JP5081410B2

JP5081410B2 - 廃石膏の加熱再生処理装置

Info

Publication number: JP5081410B2
Application number: JP2006200950A
Authority: JP
Inventors: 秀人蓬莱; 昌宏神尾
Original assignee: 日工株式会社
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2026-07-24
Also published as: JP2008024563A

Description

本発明は、建築廃材である廃石膏ボードを破砕・分別処理して得られる二水石膏の状態にある廃石膏を加熱処理して半水石膏として再生する廃石膏の加熱再生処理装置に関する。

従来、建築物の解体などに伴って多量に発生する廃石膏ボードは、そのほとんどが埋め立てなどによって廃棄処分されていたが、廃棄物処理法の改正によって廃石膏ボードが安定型産業廃棄物から管理型産業廃棄物へ移行したことに伴う処理コストの高騰や、資源の有効活用という観点からも、廃石膏ボードから石膏を分離回収して再利用することが望まれている。

ところで、石膏は、結晶水の相違により二水石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）、半水石膏（ＣａＳＯ_４・１／２Ｈ_２Ｏ）、及び無水石膏（ＣａＳＯ_４）の三種類におおよそ分類され、二水石膏を約１３０℃以上に加熱すれば半水石膏に転位し、更に約１８０℃以上に加熱するとIII型無水石膏を経てII型無水石膏に転位する。また、半水石膏に加水処理を行うと速やかに水和反応が進んで二水石膏に転位して短時間で硬化するが、II型無水石膏に加水処理を行ってもゆっくりとしか水和反応は進まない。なお、III型無水石膏は大気中の水分を強力に吸湿するため、自然に放置しておれば極めて容易に半水石膏に転位することが判明している。

石膏ボードなどの石膏は二水石膏の状態にあり、これに加水処理を行っても水和反応は起こらず硬化するようなことはないが、半水石膏の状態に転位させれば加水処理によって短時間で硬化させることができ、例えば、土壌固化材などとして有効に再利用できる。

特許文献１（特開２００１−１２２６４５号、）には、廃石膏ボードなどを大気圧中または加圧下で所定温度に加熱して半水石膏とし、この半水石膏を土壌固化材の原料に用いて有効活用するようにしたものが記載されている。また、特許文献１には加熱手段として具体的な装置は記載されていないが、例えば、特許文献２（特開２００４−２６９２９９号）や特許文献３（特開２００４−１３６２０６号）など多数の文献にも示されているように、廃石膏の加熱処理装置としてはロータリーキルンが多く採用されている。

上記廃石膏加熱処理装置は、廃石膏の貯留ホッパ、廃石膏の加熱処理用のロータリーキルン、集塵機等の各装置より構成されており、従来は各装置をバラバラの状態で運搬して現地にて適宜のレイアウトで組み立てることによって装置の据え付けを行っている。
特開２００１−１２２６４５号公報特開２００４−２６９２９９号公報特開２００４−１３６２０６号公報

しかしながら、上記廃石膏加熱処理装置を構成する各装置をバラバラの状態で運搬して現地にて組み立てするとなると、据え付け工事に手間取ると共に、装置がほぼ定置式となってしまい、建築物解体時に発生する廃石膏ボードの全てを廃石膏加熱処理装置を設置した処理工場まで運搬する必要があり、運搬費がかかると共に、処理効率が悪くなるなど、一考の余地があった。

本発明は上記の点に鑑み、廃石膏の加熱再生処理装置の各装置を一体化してコンパクトに構成することによって据え付けが簡単に行え、また車両にて運搬可能とした廃石膏の加熱再生処理装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、廃石膏の加熱再生処理装置は、長手方向に対して所定角度傾斜させた架台を備え、該架台の略中央部に熱風供給用のバーナを有したロータリーキルンを回転自在に搭載し、架台の一端部のバーナ側にはバーナの熱風と並行して廃石膏を供給して加熱するように廃石膏貯留用の貯留ホッパを搭載し、該貯留ホッパからロータリーキルンへ廃石膏を供給する廃石膏供給手段を備える一方、架台の他端部にはロータリーキルンにて加熱処理した石膏を排出する排出ホッパを搭載し、かつ該排出ホッパの上位にロータリーキルンからの排ガス中に含まれる石膏微粒分を捕捉する集塵機の排ガス導入口をロータリーキルンの出口側端部に直結させながら搭載して排出ホッパと略一体的に構成すると共に、ロータリキルンから排出される石膏と集塵機にて捕捉した石膏微粒分とを合流させて排出する移送手段を搭載したことを特徴としている。

また、前記ロータリーキルンの出口側に排ガス温度センサーを配設し、該排ガス温度センサーにより検出する排ガス温度が１３０〜１８０℃となるようにバーナ燃焼量を制御するようにしたことを特徴としている。

本発明本発明の加熱再生処理装置によれば、廃石膏の加熱再生処理装置は、長手方向に対して所定角度傾斜させた架台を備え、該架台の略中央部に熱風供給用のバーナを有したロータリーキルンを回転自在に搭載し、架台の一端部のバーナ側にはバーナの熱風と並行して廃石膏を供給して加熱するように廃石膏貯留用の貯留ホッパを搭載し、該貯留ホッパからロータリーキルンへ廃石膏を供給する廃石膏供給手段を備える一方、架台の他端部にはロータリーキルンにて加熱処理した石膏を排出する排出ホッパを搭載し、かつ該排出ホッパの上位にロータリーキルンからの排ガス中に含まれる石膏微粒分を捕捉する集塵機の排ガス導入口をロータリーキルンの出口側端部に直結させながら搭載して排出ホッパと略一体的に構成すると共に、ロータリキルンから排出される石膏と集塵機にて捕捉した石膏微粒分とを合流させて排出する移送手段を搭載したので、装置が一体化されてコンパクトに構成され、現地にての据え付けが簡単に行える。また、前記装置を運搬車両に積載可能なサイズとすれば、どこへでも簡単に運搬可能で、廃石膏を一時保管している事業所や建築物の解体現場等に装置を運び込んでその場で廃石膏を効率よく処理することができる。また、建築物の解体現場にて発生する産業廃棄物である廃石膏を現地処理すれば解体現場から外部へと出る産業廃棄物量を抑制できることとなって好ましい。更に、前記ロータリーキルンの出口側に排ガス温度センサーを配設し、該排ガス温度センサーにより検出する排ガス温度が１３０〜１８０℃となるようにバーナ燃焼量を制御するので、温度制御性も良く、またロータリーキルンから飛散して集塵機にて捕捉される微細な廃石膏も好ましい温度で回収することができて好ましい。

本発明の廃石膏の加熱再生処理装置にあっては、長手方向に対して所定角度傾斜させた架台を備える。前記架台の略中央部には一端に熱風供給用のバーナを備えたロータリーキルンを回転自在に搭載し、架台の一端部の傾斜の高い側に廃石膏ボードを破砕・分別処理して得られる廃石膏を貯留する貯留ホッパを搭載し、該貯留ホッパからロータリーキルン内へ廃石膏を定量供給するスクリューフィーダを備える。また、架台の他端部の傾斜の低い側にロータリーキルンにて加熱処理を終えた石膏を排出する排出ホッパを搭載し、かつ該排出ホッパの上位にロータリーキルンからの排ガス中に含まれる石膏微粒分を捕捉する集塵機であるバグフィルターを搭載する。そして、ロータリキルンから排出される石膏とバグフィルターにて捕捉した石膏微粒分とを合流させて排出する移送手段を搭載する。また、前記架台の長さ及び幅を運搬車両に積載可能なサイズとする。

そして、例えば、廃石膏を一時保管している事業所や建築物の解体現場等にて廃石膏ボードを再生処理するときには、先ず、廃石膏の加熱再生処理装置を運搬車両に積載して現地に運び込んで据え付ける。そして、廃石膏ボードを破砕機や選別機にて破砕・選別処理してなる略粒状の廃石膏を処理装置の貯留ホッパへ投入して貯留させる。このとき、廃石膏は二水石膏の状態にあり、これが効率よく半水石膏に転位する温度、例えば１００〜２００℃、好ましくは１３０〜１８０℃となるように、バーナの燃焼量を制御しながら、ロータリーキルン内に熱風を供給しつつ、貯留ホッパより廃石膏をロータリーキルンへ供給すると、廃石膏はキルン内を転動流下する間に加熱処理されて二水石膏の多くが半水石膏へ転位していき、排出ホッパへと順次排出されていく。一方、粒度の細かい石膏微粒分は排ガスに伴って飛散して下流のバグフィルターによって捕捉され、ロータリキルンから排出される石膏と合流しながら移送手段によって移送されてフレコンバックなどに回収される

このように、廃石膏の加熱再生処理装置は、架台上にロータリーキルンや、貯留ホッパ、排出ホッパ、集塵機等の各種装置を搭載して一体化してコンパクトに構成したので、現地にての据え付けが簡単に行える。また、前記装置を運搬車両に積載可能なサイズとすれば、どこへでも簡単に運搬可能で、廃石膏を効率よく現地処理することができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図中の１は、建築物の解体現場等において発生する廃石膏ボードを破砕し、不純物を分別処理して得られる二水石膏の状態にある廃石膏を、所定温度にて加熱して半水石膏の状態として再生処理する廃石膏の加熱再生処理装置であって、例えば１０トン車程度の運搬車両に積載することのできる長さ及び幅サイズで、かつその長手方向に対して略４度前後傾斜させて成る架台２を備えている。

前記架台２の略中央部には、一端に熱風供給用のバーナ３を備え、かつ内周壁に多数の掻き上げ羽根（図示せず）を周設した円筒状のロータリーキルン４を回転自在に搭載しており、駆動用モータ（図示せず）により所定の速度で回転駆動させるようにしている。また、架台２の一端部の傾斜の高いバーナ３側には、廃石膏を貯留する貯留ホッパ５を搭載しており、該貯留ホッパ５の上部開口には破砕処理した廃石膏中に含まれている所定粒度以上の塊状物等を分別して除去するグリズリ６を備えていると共に、貯留ホッパ５の下端部にはホッパ内の廃石膏をロータリーキルン４に定量供給するための廃石膏供給手段としてスクリューフィーダ７を備えている。

一方、前記バーナ３側とは反対側の架台２他端部には、ロータリーキルン４から払い出される石膏を一旦貯留する排出ホッパ８を搭載しており、該排出ホッパ８の下端部にはホッパ内の石膏を外部へと送り出すスクリューフィーダ９を備えている。また、排出ホッパ８の上位には、ロータリーキルン４から導出される排ガス中に含まれている石膏微粒分を捕捉する集塵機としてバグフィルター１０を搭載して略一体的に構成していると共に、該バグフィルター１０の排ガス導入口１１をロータリーキルン４の出口側端部にダクト等を介さずに直結させており、装置のコンパクト化を図っている。

前記バグフィルター１０内には、略円筒状のフィルターカートリッジ１２を複数備えているが、その表面に多数のヒダを形成して表面積を大きくする、いわゆるプリーツ型のフィルターを採用することによってコンパクト化を図ることができる。また、前記フィルターカートリッジ１２の上位には逆洗用のエアパルスを放つ逆洗装置１３を備えており、逆洗時にはフィルターカートリッジ１２表面に付着した石膏微粒分は下位の排出ホッパ８内に落下して回収され、ロータリキルン４から排出される石膏と合流させながらスクリューフィーダ９を介して外部へと移送される。

また、バグフィルター１０の側方には排ガス導出用の排風機１４を備えており、該排風機１４とバグフィルター１０上部の排気口とを排ガス導出ダクト１５にて連結している。また、前記排ガス導出ダクト１５の上部には点検扉１６を開閉自在に備えており、フィルターカートリッジ１２の点検・交換時等に適宜開放して作業を容易に行えるようにしている。

また、架台２には動力制御盤１７を搭載しており、ロータリーキルン４への廃石膏の供給制御や、ロータリーキルン４の回転制御、バーナ３の燃焼制御、加熱処理した石膏の送り出し制御、バグフィルタ１０の逆洗タイミング制御、排風機１４による排ガスの吸引制御等、装置の各種制御を行っている。

そして、例えば、廃石膏を一時保管している事業所や建築物の解体現場等にて廃石膏ボードを再生処理するときには、先ず、廃石膏の加熱再生処理装置１を運搬車両の荷台に積載して運搬し、処理現場の近傍に降ろして据え付ける。再生処理する廃石膏は、予め破砕機にて廃石膏ボードを適当な粒度に破砕処理して紙片等の不純物を選別除去したものを使用する。このとき、廃石膏は二水石膏の状態にあり、この廃石膏が効率よく半水石膏へと転位する温度、例えば１００〜２００℃、好ましくは１３０〜１８０℃となるように、ロータリーキルン４のバーナ３の燃焼量を制御する。なお、バーナ３の燃焼制御は、ロータリーキルン４から排出される石膏温度に基づいてバーナ燃焼量を制御しても良いが、ロータリーキルン４の出口側に排ガス温度センサー(図示せず）を配設し、該排ガス温度センサーにて検出する排ガス温度が、例えば、前記１３０〜１８０℃程度となるようにバーナ燃焼量を調整してロータリーキルン４から排出される石膏の温度を制御するようにすると温度制御性も良く、またロータリーキルン４から飛散してバグフィルタ１０にて捕捉される微細な廃石膏も好ましい温度で回収することができて好ましい。

そして、ロータリーキルン４内にバーナ３から熱風を供給しつつ、貯留ホッパ５よりスクリューフィーダ７を介して廃石膏をロータリーキルン４へ供給していくと、廃石膏はキルン内を転動流下する間に所定温度にて加熱処理されて徐々に二水石膏から半水石膏へ転位しながら排出ホッパ８へと排出された後、スクリューフィーダ９にて外部へと移送されていく。一方、粒度の比較的細かい石膏微粒分は、ロータリーキルン４から導出される排ガスに随伴してバグフィルター１０へと流れて捕捉される。そして、フィルターカートリッジ１２の表面に付着した石膏微粒分は逆洗装置１３による逆洗を受けると、下位の排出ホッパ８内へ落下してロータリーキルン４から排出される石膏と合流してスクリューフィーダ９にて外部へと移送されてフレコンバックなどに回収される。

このように、本発明の廃石膏の加熱再生処理装置１は、架台２上に、廃石膏の貯留ホッパ５、廃石膏を加熱するロータリーキルン４、バグフィルター１０等の各種装置を搭載するように構成したので、装置が一体化されてコンパクトに構成され、装置の据え付けを簡単に行うことができる。また、前記装置を運搬車両に積載可能なサイズとすれば、どこへでも簡単に運搬でき、廃石膏を一時保管している事業所や建築物の解体現場等に装置を運び込んで廃石膏を効率よく現地処理することもできる。

なお、本実施例においては、廃石膏を一時保管している事業所や建築物の解体現場等に廃石膏の加熱再生処理装置１を運び込んで廃石膏の加熱再生処理する移動式の例を説明をしたが、処理工場内に定置式で設置しても良い。また、廃石膏の加熱再生処理装置１は一体化されてコンパクトに構成されているが、運搬時には多少の分解を行って車両に搭載するようにしても良い。また、ロータリーキルン４を搭載した架台２を長手方向に対して所定角度傾斜させたが、架台２を傾斜させることなくロータリーキルン４のみを所定角度傾斜させて搭載しても良い。更に、並流加熱方式のロータリーキルン１を採用したが、廃石膏と熱風の供給方向が向かい合う、いわゆる向流加熱方式のロータリーキルンを採用することも可能である。

本発明に係る廃石膏の加熱再生処理装置の一実施例を示す説明図である。

符号の説明

１…廃石膏の加熱再生処理装置２…架台
３…バーナ４…ロータリーキルン
５…貯留ホッパ
７…スクリューフィーダ（廃石膏供給手段）
８…排出ホッパ９…スクリューフィーダ（移送手段）
１０…バグフィルター（集塵機）１１…排ガス導入口
１４…排風機

Claims

長手方向に対して所定角度傾斜させた架台を備え、該架台の略中央部に熱風供給用のバーナを有したロータリーキルンを回転自在に搭載し、架台の一端部のバーナ側にはバーナの熱風と並行して廃石膏を供給して加熱するように廃石膏貯留用の貯留ホッパを搭載し、該貯留ホッパからロータリーキルンへ廃石膏を供給する廃石膏供給手段を備える一方、架台の他端部にはロータリーキルンにて加熱処理した石膏を排出する排出ホッパを搭載し、かつ該排出ホッパの上位にロータリーキルンからの排ガス中に含まれる石膏微粒分を捕捉する集塵機の排ガス導入口をロータリーキルンの出口側端部に直結させながら搭載して排出ホッパと略一体的に構成すると共に、ロータリキルンから排出される石膏と集塵機にて捕捉した石膏微粒分とを合流させて排出する移送手段を搭載したことを特徴とする廃石膏の加熱再生処理装置。
前記ロータリーキルンの出口側に排ガス温度センサーを配設し、該排ガス温度センサーにより検出する排ガス温度が１３０〜１８０℃となるようにバーナ燃焼量を制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱再生処理装置。