JPS6032669B2

JPS6032669B2 - 燃料油の洗浄脱塩法

Info

Publication number: JPS6032669B2
Application number: JP11785278A
Authority: JP
Inventors: 正二吉永; 博成河野; 松三藤堂; 利彦高橋; 清志藤原; 征雄井上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-09-27
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1985-07-29
Also published as: JPS5545708A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ガスタービン用燃料油の洗浄脱塩法に係り、
とくに遠心力を利用した洗浄脱塩法に関する。

ガスタービンは小型装置で大きな動力を引き出せること
から、発電等の広い用途に採用されている。

このガスタービンは、燃料油の燃焼による高温ガスを翼
に吹き付けて動力を得る構造であるため、燃料油中の不
純物により腐蝕や摩耗を生ずる問題がある。このような
問題を引き起す不純物は種々あるが、とくにナトリウム
（Ｎａ）塩やカリウム（Ｋ）塩が腐蝕の主原因となって
おり、燃料油中よりこれらの塩の除去すなわち脱塩が必
要となり、燃料油中のＮａ塩およびＫ塩を数ｐｐｍ以下
もしくはｌｐｐｍ以下にする必要がある。また摩耗の主
原因は砂粒等の固形物であり、これらも又除去する必要
がある。上記燃料油中の固形物はフィル夕で除去するこ
とができる。

すなわち、Ｎａ塩やＫ塩は主に塩素（ＣＩ）と化合して
塩化ナトリウム（ＮａＣＩ）や塩化カリウム（ＫＣＩ）
の形状で燃料油中にわずかに存在している水中に溶解し
たり、また微小な固体となって燃料油中に存在したりし
ている。したがって、Ｎａ塩やＫ塩の除去は、これらが
水の溶解するため燃料油を水で洗浄してＮａ塩やＫ塩を
水の方へ移動させ、この水を燃料油より分離する方法が
簡単である。ところが、燃料油と水を混合蝿拝すると衆
知の如くェマルジョンができ、燃料油と水の分離ができ
なくなる。このため、一般にはェマルジョン防止用の薬
剤（以下「ェマルジョンブレーカ」と呼ぶ）を燃料油中
に投入し、更に遠心力の利用または静電気の利用により
分離している。本発明は、上記遠心力を利用した燃料油
の洗浄脱遠法に関する。一般的な遠心分離器は、高速で
回転するロータと、このロータを取り囲む外囲壁と、ロ
ータ部に燃料油と水の混合液を投入する供給管と、ロー
タ部より水および燃料油のそれぞれを取り出す排出管と
、前記外周壁に設けたスラッジ排出口とから形成されて
いる。

そして、回転しているロー夕内部に前記混合液を投入す
ると、混合液は強い遠心力によって燃料油、水およびス
ラツジに分離され、燃料油および水はそれぞれの排出管
を通って排出され、流動性の悪いスラッジは外周壁に設
けた排出口より排出される。このように、遠心力分離機
を用いた脱塩は、燃料油の水による混合洗浄と、ェマル
ジョンブレーカ添加による燃料油と水との混合液の分離
の組み合わせ、すなわち混合洗浄−分離の組み合わせに
よって可能となる。

以下、さらに図面により従来例を説明する。

第１図は従来の燃料油の洗浄脱塩法のブロック図であっ
て、図において、１は第１段遠心分離機、１′は第２段
遠心分離機、２は燃料油タンク、３はエマルジヨンブレ
ー力、４はミキサ、５はポンプ、７はフィル夕、１０は
燃料油送給管、１１は洗浄油送給管、１２は洗浄水送
給管、１３は廃水排出管、１４はスラツジ排出管、１５
はェマルジョンブレーカ送給管、１６は洗浄水送給管を
示している。かかる構成において、燃料タンク２内では
沈澱等によって大型の固型物は除去される。

そして、燃料油タンク２よりポンプ５で抜き出した原料
燃料油に対し、ェマルジョンブレーカおよび洗浄水を加
え、ミキサ４で混合洗浄を受けた燃料油は第１段遠心分
離機１に送り込まれる。ここで遠心力の作用により燃料
油と水とスラッジに分離され、水は排出管１３より取り
出され、スラッジは排出管１４より取り出されてそれぞ
れ次の処理工程に導びかれる。そして、水およびスラッ
ジを除去された燃料油に対し、さらにェマルジョンブレ
ーカおよび洗浄水を添加してミキサ４により十分混合し
、洗浄をおこなう。次いで第２段遠心分離後１′に送給
して燃料油、水およびスラッジに分離し、燃料油は洗浄
化されて送給管１１に送られる。この際、洗浄後の燃料
油は、その中に含まれている固形物を除去するためのフ
ィル夕７を通過したのちガスタービン燃料として所定の
タンク内に貯蔵される。以上のように、原料燃料油は水
と混合して洗浄を受け、次いで遠心力式分離機により分
離されるいわゆる混合洗浄−分離の繰返えしで脱塩精製
される。このとき、洗浄に使用する水は送給管１２を経
由したＮａ塩およびＫ塩の少ない水を用いる。また、洗
浄後の水はＮａ塩およびＫ塩を多量に含み、さらにその
他の燃料中の不純物を含有する。なお、洗浄後の水はこ
れらの含有物を除く処理をすれば清浄な洗浄水として再
使用可能であるが、経済的な面を考慮して廃水とするこ
ともある。また洗浄水使用量は燃料油を混合縄拝により
十分に洗浄できる程度でよく、一般には燃料油に対して
５〜１０％程度用いている。このように、従来法では脱
塩に主体をおき、ェマルジョンプレ−力の投入で洗浄水
と燃料油の分離をおこない、燃料油の精製をおこなって
いた。ところが、上記従釆法では精製後燃料油中に微小
な固形物が含まれ、この固形物をフィル夕７で除去する
ようにしているため、フィル夕７で微小固形物による目
詰まりが生じやすく、フィル夕７の清掃頻度を多くせね
ばならないという欠点を有していた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消するこ
とにあり、フィル夕の目詰まりの原因である微小固形物
を、遠心力分離機により分離排出されるスラッジ中に構
築し、スラッジと共に微小固形物を排出するようにして
燃料油中の固形物を除去できるようにしたものである。

原料燃料中にスラツジが混入しているが、このスラッジ
について種々の実験および検討をおこなった結果、この
スラッジは燃料油の種類によって変化するが、一言する
とスラッジは直径が１０〜５０山以下の微小水滴の集ま
りである。一般に燃料油の比重は水より小さいため、静
遣により微小水滴は沈降し、水滴群とこれら水滴間に燃
料油が充満した層が下部にできる。これがスラツジであ
る。したがって、スラツジは一般の油類の場合と同様に
、燃料油中に水を入れて十分に混合することによりェマ
ルジョンを作り、これを静暦または遠心沈降することに
より得られる。このとき、燃料油中の微小水滴は破壊し
難く、強い遠心力を与えても破壊して水の層を作ること
はなく、スラッジは壊れない。しかし、ェマルジョンブ
レーカを添加するとその大部分は破壊して水の層ができ
る。燃料タンク内では静直状態に近いため、下部に多く
のスラツジができている。この場合、砂等の固形物は比
重が燃料油より大きいため、沈降してスラッジ層内に取
り込まれる。一方、スラッジを含む燃料油を混合燭拝し
た場合、スラッジが水滴の状態まで均一に分散すること
なくスラッジの塊りとなって分散している。また、スラ
ツジの粘度は高い。固形物は粘度の高いスラツジで囲ま
れているため、通常の渡洋程度ではスラッジより吐出さ
れることはない。したがって、燃料油中に水を入れて燭
拝してスラッジを作り、この中に燃料油中の固形物を取
り込むことによって固形物の除去をおこなうことができ
る。ところが、エマルジョンフレーカを添加するとスラ
ッジの一部が塊れるため、取り込んだ固形物を油層中に
出すことになる。そこで、本発明者らは４００仇ｐｍで
回転する処理量３そ／ｍｉｎの遠心分離機を用い、５０
００の粘度が８．５センチストークスの油を用いて実験
した結果、■ヱマルジョンブレーカを投入した場合、ス
ラッジ排出量は少ないものの遠心分離機の出口油中に固
形物が原料燃料の約４０％残ること、■ェマルジョンフ
レーカを投入しない場合、スラッジ排出量は増加するが
、遠０分離機の出口油中に固形物は認められないこと、
■前記■の場合の出口油内に水を容積で０．５％投入し
て損梓後処理すると、出口油中に固形物は認められなか
ったこと、などが得られ、前記の検討を実験で裏付けし
ている。これらの実験、検討結果より従来では固形物の
除去に対しては十分でなく、その結果としてフィル夕の
清掃頻度の増大となっていることが明らかとなった。

本発明では以上の検討結果により、、混合洗浄−分離の
組合わせの各段のうち少なくとも１段はスラッジを破壊
するような、すなわちェマルジョンを防止するような薬
剤を注入しないことを提案し、脱塩はもちろん他の固形
物の除去が可能であり、フィル夕の清掃頻度を大幅に減
少し、さらにはフィル夕の撤去をも可能にするようにし
たものである。

次に本発明の実施態様を図面により説明する。

第２図は本発明の一実施態様におけるブロック図であっ
て、符号は第１図の場合と同じである。そこで、送給管
１０内を流れる原料燃料油第１段遠心分離機１に供給さ
れ、スラッジと燃料油とに分離される。このスラツジは
、排出管１４を経て排出される。また、第１段遠心分離
機より抜出された燃料油は、送給管１５により送り込ま
れたェマルジョンブレーカと、送給管１２より供給され
た清浄水とを混合され、ミキサ４で混合損梓洗浄されて
第２段遠心分離機１′に入る。ここで、燃料油、スラツ
ジおよび水に分離され、燃料油は洗浄油となって送給管
１１を流れて燃料油貯蔵タンクへ導かれる。また、水お
よびスラッジはそれぞれ廃水排出管１３およびスラッジ
排出管１４を経由して次工程へ導かれ処理される。以上
のようにして、Ｎａ塩およびＫ塩を除去できると共に、
固形物も除去することができる。

本例のように、第１段遠心分離機１すなわち燃料油の流
れに対して最初の段階でスラッジ除去をおこなうことは
、後工程で用いる分離水が少なくてすむ効果も提供でき
、脱塩効果も大きくできる特徴を有する。前述したよう
に、燃料中のＮａ塩およびＫ塩は燃料油中の水に溶解し
ており、あるいはＮａ塩およびＫ塩等の固形物となって
いる。そして、水はスラッジとしてあり、固形物はスラ
ッジ中に取り込まれている。したがって、第１段遠心分
離機１でェマルジョンブレーカを投入しないでスラッジ
を除去すると、多量のＮａ塩、Ｋ塩を含むスラッジおよ
び固形のＮａ塩、Ｋ塩が除去できる。本発明者らの実験
では、油の種類によつてはスラッジの分離のみで脱塩率
は９０％以上となる結果を得ている。そして、次段にお
いて少なくなったＮａ塩、Ｋ塩を除去するのであるから
洗浄水は少なくてすみ、少ないＮａ塩、Ｋ塩の洗浄除去
であるため、この除去も容易となって脱塩効果も大きく
なる。このように、本発明ではスラツジを燃料油より除
去する分離工程と混合洗浄−分離の工程との組合わせに
より構成される。

なお、第２図では混合洗浄−分離の工程で遠心分離機を
使用する例で示したが、回転するロータ内で液々抽出を
おこなわせる遠心抽出機を用いてもよい。第３図は本発
明の他の実施態様を示すもので、混合洗浄−分離の工程
で遠心抽出機を用いた場合を示している。

すなわち、６は遠心抽出機、１７は受槽であり、遠心抽
出機６は液の入口が２個所、出口が２個所あり、回転し
ている機内で燃料油と洗浄水とを向流接触させるもので
ある。したがって、洗浄効果を上げることができる。図
示の如く、遠心抽出機６は第２図の第２段遠心分離機１
′に代わって設置されており、燃料独、送給管１６から
の洗浄水、送給管１５からのェマルジョンブレーカの混
合液は遠心抽出機６の一方の入口より供給される。また
、送給管１２からの洗浄水は他方の入口より供給される
。遠心抽出機６内では強い遠心力のもとで燃料油と水と
が分離し、燃料油は送給管１２からの洗浄水と向流接触
して再度の洗浄を受け、洗浄油となって一方の出口から
抜き出されて送給管１１を流れる。また、水およびスラ
ッジは他方の出口より排出されて受槽１７内に入り、水
の一部とスラッジは廃水として排出管１３から排出され
、次工程へ導かれる。また、その他の水は洗浄水として
送給管１６より燃料油中に投入される。このようにして
、本例においても高度な洗浄脱塩をおこなうことができ
る。ところで、脱塩および固形物除去は１段の洗浄分離
または分離のみで完成しないことが多い。これは、脱塩
操作は燃料油を連続供給する連続操作であるため、Ｎａ
塩、Ｋ塩を含む水滴およびスラッジの一部ならびに固形
物の一部は燃料油の流れに同伴することによる。したが
って、望ましくは２段、３段の混合洗浄−分離が必要で
ある。これは、遠心分離機や遠心抽出機を直列に並べる
ことにより可能である。第４図はその一例を示す。図に
おいて、１″は第３段遠心分離機で、第２図に示した第
２段遠心分離機１′の後にミキサ４と共に追加した場合
を示す。以上のような構成で混合洗浄−分離の組合わせ
が１段増加し、脱塩効果の増大を実現できる。また、上
述の理由でェマルジョンブレーカを添加しない遠心分離
機の数を増加することにより燃料油中のスラッジをより
完全に除去できることは明白である。

なお、原料燃料油中にはスラッジが含まれるのが通常で
あるが、含まれない場合もある。

このときには燃料油中に水を入れてェマルジョンを作り
、スラツジを生成させてこのスラッジにより固形物を取
り込んで除去すればよい。第５図は本発明の他の実施態
様を示すもので、第２図に示す第１段遠心分離機１の前
にミキサ４を設置し、第２段遠０分離機１′よりの廃水
排出管１３内を流れる廃水の一部または全部を前記ミキ
サ４の前で原料燃料油に供給できるようにしたものであ
る。

本構成により、前記ミキサ４でェマルジョンを作り、第
１段遠心分離機１内でスラッジを形成するときに燃料油
中の固形物を取り込み、燃料油より固形物を除去できる
ようにする。以上説明したように、本発明によれば、燃
料油中の固形物を脱塩と同時に除去でき、フィル夕の清
掃頻度を少なくすることが可能であり、さらにはフィル
夕の使用そのものを省略することができるという非常に
すぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料油の洗浄脱塩法のブロック図、第２
図ないし第５図はともに本発明の各実施態様における燃
料油の洗浄脱塩法のブロック図である。１，１′，１″…遠心分離機、２…燃料油タンク、３…
エマルジヨンブレーカタンク、４…ミキサ、５・・・ポ
ンプ、６…遠心抽出機、７・・・フィル夕、１０・・・
燃料油送給管、１１・・・洗浄油送給管、１２・・・清
浄水送給管、１３・・・廃水排出管、１４・・・スラッ
ジ排出管、１５…ェマルジョンブレーカ送給管、１６・
・・洗浄水送給管。弟ー図第Ｚ図第３図第４図第づ図

Claims

【特許請求の範囲】１原料燃料油中に含まれるスラツジを除去する分離工
程と、上記スラツジ除去後の燃料油中に水およびエマル
ジヨンブレーカを混合し、該混合した液を清浄な燃料油
、燃料油と水との混合によつて生じたスラツジおよび水
に分離する混合洗浄−分離工程とからなることを特徴と
する燃料油の洗浄脱塩法。２原料燃料油中に含まれるスラツジを除去する分離工
程を複数段とした特許請求の範囲第１項記載の燃料油の
洗浄脱塩法。３混合した液を燃料油、燃料油と水との混合によつて
生じたスラツジおよび水に分離する混合洗浄−分離工程
を複数段とした特許請求の範囲第１項または第２項記載
の燃料油の洗浄脱塩法。４分離工程に遠心分離機を用いた特許請求の範囲第１
項または第２項記載の燃料油の洗浄脱塩法。５混合洗浄−分離工程に遠心分離機を用いた特許請求
の範囲第１項または第３項記載の燃料油の洗浄脱塩法。６混合洗浄−分離工程に遠心抽出機を用いた特許請求
の範囲第１項または第３項記載の燃料油の洗浄脱塩法。
７スラツジを含まない原料燃料油中に水を添加してエ
マルジヨンを形成させ、前記燃料油中にスラツジを生成
させて分離工程にかけた特許請求の範囲第１項または第
２項または第３項または第４項または第５項または第６
項記載の燃料油の洗浄脱塩法。