(57)【要約】    【課題】  固形分を取り除くための濾過を最小限に抑えつつ、各種プラント等から産業廃棄物として排出される廃液を燃焼炉に供給する廃液供給システムを提供する。    【解決手段】  廃液を噴霧ノズル７から噴霧して燃焼させる燃焼炉１に、廃液を供給するための廃液供給システムであって、廃液を収容するタンク２１と、廃液中の固形物を微粉砕するための粉砕機２５と、粉砕機２５を通した廃液を濾過するためのストレーナー２６と、粉砕機２５及びストレーナー２６によって固形分が粉砕、濾過された廃液を循環ポンプ２２によって循環させる循環路２３と、循環路２３から分岐して噴霧ノズル７に廃液を供給する分岐路２７と、分岐路２７の流量を所望流量に維持するための流量制御手段２８と、を有し、分岐路２７の流路断面積を、循環路２３の少なくとも分岐路２７より上流側の流路断面積より小さくした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液を噴霧ノズルから噴霧して燃焼させる燃焼炉に、廃液を供給するための廃液供給システムであって、
廃液を収容するタンクと、
廃液中の固形物を微粉砕するための粉砕機と、
前記粉砕機を通した廃液を濾過するためのストレーナーと、
前記粉砕機及びストレーナーによって固形分が粉砕、濾過された廃液を循環ポンプによって循環させる循環路と、
前記循環路から分岐して前記噴霧ノズルに廃液を供給する分岐路と、
前記分岐路の流量を所望流量に維持するための流量制御手段と、
を有し、
前記分岐路の流路断面積は、前記循環路の少なくとも前記分岐路より上流側の流路断面積より小さいことを特徴とする廃液供給システム。
【請求項２】
前記分岐路は、自由落下方向に向けて延設されていることを特徴とする請求項１記載の廃液供給システム。
【請求項３】
前記粉砕機とストレーナーとが、前記循環路に組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の廃液供給システム。
【請求項４】
前記流量制御手段は、前記分岐路を挟んで前記循環路の上流側位置及び下流側位置の各々の流量を検知する流量検知器と、該流量検知器によって得られた前記上流側位置の流量と前記下流側位置の流量との差を演算し、該流量差を所望の設定値に保つように前記循環路に設けた流量制御弁を制御する制御部と、を有することを特徴とする請求項１記載の廃液供給システム。
【請求項５】
前記流量検知器が、質量流量計であることを特徴とする請求項４記載の廃液供給システム。
【請求項６】
前記タンクに、該タンク内の廃液を撹拌する撹拌装置が付設されていることを特徴とする請求項１記載の廃液供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学合成プラント等から排出される廃油、廃アルカリ、及び廃酸の、産業廃棄物としての廃液を燃焼させるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学工場等において排出される産業廃棄物として排出される廃油、廃アルカリ等の廃液を処理するシステムとして、噴霧ノズルを備える燃焼炉によって、霧化させて燃料とともに燃焼させる燃焼システムが知られている（例えば、特許文献１〜４等）。
【０００３】
この種の廃液には結晶物等の固形分が含まれるため、燃焼炉の噴霧ノズルの目詰まりを避けるため、燃焼炉に供給する廃液は、予め濾過器で濾過されていた。
【０００４】
なお、廃油、廃アルカリ、及び廃酸は、廃棄物の処理及び清掃に関する法律に定められている廃棄物である。廃油は、廃潤滑油，廃洗浄油，廃切削油，廃燃料油，廃食用油，廃溶剤（シンナー，アルコール類），タールピッチ類を含む。廃アルカリは、廃ソーダ液をはじめとするすべてのアルカリ性廃液のことであり、中和処理をした場合に生ずる沈でん物は汚泥として取り扱う洗びん用廃アルカリ、石炭廃液、廃灰汁、アルカリ性めっき廃液、金属せっけん廃液、廃ソーダ液、ドロマイト廃液、アンモニア廃液、染色廃液（製錬工程、シルケット加工）、黒液（チップ蒸解廃液）、脱脂廃液（金属表面処理）、写真現像廃液、か性ソーダ廃液、硫化ソーダ廃液、けい酸ソーダ廃液、か性カリ廃液等が含まれる。廃酸は、廃酸硫酸，塩酸，エッチング廃液，染色廃液，写真漂白廃液等の酸性廃液のことである。廃酸は、予め中和処理を施した後、燃焼炉に供給される。
【特許文献１】特開昭５１−２５３７８号公報
【特許文献２】特開昭５２−５８２５１号公報
【特許文献３】特開昭５２−１１９４６８号公報
【特許文献４】特開２００４−３５１３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、固形分を取り除くために濾過器を用いると、濾過材を頻繁に交換しなければならず、また、使用後の濾過材を大量に廃棄する必要があり、また、大量に廃棄された濾過材が悪臭を発生させることもあった。
【０００６】
そこで、本発明は、固形分を取り除くための濾過を最小限に抑えつつ、各種プラント等から産業廃棄物として排出される廃液を燃焼炉に供給する廃液供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る廃液供給システムは、廃液を収容するタンクと、廃液中の固形物を微粉砕するための粉砕機と、前記粉砕機を通した廃液を濾過するためのストレーナーと、前記粉砕機及びストレーナーによって固形分が粉砕、濾過された廃液を循環ポンプによって循環させる循環路と、前記循環路から分岐して前記噴霧ノズルに廃液を供給する分岐路と、前記分岐路の流量を所望流量に維持するための流量制御手段と、を有し、前記分岐路の流路断面積は、前記循環路の少なくとも前記分岐路より上流側の流路断面積より小さいことを特徴とする。
【０００８】
前記分岐路は、自由落下方向に向けて延設されていることが好ましい。
【０００９】
前記粉砕機とストレーナーとが、前記循環路に組み込まれていることが好ましい。
【００１０】
前記流量制御手段は、前記分岐路を挟んで前記循環路の上流側位置及び下流側位置の各々の流量を検知する流量検知器と、該流量検知器によって得られた前記上流側位置の流量と前記下流側位置の流量との差を演算し、該流量差を一定に維持するように前記循環路に設けた流量制御弁を制御する制御部と、を有することが好ましい。
【００１１】
前記タンクに、該タンク内の廃液を撹拌する撹拌装置が付設されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、廃液中の固形分は、粉砕機及びストレーナーによって、燃焼炉の噴霧ノズルが目詰まりしない程度に微粒化される。更に廃液は循環路から分岐路に分岐するが、循環路と分岐路とが同径であると分岐路の流速が低下し、分岐路内に微粒化された固形分が沈降して堆積し微粒化した固形分どうしが結合するおそれがあるが、分岐路が循環路より細径となっているため、分岐路の流速が循環路の流速に比べて減速することを抑え、分岐路内に微粒化された固形分が沈降して堆積するのを防止する。ストレーナーは、粉砕機で所定寸法に粉砕仕切れなかった固形分を捕獲するが、その量は微量であり、従来のように全ての固形分を濾過する場合に比べて、ストレーナーのメッシュの交換頻度は大幅に低減する。
【００１３】
また、前記分岐路が自由落下方向に向けて延設されていれば、粉砕機及びストレーナーを通ることによって微粒化された固形分が分岐路に堆積しない。
【００１４】
また、前記粉砕機とストレーナーとが前記循環路に組み込まれていれば、廃油が循環路を循環する回数だけ粉砕機を通るので、固形分の粒子分布幅が狭まり、小径の固形分割合が高まって、噴霧ノズルの通りが良くなる。
【００１５】
さらに、前記タンクに、該タンク内の廃液を撹拌する撹拌装置を付設することにより、タンク内に固形分が沈降するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る廃液供給システムの一実施形態について、図１を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１に示す廃液供給システムは、燃焼炉１に廃油を供給する廃油供給システム２と、燃焼炉１に廃アルカリを供給する廃アルカリ供給システム３と、を備えている。
【００１８】
燃焼炉１は、液体を噴霧ノズルから噴射させ、燃料ガスとともに燃焼させる燃焼炉である。図示例の燃焼炉１は、液中燃焼炉と呼ばれるものである。燃焼炉１は、燃料ガスとしての都市ガスが都市ガス源４から供給されるバーナー５を上部に備える。バーナー５には廃油を燃料の一部として使用するために、圧縮空気源６からの圧縮空気により廃油を霧化して炉内に噴射する噴霧ノズル７が備えられている。また、燃焼炉１は、廃アルカリを燃料とともに燃焼させるために、圧縮空気源８，９からの圧縮空気により廃アルカリを霧化し、燃焼空気源１０，１１からの燃焼空気と混合して炉内に噴射する噴霧ノズル１２、１３が上部側部に設けられている。燃焼炉１の炉内温度を所望温度に保つため、炉内に供給される都市ガス、廃油、廃アルカリの流量は、後述のようにして制御される。
【００１９】
廃油供給システム２は、図外の化学プラントから排出された廃油を収容する第１タンク２１と、第１タンク２１内の廃油を第１循環ポンプ２２によって循環させる第１循環路２３とを備えている。
【００２０】
第１循環路２３には、金属粉を除去する第１マグネットフィルター２４と、廃油中の固形物を微粉砕するための第１粉砕機２５と、第１粉砕機２５を通した廃油を濾過するための第１ストレーナー２６と、が設けられている。
【００２１】
さらに、第１循環路２３には、第１マグネットフィルター２４、第１粉砕機２５、及び第１ストレーナー２６を通った廃油を、第１循環路２３から分岐させて燃焼炉１の噴霧ノズル７に送る第１分岐路２７が設けられている。第１分岐路２７は、第１循環路２３の流路断面積より小さい流路断面積を有している。図示例では、第１循環路２３が２５Ａのステンレスパイプであり、第１分岐路２７が１５Ａのステンレスパイプで構成されている。第１分岐路２７は、好ましくは、自由落下方向に向けて延設されている。
【００２２】
第１マグネットフィルター２４は、金属片、金属粉が第１粉砕機２５に入ることによって第１粉砕機の粉砕歯に損傷を与えるのを防止するため、磁力によって金属片等を吸着除去するものである。
【００２３】
第１粉砕機２５は、噴霧ノズル７に所定寸法を超える廃油中固形分が入ることによって噴霧ノズル７が詰まるのを防止するため、当該固形分を粉砕歯によって磨り潰す。図示例の燃焼炉１に設けられている噴霧ノズル７は、詰まりを防止するため、４００μｍ以下の固形成分しか流してはいけない仕様になっている。そのため、第１粉砕機２５は、廃油中に含まれる固形分を、２００μｍ以下の粒径に粉砕する仕様である。
【００２４】
第１ストレーナー２６は、第１粉砕機２５の粉砕から漏れた固形分を捕獲し、所定寸法を超える固形分が噴霧ノズル７に流れないことを保障するものである。第１ストレーナー２６は、濾過すべき固形成分の種類、噴霧ノズル７の口径等の装置構成等に応じて種々のストレーナーを採用し得る。図示例では、第１ストレーナー２６は、４０メッシュの金属製メッシュ（開口４００μｍ）によって構成されている。
【００２５】
さらに第１循環路２３には、第１分岐路２７の流量を所望の流量に維持するための第１流量制御手段２８が設けられている。第１流量制御手段２８は、種々の流量制御手段を採用し得るが、図示例では、第１分岐路２７を挟んで第１循環路２３の上流側位置及び下流側位置の各々の流量を検知する第１流量検知機２８１及び第２流量検知器２８２と、第１流量検知器２８１及び第２流量検知機２８２によって得られた流量値の差（流量差）を演算し、その流量差を所望値に維持するように、第１循環路２３に設けた電磁式の流量制御弁２８３、２８４を制御する制御部２８５と、を有している。この流量差が、第１分岐路２７を通じて噴霧ノズル７に供給される廃油の流量となる。廃油の流量を検知する検知器２８１，２８２は、質量流量計が好ましい。
【００２６】
制御部２８５は、前記流量差に応じて、都市ガスの供給流量をも加減制御する。即ち、制御部２８５は、燃料となる廃油及び都市ガスの総熱量が所望量となるように制御する。
【００２７】
第１タンク２１には、タンク内の廃液を撹拌する撹拌装置２９を付設することができる。種々形態の撹拌装置を採用し得るが、図示例の撹拌装置２９は、第２循環ポンプ２９１と、第２循環ポンプ２９１によって第１タンク２１内の廃油を循環させる第２循環路２９３とによって構成されている。
【００２８】
上記構成を備える廃油供給システム２によれば、廃油中の固形分は、第１粉砕機２５及び第１ストレーナー２６によって、燃焼炉の噴霧ノズル７が目詰まりしない程度に微粒化される。廃油は第１循環路２３から第１分岐路２７に分岐するが、第１分岐路２７が第１循環路２３より細径となっているため、分岐によって第１分岐路２７内の流速が第１循環路２３内の流速に比較して減速することを抑え、好ましくは、第１分岐路２７の流速を第１循環路２３の流速と同程度とし、第１分岐路２７内に微粒化された固形分が沈降して堆積するのを防止する。そして、第１ストレーナー２６は、第１粉砕機２５で所定寸法に粉砕仕切れなかった固形分を捕獲するが、その量は微量であり、第１ストレーナー２６のメッシュの交換頻度は大幅に低減する。
【００２９】
また、第１分岐路２７が自由落下方向に向けて延設されているので、第１粉砕機２５及び第１ストレーナー２６を通ることによって微粒化された固形分が第１分岐路に堆積されることなく、噴霧ノズル７から噴射され、燃料ガス（都市ガス）とともに燃焼させられる。
【００３０】
さらに、第１粉砕機２５と第１ストレーナー２６とが第１循環路２３に組み込まれているため、廃油が第１循環路２３を循環する回数だけ粉砕機を通り、固形分の粒子分布幅が狭まり、小径の固形分割合が高まって、噴霧ノズル７の通りが良くなる。
【００３１】
さらにまた、第１タンク２１に、タンク内の廃油を撹拌する撹拌装置２９を付設することにより、タンク内に固形分が沈降するのを防ぐことができる。
【００３２】
次に、廃アルカリ供給システム３について説明する。廃アルカリ供給システム３も、循環路から分岐路を分岐させて燃焼炉１に供給するという基本構成は、上記の廃油供給システム２と共通している。
【００３３】
廃アルカリ供給システム３は、図外の化学プラントから排出された廃アルカリを受ける第２タンク３１と、第２タンク３１に接続された第２循環路３２と、第２循環路３２から分岐する第２分岐路３３と、第２分岐路３３から廃アルカリを受け入れる第３タンク３４と、第３タンク３４に接続された第３循環路３５と、第３循環路３５から分岐して噴霧ノズル１２、１３に廃アルカリを供給する第３分岐路３６と、を備えている。
【００３４】
第２循環路３２には、循環流上流側から順に第２ストレーナー３７、第２循環ポンプ３８、第２マグネットフィルター３９、第２粉砕機４０、自動スクレーパー式ストレーナー４１が設けられている。第３循環路３５には、循環流上流側から順に第３ストレーナー４２、第３循環ポンプ４３が設けられている。第２分岐路３３は、第２循環路３２と同じ太さのパイプを使用することができる。図示例において、第２ストレーナー３７は、第２循環ポンプ３８を保護するため、３メッシュの金属製メッシュ（開口７ｍｍ）によって構成され、第３ストレーナー４２は、噴霧ノズル１２，１３の目詰まりを防止するため、４０メッシュの金属製メッシュによって構成されている。自動スクレーパー式ストレーナーは、公知のストレーナーであり、廃アルカリ中の結晶物には弾性力があって第２粉砕機４０の粉砕歯をすり抜けるものがあり、主にこれを補足して自動的に排出する装置である。
【００３５】
第３循環路３５には、第３循環ポンプ４３の下流位置に第３分岐路３６が設けられている。図示例で第３分岐路３６の流路断面積は、第３分岐路３６より上流の部分における第３循環路の流路断面積より小さい。図示例では、第３循環路３５は、第３分岐路３６より上流の部分に２５Ａのステンレスパイプ、第３分岐路３６より下流の部分に２０Ａのステンレスパイプを使用しており、第３分岐路３６は２０Ａのステンレスパイプを使用している。
【００３６】
第３分岐路３６は、第２流量制御手段４５を備える。第２流量制御手段４５は、第３分岐路３６内を流れる廃アルカリの流量を検出する電磁流量計４５１、電磁流量計４５１によって検出された流量値の出力を受けて制御弁４５２を制御する第２制御部４５３と、を有している。なお、第３分岐路３６は、図示都合上、水平方向に向いて延設されているが、上記した第１分岐路２７と同様の理由から、自由落下方向へ延設することが好ましい。
【００３７】
第３タンク３４は、第２タンク３１より小容量であり、図示例では、第３タンク３４が１５ｍ３、第２タンク３１が２５０ｍ３である。廃油の供給がストップしても都市ガスの流量を増やせば炉内温度を保てるが、廃アルカリの供給がストップすると炉内温度を一定に保てなくなり、急激に炉内温度が上昇するため危険である。第３タンク３４を設けることにより、第２分岐路３３以前の工程で故障等が発生する等して第３タンク３４に廃アルカリを供給できない事態が生じた場合に、故障修理時間或いは廃アルカリに代えて水を供給するための作業時間を確保することができる。第３タンク３４には、第３タンク３４の液面を検出する液面センサー５０が備え付けられている。
【００３８】
第２循環路３２は、第２分岐路３３の下流位置に、電磁開閉弁５１が設けられている。また、第２分岐路３３にも、電磁開閉弁５２が備えられている。
【００３９】
第３タンク３４の液面が所定水位より低下したことを液面センサー５０が検出すると、制御部５５は、電磁開閉弁５１を閉じて、電磁開閉弁５２を開き、廃アルカリを第３タンク３４に供給する。逆に、第３タンク３４の液面が所定水位を超えていることを液面センサー５０が検出しているときは、電磁開閉弁５１を開いて、電磁開閉弁５２を閉じることにより、廃アルカリを第２循環路３２において循環させる。
【００４０】
また、第２タンク３１、第３タンク３４は、各々、タンク内の廃アルカリを撹拌するための、横型攪拌機５６、５７が装着されている。
【００４１】
廃アルカリ供給システム３は、上記のような構成を備えることにより、上記の廃油供給システムと同様の作用により、廃アルカリ中の固形分を微粒化し、液体成分とともに燃焼させる。その結果、ストレーナー４２の交換頻度が減少する。
【００４２】
上記のような構成を有する廃液供給システム及び燃焼炉を備える燃焼システムは、炉内において、廃油が燃焼熱を発生させて炉内温度を上昇させる一方、廃アルカリが蒸発潜熱により炉内温度を下げる。廃油供給システム２及び廃アルカリ供給システム３は、安定して所定量の廃油及び廃アルカリを炉内に供給することにより、炉内温度を安定させる。
【００４３】
上記実施形態においては、廃油供給システム及び廃アルカリ供給システムについて例示したが、廃酸供給システムにも応用できることは当業者であれば明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る廃液供給システムの一実施形態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  燃焼炉
２  廃油供給システム
３  廃アルカリ供給システム
７  噴霧ノズル
２１  第１タンク
２２  第１循環ポンプ
２３  第１循環路
２５  第１粉砕機
２６  第１ストレーナー
２７  第１分岐路
２８  第１流量制御手段
３１  第２タンク
３２  第２循環路
３４  第３タンク
３６  第３分岐路
３７  第２ストレーナー
３８  第２循環ポンプ
４０  第２粉砕機
４２  第３ストレーナー
４３  第３循環ポンプ
４５  第２流量制御手段
２９，５６，５７  撹拌装置
【図１】
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