JP2003026458A - 木屑の燃料化処理方法及び処理装置 - Google Patents

木屑の燃料化処理方法及び処理装置

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Takuo Io
拓雄 井尾
Terumi Haraguchi
輝美 原口
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/18Waste materials; Refuse organic
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物として発生する木屑を単純に仮焼炉に
直接投入すると、燃焼域が仮焼炉出口より上の領域に広
がり、熱量原単位が悪化し、温度上昇による焼成炉の主
排気風車への悪影響等も懸念される傾向があった。 【解決手段】 長さ10乃至100mm、幅及び厚さ5
乃至30mmの木屑をセメント焼成装置11の仮焼炉1
3のバーナー13aと同一レベルに直接投入して燃焼さ
せる。仮焼炉13に投入する木屑の寸法及び投入位置を
最適化することにより、仮焼炉13内で木屑が完全燃焼
し、仮焼炉13の出口より上の領域に燃焼域が広がるこ
とがない。クリンカー焼成の熱量原単位の5乃至20%
に相当する量の木屑を処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物である木屑
を、燃料として、セメント製造工程で有効利用する木屑
の燃料化処理方法及び処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セメント製造工程においては、各
種廃棄物を燃料あるいは原料の代替として用い、廃棄物
の処理に資するとともに、燃料、原料原単位を節約する
試みが行われている。その中で、可燃性の廃棄物を、ク
リンカーの焼成工程に供給することにより燃料化する処
理方法は、燃料費の低減に大きな効果があり、さまざま
な技術が実施されている。それらの技術を、セメント製
造工程中のどの位置に可燃性廃棄物を供給するかという
観点で見ると、大きく4つに分類することができる。
【0003】まず初めに、可燃性廃棄物を原料粉砕工程
等で供給し、原料粉末の中に混入した状態でクリンカー
の焼成工程に持ち込んで燃料化する方法がある。しか
し、この場合には、予熱機の上段において既に可燃性廃
棄物が燃えきってしまうため、予熱機の排ガス温度を上
昇させるのみで、熱量の有効活用につながらない可能性
が高い。
【0004】次に、可燃性廃棄物を微粉砕し、ロータリ
ーキルンの窯前あるいは仮焼炉バーナーに微粉炭ととも
に供給して燃料化する方法がある。しかし、この場合に
は、廃棄物を微粉砕する設備が必要であり、さらに微粉
砕するための動力も必要とするため、特に低発熱量の廃
棄物に関しては、有利な方法とはいえない。
【0005】さらに、可燃性廃棄物をロータリーキルン
の窯尻部分に供給して燃料化する方法がある。この方法
では、約1000℃の高温の雰囲気中に投入するため、
ほとんどの廃棄物を瞬間的に燃焼できること、かなりの
大塊の廃棄物でも処理できることなど利点が多いが、酸
素濃度が極端に低い部分への投入であるので、処理でき
る量には自ずから限界がある。
【0006】最後に、可燃性廃棄物を仮焼炉に、バーナ
ーからではなく、直接投入して燃料化する方法がある。
この方法によれば、可燃性廃棄物を微粉砕する必要もな
く、仮焼炉にはクリンカー冷却機からの抽気が導入され
ているため、十分な酸素濃度のもとに燃焼させることが
可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】木屑は、単位重量あた
り石炭の約半量の発熱量を有し、燃焼性やハンドリング
が良好であるため、石炭の代替燃料として、上記のよう
な仮焼炉で用いる可燃性廃棄物としては、有望なもので
ある。しかし、廃棄物として発生する木屑を単純に仮焼
炉に直接投入すると、燃焼域が仮焼炉出口より上の領域
に広がり、予熱機の各段サイクロン出口のガス温度が上
昇し、排ガス顕熱が増加するため、却って熱量原単位が
悪化し、温度上昇による焼成炉の主排気風車への悪影響
も懸念される傾向があった。
【0008】そこで、本発明は、上記従来の技術におけ
る問題点に鑑みてなされたものであって、仮焼炉の出口
より上の領域に燃焼域が広がることがなく、予熱機の各
段サイクロン出口のガス温度が上昇することもなく、熱
量原単位を向上させ、排ガスの温度上昇による焼成炉の
主排気風車への悪影響も発生しない木屑の燃料化処理方
法及び処理装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記木屑の燃焼域の広が
り及びガス温度の上昇を防止しつつ、木屑を燃料化処理
可能な方法について鋭意検討した結果、以下の方法を見
出すに至った。すなわち、請求項1に記載の木屑の燃料
化処理方法は、投入する木屑の寸法及び投入位置を最適
化したものであって、長さ10乃至100mm、幅及び
厚さ5乃至30mmの木屑をセメント焼成装置の仮焼炉
のバーナーと同一レベルに直接投入して燃焼させること
を特徴とする。投入する木屑の寸法及び投入位置を最適
化することにより、仮焼炉内で木屑を完全燃焼させ、な
おかつ、発生した燃焼熱を仮焼炉でセメント原料に熱交
換することが可能で、その分仮焼炉のバーナーで燃焼さ
せる微粉炭の量を減じることができる。木屑の寸法とし
ては、長さ30乃至70mm、幅及び厚さ5乃至15m
mに限定されることがさらに好ましい。
【0010】請求項2に記載の木屑の燃料化処理方法
は、請求項1に記載の方法において、さらに、木屑の投
入量を、クリンカー焼成の熱量原単位の5乃至20%に
相当する量に限定したことを特徴とするものである。2
0%を上回る量を投入した場合には、上記の木屑寸法及
び投入位置を採用しても、ガス温度の上昇を防止するこ
とができない。
【0011】請求項3に記載の木屑の燃料化処理装置
は、セメント焼成装置の仮焼炉のバーナーと同一レベル
に、リークを防止するためのシール装置を介して木屑を
投入可能なシュートを設けたことを特徴とする。ここ
で、リークを防止するためのシール装置としては、2重
のフラップダンパー等が用いられる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる木屑の燃料
化処理方法及び処理装置の実施の形態の具体例を図面を
参照しながら説明する。
【0013】図1は、本発明にかかる燃料化処理装置の
一実施例を示し、この燃料化処理装置1は、予熱機1
2、仮焼炉13、キルン14、クリンカー冷却機15等
からなるセメント焼成装置11に付設される。
【0014】セメント焼成装置11の予熱機12は、仮
焼炉13からの高温ガスによって原料を予熱するため、
複数のサイクロン12a〜12dを多段に備え、各々の
サイクロン間、3段目サイクロン12bと仮焼炉13と
の間及び最下段サイクロン12aとキルン14との間に
は、原料シュート17〜21が設けられ、最上段サイク
ロン12dから排出された排ガスを系外に排出するため
の主排気風車16が配置される。
【0015】仮焼炉13は、予熱機12によって予熱さ
れた原料を仮焼するため、微粉炭を吹き込むバーナー1
3aを備え、仮焼炉13には、クーラー抽気ダクト22
を介してクリンカー冷却機15からの抽気が導入され
る。また、仮焼炉13は、ライジングダクト23を介し
てキルン14に接続される。
【0016】キルン14は、仮焼炉13によって仮焼さ
れた原料を焼成してセメントクリンカーを生成するた
め、微粉炭を吹き込むバーナー14aを備える。クリン
カー冷却機15は、上記のようにして焼成されたクリン
カーを冷却するため、キルン14の下流側に配置され
る。
【0017】燃料化処理装置1は、木屑を受け入れて一
時的に蓄える置場4と、木屑をホッパー5から仮焼炉1
3のバーナー13a近傍に輸送するための輸送機6と、
木屑を仮焼炉13のバーナー13aと同一レベルに投入
するため、図2に示すように、リークを防止するための
シール装置としての2重フラップダンパー2と、シュー
ト3とを備える。
【0018】なお、上記燃料化処理装置1によって処理
される木屑は、例えば、製材所等で発生したものであっ
て、高発熱量4,800kcal程度を有し、長さ30
乃至70mm、幅及び厚さ10乃至20mmに調整した
ものを用いる。
【0019】次に、上記構成を有する燃料化処理装置1
を用いた木屑の燃料化処理方法について説明する。
【0020】図1に示すように、トラック等でセメント
焼成装置11の敷地内に輸送された木屑は、上述のよう
に寸法が調整されており、置場4に一時的に蓄えられ
る。そして、ホッパー5から輸送機6を介して仮焼炉1
3のバーナー13a付近まで輸送された後、2重フラッ
プダンパー2を介してシュート3からバーナー13aと
同一レベルに投入される。
【0021】仮焼炉13に投入された木屑は、上述のよ
うに寸法が最適化されるとともに、クーラー抽気ダクト
22を介してクリンカー冷却機15からの抽気が導入さ
れ、バーナー13aと同一レベルで高温雰囲気を維持す
ることのできる仮焼炉13内で最も燃焼に適した環境に
投入されるため、仮焼炉13内で完全燃焼し、仮焼炉1
3の出口より上の領域に燃焼域が広がることがない。そ
のため、予熱機12の各段サイクロン出口のガス温度が
上昇することもなく、セメント焼成のための熱量原単位
を向上させ、主排気風車16へ悪影響を与えることもな
い。
【0022】次に、本発明にかかる木屑の燃料化処理方
法の試験例について説明する。図1及び図2に示した燃
料化処理装置を用い、木屑を仮焼炉13に投入して、仮
焼炉13及び予熱機12の各段サイクロン12a〜12
dにおける燃焼状態を調べた。
【0023】木屑には、上述のように、長さ30乃至7
0mm、幅及び厚さ5乃至15mmに寸法が最適化され
た本発明にかかる木屑と、従来のように、長さ、幅及び
厚さともに5mm以下の細かい粒径を有する木屑を用い
た。
【0024】表1に示すように、比較例(No.1)と
して、木屑を投入しない通常の運転状態を示し、No.
2〜4は、寸法を最適化した本発明にかかる木屑(木屑
種類A)についての実施例であって、木屑投入量3水準
について試験した。なお、木屑投入量は、セメント焼成
装置11によるクリンカー焼成の熱量原単位に対する割
合(%)で示した。また、従来の寸法が最適化されてい
ない木屑(木屑種類B)については、比較例(No.
5)として、1水準について試験した。
【0025】
【表1】
【0026】従来の木屑を用いた場合(No.5)に
は、木屑を投入しない場合(No.1)に比較して、予
熱機12の各サイクロンの出口ガス温度が大幅に上昇
し、燃焼域が仮焼炉13の出口より上の領域に広がって
いることが判る。
【0027】一方、寸法を最適化した本発明にかかる木
屑を用いた場合(No.2〜4)には、木屑投入量が5
%の場合(No.2)、木屑を投入しない通常の運転状
態(No.1)と同様の予熱機12の各段サイクロン出
口のガス温度を示し、投入量を10%とした場合(N
o.3)には、僅かに予熱機12の各段サイクロン出口
のガス温度が上昇しているが、特に問題となる温度では
ない。従って、寸法を最適化することによって、木屑が
仮焼炉13において略々完全に燃焼し、燃焼域は、仮焼
炉13の出口より上の領域に広がっていないことが判
る。
【0028】しかし、本発明のように木屑の寸法及び仮
焼炉13への投入位置を最適化した場合でも、投入量を
20%に増加すると(No.4)、予熱機12各段サイ
クロン出口のガス温度がかなり上昇し、投入量は限界で
あった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる木
屑の燃料化処理方法及び処理装置によれば、木屑をセメ
ント製造工程で有効利用するにあたって、仮焼炉の出口
より上の領域に燃焼域が広がることがなく、予熱機の各
段サイクロン出口のガス温度が上昇することもなく、熱
量原単位を向上させ、排ガスの温度上昇による焼成炉の
主排気風車への悪影響を発生させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる木屑の燃料化処理装置の一実施
例を示すフローチャートである。
【図2】図1の燃料化処理装置の木屑投入部を示す概略
図である。
【符号の説明】
1 燃料化処理装置 2 2重フラップダンパー 3 シュート 4 置場 5 ホッパー 6 輸送機 11 セメント焼成装置 12 予熱機 12a 最下段サイクロン 12b 3段目サイクロン 12c 2段目サイクロン 12d 最上段サイクロン 13 仮焼炉 13a バーナー 14 キルン 14a バーナー 15 クリンカー冷却機 16 主排気風車 17〜21 原料シュート 22 クーラー抽気ダクト 23 ライジングダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原口 輝美 東京都千代田区西神田三丁目8番1号 太 平洋セメント株式会社内 Fターム(参考) 4G012 KC03 KC09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長さ10乃至100mm、幅及び厚さ5
    乃至30mmの木屑をセメント焼成装置の仮焼炉のバー
    ナーと同一レベルに直接投入して燃焼させることを特徴
    とする木屑の燃料化処理方法。
  2. 【請求項2】 前記木屑の投入量が、クリンカー焼成の
    熱量原単位の5乃至20%に相当する量であることを特
    徴とする請求項1に記載の木屑の燃料化処理方法。
  3. 【請求項3】 セメント焼成装置の仮焼炉のバーナーと
    同一レベルに、リークを防止するためのシール装置を介
    して木屑を投入可能なシュートを備えたことを特徴とす
    る木屑の燃料化処理装置。
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JP2006300408A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Ube Ind Ltd 可燃性廃棄物の処理方法およびその装置
JP2015148378A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 宇部興産株式会社 セメント製造用仮焼炉

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