JP6257093B2 - 自動車シュレッダーダストの燃料化装置及び燃料化方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車シュレッダーダストをセメント焼成装置において燃料として利用するための装置及び方法に関する。
自動車シュレッダーダストは、廃棄された自動車のエンジン等を取り除いた後の廃車ガラを工業用シュレッダーで粉々に粉砕して鉄等を回収した後、産業廃棄物として廃棄されるプラスチック、ガラス、ゴムなどの破片をいう。従来、自動車シュレッダーダスト（以下、適宜「ＡＳＲ」という）を風力選別により軽量分と重量分に分別し、セメント焼成装置において燃料として利用することなどが提案されている（特許文献１、２参照）。
日本特開２０１０−２１４６７７号公報 日本特開２０１０−１９４８６０号公報
しかし、ＡＳＲには様々な性状のものが含まれているため、ＡＳＲを単に破砕して得られる破砕物は、燃焼用バーナーによって完全に大気中で燃焼（空間燃焼）しない場合があり、そのような場合には、燃焼用バーナーに吹き込まれたＡＳＲの一部がクリンカ上に着地して不完全燃焼を起こしたり、クリンカが還元反応を生じ、クリンカの品質や色相に影響を及ぼすという不具合があった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＳＲに含まれる空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用したり、クリンカの品質へ悪影響を及ぼすことなく、ＡＳＲ全体をセメント焼成用燃料として有効利用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、自動車シュレッダーダストを破砕する破砕装置と、該破砕装置によって破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離する分離装置と、該分離装置によって分離された前記空間燃焼が困難な破砕物をセメントキルンの窯尻に供給する供給装置とを備えることを特徴とする。ここで、空間燃焼が困難な破砕物とは、セメントキルンの燃焼用バーナーからキルン内に吹き込まれた場合に、クリンカ上に着地して不完全燃焼を起こすなどして、キルンの内部空間等において完全燃焼し難い破砕物をいう。
本発明によれば、自動車シュレッダーダストに含まれる所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用することができる。
前記破砕装置に口径がＸｍｍのスクリーンを設け、前記空間燃焼が困難な破砕物を前記スクリーンを通過した後、前記分離装置によって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にあるものとすることができる。
また、分離装置によって分離された１／３・Ｘｍｍ未満又は４／５・Ｘｍｍを超える破砕物をセメントキルンの燃焼用バーナーに供給することができる。
さらに、前記スクリーンの口径Ｘを５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。
また、上記自動車シュレッダーダストの燃料化装置は、前記破砕装置の前段にさらに分離装置を備え、該分離装置は、口径が５ｍｍ以上３０ｍｍ以下のスクリーンであって、該スクリーンの通過分をセメントキルンの窯尻に供給し、残分を前記破砕装置に供給することができる。これにより、自動車シュレッダーダストに含まれる土砂やガラス等がセメントキルンの燃焼用バーナーから吹き込まれることを防止し、バーナー用燃料としての品位を向上させることができると共に、後段の破砕装置を保護することができる。
また、本発明は、自動車シュレッダーダストの燃料化方法であって、自動車シュレッダーダストを含む廃棄物を破砕し、該破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離し、該分離した空間燃焼が困難な破砕物をセメントキルンの窯尻に供給することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、自動車シュレッダーダストに含まれる所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用することができる。
以上のように、本発明によれば、自動車シュレッダーダストに含まれる空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用し、クリンカの品質への悪影響を回避しながらＡＳＲ全体をセメント焼成用燃料として有効利用することができる。
本発明に係る自動車シュレッダーダストの燃料化装置の一実施の形態を示す概略全体構成図である。 本発明に係る燃料化装置及び燃料化方法の試験例における各粒度群の内容物を示す写真である。
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係る自動車シュレッダーダストの燃料化装置（以下「燃料化装置」という）１は、図１に示すように、受け入れたＡＳＲを篩い分ける第１の篩分装置５と、ＡＳＲ（Ｍ）を破砕する破砕装置１０と、破砕物Ｃを篩い分ける第２の篩分装置２０とを備えている。尚、図１中の記号Ａは粒度、及び記号Ｄはスクリーンの口径を各々示す。
第１の篩分装置５は、振動篩５Ａを備え、振動篩の口径は、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定される。
破砕装置１０は、例えば、一軸破砕機であって、回転刃等を収容した箱状の本体１０ａと、本体１０ａの上方に位置し、ＡＳＲを投入するために開口したホッパー１０ｂと、本体１０ａの下方に配置され、スクリーンを収容する排出部１０ｃ等を備える。ここで、スクリーンの口径ＤをＸｍｍとする。
第２の篩分装置２０は、上下方向に２段にわたって配置された２つの振動篩２０Ａ、２０Ｂからなり、振動篩２０Ａの口径は、４／５・Ｘｍｍ、振動篩２０Ｂの口径は、１／３・Ｘｍｍに設定される。
図示を省略するが、燃料化装置１によって燃料化されたＡＳＲを燃料として用いるセメント焼成装置は、セメント原料を予熱するためサイクロンを多段に重ねたプレヒータと、セメント原料を仮焼する仮焼炉と、バーナー等を備えてセメント原料を焼成するセメントキルン（ロータリーキルン）と、セメントキルンから排出されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ等で構成される。
次に、上記構成を有する燃料化装置１によるＡＳＲの燃料化方法について説明する。
受け入れたＡＳＲを第１の篩分装置５に投入し、ＡＳＲに含まれる土砂やガラス等の硬質の粒状物ＨＰ（第１の篩分装置５の通過分）を除去し、この硬質粒状物ＨＰをセメントキルンの窯尻に供給して処理する。
一方、硬質粒状物ＨＰを除去した後のＡＳＲ（Ｍ）を振動破砕装置１０に投入して破砕する。ここで、破砕装置１０のスクリーンの口径Ｘｍｍを所望の値に設定することにより、可燃物は回転刃により破砕されて所定の粒度になって排出部１０ｃから破砕物Ｃとして排出される。スクリーンの口径Ｘｍｍは、１０ｍｍ〜１５ｍｍに設定するのが好ましいが、５ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定することもできる。
破砕装置１０から排出された破砕物Ｃは、振動篩２０Ａに供給され、４／５・Ｘｍｍを超える粒子群（大径粒子群ＬＰ）は、セメントキルンの燃焼用バーナーに燃料として吹き込むことができる。また、４／５・Ｘｍｍ以下の粒子群は、振動篩２０Ｂに供給され、１／３・Ｘｍｍ以下の粒子群（小径粒子群ＳＰ）もセメントキルンの燃焼用バーナーに燃料として吹き込むことができる。一方、１／３・Ｘｍｍを超え、４／５・Ｘｍｍ以下の粒子群（中間粒子群ＭＰ）は、セメントキルンの窯尻に投入して燃料として使用することができる。
尚、上記実施の形態においては、受け入れたＡＳＲを篩い分ける第１の篩分装置５を設け、ＡＳＲに含まれる硬質の粒状物ＨＰを除去してセメントキルンの窯尻に供給して処理したが、必ずしも第１の篩分装置５を設ける必要はなく、受け入れたＡＳＲをそのまま破砕装置１０に投入することも可能である。その場合、土砂やガラス等の硬質の粒状物ＨＰは、第２の篩分装置２０によって振り分けられて小径粒子群ＳＰに含まれることとなってセメントキルンの燃焼用バーナーに吹き込まれるため、若干バーナー用燃料としての品位が低下する。
次に、本発明に係る燃料化方法の試験例について説明する。
スクリーンの口径Ｄを１０ｍｍに設定した破砕装置１０にＡＳＲを投入し、破砕物Ｃを篩い分けすると、各粒度群（Ｎｏ．１〜５）において表１に示すような物が得られた。表１には、各粒度群における質量（％）、発熱量（cal/g）、熱量割合（％）、ig.loss（Ignition Loss：強熱減量）（％）及び内容物を示している。また、各粒度群における内容物の写真を図２に示す。
上記Ｎｏ．１〜５の破砕物について各々燃焼試験を行ったところ、Ｎｏ．１、２は燃焼し易く、質量が最も大きく、発熱量の高いＮｏ．３が最も燃焼し難く、Ｎｏ．４、５については、綿状のため空中に浮遊して即座に空間燃焼することが判明した。
そこで、Ｎｏ．３については、セメントキルンの燃焼用バーナーに吹き込んで使用するのではなく、セメントキルンの窯尻に投入して燃料として使用することが好ましいことが判る。
１ 自動車シュレッダーダストの燃料化装置
５ 第１の篩分装置
５Ａ 振動篩
１０ 破砕装置
１０ａ 本体
１０ｂ ホッパー
１０ｃ 排出部
２０ 第２の篩分装置
２０Ａ、２０Ｂ 振動篩
Ｃ 破砕物
ＨＰ 硬質粒状物
ＬＰ 大径粒子群
ＭＰ 中間粒子群
Ｍ （硬質粒状物ＨＰを除去した後の）ＡＳＲ
ＳＰ 小径粒子群

Claims (6)

  1. 自動車シュレッダーダストを破砕する破砕装置と、
    該破砕装置によって破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離する分離装置と、
    該分離装置によって分離された前記空間燃焼が困難な破砕物をセメントキルンの窯尻に供給する供給装置とを備えることを特徴とする自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  2. 前記破砕装置は、口径がＸｍｍのスクリーンを備え、
    前記空間燃焼が困難な破砕物は、前記スクリーンを通過した後、前記分離装置によって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  3. 前記分離装置によって分離された１／３・Ｘｍｍ未満又は４／５・Ｘｍｍを超える破砕物をセメントキルンの燃焼用バーナーに供給することを特徴とする請求項２に記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  4. 前記スクリーンの口径Ｘは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  5. 前記破砕装置の前段にさらに分離装置を備え、該分離装置は、口径が５ｍｍ以上３０ｍｍ以下のスクリーンであって、該スクリーンの通過分をセメントキルンの窯尻に供給し、残分を前記破砕装置に供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  6. 自動車シュレッダーダストを含む廃棄物を破砕し、
    該破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離し、
    該分離した空間燃焼が困難な破砕物をセメントキルンの窯尻に供給することを特徴とする自動車シュレッダーダストの燃料化方法。
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