JP2002317180A

JP2002317180A - 地盤改良材製造装置の制御方法

Info

Publication number: JP2002317180A
Application number: JP2001122745A
Authority: JP
Inventors: Noboru Ichitani; 昇市谷; Isao Hayashi; 功林; Mikio Murao; 三樹雄村尾
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP3905716B2

Abstract

(57)【要約】【課題】原料投入量、原料水分の変動に対して、安定
した流動層を維持するとともに製品の品質を安定させ
る。汚泥中の有機物量、発熱量の変動に対して焼成室温
度を安定させるとともに、サイクロン内付着と微粉の再
炭酸化を防止して、高品質の製品を回収する。【解決手段】流動層炉２０を２室型とし、造粒された
原料を乾燥室２６で乾燥させた後、焼成室２８で有機物
の焼却、消石灰の分解・焼成を行わせ、炉２０の排ガス
をサイクロン５８で除塵した後、ミキシングチャンバ５
９で臭気と混合し、熱交換器４６で熱回収する装置にお
いて、乾燥室２６温度制御と各室流量制御により、投入
量、原料水分が変動しても安定した流動層を維持でき、
品質が安定するとともに、サイクロン５８出口温度制御
により、付着と微粉の再炭酸化が防止できるとともに、
焼成室２８温度が安定して、高品質の製品が回収でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥、産廃汚
泥等の汚泥の脱水ケーキに生石灰、消石灰等の石灰類を
混合混練し造粒した造粒物を、２室型の流動層乾燥・焼
成炉に投入して上流側の第１室で乾燥を行い、下流側の
第２室で有機物焼却・石灰焼成を行って地盤改良材を製
造する装置の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水汚泥、産廃汚泥等は、脱水乾燥され
た後、流動層炉又はロータリキルン等で汚泥中の有機物
を焼却して埋立処分されていたが、近年、焼成、乾留等
の処理を行う種々のリサイクル方法が開発されつつあ
る。従来、汚泥の脱水乾燥焼却方法及び装置として、例
えば、特開平６−１５２９７号公報には、汚泥と生石灰
とを混合して汚泥の脱水・乾燥を行う脱水乾燥工程と、
生成した固形分を１室型の流動層炉又は気流炉で加熱し
て汚泥中の有機物を焼却するとともに有機物の燃焼熱に
より消石灰を焼成して生石灰に再生する焼却再生工程か
らなる汚泥の脱水乾燥焼却システムが開示されている。

【０００３】また、特開平１０−２３７８５２号公報に
は、下水汚泥等の有機汚泥と生石灰、消石灰等の石灰類
とを混合し、その混合物を１〜１０mmに造粒した原料を
ロータリキルンで８００〜１０００℃の温度で乾燥・脱
水・有機物焼却・消石灰焼成して地盤改良材を製造する
方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平６−１５
２９７号公報記載の汚泥の脱水乾燥焼却システムにおい
ては、１室型の流動層炉又は気流炉での滞留時間が短い
ため十分焼成できず、地盤改良材としての性能を満足さ
せることができない。また、生石灰の微粉が再炭酸化及
び再水酸化して装置内部に付着し、長期連続運転を行う
ことができないという問題がある。また、特開平１０−
２３７８５２号公報記載の地盤改良材の製造方法におい
ては、ロータリキルンは伝熱性能が悪いため、ロータリ
キルンのみの乾焼・脱水・焼却・焼成では装置が大型化
し、また、キルン排ガス中のダストが熱交換器に付着し
て連続運転を阻害し、付着物の除去に多大の労力を要す
る問題がある。

【０００５】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、流動層炉を仕切部材で区画して２
室型の流動層炉とし、造粒された原料を第１室である乾
燥室（低温室）で乾燥させた後、第２室である焼成室
（高温室）で有機物の焼却、消石灰の分解・焼成を行わ
せるようにし、流動層炉の排ガスをサイクロンで除塵し
た後、ミキシングチャンバで臭気と混合し、熱交換器で
熱回収するようにした地盤改良材製造装置において、乾
燥室温度制御と各室流量制御により、原料投入量、原料
水分等が変動しても安定した流動層を維持でき、製品の
品質が安定するとともに、サイクロン出口温度制御によ
り、サイクロン内付着と捕集微粉の再炭酸化を防止でき
るとともに、焼成室温度が安定して、高品質の製品が回
収でき、さらに、ミキシングチャンバ出口温度制御によ
り、燃費を悪化させることなく、臭気を確実に脱臭で
き、また、焼成室の流動層差圧（滞留時間）制御によ
り、焼成室の粉化飛散量を少なく安定させることができ
る地盤改良材製造装置の制御方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の地盤改良材製造装置の制御方法は、汚泥
脱水ケーキに石灰を混合攪拌し造粒した造粒物を、燃焼
炉からの熱風を流動化ガスとし該造粒物自身を流動媒体
とする、仕切部材で区画された２室型の流動層乾燥・焼
成炉に投入して上流側の乾燥室（第１室）で乾燥を行
い、下流側の焼成室（第２室）で有機物焼却・石灰焼成
を行った後、この流動層乾燥・焼成炉からの焼成粒状物
を流動層クーラ又は充填層クーラに導入し冷却して製品
とし、一方、前記流動層乾燥・焼成炉の排ガスをサイク
ロンに導入して除塵した後、サイクロンからの排ガスを
ミキシングチャンバで臭気と混合し、この混合ガスを熱
交換器に導入して熱回収し、サイクロンで捕集された微
粉の少なくとも一部を前記クーラを経て、又は直接、製
品として回収するようにした地盤改良材製造装置におい
て、サイクロン出口の排ガス温度が一定になるように、
燃焼炉に供給する燃料量及び焼成室に導入する熱風流量
を制御するように構成されている（図１参照）。

【０００７】また、本発明の地盤改良材製造装置の制御
方法は、汚泥脱水ケーキに石灰を混合攪拌し造粒した造
粒物を、燃焼炉からの熱風を流動化ガスとし該造粒物自
身を流動媒体とする、仕切部材で区画された２室型の流
動層乾燥・焼成炉に投入して上流側の乾燥室（第１室）
で乾燥を行い、下流側の焼成室（第２室）で有機物焼却
・石灰焼成を行った後、この流動層乾燥・焼成炉からの
焼成粒状物を流動層クーラ又は充填層クーラに導入し冷
却して製品とし、一方、前記流動層乾燥・焼成炉の排ガ
スをサイクロンに導入して除塵した後、サイクロンから
の排ガスをミキシングチャンバで臭気と混合し、この混
合ガスを熱交換器に導入して熱回収し、サイクロンで捕
集された微粉の少なくとも一部を前記クーラを経て、又
は直接、製品として回収し、造粒物の製造過程で発生す
る臭気を前記熱交換器に導入して昇温し、加熱臭気を燃
焼炉の燃焼用空気として回収するとともに、余剰の加熱
臭気を流動層乾燥・焼成炉の乾燥室の風箱及び／又はミ
キシングチャンバに吹き込んで脱臭するようにした地盤
改良材製造装置において、乾燥室の流動層温度が一定に
なるように、乾燥室風箱に吹き込む熱交換器からの臭気
量を制御すると同時に、流量合計を一定として乾燥室が
良好な流動層を形成するように乾燥室風箱に吹き込む熱
風流量を制御し、焼成室が良好な流動層を形成するよう
に焼成室風箱に吹き込む熱風流量を制御すると同時に、
サイクロン出口の排ガス温度が一定になるように燃焼炉
に供給する燃料量を制御することを特徴としている（図
１参照）。

【０００８】上記の制御方法においては、燃焼炉及び乾
燥室風箱に必要量導入した残りの加熱臭気をミキシング
チャンバに吹き込み、ミキシングチャンバ出口の排ガス
温度が一定になるように、ミキシングチャンバに加熱臭
気とは別の常温臭気及び／又は大気を導入して吹込量を
調整する。また、焼成室の流動層差圧（滞留時間）が一
定になるように、焼成室からの粗粒製品の排出量を制御
することが好ましい。

【０００９】また、上記の制御方法においては、乾燥室
の流動層温度を１００℃以下、望ましくは５０〜１００
℃、焼成室の流動層温度を９００℃以上、望ましくは９
００〜１０５０℃、サイクロン出口の排ガス温度を７５
０℃以上、ミキシングチャンバ出口の排ガス温度を６０
０℃以上に制御することが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することができるもので
ある。図１は本発明の実施の第１形態による地盤改良材
製造装置の制御方法を実施する構成を示している。１０
は原料（造粒物）製造工場（原料製造部）で、混練機１
２、造粒機１４等を備えている。汚泥脱水ケーキと石灰
類、例えば、生石灰を混練機１２に投入して混練する。
生石灰は水分を吸収して消石灰となり、さらに、発熱反
応により汚泥脱水ケーキの水分を蒸発させる。生石灰の
割合は、混練物の水分が造粒に適した範囲で、造粒物が
流動層で破壊しない強度を有するよう選ばれる。汚泥脱
水ケーキの性状によるが、例えば混練物の水分は２０〜
３０％である。混練物は造粒機１４に導入されて粒径１
〜２０mm、望ましくは２〜１０mmに造粒される。なお、
造粒機能を備えた混練機を用いることにより、混練と造
粒とを１台の装置で同時に行うように構成することも可
能である。

【００１１】造粒機１４からの造粒物（原料）はホッパ
１６に一旦貯留された後、供給機、例えばベルトフィー
ダ１８により流動層乾燥・焼成炉（以下、単に流動層炉
又は炉と記す場合がある）２０に供給される。この流動
層乾燥・焼成炉２０は、図１及び図２に示すように、流
動層２２に略鉛直方向の仕切部材２４が設けられて、上
流側の乾燥室（第１室）２６と下流側の焼成室（第２
室）２８とに区画されている。３０、３２はバーナ、３
４は原料入口である。

【００１２】流動層乾燥・焼成炉２０は、その下部に区
画された室に対応する風箱３８、４０を備え、風箱上部
のガス分散板４２の上側に造粒物が流動媒体となる流動
層２２が形成されるように構成されている。これらの風
箱３８、４０には、燃焼炉４４からの熱風が流動化ガス
として導入される。また、乾燥室の風箱３８には、後述
の熱交換器４６からの加熱臭気の一部が導入できるよう
になっている。

【００１３】流動層乾燥・焼成炉２０の乾燥室２６の上
部には、邪魔板などのバッフル部材４８が設けられ、乾
燥室排ガスと焼成室排ガスとが良好に混合するように構
成されている。また、乾燥室２６と焼成室２８とを区画
する仕切部材２４は、造粒物がオーバフローする高さを
有し、仕切部材２４の下側に連絡通路５０が設けられて
いる。流動層炉の乾燥室上方に邪魔板等のバッフル部材
を設けることにより、乾燥室排ガスと焼成室排ガスとの
混合が良くなり、臭気を確実に脱臭できる。また、仕切
部材の高さを造粒物がオーバフローする高さとすること
により、乾燥室の層高の調整は不要となり、下部に設け
た連絡通路により、大塊が停滞することなく、安定運転
を容易に行うことができる。

【００１４】流動層乾燥・焼成炉２０には気密排出機
構、例えばＬバルブ５２を介して流動層クーラ５４が接
続されている。また、流動層炉２０には排ガスダクト５
６を介してサイクロン５８が接続され、このサイクロン
５８の排ガス出口にはミキシングチャンバ５９が接続さ
れている。そして、ミキシングチャンバ５９の排ガス出
口に熱交換器４６が接続されており、この熱交換器４６
には、原料製造部１０からの臭気が臭気ファン６０によ
り導入され、ミキシングチャンバ５９からの排ガスと熱
交換して昇温される。ミキシングチャンバ５９は、例え
ば、略円筒形であり、対向する側面部からそれぞれ略接
線方向に排ガスと臭気を吹き込んで混合させ、臭気を排
ガスの熱で脱臭処理するものである。この場合、ミキシ
ングチャンバ５９に内筒６１を設けるとガスの混合が良
好に行え、効率よく脱臭することができる。また、ミキ
シングチャンバを２重空冷構造としても良い。さらに、
ミキシングチャンバをサイクロン形状として下部からダ
ストを分離できる構成とすることも可能である。ミキシ
ングチャンバ５９に導入する臭気等についての説明は後
述する。

【００１５】流動層炉２０の安定運転のためには、ま
ず、乾燥室２６及び焼成室２８それぞれが良好な流動層
を形成するよう流動化速度を安定させる必要がある。つ
ぎに、原料投入量、原料水分等の変動に対して、乾燥室
２６での乾燥度を一定にして焼成室２８に送るために
は、乾燥室２６の流動層温度を一定にすればよい。さら
に、汚泥中の有機物量、発熱量等の変動に対して、焼成
品の品質を安定させるためには、焼成室２８の流動層温
度（サイクロン入口温度又はサイクロン出口温度でも良
い）を安定させればよい。この場合、サイクロン５８で
捕集した微粉製品の品質を向上させるために、サイクロ
ン５８出口の排ガス温度を捕集微粉が再炭酸化しない温
度とする必要があるので、結局、焼成室２８から排出さ
れる粗粒及びサイクロン５８で捕集した微粉の両方を高
品質の製品とするためには、サイクロン５８出口の排ガ
ス温度を一定にすればよい。

【００１６】流動層乾燥・焼成炉２０の乾燥室２６に投
入された造粒物（原料）は、流動化ガスにより流動化し
て１００℃以下、例えば、５０〜１００℃の層温度に調
整して乾燥させる。造粒物の水分が多い場合はバーナ３
０が使用される。乾燥した造粒物は仕切部材２４をオー
バフローして焼成室２８に移動し、９００℃以上、望ま
しくは９００〜１０５０℃の層温度にて有機物の焼却、
消石灰の分解・焼成が行われる。仕切部材２４とガス分
散板４２との間の連絡通路５０は、塊状物を移動させる
ためのものであるが、勿論、造粒物も移動する。なお、
焼成室２８において、熱量が不足する場合はバーナ３２
が使用される。各室の温度制御、流量制御についての説
明は後述する。

【００１７】炉２０で焼成された焼成粒状物（焼却灰と
ＣａＯとの混合物）は流動層クーラ５４に投入されて、
空気又は／及び常温の臭気により直接冷却され、排出
機、例えばロータリフィーダ６２により排出され、輸送
機６４により製品として搬出される。６８は押込ブロ
ワ、７０はバグフィルタである。このバグフィルタ７０
からの排ガスは、臭気を含まない場合は大気放出され
る。また、臭気を含む排ガスの場合は燃焼炉４４へ導入
されて、臭気成分が燃焼又は分解して脱臭される。な
お、流動層クーラの代りに充填層クーラを用いることも
可能である。

【００１８】炉２０からの排ガスはサイクロン５８に導
入されてダストが捕集される。このダストは微粉製品と
して回収され、例えば、流動層クーラ５４に投入されて
冷却された後に製品タンクへ送られる。この場合、サイ
クロン５８出口の排ガス温度が７５０℃以上となるよう
に調整する。サイクロン出口ガス温度が７５０℃未満で
あると、ダスト（微粉）に含まれるＣａＯが排ガス中の
ＣＯ₂を吸収してＣａＣＯ₃になり、この再炭酸化により
微粉製品の品質が低下することになる。サイクロン出口
ガス温度の制御については後述する。

【００１９】サイクロン５８からの排ガスは、ミキシン
グチャンバ５９で臭気と混合され、６００℃以上で熱交
換器に導入される。ミキシングチャンバ出口ガス温度の
制御については後述する。熱交換器としては、排ガス流
に対して直列に２段に設けることが好ましい。熱交換器
を２段にする場合は、熱回収量は減少するが、装置を小
型化（伝熱面積が１／３〜１／４となる）でき、また冷
却用空気量を調整することにより、排ガス温度を一定に
することができる。このため、後流のバグフィルタを保
護することができ、安定運転を継続することができる。
以下、熱交換器を２段に設けた場合について説明する。
高温側の熱交換器４６には原料製造工場１０で発生した
臭気が臭気ファン６０により導入され、低温側の熱交換
器７２には冷却用空気（大気）が押込ブロワ７４により
導入される。低温側の熱交換器７２からの排ガスは排ガ
ス誘引ファン７６によりバグフィルタ７８に導入され、
ここでダストが分離された後、煙突８０から排出され
る。

【００２０】高温側の熱交換器４６で加熱された臭気
は、燃焼炉４４の燃焼用空気として回収されるととも
に、余剰の加熱臭気は炉２０の乾燥室２６の風箱３８に
吹き込まれ、燃焼炉４４及び乾燥室の風箱３８に必要量
導入した残りの加熱臭気がミキシングチャンバ５９に吹
き込まれ、それぞれの場所で臭気成分が燃焼又は分解し
て脱臭される。この場合、炉２０の各室への熱風量配分
及び燃料吹込量は調整可能であり、乾燥室２６及び焼成
室２８における空塔速度は、各室夫々が良好な流動層を
形成するよう異なる流速に調整する。

【００２１】具体的には、乾燥室２６の流動層温度が一
定になるように、温度指示調節計（ＴＩＣ）８２により
分岐管８３に設けられた流量制御弁８４の開度を調節し
て、乾燥室の風箱３８に吹き込む熱交換器４６からの臭
気量を制御すると同時に、流量合計を一定として乾燥室
２６が良好な流動層を形成するように風箱３８に吹き込
む熱風流量を流量制御弁８５で制御する。そして、焼成
室２８が良好な流動層を形成するように、流量指示調節
計（ＦＩＣ）８６により流量制御弁８７の開度を調節し
て、焼成室の風箱４０に吹き込む熱風流量を制御する。
さらに、焼成室２８の流動層温度及びサイクロン５８出
口の排ガス温度が一定になるように、温度指示調節計
（ＴＩＣ）８８により燃料流量制御弁８９の開度を調節
して、燃焼炉４４に供給する燃料量を制御する。なお、
燃焼炉４４に供給する燃料量の制御に加えて、温度指示
調節計（ＴＩＣ）８８で燃料流量制御弁９０を調節して
バーナ３２の燃料量を制御する場合もある。

【００２２】また、ミキシングチャンバ５９には、加熱
臭気とは別に常温の臭気及び／又は空気（大気）が導入
されるようになっており、ミキシングチャンバ５９出口
の排ガス温度が６００℃以上となるように、その吹込量
が調整される。ミキシングチャンバ５９の出口温度を６
００℃以上に調整すれば、熱消費の悪化なく、確実に脱
臭可能であり、しかもダストの付着の問題もない。具体
的には、燃焼炉４４及び乾燥室の風箱３８に必要量導入
した残りの加熱臭気をミキシングチャンバ５９に吹き込
み、ミキシングチャンバ５９出口の排ガス温度が一定に
なるように、温度指示調節計（ＴＩＣ）９１により流量
制御弁９２の開度を調節して、ミキシングチャンバ５９
に加熱臭気とは別の常温臭気及び／又は大気を導入す
る。また、焼成室２８の流動層差圧（滞留時間）が一定
になるように、圧力指示調節計（ＰＩＣ）９３又は差圧
計により流量制御弁９４を開閉させてＬバルブ５２に吹
き込む圧縮空気の吹込量及び／又は吹込間隔を調整し、
焼成室２８からの粗粒製品の排出量を制御する。

【００２３】上記のように、本発明においては２室型の
流動層乾燥・焼成炉２０を用いることを特徴としてい
る。１室型の流動層炉の場合は、水分２５〜３０％の造
粒物が高温の流動層に投入されるので、ヒートショック
により造粒物が破壊、粉化し、微粉は短時間（数秒）で
飛散するので、焼成不十分になる。しかし、２室型の流
動層炉における乾燥室で、層温度５０〜１００℃に調整
して造粒物の乾燥のみを行うと、乾燥室では造粒物はほ
とんど粉化せず、焼成室での粉化も大幅に減少する。な
お、粉化率は流速（空塔速度）に略比例するが、焼成品
は湿原料よりも軽いので、流速を下げることができる。

【００２４】また、乾燥室２６の排ガスを脱臭するため
には、乾燥排ガスと焼成室２８の高温排ガスとの混合を
良好にする必要がある。そこで、乾燥室２６上方にバッ
フル部材（例えば邪魔板）４８を設けることにより、乾
燥室２６からの臭気を確実に脱臭することができる。

【００２５】また、炉２０の焼成室２８における焼成温
度を９００〜１０５０℃、サイクロン５８の出口ガス温
度を７５０℃以上に調整すると、サイクロンで捕集した
微粉製品の品質、脱臭とも問題なく操業することができ
る。サイクロン出口ガス温度を７５０℃以上にして微粉
が再炭酸化しないようにすることで、サイクロン捕集製
品の品質を向上させることができる。また、サイクロン
出口ガス温度を７５０℃以上にすると、サイクロン内の
付着の問題もない。

【００２６】また、流動層クーラ５４に冷却用空気とし
て臭気を吹き込み、燃焼炉４４の燃焼用空気として回収
する場合は、クーラ５４で熱回収されて燃料費をより低
減することができる。また、バグフィルタで捕集したダ
スト、原料工場・焼成工場等で発生した未焼成のダスト
を流動層炉２０の焼成室２８に投入し焼成することによ
り製品として回収することができる。また、ミキシング
チャンバ５９に余剰の加熱臭気と常温の臭気又は／及び
大気を吹き込み、サイクロン５８からの排ガスと混合し
て脱臭処理することで、熱消費を悪化させることなく、
各部の温度を脱臭可能、かつダスト付着のない温度に設
定できる。

【００２７】また、乾燥室２６及び焼成室２８それぞれ
が良好な流動層を形成するように流動化速度を安定させ
ることにより、流動層炉２０を安定して運転でき、乾燥
室２６の流動層温度を一定とするために、熱交換器４６
からの臭気量と燃焼炉４４からの高温熱風との割合を変
える（合計流量一定）ことにより、乾燥度を精度良く制
御でき、原料投入量、原料水分等が変動しても安定した
流動層を維持でき、製品の品質が安定する。また、焼成
室２８の流動層温度を一定とするために、燃焼炉４４の
燃料量を変えることにより、焼成度を精度良く制御で
き、汚泥中の有機物量、発熱量等が変動しても高品質の
製品が得られる。さらに、燃焼炉４４の燃料量を変える
ことにより、サイクロン５８出口の排ガス温度を捕集微
粉が再炭酸化しない温度に制御することができ、サイク
ロン内付着と捕集微粉の再炭酸化が防止され、高品質の
製品が回収できる。また、ミキシングチャンバ５９出口
の排ガス温度を、臭気及び／又は大気の吹込量を変えて
制御することにより、燃費を悪化させることなく、臭気
を確実に脱臭できる。また、焼成室２８からの粗粒製品
の排出量を調整して、焼成室２８の流動層差圧（滞留時
間）を制御することにより、焼成室２８の粉化飛散量を
少なく安定させることができる。

【００２８】上記の装置において、熱交換器４６、７２
としては、図３に示すように、臭気を通過させて加熱す
るための伝熱管９６が鉛直に配置された構造のものを用
いることが好ましい。このように構成すれば、ダストの
付着、堆積が少なく清掃も容易となる。なお、低温側の
熱交換器７２も同様の構造とすることが好ましい。伝熱
管が鉛直に配列された熱交換器を用いることにより、ダ
ストの付着、堆積が少なく清掃も容易となる。

【００２９】さらに、流動層乾燥・焼成炉２０のガス分
散板４２として、例えば、実公平７−３７１１３号公報
に示されているような特殊構造の分散板とすることが好
ましい。この特殊構造の分散板は、図４及び図５に示す
ように、板体９８に貫通固定された多数の筒体１００の
天壁部１０２に、直径が流動媒体径の３倍以下、望まし
くは２倍以下の複数の小孔１０４が設けられたものであ
る。このような構造の分散板を用いることにより、流動
媒体を高温のまま保持するホットバンキングが可能とな
る。したがって、起動・停止が極めて短時間で行なえ、
異常時の操作も容易となる。なお、ガス分散板４２の上
側近傍に設けられた補助バーナ３０、３２は、不足燃料
を補う以外に、立ち上げ時の臭気の脱臭を行うことがで
きる。

【００３０】図６は本実施の形態の他の例における流動
層クーラまわりを示している。本例は、２室型の流動層
クーラ１０６を用い、各室に対応して風箱１０８、１１
０を設け、上流側の風箱１０８に臭気を導入し、下流側
の風箱１１０に冷却用空気を導入するようにして、第１
室１１２からの排臭気をサイクロン１１４に導入し除塵
して、排臭気を燃焼炉４４へ供給し、ダストを第２室１
１６に投入し、第２室１１６からの排気をサイクロン１
１８に導入するようにしたものである。１２０は仕切
り、１２２は臭気押込ブロワ、１２４は空気押込ブロ
ワ、１２６はロータリフィーダ、１２８は輸送機であ
る。このように、流動層クーラを２室型とし、第１室
（高温側）に臭気を吹き込み、燃焼炉の燃焼用空気とし
て回収することにより、流動層クーラにおける熱回収が
行われ、熱消費及び燃料費をより低減することができ
る。他の構成及び作用は図１の場合と同様である。

【００３１】図７は本実施の形態の他の例における流動
層クーラまわりを示している。本例は、２室型の流動層
クーラ１０６を用い、各室に対応して風箱１０８、１１
０を設け、上流側の風箱１０８にサイクロン１１８から
の排ガスを導入し、下流側の風箱１１０に臭気を導入す
るようにしたものである。なお、第１室１１２からの排
ガスを除塵するサイクロンは省略している。このよう
に、流動層クーラを２室型とし、第２室（低温側）に臭
気を吹き込み、第２室排ガスを第１室の冷却用空気とし
て使用した後、燃焼炉の燃焼用空気として回収すること
により、流動層クーラにおける熱回収が行われ、熱消費
及び燃料費をより低減することができる。他の構成及び
作用は図１、図６の場合と同様である。

【００３２】図８は本実施の形態のさらに他の例におけ
る流動層クーラまわりを示している。本例は、２室型の
流動層クーラ１３０を用い、各室の風箱１３２を分割せ
ずに共通のものとし、この風箱１３２に臭気を導入する
ようにして、第１室１１２からの排臭気をサイクロン１
１４に導入し除塵して、排臭気を燃焼炉４４へ供給し、
ダストを第２室１１６に投入し、第２室１１６からの排
臭気をバグフィルタ１３４に導入し、バグフィルタ排ガ
スを熱交換器４６へ供給するようにしたものである。こ
のように、流動層クーラを２室型とし、第１室及び第２
室に臭気を吹き込み、第１室排ガスを燃焼炉の燃焼用空
気として回収し、第２室排ガスを熱交換器の冷却用空気
として使用した後、風箱又はフリーボード部に回収する
ことにより、流動層クーラにおける熱回収が行われ、熱
消費及び燃料費をより低減することができる。他の構成
及び作用は図１、図６の場合と同様である。

【００３３】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。（１）２室型の流動層乾燥・焼成炉を用い、予め造粒
された原料の乾燥と、有機物の焼却、消石灰の分解・焼
成とをそれぞれ別室で行うので、各室における層温度を
容易に調整することができ、造粒物の粉化が少なく、焼
成時間が長くなる。このため、従来必要としていたロー
タリキルンは不要となる。（２）原料が造粒物であるので、造粒物自体が流動媒
体となり、他の流動媒体は不要である。また、クーラと
して小型、高効率の流動層クーラ又は充填層クーラを使
用することができる。（３）流動層炉の排ガスをサイクロンで除塵するの
で、後流の熱交換器内の付着が大幅に減少し、熱効率を
良好に維持できるとともに、長期連続運転が可能とな
る。（４）サイクロン出口の排ガス温度を、微粉製品の再
炭酸化が起こらない温度（７５０℃以上）とするので、
サイクロンで捕集した微粉製品の品質を向上させること
ができる。また、サイクロン出口ガス温度を７５０℃以
上にすると、サイクロン内の付着の問題もない。（５）臭気の吹込配分を調整し、ミキシングチャンバ
で余剰の臭気を脱臭するので、熱消費を悪化させること
なく、各部の温度を脱臭可能、かつダスト付着のない温
度に設定することができる。（６）流動層炉における乾燥室からの飛散はほとんど
無く、飛散ダストはフリーボード部で焼成され、しか
も、サイクロン捕集微粉は再炭酸化しない温度で排ガス
から分離されるので、高品質の製品が得られる。（７）乾燥室温度制御と各室流量制御により、原料投
入量、原料水分等が変動しても安定した流動層を維持で
き、製品の品質が安定する。（８）サイクロン出口温度制御により、サイクロン内
付着と捕集微粉の再炭酸化を防止できるとともに、焼成
室温度が安定して、高品質の製品が回収できる。（９）ミキシングチャンバ出口温度制御により、燃費
を悪化させることなく、臭気を確実に脱臭できる。（１０）焼成室の流動層差圧（滞留時間）制御によ
り、焼成室の粉化飛散量を少なく安定させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態による地盤改良材製造
装置の制御方法を実施する構成の一例を示す系統的概略
構成説明図である。

【図２】図１における流動層乾燥・焼成炉の横断面拡大
説明図である。

【図３】図１における熱交換器の一例を示す立断面説明
図である。

【図４】図１における流動層乾燥・焼成炉のガス分散板
の一例を示す断面説明図である。

【図５】図４におけるガス分散板の要部の平面図であ
る。

【図６】本発明の実施の第１形態の他の例における流動
層クーラまわりを示す概略構成図である。

【図７】本発明の実施の第１形態の他の例における流動
層クーラまわりを示す概略構成図である。

【図８】本発明の実施の第１形態のさらに他の例におけ
る流動層クーラまわりを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０原料製造工場（原料製造部）１２混練機１４造粒機１６ホッパ１８ベルトフィーダ２０流動層乾燥・焼成炉（流動層炉）２２流動層２４仕切部材２６乾燥室（第１室、低温室）２８焼成室（第２室、高温室）３０、３２バーナ３４原料入口３８、４０風箱４２ガス分散板４４燃焼炉４６、７２熱交換器４８邪魔板などのバッフル部材５０連絡通路５２Ｌバルブ５４流動層クーラ５６排ガスダクト５８サイクロン５９、５９ａミキシングチャンバ６０臭気ファン６１内筒６２ロータリフィーダ６４輸送機６８、７４押込ブロワ７０、７８バグフィルタ７６排ガス誘引ファン８０煙突８２、８８、９１温度指示調節計（ＴＩＣ）８３分岐管８４、８５、８７、９２、９４流量制御弁８６流量指示調節計（ＦＩＣ）８９、９０燃料流量制御弁９３圧力指示調節計（ＰＩＣ）９６伝熱管９８板体１００筒体１０２天壁部１０４小孔１０６、１３０２室型の流動層クーラ１０８、１１０、１３２風箱１１２第１室１１４、１１８サイクロン１１６第２室１２０仕切り１２２臭気押込ブロワ１２４空気押込ブロワ１２６ロータリフィーダ１２８輸送機１３４バグフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者村尾三樹雄神戸市中央区西町35番地三井日生神戸ビル３階川重スタッフ株式会社内Ｆターム(参考） 3L113 AA07 AB03 AB04 AC04 AC45 AC46 AC50 AC56 AC61 AC67 AC73 AC83 AC87 BA37 CA08 CB02 CB23 CB24 CB34 DA02 DA13 DA14 DA24 4H026 CA02 CB08 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥脱水ケーキに石灰を混合攪拌し造粒
した造粒物を、燃焼炉からの熱風を流動化ガスとし該造
粒物自身を流動媒体とする、仕切部材で区画された２室
型の流動層乾燥・焼成炉に投入して上流側の乾燥室で乾
燥を行い、下流側の焼成室で有機物焼却・石灰焼成を行
った後、この流動層乾燥・焼成炉からの焼成粒状物を流
動層クーラ又は充填層クーラに導入し冷却して製品と
し、一方、前記流動層乾燥・焼成炉の排ガスをサイクロ
ンに導入して除塵した後、サイクロンからの排ガスをミ
キシングチャンバで臭気と混合し、この混合ガスを熱交
換器に導入して熱回収し、サイクロンで捕集された微粉
の少なくとも一部を前記クーラを経て、又は直接、製品
として回収するようにした地盤改良材製造装置におい
て、サイクロン出口の排ガス温度が一定になるように、
燃焼炉に供給する燃料量及び焼成室に導入する熱風流量
を制御することを特徴とする地盤改良材製造装置の制御
方法。
【請求項２】汚泥脱水ケーキに石灰を混合攪拌し造粒
した造粒物を、燃焼炉からの熱風を流動化ガスとし該造
粒物自身を流動媒体とする、仕切部材で区画された２室
型の流動層乾燥・焼成炉に投入して上流側の乾燥室で乾
燥を行い、下流側の焼成室で有機物焼却・石灰焼成を行
った後、この流動層乾燥・焼成炉からの焼成粒状物を流
動層クーラ又は充填層クーラに導入し冷却して製品と
し、一方、前記流動層乾燥・焼成炉の排ガスをサイクロ
ンに導入して除塵した後、サイクロンからの排ガスをミ
キシングチャンバで臭気と混合し、この混合ガスを熱交
換器に導入して熱回収し、サイクロンで捕集された微粉
の少なくとも一部を前記クーラを経て、又は直接、製品
として回収し、造粒物の製造過程で発生する臭気を前記
熱交換器に導入して昇温し、加熱臭気を燃焼炉の燃焼用
空気として回収するとともに、余剰の加熱臭気を流動層
乾燥・焼成炉の乾燥室の風箱及び／又はミキシングチャ
ンバに吹き込んで脱臭するようにした地盤改良材製造装
置において、乾燥室の流動層温度が一定になるように、
乾燥室風箱に吹き込む熱交換器からの臭気量を制御する
と同時に、流量合計を一定として乾燥室が良好な流動層
を形成するように乾燥室風箱に吹き込む熱風流量を制御
し、焼成室が良好な流動層を形成するように焼成室風箱
に吹き込む熱風流量を制御すると同時に、サイクロン出
口の排ガス温度が一定になるように燃焼炉に供給する燃
料量を制御することを特徴とする地盤改良材製造装置の
制御方法。
【請求項３】燃焼炉及び乾燥室風箱に必要量導入した
残りの加熱臭気をミキシングチャンバに吹き込み、ミキ
シングチャンバ出口の排ガス温度が一定になるように、
ミキシングチャンバに加熱臭気とは別の常温臭気及び／
又は大気を導入して吹込量を調整する請求項２記載の地
盤改良材製造装置の制御方法。
【請求項４】焼成室の流動層差圧が一定になるよう
に、焼成室からの粗粒製品の排出量を制御する請求項
１、２又は３記載の地盤改良材製造装置の制御方法。
【請求項５】乾燥室の流動層温度を１００℃以下、焼
成室の流動層温度を９００℃以上、サイクロン出口の排
ガス温度を７５０℃以上、ミキシングチャンバ出口の排
ガス温度を６００℃以上に制御する請求項３記載の地盤
改良材製造装置の制御方法。