JP5142351B2 - セメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法 - Google Patents

Description

本発明は、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を、安全かつ効率的に乾燥させることのできるセメント焼成装置、及び同装置を利用した高含水有機廃棄物の乾燥方法に関する。

従来、都市ごみ等の廃棄物をセメント焼成装置で処理するにあたって、種々の装置及び方法が提案されている。例えば、特許文献１には、都市ごみ等の廃棄物を乾燥させるための乾燥装置にクリンカクーラの高温空気の一部を導入し、乾燥装置からの排気を再びクリンカクーラに戻し、乾燥装置の排気が混入したクリンカクーラの高温空気をセメントキルン又は仮焼炉の燃焼用空気として使用する技術が開示されている。

また、特許文献２には、セメント焼成装置で可燃性廃棄物を焼却するにあたって、可燃性廃棄物をクリンカクーラの高温空気の一部を用いて焼却し、廃棄物の焼却工程中に生成された排ガスを、セメント原料を加熱するためのプレヒータに通気し、かつ廃棄物の焼却工程中に発生したスラグを引き出す技術が記載されている。

特開昭６３−１５１６５０号公報 特表２００３−５０６２９９号公報

しかし、上記特許文献に記載のように、クリンカクーラから抽気される高温空気を都市ごみ等の廃棄物や、可燃性廃棄物の乾燥等に利用する場合には問題はないが、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって上記高温空気を利用すると、該高温空気は酸素濃度が高いため、爆発のおそれがあった。

また、セメント焼成装置のプレヒータ出口以降の燃焼排ガスを利用しようとしても、この領域の燃焼排ガスの温度は４５０℃程度以下と低温であるため、高含水汚泥の乾燥には適さない。

さらに、セメントキルンの窯尻からの抽気ガスは、酸素濃度が低く、約１０００℃と高温であるため、高含水有機廃棄物の乾燥には適しているが、窯尻から燃焼ガスを抽気すると、セメントキルンの熱効率が悪化するという問題があった。

上記に加え、有機汚泥等を乾燥させた後に発生する乾燥排ガスは、相当量の臭気成分を含有しているため、脱臭処理後に排気する必要がある。脱臭処理を行うためには、臭気成分を含むガスを８００℃以上にすることが好ましく、仮焼炉等の燃焼領域にガスを導き脱臭処理する方法が一般的である。しかし、有機汚泥等の乾燥にセメントキルン排ガスを用いると、乾燥排ガスは低酸素濃度であるため、上述のように乾燥排ガスを燃焼領域で処理すると、燃焼状態が悪化し、セメントキルンの熱効率が低下するため適さないという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって、爆発のおそれがなく、セメントキルンの熱効率が悪化することもないセメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、セメント焼成装置であって、セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路より抽気した燃焼ガスが供給され、該燃焼ガスを用いて４０質量％以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させる乾燥装置を備えることを特徴とする。

セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路より抽気した燃焼ガスは、２〜８％と酸素濃度が低いため、乾燥装置が爆発するおそれがなく、燃焼ガスの温度は４５０〜９００℃であるため、高含水有機廃棄物を十分に乾燥させることができる。また、セメントキルンの窯尻等から燃焼ガスを抽気しないため、セメントキルンの熱効率が悪化することもない。

前記セメント焼成装置において、前記乾燥装置からの排ガスを、前記セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの前記最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路へ戻すための第２の排ガス流路を備えることができる。これによって、臭気成分を含む酸素濃度の低い乾燥排ガスを仮焼炉等の燃焼領域に導いて脱臭処理せずに済むため、キルンの熱効率の悪化を引き起こすこともない。

前記セメント焼成装置において、前記高含水有機廃棄物は、高含水有機汚泥であってもよく、製紙汚泥、下水汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥等を乾燥させることができる。

また、本発明は、高含水有機廃棄物の乾燥方法であって、セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気した燃焼ガスの一部を用いて４０質量％以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させることを特徴とする。これによって、上述のように、爆発のおそれがなく、セメントキルンの熱効率が悪化することもなく、高含水有機廃棄物を安全かつ効率的に乾燥させることができる。

前記高含水有機廃棄物の乾燥方法において、前記高含水有機廃棄物を乾燥させた後の燃焼ガスを、前記セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの前記最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路に戻すことができる。これによって、上述のように、キルンの熱効率の悪化を引き起こすことなく、臭気成分を有する乾燥排ガスを処理することができる。

前記高含水有機廃棄物の乾燥方法において、前記高含水有機廃棄物を、製紙汚泥、下水汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥等の高含水有機汚泥とすることができる。

以上のように、本発明によれば、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物を乾燥させるにあたって、爆発のおそれがなく、セメントキルンの熱効率が悪化することもないセメント焼成装置及び高含水有機廃棄物の乾燥方法を提供することができる。

図１は、本発明にかかるセメント焼成装置の一実施の形態を示し、このセメント焼成装置１は、セメントキルン２と、プレヒータ３と、仮焼炉４と、乾燥装置６と、ファン７等で構成される。

セメントキルン２、プレヒータ３及び仮焼炉４は、従来のセメント焼成装置と同様の機能を有し、プレヒータ３に供給されたセメント原料Ｒは、プレヒータ３で予熱され、仮焼炉４で仮焼された後、セメントキルン２にて焼成される。

乾燥装置６には、高含水有機汚泥等の高含水有機廃棄物（以下、「廃棄物」という）Ｗが供給されるとともに、最下段サイクロン３Ａから第２サイクロン３Ｂへの排ガス流路より抽気した燃焼ガスが供給され、廃棄物Ｗの乾燥が行なわれる。この燃焼ガスは、２〜８％程度と酸素濃度が低いため、乾燥装置６が爆発するおそれはない。また、この燃焼ガスの温度は、８００〜９００℃程度であるため、高含水有機廃棄物を十分に乾燥させることができる。乾燥された廃棄物Ｗは、セメント焼成装置１において処理してもよく、セメント焼成装置１の系外で処理してもよい。

ファン７は、プレヒータ３から燃焼ガスを乾燥装置６に導入するために備えられ、ファン７の排気は、循環ダクト８を介して最下段サイクロン３Ａから第２サイクロン３Ｂへの排ガス流路に戻される。これによって、有機汚泥等を乾燥させた後に発生する乾燥排ガスが含有する臭気成分の脱臭処理を行う。

尚、上記実施の形態においては、乾燥装置６に、最下段サイクロン３Ａから第２サイクロン３Ｂへの排ガス流路より抽気した燃焼ガスを供給したが、プレヒータ３のさらに上流の、第２サイクロン３Ｂから第３サイクロン３Ｃへの排ガス流路（燃焼ガス温度は、７００〜８００℃程度）、又は第３サイクロン３Ｃから第４サイクロン３Ｄへの排ガス流路（燃焼ガス温度は、５５０℃〜６５０程度）から燃焼ガスを抽気して乾燥装置６に供給することもできる。また、乾燥装置６からの乾燥排ガスについても、最下段サイクロン３Ａから第２サイクロン３Ｂへの排ガス流路に戻す場合に限定されず、上記燃焼ガスを抽気する場合と同様の領域に戻すことができる。

本発明にかかるセメント焼成装置の一実施の形態の全体構成を示す概略図である。

符号の説明

１ セメント焼成装置
２ セメントキルン
３ プレヒータ
３Ａ 最下段サイクロン
３Ｂ 第２サイクロン
３Ｃ 第３サイクロン
３Ｄ 第４サイクロン
４ 仮焼炉
５ 窯尻部
６ 乾燥装置
７ ファン
８ 循環ダクト
Ｒ セメント原料
Ｗ 高含水有機廃棄物（高含水有機汚泥）

Claims (6)

1. セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路より抽気した燃焼ガスが供給され、該燃焼ガスを用いて４０質量％以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させる乾燥装置を備えることを特徴とするセメント焼成装置。
2. 前記乾燥装置からの排ガスを、前記セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの前記最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路へ戻すための第２の排ガス流路を備えることを特徴とする請求項１に記載のセメント焼成装置。
3. 前記高含水有機廃棄物は、高含水有機汚泥であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント焼成装置。
4. セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気し、
   該抽気した燃焼ガスの一部を用いて４０質量％以上の水分を含む高含水有機廃棄物を乾燥させることを特徴とする高含水有機廃棄物の乾燥方法。
5. 前記高含水有機廃棄物を乾燥させた後のガスを、前記セメントキルンの仮焼炉の出口ダクトからプレヒータの前記最上段サイクロンの直下のサイクロンの出口ダクトまでの排ガス流路に戻すことを特徴とする請求項４に記載の高含水有機廃棄物の乾燥方法。
6. 前記高含水有機廃棄物は、高含水有機汚泥であることを特徴とする請求項４又は５に記載の高含水有機廃棄物の乾燥方法。

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