JP5097988B2

JP5097988B2 - 貝殻熱処理システム

Info

Publication number: JP5097988B2
Application number: JP2010051740A
Authority: JP
Inventors: 田中　　均
Original assignee: 株式会社田中建設; 井田敏茂
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: JP2011184246A

Description

本発明は、貝殻熱処理システムに関する。

例えば、特許文献１には、洗浄により塩分を除去したかき貝殻から固化材を製造する方法が開示されている。

特開２００２−３６２９４９号公報

本発明は、効率的に貝殻から塩分を除去し、塩分を除去した貝殻から生石灰を生成する貝殻熱処理システムを提供する。

本発明に係る貝殻熱処理システムは、貝殻に過熱水蒸気を供給し、貝殻から塩分を除去する過熱水蒸気装置と、前記過熱水蒸気装置により塩分を除去された貝殻を焼成し、生石灰を生成する焼成装置とを有する。

好適には、前記過熱水蒸気装置は、貝殻を撹拌及び搬送しながら、貝殻に過熱水蒸気を供給し、貝殻から塩分を除去する。

本発明に係る過熱水蒸気装置は、過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生手段と、貝殻を撹拌及び搬送する撹拌搬送手段と、前記過熱水蒸気発生手段により発生した過熱水蒸気を、前記撹拌搬送手段により撹拌及び搬送されている貝殻に噴出する噴出手段とを有する。

本発明によれば、効率的に貝殻から塩分を除去し、塩分を除去した貝殻から生石灰を生成することができる。

貝殻熱処理システム１の全体構成を例示する図である。過熱水蒸気装置３０の垂直断面図である。

図１は、貝殻熱処理システム１の全体構成を例示する図である。
図１に例示するように、貝殻処理システム１は、原料ホッパー１０と、一次破砕機２０と、過熱水蒸気装置３０と、焼成装置４０と、二次破砕機５０と、原料サイロ６０と、原料混練機７０とから構成される。

原料ホッパー１０は、開口部を有し、この開口部に投入された貝殻を一時貯蔵しながら、利用者の操作に応じて、必要量の貝殻を供給する。そして、原料ホッパー１０から供給された貝殻は、ベルトコンベアなどにより一時破砕機２０へ搬送される。

一次破砕機２０は、原料ホッパーから搬送されてきた貝殻を所定の大きさに破砕する。なお、一次破砕機２０が貝殻を破砕する手段は、特に限定するものではない。例えば、一次破砕機２０は、回転刃により切り刻む、又はハンマーにより叩き割る等して貝殻を破砕すればよい。
本例では、一次破砕機２０は、貝殻を４０ｍｍ以下の大きさになるように破砕する。なお、過熱水蒸気装置３０における塩分除去の効率を考慮すると、一次破砕機２０は、貝殻を２ｍｍ以下まで破砕することが好ましい。
そして、一次破砕機２０により破砕された貝殻は、ベルトコンベアなどにより過熱水蒸気装置３０へ搬送される。

過熱水蒸気装置３０は、図２に例示する構造を有し、密閉空間において、一次破砕機２０から搬送されてきた貝殻を撹拌及び搬送しながら、貝殻に過熱水蒸気を供給し、貝殻から塩分を除去する。そして、塩分を除去された貝殻は、ベルトコンベアなどにより焼成装置４０へ搬送される。
なお、過熱水蒸気により貝殻の塩分が除去される原理は次の通りである。過熱水蒸気は、貝殻の表面に接触すると、１００℃以下となり、貝殻の表面に凝縮する。凝縮した過熱水蒸気（以下、「凝縮水」という。）は、貝殻に熱を伝達すると同時に、貝殻が有する塩分を吸収する。そして、次々と過熱水蒸気が貝殻の表面に凝縮することにより、表面張力で支えられなくなった凝縮水が、貝殻が有する塩分を吸収した状態で、貝殻から分離する。さらに、貝殻への過熱水蒸気の供給が進むと、凝縮水から伝達される熱により、貝殻の温度が１００℃以上となり、今度は、貝殻から水分が蒸発し、貝殻の乾燥が進行する。このようにして、過熱水蒸気装置３０から焼成装置４０へ送られる貝殻は、塩分が除去されているだけでなく、乾燥した状態にもなっているので、焼成装置４０における焼成を邪魔しない。

焼成装置４０は、過熱水蒸気装置３０から搬送されてきた貝殻を９００℃以上で焼成し、貝殻に主に含まれる炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）から、二酸化炭素を除去するこで、生石灰（酸化カルシウム（ＣａＯ））を生成する。なお、焼成装置４０が貝殻を焼成する手段は、特に限定するものではない。例えば、焼成装置４０は、ロータリーキルンなどであり、回転動作により搬送及び撹拌しながら、貝殻を焼成すればよい。
本例では、焼成装置４０は、貝殻を、１０００〜１２００℃で少なくとも３０分間焼成することで、焼成された貝殻の生石灰の含有率を８０％以上（日本工業規格（ＪＩＳＲ９００１）にて規定されている工業用石灰の等級の２号に相当）にしている。
そして、焼成装置４０にて生成された生石灰は、ベルトコンベアなどにより二次破砕機５０へ搬送される。

二次破砕機５０は、焼成装置４０から搬送されてきた生石灰を、粉末状に破砕する。なお、二次破砕機５０が貝殻を破砕する手段は、特に限定するものではない。例えば、二次破砕機５０は、高速の回転刃により切り刻む等して生石灰を粉末状に破砕すればよい。
本例では、二次破砕機５０は、生石灰を、直径０．０７４ｍｍ以下の粒度になるように粉末状に粉砕する。
そして、二次破砕機５０により粉末状になった生石灰は、空送などにより原料サイロ６０へ搬送される。

原料サイロ６０は、二次破砕機５０から搬送されてきた生石灰を、密閉空間に貯蔵し、利用者の操作に応じて、必要量の生石灰を供給する。そして、原料サイロ６０から供給された生石灰は、空送などにより原料混練機７０へ搬送される。

原料混練機７０は、原料サイロ６０から搬送されてきた生石灰に、水和によるエトリンガイト反応に必要な物質（例えば、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）、三酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）など）を含む原料を混合し、固化材を生成する。
本例では、原料混練機７０は、原料サイロ６０から搬送されてきた生石灰に、石膏ボード、浄化槽汚泥、及び鉄粉などのリサイクル資源を混合して、固化材を生成する。

以上説明した構成によれば、貝殻処理システム１は、過熱水蒸気装置３０にて、効率的に貝殻から塩分を除去し、焼成装置４０を塩害から防止することができる。従来は、洗浄により行っていた塩分除去に比べ、貝殻処理システム１は、貝殻の隅々まで過熱水蒸気を行き渡らせることができるので、効率的にしかも確実に塩分を除去することができる。さらに、貝殻処理システム１は、塩分を除去した後の貝殻が乾燥しており、その後の生石灰への焼成も効率良く行うことができる。

図２は、過熱水蒸気装置３０の垂直断面図である。
図２に例示するように、過熱水蒸気装置３０は、管体１１０と、撹拌軸１２０と、過熱水蒸気発生部１３０と、噴出管１４０と、水受け１５０と、駆動部１６０とを有する。

管体１１０は、過熱水蒸気を充満させるための密閉空間を形成する。管体１１０には、貝殻を投入するための投入口１１２と、過熱水蒸気により脱塩された貝殻を排出するための排出口１１４と、過熱水蒸気を外部へ排気するための排気口１１６と、凝縮水を排水するための排水口１１８とが設けられている。なお、投入口１１２、排出口１１４、排気口１１６、及び排水口１１８は、図示しないバルブにより開閉される。

撹拌軸１２０は、管体１１０内部を軸線方向に貫通する。撹拌軸１２０の軸線方向複数個所には、半径方向へ突出する撹拌羽１２２が設けられている。撹拌軸１２０は、駆動部１６０により回転駆動し、それに伴って撹拌羽１２２が、管体１１０内部に堆積する貝殻を、撹拌しながら、排出口１１４に向かってリレー方式で搬送する（撹拌搬送手段）。

過熱水蒸気発生部１３０は、水を加熱し、飽和水蒸気を発生させ、この飽和水蒸気を１００℃以上に加熱することにより、過熱水蒸気を発生させる（過熱水蒸気発生手段）。そして、過熱水蒸気発生部１３０は、発生させた過熱水蒸気を、噴出管１４０へ送る。

噴出管１４０は、管体１１０内部の上方に設けられている。噴出管１４０の先端には、噴出ノズル１４２が設けられている。噴出ノズル１４２は、過熱水蒸気発生部１３０から噴出管１４０に送られてきた過熱水蒸気を、管体１１０内部に堆積する貝殻に届くように噴出する（噴出手段）。

水受け１５０は、貝殻から分離した凝縮水を網部材１５２を介して受け、受けた凝縮水を傾斜により排水口１１８へと導く。なお、網部材１５２の目の大きさは、少なくとも一次破砕機２０により破砕された貝殻の大きさよりも小さい。

駆動部１６０は、２箇所にある軸受け１６２により支持されている撹拌軸１２０と連結し、撹拌軸１２０を回転駆動させる。駆動部１６０は、撹拌軸１２０の回転駆動に用いる動力源として、例えば、モーター又はエンジンなどを用いればよい。

以上説明した構成によれば、過熱水蒸気装置３０は、管体１１０内部に堆積した貝殻に対して、撹拌羽１２２により撹拌しながら、過熱水蒸気を浴びせるので、貝殻の堆積物から満遍なく塩分を除去することができる。

［変形例１］
上記実施例では、過熱水蒸気装置３０にて脱塩された貝殻は、ベルトコンベアなどにより、焼成装置４０に搬送されたが、これを過熱水蒸気装置３０と焼成装置４０とを連結し、過熱水蒸気装置３０にて脱塩された貝殻を焼成装置４０へ直接投入するようにしてもよい。これにより、焼成装置４０は、過熱水蒸気装置３０における余熱を持った状態の貝殻を焼成できるので、生石灰を生成するまでの焼成にかける時間を短縮することができる。

［その他変形例］
上記実施例では、過熱水蒸気装置３０において、撹拌羽１２２を設けられた撹拌軸１２０を回転駆動させて、貝殻を搬送したが、これを金属製のベルトコンベアにより、貝殻を搬送するようにしてもよい。

１貝殻熱処理システム
１０原料ホッパー
２０一次破砕機
３０過熱水蒸気装置
４０焼成機
５０二次破砕機
６０原料サイロ
７０原料混練機
１１０貯水部
１１２投入口
１１４排出口
１１６排気口
１１８排水口
１２０撹拌軸
１２２撹拌羽
１３０過熱水蒸気発生部
１４０噴出管
１４２噴出ノズル
１５０水受け
１５２網部材
１６０駆動部
１６２軸受け

Claims

貝殻に過熱水蒸気を供給し、貝殻から塩分を除去する過熱水蒸気装置と、
前記過熱水蒸気装置により塩分を除去された貝殻を焼成し、生石灰を生成する焼成装置と
を有し、
前記過熱水蒸気装置は、
貝殻から凝縮水を分離させる網部材と、
前記網部材を介して、貝殻から分離した凝縮水を排水口に導く水受けと
を有する
貝殻熱処理システム。
過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生手段と、
貝殻を撹拌及び搬送する撹拌搬送手段と、
前記過熱水蒸気発生手段により発生した過熱水蒸気を、前記撹拌搬送手段により撹拌及び搬送されている貝殻に噴出する噴出手段と、
貝殻から凝縮水を分離させる網部材と、
前記網部材を介して、貝殻から分離した凝縮水を排水口に導く水受けと
を有する過熱水蒸気装置。