JP4360477B2 - Waste treatment equipment for cement firing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物を前処理してセメント焼成設備に供給するセメント焼成用廃棄物処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
セメントプラントでは、図2に模式的に示すように、回転窯式の焼成炉(ロータリーキルン1)の上流側に、ロータリーキルンの排ガスで原料を予熱するサイクロン式予熱装置(サスペンションプレヒータ2)を備え、更に、プレヒータとロータリーキルンの間に仮焼炉3を設けたニューサスペンションプレヒータ付きキルン(NSPキルン)が主に用いられている。このNSPキルンは、所要燃料の50〜60%を仮焼炉3で燃焼させ、粉末原料の脱炭酸反応を効率よく促進させて、キルンに送入するシステムであり、(1)キルン入口原料の見掛け脱炭酸率が高く、比焼成能力がSPキルンの2倍以上に達し、生産性が高い、(2)キルン側での所要燃料の40〜50%しか焚かないため、焼成帯の熱負荷が低く寿命が長い、(3)仮焼炉出口ガス温度が比較的低く(例えば850〜900℃)、NOxの発生量が少ない、などの特徴を有している。
【0003】
かかるNSPキルンでは、サスペンションプレヒータを構成する最上段のサイクロン式熱交換器(以下、単にサイクロンという)の入口にセメント原料を投入すると、投入された原料は、サイクロン内で排気ガスと熱交換をしつつ遠心分離されサイクロン下部の逆円錐状に細くなった下端から下方に落ちる。この原料は、さらに下段のサイクロンの入口ガス流路に供給され、ガスに同伴されてそのサイクロンに入り遠心分離される。このように原料は、排気ガスで加熱されながら順次下段のサイクロンに移っていき、最後に仮焼炉で仮焼成させ、再下段のサイクロンの下部からロータリーキルンに供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車用タイヤ、プラスチック等の産業廃棄物(以下、廃棄可燃物という)が大量に発生するため、これを処理して大幅に減量するために、NSPキルンを利用することが一部で行われている。
図2に示すように、従来は、廃棄可燃物4(タイヤチップやプラスチック類)をロータリーキルン1と仮焼炉3の間(例えば立上りダクト)に供給し、そこで焼却し、発生した灰をロータリーキルン1に供給してセメント原料の一部とし、燃焼排ガスをプレヒータ2に供給して熱回収していた。
【0005】
しかし、かかる廃棄可燃物を立上がりダクトに供給し、燃料として使用しても原料の仮焼には寄与できても焼成に寄与することはできない問題点があった。また、廃棄可燃物が大量の水分を含む場合には、その蒸発熱によりNSPキルンの運転温度が下がり、熱ロスとなるばかりでなく、安定操業を阻害するおそれもあった。
【0006】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、大量の廃棄可燃物を処理して大幅に減量することができ、水分による運転温度の変動が少なく、ゴミからの燃料をより有効に燃料のクリンカリングに使用することでキルンの主燃料を減らすことができるセメント焼成用廃棄物処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、廃棄可燃物(4)を高温ガス(6)で乾留し乾留ガス(7)を発生させる外熱式キルン(12)と、サスペンションプレヒータまたは仮焼炉付のサスペンションプレヒータ(2)、ロータリーキルン(1)及びクリンカークーラー(5b)を備えたセメント焼成設備(5)における前記ロータリーキルン(1)で発生する高温の塩素バイパスガス(6a)と前記クリンカークーラー(5b)で発生する低温のクーラー排ガス(6b)とを混合した高温ガスを前記外熱式キルンに供給する高温ガス供給装置(14)と、外熱式キルンで発生した乾留ガスをセメント焼成設備のバーナー(5a)に供給する乾留ガス供給ライン(16)とを備えた、ことを特徴とするセメント焼成用廃棄物処理装置が提供される。
【0008】
本発明の構成によれば、外熱式キルン(12)により廃棄可燃物(塩素,水分を含む産業廃棄物)を乾留し、乾留ガス供給ライン(16)により発生した乾留ガスをセメント焼成設備のバーナー(5a)に供給するので、この乾留ガスの発熱量分のキルンの主燃料を減らすことができる。
また、外熱式キルン(12)で処理した乾留灰はセメント焼成設備に供給しないので、塩素及び水分による悪影響を回避することができ、かつ大量の廃棄可燃物を処理して大幅に減量することができる。
【0009】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記外熱式キルン(12)は、中空円筒形の傾斜キルン(12a)と、該傾斜キルンを外側から間接的に加熱する加熱ダクト(12b)とを備え、傾斜キルン内を通過する廃棄可燃物を高温で乾留する。
【0010】
この構成により、廃棄可燃物(4)を燃焼させることなく、かつ余分な燃料を消費することなく、廃棄可燃物を高温で乾留し、バーナー(5a)での燃焼に適した可燃ガス(乾留ガス)を発生させることができる。
【0011】
また、前記高温ガス供給装置(14)は、塩素バイパスガス(6a)とクーラー排ガス(6b)を混合して高温ガス(6)として外熱式キルンに供給する高温ガス供給ライン(14a)と、塩素バイパスガス(6a)とクーラー排ガス(6b)の一方又は両方に設けられダンパー装置(14b)と、ダンパー装置を制御して高温ガスの温度を調節する温度調節装置(14c)とからなる。
【0012】
この構成により、約1050℃前後の高温の塩素バイパスガス(6a)と、約250℃前後の低温のクーラー排ガス(6b)を混合して、廃棄可燃物の乾留に適した約500℃の高温ガス(6)に調節することができる。
【0013】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0014】
図1は、本発明のセメント焼成用廃棄物処理装置の構成図である。本発明のセメント焼成用廃棄物処理装置10は、外熱式キルン12、高温ガス供給装置14及び乾留ガス供給ライン16を備える。
【0015】
外熱式キルン12は、中空円筒形の傾斜キルン12aと、傾斜キルン12aを外側から間接的に加熱する加熱ダクト12bとを備える。加熱ダクト12bには乾留に適した高温ガス6が供給され、傾斜キルン12a内を通過する廃棄可燃物4を間接加熱して高温で乾留し、可燃ガスである乾留ガス7を発生させる。高温ガス6の温度は、廃棄可燃物4を効率よく乾留するのに適した温度(例えば約500℃前後)であるのがよい。
【0016】
高温ガス供給装置14は、高温ガス供給ライン14a、ダンパー装置14b及び温度調節装置14cからなる。
高温ガス供給ライン14aは、ロータリーキルン1又は仮焼炉3で発生した塩素ガスの滞留を防ぐためにプレヒータ2から抜き出される高温(約1050℃前後)の塩素バイパスガス6aとクリンカークーラー5bを出た低温(約250℃前後)のクーラー排ガス6bを混合して高温ガス6として外熱式キルン12に供給するガスラインである。
また、ダンパー装置14bは、塩素バイパスガス6aとクーラー排ガス6bの一方又は両方(この例では両方)に設けられ、各ラインの流量を調節するようになっている。
更に、温度調節装置14cは、高温ガス6の温度を検出する温度検出器を備え、ダンパー装置14bを制御して高温ガス6の温度を調節する。なお、この図で、14dは、高温ガス供給ライン14aのガスの一部を外部に放出するためのダンパー装置である。
【0017】
乾留ガス供給ライン16は、外熱式キルン12で発生した乾留ガス7をセメント焼成設備5のバーナー5aに供給する。なお、このバーナー5aには、主燃料9も供給され、主燃料9と乾留ガス7の両方を同一のバーナーで燃焼させるようになっている。なお、主燃料9用のバーナー5aの他に、乾留ガス7用のバーナーを別に設けてもよい。
【0018】
上述した本発明の構成によれば、外熱式キルン12により廃棄可燃物4(塩素,水分を含む産業廃棄物)を乾留し、乾留ガス供給ライン16により発生した乾留ガス7をセメント焼成設備5のバーナー5aに供給するので、この乾留ガス7の発熱量分のキルンの主燃料を減らすことができる。
また、外熱式キルン12で処理した乾留灰はセメント焼成設備5に供給しないので、水分による悪影響を回避することができ、かつ大量の廃棄可燃物を処理して大幅に減量することができる。
【0019】
なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0020】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ゴミ(廃棄可燃物)の乾留ガスをセメント焼成キルンのバーナで燃焼させることで、高温(約1400℃前後)のフレームを形成することができ、セメント原料に対してより効率的に熱を伝達することができる。
すなわち、セメント原料の焼成部分ではバーナでフレームを形成させる必要があるがセメントキルンに直接ゴミを投入する方法ではフレームを作ることはできず、本発明によってそれを可能とすることでより良いゴミ(乾留ガス)の有効利用となる。
【0021】
従って、本発明のセメント焼成用廃棄物処理装置は、大量の廃棄可燃物を処理して大幅に減量することができ、水分による運転温度の変動が少なく、ゴミからの燃料をより有効に燃料のクリンカリングに使用することでキルンの主燃料を減らすことができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセメント焼成用廃棄物処理装置の構成図である。
【図2】従来のNSPキルンの全体構成図である。
【符号の説明】
1 焼成炉(ロータリーキルン)、2 サスペンションプレヒータ、
3 仮焼炉、4 産業廃棄物(廃棄可燃物)、
5 セメント焼成設備、5a バーナー、5b クリンカクーラー、
6 高温ガス、6a 塩素バイパスガス、6b クーラー排ガス、
7 乾留ガス、8a,8b 排ガス処理装置、9 主燃料、
10 セメント焼成用廃棄物処理装置、
12 外熱式キルン、12a 傾斜キルン、12b 加熱ダクト、
14 高温ガス供給装置、14a 高温ガス供給ライン、
14b ダンパー装置、14c 温度調節装置、
16 乾留ガス供給ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cement firing waste treatment apparatus that pretreats industrial waste and supplies it to a cement firing facility.
[0002]
[Prior art]
As schematically shown in FIG. 2, the cement plant includes a cyclone preheating device (suspension preheater 2) that preheats the raw material with exhaust gas from the rotary kiln on the upstream side of the rotary kiln type firing furnace (rotary kiln 1). A new suspension preheater kiln (NSP kiln) in which a
[0003]
In such an NSP kiln, when a cement raw material is introduced into the inlet of the uppermost cyclone heat exchanger (hereinafter simply referred to as a cyclone) constituting the suspension preheater, the introduced raw material exchanges heat with exhaust gas in the cyclone. Then, it is centrifuged and falls downward from the lower end of the cyclone that is thinned in the shape of an inverted cone. This raw material is further supplied to the inlet gas flow path of the lower cyclone, entrained by the gas, enters the cyclone and is centrifuged. In this way, the raw material is sequentially transferred to the lower cyclone while being heated by the exhaust gas, finally calcined in a calcining furnace, and supplied to the rotary kiln from the lower part of the lower cyclone again.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, a large amount of industrial waste (hereinafter referred to as waste combustibles) such as automobile tires and plastics has been generated, and in order to process this and reduce it significantly, some NSP kilns are used. It has been broken.
As shown in FIG. 2, conventionally, the combustible material 4 (tire chips and plastics) is supplied between the
[0005]
However, there is a problem that even if such waste combustibles are supplied to the rising duct and used as fuel, they can contribute to calcination of raw materials but cannot contribute to calcination. Further, when the waste combustible material contains a large amount of moisture, the heat of evaporation lowers the operating temperature of the NSP kiln, resulting in a heat loss, and there is a risk of hindering stable operation.
[0006]
The present invention has been made to solve such problems. That is, an object of the present invention is to process a large amount of waste combustible material and greatly reduce the amount of fuel, so that fluctuations in operating temperature due to moisture are small, and fuel from garbage is used more effectively for clinkering fuel. An object of the present invention is to provide a waste treatment apparatus for cement firing that can reduce the main fuel of the kiln.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the externally heated kiln (12) for carbonizing the waste combustible material (4) with the high temperature gas (6) and generating the carbonized gas (7), and the suspension preheater (2) ), A high temperature chlorine bypass gas (6a) generated in the rotary kiln (1) and a low temperature generated in the clinker cooler (5b) in the cement kiln ( 5) including the rotary kiln (1 ) and the clinker cooler (5b). A high-temperature gas supply device (14) for supplying a high-temperature gas mixed with a cooler exhaust gas (6b) to the external heating kiln, and a dry distillation gas generated in the external heating kiln are supplied to a burner (5a) of a cement firing facility. There is provided a waste treatment apparatus for cement firing, comprising a dry distillation gas supply line (16).
[0008]
According to the configuration of the present invention, the combustible waste (industrial waste containing chlorine and moisture) is dry-distilled by the external heating kiln (12), and the dry-distilled gas generated by the dry distillation gas supply line (16) is removed from the cement firing facility. Since it supplies to a burner (5a), the main fuel of the kiln for the calorific value of this dry distillation gas can be reduced.
Moreover, since the dry distillation ash treated with the external heating kiln (12) is not supplied to the cement firing facility, the adverse effects of chlorine and moisture can be avoided, and a large amount of waste combustibles can be treated to significantly reduce the amount. Can do.
[0009]
According to a preferred embodiment of the present invention, the external heating kiln (12) includes a hollow cylindrical inclined kiln (12a) and a heating duct (12b) for indirectly heating the inclined kiln from the outside. The waste combustibles passing through the inclined kiln are dry-distilled at a high temperature.
[0010]
With this configuration, the combustible waste (4) can be combusted at a high temperature without burning the combustible waste (4) and without consuming excess fuel, and combustible gas suitable for combustion in the burner (5a) ) Can be generated.
[0011]
The high temperature gas supply device (14) includes a high temperature gas supply line (14a) that mixes the chlorine bypass gas (6a) and the cooler exhaust gas (6b) and supplies the mixture as a high temperature gas (6) to the external heating kiln, It comprises a damper device (14b) provided in one or both of the chlorine bypass gas (6a) and the cooler exhaust gas (6b), and a temperature adjusting device (14c) that controls the damper device to adjust the temperature of the hot gas.
[0012]
With this configuration, a high-temperature gas of about 500 ° C. suitable for dry distillation of combustible waste by mixing a high-temperature chlorine bypass gas (6a) of about 1050 ° C. and a low-temperature cooler exhaust gas (6b) of about 250 ° C. (6) can be adjusted.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to a common part and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0014]
FIG. 1 is a configuration diagram of a cement firing waste treatment apparatus according to the present invention. The
[0015]
The
[0016]
The hot
The high-temperature gas supply line 14a is a high-temperature (about 1050 ° C.) chlorine bypass gas 6a extracted from the
The
Furthermore, the temperature adjusting
[0017]
The dry distillation
[0018]
According to the configuration of the present invention described above, the combustible waste 4 (industrial waste containing chlorine and moisture) is dry-distilled by the
Moreover, since the dry distillation ash processed with the
[0019]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high-temperature (about 1400 ° C.) frame can be formed by burning dry distillation gas of waste (waste combustible material) with a burner of a cement firing kiln. Heat can be transferred more efficiently.
In other words, it is necessary to form a frame with a burner at the fired portion of the cement raw material, but it is not possible to make a frame with the method of directly putting garbage into the cement kiln, and better garbage ( Effective use of dry distillation gas).
[0021]
Therefore, the waste processing apparatus for burning cement according to the present invention can process a large amount of combustible waste and can greatly reduce the amount of waste, there is little fluctuation in operating temperature due to moisture, and fuel from garbage is more effectively used as fuel. By using it for clinkering, the main fuel of the kiln can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a cement firing waste treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional NSP kiln.
[Explanation of symbols]
1 firing furnace (rotary kiln), 2 suspension preheater,
3 calcining furnaces, 4 industrial waste (combustible waste),
5 cement firing equipment, 5a burner, 5b clinker cooler,
6 high temperature gas, 6a chlorine bypass gas, 6b cooler exhaust gas,
7 dry distillation gas, 8a, 8b exhaust gas treatment device, 9 main fuel,
10 Waste treatment equipment for cement firing,
12 external heating kiln, 12a inclined kiln, 12b heating duct,
14 hot gas supply device, 14a hot gas supply line,
14b damper device, 14c temperature control device,
16 Carbonization gas supply line
Claims (3)
サスペンションプレヒータまたは仮焼炉付のサスペンションプレヒータ(2)、ロータリーキルン(1)及びクリンカークーラー(5b)を備えたセメント焼成設備(5)における前記ロータリーキルン(1)で発生する高温の塩素バイパスガス(6a)と前記クリンカークーラー(5b)で発生する低温のクーラー排ガス(6b)とを混合した高温ガスを前記外熱式キルンに供給する高温ガス供給装置(14)と、
外熱式キルンで発生した乾留ガスをセメント焼成設備のバーナー(5a)に供給する乾留ガス供給ライン(16)とを備えた、ことを特徴とするセメント焼成用廃棄物処理装置。An externally heated kiln (12) for carbonizing waste combustibles (4) with hot gas (6) to generate dry distillation gas (7);
Suspension preheater or suspension preheater with calciner (2), high temperature chlorine bypass gas (6a) generated in the rotary kiln (1) in the cement kiln ( 5) equipped with the rotary kiln (1) and clinker cooler (5b ) And a high-temperature gas supply device (14) for supplying a high-temperature gas, which is a mixture of low-temperature cooler exhaust gas (6b) generated in the clinker cooler (5b), to the external heating kiln,
A waste treatment apparatus for cement firing, comprising a dry distillation gas supply line (16) for supplying a dry distillation gas generated in an external heating kiln to a burner (5a) of a cement firing facility.
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