JP3922045B2

JP3922045B2 - セメントクリンカの製造方法

Info

Publication number: JP3922045B2
Application number: JP2002045860A
Authority: JP
Inventors: 好則稲葉; 公俊水谷; 浩行須田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003246653A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック等の可燃性廃棄物と廃タイヤをセメント焼成工程の燃料として有効利用しながらセメントクリンカを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物の発生量は年々増加の一途をたどっている。その処理方法としては埋め立て処理、焼却処理等が知られている。しかし、埋め立て処理場の確保が難しくなってきていることから、焼却処理が注目を浴びてきている。かかる産業廃棄物の中でも廃プラスチックや廃タイヤは、焼却によって十分な熱量を発生するため、その燃焼によって生じる熱量を有効に利用するべく、各種の燃焼炉の燃料として使用されつつある。
【０００３】
例えば、セメント製造工場のロータリーキルン内に廃プラスチックや廃タイヤを投入することにより、焼成燃料の一部として有効利用しながら、セメントクリンカを製造する方法が知られている（特開平７−２７７７８号公報、特公平１−３２１７５号公報等）。これらの方法によれば、ロータリーキルンに主燃料として供給している微粉炭の使用量を削減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、セメントの原料には鉄分が所定の割合で含まれているが、廃タイヤにもスチールワイヤ等の形で鉄分が多量に含まれ、且つ、タイヤの種類によって含まれる鉄分の量が変わることが分かっている。そのため、種々の廃タイヤを補助燃料の一部として大量にセメント焼成工程に投入した場合、セメントクリンカ中の鉄分の割合が変動する傾向が見られた。一方、これを避けるために、投入する廃タイヤの量を変えると、ロータリーキルンの投入全熱量のバランスを欠き、キルンの運転に外乱を与える要因となるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、クリンカの成分変動に与える影響を制御しながら、投入全熱量のバランスも同時に保持できる方式として、廃タイヤと他の可燃性廃棄物の混合物を補助燃料として有効利用してセメントクリンカを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、廃タイヤと他の可燃性廃棄物の混合物をセメント焼成工程に投入してセメントクリンカを製造するに際し、セメントクリンカ中の鉄分濃度を測定し、上記廃タイヤおよび上記可燃性廃棄物をそれぞれ計量して上記測定値に応じて、前記混合物中の廃タイヤの混合率を調整することを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、廃タイヤと他の可燃性廃棄物の混合物をセメント焼成工程に投入してセメントクリンカを製造するに際し、予め一定種類の廃タイヤの混合率によるクリンカ成分変動のデータを収集しておき、上記廃タイヤおよび上記可燃性廃棄物をそれぞれ計量して、上記データに基づいて前記混合物中の廃タイヤの混合率を調整することにより、セメントクリンカ中の鉄分濃度をコントロールすることを特徴としている。
【０００８】
ここで、セメント焼成工程に混合物を投入するに際しては、廃タイヤや他の可燃性廃棄物を細かくカットした上で混合して投入するのが望ましい。また、廃タイヤの他の可燃性廃棄物としては、主に廃プラスチックが考えられるが、それ以外に紙や木やゴム等を使用することも考えられる。また、廃タイヤと他の可燃性廃棄物の混合物の投入箇所は、プレヒータからロータリーキルンの窯尻部までの原料経路のどこに設定してもよいが、プレヒータの最下部に位置するロータリーキルンの窯尻部ハウジングに投入することが熱回収効率上、最も望ましい。
【０００９】
請求項１の発明のようにセメント焼成工程に投入する混合補助燃料中の廃タイヤの混合率を、セメントクリンカ中の鉄分濃度の測定値（実測値）に応じて調整することにより、セメントクリンカの成分変動を予定した範囲内に収めることができる。
【００１０】
また、請求項２の発明のように、予め一定種類の廃タイヤの混合率によるクリンカ成分変動のデータを収集しておき、そのデータに基づいてセメント焼成工程に投入する混合補助燃料中の廃タイヤの混合率を調整することにより、セメントクリンカ中の鉄分濃度をコントロールすることができる。従って、セメント原料製造段階において鉄原料の成分調整を細かく行っていない場合でも、セメント焼成工程に投入する可燃性廃棄物のうちの廃タイヤの混合比率によって、セメントクリンカ中の鉄分濃度を微妙に調整することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１はセメント焼成工程の一例を示す図である。図１において、１はプレヒータ、２はロータリーキルン、３はクリンカクーラーである。
【００１２】
セメント工場においては、石灰石、粘土、硅石、鉄原料等からなるセメント原料Ｇ１が、原料貯蔵場から原料乾燥機、原料粉砕機、原料タンクを介して、セメント焼成工程のプレヒータ１に供給される。
【００１３】
プレヒータ１は、複数のサイクロン１ａ〜１ｅを多段に接続したものであり、供給されたセメント原料Ｇ１は、多段のサイクロン１ａ〜１ｅを通過する間に、ロータリーキルン３の排気を利用して所定温度（８００〜９００℃）まで予熱され、ロータリーキルン２の窯尻部２Ａに導入される。
【００１４】
ロータリーキルン２は、窯尻部２Ａから窯前部２Ｂに向かって若干下方傾斜した横向き円筒状のキルンシェルを有し、このキルンシェルをその中心軸線回りに回転させながら重油や微粉炭Ｎを燃料にしてバーナー４で加熱することにより、プレヒータ１から送られてくるセメント原料Ｇ１を、温度１４５０℃以上に昇温し焼結反応させてセメントクリンカＧ２を生成する。その後、セメントクリンカＧ２は、ロータリーキルン２の窯前部２Ｂに連結されたクーラー３により冷却されて、仕上げ工程へ送られる。以上は通常のセメント工場における操業と同様である。
【００１５】
このようなセメントクリンカの焼成工程において、本実施形態の方法では、廃タイヤＴと廃プラスチックＰの各破砕品の混合物Ｋを、投入シュート（図示略）より、窯尻部２Ａのハウジング内に投入する。
【００１６】
そして、その際、セメントクリンカＧ２中の鉄分濃度を測定し、その測定値に応じて、トータルの投入混合可燃物発熱量（廃プラスチックＰの量と廃タイヤＴの発熱量の合計値）を一定に維持しながら、廃タイヤＰの混合率を調整する。
【００１７】
この場合、装置としては、セメントクリンカＧ２の鉄分濃度を測定する手段１５と、廃プラスチックＰ及び廃タイヤＴをそれぞれ計量して前記鉄分濃度の測定値とそれぞれの発熱量とに応じて両者の混合比率を決定する手段１１と、決定した混合比率で廃プラスチックＰの破砕品と廃タイヤＴの破砕品とを混合する手段１２とを備えていれば足りる。廃タイヤＴの中の鉄分濃度が分かっていることがより好ましが、実際の操業上では、細かい制御が可能となる当該方法では、特に問題となることはない。
【００１８】
このように廃タイヤＴと廃プラスチックＰの混合物Ｋをロータリーキルン２の前段に投入した場合、ロータリーキルン２内で廃タイヤＴのゴム成分及び廃プラスチックＰが燃焼することにより、ロータリーキルン２内に供給される燃料の一部として活用されることになるので、廃タイヤＴや廃プラスチックＰを焼却処分しながら、セメント焼成のための微粉炭等の主燃料を節約することができる。また、廃タイヤＴに含まれるスチールワイヤ等の鉄分が、セメントの鉄源の一部として活用されることになるので、原料工程において使用する鉄原料を節約することができる。
【００１９】
特に、廃プラスチックＰに対する廃タイヤＴの混合率をセメントクリンカＧ２の鉄分濃度の測定値に応じて調整するので、セメントクリンカＧ２の成分変動が極めて少なくなり、また、廃プラスチックＰと廃タイヤＴの含みの発熱量を一定に保つことが可能となるので、セメント焼成炉（ロータリーキルン）への外乱もなくすことができる。
【００２０】
＜実施例＞
実施例として、一定種類の廃タイヤと廃プラスチックの投入量によるクリンカ中鉄成分の変動について説明する。
廃プラスチックを投入せず廃タイヤのみ投入した場合は、投入量の変化（１００kg/h、２００kg/h、３００kg/h、４００kg/h）に応じて、＜表１＞のような成分変動があった。表中の数値は全て廃タイヤ＝０kg/hの時との比較である。
【００２１】
【表１】

【００２２】
廃プラスチックと廃タイヤの混合率を１：１にした場合、２：１にした場合、３：１にした場合は、投入量の変化（３００kg/h、５００kg/h、７００kg/h、９００kg/h、１１００kg/h、１３００kg/h）に応じて、それぞれ＜表２＞、＜表３＞、＜表４＞のような成分変動があった。ただし、表中の数値は全て廃プラスチック＝０kg/hの時との比較である。
【００２３】
【表２】

【００２４】
【表３】

【００２５】
【表４】

【００２６】
これらの表に示されるように、廃タイヤの混合率を変えることによってセメントクリンカの成分変動が表れることから、予め一定種類の廃タイヤの混合率によるクリンカ成分変動のデータを収集しておき、そのデータを目安として廃タイヤの混合率を調整することにより、所定成分のセメントクリンカを製造することができる。タイヤの種類が変動しても、操業上の問題は生じなかった。
【００２７】
なお、上記実施形態では、他の可燃性廃棄物として廃プラスチックを投入する場合を説明したが、廃プラスチック以外の紙や木やゴム等の可燃性廃棄物を廃タイヤと混合して投入してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、可燃性廃棄物と廃タイヤを混合した上でセメント焼成工程に投入するので、可燃性廃棄物と廃タイヤのゴム成分をセメント焼成燃料の一部として利用することができる。また、廃タイヤにはスチールワイヤ等の鉄成分が含まれるので、それをセメント原料の鉄源の一部として有効利用しながらセメントクリンカを製造することができる。その際、投入する廃タイヤの混合率を、セメントクリンカ中の鉄分濃度の測定値（実測値）に応じて調整するので、セメントクリンカの成分変動を予定した範囲内に収めることができる。また、廃タイヤ以外の可燃性廃棄物も含めた全発熱量を一定に保つことも可能であり、操業上の外乱を与えることもない。
【００２９】
また、請求項２の発明によれば、予め一定種類の廃タイヤの混合率によるクリンカ成分変動のデータを収集しておき、そのデータに基づいてセメント焼成工程に投入する廃タイヤの混合率を調整することにより、セメントクリンカ中の鉄分濃度をコントロールするので、セメント原料製造段階において鉄原料の成分調整を細かく行っていない場合であっても、セメント焼成工程においてセメントクリンカ中の鉄分濃度を微妙に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の説明図である。
【符号の説明】
２ロータリーキルン
Ｔ廃タイヤ
Ｐ廃プラスチック
Ｋ混合物
Ｇ２セメントクリンカ

Claims

廃タイヤと他の可燃性廃棄物の混合物をセメント焼成工程に投入してセメントクリンカを製造するに際し、セメントクリンカ中の鉄分濃度を測定し、上記廃タイヤおよび上記可燃性廃棄物をそれぞれ計量して上記測定値に応じて、前記混合物中の廃タイヤの混合率を調整することを特徴とするセメントクリンカの製造方法。
廃タイヤと他の可燃性廃棄物の混合物をセメント焼成工程に投入してセメントクリンカを製造するに際し、予め一定種類の廃タイヤの混合率によるクリンカ成分変動のデータを収集しておき、上記廃タイヤおよび上記可燃性廃棄物をそれぞれ計量して、上記データに基づいて前記混合物中の廃タイヤの混合率を調整することにより、セメントクリンカ中の鉄分濃度をコントロールすることを特徴とするセメントクリンカの製造方法。