(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油を少なくとも濾過処理することにより液体燃料と含水スクリーン滓とに分離した後、含水スクリーン滓に多価アルコールを添加するとともに、石灰類を加えて撹拌、混合し、粉末化又は塊状化することを特徴とする廃油からの固形燃料の製造方法。
【請求項２】
前記多価アルコールの添加量は、含水スクリーン滓１００質量部に対して０．５〜１．５質量部であることを特徴とする請求項１に記載の廃油からの固形燃料の製造方法。
【請求項３】
前記石灰類は、生石灰又は軽焼ドロマイトであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃油からの固形燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば廃食用油等の廃油を濾過処理（スクリーニング）することにより液体燃料を得るとともに、その際生成される含水スクリーン滓を処理して固形燃料を得るための廃油からの固形燃料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、使用済みとなった廃食用油等の廃油は、濾過処理とさらに必要により沈降分離処理（デカンテーション）とによって液体燃料と含水スクリーン滓に分離される。液体燃料はディーゼルエンジンの燃料、石鹸等として使用される。ディーゼルエンジンの燃料として使用するため、液体燃料にメタノール及び苛性ソーダを加えて加熱処理する方法が知られている。また、石鹸として使用するため、液体燃料に有機酸化合物と強アルカリ化合物とを添加し、室温で撹拌する方法が知られている。それらの場合、含水スクリーン滓は廃棄処分されている。その理由は、含水スクリーン滓が天ぷら滓と油分と水分とからなり、そのままではバーナー、配管等が閉塞し、液体燃料としては不向きだからである。さらに、含水スクリーン滓は泥状であり、固形燃料として使用するにも取扱いが難しいからである。
【０００３】
このような性質を有する廃油の処理方法として例えば、油状物質に、界面活性剤で処理された酸化マグネシウム又は酸化カルシウムを加え、油状物質を吸収した酸化マグネシウム又は酸化カルシウムが水酸化マグネシウム又は水酸化カルシウムになるまで反応させる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特公昭５８−２０００号公報（第１頁及び第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の特許文献１に記載されている方法では、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの表面が疎水化されて廃油との混合性が改善されている。しかしながら、そのような表面改質によって酸化マグネシウム又は酸化カルシウムの表面が界面活性剤で覆われていることから、その内側に存在する酸化マグネシウム又は酸化カルシウムと水との水和反応が容易に行われず、かつ不均一になっていた。従って、水和反応による微粉化が十分に行われず、取扱い性の良い固体燃料を得ることができなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、含水スクリーン滓の水分と均一かつ十分に反応することができ、取扱い性の良い固体燃料を得ることができる廃油からの固形燃料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明の廃油からの固形燃料の製造方法は、廃油を少なくとも濾過処理することにより液体燃料と含水スクリーン滓とに分離した後、含水スクリーン滓に多価アルコールを添加するとともに、石灰類を加えて撹拌、混合し、粉末化又は塊状化することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に係る発明の廃油からの固形燃料の製造方法は、請求項１に係る発明において、前記多価アルコールの添加量は、含水スクリーン滓１００質量部に対して０．５〜１．５質量部であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に係る発明の廃油からの固形燃料の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記石灰類は、生石灰又は軽焼ドロマイトであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に係る発明の廃油からの固形燃料の製造方法では、廃油を少なくとも濾過処理することにより液体燃料と含水スクリーン滓とに分離した後、含水スクリーン滓に多価アルコールを添加するとともに、石灰類を加えて撹拌、混合し、粉末化又は塊状化するものである。このため、石灰類がスクリーン滓中の水分と水和反応して水酸化物が生成され、微粉化する。その水和反応は添加された多価アルコールの増粘作用によって穏やかに、かつ長時間にわたって進行し、微粉化が安定した状態で進行する。従って、石灰類が含水スクリーン滓の水分と均一かつ十分に反応することができ、取扱い性の良い固体燃料を得ることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明の廃油からの固形燃料の製造方法では、多価アルコールの添加量が、含水スクリーン滓１００質量部に対して０．５〜１．５質量部に設定されることから、多価アルコールの増粘作用が十分に発揮され、請求項１に係る発明の効果を向上させることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明の廃油からの固形燃料の製造方法では、石灰類は生石灰又は軽焼ドロマイトであることから、それら生石灰又は軽焼ドロマイトが含水スクリーン滓中の水分との反応性に優れ、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良と思われる実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態における廃油からの固形燃料の製造方法は、廃油を少なくとも濾過処理することにより液体燃料と含水スクリーン滓とに分離した後、含水スクリーン滓に多価アルコールを添加するとともに、石灰類を加えて撹拌、混合し、粉末化又は塊状化するものである。廃油としては、廃食用油のほか、廃潤滑油、廃植物油等が用いられる。廃食用油は、飲食業、食品製造業又は一般家庭で天ぷら等の揚げ物等に使用された後に廃棄される食用油である。
【００１３】
係る廃油を処理して固形燃料を得る工程を図１に基づいて説明する。廃油は、スクリーンを通すことによって濾過処理１１を行い、スクリーン上に残ったスクリーン残渣とスクリーンを通過した液体成分とに分離される。スクリーンとしては、目の粗さが１００〜５００μｍのステンレス鋼製の網等が用いられる。
【００１４】
続いて、液体成分は沈降分離処理１２により、上層の油分である液体燃料と下層の水分である含水液体との２層に分離される。この沈降分離処理１２で得られた含水液体は、前記スクリーン残渣と混合されて粘性のある含水スクリーン滓となる。含水スクリーン滓の水分量は一定ではないが、通常１０〜８０質量％であり、後工程での粉化を良好に行うために好ましくは４０〜６０質量％である。従って、水分量が不足する場合には水を添加し、水分量が過剰である場合には水分量の少ない含水スクリーン滓を添加して調整することが望ましい。含水スクリーン滓の水分量が１０質量％未満の場合、添加される石灰類が反応する水分量が少なくなり、石灰類が残存しやすくなって残存する石灰類による粉塵の発生が生じて好ましくない。一方、８０質量％を越える場合、石灰類の添加量が不足しやすくなり、生成物がべたつくようになって好ましくない。
【００１５】
含水スクリーン滓には、石灰類と含水スクリーン滓中の水分との水和反応を抑え、かつ水和反応を持続させ、微粉化を安定した状態で行うために多価アルコールが添加される。多価アルコールは１分子中に水酸基を２個以上有するアルコールであり、増粘作用を示す化合物である。多価アルコールとして具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、プロピレングリコール等が用いられ、これらのうちジエチレングリコール及びトリエタノールアミンがその増粘作用に優れ、汎用的である点から好ましい。
【００１６】
多価アルコールの添加量は、含水スクリーン滓１００質量部に対して０．５〜１．５質量部であることが好ましい。多価アルコールの添加量が０．５質量部未満の場合には、多価アルコールの作用が十分に発現されず、微粉化を安定した状態で行うことが難しくなる。一方、多価アルコールの添加量が１．５質量部を越える場合には、含水スクリーン滓の粘度が高くなって水和反応の進行が妨げられるおそれがある。
【００１７】
続いて、多価アルコールが添加された含水スクリーン滓には、石灰類が添加され、撹拌、混合処理１３が行われる。係る石灰類を添加することにより、石灰類が含水スクリーン滓中の水分と反応し、石灰類が水酸化物となって微粉化し、その結果固形燃料として使用できるものが得られる。石灰類が生石灰（ＣａＯ）である場合、含水スクリーン滓中の水分と次の化学式（１）のように反応（消化反応）して水酸化カルシウムとなる。
【００１８】
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２  ・・・（１）
また、石灰類としての軽焼ドロマイト（ＣａＯ・ＭｇＯ）は、次の化学式（２）のように反応して水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムとなる。なお、この化学式（２）の反応は、前記化学式（１）の反応に比べて進行が遅い。
【００１９】
ＣａＯ・ＭｇＯ＋２Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｍｇ（ＯＨ）２  ・・・（２）
石灰類は、含水スクリーン滓中の水分と反応して微粉化するものであればよいが、その作用に優れた生石灰又は軽焼ドロマイトが好ましい。石灰類は、１種又は２種以上を組合せて使用することができる。軽焼ドロマイトは、ドロマイト〔ＣａＭｇ（ＣＯ３）２〕を１０００〜１２００℃で焼成して得られるものである。係る石灰類は、含水スクリーン滓中の水分との反応を円滑に行うために、３ｍｍ篩通過量が９０％以上の粉末状であることが好ましく、０．５ｍｍ篩通過量が９０％以上の粉末状であることがより好ましい。ここで、３ｍｍ篩通過量又は０．５ｍｍ篩通過量は、目開き（網目）が３ｍｍ角又は０．５ｍｍ角である篩を通過する量（割合）を意味する。石灰類の粒度（篩の目開き）が、３ｍｍを越える場合には、含水スクリーン滓中の水分との反応が遅延したり、不均一になったりして好ましくない。
【００２０】
石灰類の添加量は、含水スクリーン滓１００質量部に対して６０〜１００質量部であることが好ましく、７０〜９０質量部であることがより好ましい。この添加量が６０質量部未満の場合、含水スクリーン滓中の水分と反応する石灰類が不足して含水スクリーン滓の粉末化が十分に行われなくなる。一方、１００質量部を越える場合、含水スクリーン滓中の水分と反応しない過剰の石灰類が残存し、粉塵が発生しやすくなって好ましくない。
【００２１】
前記石灰類を添加したときの撹拌、混合処理１３は、石灰類が含水スクリーン滓に良く混合されてスラリーが形成されるように行われる。そのようなスラリーを速やかに形成するために、常温で撹拌強度を強くして数十秒間、撹拌、混合が行われる。撹拌強度が弱いと均一なスラリーが形成され難く、また撹拌、混合に時間を要する。撹拌、混合後には、粉末状の固形燃料が得られる。この粉末状の固体燃料は、そのまま噴霧設備等を使用し、燃焼炉に投入され、燃料として使用することができる。さらに、撹拌、混合処理１３後に得られた粉末を、ブリケットマシーン、ディスクペレッター、コンパクター等の成形機を用い、柱状、球状等の塊状に成形処理１４を施すことにより、汎用的な固体燃料とすることもできる。
【００２２】
さて、本実施形態の作用について説明すると、廃油に濾過処理１１を施して液体成分とスクリーン残渣とに分離し、液体成分に沈降分離処理１２を施して液体燃料と含水液体とに分離する。そして、スクリーン残渣と含水液体とを混合して含水スクリーン滓とする。その含水スクリーン滓に多価アルコールを添加、混合した後、石灰類を加えて撹拌、混合処理１３を施すことにより粉末化された固形燃料が得られる。このとき、石灰類が含水スクリーン滓中の水分と水和反応を起こして水酸化物が形成され、粉末化される。その粉末が、含水スクリーン滓を構成する油分及び残渣（かす）と混合され、粉塵が発生し難く、流動性を有する粉末が生成される。その過程で、前記水和反応が多価アルコールの増粘作用による高い粘性状態で行われ、緩やかに、しかも長時間持続して進行する。従って、水和反応が十分に進んで水酸化物の微粉末が形成され、その微粉末に基づき固体燃料として良好な粉末が得られる。
【００２３】
以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・  本実施形態における廃油からの固形燃料の製造方法では、前記含水スクリーン滓に多価アルコールを添加するとともに、石灰類を加えて撹拌、混合処理１３を施し、粉末化するものである。このため、石灰類が含水スクリーン滓中の水分と水和反応して微粉化し、その水和反応が添加された多価アルコールによって穏やかに、かつ長時間にわたって進行し、微粉化が安定した状態で行われる。従って、石灰類が含水スクリーン滓の水分と均一かつ十分に反応することができ、取扱い性（ハンドリング性）の良い固体燃料を得ることができる。
【００２４】
加えて、固形燃料を燃焼させるときに発生する塩化水素、亜硫酸ガス等の有害ガスは、石灰類に含まれるカルシウム、マグネシウム等のアルカリ分が反応して固定化される。従って、そのような有害ガスを無害化することができる。
【００２５】
・  また、多価アルコールの添加量を、含水スクリーン滓１００質量部に対して０．５〜１．５質量部に設定することにより、多価アルコールの増粘作用が十分に発揮され、上記の効果を向上させることができる。
【００２６】
・  さらに、石灰類は生石灰又は軽焼ドロマイトであることにより、それら生石灰又は軽焼ドロマイトが含水スクリーン滓中の水分との反応性に優れ、上記の効果を向上させることができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
まず、廃食用油から含水スクリーン滓を次のようにして調製した。
廃食用油を格子状のスクリーン（網目の間隔が０．１５ｍｍ）に通して濾過処理１１を施し、液体成分とスクリーン残渣とに分離した。続いて、液体成分を静置後、沈降分離処理１２によって液体燃料と含水液体とに分離した。分離された含水液体を前記スクリーン残渣に加えて含水スクリーン滓を調製した。
【００２８】
ここで、含水スクリーン滓Ａは、残渣：油分：水分（質量比）＝１：４：５の比率のものである。含水スクリーン滓Ｂは、残渣：油分：水分（質量比）＝３：３：４の比率のものである。
（実施例１〜６）
反応容器中に前記含水スクリーン滓Ａ１００質量部を収容し、そこへ多価アルコールとしてジエチレングリコール１質量部を加えた。さらに、石灰類として生石灰又は軽焼ドロマイトを表１に示す量だけ加え、石灰類と含水スクリーン滓Ａとが良く混合されたスラリーとなるように２０秒間激しく撹拌し、放置した。放置後、しばらくして水和反応が始まり、蒸気が発生した。蒸気の発生が終了した後、冷却するのを待って生成物を反応容器から取り出し、粉末化の状況を目視にて観察し、下記の基準で良否を評価した。なお、実施例５では、石灰類として、生石灰と軽焼ドロマイトの質量比が１：１の混合物を用いた。
【００２９】
◎：粉塵が発生せず、優れた流動性を有する、○：粉塵が発生せず、良好な流動性を有する、△：若干粉塵が発生するが、良好な流動性を有する、×：粉末がべたついて固形燃料として不適当である。
【００３０】
その結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
0004621566.tif 000002
実施例１〜６では、放置後３〜５分で水和反応が始まり、蒸気が発生した。その蒸気の発生が約２分間続いた。
【００３２】
表１に示したように、実施例１〜６ではいずれも流動性の良い固形燃料を得ることができた。実施例４では、生石灰の添加量が少し多かったため、若干の粉塵が発生したが、問題はなかった。
（実施例７）
含水スクリーン滓Ｂを用い、網目０．５ｍｍの篩を通過した粉末状の生石灰７０質量部を用いたほかは、実施例１と同様に実施した。そして、生成物を反応容器から取り出し、粉末化の状況を目視にて観察した。その結果、含水スクリーン滓の粉末化の状況は、粉塵の発生がなく、流動性も良好であった（○）。含水スクリーン滓Ｂは含水スクリーン滓Ａに比べて残渣の比率が大きいことから、生成物は一層粉状になりやすものと思われる。
（比較例１）
実施例６において、含水スクリーン滓Ａにジエチレングリコールを添加しなかったほかは実施例６と同様にして実施した。その結果、水和反応が１分後から始まり、激しく反応して蒸気の発生が３０秒程度で終了した。得られた粉末はべたついており、固形燃料として不適当であった（×）。
【００３３】
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・  含水スクリーン滓に、多価アルコールと石灰類とを同時に添加し、撹拌、混合処理１３を行うこともできる。
【００３４】
・  前記含水液体をスクリーン残渣に混合することなく、石灰類を添加して粉末化することも可能である。その場合、前記スクリーン残渣が含水スクリーン滓となる。
・  前記濾過処理１１及び沈降分離処理１２をそれぞれ複数回繰り返して行うこともできる。
【００３５】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  前記石灰類は、網目が３ｍｍの篩の通過量が９０％以上の粉末状であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の廃油からの固形燃料の製造方法。この製造方法によれば、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加えて、石灰類と含水スクリーン滓中の水分との反応を十分にかつ均一に行うことができる。
【００３６】
・  前記石灰類の添加量は、含水スクリーン滓１００質量部に対して６０〜１００質量部であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の廃油からの固形燃料の製造方法。この製造方法によれば、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加えて、含水スクリーン滓の粉末化を十分に行うことができる。
【００３７】
・  前記廃油は、廃食用油であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の廃油からの固形燃料の製造方法。この製造方法によれば、廃食用油について請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果を有効に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態における廃油からの固形燃料の製造工程に関する流れを示す説明図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…濾過処理。
【図１】
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