JP5498228B2 - Cement raw fuel supply method - Google Patents
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Description
本発明は、セメント原燃料の供給方法に関する。本発明は、特に、バイオマス由来の原燃料をセメント原燃料として供給する、セメント原燃料の供給方法に関する。 The present invention relates to a method for supplying cement raw fuel. The present invention particularly relates to a method for supplying raw cement fuel, in which raw fuel derived from biomass is supplied as raw cement fuel.
廃棄物として排出される堆肥等のバイオマス由来の原燃料は、一般的には、水分を多く含んでいるため、セメント原燃料としての燃料価値が低い。一方、このようなバイオマス由来の原燃料には、高い発熱量を有するものもあることから、セメント原燃料として再利用することができれば、好都合である。 Since the raw fuel derived from biomass such as compost discharged as waste generally contains a large amount of moisture, the fuel value as a raw cement fuel is low. On the other hand, some biomass-derived raw fuels have a high calorific value, and it is advantageous if they can be reused as cement raw fuel.
また、バイオマス由来の原燃料を回収する際、かさ密度の低いものは嵩張るため、その貯蔵に大きなスペースを必要とし、かつ、効率的に運搬することができず、輸送コストが高くなってしまう。 Further, when collecting raw fuel derived from biomass, those having a low bulk density are bulky, so that they require a large space for storage and cannot be efficiently transported, resulting in an increase in transportation costs.
本発明は上記事情に鑑み、かさ密度が低く、かつ、水分量の多いバイオマス由来の原燃料を造粒することによりセメント原燃料を得ることを可能とし、セメント工場へこのようなセメント原燃料を効率的に運搬することを可能とするセメント原燃料の供給方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention makes it possible to obtain a raw material for cement by granulating a raw material derived from biomass having a low bulk density and a large amount of water. An object of the present invention is to provide a method for supplying a cement raw fuel that can be efficiently transported.
上記の課題を解決するため、本発明によれば、オンサイトでバイオマス由来の原燃料を、脱水のできる減容器によって造粒し、前記造粒されたバイオマス由来の原燃料をモバイル車両によって運搬し、前記運搬されたバイオマス由来の原燃料をセメント原燃料としてセメントキルン又はボイラーに投入することを特徴とするセメント工場へのセメント原燃料の供給方法が提供される。
前記減容器は、回転軸が垂直方向に向いた、成型用の多数の貫通孔を設けた円盤状のダイスと、該ダイスの中心部に配置された加圧ローラとを有するフラットダイス式造粒装置であることが好適である。
前記モバイル車両によって運搬する際に、前記バイオマス由来の原燃料を用いて最密充填することが好適である。
前記造粒されたバイオマス由来の原燃料の直径は4〜30mmφ、長さは5〜70mm、水分量は5〜40%、発熱量は2000kcal/kg以上であることが好適である。
In order to solve the above-described problems, according to the present invention, on-site biomass-derived raw fuel is granulated with a dewatering-reducing container, and the granulated biomass-derived raw fuel is transported by a mobile vehicle. A method of supplying raw cement fuel to a cement factory is provided, wherein the transported raw fuel derived from biomass is fed as a raw cement fuel into a cement kiln or boiler.
The reducing container is a flat die granulation having a disk-shaped die having a large number of through-holes for molding, the rotation axis of which is oriented in the vertical direction, and a pressure roller disposed at the center of the die. A device is preferred.
When transported by the mobile vehicle, it is preferable to close-pack with the raw material fuel derived from biomass.
The granulated raw fuel derived from biomass preferably has a diameter of 4 to 30 mmφ, a length of 5 to 70 mm, a moisture content of 5 to 40%, and a calorific value of 2000 kcal / kg or more.
本発明に係るセメント原燃料の供給方法によれば、かさ密度が低く、かつ、水分量の多いバイオマス由来の原燃料を造粒することによりセメント原燃料を得ることを可能とし、セメント工場へこのようなセメント原燃料を効率的に運搬することを可能とする。 According to the method for supplying cement raw fuel according to the present invention, it is possible to obtain raw cement fuel by granulating raw fuel derived from biomass having a low bulk density and a large amount of water, It is possible to efficiently transport such cement raw fuel.
以下、本発明に係るセメント原燃料の供給方法の一実施の形態について、図1を用いて説明する。
まず、モバイル車両1でオンサイト2に出向く。モバイル車両1には、フックロールコンテナ3が搭載されており、このフックロールコンテナ3には移動式減容器・可搬式減容器4が設置されている。オンサイト2は、本発明のセメント原燃料の対象物5であるバイオマス由来の原燃料の発生元又は保管場所である。
モバイル車両1としては、上述したようなフックロールコンテナ3が搭載されたものの他に、これを切り離すことができる車両であれば用いることができる。例えば、アームロール車等を挙げることができる。可搬式減容器4であればフックロールコンテナ3をモバイル車両1から切り離し、オンサイト2に仮設することも可能である。
なお、移動式減容器・可搬式減容器を用いることが好適であるが、オンサイト2に固定式の減容器を設置し、本発明の処理を行うことも可能である。
バイオマス由来の原燃料としては、例えば、堆肥、食品廃棄物、都市ゴミ、紙くず、木くず等を挙げることができる。また、バイオマス由来の原燃料の燃焼カロリーが、2000kcal/kg以上の範囲にあるようなものであれば、本発明のセメント原燃料の対象となり得る。
バイオマス由来の原燃料の粒径は、最大粒径が40mm以下であり、かつ平均粒径が5mm以下であることが好ましい。この粒径以下であれば、粉砕等の前処理の必要性がなく、造粒効率がよく、装置への投入量のコントロールも容易であるからである。
Hereinafter, an embodiment of a method for supplying raw cement fuel according to the present invention will be described with reference to FIG.
First, the
As the
In addition, although it is suitable to use a mobile type reduction container and a portable type reduction container, it is also possible to install a fixed type reduction container in the on-
Examples of biomass-derived raw fuel include compost, food waste, municipal waste, paper waste, wood waste, and the like. Moreover, if the combustion calorie of the biomass-derived raw fuel is in the range of 2000 kcal / kg or more, it can be a target of the cement raw fuel of the present invention.
As for the particle size of the raw fuel derived from biomass, the maximum particle size is preferably 40 mm or less, and the average particle size is preferably 5 mm or less. This is because if the particle size is smaller than this, there is no need for pretreatment such as pulverization, the granulation efficiency is good, and the input amount to the apparatus is easy to control.
次に、オンサイト2でバイオマス由来の原燃料を、脱水のできる移動式減容器・可搬式減容器4、または固定式減容器(図示せず)によって造粒する。
本発明で用いる移動式減容器・可搬式減容器4、または固定式減容器(図示せず)は、回転軸が垂直方向に向いた、成型用の多数の貫通孔を設けた円盤状のダイスと、該ダイスの中心部に配置された加圧ローラとを有する一般的なフラットダイス式造粒装置である。フラットダイス式造粒装置の運転方法について、図2を用いて説明する。処理対象物5であるバイオマス由来の原燃料を、成型用の貫通孔を設けた円盤状のダイス11の上に導入し、このダイス11上で加圧ローラ12を回転させ、バイオマス由来の原燃料を加圧ローラ12で破砕しながら成型用の貫通孔へと圧入することによって圧縮、押出し成型され、バイオマス由来の原燃料を造粒する。
次に、フラットダイス式造粒装置の運転条件について、成型温度は、50〜170℃の範囲である。成型用の貫通孔の直径は、4〜30mmの範囲である。加圧ローラ12の回転数は、30〜140rpmの範囲である。
Next, the raw fuel derived from biomass is granulated at the on-
The movable container /
Next, regarding the operating conditions of the flat die granulator, the molding temperature is in the range of 50 to 170 ° C. The diameter of the through hole for molding is in the range of 4 to 30 mm. The rotation speed of the
オンサイト2で発生又は保管するバイオマス由来の原燃料中には水分が多く含まれている。フラットダイス式造粒装置では、この水分量を調整することができる。含水量については、処理対象物5であるバイオマス由来の原燃料の種類によって様々である。バイオマス由来の原燃料については、フラットダイス式造粒装置で脱水することにより、水分量を調整することができる。脱水後におけるバイオマス由来の原燃料中の水分量は、脱水前と比較し、例えば、5〜20%の範囲で低減することができる。
The raw fuel derived from biomass generated or stored at the on-
造粒されたバイオマス由来の原燃料(造粒物)13は、ペレットであることが好ましい。かさ密度が低いバイオマス由来の原燃料をペレットとすることで、かさ密度を高め、減容することができる。
なお、造粒されたバイオマス由来の原燃料(造粒物)13は、ペレットとならなくてもよい。これについては後述するが、造粒されたバイオマス由来の原燃料(造粒物)13を積んだフックロールコンテナ3に、バイオマス由来の原燃料を充填し、フックロールコンテナ3を最密充填として運搬することも可能だからである。
The granulated raw material fuel (granulated material) 13 is preferably a pellet. By making the raw fuel derived from biomass having a low bulk density into pellets, the bulk density can be increased and the volume can be reduced.
In addition, the raw fuel (granulated material) 13 derived from the granulated biomass may not be a pellet. As will be described later, the hook-
フラットダイス式造粒装置によって成型されたペレットの直径は4〜30mmφ、長さは5〜70mm、水分量は5〜40%、発熱量は2000kcal/kg以上であることが好ましい。このようなスペックを有するペレットであれば、セメント原燃料として好適な燃料性状となるからである。また、このようなペレットをセメントキルンのバーナー用燃料として用いる場合、そのペレット直径は4〜15mmφ、ボイラーにおけるプレヒーター用助燃料として用いる場合、そのペレット直径は10〜30mmφの範囲であることが好ましい。 It is preferable that the pellets molded by the flat die granulator have a diameter of 4 to 30 mmφ, a length of 5 to 70 mm, a moisture content of 5 to 40%, and a calorific value of 2000 kcal / kg or more. This is because pellets having such specifications provide suitable fuel properties as cement raw fuel. Further, when such pellets are used as fuel for a burner of a cement kiln, the pellet diameter is preferably in the range of 4 to 15 mmφ, and when used as auxiliary fuel for a preheater in a boiler, the pellet diameter is preferably in the range of 10 to 30 mmφ. .
フラットダイス式造粒装置は、高圧力、高温度を要するスクリュー式RPF/RDF製造装置とは異なり、開放型構造を有する装置であるため、バイオマス由来の原燃料中に含まれる水分又は蒸気を安全に、かつ、効率的に脱水することができ、セメント原燃料としての燃料価値を高めることができる。また、低圧力で成型されるため、造粒されたバイオマス由来の原燃料(造粒物)中に水分が封入されにくく、造粒物中の余剰な水分は脱水されて系外に排出することができる。 Unlike the screw-type RPF / RDF production equipment that requires high pressure and high temperature, the flat die type granulation equipment has an open structure, so it is safe to remove moisture or steam contained in the raw fuel derived from biomass. In addition, it can be efficiently dehydrated and the fuel value as a cement raw fuel can be increased. In addition, since it is molded at a low pressure, it is difficult for water to be enclosed in the raw fuel (granulated material) derived from the granulated biomass, and excess water in the granulated material is dehydrated and discharged out of the system. Can do.
次に、造粒されたバイオマス由来の原燃料13をモバイル車両1によって運搬する(図1中の符号6)。
上述した造粒物(ペレット)13をフックロールコンテナ3に積み、このフックロールコンテナ3をモバイル車両1に搭載し、セメント工場7へ運搬する。上述したように、ペレットとすることで、運搬時のかさ密度を高めることができるため、輸送コストを低減することができ、セメント原燃料としての価格優位性を高めることが可能である。
上述した造粒物(ペレット)13を積んだフックロールコンテナ3に、バイオマス由来の原燃料を充填し、フックロールコンテナ3を最密充填として運搬することもできる。この場合は、フックロールコンテナ3に振動装置を取り付け、フックロールコンテナ3を振動させながらバイオマス由来の原燃料を充填することによって実行できる。最密充填とすることにより、運搬時のかさ密度を高めることができるため、輸送コストを低減することが可能である。したがって、運搬の際に、上述した造粒物(ペレット)13の形状が崩れてしまってもよい。
Next, the
The granulated material (pellet) 13 described above is stacked on the
The
次に、運搬されたバイオマス由来の原燃料13をセメント原燃料としてセメントキルン21又はボイラーに投入する。
運搬されたバイオマス由来の原燃料13をセメント原燃料32として投入するセメントキルン21の装置構成について、図3を用いて説明する。
セメントキルン(焼成炉)21は、セメント原料24を焼成してクリンカ27を製造するための長尺の円筒状の回転体である。セメントキルン21の原料供給側には、セメント原料24を予熱及び脱炭酸し、かつセメントキルン21で発生した排ガス25を系外に排出するために、複数のサイクロンからなるプレヒーター22、及び仮焼炉23が連結されている。セメントキルン21の焼成物排出側には、焼成物(クリンカ)を冷却するためのクーラー26が連結されている。また、セメントキルン21の焼成物排出側には、セメントキルン21の原料を最高温度で1450℃程度の高温雰囲気にするために、バーナー28、及びセメント原燃料32の供給用の管路30等が配設されている。管路30は、一端がブロア31に接続され、他端がバーナー28に接続されている。管路30の所定の地点(ブロア31の近傍)には、セメント原燃料32を貯留しかつ管路30に供給するための貯留・定量供給装置29が接続されている。
Next, the conveyed biomass-derived
The apparatus structure of the
The cement kiln (firing furnace) 21 is a long cylindrical rotating body for firing the cement
次に、このセメントキルンの運転方法について、図3を用いて説明する。
まず、プレヒーター22の上部に設けられている原料投入口に、セメント原料24を投入する。セメント原料24は、プレヒーター22及び仮焼炉23内を下方に移動しながら、予熱及び脱炭酸され、次いで、窯尻からセメントキルン21内に移動する。
セメント原料は、緩い傾斜を有しかつ緩やかに回転するセメントキルン21内を、バーナー28が配設されている窯前に向かって徐々に移動していき、その過程で焼成されてクリンカ27となる。クリンカ27は、セメントキルン21の窯前からクーラー26内に落下して、クーラー26で冷却された後、排出される。
セメントキルン21の内部は、原料の最高温度(バーナー28の火炎の近傍の原料の温度)が1450℃程度になるように温度が管理されている。このような高温雰囲気を保持するために、本発明で得られるセメント原燃料32は、セメントキルン21の主燃料である微粉炭に代えて、あるいは微粉炭と併用して、バーナー28から炉内に投入される。
Next, the operation method of this cement kiln is demonstrated using FIG.
First, the cement
The cement raw material gradually moves in the
The temperature inside the
本発明で得られるセメント原燃料32は、一旦、貯留・定量供給装置29に収容される。なお、貯留・定量供給装置29を用いずに、上述したセメント原燃料32を積んだフックロールコンテナ3から直接、セメント原燃料32を管路30に供給してもよい。
貯留・定量供給装置29内のセメント原燃料32は、貯留・定量供給装置29の底部に設けられたロータリーフィーダー等の供給量調整手段によって、所定の供給速度で管路30内に落下する。落下したセメント原燃料32は、ブロア31からの風圧によって所定の流速で管路30内をセメントキルン21に向かって移動し、管路30の端部に接続されているバーナー28の燃料噴射口からセメントキルン21内に所定の噴射速度で投入される。
炉内に投入されたセメント原燃料32は、バーナー28からの炎によって、炉底に着地する前に短時間で完全燃焼する。セメント原燃料32の燃焼残渣は、クリンカの成分の一部となる。なお、セメント原燃料32は、着地前に完全燃焼するので、クリンカの品質を低下させることはない。
セメント原燃料32の単位時間当たりの処理量を増大させるために、図3中に矢印Aで示すように、セメントキルン21の窯尻からセメント原燃料32を投入してもよい。
The cement
The
The cement
In order to increase the processing amount of the cement
上述したように、バイオマス由来の原燃料をペレットとすることで、または、最密充填とすることで、容積当たりの熱量が増加する。したがって、本発明で得られるセメント原燃料を、化石燃料の代替として、上述したセメントキルンのバーナー用燃料に用いることができる。
なお、本発明で得られるセメント原燃料は、化石燃料の代替として、上述したセメントキルンのバーナー用燃料の他、ボイラーにおけるプレヒーター用助燃料等にも用いることが可能である。
As described above, the amount of heat per volume is increased by making the raw fuel derived from biomass into pellets or by performing close-packing. Therefore, the raw cement fuel obtained in the present invention can be used as the above-mentioned cement kiln burner fuel as an alternative to fossil fuel.
Note that the raw cement fuel obtained in the present invention can be used as an auxiliary fuel for a preheater in a boiler, in addition to the above-described cement kiln burner fuel, as an alternative to fossil fuel.
以上のように、本発明に係るセメント原燃料の供給方法によれば、かさ密度が低く、かつ、水分量の多いバイオマス由来の原燃料を造粒することによりセメント原燃料を得ることを可能とし、セメント工場へこのようなセメント原燃料を効率的に運搬することを可能とする。
また、本発明に係るセメント原燃料の供給方法によれば、作業要員、作業場所、処理量等を考慮した、事業化に向け効率的なセメント原燃料の供給システムを構築することができる。
As described above, according to the method for supplying raw cement fuel according to the present invention, it is possible to obtain raw cement fuel by granulating raw fuel derived from biomass having a low bulk density and a high water content. This makes it possible to efficiently transport such raw cement fuel to a cement factory.
In addition, according to the method for supplying cement raw fuel according to the present invention, it is possible to construct an efficient cement raw fuel supply system for commercialization in consideration of work personnel, work place, processing amount, and the like.
以下、実施例等を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely using an Example etc., this invention is not limited to an Example.
実施例1〜4
ホッパーより各種堆肥を投入し、堆肥の発生元に仮設したフラットダイス式造粒装置を用いて、ペレットの製造を行った。実施例1では畜産堆肥(牛)、実施例2では畜産堆肥(豚)、実施例3では食品堆肥、実施例4では都市ゴミ堆肥を用いた。結果を表1に示す。
Examples 1-4
Various composts were introduced from the hopper, and pellets were produced using a flat die granulator temporarily installed at the compost generation source. Example 1 used livestock compost (cattle), Example 2 used livestock compost (pig), Example 3 used food compost, and Example 4 used municipal waste compost. The results are shown in Table 1.
表1より、実施例1〜4のいずれにおいても、ペレットとすることにより、かさ密度が増加し、水分量が低下した。このことから、かさ密度が低く、かつ、水分量の多い堆肥をセメント原燃料として再利用できることが確認された。したがって、本発明に係るセメント原燃料の供給方法を利用することにより、上述したセメント原燃料をセメント工場へ効率的に運搬できることが示された。 From Table 1, in any of Examples 1 to 4, the bulk density increased and the water content decreased by using pellets. From this, it was confirmed that compost having a low bulk density and a large water content can be reused as a raw cement fuel. Therefore, it was shown that the above-mentioned cement raw fuel can be efficiently transported to the cement factory by using the method for supplying raw cement fuel according to the present invention.
1 モバイル車両
2 オンサイト
3 フックロールコンテナ
4 移動式減容器・可搬式減容器
5 対象物
6 運搬
7 セメント工場
11 ダイス
12 加圧ローラ
13 造粒物
21 セメントキルン
22 プレヒーター
23 仮焼炉
24 セメント原料
25 排ガス
26 クーラー
27 焼成物(クリンカ)
28 バーナー
29 貯留・定量供給装置
30 管路
31 ブロア
32 セメント原燃料
DESCRIPTION OF
28
Claims (3)
前記モバイル車両によって運搬する際に、前記バイオマス由来の原燃料を用いて最密充填することを特徴とするセメント工場へのセメント原燃料の供給方法。 On-site biomass-derived raw fuel is granulated in a dewatering-reducing container, the granulated biomass-derived raw fuel is transported by a mobile vehicle, and the transported biomass-derived raw fuel is cement raw fuel. as was poured into a cement kiln or boiler,
A method for supplying raw cement fuel to a cement factory , wherein the raw fuel derived from biomass is packed closest when transported by the mobile vehicle .
The granulated biomass diameter of the raw fuel from the 4~30Mmfai, length 5~70Mm, moisture content 5-40%, the heat generation amount is equal to or is 2000 kcal / kg or more claims 1 or The method for supplying raw cement fuel according to 2 .
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