JP5362138B1 - 相溶性透明含水油の製造方法及び相溶性透明含水油製造装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、水と油とが混合されながら透明性を維持できる相溶性透明含水油の製造方法及びその為の相溶性透明含水油製造装置を提供することである。本方法は、負の酸化還元電位を呈する水である加工水49と、鉱物油及び植物油から選択される少なくとも一方の油55と、が共存された被処理液27を散気する散気工程と、散気工程を経た被処理液27を濾過する濾過工程と、散気工程中の被処理液、散気工程後且つ濾過工程前の被処理液、濾過工程中の被処理液、及び濾過工程後の被処理液、のいずれかに対してアミン化合物を添加する添加工程と、を備える。本装置は、そのための相溶性透明含水油製造装置1であって、散気を行う散気手段2と濾過を行う濾過手段3とアミン化合物を添加するアミン化合物添加手段7とを備える。
Description
本発明は相溶性透明含水油の製造方法及び相溶性透明含水油製造装置に関する。更に詳しくは、水と油とが混合されながら透明性を維持できる相溶性透明含水油の製造方法及びその為の相溶性透明含水油製造装置に関する。
近年、埋蔵量が限られている石油等の化石燃料の枯渇問題や、化石燃料を燃焼させた際に排出されるCO2や、NOx、SOx等の有害物質による地球温暖化や環境汚染の問題に対処するために、燃料油と水を混合してエマルジョン化したエマルジョン燃料が注目され、種々の製造方法が提案されている。
例えば、特許文献1に記載されている発明は、燃料油の中に空気注入によって気泡を発生させて撹搾しつつ、200V以上のプラス電位が付与される環境下で水を混入することによって、透明化した油水混合液を得ようとするものである。
また、特許文献2に記載されている発明は、エダクター効果と渦流効果を利用して、植物由莱の増粘剤により水の粘度を高めた活性水と、油性燃焼促進剤を適宜調整添加した基燃油を撹搾及び循環混合することにより、長時間安定して油水が分離しない均一なエマルジョン燃料油を得ようとするものである。
しかしながら、前述した特許文献1に記載された発明は、有害でコスト負担となる乳化剤等を使用することなく透明な混合油を製造する方法を提供するものであるが、油中に混合できる水の重量比率は10%〜15%程度に留まるものであった。
また、特許文献2に記載されている発明では、燃料油をエダクター効果と渦流効果を利用して水と撹拌混合している。このため、均一に粒子化されたエマルジョンを得ることが難しく、高い含水比率においては、油水エマルジョン状態を長期間安定して維持することが困難である。また、得られた製品油は透明ではなく、商品価値を高められない問題もあった。
本発明は上記従来の技術に鑑みてなされたものであり、水と油とが混合されながら透明性を維持できる相溶性透明含水油の製造方法及びその為の相溶性透明含水油製造装置を提供することを目的とする。
即ち、本発明は以下に示す通りである。
請求項1に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、負の酸化還元電位を呈する水である加工水と、鉱物油及び植物油から選択される少なくとも一方の油と、が共存された被処理液を散気してエマルジョン化する散気工程と、
前記散気工程を経た被処理液を濾過する濾過工程と、
前記散気工程中の被処理液、前記散気工程後且つ前記濾過工程前の被処理液、前記濾過工程中の被処理液、及び、前記濾過工程後の被処理液、のうちのいずれかの被処理液に対して、透明化剤としてのアミン化合物を添加するアミン化合物添加工程と、を備えることを要旨とする。
請求項1に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、負の酸化還元電位を呈する水である加工水と、鉱物油及び植物油から選択される少なくとも一方の油と、が共存された被処理液を散気してエマルジョン化する散気工程と、
前記散気工程を経た被処理液を濾過する濾過工程と、
前記散気工程中の被処理液、前記散気工程後且つ前記濾過工程前の被処理液、前記濾過工程中の被処理液、及び、前記濾過工程後の被処理液、のうちのいずれかの被処理液に対して、透明化剤としてのアミン化合物を添加するアミン化合物添加工程と、を備えることを要旨とする。
請求項2に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、請求項1に記載の相溶性透明含水油の製造方法において、前記散気工程は、散気槽内で行われ、
前記散気を行っている間に、前記散気槽内にある被処理液を、前記散気槽の下部から槽外へ取出して前記散気槽の上部から槽内へ再投入するように循環されることを要旨とする。
前記散気を行っている間に、前記散気槽内にある被処理液を、前記散気槽の下部から槽外へ取出して前記散気槽の上部から槽内へ再投入するように循環されることを要旨とする。
請求項3に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、請求項1又は2に記載の相溶性透明含水油の製造方法において、前記散気工程前に前記加工水を得るための加工水調製工程を備え、
前記加工水調製工程が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える工程であることを要旨とする。
前記加工水調製工程が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える工程であることを要旨とする。
請求項4に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油の製造方法において、前記散気工程は、直流電源の負極に接続された導電体を、前記被処理液と接触させながら前記散気を行う工程であることを要旨とする。
請求項5に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油の製造方法において、前記散気工程で用いる散気気体が、磁鉄鉱石と接触された空気を含むことを要旨とする。
請求項6に記載の相溶性透明含水油の製造方法は、請求項1乃至5のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油の製造方法において、前記散気工程が、散気槽内で行われ、
前記加工水が、前記散気槽内へスプレー投入されることを要旨とする。
前記加工水が、前記散気槽内へスプレー投入されることを要旨とする。
請求項7に記載の相溶性透明含水油製造装置は、請求項1に記載の方法のための相溶性透明含水油製造装置であって、前記散気を行う散気手段と、前記濾過を行う濾過手段と、アミン化合物を添加するアミン化合物添加手段と、を備えることを要旨とする。
請求項8に記載の相溶性透明含水油製造装置は、請求項7に記載の相溶性透明含水油製造装置において、前記散気手段が、散気槽と循環機能部とを備え、
前記循環機能部が、前記散気工程中の被処理液を、前記散気槽の下部から槽外へ取出して前記散気槽の上部から槽内へ再投入できる機能部であることを要旨とする。
前記循環機能部が、前記散気工程中の被処理液を、前記散気槽の下部から槽外へ取出して前記散気槽の上部から槽内へ再投入できる機能部であることを要旨とする。
請求項9に記載の相溶性透明含水油製造装置は、請求項7又は8に記載の相溶性透明含水油製造装置において、前記加工水を得るための加工水調製手段を備え、
前記加工水調製手段が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える手段であることを要旨とする。
前記加工水調製手段が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える手段であることを要旨とする。
請求項10に記載の相溶性透明含水油製造装置は、請求項7乃至9のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油製造装置において、直流電源の負極に接続された導電体を備え、
前記導電体は、前記散気を行う際に、前記被処理液と接触可能にされていることを要旨とする。
前記導電体は、前記散気を行う際に、前記被処理液と接触可能にされていることを要旨とする。
請求項11に記載の相溶性透明含水油製造装置は、請求項7乃至10のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油製造装置において、前記散気気体を調製するための気体調製手段を備え、
気体調製手段は、磁鉄鉱石が充填された気体調製槽内を通過させた空気を前記散気気体として送出する手段であることを要旨とする。
気体調製手段は、磁鉄鉱石が充填された気体調製槽内を通過させた空気を前記散気気体として送出する手段であることを要旨とする。
請求項12に記載の相溶性透明含水油製造装置は、請求項7乃至11のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油製造装置において、前記散気手段は、散気槽と、スプレー投入機能部と、を備え、
前記スプレー投入機能部は、前記加工水を前記散気槽内へスプレー投入する機能部であることを要旨とする。
前記スプレー投入機能部は、前記加工水を前記散気槽内へスプレー投入する機能部であることを要旨とする。
本発明の相溶性透明含水油の製造方法によれば、水と油とが混合されながら透明性を維持できる相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程が、散気槽内で行われ、散気を行っている間に、散気工程中の被処理液を散気槽の下部から槽外へ取出して散気槽の上部から槽内へ再投入するように循環される場合には、装置を小さくまとめて相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程前に加工水を得るための加工水調製工程を備え、その工程が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える工程である場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程が、直流電源の負極に接続された導電体を、被処理液と接触させながら散気を行う工程である場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程で用いる散気気体が、磁鉄鉱石と接触された空気を含む場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程が、散気槽内で行われ、加工水が、散気槽内へスプレー投入される場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程前に加工水を得るための加工水調製工程を備え、その工程が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える工程である場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程が、直流電源の負極に接続された導電体を、被処理液と接触させながら散気を行う工程である場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程で用いる散気気体が、磁鉄鉱石と接触された空気を含む場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気工程が、散気槽内で行われ、加工水が、散気槽内へスプレー投入される場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
本発明の相溶性透明含水油製造装置によれば、水と油とが混合されながら透明性を維持できる相溶性透明含水油を効率よく製造できる。
散気手段が、散気槽と循環機能部とを備え、循環機能部は、散気工程中の被処理液を、散気槽の下部から槽外へ取出して散気槽の上部から槽内へ再投入できる機能部である場合には、装置を小さくまとめて相溶性透明含水油を製造できる。
加工水を得るための加工水調製手段を備え、その手段が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える手段である場合は、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
直流電源の負極に接続された導電体を備え、導電体が散気を行う際に、被処理液と接触可能にされている場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気気体を調製するための気体調製手段を備え、気体調製手段が、磁鉄鉱石が充填された気体調製槽内を通過させた空気を散気気体として送出する手段である場合は、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気手段が、散気槽と、スプレー投入機能部と、を備え、スプレー投入機能部が、加工水を散気槽内へスプレー投入する機能部である場合は、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
加工水を得るための加工水調製手段を備え、その手段が、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える手段である場合は、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
直流電源の負極に接続された導電体を備え、導電体が散気を行う際に、被処理液と接触可能にされている場合には、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気気体を調製するための気体調製手段を備え、気体調製手段が、磁鉄鉱石が充填された気体調製槽内を通過させた空気を散気気体として送出する手段である場合は、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
散気手段が、散気槽と、スプレー投入機能部と、を備え、スプレー投入機能部が、加工水を散気槽内へスプレー投入する機能部である場合は、より効率よく相溶性透明含水油を製造できる。
1.相溶性透明含水油の製造方法
本方法における「散気工程」は、負の酸化還元電位を呈する水である加工水と、鉱物油及び植物油から選択される少なくとも一方の油と、が共存された被処理液を散気してエマルジョン化する工程である。
本方法における「散気工程」は、負の酸化還元電位を呈する水である加工水と、鉱物油及び植物油から選択される少なくとも一方の油と、が共存された被処理液を散気してエマルジョン化する工程である。
上記「加工水」は、酸化還元電位が負の値を呈する水である。この加工水は、実質的に水のみからなり、その酸化還元電位が負の値とされていてもよく、水溶された他成分を含有することによって、その酸化還元電位が負の値とされていてもよい。後者の場合にあっては、通常、水は加工水全体に対して90体積%以上含有される。
加工水に用いる水は、どのような水でもよく制限なく利用できる。即ち、例えば、水道水、河川湖沼水、地下水、イオン交換水、脱イオン水、精製水、純水などを利用できる。尚、海水を利用することもできるが、通常、相溶性透明含水油を調製した後に塩分除去を行う必要がある。
上記「負の酸化還元電位を呈する」とは、酸化還元電位計(ORP計)で測定される電位(mV)がマイナス値であることを意味する。具体的には、0mV未満であればよいが、0mV未満−1000mV以上であることが好ましく、0mV未満−500mV以上であることがより好ましい。加工水の酸化還元電位が負の値であることにより、散気工程において被処理液を散気する時間を短縮することができる。
尚、本酸化還元電位は、ORP計の比較電極として飽和塩化銀電極を用いた場合の値であるものとする。
尚、本酸化還元電位は、ORP計の比較電極として飽和塩化銀電極を用いた場合の値であるものとする。
負の酸化還元電位は、どのように得られてもよい。例えば、電気分解によって負の酸化還元電位を得る方法や、他成分の添加によって負の酸化還元電位を得る方法や、散気によって負の酸化還元電位を得る方法等が挙げられる。これらの方法は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。更に上記のうち、他成分の添加によって負の酸化還元電位を得る方法としては、例えば、メタ珪酸ソーダを添加する方法や、次亜塩素酸及び/又はその塩の水溶液を添加する方法等が挙げられる。また、散気によって負の酸化還元電位を得る方法としては、磁鉄鉱石と接触された空気を含む散気気体や、水素を含む散気気体等を用いて散気を行う方法が挙げられる。上記の各種方法のなかでは、電気分解による方法が最も好ましい。電気分解による方法では、短時間に−500mV以下の酸化還元電位を得ることができ、高い製造効率を得ることができるからである。
上記「鉱物油」には、ガソリン(レギュラーガソリン、ハイオクタン化ガソリンなど)、軽油、灯油、重油(A重油、C重油及びバンカーC重油など)が含まれる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
上記「植物油」には、各種植物から採取される油が含まれる。即ち、パームオイル(アブラヤシ)、パーム核油(アブラヤシ)、ヤシ油(ココヤシ)、コーン油(トウモロコシ)、米油(イネ)、米糠油(イネ)、綿実油(アオイ科ワタ属植物)、オリーブオイル(オリーブ)、ピーナッツ油(ラッカセイ)、菜種油(アブラナ)、サフラワー油(紅花)、ごま油(ゴマ)、大豆油(大豆)、ヒマワリ油(ヒマワリ)、ジャトロファオイル(ナンヨウアブラギリ)、ヘンプオイル(麻)、オウレンボク油(黄蓮木)、松油などの各種針葉樹から採取される油(松などの針葉樹)、その他、ナッツとして利用される各種植物の種子類から採取される油等が挙げられる。即ち、通常、バイオディーゼルと称される範疇に含まれる植物油が含まれる。
更に、油として鉱物油及び/又は植物油が含まれればよいが、その他にも合成油が含まれてもよい。合成油には、鉱物油を加工して得られる油、植物油を加工して得られる油、更には、鉱物油及び植物油を原料としない化学合成油が含まれる。即ち、例えば、各種ポリオレフィン系合成油、エーテル系合成油、エステル系合成油などが含まれる。合成油は1種のみが含まれてもよく2種以上が含まれてもよい。
更に、本方法で利用される油は、上記鉱物油であってもよく、植物油であってもよく、それらの混合物であってもよい。そして、これらの油は、新油であってもよいが、廃油であってもよく、更には、新油と廃油との混合油であってもよい。更には、散気工程で用いる油は、油以外の不純物と供に用いることができる。
上記「被処理液」は、加工水と油とを含む混合液である。この被処理液における加工水と油との割合は特に限定されないが、通常、得られる相溶性透明含水油に含有させる加工水の量と同量が配合される。具体的には、被処理液100体積%に対して、加工水が50体積%以下(通常10体積%以上)となるように配合することが好ましい。
油としてガソリンを用いる場合には、被処理液100体積%に対して、加工水が10〜30体積%となるように配合することが好ましい。また、軽油を用いる場合には、加工水が10〜30体積%となるように配合することが好ましい。更に、灯油を用いる場合には、加工水が10〜40体積%となるように配合することが好ましい。また、A重油を用いる場合には、加工水が10〜40体積%となるように配合することが好ましい。更に、C重油を用いる場合には、加工水が10〜30体積%となるように配合することが好ましい。また、バンカーC重油を用いる場合には、加工水が10〜30体積%となるように配合することが好ましい。更に、パーム油(バイオディーゼル燃料を含む)を用いる場合には、加工水が10〜30体積%となるように配合することが好ましい。
被処理液には、加工水及び油以外にも他の成分を配合できる。他の成分としてはケイ酸塩が挙げられる。ケイ酸塩としては、通常、メタケイ酸塩が用いられ、更には、アルカリ金属塩が用いられる。具体的には、メタケイ酸ナトリウムが好ましい。ケイ酸塩を配合することによって、油水のエマルジョン化を促進することができる。このケイ酸塩の配合量は特に限定されないが、通常、加工水と油との合計100体積部に対して10体積部以下が好ましい。この配合量は、更に、0.5〜8体積部がより好ましく、1〜5体積部が特に好ましい。
散気工程における散気はどのようにして行ってもよい。即ち、例えば、被処理液を散気しながら連続的に処理を行ってもよく、散気槽を用いて非連続的に処理を行ってもよい。
連続的に行う方法としては、図5の方法が例示される。即ち、流通管29と、その流通管29の流路に沿って配設され流通管29内へ散気できる散気手段と、を用いて行う方法である。この場合、散気手段は、図5に例示されるように、散気体25を流通管29の流路に沿って複数を備えることができる。そして、流通管29の上流側から下流側に向かって(図5の矢印の方向)被処理液を流通させながら散気を行うことができる。
連続的に行う方法としては、図5の方法が例示される。即ち、流通管29と、その流通管29の流路に沿って配設され流通管29内へ散気できる散気手段と、を用いて行う方法である。この場合、散気手段は、図5に例示されるように、散気体25を流通管29の流路に沿って複数を備えることができる。そして、流通管29の上流側から下流側に向かって(図5の矢印の方向)被処理液を流通させながら散気を行うことができる。
一方、非連続的に行う方法としては、図4が例示される。即ち、散気槽21を用い、散気槽21内で被処理液27を循環させながら散気する方法である。具体的には、被処理液27が収容されて散気が行われている散気槽21の下方からこの被処理液27を散気槽21の外へ取出し、取り出した被処理液27を散気槽21の上方から散気槽21内へ再投入できるように循環機能部22を備えることよって、被処理液27を循環させながら必要な時間の散気を行うことができる。
更に、この循環に際しては、循環される被処理液27を磁鉄鉱石と接触させる工程(磁鉄鉱石接触工程)を、更に、設けることができる。この工程を備える場合には、エマルジョンの生成を更に効率的に進めることができる。
尚、前述のように、連続的に行う方法に比べると、非連続的に行う方法は、相溶性透明含水油製造装置を小さくまとめることができる観点において好ましい。
尚、前述のように、連続的に行う方法に比べると、非連続的に行う方法は、相溶性透明含水油製造装置を小さくまとめることができる観点において好ましい。
また、この循環に際しては、循環される被処理液27を加熱する工程(被処理液加熱工程)を、更に、設けることができる。この工程を備える場合には、エマルジョンの生成を更に効率的に進めることができる。加熱を行う場合は、どのように加熱を行ってもよい。例えば、循環用管路221(図1−3参照)を備える場合には、循環用管路221にヒータジャケットを巻回し、循環用管路221内を流通された被処理液27を加熱できる。また、上述したように磁鉄鉱石接触工程を備える場合には、磁鉄鉱石接触槽(図3の223)にヒータジャケット(図3の95)を巻回し、磁鉄鉱石接触槽223内を流通された被処理液27を加熱できる。更には、磁鉄鉱石接触槽(図1−3参照)において磁鉄鉱石を加熱することで、磁鉄鉱石接触槽223内を流通された被処理液27を加熱できる。これらの加熱に際しては、例えば、被処理液27が温度40〜60℃となるように加熱できる。
また、上述のように、散気槽を用いて散気を行う場合、散気槽へ加工水を投入する場合には、予め油(全量である必要はない)が投入された散気槽内で散気を行いながら、加工水を散気槽へ後投入することが好ましい。更には、加工水を投入する際に、加工水は散気槽の上側からスプレー投入されることが好ましい。
この散気工程で利用される散気気体は特に限定されず、例えば、空気をそのまま用いることができるが、磁鉄鉱石と接触された空気を含む散気気体を用いることが好ましい。
散気工程における散気量は特に限定されないが、散気工程全体において、通常、被処理液100Lに対して100m3/分以上を利用することが好ましい。この散気量は、被処理液100Lに対して200〜1000m3/分がより好ましく、300〜600m3/分が更に好ましい。また、この散気気体は、加熱して用いることができる。散気気体を加熱することで、散気槽21内の被処理液27を加熱できる。この場合、例えば、被処理液27が温度40〜60℃となるように加熱できる。
散気工程における散気量は特に限定されないが、散気工程全体において、通常、被処理液100Lに対して100m3/分以上を利用することが好ましい。この散気量は、被処理液100Lに対して200〜1000m3/分がより好ましく、300〜600m3/分が更に好ましい。また、この散気気体は、加熱して用いることができる。散気気体を加熱することで、散気槽21内の被処理液27を加熱できる。この場合、例えば、被処理液27が温度40〜60℃となるように加熱できる。
また、散気工程では、直流電源91(図3参照)の負極に接続された導電体92(図3参照)を、被処理液27と接触させながら散気を行うことができる。直流電源91の負極に接続された導電体92と、被処理液27とが接触された状態で散気を行うと、エマルジョンの生成を効率的に進めることができる。具体的には、散気時間を1/2〜1/4に短縮できる。導電体92を構成する材料は特に限定されないが、金属及び炭素等を利用できる。また、直流電源91は、例えば、30〜400Vの電圧とすることができる。尚、散気槽21が金属容器等の導電性を有する場合には、導電体92は、散気槽21と接触されないように配設される。また、直流電源91の正極は、アースすることができる。
本方法における「濾過工程」は、散気工程を経た液体(加工水及び油を含んだ液体)を濾過する工程である。通常、散気工程を経るとぬめり様の成分が生成される。このぬめりの様な成分を取り除くことで被処理液は最終的に透明化され得る。
尚、透明化するとは、透明度が劣る状態にある被処理液を、原料である油(加工水を混合する前の油)と、得られた相溶性透明含水油と、の透明度が同じとなるか又は相溶性透明含水油の方が高い透明度となることを意味する。
尚、透明化するとは、透明度が劣る状態にある被処理液を、原料である油(加工水を混合する前の油)と、得られた相溶性透明含水油と、の透明度が同じとなるか又は相溶性透明含水油の方が高い透明度となることを意味する。
濾過工程における濾過は、通常、フィルタを用いて行う。また、濾過は1段のみを行ってもよいし、複数段の濾過を行ってもよい。複数段の濾過を行う場合には、異なる濾過精度でフィルタを含むことができる。
濾過工程におけるフィルタの濾過精度は特に限定されないが、1〜10μmであることが好ましい。この範囲では、散気工程において油内に分散された水を再分離させることなく、前述のぬめりを除去することができる。更に、この濾過精度は、2〜9μmであることがより好ましく、3〜7μmであることが更に好ましい。
濾過工程におけるフィルタの濾過精度は特に限定されないが、1〜10μmであることが好ましい。この範囲では、散気工程において油内に分散された水を再分離させることなく、前述のぬめりを除去することができる。更に、この濾過精度は、2〜9μmであることがより好ましく、3〜7μmであることが更に好ましい。
フィルタを構成するそれぞれの濾材にはどのような濾材を用いてもよい。即ち、例えば、濾紙を用いてもよく、不織布を用いてもよく、延伸多孔フィルムを用いてもよく、その他の濾材を用いてもよい。これらの濾材は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
これらのなかでは、樹脂繊維を用いた不織布からなる濾材を用いることが好ましく、いわゆる化繊紙(例えば、乾式製法の不織布)が好ましい。濾材に用いる樹脂種は特に限定されず、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、PET等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、レーヨン及びアセテート等のセルロース系樹脂、などを用いることができる。これらのなかでも、特にポリプロピレンが好ましい。即ち、例えば、ポリプロピレン製の化繊紙を用いることができる。
これらのなかでは、樹脂繊維を用いた不織布からなる濾材を用いることが好ましく、いわゆる化繊紙(例えば、乾式製法の不織布)が好ましい。濾材に用いる樹脂種は特に限定されず、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、PET等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、レーヨン及びアセテート等のセルロース系樹脂、などを用いることができる。これらのなかでも、特にポリプロピレンが好ましい。即ち、例えば、ポリプロピレン製の化繊紙を用いることができる。
更に、フィルタへの被処理液の通過はどのように行ってもよい。即ち、例えば、上流側から加圧して被処理液をフィルタに通過させてもよいし、下流側から吸引してフィルタを通過させてもよいし、回転による遠心力を利用して通過させてもよいし、自然流下させて通過させてもよい。これらのなかでは、加圧及び/又は遠心力を用いることなく、自然流下させて濾過することが好ましい。加圧及び/又は遠心力を用いた場合には、油水が分離されてしまうことが危惧されるからである。
本方法における「アミン化合物添加工程」は、散気工程中の被処理液、散気工程後且つ濾過工程前の被処理液、濾過工程中の被処理液、及び、濾過工程後の被処理液、のうちの少なくともいずれかの被処理液に対して、透明化剤としてのアミン化合物を添加する工程である。
即ち、本方法は、アミン化合物を被処理液に添加する工程を散気工程以降に備える。そして、このアミン化合物添加工程は、散気工程又は濾過工程と同時に行ってもよく、これらの工程とは別に行ってもよい。更には、散気工程と濾過工程との両方の工程にまたがって連続的に行うこともできる。
即ち、本方法は、アミン化合物を被処理液に添加する工程を散気工程以降に備える。そして、このアミン化合物添加工程は、散気工程又は濾過工程と同時に行ってもよく、これらの工程とは別に行ってもよい。更には、散気工程と濾過工程との両方の工程にまたがって連続的に行うこともできる。
また、アミン化合物添加工程は、複数回行うこともできる。即ち、例えば、散気工程中の被処理液に対してアミン化合物を添加した後、更に、濾過工程中の被処理液に添加すること等ができる。このように、上記の各被処理液のうちの2種以上の被処理液に対して添加できる。
本方法では、アミン化合物の添加により、加工水と油とを含むエマルジョンを透明化することができる。その機構は明かではないものの、このアミン化合物の添加により、散気工程によってエマルジョン化された被処理液を、原料として用いた油のように透明にすることができる。そして、このように透明にされた被処理液及び完成品である相溶性透明含水油は、その透明な状態を安定して維持できる。
本方法では、アミン化合物の添加により、加工水と油とを含むエマルジョンを透明化することができる。その機構は明かではないものの、このアミン化合物の添加により、散気工程によってエマルジョン化された被処理液を、原料として用いた油のように透明にすることができる。そして、このように透明にされた被処理液及び完成品である相溶性透明含水油は、その透明な状態を安定して維持できる。
上記散気工程中の被処理液は、加工水と油とを含み、散気によってこれらがエマルジョンとなる過程にある液体である。通常、このような被処理液は、エマルジョンの下層に水層が認められる状態にある。また、散気工程後且つ濾過工程前の被処理液は、加工水と油とを含み、散気によってその全体がエマルジョンとなった液体である。更に、濾過工程中の被処理液は、加工水と油とを含み、その全体がエマルジョンとなっているとともに、濾過によって上記ぬめり様の成分や異物等が除去される過程にある被処理液である。また、濾過工程後の被処理液は、濾過工程によって上記ぬめり様の成分や異物等が除去された状態の被処理である。
上記「透明化剤としてのアミン化合物」は、得られる相溶性透明含水油の透明性を維持するための成分である。具体的には、−NR1R2R3で表されるアミン基を1つ又は2つ以上する有機化合物又はその塩である。但し、R1〜R3は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基である。即ち、上記アミン化合物は1級アミンであってもよく、2級アミンであってもよく、3級アミンであってもよい。
上記アミン化合物を構成するR1〜R3が有機基である場合、これらの有機基としては、アルキル基、ヒドロキシアルキル基及びアリール基が挙げられる。アルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数5〜8の環状のアルキル基等が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基の直鎖状又は分岐状のアルキル基や、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基等である。また、ヒドロキシアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状及び分岐状のヒドロキシアルキル基や、炭素数6〜8のヒドロキシシクロアルキル基等が挙げられる。具体的には、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基等のヒドロキシアルキル基や、ヒドロキシシクロヘキシル基等が挙げられる。更に、アリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基等が挙げられる。また、上記アミン化合物は水溶性のアミン化合物であることが好ましい。
このようなアミン化合物としては、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、アミノフェノール、アミノシクロヘキサノール、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキシルヒドロキシルアミン、アミノベンジルアルコール等が挙げられる。
これらのなかでも特に、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタンが好ましい。これらの好ましいアミン化合物は、特に水に対する溶解性が極めて高いためである。
これらのアミン化合物は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
これらのなかでも特に、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタンが好ましい。これらの好ましいアミン化合物は、特に水に対する溶解性が極めて高いためである。
これらのアミン化合物は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
更には、油として重油を含む場合には、少なくともシクロヘキシルアミンを含むアミン化合物を用いることが好ましい。また、重油以外の油を用いる場合には、シクロヘキシルアミンを利用することもできるし、また、シクロヘキシルアミンを用いることなく、トリエタノールアミンを用いることができる。
上記アミン化合物の配合量は特に限定されず種類に応じて十分な効果が得られる程度に配合することが好ましいが、通常、配合目的である被処理液100体積部に対して、アミン化合物は0.1〜10体積部とすることが好ましい。この範囲ではより効果的に相溶性透明含水油を透明化できるとともに、その透明性を維持し易い。また、この範囲を超えて配合されてもよいが、この範囲を超えて配合されても効果に変化が認められ難い。この配合割合は、更に、0.5〜8体積部がより好ましく、1〜6体積部が更に好ましく、1.5〜4体積部が特に好ましい。
また特に、透明化剤としてシクロヘキシルアミンのみを用いる場合には、被処理液100体積部に対して、アミン化合物は0.1〜5体積部が好ましい。この範囲でより効果的に相溶性透明含水油を透明化できるとともに、その透明性を維持し易い。この範囲を超えて配合されてもよいが、この範囲を超えて配合されても効果に変化が認められ難い。この配合割合は、更に、0.2〜3.5体積部がより好ましく、0.5〜2.5体積部が特に好ましい。
更に、透明化剤としてシクロヘキシルアミンとトリエタノールアミンとを併用する場合には、シクロヘキシルアミンとトリエタノールアミンとを体積比で1:9〜3:7(とりわけ1.5:8.5〜2.5:7.5)で混合したアミン混合物を用いることが好ましい。そして、被処理液100体積部に対して、アミン化合物(アミン混合物)は0.1〜5体積部の割合で用いることが好ましい。この範囲でより効果的に相溶性透明含水油を透明化できるとともに、その透明性を維持し易い。この範囲を超えて配合されてもよいが、この範囲を超えて配合されても効果に変化が認められ難い。この配合割合は、更に、0.2〜3.5体積部がより好ましく、0.5〜2.5体積部が特に好ましい。
また、アミン化合物は、アミン化合物のみを被処理液に配合してもよいが、他の成分とともに被処理液に配合することができる。他の成分としては、アルコール類が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、エタノール及びプロパノールが好ましく、なかでもメタノール及び/又はエタノールが好ましい。アミン化合物をアルコールとともに被処理液に配合する場合には、アミン化合物とアルコールとの合計を100体積%とした場合に、アミン化合物:アルコールは、10体積%:90体積%〜90体積%:10体積%の範囲で混合して用いることができる。この割合(アミン化合物:アルコール)は、10体積%:90体積%〜50体積%:50体積%の範囲とすることが好ましい。
本発明の相溶性透明含水油の製造方法によれば、30〜50体積%という高含水率の相溶性透明含水油を得ることができる。水は油に比べて単価が小さいため、油に30〜50体積%の水(加工水)を混合することによって単位体積あたりの燃料コストを低減できる。
また、本方法によって得られた相溶性透明含水油は、油水が分離されることなく透明性を維持することができる。透明性を維持するとは目視によって乳濁状態を視認できない状態を維持できることである。より具体的には、原料である油(加工水を混合する前の油)と、得られた相溶性透明含水油と、の透明度を比較した場合に、同じであるか又は相溶性透明含水油の方が透明度が高い状態を、常温(温度25℃)において24時間以上維持できる。
また、本方法によって得られた相溶性透明含水油は、油水が分離されることなく透明性を維持することができる。透明性を維持するとは目視によって乳濁状態を視認できない状態を維持できることである。より具体的には、原料である油(加工水を混合する前の油)と、得られた相溶性透明含水油と、の透明度を比較した場合に、同じであるか又は相溶性透明含水油の方が透明度が高い状態を、常温(温度25℃)において24時間以上維持できる。
更に、本方法により得られる相溶性透明含水油は、燃焼の場で発熱量の向上を図ることができる。また、植物油についても燃料油として使用することが可能となるため、従来の化石燃料への依存の比率を減少することができる。更に、植物性燃料によるカーボンニュートラルな循環型燃料システムを構築することができる。
また、本方法で得られる相溶性透明含水油は、燃焼時に、含水量分だけCO2、NOx、SOx等の発生量を削減することができるため、地球温暖化を抑制して地球環境の保全にも大きく貢献することができる。更に、本発明の相溶性透明含水油の製造方法によって製造された含水油は、透明化されているため、製品の商品価値を高めることができる。
2.相溶性透明含水油製造装置
本発明の相溶性透明含水油製造装置は、上記製造方法のための相溶性透明含水油製造装置1であって、散気を行う散気手段2と、濾過を行う濾過手段3と、アミン化合物の添加を行うアミン化合物添加手段7と、を備えることを特徴とする。
本発明の相溶性透明含水油製造装置は、上記製造方法のための相溶性透明含水油製造装置1であって、散気を行う散気手段2と、濾過を行う濾過手段3と、アミン化合物の添加を行うアミン化合物添加手段7と、を備えることを特徴とする。
上記「散気手段(2)」は、通常、散気槽21を備える。散気槽21は、被処理液27を収容できるとともに、その被処理液27に対して散気できる槽である。また、通常、散気は、散気槽21内の底部に収容された散気体25から気体を吐出させて行う。
散気槽21には、通常、給油手段5から油が供給され、加工水供給手段(加工水調製手段)4から加工水が供給される。
このうち、給油手段5は、油55を貯留するための油貯留タンク51を備えることができる。油貯留タンク51に貯留された油は、給油管路52を介して散気槽21へと供給できる。給油管路52には、更に、流量計53及びポンプ54を備えることができる。
散気槽21には、通常、給油手段5から油が供給され、加工水供給手段(加工水調製手段)4から加工水が供給される。
このうち、給油手段5は、油55を貯留するための油貯留タンク51を備えることができる。油貯留タンク51に貯留された油は、給油管路52を介して散気槽21へと供給できる。給油管路52には、更に、流量計53及びポンプ54を備えることができる。
一方、加工水供給手段(加工水調製手段)4は、予め加工された加工水49を貯留して、貯留された加工水49を散気槽21へ供給するだけの機能を有するものであってもよいが、加工水を調製する機能を備えることができる。即ち、加工水調製手段4とすることができる。
加工水調製手段4は、加工水を得るための手段である。この加工水調製手段4における加工水の調製方法は前述のように限定されないが、本装置1では、加工水調製手段4は、加工前の水に対する電気分解により負の酸化還元電位を与える手段とすることができる。具体的には、給水管路42を介して加工水調製槽41へ供給された水(加工前の水)を槽内において電気分解できる手段とすることができる。電気分解により負の酸化還元電位が付与された加工水49は、加工水供給管路45を介して、散気槽21へ供給される。
この場合には、加工水供給管路45に、ポンプ46及び流量計47を設けて、散気槽21への供給量の調整及び監視を行うことができる。また、加工水供給管路45の散気槽21側の端部には、スプレー投入機能部48を備えることができる。即ち、スプレーヘッド48を備えることができる。これにより、加工水49を散気槽21内へとスプレー供給することができる。スプレー供給することにより、散気槽21での散気効率を向上させて、エマルジョンを生成する時間を短縮できる。
一方、散気手段2へ散気気体8を供給するために、気体調製手段6を備えることができる。散気気体8は限定されないが、前述のように磁鉄鉱石61と接触された空気を含んだ散気気体8とすることができる。この場合、気体調製手段6は、磁鉄鉱石61が充填された気体調製槽62を備えて、その内部を通過させた空気を散気気体8として送出することができる。
また、気体調製手段6は、散気槽21へ接続されて、散気槽21内の底部に収容された散気体25へと接続される。更に、気体調製手段6と散気槽21とを接続する散気気体供給管路26には、バルブ63及び流量計64を設けることができる。これにより、散気槽21への散気気体8の供給量の調整及び監視を行うことができる。
更に、気体調製手段6は、散気気体8を加熱するための手段を備えることができる。散気気体を加熱して用いることで、散気槽21内の被処理液27を加熱できる。この場合、例えば、被処理液27が温度40〜60℃となるように加熱できる。散気気体8を加熱する手段としては、散気気体8が流通される経路である散気気体供給管路26や、気体調製槽62に巻回可能なヒータジャケットが挙げられる。このようなヒータジャケットを散気気体供給管路26や、気体調製槽62に巻回して設けることで、その内部を流通する散気気体8を加熱できる。
また、気体調製手段6は、散気槽21へ接続されて、散気槽21内の底部に収容された散気体25へと接続される。更に、気体調製手段6と散気槽21とを接続する散気気体供給管路26には、バルブ63及び流量計64を設けることができる。これにより、散気槽21への散気気体8の供給量の調整及び監視を行うことができる。
更に、気体調製手段6は、散気気体8を加熱するための手段を備えることができる。散気気体を加熱して用いることで、散気槽21内の被処理液27を加熱できる。この場合、例えば、被処理液27が温度40〜60℃となるように加熱できる。散気気体8を加熱する手段としては、散気気体8が流通される経路である散気気体供給管路26や、気体調製槽62に巻回可能なヒータジャケットが挙げられる。このようなヒータジャケットを散気気体供給管路26や、気体調製槽62に巻回して設けることで、その内部を流通する散気気体8を加熱できる。
更に、散気手段2は、循環機能部22を備えることが好ましい。循環機能部22は、被処理液27を、散気槽21の下部から槽外へ取出して散気槽21の上部から槽内へ再投入できる機能部である。具体的には、図1及び図2に例示されるように、散気槽21の下部に循環用管路221が接続されて、散気槽21から被処理液27を取出して散気槽21の上部へと送り、被処理液27を循環できる構成が好ましい。この循環可能とする機能部を備えることにより、被処理液27を効率的に散気することがで、散気工程に要する時間を短縮することができる。また、この循環機能部22では、循環用管路221にポンプ225を配設することができる。更に、循環用管路221に流量計(図示されない)を設けることもできる。また、バルブ222を備えることで、被処理液27を濾過工程を行うフィルタ類へ送るための管路の一部と循環用管路221の一部とを兼用することができる。
また、本発明の装置1では、循環機能部22内に、循環される被処理液と磁鉄鉱石とを接触させるための磁鉄鉱石接触槽223を設けることができる。循環機能部22内で循環させる被処理液と磁鉄鉱石224とを接触させた場合には、エマルジョンの生成をより効率的に行うことができる。磁鉄鉱石接触槽223は、図2に例示されるように、循環用管路221に接続して設けることができる。
また、上述の循環機能部22を備える場合には、本発明の装置1は、被処理液27を加熱する加熱手段を備えることができる。加熱手段を備える場合には、被処理液27を加熱することができ、エマルジョンの生成をより効率的に進めることができる。加熱手段は、循環機能部22内に配設されることが好ましい。具体的には、例えば、循環用管路221(図1−3参照)に巻回されたヒータジャケットとして加熱手段を備えることができる。この場合には、循環用管路221内に流通される被処理液27を加熱できる。また、上述のように磁鉄鉱石接触槽(図3の223)を備える場合には、磁鉄鉱石接触槽223に巻回されたヒータジャケット95として加熱手段を備えることができる。この場合には、磁鉄鉱石接触槽223内に流通される被処理液27を加熱できる。更に、磁鉄鉱石接触槽(図1−3参照)内の磁鉄鉱石を加熱する手段として加熱手段を備えることができる。この場合にも、磁鉄鉱石接触槽223内に流通される被処理液27を加熱できる。例えば、被処理液27は、温度40〜60℃となるように加熱することができる。
また、本発明の装置1は、直流電源91の負極に接続された導電体92を備えることができる。この導電体92は、散気を行う際に、被処理液27と接触可能に配置されることで、エマルジョンの生成をより効率的に進めることができる。導電体92を構成する材料は特に限定されず、金属及び炭素等を利用できる。また、直流電源91は、例えば、30〜400Vの電圧とすることができる。尚、散気槽21が金属容器等の導電性を有する場合には、導電体92は、散気槽21と接触されないように配設される。また、直流電源91の正極は、アースすることができる。
上記「濾過手段(3)」は、濾過を行うことができればよく特に限定されないが、例えば、図1及び図2に例示されるように、第1フィルタ31及び第2フィルタ34を備えることができる。複数のフィルタを備えることにより、1つのフィルタの濾過完了を待たずに、他のフィルタに被処理液27を分散させて濾過を行うことができ、濾過速度による律速を装置全体で緩和することができる。また、各フィルタは、各々油の種類により使い分けることもできる。即ち、第1フィルタを軽油を原料とする相溶性透明含水油の濾過に用い、第2フィルタを重油を原料とする相溶性透明含水油の濾過に用いることなどができる。このようにフィルタを使い分ける場合には、各フィルタへ通じる管路にバルブ32及び35等を設けることができる。更に、通常、各フィルタの下部には、得られた相溶性透明含水油を取り出すための取出管路33及び36等を備える。
各フィルタの内部構造は、図1及び図2に図示されないが、例えば、ポリプロピレンの化繊紙を使用した、濾過精度(JIS Z8901の7種のダストを混合した液において濾過効率90%となる粒径)が略5μmのフィルタ部材が収容できる。
上記「アミン化合物添加手段(7)」は、被処理液にアミン化合物の添加を行う手段である。前述のように、アミン化合物の添加は、散気工程中の被処理液、散気工程後且つ濾過工程前の被処理液、濾過工程中の被処理液、及び、濾過工程後の被処理液、のうちの少なくともいずれかの被処理液に対して行うものである。従って、アミン化合物添加手段7は、上記添加時期に少なくともいずれかの被処理液にアミン化合物を添加できる手段であればよい。
具体的には、散気工程中の被処理液への添加は、アミン化合物添加手段7を散気槽21に接続して行うことができる。また、散気工程中の被処理液への添加は、アミン化合物添加手段7を循環機能部22に接続して行うことができる(図1及び図2参照)。更に、散気工程後且つ濾過工程前の被処理液への添加は、アミン化合物添加手段7を、図1及び図2におけるバルブ222の下流且つ第1フィルタ31及び第2フィルタ34より上流の管路等に接続して行うことができる。また、濾過工程中の被処理液への添加は、アミン化合物添加手段7を第1フィルタ31及び第2フィルタ34に接続して行うことができる。更に、濾過工程後の被処理液への添加は、アミン化合物添加手段7を第1フィルタ31及び第2フィルタ34の下流の管路等に接続して行うことができる。
これらの添加を行うためのアミン化合物添加手段7は、例えば、図1及び図2に示されるように、アミン化合物75を貯留するためのアミン化合物貯留タンク71を備えることができる。また、所定の供給箇所へとアミン化合物を供給するためのアミン化合物供給管路72(図1及び図2では、循環用管路221に接続されている)を備えることができる。更に、アミン化合物を貯留タンク71から送出するためのポンプ74を備えることができる。また、アミン化合物の流量を計測するための流量計73を備えることができる。更に、循環用管路221へアミン化合物を供給するか否かを選択するためのバルブ76を備えることができる。
また、濾過工程中の被処理液へ添加を行う場合には、アミン化合物添加手段7は、上記とは異なる構成とすることができる。具体的には、濾過工程を行うためのフィルタに、アミン化合物を担持させて、被処理液がフィルタを通過するのと同時にアミン化合物が被処理液へと添加される構成とすることができる。即ち、この場合は、濾過手段3がアミン化合物添加手段7を兼ねる形態となるといえる。
更に、本発明の装置では、散気槽21は、その液面に散気による被処理液の飛散や、過度の泡立ちを抑制するために、被処理液カバー28を設けることができる。この被処理液カバーは、被処理液27の表面に浮かべて利用できる。具体的には、通気性を有する不織布等を利用することができる。
本方法及び装置によって製造が可能な相溶性透明含水油の、原料油に対する加工水の混合率(体積%)の上限は、通常、下記の通りである。
ガソリン 30%
軽油 30%
灯油 40%
A重油 40%
C重油 30%
バンカーC重油 30%
パーム油(バイオディーゼル燃料を含む) 30%
ガソリン 30%
軽油 30%
灯油 40%
A重油 40%
C重油 30%
バンカーC重油 30%
パーム油(バイオディーゼル燃料を含む) 30%
また、特に、パーム油等の植物油は、鉱物油とは異なり一般に融点が高く、元来、冬期や寒冷地での使用には不向きであったが、本発明方法によって得られる含水油では、融点を−20℃まで下げることが可能となり、燃料油としての実用価値が高められる。
以下、実施例を用いてより具体的に説明する。
[1]相溶性透明含水油の製造
〈実施例1〉相溶性透明含水油(軽油70体積%/加工水30体積%)の製造
図2に示した相溶性透明含水油製造装置1を用いて、軽油70体積%及び加工水30体積%となる相溶性透明含水油の製造を行なう。
[1]相溶性透明含水油の製造
〈実施例1〉相溶性透明含水油(軽油70体積%/加工水30体積%)の製造
図2に示した相溶性透明含水油製造装置1を用いて、軽油70体積%及び加工水30体積%となる相溶性透明含水油の製造を行なう。
油貯留タンク51に軽油を投入し、加工水調製槽41に加工水49を貯留する。加工水49は、脱イオン水(酸化還元電位が300〜500mV)の酸化還元電位を、加工水調製手段4において電気分解により−700mV(温度20℃においてORP計にて計測される値)にした液体である。
散気槽21に投入された軽油70Lの表面に、被処理液カバー28を浮かべた状態で、気体調製手段6で調製された散気気体を上限400m3/分の範囲で流量調節しながら散気を行う。次いで、加工水調製槽41内で調製された上記加工水(49)30Lをスプレー投入機能部48から吐出して、散気槽21に投入する。
加工水の投入が完了すると、バルブ32及び35を閉じた状態で、被処理液27が循環機能部22へと流通されるようにバルブ222を開放し、被処理液27を循環させながら、散気を継続する。循環機能部22には、図2に示すように、循環用管路221の途中に設けられたバルブ222の下流に磁鉄鉱石224が充填された磁鉄鉱石接触槽223が接続されている。そして、散気槽21から取出された被処理液27は、循環用管路221を介して再び散気槽21へと戻されるまでの間に、磁鉄鉱石接触槽223内において磁鉄鉱石224と接触される。
また、循環用管路221には、更に、アミン化合物添加手段7が接続されている。アミン化合物添加手段7は、アミン化合物貯留タンク71、アミン化合物供給管路72、ポンプ74及び流量計73を備えている。そして、被処理液27が循環機能部22において循環される間に、被処理液27に対してアミン化合物75が添加される。添加に際しては、シクロヘキシルアミン:メチルアルコールが20体積%:80体積%の割合で混合された液体を用いる。また、アミン化合物の総添加量は、被処理液(27)100体積部に対して2体積部である。
そして、散気槽21内の被処理液をサンプリングし、サンプリングした被処理液の下部に水が分離して滞留することなく、その全体がエマルジョン状態となったことを目安に散気を終了し、被処理液27をフィルタ31へと送出する。
そして、散気槽21内の被処理液をサンプリングし、サンプリングした被処理液の下部に水が分離して滞留することなく、その全体がエマルジョン状態となったことを目安に散気を終了し、被処理液27をフィルタ31へと送出する。
フィルタ31内には、濾過精度5μmのポリプロピレンの化繊紙(安積濾紙株式会社製、同社規定の濾過精度が5μmであるポリプロピレン化繊紙)を使用した濾材が収容されている。このフィルタ31内では、圧力をかけずに自然流下によって、被処理液27が透過され、ぬめり成分が除去されて、透明化されることとなる。
〈実施例2〉相溶性透明含水油(軽油80体積%/加工水20体積%)の製造
上記実施例1と同様にして、軽油と加工水との合計を100体積%とした場合に、軽油80体積%及び加工水20体積%が含まれた相溶性透明含水油を得る。
上記実施例1と同様にして、軽油と加工水との合計を100体積%とした場合に、軽油80体積%及び加工水20体積%が含まれた相溶性透明含水油を得る。
〈実施例3〉相溶性透明含水油(重油60体積%/加工水40体積%)の製造
上記実施例1と同様にして、重油と加工水との合計を100体積%とした場合に、重油60体積%及び加工水40体積%が含まれた相溶性透明含水油を得る。
上記実施例1と同様にして、重油と加工水との合計を100体積%とした場合に、重油60体積%及び加工水40体積%が含まれた相溶性透明含水油を得る。
〈実施例4〉相溶性透明含水油(軽油70体積%/加工水30体積%)の製造
図3に示した相溶性透明含水油製造装置1を用いて、軽油70体積%及び加工水30体積%となる相溶性透明含水油の製造を行なう。
図3に示した相溶性透明含水油製造装置1を用いて、軽油70体積%及び加工水30体積%となる相溶性透明含水油の製造を行なう。
図3の相溶性透明含水油製造装置1は、図2の相溶性透明含水油製造装置1と、下記3点で異なっている。即ち、(1)気体調製手段6を備えないこと、(2)直流電源91に接続された導電体92を備えること、(3)ヒータジャケット95を備えること、である。
上記(2)の導電体92は、30Vの直流電源91に接続された銅製の導電体92である。この導電体92は、散気槽21と接触されないように散気槽21に固定される。また、導電体92はその一部が散気槽21内の被処理液27に浸漬され、被処理液27と接触される。
上記(3)のヒータジャケット95は、磁鉄鉱石接触層223の外周に巻回されており、磁鉄鉱石224を間接的に加熱できるようになっている。そして、磁鉄鉱石接触層223に流通される被処理液27は、磁鉄鉱石224によって加熱され、温度約40℃に加熱される。
上記(2)の導電体92は、30Vの直流電源91に接続された銅製の導電体92である。この導電体92は、散気槽21と接触されないように散気槽21に固定される。また、導電体92はその一部が散気槽21内の被処理液27に浸漬され、被処理液27と接触される。
上記(3)のヒータジャケット95は、磁鉄鉱石接触層223の外周に巻回されており、磁鉄鉱石224を間接的に加熱できるようになっている。そして、磁鉄鉱石接触層223に流通される被処理液27は、磁鉄鉱石224によって加熱され、温度約40℃に加熱される。
図3の相溶性透明含水油製造装置1を利用して、実施例1と同様に、軽油と加工水との合計を100体積%とした場合に、軽油70体積%及び加工水30体積%が含まれた相溶性透明含水油を得る。実施例4によれば、相溶性透明含水油の調製時間は、実施例1に比べて1/3に短縮される。
[2]相溶性透明含水油の評価
(1)軽油及び重油について
上記[1]で得られた3種の相溶性透明含水油について日本海事検定協会へ委託し、下記の各評価を行った。その結果、実施例1の相溶性透明含水油、実施例2の相溶性透明含水油は、いずれも、密度(15℃)、動粘度(50℃)、流動点、灰分、セタン指数、硫黄分、引火点、水分(KF法)、水分(蒸留法)、全酸価、10%留出温度、50%留出温度、90%留出温度、残留炭素分、の各項目においてJIS K 2204に規定された軽油に含まれるものであった。
同様に、実施例3の相溶性透明含水油は、密度(15℃)、動粘度(50℃)、流動点、灰分、セタン指数、硫黄分、引火点、水分(KF法)、水分(蒸留法)、全酸価、10%留出温度、50%留出温度、90%留出温度、残留炭素分、の各項目においてJIS K 2205に規定された重油に含まれた。
(1)軽油及び重油について
上記[1]で得られた3種の相溶性透明含水油について日本海事検定協会へ委託し、下記の各評価を行った。その結果、実施例1の相溶性透明含水油、実施例2の相溶性透明含水油は、いずれも、密度(15℃)、動粘度(50℃)、流動点、灰分、セタン指数、硫黄分、引火点、水分(KF法)、水分(蒸留法)、全酸価、10%留出温度、50%留出温度、90%留出温度、残留炭素分、の各項目においてJIS K 2204に規定された軽油に含まれるものであった。
同様に、実施例3の相溶性透明含水油は、密度(15℃)、動粘度(50℃)、流動点、灰分、セタン指数、硫黄分、引火点、水分(KF法)、水分(蒸留法)、全酸価、10%留出温度、50%留出温度、90%留出温度、残留炭素分、の各項目においてJIS K 2205に規定された重油に含まれた。
(2)発熱量{JIS K2279による発熱量(J/g)評価}について
実施例1の軽油70体積%と加工水30体積%との相溶性透明含水油の発熱量は45300J/gであった。
実施例2の軽油80体積%と加工水20体積%との相溶性透明含水油の発熱量は45800J/gであった。
実施例3の重油60体積%と加工水40体積%との相溶性透明含水油の発熱量は44800J/gであった。
尚、実施例1及び実施例2に利用した軽油を単独で測定した場合の発熱量は46200J/gであった。
また、実施例3及に利用した重油を単独で測定した場合の発熱量は45200J/gであった。
実施例1の軽油70体積%と加工水30体積%との相溶性透明含水油の発熱量は45300J/gであった。
実施例2の軽油80体積%と加工水20体積%との相溶性透明含水油の発熱量は45800J/gであった。
実施例3の重油60体積%と加工水40体積%との相溶性透明含水油の発熱量は44800J/gであった。
尚、実施例1及び実施例2に利用した軽油を単独で測定した場合の発熱量は46200J/gであった。
また、実施例3及に利用した重油を単独で測定した場合の発熱量は45200J/gであった。
(3)水分の含有について
上記実施例2として得られた軽油80体積%と加工水20体積%とを含む相溶性透明含水油を、高さ約10cm且つ直径約2cmの透明容器に、容器の底から8cmの高さまで投入し、この容器を低温庫に収容した。そして、低温庫内の温度を次第に下げて行くと、−15℃において容器の底から1.2cmの高さまでの範囲が白く凍結された。更に、−17℃において容器の底から1.2cmよりも高い範囲(−15℃で凍結していない範囲)も白く凍結様の状態となることが確認された。更に、この容器を低温庫から取り出し、室温に戻したところ容器内の液体は次第に均一な薄黄色い透明の外観の液体、即ち、相溶性透明含水油に戻ることが確認された。次いで、内容液が相溶性透明含水油に戻った状態の容器を、再び低温庫に収容し、同様に温度を下げたところ、−15℃及び−17℃で先と同じ現象が確認された。このような凍結様の現象は軽油のみを用いた場合には観察されないものであった。
上記実施例2として得られた軽油80体積%と加工水20体積%とを含む相溶性透明含水油を、高さ約10cm且つ直径約2cmの透明容器に、容器の底から8cmの高さまで投入し、この容器を低温庫に収容した。そして、低温庫内の温度を次第に下げて行くと、−15℃において容器の底から1.2cmの高さまでの範囲が白く凍結された。更に、−17℃において容器の底から1.2cmよりも高い範囲(−15℃で凍結していない範囲)も白く凍結様の状態となることが確認された。更に、この容器を低温庫から取り出し、室温に戻したところ容器内の液体は次第に均一な薄黄色い透明の外観の液体、即ち、相溶性透明含水油に戻ることが確認された。次いで、内容液が相溶性透明含水油に戻った状態の容器を、再び低温庫に収容し、同様に温度を下げたところ、−15℃及び−17℃で先と同じ現象が確認された。このような凍結様の現象は軽油のみを用いた場合には観察されないものであった。
本発明の相溶性透明含水油の製造方法は、鉱物油(石油由来のA重油、C重油、バンカーC重油、軽油、灯油、ガソリン等の化石燃料)やパーム油等の植物油を原料とした含水油の製造方法として、幅広く利用可能である。
1;相溶性透明含水油製造装置、
2;散気手段、21;散気槽、22;循環機能部、25;散気体(被処理液を散気するための散気体)、26;散気気体供給管路、27;被処理液、28;被処理液カバー、29;流通管、
221;循環用管路、222;バルブ、223;磁鉄鉱石接触槽、224;磁鉄鉱石、225;ポンプ、
3;濾過手段、31;第1フィルタ、32;バルブ、33;取出管路、34;第2フィルタ、35;バルブ、36;取出管路、
4:加工水調製手段、41;加工水調製槽(加工水貯留タンク)、42;給水管路、45;加工水供給管路、46;ポンプ、47;流量計、48;スプレー投入機能部(スプレーヘッド)、49;加工水、
5;給油手段、51;油貯留タンク、52;給油管路、53;流量計、54;ポンプ、55;油、
6;気体調製手段、61;磁鉄鉱石、62;気体調製槽、63;バルブ、64;流量計、
7;アミン化合物添加手段、71;アミン化合物貯留タンク、72;アミン化合物供給管路、73;流量計、74;ポンプ、75;アミン化合物、76;バルブ、
8;散気気体、
91;導電体、92;直流電源、95;ヒータジャケット。
2;散気手段、21;散気槽、22;循環機能部、25;散気体(被処理液を散気するための散気体)、26;散気気体供給管路、27;被処理液、28;被処理液カバー、29;流通管、
221;循環用管路、222;バルブ、223;磁鉄鉱石接触槽、224;磁鉄鉱石、225;ポンプ、
3;濾過手段、31;第1フィルタ、32;バルブ、33;取出管路、34;第2フィルタ、35;バルブ、36;取出管路、
4:加工水調製手段、41;加工水調製槽(加工水貯留タンク)、42;給水管路、45;加工水供給管路、46;ポンプ、47;流量計、48;スプレー投入機能部(スプレーヘッド)、49;加工水、
5;給油手段、51;油貯留タンク、52;給油管路、53;流量計、54;ポンプ、55;油、
6;気体調製手段、61;磁鉄鉱石、62;気体調製槽、63;バルブ、64;流量計、
7;アミン化合物添加手段、71;アミン化合物貯留タンク、72;アミン化合物供給管路、73;流量計、74;ポンプ、75;アミン化合物、76;バルブ、
8;散気気体、
91;導電体、92;直流電源、95;ヒータジャケット。
Claims (12)
- 負の酸化還元電位を呈する水である加工水と、鉱物油及び植物油から選択される少なくとも一方の油と、が共存された被処理液を散気してエマルジョン化する散気工程と、
前記散気工程を経た被処理液を濾過する濾過工程と、
前記散気工程中の被処理液、前記散気工程後且つ前記濾過工程前の被処理液、前記濾過工程中の被処理液、及び、前記濾過工程後の被処理液、のうちのいずれかの被処理液に対して、透明化剤としてのアミン化合物を添加するアミン化合物添加工程と、を備えることを特徴とする相溶性透明含水油の製造方法。 - 前記散気工程は、散気槽内で行われ、
前記散気を行っている間に、前記散気槽内にある被処理液を、前記散気槽の下部から槽外へ取出して前記散気槽の上部から槽内へ再投入するように循環される請求項1に記載の相溶性透明含水油の製造方法。 - 前記散気工程前に前記加工水を得るための加工水調製工程を備え、
前記加工水調製工程は、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える工程である請求項1又は2に記載の相溶性透明含水油の製造方法。 - 前記散気工程は、直流電源の負極に接続された導電体を、前記被処理液と接触させながら前記散気を行う工程である請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油の製造方法。
- 前記散気工程で用いる散気気体は、磁鉄鉱石と接触された空気を含む請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油の製造方法。
- 前記散気工程は、散気槽内で行われ、
前記加工水は、前記散気槽内へスプレー投入される請求項1乃至5のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油の製造方法。 - 請求項1に記載の方法のための相溶性透明含水油製造装置であって、前記散気を行う散気手段と、前記濾過を行う濾過手段と、アミン化合物を添加するアミン化合物添加手段と、を備えることを特徴とする相溶性透明含水油製造装置。
- 前記散気手段は、散気槽と循環機能部とを備え、
前記循環機能部は、前記散気工程中の被処理液を、前記散気槽の下部から槽外へ取出して前記散気槽の上部から槽内へ再投入できる機能部である請求項7に記載の相溶性透明含水油製造装置。 - 前記加工水を得るための加工水調製手段を備え、
前記加工水調製手段は、加工前の水に対する電気分解により前記負の酸化還元電位を与える手段である請求項7又は8に記載の相溶性透明含水油製造装置。 - 直流電源の負極に接続された導電体を備え、
前記導電体は、前記散気を行う際に、前記被処理液と接触可能にされている請求項7乃至9のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油製造装置。 - 前記散気気体を調製するための気体調製手段を備え、
気体調製手段は、磁鉄鉱石が充填された気体調製槽内を通過させた空気を前記散気気体として送出する手段である請求項7乃至10のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油製造装置。 - 前記散気手段は、散気槽と、スプレー投入機能部と、を備え、
前記スプレー投入機能部は、前記加工水を前記散気槽内へスプレー投入する機能部である請求項7乃至11のうちのいずれかに記載の相溶性透明含水油製造装置。
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