】
(廃棄物処理システムの動作)
油田にて採掘された油汚泥は、トラック等で第１の蒸留釜２０にまで運ばれ、第１の蒸留釜２０に搬入される。第１の蒸留釜２０に低温スチームが導入されると、第１の蒸留釜２０内の液状物、即ち油汚泥から水蒸気と軽油等となる成分が蒸発する。該水蒸気と軽油等となる成分はコンデンサ１０にて凝縮された後に、水と軽油とに分離される。水と軽油とでは軽油の方が比重が軽いから、水と軽油は容易に分離される。該軽油は低温ボイラ２１の燃料として再利用される。水と軽油とが分離された油汚泥は、重油となる成分を含む第１の残渣として、第１の蒸留釜２０から排出され、第２の蒸留釜３０に搬送される。出願人の計測では、第１の残渣は、油分が約０.７５重量％であった。
【００１２】
第２の蒸留釜３０の周りには高温スチームが導入され、第２の蒸留釜３０内の第１の残渣から重油と、第１の蒸留釜２０にて蒸発されなかった残余の水蒸気と軽油となる成分が蒸発する。該重油、水蒸気、軽油となる成分はコンデンサ１０にて凝縮された後に、水と軽油と重油に分離される。水、重油、軽油は、この順で比重が軽くなり、水と重油及び軽油は分離される。重油と軽油は高温ボイラ３１の燃料として再利用される。水と重油及び軽油が分離された第１の残渣は、油分と水分が殆ど除去された第２の残渣として、第２の蒸留釜３０から排出される。出願人は、該第２の残渣を試験機関に持ち込み、残余の油分の計量を依頼したところ、残余の油分(ｎ―ヘキサン抽出物質)は０.０５重量％未満であることが判明した。従って、第２の残渣は殆どが土や砂であるから、産業廃棄物として処理することが可能である。
【００１３】
尚、第１の蒸留釜２０及び第２の蒸留釜３０にて分離された水分は、排水処理装置９１で油分の除去処理をされた後、冷却装置９０の補給水として供給される。冷却装置９０で冷却された水は、第１の蒸留釜２０のコンデンサ１０、又は後記する冷却水として第２の蒸留釜３０の後記するメカニカルシール６とそのコンデンサ１０の循環冷却用冷却水として使用される。低温ボイラ２１及び高温ボイラ３１からの排気は、有害ガスを処理する装置であるスクラバー９に供給される。即ち、当初の油汚泥から分離された水分とスクラバー９から発生した排水は、排水処理装置９１を経て、第１の蒸留釜２０に接続されたコンデンサ１０及び第２の蒸留釜３０とそのコンデンサ１０にて循環利用される。油汚泥から分離された油分は、原油として再利用できる又は廃油を利用できる低温ボイラ２１及び高温ボイラ３１にて消費される。
尚、第２の蒸留釜３０からの排熱は、低温ボイラ２１に供給されてもよい。また、低温ボイラ２１又は高温ボイラ３１からの排熱を利用して発電してもよい。
【００１４】
図２は、第１の処理装置２の構成を示す概略図である。前記の如く、第１の処理装置２は、第１の蒸留釜２０、コンデンサ１０、該コンデンサ１０を介して第１の蒸留釜２０内を減圧する真空ポンプ１１を備えている。第１の蒸留釜２０とコンデンサ１０との間には、第１の蒸留釜２０からの蒸気に含まれる不純物を捕捉するミストキャッチャ２２が設けられている。コンデンサ１０にて熱交換されて凝縮した油分と水分とは、油水分離装置２３にて軽油と水分とに分離される。第１の蒸留釜２０の底面には、後記するスチームジャケット７が取り付けられ、該スチームジャケット７の底部には低温スチームを供給するための蒸気供給パイプ２３と、第１の蒸留釜２０を加熱した後の低温スチームを排出するための蒸気排出パイプ２４とが設けられている。
【００１５】
第１の蒸留釜２０は長手方向を略水平に向け、内部には該長手方向と略平行に延びた回転軸４が設けられている。該回転軸４の両端部は、第１の蒸留釜２０の両端部に回転自在に嵌まり、該回転軸４の一端部にはスプロケット４１が設けられている。スチームジャケット７の下側には、回転軸４を回転させるモータＭが設けられ、該モータＭの回転駆動力はモータＭとスプロケット４１との間に掛けられたチェーン４２によってスプロケット４１及び回転軸４に伝達される。
第１の蒸留釜２０内にて、回転軸４には長手方向に沿って枠体５３が取り付けられ、該枠体５３に複数枚の撹拌翼４０とスクレーパ部材５が一体に設けられている。撹拌翼４０は回転軸４を中心として回転し、第１の蒸留釜２０内の油汚泥の温度が均一となるように、油汚泥を撹拌する。
【００１６】
スクレーパ部材５は、前記枠体５３に取り付けられて回転軸４から略直交する方向に延びた支持棒５１と、該支持棒５１の先端部に取り付けられた取付板５２と、該取付板５２に取り付けられて先端部が第１の蒸留釜２０の内周面２５に接近した板状のスクレーパ５０とを備えて構成される。スクレーパ部材５は、回転軸４と一体に回転することにより、内周面２５に付着した油汚泥を掻き取る。
図３は、図２に示す第１の蒸留釜２０をＡ１方向から見た断面図である。第１の蒸留釜２０は断面略円形であって、回転軸４よりも下側に油汚泥が搬入される。即ち、第１の蒸留釜２０の内部上側には、油汚泥が搬入された状態で、該油汚泥からの蒸気によって満たされる余裕空間が形成される。
前記のスチームジャケット７は金属製であって、膨らみを下側に向けて断面が半円形に形成されている。該スチームジャケット７と第１の蒸留釜２０との間には、加熱空間７０が形成される。該加熱空間７０内に低温スチームが供給されて、第１の蒸留釜２０は間接的に加熱される。このスチームによる間接加熱により、第１の蒸留釜２０の少なくとも下側は略均一に加熱される。
【００１７】
図４は、スクレーパ部材５を図２のＡ２方向から見た図であり、図５は、１つのスクレーパ部材５を図４のＡ３方向から見た図である。スクレーパ部材５は回転軸４を中心として放射状に３つ設けられ、該３つのスクレーパ部材５は、略等角度間隔に設けられている。スクレーパ５０及び撹拌翼４０は長手方向が回転軸４に対して傾斜している。尚、スクレーパ部材５の数は３つに限定されない。
油汚泥は第１の蒸留釜２０のスプロケット４１が設けられた方の端部(図２参照)から、回転軸４と略平行に搬入される。スクレーパ５０及び撹拌翼４０は回転軸４に対して傾いているから、回転軸４が回転すると、第１の蒸留釜２０に搬入された油汚泥及びスクレーパ５０により第１の蒸留釜２０の内周面２５から掻き取られた油汚泥は、回転軸４に対して螺旋形を描くように、第１の蒸留釜２０の他端部に向かって搬送される。該第１の蒸留釜２０の他端部には、搬送された第１の残渣を取り出すための扉(図示せず)が設けられている。
尚、第２の処理装置３は、第１の処理装置２と同様の構成を有して、第１の残渣を処理する。
【００１８】
但し、第２の処理装置３の第２の蒸留釜３０は、第１の蒸留釜２０よりも高温に加熱される。第２の蒸留釜３０は全体を加熱すべく、周面全体がスチームジャケット７にて覆われる(図６参照)。この場合、第２の蒸留釜３０内は蒸留が進むため、第２の蒸留釜３０の周面は蒸留温度と略等しくなるが、加熱空間７０内に高温スチームが導入されるから、該スチームジャケット７は熱膨張によって金属変形し易い。特に、スチームジャケット７の外側は断熱材にて覆われることがあり、一層金属変形し易い。そこで、第２の蒸留釜３０を覆うスチームジャケット７には、以下の工夫がなされている。
図６は、第２の蒸留釜３０及びスチームジャケット７の断面図であって、内部の回転軸４、枠体５３、撹拌翼４０及びスクレーパ部材５を省略している。スチームジャケット７は第２の蒸留釜３０の外周面の全体を覆っているから、側面断面視にてスチームジャケット７と第２の蒸留釜３０とは、あたかも２重円の如き構造となっている。第２の蒸留釜３０を覆うスチームジャケット７の外周面には、エクスパンション３２が深絞り加工等により外向きに突出して設けられており、スチームジャケット７の剛性を高めている。これにより、第２の蒸留釜３０が高温に加熱されても、熱による膨張・収縮でスチームジャケット７が破損することを防ぐことができる。これにより、第２の蒸留釜３０を含む第２の処理装置３全体の寿命を長持ちさせることができる。
尚、加熱空間７０に余裕があれば、エクスパンション３２は、スチームジャケット７の外周面から内向きに突出してもよい。
【００１９】
また、第２の蒸留釜３０内は減圧されているから、外部の空気が不用意に第２の蒸留釜３０内に入れば、減圧の効果が薄れる。この点に鑑みて、前記の如く、第２の蒸留釜３０の端部には、第２の蒸留釜３０内への空気の侵入を防ぐメカニカルシール６が設けられている。
図７は、該メカニカルシール６の断面図であり、図７にて右側が第２の蒸留釜３０の外側である。メカニカルシール６は金属、例えばステンレス製であって第２の蒸留釜３０に取り付けられる水冷式のクーリングボックス６０を備える。該クーリングボックス６０の中心部には、回転軸４が通る貫通孔６１が開設されている。尚、メカニカルシール６自体は、Ｏリング等を含む公知の一般的な構成であるから、詳細な記載を省く。
【００２０】
クーリングボックス６０の周面上の一部には、冷却水が流れる空間であるジャケット部８が設けられ、該ジャケット部８上には、冷却水入口８０及び冷却水出口８１が設けられている。冷却水入口８０と冷却水出口８１とは、回転軸４を挟んで約１８０℃離間しており、冷却水入口８０から流れ込む冷却水はジャケット部８を通って冷却水出口８１から排水される。これにより、クーリングボックス６０が水冷される。
【００２１】
撹拌翼４０とスクレーパ部材５が回転軸４とともに回転すると、第１の残渣は第２の蒸留釜３０の長手方向に沿って搬送される。
その際に、第２の蒸留釜３０は高温に加熱されるから、金属製のクーリングボックス６０も高温になる。クーリングボックス６０が高温になると、内部に含まれるＯリング等が熱破損又は熱損傷し、メカニカルシール６の機能が損なわれる。これを防ぐべく、メカニカルシール６をジャケット部８内を流れる冷却水にて冷却している。該メカニカルシール６は第１の蒸留釜２０に設けられてもよい。また、メカニカルシール６は空冷式であってもよい。
【００２２】
本実施形態の廃棄物処理システム１によれば、第１の蒸留釜２０にて油汚泥から軽油等となる成分を蒸発させ、第１の残渣を生成する。この第１の残渣を第２の蒸留釜３０に搬入して、重油等となる成分を蒸発させて、第２の残渣を生成する。第１の蒸留釜２０は第２の蒸留釜３０よりも低い温度にて油汚泥を加熱するから、油汚泥から軽油等となる成分だけを効率よく蒸発させることができる。これにより、軽油と重油等を効率よく除去することができる。
また、第２の蒸留釜３０を覆うスチームジャケット７の外周面にエクスパンション３２を設けていることにより、第２の蒸留釜３０の内部が第２の沸点以上まで加熱されても、スチームジャケット７の熱変形による破損を防ぐことができる。これにより、第２の蒸留釜３０及びスチームジャケット７を含む第２の処理装置３、ひいては廃棄物処理システム１全体の寿命を長持ちさせることができる。
以上、本考案の一実施形態を詳述したが、本考案は前記実施形態に限定されず、本考案の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本考案は、石油の原油を含む油汚泥を処理する廃棄物処理システムに用いると有益である。
【符号の説明】
【００２４】
１    廃棄物処理システム
２    第１の処理装置
３    第２の処理装置
５    スクレーパ部材
６    メカニカルシール
７    スチームジャケット
２０  第１の蒸留釜
３０  第２の蒸留釜
３２  エクスパンション
【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】
0003184911.tif 000008
【図７】
0003184911.tif 000009