JPH04131172A - 汚泥焼却灰成形体の焼成方法およびその連続焼成炉 - Google Patents
汚泥焼却灰成形体の焼成方法およびその連続焼成炉Info
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- JPH04131172A JPH04131172A JP2252587A JP25258790A JPH04131172A JP H04131172 A JPH04131172 A JP H04131172A JP 2252587 A JP2252587 A JP 2252587A JP 25258790 A JP25258790 A JP 25258790A JP H04131172 A JPH04131172 A JP H04131172A
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明は汚泥焼却灰成形体の焼成方法およびその連続焼
成炉に関するものである。 (従来の技術と解決しようとする課題)下水汚泥等の処
理方法としては、種々の方法かあるか、特開平1−18
0288号公報にて、石灰系あるいは高分子系下水汚泥
の焼却灰を、面圧0.3〜2.Ot/am’で加圧成形
し、その成形体を950〜1200°Cの温度で焼成す
ることか提案されている。そして、この焼成体は建設資
材の規格にも適合しているため、タイル、レンガ等とし
ても利用できる。 また、前記成形体は、従来のレンガ、瓦に無機成分が類
似し、その焼成体は見掛は上、普通のレンガと似ている
ため、連続焼成するに際しては第3図に示すレン力、タ
イル等の連続焼成炉で焼成することか行われる。 すなわち、前記連続焼成炉1は、仕切壁2により予熱帯
3、焼成帯4および冷却帯5の3帯域で構成されるとと
もに、各帯3.4.5内には搬送ローラ8か配設され、
前記成形体は予熱帯3で直火バーナ6により焼成温度ま
で直線的に昇温され、焼成帯4で焼成温度に所定時間保
持された後、冷却帯5で冷却ノズル7からの冷却用空気
の吹き付は等により直線的に冷却して焼成体とするもの
で、通常、生産性を向上させるため、焼成温度への昇温
(加熱)は急速昇温し、また、焼成温度からの降温(冷
却)は急速冷却している。 しかしながら、成形体が下水汚泥焼却灰のプレス成形体
であると、前記のように、直線的な昇温および冷却を行
うと、焼成体の内部に未焼成部か形成され、均一な焼成
処理ができなかったり、焼成割れ(昇温割れ)あるいは
冷却割れが発生するという問題が生じた。 本発明者らは、前記の問題について種々検討したところ
、被焼成体が下水汚泥焼却灰からなるプレス成形体にあ
っては、焼成温度への昇温時および焼成温度からの冷却
時の特定温度域で、体積が大きく変化する現象があり、
この特定温度域の通過時、成形体の内外部温度差に起因
する内外部での収縮現象(体積変化)に差が生じる。す
なわち、前記プレス成形体は熱伝達率が悪い上に、組成
中にリン系等の低溶融物質が存在し、しかも粒径か不整
いであるため、昇温時では成形体表面部がより早く昇温
されて、表面部と内部とての収縮開始時期に大巾な遅れ
が生じ、焼成体に大きな内部応力歪かできるためで、一
方、降温時では、焼成体表面部がより早(降温されて、
前記同様に内部応力歪かできるためであるとの知見を得
た。 また、前記特定温度域は、プレス成形体を構成する下水
汚泥焼却灰の組成、粒度分布なとの特性により変化し、
昇温時では900°C〜焼成温度(1000°C〜11
00°C)の温度域に、また、冷却時では580°C〜
570°Cの温度域と250℃〜110℃の温度域に存
在することか判明した。 さらに、降温時においては、5800C〜570°Cの
温度域通過時の1次内部応力歪と250 ’C〜]]0
’Cの温度域通過時の2次内部応力歪との総和が割れの
原因となるが、前記1次内部応力歪を軽減すれば、前記
2次内部応力歪に対してほぼ無視できるということが判
明した。 そして、前記の事項に基づき、前記従来の連続焼成炉を
検討したところ、前記従来の連続焼成炉では、予熱帯お
よび冷却帯は、いずれも1つの帯域で構成されているた
め、昇温途中および冷却途中で成形体の内外部の温度差
を軽減して均熱状態とする等の炉内温度管理に対応でき
ないことが判明した。 本発明は、この知見に基づきなされたもので、焼成温度
への昇温(予熱)時および焼成温度からの降温(冷却)
時の所定温度域で均熱処理を行って、未焼成部、焼成割
れおよび冷却割れのない焼成体を得ることができる焼成
方法およびこれを実現させる連続焼成炉を提供すること
を目的とする。 (課題を解決するための手段) 本発明にかかる汚泥焼却灰成形体の焼成方法は、汚泥焼
却灰の成形体を焼成するに際し、焼成温度への昇温時お
よび焼成温度からの降温時における体積変化を伴う温度
域近傍で、成形体の内外温度差を軽減する均熱処理を行
うことであり、また、汚泥焼却灰成形体の連続焼成炉は
、予熱帯、焼成帯および冷却帯に仕切壁で区画された連
続焼成炉において、前記予熱帯を、急速昇温する第1子
熱帯、均熱する第2子熱帯および緩速昇温する第3子熱
帯に、一方、前記冷却帯を、急速冷却する第1冷却帯、
均熱する第2冷却帯および急速冷却する第3冷却帯に、
それぞれ中仕切壁により区画したものである。 (実施例) つぎに、本発明の実施例を図面にしたかって説明する。 第1図は、本発明の焼成方法を行う連続焼成炉を示し、
炉本体10は、昇降自在な仕切壁12a12bで予熱帯
20、焼成帯30、冷却帯40とに区画されている。な
お、13は装入扉、14は抽出扉である。 前記予熱帯20は、さらに、中仕切壁21821bによ
り急速昇温を行う第1予熱帯2OA、内外部の温度差を
軽減して均熱状態とする第2千熱帯20Bおよび緩速昇
温を行う第3予熱帯20Cに区画される一方、前記冷却
帯40も、中仕切壁41a、4]、bにより急速冷却を
行う第1冷却帯40A、内外部の温度差を軽減して均熱
状態とする第2冷却帯40Bおよび急速冷却する第3冷
却帯40Cに区画されている。 また、各帯域20,30.40にはバーナ15が、冷却
帯40には冷却ノズル16か、第2千熱帯20Bと第2
冷却帯40Bには循環ファン17か配設されている。 前記実施例において、仕切壁12a、12bおよび中仕
切壁21a、21b、41a、41bは昇降方式とした
が、固定方式であってもよいか、昇降方式であれば、フ
ツス成形体の形状に対応して仕切壁の炉高さ方向で調整
できて、より明確に各帯域を区画することかできること
になる。 なお、18aは第1予熱帯2OAに設けられた早送り可
能な装入用搬送ローラ群、18bは第3冷却帯40Cに
設けられた早送り可能な抽出用搬送ローラ群、18cは
炉内搬送ローラ群で、19は排気ダンパーである。 使用する下水汚泥焼却灰の組成と粒度は、たとえば、表
1の通りである。 (以 下 余 白) 表1 前記焼成灰A、 B、 Cを粉末成形プレスにて面圧
1.Ot/cm’で直方体(224X112X73mm
3)に成形し、この成形体Wをトレイに載置して前記連
続焼成炉で第2図のヒートパターンで焼成した。
成炉に関するものである。 (従来の技術と解決しようとする課題)下水汚泥等の処
理方法としては、種々の方法かあるか、特開平1−18
0288号公報にて、石灰系あるいは高分子系下水汚泥
の焼却灰を、面圧0.3〜2.Ot/am’で加圧成形
し、その成形体を950〜1200°Cの温度で焼成す
ることか提案されている。そして、この焼成体は建設資
材の規格にも適合しているため、タイル、レンガ等とし
ても利用できる。 また、前記成形体は、従来のレンガ、瓦に無機成分が類
似し、その焼成体は見掛は上、普通のレンガと似ている
ため、連続焼成するに際しては第3図に示すレン力、タ
イル等の連続焼成炉で焼成することか行われる。 すなわち、前記連続焼成炉1は、仕切壁2により予熱帯
3、焼成帯4および冷却帯5の3帯域で構成されるとと
もに、各帯3.4.5内には搬送ローラ8か配設され、
前記成形体は予熱帯3で直火バーナ6により焼成温度ま
で直線的に昇温され、焼成帯4で焼成温度に所定時間保
持された後、冷却帯5で冷却ノズル7からの冷却用空気
の吹き付は等により直線的に冷却して焼成体とするもの
で、通常、生産性を向上させるため、焼成温度への昇温
(加熱)は急速昇温し、また、焼成温度からの降温(冷
却)は急速冷却している。 しかしながら、成形体が下水汚泥焼却灰のプレス成形体
であると、前記のように、直線的な昇温および冷却を行
うと、焼成体の内部に未焼成部か形成され、均一な焼成
処理ができなかったり、焼成割れ(昇温割れ)あるいは
冷却割れが発生するという問題が生じた。 本発明者らは、前記の問題について種々検討したところ
、被焼成体が下水汚泥焼却灰からなるプレス成形体にあ
っては、焼成温度への昇温時および焼成温度からの冷却
時の特定温度域で、体積が大きく変化する現象があり、
この特定温度域の通過時、成形体の内外部温度差に起因
する内外部での収縮現象(体積変化)に差が生じる。す
なわち、前記プレス成形体は熱伝達率が悪い上に、組成
中にリン系等の低溶融物質が存在し、しかも粒径か不整
いであるため、昇温時では成形体表面部がより早く昇温
されて、表面部と内部とての収縮開始時期に大巾な遅れ
が生じ、焼成体に大きな内部応力歪かできるためで、一
方、降温時では、焼成体表面部がより早(降温されて、
前記同様に内部応力歪かできるためであるとの知見を得
た。 また、前記特定温度域は、プレス成形体を構成する下水
汚泥焼却灰の組成、粒度分布なとの特性により変化し、
昇温時では900°C〜焼成温度(1000°C〜11
00°C)の温度域に、また、冷却時では580°C〜
570°Cの温度域と250℃〜110℃の温度域に存
在することか判明した。 さらに、降温時においては、5800C〜570°Cの
温度域通過時の1次内部応力歪と250 ’C〜]]0
’Cの温度域通過時の2次内部応力歪との総和が割れの
原因となるが、前記1次内部応力歪を軽減すれば、前記
2次内部応力歪に対してほぼ無視できるということが判
明した。 そして、前記の事項に基づき、前記従来の連続焼成炉を
検討したところ、前記従来の連続焼成炉では、予熱帯お
よび冷却帯は、いずれも1つの帯域で構成されているた
め、昇温途中および冷却途中で成形体の内外部の温度差
を軽減して均熱状態とする等の炉内温度管理に対応でき
ないことが判明した。 本発明は、この知見に基づきなされたもので、焼成温度
への昇温(予熱)時および焼成温度からの降温(冷却)
時の所定温度域で均熱処理を行って、未焼成部、焼成割
れおよび冷却割れのない焼成体を得ることができる焼成
方法およびこれを実現させる連続焼成炉を提供すること
を目的とする。 (課題を解決するための手段) 本発明にかかる汚泥焼却灰成形体の焼成方法は、汚泥焼
却灰の成形体を焼成するに際し、焼成温度への昇温時お
よび焼成温度からの降温時における体積変化を伴う温度
域近傍で、成形体の内外温度差を軽減する均熱処理を行
うことであり、また、汚泥焼却灰成形体の連続焼成炉は
、予熱帯、焼成帯および冷却帯に仕切壁で区画された連
続焼成炉において、前記予熱帯を、急速昇温する第1子
熱帯、均熱する第2子熱帯および緩速昇温する第3子熱
帯に、一方、前記冷却帯を、急速冷却する第1冷却帯、
均熱する第2冷却帯および急速冷却する第3冷却帯に、
それぞれ中仕切壁により区画したものである。 (実施例) つぎに、本発明の実施例を図面にしたかって説明する。 第1図は、本発明の焼成方法を行う連続焼成炉を示し、
炉本体10は、昇降自在な仕切壁12a12bで予熱帯
20、焼成帯30、冷却帯40とに区画されている。な
お、13は装入扉、14は抽出扉である。 前記予熱帯20は、さらに、中仕切壁21821bによ
り急速昇温を行う第1予熱帯2OA、内外部の温度差を
軽減して均熱状態とする第2千熱帯20Bおよび緩速昇
温を行う第3予熱帯20Cに区画される一方、前記冷却
帯40も、中仕切壁41a、4]、bにより急速冷却を
行う第1冷却帯40A、内外部の温度差を軽減して均熱
状態とする第2冷却帯40Bおよび急速冷却する第3冷
却帯40Cに区画されている。 また、各帯域20,30.40にはバーナ15が、冷却
帯40には冷却ノズル16か、第2千熱帯20Bと第2
冷却帯40Bには循環ファン17か配設されている。 前記実施例において、仕切壁12a、12bおよび中仕
切壁21a、21b、41a、41bは昇降方式とした
が、固定方式であってもよいか、昇降方式であれば、フ
ツス成形体の形状に対応して仕切壁の炉高さ方向で調整
できて、より明確に各帯域を区画することかできること
になる。 なお、18aは第1予熱帯2OAに設けられた早送り可
能な装入用搬送ローラ群、18bは第3冷却帯40Cに
設けられた早送り可能な抽出用搬送ローラ群、18cは
炉内搬送ローラ群で、19は排気ダンパーである。 使用する下水汚泥焼却灰の組成と粒度は、たとえば、表
1の通りである。 (以 下 余 白) 表1 前記焼成灰A、 B、 Cを粉末成形プレスにて面圧
1.Ot/cm’で直方体(224X112X73mm
3)に成形し、この成形体Wをトレイに載置して前記連
続焼成炉で第2図のヒートパターンで焼成した。
第1昇温く第1予熱帯): 300’C/Hr均熱く第
2予熱帯):920°CX1.OHr第2昇温く第3予
熱帯”): 150℃XHr焼成(焼成帯):1070
°CX0,5Hr第1冷却(第1冷却帯):400℃/
Hr均熱(第2冷却帯):650℃X1.QHr第2冷
却(第3冷却帯):350℃/Hr
2予熱帯):920°CX1.OHr第2昇温く第3予
熱帯”): 150℃XHr焼成(焼成帯):1070
°CX0,5Hr第1冷却(第1冷却帯):400℃/
Hr均熱(第2冷却帯):650℃X1.QHr第2冷
却(第3冷却帯):350℃/Hr
第1昇温°400℃/Hr
均熱:920℃X1.QHr
第2昇温:130°C/Hr
焼成: 1050℃XQ、5Hr
第1冷却: 400’C/Hr
均熱:650℃X 1.QHr
第2冷却:360’C/Hr
第1昇温:350’C/Hr
均熱: 880’CX 1.OHr
第2昇温: 100’C/Hr
焼成:1010°(:xQ、5Hr
第1冷却: 450’C/Hr
均熱、600℃xl、QHr
第2冷却:400°C/Hr
前記のようにして焼成した焼成体を、炉内放置、大気中
放置、120°Cに昇温、および120℃に昇温した後
の水冷等の割れテストを行ったところ、いずれも割れは
発生せず、かつ、内部の焼成状態をみても未焼成部分は
見当たらなかった。 なお、昇温時の均熱温度は、成形体の体積変化が800
°C〜900°Cから起り始め、900°C〜焼成温度
(IO00’C〜l]00’c)で顕著に生じるため、
体積変化開始温度(800℃〜900’C)より20’
C〜30’C低い温度とすることか、顕著な体積変化を
生しる温度域での内部応力を確実に、かつ、大巾に軽減
できることから望ましく、また、冷却時の均熱温度は、
成形体の体積変化か顕著に生しる温度(570°C〜5
80’C)より−20°C〜30°Cの温度とすること
か前記同様の理由から望ましい。しかしながら、昇温時
の均熱温度は、体積変化か顕著に生じ始める温度より2
0°C〜30℃高い温度としても、実用的には支障のな
い焼成体を得ることができ、一方、冷却時の均熱温度も
第1冷却時の冷却速度および成形体の厚さに関連するが
、体積変化か顕著に生しる温度より±50°Cとしても
、前記同様な焼結体を得ることかできた。 すなわち、下水汚泥焼却灰の成形体Wにあっては、焼成
温度への昇温途中で大きな体積変化が生しる温度域かあ
り、直線的な昇温を行うと、この温度域通過時、内外部
での大きな温度差を生した状態か保持されて焼成体の内
部応力か大きく異なることになって焼成割れが生しる。 したかって、大きな体積変化か生しる温度域より低い所
定温度で均熱処理を行って、成形体の内外温度差をなく
すものである。 また、焼成温度からの冷却時においても、同様な温度域
があり、直線的な冷却を行うと、この温度域通過時、特
に、580’C〜570℃の温度域での焼成体の1次内
部応力歪(残留応力)か大きく異なるとともに、不均一
に発生することに起因して冷却割れが生じる。 したがって、最初に大きな体積変化が生じる温度域近傍
で均熱処理を行い、内外温度差をなくし、冷却割れの発
生を防止するものである。 (発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、予熱お
よび冷却工程における成形体の体積変化を伴う温度域近
傍で、−旦、均熱処理を行って内外温度差をなくすため
、成形体の内部未焼成部の発生、焼成割れおよび冷却割
れを防止することができる。 しかも、前記均熱処理待以外の予熱、冷却工程において
急速昇温、急速冷却が行えるため、ヒートサイクルが短
くなり、それだけ生産性が向上するとともに、連続焼成
処理に際しては、炉長の短縮か図れ設備費を安価とする
ことができる。 また、予熱帯および冷却帯を各々3帯域に中仕切壁によ
り区画しているため、下水汚泥焼却灰の特性に起因する
ヒートサイクルの変更に容易に対応できるとともに各帯
域の温度管理が独立して、しかも、厳格に行うことがで
きて良好な連続焼成処理かできる。
放置、120°Cに昇温、および120℃に昇温した後
の水冷等の割れテストを行ったところ、いずれも割れは
発生せず、かつ、内部の焼成状態をみても未焼成部分は
見当たらなかった。 なお、昇温時の均熱温度は、成形体の体積変化が800
°C〜900°Cから起り始め、900°C〜焼成温度
(IO00’C〜l]00’c)で顕著に生じるため、
体積変化開始温度(800℃〜900’C)より20’
C〜30’C低い温度とすることか、顕著な体積変化を
生しる温度域での内部応力を確実に、かつ、大巾に軽減
できることから望ましく、また、冷却時の均熱温度は、
成形体の体積変化か顕著に生しる温度(570°C〜5
80’C)より−20°C〜30°Cの温度とすること
か前記同様の理由から望ましい。しかしながら、昇温時
の均熱温度は、体積変化か顕著に生じ始める温度より2
0°C〜30℃高い温度としても、実用的には支障のな
い焼成体を得ることができ、一方、冷却時の均熱温度も
第1冷却時の冷却速度および成形体の厚さに関連するが
、体積変化か顕著に生しる温度より±50°Cとしても
、前記同様な焼結体を得ることかできた。 すなわち、下水汚泥焼却灰の成形体Wにあっては、焼成
温度への昇温途中で大きな体積変化が生しる温度域かあ
り、直線的な昇温を行うと、この温度域通過時、内外部
での大きな温度差を生した状態か保持されて焼成体の内
部応力か大きく異なることになって焼成割れが生しる。 したかって、大きな体積変化か生しる温度域より低い所
定温度で均熱処理を行って、成形体の内外温度差をなく
すものである。 また、焼成温度からの冷却時においても、同様な温度域
があり、直線的な冷却を行うと、この温度域通過時、特
に、580’C〜570℃の温度域での焼成体の1次内
部応力歪(残留応力)か大きく異なるとともに、不均一
に発生することに起因して冷却割れが生じる。 したがって、最初に大きな体積変化が生じる温度域近傍
で均熱処理を行い、内外温度差をなくし、冷却割れの発
生を防止するものである。 (発明の効果) 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、予熱お
よび冷却工程における成形体の体積変化を伴う温度域近
傍で、−旦、均熱処理を行って内外温度差をなくすため
、成形体の内部未焼成部の発生、焼成割れおよび冷却割
れを防止することができる。 しかも、前記均熱処理待以外の予熱、冷却工程において
急速昇温、急速冷却が行えるため、ヒートサイクルが短
くなり、それだけ生産性が向上するとともに、連続焼成
処理に際しては、炉長の短縮か図れ設備費を安価とする
ことができる。 また、予熱帯および冷却帯を各々3帯域に中仕切壁によ
り区画しているため、下水汚泥焼却灰の特性に起因する
ヒートサイクルの変更に容易に対応できるとともに各帯
域の温度管理が独立して、しかも、厳格に行うことがで
きて良好な連続焼成処理かできる。
第1図は本発明にかかる連続焼成炉の概略断面図、第2
図は焼成ヒートサイクルで、第3図は従来の連続焼成炉
の概略断面図である。 20・・予熱帯、20A・・・第1千熱帯、20B・・
第2予熱帯、20C・・・第3千熱帯、30・・・焼成
帯、40・・冷却帯、40A・・・第1冷却帯、40B
・・・第2冷却帯、40C−第3冷却帯、1.2a、1
2b・・・仕切壁、21a、21b、41a、41b=
中仕切壁。
図は焼成ヒートサイクルで、第3図は従来の連続焼成炉
の概略断面図である。 20・・予熱帯、20A・・・第1千熱帯、20B・・
第2予熱帯、20C・・・第3千熱帯、30・・・焼成
帯、40・・冷却帯、40A・・・第1冷却帯、40B
・・・第2冷却帯、40C−第3冷却帯、1.2a、1
2b・・・仕切壁、21a、21b、41a、41b=
中仕切壁。
Claims (2)
- (1)汚泥焼却灰の成形体を焼成するに際し、焼成温度
への昇温時および焼成温度からの降温時における体積変
化を伴う温度域近傍で、成形体の内外温度差を軽減する
均熱処理を行うことを特徴とする汚泥焼却灰成形体の焼
成方法。 - (2)予熱帯、焼成帯および冷却帯に仕切壁で区画され
た連続焼成炉において、前記予熱帯を、急速昇温する第
1予熱帯、均熱する第2予熱帯および緩速昇温する第3
予熱帯に、一方、前記冷却帯を、急速冷却する第1冷却
帯、均熱する第2冷却帯および急速冷却する第3冷却帯
に、それぞれ中仕切壁により区画したことを特徴とする
汚泥焼却灰成形体の連続焼成炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2252587A JP3020263B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 汚泥焼却灰成形体の焼成方法およびその連続焼成炉 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2252587A JP3020263B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 汚泥焼却灰成形体の焼成方法およびその連続焼成炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04131172A true JPH04131172A (ja) | 1992-05-01 |
JP3020263B2 JP3020263B2 (ja) | 2000-03-15 |
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Family Applications (1)
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JP2252587A Expired - Fee Related JP3020263B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 汚泥焼却灰成形体の焼成方法およびその連続焼成炉 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3020263B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP2252587A patent/JP3020263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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