JP3195191B2 - 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法 - Google Patents
廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法Info
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- Y02P40/40—Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills
- Y02P40/45—Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills using fuels from renewable energy sources
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、従来あまり燃料として
使用されてない廃プラスチックを燃料とし、ロータリー
キルンにおいて生石灰・焼ドロマイトを製造する方法に
関する。
使用されてない廃プラスチックを燃料とし、ロータリー
キルンにおいて生石灰・焼ドロマイトを製造する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】廃プラスチックは高い熱量を有する熱源
であるが、廃プラスチックの燃焼性が他の燃料、例えば
微粉炭に比較して劣るため主に投棄されていた。然し、
環境問題、或いは資源の有効活用の見地から徐々に廃プ
ラスチックの再利用が図られて来た。
であるが、廃プラスチックの燃焼性が他の燃料、例えば
微粉炭に比較して劣るため主に投棄されていた。然し、
環境問題、或いは資源の有効活用の見地から徐々に廃プ
ラスチックの再利用が図られて来た。
【０００３】廃プラスチックが高い熱量を有する熱源で
あることに着目し、廃プラスチックを利用したセメント
クリンカーの製造方法は特開昭４６−１５０３７号公報
において開示されている。この公報においては廃プラス
チックをセメントクリンカーを製造するロータリーキル
ン内に添加することによって安価にセメントクリンカを
製造できるとしているが、どのような方法において廃プ
ラスチックをロータリーキルンの中に添加するかについ
ては具体的な技術は何ら開示されていない。
あることに着目し、廃プラスチックを利用したセメント
クリンカーの製造方法は特開昭４６−１５０３７号公報
において開示されている。この公報においては廃プラス
チックをセメントクリンカーを製造するロータリーキル
ン内に添加することによって安価にセメントクリンカを
製造できるとしているが、どのような方法において廃プ
ラスチックをロータリーキルンの中に添加するかについ
ては具体的な技術は何ら開示されていない。
【０００４】また、特開平６−８２４７号公報において
はロータリーキルンの中に繊維強化プラスチックを添加
して処理する方法が開示されている。しかし、この方法
においてはポルトランドセメントを製造するため、繊維
強化プラスチックを９０μｍ以下の粒子に破砕し、燃料
として添加しており、経済的とは言えない。
はロータリーキルンの中に繊維強化プラスチックを添加
して処理する方法が開示されている。しかし、この方法
においてはポルトランドセメントを製造するため、繊維
強化プラスチックを９０μｍ以下の粒子に破砕し、燃料
として添加しており、経済的とは言えない。
【０００５】また、特公昭５９−１１５４５号公報にお
いては都市廃棄物を利用するポルトランドセメントの製
造方法が開示されている。この方法においては、都市廃
棄物を予め流動床燃焼装置において、予備的に燃焼させ
都市廃棄物を処理する方法を提案している。以上のこと
から本発明で目的とする生石灰・焼ドロマイトを製造し
ながら、一方では安価な廃プラスチックを利用する方法
についての開示はなされていない。
いては都市廃棄物を利用するポルトランドセメントの製
造方法が開示されている。この方法においては、都市廃
棄物を予め流動床燃焼装置において、予備的に燃焼させ
都市廃棄物を処理する方法を提案している。以上のこと
から本発明で目的とする生石灰・焼ドロマイトを製造し
ながら、一方では安価な廃プラスチックを利用する方法
についての開示はなされていない。
【０００６】従来、生石灰・焼ドロマイトが石灰石・ド
ロマイト、貝殻等を焼成して製造していることはよく知
られている通りである。ロータリーキルンは装入物に対
して燃焼ガスの通過する空間が比較的大きいため、種々
の燃料を燃焼するために好都合である。
ロマイト、貝殻等を焼成して製造していることはよく知
られている通りである。ロータリーキルンは装入物に対
して燃焼ガスの通過する空間が比較的大きいため、種々
の燃料を燃焼するために好都合である。
【０００７】図４に生石灰・焼ドロマイトを製造するロ
ータリーキルンのー設備の概要を示した。以下、ロータ
リーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方法の
概要を説明する。石灰石・ドロマイト等の、原石を収容
する原石サイロ１から原石を予熱するためのグレートプ
レヒーター２に供給され、予めロータリーキルンからの
排ガスによって予熱し、その後、ロータリーキルン６に
装入される。
ータリーキルンのー設備の概要を示した。以下、ロータ
リーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方法の
概要を説明する。石灰石・ドロマイト等の、原石を収容
する原石サイロ１から原石を予熱するためのグレートプ
レヒーター２に供給され、予めロータリーキルンからの
排ガスによって予熱し、その後、ロータリーキルン６に
装入される。
【０００８】ロータリーキルンは円形の鉄皮を耐火物で
内張りされた円筒状の加熱炉であって、一定の速度で軸
の回りに回転している。図において左側の裝入口から装
入された石灰石・ドロマイトは回転した炉内を通過し、
右側の出口方向へ移動する。尚、ロータリーキルンは図
に示すとおり、原料の裝入口は出口方向に対して３／１
００〜４／１００上向きに傾斜しており、装入された石
灰石・ドロマイトは焼成されながら炉内を回転しつつ、
生石灰・焼ドロマイトに変化して出口方向に移動する。
内張りされた円筒状の加熱炉であって、一定の速度で軸
の回りに回転している。図において左側の裝入口から装
入された石灰石・ドロマイトは回転した炉内を通過し、
右側の出口方向へ移動する。尚、ロータリーキルンは図
に示すとおり、原料の裝入口は出口方向に対して３／１
００〜４／１００上向きに傾斜しており、装入された石
灰石・ドロマイトは焼成されながら炉内を回転しつつ、
生石灰・焼ドロマイトに変化して出口方向に移動する。
【０００９】出口においては、燃料として例えば微粉炭
を供給する微粉炭供給装置８が備えられており、微粉炭
はノズルを介して炉内に吹き込まれ、空気により燃焼し
て、炉内を１０００℃以上の高温に保持する。この微粉
炭の燃焼により発生した熱により石灰石・ドロマイトは
焼成されて生石灰・焼ドロマイトに変化する。
を供給する微粉炭供給装置８が備えられており、微粉炭
はノズルを介して炉内に吹き込まれ、空気により燃焼し
て、炉内を１０００℃以上の高温に保持する。この微粉
炭の燃焼により発生した熱により石灰石・ドロマイトは
焼成されて生石灰・焼ドロマイトに変化する。
【００１０】微粉炭の燃焼のための空気は、排出された
生石灰・焼ドロマイトを冷却するためのグレートクーラ
ーを通過することにより熱交換を行い、一方では高温の
生石灰・焼ドロマイトを冷却し、他方では高温となった
空気は出口側から上記ロータリーキルンの中に吹き込ま
れ、前記微粉炭を燃焼するための空気の供給源となる。
生石灰・焼ドロマイトを冷却するためのグレートクーラ
ーを通過することにより熱交換を行い、一方では高温の
生石灰・焼ドロマイトを冷却し、他方では高温となった
空気は出口側から上記ロータリーキルンの中に吹き込ま
れ、前記微粉炭を燃焼するための空気の供給源となる。
【００１１】ロータリーキルン内の温度は出口側が約６
００℃前後であり、特に微粉炭が燃焼する際に生ずる火
炎のある部分は部分的には１５００℃以上となり、石灰
石・ドロマイトの分解反応に伴って温度が低下し、石灰
石・ドロマイトの裝入口側、即ちガスの排出口側におい
ては１０００℃程度まで温度が低下する。
００℃前後であり、特に微粉炭が燃焼する際に生ずる火
炎のある部分は部分的には１５００℃以上となり、石灰
石・ドロマイトの分解反応に伴って温度が低下し、石灰
石・ドロマイトの裝入口側、即ちガスの排出口側におい
ては１０００℃程度まで温度が低下する。
【００１２】この１０００℃程度の高温の排ガスは前述
のグレートプレヒーターに上乗せされた石灰石・ドロマ
イトを予熱し、ここでその熱の一部を放出した後、廃熱
ボイラ３を通り、更に集塵機４を通り、更に湿式集塵機
５を通過した後、外部に排出される。
のグレートプレヒーターに上乗せされた石灰石・ドロマ
イトを予熱し、ここでその熱の一部を放出した後、廃熱
ボイラ３を通り、更に集塵機４を通り、更に湿式集塵機
５を通過した後、外部に排出される。
【００１３】以上が生石灰・焼ドロマイトを製造するロ
ータリーキルン設備の概要である。従来、ロータリーキ
ルンでは燃料として主に微粉炭を利用し、一部に重油を
利用していることもある。しかしながら、これらの燃料
は何れもコスト高であり、生石灰・焼ドロマイトをより
安価に製造することが求められている。
ータリーキルン設備の概要である。従来、ロータリーキ
ルンでは燃料として主に微粉炭を利用し、一部に重油を
利用していることもある。しかしながら、これらの燃料
は何れもコスト高であり、生石灰・焼ドロマイトをより
安価に製造することが求められている。
【００１４】これらの微粉炭は約６０００ｋｃａｌ／ｋ
ｇ，重油は約１００００ｋｃａｌ／ｋｇ程度の発熱量を
有する。一方、廃プラスチックは約１００００ｋｃａｌ
／ｋｇ程度の熱量があり、微粉炭等と共に貴重な熱源と
なりうる可能性がある。
ｇ，重油は約１００００ｋｃａｌ／ｋｇ程度の発熱量を
有する。一方、廃プラスチックは約１００００ｋｃａｌ
／ｋｇ程度の熱量があり、微粉炭等と共に貴重な熱源と
なりうる可能性がある。
【００１５】しかし、通常廃プラスチックは粒子状で得
られ、前述の通り燃焼が容易でないため、従来投棄され
ているのが現状であった。ここで廃プラスチックでは、
ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニール等の廃棄物が現在多量に発生している。従っ
て、これらを熱源として利用し、他方ではこの安価なプ
ラスチックを利用し、生石灰・焼ドロマイトを安価に製
造することが求められている。尚、生石灰・焼ドロマイ
トは鉄鋼業あるいは化学工業等において広く利用されて
いる重要な化学原材料の一つである。
られ、前述の通り燃焼が容易でないため、従来投棄され
ているのが現状であった。ここで廃プラスチックでは、
ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニール等の廃棄物が現在多量に発生している。従っ
て、これらを熱源として利用し、他方ではこの安価なプ
ラスチックを利用し、生石灰・焼ドロマイトを安価に製
造することが求められている。尚、生石灰・焼ドロマイ
トは鉄鋼業あるいは化学工業等において広く利用されて
いる重要な化学原材料の一つである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、前
述の通り鉄鋼業或いはその他の化学工業において重要な
生石灰・焼ドロマイトを安価に製造することを第一の目
的とし、そのため、従来、単に投棄処理等をなされてい
た廃プラスチックを燃料として使用し品質の高い生石灰
・焼ドロマイトを安価に製造することを目的とする。
述の通り鉄鋼業或いはその他の化学工業において重要な
生石灰・焼ドロマイトを安価に製造することを第一の目
的とし、そのため、従来、単に投棄処理等をなされてい
た廃プラスチックを燃料として使用し品質の高い生石灰
・焼ドロマイトを安価に製造することを目的とする。
【００１７】しかしながら、廃プラスチック粒子を燃料
として利用する際の問題点は、重油、微粉炭等の燃料と
異なり、燃焼する前に熱分解させる必要があり、そのた
め簡単に燃焼することは困難であるという問題点があ
る。
として利用する際の問題点は、重油、微粉炭等の燃料と
異なり、燃焼する前に熱分解させる必要があり、そのた
め簡単に燃焼することは困難であるという問題点があ
る。
【００１８】また、ロータリーキルンの中において完全
に燃焼し、その燃焼熱を利用するためには短い炉内滞留
時間（通常炉内におけるガス滞留時間は約１０秒以内と
されている）内で完全に燃焼し、発生した熱を有効に利
用しなければならないという問題がある。従って、廃プ
ラスチック粒子を短い炉内滞留時間において十分に燃焼
させ、その燃焼熱を利用するためには、廃プラスチック
粒子の適切な粒度を選択する必要がある。
に燃焼し、その燃焼熱を利用するためには短い炉内滞留
時間（通常炉内におけるガス滞留時間は約１０秒以内と
されている）内で完全に燃焼し、発生した熱を有効に利
用しなければならないという問題がある。従って、廃プ
ラスチック粒子を短い炉内滞留時間において十分に燃焼
させ、その燃焼熱を利用するためには、廃プラスチック
粒子の適切な粒度を選択する必要がある。
【００１９】更にロータリーキルンの中に廃プラスチッ
クをどの様に装入させるかという裝入方法の問題があ
る。更には廃プラスチックをより完全に燃焼するために
ロータリーキルンの如何なる位置に装入し、効率よく燃
焼させるかという問題がある。
クをどの様に装入させるかという裝入方法の問題があ
る。更には廃プラスチックをより完全に燃焼するために
ロータリーキルンの如何なる位置に装入し、効率よく燃
焼させるかという問題がある。
【００２０】
（１）請求項１の発明は、下記の工程を備えたことを特
徴とするロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイ
トの製造方法を提供する。（ａ）ロータリーキルンにお
ける生石灰・焼ドロマイトを製造中において、燃料の一
部として廃プラスチック粒子を細束流とする工程と、
（ｂ）前記廃プラスチック粒子の細束流と主燃料とを前
記ロータリーキルン内に吹き込み、前記期細束流の少な
くとも一部が前記主燃料の火炎を横切り、且つ未燃焼の
該廃プラスチック粒子のロータリーキルン内における落
下地点が前記主燃料の火炎長さの距離以内となるように
吹き込む工程。
徴とするロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイ
トの製造方法を提供する。（ａ）ロータリーキルンにお
ける生石灰・焼ドロマイトを製造中において、燃料の一
部として廃プラスチック粒子を細束流とする工程と、
（ｂ）前記廃プラスチック粒子の細束流と主燃料とを前
記ロータリーキルン内に吹き込み、前記期細束流の少な
くとも一部が前記主燃料の火炎を横切り、且つ未燃焼の
該廃プラスチック粒子のロータリーキルン内における落
下地点が前記主燃料の火炎長さの距離以内となるように
吹き込む工程。
【００２１】（２）請求項２の発明は、前記廃プラスチ
ック粒子を細束流を主燃料の火炎とほぼ平行に、且つ主
燃料の吹き込み位置の上部から前記ロータリーキルン内
に吹き込むことを特徴とする請求項１記載のロータリー
キルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方法を提供
する。
ック粒子を細束流を主燃料の火炎とほぼ平行に、且つ主
燃料の吹き込み位置の上部から前記ロータリーキルン内
に吹き込むことを特徴とする請求項１記載のロータリー
キルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方法を提供
する。
【００２２】（３）請求項３の発明は、前記ロータリー
キルンに吹き込まれた廃プラスチック粒子の落下範囲
が、時計方向に回転するロータリーキルンの断面の第４
象限内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載さ
れたロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの
製造方法。
キルンに吹き込まれた廃プラスチック粒子の落下範囲
が、時計方向に回転するロータリーキルンの断面の第４
象限内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載さ
れたロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの
製造方法。
【００２３】（４）請求項４の発明は、前記廃プラスチ
ック粒子の直径を２０ｍｍ以下とすることを特徴とする
請求項１記載のロータリーキルンにおける生石灰・焼ド
ロマイトの製造方法を提供する。
ック粒子の直径を２０ｍｍ以下とすることを特徴とする
請求項１記載のロータリーキルンにおける生石灰・焼ド
ロマイトの製造方法を提供する。
【００２４】
【作用】前述の通り、廃プラスチック粒子をロータリー
キルン内において短時間に燃焼させる基本的な条件を定
めることが必要となる。そこで以下のような予備実験を
行った。直径５〜２０ｍｍの廃プラスチック粒子を採取
し、１０００℃に保持した時、ガス化して燃焼するまで
の時間を調査した。小型の実験炉において廃プラスチッ
ク粒子を酸素濃度の種々異なる雰囲気において完全燃焼
迄の時間を調査した。
キルン内において短時間に燃焼させる基本的な条件を定
めることが必要となる。そこで以下のような予備実験を
行った。直径５〜２０ｍｍの廃プラスチック粒子を採取
し、１０００℃に保持した時、ガス化して燃焼するまで
の時間を調査した。小型の実験炉において廃プラスチッ
ク粒子を酸素濃度の種々異なる雰囲気において完全燃焼
迄の時間を調査した。
【００２５】その結果、１０００℃において炉内の雰囲
気の酸素濃度が５ｖｏｌ％以上である時は滞留時間が５
秒以内にガス化し完全に燃焼することが確認された。以
上のことから通常、長さ約５０ｍのロータリーキルン内
におけるガスの滞留時間は前述の通り１０秒以内、通常
７秒〜８秒であるから、直径２０ｍｍ以下の廃プラスチ
ック粒子は十分にガス化し、且つ燃焼することを確認し
た。
気の酸素濃度が５ｖｏｌ％以上である時は滞留時間が５
秒以内にガス化し完全に燃焼することが確認された。以
上のことから通常、長さ約５０ｍのロータリーキルン内
におけるガスの滞留時間は前述の通り１０秒以内、通常
７秒〜８秒であるから、直径２０ｍｍ以下の廃プラスチ
ック粒子は十分にガス化し、且つ燃焼することを確認し
た。
【００２６】即ち、直径２０ｍｍ以下の廃プラスチック
粒子は酸素５ｖｏｌ％，温度が１０００℃以上であれ
ば、短時間（５秒以内）に完全に燃焼するとの知見が得
られたので、次に、ロータリーキルンにおいて、どのよ
うに燃焼するかについて調査をおこなった。
粒子は酸素５ｖｏｌ％，温度が１０００℃以上であれ
ば、短時間（５秒以内）に完全に燃焼するとの知見が得
られたので、次に、ロータリーキルンにおいて、どのよ
うに燃焼するかについて調査をおこなった。
【００２７】図１にロータリーキルン内における炉内温
度及び燃焼ガス中の酸素濃度の分布等の計算結果を示し
た。なお、図１は計算結果であるが、実際の測定結果と
一致していることを確認している。通常ロータリーキル
ンは長さ約５０ｍ程度であって、原料である石灰石・ド
ロマイトの装入口において炉内ガスの温度は、出口では
約６００℃、２ｍの場所で１０００℃となり、１０ｍの
場所で約１５００℃以上となり、石灰石・ドロマイトの
裝入口に向かって徐々に温度が低下し、約９００℃とな
る。
度及び燃焼ガス中の酸素濃度の分布等の計算結果を示し
た。なお、図１は計算結果であるが、実際の測定結果と
一致していることを確認している。通常ロータリーキル
ンは長さ約５０ｍ程度であって、原料である石灰石・ド
ロマイトの装入口において炉内ガスの温度は、出口では
約６００℃、２ｍの場所で１０００℃となり、１０ｍの
場所で約１５００℃以上となり、石灰石・ドロマイトの
裝入口に向かって徐々に温度が低下し、約９００℃とな
る。
【００２８】他方、固体装入物である石灰石・ドロマイ
トは一部予熱されて装入されるため、入口では９００℃
程度あり徐々に分解反応を行い裝入口から約１０ｍの箇
所において１０００℃を超える温度となり十分に分解反
応を行い生石灰・焼ドロマイトに変化し、出口より排出
される。
トは一部予熱されて装入されるため、入口では９００℃
程度あり徐々に分解反応を行い裝入口から約１０ｍの箇
所において１０００℃を超える温度となり十分に分解反
応を行い生石灰・焼ドロマイトに変化し、出口より排出
される。
【００２９】一方、炉内の酸素濃度は出口においては空
気が供給されるため、２１ｖｏｌ％存在するが出口側か
ら炉内へ吹き込まれる燃料、例えば微粉炭が燃焼するた
め徐々に酸素濃度が低下し出口から約１５ｍの付近にお
いては酸素濃度がほぼ２ｖｏｌ％となる。
気が供給されるため、２１ｖｏｌ％存在するが出口側か
ら炉内へ吹き込まれる燃料、例えば微粉炭が燃焼するた
め徐々に酸素濃度が低下し出口から約１５ｍの付近にお
いては酸素濃度がほぼ２ｖｏｌ％となる。
【００３０】このような状況において廃プラスチックを
十分に燃焼させるためには、少くとも酸素濃度がある程
度存在している範囲において廃プラスチックを投入し、
完全に燃焼させることが必要となる。そこで主燃料であ
る微粉炭と共に廃プラスチックを炉内に吹き込む位置、
方法等が廃プラスチックを燃料として利用するために極
めて重要な課題となる。
十分に燃焼させるためには、少くとも酸素濃度がある程
度存在している範囲において廃プラスチックを投入し、
完全に燃焼させることが必要となる。そこで主燃料であ
る微粉炭と共に廃プラスチックを炉内に吹き込む位置、
方法等が廃プラスチックを燃料として利用するために極
めて重要な課題となる。
【００３１】この点を図２により説明する。図２（ａ）
はロータリーキルン出口付近の縦断面を模式的に示した
ものである。図２（ａ）においてロータリーキルン６の
出口において主燃料である微粉炭は微粉炭吹き込みノズ
ル１４を介して断面がほぼ円形の炉内に吹き込まれ、こ
の際、微粉炭の燃焼により火炎１６が形成される。この
長さＬ1 は例えば炉内の酸素濃度及びガス温度等を考慮
すると約１５ｍである。この点は、ロータリーキルン内
の石炭中の灰分の付着状況、観察窓からの炉内の目視に
より確認した。
はロータリーキルン出口付近の縦断面を模式的に示した
ものである。図２（ａ）においてロータリーキルン６の
出口において主燃料である微粉炭は微粉炭吹き込みノズ
ル１４を介して断面がほぼ円形の炉内に吹き込まれ、こ
の際、微粉炭の燃焼により火炎１６が形成される。この
長さＬ1 は例えば炉内の酸素濃度及びガス温度等を考慮
すると約１５ｍである。この点は、ロータリーキルン内
の石炭中の灰分の付着状況、観察窓からの炉内の目視に
より確認した。
【００３２】一方廃プラスチックは前述の通り、直径２
０ｍｍ以下の固体粒子となっていいるため、ロータリー
キルン内で燃焼させるためには、その出口付近に位置す
る廃プラスチック吹き込みノズル１８から細束流とし一
定の初速をもって炉内に吹き込まれる。この際、固体粒
子は瞬間的には燃焼しないために、所定の軌跡１８０に
沿って燃焼しながら一部はロータリーキルンの底部に落
下していく。その落下地点をＬ2 とする。
０ｍｍ以下の固体粒子となっていいるため、ロータリー
キルン内で燃焼させるためには、その出口付近に位置す
る廃プラスチック吹き込みノズル１８から細束流とし一
定の初速をもって炉内に吹き込まれる。この際、固体粒
子は瞬間的には燃焼しないために、所定の軌跡１８０に
沿って燃焼しながら一部はロータリーキルンの底部に落
下していく。その落下地点をＬ2 とする。
【００３３】前述の通り、Ｌ1 以上においては既に酸素
濃度は２ｖｏｌ％程度となっているため、落下点Ｌ2 は
Ｌ1 以内としなければならない。また、Ｌ2 の最小値は
Ｌ1の約１０％が望ましい。あまり出口に近い場所に廃
プラスチック粒子が落下すると温度が低いために未燃焼
のまま排出されるからである。
濃度は２ｖｏｌ％程度となっているため、落下点Ｌ2 は
Ｌ1 以内としなければならない。また、Ｌ2 の最小値は
Ｌ1の約１０％が望ましい。あまり出口に近い場所に廃
プラスチック粒子が落下すると温度が低いために未燃焼
のまま排出されるからである。
【００３４】次に望ましい吹き込み位置について更に調
査を行った。図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面にお
ける炉内の状況を示す。同図において炉体は時計方向
（矢印の方向）において回転しているため固体装入物２
０は図において第３象限の位置に偏った状態において存
在している。
査を行った。図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面にお
ける炉内の状況を示す。同図において炉体は時計方向
（矢印の方向）において回転しているため固体装入物２
０は図において第３象限の位置に偏った状態において存
在している。
【００３５】一方、ノズル１８を介して炉内に吹き込ま
れた廃プラスチックを効率よく燃焼させるためには以下
の様な条件が必要である。まず、より早い燃焼を促進す
るためには、吹き込みノズルにより廃プラスチックを細
束流とし、この細束流が主燃料である微粉炭が形成する
火炎１６を横切るように落下させることが望ましい。廃
プラスチック粒子を火炎により加熱し、速い燃焼を促進
するためである。
れた廃プラスチックを効率よく燃焼させるためには以下
の様な条件が必要である。まず、より早い燃焼を促進す
るためには、吹き込みノズルにより廃プラスチックを細
束流とし、この細束流が主燃料である微粉炭が形成する
火炎１６を横切るように落下させることが望ましい。廃
プラスチック粒子を火炎により加熱し、速い燃焼を促進
するためである。
【００３６】通常微粉炭の吹き込みにおいては図に示す
ように例えば時計回りにその火炎を回転させている。そ
こで、微粉炭吹き込みノズルの上方に廃プラスチック吹
き込みノズル１８を位置せしめると、廃プラスチックの
軌跡は図中点線で示すような軌跡を通り図２（ｂ）に示
すように、炉内の第４象限に落下し着地する。このよう
に落下させた場合には落下した廃プラスチックの粒子は
固体装入物である生石灰・焼ドロマイトと混合をせず、
従って生石灰・焼ドロマイトが廃プラスチックと混合す
ることはなくその品質が保持されることになる。
ように例えば時計回りにその火炎を回転させている。そ
こで、微粉炭吹き込みノズルの上方に廃プラスチック吹
き込みノズル１８を位置せしめると、廃プラスチックの
軌跡は図中点線で示すような軌跡を通り図２（ｂ）に示
すように、炉内の第４象限に落下し着地する。このよう
に落下させた場合には落下した廃プラスチックの粒子は
固体装入物である生石灰・焼ドロマイトと混合をせず、
従って生石灰・焼ドロマイトが廃プラスチックと混合す
ることはなくその品質が保持されることになる。
【００３７】また、炉壁に落下した未燃焼の廃プラスチ
ックはそこでガス化し、燃焼する。以上述べたように廃
プラスチックを炉内の吹き込みに際しては、そのノズル
の吹き込みノズル位置を主燃料吹き込みノズル１４の上
方に位置せしめ、しかもその未燃焼の廃プラスチックの
落下位置が製品である生石灰・焼ドロマイト２０と混合
せしめないようにすることが望ましい。
ックはそこでガス化し、燃焼する。以上述べたように廃
プラスチックを炉内の吹き込みに際しては、そのノズル
の吹き込みノズル位置を主燃料吹き込みノズル１４の上
方に位置せしめ、しかもその未燃焼の廃プラスチックの
落下位置が製品である生石灰・焼ドロマイト２０と混合
せしめないようにすることが望ましい。
【００３８】また、吹き込んだ廃プラスチックの未燃焼
部分の着地位置Ｌ2 は火炎長さＬ1以内であって、しか
もその落下位置は炉の断面内においては第４象限の位置
に落下せしめるようにすることが望ましい。
部分の着地位置Ｌ2 は火炎長さＬ1以内であって、しか
もその落下位置は炉の断面内においては第４象限の位置
に落下せしめるようにすることが望ましい。
【００３９】次に上記のように廃プラスチックをロータ
リーキルン内に細速流として吹き込むための装置につい
て簡単に説明する。図３に廃プラスチック吹き込み装置
の概要を示した。同図において廃プラスチックはホッパ
１０２内に装入しておき、ゲート１０４を通過し、ロー
タリーバルブ１０６によって所定の量を所定の時間内に
おいて噴射部１０８に、落下させる。
リーキルン内に細速流として吹き込むための装置につい
て簡単に説明する。図３に廃プラスチック吹き込み装置
の概要を示した。同図において廃プラスチックはホッパ
１０２内に装入しておき、ゲート１０４を通過し、ロー
タリーバルブ１０６によって所定の量を所定の時間内に
おいて噴射部１０８に、落下させる。
【００４０】落下させた固体廃プラスチックはブロワー
１１０から空気によって噴射部１０８から配管１１３に
気送される。配管１１３を通過した廃プラスチックはノ
ズル１８を通過して炉内に噴射される。ノズル１８は、
その外側のガス冷却管又は水冷管１１６によって保護さ
れ、また、水冷管１１６の外側は例えば、耐火材の保護
管１１８によって保温されている。
１１０から空気によって噴射部１０８から配管１１３に
気送される。配管１１３を通過した廃プラスチックはノ
ズル１８を通過して炉内に噴射される。ノズル１８は、
その外側のガス冷却管又は水冷管１１６によって保護さ
れ、また、水冷管１１６の外側は例えば、耐火材の保護
管１１８によって保温されている。
【００４１】この理由はロータリーキルンの出口側にフ
ード１３が備えられており、このフード１３を通過して
予熱された空気が下方からフード内に入り、次いでロー
タリーキルン内へ侵入するよう配慮されているためであ
る。即ち下方から侵入する予熱された空気によってノズ
ル１８内の廃プラスチック粒子が管内において溶解する
ことを防止している。
ード１３が備えられており、このフード１３を通過して
予熱された空気が下方からフード内に入り、次いでロー
タリーキルン内へ侵入するよう配慮されているためであ
る。即ち下方から侵入する予熱された空気によってノズ
ル１８内の廃プラスチック粒子が管内において溶解する
ことを防止している。
【００４２】尚、このような廃プラスチックの吹き込み
装置は一例であって、このような装置に限定されるもの
ではない。また、廃プラスチックの種類としては前述の
通り、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニール等何れのものでもよい。
装置は一例であって、このような装置に限定されるもの
ではない。また、廃プラスチックの種類としては前述の
通り、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニール等何れのものでもよい。
【００４３】また、廃プラスチックの粒子径としては最
大直径２０ｍｍ迄のものならば使用が可能である。以上
の点からノズルの径としては廃プラスチックの最大粒径
の３〜４倍程度が望ましい。即ち、廃プラスチックの粒
子の最大直径が１０ｍｍであれば吹き込みノズルの内直
径は３０〜４０ｍｍ程度が必要となる。
大直径２０ｍｍ迄のものならば使用が可能である。以上
の点からノズルの径としては廃プラスチックの最大粒径
の３〜４倍程度が望ましい。即ち、廃プラスチックの粒
子の最大直径が１０ｍｍであれば吹き込みノズルの内直
径は３０〜４０ｍｍ程度が必要となる。
【００４４】
【実施例】実施例においては表１に示すような全長約５
５ｍのロータリーキルンにおいて廃プラスチックを燃料
として吹き込み、実験を行った。なお、この装置におい
ては従来、主に微粉炭を主たる燃料とし一部重油も使用
していた。表２に操業試験結果を示した。
５ｍのロータリーキルンにおいて廃プラスチックを燃料
として吹き込み、実験を行った。なお、この装置におい
ては従来、主に微粉炭を主たる燃料とし一部重油も使用
していた。表２に操業試験結果を示した。
【００４５】このロータリーキルンにおいては一日、生
石灰・焼ドロマイトを４００ｔｏｎ製造し、その他表に
示すような燃料を用いていた。ケース１として廃プラス
チック（ポリエチレン粒子）を２４０ｋｇ／ｈを吹き込
み、ケース２においては、約４１０ｋｇ／ｈを吹き込ん
で少くとも２４時間操業を行った。
石灰・焼ドロマイトを４００ｔｏｎ製造し、その他表に
示すような燃料を用いていた。ケース１として廃プラス
チック（ポリエチレン粒子）を２４０ｋｇ／ｈを吹き込
み、ケース２においては、約４１０ｋｇ／ｈを吹き込ん
で少くとも２４時間操業を行った。
【００４６】尚、この際、廃プラスチックの燃焼による
発熱を考慮し、その分に相当する主燃料を減少させた。
発熱量から計算すると廃プラスチック吹き込み量（混焼
率）はケース１では１０％、ケース２では１８％であ
る。表において分解率は投入した石灰石・ドロマイトの
内、生石灰・焼ドロマイトとなったもののパーセンテー
ジである。この表の結果から特に出口の燃焼ガスの濃度
については大きく変化がなく、しかも、また、分解率を
考慮しても良好な製品が得られた。また、装入口の排ガ
スの成分組成を分析したところ、通常の操業と同じく、
炭化水素の組成は約１０ｖｏｌ・ｐｐｍであった。
発熱を考慮し、その分に相当する主燃料を減少させた。
発熱量から計算すると廃プラスチック吹き込み量（混焼
率）はケース１では１０％、ケース２では１８％であ
る。表において分解率は投入した石灰石・ドロマイトの
内、生石灰・焼ドロマイトとなったもののパーセンテー
ジである。この表の結果から特に出口の燃焼ガスの濃度
については大きく変化がなく、しかも、また、分解率を
考慮しても良好な製品が得られた。また、装入口の排ガ
スの成分組成を分析したところ、通常の操業と同じく、
炭化水素の組成は約１０ｖｏｌ・ｐｐｍであった。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の方法によ
り廃プラスチック粒子を適切な方法で、且つロータリー
キルン内の適切な箇所に吹き込むことにより廃プラスチ
ックを十分に燃焼させ、しかも、従来通りの製品として
生石灰・焼ドロマイトが得られた。また、廃プラスチッ
クはコスト上、低価であるため生産費の低減に大きく寄
与することができた。従って従来主に投棄されていた廃
プラスチックを有効に熱源として利用することができる
一方、廃棄物の低減にも寄与することができ、環境上極
めて有効な発明であることを立証することができた。
り廃プラスチック粒子を適切な方法で、且つロータリー
キルン内の適切な箇所に吹き込むことにより廃プラスチ
ックを十分に燃焼させ、しかも、従来通りの製品として
生石灰・焼ドロマイトが得られた。また、廃プラスチッ
クはコスト上、低価であるため生産費の低減に大きく寄
与することができた。従って従来主に投棄されていた廃
プラスチックを有効に熱源として利用することができる
一方、廃棄物の低減にも寄与することができ、環境上極
めて有効な発明であることを立証することができた。
【図１】ロータリーキルン内におけるガス組成、温度等
の分布を示す図である。
の分布を示す図である。
【図２】ロータリーキルン内における火炎と噴射された
廃プラスチック粒子の運動の軌跡を示す図である。
廃プラスチック粒子の運動の軌跡を示す図である。
【図３】本発明において利用した廃プラスチック粒子の
吹き込み装置の概略を示す図である。
吹き込み装置の概略を示す図である。
【図４】生石灰・焼ドロマイトを生産するためのロータ
リーキルン設備の概要を示す図である。
リーキルン設備の概要を示す図である。
１ 原石サイロ ２ グレートプレヒータ ３ 廃熱ボイラ ４ 集塵機 ５ 湿式集塵機 ６ ロータリーキルン ８ 微粉炭供給装置 １４ 微粉炭吹き込みノズル １８ 廃プラスチック吹き込みノズル ２０ 生石灰・焼ドロマイト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 栄治 栃木県安蘇郡葛生町中央西２丁目７番18 号 (72)発明者 伊東 裕恭 栃木県佐野市堀米町1089番地６号 (72)発明者 磯崎 進市 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 立福 輝生 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 青木 丈彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 関口 毅 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡部 雅之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−283052（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−283053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 2/00 - 7/60 B09B 3/00 F23G 5/20 F23G 7/12 F27B 7/34
Claims (4)
- 【請求項１】 下記の工程を備えたことを特徴とするロ
ータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方
法。 （ａ）ロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト
を製造中において、燃料の一部として廃プラスチック粒
子を細束流とする工程と、（ｂ）前記廃プラスチック粒
子の細束流と主燃料とを前記ロータリーキルン内に吹き
込み、前記細束流の少なくとも一部が前記主燃料の火炎
を横切り、且つ未燃焼の該廃プラスチック粒子のロータ
リーキルン内における落下地点が前記主燃料の火炎長さ
の距離以内となるように吹き込む工程。 - 【請求項２】 前記廃プラスチック粒子の細束流を主燃
料の火炎とほぼ平行に、且つ主燃料の吹き込み位置の上
部から前記ロータリーキルン内に吹き込むことを特徴と
する請求項１記載のロータリーキルンにおける生石灰・
焼ドロマイトの製造方法。 - 【請求項３】 前記ロータリーキルンに吹き込まれた廃
プラスチック粒子の落下範囲が、時計方向に回転するロ
ータリーキルンの断面の第４象限内にあることを特徴と
する請求項１又は２に記載されたロータリーキルンにお
ける生石灰・焼ドロマイトの製造方法。 - 【請求項４】 前記廃プラスチック粒子の直径を２０ｍ
ｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載のロータリ
ーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11266295A JP3195191B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11266295A JP3195191B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283051A JPH08283051A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3195191B2 true JP3195191B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=14592345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11266295A Expired - Lifetime JP3195191B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195191B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100558786B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2006-03-10 | 주식회사 포스코 | 로터리 킬른 생석회 온도 안정화 및 열효율 개선 장치 |
| JP4647375B2 (ja) * | 2005-04-19 | 2011-03-09 | 河合石灰工業株式会社 | 生石灰・軽焼ドロマイトの製造方法 |
-
1995
- 1995-04-14 JP JP11266295A patent/JP3195191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08283051A (ja) | 1996-10-29 |
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