説明

セメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法

【課題】高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって、乾燥設備の爆発の危険性を軽減するとともに、乾燥汚泥の燃料としての価値の低下を回避することもできるセメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法を提供する。
【解決手段】セメントキルン2のプレヒータサイクロン3A〜3Dの出口部又は天井部より抽気した燃焼ガスが供給され、40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物Wを乾燥させる乾燥装置6を備えるセメント焼成装置1。さらに、セメントキルン2のプレヒータサイクロン3A〜3Dの出口部又は天井部より抽気した燃焼ガスからダストを分離する粗粉分離装置12を備え、粗粉分離装置12によってダストが分離された燃焼ガスGを乾燥装置6に供給してもよく、乾燥装置6に供給されるガスのダスト濃度を、0.05kg/Nm3以上、0.35kg/Nm3以下に調整する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を、安全かつ効率的に乾燥させることのできるセメント焼成装置、及び同装置を利用した高含水有機廃棄物の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、都市ごみ等の廃棄物をセメント焼成装置で処理するにあたって、種々の装置及び方法が提案されている。例えば、特許文献1には、都市ごみ等の廃棄物を乾燥させるための乾燥装置にクリンカクーラの高温空気の一部を導入し、乾燥装置からの排気を再びクリンカクーラに戻し、乾燥装置の排気が混入したクリンカクーラの高温空気をセメントキルン又は仮焼炉の燃焼用空気として使用する技術が開示されている。
【0003】
また、特許文献2には、セメント焼成装置で可燃性廃棄物を焼却するにあたって、可燃性廃棄物をクリンカクーラの高温空気の一部を用いて焼却し、廃棄物の焼却工程中に生成された排ガスを、セメント原料を加熱するためのプレヒータに通気し、かつ廃棄物の焼却工程中に発生したスラグを引き出す技術が記載されている。
【0004】
しかし、上記両文献に記載のように、クリンカクーラから抽気される高温空気を都市ごみ等の廃棄物や、可燃性廃棄物の乾燥等に利用する場合には問題はないが、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって上記高温空気を利用すると、該高温空気は酸素濃度が高いため、爆発のおそれがあった。
【0005】
また、セメント焼成装置のプレヒータ出口以降の燃焼排ガスを利用しようとしても、この領域の燃焼排ガスの温度は450℃程度以下と低温であるため、高含水汚泥の乾燥には適さない。一方、セメントキルンの窯尻からの抽気ガスは、酸素濃度が低く、約1000℃と高温であるため高含水有機廃棄物の乾燥には適しているが、窯尻から燃焼ガスを抽気すると、セメントキルンの熱効率が悪化するという問題があった。
【0006】
そこで、上記の点に鑑み、本出願人は、鋭意検討を行ったところ、セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの出口ダクトまでの排ガス流路より抽気した燃焼ガスは、2〜8%と酸素濃度が低いため、高含水有機汚泥等の乾燥に用いても爆発のおそれがなく、該燃焼ガスの温度は450〜900℃であるため、高含水有機廃棄物を十分に乾燥させることができ、セメントキルンの窯尻等から燃焼ガスを抽気しないため、セメントキルンの熱効率が悪化することもないことを見い出した。
【0007】
【特許文献1】特開昭63−151650号公報
【特許文献2】特表2003−506299号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述のように、高含水有機汚泥等の乾燥には、セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの出口ダクトまでの排ガス流路より抽気した燃焼ガスを用いることができるが、この乾燥熱源ガスとしてのセメントキルン排ガスは、セメント原料に起因する非燃焼性のダストを含有し、このダストの大部分は、乾燥後の汚泥に回収される。また、セメントキルン排ガスのダスト濃度は、約0.05(トップサイクロン出口部)〜約1.0(各サイクロン入口部)kg/Nm3と抽気領域により様々である。
【0009】
ここで、乾燥汚泥にセメント原料に起因するダストが含まれることには、利点と欠点の両方がある。利点としては、乾燥汚泥に非燃焼性のダストが含有されることにより、乾燥設備の爆発の危険性が軽減されることが挙げられる。一方、欠点としては、乾燥汚泥に非燃焼性のダストが含有されることにより、乾燥汚泥の燃料としての価値が低下することが挙げられる。
【0010】
そこで、本発明は、上記従来の点に鑑みてなされたものであって、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって、乾燥設備の爆発の危険性を軽減するとともに、乾燥汚泥の燃料としての価値の低下を回避することもできるセメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法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】
【0011】
上記目的を達成するため、本発明は、セメント焼成装置であって、セメントキルンのプレヒータサイクロンの出口部又は天井部より抽気した燃焼ガスが供給され、40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させる乾燥装置を備えることを特徴とする。
【0012】
そして、本発明によれば、セメントキルンのプレヒータサイクロンの出口部又は天井部から、ダスト濃度の低い燃焼ガスの一部を抽気し、乾燥装置において、低ダスト濃度の燃焼ガスを用いて40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させるため、乾燥後の有機廃棄物のダスト含有率も小さくなり、乾燥有機廃棄物の燃料としての価値の低下を回避することができる。
【0013】
前記セメント焼成装置において、前記セメントキルンのプレヒータサイクロンの出口部又は天井部より抽気した燃焼ガスから粗粉を分離する粗粉分離装置を設け、該粗粉分離装置によって粗粉が分離された燃焼ガスを前記乾燥装置に供給するように構成することができる。これによって、乾燥後の有機廃棄物のダスト含有率をさらに小さくすることができ、乾燥有機廃棄物の燃料としての価値をより大きくすることができる。
【0014】
前記セメント焼成装置において、前記乾燥装置に供給されるガスのダスト濃度は、0.05kg/Nm3以上、0.35kg/Nm3以下とすることができる。これによって、乾燥設備の爆発の危険性を軽減しながら、乾燥汚泥の燃料としての価値の低下を回避することができる。
【0015】
前記セメント焼成装置において、前記高含水有機廃棄物は、高含水有機汚泥であってもよく、製紙汚泥、下水汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥等を乾燥させることができる。
【0016】
また、本発明は、高含水有機廃棄物の乾燥方法であって、セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの出口ダクトまでの排ガス流路より、ダストの濃度が所定の範囲にある燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気した燃焼ガスの一部を用いて40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させることを特徴とする。
【0017】
本発明によれば、ダストの濃度が所定の範囲にある燃焼ガスを用いて高含水有機廃棄物を乾燥させるため、乾燥後の有機廃棄物のダスト濃度を調整することができる。
【0018】
また、本発明は、高含水有機廃棄物の乾燥方法であって、セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの出口ダクトまでの排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの濃度を所定の範囲に調整し、該ダストの濃度を所定の範囲に調整したガスを用いて40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させることを特徴とする。
【0019】
本発明によれば、ダストの濃度を所定の範囲に調整した燃焼ガスを用いて高含水有機廃棄物を乾燥させるため、乾燥後の有機廃棄物のダスト濃度を調整することができる。
【0020】
前記高含水有機廃棄物の乾燥方法において、前記高含水有機廃棄物の乾燥に用いるガスのダスト濃度を、0.05kg/Nm3以上、0.35kg/Nm3以下とすることができる。これによって、上述のように、乾燥設備の爆発の危険性を軽減しながら、乾燥汚泥の燃料としての価値の低下を回避することができる。
【0021】
また、前記高含水有機廃棄物の乾燥方法において、前記高含水有機廃棄物を、製紙汚泥、下水汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥等の高含水有機汚泥とすることができる。
【発明の効果】
【0022】
以上のように、本発明によれば、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって、乾燥設備の爆発の危険性を軽減しながら、乾燥汚泥の燃料としての価値の低下を回避することも可能なセメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
図1は、本発明にかかるセメント焼成装置の第1の実施の形態を示し、このセメント焼成装置1は、セメントキルン2と、プレヒータ3と、仮焼炉4と、乾燥装置6と、ファン7等で構成される。
【0024】
セメントキルン2、プレヒータ3及び仮焼炉4は、従来のセメント焼成装置と同様の機能を有し、プレヒータ3に供給されたセメント原料Rは、プレヒータ3で予熱され、仮焼炉4で仮焼された後、セメントキルン2にて焼成される。
【0025】
乾燥装置6には、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物(以下、「廃棄物」という)Wが供給されるとともに、最下段サイクロン3Aの出口部より抽気した燃焼ガスが供給され、廃棄物Wが乾燥される。この燃焼ガスは、最下段サイクロン3Aの出口部から第2サイクロン3Bの入口部までのダクトにおいて、第3サイクロン3Cから供給されたセメント原料が燃焼ガスと混合される前の段階で抽気されたものであるため、ダスト濃度が0.15〜0.35kg/Nm3と低く、乾燥装置6において廃棄物Wの乾燥に用いると、廃棄物Wに適度の濃度のダストが含まれることとなり、乾燥装置6における爆発を防止しながら、乾燥された廃棄物Wのダスト含有率を低く抑えることができる。
【0026】
ファン7は、プレヒータ3から燃焼ガスを乾燥装置6に導入するために備えられ、ファン7の排気は、循環ダクト8を介して最下段サイクロン3Aから第2サイクロン3Bへの排ガス流路に戻される。
【0027】
尚、上記実施の形態においては、乾燥装置6に、最下段サイクロン3Aの出口部より抽気した燃焼ガスを供給したが、最下段サイクロン3Aの出口部に限らず、最下段サイクロン3Aの天井部、第2サイクロン3B、第3サイクロン3C及び第4サイクロン3Dの出口部及び天井部のいずれかより抽気した燃焼ガスを乾燥装置6に供給して廃棄物Wの乾燥に用いることができ、上記と同様の効果を奏する。
【0028】
次に、本発明にかかるセメント焼成装置の第2の実施の形態について、図2を参照しながら説明する。このセメント焼成装置11は、図1に示したセメント焼成装置1の構成に加え、乾燥装置6の前段に粗粉分離装置としてのサイクロン12を備えることを特徴としている。尚、セメント焼成装置1と同じ構成要素については、同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
【0029】
サイクロン12には、最下段サイクロン3Aの出口部より抽気した燃焼ガスが供給され、この燃焼ガス中の粗粉Dが除去される。除去された粗粉Dは、セメント焼成装置1に戻してもよく、セメント焼成装置1の系外で処理することもできる。サイクロン12で回収されなかった微粉を含む燃焼ガスGは、乾燥装置6に供給される。
【0030】
乾燥装置6には、廃棄物Wが供給されるとともに、サイクロン12からの燃焼ガスGが供給され、廃棄物Wの乾燥が行なわれる。この燃焼ガスGは、サイクロン12によって集塵されているため、ダスト濃度が0.05〜0.2kg/Nm3と低く、乾燥装置6において廃棄物Wの乾燥に用いると、乾燥装置6における爆発を防止しながら、乾燥された廃棄物Wのダスト含有率を低く抑えることができる。
【0031】
尚、上記実施の形態においては、サイクロン12に、最下段サイクロン3Aの出口部より抽気した燃焼ガスを供給したが、最下段サイクロン3Aの出口部に限らず、最下段サイクロン3Aの天井部、第2サイクロン3B、第3サイクロン3C及び第4サイクロン3Dの出口部及び天井部のいずれかより抽気した燃焼ガスをサイクロン12に供給し、粗粉を除去した燃焼ガスGを、乾燥装置6において廃棄物Wの乾燥に用いることができ、上記と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明にかかるセメント焼成装置の第1の実施の形態の全体構成を示す概略図である。
【図2】本発明にかかるセメント焼成装置の第2の実施の形態の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【0033】
1 セメント焼成装置
2 セメントキルン
3 プレヒータ
3A 最下段サイクロン
3B 第2サイクロン
3C 第3サイクロン
3D 第4サイクロン
4 仮焼炉
5 窯尻部
6 乾燥装置
7 ファン
8 循環ダクト
11 セメント焼成装置
12 サイクロン
D 粗粉
G 燃焼ガス
R セメント原料
W 高含水有機廃棄物(高含水有機汚泥)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメントキルンのプレヒータサイクロンの出口部又は天井部より抽気した燃焼ガスが供給され、40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させる乾燥装置を備えることを特徴とするセメント焼成装置。
【請求項2】
前記セメントキルンのプレヒータサイクロンの出口部又は天井部より抽気した燃焼ガスから粗粉を分離する粗粉分離装置を備え、
該粗粉分離装置によって粗粉が分離された燃焼ガスが前記乾燥装置に供給されることを特徴とする請求項1に記載のセメント焼成装置。
【請求項3】
前記乾燥装置に供給されるガスのダスト濃度は、0.05kg/Nm3以上、0.35kg/Nm3以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のセメント焼成装置。
【請求項4】
前記高含水有機廃棄物は、高含水有機汚泥であることを特徴とする請求項1、2又は3に記載のセメント焼成装置。
【請求項5】
セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの出口ダクトまでの排ガス流路より、ダストの濃度が所定の範囲にある燃焼ガスの一部を抽気し、
該抽気した燃焼ガスの一部を用いて40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させることを特徴とする高含水有機廃棄物の乾燥方法。
【請求項6】
セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの出口ダクトまでの排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気し、
該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの濃度を所定の範囲に調整し、
該ダストの濃度を所定の範囲に調整したガスを用いて40質量%以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させることを特徴とする高含水有機廃棄物の乾燥方法。
【請求項7】
前記高含水有機廃棄物の乾燥に用いるガスのダスト濃度は、0.05kg/Nm3以上、0.35kg/Nm3以下であることを特徴とする請求項5又は6に記載の高含水有機廃棄物の乾燥方法。
【請求項8】
前記高含水有機廃棄物は、高含水有機汚泥であることを特徴とする請求項5、6又は7に記載のセメント焼成装置。

【図1】
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【図2】
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