JP4908029B2 - 廃棄物含有燃料およびその製造方法並びに廃棄物含有燃料の利用方法 - Google Patents
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Description
通常、廃白土は、40重量%前後の油脂分と、少量の水分を含んでいる。廃白土は、油脂分を含むことから、発熱量が12500MJ/kg(≒3000kcal/kg)以上もあり、自燃可能である。
また、以下に示す(a)、(b)、(c)のいずれかであり、発熱量を廃白土と同程度に調整したものも自然可能である。
(a)石炭灰や焼却灰などの無機質粉体と、20重量%〜50重量%程度の廃油や廃油脂(廃油を含む。以降、廃油脂には廃油を含む)とを混合処理したもの
(b)集塵装置などから排出される未燃分を含む焼却灰と、水および/または廃油脂とを混合処理したもの
(c)可燃性汚泥、あるいは、可燃性汚泥と廃油脂とを混合処理したもの
以下、上記の廃白土、(a)、(b)および(c)を、廃白土類と総称する。
このような廃白土類は、主に焼却により処分される。
廃白土類の焼却方法としては、ロータリキルンや立形多段焼却炉を用いる方法が一般的である。これらの廃白土類の焼却方法は、廃白土類の焼却に長時間を要する。
また、廃白土類の焼却方法としては、廃白土類と廃油を混合処理してスラリー状としたものを焼却炉内に高圧噴霧し、微粒化させて焼却する噴霧燃焼法も用いられる。この噴霧燃焼法では、廃白土類は微粒子であるため、廃白土類が燃焼する際、燃焼ガスに伴って極めて飛散し易いから、排ガスに含まれる塵埃(焼却灰)の除去対策を十分に行う必要がある。この排ガスに含まれる焼却灰は主成分がSiO2であるから、この焼却灰はセメント焼成炉の中で粘土成分の一部代替物として有効に活用される。
しかしながら、上述のように、廃白土類は油脂分を含むことから流動性が悪く、かつ、比較的大きな塊を含むため、これらのことを前提に使用するセメント焼成炉においても、扱い難い代替燃料である。このような理由から、廃白土類の使用量を増加するための対策が望まれていた。
この方法では、廃油や廃液を、大鋸屑、焼却灰および石灰岩の粉末を処理剤として用いるか、あるいは、ケイ素酸化物、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、カーボンなどの粉末から選択される1種と大鋸屑とからなる処理剤を用いて乾燥させ、容易かつ安全に廃油や廃液の流出処理を行っている。そして、この廃油や廃液の流出処理の最終段階として、処理物を乾燥処理した後、焼却している。
また、大鋸屑には脱臭効果や脱水効果があり、石灰岩の粉末はアルカリ性である。したがって、大鋸屑や石灰岩は、使用後酸化していることが多い廃油を中和することができる。さらに、石灰岩の粉末は、処理物を焼却する際に発生する二酸化窒素などの有害ガスを吸収するため、臭いや煙がかなり減少する。
また、廃油などと、焼却灰や石炭灰などの無機質粉体と、大鋸屑などの可燃性粉体とを混練したもの(混練物)は、振動篩などを用いて所定粒度以上のものを取り除いた後、解砕しないと、粉体として扱うことが難しい。さらに、廃白土類や前記の混練物を、粉体として扱うために、油脂分に対して、無機質粉体の比率を増加させると、廃白土類や前記の混練物の発熱量が低下し、代替燃料としての有用性が損なわれる。廃白土類と大鋸屑などの可燃性粉体とを混練した混練物は、廃白土類と無機質粉体とを混練した混練物に比べて、発熱量の低下や灰分(無機質粉体)量の増加を抑制することができるものの、可燃性粉体の性状によっては、その混練物は扱い難いことがある。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
これらの無機質粉体の中でも、焼却灰および石炭灰は、そのほとんどが粉体からなり、僅かに長軸方向の最大長さが数mm程度の粗粒物が混在しているものである。
また、焼却灰および石炭灰は、これらに含まれる未燃のカーボンなどの量によって多少発熱量があるものの、発熱量がほとんどない無機質からなる。
焼却灰および石炭灰の水分量は、その発生段階では、ほぼ0重量%であるものの、セメント工場への搬送中に発塵するのを抑制するなどの目的で、場合によっては25重量%前後に調整されている。
なお、表1に示した、本発明の廃棄物含有燃料の配合例の発熱量は、上記の発熱量の下限値以上である。
一般的に、木屑の粉砕物は、長軸方向の長さが2mm以下のものを約80重量%以上含むと、石炭の微粉炭(目開き90μmの篩により分離した場合に残分が約10重量%程度となるもの)と同程度の燃焼性があると言われている。したがって、本発明では、木屑の粉砕物は、長軸方向の長さが2mm以下のものを約80重量%以上含むものが好ましい。このような木屑の粉砕物を用いれば、本発明の廃棄物含有燃料をなす廃白土類混練物は、良好な燃焼性を示すものとなる。
さらに、木屑の粉砕物は、廃白土類と混練すると、それ自体に僅かに廃白土類に含まれる油脂分が浸透し、混練物表面の見掛けの油分量が低下する。したがって、廃白土類と木屑の粉砕物とを混練した混練物は扱い易くなる。
このように、木屑の粉砕物として製材時に発生する大鋸屑を用いれば、廃白土類に無機質粉体を全く混練する必要がないので、発熱量の大幅な低下がなく、比較的発熱量が高く、燃焼性の良好な廃白土類混練物が得られる。
廃プラスチックの粉粒体は、石炭よりも高温雰囲気下での分解が著しく促進されるので、急激に燃焼し、石炭の微粉炭(目開き90μmの篩により分離した場合に残分が約10重量%程度となるもの)と同程度の良好な燃焼性を示す。
さらに、廃プラスチックの粉粒体は、廃白土類と混練しても、それ自体に廃白土類に含まれる油分が浸透しないので、廃白土類と廃プラスチックの粉粒体とを混練した混練物は、廃白土類と木屑の粉砕物とを混練した混練物よりも扱い易さに劣る。しかしながら、廃プラスチックの粉粒体の発熱量は、木屑の粉砕物の発熱量よりも高いので、廃白土類混練物の発熱量を上げる効果に優れている。
ところで、廃白土類混練物を扱い易くするために、廃白土類混練物における焼却灰や石炭灰の比率を高くしたために、その廃白土類混練物の発熱量が10000MJ/kgを大幅に下回ってしまう場合には、廃白土類混練物の燃焼性が大幅に劣化する。したがって、目的とする廃白土類混練物の扱い易さの改善、および、この廃白土類混練物の発熱量の向上を達成するように、焼却灰や石炭灰と、廃白土類との混練比率を調整する。このようにすれば、廃白土類混練物の扱い易さを向上しつつ、廃白土類混練物の発熱量も向上させることができる。
本発明の廃棄物含有燃料の製造方法は、廃白土類と、無機質粉体と、木屑の粉砕物と廃プラスチックの粉粒体のいずれか1種または2種とを混練して混練物を形成し、該混練物を解砕した後、分級して廃棄物含有燃料とするものである。
すなわち、本発明の廃棄物含有燃料の製造方法では、まず、(イ)廃白土、(ロ)可燃性汚泥、(ハ)無機質粉体と20重量%以上かつ50重量%以下の廃油脂との混合物、(ニ)未燃分を含む焼却灰と水および/または廃油脂との混合物、(ホ)可燃性汚泥と廃油脂との混合物、の群から選択された1種または2種以上からなる廃白土類を準備する(廃白土類の準備工程)。
パグミルのような混練装置によれば、廃白土類に含まれている油分を、それ以外の無機質粉体や、木屑の粉砕物または廃プラスチックの粉粒体に分散することにより、混練物を細かな粉粒体にすることができるとともに、混練物中に混在する団子状の塊を少しではあるが解砕することができる。
廃白土類混練物からなる廃棄物含有燃料は、セメント焼成炉にて燃焼することを考慮すると、その粒度を比較的小さくする必要がある。したがって、廃白土類混練物の長軸方向の長さを5mm以下とし、好ましくは2mm以下とする。
ところで、廃白土類と混練される木屑の粉砕物および廃プラスチックの粉粒体の長軸方向の最大長さは10mm程度であるから、長軸方向の長さが5mm以上の廃白土類混練物も若干生じることもあるが、このような場合、解砕装置によって、廃白土類混練物を、振動篩を通過する程度まで細かくする。
廃白土類混練物の分級工程にて、振動篩などで分級された所定の粒度以下の廃白土類混練物からなる廃棄物含有燃料は、セメント焼成用代替燃料として用いられる。
しかしながら、篩の目開きを小さくすると、篩の構造によっては目詰まりを生ずることがある。加えて、混練装置あるいは解砕装置にて再び処理する廃白土類混練物の量も増加するため、処理能力が低下するおそれもある。したがって、最終的にセメント焼成炉に送出する廃白土混練物の燃焼性のみでなく、篩の目詰まりや他の障害の原因とならず、かつ、設備的にも十分な処理能力を発揮できるように、篩の目開きを定める。
本発明の廃棄物含有燃料の利用方法は、本発明の廃棄物含有燃料を、セメント焼成炉にて燃焼する方法である。
すなわち、本発明の廃棄物含有燃料の利用方法では、本発明の廃棄物含有燃料の製造方法により、所定の粒度以下に分級された廃白土類混練物からなる廃棄物含有燃料を、まず、輸送機などを介してセンメント焼成炉の予熱部内に設けられた仮焼炉に搬送し、投入する。
次いで、仮焼炉内に投入された廃棄物含有燃料は、仮焼炉内、および、サスペンションプレヒータの最下段サイクロン内にて、廃棄物含有燃料に含まれる油脂分が短時間で燃焼するため、ほぼ完全に燃焼する。
そして、ほぼ灰分となった廃棄物含有燃料(廃白土類混練物)は、最下段サイクロンにて捕集され、他の原料とともにセメントキルンの窯尻部に供給される。
Claims (5)
- 廃白土、無機質粉体と20重量%以上かつ50重量%以下の廃油脂との混合物、未燃分を含む焼却灰と水および/または廃油脂との混合物、及び、可燃性汚泥と廃油脂との混合物からなる群より選択された1種または2種以上である廃白土類と、無機質粉体と、廃プラスチックの粉粒体と、を混練してなることを特徴とする廃棄物含有燃料。
- 長軸方向の長さが5mm以下の粉体であることを特徴とする請求項1記載の廃棄物含有燃料。
- 前記無機質粉体は、焼却灰、石炭灰、石灰石粉、セメント原料粉、セメント、コンクリート廃材の破砕粉の群から選択された1種または2種以上であることを特徴とする請求項1または2記載の廃棄物含有燃料。
- 廃白土、無機質粉体と20重量%以上かつ50重量%以下の廃油脂との混合物、未燃分を含む焼却灰と水および/または廃油脂との混合物、及び、可燃性汚泥と廃油脂との混合物からなる群より選択された1種または2種以上である廃白土類と、無機質粉体と、長軸方向の長さが10mm以下である廃プラスチックの粉粒体とを混練して混練物とし、該混練物を解砕し、目開き10mm以下の篩を用いて粗粒分と微粒分に分級し、前記微粒分をセメント焼成炉用の廃棄物含有燃料とすることを特徴とする廃棄物含有燃料の製造方法。
- 請求項1ないし3記載の廃棄物含有燃料を、セメント焼成炉にて燃焼することを特徴とする廃棄物含有燃料の利用方法。
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