JP6413894B2 - Method and apparatus for producing solid fuel for cement firing - Google Patents
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Description
本発明は、セメント焼成用固体燃料の製造方法及び製造装置に関し、特に詳細には引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を乾燥し、セメント焼成用固体燃料を製造するにあたり、発生する引火性の揮発性物質への引火防止対策と処理対象可燃物の火災発生のリスクを低減しながら乾燥させ、セメント焼成設備の燃費を低下させないセメント焼成用固体燃料の製造方法及び製造装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for producing a solid fuel for cement firing, and in particular, flammability generated when a combustible to be treated containing a flammable volatile substance is dried to produce a solid fuel for cement firing. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for producing a solid fuel for cement firing which is dried while reducing the risk of fire of combustible materials to be treated and reducing the risk of fire occurrence of combustible materials to be treated and does not reduce the fuel consumption of cement firing facilities.
セメント焼成設備において、建設廃材、間伐材、廃白土、含油汚泥等の含油物質、下水汚泥、製紙スラッジなどの高含水率の有機系汚泥等を石炭や重油の代替燃料として利用することが行われている。 In cement burning facilities, oil-containing materials such as construction waste, thinned wood, waste white clay, oil-containing sludge, and high water content organic sludge such as sewage sludge and paper sludge are used as alternative fuels for coal and heavy oil. ing.
特開２００４−５００７７号公報（特許文献１）には、木材由来燃料の製造方法が開示され、特開２００６−１７５３５５号公報（特許文献２）には、有機系汚泥の処理方法が開示されている。両者は共に、クリンカクーラーの排ガスなどのセメント焼成設備の余剰熱を利用して、廃棄物などの処理対象可燃物を乾燥させ、セメント焼成用の燃料とするものであるが、従来のこのようなセメント焼成用の燃料の製造方法においては、乾燥により発生する引火性の揮発性物質への引火防止対策や、含水率の下げ過ぎ、静電気、及び自己発熱による火災発生リスクの低減対策については、全く考慮されていなかった。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-50077 (Patent Document 1) discloses a method for producing wood-derived fuel, and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-175355 (Patent Document 2) discloses a method for treating organic sludge. Yes. In both cases, surplus heat from the cement firing equipment such as exhaust gas from the clinker cooler is used to dry the combustibles to be treated, such as waste, and used as fuel for cement firing. In the method of manufacturing cement firing fuel, there are no measures to prevent flammability of flammable volatile substances generated by drying, or to reduce the risk of fire occurrence due to excessively low water content, static electricity, and self-heating. It was not considered.
処理対象可燃物が引火性の有機溶剤などを含有する含水燃料の場合では、乾燥を行わずにそのままセメント焼成設備で使用しているのが現状である。また、引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を乾燥すると、気化した引火性揮発性物質に引火する危険性がある。特に、性状変動の大きい廃棄物系の可燃物を処理する場合には、処理対象可燃物の含水率を下げ過ぎ、乾燥設備や製造した固体燃料の貯蔵設備などで、静電気や自己発熱などに起因する火災発生のリスクが高くなっていた。このため、従来は処理対象可燃物の乾燥を行わず高含水率のまま、セメント焼成設備に直接投入されており、含水率の高さのためセメント焼成に係る燃費の低下を引き起こしていた。 In the case where the combustible to be treated is a hydrous fuel containing a flammable organic solvent or the like, it is currently used as it is in a cement burning facility without being dried. Moreover, when the combustible material to be treated containing flammable volatile substances is dried, there is a risk of igniting the vaporized flammable volatile substances. In particular, when processing waste combustibles with large variations in properties, the moisture content of the combustibles to be treated is excessively lowered, resulting in static electricity, self-heating, etc. in drying equipment and storage facilities for manufactured solid fuel. The risk of fire was increasing. For this reason, conventionally, the combustibles to be treated are not directly dried and are directly supplied to the cement firing equipment with a high moisture content, and the high moisture content causes a reduction in fuel consumption related to cement firing.
従って、本発明の目的は、上記問題を解決し、引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を、引火性の揮発性物質への引火防止と火災発生のリスクを低減しながら乾燥させると共に、製造された固体燃料がセメント焼成設備の燃費を低下させないセメント焼成用固体燃料の製造方法及び製造装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to dry a combustible material containing a flammable volatile substance while preventing the ignition of the flammable volatile substance and reducing the risk of fire. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing a solid fuel for cement firing in which the produced solid fuel does not lower the fuel consumption of the cement firing equipment.
上記の課題を解決するため、本発明のセメント焼成用固体燃料の製造方法及び製造装置は以下のような技術的特徴を備えている。
（１） 引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を、該処理対象可燃物の引火点より低い温度であり、且つ、乾燥用流体の引火性揮発性物質の濃度が該引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限値より少なくなる酸素濃度に調整した乾燥用流体で乾燥することを特徴とする、セメント焼成用固体燃料の製造方法である。
In order to solve the above problems, the method and apparatus for producing a solid fuel for cement firing of the present invention have the following technical features.
(1) A combustible material to be treated containing a flammable volatile material is at a temperature lower than the flash point of the combustible material to be treated, and the concentration of the flammable volatile material in the drying fluid is the flammable volatile property. A method for producing a solid fuel for cement firing, comprising drying with a drying fluid adjusted to an oxygen concentration lower than a lower limit value of a substance combustion range.
（２） 上記（１）に記載のセメント焼成用固体燃料の製造方法において、該処理対象可燃物の乾燥工程に導入する前の乾燥用流体の温度を調整するにあたり、セメント焼成設備からの排ガスに空気を導入することにより調整することを特徴とする。 (2) In the method for producing a solid fuel for cement firing as described in (1) above, in adjusting the temperature of the drying fluid before being introduced into the drying step of the combustible to be treated, the exhaust gas from the cement firing facility is used. It is characterized by adjusting by introducing air.
（３） 上記（１）又は（２）に記載のセメント焼成用固体燃料の製造方法において、乾燥工程後に排出される乾燥用流体の酸素濃度を調整するにあたり、乾燥用流体の流量を増減することで調整することを特徴とする。 (3) In the method for producing a solid fuel for cement firing according to the above (1) or (2), the flow rate of the drying fluid is increased or decreased in adjusting the oxygen concentration of the drying fluid discharged after the drying step. It is characterized by adjusting with.
（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載のセメント焼成用固体燃料の製造方法において、引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物の引火点と、該引火点における引火性揮発性物質の濃度とを予め測定し、測定した引火性揮発性物質の該濃度から乾燥用流体の流量を決定することを特徴とする。 (4) In the method for producing a solid fuel for cement firing according to any one of (1) to (3), the flash point of the combustible material to be treated containing a flammable volatile substance, and the flammability at the flash point. The concentration of the volatile substance is measured in advance, and the flow rate of the drying fluid is determined from the measured concentration of the flammable volatile substance.
（５） 上記（１）〜（４）のいずれかに記載のセメント焼成用固体燃料の製造方法において、乾燥処理された該処理対象可燃物の含水率に応じて、乾燥用流体の温度を調整することを特徴とする。 (5) In the method for producing a solid fuel for cement firing according to any one of the above (1) to (4), the temperature of the drying fluid is adjusted according to the moisture content of the dried combustible material to be treated. It is characterized by doing.
（６） 上記（１）〜（５）いずれかの項記載のセメント焼成用固体燃料の製造方法において、乾燥用流体はセメント製造設備から排出される排ガスを利用し、乾燥後の処理対象可燃物はセメント製造設備の燃料として利用され、処理対象可燃物を乾燥した後の乾燥用流体は、セメント焼成設備中の８００℃以上の温度の装置に導入されるか又は乾燥排気処理装置にて処理されることを特徴とする。 (6) In the method for producing a solid fuel for cement firing according to any one of (1) to (5) above, the drying fluid uses exhaust gas discharged from the cement production facility, and the combustible to be treated after drying. Is used as a fuel for cement manufacturing facilities, and the drying fluid after drying combustibles to be treated is introduced into a device at a temperature of 800 ° C. or higher in the cement firing facility or processed by a dry exhaust treatment device. It is characterized by that.
（７） セメント焼成設備からの乾燥用流体の温度を、処理対象可燃物の引火点より低い温度に調整するための温度調整装置と、該乾燥用流体の引火性揮発性物質の濃度が該引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限値より少なくなる酸素濃度に調整するための酸素濃度調整装置と、該乾燥用流体で引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を乾燥させる乾燥装置とを備えることを特徴とする、セメント焼成用固体燃料の製造装置である。 (7) a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the drying fluid from the cement firing facility to a temperature lower than the flash point of the combustible to be treated; and the concentration of the flammable volatile substance in the drying fluid An oxygen concentration adjusting device for adjusting the oxygen concentration to be lower than the lower limit of the combustion range of the volatile volatile substance, and a drying device for drying the combustible to be treated containing the flammable volatile substance with the drying fluid. It is the manufacturing apparatus of the solid fuel for cement baking characterized by providing.
（８） 上記（７）に記載のセメント焼成用固体燃料の製造装置において、更に、乾燥処理された処理対象可燃物の含水率を測定する含水率測定装置を備えることを特徴とする。 (8) The manufacturing apparatus for a solid fuel for cement firing as described in (7) above, further includes a moisture content measuring device for measuring the moisture content of the combustible to be treated that has been dried.
（９） 上記（７）又は（８）に記載のセメント焼成用固体燃料の製造装置において、乾燥装置から排出された乾燥用流体を処理するための乾燥排気処理装置を備えることを特徴とする。 (9) The cement burning solid fuel production apparatus according to (7) or (8) above, further comprising a dry exhaust treatment device for treating the drying fluid discharged from the drying device.
本発明のセメント焼成用固体燃料の製造方法及び製造装置では、引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を、該処理対象可燃物の引火点より低い温度であり、且つ、乾燥用流体の引火性揮発性物質の濃度が該引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限値より少なくなる酸素濃度に調整した乾燥用流体で乾燥するため、引火性の揮発性物質への引火防止と火災発生のリスクを低減しながら処理対象可燃物を乾燥でき、さらには、製造された固体燃料は限界含水率に近い状態まで乾燥されているため、セメント焼成設備の燃費低下を抑制できる。 In the method and apparatus for producing a solid fuel for cement firing according to the present invention, the combustible material to be treated containing a flammable volatile substance is at a temperature lower than the flash point of the combustible material to be treated, and the drying fluid Drying is performed with a drying fluid adjusted to an oxygen concentration at which the concentration of the flammable volatile substance is lower than the lower limit of the combustion range of the flammable volatile substance. The combustible to be treated can be dried while reducing the risk, and further, since the produced solid fuel is dried to a state close to the limit moisture content, it is possible to suppress a reduction in fuel consumption of the cement firing facility.
本発明を、以下の実施形態により説明する。
本発明のセメント焼成用固体燃料の製造方法は、引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を、該処理対象可燃物の引火点より低い温度であり、且つ、乾燥用流体の引火性揮発性物質の濃度が該引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限値より少なくなる酸素濃度に調整した乾燥用流体で乾燥する、セメント焼成用固体燃料の製造方法である。
The present invention will be described by the following embodiments.
In the method for producing a solid fuel for cement firing according to the present invention, the combustible material to be treated containing the flammable volatile substance is at a temperature lower than the flash point of the combustible material to be treated and the flammable volatilization of the drying fluid. This is a method for producing a solid fuel for cement firing, which is dried with a drying fluid adjusted to an oxygen concentration at which the concentration of the volatile substance is less than the lower limit value of the combustion range of the flammable volatile substance.
処理対象可燃物とは、本発明のセメント焼成用固体燃料を製造するための処理が行われる対象物のことであり、具体的には、建設廃材、及び間伐材、並びに剪定枝等の破砕物、燃料用木質チップ、畳、布、紙類、食品残渣、農業残渣、廃プラスチック、廃白土、含油汚泥等の含油物質、下水汚泥、製紙スラッジなどの高含水率の有機系汚泥、前記の２つ以上を含む混合物などの各種の可燃物が該当する。そのような可燃物の中でも、特に、含水率が高く、そのままセメント焼成設備に投入すると設備の燃費低下の原因となるようなものであり、かつ、有機溶剤など乾燥処理工程で引火性揮発性物質の発生を伴うものは、本発明を適用することが好ましい。 The combustible material to be treated is an object to be treated for producing the solid fuel for cement burning according to the present invention. Specifically, construction waste materials, thinned materials, and crushed materials such as pruned branches , Wood chips for fuel, tatami mat, cloth, paper, food residue, agricultural residue, waste plastic, waste white clay, oil-containing substances such as oil-containing sludge, organic sludge with high water content such as sewage sludge and paper sludge, 2 Applicable to various combustible materials such as a mixture containing two or more. Among such combustible materials, in particular, the moisture content is high, and if it is directly put into a cement firing facility, it causes a reduction in fuel consumption of the facility, and flammable volatile substances such as organic solvents are used in the drying process. It is preferable to apply the present invention to those that occur.
引火性揮発性物質としては、処理対象可燃物の種類によって様々であり、例えば、パラフィン系炭化水素、オレフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族炭化水素、有機酸、アルコール、エーテル、ケトン、アルデヒドなどが例示される。特に、本発明では、クリンカクーラーなどのセメント焼成設備の余剰熱を利用して乾燥するため、１００〜４００℃程度の排ガスを温度調整して８０〜２００℃の乾燥用流体（気体）にして乾燥に使用する。このため、このような温度範囲で揮発性のある物質を含有する場合は、本発明を適用することが好ましい。 The flammable volatile substances vary depending on the type of combustible material to be treated. For example, paraffinic hydrocarbons, olefinic hydrocarbons, naphthenic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, organic acids, alcohols, ethers, ketones, Examples include aldehydes. In particular, in the present invention, since the drying is performed by using surplus heat of cement baking equipment such as a clinker cooler, the temperature of exhaust gas at about 100 to 400 ° C. is adjusted to a drying fluid (gas) at 80 to 200 ° C. for drying. Used for. For this reason, it is preferable to apply this invention, when a volatile substance is contained in such a temperature range.
本発明のセメント焼成用固体燃料の製造方法では、処理対象可燃物を乾燥させる際に、次の２つの条件を満足することで、乾燥中に引火性揮発性物質に引火することを抑制することが可能となる。
（１）乾燥用流体の温度は、処理対象可燃物の引火点より低い温度であること
（２）乾燥用流体に含まれる引火性揮発性物質の濃度が、当該引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限濃度未満となるように、乾燥用流体の酸素濃度を調整すること
さらに、次の条件を備えることで、製造した固体燃料が発火するのを抑制でき、より安全に固体燃料を扱うことができる。
（３）乾燥用流体の温度が、乾燥処理された処理対象可燃物（固体燃料）の含水率が処理対象可燃物の限界含水率となる温度以下であること
In the method for producing a solid fuel for cement firing according to the present invention, when the combustible material to be treated is dried, the following two conditions are satisfied to suppress the ignition of the flammable volatile substance during the drying. Is possible.
(1) The temperature of the drying fluid is lower than the flash point of the combustible material to be treated. (2) The concentration of the flammable volatile substance contained in the drying fluid is the combustion range of the flammable volatile substance. In addition, the oxygen concentration of the drying fluid is adjusted so that the concentration is less than the lower limit concentration. Further, by providing the following conditions, it is possible to suppress the solid fuel produced from igniting and to handle the solid fuel more safely. it can.
(3) The temperature of the drying fluid is equal to or lower than the temperature at which the moisture content of the combustible material to be treated (solid fuel) subjected to the drying treatment becomes the limit moisture content of the combustible material to be treated.
このような条件を判断するためには、乾燥装置に投入する処理対象可燃物の受入れロット毎に、少なくとも以下の数値を予め測定する。
（ａ）処理対象可燃物の引火点（乾燥処理を行う前の処理対象可燃物に関する引火点）
（ｂ）引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限濃度（Ｃ２）
（ｃ）引火点における引火性揮発性物質の濃度
（ｄ）処理対象可燃物を乾燥させた際の限界含水率（固体燃料の限界含水率）
In order to judge such a condition, at least the following numerical values are measured in advance for each lot of receiving combustibles to be processed to be put into the drying apparatus.
(A) Flash point of combustible material to be treated (flash point of combustible material to be treated before drying)
(B) Lower limit of combustion range of flammable volatile substances (C2)
(C) Concentration of flammable volatile substance at flash point (d) Limit moisture content when drying combustibles to be treated (limit moisture content of solid fuel)
本発明のセメント焼成用固体燃料の製造方法は、次のステップで乾燥用流体を制御する。
（ステップＡ） 乾燥用流体の温度を、処理対象可燃物の引火点より低い温度に制御する。
（ステップＢ） 乾燥装置から排出される排ガス中の酸素濃度を、引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限濃度（Ｃ２）から算出した酸素濃度以上に制御する。
（ステップＣ） 乾燥装置から排出される固体燃料（乾燥した処理対象可燃物）の含水率を、固体燃料の限界含水率以上となるように、乾燥用流体の温度を制御する。
In the method for producing a solid fuel for cement firing according to the present invention, the drying fluid is controlled in the following steps.
(Step A) The temperature of the drying fluid is controlled to a temperature lower than the flash point of the combustible to be processed.
(Step B) The oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the drying apparatus is controlled to be equal to or higher than the oxygen concentration calculated from the lower limit concentration (C2) of the combustion range of the flammable volatile substance.
(Step C) The temperature of the drying fluid is controlled so that the moisture content of the solid fuel discharged from the drying device (dried combustible material to be treated) is equal to or higher than the limit moisture content of the solid fuel.
ステップＡやＣのように、処理対象可燃物の乾燥工程に導入する前の乾燥用流体の温度を調整する方法としては、セメント焼成設備からの排ガスに外部の空気を導入することにより調整することが可能である。 As a method of adjusting the temperature of the drying fluid before being introduced into the drying process of the combustible to be treated as in Steps A and C, the adjustment is performed by introducing external air into the exhaust gas from the cement firing facility. Is possible.
ステップＢのように、乾燥工程後に排出される乾燥用流体の酸素濃度を調整する方法としては、乾燥用流体の流量を増減することで調整することが可能である。 As in step B, as a method of adjusting the oxygen concentration of the drying fluid discharged after the drying process, it is possible to adjust by increasing or decreasing the flow rate of the drying fluid.
さらに、乾燥用流体の流量は、次のような方法でも設定が可能である。引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物の引火点と、該引火点における引火性揮発性物質の濃度とを予め測定し、測定した引火性揮発性物質の該濃度から乾燥用流体の流量を決定する方法である。つまり、乾燥用流体の流量を調整することで、乾燥装置から排気される排ガスに含まれる引火性揮発性物質の濃度が変化する。これにより、この排ガスに含まれる引火性揮発性物質の濃度が、引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限濃度未満となるように、乾燥用流体の流量を調整する。 Furthermore, the flow rate of the drying fluid can be set by the following method. The flash point of the combustible material to be treated containing the flammable volatile substance and the concentration of the flammable volatile substance at the flash point are measured in advance, and the flow rate of the drying fluid is determined from the measured concentration of the flammable volatile substance. Is a way to determine. That is, by adjusting the flow rate of the drying fluid, the concentration of the flammable volatile substance contained in the exhaust gas exhausted from the drying device changes. Thus, the flow rate of the drying fluid is adjusted so that the concentration of the flammable volatile substance contained in the exhaust gas is less than the lower limit concentration of the combustion range of the flammable volatile substance.
処理対象可燃物が複数種類の引火性揮発性物質を含む場合には、各引火性揮発性物質毎に、濃度を測定する。また、異なる引火性揮発性物質であっても、燃焼範囲を考慮する際に、総和の濃度で引火性を評価すべきである場合には、関係する引火性揮発性物質をまとめて濃度の算出を行う。 When the combustible to be treated contains a plurality of types of flammable volatile substances, the concentration is measured for each flammable volatile substance. In addition, even if different flammable volatile substances are used, if the flammability should be evaluated based on the total concentration when considering the combustion range, the concentration is calculated by collecting the related flammable volatile substances together. I do.
また、ステップＣでは、乾燥装置の出口から排出される、乾燥処理された処理対象可燃物（「固体燃料」ともいう。）の含水率を適時測定し、固体燃料の含水率が、当該固体燃料の限界含水率となる温度以下となるように設定される。これにより、乾燥装置から排出される固体燃料の含水率が限界含水率より大きくなるため、含水率の下過ぎ、静電気、及び自己発熱による火災の発生を抑制することが可能となる。 In Step C, the moisture content of the treated combustible material (also referred to as “solid fuel”) discharged from the outlet of the drying device is measured in a timely manner, and the moisture content of the solid fuel is determined by the solid fuel. The temperature is set to be equal to or lower than the temperature at which the limit moisture content is. As a result, the moisture content of the solid fuel discharged from the drying device becomes larger than the limit moisture content, so that it is possible to suppress the occurrence of a fire due to excessively low moisture content, static electricity, and self-heating.
乾燥に使用される乾燥用流体（気体）は、セメント焼成設備の余剰熱を利用したものであるなら、特に限定されないが、例えば、クリンカクーラーの排ガス、仮焼成炉出口から煙突にいた排ガス経路の排ガスなどを利用することが可能である。 The drying fluid (gas) used for drying is not particularly limited as long as it uses surplus heat of the cement firing equipment. For example, the exhaust gas from the clinker cooler and the exhaust gas path from the calciner exit to the chimney It is possible to use exhaust gas.
また、乾燥で使用された乾燥用流体は、専用の乾燥排気処理装置で粉塵、臭気成分等を除去した後外部に放出させることも可能であるが、セメント焼成設備に再度戻し、処理することも可能である。特に、キルンから仮焼成炉の出口までの間のように温度が８００℃以上ある場所に戻すことで、乾燥工程で発生した揮発性物質を燃料として利活用できるとともに、臭気成分等を分解処理することが可能となる。 In addition, the drying fluid used for drying can be released to the outside after removing dust, odor components, etc. with a dedicated dry exhaust treatment device, but it can also be returned to the cement firing facility and processed again. Is possible. In particular, by returning to a place where the temperature is 800 ° C. or more, such as between the kiln and the exit of the pre-baking furnace, the volatile substances generated in the drying process can be used as fuel, and the odor components are decomposed. It becomes possible.
次に、セメント焼成用固体燃料の製造装置について図１を参考に説明する。
セメント焼成設備としては、セメント原料を、予熱器、仮焼成炉、キルンに順次投入し焼成される。焼成されたセメントクリンカは、クリンカクーラーで冷却される。キルンで発生した排ガスは、仮焼成炉、予熱器、排ガス処理設備、煙突を経て外部に放出される。クリンカクーラーでは、空気により冷却が行われ、クリンカクーラーから排出される排ガスは、２００〜４００℃の温度を有している。通常であれば、クリンカクーラーの排ガスは、仮焼成炉などに導入される。
Next, an apparatus for producing a cement firing solid fuel will be described with reference to FIG.
As a cement firing facility, cement raw materials are sequentially put into a preheater, a temporary firing furnace, and a kiln and fired. The fired cement clinker is cooled by a clinker cooler. The exhaust gas generated in the kiln is discharged to the outside through a temporary firing furnace, a preheater, an exhaust gas treatment facility, and a chimney. In the clinker cooler, cooling is performed with air, and the exhaust gas discharged from the clinker cooler has a temperature of 200 to 400 ° C. Normally, the exhaust gas from the clinker cooler is introduced into a temporary firing furnace or the like.
処理対象可燃物は、不図示の貯蔵設備から定量供給設備に供給され、当該定量供給設備により、予め設定された処理対象可燃物の処理量（所定時間当たりの処理量）に応じて、所定速度で所定量の処理対象可燃物を乾燥装置に供給される。 The combustible material to be processed is supplied from a storage facility (not shown) to a fixed amount supply facility, and the fixed amount supply facility supplies a predetermined speed according to a predetermined processing amount of the combustible material to be processed (processing amount per predetermined time). A predetermined amount of combustible material to be treated is supplied to the drying device.
乾燥装置には、乾燥用流体が導入されている。図１では、乾燥用流体として、クリンカクーラーの排ガスの一部を利用しているが、仮焼成炉出口から煙突に至る排ガス経路の排ガスを利用することも可能である。乾燥装置で使用できる乾燥用流体に必要な温度、例えば、８０℃以上が維持できる排ガスを利用することが好ましい。 A drying fluid is introduced into the drying device. In FIG. 1, a part of the exhaust gas from the clinker cooler is used as the drying fluid, but it is also possible to use exhaust gas in the exhaust gas path from the calciner outlet to the chimney. It is preferable to use exhaust gas that can maintain a temperature necessary for a drying fluid that can be used in a drying apparatus, for example, 80 ° C. or higher.
本発明では、乾燥装置に導入される乾燥用流体の温度を、処理対象可燃物の引火点より低い温度であって且つ当該処理対象可燃物の含水率が限界含水率となる温度以下の乾燥温度に調整する温度調整装置を備えている。 In the present invention, the temperature of the drying fluid introduced into the drying apparatus is a temperature lower than the flash point of the combustible material to be treated, and a drying temperature equal to or lower than the temperature at which the water content of the combustible material to be treated becomes the critical moisture content. It is equipped with a temperature adjustment device that adjusts to
温度調整装置により、セメント焼成設備の排ガスの温度を、乾燥装置で必要な温度（乾燥温度）に設定するには、セメント製造設備から排出される排ガスに空気を混入して、温度を調整する。図１のダンパ（１）のような空気流量調整装置が、この機能を有している。さらに、ダンパ（２）は、乾燥装置に導入する乾燥用流体の流量を調整している。ファンは、乾燥用流体を乾燥装置に送風する送風機である。乾燥用流体の流路に沿って（乾燥装置の入り口付近）に流体の温度を測定する温度計（ＴＩＣ）を設け、温度の測定結果に基づき、所定の温度になるように、前記空気の流量を調節する。 In order to set the temperature of the exhaust gas of the cement firing facility to a temperature required for the drying device (drying temperature) by the temperature adjusting device, air is mixed into the exhaust gas discharged from the cement manufacturing facility to adjust the temperature. An air flow rate adjusting device such as the damper (1) of FIG. 1 has this function. Further, the damper (2) adjusts the flow rate of the drying fluid introduced into the drying device. The fan is a blower that blows the drying fluid to the drying device. A thermometer (TIC) for measuring the temperature of the fluid is provided along the flow path of the drying fluid (near the entrance of the drying device), and the flow rate of the air is set to a predetermined temperature based on the temperature measurement result. Adjust.
乾燥装置から排出される排ガスは、乾燥排気処理装置で粉塵、臭気成分等が除去され、外部に排気される。また、キルンから仮焼成炉出口までの間で８００℃以上の高温雰囲気に、乾燥装置の排ガスを導入することも可能である。 The exhaust gas discharged from the drying apparatus is exhausted to the outside after the dust and odor components are removed by the dry exhaust treatment apparatus. It is also possible to introduce the exhaust gas from the drying apparatus into a high temperature atmosphere of 800 ° C. or higher between the kiln and the pre-baking furnace exit.
乾燥装置で乾燥された処理対象可燃物（固体燃料）は、固体燃料貯蔵設備で蓄積され、定量供給装置により、仮焼成炉に燃料として導入したり、キルン出口から仮焼成炉の入り口に至る窯尻部で燃料として燃焼させる方法もある。 The combustible material to be treated (solid fuel) dried by the drying device is accumulated in the solid fuel storage facility and introduced into the calcining furnace as a fuel by the quantitative supply device or from the kiln outlet to the entrance of the calcining furnace There is also a method of burning as fuel at the bottom.
本発明のセメント焼成用固体燃料の製造装置では、乾燥装置から排出される排ガス中の酸素濃度を測定する酸素濃度測定装置（Ｏ２Ｉ）を備えている。乾燥用流体の引火性揮発性物質の濃度が該引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限値より少なくなる酸素濃度に調整するため、測定した酸素濃度の数値が目標とする濃度となるまで、ダンパ（２）を制御して乾燥用流体の流量が調整される。 The solid fuel production apparatus for cement firing of the present invention includes an oxygen concentration measuring device (O 2 I) that measures the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the drying device. In order to adjust the oxygen concentration so that the concentration of the flammable volatile substance in the drying fluid is less than the lower limit of the combustion range of the flammable volatile substance, the damper is used until the measured oxygen concentration reaches the target concentration. (2) is controlled to adjust the flow rate of the drying fluid.
また、乾燥用流体の流量が予め設定できる場合には、ファンから乾燥装置に至る途中に流量計（ＦＩＣ）を設け、該流量計の数値が予め設定した値となるように、ダンパ（２）を制御することも可能である。 Further, when the flow rate of the drying fluid can be set in advance, a flow meter (FIC) is provided on the way from the fan to the drying device, and the damper (2) so that the numerical value of the flow meter becomes a preset value. It is also possible to control.
更に、本発明のセメント焼成用固体燃料の製造装置では、処理対象可燃物の含水率を測定する含水率測定装置（ＸＩＣ）を備えている。当該測定装置は、乾燥装置の出口に備え付けることで、固体燃料の含水率を処理対象可燃物の限界含水率以上に調整する際の生情報として有用となる。 Furthermore, the solid fuel manufacturing apparatus for cement firing of the present invention includes a moisture content measuring device (XIC) for measuring the moisture content of the combustible material to be treated. By providing the measurement device at the outlet of the drying device, it becomes useful as raw information when adjusting the moisture content of the solid fuel to be higher than the limit moisture content of the combustible to be treated.
以下では、具体的事例を基に乾燥用流体の温度や流量の設定方法を説明する。
まず、処理対象可燃物を固体燃料Ａ（引火性揮発性物質を含む。）とする。処理対象可燃物の処理量（Ｗ）は、１０００ｋｇ／時とする。
処理対象可燃物の性状として、処理前の含水率（Ｈ）は１５質量％、引火点は１６０℃とする。
Hereinafter, a method for setting the temperature and flow rate of the drying fluid will be described based on specific examples.
First, the combustible material to be treated is solid fuel A (including flammable volatile substances). The processing amount (W) of the combustible material to be processed is 1000 kg / hour.
As properties of the combustible material to be treated, the moisture content (H) before treatment is 15% by mass, and the flash point is 160 ° C.
引火点における引火性揮発性物質の濃度を次の方法で測定する。
試験器具としてバイアル瓶（容積０．１リットル）を用い、試料である固体燃料Ａを０．０５ｇ（試料量）投入する。試料量／バイアル容積比（Ｒ）は、０．５ｇ／リットル（単位：ｋｇ／ｍ３）となる。引火性揮発性物質の濃度（Ｃ１）を測定した結果、５．０容量％を得たと仮定する。
The concentration of the flammable volatile substance at the flash point is measured by the following method.
A vial bottle (volume 0.1 liter) is used as a test instrument, and 0.05 g (sample amount) of solid fuel A as a sample is charged. The sample amount / vial volume ratio (R) is 0.5 g / liter (unit: kg / m 3 ). As a result of measuring the concentration (C1) of the flammable volatile substance, it is assumed that 5.0% by volume is obtained.
固体燃料Ａに含まれる引火性揮発性物質を、揮発性物質Ｂとする。揮発性物質Ｂの燃焼範囲の下限濃度（Ｃ２）は、３．０容量％である。 The flammable volatile substance contained in the solid fuel A is referred to as a volatile substance B. The lower limit concentration (C2) of the combustion range of the volatile substance B is 3.0% by volume.
乾燥用流体は、クリンカクーラーの排ガスに空気を混合させたものであり、流量（Ｑ１）は、３３００ｍ３Ｎ／時とする。この流量は、処理対象可燃物の処理量（Ｗ）、試料量／バイアル容積比（Ｒ）、引火性揮発性物質の濃度（Ｃ１）及び揮発性物質の燃焼範囲の下限濃度（Ｃ２）から、次式を用いて算出される。
Ｑ１＝（Ｃ１／Ｃ２）×Ｗ／Ｒ
The drying fluid is a mixture of clinker cooler exhaust gas and air, and the flow rate (Q1) is 3300 m 3 N / hour. This flow rate is determined from the processing amount (W) of the combustible material to be processed, the sample amount / vial volume ratio (R), the concentration of the flammable volatile substance (C1), and the lower limit concentration (C2) of the combustion range of the volatile substance. It is calculated using the following formula.
Q1 = (C1 / C2) × W / R
乾燥用流体の温度と流量を次のステップで設定する。
（ステップＡ） 乾燥用流体の温度を測定する。仮に測定値が１２０℃である場合には、処理対象可燃物の引火点１６０℃より低いため、特に乾燥用流体の温度は変更しない。ただし、処理対象可燃物の含水率が高く、乾燥用流体の温度をできるだけ高く設定することが好ましい場合には、引火点に近い温度にまで乾燥用流体の温度を変更することも可能である。
Set the drying fluid temperature and flow rate in the next step.
(Step A) The temperature of the drying fluid is measured. If the measured value is 120 ° C., the temperature of the drying fluid is not particularly changed because it is lower than the flash point 160 ° C. of the combustible material to be treated. However, when the moisture content of the combustible material to be treated is high and it is preferable to set the temperature of the drying fluid as high as possible, the temperature of the drying fluid can be changed to a temperature close to the flash point.
（ステップＢ） 乾燥装置から排出される排ガス中の酸素濃度を測定する。酸素濃度測定値（Ｃ３）は、１９．３容量％であったと仮定する。
次の式で、引火性揮発性物質の燃料範囲の下限濃度（Ｃ２）から算出した酸素濃度（Ｃ４）を得る。
Ｃ４＝２０．９×（１−Ｃ２／１００）＝２０．３容量％
引火性揮発性物質の燃焼範囲の下限濃度に対応した酸素濃度（Ｃ４）と測定した酸素濃度（Ｃ３）とを比較し、ここではＣ４＞Ｃ３という結果となるため、Ｃ４≦Ｃ３となるまで乾燥用流体の流量を増加させる。この場合、Ｃ４＝Ｃ３となるには、流量Ｑを８４００ｍ３Ｎ／時まで増加させることが必要となる。
(Step B) The oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the drying device is measured. It is assumed that the measured oxygen concentration (C3) was 19.3% by volume.
The oxygen concentration (C4) calculated from the lower limit concentration (C2) of the fuel range of the flammable volatile substance is obtained by the following equation.
C4 = 20.9 × (1-C2 / 100) = 20.3% by volume
The oxygen concentration (C4) corresponding to the lower limit concentration of the combustion range of the flammable volatile substance is compared with the measured oxygen concentration (C3). In this case, the result is C4> C3. Therefore, the drying is performed until C4 ≦ C3. Increase fluid flow rate. In this case, in order to satisfy C4 = C3, it is necessary to increase the flow rate Q to 8400 m 3 N / hour.
（ステップＣ） 乾燥装置から排出される固体燃料（乾燥した処理対象可燃物）の含水率を測定する。測定結果が４質量％未満であり、仮に、固体燃料の限界含水率が４質量％である場合には、限界含水率以下となっているため、乾燥用流体の温度を下げる。仮に、８０℃で乾燥装置から排出される固体燃料（乾燥した処理対象可燃物）の含水率が５質量％であったとすれば、乾燥用流体の温度を８０℃にセットすることができる。 (Step C) The moisture content of the solid fuel discharged from the drying apparatus (dried combustible material to be treated) is measured. If the measurement result is less than 4% by mass, and the limit moisture content of the solid fuel is 4% by mass, the temperature is lower than the limit moisture content, so the temperature of the drying fluid is lowered. If the moisture content of the solid fuel (dried combustible material to be treated) discharged from the drying device at 80 ° C. is 5% by mass, the temperature of the drying fluid can be set to 80 ° C.
固体燃料Ａに含まれる引火性揮発性物質の量が少ない場合、上述した乾燥用流体の流量（Ｑ１）を算出する計算式では、乾燥用流体の流量が不足し、乾燥用流体の温度の調整だけでは、目標とする含水率に達しない場合も想定される。このような場合を想定し、乾燥用流体の流量の初期値の決定方法としては、上述した計算式の流量（Ｑ１）と、乾燥操作の熱収支計算から算出した流量の内、大きい方を採用することが好ましい。 When the amount of the flammable volatile substance contained in the solid fuel A is small, the above calculation formula for calculating the flow rate (Q1) of the drying fluid is insufficient, and the temperature of the drying fluid is adjusted. It may be assumed that the target moisture content will not be reached. Assuming such a case, as the method for determining the initial value of the flow rate of the drying fluid, the larger one of the flow rate (Q1) of the above-described calculation formula and the flow rate calculated from the heat balance calculation of the drying operation is adopted. It is preferable to do.
上述したステップＡ〜Ｃにより、乾燥用流体の温度と流量を設定することにより、処理対象可燃物の乾燥中に処理対象可燃物や乾燥工程中に発生する引火性揮発性物質に引火したり、さらには、製造された固体燃料が蓄積された状態で火災を引き起こす等のリスクを低減することが可能となる。 By setting the temperature and flow rate of the drying fluid by steps A to C described above, the combustible material to be treated and the flammable volatile substance generated during the drying process are ignited during the drying of the combustible material to be treated, Furthermore, it is possible to reduce the risk of causing a fire in a state where the manufactured solid fuel is accumulated.
本発明により、引火性揮発性物質を含有する処理対象可燃物を、引火性の揮発性物質への引火防止と火災発生のリスクを低減しながら乾燥させると共に、製造された固体燃料がセメント焼成設備の燃費を低下させないセメント焼成用固体燃料の製造方法及び製造装置を提供することができる。 According to the present invention, a combustible material to be treated containing a flammable volatile substance is dried while preventing ignition of the flammable volatile substance and reducing the risk of fire occurrence, and the manufactured solid fuel is converted into a cement burning facility. It is possible to provide a method and apparatus for producing a solid fuel for cement firing that does not reduce the fuel consumption of the cement.
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