JP2011148640A - セメント製造装置およびこれを用いたプラスチックの減容方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガスの不燃性ダストを混入させることなく廃プラスチックを減容させる。
【解決手段】ロータリーキルンを備えたセメント製造装置であって、前記ロータリーキルンの外周側にプラスチックを導入するプラスチック導入手段を設け、前記プラスチック導入手段における温度は、前記プラスチックの軟化点以上であって、前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルン外表面から離間し、かつ前記ロータリーキルンの鉛直下方に設けられた耐熱構造のコンベヤであることとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、セメント製造装置およびこれを用いたプラスチックの減容方法に関する。

従来、ボイラの排ガス熱を利用してプラスチックを減容化する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２１４５５６

しかしながら上記従来技術にあっては、ボイラ排ガスに不燃性ダストが含まれているため、減容後の廃プラスチックにダストが混入し、減容後の廃プラスチックを燃料として用いた際、単位体積当たりの発熱量が低下するという問題があった。また、セメント製造装置ではロータリーキルン内部に突出するバーナやノズルを介して廃プラスチックを供給することがあるため、その場合、減容した廃プラスチックに含まれる不燃性ダストによってバーナやノズルが摩耗する、という問題もある。

本発明は、上記問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、排ガスの不燃性ダストを混入させることなく廃プラスチックを減容させることにある。

上記目的を達成するため、本発明では、ロータリーキルンを備えたセメント製造装置であって、前記ロータリーキルンの外周側にプラスチックを導入するプラスチック導入手段を設け、前記プラスチック導入手段における温度は、前記プラスチックの軟化点以上であって、前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルン外表面から離間し、かつ前記ロータリーキルンの鉛直下方に設けられた耐熱構造のコンベヤであることとした。

キルン放射熱を利用してプラスチックを減容させるため、減容後のプラスチックに対する不燃性ダストの混入を回避し、発熱量の低下や装置の摩耗を回避することができる。また、乾燥、軟化させて減容・再固化させることにより、破砕性、燃焼性を向上させることができる。

本発明のセメント製造装置の模式図である。 実施の形態１における廃プラスチックの減容・凝縮を示す模式図である。 実施の形態１における廃プラスチックの減容・凝縮を示す模式図であって、断面図を示す模式図である。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
［セメント製造装置の概要］
図１は、本発明のセメント製造装置の模式図である。セメント製造装置は、ロータリーキルン１、仮焼炉２、バーナ３、ホッパー５、減容化コンベア６、破砕機７、サスペンションプレヒータ８、クリンカクーラ１１を有する。

セメント原料はサスペンションプレヒータ８に投入されて予熱され、ロータリーキルン１の窯尻１２に設けられた仮焼炉２を介してロータリーキルン１に供給される。バーナ３はロータリーキルン１の窯前１３からロータリーキルン１内に延在し、ロータリーキルン１内に燃料を噴射する。バーナ３から噴射される燃料を燃焼させることによりセメント原料は焼成され、クリンカとなって排出される。

廃プラスチックは食品容器や日用品、自動車や家電に用いられるプラスチック等多様なプラスチック廃材から構成されており、あらかじめ粗く破砕された状態（最長辺が約３０ｃｍ以下）でトラック４により搬入される。なお、廃プラスチックはばら積みで減容化コンベア６に積載されたものであってもよいし、一定程度の量を梱包した状態で減容化コンベア６積載されてもよい。一定量を梱包する場合、減容化コンベア６を省略し、梱包された廃プラスチックをそのままロータリーキルン１の鉛直下方側に配置してもよい。

［加熱室］
ロータリーキルン１の鉛直下方の垂直４面に断熱材の壁で形成された加熱室６２が設けられており、放射熱の拡散を防止する。ロータリーキルン１の外表面温度は２００〜２５０℃であり、加熱室６２における温度は廃プラスチックのビカット軟化点（JISK6740-1、JISK6740-2、JISK6900、JISK6921-1、JISK6922-1、JISK6924-1、JISK6924-2、JISK7314-2：表１参照）以上であって、約２００℃前後とされる。なお、一般的に廃プラスチックは主として熱可塑性の汎用プラスチックで構成される。軟化点は重合度によって変化するため、表１では代表的な例を示す。

ロータリーキルン１の鉛直下方側には、廃プラスチックを運搬する減容化コンベア６が設けられている。この減容化コンベア６はロータリーキルン１と地面との間の空間であってロータリーキルン１の軸と同一方向であって、加熱室６２内に延在して設けられている。廃プラスチックはトラック４によりセメント工場に搬入され、ホッパー５に貯留された後減容化コンベア６によって窯尻１２側から窯前１３側に運搬される。運搬された廃プラスチックは窯前１３側に設けられた破砕機７により破砕され、石炭等の他の燃料とともにバーナ３を介してロータリーキルン１内に燃料として供給される。

［減容化コンベア］
図２、図３は減容化コンベア６を示す図である。減容化コンベア６は廃プラスチックを外部に露出させたまま搬送する耐熱性のコンベアである。この減容化コンベア６はロータリーキルン１に近接して設けられ、搬送される廃プラスチックのうち、熱可塑性プラスチックは減容化コンベア６によって搬送される間にロータリーキルン１の放射熱によって減容される。廃プラスチックが効果的に減容されるよう、減容化コンベア６とロータリーキルン１との距離は廃プラスチックを減容可能な温度となる程度に近接した距離とされている。例えば、ロータリーキルン１の直径をＤ、減容化コンベア６とロータリーキルン１との距離をｄとすれば、ｄ≦Ｄ／２である。
廃プラスチックは、減容化コンベア６上で窯尻１２側から窯前１３側へ移動するにつれて徐々に加熱され、乾燥、軟化、および減容して互いに付着し、塊状に凝縮する。

廃プラスチックは単位重量あたりの体積が大きい。そのため、バーナ３から吹き込む際に廃プラスチックのサイズが過大であると、この廃プラスチックを運搬するための空気量が増大してしまう。したがって、破砕機７により廃プラスチックを細かく破砕することで、運搬用空気を減少させる。また、廃プラスチックは柔らかく嵩張るため、減容容器６内においてあらかじめ廃プラスチックを軟化させ、減容・再固化させた後、破砕機７にて破砕するものとする。

このように減容化コンベア６において減容・凝縮させることで減容・固化させることにより、減容して破砕機７にて粉砕可能な硬さとし、石炭の微粉とともにバーナ３からロータリーキルン１内に供給しやすく、燃焼しやすい燃料とするものである。

なお、減容化コンベア６であって廃プラスチックと接する面には凹凸が設けられていてもよい。この凹凸によって減容した廃プラスチック表面にも凹凸が形成され、固化した廃プラスチックを破砕機７で破砕する際に破砕が容易となる。また同時に、廃プラスチックの減容化コンベア６への付着性を低減させることが可能となり、減容化コンベア６から減容・固化した廃プラスチックを容易に排出させるものである。

［効果］
（１）（４）ロータリーキルン１を備えたセメント製造装置であって、
ロータリーキルン１の外周側に、プラスチックを導入するプラスチック導入手段（減容化コンベア６）を設け、プラスチック導入手段（減容化コンベア６）における温度は、プラスチックが軟化する温度以上であって、プラスチック導入手段（減容化コンベア６）は、ロータリーキルン１外表面から離間して設けられ、かつロータリーキルン１の鉛直下方に設けられた耐熱構造の減容化コンベア６であることとした。
これにより、ロータリーキルン１の放射熱を利用してプラスチックを乾燥および／または減容し、破砕性、燃焼性に適した性状とすることができる。減容後のプラスチックに不燃性ダストが混入しないため、ダストによる発熱量の低下や装置の摩耗といった問題を回避することができる。また、コンベアを用いた簡易な構成でプラスチック導入手段を設けることができる。
（２）プラスチックは、廃プラスチックであることとした。廃プラスチックは安価であるが、多様な形態を有するため破砕時に困難を伴うことがある。ロータリーキルン１の放射熱によりあらかじめプラスチックを減容することにより、容易に破砕する性状とすることができる。
（３）プラスチック導入手段（減容化コンベア６）を通過したプラスチックを破砕する破砕機と、プラスチックをロータリーキルン１へ投入するバーナ３とをさらに備え、破砕機により破砕されたプラスチックは、バーナ３を介し、燃料としてロータリーキルン１へ投入されることとした。
これにより、廃プラスチックをセメント焼成用に適した燃料とすることができる。なお、バーナ３を仮焼炉２に接続し、破砕されたプラスチックを仮焼炉２に投入することとしてもよい。

１ ロータリーキルン
２ 仮焼炉
３ バーナ
４ トラック
５ ホッパー
６ 減容化コンベア
７ 破砕機
８ サスペンションプレヒータ
１１ クリンカクーラ
１２ 窯尻
１３ 窯前
６２ 加熱室

Claims (4)

1. ロータリーキルンを備えたセメント製造装置であって、
   前記ロータリーキルンの外周側にプラスチックを導入するプラスチック導入手段を設け、
   前記プラスチック導入手段における温度は、前記プラスチックの軟化点以上であって、
   前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルン外表面から離間し、かつ前記ロータリーキルンの鉛直下方に設けられた耐熱構造のコンベヤであること
   を特徴とするセメント製造装置。
2. 請求項１に記載のセメント製造装置において、
   前記プラスチックは、廃プラスチックであること
   を特徴とするセメント製造装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のセメント製造装置において、
   前記プラスチック導入手段を通過したプラスチックを破砕する破砕機と、
   前記プラスチックを前記ロータリーキルンまたは前記セメント製造装置の仮焼炉へ投入するバーナと
   をさらに備え、
   前記破砕機により破砕されたプラスチックは、前記バーナを介し、燃料として前記ロータリーキルンまたは前記仮焼炉へ投入されること
   を特徴とするセメント製造装置。
4. セメント製造装置に設けられたロータリーキルンと、
   前記ロータリーキルンの外周側にプラスチックを導入するプラスチック導入手段と
   を備え、
   前記プラスチック導入手段は、前記プラスチックを前記ロータリーキルン外表面に対し離間させつつ導入し、
   前記ロータリーキルンの放射熱により、このロータリーキルンの外周側に導入された前記プラスチックを乾燥、軟化させて減容・再固化させ、
   前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルンの鉛直下方に設けられた耐熱構造のコンベヤであること
   を特徴とするセメント製造装置を用いたプラスチックの減容方法。

Images