JP4562633B2 - アスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置およびこれを用いたアスファルトプラント、並びにアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルト混合物を製造するアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置およびこれを用いたアスファルトプラント、並びにアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法に関する。

従来のアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱装置としてのドライヤは、出口側に向かって傾斜させた円筒状ドラムを回転可能に支持した構造を有し、この円筒状ドラム内周壁に設けられた鋼板製の掻き上げ羽根によってドラム内に投入された再生材を掻き上げながら転動落下させ、この過程においてバーナから供給される熱風と接触させて骨材を所定温度まで昇温させることにより骨材の加熱乾燥を行うものである。

また、このアスファルトプラントに、廃木材、廃タイヤや生ごみなどの各種有機性廃棄物を炭化処理した際に生じる排気ガスの熱エネルギを有効利用する試みがなされている（例えば、特許文献１参照。）。このアスファルトプラントでは、アスファルトプラントの近傍に被炭化物を炭化処理する炭化装置を並設し、この炭化装置の炭化炉に備えた排気煙道をアスファルトプラントのドライヤのバーナ側に連結して炭化炉で生じる排気ガスをドライヤ内に導入するように構成されたものである。

特開２００３−１７１９０９号公報

従来、アスファルトプラントのドライヤのバーナで燃焼させる燃料としては、主に石油や天然ガス等の化石燃料を使用しているが、バーナから発生する排気ガス中に骨材と接触してはならない物質が含まれてはならないので、この使用する燃料の品質に注意が必要である。

また、特許文献１に記載のアスファルトプラントのように、炭化装置から発生する排気ガスを直接アスファルトプラントのドライヤに送り込む場合であっても、排気ガス中に骨材と接触してはならない物質が含まれている場合、使用することができない。例えば、重金属類を含む有機性廃棄物を炭化した場合は炭化装置から発生する排気ガス中の粉塵に重金属が含まれる可能性があるため、使用することができない。

そこで、本発明においては、あらゆる燃料を使用可能なアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置およびこれを用いたアスファルトプラント、並びにアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法を提供することを目的とする。

本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置は、加熱された作動流体により骨材を加熱乾燥する骨材乾燥加熱装置本体と、熱を発生する熱源装置と、熱源装置により発生する熱と作動流体との間で間接的な接触により熱交換を行う熱交換装置とを備えたものである。本発明によれば、熱源装置により発生した熱と、骨材を加熱乾燥する作動流体との間で間接的な接触により熱交換が行われ、この加熱された作動流体により骨材が加熱乾燥されるので、熱源装置での熱の発生に使用される燃料がどのようなものであっても、この燃料に含まれる成分と骨材とが直接接触することがない。

例えば、熱源装置は、燃料の燃焼により発生させた燃焼ガスを熱交換装置へ供給するバーナであり、熱交換装置は、作動流体が燃焼ガスとは別系統で供給され、作動流体と燃焼ガスとの間で熱交換するものとして構成できる。これにより、バーナの燃焼ガスと、骨材を加熱乾燥する作動流体との間で間接的な接触により熱交換が行われ、この加熱された作動流体により骨材が加熱乾燥されるので、バーナによりどのような燃料が燃焼されても、バーナの燃焼ガスに含まれる成分と骨材とが直接接触することがない。

また、熱交換装置は、燃焼ガスと作動流体との間で熱交換することにより熱風を発生する熱交換器とすることができる。この構成によれば、バーナの燃焼ガスと直接接触することなく熱交換器により熱せられた熱風が骨材乾燥加熱装置本体に供給され、この熱風により骨材が加熱乾燥される。

熱交換装置は、燃焼ガスと作動流体との間で熱交換することにより過熱蒸気を発生するボイラとすることができる。ここで言うボイラとは水を加熱して蒸気を作り、その蒸気をさらに加熱して過熱蒸気をつくる装置である。この構成によれば、バーナの燃焼ガスと直接接触することなくボイラにより生成された過熱蒸気が骨材乾燥加熱装置本体に供給され、この過熱蒸気により骨材が加熱乾燥される。また、ボイラにより発生させた過熱蒸気は、熱交換器により発生させた熱風と比較して、高い熱量と伝熱効率を有しているので、熱交換効率が良い。

また、骨材としてリサイクルされたアスファルト合材を用いる場合、骨材の加熱乾燥に過熱蒸気を用いると、過熱蒸気は、熱風と異なり酸素を含んでいないため、リサイクル合材の表面に付着しているアスファルトの酸化が起こらない。

また、燃料としては、廃棄物を炭化して得られた固体燃料、液体燃料または気体燃料を使用することが望ましい。例えば固体燃料では、廃棄物を炭化する課程において、燃料中の水分や炭化水素等の揮発分が除去され、５０〜９５％程度の炭素を成分とする炭化物となり、単位重量当たりの発熱量が増加する。

なお、本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置は、予め廃棄物を炭化して得られた固体燃料、液体燃料または気体燃料をバーナに投入して燃焼させることもできるが、好ましくは廃棄物を炭化する炭化装置を備えた構成とする。これにより、廃棄物を投入することで、自動的にバーナに炭化された燃料が供給される。

また、本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置は、作動流体を骨材乾燥加熱装置本体へ循環させる循環路を備えた構成とするのが望ましい。骨材乾燥加熱装置本体により使用した作動流体を再度循環させることにより、骨材乾燥加熱装置本体により骨材の加熱乾燥に利用されなかったエネルギを再利用することができる。

また、熱交換装置から排出される熱を回収し、温水の熱源とする温水器を備えた構成とすることができる。これにより、熱交換装置により熱交換に利用されなかったエネルギを再利用して温水を得ることができる。

また、本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置は、骨材乾燥加熱装置本体から排出される作動流体中の臭気成分を熱分解する炉と、この炉を通過させた作動流体を熱交換装置に循環させる循環路を備えた構成とすることが望ましい。骨材乾燥加熱装置本体から排出される作動流体中の臭気成分を熱分解した後、熱交換装置に循環させることにより、骨材の加熱乾燥に利用されなかったエネルギを脱臭後に再利用することができる。

本発明のアスファルトプラントは、上記アスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置を備えたものである。このアスファルトプラントによれば、熱源装置での熱の発生に使用される燃料に含まれる成分と骨材とを直接接触させることなく、アスファルトを製造することができる。

本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱方法は、加熱された作動流体により骨材を加熱乾燥するアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法であって、熱を発生する工程と、発生した熱と作動流体との間で間接的な接触により熱交換を行う工程とを含む。本発明によれば、発生した熱と、骨材を加熱乾燥する作動流体との間で間接的な接触により熱交換が行われ、この加熱された作動流体により骨材が加熱乾燥されるので、熱の発生に使用される燃料がどのようなものであっても、この燃料に含まれる成分と骨材とが直接接触することがない。

（１）熱源装置により発生する熱と作動流体との間で間接的な接触により熱交換を行う構成により、熱の発生に使用される燃料に含まれる成分と骨材とが直接接触することがないので、どのような燃料であってもアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置に使用することが可能となる。

（２）熱源装置が、燃料の燃焼により発生させた燃焼ガスを熱交換装置へ供給するバーナであり、熱交換装置が、作動流体が燃焼ガスとは別系統で供給され、作動流体と燃焼ガスとの間で熱交換するものであることにより、バーナの燃焼ガスに含まれる成分と骨材とが直接接触することがないので、どのような燃料であってもバーナで燃焼させてアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置に使用することが可能となる。

（３）熱交換装置が、燃焼ガスと作動流体との間で熱交換することにより熱風を発生する熱交換器であることにより、バーナの燃焼ガスと直接接触することなく熱交換器により熱せられた熱風により骨材が加熱乾燥される。これにより、バーナの燃焼ガスに含まれる成分と骨材とが直接接触することがないので、どのような燃料であってもバーナで燃焼させてアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置に使用することが可能となる。

（４）熱交換装置が、燃焼ガスと作動流体との間で熱交換することにより過熱蒸気を発生するボイラであることにより、バーナの燃焼ガスと直接接触することなくボイラにより生成された過熱蒸気により骨材が加熱乾燥されるので、バーナの燃焼ガスに含まれる成分と骨材とが直接接触することがない。これにより、どのような燃料であってもバーナで燃焼させてアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置に使用することが可能となる。また、ボイラにより発生させた過熱蒸気は熱交換効率が良いので、骨材乾燥加熱装置を小型化することが可能となる。また、骨材としてリサイクルされたアスファルト合材を用いる場合、骨材の加熱乾燥に過熱蒸気を用いると、リサイクル合材の表面に付着しているアスファルトの酸化が起こらないので、良質の再生アスファルト合材を製造することができる。

（５）燃料として、廃棄物を炭化して得られた固体燃料、液体燃料または気体燃料を使用することにより、単位重量当たりの発熱量が増加するので、熱源装置を小型化することができる。

（６）作動流体を骨材乾燥加熱装置へ循環させる循環路を備えた構成により、骨材乾燥加熱装置により骨材の加熱乾燥に利用されなかったエネルギを再利用することができ、熱効率を向上させることが可能となる。

（７）熱交換装置から排出される熱を回収し、温水の熱源とする温水器を備えた構成とすることにより、熱交換装置により熱交換に利用されなかったエネルギを再利用して温水を得ることができる。

（実施の形態１）
本発明の第１実施形態におけるアスファルトプラントは、骨材としてバージン材、すなわち新たなアスファルト材（以下、「Ｖ材」と称す。）を使用するものである。図１は本発明の第１実施形態におけるアスファルトプラントの概略構成図である。

図１において、本実施形態におけるアスファルトプラントは、主に、骨材乾燥加熱装置本体としてのドライヤ１０と、熱を発生する熱源装置としてのバーナ１１と、バーナ１１により発生する熱とドライヤ１０において骨材を加熱する作動流体との間で熱交換を行う熱交換装置としての熱交換器１２と、被炭化物を炭化する炭化装置１３とから構成される。

炭化装置１３は、被炭化物を無酸素状態で加熱して炭化するものである。ここで、被炭化物としては、廃棄物としての廃木材、廃タイヤや生ごみなどの各種有機性廃棄物などあらゆるものを使用することができる。なお、廃木材等はチップ化してから炭化装置１３により炭化することが望ましい。炭化装置１３により炭化された被炭化物は微粉砕され、微粉炭化物（固形燃料）として微粉炭化物サイロ１４に貯蔵される。

バーナ１１は、微粉炭化物サイロ１４から微粉炭化物定量供給装置１５により供給される微粉炭化物を微粉炭化物燃焼室１１ａ内で燃焼させるものである。バーナ１１には、微粉炭化物定量供給装置１５により供給される微粉炭化物をバーナ１１へ送り込む微粉炭化物パージファン１６と、微粉炭化物を燃焼させるための空気をバーナ１１へ送り込む燃焼空気ファン１７とが接続されている。バーナ１１により燃焼させた燃焼ガスは、微粉炭化物燃焼室１１ａから熱交換器１２へと送られる。

熱交換器１２は、バーナ１１から供給される燃焼ガスと、この燃焼ガスとは別系統で供給される作動流体としての空気との間で熱交換するものである。空気は、熱交換器ファン１２ａによって熱交換器１２へと送り込まれ、燃焼ガスと熱交換することにより熱風となってドライヤ１０へと送り込まれる。また、熱交換器１２には、燃焼ガスに混じった小さい粉塵を捕集するためのバグフィルタ装置１８ａが接続されている。

なお、熱交換器１２を通過したバーナ１１からの燃焼ガスの一部は、循環ファン１９によりバーナ１１の微粉炭化物燃焼室１１ａに戻し、循環させる。また、熱交換器１２とバグフィルタ装置１８ａとの間には、熱交換器１２から排出される熱を回収し、温水の熱源とする温水器２０を備えている。

ドライヤ１０は、熱交換器１２から送り込まれる熱風により骨材を加熱乾燥するものである。ドライヤ１０には、コールドビン２１から供給されるＶ材が、コンベア２２ａ，２２ｂにより投入される。この投入されたＶ材は、熱交換器１２から送り込まれる熱風により加熱乾燥され、ホットエレベータ２３、バッチタワー２４を介して運搬車Ｔに積み込まれる。

また、ドライヤ１０には、Ｖ材の加熱工程においてＶ材中から生じる粉塵を集塵するためのサイクロン集塵機２５が接続されている。また、サイクロン集塵機２５の先には、このサイクロン集塵機２５では捕集できないようなガスに混じった小さい粉塵を捕集するためのバグフィルタ装置１８ｂが接続されている。なお、バグフィルタ装置１８ａ，１８ｂの先は、それぞれファン２６ａ，２６ｂを介して煙突２７に接続されている。

上記構成のアスファルトプラントでは、バーナ１１により発生した燃焼ガスと、熱交換器ファン１２ａにより送り込まれる空気とを独立させ、これらの間で間接的な接触により熱交換を行わせ、この空気が加熱された熱風によりＶ材を加熱乾燥させるので、バーナ１１での燃焼に使用される燃料がどのようなものであっても、この燃料に含まれる成分とＶ材とが直接接触することがない。したがって、Ｖ材と接触させてはいけないような燃料、すなわちどのような燃料であっても、Ｖ材の加熱乾燥に使用することが可能である。

（実施の形態２）
本発明の第２実施形態におけるアスファルトプラントは、骨材としてリサイクル材、すなわち再生アスファルト材（以下、「Ｒ材」と称す。）を使用するものである。図２は本発明の第２実施形態におけるアスファルトプラントの概略構成図である。なお、図１と同じ構成要素については同じ符番を付し、その説明を省略する。

図２において、本実施形態におけるアスファルトプラントは、第１実施形態と同様、主に、骨材乾燥加熱装置本体としてのＲ材ドライヤ３０と、熱を発生する熱源装置としてのバーナ１１と、バーナ１１により発生する熱とＲ材ドライヤ３０において骨材を加熱する作動流体との間で熱交換を行う熱交換装置としての熱交換器１２と、被炭化物を炭化する炭化装置１３とから構成される。

Ｒ材はＲ材ビン３１からコンベア３２によりＲ材ドライヤ３０へ投入される。投入されたＲ材は、熱交換器１２から送り込まれる作動流体としての熱風（空気）により加熱乾燥され、スキップ３３によりサージビン３４へと搬送される。

また、Ｒ材ドライヤ３０には、第１実施形態と同様、サイクロン集塵機２５が接続されているが、サイクロン集塵機２５の先は煙突２７ではなく、熱交換器１２および微粉炭化物燃焼室１１ａに接続されている。熱交換器１２から送り込まれた熱風は、サイクロン集塵機２５により粉塵が集塵された後、熱交換器ファン１２ａにより熱交換器１２へ、脱臭ファン１２ｂにより微粉炭化物燃焼室１１ａへ送り込まれる。

このように作動流体としての熱風を熱交換器１２へ戻し、再びＲ材ドライヤ３０内を循環させる循環路を形成することで、Ｒ材ドライヤ３０によりＲ材の加熱乾燥に利用されなかったエネルギを再利用する。また、作動流体としての熱風の一部は、脱臭ファン１２ｂにより微粉炭化物燃焼室１１ａへ戻すことにより、Ｒ材の加熱乾燥によりＲ材ドライヤ３０から排出される作動流体中の臭気成分を、微粉炭化物燃焼室１１ａを熱分解炉として分解し、さらに燃焼ガスとともに熱交換器１２へと送り込む。これにより、従来、脱臭装置を備えたリサイクルプラントで利用できなかった脱臭装置から排出されるガスの熱を再利用できる。

（実施の形態３）
本発明の第３実施形態におけるアスファルトプラントは、Ｖ材もしくはＲ材の加熱乾燥に過熱蒸気を使用するものである。図３は本発明の第１実施形態における熱交換器に代えてボイラを備えたアスファルトプラントを示す要部の概略構成図、図４は本発明の第２実施形態における熱交換器に代えてボイラを備えたアスファルトプラントを示す要部の概略構成図である。

図３に示す例では、図１の熱交換器１２に代えて、熱交換器の集合体であるボイラ４０を使用する。ボイラ４０には、水タンク４１からポンプ装置４２により作動流体としての水が供給される。ボイラ４０では、バーナ１１により発生した燃焼ガスとの熱交換により過熱蒸気を発生させ、この発生させた過熱蒸気をドライヤ１０へ送り込む。

この構成によれば、バーナ１１の燃焼ガスと直接接触することなくボイラ４０により生成された過熱蒸気がドライヤ１０に供給され、この過熱蒸気によりＶ材が加熱乾燥される。また、ボイラ４０により発生させた過熱蒸気は、熱交換器１２により発生させた熱風と比較して、高い熱量と伝熱効率を有しているので、熱交換効率が良い。

図４に示す例では、図２の熱交換器１２に代えて前述のボイラ４０を使用する。なお、このボイラ４０には、サイクロン集塵機２５を通過した空気が供給される。この構成においても、前述と同様にバーナ１１の燃焼ガスと直接接触することなくボイラ４０により生成された過熱蒸気がＲ材ドライヤ３０に供給され、この過熱蒸気によりＶ材が加熱乾燥される。

また、Ｒ材を用いるアスファルトプラントの場合、Ｒ材の加熱乾燥に過熱蒸気を用いると、過熱蒸気は、熱風と異なり酸素を含んでいないため、Ｒ材の表面に付着しているアスファルトの酸化が起こらない。

本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置およびこれを用いたアスファルトプラント、並びにアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法は、骨材を加熱乾燥してアスファルト混合物を製造するための装置等として有用である。特に本発明のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置およびこれを用いたアスファルトプラント、並びにアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法は、あらゆる燃料を使用可能なものとして好適である。

本発明の第１実施形態におけるアスファルトプラントの概略構成図である。 本発明の第２実施形態におけるアスファルトプラントの概略構成図である。 本発明の第１実施形態における熱交換器に代えてボイラを備えたアスファルトプラントを示す要部の概略構成図である。 本発明の第２実施形態における熱交換器に代えてボイラを備えたアスファルトプラントを示す要部の概略構成図である。

符号の説明

１０ ドライヤ
１１ バーナ
１１ａ 微粉炭化物燃焼室
１２ 熱交換器
１２ａ 熱交換器ファン
１２ｂ 脱臭ファン
１３ 炭化装置
１４ 微粉炭化物サイロ
１５ 微粉炭化物定量供給装置
１６ 微粉炭化物パージファン
１７ 燃焼空気ファン
１８ａ，１８ｂ バグフィルタ装置
１９ 循環ファン
２０ 温水器
２１ コールドビン
２２ａ，２２ｂ コンベア
２３ ホットエレベータ
２４ バッチタワー
２５ サイクロン集塵機
２６ａ，２６ｂ ファン
２７ 煙突
３０ Ｒ材ドライヤ
３１ Ｒ材ビン
３２ コンベア
３３ スキップ
３４ サージビン
４０ ボイラ
４１ 水タンク
４２ ポンプ

Claims (12)

1. 加熱された作動流体により骨材を加熱乾燥する骨材乾燥加熱装置本体と、
   熱を発生する熱源装置と、
   同熱源装置により発生する熱と前記作動流体との間で直接接触することなく熱交換を行う熱交換装置と
   を備え、
   前記熱源装置により発生する熱とは直接接触しない作動流体により前記骨材を乾燥加熱することを特徴とするアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
2. 前記熱源装置は、燃料の燃焼により発生させた燃焼ガスを前記熱交換装置へ供給するバーナであり、
   前記熱交換装置は、前記作動流体が前記燃焼ガスとは別系統で供給され、前記作動流体と前記燃焼ガスとの間で熱交換するものである
   請求項１記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
3. 前記熱交換装置は、前記燃焼ガスと前記作動流体との間で熱交換することにより熱風を発生する熱交換器である請求項２記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
4. 前記熱交換装置は、前記燃焼ガスと前記作動流体との間で熱交換することにより過熱蒸気を発生するボイラである請求項２記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
5. 前記燃料として、産業廃棄物を炭化して得られた固体燃料、液体燃料または気体燃料を使用する請求項２から４のいずれかに記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
6. 前記産業廃棄物を炭化する炭化装置を備えた請求項５記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
7. 前記産業廃棄物としてチップ化した木材を使用する請求項６記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
8. 前記作動流体を前記骨材乾燥加熱装置本体へ循環させる循環路を備えた１から７のいずれかに記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
9. 前記熱交換装置から排出される熱を回収し、温水の熱源とする温水器を備えた請求項１から８のいずれかに記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
10. 前記骨材乾燥加熱装置本体から排出される前記作動流体中の臭気成分を熱分解する炉と、
    同炉を通過させた前記作動流体を前記熱交換装置に循環させる循環路を備えた請求項１から９のいずれかに記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のアスファルトプラントの骨材乾燥加熱装置を備えたアスファルトプラント。
12. 加熱された作動流体により骨材を加熱乾燥するアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法であって、
    熱を発生する工程と、
    前記発生した熱と前記作動流体との間で直接接触することなく熱交換を行う工程と、
    前記発生した熱とは直接接触しない作動流体により前記骨材を乾燥加熱する工程と
    を含むアスファルトプラントにおける骨材乾燥加熱方法。
    

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