JP4926781B2 - High moisture content waste treatment method and treatment equipment - Google Patents

High moisture content waste treatment method and treatment equipment Download PDF

Info

Publication number
JP4926781B2
JP4926781B2 JP2007081447A JP2007081447A JP4926781B2 JP 4926781 B2 JP4926781 B2 JP 4926781B2 JP 2007081447 A JP2007081447 A JP 2007081447A JP 2007081447 A JP2007081447 A JP 2007081447A JP 4926781 B2 JP4926781 B2 JP 4926781B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
clinker
water content
waste
kiln
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007081447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008239393A (en
Inventor
秀起 青木
幹雄 野村
Original Assignee
住友大阪セメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友大阪セメント株式会社 filed Critical 住友大阪セメント株式会社
Priority to JP2007081447A priority Critical patent/JP4926781B2/en
Publication of JP2008239393A publication Critical patent/JP2008239393A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4926781B2 publication Critical patent/JP4926781B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/125Fuels from renewable energy sources, e.g. waste or biomass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Description

本発明は、高含水率廃棄物の処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、セメント焼成設備を用いて高含水率廃棄物を焼却処理する際に、セメント焼成設備の設備容量を変更することなくクリンカ焼成能力を向上させることによって、この高含水率廃棄物の焼却処理に伴うセメント焼成設備への影響を防止するとともに、この高含水率廃棄物を多量に処理することが可能な高含水率廃棄物の処理方法及び処理装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for treating high moisture content waste, and more particularly, when incinerating a high moisture content waste using a cement firing facility, without changing the facility capacity of the cement firing facility. By improving the clinker firing capacity, it is possible to prevent the impact on the cement firing facility associated with the incineration treatment of this high water content waste, and the high water content waste that can treat a large amount of this high water content waste The present invention relates to an object processing method and an apparatus.
従来、水分を多く含む高含水率廃棄物の例として下水処理場から排出される脱水汚泥があり、この脱水汚泥は、これまでは焼却・溶融等の処理がなされてきたが、近年、資源として有効利用するための再利用処理が進められ、セメント焼成設備においても再利用処理が順次増加する傾向にある。また、同様に、焼却場から発生する焼却灰や飛灰等もセメント原料として再利用処理されている。
例えば、脱水汚泥を、乾燥することなく、また、添加剤を用いて前処理することなく、直接セメントキルンの窯尻部または仮焼炉にパイプライン輸送にて導入して焼却する方法(特許文献1等参照)がある。また、焼却飛灰等も、一旦水洗を行ってセメント焼成設備の操業に有害な塩素分を取り除いた後、高含水率の状態のままセメント焼成設備の高温部に直接投入し処理をおこなう方法(特許文献2等参照)がある。
Conventionally, there is dehydrated sludge discharged from sewage treatment plants as an example of high moisture content waste that contains a lot of water, and this dehydrated sludge has been treated by incineration, melting, etc. Reuse processing for effective use is promoted, and reuse processing tends to increase in the cement firing facility. Similarly, incineration ash, fly ash, and the like generated from the incineration plant are reused as cement raw materials.
For example, dehydrated sludge is introduced into a kiln bottom of a cement kiln or a calcining furnace by pipeline transportation without drying and without pretreatment with additives (patent document) 1). Also, incineration fly ash, etc. is a method in which water is washed once to remove chlorine that is harmful to the operation of the cement firing equipment, and then directly injected into the high temperature part of the cement firing equipment while maintaining a high water content ( Patent Document 2 etc.).
一般に、脱水汚泥は殆どが水と有機物であるから、セメントキルンや仮焼炉で焼却する際に残分となる灰分はごく微量である。したがって、セメントクリンカの成分に影響を及ぼすこともなく、セメントキルン内での焼却処理が可能であり、しかも、焼却灰等の新たな廃棄物を出さないため、有効な処理方法である。また、水洗した焼却飛灰は、洗浄によってもダイオキシン等の有機塩素化合物が残存しているが、この残存している有機塩素化合物を高温処理し無害化することにより、含まれる有害成分を確実に焼却処理することができ、残る無機成分をセメント原料として有効利用することができる。
特開2002−52397号公報 特開2001−25731号公報
In general, since most dewatered sludge is water and organic matter, the amount of ash that remains when incinerated in a cement kiln or calcining furnace is very small. Therefore, it is an effective treatment method because it can be incinerated in the cement kiln without affecting the components of the cement clinker and does not produce new waste such as incinerated ash. Incinerated fly ash that has been washed with water still retains organic chlorine compounds such as dioxins even after washing. It can be incinerated, and the remaining inorganic components can be effectively used as a cement raw material.
JP 2002-52397 A JP 2001-25731 A
ところで、前述の高含水率廃棄物をセメントキルンの窯尻部に直接投入する方法では、高含水率廃棄物に含まれる多量の水分の蒸発が、セメントキルンの窯尻部における原料の温度の低下、サスペンションプレヒータや仮焼炉にて加熱および脱炭酸された原料の有する顕熱の低下、セメント原料がクリンカ状に焼結する帯域(キルン焼成帯)の温度の低下等の原因となり、したがって、セメントクリンカが十分焼成されなくなる虞があるという問題点があった。
このような温度や顕熱の低下を生じさせないためには、セメント焼成設備のセメントクリンカ焼成量を極端に低下させる操業が必要となるが、この場合、単位クリンカを焼成するためのガス原単位が高くなり、窯尻温度やサスペンションプレヒータ排ガス温度の上昇が起こり、これに伴って焼成用熱量や電力使用量が高くなり、経済的な操業が不可能になるという問題点があった。
By the way, in the method of directly feeding the high water content waste described above to the kiln bottom of the cement kiln, evaporation of a large amount of water contained in the high water content waste reduces the temperature of the raw material in the kiln bottom of the cement kiln. , A decrease in sensible heat of the raw material heated and decarboxylated in a suspension preheater or calcining furnace, a decrease in the temperature of the zone where the cement raw material is sintered into a clinker (kiln firing zone), etc. There was a problem that the clinker might not be sufficiently fired.
In order to prevent such a decrease in temperature and sensible heat, it is necessary to perform an operation that extremely reduces the amount of cement clinker fired in the cement firing equipment. In this case, the gas intensity for firing the unit clinker is As a result, the temperature of the kiln bottom and the temperature of the exhaust gas from the suspension preheater increased, and as a result, the amount of heat for calcining and the amount of electric power used increased, making it impossible to operate economically.
また、セメントクリンカ焼成能力を極端に低下させた場合、所要量のセメント製造を行うことが不可能となる等の虞がある。
このため、セメント焼成設備では、高含水率廃棄物の投入量を制限する必要があり、クリンカ焼成量に対して、せいぜい1〜3%程度までの処理がおこなわれているのが実状である。
さらに、セメント焼成設備で処理されている高含水率廃棄物は、下水汚泥や水洗焼却飛灰等の他、工場汚泥、廃水、中和水、有機性スラッジ等もあり、性状や取り扱い方も多様である。したがって、これらの高含水率廃棄物を全て同一のセメント焼成設備で処理することが望まれているが、これらの多様な高含水率廃棄物を従来のセメント焼成設備に同時に直接投入して焼却処理を行うと、セメント焼成設備に与える影響がより一層大きくなり、必要なセメント生産を行うことが不可能になるという問題点があった。
In addition, when the cement clinker firing ability is extremely reduced, there is a possibility that a required amount of cement cannot be produced.
For this reason, in cement baking facilities, it is necessary to limit the amount of high water content waste, and the actual condition is that processing is performed up to about 1 to 3% with respect to the clinker baking amount.
In addition, wastes with high water content that are treated in cement firing facilities include sewage sludge and flush incinerated fly ash, as well as factory sludge, waste water, neutralized water, organic sludge, etc. It is. Therefore, it is desired that all of these high moisture content wastes be treated in the same cement firing facility, but these various high moisture content wastes are directly put into the conventional cement firing facility at the same time and incinerated. However, there is a problem that the influence on the cement firing facility is further increased, making it impossible to perform the necessary cement production.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、セメント焼成設備を用いて廃棄物を焼却処理するに際して、水分が多く含まれている高含水率廃棄物であっても、セメント焼成設備の操業に与える影響が小さく、セメント焼成能力を維持しつつセメント焼成設備にて効率的に処理することが可能であり、しかも多量の高含水率廃棄物を処理することが可能な高含水率廃棄物の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and when incinerating waste using a cement firing facility, even if it is a high moisture content waste containing a lot of moisture, The impact on the operation of the cement firing equipment is small, it can be efficiently processed in the cement firing equipment while maintaining the cement firing capacity, and a high amount of waste with a high water content can be treated. It aims at providing the processing method and processing apparatus of a moisture content waste.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、セメント焼成設備におけるクリンカの焼成度を維持するための焼成許容範囲を広くすることと、クリンカ焼成のためのガス原単位を少なくすることにより、水分が多量に含まれる高含水率廃棄物をセメント焼成装置に直接投入した場合においても、セメントクリンカ焼成工程が高含水率廃棄物中の単位水分量の蒸発による影響が小さく、セメントクリンカ焼成能力を維持することが容易になることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention widen the firing allowable range for maintaining the degree of firing of clinker in cement firing equipment, and the gas intensity for clinker firing Therefore, even when a high moisture content waste containing a large amount of moisture is directly input to the cement firing equipment, the cement clinker firing process is less affected by the evaporation of the unit moisture content in the high moisture content waste. The inventors have found that it is easy to maintain the cement clinker firing ability, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の高含水率廃棄物の処理方法は、セメント原料を予熱するサスペンションプレヒータと、予熱された前記セメント原料を仮焼する仮焼炉と、この仮焼されたセメント原料を焼成しクリンカとするセメントキルンと、このクリンカを冷却するクリンカクーラとを備えたセメント焼成設備を用いて高含水率廃棄物を焼却処理する方法であって、酸素供給手段から発生した酸素を、前記セメントキルンの燃料燃焼空気、前記仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に混入させて燃料燃焼を行うとともに、前記酸素供給手段から発生した酸素を、前記クリンカクーラの冷却用空気に混入させ、前記高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、前記セメントキルン、前記仮焼炉、前記サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入し、低粘性の高含水率廃棄物を、前記セメントキルンの窯尻部、前記仮焼炉の二次空気ダクト、前記仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入し、その後焼却処理を行うことを特徴とする。 That is, the method for treating high water content waste of the present invention comprises a suspension preheater for preheating cement raw material, a calcining furnace for calcining the preheated cement raw material, and calcining the calcined cement raw material to clinker. A cement kiln having a cement kiln and a clinker cooler for cooling the clinker, and incinerating high water content waste, wherein oxygen generated from an oxygen supply means is removed from the cement kiln. Fuel combustion is performed by mixing in either or both of the fuel combustion air and the fuel combustion air of the calciner, and oxygen generated from the oxygen supply means is mixed in the cooling air of the clinker cooler, Among the high water content waste, highly viscous high water content sludge and washing fly ash are removed from the cement kiln, the calcining furnace, and the suspension preheater. Either directly put over one plant of the data, a high water content waste low viscosity, kiln inlet section of the cement kiln, the calciner of the secondary air duct, from the upper half of the calciner The suspension preheater is directly put into any one or more of the suspension preheaters up to the cyclone and then incinerated.
この高含水率廃棄物の処理方法では、セメント焼成設備のセメントキルンの燃料燃焼空気、仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に酸素を混入させることにより、焼成される単位セメントクリンカ当たりのガス原単位が少なくなり、また、クリンカクーラから回収する二次空気量も少なくなり、しかも高温領域の二次空気を回収することとなるので、セメントキルンでのクリンカ焼成帯域の温度が容易に高まり、よって、セメントクリンカの焼成能力を高めることが可能となる。
これにより、高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、セメントキルン、仮焼炉、サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入し、低粘性の高含水率廃棄物を、セメントキルンの窯尻部、仮焼炉の二次空気ダクト、仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入し、その後焼却処理を行うこととしても、セメント焼成設備におけるクリンカ焼成量とクリンカ焼成度を維持することが可能となる。
また、セメントクリンカ焼成工程が高含水率廃棄物中の水分の蒸発による影響を受け難くなることにより、セメントの品質を低下させることなく、安定したセメント焼成設備の操業が可能になる。
In this high water content waste treatment method, per unit cement clinker to be fired by mixing oxygen into one or both of the fuel combustion air of the cement kiln of the cement firing facility and the fuel combustion air of the calciner. The amount of secondary gas collected from the clinker cooler is reduced, and the secondary air in the high temperature region is collected, making it easy to set the temperature of the clinker firing zone in the cement kiln. Thus, it becomes possible to increase the firing ability of the cement clinker.
As a result, of high water content waste, highly viscous high water content sludge and washed fly ash are directly put into one or more of cement kiln, calcining furnace and suspension preheater , and low viscosity high water content. Rate waste directly into at least one of the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the bottom cyclone of the suspension preheater And even if it incinerates after that, it becomes possible to maintain the clinker baking amount and clinker baking degree in a cement baking equipment.
In addition, since the cement clinker firing process is not easily affected by the evaporation of moisture in the high water content waste, stable cement firing equipment can be operated without deteriorating the quality of the cement.
この高含水率廃棄物の処理方法では、酸素供給手段から発生した酸素をクリンカクーラの冷却用空気に混入させることにより、クリンカクーラから回収する二次空気量がさらに少なくなる。しかも、酸素濃度を調整することによって、クリンカ焼成帯域を適正な温度とすることが可能となり、セメントクリンカの焼成能力をさらに高めることが可能となる。 In this high water content waste processing method, the amount of secondary air recovered from the clinker cooler is further reduced by mixing oxygen generated from the oxygen supply means into the cooling air of the clinker cooler. In addition, by adjusting the oxygen concentration, the clinker firing zone can be set to an appropriate temperature, and the firing ability of the cement clinker can be further enhanced.
本発明の高含水率廃棄物の処理方法では、前記高含水率廃棄物の前記仮焼炉または前記セメントキルンへの投入量は、前記セメント焼成設備における前記クリンカの焼成量に対して4重量%以上、前記高含水率廃棄物に含まれる合計含水量に換算して3重量%以上、のいずれかであることが好ましい。   In the high water content waste processing method of the present invention, the amount of the high water content waste charged into the calcining furnace or the cement kiln is 4% by weight with respect to the clinker firing amount in the cement firing facility. As described above, it is preferably 3% by weight or more in terms of the total water content contained in the high water content waste.
この高含水率廃棄物の処理方法では、高含水率廃棄物の仮焼炉またはセメントキルンへの投入量を上記のように多量に設定した場合であっても、セメントクリンカ単位当たりの焼成に必要なガス量が減少し、セメントクリンカ焼成能力を維持しつつクリンカ焼成帯域の温度も容易に上昇し、よって、セメントクリンカの焼成度も維持されることとなる。
これにより、従来のセメント焼成設備と比較して、セメントキルン内でのクリンカ焼成度を保つための多量の燃焼ガスを必要としなくなり、セメント焼成設備における各所の温度を上昇させずに焼成することが可能となり、従来のセメント焼成設備で生じていた温度上昇に伴うセメント焼成設備の操業に対する悪影響や、セメントキルンにおけるクリンカの焼成度が不足する等の不具合も小さくなる。よって、セメント焼成設備における高含水率廃棄物の処理量を増加させることが可能となる。
This high moisture content waste treatment method is necessary for firing per cement clinker unit even when a large amount of high moisture content waste is introduced into the calciner or cement kiln as described above. The amount of gas is reduced, and the temperature of the clinker firing zone is easily increased while maintaining the cement clinker firing ability, so that the degree of firing of the cement clinker is also maintained.
This eliminates the need for a large amount of combustion gas to maintain the degree of clinker firing in the cement kiln as compared to conventional cement firing equipment, and it is possible to fire without increasing the temperature in various places in the cement firing equipment. This makes it possible to reduce the adverse effects on the operation of the cement firing facility due to the temperature rise that has occurred in the conventional cement firing facility and the shortage of the clinker firing degree in the cement kiln. Therefore, it becomes possible to increase the processing amount of the high water content waste in the cement firing facility.
本発明の高含水率廃棄物の処理方法では、前記高含水率廃棄物は、下水汚泥、工場汚泥、廃水、中和水、有機性スラッジ、洗浄焼却灰、洗浄飛灰の群から選択される1種または2種以上であり、かつ、高温にて焼却処理を行う廃棄物であることが好ましい In the high water content waste processing method of the present invention, the high water content waste is selected from the group of sewage sludge, factory sludge, waste water, neutralized water, organic sludge, washing incineration ash, washing fly ash. It is preferable that it is a waste which is 1 type or 2 types or more and incinerates at high temperature .
この高含水率廃棄物の処理方法では、高含水率廃棄物を多様とすることにより、また、この高含水率廃棄物の投入位置を、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、セメントキルン、仮焼炉、サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上とし、低粘性の高含水率廃棄物を、セメントキルンの窯尻部、仮焼炉の二次空気ダクト、仮焼炉の上半部からサスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上とすることにより、高含水率廃棄物の性状に応じて投入箇所を選定することが可能となる。これにより、高含水率廃棄物を多量に投入した場合であっても、セメントクリンカ焼成工程の特定の部分に該高含水率廃棄物の処理による影響が集中することがなく、高含水率廃棄物中の水分の蒸発による影響を分散することとなる。さらに、セメントキルンおよび仮焼炉のそれぞれの燃料燃焼用空気の酸素濃度を個々に設定することによって、高含水率廃棄物が投入される箇所に与える影響を小さくし、セメントの品質を低下させることなく、安定したセメント焼成設備の操業が可能になる。 In this high water content waste treatment method, by diversifying the high water content waste, the high water content waste can be placed in the cemented area with high water content sludge and washed fly ash. At least one of kiln, calcining furnace, suspension preheater , and low viscosity, high water content waste, cement kiln kiln bottom, calcining furnace secondary air duct, calcining furnace upper half By selecting one or more points from the first to the lowermost cyclone of the suspension preheater, it is possible to select the input point according to the properties of the high water content waste. As a result, even when a large amount of high water content waste is added, the high water content waste is not concentrated in a specific part of the cement clinker firing process. The influence of evaporation of moisture inside will be dispersed. In addition, by individually setting the oxygen concentration of the fuel combustion air in the cement kiln and calcining furnace, the impact on the location where high water content waste is introduced is reduced and the quality of the cement is reduced. This makes it possible to operate a stable cement firing facility.
本発明の高含水率廃棄物の処理方法では、前記クリンカクーラは、ペンジュラムクリンカクーラであることが好ましい。
この高含水率廃棄物の処理方法では、クリンカクーラをペンジュラムクリンカクーラとすることにより、セメントキルンおよび仮焼炉それぞれの燃料燃焼用空気の酸素濃度を高く設定し、セメント焼成炉のクリンカ生産能力を上げた場合であっても、クリンカクーラでのクリンカ冷却能力が高められ、生産されるクリンカを十分冷却することが可能になる。
In the high water content waste processing method of the present invention, the clinker cooler is preferably a pendulum clinker cooler .
In this high moisture content waste treatment method, the clinker cooler is a pendulum clinker cooler , so that the oxygen concentration in the fuel combustion air of each cement kiln and calciner is set high, and the clinker production capacity of the cement calcination furnace is increased. Even when the clinker cooler is raised, the clinker cooling capacity of the clinker cooler is increased, and the produced clinker can be sufficiently cooled.
本発明の高含水率廃棄物の処理装置は、セメント原料を予熱するサスペンションプレヒータと、予熱された前記セメント原料を仮焼する仮焼炉と、この仮焼されたセメント原料を焼成しクリンカとするセメントキルンと、このクリンカを冷却するクリンカクーラとを備えたセメント焼成設備を用いて高含水率廃棄物を焼却処理する装置であって、前記セメントキルンの燃料燃焼空気、前記仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に酸素を供給するとともに、前記クリンカクーラの冷却用空気に混入させる酸素供給手段と、前記高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、前記セメントキルン、前記仮焼炉、前記サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、低粘性の高含水率廃棄物を、前記セメントキルンの窯尻部、前記仮焼炉の二次空気ダクト、前記仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、を備えてなることを特徴とする。 The high moisture content waste processing apparatus of the present invention includes a suspension preheater for preheating cement raw material, a calcining furnace for calcining the preheated cement raw material, and calcining the calcined cement raw material into a clinker. A device that incinerates a high water content waste using a cement firing facility including a cement kiln and a clinker cooler that cools the clinker, the fuel combustion air of the cement kiln, the fuel combustion of the calciner Oxygen is supplied to one or both of the air, and oxygen supply means for mixing into the cooling air of the clinker cooler, and among the high water content waste, highly viscous high water content sludge and washed fly ash the cement kiln, the calciner, and a supply means for introducing either directly above one plant of the suspension preheater, a low viscosity high water content waste of Directly in one or more places between the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the lowest cyclone of the suspension preheater And supply means for charging .
本発明の高含水率廃棄物の処理装置では、セメントキルンの燃料燃焼空気、仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に酸素を供給するとともに、前記クリンカクーラの冷却用空気に混入させる酸素供給手段と、前記高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、前記セメントキルン、前記仮焼炉、前記サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、低粘性の高含水率廃棄物を、前記セメントキルンの窯尻部、前記仮焼炉の二次空気ダクト、前記仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段とを備えたことにより、焼成される単位セメントクリンカ当たりのガス原単位が少なくなり、クリンカクーラから回収する二次空気量も少なく、しかも高温領域の二次空気を回収することとなり、セメントキルンでのクリンカ焼成帯域の温度が容易に高まり、セメントクリンカの焼成能力が高まる。
これにより、高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、セメントキルン、仮焼炉、サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入し、低粘性の高含水率廃棄物を、セメントキルンの窯尻部、仮焼炉の二次空気ダクト、仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入し、その後焼却処理を行うこととしても、セメント焼成設備におけるクリンカ焼成量とクリンカ焼成度を維持することが可能になる。
また、セメントクリンカ焼成工程が高含水率廃棄物中の水分の蒸発による影響を受け難くなり、セメントの品質を低下させることなく、安定したセメント焼成設備の操業が可能になる。
In the high moisture content waste processing apparatus of the present invention, oxygen is supplied to one or both of the fuel combustion air of the cement kiln and the fuel combustion air of the calciner, and is mixed into the cooling air of the clinker cooler. Of the oxygen supply means and the high water content waste, highly viscous high water content sludge and washing fly ash are directly charged into any one or more of the cement kiln, the calciner, and the suspension preheater. Supply means and low-viscosity high moisture content waste from the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, from the upper half of the calciner to the lowermost cyclone of the suspension preheater by having the supply means to introduce one directly above one plant of between gas consumption rate per unit cement clinker is calcined is reduced, clinker Secondary air amount recovered from over La is small and moreover will be recovered secondary air high temperature range, increased ease temperature of clinker burning zone of cement kiln increases the firing capability of the cement clinker.
As a result, of high water content waste, highly viscous high water content sludge and washed fly ash are directly put into one or more of cement kiln, calcining furnace and suspension preheater , and low viscosity high water content. Rate waste directly into at least one of the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the bottom cyclone of the suspension preheater And even if it incinerates after that, it becomes possible to maintain the clinker baking amount and clinker baking degree in a cement baking equipment.
In addition, the cement clinker firing process is not easily affected by the evaporation of moisture in the waste having a high water content, and stable cement firing equipment can be operated without deteriorating the quality of the cement.
本発明の高含水率廃棄物の処理方法によれば、セメント焼成設備のセメントキルンの燃料燃焼空気、仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に酸素を混入させて燃料燃焼を行うとともに、前記酸素供給手段から発生した酸素を、前記クリンカクーラの冷却用空気に混入させるので、焼成される単位セメントクリンカ当たりのガス原単位を少なくすることができる。
また、クリンカクーラから回収する二次空気量も少なくなり、しかも高温領域の二次空気を回収することとなるので、セメントキルンでのクリンカ焼成帯域の温度を容易に高めることができ、その結果、セメントクリンカの焼成能力を高めることができる。
したがって、高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、セメントキルン、仮焼炉、サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入し、低粘性の高含水率廃棄物を、セメントキルンの窯尻部、仮焼炉の二次空気ダクト、仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入し、その後焼却処理を行うこととしても、セメント焼成設備におけるクリンカ焼成量とクリンカ焼成度を容易に維持することができる。
また、セメントクリンカ焼成工程が、高含水率廃棄物中の水分の蒸発による影響を受け難くなるので、セメントの品質を低下させることなく、安定したセメント焼成設備の操業を行うことができる。
According to the processing method of the high water content waste present invention, fuel combustion air of the cement kiln of the cement burning facility, with is mixed oxygen to either or both of the fuel combustion air calciner performing fuel combustion Since oxygen generated from the oxygen supply means is mixed into the cooling air of the clinker cooler, the gas intensity per unit cement clinker to be fired can be reduced.
In addition, the amount of secondary air recovered from the clinker cooler is reduced, and secondary air in the high temperature region is recovered, so the temperature of the clinker firing zone in the cement kiln can be easily increased, and as a result, The firing ability of cement clinker can be increased.
Therefore, among high water content waste, highly viscous high water content sludge and washed fly ash are directly put into one or more of cement kiln, calciner, and suspension preheater , and low viscosity and high water content. Directly throw the waste into one or more of the cement kiln bottom, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the bottom cyclone of the suspension preheater. even performing the subsequent incineration process, it is possible to easily maintain the clinker burning amount and clinker burning degree of the cement burning facility.
In addition, since the cement clinker firing process is not easily affected by the evaporation of moisture in the high water content waste, stable cement firing equipment can be operated without deteriorating the quality of the cement.
本発明の高含水率廃棄物の処理装置によれば、セメントキルンの燃料燃焼空気、仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に酸素を供給するとともに、クリンカクーラの冷却用空気に混入させる酸素供給手段と、高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、セメントキルン、仮焼炉、サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、低粘性の高含水率廃棄物を、セメントキルンの窯尻部、仮焼炉の二次空気ダクト、仮焼炉の上半部からサスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、を備えたので、焼成される単位セメントクリンカ当たりのガス原単位を少なくすることができる。
また、クリンカクーラから回収する二次空気量も少なくなり、しかも高温領域の二次空気を回収することとなるので、セメントキルンでのクリンカ焼成帯域の温度を容易に高めることができ、その結果、セメントクリンカの焼成能力を高めることができる。
According to the high moisture content waste treatment apparatus of the present invention, oxygen is supplied to one or both of the fuel combustion air of the cement kiln and the fuel combustion air of the calciner, and is mixed into the cooling air of the clinker cooler. Oxygen supply means to be supplied, and supply means for directly feeding high-viscosity high-water content sludge and washing fly ash out of high-moisture-content waste into one or more of a cement kiln, calcining furnace, and suspension preheater, , Low-viscosity, high-moisture content waste, any one of the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the bottom cyclone of the suspension preheater supply means for introducing directly above Tokoro, since with a, it is possible to reduce the gas consumption rate per unit cement clinker is calcined.
In addition, the amount of secondary air recovered from the clinker cooler is reduced, and secondary air in the high temperature region is recovered, so the temperature of the clinker firing zone in the cement kiln can be easily increased, and as a result, The firing ability of cement clinker can be increased.
したがって、高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、セメントキルン、仮焼炉、サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入し、低粘性の高含水率廃棄物を、セメントキルンの窯尻部、仮焼炉の二次空気ダクト、仮焼炉の上半部からサスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入し、その後焼却処理を行うこととしても、セメント焼成設備におけるクリンカ焼成量とクリンカ焼成度を容易に維持することができる。
また、セメントクリンカ焼成工程が、高含水率廃棄物中の水分の蒸発による影響を受け難くなるので、セメントの品質を低下させることなく、一定の品質のセメントを安定して製造することができ、セメント焼成設備の安定操業を長期間に亘って行うことができる。
Therefore, among high water content waste, highly viscous high water content sludge and washed fly ash are directly put into one or more of cement kiln, calciner, and suspension preheater , and low viscosity and high water content. Directly throw the waste into any one or more of the area between the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the bottom cyclone of the suspension preheater, Even if it incinerates after that, the clinker baking amount and clinker baking degree in a cement baking equipment can be maintained easily.
In addition, since the cement clinker firing process is less affected by the evaporation of moisture in the high water content waste, it can stably produce a cement of a certain quality without degrading the quality of the cement, Stable operation of the cement firing facility can be performed over a long period of time.
本発明の高含水率廃棄物の処理方法及び処理装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本実施形態は、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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode of a high moisture content waste processing method and processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified.
図1は、本発明一実施形態のセメント製造設備を示す模式図であり、セメントキルンの窯尻部に高含水率廃棄物の処理装置を設けることにより、高含水率廃棄物を直接セメントキルンの窯尻部に投入して焼却処理を行い、さらに、クリンカクーラの冷却空気や燃料燃焼用一次空気に酸素を供給する酸素発生装置を設けることにより、多量の高含水率廃棄物を焼却処理し、しかも所定のセメント製造を行うセメント製造設備の例である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a cement production facility according to an embodiment of the present invention. By providing a high water content waste treatment device at the bottom of the kiln kiln, the high water content waste is directly removed from the cement kiln. By injecting into the bottom of the kiln to incinerate, and by installing an oxygen generator that supplies oxygen to the cooling air of the clinker cooler and the primary air for fuel combustion, incinerate a large amount of high water content waste, Moreover, it is an example of a cement production facility that performs predetermined cement production.
図において、1はセメント原料を乾燥・粉砕する原料ミル、2はセメント原料粉を分離するサイクロン、3はセメント原料貯蔵庫、4はセメントキルン、5はクリンカクーラ、6a〜6cはクリンカクーラ5の冷却ファン、6dはセメントキルン4の燃料燃焼用一次空気ファン、7は仮焼炉、8は複数段のサイクロン8a〜8dからなるサスペンションプレヒータ、9は仮焼炉7の二次空気ダクト、10は電気集塵機、11は排気煙突、12はバーナー、13はクーラ排気ライン、14はセメント原料供給ライン、15はセメント原料粉供給ライン、16はセメントクリンカ搬送ラインである。   In the figure, 1 is a raw material mill for drying and pulverizing cement raw material, 2 is a cyclone for separating cement raw material powder, 3 is a cement raw material storage, 4 is a cement kiln, 5 is a clinker cooler, and 6a to 6c are cooling clinker coolers 5. A fan, 6d is a primary air fan for fuel combustion of the cement kiln 4, 7 is a calcining furnace, 8 is a suspension preheater composed of a plurality of cyclones 8a to 8d, 9 is a secondary air duct of the calcining furnace 7, and 10 is an electric A dust collector, 11 is an exhaust chimney, 12 is a burner, 13 is a cooler exhaust line, 14 is a cement raw material supply line, 15 is a cement raw material powder supply line, and 16 is a cement clinker conveyance line.
21は水分を多量に含む有機系の汚泥である高含水率有機汚泥(高含水率廃棄物)をセメントキルン4の窯尻部4aへ直接投入する高含水率有機汚泥の直接投入処理装置(高含水率廃棄物の供給手段)であり、高含水率有機汚泥を貯留する貯留槽22と、高含水率有機汚泥のセメントキルン4の窯尻部4aへの投入量を調整するポンプ23と、高含水率有機汚泥をセメントキルン4の窯尻部4aへ搬送し投入する高含水率有機汚泥供給ライン24とにより構成されている。
このポンプ23は、セメント焼成設備におけるクリンカの焼成量に対して合計4重量%以上の処理能力を有する。
21 is a high moisture content organic sludge (high moisture content waste), which is an organic sludge containing a large amount of water, directly fed into the kiln bottom 4a of the cement kiln 4 (high moisture content organic sludge direct treatment apparatus (high Water content waste supply means), a storage tank 22 for storing high water content organic sludge, a pump 23 for adjusting the input amount of the high water content organic sludge to the kiln bottom 4a of the cement kiln 4; It is constituted by a high water content organic sludge supply line 24 that transports and feeds the water content organic sludge to the kiln bottom 4a of the cement kiln 4.
This pump 23 has a total processing capacity of 4% by weight or more with respect to the amount of clinker fired in the cement firing facility.
31は酸素製造供給装置(酸素供給手段)であり、酸素製造装置32と、一次空気酸素供給ライン33と、クリンカクーラ冷却空気酸素供給ライン34とにより構成されている。
この酸素製造装置32としては、PSA式酸素発生装置、膜分離法による酸素製造装置、深冷分離法による酸素発生装置等が好適に用いられる。
本実施形態では、酸素の生産量が大規模であること、連続して製造することが必要であり、一方、酸素の製造を瞬時に大きく変動させる必要性はない。したがって、これらの条件に合致する酸素製造装置としては、深冷分離法による酸素発生装置が好適である。この深冷分離法の酸素製造装置は、空気を圧縮、冷却して液化させ、酸素、窒素の沸点差を利用して分離するものであり、得られる酸素は比較的純度の高いものである。
Reference numeral 31 denotes an oxygen production supply device (oxygen supply means), which includes an oxygen production device 32, a primary air oxygen supply line 33, and a clinker cooler cooling air oxygen supply line.
As the oxygen production apparatus 32, a PSA type oxygen generation apparatus, an oxygen production apparatus using a membrane separation method, an oxygen generation apparatus using a cryogenic separation method, or the like is preferably used.
In the present embodiment, it is necessary that the amount of oxygen produced is large, and it is necessary to continuously produce oxygen. On the other hand, there is no need to fluctuate the production of oxygen instantaneously. Therefore, as an oxygen production apparatus that meets these conditions, an oxygen generator by a cryogenic separation method is suitable. The oxygen production apparatus of this cryogenic separation method compresses and cools air to liquefy it, and separates it using the difference in boiling point between oxygen and nitrogen, and the obtained oxygen has a relatively high purity.
本発明においては、セメント焼成に使用される燃料燃焼用空気の酸素濃度を高める目的のみであるので、必ずしも高純度の酸素は必要ではないが、この酸素製造装置32では、その消費動力とセメント焼成設備での高含水率廃棄物の処理量およびセメントクリンカの生産可能量などを考慮して最適となる条件の酸素純度で操業することとなる。すなわち、この酸素製造装置32で製造される酸素の純度は、90%程度以上あれば、本発明を実施する上でセメント焼成設備が要求する酸素を無駄なく供給することができる。   In the present invention, since the purpose is only to increase the oxygen concentration of the fuel combustion air used for cement firing, high-purity oxygen is not necessarily required. Considering the amount of waste with high water content in the facility and the production capacity of cement clinker, it will be operated at the optimal oxygen purity. That is, if the purity of the oxygen produced by the oxygen production apparatus 32 is about 90% or more, oxygen required by the cement firing facility for carrying out the present invention can be supplied without waste.
次に、酸素の製造量とセメント焼成設備のクリンカ生産量および高含水率廃棄物の処理量との関連について説明する。
高含水率廃棄物をセメント焼成設備で処理しない場合には、セメントクリンカの増産可能量は酸素供給量によって一義的に決定されるものであり、上記の酸素の純度が90%以上であれば、増産可能なセメントクリンカ単位当たりの酸素供給量は180〜200Nm/t程度と算出される。
Next, the relationship between the amount of oxygen produced, the amount of clinker produced by cement burning equipment, and the amount of high water content waste treated will be described.
When the high moisture content waste is not treated in the cement firing facility, the amount of the cement clinker that can be increased is uniquely determined by the oxygen supply amount, and if the oxygen purity is 90% or more, The oxygen supply amount per unit of cement clinker capable of increasing production is calculated to be about 180 to 200 Nm 3 / t.
一方、高含水率廃棄物をセメント焼成設備で処理する場合の、この高含水率廃棄物の処理量と供給される酸素量との関係は、例えば、セメントクリンカ生産能力を同等とし、100%水分とした高含水率廃棄物を処理すると仮定した場合には、単位高含水率廃棄物当たりの酸素供給量は500〜550Nm/t程度と算出される。
換言すれば、このセメント焼成設備においては、高含水率廃棄物の処理にはセメントクリンカ生産量の約2.5〜3倍程度のエネルギーが必要になる。
On the other hand, the relationship between the high water content waste processing amount and the supplied oxygen amount when processing high water content waste with a cement firing facility is, for example, equivalent to cement clinker production capacity and 100% water content. Assuming that the high water content waste is treated, the oxygen supply amount per unit high water content waste is calculated to be about 500 to 550 Nm 3 / t.
In other words, in this cement firing facility, energy of about 2.5 to 3 times the amount of cement clinker production is required for the treatment of high water content waste.
この酸素製造供給装置31により発生した酸素は、クリンカクーラ5の上流チャンバに流入するクリンカ冷却空気ファン6a、または一次空気ファン6d、あるいはクリンカ冷却空気ファン6a及び一次空気ファン6dそれぞれに、導入される。   Oxygen generated by the oxygen production and supply device 31 is introduced into the clinker cooling air fan 6a or the primary air fan 6d flowing into the upstream chamber of the clinker cooler 5, or the clinker cooling air fan 6a and the primary air fan 6d. .
次に、本実施形態のクリンカクーラ5として使用されることが好ましい高効率型クリンカクーラについて説明する。
本実施形態においては、従来型クリンカクーラであっても、その目的を十分に果たし得るものであるが、ここでは、高効率型クリンカクーラを例にとり、セメントクリンカの冷却機構と、冷却空気への酸素供給方法について説明する。
Next, a highly efficient clinker cooler that is preferably used as the clinker cooler 5 of the present embodiment will be described.
In this embodiment, even a conventional clinker cooler can sufficiently fulfill its purpose, but here, taking a high-efficiency clinker cooler as an example, a cooling mechanism for a cement clinker and cooling air are used. An oxygen supply method will be described.
高効率型クリンカクーラは、高温のセメントクリンカの冷却効率が高く、少ない冷却面積で、しかも少ない冷却風量で所定の温度にまで冷却することができるものである。
本実施形態のセメント焼成設備は、セメントキルンや仮焼炉にて富酸素燃焼を行うことに特徴があるので、富酸素燃焼によりセメント焼成能力を容易に向上させることが可能になる。
一般に、セメント焼成能力を上昇させた場合、クリンカクーラでのクリンカ冷却能力が必ずしも対応できない場合がある。本実施形態では、従来型クリンカクーラを高効率型クリンカクーラに替えることにより、増産をおこなった場合であっても、クリンカクーラでのクリンカ冷却能力を十分に対応することができるようにしている。
The high-efficiency clinker cooler has a high cooling efficiency of a high-temperature cement clinker, can be cooled to a predetermined temperature with a small cooling area, and with a small cooling area.
The cement firing facility of the present embodiment is characterized in that oxygen rich combustion is performed in a cement kiln or a calcining furnace, so that the cement firing capability can be easily improved by oxygen rich combustion.
In general, when the cement firing ability is increased, the clinker cooling ability in the clinker cooler may not always be able to cope. In the present embodiment, the conventional clinker cooler is replaced with a high-efficiency clinker cooler, so that the clinker cooling capacity of the clinker cooler can be sufficiently accommodated even when the production is increased.
図2は高効率型クリンカクーラ5の縦断面図、図3は図2のA−A線に沿う断面図であり、図において、41はセメントキルン4の窯前部4bに接続された長尺箱状のクーラ本体、42はクーラプレート、43はクーラプレート42の下面に設けられたグレートサポート、44は仕切板、45は冷却空気用配管、46は配管45の途中に設けられた屈曲可能なフレキシブル継手、47a〜47d及び47a、47a、47b、47bは冷却空気ファン、48はエアビーム(風箱)である。 2 is a vertical cross-sectional view of the high-efficiency clinker cooler 5, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and 41 is a long length connected to the kiln front portion 4b of the cement kiln 4. Box-shaped cooler body, 42 is a cooler plate, 43 is a great support provided on the lower surface of the cooler plate, 44 is a partition plate, 45 is a cooling air pipe, and 46 is a bendable pipe provided in the middle of the pipe 45 flexible joint, 47a-47d and 47a 1, 47a 2, 47b 1 , 47b 2 the cooling air fan, 48 is Eabimu (windbox).
クーラプレート42は、矩形状の板体であり、その表面には横幅方向にスリット状の冷却空気の噴出孔が数本形成されており、このスリット状の噴出孔からは冷却空気が板体表面に沿ってクリンカの進行方向に噴出するものであり、この冷却機構によって、プレート42の表面が冷却空気により保護されるため、高温クリンカによるプレート表面の熔損を防止することができるものであり、いわゆる波形プレート構造と称されるものである。
このクーラプレート42は、グレートサポート43と一体になることで、クーラプレート42とグレートサポート43とで囲まれた空間をエアビーム(風箱)48としている。
The cooler plate 42 is a rectangular plate body, and several slit-shaped cooling air ejection holes are formed in the lateral width direction on the surface thereof, and the cooling air is supplied from the slit-shaped ejection holes to the surface of the plate body. The surface of the plate 42 is protected by cooling air by this cooling mechanism, so that the plate surface can be prevented from being melted by the high-temperature clinker. This is a so-called corrugated plate structure.
The cooler plate 42 is integrated with the great support 43 so that a space surrounded by the cooler plate 42 and the great support 43 is an air beam (wind box) 48.
このエアビーム48は、図3に示すように、クーラ本体41の幅方向に仕切板44により2分割されており、それぞれの区画に送風する冷却空気ファン47a、47a、47b、47bによって一定の冷却空気がエアビーム48を経由してクーラプレート42の表面のスリット状の噴出孔からクリンカ層に対してクリンカの進行方向(図2中矢印方向)に噴出される。
この冷却空気によって、クリンカの冷却がクーラ本体41の幅方向に均一にしかも効率よく行われるようになっている。しかも、噴出する空気量を減少させた場合であっても、上述した冷却機構によりプレート42の表面の熔損を防止することができる。さらに、少ない空気量でクリンカを冷却した後の冷却空気は、高温度となるので、2次空気の熱回収率を高めることができる。
As shown in FIG. 3, the air beam 48 is divided into two by a partition plate 44 in the width direction of the cooler main body 41, and is supplied by cooling air fans 47a 1 , 47a 2 , 47b 1 , 47b 2 that blow air to the respective sections. A certain amount of cooling air is ejected from the slit-like ejection holes on the surface of the cooler plate 42 via the air beam 48 in the direction of movement of the clinker (in the direction of the arrow in FIG. 2).
With this cooling air, the clinker is cooled uniformly and efficiently in the width direction of the cooler body 41. Moreover, even if the amount of air to be ejected is reduced, the above-described cooling mechanism can prevent the surface of the plate 42 from being melted. Furthermore, since the cooling air after cooling the clinker with a small amount of air has a high temperature, the heat recovery rate of the secondary air can be increased.
この高効率型の冷却機構は、セメントキルン4及び仮焼炉7での燃料燃焼用2次空気の回収領域に設けられており、クリンカクーラ5の全冷却面積に対して25〜35%の面積に設置することで十分な高温二次空気を回収することができるとともに、良好なクリンカ冷却が得られるものである。   This high-efficiency cooling mechanism is provided in a recovery area of secondary air for fuel combustion in the cement kiln 4 and the calcining furnace 7 and has an area of 25 to 35% with respect to the total cooling area of the clinker cooler 5 It is possible to collect sufficient high-temperature secondary air and to provide good clinker cooling.
上記の酸素製造供給装置31により供給される酸素は、上記の高効率型の冷却機構を有する領域に冷却空気を送風している冷却空気ファン47a、47a、47b、47bにのみ供給されるものであり、これら冷却空気ファン47a、47a、47b、47bの空気取り入れ側のダクトに導入して、冷却空気に混入される。セメントキルン4の二次空気中の酸素濃度を高めた操業を行う場合には、冷却空気ファン47a、47aにより多くの酸素を供給することとなり、また、仮焼炉7の二次空気の酸素濃度を高めた操業を行う場合には、冷却空気ファン47b、47bにより多くの酸素を供給することとなる。 The oxygen supplied by the oxygen production supply device 31 is supplied only to the cooling air fans 47a 1 , 47a 2 , 47b 1 , 47b 2 blowing the cooling air to the region having the high-efficiency cooling mechanism. The cooling air fans 47a 1 , 47a 2 , 47b 1 , 47b 2 are introduced into the ducts on the air intake side and mixed into the cooling air. When an operation is performed in which the oxygen concentration in the secondary air of the cement kiln 4 is increased, a large amount of oxygen is supplied to the cooling air fans 47a 1 and 47a 2 and the secondary air of the calcining furnace 7 is supplied. When an operation with an increased oxygen concentration is performed, a large amount of oxygen is supplied to the cooling air fans 47b 1 and 47b 2 .
一方、セメントキルン4のバーナー12によって形成されるフレーム中の燃料燃焼速度をより高くする必要がある場合には、一次空気ファン6dにより多くの酸素を供給することとなる。これらの酸素の導入箇所への分配と供給量は、要求されるクリンカ生産量や高含水率廃棄物の処理量、および使用燃料等によって、セメント操業状態を確認しつつ決定されるものであるが、それぞれの箇所への酸素供給量を調整することによって、容易に所定の操業状態を保つことが出来る。   On the other hand, when it is necessary to increase the fuel combustion speed in the flame formed by the burner 12 of the cement kiln 4, more oxygen is supplied to the primary air fan 6d. The distribution and supply amount of these oxygen to the introduction site is determined while confirming the cement operation state according to the required clinker production amount, high water content waste processing amount, fuel used, etc. The predetermined operation state can be easily maintained by adjusting the amount of oxygen supplied to each part.
次に、上記のセメント焼成設備を用いて高含水率廃棄物を焼却処理する方法について説明する。
ここで焼却処理される高含水率廃棄物は、下水汚泥、工場汚泥、廃水、中和水、有機性スラッジ、洗浄焼却灰、洗浄飛灰の群から選択される1種または2種以上であり、かつ、高温にて焼却処理を行う廃棄物であり、多様な廃棄物である。
このように多様な高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰の投入位置は、セメントキルン4、仮焼炉7、サスペンションプレヒータ8のうちいずれかとすることができるが、特に、セメントキルン4の窯尻部4aが好ましい。
Next, a method for incinerating a high water content waste using the above cement burning equipment will be described.
The high water content waste to be incinerated is one or more selected from the group of sewage sludge, factory sludge, waste water, neutralized water, organic sludge, washing incineration ash, washing fly ash In addition, it is a waste that is incinerated at a high temperature and is a variety of waste.
Among such various high water content wastes, the high viscosity moisture sludge and washing fly ash can be put into any of the cement kiln 4, the calcining furnace 7, and the suspension preheater 8. In particular, the kiln bottom 4a of the cement kiln 4 is preferable.
一方、廃水などのほぼ100重量%が液体である低粘性の高含水率廃棄物の投入位置は、セメントキルン4の窯尻部4aの他、仮焼炉7の二次空気ダクト9、仮焼炉7の上半部からサスペンションプレヒータ8の最下段のサイクロン8dまでの間、のうち一個所以上が可能であるが、特に、仮焼炉7の上半部からサスペンションプレヒータ8の最下段のサイクロン8dまでの間であると、この投入によるセメント焼成装置に与える影響が小さいので好ましい。   On the other hand, the low-viscosity, high-water-content waste, such as waste water, which is liquid, is charged at the position of the kiln bottom 4a of the cement kiln 4, the secondary air duct 9 of the calcining furnace 7, the calcining. There can be one or more points between the upper half of the furnace 7 and the lowermost cyclone 8d of the suspension preheater 8, and in particular, the upper half of the calcining furnace 7 and the lowermost cyclone of the suspension preheater 8 are possible. It is preferable that it is up to 8d because the effect of this input on the cement baking apparatus is small.
高含水率廃棄物の投入位置を上記のように選択した理由は、投入された高含水率有機汚泥、廃水、洗浄飛灰などに含まれる臭気成分や有機成分が完全に燃焼分解され、しかも新たな臭気成分などを発生させる虞のない温度領域である必要があるからであり、最下段のサイクロン8dより燃焼ガスで上流側の位置であれば良い。
また、高含水汚泥の場合は、投入箇所を仮焼炉7とすると、含まれる水分が急激に蒸発することにより、仮焼炉7の燃料燃焼フレームの形成に対して悪影響を及ぼすので好ましくない。
The reason for selecting the high moisture content waste input position as described above is that the odor components and organic components contained in the input high water content organic sludge, waste water, washing fly ash, etc. are completely burned and decomposed, and new This is because it needs to be in a temperature range where there is no possibility of generating a bad odor component and the like, and may be located upstream of the lowermost cyclone 8d with the combustion gas.
Further, in the case of high water content sludge, if the charging place is the calcining furnace 7, the contained water is rapidly evaporated, which adversely affects the formation of the fuel combustion frame of the calcining furnace 7, which is not preferable.
また、前述の廃水の投入処理の場合にもあるように、セメントキルン4の窯尻部4a、仮焼炉7の二次空気ダクト9、仮焼炉7の上半部からサスペンションプレヒータ8の最下段のサイクロン8dまでの間では、それぞれの個所によって高含水率廃棄物のセメント焼成設備に与える影響が変化する。
例えば、セメントキルン4の窯尻部4aの場合では、投入された高含水率汚泥は直ちにセメントキルン4に導入され蒸発によって主にセメント原料の温度を低下させることとなり、セメントキルン4でのクリンカ焼成が難しくなるが、特にセメントキルン4に導入される二次空気中の酸素濃度を高めることにより、クリンカ焼成温度を確保することで容易に対応することができる。
In addition, as in the case of the above-described wastewater charging process, the suspension preheater 8 from the kiln bottom 4 a of the cement kiln 4, the secondary air duct 9 of the calcining furnace 7, and the upper half of the calcining furnace 7 is used. Until the lower cyclone 8d, the influence of the high moisture content waste on the cement firing facility varies depending on the location.
For example, in the case of the kiln bottom part 4a of the cement kiln 4, the high water content sludge that has been input is immediately introduced into the cement kiln 4 and the temperature of the cement raw material is mainly reduced by evaporation, and the clinker firing in the cement kiln 4 is performed. However, it can be easily handled by ensuring the clinker firing temperature by increasing the oxygen concentration in the secondary air introduced into the cement kiln 4 in particular.
ただし、過剰な酸素濃度はセメントキルン4の内部温度を急激に高めることとなるので、高含水率廃棄物をセメントキルン4の窯尻部に集中することは避けることが好ましい。
一方、仮焼炉7の二次空気ダクト9に投入する場合には、この二次空気ダクト9内での急激な水分蒸発により二次空気温度が低下することとなる。よって、セメント原料の脱炭酸を維持するために仮焼炉7の二次空気の酸素濃度を高め、また燃料を増加することによって容易に必要な脱炭酸を得ることが可能となる。
However, since excessive oxygen concentration rapidly increases the internal temperature of the cement kiln 4, it is preferable to avoid concentrating high water content waste on the kiln bottom of the cement kiln 4.
On the other hand, when it is introduced into the secondary air duct 9 of the calcining furnace 7, the secondary air temperature is lowered due to the rapid evaporation of water in the secondary air duct 9. Therefore, it is possible to easily obtain the necessary decarboxylation by increasing the oxygen concentration of the secondary air of the calcining furnace 7 and increasing the fuel in order to maintain the decarbonation of the cement raw material.
このように、高含水率有機汚泥や廃水などの投入個所、および、その後の水分の蒸発挙動によって、セメント焼成設備内の各所に与える影響が変化する。したがって、多量の高含水率廃棄物を投入する場合には、特定の個所に集中投入することを避け、例えば、セメントキルン4の窯尻部4a及び仮焼炉7の二次空気ダクト9、仮焼炉7の上半部から最下段サイクロン8dまでの間等、2箇所以上に分散して投入し、それぞれの箇所への投入量に応じてセメントキルン4および仮焼炉7の二次空気の酸素濃度を設定して燃料燃焼を行うことにより、より安定した高含水率廃棄物の処理が可能となる。   Thus, the influence given to each place in a cement baking equipment changes with input parts, such as a high moisture content organic sludge and wastewater, and the subsequent evaporation behavior of a water | moisture content. Therefore, when a large amount of waste having a high water content is charged, it is avoided to concentrate it at a specific location. For example, the kiln bottom 4a of the cement kiln 4 and the secondary air duct 9 of the calcining furnace 7, Between the upper half of the furnace 7 and the lowermost cyclone 8d, etc., it is distributed in two or more places, and the secondary air of the cement kiln 4 and the calciner 7 is supplied in accordance with the amount charged into each place. By setting the oxygen concentration and performing fuel combustion, it becomes possible to more stably treat waste with a high water content.
本発明のセメント焼成設備においては、富酸素燃焼をおこなうことにより、クリンカクーラ5から回収する二次空気の原単位が低下するので、回収する二次空気は高温度領域に移動することとなる。また、燃焼ガス原単位の低下により回収する二次空気全体の顕熱は低下するが、一方、セメント焼成設備におけるガスと原料の熱交換が進み、サスペンションプレヒータ8からの排ガスの温度低下および排ガス原単位が低下することとなる。よって、富酸素燃焼によるセメントクリンカの焼成のための熱量原単位はほとんど変化しないが、セメントクリンカ焼成能力は増加することとなる。   In the cement firing facility of the present invention, the unit of secondary air recovered from the clinker cooler 5 is reduced by performing oxygen-rich combustion, so that the recovered secondary air moves to a high temperature region. Further, although the sensible heat of the entire secondary air to be recovered decreases due to the reduction of the combustion gas intensity, on the other hand, the heat exchange between the gas and the raw material in the cement firing facility proceeds, and the temperature of the exhaust gas from the suspension preheater 8 decreases and the exhaust gas source. The unit will decrease. Therefore, the calorific value for calcining the cement clinker by oxygen-rich combustion hardly changes, but the cement clinker calcining capacity increases.
このような状態にて、高含水率廃棄物を上記の箇所のいずれか1箇所以上に投入処理した場合、セメントクリンカの生産能力の低下と熱量原単位の増加に伴う回収二次空気の原単位の増加が起こる。しかしながら、従来例と比較して熱量原単位の増加に伴う新たな回収二次空気は高温度となるので、熱量原単位の増加は大きくならない。この熱量原単位の増加は、概ね従来例の熱量原単位の増加の約60%程度の増加に留まる。   In such a state, when high water content waste is thrown into one or more of the above locations, the recovered secondary air intensity is associated with a decrease in the production capacity of cement clinker and an increase in the energy intensity. Increase occurs. However, since the new recovered secondary air accompanying the increase in the calorific value becomes higher in temperature than the conventional example, the increase in the calorific value does not increase. This increase in the calorific value is approximately about 60% of the increase in the calorific value of the conventional example.
本実施形態のセメント製造設備によれば、酸素製造供給装置31と、高含水率有機汚泥の直接投入処理装置21とを備えたので、酸素の供給による富酸素燃焼を行うことにより、ガス原単位の減少によるセメント焼成能力の増加を図ることができ、セメントキルン4内のクリンカ焼成帯域の温度を容易に高めることができる。
したがって、より効率のよい二次空気を回収することにより、過剰な燃焼ガスを必要としなくなり、高含水率有機汚泥を多量に処理する場合であっても、所定のセメント生産量を確保しつつセメントクリンカの焼成のための熱量原単位の増加を小さくし、得られるクリンカの品質を保つことができる。
According to the cement production facility of the present embodiment, since the oxygen production supply device 31 and the high water content organic sludge direct input treatment device 21 are provided, by performing oxygen-rich combustion by supplying oxygen, the gas intensity is obtained. As a result, it is possible to increase the cement firing ability and to easily increase the temperature of the clinker firing zone in the cement kiln 4.
Therefore, by recovering more efficient secondary air, excessive combustion gas is not required, and even when processing a large amount of high water content organic sludge, cement can be secured while ensuring a predetermined amount of cement production. The increase in the calorific value for calcining of the clinker can be reduced, and the quality of the obtained clinker can be maintained.
以下、実施例及び比較例にて本発明をより詳しく説明する。
比較例は、従来のセメント焼成設備において、高含水率廃棄物を処理した操業値より、その影響を確認したものであり、また、実施例は、同様のセメント焼成設備において、クリンカクーラにて冷却空気に酸素を付加した場合について、その操業値を予測したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
In the comparative example, the effect was confirmed from the operation value obtained by treating the waste with high water content in the conventional cement firing equipment, and the example was cooled by a clinker cooler in the same cement firing equipment. The operation value is predicted when oxygen is added to the air.
「比較例1〜6」
比較例1〜6として、従来型クリンカクーラを付設した下記のセメント焼成設備を用い、下水汚泥(高含水率汚泥)および水分がほぼ100重量%の廃液(廃水)の投入量および投入位置を変化させ処理試験を行った。
なお、これらの下水汚泥、廃水、セメント焼成設備等の概要は下記の通りである。
"Comparative Examples 1-6"
As Comparative Examples 1 to 6, the following cement firing equipment with a conventional clinker cooler was used, and the amount and position of sewage sludge (high water content sludge) and waste liquid (waste water) with a water content of approximately 100% by weight were changed. A treatment test was conducted.
The outline of the sewage sludge, waste water, cement burning equipment, etc. is as follows.
(1)下水汚泥
含水率 82%(固形分 18%)
固形分の性状
組成 :灰分14.2%、揮発分70%、固形炭素8.3%
元素分析:炭素37.4%、水素5.7%、窒素4.4%、酸素36.3%
発熱量(高位):3500Kcal/kg
(真発熱量3100Kcal/kg)
理論燃焼空気量:3.8Nm/kg
理論燃焼ガス量:4.4Nm/kg
(2)廃水
水分ほぼ100重量%の中和等の処理廃液
(1) Sewage sludge Moisture content 82% (solid content 18%)
Solid content composition: Ash content 14.2%, volatile content 70%, solid carbon 8.3%
Elemental analysis: carbon 37.4%, hydrogen 5.7%, nitrogen 4.4%, oxygen 36.3%
Calorific value (high): 3500 Kcal / kg
(True calorific value 3100Kcal / kg)
Theoretical combustion air volume: 3.8 Nm 3 / kg
Theoretical combustion gas amount: 4.4 Nm 3 / kg
(2) Wastewater Treatment wastewater such as neutralization with water content of almost 100% by weight
(3)セメント焼成設備A
従来のセメント焼成設備である。
a.サスペンションプレヒータおよび仮焼炉
5段サイクロン型サスペンションプレヒータ及び流動炉式仮焼炉(N−SF型)
b.セメントキルン
セメントキルンサイズ 100mL×5.3mφ
c.クリンカクーラ
従来型クリンカクーラ(バブ日立社製)
(3) Cement firing equipment A
This is a conventional cement firing facility.
a. Suspension preheater and calcining furnace 5-stage cyclone type suspension preheater and fluidized furnace calcining furnace (N-SF type)
b. Cement kiln Cement kiln size 100mL × 5.3mφ
c. Clinker cooler Conventional clinker cooler (manufactured by Bab Hitachi)
ここでは、従来のセメント焼成設備Aについて下水汚泥もしくは廃水の投入処理量および投入位置を選定し、下水汚泥または廃水の投入の無いセメントクリンカ生産量(クリンカ生産能力)に対して1重量%、4重量%、7重量%、の3水準で変更させた場合について、セメント焼成設備のクリンカ生産能力、クリンカ品質(焼成度)およびクリンカ焼成熱量原単位等の操業における変化を調べた。
なお、投入位置については、下水汚泥はセメントキルン窯尻部を、また廃水は仮焼炉を選定した。
また、操業条件は、サスペンションプレヒータ8の排ガス温度が380℃以上になった場合に、最上段のサイクロン8aのガスの入り口から水の噴霧を行い、最上段のサイクロン8aの排ガス温度を380℃に維持した。
これらの結果を表1に示す。
Here, the amount and position of sewage sludge or wastewater input are selected for the conventional cement firing equipment A, and 1% by weight with respect to the cement clinker production amount (clinker production capacity) without sewage sludge or wastewater input. In the case where the weight was changed at three levels of 7% by weight, changes in operations such as clinker production capacity, clinker quality (firing degree) and clinker calorific value of the clinker calcining equipment were examined.
Regarding the input position, the bottom of the cement kiln was selected for the sewage sludge, and the calciner was selected for the wastewater.
The operating condition is that when the exhaust gas temperature of the suspension preheater 8 becomes 380 ° C. or higher, water is sprayed from the gas inlet of the uppermost cyclone 8a, and the exhaust gas temperature of the uppermost cyclone 8a is set to 380 ° C. Maintained.
These results are shown in Table 1.
また、下水汚泥を全く投入しない場合を「基準」とし、下水汚泥または廃水の処理を増加させた場合について、セメント焼成設備の操業値の変化について調べた。各操業条件における燃料焚比、セメント焼成設備の各部温度、操業状況の評価結果を表2に示す。
なお、表2中の「温度変化量」とは、基準値からの温度変化量(温度差)のことである。
なお、表2中の操業状況の判断基準は下記の通りである。
○:クリンカの焼成度の維持及び長時間の連続操業に支障が無い場合。
△:セメントキルンの燃焼ガス量が確保できない等により、頻繁にクリンカ焼成量をより低下させて対応する等の場合。
×:クリンカ焼成度の維持が難しく、連続操業が困難である場合。
In addition, the case where no sewage sludge was added was regarded as the “standard”, and the change in the operating value of the cement burning equipment was investigated when the treatment of sewage sludge or wastewater was increased. Table 2 shows the evaluation results of the fuel ratio, the temperature of each part of the cement firing facility, and the operation status under each operation condition.
The “temperature change amount” in Table 2 is the temperature change amount (temperature difference) from the reference value.
In addition, the criteria for judging the operation status in Table 2 are as follows.
○: When maintaining the degree of clinker firing and continuous operation for a long time.
Δ: When the amount of combustion gas in the cement kiln cannot be ensured, etc., and the clinker firing amount is frequently reduced to cope with it.
X: When the clinker firing degree is difficult to maintain and continuous operation is difficult.
表1及び表2によれば、約4%の下水汚泥の処理時には、セメント焼成設備の操業の継続が可能であったものの、セメントキルン窯尻温度の上昇に伴うアンザツ付着が増加した場合にはクリンカ焼成度を維持することが難しく、著しくクリンカ焼き出し量を低下させる必要があるなどの問題点があった。
また、約6%の下水汚泥の処理時には、セメント焼成設備の操業、が不安定となり、クリンカ焼成度を確保することが困難であった。
According to Tables 1 and 2, when about 4% of sewage sludge was treated, it was possible to continue the operation of the cement firing equipment, but when the adhesion of apricot increased with the rise of the cement kiln kiln bottom temperature, It was difficult to maintain the clinker firing degree, and there was a problem that it was necessary to significantly reduce the amount of clinker firing.
In addition, when processing about 6% of sewage sludge, the operation of the cement firing facility became unstable, and it was difficult to ensure the degree of clinker firing.
特に、約6%の水準では、セメントキルンの窯尻部の温度の上昇に伴う急激なアンザツ付着の増加や、燃焼ガス量が低下することにより、クリンカ焼成帯のクリンカ温度を維持することが難しく、操業に対する悪化要因が多くなり、長時間の連続操業は困難な状況であった。
クリンカ焼成能力の変化については、セメント焼成設備(A)においては、下水汚泥の処理量に対して約3重量倍のクリンカ焼成量が低下する。また、クリンカ焼成の熱量原単位は、3〜4%の処理範囲において下水汚泥1重量%添加当たり熱量原単位は2.0%程度悪化することが確認された。
したがって、セメント焼成設備Aにおける下水汚泥の処理可能量は、セメント焼成設備の安定操業が可能な範囲のみにて行われるとすると、無添加時のクリンカ焼成能力に対して約3〜4%以下となる。
In particular, at a level of about 6%, it is difficult to maintain the clinker temperature in the clinker firing zone due to a sudden increase in anzat adhesion accompanying a rise in the temperature of the kiln bottom of the cement kiln and a decrease in the amount of combustion gas. However, there were many factors that deteriorated operation, and continuous operation for a long time was difficult.
Regarding the change in the clinker firing capacity, in the cement firing facility (A), the clinker firing amount is reduced by about 3 times the amount of the treated sewage sludge. It was also confirmed that the calorific value of clinker firing deteriorated by about 2.0% per 1% by weight of sewage sludge in the treatment range of 3 to 4%.
Therefore, the amount of sewage sludge that can be treated in the cement firing facility A is about 3 to 4% or less with respect to the clinker firing capacity when no additive is added, if it is performed only within a range in which the cement firing facility can be stably operated. Become.
「実施例1〜7」
従来のセメント焼成設備Aに本発明の酸素製造供給装置を付設し、一部は従来のクリンカクーラを高効率型クリンカクーラに変更した下記のセメント焼成設備B、Cを用い、比較例と同様にしてセメント焼成設備のクリンカ生産能力、クリンカ品質(焼成度)およびクリンカ焼成熱量原単位等の操業における変化を予測計算により調べた。
予測の条件は、酸素の付加をクリンカクーラの冷却空気に導入するものとし、セメントキルンの一次空気等を含む燃料燃焼用空気の酸素濃度を23%、仮焼炉用の燃料燃焼用空気の酸素濃度を25%とした場合について、セメント焼成能力の増加、および高含水率廃棄物の処理の可能量について行った。
"Examples 1-7"
The oxygen production and supply apparatus of the present invention is attached to the conventional cement firing facility A, and the following cement firing facilities B and C, in which the conventional clinker cooler is changed to a high-efficiency clinker cooler, are used as in the comparative example. The changes in operation such as clinker production capacity, clinker quality (firing degree) and clinker calorific value of cement calcination equipment were investigated by prediction calculation.
The prediction conditions are that oxygen addition is introduced into the cooling air of the clinker cooler, the oxygen concentration of the fuel combustion air including the primary air of the cement kiln is 23%, the oxygen of the fuel combustion air for the calciner For the case where the concentration was 25%, the increase in cement firing ability and the possible amount of waste with high water content were performed.
(1)セメント焼成設備B
従来のセメント焼成設備(セメント焼成設備A)+酸素製造供給装置
(2)セメント焼成設備C
従来のセメント焼成設備(セメント焼成設備A)のクリンカクーラを高効率型クリンカクーラに変更+酸素製造供給装置
高効率型クリンカクーラ:IKN社製ペンジュラムクリンカクーラ
(1) Cement firing equipment B
Conventional cement firing equipment (cement firing equipment A) + oxygen production and supply equipment (2) Cement firing equipment C
Clinker cooler of conventional cement firing equipment (cement firing equipment A) is changed to high-efficiency clinker cooler + oxygen production and supply equipment High-efficiency clinker cooler: PENJRAM clinker cooler manufactured by IKN
実施例1〜7それぞれの想定条件は下記のとおりである。
・実施例1(操業想定例1);セメント焼成設備Bにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を行わない場合で、クリンカ焼成能力の増加とその操業を想定。
・実施例2(操業想定例2);セメント焼成設備Bにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を比較例3と同等量処理を行った場合の操業想定。
・実施例3(操業想定例3);セメント焼成設備Bにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を行い、クリンカ焼成能力を基準値と同じとする操業において、高含水率廃棄物の処理可能量とその操業を想定。
・実施例4(操業想定例4);セメント焼成設備Bにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を行い、より高含水率廃棄物の処理量を増加した場合の操業想定。
The assumed conditions of Examples 1 to 7 are as follows.
Example 1 (Assumed operation example 1): In the cement firing facility B, when the high water content waste is not treated under the above oxygen-rich combustion conditions, an increase in clinker firing capacity and its operation are assumed.
Example 2 (Operational assumption example 2): In the cement firing facility B, an operation assumption in the case where the high moisture content waste is treated in the above oxygen-rich combustion condition in the same amount as in Comparative Example 3.
Example 3 (Operational assumption example 3): In the cement firing facility B, in the operation in which the waste with high water content is treated under the above oxygen-rich combustion conditions and the clinker firing capacity is the same as the reference value, the high water content Assumes the amount of waste that can be treated and its operation.
-Example 4 (Operational assumption example 4): In the cement baking facility B, the operation when the high water content waste is treated under the above oxygen-rich combustion conditions and the treatment amount of the high water content waste is increased. Assumption.
・実施例5(操業想定例5);セメント焼成設備Bにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を行い、高含水率廃棄物の投入箇所を二箇所とした場合の操業想定。
・実施例6(操業想定例6);セメント焼成設備Cにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を行わない場合で、クリンカ焼成能力の増加とその操業を想定。
・実施例7(操業想定例7);セメント焼成設備Cにおいて、上記の富酸素燃焼条件にて高含水率廃棄物の処理を行い、より高含水率廃棄物の処理量を増加した場合の操業想定。
これらの結果を表3及び表4に示す。
-Example 5 (Operation assumption example 5): In the cement baking equipment B, when the high water content waste is treated under the above oxygen-rich combustion conditions, the high water content waste is put into two places. Assumed operation.
Example 6 (Operational assumption example 6): In the cement baking facility C, when the high water content waste is not treated under the above oxygen-rich combustion conditions, an increase in clinker baking capacity and its operation are assumed.
-Example 7 (Operation assumption example 7): In the cement firing facility C, the operation when the high water content waste is treated under the above oxygen-rich combustion conditions and the treatment amount of the high water content waste is increased. Assumption.
These results are shown in Tables 3 and 4.
表3及び表4によれば、富酸素燃焼を行ったセメント焼成設備Bおよびセメント焼成設備Cによる高含水率廃棄物の処理においては、想定計算結果から次の操業状態の変化が現れることが分かった。
(1) 富酸素燃焼により、セメント焼成設備のクリンカ焼成能力の向上が可能となる。
(2) 富酸素燃焼により回収する二次空気原単位が低下するので、該二次空気は高温度領域のみの回収となり、特に仮焼炉二次空気において顕著に温度が上昇する。
According to Tables 3 and 4, it can be seen that in the treatment of high moisture content waste by the cement firing facility B and the cement firing facility C that performed oxygen-rich combustion, the following operational state changes appear from the assumed calculation results. It was.
(1) Oxygen combustion makes it possible to improve the clinker firing ability of cement firing equipment.
(2) Since the secondary air intensity recovered by oxygen-rich combustion is reduced, the secondary air is recovered only in the high temperature region, and the temperature rises significantly particularly in the calcining furnace secondary air.
(3) 富酸素燃焼により、ガス原単位の減少により、燃料燃焼ガス温度の上昇およびサスペンションプレヒータの上段領域の熱交換後のガス温度の低下が起こる。また、窯尻温度の低下に繋がると予想できる。
(4) 従って、富酸素燃焼では、セメントクリンカの焼成のための熱量原単位は、ほとんど変化しない。
(5) 富酸素燃焼下での、高含水率廃棄物の処理は、上記の(2)、(3)の現象により、特に熱量原単位に与える影響が緩和され、小さくなる。
(3) Oxygen-rich combustion causes a decrease in gas intensity, resulting in an increase in fuel combustion gas temperature and a decrease in gas temperature after heat exchange in the upper region of the suspension preheater. It can also be expected to lead to a decrease in kiln bottom temperature.
(4) Therefore, in the oxygen-rich combustion, the calorific value for calcining the cement clinker hardly changes.
(5) The treatment of waste having a high water content under oxygen-rich combustion is particularly reduced by the effects of the above-mentioned (2) and (3), and the influence on the calorific value is alleviated.
実施例1では、セメントキルンの一次空気等を含む燃料燃焼用空気の酸素濃度を23%、仮焼炉用の燃料燃焼用空気の酸素濃度を25%としたので、燃焼用空気原単位の低下に伴って回収する二次空気温度が高温領域のみに移動することにより、特に仮焼炉の二次空気の温度上昇が顕著になる一方、サスペンションプレヒータの2段目のサイクロン出口温度等が低下することにより、クリンカ焼成能力が約22%向上する他、熱量原単位が若干低下した。   In Example 1, the oxygen concentration of the fuel combustion air containing primary air of the cement kiln is 23%, and the oxygen concentration of the fuel combustion air for the calciner is 25%. As the secondary air temperature to be recovered moves only to the high temperature region, the temperature rise of the secondary air in the calciner becomes particularly significant, while the second stage cyclone outlet temperature of the suspension preheater decreases. As a result, the clinker firing ability was improved by about 22%, and the calorific value was slightly reduced.
実施例2〜5は、クリンカクーラを従来型としたセメント焼成設備Bにおける高含水率廃棄物の処理量を順次増加していった操業状態を予測したものであるが、高含水率廃棄物の処理が操業に及ぼす影響は、高含水率廃棄物の添加量1重量%当たりクリンカ焼成熱量原単位で1〜1.3%の増加に留まる。これにより、サスペンションプレヒータの上段領域のガス温度が低下し、窯尻部の温度が上昇することのない操業が可能になった。
以上により、高含水率廃棄物の処理可能量は、クリンカ焼成量に対して5重量%以上となった。したがって、高含水率廃棄物の処理量を10重量%以上としても、操業が十分可能であることが予想される結果となった。
Examples 2 to 5 are predictions of operating states in which the amount of high water content waste in cement firing equipment B, which uses a clinker cooler as a conventional type, was sequentially increased. The effect of the treatment on the operation is only an increase of 1 to 1.3% in terms of clinker calorific value per 1% by weight of the high water content waste added. As a result, the gas temperature in the upper region of the suspension preheater is lowered, and operation without increasing the temperature at the bottom of the kiln becomes possible.
As a result, the treatable amount of the high water content waste was 5% by weight or more with respect to the clinker firing amount. Therefore, even if the treatment amount of the high water content waste is set to 10% by weight or more, it is expected that the operation is sufficiently possible.
実施例6、7は、クリンカクーラを高効率型としたセメント焼成設備Cにおける操業状態を予測したものであるが、高効率型クリンカクーラの導入によりクリンカクーラの熱交換の向上を図ることができるので、より多くのクリンカの生産が可能になる。さらに、クリンカ焼成熱量原単位の低減が可能になり、クリンカ焼成量を維持しつつより多量の高含水率廃棄物の処理が可能になる。   In Examples 6 and 7, the operation state in the cement firing equipment C with a high-efficiency clinker cooler is predicted. However, the heat exchange of the clinker cooler can be improved by introducing the high-efficiency clinker cooler. So it becomes possible to produce more clinker. Furthermore, it is possible to reduce the basic unit of calcining calcining calorie, and it becomes possible to treat a larger amount of high water content waste while maintaining the calcining calcining amount.
以上のように、従来型のセメント焼成設備Aと比較すると、実施例のセメント焼成設備B、Cは、富酸素燃焼を行うことにより、高含水率廃棄物のセメント焼成設備に及ぼす影響をクリンカ焼成熱量原単位で約50〜60%に低減することができ、クリンカ焼成能力を向上させることができることが分かった。
さらに、高含水率廃棄物の処理量の増加に伴う操業への影響を緩和または減少させることができるので、所定量のクリンカ焼成量を確保しつつ多量の高含水率廃棄物を処理することが十分可能であることが分かった。
As described above, when compared with the conventional cement firing facility A, the cement firing facilities B and C of the examples show the effect of the high moisture content waste on the cement firing facility by performing oxygen-rich combustion. It was found that the calorific value can be reduced to about 50 to 60%, and the clinker firing ability can be improved.
Furthermore, since the impact on the operation associated with an increase in the treatment amount of high water content waste can be reduced or reduced, it is possible to treat a large amount of high water content waste while ensuring a predetermined amount of clinker firing amount. It turns out that it is possible enough.
本発明の一実施形態のセメント製造設備を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cement manufacturing equipment of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のセメント製造設備の高効率型クリンカクーラを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the high efficiency type clinker cooler of the cement manufacturing equipment of one Embodiment of this invention. 図2のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG.
符号の説明Explanation of symbols
1 原料ミル
2 サイクロン
3 セメント原料貯蔵庫
4 セメントキルン
4a 窯尻部
4b 窯前部
5 クリンカクーラ
6a〜6c クリンカクーラ冷却ファン
7 仮焼炉
8 サスペンションプレヒータ
8a〜8d サイクロン
9 二次空気ダクト
10 電気集塵機
11 排気煙突
12 バーナー
13 クーラ排気ライン
14 セメント原料供給ライン
15 セメント原料粉供給ライン
16 セメントクリンカ搬送ライン
21 高含水率有機汚泥の直接投入処理装置
22 貯留槽
23 ポンプ
24 高含水率有機汚泥供給ライン
31 酸素製造供給装置
32 酸素製造装置
33 一次空気酸素供給ライン
34 クリンカクーラ冷却空気酸素供給ライン
41 クーラ本体
42 クーラプレート
43 グレートサポート
44 仕切板
45 冷却空気用配管
46 フレキシブル継手
47a〜47d、47a、47a、47b、47b 冷却空気ファン
48 エアビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material mill 2 Cyclone 3 Cement raw material storage 4 Cement kiln 4a Kiln bottom part 4b Kiln front part 5 Clinker cooler 6a-6c Clinker cooler cooling fan 7 Calciner 8 Suspension preheater 8a-8d Cyclone 9 Secondary air duct 10 Electric dust collector 11 Exhaust chimney 12 Burner 13 Cooler exhaust line 14 Cement raw material supply line 15 Cement raw material powder supply line 16 Cement clinker transfer line 21 High moisture content organic sludge direct input treatment device 22 Reservoir 23 Pump 24 High moisture content organic sludge supply line 31 Oxygen Production supply device 32 Oxygen production device 33 Primary air oxygen supply line 34 Clinker cooler cooling air oxygen supply line 41 Cooler body 42 Cooler plate 43 Great support 44 Partition plate 45 Cooling air piping 46 Flexi Le joint 47a~47d, 47a 1, 47a 2, 47b 1, 47b 2 the cooling air fan 48 Eabimu

Claims (5)

  1. セメント原料を予熱するサスペンションプレヒータと、予熱された前記セメント原料を仮焼する仮焼炉と、この仮焼されたセメント原料を焼成しクリンカとするセメントキルンと、このクリンカを冷却するクリンカクーラとを備えたセメント焼成設備を用いて高含水率廃棄物を焼却処理する方法であって、
    酸素供給手段から発生した酸素を、前記セメントキルンの燃料燃焼空気、前記仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に混入させて燃料燃焼を行うとともに、前記酸素供給手段から発生した酸素を、前記クリンカクーラの冷却用空気に混入させ、
    前記高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、前記セメントキルン、前記仮焼炉、前記サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入し、低粘性の高含水率廃棄物を、前記セメントキルンの窯尻部、前記仮焼炉の二次空気ダクト、前記仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入し、その後焼却処理を行うことを特徴とする高含水率廃棄物の処理方法。
    A suspension preheater for preheating the cement raw material, a calcining furnace for calcining the preheated cement raw material, a cement kiln for firing the calcined cement raw material to be a clinker, and a clinker cooler for cooling the clinker A method for incinerating high water content waste using a cement burning facility provided,
    Oxygen generated from the oxygen supply means is mixed with one or both of the fuel combustion air of the cement kiln and the fuel combustion air of the calcining furnace to perform fuel combustion, and the oxygen generated from the oxygen supply means is , Mixed in the cooling air of the clinker cooler,
    Among the high water content waste, highly viscous high water content sludge and washed fly ash are directly put into one or more of the cement kiln, the calciner, and the suspension preheater, and the low viscosity high The moisture content waste is any one of the kiln bottom of the cement kiln, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the lowermost cyclone of the suspension preheater. A method for treating high moisture content waste, characterized in that it is directly charged and then incinerated.
  2. 前記高含水率廃棄物の前記仮焼炉または前記セメントキルンへの投入量は、前記セメント焼成設備における前記クリンカの焼成量に対して4重量%以上、前記高含水率廃棄物に含まれる合計含水量に換算して3重量%以上、のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の高含水率廃棄物の処理方法。 The amount of the high water content waste introduced into the calcining furnace or the cement kiln is 4% by weight or more based on the amount of the clinker fired in the cement firing facility, and the total amount contained in the high water content waste. The method for treating a high water content waste according to claim 1 , wherein the water content is at least 3% by weight in terms of water content.
  3. 前記高含水率廃棄物は、下水汚泥、工場汚泥、廃水、中和水、有機性スラッジ、洗浄焼却灰、洗浄飛灰の群から選択される1種または2種以上であり、かつ、高温にて焼却処理を行う廃棄物であることを特徴とする請求項1または2記載の高含水率廃棄物の処理方法。 The high moisture content waste is one or more selected from the group of sewage sludge, factory sludge, waste water, neutralized water, organic sludge, washing incineration ash, washing fly ash, and high temperature 3. The method for treating a high water content waste according to claim 1 , wherein the waste is subjected to incineration.
  4. 前記クリンカクーラは、ペンジュラムクリンカクーラであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の高含水率廃棄物の処理方法。 The method for treating a high water content waste according to any one of claims 1 to 3, wherein the clinker cooler is a pendulum clinker cooler .
  5. セメント原料を予熱するサスペンションプレヒータと、予熱された前記セメント原料を仮焼する仮焼炉と、この仮焼されたセメント原料を焼成しクリンカとするセメントキルンと、このクリンカを冷却するクリンカクーラとを備えたセメント焼成設備を用いて高含水率廃棄物を焼却処理する装置であって、
    前記セメントキルンの燃料燃焼空気、前記仮焼炉の燃料燃焼空気のうちいずれかまたは双方に酸素を供給するとともに、前記クリンカクーラの冷却用空気に混入させる酸素供給手段と、
    前記高含水率廃棄物のうち、粘性の高い高含水率汚泥や洗浄飛灰を、前記セメントキルン、前記仮焼炉、前記サスペンションプレヒータのうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、低粘性の高含水率廃棄物を、前記セメントキルンの窯尻部、前記仮焼炉の二次空気ダクト、前記仮焼炉の上半部から前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンまでの間のうちいずれか一個所以上に直接投入する供給手段と、
    を備えてなることを特徴とする高含水率廃棄物の処理装置。
    A suspension preheater for preheating the cement raw material, a calcining furnace for calcining the preheated cement raw material, a cement kiln for firing the calcined cement raw material to be a clinker, and a clinker cooler for cooling the clinker An apparatus for incinerating high water content waste using the cement burning equipment provided,
    Oxygen supply means for supplying oxygen to either or both of the fuel combustion air of the cement kiln and the fuel combustion air of the calciner, and to be mixed into the cooling air of the clinker cooler ;
    Among the high water content waste, a supply means for directly feeding highly viscous high water content sludge and washing fly ash to any one or more of the cement kiln, the calciner, and the suspension preheater , Viscous, high moisture content waste is any of the cement kiln kiln bottom, the secondary air duct of the calciner, and the upper half of the calciner to the lowest cyclone of the suspension preheater. Or supply means to directly input into one or more locations,
    A high moisture content waste treatment apparatus comprising:
JP2007081447A 2007-03-27 2007-03-27 High moisture content waste treatment method and treatment equipment Expired - Fee Related JP4926781B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007081447A JP4926781B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 High moisture content waste treatment method and treatment equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007081447A JP4926781B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 High moisture content waste treatment method and treatment equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008239393A JP2008239393A (en) 2008-10-09
JP4926781B2 true JP4926781B2 (en) 2012-05-09

Family

ID=39911176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007081447A Expired - Fee Related JP4926781B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 High moisture content waste treatment method and treatment equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4926781B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102452802B (en) * 2010-10-21 2013-09-11 川崎重工业株式会社 Treating equipment for waste containing sludge
CN102913939B (en) * 2012-11-01 2014-06-11 李东林 Rich oxygen supply process for dry-method cement rotary-kiln production
CN103727544B (en) * 2014-01-14 2016-07-13 中信重工机械股份有限公司 Cement kiln works in coordination with the ash cooling device and technique that process urban garbage system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5418686B2 (en) * 1975-01-14 1979-07-10
JPS5333219A (en) * 1976-09-08 1978-03-29 Sumitomo Cement Co Method of baking with reduction of nitrogen oxides content by adding oxygen
JPH0212324B2 (en) * 1983-12-12 1990-03-20 Ishigaki Mech Ind
JPH02263746A (en) * 1989-04-04 1990-10-26 Tosoh Corp Method and device for combustion in cement rotary kiln
US5007823A (en) * 1989-12-01 1991-04-16 Air Products And Chemicals, Inc. Dust recycling to rotary kilns
JP2771113B2 (en) * 1994-05-13 1998-07-02 千里 富澤 Liquefaction sludge combustion control method
JPH11278888A (en) * 1998-03-26 1999-10-12 Taiheiyo Cement Corp Production of cement
FR2795808B1 (en) * 1999-07-02 2001-09-14 Air Liquide Combustion process applicable to the manufacture of cement
JP2001048606A (en) * 1999-08-11 2001-02-20 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Cement clinker cooler
JP2002173349A (en) * 2000-12-06 2002-06-21 Hitachi Cement Kk Process and equipment for firing cement raw material
JP3246509B1 (en) * 2001-06-07 2002-01-15 三菱マテリアル株式会社 Treatment facilities for hydrous sludge
JP2005214445A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Fuel combustion method and combustion device
JP4777044B2 (en) * 2005-11-04 2011-09-21 太平洋セメント株式会社 Cement manufacturing apparatus and cement manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008239393A (en) 2008-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5547821B2 (en) Carbon conversion system with integrated treatment zone
JP2005097063A (en) Method for treating organic waste
CN101713543B (en) Sludge incinerator with no auxiliary fuel
WO2001059366A1 (en) Method and process for co-combustion in a waste-to-energy facility
JP4908031B2 (en) High moisture content waste treatment method and treatment equipment
JP4926781B2 (en) High moisture content waste treatment method and treatment equipment
JP4958855B2 (en) Organic waste disposal methods
JP2008239359A (en) Method and apparatus for recovering carbon dioxide in cement firing equipment
JP2004002552A (en) Waste gasification method, waste gasification device, and waste treatment apparatus using the same
WO2010047042A1 (en) Apparatus for utilizing biomass using pulverized coal firing boiler, and method for utilizing biomass using the apparatus
KR20010073025A (en) Process for thermal treatment of residual materials containing oil and iron oxide
JP2005270874A (en) Treatment method of polluted soil and apparatus thereof
DK176553B1 (en) Process and plant for the manufacture of cement clinker
EP1367323A1 (en) Gasification melting furnace and gasification melting method for combustible refuse and/or burned ash
JP3782334B2 (en) Exhaust gas treatment equipment for gasifier
JP2005221195A (en) Method for treating organic waste and device therefor
JPH11173520A (en) Method and device for fluidized bed type thermal decomposition
JP2001342476A (en) Method and facility for producing carbonized waste
JP2001342044A (en) Lime firing furnace
US6189462B1 (en) Burning/melting method of waste melting furnace
JP4036826B2 (en) Incineration melt cooling method
JP2007252992A (en) Inflammable gas from sludge, recovery process of slag, and gasification melting furnace of sludge
JP2007216208A (en) Treating method of waste
CN102452803B (en) Waste treatment equipment
CN107143864A (en) A kind of technique of full combustion slime circulating fluidized bed boiler burning sludge

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090820

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110329

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110527

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120131

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees