JP2003506299A - セメント・クリンカの製造中に可燃性廃棄物を焼却するための方法および装置 - Google Patents

セメント・クリンカの製造中に可燃性廃棄物を焼却するための方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 セメント原料粉末を、か焼炉（３）を有する予熱器（１）内で予熱およびか焼し、キルン（５）内でクリンカに焼成し、後続のクリンカ・クーラ（７）内で冷却する、セメント・クリンカの製造中に可燃性廃棄物を焼却する方法であって、廃棄物を、熱気の同時供給を受ける別個の区画（９）内で焼却し、廃棄物焼却工程中に生成された排ガスを、セメント原料粉を加熱するための予熱器に通気し、かつ廃棄物焼却工程中に発生したスラグを区画から引き出す方法。この方法は、廃棄物を、廃棄物入口（１１）を通して、区画（９）内に組み込まれた支持表面（２１）上に導入する点、および焼却中に、廃棄物を円形の経路に沿って区画の出口（２３）まで区画を通って移送する点が独特である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、セメント原料粉末を、予熱器内で予熱およびか焼し、キルン内でク
リンカに焼成し、後続のクリンカ・クーラ内で冷却する、セメント・クリンカの
製造中に可燃性廃棄物を焼却する方法に関する。より詳細には、本発明は、廃棄
物を、熱気の同時供給を受ける別個の区画内で焼却し、廃棄物焼却工程中に生成
された排ガスを、セメント原料粉を加熱するための予熱器に通気し、かつ廃棄物
焼却工程中に発生したスラグを区画から引き出す方法に関する。
【０００２】 本発明はまた、この方法を実施する装置に関する。
【０００３】 可燃性廃棄物の非限定的な例にはタイヤ、家具、じゅうたん、木質ごみ、庭園
廃棄物、厨房廃棄物、紙スラッジ、下水汚泥、漂白排土、および古い特許明細書
がある。
【０００４】 デンマーク特許出願第１２０１／９２号において、その内容は参照により本明
細書に組み込まれているが、廃棄物およびセメント原料粉を区画の一端で導入し
、他端で引き出す方法であって、特別に配置した支持表面上で移送が行われ、か
つ廃棄物スラグおよびセメント原料粉を予熱器のか焼炉に供給する方法を開示し
ている。この周知の方法の好ましい実施形態では、支持表面は、貫通するスリッ
トを有する火格子（ｇｒａｔｅ）表面からなり、その火格子を通ってクリンカ・
クーラからの熱気流が通過し、廃棄物の流れを通って上昇に向う。
【０００５】 実際の実施において、材料を区画の一端で投入し、他端で引き出すことを含む
記載されたシステムに関連して、若干の不都合な点が確認されている。これに関
連して、焼却工程を開始した後、新しい材料を投入する一端における支持表面の
温度が比較的低い水準のままである恐れがある一方、他端では比較的高い温度が
経験される恐れがあるという特定の問題が起っている。これにより、温度サイク
ルの変動を伴う、異なる廃棄物のタイプに応じた装置の設定変更を行う必要があ
るために、熱膨張、材料の選択などに関する極めて重大な設計の問題が生じてい
る。設計の観点から、支持表面は適正に一定した作動温度となるよう配置すべき
ことが有利である。また、特に水分含量が高いタイプの廃棄物の焼却に関しては
、高温端から幾分かの熱を排出させて、乾燥させる必要性が極めて高い低温端で
それを利用できるようにすることが望ましいであろう。また、クリンカ・クーラ
からの熱気を通過させるための貫通スリットを含むこの支持表面の実施形態には
、驚くことではないが、この方法によって区画内に供給される原料粉が、スリッ
トを通って公然と落下する傾向があるので、不十分な点が内包されることが判明
している。このスリットを高速で気流が通過できるようにすることによって、こ
の問題を救済するためのあらゆる試みは、スリットを通って空気を打込むため実
質的な圧力差が必要になるという望ましくない結果に終るだけであろう。周知の
方法に関連する、さらなる不都合な点は、この区画における廃棄物滞留時間の全
体的な制御に関するものであって、その制御には可動火格子エレメントおよび固
定火格子エレメントからなるシステムが必要であり、異なるタイプの廃棄物間で
操作を切り替える場合に生じる温度変動によって、そのシステムの設計が複雑に
なる。
【０００６】 本発明の目的は、前述の不都合な点を救済する、または著しく低減する、セメ
ント・クリンカの製造中に廃棄物を焼却するための方法ならびに装置を提供する
ことである。
【０００７】 本発明の第１の態様によれば、導入部に記載した種類の方法であって、廃棄物
入口を通して、廃棄物を区画内に組み込まれた支持表面上に導入すること、およ
び同時に焼却しながら、円形の経路に沿って区画の出口に、区画内を通り廃棄物
を移送することを特徴とする方法によって、この目的を達成する。
【０００８】 本発明の第２の態様によれば、原料粉貯蔵場所と、か焼炉を有する予熱器と、
キルンと、クリンカ・クーラと、廃棄物を焼却するための区画と、区画に熱気を
供給するためのエア・ダクトとを備える可燃性廃棄物の焼却装置であって、区画
は、区画中に廃棄物を導入するための入口と、スラグおよび未焼成廃棄物を引き
出すための出口とを備え、区画はさらに、焼却の間廃棄物を支持するための支持
表面と、円形の経路に沿って区画の廃棄物入口から出口まで廃棄物を移送するた
めの手段とを備えることを特徴とする装置を提供する。
【０００９】 したがって、設計の観点からその単純性が卓越しているだけでなく、湿った廃
棄物を乾燥させ、それを通って廃棄物、およびもしかすると原料粉が落下するこ
とを回避する能力が卓越している一方、区画内の廃棄物滞留時間を制御する可能
性を高めた装置が得られている。円形の動作が行われるために、区画の高温端か
ら低温端へ熱が分流され、より一様な熱負荷の分布が得られるであろう。また、
移送手段の速度を変えることにより、区画内の廃棄物滞留時間を簡単に制御でき
る。
【００１０】 装置の処理能力を最適化するために、廃棄物焼却区画内の温度制御を行うこと
を目指して、セメント原料粉入口を通して区画中に、セメント原料粉を導入する
ことが好ましい。供給された原料粉は蓄熱体の役割を果たし、発熱過程と吸熱過
程の間、およびその逆、において焼却工程中に温度変動を受け易くても、温度を
確実に目標レベルに維持するであろう。したがって区画には、予熱器、か焼炉、
および／または原料粉貯蔵場所から、原料粉を導入する入口を組み込むことがで
きる。
【００１１】 確実にエネルギー消費を抑え、また気流において高酸素含量とするために、区
画に供給される熱気流は、クリンカ・クーラから引き出されることが好ましい。
例えばキルンが、揮発性化合物を通気させるためのバイパス・システムを備えて
いる、ある例の場合、区画に供給する少量の熱気はまた、バイパス・システムか
ら引き出すことができることが有利である。
【００１２】 廃棄物焼却工程中に生成された排ガスは、セメント原料粉をか焼するために、
予熱器におけるか焼炉に供給するのが好ましい。その結果として、どんな望まし
くない燃焼生成物、ＣＯ、すすなども、か焼炉内における普通燃料による同時焼
却を受けて、か焼炉内で分解されるであろう。
【００１３】 廃棄物焼却工程中に発生したスラグ、および未焼成の廃棄物は、区画の出口を
通って引き出し、か焼炉に向って送ることが好ましい。
【００１４】 過熱および／または爆発の危険性がある場合、従来のバーナで可能であるよう
に、区画において焼却工程を瞬間的に中断することは不可能であろう。この理由
で、このような状況のもとでは、原料粉貯蔵場所、または専用の非常用ホッパか
らの低温の原料粉を、区画に供給できることが好ましい。また、低温の原料粉は
、廃棄物を冷却するのに、また熱気流の衝撃から廃棄物を遮断するのに十分な量
を区画に供給するのが好ましい。
【００１５】 本発明の好ましい実施形態では、支持表面は、区画を通って廃棄物を移送する
ための手段の役割を同時に果たす回転ディスクを備える。
【００１６】 この好ましい実施形態では、装置はまた、廃棄物焼却工程中に発生したスラグ
ならびに未焼成廃棄物を区画の出口から、か焼炉中に排出するスクレーパ機構を
備える。
【００１７】 回転ディスクは、部分的に、または全体的に区画の底部を構成することができ
る。
【００１８】 回転ディスクは、その中心を通って延びる実質的に垂直な軸の周りを回転する
ように構成することができる。この軸は、垂直レベルに対して実質的に１度と１
０度の間で傾斜させることができる。したがって、区画の出口に向って回転ディ
スクを傾斜させると、このことにより区画からスラグおよび廃棄物残さを引き出
し、かつ、か焼炉に分流する速度が改善されるであろう。
【００１９】 区画内における空気の循環を避けるために、区画は、区画の側壁から回転ディ
スクの回転軸まで延びる、区画の出口と入口の間の回転経路中に取り付けられた
気密な固定の仕切り壁を備えていることが好ましい。
【００２０】 回転ディスクは、セラミック材料からなることが好ましい。
【００２１】 本発明の代替実施形態では、支持表面は固定のものとすることができ、かつこ
の区画を通って廃棄物を移送するための手段は、支持表面に対して垂直に延びる
軸の周りを回転するエレメントを備えることができる。この実施形態では、移送
手段は、少なくとも２つのスコップを装備したスコップ・ホイールを備えること
が好ましい。
【００２２】 本発明は、ここで添付図面を参照し、さらに詳細に記述されるであろう。
【００２３】 図１は、セメント・クリンンカ製造装置を示す。装置には、か焼炉３を有する
サイクロン予熱器１、ロータリー・キルン５、クリンカ・クーラ７、および廃棄
物焼却のための区画９が含まれ、この区画内の開口部１１を通して廃棄物を導入
する。操業の間、セメント原料粉は、セメント原料粉貯蔵場所１７から予熱器１
の原料粉入口Ｆに向って送られる。原料粉は引き続き、ロータリー・キルン５か
らの熱排ガスと向流で、予熱器１のサイクロン、およびか焼炉３を通ってロータ
リー・キルン５に向って送られ、それにより原料粉を加熱し、またか焼する。か
焼した原料粉をロータリー・キルン５内でセメント・クリンカに焼成し、セメン
ト・クリンカを、後続のクリンカ・クーラ７で大気の空気によって冷却する。こ
のようにして加熱された空気の幾分かを、クリンカ・クーラ７からダクト１５を
通して区画９に向って送る。
【００２４】 区画９内の支持表面２１（図２参照）上にある廃棄物入口１１を通して、廃棄
物を導入し、後続暫時廃棄物を強熱し、かつ焼却して、同時に円形通路に沿って
区画の出口２３まで廃棄物を移送する。
【００２５】 区画９内の温度を制御するために、区画はさらに、セメント原料粉を予熱器、
か焼炉、および／または原料粉貯蔵場所から導入するための入口１２（図２およ
び図３参照）を組み込んでいるのが見られる。
【００２６】 図２および３に示す実施形態では、支持表面は回転ディスク２１から構成され
、回転ディスクは軸２５の周りを回転し、区画９の底部を構成する。スラグの形
態にある焼却残さ、およびもしかすると未焼成廃棄物を区画からの出口２３を通
って、か焼炉３に向って送るために、区画９はスクレーパ機構２７を備えている
。
【００２７】 この実施形態では、廃棄物は、入口１１を通して回転ディスク２１上に投下さ
れる。この個所から廃棄物は、矢印で示すように区画９の出口２３に、円形の経
路中を移送し、出口２３でスクレーパ機構２７が、確実に回転ディスク上の全て
の材料を端部を越えて、か焼炉３中に押出し、か焼炉３で仕分けが行われ、その
結果小さい粒子は上方に浮遊してか焼炉に入る一方、大きい粒子は下方を流れて
キルンに向かい、または砕解される。したがって、廃棄物の鉱物質成分は、原料
粉の成分に有効にブレンドされる。
【００２８】 例示するように、区画はまた、気密な、固定した仕切り壁２９を備え、この仕
切り壁は、区画の出口２３と入口１１の間の回転経路中に取り付けられる。例示
した実施形態では、スクレーパ組立て品２７の構成部分である仕切り壁は、区画
の側壁から回転ディスクの回転軸を通って延びており、それによりクリンカ・ク
ーラからの熱気流が、廃棄物を渡ってほとんど同一の経路を辿り、ただし極めて
高速で確実に流れるようになっている。その結果として、焼却中に生成する排ガ
スを区画から排出し、か焼炉中に分流し、か焼炉でセメント原料粉のか焼に利用
する。
【００２９】 区画内における廃棄物の滞留時間は、単に回転ディスクの回転速度を調節する
ことにより制御できる。高速で短時間の期間作動させ、引き続き延長した期間で
は無負荷とすること、または高速で作動させるが、それをいくつかのより短期間
の逆転作動モードで分割することにより、著しい好結果を得ることができる。異
なった分割のモードとすることで、廃棄物の滞留時間を変化させ確実に廃棄物材
料の焼却を完結させることができる。
【００３０】 図４および図５は、支持表面２１が固定している代替実施形態を示す。この実
施形態では、区画を通って廃棄物を移送するための手段は、支持表面に対して垂
直に延びる軸３５の周りを回転する、少なくとも２つのスコップ３３を有するス
コップ・ホイール３１からなることが好ましい。
【００３１】 区画９内で過熱および／または爆発の危険性がある場合、原料粉貯蔵場所１７
、または専用の非常用ホッパからの低温の原料粉を、区画に供給することができ
る。低温の原料粉は、廃棄物を冷却するのに、またクリンカ・クーラ７からの、
熱気流の衝撃から廃棄物を遮断するのに十分な量を区画に供給すべきことが好ま
しい。
【００３２】 図１、図４、および図５に示すように、廃棄物、原料粉、および熱気は、１つ
の、同一の入口、例えば入口１１、を通して区画９に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置を示す図である。
【図２】 本発明の好ましい実施形態の詳細を示す図である。
【図３】 図２に示す詳細の上面を示す図である。
【図４】 本発明の代替実施形態の詳細を示す図である。
【図５】 図４に示す詳細の上面を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２３Ｇ 5/50 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｃ ３０３Ｊ ３０３Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3K061 GA01 GA07 KA16 KA21 3K062 AA05 AB01 AC01 AC02 AC12 AC14 AC17 BA02 BB01 CA01 CB03 DA01 DB02 3K065 AA05 AB01 AC01 AC02 AC12 AC14 AC17 BA01 BA07 JA05 JA15 4D004 AA02 AA03 AA11 AA12 AA16 AC04 BA02 CA04 CA22 CA28 CA32 CB09 CB36 CB42 DA02 DA06 4G012 KB06

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セメント原料粉末を、か焼炉（３）を有する予熱器（１）内
    で予熱およびか焼し、キルン（５）内でクリンカに焼成し、後続のクリンカ・ク
    ーラ（７）内で冷却する、セメント・クリンカの製造中に可燃性廃棄物を焼却す
    る方法であって、廃棄物を、熱気の同時供給を受ける別個の区画（９）内で焼却
    し、廃棄物焼却工程中に生成された排ガスを、セメント原料粉を加熱するための
    予熱器に通気し、かつ廃棄物焼却工程中に発生したスラグを区画から引き出し、
    廃棄物を、廃棄物入口（１１）を通して、区画（９）内に組み込まれた支持表面
    （２１）上に導入すること、および焼却中に、廃棄物を円形の経路に沿って区画
    の出口（２３）まで区画を通って移送することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 廃棄物焼却区画（９）内の温度を制御するために、セメント
    原料粉がセメント原料粉入口（１２）を通して区画（９）内に導入されることを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 区画に供給される熱気流が、クリンカ・クーラ（７）から引
    き出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 廃棄物焼却工程中に生成された排ガスが、セメント原料粉を
    か焼するために予熱器（１）のか焼炉（３）に供給されることを特徴とする請求
    項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 廃棄物焼却工程中に発生したスラグ、および未焼成廃棄物が
    、区画（９）の出口（２３）を通って引き出され、か焼炉（３）中に導かれるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 過熱および／または爆発の危険性がある場合、低温の原料粉
    が区画（９）に供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 低温の原料粉が、廃棄物を冷却し、かつ熱気流の衝撃に対し
    て廃棄物を遮断するのに十分な量で区画（９）に供給されることを特徴とする請
    求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 原料粉貯蔵場所（１７）と、か焼炉（３）を有する予熱器（
    １）と、キルン（５）と、クリンカ・クーラ（７）と、廃棄物を焼却するための
    区画（９）と、区画（９）に熱気を供給するためのエア・ダクト（１５）とを備
    える可燃性廃棄物を焼却するための装置であって、区画は、区画中に廃棄物を導
    入するための入口（１１）と、スラグおよび未焼成廃棄物を引き出すための出口
    （２３）とを備え、区画はさらに、焼却中に、廃棄物を支持するための支持表面
    （２１）と、円形の経路に沿って区画の廃棄物入口（１１）から出口（２３）ま
    で廃棄物を移送するための手段（２１、３１）とを備えることを特徴とする装置
    。
  9. 【請求項９】 区画（９）が、原料粉を予熱器（１）、か焼炉（３）、およ
    び／または原料粉貯蔵場所（１７）から導入するための入口（１２）を備えるこ
    とを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 支持表面は、区画（９）を通って廃棄物を移送するための
    手段の役割をも果たす回転ディスク（２１）を備えることを特徴とする請求項８
    または９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 廃棄物焼却工程中に発生したスラグならびに未焼成廃棄物
    を区画（９）から、区画（９）の出口（２３）を通って、か焼炉（３）中に排出
    するためのスクレーパ機構（２７）を特徴とする請求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 回転ディスク（２１）が、区画の底部を構成することを特
    徴とする請求項１０に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 回転ディスク（２１）は、その中心を通って延び、かつ垂
    直線に対して実質的に１度と１０度の間で傾斜している実質的に垂直な軸（２５
    ）の周りを回転するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の
    装置。
  14. 【請求項１４】 区画（９）は、区画の側壁から回転ディスクの回転軸（２
    ５）まで延びる、区画の出口（２３）と入口（１１）の間の回転経路中に取り付
    けられた、気密な固定の仕切り壁（２９）を備えていることを特徴とする請求項
    １０に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 回転ディスク（２１）が、セラミック材料からなることを
    特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。
  16. 【請求項１６】 支持表面（２１）が固定のものであり、区画を通って廃棄
    物を移送するための手段が、支持表面に対して垂直に延びる軸（３５）の周りを
    回転するエレメント（３１）を備えることを特徴とする請求項８または９に記載
    の装置。
  17. 【請求項１７】 移送手段が、少なくとも２つのスコップ（３３）を装備し
    たスコップ・ホイール（３１）を備えることを特徴とする請求項１６に記載の装
    置。
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