JP2014088288A - 布状廃棄物の前処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 衣類、カーテンなどの古布からなる布状廃棄物を、セメントキルンなどのセメント焼成系へ、バーナーを用いて吹き込むことができるようにする前処理方法を提供する。
【解決手段】 布状廃棄物を先ず、二軸破砕機などの複数の破砕軸を有する破砕機で破砕し、続いて、得られた破砕物をさらに一軸破砕機で破砕する。始めに複数の破砕軸を有する破砕機で粗破砕することによって、一軸破砕機で、バーナーにて吹き込み可能な大きさに破砕できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、布状廃棄物の前処理方法に関する。詳しくは、布状廃棄物をバーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメント製造の際の燃料とするための、布状廃棄物の前処理方法に関する。

セメント産業は、大量生産・大量消費型産業であり、省資源・省エネルギーは、それまでも、そしてこれからも最重要課題であり続けると考えられる。例えば、最も大量に製造されているポルトランドセメントを製造するためには、所定の化学組成に調製された原料を、１４５０℃〜１５５０℃もの高温で焼成してクリンカーとする必要があり、この温度を得るためのエネルギーコストは膨大なものとなる。

一方、近年の地球環境問題と関連して、廃棄物、副産物等の有効利用は重要な課題となっている。セメント産業、セメント製造設備の特徴を生かし、セメント製造時に原料や燃料として廃棄物を有効利用あるいは処理を行うことは、安全かつ大量処分が可能という観点から有効とされている。

セメント製造時に利用される燃料あるいは原燃料の燃料代替としては、燃え殻、ばいじん、ダスト、木くず、廃プラスチック、廃油、廃白土、再生油、廃タイヤ、肉骨粉、ボタ、その他が挙げられる。

これら廃棄物、副産物を原燃料とする際には、石灰石やケイ石などの天然原料と混合して用いる方法、仮焼炉に投入する方法、バーナーを通してキルン（焼成系）へ吹き込む方法等がある（例えば、特許文献１乃至３参照）。

特開平７−２７７７８８号公報 特開２０００−１６９１９６号公報 特開２００６−１８３９６１号公報

上記のうち、バーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメントクリンカー製造の際の燃料とするものは、通常サイズの制御などのため、破砕などにより、細かくする前処理が行なわれることが必須である。

ウエス、衣類、繊維屑など布状廃棄物はボールミルや竪型ミル等では殆ど破砕されず、効率的な破砕によるサイズ制御が難しく、処理困難物の一つである。これら布状廃棄物は、高い熱量をもち、燃焼残渣が少ないため燃料としての価値が高く、セメントクリンカー製造の際の燃料とするために有効なものである。しかしながら、上記の通り破砕困難なために、バーナーを通して焼成系内に吹き込むことができず、充分に有効活用されていないものの一つといえる。

そこで本発明は、ウエス、衣類、繊維屑などの布状廃棄物をバーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメントクリンカー製造の際の燃料とするための前処理方法を提供することを目的とする。

本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討を進め、難破砕物であるウエス、衣類、繊維屑などの布状廃棄物をバーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメントクリンカー製造の際の燃料とすることができる方法について、鋭意検討を行った。その結果、破砕方法として二軸破砕機を採用すると有効なことを見出し、さらに検討を進めた結果、本発明を完成した。

即ち本発明は、布状廃棄物をバーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメントクリンカー製造の際の燃料とするための、布状廃棄物の前処理方法であって、
布状廃棄物を先ず二軸以上の破砕軸を有する破砕機で破砕し、続いて一軸破砕機で破砕することを特徴とする布状廃棄物の前処理方法である。

本発明によれば、従来、効率的な破砕が困難であり、セメント原燃料として使用しがたかったウエス、衣類、繊維屑などの布状廃棄物を、所定サイズに効率良く破砕することが可能となる。そのため、バーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメントクリンカー製造の際の燃料とすることが容易となり、高いエネルギー回収率での原燃料化が可能となる。

本発明における布状廃棄物は、発熱量、水分、化学組成、色、燃焼残渣量など特に制限されるものではなく、その性状が布状であれは良い。さらに、性状が布状であれば、形状、織布や不織布の別など制限されるものではない。例えば、衣類、織布あるいは不織布の巻物、絨毯類、カーテン類、住宅内装材布類、自動車内装材布類などの廃棄物が挙げられる。また化学繊維、天然繊維のいずれでもよい。

本発明において焼成系とは、キルン、プレヒーター、及び仮焼炉を含む。セメントクリンカー製造の際の燃料とする際の吹き込み位置は、焼成系内に通じる位置であれば、その位置は特に制限されるものではない。キルン窯前部、窯尻部、仮焼炉部、窯尻部や仮焼炉部へ通じるダクトやシュート等が挙げられる。可燃性物を多量に利用できるという観点から、窯前部からキルン内に吹き込む方法が好適に採用できる。

さらに、焼成系内に吹き込むバーナーは、公知のものが特に制限されることなく利用できる。

本発明において、布状廃棄物は先ず二軸以上の軸数を有する破砕機（以下、多軸破砕機ともいう）で破砕を行う。一軸破砕機や、非軸式破砕機（例えば、ボールミルや竪型ミル）では実質的に破砕が不可能である。当該多軸破砕機は、破砕軸が二軸以上であればよく、二軸破砕機、三軸破砕機、四軸破砕機などが挙げられるが、装置コストやメンテナンスコスト等を考慮すると二軸破砕機が最も好ましい。

当該多軸破砕機は、最終的な目的破砕サイズと原料となる布状廃棄物の性状により型式や破砕段数などの構成を選択することができる。一般に、布状物のような薄手のものは、せんだん方式の破砕機が好適に用いられる。

当該多軸破砕機は、２軸以上の軸を有し、当該軸で破砕するものであればその破砕機の構成は特に制限されるものではなく、公知の破砕機を利用できる。例えば二軸破砕機であれば、粗破砕を目的とした平行な２軸に交互にセットされた回転歯同士の噛合いでせんだん破砕される２軸せんだん方式の破砕機が好適に用いられる。回転刃の径、回転数や破砕サイズなどの制限はないが、それぞれ、３００〜１０００ｍｍ、５〜５０ｒｐｍ、３０〜３００ｍｍ幅×５０〜７００ｍｍ長とする破砕機が好ましい。

通常は、上記破砕を行っても、破砕後の大きさがバーナーで吹き込めるほどには充分に小さくならないため、本発明においては、上記破砕に引き続いて、布状廃棄物（が粗破砕されたもの）を一軸破砕機で破砕する。一軸破砕機での破砕方法は公知の方法を適用すればよい。一軸破砕機での破砕は、破砕物の大きさが、好ましくは１００ｍｍメッシュを通過する程度、より好ましくは２５ｍｍメッシュを通過する程度の大きさとなるようにする。

当該一軸破砕機は、１軸で破砕するものであればその破砕機の構成は特に制限されるものではなく、公知の破砕機を利用できる。破砕を目的とした回転するドラム状のローター表面に取り付けられた回転刃と本体の固定刃との噛合いでせんだん破砕される１軸せんだん破砕機が好適に用いられる。さらに、単純に破砕室内に被破砕物を投入しただけでは原料を噛み込みにくいため、プッシャーと呼ばれる押込み装置で効率よく破砕を継続させる構造のものがさらに好適に用いられる。前記破砕サイズは、ローター下側に設置されたスクリーンの目開きにより規定することができる。ローター回転数などの制限はないが、それぞれ、２０〜１０００ｒｐｍ程度が好ましい。

本発明における破砕工程の各破砕機の処理能力は、特に制限されるものではなく、各工程において、同等処理能力であっても良いし、異なる処理能力であっても良い。連続処理あるいは工業的に処理能力のバランスを考慮すると、前工程の処理能力を大きくすることが好ましい。

本発明において、多軸破砕機での破砕工程と一軸破砕機での破砕工程の間に、風力選別機や磁力選別機などの選別機を設けることによって、混入の可能性のある金属類などの異物等を除去することも可能である。

本発明では、得られる破砕物を破砕工程の中で混合して均一化される工程を構成しても、均一化するための混合工程を組み込むこともできるし、貯留工程を組み込むこともできる。

処理工程の中で、多軸破砕機での破砕工程と一軸破砕機での破砕工程、多軸破砕機での破砕工程と異物除去工程、一軸破砕機での破砕工程と貯留工程、貯留工程と吹き込み燃焼工程などの工程と工程の間を繋ぐ輸送手段も、特に制限されるものではなく、気流による輸送、コンベアによる輸送等による輸送手段を選ぶことができる。効率や安全性を考慮して、各輸送工程で適宜選択することができる。

上述のようにして粉砕された布状廃棄物は、バーナーを用いて容易に焼成系へと吹き込み可能となる。通常の布状廃棄物は、燃焼残渣が１質量％にも満たないため、セメントクリンカーを製造するに当たって、該布状廃棄物由来の成分は考慮する必要が実質的にない。即ち、石灰石、ケイ石などの天然原料や、石炭灰、汚泥等の廃棄物、副産物を用いてセメントクリンカーを製造する方法をそのまま適用すればよい。布状廃棄物は殆どが熱源となるため、その分、石炭、重油などの燃料を節約できる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

破砕機としては、以下のものを用いた。
二軸破砕機：株式会社アーステクニカ社製ガリバー
一軸破砕機：株式会社アーステクニカ社製マルチローター
布状廃棄物は、古布として回収された都市ゴミを利用した。

比較例１
布状廃棄物を直接、一軸破砕機で破砕しようとしたが、軸の回りに絡みつくばかりで、事実上、破砕は不可能であった。

実施例１
布状廃棄物を二軸破砕機で破砕したところ、９０ｋｇ／ｍｉｎのペースで破砕できた。粗破砕物はそのまま連続的に一軸破砕にかけて破砕し、２５ｍｍメッシュを通過させて細かな破砕物を得た。この破砕物は、キルンの窯前に設けたバーナーから問題なくキルン内に吹き込むことができ、得られたクリンカー（及びセメント）の品質にも問題がなかった。

Claims (2)

1. 布状廃棄物をバーナーを通して焼成系内に吹き込み、セメントクリンカー製造の際の燃料とするための、布状廃棄物の前処理方法であって、
   布状廃棄物を先ず二軸以上の破砕軸を有する破砕機で破砕し、続いて一軸破砕機で破砕することを特徴とする布状廃棄物の前処理方法。
2. 請求項１記載の方法で前処理した布状廃棄物を燃料の一部として用いる、セメントクリンカーの製造方法。