JP4997130B2

JP4997130B2 - アスファルト混合物製造装置

Info

Publication number: JP4997130B2
Application number: JP2008017129A
Authority: JP
Inventors: 秀人蓬莱; 昌宏神尾; 健太三宅
Original assignee: 日工株式会社
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: JP2009179935A

Description

本発明は、バーナを有するバージンドライヤ、バーナを有するリサイクルドライヤ、及びリサイクルドライヤの排ガス中の臭気成分を燃焼させるバーナを有する脱臭炉を備えたアスファルト混合物製造装置に関し、特に、脱臭炉から排気される高温排ガスと前記各バーナに供給する燃焼用空気とを一基の熱交換器にて熱交換して燃焼用空気を予熱し、この予熱した燃焼用空気を各バーナに分配供給することで省エネを図るようにしたアスファルト混合物製造装置に関する。

アスファルト混合物製造工場には、通常、新規骨材（以下「新材」という）を加熱するバージンドライヤと、アスファルト舗装廃材（以下「廃材」という）を加熱するリサイクルドライヤとを併設したアスファルト混合物製造装置が設置される。前記リサイクルドライヤにて廃材を加熱するときには、加熱条件により悪臭の排ガスが発生することがあり、この悪臭処理のために脱臭炉を設置し、排ガス中の悪臭成分を約８００℃前後で燃焼して脱臭することが行われる。このとき、脱臭炉から排気される排ガスは高温であって大気中に放出すると経済的損失となるために、特許文献１には、リサイクルドライヤと脱臭炉とを有するリサイクルプラントにおいて、二基の熱交換器を設置し、第一の熱交換器では脱臭炉へと導入する悪臭成分を含む排ガスを予熱し、第二の熱交換器では脱臭炉バーナに供給する燃焼用空気を予熱するなど、脱臭炉の高温排ガスの保有熱の回収に工夫をこらして省エネルギーを図ることが記載されている。
特開平８−２１８３１１号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されたものはリサイクル専用のリサイクルプラントであって、二基の熱交換器を使用して、脱臭炉へと導入する悪臭成分を含む排ガスと、脱臭炉バーナの燃焼用空気とを予熱することで脱臭炉の排ガスの熱回収を行っているものの、脱臭炉の排ガスの保有する熱量はまだまだ回収利用できる余地がある。そして、リサイクルドライヤとバージンドライヤとを併設したアスファルト混合物製造装置では、脱臭炉の排ガス熱を更に有効利用できる箇所もあり、この種アスファルト混合物製造装置では更なる省エネギーの工夫が期待されている。ところで、従来は、特許文献１に示すように、バーナの燃焼用空気を予熱するときには、一基の熱交換器で一基のバーナに予熱空気を供給するという形態をとっており、もしも複数のバーナに予熱空気を供給しようとすれば同数の熱交換器が必要となってコスト高となるため、何らかの工夫を要する。

本発明は上記の点に鑑み、脱臭炉の高温排ガスとバーナ燃焼用空気とを熱交換器にて熱交換し、この予熱した燃焼用空気を複数のバーナに分配供給可能とし、脱臭炉の排ガス保有熱を多く回収して省エネルギー効果を高めるようにしたアスファルト混合物製造装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１記載のアスファルト混合物製造装置は、新規骨材を加熱するバーナを有するバージンドライヤと、廃材を加熱再生するバーナを有するリサイクルドライヤと、該リサイクルドライヤの排ガス中の臭気成分を燃焼させるバーナを有する脱臭炉等とを備えたアスファルト混合物製造装置において、前記脱臭炉から排気される高温排ガスと前記各バーナに供給する燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱する熱交換器と、燃焼用空気を熱交換器に供給する送風機と、熱交換器にて予熱した燃焼用空気を前記バージンドライヤ、リサイクルドライヤ、及び脱臭炉の各バーナのうち、少なくとも二つのバーナに供給する予熱空気供給ダクトと、熱交換器受熱出口側の予熱された燃焼用空気の静圧を測定する圧力センサーとを配設し、該圧力センサーにて検出する静圧が前記各バーナの必要とする燃焼用空気量の変動に対し即座に供給可能な所定圧を維持するように前記送風機の送風量を調整制御し、各バーナの燃焼量の変動によって必要とする燃焼用空気量に変動が生じても各バーナに燃焼用空気が不足なく送り込まれるようにしたことを特徴としている。

また、請求項２記載のアスファルト混合物製造装置は、前記送風機の送風量調整は、送風機の回転数制御または送風量調整用ダンパーの開度調整制御のいずれかにて行うようにしたことを特徴としている。

本発明に係る請求項１記載のアスファルト混合物製造装置によれば、バージンドライヤ、リサイクルドライヤ、脱臭炉とを備えたアスファルト混合物製造装置にて、前記脱臭炉から排気される高温排ガスとバーナの燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱する熱交換器と、燃焼用空気を熱交換器に供給する送風機と、熱交換器にて予熱した燃焼用空気をバージンドライヤ用バーナ、リサイクルドライヤ用バーナ、及び脱臭炉用バーナのうち、少なくとも二つのバーナに供給する予熱空気供給ダクトとを配設すると共に、熱交換器受熱出口側の予熱した燃焼用空気の静圧を圧力センサーにて測定し、その静圧値が前記各バーナの必要とする燃焼用空気量の変動に対し即座に供給可能な所定圧を維持するように前記送風機の送風量を調整制御するようにしたので、各バーナの燃焼量の変動によって必要とする燃焼用空気量に変動が生じても各バーナに燃焼用空気が不足なく送り込まれるため、複数のバーナに燃焼用空気を分配供給しても各バーナは安定して燃焼させることができ、プラント運転に支障を生じさせることはない。また、一基の送風機と一基の熱交換器を使用して予熱した燃焼空気を複数のバーナに安定して分配供給するので、低コストで、かつ脱臭炉の排ガスの保有熱を多く回収することができ、従来よりも省エネ効果を高めることができる。

また、請求項２記載のアスファルト混合物製造装置によれば、前記送風機の送風量調整は、送風機の回転数制御または送風量調整用ダンパーの開度調整制御のいずれかにて行うようにしたので、熱交換器出口側の予熱空気の静圧値が所定値となるように送風量を的確に自動調整制御でき、これによって複数のバーナに予熱した燃焼用空気を不足なく送り込むことができてプラント運転に支障を生じさせることはない。

本発明のアスファルト混合物製造装置にあっては、バーナを有するバージンドライヤと、バーナを有するリサイクルドライヤと、リサイクルドライヤの排ガス中の臭気成分を燃焼させるバーナを有する脱臭炉とを備える。また、前記脱臭炉から排気される高温排ガスと前記各バーナに供給する燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱する熱交換器を配設すると共に、熱交換器受熱出口側には前記バージンドライヤ、リサイクルドライヤ、及び脱臭炉の各バーナに予熱した燃焼用空気を供給する予熱空気供給ダクトを配設する。また、燃焼用空気を熱交換器に供給する送風機を配設する。なお、送風機は、同時に稼働する複数のバーナに燃焼用空気を供給するのに十分な能力を有するものを採用する。

また、前記送風機はインバータにて回転数制御可能、もしくは送風機吸い込み側に送風量調整用ダンパーを取り付けて開度調整制御可能とし、送風量を自在に調整できるようにしておく。更に、熱交換器受熱出口側の予熱空気供給ダクトには燃焼用空気の静圧を測定する圧力センサ（微差圧計）を配設すると共に、該圧力センサにて検出する静圧値に基づいて送風機をインバータ回転数制御もしくは送風量調整用ダンパーの開度調整制御を行う送風量制御器を配設する。送風量制御器には、予め、燃焼用空気を供給する複数のバーナの燃焼量の変動により必要とする燃焼用空気量の変動に対し、予熱した燃焼用空気を不足なく、即座に供給可能な静圧の所定値を静圧設定値として記憶させておく。

そして、バージンドライヤとリサイクルドライヤの双方の運転中は、送風機を駆動して燃焼用空気を熱交換器内に供給し、脱臭炉から排気される高温排ガスと熱交換させて燃焼用空気を予熱し、この予熱した燃焼用空気を予熱空気供給ダクトを経由してバージンドライヤ、リサイクルドライヤ、及び脱臭炉の各バーナに供給する。このとき、熱交換器受熱出口側の予熱空気供給ダクト内の静圧を圧力センサにて連続的に検出し、この検出した静圧値を送風量制御器に取り込み、予め設定した静圧設定値と比較し、その差値量に基づいて送風機の回転数制御もしくは送風量調整用ダンパーの開度調整制御を行う。即ち、検出した静圧値が静圧設定値より低いと送風機の回転数を上げて静圧を高め、逆に静圧が高ければ回転数を下げる等のフィードバック制御が行われる。

これによって、予熱空気供給ダクトが圧力溜めとなって、全てのバーナに安定した静圧が掛かることとなり、例えば、バージンドライヤのバーナの燃焼量が急激に上昇して燃焼用空気を多量に取り込んでも、他のリサイクルドライヤや脱臭炉の各バーナにおいては燃焼用空気の不足を招くことはない。このように、三基のバーナの燃焼用空気量の増減は相互に干渉することはなく、よってプラント運転に支障を生じさせることはない。

このように、バージンドライヤ、リサイクルドライヤ、及び脱臭炉の各バーナに接続した予熱空気供給ダクト内の静圧を常に高めの所定値に維持することによって、全てのバーナに安定した静圧が掛かり、各バーナの燃焼量の変動によって必要とする燃焼用空気量に変動が生じても他のバーナの燃焼用空気の不足を招くことはなく、一基の送風機と一基の熱交換器により複数のバーナに燃焼用空気を安定して分配供給することができ、低コストで、かつ従来より省エネ効果を高めることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本発明のアスファルト混合物製造装置の概略構成図であり、新材を加熱するバージンドライヤ１と、廃材を加熱するリサイクルドライヤ２とを併設すると共に、リサイクルドライヤ２の排ガス中の悪臭成分を燃焼させて脱臭する脱臭炉３を備えている。なお、図示しているのは骨材の加熱乾燥系統の装置のみで、加熱した新材と廃材を所定割合で混合してアスファルト混合物を製造するプラント本体等は省略している。

バージンドライヤ１は、内周部に多数の掻き上げ羽根を周設した円筒状のドラム４を機台５上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置により所定の回転速度で回転させるようにしている。そして、ドラム４の一端部にバーナ６を配設し、該バーナ６を燃焼させてドラム４内に熱風を送り込むと共に、ドラム他端部の排気ダクト７下流の風量調整用ダンパー８の開度調整を行いながら排風機９によって燃焼ガスをほぼ過不足なしに吸引排気する一方、骨材ホッパ（図示せず）から払い出した新材をベルトコンベヤ１０を介してドラム４内に供給し、新材がドラム４内を転動流下する間に所望の温度まで加熱している。また、排気ダクト７の下流には集塵機１１を配設し、排ガス中のダストを捕捉して清浄となった排ガスを煙突１２から大気中に放出している。

前記バーナ６の燃焼制御は、ドラム４から排出される加熱新材の温度を検出し、該検出値と骨材設定温度の差値量に基づいて燃焼量が制御される。このとき、燃焼量の増減に比例して燃焼用空気取り込み量調整用のダンパー１３の開度制御も行われ、新材の供給量変動等により燃焼量が急激に増加すれば、それに伴って燃焼用空気量も急激に取り込まれる。

リサイクルドライヤ２は、前記バージンドライヤ１と似た構造であり、内周部に掻き上げ羽根を周設した円筒状のドラム１４を機台１５上に回転自在に傾斜支持し、ドラム１４の一端部に燃焼室１６を介してバーナ１７を配設し、該バーナ１７の火炎を燃焼室１６内に形成してドラム１４内に熱風を送り込むと共に、ドラム他端部の排気ダクト１８下流の風量調整用ダンパー１９の開度調整を行いながら排風機２０によって燃焼ガスをほぼ過不足なしに吸引排気する一方、排気ダクト１８から分岐した循環ダクト２１を燃焼室１６に接続し、循環風量調整用ダンパー２２の開度を調整しながら循環ファン２３によって排ガスの一部を燃焼室１６に循環してドラム１４内に送り込む熱風の温度を調整している。そして、骨材ホッパ（図示せず）から廃材を払い出してベルトコンベヤ２４を介して廃材をドラム１４内に投入し、ドラム１４内を転動流下する間に廃材を所定温度まで加熱している。

前記バーナ１７の燃焼制御は、ドラム１４から排出される排ガス温度を検出し、該検出値と排ガス設定温度の差値量に基づいて燃焼量が制御される。このとき、前記バージンドライヤ１のバーナ６と同様に、燃焼量の増減に比例して燃焼用空気取り込み量調整用のダンパー２５の開度制御も行われ、廃材の供給量変動等により燃焼量が急激に増加すれば、それに伴って燃焼用空気量も急激に取り込む。

脱臭炉３は、一端に炉内温度を所定値に維持するためのバーナ２６を備え、該バーナ２６の燃焼量に比例させて燃焼用空気取り込み用のダンパー２７を調整しながら炉内に熱風を送り込み、炉内温度が略８００℃程度の高温を維持するように燃焼量を制御し、リサイクルドライヤ２の排ガスを炉内に１乃至２秒程度留めるようにして排ガス中の悪臭成分を燃焼分解している。

また、２８、２９は熱交換器であって、前記脱臭炉３の排気ダクト３０から導出される高温排ガスの保有熱を回収するためのものであり、熱交換器２８は排気ダクト１８から脱臭炉３に導入されるリサイクルドライヤ２の排ガスを昇温させて脱臭炉３のバーナ２６の燃費削減を図るものであり、また熱交換器２９は送風機３１から送風する外気を予熱し、これを燃焼用空気としてバーナ６、１７、２６に供給することで各バーナの燃費削減を図るものである。

前記熱交換器２９の受熱側出口には予熱空気供給ダクト３２、３３が接続されており、該予熱空気供給ダクト３２の先端を脱臭炉３のバーナ２６に接続する一方、予熱空気供給ダクト３３の先端をバージンドライヤ１のバーナ６に、予熱空気供給ダクト３３の途中で分岐した予熱空気供給ダクト３３ａの先端をリサイクルドライヤ２のバーナ１７に接続し、送風機３１から送り込む燃焼用空気を熱交換後に複数のバーナに供給できるようにしている。なお、送風機３１は、同時に稼働する複数のバーナ６、１７、２６に燃焼用空気を供給するのに十分な能力を有するものを採用する。

また、熱交換器２９の受熱側出口の静圧を測定するために、予熱空気供給ダクト３３にダクト内の静圧を検出する圧力センサ３４（微差圧計）を備えており、該圧力センサ３４によって検出する静圧値信号は送風機３１の送風量を制御する送風量制御器３５に入力される。

送風量制御器３５は、送風機３１の送風量を制御する制御部３６と、予熱空気供給ダクト３３内の静圧設定値を設定入力する入力部３７と、設定入力値を記憶する記憶部３８と、圧力センサ３４の信号を受け入れたり、制御部３６からの制御信号を出力する入出力部３９を備えている。そして、圧力センサ３４にて検出する静圧値と静圧設定値とを比較し、その差値量に応じて送風機３１の送風量を増減調整し、これによって予熱空気供給ダクト３３内の静圧が常に静圧設定値となるようにプログラミングされている。前記静圧設定値は、燃焼用空気を供給する複数のバーナ６、１７、２６の燃焼量の変動により必要とする燃焼用空気量の変動に対し、予熱した燃焼用空気を不足なく、即座に供給可能な静圧値とし、バーナ６、１７、２６を同時燃焼させるときのトータルの最大必要燃焼用空気量を考慮して適宜設定する。

なお、送風機３１は送風量を自在に調整するために、インバータを取り付けて回転数制御可能、もしくは送風機３１吸い込み側に送風量調整用ダンパーを取り付けて開度調整制御可能としておく。

また、脱臭炉３の高温排ガスは熱交換器２８、２９を通過後、排気ダクト３０を経由して煙突１２へと送られるが、排気ダクト３０の途中を分岐し、この分岐ダクト３０ａをバージンドライヤ１に接続し、風量調整用ダンパー４０を適宜調整して排ガスをバージンドライヤ１に導入して排ガス保有熱を有効に利用することもできる。

次に、上記アスファルト混合物製造装置においてバージンドライヤ１とリサイクルドライヤ２とを同時に運転してアスファルト混合物を製造する場合について説明する。先ず、送風機３１を駆動して燃焼用空気を熱交換器２９に供給すると、燃焼用空気は熱交換器２９の受熱側出口の予熱空気供給ダクト３３、３３ａを介してバージンドライヤ１のバーナ６と、リサイクルドライヤ２のバーナ１７とに供給される。また、同時に燃焼用空気は予熱空気供給ダクト３２を介して脱臭炉３のバーナ２６にも供給される。

このとき、熱交換器２９の受熱出口側の予熱空気供給ダクト３３内の静圧を圧力センサ３４にて連続的に検出し、この検出した静圧値を送風量制御器３５に取り込み、予め設定した静圧設定値と比較し、その差値量に基づいて送風機３１の回転数制御もしくは送風量調整用ダンパーの開度調整制御が行われる。これによって、バージンドライヤ１のバーナ６、リサイクルドライヤ２のバーナ１７、及び脱臭炉３のバーナ２６のそれぞれには設定された静圧が掛かることとなる。

そこで、バージンドライヤ１、リサイクルドライヤ２の各関連装置を駆動して運転準備が完了すれば、バージンドライヤ１のバーナ６、リサイクルドライヤ２のバーナ１７、及び脱臭炉３のバーナ２６の各ダンパー１３、２５、２７を順次開放して燃焼用空気を取り込みながら着火した後、新材と廃材をそれぞれのドライヤに供給し、定常運転へと移行する。なお、バージンドライヤ１とリサイクルドライヤ２とを同時に運転するときには、新材と廃材とを混合してアスファルト混合物を製造するために、バージンドライヤ１に供給する新材量は、リサイクルドライヤ２に供給する廃材量に相当する分少なくして供給することとなる。

そして、定常運転となれば、脱臭炉３から排出される高温排ガスと、送風機３１から供給される燃焼用空気とは熱交換器２９にて熱交換して脱臭炉３の排ガス保有熱が回収され、予熱した燃焼用空気がバージンドライヤ１のバーナ６、リサイクルドライヤ２のバーナ１７、及び脱臭炉３のバーナ２６に供給される。

また、運転中は風量制御器３５によって熱交換器２９の受熱出口側の予熱空気供給ダクト３２、３３内の静圧が静圧設定値に常に維持されることとなる。したがって、例えば、バージンドライヤ１に供給する新材量が変動し、これに応じてバーナ６の燃焼量が急激に上昇して燃焼用空気を多量に取り込む必要が生じても、予熱空気供給ダクト３２、３３、３３ａは圧力溜めとなっており、全てのバーナ６、１７、２６に安定した静圧が掛かっているため、各バーナ６、１７、２６の燃焼用空気量の増減は相互に干渉することはなく、バージンドライヤ１のバーナ６には必要量の燃焼用空気が不足なく取り込まれると共に、他のリサイクルドライヤ２のバーナ１７や脱臭炉３のバーナ２６においても燃焼用空気の不足を招くことはない。

このように、バージンドライヤ１、リサイクルドライヤ２、及び脱臭炉３の各バーナ６、１７、２６に接続した予熱空気供給ダクト３２、３３、３３ａ内の静圧を常に高めの所定値に維持することによって、全てのバーナ６、１７、２６に安定した高めの静圧が掛かり、各バーナの燃焼量の変動によって必要とする燃焼用空気量に変動が生じても各バーナの燃焼用空気の不足を招くことはなく、一基の送風機３１と一基の熱交換器２９により予熱した燃焼用空気を複数のバーナ６、１７、２６に安定的に分配供給することができ、低コストで、かつ従来より省エネ効果を高めることができる。

なお、上記実施例では、一基の燃焼用空気供給用の送風機３１と一基の熱交換器２９を配設し、予熱した燃焼用空気を三基のバーナ６、１７、２６に分配供給する例を説明したが、分配供給するのは三基のバーナに限定することなく、バージンドライヤ１、リサイクルドライヤ２、及び脱臭炉３の各バーナ６、１７、２６のうちの選択した二基のバーナに分配供給しても良いなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係るアスファルト混合物製造装置の一実施例を示す概略構成図である。

符号の説明

１…バージンドライヤ２…リサイクルドライヤ
３…脱臭炉６、１７、２７…バーナ
２８、２９…熱交換器３０…排気ダクト
３０ａ…分岐ダクト３１…送風機
３２、３３、３３ａ…予熱空気供給ダクト
３４…圧力センサ３５…送風量制御器

Claims

新材を加熱するバーナを有するバージンドライヤと、廃材を加熱再生するバーナを有するリサイクルドライヤと、該リサイクルドライヤの排ガス中の臭気成分を燃焼させるバーナを有する脱臭炉等とを備えたアスファルト混合物製造装置において、前記脱臭炉から排気される高温排ガスと前記各バーナに供給する燃焼用空気とを熱交換して燃焼用空気を予熱する熱交換器と、燃焼用空気を熱交換器に供給する送風機と、熱交換器にて予熱した燃焼用空気を前記バージンドライヤ、リサイクルドライヤ、及び脱臭炉の各バーナのうち、少なくとも二つのバーナに供給する予熱空気供給ダクトと、熱交換器受熱出口側の予熱された燃焼用空気の静圧を測定する圧力センサーとを配設し、該圧力センサーにて検出する静圧が前記各バーナの必要とする燃焼用空気量の変動に対し即座に供給可能な所定圧を維持するように前記送風機の送風量を調整制御し、各バーナの燃焼量の変動によって必要とする燃焼用空気量に変動が生じても各バーナに燃焼用空気が不足なく送り込まれるようにしたことを特徴とするアスファルト混合物製造装置。
前記送風機の送風量調整は、送風機の回転数制御または送風量調整用ダンパーの開度調整制御のいずれかにて行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のアスファルト混合物製造装置。