JP4452337B2 - セメントの湿式製造装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セメントの湿式製造装置及び方法に係り、特にごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の廃棄物は著しく増加し、これら廃棄物の有効利用、再資源化を図る目的で、都市ごみ焼却灰等を原料の一部に用いる環境調和型セメント（以下、エコセメントと称す）の製造が試みられている。図３に、ごみ焼却残渣を用いた従来のエコセメントの製造装置の構成を示す。まず、乾燥・前処理装置１において、乾式でごみ焼却残渣中の不燃性残留物が分離除去され、乾燥粉砕調合混合装置２でごみ焼却残渣に石灰石、粘土類等の天然原料を混合し、乾燥・粉砕してセメント調合原料とし、焼成装置３で重油等の熱源４からの熱を利用してロータリーキルンにより焼成し、ここで得られたクリンカに石膏を混合して粉砕装置５で粉砕することにより、エコセメントが製造されていた。なお、焼成装置３で発生した排ガスは、排ガス処理装置６で処理され、このとき捕集されたダストは薬剤処理装置７で薬剤処理される。
【０００３】
乾燥・前処理装置１の内部構成を図４に示す。まず、分離機８でごみ焼却残渣から大型の残留物が分離され、乾燥機９でこの大型の残留物に含まれる水分を蒸発すると共に悪臭を分解し、次いで破砕機１０で破砕した後、磁選機１１で鉄分を分離する。鉄分が除去された残留物は、さらに分離機１２で非鉄金属及びガラス等が除去された後、焼却灰タンクに収容される。
なお、分離機８を通過した鉄分と磁選機１１で分離された鉄分は、付着ダスト等を分離機１３で除去した後、金属類貯留槽１４内に貯留される。分離機１３で除去された付着ダスト等は乾燥機９へ送られる。
また、分離機８を通過した非鉄金属及びガラス等と分離機１２で分離された非鉄金属及びガラス等は、付着ダスト等を分離機１５で除去した後、金属類貯留槽１４内に貯留される。分離機１５で除去された付着ダスト等は焼却灰タンクに収容される。
【０００４】
この乾燥・前処理装置１では、乾燥機９でごみ焼却残渣の乾燥処理を行って乾式の前処理が施されるため、分離機８、１２、１３及び１５、乾燥機９、破砕機１０及び磁選機１１のそれぞれで多量のダストが発生する惧れがあり、分離機８及び１２、乾燥機９、破砕機１０及び磁選機１１に集塵機１６が、分離機１３及び１５に集塵機１７がそれぞれ接続され、これらの集塵機１６及び１７でダストを捕集して焼却灰タンクへ送るように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダストを捕集するための集塵機１６及び１７が必要となり、設備コストが高くつくという問題点があった。
また、分離機８、１２、１３及び１５としては篩が用いられていたが、これら篩の目詰まり等のトラブルを生じることがあった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、設備コストの低減を図ることができると共に分離機の目詰まり等のトラブルの発生を防止することができるセメントの湿式製造装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るセメントの湿式製造装置は、ごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造装置において、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する湿式の前処理装置と、前処理装置で不燃性残留物が分離除去されたごみ焼却残渣を粉砕すると共に天然原料と混合してセメント原料とする粉砕調合混合装置と、粉砕調合混合装置で得られたセメント原料を焼成することによりセメントを製造する湿式焼成装置とを備え、前処理装置は、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する分離機と、水洗分離した不燃性残留物を破砕する破砕機と、破砕された不燃性残留物から焼却灰スラリーを分離する分離機と、焼却灰スラリーから鉄分を除去する磁選機と、鉄分を除去した焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する分離機と、非鉄金属及びガラスを分離した焼却灰スラリーから水分を除去する離水機とを有するものである。
なお、前処理装置における、鉄分を除去した焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する分離機は、サイクロンとすることができる。
【０００８】
また、この発明に係るセメントの湿式製造方法は、ごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造方法において、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する前処理工程と、不燃性残留物が分離除去されたごみ焼却残渣を粉砕すると共に天然原料と混合してセメント原料とする調合粉砕混合工程と、セメント原料を焼成することによりセメントを製造する湿式焼成工程とを備え、前処理工程は、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する工程と、水洗分離した不燃性残留物を破砕する工程と、破砕された不燃性残留物から焼却灰スラリーを分離する工程と、焼却灰スラリーから鉄分を除去する工程と、鉄分を除去した焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する工程と、非鉄金属及びガラスを分離した焼却灰スラリーから水分を除去する工程とを含む方法である。
なお、不燃性残留物の水洗分離により発生する汚水の一部をスラリー状の調合原料として調合粉砕混合工程で使用し、残りの汚水を前処理工程における水洗分離用として再使用することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係るセメントの湿式製造装置の構成を示す。まず、前処理装置２１において湿式でごみ焼却残渣中の不燃性残留物が水洗分離され（前処理工程）、調合粉砕混合装置２２で湿式でごみ焼却残渣に石灰石、粘土類等の天然原料を混合し、粉砕してセメント調合原料とし（調合粉砕混合工程）、焼成装置２３で重油等の熱源２４からの熱を利用して焼成し（焼成工程）、ここで得られたクリンカに石膏を混合して粉砕装置２５で粉砕することにより、エコセメントが製造される。焼成装置２３においては、湿式焼成が行われる。なお、焼成装置２３で発生した排ガスは、排ガス処理装置２６で処理され、このとき捕集されたダストは薬剤処理装置２７で薬剤処理される。
【００１０】
前処理装置２１の内部構成を図２に示す。まず、分離機２８でごみ焼却残渣から大型の残留物が水洗分離され、破砕機２９でこの大型の残留物を破砕した後、破砕により生じた細粒の残留物が分離機３０で除去される。分離機３０に残った焼却灰スラリーは、攪拌機３１で攪拌された後、磁選機３２で鉄分が分離される。鉄分が除去された焼却灰スラリーは、サイクロンからなる分離機３３で非鉄金属及びガラス等が除去された後、離水機３４で水分が除去され、焼却灰タンクに収容される。
【００１１】
なお、分離機２８及び３０を通過した細粒の残留物は、さらに分離機３５で清水により水洗され、付着していた焼却灰が完全に分離除去され、磁選機３６で鉄分と非鉄金属及びガラス等とに選別され、それぞれ金属類貯留槽３７内に別個に貯留される。このとき、分離機３５で生じた、焼却灰を含むスラリー水は破砕機２９へ送られる大型の残留物に添加される。なお、分離機２８、３０及び３５としては、篩やロータリースクリーンを用いることができる。
また、サイクロンからなる分離機３３で分離された非鉄金属及びガラス等も一旦磁選機３６に入れられ、ここで残留していた鉄分が分離される。磁選機３２で分離除去された鉄分は、直接金属類貯留槽３７内に貯留される。
離水機３４で発生した汚水は、その一部が調合粉砕混合装置２２でスラリー状の調合原料を得るために使用され、残りの汚水は分離機２８へ送られ、水洗分離用として再使用される。
【００１２】
このように、前処理装置２１において、湿式でごみ焼却残渣中の不燃性残留物の分離を行うので、乾式の場合に必要であった集塵機等の発塵防止設備が不要となり、設備コストの低減化がなされると共に、篩やロータリースクリーンからなる分離機の目詰まり等のトラブルが起こりにくくなる。
また、前処理装置２１で発生する汚水は、その一部がスラリー状の調合原料を得るために調合粉砕混合装置２２で使用され、残りの汚水は水洗分離用として再使用されるため、このセメント製造装置から外部に汚水が排水されないという利点を有している。
さらに、磁選機３６の前段に配置された分離機３５に清水が供給され、不燃性残留物に付着していた焼却灰が完全に分離除去されるので、不燃性残留物とエコセメントの原料となる焼却灰との分離効率が向上する。その結果、調合粉砕混合装置２２における調合原料の混合度が向上してエコセメントの品質が安定すると共に、不燃性残留物のリサイクルが容易となる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する湿式の前処理工程を施すので、集塵機が不要となって設備コストの低減化がなされると共に分離機の目詰まり等のトラブルが起こりにくくなるという効果を奏する。さらに、不燃性残留物とエコセメントの原料となる焼却灰との分離効率が向上し、製品としてのエコセメントの品質が安定すると共に不燃性残留物のリサイクルが容易となる。
なお、前処理工程で発生した汚水の一部はスラリー状の調合原料を得るために調合粉砕混合工程で使用され、残りの汚水は水洗分離用として前処理工程で再使用されるため、外部に汚水が排水されないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るセメントの湿式製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るセメントの湿式製造装置の前処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】従来のセメントの湿式製造装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のセメントの湿式製造装置の乾燥・前処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２１ 前処理装置
２２ 調合粉砕混合装置
２３ 焼成装置
２４ 熱源
２５ 粉砕装置
２６ 排ガス処理装置
２７ 薬剤処理装置
２８、３０、３３、３５ 分離機
２９ 破砕機
３１ 攪拌機
３２、３６ 磁選機
３４ 離水機
３７ 金属類貯留槽
【発明の属する技術分野】
この発明は、セメントの湿式製造装置及び方法に係り、特にごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の廃棄物は著しく増加し、これら廃棄物の有効利用、再資源化を図る目的で、都市ごみ焼却灰等を原料の一部に用いる環境調和型セメント（以下、エコセメントと称す）の製造が試みられている。図３に、ごみ焼却残渣を用いた従来のエコセメントの製造装置の構成を示す。まず、乾燥・前処理装置１において、乾式でごみ焼却残渣中の不燃性残留物が分離除去され、乾燥粉砕調合混合装置２でごみ焼却残渣に石灰石、粘土類等の天然原料を混合し、乾燥・粉砕してセメント調合原料とし、焼成装置３で重油等の熱源４からの熱を利用してロータリーキルンにより焼成し、ここで得られたクリンカに石膏を混合して粉砕装置５で粉砕することにより、エコセメントが製造されていた。なお、焼成装置３で発生した排ガスは、排ガス処理装置６で処理され、このとき捕集されたダストは薬剤処理装置７で薬剤処理される。
【０００３】
乾燥・前処理装置１の内部構成を図４に示す。まず、分離機８でごみ焼却残渣から大型の残留物が分離され、乾燥機９でこの大型の残留物に含まれる水分を蒸発すると共に悪臭を分解し、次いで破砕機１０で破砕した後、磁選機１１で鉄分を分離する。鉄分が除去された残留物は、さらに分離機１２で非鉄金属及びガラス等が除去された後、焼却灰タンクに収容される。
なお、分離機８を通過した鉄分と磁選機１１で分離された鉄分は、付着ダスト等を分離機１３で除去した後、金属類貯留槽１４内に貯留される。分離機１３で除去された付着ダスト等は乾燥機９へ送られる。
また、分離機８を通過した非鉄金属及びガラス等と分離機１２で分離された非鉄金属及びガラス等は、付着ダスト等を分離機１５で除去した後、金属類貯留槽１４内に貯留される。分離機１５で除去された付着ダスト等は焼却灰タンクに収容される。
【０００４】
この乾燥・前処理装置１では、乾燥機９でごみ焼却残渣の乾燥処理を行って乾式の前処理が施されるため、分離機８、１２、１３及び１５、乾燥機９、破砕機１０及び磁選機１１のそれぞれで多量のダストが発生する惧れがあり、分離機８及び１２、乾燥機９、破砕機１０及び磁選機１１に集塵機１６が、分離機１３及び１５に集塵機１７がそれぞれ接続され、これらの集塵機１６及び１７でダストを捕集して焼却灰タンクへ送るように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダストを捕集するための集塵機１６及び１７が必要となり、設備コストが高くつくという問題点があった。
また、分離機８、１２、１３及び１５としては篩が用いられていたが、これら篩の目詰まり等のトラブルを生じることがあった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、設備コストの低減を図ることができると共に分離機の目詰まり等のトラブルの発生を防止することができるセメントの湿式製造装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るセメントの湿式製造装置は、ごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造装置において、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する湿式の前処理装置と、前処理装置で不燃性残留物が分離除去されたごみ焼却残渣を粉砕すると共に天然原料と混合してセメント原料とする粉砕調合混合装置と、粉砕調合混合装置で得られたセメント原料を焼成することによりセメントを製造する湿式焼成装置とを備え、前処理装置は、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する分離機と、水洗分離した不燃性残留物を破砕する破砕機と、破砕された不燃性残留物から焼却灰スラリーを分離する分離機と、焼却灰スラリーから鉄分を除去する磁選機と、鉄分を除去した焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する分離機と、非鉄金属及びガラスを分離した焼却灰スラリーから水分を除去する離水機とを有するものである。
なお、前処理装置における、鉄分を除去した焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する分離機は、サイクロンとすることができる。
【０００８】
また、この発明に係るセメントの湿式製造方法は、ごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造方法において、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する前処理工程と、不燃性残留物が分離除去されたごみ焼却残渣を粉砕すると共に天然原料と混合してセメント原料とする調合粉砕混合工程と、セメント原料を焼成することによりセメントを製造する湿式焼成工程とを備え、前処理工程は、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する工程と、水洗分離した不燃性残留物を破砕する工程と、破砕された不燃性残留物から焼却灰スラリーを分離する工程と、焼却灰スラリーから鉄分を除去する工程と、鉄分を除去した焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する工程と、非鉄金属及びガラスを分離した焼却灰スラリーから水分を除去する工程とを含む方法である。
なお、不燃性残留物の水洗分離により発生する汚水の一部をスラリー状の調合原料として調合粉砕混合工程で使用し、残りの汚水を前処理工程における水洗分離用として再使用することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係るセメントの湿式製造装置の構成を示す。まず、前処理装置２１において湿式でごみ焼却残渣中の不燃性残留物が水洗分離され（前処理工程）、調合粉砕混合装置２２で湿式でごみ焼却残渣に石灰石、粘土類等の天然原料を混合し、粉砕してセメント調合原料とし（調合粉砕混合工程）、焼成装置２３で重油等の熱源２４からの熱を利用して焼成し（焼成工程）、ここで得られたクリンカに石膏を混合して粉砕装置２５で粉砕することにより、エコセメントが製造される。焼成装置２３においては、湿式焼成が行われる。なお、焼成装置２３で発生した排ガスは、排ガス処理装置２６で処理され、このとき捕集されたダストは薬剤処理装置２７で薬剤処理される。
【００１０】
前処理装置２１の内部構成を図２に示す。まず、分離機２８でごみ焼却残渣から大型の残留物が水洗分離され、破砕機２９でこの大型の残留物を破砕した後、破砕により生じた細粒の残留物が分離機３０で除去される。分離機３０に残った焼却灰スラリーは、攪拌機３１で攪拌された後、磁選機３２で鉄分が分離される。鉄分が除去された焼却灰スラリーは、サイクロンからなる分離機３３で非鉄金属及びガラス等が除去された後、離水機３４で水分が除去され、焼却灰タンクに収容される。
【００１１】
なお、分離機２８及び３０を通過した細粒の残留物は、さらに分離機３５で清水により水洗され、付着していた焼却灰が完全に分離除去され、磁選機３６で鉄分と非鉄金属及びガラス等とに選別され、それぞれ金属類貯留槽３７内に別個に貯留される。このとき、分離機３５で生じた、焼却灰を含むスラリー水は破砕機２９へ送られる大型の残留物に添加される。なお、分離機２８、３０及び３５としては、篩やロータリースクリーンを用いることができる。
また、サイクロンからなる分離機３３で分離された非鉄金属及びガラス等も一旦磁選機３６に入れられ、ここで残留していた鉄分が分離される。磁選機３２で分離除去された鉄分は、直接金属類貯留槽３７内に貯留される。
離水機３４で発生した汚水は、その一部が調合粉砕混合装置２２でスラリー状の調合原料を得るために使用され、残りの汚水は分離機２８へ送られ、水洗分離用として再使用される。
【００１２】
このように、前処理装置２１において、湿式でごみ焼却残渣中の不燃性残留物の分離を行うので、乾式の場合に必要であった集塵機等の発塵防止設備が不要となり、設備コストの低減化がなされると共に、篩やロータリースクリーンからなる分離機の目詰まり等のトラブルが起こりにくくなる。
また、前処理装置２１で発生する汚水は、その一部がスラリー状の調合原料を得るために調合粉砕混合装置２２で使用され、残りの汚水は水洗分離用として再使用されるため、このセメント製造装置から外部に汚水が排水されないという利点を有している。
さらに、磁選機３６の前段に配置された分離機３５に清水が供給され、不燃性残留物に付着していた焼却灰が完全に分離除去されるので、不燃性残留物とエコセメントの原料となる焼却灰との分離効率が向上する。その結果、調合粉砕混合装置２２における調合原料の混合度が向上してエコセメントの品質が安定すると共に、不燃性残留物のリサイクルが容易となる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する湿式の前処理工程を施すので、集塵機が不要となって設備コストの低減化がなされると共に分離機の目詰まり等のトラブルが起こりにくくなるという効果を奏する。さらに、不燃性残留物とエコセメントの原料となる焼却灰との分離効率が向上し、製品としてのエコセメントの品質が安定すると共に不燃性残留物のリサイクルが容易となる。
なお、前処理工程で発生した汚水の一部はスラリー状の調合原料を得るために調合粉砕混合工程で使用され、残りの汚水は水洗分離用として前処理工程で再使用されるため、外部に汚水が排水されないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るセメントの湿式製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るセメントの湿式製造装置の前処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】従来のセメントの湿式製造装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のセメントの湿式製造装置の乾燥・前処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２１ 前処理装置
２２ 調合粉砕混合装置
２３ 焼成装置
２４ 熱源
２５ 粉砕装置
２６ 排ガス処理装置
２７ 薬剤処理装置
２８、３０、３３、３５ 分離機
２９ 破砕機
３１ 攪拌機
３２、３６ 磁選機
３４ 離水機
３７ 金属類貯留槽
Claims (4)
- ごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造装置において、
ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する湿式の前処理装置と、
前記前処理装置で不燃性残留物が分離除去されたごみ焼却残渣を粉砕すると共に天然原料と混合してセメント原料とする粉砕調合混合装置と、
前記粉砕調合混合装置で得られたセメント原料を焼成することによりセメントを製造する湿式焼成装置と
を備え、
前記前処理装置は、
前記ごみ焼却残渣から前記不燃性残留物を水洗分離する分離機と、
水洗分離した前記不燃性残留物を破砕する破砕機と、
破砕された前記不燃性残留物から焼却灰スラリーを分離する分離機と、
前記焼却灰スラリーから鉄分を除去する磁選機と、
鉄分を除去した前記焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する分離機と、
非鉄金属及びガラスを分離した前記焼却灰スラリーから水分を除去する離水機と
を有することを特徴とするセメントの湿式製造装置。 - 前記前処理装置における、鉄分を除去した前記焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する前記分離機は、サイクロンであることを特徴とする請求項１に記載のセメントの湿式製造装置。
- ごみ焼却残渣を少なくとも原料の一部とするセメント製造方法において、
ごみ焼却残渣から不燃性残留物を水洗分離する前処理工程と、
不燃性残留物が分離除去されたごみ焼却残渣を粉砕すると共に天然原料と混合してセメント原料とする調合粉砕混合工程と、
セメント原料を焼成することによりセメントを製造する湿式焼成工程と
を備え、
前記前処理工程は、
前記ごみ焼却残渣から前記不燃性残留物を水洗分離する工程と、
水洗分離した前記不燃性残留物を破砕する工程と、
破砕された前記不燃性残留物から焼却灰スラリーを分離する工程と、
前記焼却灰スラリーから鉄分を除去する工程と、
鉄分を除去した前記焼却灰スラリーから非鉄金属及びガラスを分離する工程と、
非鉄金属及びガラスを分離した前記焼却灰スラリーから水分を除去する工程と
を含むことを特徴とするセメントの湿式製造方法。 - 不燃性残留物の水洗分離により発生する汚水の一部をスラリー状の調合原料として調合粉砕混合工程で使用し、残りの汚水を前処理工程における水洗分離用として再使用することを特徴とする請求項３に記載のセメントの湿式製造方法。
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