JP2018168044A - Method for producing cement clinker, method for producing cement and method for processing organic sludge and sulfur-containing waste - Google Patents

Method for producing cement clinker, method for producing cement and method for processing organic sludge and sulfur-containing waste Download PDF

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Abstract

To provide a method for producing a cement clinker capable of suppressing generation of coating in a method for producing a cement clinker in which a sulfur-containing waste such as a waste gypsum board is added to a calcination step.SOLUTION: There is provided a method for producing a cement clinker which comprises; a calcination step of calcining a raw material for a cement clinker to produce a cement clinker; a reduction step of reducing a sulfur component contained in a mixture obtained by mixing a sulfur-containing waste and an organic sludge containing anaerobic bacteria for generating hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation and reducing the water content of the mixture to obtain a reduction mixture; and an adsorption step of adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation in active carbon in the reduction step to obtain adsorbing active carbon. The reduction mixture and the adsorbing active carbon are added to the calcination step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、セメントクリンカの製造方法、セメントの製造方法及び有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cement clinker, a method for producing a cement, and a method for treating organic sludge and sulfur-containing waste.

従来、廃石膏ボードは、埋め立て処理されているものが多いが、石膏ボードへのリサイクル、セメントへのリサイクルが望まれている。例えば、特許文献1では、破砕した廃石膏ボードをセメントの焼成工程に投入し、廃石膏ボードをセメントクリンカの原料として用いることが記載されている。   Conventionally, many waste gypsum boards have been landfilled, but recycling to gypsum boards and recycling to cement is desired. For example, Patent Document 1 describes that a crushed waste gypsum board is put into a cement firing step and the waste gypsum board is used as a raw material for cement clinker.

特開2003−137619号公報JP 2003-137619 A

本発明者らは、鋭意研究した結果、特許文献1に記載されているように、破砕した廃石膏ボードをセメントの焼成工程に投入した場合、キルンにおけるコーチングの生成や、コーチングに起因するキルン等の閉塞等の問題が生じることを見出した。本発明者らは、さらに鋭意研究の結果、キルンにおけるコーチングの生成が、廃石膏ボードに含まれる硫黄分に起因していること、硫黄分の濃度を低減した廃石膏ボードをセメントクリンカの焼成工程(セメントクリンカの製造工程)に投入することにより、コーチングの生成を抑制できることを見出し、本発明を成すに至った。   As a result of diligent research, the inventors of the present invention, as described in Patent Document 1, when the crushed waste gypsum board is put into the cement firing process, the generation of coaching in the kiln, the kiln resulting from the coaching, etc. It has been found that problems such as occlusion occur. As a result of further diligent research, the inventors of the present invention have confirmed that the generation of coating in the kiln is caused by the sulfur content contained in the waste gypsum board, and that the waste gypsum board having a reduced concentration of sulfur is used as the cement clinker firing process. It was found that the production of the coaching can be suppressed by introducing it into the (cement clinker production process), and the present invention has been achieved.

本発明の主な目的は、廃石膏ボード等の硫黄含有廃棄物を焼成工程に投入するセメントクリンカの製造方法において、コーチングの生成を抑制し得るセメントクリンカの製造方法を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a cement clinker manufacturing method capable of suppressing the generation of coating in a cement clinker manufacturing method in which a sulfur-containing waste such as waste gypsum board is input to a firing step.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法は、セメントクリンカの原料を焼成することによりセメントクリンカを製造する焼成工程を備えるセメントクリンカの製造方法である。本発明に係るセメントクリンカの製造方法は、低減工程と、吸着工程とをさらに備える。低減工程では、硫黄含有廃棄物と、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含む有機汚泥とを混合し、発酵させることにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減すると共に、混合物の含水率を低減することにより低減混合物を得る。吸着工程では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。低減混合物及び吸着活性炭を焼成工程に投入する。   The method for producing a cement clinker according to the present invention is a method for producing a cement clinker including a firing step for producing a cement clinker by firing a raw material of the cement clinker. The method for producing a cement clinker according to the present invention further includes a reduction step and an adsorption step. In the reduction process, sulfur-containing waste and organic sludge containing anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation are mixed and fermented to reduce the sulfur component contained in the mixture, A reduced mixture is obtained by reducing the water content of the mixture. In the adsorption step, adsorbed activated carbon is obtained by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation on the activated carbon in the reduction step. Charge the reduced mixture and adsorbed activated carbon into the firing process.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、低減工程において行われる嫌気性菌による発酵により、混合物の硫黄分が低減される。このため、焼成工程において、コーチングが生成することが抑制されている。よって、コーチングに起因するキルン等の閉塞等の問題が生じにくい。すなわち、コーチングの生成を抑制しつつ、硫黄含有廃棄物をセメントクリンカの製造に好適に使用できるため、硫黄含有廃棄物を好適に処理することができる。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, the sulfur content of the mixture is reduced by fermentation with anaerobic bacteria performed in the reduction step. For this reason, generation | occurrence | production of coaching is suppressed in a baking process. Therefore, problems such as blockage of a kiln and the like due to coaching are unlikely to occur. That is, since the sulfur-containing waste can be suitably used for the production of a cement clinker while suppressing the generation of coaching, the sulfur-containing waste can be suitably treated.

さらに、低減工程における嫌気性菌による発酵により発酵熱が生成する。この発酵熱により混合物が乾燥する。このため、焼成工程に投入される混合物は、水分濃度の低減された混合物である。水分濃度の低減された混合物を焼成工程に投入することにより、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を低減することができ、混合物を燃料として好適に用いることができる。換言すれば、混合物からより多くの熱量を得ることができる。従って、焼成工程において必要となる燃料を低減することができる。   Furthermore, fermentation heat is generated by fermentation by anaerobic bacteria in the reduction process. This fermentation heat dries the mixture. For this reason, the mixture thrown into the baking process is a mixture with a reduced moisture concentration. By introducing the mixture having a reduced moisture concentration into the firing step, the amount of heat necessary to remove the moisture contained in the mixture can be reduced, and the mixture can be suitably used as a fuel. In other words, more heat can be obtained from the mixture. Therefore, the fuel required in the firing process can be reduced.

また、吸着活性炭を焼成工程に投入するため、吸着活性炭が焼成工程において燃料として機能する。従って、投入すべき燃料の量を低減することができる。   Further, since the adsorbed activated carbon is introduced into the firing process, the adsorbed activated carbon functions as a fuel in the firing process. Therefore, the amount of fuel to be input can be reduced.

以上説明したように、本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥をキルン等の焼成装置に悪影響を及ぼすことなく好適に処理でき、かつ、少ない燃料で焼成工程を行うことができるのでセメントクリンカの製造コストを低減し得るという効果が得られる。   As described above, in the method for producing a cement clinker according to the present invention, sulfur-containing waste and organic sludge can be suitably treated without adversely affecting a firing device such as a kiln, and the firing step is performed with a small amount of fuel. As a result, the production cost of the cement clinker can be reduced.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、吸着活性炭に吸着した硫黄成分がセメントクリンカに取り込まれるように、吸着活性炭を焼成工程に投入することが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, it is preferable to introduce the adsorbed activated carbon into the firing step so that the sulfur component adsorbed on the adsorbed activated carbon is taken into the cement clinker.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、吸着活性炭をキルンに投入することが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, it is preferable to introduce the adsorbed activated carbon into the kiln.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、吸着活性炭を、キルンのメインバーナ又は補助バーナを通してキルン内に投入することが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, it is preferable to introduce the adsorbed activated carbon into the kiln through the kiln main burner or auxiliary burner.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、吸着活性炭を、1400℃以上の雰囲気下に投入することが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, it is preferable to put the adsorbed activated carbon in an atmosphere of 1400 ° C. or higher.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、焼成工程において、プレヒータ、仮焼炉及びキルンの窯尻の少なくとも一カ所に低減混合物を投入することが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, it is preferable to introduce the reduced mixture into at least one of the preheater, the calciner, and the kiln bottom of the kiln in the firing step.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、嫌気性菌が、硫酸還元菌であることが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, the anaerobic bacteria are preferably sulfate-reducing bacteria.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、低減工程において、硫黄含有廃棄物を破砕することにより硫黄含有廃棄物粉を作製し、硫黄含有廃棄物粉と有機汚泥とを混合し、発酵させることが好ましい。   In the manufacturing method of the cement clinker according to the present invention, in the reduction step, the sulfur-containing waste powder is produced by crushing the sulfur-containing waste, and the sulfur-containing waste powder and the organic sludge are mixed and fermented. preferable.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、硫黄含有廃棄物として、石膏ボード、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌及び硫酸ピッチからなる群から選択された少なくとも一種を用いることが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, as the sulfur-containing waste, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of gypsum board, residue under sifting of building mixed waste, acidic sulfate soil, and sulfuric acid pitch. .

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、有機汚泥が、下水汚泥を含むことが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, the organic sludge preferably contains sewage sludge.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、有機汚泥の含水率が40質量%以下となるまで低減工程を行うことが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, it is preferable to perform the reduction step until the moisture content of the organic sludge becomes 40% by mass or less.

本発明に係るセメントクリンカの製造方法では、低減工程において、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥とを、連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させることが好ましい。   In the method for producing a cement clinker according to the present invention, in the reduction step, it is preferable to ferment the sulfur-containing waste and the organic sludge in a state where they are deposited so that open cells are not formed.

本発明に係るセメントの製造方法は、本発明に係るセメントクリンカの製造方法によりセメントクリンカを製造する工程と、セメントクリンカからセメントを製造する工程とを備える。   The cement manufacturing method according to the present invention includes a step of manufacturing a cement clinker by the method of manufacturing a cement clinker according to the present invention and a step of manufacturing a cement from the cement clinker.

本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、低減工程と、吸着工程とを備える。低減工程では、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物を、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させ、硫黄含有廃棄物に含まれている硫黄成分を低減すると共に、有機汚泥の含水率を低減し、硫黄成分の含有量及び含水率が低い低減混合物を得る。吸着工程では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。   The method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention includes a reduction step and an adsorption step. In the reduction process, the mixture of organic sludge and sulfur-containing waste is fermented by anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxides by fermentation, reducing sulfur components contained in the sulfur-containing waste, and organic sludge. To obtain a reduced mixture having a low sulfur content and a low water content. In the adsorption step, adsorbed activated carbon is obtained by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation on the activated carbon in the reduction step.

本発明によれば、廃石膏ボード等の硫黄含有廃棄物を焼成工程に投入するセメントクリンカの製造方法において、コーチングの生成を抑制し得るセメントクリンカの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the cement clinker which can suppress the production | generation of a coaching can be provided in the manufacturing method of the cement clinker which throws in sulfur-containing wastes, such as a waste gypsum board, to a baking process.

本発明の一実施形態に係るセメントの製造装置の一部分の模式図である。It is a schematic diagram of a part of a cement manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。   Hereinafter, an example of the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiment is merely an example. The present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本実施形態に係るセメントの製造装置1の一部分の模式図である。具体的には、図1には、セメントの製造装置1のうち、セメントクリンカの焼成装置10、発酵部20及び吸着部30が記載されている。   FIG. 1 is a schematic view of a part of a cement manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 1 illustrates a cement clinker baking apparatus 10, a fermentation unit 20, and an adsorption unit 30 in the cement manufacturing apparatus 1.

図1に示すように、焼成装置10には、原料が投入される。ここで、投入される原料は、セメントクリンカの原料と、後述する焼成において消費される燃料とを含むものとする。焼成装置10に投入される原料としては、例えば、有機汚泥等が挙げられる。   As shown in FIG. 1, raw materials are charged into the firing apparatus 10. Here, the input raw material includes a raw material of cement clinker and a fuel consumed in firing described later. As a raw material thrown into the baking apparatus 10, organic sludge etc. are mentioned, for example.

上記原料は、図示しない原料粉砕機(原料ミル)により粉砕、混合された後に、図1に示す焼成装置10に投入される。具体的には、上記原料は、焼成装置10のプレヒータ11に投入される。上記原料は、プレヒータ11により予熱される。なお、プレヒータ11は、例えば、サスペンションプレヒーターにより構成されていることが好ましい。上記原料の予熱効率を向上できるためである。   The raw materials are pulverized and mixed by a raw material pulverizer (raw material mill) (not shown) and then charged into the firing apparatus 10 shown in FIG. Specifically, the raw material is charged into the preheater 11 of the baking apparatus 10. The raw material is preheated by the preheater 11. In addition, it is preferable that the preheater 11 is comprised by the suspension preheater, for example. This is because the preheating efficiency of the raw material can be improved.

プレヒータ11には、仮焼炉12が接続されている。プレヒータ11において予熱された原料は、仮焼炉12に移送される。予熱された原料は、還元雰囲気に維持された仮焼炉12において熱分解される。   A calcining furnace 12 is connected to the preheater 11. The raw material preheated in the preheater 11 is transferred to the calcining furnace 12. The preheated raw material is thermally decomposed in the calcining furnace 12 maintained in a reducing atmosphere.

仮焼炉12は、ロータリーキルンなどのキルン13に接続されている。仮焼炉12において熱分解された原料は、キルン13の窯尻13aに投入される。投入された原料は、キルン13の窯前13bに設けられたメインバーナにより加熱され、セメントクリンカが生成する。   The calcining furnace 12 is connected to a kiln 13 such as a rotary kiln. The raw material thermally decomposed in the calciner 12 is put into the kiln bottom 13a of the kiln 13. The charged raw material is heated by a main burner provided in front of the kiln 13 of the kiln 13 to produce a cement clinker.

キルン13の窯前13bは、クリンカクーラー14に接続されている。キルン13において生成したセメントクリンカは、クリンカクーラー14において冷却され、冷却されたセメントクリンカがクリンカクーラー14から排出される。   A front kiln 13 of the kiln 13 is connected to a clinker cooler 14. The cement clinker generated in the kiln 13 is cooled in the clinker cooler 14, and the cooled cement clinker is discharged from the clinker cooler 14.

なお、本発明において、焼成工程に用いる焼成装置は、キルンを備えていればよく、プレヒータや仮焼炉を必ずしも備えている必要はない。   In the present invention, the baking apparatus used in the baking process may be provided with a kiln and does not necessarily include a preheater or a calcining furnace.

製造されたセメントクリンカは、図示しない仕上げミルに接続されている。この仕上げミルにおいて、セメントクリンカと、セメントの硬化速度を調整する役割を果たす石膏や高炉スラグやフライアッシュ等と共に粉砕され、混合されることによりセメントが製造される。   The manufactured cement clinker is connected to a finishing mill (not shown). In this finishing mill, cement is manufactured by being pulverized and mixed with cement clinker and gypsum, blast furnace slag, fly ash, and the like that play a role in adjusting the hardening rate of the cement.

図1に示すように、セメントの製造装置1には、発酵部20が設けられている。発酵部20には、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥を含む混合物が供給される。   As shown in FIG. 1, the cement production apparatus 1 is provided with a fermentation unit 20. The fermentation unit 20 is supplied with a mixture containing sulfur-containing waste and organic sludge.

硫黄含有廃棄物の具体例としては、例えば、石膏ボード、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌、硫酸ピッチ等が挙げられる。なかでも、埋め立て処理等が困難である廃石膏ボードを発酵部20に供給することが好ましい。これらの硫黄含有廃棄物のうちの1種のみを発酵部20に供給してもよいし、複数種類の硫黄含有廃棄物を供給してもよい。   Specific examples of the sulfur-containing waste include, for example, gypsum board, residue under sifting of building mixed waste, acidic sulfate soil, sulfuric acid pitch, and the like. Especially, it is preferable to supply the waste gypsum board to which the landfill process etc. are difficult to the fermentation part 20. FIG. Only one of these sulfur-containing wastes may be supplied to the fermentation unit 20, or a plurality of types of sulfur-containing wastes may be supplied.

有機汚泥の具体例としては、例えば、下水汚泥、し尿系汚泥、食品排水汚泥、アオコ、底泥、食品加工残渣等が挙げられる。食品加工残渣の具体例としては、ビールかす、茶かす、畜産残渣等が挙げられる。後述の通り、本実施形態では、発酵乾燥を行うため、上記有機汚泥のなかでも、含水率が高い下水汚泥、し尿系汚泥、食品排水汚泥、アオコ、底泥等を発酵部20に供給することが好ましい。   Specific examples of organic sludge include, for example, sewage sludge, human waste sludge, food wastewater sludge, sea cucumber, bottom mud, food processing residue, and the like. Specific examples of food processing residues include beer grounds, tea grounds, livestock residues and the like. As will be described later, in the present embodiment, in order to perform fermentation and drying, sewage sludge, human waste sludge, food wastewater sludge, sea urchin sludge, bottom mud and the like having a high water content are supplied to the fermentation unit 20 among the organic sludge. Is preferred.

なお、一般的に、下水汚泥の場合、含水率は、50質量%〜90質量%程度である。   In general, in the case of sewage sludge, the moisture content is about 50% by mass to 90% by mass.

有機汚泥は、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含んでいる。例えば、このような嫌気性菌を含んでいる下水汚泥等をそのまま有機汚泥として用いることもできるし、このような嫌気性菌を含んでいない有機汚泥を用いる場合は、有機汚泥に対して発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を混合して用いてもよい。嫌気性菌を添加する必要がないことから、有機汚泥として、嫌気性菌を含む下水汚泥を用いることがより好ましい。   Organic sludge contains anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxides by fermentation. For example, sewage sludge containing such anaerobic bacteria can be used as organic sludge as it is, and when using organic sludge that does not contain such anaerobic bacteria, Anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide may be mixed and used. Since it is not necessary to add anaerobic bacteria, it is more preferable to use sewage sludge containing anaerobic bacteria as the organic sludge.

発酵部20に供給される混合物には、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥以外の原料又は燃料が含まれていてもよい。例えば、混合物には、生ゴミ、プラスチック等が含まれていてもよい。   The mixture supplied to the fermentation unit 20 may contain raw materials or fuels other than sulfur-containing waste and organic sludge. For example, the mixture may contain garbage, plastics and the like.

発酵部20では、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥を含む混合物を、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させる。これにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減し、また、発酵に伴って生じる発酵熱により混合物を乾燥させ、混合物の含水率を低減することにより、低減混合物を得る(低減工程)。発酵部20において、硫黄成分含有量及び含水率が低減された低減混合物は、焼成工程に投入される。以下、硫黄成分含有量及び含水率が低減された混合物を、「低減混合物」と呼ぶことがある。   In the fermentation part 20, the mixture containing sulfur-containing waste and organic sludge is fermented by anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation. Thereby, the sulfur component contained in the mixture is reduced, and the mixture is dried by fermentation heat generated along with the fermentation to reduce the water content of the mixture, thereby obtaining a reduced mixture (reduction step). In the fermentation part 20, the reduced mixture in which the sulfur component content and the moisture content are reduced is input to the firing step. Hereinafter, the mixture in which the sulfur component content and the moisture content are reduced may be referred to as a “reduced mixture”.

発酵に用いる菌としては、嫌気性菌を用いることが好ましい。発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌としては、硫酸還元菌等が挙げられる。硫酸還元菌としては、例えば、グラム陰性菌やグラム陽性菌等の真正細菌、古細菌等が挙げられる。硫酸還元菌の具体例としては、例えば、Desulfovibrio属、Desulfotomaculum属等が挙げられる。これらの嫌気性菌のうちの1種のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。   As a bacterium used for fermentation, an anaerobic bacterium is preferably used. Examples of anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation include sulfate-reducing bacteria. Examples of sulfate-reducing bacteria include eubacteria such as gram-negative bacteria and gram-positive bacteria, archaea, and the like. Specific examples of sulfate-reducing bacteria include, for example, the genus Desulfovibrio, the genus Desulfotocumum. Only one kind of these anaerobic bacteria may be used, or a plurality of kinds may be used.

なお、好気性菌を用いて発酵を行うことも考えられる。しかしながら、好気性菌による発酵には酸素が必須となる。このため、好気性菌を用いて発酵を行うためには、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥の堆積物内に酸素を導入する通気孔を形成したり、定期的に混合し、内部に酸素を導入したりする必要がある。従って、発酵工程が煩雑になる。   It is also conceivable to perform fermentation using aerobic bacteria. However, oxygen is essential for fermentation by aerobic bacteria. For this reason, in order to perform fermentation using aerobic bacteria, vents for introducing oxygen into sulfur-containing waste and organic sludge deposits are formed or mixed periodically to introduce oxygen into the interior. It is necessary to do. Therefore, the fermentation process becomes complicated.

それに対して、本実施形態のように嫌気性菌を用いた場合は、酸素を必要としないため、酸素を導入するための通気孔を形成したり、定期的に攪拌したりする必要が必ずしもない。従って、嫌気性菌を用いることにより、発酵工程が煩雑になることを抑制することができ、かつ、高い発酵効率を実現することができる。   On the other hand, when an anaerobic bacterium is used as in this embodiment, oxygen is not required, so there is no need to form a vent for introducing oxygen or to stir periodically. . Therefore, by using anaerobic bacteria, the fermentation process can be prevented from becoming complicated, and high fermentation efficiency can be realized.

嫌気性菌による発酵効率を向上する観点からは、硫黄含有廃棄物等は、破砕されて粉末状にされており、十分に混合されていることが好ましい。そうすることにより、低減工程において、混合物を連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させることができる。このため、堆積した混合物内に酸素が侵入することを抑制することができるため、嫌気性菌による発酵効率を向上することができる。硫黄含有廃棄物等を、最大粒子径が、50mm以下である粉末とすることが好ましく、30mm以下である粉末とすることがより好ましい。硫黄含有廃棄物の粒子径が大きいと、堆積物に通気経路が形成され、嫌気性菌による発酵効率が低下する虞があるためである。   From the viewpoint of improving the fermentation efficiency by anaerobic bacteria, the sulfur-containing waste and the like are crushed and powdered, and are preferably mixed well. By doing so, in a reduction process, a mixture can be fermented in the state accumulated so that an open cell may not be formed. For this reason, since it can suppress that oxygen penetrate | invades in the deposited mixture, the fermentation efficiency by anaerobic bacteria can be improved. The sulfur-containing waste or the like is preferably a powder having a maximum particle size of 50 mm or less, and more preferably a powder having a maximum particle size of 30 mm or less. This is because if the particle size of the sulfur-containing waste is large, an aeration path is formed in the deposit, and the fermentation efficiency due to anaerobic bacteria may be reduced.

本実施形態のセメントクリンカの製造方法では、低減工程において行われる嫌気性菌による発酵により、混合物の硫黄分が低減される。このため、焼成工程において、コーチングが生成することが抑制されている。よって、コーチングに起因するキルン13等の閉塞などの問題が生じにくい。すなわち、コーチングの生成を抑制しつつ、硫黄含有廃棄物をセメントクリンカの製造に好適に使用できるため、硫黄含有廃棄物を好適に処理することができる。   In the manufacturing method of the cement clinker of this embodiment, the sulfur content of a mixture is reduced by fermentation by anaerobic bacteria performed in a reduction process. For this reason, generation | occurrence | production of coaching is suppressed in a baking process. Therefore, problems such as blockage of the kiln 13 and the like due to coaching are unlikely to occur. That is, since the sulfur-containing waste can be suitably used for the production of a cement clinker while suppressing the generation of coaching, the sulfur-containing waste can be suitably treated.

さらに、低減工程における嫌気性菌による発酵により発酵熱が生成する。この発酵熱により混合物が乾燥する。このため、焼成工程に投入される混合物は、水分濃度の低減された混合物である。水分濃度の低減された混合物を焼成工程に投入することにより、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を低減することができ、混合物を燃料として好適に用いることができる。換言すれば、混合物からより多くの熱量を得ることができる。従って、焼成工程において必要となる燃料を低減することができる。なお、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を十分に低減する観点からは、混合物の含水率を40質量%以下とすることが好ましく、30質量%以下とすることが好ましい。但し、混合物の含水率がより低くなるまで乾燥させようとするほど、混合物の乾燥に要する時間が長くなる。従って、セメントクリンカの製造効率を低下させない観点から、混合物の含水率は、20質量%以上であることが好ましい。   Furthermore, fermentation heat is generated by fermentation by anaerobic bacteria in the reduction process. This fermentation heat dries the mixture. For this reason, the mixture thrown into the baking process is a mixture with a reduced moisture concentration. By introducing the mixture having a reduced moisture concentration into the firing step, the amount of heat necessary to remove the moisture contained in the mixture can be reduced, and the mixture can be suitably used as a fuel. In other words, more heat can be obtained from the mixture. Therefore, the fuel required in the firing process can be reduced. In addition, from the viewpoint of sufficiently reducing the amount of heat necessary for removing water contained in the mixture, the water content of the mixture is preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less. However, the more the moisture content of the mixture is reduced, the longer it takes to dry the mixture. Therefore, from the viewpoint of not reducing the production efficiency of the cement clinker, the water content of the mixture is preferably 20% by mass or more.

以上説明したように、本実施形態のセメントクリンカの製造方法では、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥をキルン等の焼成装置に悪影響を及ぼすことなく好適に処理でき、かつ、少ない燃料で焼成工程を行うことができるのでセメントクリンカの製造コストを低減し得るという効果が得られる。   As described above, in the method for producing a cement clinker according to the present embodiment, sulfur-containing waste and organic sludge can be suitably treated without adversely affecting a firing device such as a kiln, and the firing step is performed with a small amount of fuel. As a result, the production cost of the cement clinker can be reduced.

なお、発酵させる混合物には、例えば、含水率の高い生ゴミ等が含まれていてもよい。その場合であっても、発酵熱により混合物の含水率を効果的に低減できる。従って、混合物の水分除去に要する熱量を低減できる。   Note that the mixture to be fermented may contain, for example, raw garbage having a high water content. Even in that case, the moisture content of the mixture can be effectively reduced by the heat of fermentation. Therefore, the amount of heat required for removing water from the mixture can be reduced.

低減混合物の投入箇所は、特に限定されない。混合物は、例えば、プレヒータ11、仮焼炉12、キルン13のうちの少なくとも一カ所に投入することができる。なかでも、混合物を、プレヒータ11、仮焼炉12及びキルン13の窯尻13aのうちの少なくとも一カ所に投入することが好ましく、仮焼炉12に投入することがより好ましい。   The place where the reduced mixture is introduced is not particularly limited. The mixture can be charged into at least one of the preheater 11, the calciner 12, and the kiln 13, for example. Among these, the mixture is preferably charged into at least one of the preheater 11, the calcining furnace 12, and the kiln bottom 13 a of the kiln 13, and more preferably charged into the calcining furnace 12.

ところで、本実施形態では、発酵により硫化水素を発生させる嫌気性菌を用いる。このため、発生した硫化水素をどのように処理するかが問題となる。   By the way, in this embodiment, anaerobic bacteria which generate hydrogen sulfide by fermentation are used. For this reason, the problem is how to treat the generated hydrogen sulfide.

本実施形態では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。具体的には、発酵部20に吸着部30が接続されている。吸着部30内には、活性炭が配されている。発酵部20からの排気ガスに含まれる硫化水素は、吸着部30内の活性炭に吸着され、吸着活性炭が生成する。吸着活性炭は、焼成工程に投入される。このため、硫化水素の処理に用いられた吸着活性炭が燃料として用いられる。よって、焼成工程に要する燃料の量を低減することができる。従って、セメントクリンカの製造コストを低減することができる。   In the present embodiment, the adsorbed activated carbon is obtained by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation on the activated carbon in the reduction step. Specifically, the adsorption unit 30 is connected to the fermentation unit 20. Activated carbon is disposed in the adsorption unit 30. Hydrogen sulfide contained in the exhaust gas from the fermentation unit 20 is adsorbed by the activated carbon in the adsorption unit 30 to generate adsorbed activated carbon. The adsorbed activated carbon is put into the firing process. For this reason, the adsorption activated carbon used for the treatment of hydrogen sulfide is used as a fuel. Therefore, the amount of fuel required for the firing process can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of cement clinker can be reduced.

吸着活性炭に吸着した硫黄成分がセメントクリンカに取り込まれるように、吸着活性炭を焼成工程に投入することが好ましい。この場合、発生した硫黄成分(酸化硫黄)が、セメントクリンカの原料に取り込まれるため、硫黄成分による焼成設備の損傷を抑制することができる。   It is preferable to introduce the adsorbed activated carbon into the firing step so that the sulfur component adsorbed on the adsorbed activated carbon is taken into the cement clinker. In this case, since the generated sulfur component (sulfur oxide) is taken into the raw material of the cement clinker, damage to the firing equipment due to the sulfur component can be suppressed.

吸着活性炭に吸着した硫黄成分がセメントクリンカの原料により取り込まれやすくするためには、吸着活性炭を、例えば、1400℃以上という高温雰囲気下に投入することが好ましい。具体的には、キルンに投入することが好ましく、特に、キルンのメインバーナ又は補助バーナを通してキルンに投入することが好ましい。補助バーナとは、メインバーナの近傍に設置される補助燃料投入用のバーナのことを指す。キルン、特にキルンのメインバーナ付近においては、雰囲気の酸素濃度が高いため、キルン、特にキルンのメインバーナに吸着活性炭を投入した場合は、活性炭に吸着していた硫黄成分が硫酸カルシウムとして存在し、酸化硫黄が発生しにくい。従って、焼成装置が酸化硫黄により損傷することをより効果的に抑制することができる。   In order to make it easy for the sulfur component adsorbed on the adsorbed activated carbon to be taken in by the cement clinker raw material, it is preferable to put the adsorbed activated carbon in a high temperature atmosphere of, for example, 1400 ° C. or higher. Specifically, it is preferable to put into the kiln, and it is particularly preferable to put into the kiln through the kiln main burner or auxiliary burner. The auxiliary burner refers to a burner for introducing auxiliary fuel installed in the vicinity of the main burner. In the vicinity of the kiln, especially in the kiln main burner, the oxygen concentration of the atmosphere is high, so when adsorbed activated carbon is put into the kiln, especially the kiln main burner, the sulfur component adsorbed on the activated carbon exists as calcium sulfate, Sulfur oxide is not easily generated. Therefore, it can suppress more effectively that a baking apparatus is damaged with a sulfur oxide.

1 :製造装置
10 :焼成装置
11 :プレヒータ
12 :仮焼炉
13 :キルン
13a :窯尻
13b :窯前
14 :クリンカクーラー
20 :発酵部
30 :吸着部
1: Manufacturing apparatus 10: Baking apparatus 11: Preheater 12: Calciner 13: Kiln 13a: Kiln bottom 13b: In front of kiln 14: Clinker cooler 20: Fermenting section 30: Adsorption section

Claims (14)

セメントクリンカの原料を焼成することによりセメントクリンカを製造する焼成工程を備えるセメントクリンカの製造方法であって、
硫黄含有廃棄物と、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含む有機汚泥とを混合し、発酵させることにより、前記混合物に含まれている硫黄成分を低減すると共に、前記混合物の含水率を低減することにより低減混合物を得る低減工程と、
前記低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る吸着工程と、
をさらに備え、
前記低減混合物及び前記吸着活性炭を前記焼成工程に投入する、セメントクリンカの製造方法。
A method for producing a cement clinker comprising a firing step of producing a cement clinker by firing a raw material of the cement clinker,
By mixing and fermenting sulfur-containing waste and organic sludge containing anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxides by fermentation, the sulfur component contained in the mixture is reduced, and A reduction step of obtaining a reduced mixture by reducing the moisture content;
In the reduction step, an adsorption step of obtaining adsorbed activated carbon by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation onto activated carbon;
Further comprising
A method for producing a cement clinker, wherein the reduced mixture and the adsorbed activated carbon are added to the firing step.
前記吸着活性炭に吸着した硫黄成分がセメントクリンカに取り込まれるように、前記吸着活性炭を前記焼成工程に投入する、請求項1に記載のセメントクリンカの製造方法。   The method for producing a cement clinker according to claim 1, wherein the adsorbed activated carbon is introduced into the firing step so that a sulfur component adsorbed on the adsorbed activated carbon is taken into the cement clinker. 前記吸着活性炭をキルンに投入する、請求項2に記載のセメントクリンカの製造方法。   The manufacturing method of the cement clinker of Claim 2 which throws the said adsorption | suction activated carbon into a kiln. 前記吸着活性炭を、前記キルンのメインバーナ又は補助バーナに投入する、請求項3に記載のセメントクリンカの製造方法。   The method for producing a cement clinker according to claim 3, wherein the adsorbed activated carbon is charged into a main burner or an auxiliary burner of the kiln. 前記吸着性炭を、1400℃以上の雰囲気下に投入する、請求項2〜4のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The manufacturing method of the cement clinker as described in any one of Claims 2-4 which throws in the said adsorbent charcoal in 1400 degreeC or more atmosphere. 前記焼成工程において、プレヒータ、仮焼炉及びキルンの窯尻の少なくとも一カ所に前記低減混合物を投入する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The method for producing a cement clinker according to any one of claims 1 to 5, wherein in the firing step, the reduced mixture is introduced into at least one of a preheater, a calciner, and a kiln bottom of a kiln. 前記嫌気性菌が、硫酸還元菌である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The method for producing a cement clinker according to any one of claims 1 to 6, wherein the anaerobic bacterium is a sulfate-reducing bacterium. 前記低減工程において、前記硫黄含有廃棄物を破砕することにより硫黄含有廃棄物粉を作製し、前記硫黄含有廃棄物粉と前記有機汚泥とを混合し、発酵させる、請求項1〜7のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The said reduction | restoration process WHEREIN: The sulfur containing waste powder is produced by crushing the said sulfur containing waste, the said sulfur containing waste powder and the said organic sludge are mixed and fermented. The method for producing a cement clinker according to one item. 前記硫黄含有廃棄物として、石膏ボード、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌及び硫酸ピッチからなる群から選択された少なくとも一種を用いる、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The said sulfur containing waste uses at least 1 type selected from the group which consists of gypsum board, the residue under a sieve of a building mixed waste, an acidic sulfate soil, and a sulfuric acid pitch, It is any one of Claims 1-8 used. Manufacturing method for cement clinker. 前記有機汚泥が、下水汚泥を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The method for producing a cement clinker according to any one of claims 1 to 9, wherein the organic sludge includes sewage sludge. 前記有機汚泥の含水率が40質量%以下となるまで前記低減工程を行う、請求項1〜10のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The manufacturing method of the cement clinker as described in any one of Claims 1-10 which performs the said reduction process until the moisture content of the said organic sludge becomes 40 mass% or less. 前記低減工程において、前記硫黄含有廃棄物及び前記有機汚泥とを、連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させる、請求項1〜11のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。   The manufacturing method of the cement clinker as described in any one of Claims 1-11 which ferments the said sulfur containing waste and the said organic sludge in the said reduction process in the state accumulated so that an open cell may not be formed. 請求項1〜12のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法によりセメントクリンカを製造する工程と、
前記セメントクリンカからセメントを製造する工程と、
を備える、セメントの製造方法。
A step of producing a cement clinker by the method for producing a cement clinker according to any one of claims 1 to 12,
Producing cement from the cement clinker;
A method for producing cement, comprising:
有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法であって、
有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物を、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させ、前記硫黄含有廃棄物に含まれている硫黄成分を低減すると共に、前記有機汚泥の含水率を低減し、硫黄成分の含有量及び含水率が低い低減混合物を得る低減工程と、
前記低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る吸着工程と、
を備える、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
A method for treating organic sludge and sulfur-containing waste,
The mixture of organic sludge and sulfur-containing waste is fermented by anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation, and the sulfur component contained in the sulfur-containing waste is reduced and the water content of the organic sludge is reduced. A reduction step of reducing the rate and obtaining a reduced mixture having a low content of sulfur and a low water content;
In the reduction step, an adsorption step of obtaining adsorbed activated carbon by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation onto activated carbon;
A method for treating organic sludge and sulfur-containing waste.
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