JP2007090130A

JP2007090130A - 石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法および装置

Info

Publication number: JP2007090130A
Application number: JP2005279042A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Kumagai; 忍熊谷; Hidenori Takamura; 英則高村
Original assignee: JFE Environmental Solutions Corp
Current assignee: JFE Environmental Solutions Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】濃鼠色または黒色を呈する、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの色を白色に変色させて、この集塵ダストを商品価値を有する石灰粉粒あるいは土壌改良剤等に変えることができる、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法および装置を提供する。
【解決手段】燃焼用空気の供給が可能な横型伝熱管１と、伝熱管１内に設けられた集塵ダスト用スクリュコンベヤ２と、伝熱管１外に設けられた電熱ヒータ４とを備え、石灰焼成炉から排出される集塵ダストは、集塵ダスト用スクリュコンベヤ２により攪拌されながら伝熱管１の入口１Ａから出口１Ｂに搬送される過程で焼成され、かくして、集塵ダストに含まれる未燃カーボンを燃焼させて、集塵ダストの色を濃鼠色または黒色から白色に変色させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法および装置、特に、濃鼠色または黒色を呈する、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの色を白色に変色させて、この集塵ダストを商品価値を有する石灰粉粒あるいは土壌改良剤等に変えることができる、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法および装置に関するものである。

製鉄、製鋼、あるいは、土木・建築関連等において広く使用されている生石灰は、石灰石を、例えば、縦型石灰焼成炉により焼成することによって製造されている。

通常、石灰焼成炉から排出される集塵ダストは、燃料の未燃カーボンのため濃鼠色または黒色を呈しており、製品として販売することができない。そこで、埋め立てや投棄あるいは廃棄物処理等の処理を行っているのが現状である。なお、セメント原料として使用される場合もあるが、扱い量に限度がある。

上記集塵ダストの発生は、生石灰生産量の約１．６％程度である。すなわち、２００ｔｏｎ／ｄａｙ炉では、３．２ｔｏｎ／ｄａｙで年間約１１００ｔｏｎにも及ぶ。従って、埋め立てや投棄については場所や環境の問題があり、深刻な問題となっている。このことから、産業廃棄物として処理装置により処理する場合が大半であるが、この場合には、処理費用の問題があり、業界として大きな負担を強いられている。

上述したように、石灰焼成炉から排出される集塵ダストは、産業廃棄物として処理するのが主流になっているが、処理費用等の面で問題があることから、この集塵ダストの有効利用を図ることができる集塵ダストの処理方法および装置の開発が強く望まれている。

従って、この発明の目的は、従来、濃鼠色または黒色を呈するということで有効利用されず、産業廃棄物として処理されていた、石灰焼成炉から排出される集塵ダストを、その色を白色に変色させることによって、商品価値を有する石灰粉粒あるいは土壌改良剤として有用利用することができる、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法および装置を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、石灰焼成炉から排出される集塵ダストを間接加熱により焼成して、前記集塵ダストに含まれる未燃カーボンを燃焼させ、かくして、前記集塵ダストの色を濃鼠色または黒色から白色に変色させることに特徴を有するものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、集塵ダストの焼成温度を７００から９００℃の範囲内とし、未燃カーボンを燃焼させるに十分な燃焼用空気と滞留時間とを付与することに特徴を有するものである。

請求項３記載の発明は、燃焼用空気の供給が可能な横型伝熱管と、前記伝熱管内に設けられた集塵ダスト用スクリュコンベヤと、前記伝熱管外に設けられた加熱手段とを備え、石灰焼成炉から排出される集塵ダストは、前記集塵ダスト用スクリュコンベヤにより攪拌されながら前記伝熱管の入口から出口に搬送される過程で焼成され、かくして、前記集塵ダストに含まれる未燃カーボンを燃焼させて、前記集塵ダストの色を濃鼠色または黒色から白色に変色させることに特徴を有するものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、集塵ダスト用スクリュコンベヤは、その中央部に前記未燃カーボンを燃焼させ、その燃焼ガスを通気させるに十分な開口を有していることに特徴を有するものである。

請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、加熱手段は、複数ゾーンに区分けされ、各ゾーン毎に温度制御が可能であることに特徴を有するものである。

この発明によれば、従来、濃鼠色または黒色を呈するということで有効利用されず、産業廃棄物として処理されていた、石灰焼成炉から排出される集塵ダストを、その色を白色に変色させることによって、商品価値を有する石灰粉粒あるいは土壌改良剤として有用利用することができる。また、この結果として、集塵ダストという廃棄物をゼロにすることが可能となる。

この発明の、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の処理装置を示す概略構成図、図２は、集塵ダスト用スクリュコンベヤを示す部分断面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

図１から図３において、１は、円形管状の横型伝熱管、２は、伝熱管１内に設けられた、駆動装置３により回転する集塵ダスト用スクリュコンベヤ、４は、伝熱管１の外側に伝熱管１に沿って設けられた加熱手段としての電熱ヒータ、５は、石灰焼成炉から排出される集塵ダストを収容する原料ホッパ、６は、原料ホッパ５内の集塵ダストを伝熱管１の一端に設けられた入口１Ａに供給する定量切り出し装置、７は、伝熱管１の他端から排気される排ガスによって送風ファン８からの燃焼用空気を予熱する熱交換器、９は、伝熱管１の他端に設けられた出口１Ｂから製品としての処理済み集塵ダストを排出する製品用スクリュコンベヤ、１０は、製品用スクリュコンベヤ９から処理済み集塵ダストを定量切り出す、気密性に優れた定量切り出し装置、１１は、処理済み集塵ダストを収容する製品受け箱である。

電熱ヒータ４は、複数ゾーン（この例では、３つのゾーン４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）に区分けされ、各ゾーンに温度センサ（図示せず）が配置されていて、設定温度にバラツキが生じないように、各ゾーン個別に温度制御できるようになっている。

集塵ダスト用スクリュコンベヤ２は、図２および図３に示すように、伝熱管１の長手方向に直線的に配置された撹拌バー１２と、撹拌バー１２を回転軸１４に固定する支持材１３と、撹拌バー１２に一定の間隔で取り付けられた送り羽根１５とからなっている。支持材１３は、１２０°の角度で回転軸１４に固定され、かつ、一定のピッチで回転軸１４の長手方向に配置されている。撹拌バー１２は、伝熱管内のダストを持上げ、振撒撹拌させる役目を有している。そして、送り羽根１５は、集塵ダストが前進するように所定の捻れ角を持ち、回転軸１４と同心円状に取付けられ、送り羽根１５の外径は、伝熱管１の内径よりも若干小さくなっている。燃焼用空気は、支持材１３と送り羽根１５との間の開口（Ｓ）を通って伝熱管１内を流れ、排気口１Ｃから熱交換器７に流れる。

製品用スクリュコンベヤ９は、断熱材１６を介して駆動装置３により駆動される。

このように構成されている、この発明の、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理装置によれば、集塵ダストは、以下のようにして、その色が白色（白色度７０〜７５度）になるように処理される。

原料ホッパ５内の、石灰焼成炉から排出される濃鼠色または黒色を呈する集塵ダストは、定量切り出し装置６によって伝熱管１の入口１Ａから伝熱管１内に投入される。集塵ダストの投入量は、集塵ダストの１００％白色化を考慮して、経験的に伝熱管１の断面積の３０％以下とする。定量切り出し装置６による定量供給は、原料ホッパ５に搭載されたロードセル（図示せず）により読み込み、フィードバック制御される。

伝熱管１内に投入された集塵ダストは、集塵ダスト用スクリュコンベヤ２により攪拌されながら伝熱管１の出口１Ｂに向って連続的に所定の滞留時間を経て（例えば、約２時間）搬送される。伝熱管１は、電熱ヒータ４により加熱され、所定温度（例えば、約７００〜９００℃）に保持される。電熱ヒータ４は、複数ゾーンに区分けされ、各ゾーンに温度センサ（図示せず）が配置されていて、設定温度にバラツキが生じないように、各ゾーン個別に温度制御される。

集塵ダストは、伝熱管１内を搬送される過程で焼成され、集塵ダストに含まれる未燃カーボンが燃焼する。この結果、未燃カーボンの存在により濃鼠色または黒色を呈していた集塵ダストの色が白色（白色度７０〜７５度）に変色する。白色になる条件は、含有未燃カーボン比率を０．５％以下にする必要があり、比率が少ない程、白色度は向上する。なお、未燃カーボンの燃焼による熱がさらに集塵ダストの焼成に利用される。

このようにして白色に変色した処理済集塵ダスト（石灰粉粒）は、伝熱管１の出口１Ｂから製品用スクリュコンベヤ９に送られ、製品用スクリュコンベヤ９から定量切り出し装置１０により製品受け箱１１に収容される。

伝熱管１内で発生する未燃カーボン燃焼排ガスは、羽根１２間の開口を通って排気口１Ｃから伝熱管１外に排気されるが、熱交換器７を通ることによって、送風ファン８からの燃焼用空気が予熱される。予熱された燃焼用空気は、入口１Ａから伝熱管１内に流入し、伝熱管１内を流れ、未燃カーボン燃焼に寄与する。これによって、排ガスの保有熱の有効利用が図れる。

なお、この発明は、石灰焼成炉から排出される集塵ダストに含まれる未燃カーボンを燃焼して、集塵ダストを白色化することが主目的であるが、焼成温度を高めに、かつ滞留時間を長く調整することによって、比率の高い生石灰石粉に焼成することも可能である。

次に、この発明を実施例によりさらに説明する。

上述したこの発明の処理装置を使用して、表１に示す組成を有する石灰焼成炉から排出される集塵ダストを処理した。すなわち、濃鼠色または黒色を呈する集塵ダストを伝熱管１内に投入し、約８００℃の均一な加熱条件の下で約２時間焼成した。この結果、表２に示すような組成を有する石灰粉粒が得られた。

表２から明らかなように、集塵ダストを焼成することによって、集塵ダスト中の未燃カーボンは、８〜１２ｗｔ．％から０．２９ｗｔ．％に減少した。この結果、濃鼠色または黒色を呈していた集塵ダストの色は、白色（白色度７０〜７５度）に変色した。このように白色に変色した石灰粉粒は、十分に製品として販売することができた。また、表１および表２から明らかなように、焼成後ＣａＣＯ_３が減り、ＣａＯが増加していることから、この点でも商品価値が上がることが分かる。

この発明の処理装置を示す概略構成図である。集塵ダスト用スクリュコンベヤを示す部分断面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１：伝熱管
１Ａ：入口
１Ｂ：出口
１Ｃ：排気口
２：集塵ダスト用スクリュコンベヤ
３：駆動装置
４：電熱ヒータ（加熱手段）
５：原料ホッパ
６：定量切り出し装置
７：熱交換器
８：送風ファン
９：製品用スクリュコンベヤ
１０：定量切り出し装置
１１：製品受け箱
１２：攪拌バー
１３：支持材
１４：回転軸
１５：送り羽根
１６：断熱材

Claims

石灰焼成炉から排出される集塵ダストを間接加熱により焼成して、前記集塵ダストに含まれる未燃カーボンを燃焼させ、かくして、前記集塵ダストの色を濃鼠色または黒色から白色に変色させることを特徴とする、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法。
前記集塵ダストの焼成温度を７００から９００℃の範囲内とし、前記未燃カーボンを燃焼させるに十分な燃焼用空気と滞留時間とを付与することを特徴とする、請求項１記載の、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理方法。
燃焼用空気の供給が可能な横型伝熱管と、前記伝熱管内に設けられた集塵ダスト用スクリュコンベヤと、前記伝熱管外に設けられた加熱手段とを備え、石灰焼成炉から排出される集塵ダストは、前記集塵ダスト用スクリュコンベヤにより攪拌されながら前記伝熱管の入口から出口に搬送される過程で焼成され、かくして、前記集塵ダストに含まれる未燃カーボンを燃焼させて、前記集塵ダストの色を濃鼠色または黒色から白色に変色させることを特徴とする、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理装置。
前記集塵ダスト用スクリュコンベヤは、その中央部に前記未燃カーボンを燃焼させ、その燃焼ガスを通気させるに十分な開口を有していることを特徴とする、請求項３記載の、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理装置。
前記加熱手段は、複数ゾーンに区分けされ、各ゾーン毎に温度制御が可能であることを特徴とする、請求項３または４記載の、石灰焼成炉から排出される集塵ダストの処理装置。