JP6658009B2 - セメント製造装置及びセメント製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セメント製造装置及びセメント製造方法に関する。

現在、牛の肉骨粉（以下、単に肉骨粉という）の一部は、セメントキルンの燃料として用いられている。肉骨粉のセメントキルンへの投入方法としては、２０ｋｇ程度に小分けされた小袋を人力でセメントキルンに投入する方法や、空気圧送式粉粒体搬送車で受け入れた肉骨粉を空気輸送にてセメントキルンに投入する方法等が知られている。

人力で肉骨粉をセメントキルンへ投入する方法では、肉骨粉を小分けする負担が大きい上、セメントキルンへ投入する人件費がかかり、処理コストが高いという問題がある。一方で、肉骨粉を空気輸送してセメントキルンに投入する方法では、肉骨粉に含まれる油分が輸送配管の内壁に付着し、配管が閉塞する場合があるという問題がある。

この問題を解決するために、特許文献１では、肉骨粉とフライアッシュとを混合することにより、肉骨粉の付着性を低減させることが提案されている。

特開２００４−９１０８５号

しかしながら、特許文献１に記載のように、肉骨粉をフライアッシュと混合したとしても肉骨粉の付着性を十分に低減できない場合がある。

本発明の主な目的は、肉骨粉をセメントキルンの燃料として用いてセメントを好適に製造し得るセメントの製造装置及び製造方法を提供することにある。

本発明に係るセメント製造装置は、肉骨粉タンクと、セメントキルンと、配管と、ブロアと、配管洗浄材供給装置とを備える。肉骨粉タンクには、肉骨粉が供給される。配管は、肉骨粉タンクとセメントキルンとを接続している。ブロアは、配管に接続されている。ブロアは、肉骨粉タンクから配管に供給された肉骨粉をセメントキルン側に向けて輸送するための気体を供給する。配管洗浄材供給装置は、配管に配管洗浄材を供給する。

本発明に係るセメント製造装置では、配管洗浄材が粒子であることが好ましい。

本発明に係るセメント製造装置では、配管洗浄材は、粒子径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ未満の粒子を９０質量％以上含むことが好ましい。

本発明に係るセメント製造装置では、配管洗浄材は、角部を有する粒子であることが好ましい。

本発明に係るセメント製造装置では、配管洗浄材が、鉄鋼スラグ、廃棄物溶融スラグ、珪砂及び石灰石細骨材からなる群から選ばれた少なくとも一種であることが好ましい。

本発明に係るセメント製造装置は、配管内の輸送圧力を計測する圧力計をさらに備えていてもよい。

本発明に係るセメント製造装置は、配管洗浄材供給装置を制御する制御装置をさらに備え、制御装置が、圧力計により計測された輸送圧力が予め定められた第１の圧力以上のときに配管洗浄材供給装置を駆動して配管内に配管洗浄材を供給するものであってもよい。

本発明に係るセメント製造装置では、制御装置が、圧力計により計測された輸送圧力が予め定められた第２圧力未満のときに配管洗浄材供給装置を駆動しないものであってもよい。

本発明に係るセメント製造装置では、制御装置が、定期的に配管洗浄材供給装置を駆動して配管内に配管洗浄材を供給するものであってもよい。

本発明に係るセメント製造方法は、肉骨粉タンクから配管を介してセメントキルンに肉骨粉を空気輸送する工程と、配管に配管洗浄材を供給する工程塗を備える。

本発明に係るセメント製造方法では、配管洗浄材として、粒子を供給することが好ましい。

本発明に係るセメント製造方法では、配管洗浄材として、粒子径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ未満の粒子を９０質量％以上含む粒子を供給することが好ましい。

本発明に係るセメント製造方法では、配管洗浄材として、角部を有する粒子を供給することが好ましい。

本発明に係るセメント製造方法では、配管洗浄材として、鉄鋼スラグ、廃棄物溶融スラグ、珪砂及び石灰石細骨材からなる群から選ばれた少なくとも一種を供給することが好ましい。

本発明に係るセメント製造方法では、配管内の輸送圧力を計測し、計測した輸送圧力が予め定められた第１の圧力以上のときに配管内に配管洗浄材を供給してもよい。

本発明に係るセメント製造方法では、計測した輸送圧力が予め定められた第２の圧力未満のときに配管内に配管洗浄材を供給しなくてもよい。

本発明に係るセメント製造方法では、定期的に配管内に配管洗浄材を供給してもよい。

本発明によれば、肉骨粉をセメントキルンの燃料として用いてセメントを好適に製造し得るセメントの製造装置及び製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るセメント製造装置の模式図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

図１は、本実施形態に係るセメント製造装置の模式図である。図１に示すように、セメント製造装置１は、肉骨粉タンク１０を備えている。肉骨粉タンク１０は、肉骨粉を一時的に貯留するタンクである。肉骨粉タンク１０には、空気圧送式粉粒体搬送車等により運搬されてきた肉骨粉が投入され、貯留される。

肉骨粉タンク１０は、配管１１によりセメントキルン１２に接続されている。

肉骨粉タンク１０と配管１１との間には、肉骨粉供給装置１０ａが設けられている。この肉骨粉供給装置１０ａにより肉骨粉タンク１０内の肉骨粉が配管１１に供給される。肉骨粉供給装置１０ａは、例えば、スネッキやロータリーバルブ等により構成することができる。

セメントキルン１２には、肉骨粉タンク１０から供給された肉骨粉に加え、石灰石等のセメントの原料が供給される。セメントキルン１２は、それらセメントの原料を焼成し、セメントの原料となるクリンカを生成させる。図示しない粉砕器によりクリンカを粉砕することによりセメントを製造することができる。

肉骨粉タンク１０からの肉骨粉は、配管１１の肉骨粉タンク１０側端部に接続されたブロア１３からの気体（例えば、空気等）によりセメントキルン１２に供給される。具体的には、ブロア１３は、肉骨粉タンク１０から配管１１に供給された肉骨粉をセメントキルン１２側に向けて輸送するための気体を供給する。この気体により、肉骨粉は、配管１１内を輸送され、セメントキルン１２に供給される。すなわち、肉骨粉は、セメントキルン１２に空気輸送される（輸送工程）。

なお、肉骨粉の貯留時等に発生する臭気を予防する対策として、肉骨粉タンク１０内の空気を吸気し、それをキルン焼成用ガスやクリンカクーラでの冷却ガスとして利用とすることが好ましい。

ところで、肉骨粉は、油分を含む。具体的には、肉骨粉は、例えば、１０質量％程度の油分を含む場合がある。このため、配管１１の内壁に肉骨粉が付着することがある。肉骨粉が配管１１の内壁に付着すると、配管１１が閉塞するおそれがある。

ここで、セメント製造装置１は、配管洗浄材供給装置１４を備えている。配管洗浄材供給装置１４は、配管１１に配管洗浄材を供給する。この配管洗浄材がブロア１３からの気体により配管１１内を通過し、配管１１の内壁に付着した肉骨粉に衝突し、その衝撃により、肉骨粉が内壁から脱落する。従って、配管１１が肉骨粉の付着により閉塞することが効果的に抑制されている。

配管１１の内壁に付着した肉骨粉を効果的に脱落させる観点から、配管洗浄材は、粉体よりも粒子であることが好ましく、粒子径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ未満の粒子を９０質量％以上含むものであることがより好ましい。また、配管洗浄材は、角部を有する粒子であることが好ましい。

配管洗浄材の材質は、特に限定されないが、セメントを構成する成分を含むことが好ましく、セメントの原料であることがより好ましい。削り落とされた肉骨粉及び配管洗浄材が、セメントキルン１２に投入され、クリンカとなるためである。好ましく用いられる配管洗浄材の具体例としては、例えば、鉄鋼スラグ、廃棄物溶融スラグ、珪砂、石灰石、酸化カルシウム、アルミナ、細砂等が挙げられる。なかでも、安価な、もしくは逆有償である鉄鋼スラグ、廃棄物溶融スラグ、珪砂、石灰石細骨材がより好ましく用いられる。なお、これらの配管洗浄材のうちの１種のみを用いても良いし、複数種類を混合して用いてもよい。

鉄鋼スラグとは、鉄鋼製造工程にて副産物として発生するものである。鉄鋼スラグとしては、例えば、高炉スラグ、製鋼スラグ等が挙げられる。鉄鋼スラグは細骨材として使われる場合は破砕され、角部を有する形状（角張った形状）となるので、配管洗浄材として好適に使用できる。

廃棄物溶融スラグは、都市ゴミ、産業廃棄物等の廃棄物焼却設備で発生する残渣を溶融したスラグである。廃棄物溶融スラグは細骨材として使われる場合は、角部を有する形状（角張った形状）を有するため、配管洗浄材として好適に使用できる。

細砂は採石を粒状に砕いたものである。細砂は、角部を有する形状（角張った形状）を有するため、配管洗浄材として好適に使用できる。

石灰石は、石灰岩を粒状に破砕したものである。石灰石は、角部を有する形状（角張った形状）を有するため、配管洗浄材として好適に使用できる。

配管洗浄材の配管１１への供給は、輸送工程において、常時行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。

セメント製造装置１では、圧力計１５が設けられている。圧力計１５は、配管１１内の輸送圧力を計測する。なお、圧力計１５により計測される輸送圧力は、肉骨粉が配管１１の内壁に付着し流路が狭くなることにより上昇するため、肉骨粉の付着と共に上昇する。セメント製造装置１では、配管洗浄材供給装置１４等を制御する制御装置１６が、圧力計１５により計測された輸送圧力が予め定められた第１の圧力以上のときに配管洗浄材供給装置１４を駆動して配管１１内に配管洗浄材を供給する。ここで、第１の圧力とは、配管１１の内壁に肉骨粉が付着し、配管１１の流路が狭くなったときの配管１１内の輸送圧力である。第１の圧力は、例えば、配管１１の内壁に肉骨粉が全く付着していないときの配管１１内の輸送圧力の２．０倍以上２．５倍以下程度に設定することができる。

このように、配管１１内の輸送圧力が第１の圧力以上となったときに配管洗浄材を配管１１に供給することにより、配管１１の閉塞を抑制することができる。

また、制御装置１６は、圧力計１５により計測された輸送圧力が予め定められた第２の圧力未満の時に配管洗浄材供給装置１４を駆動しないものであることが好ましい。ここで、第２の圧力とは、配管１１の流路が十分に広い場合の配管内の輸送圧力である。第２の圧力は、例えば、配管１１の内壁に肉骨粉が全く付着していないときの配管１１内の輸送圧力の１．５倍以上２．０倍以下程度に設定することができる。

このように、配管１１内の輸送圧力が第２の圧力未満のときに配管洗浄材供給装置１４を駆動しないようにすることにより、配管洗浄材供給装置１４のランニングコストを低減、配管洗浄材の使用量を低減することができる。

また、例えば、制御装置１６は、定期的に配管洗浄材供給装置１４を駆動して配管１１内に配管洗浄材を供給するものであってもよい。セメント製造装置１を長期的に運転することにより、どのような期間で配管１１が閉塞していくかが予測できるようになる。従って、その予測された期間毎に配管洗浄材供給装置１４を駆動することにより、配管１１の閉塞を効果的に抑制することができる。

本実施形態では、制御装置１６を用いて配管洗浄材を供給する例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、圧力計１５により計測された輸送圧力が予め定められた第１の圧力以上のときにオペレータが配管内に配管洗浄材を供給するようにしてもよい。

なお、配管洗浄材を、肉骨粉と同時に配管１１に供給してもよいし、肉骨粉の配管１１への供給を停止した状態で配管１１に供給してもよい。すなわち、輸送工程と、配管洗浄材供給工程とを同時に行ってもよいし、別途に行ってもよい。もっとも、配管１１の内壁に付着した肉骨粉を効果的に除去する観点からは、配管洗浄材を単独で配管１１に供給することが好ましい。すなわち、輸送工程とは別に配管洗浄材供給工程を行うことが好ましい。

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

（実施例）
肉骨粉を２ｔ／ｈでセメントキルンに投入するセメント製造装置では、配管洗浄材を投入しない場合、数日に１回程度、配管が閉塞した。それに対して、表１に示す粒度分布を有する粒状高炉スラグを配管洗浄材として、４時間間隔で１０分間にわたって配管に供給し、配管の洗浄を行った結果、配管は閉塞しなかった。

１ セメント製造装置
１０ 肉骨粉タンク
１０ａ 肉骨粉供給装置
１１ 配管
１２ セメントキルン
１３ ブロア
１４ 配管洗浄材供給装置
１５ 圧力計
１６ 制御装置

Claims (17)

1. 肉骨粉が供給される肉骨粉タンクと、
   セメントキルンと、
   前記肉骨粉タンクと前記セメントキルンとを接続している配管と、
   前記配管に接続されており、前記肉骨粉タンクから前記配管に供給された肉骨粉を前記セメントキルン側に向けて輸送するための気体を供給するブロアと、
   前記配管に配管洗浄材を供給する配管洗浄材供給装置と、
   を備え、前記配管洗浄材はセメントを構成する成分を含む、セメント製造装置。
2. 前記配管洗浄材が粒子である、請求項１に記載のセメント製造装置。
3. 前記配管洗浄材は、粒子径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ未満の粒子を９０質量％以上含む、請求項２に記載のセメント製造装置。
4. 前記配管洗浄材は、角部を有する粒子である、請求項２又は３に記載のセメント製造装置。
5. 前記配管洗浄材が、鉄鋼スラグ、廃棄物溶融スラグ、珪砂及び石灰石細骨材からなる群から選ばれた少なくとも一種である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセメント製造装置。
6. 前記配管内の輸送圧力を計測する圧力計をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のセメント製造装置。
7. 前記配管洗浄材供給装置を制御する制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記圧力計により計測された輸送圧力が予め定められた第１の圧力以上のときに前記配管洗浄材供給装置を駆動して前記配管内に配管洗浄材を供給する、請求項６に記載のセメント製造装置。
8. 前記制御装置は、前記圧力計により計測された輸送圧力が予め定められた第２圧力未満のときに前記配管洗浄材供給装置を駆動しない、請求項７に記載のセメント製造装置。
9. 前記配管洗浄材供給装置を制御する制御装置と、
   をさらに備え、
   前記制御装置は、定期的に前記配管洗浄材供給装置を駆動して前記配管内に配管洗浄材を供給する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のセメント製造装置。
10. 肉骨粉タンクから配管を介してセメントキルンに肉骨粉を空気輸送する工程と、
    前記配管に配管洗浄材を供給する工程と、
    を備え、前記配管洗浄材はセメントを構成する成分を含む、セメント製造方法。
11. 前記配管洗浄材として、粒子を供給する、請求項１０に記載のセメント製造方法。
12. 前記配管洗浄材として、粒子径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ未満の粒子を９０質量％以上含む粒子を供給する、請求項１１に記載のセメント製造方法。
13. 前記配管洗浄材として、角部を有する粒子を供給する、請求項１１又は１２に記載のセメント製造方法。
14. 前記配管洗浄材として、鉄鋼スラグ、廃棄物溶融スラグ、珪砂及び石灰石細骨材からなる群から選ばれた少なくとも一種を供給する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のセメント製造方法。
15. 前記配管内の輸送圧力を計測し、前記計測した輸送圧力が予め定められた第１の圧力以上のときに前記配管内に配管洗浄材を供給する、請求項１０〜１４にいずれか一項に記載のセメント製造方法。
16. 前記計測した輸送圧力が予め定められた第２の圧力未満のときに前記配管内に配管洗浄材を供給しない、請求項１５に記載のセメント製造方法。
17. 定期的に前記配管内に配管洗浄材を供給する、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のセメント製造方法。