JP2021098619A - Fuel-producing apparatus and fuel-producing method for combustible waste - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可燃性廃棄物の燃料化装置及び燃料化方法に関し、特に、セメント製造工程において処理困難な可燃性廃棄物を燃料化する技術に関する。 The present invention relates to a fuel conversion device and a fuel conversion method for combustible waste, and more particularly to a technique for converting combustible waste that is difficult to process in a cement manufacturing process into fuel.
セメント製造工程には燃焼ゾーンが2つ存在し、1つは炭酸カルシウムからの脱炭酸反応を促進させるための窯尻や仮焼炉であり、もう1つはセメントの中間製品であるクリンカを焼成するセメントキルンである。仮焼炉及びセメントキルンには、各々バーナーが設置され、特にセメントキルンの窯前に設置されるメインバーナーは、クリンカの品質を決定づけるため重要である。 There are two combustion zones in the cement manufacturing process, one is a kiln butt and a calciner for promoting the decarbonization reaction from calcium carbonate, and the other is firing clinker, which is an intermediate product of cement. Cement kiln. Burners are installed in each of the calciner and the cement kiln, and the main burner installed in front of the kiln of the cement kiln is particularly important for determining the quality of the clinker.
上記2つの燃焼ゾーンで用いられる燃料は、オイルショック以前は重油であったが、オイルショック以後は微粉炭が用いられる。また、セメント燃料への廃棄物の活用は、1980年代に廃タイヤの代替燃料化から始まり、1990年代から現在に至るまで多種多様な形で行われている。 The fuel used in the above two combustion zones was heavy oil before the oil crisis, but pulverized coal is used after the oil crisis. In addition, the utilization of waste as cement fuel began in the 1980s as an alternative fuel for waste tires, and has been carried out in various forms from the 1990s to the present.
窯尻や仮焼炉の燃焼ゾーンでは、可燃性廃棄物の投入口を大きくしたり、燃焼時間を長くすることができると共に、クリンカの品質を決定付けないことから、輸送系統に支障を来さない限り可燃性廃棄物の物理性状が限定されない。そのため、現在では窯尻や仮焼炉で用いられた燃料の全量が可燃性廃棄物に置き換わった。 In the combustion zone of kilns and calciners, the input port for combustible waste can be enlarged, the combustion time can be lengthened, and the quality of the clinker cannot be determined, which hinders the transportation system. Unless otherwise, the physical properties of combustible waste are not limited. As a result, all of the fuel used in kilns and calciners has now been replaced by flammable waste.
一方、セメントキルンのメインバーナーは、クリンカの品質を決定付けるものであるから、バーナーフレームが安定しなければならない。そのため、メインバーナーの代替燃料となる可燃性廃棄物の物理性状や、可燃性廃棄物の投入のし易さや燃焼時間等で制約される。現状では、メインバーナーの代替燃料は、投入し易い廃油や、硬質プラスチックのような加工し易い固形物に限られ、メインバーナー燃料の可燃性廃棄物への置換は30%程度に留まっている。 On the other hand, the main burner of the cement kiln determines the quality of the clinker, so the burner frame must be stable. Therefore, it is restricted by the physical properties of combustible waste as an alternative fuel for the main burner, the ease of inputting combustible waste, the combustion time, and the like. At present, the alternative fuel for the main burner is limited to waste oil that is easy to put in and solids that are easy to process such as hard plastic, and the replacement of the main burner fuel with combustible waste is only about 30%.
そこで、例えば特許文献1及び2には、外熱式キルン等で廃プラスチック等を乾留ガス化し、セメントキルンのメインバーナー等の代替燃料として活用する技術が開示される。
Therefore, for example,
しかし、上記特許文献1及び2に記載の発明では、漁網や農業用ビニール等の加工の極めて困難な可燃性廃棄物をセメントキルンのメインバーナーの代替燃料として用いようとすると、乾留ガス化炉内に炭化水素が付着するなどの問題があり、安定して供給することができないおそれがあった。
However, in the inventions described in
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、加工の極めて困難な可燃性廃棄物をセメントキルンのメインバーナーに代替燃料として安定して供給し、有効利用することができる可燃性廃棄物の燃料化装置及び燃料化方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and is capable of stably supplying combustible waste, which is extremely difficult to process, to the main burner of a cement kiln as an alternative fuel for effective use. It is an object of the present invention to provide a fuel conversion device and a fuel conversion method for combustible waste that can be used.
上記目的を達成するため、本発明は、可燃性廃棄物の燃料化装置であって、2基以上並列に設置され、可燃性廃棄物を乾留ガス化する乾留ガス化炉と、該2基以上の乾留ガス化炉を交互運転し、運転している乾留ガス化炉から排出される乾留ガスの流量を調整する流量調整器と、該流量調整器によって流量が調整された乾留ガスをセメントキルンのメインバーナーに連続的に供給する供給手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a carbonization device for combustible waste, in which two or more units are installed in parallel to carbonize combustible waste into a dry distillation gas, and two or more units thereof. A flow controller that alternately operates the carbonization gasification furnaces of the carbonization of the above to adjust the flow rate of the carbonization gas discharged from the carbonization gasification furnace in operation, and the dry distillation gas whose flow rate is adjusted by the flow rate regulator It is characterized by being provided with a supply means for continuously supplying the main burner.
本発明によれば、乾留ガス化炉を2基以上並列に設置し、これらを交互運転することで、乾留ガス化炉内への炭化水素の付着等を防止することができるため、加工の極めて困難な可燃性廃棄物をセメントキルンのメインバーナーに微粉炭代替燃料として安定して供給することができる。これにより、メインバーナーの燃料代替率を向上させることができ、化石燃料の使用量を低減することができる。 According to the present invention, by installing two or more dry distillation gasification furnaces in parallel and operating them alternately, it is possible to prevent adhesion of hydrocarbons to the inside of the dry distillation gasification furnace. Difficult combustible waste can be stably supplied to the main burner of a cement kiln as an alternative fuel for pulverized carbonization. As a result, the fuel alternative rate of the main burner can be improved, and the amount of fossil fuel used can be reduced.
上記可燃性廃棄物の燃料化装置において、前記乾留ガス化炉を天井部及び炉底部が開放可能で50m3以上の容積を有するものとすることで、可燃性廃棄物を効率よく乾留ガス化することができる。 In the above combustible waste fuel conversion device, the dry distillation gasification furnace is capable of opening the ceiling and the bottom of the furnace and having a volume of 50 m 3 or more, so that the combustible waste is efficiently converted into dry distillation gas. be able to.
また、前記供給手段は、前記2基以上の乾留ガス化炉の各々から排出される乾留ガスが合流した後、前記メインバーナーへ向かう配管に、該配管を流れる乾留ガスの流量を測定する差圧型流量測定器を備えることで、メインバーナーへの乾留ガスの供給量を把握することができる。 Further, the supply means is a differential pressure type that measures the flow rate of the dry distillation gas flowing through the pipe toward the main burner after the dry distillation gas discharged from each of the two or more dry distillation gas furnaces merges. By providing a flow rate measuring device, it is possible to grasp the amount of dry distillation gas supplied to the main burner.
さらに、前記乾留ガス化炉の焼却残渣から金属残渣とセメント原料代替物を分別回収する磁力選別機、渦電流選別装置又は/及び風力選別機を設けることで、乾留ガス化炉の焼却残渣を有効利用することができる。 Further, by providing a magnetic force sorter, an eddy current sorter and / or a wind power sorter that separates and recovers the metal residue and the cement raw material substitute from the incinerator residue of the dry distillation gasification furnace, the incinerator residue of the dry distillation gasification furnace is effective. It can be used.
また、前記セメント原料代替物に含まれる塩素を除去する水洗装置を備えることで、セメント原料代替物をセメント原料として利用しても、セメント品質に悪影響を及ぼすことを回避することができる。 Further, by providing a water washing device for removing chlorine contained in the cement raw material substitute, it is possible to avoid adversely affecting the cement quality even if the cement raw material substitute is used as the cement raw material.
また、本発明は、可燃性廃棄物の燃料化方法であって、可燃性廃棄物を乾留ガス化するための乾留ガス化炉を2基以上並列に設置し、該2基以上の乾留ガス化炉を交互運転し、運転している乾留ガス化炉から排出される乾留ガスの流量を調整し、該流量が調整された乾留ガスをセメントキルンのメインバーナーに連続的に供給することを特徴とする。本発明によれば、加工の極めて困難な可燃性廃棄物をメインバーナーに代替燃料として安定して供給することができ、化石燃料の使用量を低減することができる。 Further, the present invention is a method for converting combustible waste into fuel, in which two or more carbonization gasification furnaces for carbonizing combustible waste are installed in parallel to convert the two or more carbonization gas into dry distillation gas. It is characterized by alternately operating the furnaces, adjusting the flow rate of the dry distillation gas discharged from the operating dry distillation gasification furnace, and continuously supplying the adjusted dry distillation gas to the main burner of the cement kiln. To do. According to the present invention, combustible waste that is extremely difficult to process can be stably supplied to the main burner as an alternative fuel, and the amount of fossil fuel used can be reduced.
以上のように、本発明によれば、加工の極めて困難な可燃性廃棄物をセメントキルンのメインバーナーに微粉炭代替燃料として安定して供給し、有効利用することができる。 As described above, according to the present invention, combustible waste that is extremely difficult to process can be stably supplied to the main burner of a cement kiln as an alternative fuel for pulverized coal and can be effectively used.
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る可燃性廃棄物の燃料化装置の一実施の形態を示し、この可燃性廃棄物の燃料化装置1は、乾留ガス化炉2(2A〜2C)と、乾留ガス化炉2の出口に設けられるダンパ3(3A〜3C)と、乾留ガス化炉2(2A〜2C)から排出される乾留ガスG1〜G3の合流ガスGの流量を調整する流量調整器4と、合流ガスGをセメントキルン10のメインバーナー10aに連続的に供給するファン(供給手段)5と、合流ガスG乾留ガス化炉2から排出された焼却残渣Rから金属残渣を回収するための金属残渣回収装置6と、金属残渣を回収した後の焼却残渣R1を水洗して脱塩する水洗装置7等で構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of a combustible waste fuel conversion device according to the present invention, in which the combustible waste
乾留ガス化炉2は、複数(図示例では3基)並列に設置され、各々直径2m以上の円筒状の本体2cを有し、天井部2aと炉底部2bが開閉可能なものあって、魚網、農業用ビニール、フレコン封入物等の加工し難い可燃性廃棄物Wをそのまま投入することができる。乾留ガス化炉2は、少なくとも2基以上、運用面を考慮すると3基以上設置するのが望ましい。乾留ガス化炉2の1基当たりの容量は、可燃性廃棄物Wの燃え切り時間と、乾留ガス化炉2(2A〜2C)の運転切替のタイミングを考慮し、50m3以上であることが好ましい。
A plurality of dry distillation gasification furnaces 2 (three in the illustrated example) are installed in parallel, each having a cylindrical
乾留ガス化炉2(2A〜2C)の各々からメインバーナー10aは配管で接続され、乾留ガス化炉2側が負圧となるように配管の流路の途中にファン5を設置し、乾留ガスGをメインバーナー10aに供給する。
The main burner 10a is connected from each of the carbonization gasification furnaces 2 (2A to 2C) by a pipe, and a fan 5 is installed in the middle of the flow path of the pipe so that the dry
流量調整器4は、合流ガスGの流量を調整するために設けられ、合流ガスGが流れる管路に配置された差圧型流量測定器(不図示)によって合流ガスGの流量が測定される。合流ガスGの流量の調整は、図示例のように、乾留ガス化炉2(2A〜2C)の各々の配管に設けたダンパ3(3A〜3C)で行うことも可能であるが、ファン5を設置せずに、各々の乾留ガス化炉2にインバータファンを設置することにより行うことも可能である。
The flow rate regulator 4 is provided to adjust the flow rate of the merging gas G, and the flow rate of the merging gas G is measured by a differential pressure type flow rate measuring device (not shown) arranged in a pipeline through which the merging gas G flows. As shown in the illustrated example, the flow rate of the merged gas G can be adjusted by the dampers 3 (3A to 3C) provided in each pipe of the carbonization gasification furnaces 2 (2A to 2C), but the fan 5 It is also possible to install an inverter fan in each
金属残渣回収装置6は、磁力選別機、渦電流選別装置又は/及び風力選別機であって、回収対象の金属残渣の種類や量等に応じて選択的に設置される。また、水洗装置7は、焼却残渣R1に含まれる塩素等を除去するために設けられ、フィルタプレス等が用いられる。
The metal residue recovery device 6 is a magnetic force sorter, an eddy current sorter and / or a wind power sorter, and is selectively installed according to the type and amount of the metal residue to be recovered. Further, the
次に、上記構成を有する可燃性廃棄物の燃料化装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the combustible waste
乾留ガス化炉2の1つである乾留ガス化炉2Aに示すように、天井部2aを開放し、漁網等の可燃性廃棄物Wを投入する。次に、乾留ガス化炉2Bに示すように、天井部2aを閉鎖した後、投入された可燃性廃棄物Wにガス又は灯油バーナ(不図示)で着火し、着火後は自燃させることで乾留ガスG2を発生させ、発生した乾留ガスG2を含む合流ガスGをセメントキルン10のメインバーナー10aにファン5によって誘導する。
As shown in the
メインバーナー10aへの合流ガスGの供給量は、3基の乾留ガス化炉2(2A〜2C)を交互運転し、運転している乾留ガス化炉2の出口のダンパ3(3A〜3C)を開き(図1ではダンパ3Bが開となっている。)、差圧型流量測定器によって合流ガスGの流量を測定し、流量調整器4で合流ガスGの流量を調整することで制御する。
The supply amount of the confluent gas G to the main burner 10a is the damper 3 (3A to 3C) at the outlet of the dry
乾留ガス化炉2Cに示すように、可燃性廃棄物Wの自燃完了後は、数時間そのまま自然降温させ、自然降温後は、炉底部2bを開放して焼却残渣Rを排出する。
As shown in the
排出後の焼却残渣Rは、金属残渣回収装置6によって金属残渣Hを回収し、金属残渣Hを回収した後の焼却残渣R1は、水洗装置7で水洗脱塩して塩素Clを除去した後、焼却残渣R2としてセメント原料として利用する。焼却残渣R2は金属残渣や塩素が除去されているため、セメントの品質に悪影響を及ぼすことがない。
The incineration residue R after discharge recovers the metal residue H by the metal residue recovery device 6, and the incineration residue R1 after collecting the metal residue H is washed with water and desalted by the
以上のように、本実施の形態によれば、乾留ガス化炉2を2基以上並列に設置し、これらを交互運転することで、漁網等の加工し難い可燃性廃棄物Wを燃料化する場合であっても、各々の乾留ガス化炉2内で可燃性廃棄物Wが燃え切るため、乾留ガス化炉2内への炭化水素の付着等を防止することができるため、セメントキルン10のメインバーナー10aに安定して供給することができる。これにより、これまで焼却処理以外の処分方法がなかった可燃性廃棄物Wの保有熱をセメント製造に有効活用することができ、メインバーナー10aの燃料代替率を向上させることができ、化石燃料の使用量を低減することができる。また、可燃性廃棄物Wを処理した際に発生する排ガスや焼却灰の負担もほぼなくなる。尚、合流ガスGの供給量に余裕がある場合には、メインバーナー10a以外に窯尻や仮焼炉の代替燃料として利用してもよい。
As described above, according to the present embodiment, two or more
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention. Is.
1 可燃性廃棄物の燃料化装置
2(2A〜2C) 乾留ガス化炉
2a 天井部
2b 炉底部
2c 本体
3(3A〜3C) ダンパ
4 流量調整器
5 ファン
6 金属残渣回収装置
7 水洗装置
10 セメントキルン
10a メインバーナー
Cl 塩素
G 合流ガス
G1〜G3 乾留ガス
H 金属残渣
R、R1、R2 焼却残渣
W 可燃性廃棄物
1 Combustible waste fueling device 2 (2A-2C) Carbonization
Claims (6)
該2基以上の乾留ガス化炉を交互運転し、運転している乾留ガス化炉から排出される乾留ガスの流量を調整する流量調整器と、
該流量調整器によって流量が調整された乾留ガスをセメントキルンのメインバーナーに連続的に供給する供給手段とを備えることを特徴とする可燃性廃棄物の燃料化装置。 Two or more carbonization gasifiers installed in parallel to convert combustible waste into carbonization gas, and
A flow rate regulator that alternately operates the two or more carbonization gasifiers and adjusts the flow rate of the carbonization gas discharged from the operating carbonization gasifiers.
A combustible waste fueling device comprising a supply means for continuously supplying a dry distillation gas whose flow rate has been adjusted by the flow rate regulator to a main burner of a cement kiln.
該2基以上の乾留ガス化炉を交互運転し、運転している乾留ガス化炉から排出される乾留ガスの流量を調整し、
該流量が調整された乾留ガスをセメントキルンのメインバーナーに連続的に供給することを特徴とする可燃性廃棄物の燃料化方法。
Two or more dry distillation gasifiers for carbonizing combustible waste into dry distillation gas were installed in parallel.
The two or more carbonization gasifiers are operated alternately to adjust the flow rate of the carbonization gas discharged from the operating carbonization gasifiers.
A method for fueling combustible waste, which comprises continuously supplying the dry distillation gas having an adjusted flow rate to the main burner of a cement kiln.
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