JP2004008887A

JP2004008887A - Method and equipment for treating papermaking sludge

Info

Publication number: JP2004008887A
Application number: JP2002164249A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kazama; 風間　健; Masafumi Domyo; 道明　雅史; Tomoji Nakamura; 中村　友二; Hitoshi Ota; 太田　等
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP3611830B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently recover papermaking sludge S by uniformly firing the sludge S to suppress the decomposition of calcium carbonate or the like in the recycling of the papermaking sludge S produced in the papermaking process as a pigment or the like for paper making. <P>SOLUTION: The papermaking sludge S is formed and granulated into a granulated material P having uniform size by a granulator 4 and the granulated material P is fired by hot air in a firing furnace 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙工程で発生する製紙スラッジを、特に製紙用の顔料などとして再利用可能に処理するための製紙スラッジの処理方法および処理設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このように、製紙工程において発生する製紙スラッジは、従来は脱水後に焼結されて埋め立て処分されたり、一部はセメント原料や炭化物等への利用が図られたりしていたが、近年では、例えば特開２００１−２６７２７号公報に記載されたように、製紙スラッジを燃焼等によって好ましくは多段で酸化処理した後に所定の粒径にやはり好ましくは多段で粉砕処理したりして、製紙用の白色顔料として再利用することが提案されている。すなわち、このような処理方法では、温度を適当に制御した例えば燃焼による多段の酸化処理により製紙スラッジに含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに分解しすぎたりすることなく回収し、これを細かく粉砕することによって製紙用の白色顔料として再利用を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、こうして製紙スラッジを処理するに際して、スラリー状の製紙スラッジやその脱水ケーキをそのまま燃焼炉や焼却炉に供給して加熱、燃焼することにより酸化処理したのでは、この供給された製紙スラッジの燃焼が部分的に不均一となることが避けられず、例えばスラッジ表面の燃焼が促進された部分では上述のような温度制御にも拘わらず炭酸カルシウムが分解されて酸化カルシウムが生成されてしまい、顔料として用いる場合に所望の白色度等を得ることができなくなるおそれがある。また、このように燃焼が不均一となることにより、回収された炭酸カルシウムや水酸化カルシウムが部分的に溶融凝固を生じて高硬度となり、その後の粉砕処理において粉砕されても、製紙用顔料として用いた場合には抄紙機のワイヤーの摩耗や裁断時のカッターの劣化が激しくなって、設備メンテナンスコストの増大と生産効率の悪化を招くおそれもある。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、このように製紙工程で発生する製紙スラッジを製紙用の顔料等として再利用したりするのに際し、スラッジを均一に燃焼させることによって炭酸カルシウム等の分解を抑えてその効率的な回収を図ること可能な製紙スラッジの処理方法および処理設備を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の製紙スラッジの処理方法は、製紙スラッジを造粒機によって粒の揃った造粒物に成型造粒し、この造粒物を焼成炉において熱風により焼成して処理することを特徴とし、また本発明の製紙スラッジの処理設備は、製紙スラッジを粒の揃った造粒物に成型造粒する造粒機と、この造粒物を保持して熱風により焼成して処理する焼成炉と備えて成ることを特徴とする。従って、このような処理方法および処理設備においては、製紙スラッジがまず造粒機によって粒の揃った造粒物に成型されるため、この製紙スラッジの造粒物が焼成炉に保持された状態で隣接する造粒物同士の間に適当な間隙を確保しておくことができ、この間隙を、温度管理（制御）がなされた熱風が通ることによって製紙スラッジが加熱されて焼成すなわち燃焼し、酸化処理されることとなるので、保持された製紙スラッジを満遍なく均一に加熱して焼成することができ、部分的に炭酸カルシウムが分解されすぎたり凝固したりするのを防ぐことができる。また、この製紙スラッジの造粒物が直接火炎に晒されたりすることなく、こうして熱風により加熱されて焼成されるため、焼成温度の管理が比較的容易であり、炭酸カルシウムの分解を一層確実に抑制してその回収効率の向上を図ることができる。
【０００６】
ここで、上記処理方法においては、上記造粒物を水分量５０〜６０ｗｔ％、平均粒径５〜２０ｍｍに成型造粒し、この造粒物を上記焼成炉において焼成温度７００〜８５０℃で１〜３時間保持して焼成するのが望ましい。すなわち、造粒物の水分量が上記範囲を上回るほど大きいと造粒物が崩れやすくなって上記間隙の確保が困難となるおそれがある一方、上記範囲を下回るまで製紙スラッジを脱水するには多くの時間と労力等を要する結果となる。また、造粒物の平均粒径が上記範囲よりも小さくても造粒物同士の上記間隙が小さくなってしまうおそれがある一方、平均粒径が上記範囲よりも大きいと個々の造粒物において焼成が不均一となるおそれが生じる。なお、造粒物は円柱状に成型造粒するのが容易であり、その場合には直径６〜１０ｍｍ、長さ１０〜２０ｍｍ程度の範囲とされるのが望ましい。さらに、焼成炉における焼成温度や保持時間が上記範囲よりも低かったり短かったりすると、製紙スラッジ中の有機物を完全燃焼させて十分に除去することができなくなるおそれがある一方、逆に焼成温度や保持時間が上記範囲よりも高かったり長かったりすると、炭酸カルシウムが分解されて酸化カルシウムが生成されてしまい、炭酸カルシウムの回収効率が損なわれたり、さらにこの酸化カルシウムが他の無機質体と溶融、結晶化することで高硬度の焼成品となってしまったりするおそれがある。
【０００７】
また、上記処理設備においては、上記焼成炉が、内部に上記造粒物が供給される円筒状の本体が横置きされた中心軸回りに回転可能とされて、この本体内に上記熱風が吹き込み可能とされた内熱キルンとされるのが望ましく、こうして本体が回転されることにより、内部に保持された製紙スラッジの造粒物も本体内でその周方向に転がりながらこの本体内部に吹き込まれる熱風によって一層均一に焼成されることとなる。さらに、この焼成炉より排出された排気から回収された固形分にはカルシウム成分が含有されているので、これを循環させて上記造粒機に供給可能とするのが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の製紙スラッジの処理設備の一実施形態を示すものであり、以下この処理設備の実施形態を説明しながら、合わせて該処理設備による本発明の製紙スラッジの処理方法の一実施形態についても説明する。まず、本実施形態においては、スラッジ受入貯槽１に貯留された製紙スラッジＳが、このスラッジ受入貯槽１の下部に設けられたスラッジ切出コンベア１Ａからスラッジ計量器２を介して切出量が調整可能に所定量ずつ連続的に切り出され、スラッジ搬送コンベア３によって造粒機４に供給される。
【０００９】
この造粒機４は、例えばスクリューケース４Ａ内の一端側に一対のスクリュー４Ｂが回転可能に収容されるとともに他端側には所定の内径の孔が多数の開けられたスクリーン４Ｃ内にエクストラクト（絞り出し）羽根４Ｄが設けられた構成とされ、上記スクリューケース４Ａの一端側から投入されたスラッジＳが、スクリュー４Ｂとスクリューケース４Ａとの間で適当な圧縮と混練作用を受けながら他端側に送られ、上記エクストラクト羽根４Ｄによって９０度変向してスクリーン４Ｃの孔から粒径の規制された比較的硬い円柱状粒となって押し出されることにより、造粒物Ｐとして成型造粒されるようになされたものであり、こうして成型造粒された造粒物Ｐは、その水分量が５０〜６０ｗｔ％、平均粒径が５〜２０ｍｍとされて、形状および寸法が略等しい粒揃いのものとされる。なお、本実施形態の造粒物Ｐはこのように円柱形であって、個々の造粒物Ｐの粒径は例えば該円柱の直径と長さとの平均値として得られるが、より具体的には直径が６〜１０ｍｍ、長さが１０〜２０ｍｍ程度とされる。
【００１０】
そして、こうして成型造粒された造粒物Ｐは、この造粒機４から、周壁部が水冷ジャケット構造とされたスクリューフィーダ式のスラッジ供給コンベア５を介して焼成炉６に供給される。この焼成炉６は、内部に造粒物Ｐが上記スラッジ供給コンベア５により供給される円筒状の本体６Ａが、横置きされたその中心軸Ｏ回りに図示されない駆動手段によって回転可能とされて、この本体６Ａ内に、熱風炉７から熱風が吹き込み可能とされた内熱キルンであり、この本体６Ａの両端部には本体６Ａの回転を許容しつつ内部を気密に密封可能なボックス６Ｂ，６Ｃが配設されていて、上記スラッジ供給コンベア５はこのうち一端部側（図１において左側）のボックス６Ｂの上記中心軸Ｏ上に接続されて造粒物Ｐを本体６Ａ内部に供給可能とされている。
【００１１】
一方、上記熱風炉７は、反対の他端部側（図１において右側）のボックス６Ｃの中心軸Ｏ上に接続されていて、圧縮空気Ａによって噴射された灯油等の燃料ＦをガスＧによる炎で着火させて焼成炉燃焼ブロア８から供給される空気Ｂにより燃焼させるバーナー７Ａを備え、これにより、同じく焼成炉燃焼ブロア８からボックス６Ｃに供給された空気Ｂを加熱して熱風として上述のように本体６Ａ内に吹き込む構造とされている。そして、上記スラッジ供給コンベア５から供給された造粒物Ｐは、本体６Ａの回転に伴いその内部を周方向に転がりながら所定時間かけて他端部側へと送り出されつつ上記熱風によって加熱されることにより、製紙スラッジＳ中に含まれる有機物が燃焼させられて焼成され、他端部側の上記ボックス６Ｃの下部から排出される。
【００１２】
ここで、この焼成炉６の本体６Ａに吹き込まれる上記熱風の温度は８００〜１０００℃とされ、これによる焼成炉６においての焼成温度、すなわち加熱されて焼成された造粒物Ｐの品温（本体６Ａ内における造粒物Ｐの最高温度）は７００〜８５０℃、より望ましくは７００〜７５０℃とされる。また、本体６Ａ内における造粒物Ｐの保持時間は１〜３時間とされる。しかして、こうして焼成されて上記ボックス６Ｃの下部から排出された造粒物Ｐは、周壁部が水冷ジャケット構造とされたスクリューフィーダ式の冷却コンベア９（ただし、本実施形態では２段の冷却コンベア９，９が備えられている）によって冷却された後、焼成品排出ダンパ９Ａから焼成品搬送コンベア１０を介して焼成品タンク１１に貯留され、その下部の焼成品タンク切出コンベア１１Ａによって所定量ずつ切り出されてトラック等の輸送手段１２により輸送され、例えば製紙工程の白色顔料として再利用される。なお、この製紙工程においては、焼成された造粒物（焼成品）Ｐを上述のように必要に応じて多段で粉砕処理したり、さらに燃焼等の乾式酸化や湿式酸化によって酸化処理したりしてもよい。
【００１３】
一方、本体６Ａ内に吹き込まれて造粒物Ｐを加熱した熱風は一端部側のボックス６Ｂ上部から排気Ｅとして排出され、集塵機１３によって集塵された後に二次燃焼炉１４に供給される。この二次燃焼炉１４は、圧縮空気Ａとともに噴射されたガス等の燃料Ｆを、やはりガスＧによる炎で着火して二次燃焼炉燃焼ブロア１５から供給される空気Ｃによって燃焼させるバーナー１４Ａをその上部に備えたものであり、上記排気Ｅは、この二次燃焼炉１４においてその可燃ガス成分等が完全燃焼させられ、次いで燃焼空気予熱器１６において上記空気Ｃを予熱した後に廃熱ボイラ１７に供給されて熱回収され、さらにベンチュリースクラバー１８およびスクラバー１９によって清浄化、冷却されて排出される。なお、図中に符号２０で示すのは誘引ファン、符号２１で示すのはスクラバー循環ポンプである。そして、上記集塵機１３、二次燃焼炉１４、燃焼空気予熱器１６、および廃熱ボイラ１７において排気Ｅから回収された固形分Ｄは、それぞれの下端に備えられた排出バルブ１３Ａ，１７Ａや排出ダンパ１４Ｂ，１６Ａから排出されてダスト戻しコンベア２２により上記スラッジ搬送コンベア３に戻され、製紙スラッジＳとともに造粒機４に供給可能とされている。
【００１４】
しかして、このように構成された製紙スラッジＳの処理設備および該処理設備による製紙スラッジＳの処理方法においては、この製紙スラッジＳが造粒機４において粒の揃った造粒物Ｐに成型造粒され、この造粒物Ｐが焼成炉６に供給されて保持され、熱風炉７から吹き込まれる熱風により加熱されて焼成させられるので、焼成炉６の本体６Ａ内に保持された状態で隣接する造粒物Ｐ同士の間には熱風が通過するのに十分な間隙があけられることとなり、これにより造粒物Ｐに成型造粒された製紙スラッジＳを、個々の造粒物Ｐごとにその表面から満遍なく均一に加熱して焼成することが可能となる。このため、焼成炉６に供給された製紙スラッジＳにおいて有機物が十分に燃焼されない部分が生じたり、あるいは炭酸カルシウムが加熱されすぎて酸化カルシウムに分解されたりするのを防ぐことができるとともに、これら炭酸カルシウムや酸化カルシウムが部分的に溶融凝固して高硬度となったり、酸化カルシウムが他の無機質体と溶融、結晶化することで高硬度の焼成品となったりすることも防ぐことができる。また、こうして熱風炉７で発生された熱風によって製紙スラッジＳの造粒物Ｐが焼成されるので、例えばスラッジが直接火炎に晒されて焼成される場合などに比べて焼成温度の管理や制御が容易であり、これによっても有機物の完全燃焼を促しつつ炭酸カルシウムの分解を抑えてその回収効率の向上を図ることができる。従って、上記処理方法および処理設備によれば、焼成された製紙スラッジＳの造粒物Ｐを製紙工程における顔料として用いるような場合において、その白色度の向上を図ることができるとともに、この製紙工程における抄紙機のワイヤーの摩耗や裁断時のカッターの劣化を抑えて設備メンテナンスコストの削減や生産効率の向上を促すことができ、高品位の紙類をより低コストで提供することが可能となる。
【００１５】
また、本実施形態の処理方法では、こうして製紙スラッジＳを造粒物Ｐに成型造粒するに際し、その水分量を５０〜６０ｗｔ％とするとともに、平均粒径５〜２０ｍｍに成型造粒しており、このため必要以上に多くの時間や労力を要したりすることなく、上述のように焼成炉６の本体６Ａ内に保持される造粒物Ｐ同士の間に確実に十分な間隙を確保することができ、しかも個々の造粒物Ｐにおいてもより確実に上述のような均一な焼成を図ることが可能となる。さらに、本実施形態では、この造粒物Ｐを焼成炉６において焼成温度７００〜８５０℃で１〜３時間保持して焼成するようにしており、これによって一層確実に炭酸カルシウムの分解を防ぎつつ、製紙スラッジＳ中の有機物の完全燃焼を図って、かかる有機物に起因する白色度の劣化等を抑えることが可能となる。
【００１６】
ここで、次表１、２は、表１に示す原料（製紙スラッジＳ）成分の造粒物Ｐを本実施形態の処理方法によって焼成して処理したときの焼成品の分析結果を表２に示すものである。ただし、これらの表１において脱水機１、２（表２ではＲＵＮ−１、２）としてあるのは、造粒前の製紙スラッジＳを所定の水分量にまで脱水する際の脱水機を示したものであり、脱水機１はスクリュープレス脱水機、脱水機２は遠心脱水機である。また、表２におけるＣａＣＯ_３（炭酸カルシウム）分解率は、次式１により算出した。さらに、このときの造粒物Ｐは直径約８ｍｍ、長さ１０〜１５ｍｍの円柱状（平均粒径９〜１１．５ｍｍ）に成型造粒されて、ＲＵＮ−１の場合は２．４９ｋｇ／ｈ、ＲＵＮ−２の場合は２．１ｋｇ／ｈの供給量で焼成炉６に供給された。また、この焼成炉６は、その本体６Ａが内径２００ｍｍ、長さ１５００ｍｍの円筒状（均熱部容量４７．１Ｌ）で、その一端部側から他端部側に向けて下向きにＲＵＮ−１では１．３／１００、ＲＵＮ−２では１．６／１００の傾斜が与えられ、ＲＵＮ−１の場合は１．０ｒｐｍ、ＲＵＮ−２の場合は１．５ｒｐｍの回転数で回転された。さらに、この焼成炉６の熱風炉７は、その熱容量が６１５００ｋｃａｌ／ｈであって、ＲＵＮ−１の場合は８６５℃、ＲＵＮ−２の場合は８４３℃の熱風が本体６Ａ内に吹き込まれ、これにより造粒物Ｐの焼成温度（品温）はＲＵＮ−１で７９７℃、ＲＵＮ−２で７６０℃とされた。また、造粒物Ｐの焼成炉６における保持時間（滞留時間）は１．７７時間であった。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【表２】

【００１９】
【数１】

【００２０】
しかして、この結果より、上記処理方法によれば、ＲＵＮ−１の場合は焼成品におけるＣａＣＯ_３の分解率が比較的高めであったものの、これに対してＲＵＮ−２の場合はＣａＣＯ_３の分解率が大幅に抑えられており、焼成品中のＣａＣＯ_３の含有量もＲＵＮ−２では約２０ｗｔ％とされた。さらに、これらＲＵＮ−１、２の焼成品の白色度を測定したところ、双方とも８０以上と比較的高い白色度が得られていることが判った。
【００２１】
一方、上記実施形態の処理設備においては、その焼成炉６が横置きされた中心軸Ｏ回りに回転可能な円筒状の本体６Ａを備え、この本体６Ａ内に上記造粒物Ｐが供給されて保持されるとともに熱風炉７から熱風が吹き込み可能とされ、造粒物Ｐが加熱されて焼成されるようになされている。このため、本体６Ａ内部に保持された造粒物Ｐはこの本体６Ａの回転に伴ってその内壁部を周方向に転がりながら焼成されることとなり、従って造粒物Ｐ自体が粒の揃った形状、寸法に成型造粒されて上記間隙が確保されることとも相俟って、個々の造粒物Ｐの周囲により確実かつ均一に熱風を行き渡らせて焼成することが可能となる。また、本実施形態では、この焼成炉６が、その本体６Ａの一端部側から造粒物Ｐが供給されて他端部側に送り出されつつ焼成されるのに対し、熱風はこの本体６Ａの他端側から吹き込まれるようになされており、従って本体６Ａの一端部側では供給されたばかりの水分量の多い造粒物Ｐから蒸発した水分を速やかに本体６Ａから排出することができる一方、他端部側ではより高温の熱風を造粒物Ｐに与えて一層確実な焼成を図ることが可能となる。なお、この本体６Ａには上述のように一端部側から他端部側に向けて下向きに傾斜を与え、造粒物Ｐが確実に送り出されるようにされていてもよい。
【００２２】
さらに、本実施形態の処理設備では、上記焼成炉６の一端部側から排出された熱風の排気Ｅが集塵機１３、二次燃焼炉１４、燃焼空気予熱器１６、廃熱ボイラ１７、ベンチュリースクラバー１８およびスクラバー１９を経て排出されるようになされており、このうち集塵機１３、二次燃焼炉１４、燃焼空気予熱器１６、および廃熱ボイラ１７は排出バルブ１３Ａ，１７Ａや排出ダンパ１４Ｂ，１６Ａを介してダスト戻しコンベア２２に接続されて、排気Ｅから回収された固形分Ｄがこのダスト戻しコンベア２２からスラッジ搬送コンベア３を経て製紙スラッジＳとともに造粒機４に供給可能とされている。しかして、こうして焼成炉６から排出された排気Ｅ中には焼成炉６内に保持された造粒物Ｐの粉塵等が上記固形分Ｄとして含まれており、従ってこの固形分Ｄには製紙スラッジＳに含有されたカルシウム成分も含まれているので、このような固形分Ｄを回収して再び造粒機４に供給し、製紙スラッジＳと混合して造粒物Ｐに成型造粒して焼成炉６に供給することにより、本実施形態によれば、焼成される造粒物Ｐ中におけるカルシウム成分の増加を図って、炭酸カルシウムの回収効率の一層の向上を促すことが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製紙スラッジの処理方法および処理設備によれば、製紙スラッジを造粒機において粒の揃った造粒物に成型造粒した上で、焼成炉において熱風により加熱して焼成することにより、造粒物間に熱風を十分に行き渡らせてその均一かつ確実な焼成を図ることができ、有機物の完全燃焼と炭酸カルシウム等の回収効率の向上とを促して、製紙工程等の顔料として用いたりする場合の白色度の向上を図ったり、該製紙工程における抄紙機のワイヤーの摩耗や裁断機のカッターの劣化を抑えたりすることができる。また、上記処理方法においては、上記造粒物を水分量５０〜６０ｗｔ％、平均粒径５〜２０ｍｍに成型造粒し、この造粒物を上記焼成炉において焼成温度７００〜８５０℃で１〜３時間保持して焼成することにより、造粒物の成型造粒に多くの時間や労力を要することなく、さらに確実かつ均一な有機物の燃焼および炭酸カルシウム等の分解抑制を図ることができる。一方、上記処理設備においては、その焼成炉を、横置きされた中心軸回りに回転可能とされた円筒状の本体内に熱風が吹き込み可能とされた内熱キルンとすることにより、造粒物の一層均一な焼成を図ることができ、またこの焼成炉より排出された排気から回収した固形分を造粒機に供給可能とすることにより、炭酸カルシウム等の回収効率の一層の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製紙スラッジの処理設備の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
４　造粒機
６　焼成炉
６Ａ　焼成炉６の本体
７　熱風炉
１３　集塵機
１４　二次燃焼炉
１６　燃焼空気予熱器
１７　廃熱ボイラ
Ｓ　製紙スラッジ
Ｐ　造粒物
Ｅ　焼成炉６から排出される排気
Ｄ　排気Ｅから回収された固形分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a paper sludge processing method and a processing facility for processing paper sludge generated in a paper manufacturing process so as to be reusable, particularly as a papermaking pigment.
[0002]
[Prior art]
As described above, papermaking sludge generated in the papermaking process is conventionally sintered after dehydration and landfilled, or partially used for cement raw materials, carbides, and the like.In recent years, for example, As described in JP-A-2001-26727, a white pigment for papermaking is obtained by subjecting papermaking sludge to oxidation treatment by burning or the like, preferably in multiple stages, and then pulverizing to a predetermined particle size, preferably also in multiple stages. It has been proposed to reuse it. That is, in such a treatment method, calcium carbonate contained in papermaking sludge is collected without excessively decomposing into calcium oxide by multi-stage oxidation treatment by appropriately controlling the temperature, for example, by combustion, and this is finely pulverized. To reuse as white pigment for papermaking.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when treating papermaking sludge in this way, if the papermaking sludge in the form of slurry or its dewatered cake is directly supplied to a combustion furnace or an incinerator and heated and burned to oxidize the papermaking sludge, the supplied papermaking sludge is burned. Is inevitable to be partially non-uniform, for example, in a portion where the combustion of the sludge surface is promoted, calcium carbonate is decomposed and calcium oxide is generated despite the temperature control as described above, and the pigment When used as, there is a possibility that desired whiteness or the like may not be obtained. In addition, due to such non-uniform combustion, the recovered calcium carbonate and calcium hydroxide partially melt and solidify to have a high hardness, and even when pulverized in a subsequent pulverization process, as a papermaking pigment. If it is used, the wire of the paper machine is worn and the cutter is severely degraded at the time of cutting, which may lead to an increase in equipment maintenance cost and a decrease in production efficiency.
[0004]
The present invention has been made under such a background.When the papermaking sludge generated in the papermaking process is reused as a pigment for papermaking or the like, the present invention makes it possible to uniformly burn the sludge and thereby reduce the carbonation. It is an object of the present invention to provide a papermaking sludge treatment method and treatment equipment capable of suppressing the decomposition of calcium and the like and efficiently recovering the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve such an object, a method for treating papermaking sludge of the present invention comprises forming a papermaking sludge into a granulated material having a uniform particle size by a granulator, The papermaking sludge processing equipment according to the present invention is characterized in that the papermaking sludge processing equipment is characterized in that the papermaking sludge is formed into a granulated product having a uniform grain size, and a granulating machine. It is characterized in that it comprises a firing furnace for holding the granules and firing and processing with hot air. Therefore, in such a processing method and processing equipment, since the papermaking sludge is first formed into a uniform granulated material by a granulator, the granulated material of the papermaking sludge is held in a firing furnace. Appropriate gaps can be secured between adjacent granules, and the gaps are passed through hot air whose temperature is controlled (controlled) so that the papermaking sludge is heated and baked, ie, burned, and oxidized. Since the paper sludge is to be treated, the retained papermaking sludge can be uniformly and uniformly heated and fired, and calcium carbonate can be partially prevented from being excessively decomposed or solidified. In addition, since the granules of the papermaking sludge are heated and baked by the hot air without being directly exposed to the flame, the calcination temperature is relatively easy to control, and the decomposition of calcium carbonate is more reliably performed. Thus, the collection efficiency can be improved.
[0006]
Here, in the treatment method, the granulated material is formed and granulated to a water content of 50 to 60 wt% and an average particle size of 5 to 20 mm, and the granulated product is heated at a firing temperature of 700 to 850 ° C. It is desirable to hold and bake for up to 3 hours. That is, if the water content of the granulated material is larger than the above range, the granulated material is likely to collapse and it may be difficult to secure the gap, but it is often necessary to dewater the papermaking sludge until the water content is below the range. It takes a lot of time and effort. In addition, while the average particle size of the granules may be smaller than the above range, the gap between the granules may be reduced, while the average particle size is larger than the above range in each of the granules. There is a risk that the firing will be non-uniform. In addition, it is easy to shape | mold and granulate a granulated material in a column shape, and in that case, it is desirable that it is 6-10 mm in diameter and about 10-20 mm in length. Further, if the firing temperature or the holding time in the firing furnace is lower or shorter than the above range, the organic matter in the papermaking sludge may not be completely burned and may not be sufficiently removed. If the time is higher or longer than the above range, calcium carbonate is decomposed and calcium oxide is generated, and the recovery efficiency of calcium carbonate is impaired, and the calcium oxide melts and crystallizes with other inorganic substances. By doing so, there is a possibility that a fired product having high hardness may be obtained.
[0007]
Further, in the processing equipment, the firing furnace is rotatable around a central axis on which a cylindrical main body to which the granulated material is supplied is horizontally placed, and the hot air is blown into the main body. It is desirable that the internal heat kiln be made possible, and by rotating the main body in this way, the granules of the papermaking sludge held inside are also blown into the main body while rolling in the circumferential direction in the main body. It will be more uniformly fired by hot air. Further, since the solid component recovered from the exhaust gas discharged from the firing furnace contains a calcium component, it is desirable that the solid component be circulated and supplied to the granulator.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a papermaking sludge treatment facility of the present invention. While describing an embodiment of this treatment facility, one embodiment of the papermaking sludge treatment method of the present invention using the treatment facility will be described. Embodiments will also be described. First, in this embodiment, the amount of papermaking sludge S stored in the sludge receiving storage tank 1 is adjusted via a sludge measuring device 2 from a sludge extraction conveyor 1A provided at the lower part of the sludge receiving storage tank 1. The sludge is conveyed to the granulator 4 by the sludge conveying conveyor 3 continuously by a predetermined amount whenever possible.
[0009]
The granulator 4 includes, for example, an extract in a screen 4C in which a pair of screws 4B are rotatably accommodated at one end in a screw case 4A and a number of holes having a predetermined inner diameter are provided at the other end. (Squeezing) The blades 4D are provided, and the sludge S introduced from one end of the screw case 4A is subjected to appropriate compression and kneading action between the screw 4B and the screw case 4A, and the other end thereof. And is extruded as relatively hard cylindrical particles having a regulated particle diameter from the holes of the screen 4C by turning 90 degrees by the extract blades 4D to form and granulate as granules P. The granulated material P thus formed and granulated has a water content of 50 to 60 wt%, an average particle size of 5 to 20 mm, and a shape and a shape. Fine dimensions are those of substantially equal Tsubuzoroi. In addition, the granulated material P of the present embodiment is cylindrical in this way, and the particle size of each granulated material P is obtained as, for example, an average value of the diameter and the length of the column. Has a diameter of about 6 to 10 mm and a length of about 10 to 20 mm.
[0010]
The granulated material P thus formed and granulated is supplied from the granulator 4 to the firing furnace 6 via a screw feeder type sludge supply conveyor 5 having a water cooling jacket structure on the peripheral wall. The baking furnace 6 is configured such that a cylindrical main body 6A in which the granulated material P is supplied by the sludge supply conveyor 5 is rotatable by a driving means (not shown) around its central axis O which is placed horizontally.

Boxes

6B and 6C that allow the inside of the main body 6A to be hermetically sealed while allowing rotation of the main body 6A at both ends of the main body 6A. The sludge supply conveyor 5 is connected to the central axis O of the box 6B at one end (the left side in FIG. 1) so that the granulated material P can be supplied to the inside of the main body 6A. ing.
[0011]
On the other hand, the hot blast stove 7 is connected on the central axis O of the box 6C on the other end side (the right side in FIG. 1), and converts the fuel F such as kerosene injected by the compressed air A by the gas G. A burner 7A is provided which is ignited by a flame and burns with air B supplied from the firing furnace combustion blower 8, thereby heating the air B also supplied from the firing furnace combustion blower 8 to the box 6C to generate hot air as described above. So that it is blown into the main body 6A. Then, the granulated material P supplied from the sludge supply conveyor 5 is heated by the hot air while being sent to the other end side for a predetermined time while rolling in the circumferential direction with the rotation of the main body 6A while rotating inside thereof. Thereby, the organic matter contained in the papermaking sludge S is burned and fired, and is discharged from the lower part of the box 6C on the other end side.
[0012]
Here, the temperature of the hot air blown into the main body 6A of the firing furnace 6 is 800 to 1000 ° C., and the firing temperature in the firing furnace 6, that is, the temperature of the granulated material P heated and fired ( The maximum temperature of the granulated material P in the main body 6A) is set to 700 to 850 ° C, more preferably 700 to 750 ° C. The holding time of the granulated material P in the main body 6A is set to 1 to 3 hours. The granulated material P thus fired and discharged from the lower portion of the box 6C is supplied to a cooling conveyor 9 of a screw feeder type having a peripheral wall portion of a water-cooled jacket structure (however, in this embodiment, a two-stage cooling conveyor). After being cooled by a baked product discharge damper 9A, the baked product is stored in a baked product tank 11 via a baked product transport conveyor 10, and a predetermined amount is provided by a baked product tank cut-out conveyer 11A therebelow. It is cut out at a time and transported by transport means 12 such as a truck, and is reused as a white pigment in a paper making process, for example. In the papermaking process, the fired granulated material (fired product) P is pulverized in multiple stages as necessary as described above, or further oxidized by dry oxidation or wet oxidation such as combustion. You may.
[0013]
On the other hand, the hot air blown into the main body 6A and heating the granules P is discharged as exhaust E from the upper part of the box 6B on one end side, is collected by the dust collector 13, and then is supplied to the secondary combustion furnace 14. The secondary combustion furnace 14 burns a fuel F such as gas injected together with the compressed air A with a flame of the gas G and burns the fuel F with air C supplied from the secondary combustion furnace combustion blower 15. The exhaust E is exhausted from the waste heat boiler 17 after the combustible gas components and the like are completely burned in the secondary combustion furnace 14 and then the air C is preheated in the combustion air preheater 16. And is recovered by heat, and further cleaned and cooled by a venturi scrubber 18 and a scrubber 19 and discharged. In the drawing, reference numeral 20 denotes an induction fan, and reference numeral 21 denotes a scrubber circulation pump. The solids D collected from the exhaust gas E in the dust collector 13, the secondary combustion furnace 14, the combustion air preheater 16, and the waste heat boiler 17 are discharged from the

exhaust valves

13A, 17A and discharge dampers provided at the lower ends thereof. It is discharged from 14B and 16A, returned to the sludge transport conveyor 3 by the dust return conveyor 22, and supplied to the granulator 4 together with the papermaking sludge S.
[0014]
In the processing equipment for papermaking sludge S configured as described above and the processing method for papermaking sludge S by the processing equipment, the papermaking sludge S is formed into a granulated material P having uniform grains in the granulator 4. The granulated material P is supplied to and held in the firing furnace 6, and is heated and fired by hot air blown from the hot air furnace 7, so that the granules P are adjacent to each other while being held in the main body 6 </ b> A of the firing furnace 6. There will be a sufficient gap between the granules P to allow hot air to pass through, so that the papermaking sludge S formed and granulated into the granules P is separated into individual granules P by It is possible to uniformly heat and bake from the surface. Therefore, in the papermaking sludge S supplied to the sintering furnace 6, it is possible to prevent a portion where the organic matter is not sufficiently burned or to prevent calcium carbonate from being excessively heated and being decomposed into calcium oxide. It is also possible to prevent calcium or calcium oxide from being partially melt-solidified to have a high hardness, or calcium oxide from melting and crystallizing with another inorganic substance to form a high-hardness calcined product. Further, since the granulated material P of the papermaking sludge S is fired by the hot air generated in the hot air stove 7 in this manner, the management and control of the firing temperature can be performed more easily than in the case where the sludge is directly exposed to a flame and fired. This facilitates complete combustion of the organic matter, suppresses the decomposition of calcium carbonate, and improves the recovery efficiency. Therefore, according to the processing method and the processing equipment described above, when the granulated material P of the fired papermaking sludge S is used as a pigment in the papermaking process, the whiteness can be improved and the papermaking process can be improved. In this way, it is possible to reduce equipment maintenance costs and improve production efficiency by suppressing the wear of the wire of the paper machine and the deterioration of the cutter at the time of cutting, and it is possible to provide high-quality paper at a lower cost. .
[0015]
Further, in the processing method of the present embodiment, when the papermaking sludge S is formed into a granulated material P by granulation, the water content thereof is set to 50 to 60 wt%, and the papermaking sludge is formed and granulated to an average particle size of 5 to 20 mm. Therefore, a sufficient gap is reliably secured between the granules P held in the main body 6A of the firing furnace 6 as described above, without requiring much time and labor unnecessarily. In addition, even for each of the granules P, uniform firing as described above can be achieved more reliably. Further, in the present embodiment, the granulated material P is fired while being held in the firing furnace 6 at a firing temperature of 700 to 850 ° C. for 1 to 3 hours, whereby the decomposition of calcium carbonate is more reliably prevented. In addition, the organic matter in the papermaking sludge S can be completely burned, and the deterioration of whiteness and the like due to the organic matter can be suppressed.
[0016]
Here, the following Tables 1 and 2 show in Table 2 the analysis results of the fired product when the granulated material P of the raw material (papermaking sludge S) component shown in Table 1 was fired and processed by the processing method of the present embodiment. It is shown. However, in Table 1, the dehydrators 1 and 2 (RUN-1 and RUN 2 in Table 2) indicate the dehydrators for dehydrating the papermaking sludge S before granulation to a predetermined moisture content. The dehydrator 1 is a screw press dehydrator, and the dehydrator 2 is a centrifugal dehydrator. The CaCO ₃ (calcium carbonate) decomposition rate in Table 2 was calculated by the following equation 1. Further, the granulated material P at this time is formed and granulated into a columnar shape (average particle size: 9 to 11.5 mm) having a diameter of about 8 mm and a length of 10 to 15 mm, and 2.49 kg / h in the case of RUN-1. , RUN-2 was supplied to the firing furnace 6 at a supply rate of 2.1 kg / h. The firing furnace 6 has a main body 6A having a cylindrical shape with an inner diameter of 200 mm and a length of 1500 mm (a soaking part capacity of 47.1 L), and has a RUN-1 downward from one end side to the other end side. 1.3 / 100 and RUN-2 gave a slope of 1.6 / 100, and RUN-1 was rotated at 1.0 rpm and RUN-2 was rotated at 1.5 rpm. Further, the hot air stove 7 of the firing furnace 6 has a heat capacity of 61500 kcal / h, and hot air of 865 ° C. for RUN-1 and 843 ° C. for RUN-2 is blown into the main body 6A. As a result, the firing temperature (product temperature) of the granulated material P was set to 797 ° C. for RUN-1 and 760 ° C. for RUN-2. The holding time (residence time) of the granules P in the firing furnace 6 was 1.77 hours.
[0017]
[Table 1]

[0018]
[Table 2]

[0019]
(Equation 1)

[0020]
Thus, this result, according to the above processing method, although the case of RUN-1 decomposition ratio of CaCO ₃ in the calcined product was relatively high, the CaCO ₃ in the case of RUN-2 contrast The decomposition rate was significantly suppressed, and the content of CaCO _{3 in} the baked product was set to about 20 wt% in RUN-2. Furthermore, when the whiteness of the fired products of RUN-1 and RUN-2 was measured, it was found that both of them had relatively high whiteness of 80 or more.
[0021]
On the other hand, in the processing equipment of the above-mentioned embodiment, the baking furnace 6 is provided with a cylindrical main body 6A rotatable around a central axis O on which the granulated material P is supplied. While being held, hot air can be blown from the hot blast stove 7 so that the granules P are heated and fired. For this reason, the granulated material P held inside the main body 6A is fired while rolling the inner wall portion in the circumferential direction with the rotation of the main body 6A. Combined with the fact that the above-mentioned gap is ensured by molding and granulating to the dimensions, it becomes possible to sinter the hot air more reliably and uniformly around the individual granules P. Further, in the present embodiment, the firing furnace 6 is fired while the granulated material P is supplied from one end of the main body 6A and sent out to the other end, whereas the hot air is supplied to the main body 6A. Water is blown from the other end side, so that at one end side of the main body 6A, the moisture evaporated from the granule P having a large amount of water just supplied can be quickly discharged from the main body 6A. On the end side, a higher temperature hot air can be applied to the granulated material P to achieve more reliable firing. The main body 6A may be inclined downward from one end side to the other end side as described above, so that the granulated material P can be reliably sent out.
[0022]
Further, in the processing equipment of the present embodiment, the exhaust E of the hot air discharged from one end of the firing furnace 6 is supplied to the dust collector 13, the secondary combustion furnace 14, the combustion air preheater 16, the waste heat boiler 17, the venturi scrubber 18 And a scrubber 19. The dust collector 13, the secondary combustion furnace 14, the combustion air preheater 16, and the waste heat boiler 17 are discharged through

discharge valves

13A and 17A and discharge dampers 14B and 16A. The solids D collected from the exhaust E are supplied to the granulator 4 together with the papermaking sludge S from the dust return conveyor 22 via the sludge transport conveyor 3. The exhaust gas E discharged from the firing furnace 6 contains the dust D and the like of the granules P held in the firing furnace 6 as the solid content D. Since the calcium component contained in the sludge S is also contained, such a solid content D is recovered and supplied to the granulator 4 again, mixed with the papermaking sludge S and formed into a granulated material P by granulation. According to this embodiment, the calcium component in the granulated material P to be calcined is increased by supplying the calcined material to the calcining furnace 6, and it is possible to promote a further improvement in the efficiency of recovering calcium carbonate. .
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the papermaking sludge processing method and processing equipment of the present invention, after the papermaking sludge is formed into granules having uniform grains in a granulator, and heated by hot air in a firing furnace. By sintering, the hot air can be spread sufficiently between the granules to achieve uniform and reliable sintering, which promotes complete combustion of organic substances and improvement of recovery efficiency of calcium carbonate, etc. It is possible to improve the whiteness when used as a pigment in the paper making process, and to suppress the wear of the wire of the paper machine and the deterioration of the cutter of the cutting machine in the paper making process. Further, in the treatment method, the granulated product is formed and granulated to a water content of 50 to 60 wt% and an average particle size of 5 to 20 mm, and the granulated product is heated at a firing temperature of 700 to 850 ° C. By holding and firing for 3 hours, it is possible to achieve more reliable and uniform combustion of organic substances and suppression of decomposition of calcium carbonate and the like without requiring much time and labor for molding and granulating the granules. On the other hand, in the above-mentioned processing equipment, the baking furnace is an internal heat kiln in which hot air can be blown into a cylindrical main body which is rotatable around a central axis placed in a horizontal direction, so that granulated products are obtained. To further improve the efficiency of recovering calcium carbonate and the like by making it possible to achieve more uniform firing and to be able to supply the solid content recovered from the exhaust gas discharged from the firing furnace to the granulator. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a papermaking sludge treatment facility of the present invention.
[Explanation of symbols]
4 Granulator 6 Firing Furnace 6A Main Body of Firing Furnace 6 Hot Air Furnace 13 Dust Collector 14 Secondary Burning Furnace 16 Combustion Air Preheater 17 Waste Heat Boiler S Papermaking Sludge P Granulated Material E Exhaust D Exhaust from Firing Furnace 6 Exhaust Solids recovered from E

Claims

A method for treating papermaking sludge, comprising forming a papermaking sludge into a granulated product having uniform grains by a granulator, and firing the granulated product in a firing furnace with hot air.

Forming and granulating the above granulated product to a water content of 50 to 60 wt% and an average particle size of 5 to 20 mm, and firing the granulated product in the above firing furnace at a firing temperature of 700 to 850 ° C. for 1 to 3 hours. The method for treating papermaking sludge according to claim 1, wherein:

A papermaking sludge treatment comprising: a granulating machine for forming and granulating papermaking sludge into granules having uniform grain; and a baking furnace for holding and treating the granulation by hot air. Facility.

The baking furnace is an internal heat kiln in which the cylindrical body to which the granulated material is supplied is rotatable around a central axis in which the hot air is blown into the body. The paper sludge processing equipment according to claim 3, wherein:

The papermaking sludge processing equipment according to claim 3 or 4, wherein solids recovered from exhaust gas discharged from the firing furnace can be supplied to the granulator.