JP4472075B2 - 貝処理方法および貝処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば海洋構造物等から採取した貝の処理方法および貝処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、発電所設備の取排水口あるいは岸壁などの海洋構造物に付着・生育した貝（ここでは、貝殻のみ、および中に身を有する貝殻を貝と称する）の取り扱いに対しては、一般に、その貝を埋め立てたり、焼却炉で貝の有機成分を酸化して処理後の生成物を産業廃棄物あるいはセメント用の添加剤として他の施設に搬出するといった方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の貝処理方法および貝処理装置には、以下のような問題が存在する。
貝および貝殻をそのまま埋め立てる場合には、埋立地を確保するのが難しかったり周辺に臭気が漏れてしまうという問題がある。また、セメント用の添加剤として貝および貝殻を処理する場合にも、処理した生成物の純度が低く実際に資源としてその生成物を利用しにくいという問題がある。しかも、処理の過程でダイオキシンが発生しやすいという問題もあった。
【０００４】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、有益な資源として利用可能な状態に貝を処理することができる貝処理方法および貝処理装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、ダイオキシンの発生が少ない貝処理方法および貝処理装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
請求項１記載の貝処理方法は、貝を焼成処理する焼成工程を有する貝処理方法であって、前記焼成工程では、焼成機に前記貝及び燃焼ガスを供給し、８５０℃以上、且つ９５０℃以下の温度で前記貝を焼成し、アラゴナイト骨格を残存させ、前記焼成工程で発生する熱により水蒸気を生成し、生成した水蒸気を用いて、前記焼成工程で得られる生石灰を消化する消化工程を有することを特徴とするものである。
【０００６】
従って、本発明の貝処理方法では、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）→ＣＯ２（炭酸ガス）＋ＣａＯ（生石灰）の反応により貝の主成分であるアラゴナイト構造のＣａＣＯ３の骨格を保ったまま均質なＣａＯを製造できる。また、焼成された状態では、アラゴナイト骨格から炭酸ガスが抜けた多孔質となっているため、比表面積を拡大することができる。
【０００７】
また、請求項２記載の貝処理方法は、請求項１記載の貝処理方法において、
前記焼成工程では、前記貝と該貝を焼成するガスとを同方向に流すことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、本発明の貝処理方法では、貝とガスとを向流接触させたときのように、予熱により貝に付着した有機物が低温で燃焼すること、および排ガスが徐冷されることに起因してダイオキシンが発生することを防止できる。
【０００９】
そして、請求項３記載の貝処理方法は、請求項１または２記載の貝処理方法において、前記焼成工程で排出されるガス状成分と固体状成分とを分離した後に前記固体状成分を冷却することを特徴とするものである。
【００１０】
従って、本発明の貝処理方法では、固体状成分である生石灰が排ガス中の炭酸ガスと反応することを防止し、純度の高い生石灰を得ることができる。
【００１１】
請求項４記載の貝処理方法は、請求項１から３のいずれかに記載の貝処理方法において、前記貝を８５０℃以上、且つ９５０℃以下で焼成することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明の貝処理方法では、炭酸カルシウムから炭酸ガスが抜けて生石灰が生成される際に炭酸ガスが１００％の状態で平衡を保つ温度が８８１℃であるので、アラゴナイト構造の炭酸カルシウムの骨格を保ったままＣａＯを製造できる。また、焼成温度が８５０℃を下回る場合はダイオキシンが発生したり、９５０℃を上回る場合はアラゴナイト構造が崩れて硬生石灰になることが懸念されるが、焼成温度を８５０℃以上９５０℃以下とすることで、これらの不都合が回避される。
【００１３】
請求項５記載の貝処理方法は、請求項１から３のいずれかに記載の貝処理方法において、前記焼成工程で得られる生石灰を消化する消化工程を有することを特徴とするものである。
【００１４】
従って、本発明の貝処理方法では、焼成工程で得られた生石灰から、ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ（水）→Ｃａ（ＯＨ）２（消石灰）の反応により、比表面積が大きく、且つ反応性に富む排ガス処理に用いられる消石灰を製造することができる。
【００１５】
請求項６記載の貝処理方法は、請求項５記載の貝処理方法において、前記焼成工程で発生する熱により水蒸気を生成し、生成した水蒸気を用いて前記生石灰を消化することを特徴とするものである。
【００１６】
従って、本発明の貝処理方法では、水蒸気により生石灰を消化するため水処理が不要になる。また、この水蒸気を焼成工程で発生する熱で生成するので、別途熱源を確保する必要がなくなる。
【００１７】
本発明の貝処理装置は、貝を焼成処理する貝処理装置であって、前記貝及び燃焼ガスが供給され、８５０℃以上、且つ９５０℃以下の温度でアラゴナイト骨格を残存させて前記貝を焼成する焼成機と、前記燃焼機で生じた熱により水蒸気を生成する熱交換器と、前記焼成機で焼成されて得られた生石灰を、前記熱交換器で生成された水蒸気を用いて消化する消化反応機とを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
従って、本発明の貝処理装置では、ＣａＣＯ３→ＣＯ２＋ＣａＯの反応により貝の主成分であるアラゴナイト構造のＣａＣＯ３の骨格を保ったまま均質なＣａＯを製造できる。また、焼成された状態では、アラゴナイト骨格から炭酸ガスが抜けた多孔質となっているため、比表面積を拡大することができる。
【００１９】
請求項８記載の貝処理装置は、請求項７記載の貝処理装置において、前記焼成機は、前記貝を８５０℃以上、且つ９５０℃以下で焼成することを特徴とするものである。
【００２０】
従って、本発明の貝処理装置では、炭酸カルシウムから炭酸ガスが抜けて生石灰が生成される際に炭酸ガスが１００％の状態で平衡を保つ温度が８８１℃であるので、アラゴナイト構造の炭酸カルシウムの骨格を保ったままＣａＯを製造できる。また、焼成温度が８５０℃を下回る場合はダイオキシンが発生したり、９５０℃を上回る場合はアラゴナイト構造が崩れて硬生石灰になることが懸念されるが、焼成温度を８５０℃以上９５０℃以下とすることで、これらの不都合が回避される。
【００２１】
請求項９記載の貝処理装置は、請求項７または８記載の貝処理装置において、前記焼成機で焼成されて得られた生石灰を消化する消化反応機を有することを特徴とするものである。
【００２２】
従って、本発明の貝処理装置では、焼成機で得られた生石灰から、比表面積が大きく、且つ反応性に富んだ排ガス処理に用いられる消石灰を製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の貝処理方法および貝処理装置の実施の形態を、図１ないし図２を参照して説明する。ここでは、貝の焼成を例えば、キルン炉で行う場合の例を用いて説明する。図１は貝処理装置の概略構成図であり、図２は貝処理方法の工程図である。
【００２４】
図１に示す貝処理装置１は、キルン炉（焼成機）２、上方側にガス出口３ａおよび下方側に固体出口３ｂを有する分離部３、ガス冷却器４、バグフィルタ５および消化反応器６を主体として構成されている。キルン炉２は、入口７ａ側から出口７ｂ側へ傾斜配置された円筒状のロータリーキルン７を備えており、ロータリーキルン７の出口７ｂ側は分離部３内に開口している。また、ロータリーキルン７には、貝Ｋおよびこの貝Ｋを焼成するための燃焼ガスＧの双方が入口７ａ側から出口７ｂ側へ向けて同方向に流される構成になっている。さらに、キルン炉２には、ロータリーキルン７で発生した熱により水蒸気Ｓを生成する熱交換器（図示せず）が設けられており、この水蒸気Ｓは消化反応器６へ供給される。
【００２５】
ガス冷却器４は、分離部３で分離されてガス出口３ａから排出される排ガスを冷却するものである。バグフィルタ５は、ガス冷却器４で冷却された排ガス中ののダイオキシン（ＤＸＮ）を捕集するものである。消化反応器６は、固体出口３ｂを介して送られる生石灰を水蒸気を用いて消化するものである。
【００２６】
上記の構成の貝処理装置１を用いて貝を処理する手順を図２に示す工程図を用いて説明する。
例えば発電所の取排水口からスクレーパ等で採取された貝／貝殻（ステップＳ１）は、まず水洗浄が行われ（ステップＳ２）、脱塩（脱ＮａＣｌ）処理が施される。次に、採取時に貝が破砕されない場合は破砕機で破砕し（ステップＳ３）、予め破砕されている場合は、焼成プロセス（焼成工程）が行われるキルン炉２で貝を焼成する（ステップＳ４）。
【００２７】
ここで焼成プロセスを詳述すると、ロータリーキルン７に入口７ａ側から貝Ｋおよび燃焼ガスＧを流し、８５０℃〜９５０℃の間で１〜２時間、好ましくは９００℃で１．５時間焼成する。これにより、貝の主成分であるアラゴナイト構造のＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）からＣＯ２（炭酸ガス）が抜けてＣａＯ（生石灰）が製造される。この生石灰は、炭酸カルシウムを９５０℃以下で、且つ短時間で焼成するため、アラゴナイト構造が破壊されずにアラゴナイト骨格からなる比表面積の大きな多孔質を呈する。
【００２８】
また、炭酸カルシウムを８５０℃以上で焼成するため、貝Ｋに付着した有機物が低温で燃焼してしまうことを防止できる。さらに、貝Ｋと燃焼ガスＧとを同方向に流しているため、向流接触させた場合のように有機物が予熱により低温燃焼することを防止できるとともに、焼成により発生した排ガスが徐冷されることになる。従って、この排ガスからダイオキシンが発生することを抑えることができる。この後、排ガスを２秒以上滞留させ、水蒸気生成用の熱交換器を通過させて熱回収を行うことで水蒸気を発生させる（ステップＳ５）。
【００２９】
そして、分離部３でガス状成分である排ガス（気相）と固体状成分である生石灰（固相）とを分離する（ステップＳ６）。この中、排ガスをガス出口３ａからガス冷却器４へ導き２００℃以下まで急冷した後（ステップＳ７）、バグフィルタ５でダイオキシンを捕集して（ステップＳ８）排気する（ステップＳ９）。
【００３０】
一方、排ガスと分離された生石灰は冷却されるが、冷却前に排ガスと分離しているので、排ガス中の炭酸ガスと生石灰とが反応して、再度炭酸カルシウムが生成されてしまうことを抑止でき、この時点で純度の高い生石灰を得ることができる。
【００３１】
この後、生石灰は必要であれば破砕され（ステップＳ１０）、消化反応器６へ送られ水蒸気消化プロセスが実行される（ステップＳ１１）。このプロセスでは、熱交換器で生成した水蒸気Ｓと生石灰とを１００℃〜２５０℃との間で１〜２時間、好ましくは１５０℃で１時間反応させる。これにより、ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２の反応に基づいて、比表面積が大きく多孔質で反応性に富んだ消石灰が得られる。そして、徐冷／熟成を施した後（ステップＳ１２）、製品として取り出す（ステップＳ１３）。
【００３２】
本実施の形態の貝処理方法および貝処理装置では、焼成時にアラゴナイト骨格を残存させることで、採取した貝から均質で純度の高い生石灰が得られるので、貝を埋め立てることなく有益な資源として活用することが可能になるとともに、貝の廃棄処理、運搬等に要する費用も削減することができる。特に、排ガスと分離した後に生石灰を冷却することで、再度炭酸カルシウムが生成されずに高純度の生石灰を得ることができる。また、本実施の形態では、生石灰がアラゴナイト骨格から炭酸ガスが抜けた多孔質となっているので、水蒸気消化プロセスが高速に実行され、工程時間の短縮化を図ることもできる。
【００３３】
また、本実施の形態では、ロータリーキルン７に貝Ｋと燃焼ガスＧとを同方向に流すことで有機物の低温燃焼や排ガスが徐冷されることを防止しているので、焼成工程におけるダイオキシンの発生を抑えることができる。加えて、分離部３で分離した排ガスをガス冷却器４で急冷することでダイオキシンの再合成を抑止するとともに、バグフィルタ５で排ガス中のダイオキシンを捕集するので、排気中のダイオキシン濃度を０．１ｎｇ／ｍ３以下に低下させることができる。
【００３４】
そして、本実施の形態の貝処理方法および貝処理装置では、上記のように多孔質の生石灰を消化しているので、比表面積が大きく、且つ反応性に富んだ消石灰を生成することができる。従って、排ガスの酸性成分とほぼ１対１の化学量論的添加量で済む性状を有する、排ガス処理用途に最適な薬剤を製造することができる。しかも、消化工程で生石灰を消化する際に、液体の水ではなく水蒸気を用いることで水処理が不要になることに加えて、この水蒸気も焼成工程で発生する熱により生成しているので、別途水処理機構や熱源を確保する必要がなくなり、装置の小型化、低価格化を実現することもできる。
【００３５】
なお、上記実施の形態において、焼成工程をキルン炉２で実施する構成としたが、これに限定されるものではなく、他の炉を用いてもよい。この場合も、貝と燃焼ガスとは同方向に流すことが好ましい。また、消化工程も上記実施の形態に限定されるものではない。
【００３６】
また、上記実施の形態では、貝処理装置１を単体で用いた形態で説明したが、例えば発電所設備で貝搬送装置、貝採取器、洗浄機、貝処理装置１で一貫した処理システムを構築すれば、生石灰および消石灰を効率的に製造することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る貝処理方法は、焼成工程では、焼成機に貝及び燃焼ガスを供給し、８５０℃以上、且つ９５０℃以下の温度で貝を焼成し、アラゴナイト骨格を残存させ、焼成工程で発生する熱により水蒸気を生成し、生成した水蒸気を用いて、焼成工程で得られる生石灰を消化する消化工程を有する手順となっている。
これにより、この貝処理方法では、採取した貝から均質で純度の高い生石灰が得られ、貝を埋め立てることなく有益な資源として活用することが可能になり、貝の廃棄処理、運搬等に要する費用も削減できるとともに、生石灰が多孔質になることから消化工程が高速に行われ工程時間が短縮するという効果が得られる。
【００３８】
請求項２に係る貝処理方法は、焼成工程で貝と焼成ガスとを同方向に流す構成となっている。
これにより、この貝処理方法では、有機物の低温燃焼や排ガスが徐冷されることを防止でき、焼成工程におけるダイオキシンの発生を抑えることができるという効果が得られる。
【００３９】
請求項３に係る貝処理方法は、焼成工程で排出されるガス状成分と固体状成分とを分離した後に固体状成分を冷却する手順となっている。
これにより、この貝処理方法では、再度炭酸カルシウムが生成されずに高純度の生石灰が得られるという効果を奏する。
【００４０】
請求項４に係る貝処理方法は、貝を８５０℃以上、且つ９５０℃以下で焼成する手順となっている。
これにより、この貝処理方法では、低温燃焼によるダイオキシンの発生を抑えることができるとともに、硬生石灰になることなく、比表面積が大きく多孔質の生石灰が得られるという効果を奏する。
【００４１】
請求項５に係る貝処理方法は、焼成工程で得られる生石灰を消化する消化工程を有する手順となっている。
これにより、この貝処理方法では、比表面積が大きく、且つ反応性に富んだ消石灰を生成することができるため、排ガスの酸性成分とほぼ１対１の化学量論的添加量で済む性状を有する、排ガス処理用途に最適な薬剤を製造できるという効果が得られる。
【００４２】
請求項６に係る貝処理方法は、焼成工程で発生する熱で水蒸気を生成し、この水蒸気で生石灰を消化する手順となっている。
これにより、この貝処理方法では、水処理が不要になることに加えて、水蒸気を焼成工程で発生する熱で生成することで、別途水処理機構や熱源を確保する必要がなくなり、装置の小型化、低価格化を実現できるという効果が得られる。
【００４３】
本発明に係る貝処理装置は、貝及び燃焼ガスが供給され、８５０℃以上、且つ９５０℃以下の温度でアラゴナイト骨格を残存させて貝を焼成する焼成機と、燃焼機で生じた熱により水蒸気を生成する熱交換器と、焼成機で焼成されて得られた生石灰を、熱交換器で生成された水蒸気を用いて消化する消化反応機とを備える構成となっている。
これにより、この貝処理装置では、採取した貝から均質で純度の高い生石灰が得られ、貝を埋め立てることなく有益な資源として活用することが可能になり、貝の廃棄処理、運搬等に要する費用も削減できるとともに、生石灰が多孔質になることから消化工程が高速に行われ工程時間が短縮するという効果が得られる。
【００４４】
請求項８に係る貝処理装置は、貝を８５０℃以上、且つ９５０℃以下で焼成する構成となっている。
これにより、この貝処理装置では、低温燃焼によるダイオキシンの発生を抑えることができるとともに、硬生石灰になることなく、比表面積が大きく多孔質の生石灰が得られるという効果を奏する。
【００４５】
請求項９に係る貝処理装置は、焼成機で焼成されて得られた生石灰を消化する消化機を有する構成となっている。
これにより、この貝処理装置では、比表面積が大きく、且つ反応性に富んだ消石灰を生成することができるため、排ガスの酸性成分とほぼ１対１の化学量論的添加量で済む性状を有する、排ガス処理用途に最適な薬剤を製造できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す図であって、貝処理装置の概略構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態を示す図であって、貝処理方法の工程図である。
【符号の説明】
１ 貝処理装置
２ キルン炉（焼成機）
６ 消化反応器

Claims (4)

1. 貝を焼成処理する焼成工程を有する貝処理方法であって、
   前記焼成工程では、焼成機に前記貝及び燃焼ガスを供給し、８５０℃以上、且つ９５０℃以下の温度で前記貝を焼成し、アラゴナイト骨格を残存させ、
   前記焼成工程で発生する熱により水蒸気を生成し、生成した水蒸気を用いて、前記焼成工程で得られる生石灰を消化する消化工程を有することを特徴とする貝処理方法。
2. 請求項１記載の貝処理方法において、
   前記焼成工程では、同一の供給方向で前記焼成機に前記貝及び前記燃焼ガスを供給し、前記貝と前記燃焼ガスとを同方向に流すことを特徴とする貝処理方法。
3. 請求項１または２記載の貝処理方法において、
   前記焼成工程で排出されるガス状成分と固体状成分とを分離した後に前記固体状成分を冷却することを特徴とする貝処理方法。
4. 貝を焼成処理する貝処理装置であって、
   前記貝及び燃焼ガスが供給され、８５０℃以上、且つ９５０℃以下の温度でアラゴナイト骨格を残存させて前記貝を焼成する焼成機と、
   前記燃焼機で生じた熱により水蒸気を生成する熱交換器と、
   前記焼成機で焼成されて得られた生石灰を、前記熱交換器で生成された水蒸気を用いて消化する消化反応機とを備えることを特徴とする貝処理装置。

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