JP3973664B2

JP3973664B2 - 硫酸ピッチ処理法とそのための装置

Info

Publication number: JP3973664B2
Application number: JP2005046520A
Authority: JP
Inventors: 光治橋詰; 王文天木
Original assignee: 日本ソイル株式会社
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: JP2006231142A

Description

本発明は、石油精製過程において排出される硫酸ピッチを無害化する活用する硫酸ピット処理法とそのための装置に関する。

石油精製過程の清浄工程で石油を洗うために硫酸が使用されているが、この清浄工程から大量の硫酸ピッチが残留物として排出される。この硫酸ピッチは公害を発生するために、適当に処理して無害化しなければならない。従来は、硫酸ピッチ中の油を浮上させ分離することにより分離油を回収してから焼却処理していた。

然し乍ら、硫酸ピッチを焼却処理するための油回収工程とか焼却処理工程の設備に費用がかかり、処理費用が膨大になる欠陥があった。

また特許文献１に記載の処理法は、無機セメント系固化処理材に何を使用するか明らかでなく、処理費用の見通しも立たない処理法であり、中和剤として、無機セメント系固化処理材を加え、混合する処理法では、硫酸ピッチの油分散工程１と中和工程２と加熱脱水工程３および破砕工程４の４つの工程を必要として、時間と費用のかかる処理法である。更に、特許文献１記載の方法では、混合体を固化するときに、団粒化して固化するために、最終工程に団粒化混合体を破砕する必要がある。
特開平０６−１６５９９９号公報

然し乍ら、従来の処理法では、硫酸ピッチを低価格で迅速に処理することができない。更に、従来の処理法では、処理物を再利用することができない。この点を解決したとする特許文献１記載の処理法では、処理に時間と費用が膨大にかかるために実用性が疑問であった。

これに対して、本発明の処理法では、比較的に少ない工程で硫酸ピッチを処理し無害化することができ、同時に比較的に効率的に硫酸ピッチを処理することができる処理法を提供する。

本発明は、石油精製で生じた硫酸ピッチに、セメント系廃材またはＡＬＣ廃材または石膏ボ−ド廃材および循環させた粉粒体の少なくとも一部と水を加え混合して形成した均一な混合体に、適宜中和剤と表面活性剤を加えて混合した後に、加熱、脱水して粉粒体を得、その得られた粉粒体の少なくとも一部を、最初の工程に循環させことにより、効率的に硫酸ピッチを処理することができることを発見したことに基づく発明である。

そして、請求項２の発明は、そのための装置であり、石油精製で生じた硫酸ピッチに石灰系廃材および本処理法により得られた粉粒体の少なくとも一部と水を加え混合して、適宜中和剤と表面活性剤を加えて混合し、撹拌する反応撹拌槽と、その反応撹拌槽の底部より排出された反応混合物を加熱、脱水して、粉粒体を得る乾燥機を備え、後段で得られる粉粒体の少なくとも一部を、最初の工程に循環させる循環路を備えることを特徴とする硫酸ピッチ処理装置である。

本処理法の対象とする硫酸ピッチとは、［石油精製で生じた硫酸処理、硫酸洗浄から排出される廃油と廃酸の混合物である廃酸スラッジ］であり、これを処理剤の組合せと水中の混合撹拌という化学反応を無害化した方法で処理するものである。硫酸ピッチは、不正軽油を製造する際に副産物として発生し、適切な処理法がなく、処理費用が膨大になり、全国的に不法投棄が行われ各地で住民の健康被害をもたらしている。これは、多量の濃硫酸を含有する有害物質であり、水と接触により、亜硫酸ガスの発生、呼吸器系統の障害、皮膚のただれ症状等を招く危険な物質である。

また、本処理法に使用する［石灰系廃材］とは、［セメント系廃材またはＡＬＣ廃材（軽量成形コンクリート）または石膏ボ−ド廃材など、また火力発電所、化学工場等から出る廃棄材の石炭灰や消石灰を主原料としている廃材であり、石灰、消石灰、生石灰から製造され固化されて作られた材料の廃材であり、その中にカルシウム分を多量に含有する廃材］である。例えば、ＣａＯ；５５〜７０重量％、ＳｉＯ_２：１７〜２５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：３〜８重量％、Ｆｅ_２Ｏ_３：０．５〜６重量％、ＭｇＯ；０．０１〜４重量％、ＳＯ_３；１〜３重量％のような成分比のものである。

また、本発明により処理により得られる無害化されたアルカリ性砂は、弱アルカリ性であり、その一部が再循環させて、硫酸ピッチの処理のために用いられるが、カルシウム分を含有し、肥料ともなる有用物質である。

図２は、本発明による硫酸ピッチの処理装置の平面図Ａと断面図Ｂである。硫酸ピッチはドラム缶４、５に収納されて運ばれてくる。本発明の好適な具体例によると、ドラム缶５に収納された廃酸スラッジを昇降機４で上昇させ、反転機６により反応撹拌層７に投入する。廃酸スレッジは、その滞留時間の差異により、スラッジの固体化が進行しているものあるいは変化しているものがあり、処理時間に違いが生じる。

本発明による硫酸ピッチの処理法は、低コストで有害な硫酸ピッチを処理することができるものである。即ち、処理剤として、大部分に廃材を用いることにより可能になり、且つ、水中で処理するために有害成分が空気中に拡散することが非常に少なくできるものである。
以下説明され、証明されるような優れた特性を有するとともに、従来、高コストのかかった硫酸ピッチの処理が、低コストで可能にしたものである。

作用

硫酸ピッチを投入され、水中で混合され撹拌されながら、図示のように処理剤を順次投入することにより、化学反応を起こし、スラッジ中の廃油は分散され懸濁され、乳化され水中で分離される。同時にスラッジ中の硫酸は石灰系廃材中のカルシウム分により中和され、添加された消石灰により中和が完成され、無害化され、無害化砂となり、無害化砂として再利用される。

以下、本発明に係る硫酸ピッチの処理法を説明する。

図１は、本発明による硫酸ピッチの処理方法のフロ−チャ−トを示す。

本発明を図１の工程図により説明する。即ち、本発明の硫酸ピッチの処理法は、混合、撹拌工程即ち、反応撹拌機中で行われる工程と加熱脱水工程、即ち、反応撹拌機から排出された混合体を乾燥する過程の２つの工程により行われる。

硫酸ピッチに、セメント系廃材を粉砕したものと水とを混合することにより、セメント系廃材中に含まれるカルシウム分が硫酸を中和し、そして、セメント系廃材中に含有する珪酸ナトリウム或いはカルシウムの粉末が、油分の分散剤となり、添加した界面活性剤が、硫酸ピッチに含有する油分を分散し、乳化し、油分による固化阻止作用を除去するので、均一した混合物が混合撹拌工程中に得られるものである。そして、セメント系廃材に含有するカルシウム分により高アルカリ性になり、ｐＨは１２程度以上になる。そこで、アルカリ分が不足の場合には、中和剤として消石灰やポルトランドセメント等を利用することができる。

本発明の処理法では、図１に示すように、分散、中和、混合などを１度に行う。この工程は、約５〜３０分程度で拡散、混合、中和等が行われ、この反応がほぼ終了すると、この流動性のある混合物を、反応撹拌機の底から排出し（図２参照）、加熱、脱水工程に送り、加熱して水分除去し、粉粒体となる。

このように処理して得られる粉粒体は、破砕工程の必要はなく、そのままの形で、次の工程で使用される。このように硫酸ピッチ中に含有する油分の処理は分散、乳化した上澄みを除去し、本発明の処理法等のために、熱エネルギー補充に燃焼させることにより、無害に油分は処理除去される。従って、硫酸ピッチの処理は、短時間に無害にできるものである。この最終の粉粒体は、カルシウム分を含むために、固化されており、最終処分として、セメントの助燃剤やセメントの混和材料としても、また、肥料としても利用できる。

図２は、前記の説明のように、本発明による硫酸ピッチの処理装置、処理工場の上から見た平面図Ａと側面から見た断面図Ｂである。石油精製で生じた硫酸ピッチは、ドラム缶に詰められて処理工場に運び込まれ、図２に示すように、反応撹拌機６中に投入される。２は、アルカリ性の調整のために、消石灰あるいはポルトランドセメントを投入する口であり、３は、混合体の粘度、アルカリ性、流動性等を調整するための水の投入口である。この反応撹拌機６は、図示のように、水平の回転軸の回りに回転する撹拌翼により撹拌する反応機能を有する撹拌機である。この反応撹拌室は、有害物質が大気中に拡散しないように、減圧になっている。２０は、減圧室のガスを制御するガス処理室である。

このように本発明の処理法に従って、上記のような石灰系廃材および本処理法により得られた粉粒体の少なくとも一部と水を、反応撹拌機６中に投入して、混合して形成した均一な混合物にし、水平撹拌棒を回転させて撹拌し、同時に、適宜中和剤と表面活性剤を加えて更に混合撹拌する。添加された界面活性剤は硫酸ピッチ中の油分を分散、乳化する。また、セメント系廃材中のアルカリ分が硫酸ピッチ中の硫酸分と反応し、硫酸イオンを低下させる。

次に、混合、撹拌され、十分に反応が進んだ後に、混合体を、反応撹拌機６の底部の開閉装置７を開けて、排出口９から排出し、その混合体を図示のように、加熱炉内をコンベヤ−１１、１２等で運び、加熱、脱水する。十分に混合され反応された混合体を乾燥すると、粉粒体が得られる。その粉粒体は、コンベヤー１２、１３によりフレコンパック１４中に貯蔵される。そのコンベヤー１３から再循環させるコンベヤーを反応撹拌機６の上に伸ばされており、これにより、粉粒体の一部が、反応撹拌機６中に投入され、再循環、再利用される。すなわち、その粉粒体は、非常に細かい粉粒体であり、投入された硫酸ピッチと混合されるとそれを、粉粒体が砕き、粉粒体中の珪酸ナトリウムなどが分散剤として働き、分散する機能がある。そのために、その少なくとも一部を、最初の反応撹拌工程に循環させると、より効率よく、硫酸ピッチを処理することができることになる。

最終的に得られた無害化粉粒体は、コンベヤー１３により、パレット１５上のフレコンパック１４に収納される。また、その粉粒体の一部は、加熱されたままで、最初の工程である反応撹拌機６中に返され、その混合物の中で硫酸ピッチを粉砕し、分散することができるために、使用される。

また、この最終的に得られる粉粒体は、カルシウム分を含み、肥料としても用いることができ、また、セメント製造の原料として、また、コンクリート成形に入れる原料としても用いることができる。

本発明は、以上説明したように、硫酸ピッチにセメント系廃材と水を加え、更に、中和剤、界面活性剤を加え、硫酸ピッチに含まれる油分を分散、乳化し、油分を除去し、前記の廃材による中和と補助的に添加した石灰系の中和剤により混合中和してから、加熱乾燥すると、２工程のみで、硫酸ピッチを確実に無害化でき、同時に、効率よく処理することができる硫酸ピッチの処理法を提供した。

更に、本発明の硫酸ピッチの処理法は、従来の処理と比べて著しく低いコストで処理を行うことができる硫酸ピッチの無害化法であり、有害な硫酸ピッチを迅速に処理し、公害のもとを断つことができる方法である。

本発明の硫酸ピッチの処理法により処理工程を示す工程図である。本発明による硫酸ピッチの処理の１例を示す処理装置を平面図Ａと断面図Ｂにより示す。

符号の説明

１…減圧室、２…アルカリ分投入口、３…水投入口、４…ドラム缶昇降基、５…ドラム缶反転機、６…反応撹拌機、７…開閉底、９…排出口、１１，１２，１３…搬送コンベヤー、１４…フレコンパック、１７…反転機能付き攪拌機、２０…乾燥機

Claims

石油精製で生じた硫酸ピッチに、石灰系廃材および本処理法により得られた粉粒体の少なくとも一部と水を加え混合して形成した均一な混合体に、適宜中和剤と表面活性剤を加えて混合した後に、加熱、脱水して粉粒体を得、その得られた粉粒体の少なくとも一部を、最初の反応撹拌工程に循環させることを特徴とする硫酸ピッチ処理法。
石油精製で生じた硫酸ピッチに石灰系廃材および本処理法により得られた粉粒体の少なくとも一部と水を加え混合して、適宜中和剤と表面活性剤を加えて混合し、撹拌する反応撹拌槽と、その反応撹拌槽の底部より排出された反応混合物を加熱、脱水して、粉粒体を得る乾燥機を備え、後段で得られる粉粒体の少なくとも一部を、最初の工程に循環させる循環路を備えることを特徴とする硫酸ピッチ処理装置。