(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄路盤材を所定粒径に粉砕し、粉砕した粉砕粒子を水熱反応装置により３５０℃、３０ＭＰａに保持して水熱反応により流動化させた後、流動物を分離槽に導いて砕石などの固形物と、粗悪油と、水とに分離することを特徴とする廃棄路盤材処理方法。
【請求項２】
水熱反応装置にアルカリを供給しつつ水熱反応を行わせることを特徴とする請求項１記載の廃棄路盤材処理方法。
【請求項３】
廃棄路盤材の粉砕時に散水しながら粉砕することを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄路盤材処理方法。
【請求項４】
分離槽で分離した固形物を路盤材の骨材として再利用することを特徴とする請求項１、２又は３記載の廃棄路盤材処理方法。
【請求項５】
分離槽で分離した粗悪油を路盤材のアスファルトとして再利用することを特徴とする請求項１、２又は３記載の廃棄路盤材処理方法。
【請求項６】
分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を添加して超臨界反応装置に導き、超臨界温度と圧力に保持して超臨界反応を行わせた後、油分分離槽により無機固形物とガスを分離して改質油を得ることを特徴とする請求項１記載の廃棄路盤材処理方法。
【請求項７】
廃棄路盤材を所定粒径に粉砕する粉砕機と、粉砕した粉砕粒子を３５０℃、３０ＭＰａに保持して流動化する水熱反応装置と、水熱反応装置により流動化された流動物を導入して砕石などの固形物と粗悪油と水とに分離する分離槽とを備えたことを特徴とする廃棄路盤材処理装置。
【請求項８】
粉砕機に散水装置を備えていることを特徴とする請求項７記載の廃棄路盤材処理装置。
【請求項９】
粉砕機が粗粉砕機と細粉砕機とからなることを特徴とする請求項７又は８記載の廃棄路盤材処理装置。
【請求項１０】
分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を添加した混合処理液を導入して超臨界温度及び圧力に保持して超臨界反応を行う超臨界反応装置と、超臨界反応装置からの反応処理液を導入して無機固形物とガスを分離し改質油を得る油分分離槽とを備えたことを特徴とする請求項７記載の廃棄路盤材処理装置。
【請求項１１】
超臨界反応装置が、複数のバッチ式反応器を備えて、連続バッチ式処理ができるようにしていることを特徴とする請求項１０記載の廃棄路盤材処理装置。
【請求項１２】
分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を添加した混合処理液を導入して超臨界温度及び圧力に保持して超臨界反応を連続的に行う連続反応器による超臨界反応装置と、連続反応器で処理した反応処理液から無機固形物とガスを分離して改質油を得る油分分離槽とを備えたことを特徴とする請求項７記載の廃棄路盤材処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄路盤材から、固形物（骨材）と油分（アスファルト）を分離して、再度路盤材に使用することを可能にすると共に、油分を改質して燃料化できるようにした廃棄路盤材処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路の舗装には路盤材が用いられており、一般に路盤材は、アスファルトに砕石などの骨材を混入したものを用いている。
【０００３】
道路の路面が劣化すると、路盤材を除去して廃棄する必要があるが、このように除去された路盤材は、従来、殆んど再利用されることなく大量に埋立、廃棄されてきた。また、ごく一部には、強度を必要としない道路などに、路盤材を砕いたものをばらまくことにより利用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、国内では路盤材のための砕石が不足しており、代替品が種々検討されている。また、廃棄される路盤材を埋立る場合には、埋立のための敷地の確保が困難になってきており、しかも路盤材から油分であるアスファルトを分離することが不可能なために、環境保全の面から埋立そのものも問題視されるようになってきている。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、廃棄路盤材から、固形物と油分を分離して回収するようにし、更に油分を改質して燃料化できるようにした廃棄路盤材処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃棄路盤材を所定粒径に粉砕し、粉砕した粉砕粒子を水熱反応装置により３５０℃、３０ＭＰａに保持して水熱反応により流動化させた後、流動物を分離槽に導いて砕石などの固形物と、粗悪油と、水とに分離することを特徴とする廃棄路盤材処理方法、に係るものである。
【０００７】
上記手段において、水熱反応装置にアルカリを供給しつつ水熱反応を行わせるようにしてもよく、廃棄路盤材の粉砕時に散水しながら粉砕するようにしてもよく、分離槽で分離した固形物を路盤材の骨材として再利用するようにしてもよく、分離槽で分離した粗悪油を路盤材のアスファルトとして再利用するようにしてもよい。
【０００８】
更に、分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を添加して超臨界反応装置に導き、超臨界温度と圧力に保持して超臨界反応を行わせた後、油分分離槽により無機固形物とガスを分離して改質油を得るようにしてもよい。
【０００９】
本発明は、廃棄路盤材を所定粒径に粉砕する粉砕機と、粉砕した粉砕粒子を３５０℃、３０ＭＰａに保持して流動化する水熱反応装置と、水熱反応装置により流動化された流動物を導入して砕石などの固形物と粗悪油と水とに分離する分離槽とを備えたことを特徴とする廃棄路盤材処理装置、に係るものである。
【００１０】
上記手段において、粉砕機に散水装置を備えていてもよく、粉砕機が粗粉砕機と細粉砕機とから構成されていてもよい。
【００１１】
更に、分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を添加した混合処理液を導入して超臨界温度及び圧力に保持して超臨界反応を行う超臨界反応装置と、超臨界反応装置からの反応処理液を導入して無機固形物とガスを分離し改質油を得る油分分離槽とを備えていてもよい。
【００１２】
上記手段において、超臨界反応装置が、複数のバッチ式反応器を備えて、連続バッチ式処理ができるようにしていてもよい。
【００１３】
また、分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を添加した混合処理液を導入して超臨界温度及び圧力に保持して超臨界反応を連続的に行う連続反応器による超臨界反応装置と、連続反応器で処理した反応処理液から無機固形物とガスを分離して改質油を得る油分分離槽とを備えていてもよい。
【００１４】
本発明によれば、次のような作用を有する。
【００１５】
廃棄路盤材を細粉砕機で所定粒径に粉砕し、粉砕した廃棄路盤材を水熱反応装置に供給して、３５０℃、３０ＭＰａの条件で水熱反応させることにより流動化させ、この流動物を分離槽に供給して砕石などの固形物と、粗悪油と、水とに分離するようにしたので、分離した固形物はそのまま路盤材の骨材として再利用することができ、また、分離槽で分離した粗悪油は路盤材のアスファルトとして再利用したり、或いはＡ重油以下の油として利用することができる。
【００１６】
廃棄路盤材の粉砕時に、水を散水すると、粉塵の発生を防止できる。
【００１７】
水熱反応装置にアルカリを供給して、流動物のｐＨを高く保持すると、水熱反応装置の腐食の問題を低減できる。
【００１８】
更に、分離槽で分離した粗悪油に脱硫添加剤を混合した混合処理液を、バッチ式反応器による超臨界反応装置に導いて超臨界反応により脱硫を行い、続いて反応処理液を油分分離槽に供給して無機固形物とガスとを分離すると、改質油が得られる。
【００１９】
また、混合処理液を、連続反応器による超臨界反応装置に導いて連続処理すると、改質油が連続的に得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の一例を示すフローチャートである。図１に示すように、廃棄路盤材１は、ホッパ２及び供給装置３を介して粗粉砕機４に供給されて粗粉砕されるようになっている。
【００２２】
またこの時、貯水槽５の水６が散水装置７によって粗粉砕機４に散水されるようになっている。散水する水６としては、廃有機溶媒等を用いることができ、また有機溶媒を含有する水を用いることもできる。
【００２３】
粗粉砕機４には、ジョークラッシャ、ジャイレトリクラッシャなどを用いることができ、廃棄路盤材１を１０ｃｍ以下程度の大きさに粗粉砕するようにしている。
【００２４】
粗粉砕機４で粗粉砕した廃棄路盤材１は、ホッパ８及び供給装置９を介して細粉砕機１０に供給されて細粉砕される。この細粉砕機１０にも、散水装置７によって水６が散水される。
【００２５】
細粉砕機１０には、ジャイレトリクラッシャ、クラッシングロール、ハンマーミル、ローラミル等を用いることができ、廃棄路盤材１を１ｃｍ以下程度の大きさに細粉砕するようにしている。
【００２６】
廃棄路盤材１の粉砕には、粗粉砕機４と細粉砕機１０とを必ず設ける必要はなく、廃棄路盤材１を所定の粒径に粉砕できれば、１台の粉砕機でもよい。
【００２７】
細粉砕された廃棄路盤材１は、バッチ式の水熱反応装置１１に供給されており、水熱反応装置１１において超臨界に近い高温、高圧、例えば３５０℃前後、３０ＭＰａ前後の条件で水位熱反応されるようになっており、これにより廃棄路盤材１は流動化される。水熱反応装置１１には、苛性ソーダ、炭酸ソーダ等のアルカリ１２がｐＨ調整剤として供給されるようになっていてもよい。
【００２８】
水熱反応装置１１で流動化された廃棄路盤材１の流動物１３は、分離槽１４に供給されるようになっており、分離槽１４に供給された流動物１３は、減圧弁１５の減圧によって水１６（蒸気）が分離されると共に、砕石などの固形物１７と、粗悪油１８とに分離されるようになっている。
【００２９】
分離槽１４で分離した固形物１７は、そのまま路盤材の骨材として再利用することができ、また、分離槽１４で分離した粗悪油１８は路盤材のアスファルトとして再利用したり、或いはＡ重油以下の油として利用することができる。更に、分離槽１４から分離された水１６も貯水槽５に戻して再び散水に利用することができる。
【００３０】
分離槽１４で分離した粗悪油１８は、超臨界反応装置１９で脱硫処理することにより、改質油として燃料などに用いることができる。
【００３１】
即ち、図１の超臨界反応装置１９では、粗悪油１８を処理タンク２０に供給し、更に処理タンク２０に脱硫添加剤２１を供給して混合することにより混合処理液２２とする。処理タンク２０の混合処理液２２は、その一部がポンプ２３及び循環系路２４を介して循環されることにより均一に混合されるようになっている。脱硫添加剤２１としては、苛性ソーダ、シュウ酸、水素、一酸化炭素などの還元剤、反応助剤等を用いることができる。
【００３２】
処理タンク２０の混合処理液２２は、ポンプ２３により逆止弁２５を介して超臨界反応装置１９の切替系路２６に供給されるようになっている。図１の超臨界反応装置１９は、２台のバッチ式反応器２７，２８で構成されており、切替系路２６に備えた弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの切替えによって、混合処理液２２の取込みと払出しを交互に行えるようになっている。バッチ式反応器２７，２８は、超臨界の高温、高圧、例えば４００℃前後、３０ＭＰａ前後の条件で脱硫反応を行うようになっている。図中３０は逃がし弁である。
【００３３】
弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの切替えによってバッチ式反応器２７，２８の何れか一方から取出された反応処理液３１は、１次冷却器３２、例えば１０ＭＰａ前後に減圧するオリフイス等の減圧装置３３を介して油分分離槽３４に導くようにしている。
【００３４】
油分分離槽３４に導かれた反応処理液３１は、無機固形物３５と、ガス３６とを分離して、改質油３７を得るようになっている。
【００３５】
また、油分分離槽３４で分離されたガス３６は、高温を有しているので、一部を処理タンク２０の出口に設けたミキシングヒータ３８に導いて混合処理液２２に混合することにより、混合処理液２２を軟化させて流動化させ、送給を容易にしており、またガス３６の他部は、分離槽１４の下流に設けた熱交換器３９に導いて、粗悪油１８を加熱することにより流動化を促進させた後、排ガス処理装置４０に導いて脱硫などの処理を行うようにしている。
【００３６】
以下に、上記形態例の作用を説明する。
【００３７】
廃棄路盤材１は、ホッパ２及び供給装置３を介して粗粉砕機４に供給することにより粗粉砕され、更にホッパ８及び供給装置９を介して細粉砕機１０に供給することにより細粉砕される。この時、貯水槽５の水６を散水装置７によって粗粉砕機４及び細粉砕機１０に散水したり、或いは湿式で粉砕を行うようにすると、粉塵の発生を防止できる利点がある。また、廃棄路盤材１はそれに含まれている砕石などの骨材の大きさと略同じ程度の大きさ、例えば１ｃｍ程度の大きさに粉砕すると、比較的容易に粉砕できる。
【００３８】
細粉砕機１０で粗粉砕された廃棄路盤材１は、バッチ式の水熱反応装置１１に供給されて、超臨界に近い高温、高圧、例えば３５０℃前後、３０ＭＰａ前後の条件で水熱反応される。廃棄路盤材１は、水熱反応によって高分子結合が遮断され易くなり、高分子が低分子化し、アスファルト分が高流動化される。これにより、流動物中の固形物の分離を容易にすることができる。
【００３９】
このとき、水熱反応装置１１に苛性ソーダ、炭酸ソーダ等のアルカリ１２を供給して、流動物のｐＨを高く調整すると、流動物中の塩素をＮａＣｌのような形で除去でき、これによって高温で腐食しやすい条件で運転される水熱反応装置１１の腐食の問題を低減できる。
【００４０】
水熱反応装置１１で流動化された廃棄路盤材１の流動物１３は、分離槽１４に供給され、減圧弁１５の減圧により水１６（蒸気）が分離されると共に、砕石などの固形物１７と、粗悪油１８とが分離される。
【００４１】
分離槽１４で分離した固形物１７は、そのまま路盤材の骨材として再利用することができ、また、分離槽１４で分離した粗悪油１８は路盤材のアスファルトとして再利用したり、或いはＡ重油以下の油として利用することができる。更に、分離槽１４で分離された水１６も貯水槽５に戻して再び散水に利用することができる。
【００４２】
更に、分離槽１４で分離した粗悪油１８は、処理タンク２０に供給され、脱硫添加剤２１と混合され、混合された混合処理液２２は、ポンプ２３によりバッチ式反応器２７またはバッチ式反応器２８に供給される。弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの内、白抜きは弁開であり、黒塗りは弁閉である。したがって、図１の状態は、バッチ式反応器２８が弁２９ｂにより混合処理液を受け入れ、バッチ式反応器２８が弁２９ｃにより反応処理液３１を払い出している状態を示している。
【００４３】
バッチ式反応器２７，２８による超臨界反応は、弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄを閉じた状態で、超臨界の高温、高圧、例えば４００℃前後、３０ＭＰａ前後の条件で行なわれる。この時、バッチ式反応器２７，２８は、１台のみ備えるようにしてもよく、または３台以上設けて、これらを切替えて使用するようにしてもよい。
【００４４】
バッチ式反応器２７，２８では、超臨界反応によって混合処理液２２中の粗悪油の炭素と硫黄の結合が遮断されて、良好な脱硫黄が行なわれる。
【００４５】
弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの切替えにより、バッチ式反応器２７，２８の何れか一方から取出された反応処理液３１は、１次冷却器３２、例えば１０ＭＰａ前後に減圧するオリフイス等の減圧装置３３を介して油分分離槽３４に導かれ、無機固形物３５と、ガス３６とを分離することにより、改質油３７が得られる。この改質油３７は、硫黄分が２％以下であり、燃料その他に利用することができる。
【００４６】
また、油分分離槽３４で分離されたガス３６を、処理タンク２０の出口に設けたミキシングヒータ３８に導くようにすると、混合処理液２２を軟化させて流動化させ、送給を容易にすることができ、またガス３６を、分離槽１４の下流に設けた熱交換器３９に導いて、粗悪油１８を加熱すると、粗悪油１８を流動化させて送給を容易にすることができる。
【００４７】
また、熱交換器３９で熱交換した後のガス３６は、排ガス処理装置４０に導いて脱硫などの処理を行うようにしているが、バッチ式反応器２７，２８によって効率的な脱硫が行われているので、排ガス処理装置４０は小型のものとすることができる。
【００４８】
図２は、図１の超臨界反応装置１９に、連続反応器４１を備えた場合を示している。即ち、分離槽１４で分離した粗悪油１８に処理タンク２０にて脱硫添加剤２１を添加し、混合処理液２２をポンプ４２を介してミキシングヒータ３８に供給し、更にポンプ４３を介し連続反応器４１に供給するようにしている。連続反応器４１は、超臨界の高温、高圧、例えば４００℃前後、３０ＭＰａ前後の条件で脱硫を行うようになっている。
【００４９】
連続反応器４１で脱硫された反応処理液３１は、減圧弁などの減圧装置４４により例えば１０ＭＰａ前後に減圧された後、油分分離槽３４に供給されて、前記と同様に、ガス３６と、無機固形物３５とを分離して改質油３７を得るようになっている。
【００５０】
また、図２の形態例では、処理タンク２０の混合処理液２２を連続反応器４１に連続的に供給する必要があるため、混合処理液２２に流動性を持たせるために熱交換器３９によって連続反応器４１に導かれる混合処理液２２を加熱するようにしている。
【００５１】
上記図２の形態例によれば、連続反応器４１によって、粗悪油１８から連続的に改質油３７を得ることができる。
【００５２】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、廃棄路盤材を細粉砕機で所定粒径に粉砕し、粉砕した廃棄路盤材を水熱反応装置に供給して、３５０℃、３０ＭＰａの条件で水熱反応させることにより流動化させ、この流動物を分離槽に供給して砕石などの固形物と、粗悪油と、水とに分離するようにしたので、分離した固形物はそのまま路盤材の骨材として再利用することができ、また、分離槽で分離した粗悪油は路盤材のアスファルトとして再利用したり、或いはＡ重油以下の油として利用することができるという効果がある。
【００５４】
廃棄路盤材の粉砕時に、水を散水すると、粉塵の発生を防止できる効果がある。
【００５５】
水熱反応装置にアルカリを供給して、流動物のｐＨを高く保持すると、水熱反応装置の腐食の問題を低減できる効果がある。
【００５６】
更に、分離槽で分離した粗悪油に、脱硫添加剤を混合した混合処理液を、バッチ式反応器による超臨界反応装置に導いて超臨界反応により脱硫を行い、続いて反応処理液を油分分離槽に供給して無機固形物とガスとを分離すると、改質油が得られる効果がある。
【００５７】
また、混合処理液を、連続反応器による超臨界反応装置に導いて連続処理すると、改質油が連続的に得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する廃棄路盤材処理装置の形態の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明を実施する廃棄路盤材処理装置の形態の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  廃棄路盤材
４  粗粉砕機(粉砕機)
７  散水装置
１０  細粉砕機(粉砕機)
１１  水熱反応装置
１２  アルカリ
１３  流動物
１４  分離槽
１６  水
１７  固形物
１８  粗悪油
１９  超臨界反応装置
２１  脱硫添加剤
２２  混合処理液
２７，２８    バッチ式反応器
３１  反応処理液
３４  油分分離槽
３５  無機固形物
３６  ガス
３７  改質油
４１  連続反応器
【図１】
0004154796.tif 000002
【図２】
0004154796.tif 000003