JPH07277788A - セメントクリンカーの製造方法 - Google Patents

セメントクリンカーの製造方法

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JPH07277788A
JPH07277788A JP6077235A JP7723594A JPH07277788A JP H07277788 A JPH07277788 A JP H07277788A JP 6077235 A JP6077235 A JP 6077235A JP 7723594 A JP7723594 A JP 7723594A JP H07277788 A JPH07277788 A JP H07277788A
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大八 北山
Harunori Nojima
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    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/125Fuels from renewable energy sources, e.g. waste or biomass

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】セメントクリンカーの品質に悪影響がでないよ
うに可燃性廃棄物をロータリーキルン内で燃焼させ、セ
メントクリンカーを製造する。 【構成】ロータリーキルンの一端から被焼成物を供給
し、他端から可燃性廃棄物を焼成帯に投入して燃焼さ
せ、被焼成物を焼成するセメントクリンカーの製造方法
において、ロータリーキルンの長手方向における可燃性
廃棄物の投入による到達領域を通過後の被焼成物が十分
に酸化性雰囲気に曝されるような位置、例えば、被焼成
物の酸化性雰囲気中での滞在時間が7分以上、さらには
10分以上となるような位置に可燃性廃棄物を投入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可燃性廃棄物をロータ
リーキルン内に投入して燃焼させるセメントクリンカー
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】可燃性廃棄物をロータリーキルン内に投
入して燃焼させるセメントクリンカーの製造方法は、例
えば、特公昭57−17867号公報により公知であ
る。この方法は、粉砕した可燃性廃棄物を空気と共にロ
ータリーキルンの焼成帯に投入して燃焼させ、その熱量
をクリンカーの製造に利用するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが上記の公報の実施例に記載された方法にしたがっ
て廃プラスチックの燃焼テストを行った結果、生成した
クリンカー中に未反応の酸化カルシウムが比較的多量残
存しており、そのために、そのクリンカーから得られた
モルタルの強度が不十分となるという問題があることを
確認した。
【0004】この原因として、本発明者らは次のように
考えている。即ち、上記の方法で採用されている可燃性
廃棄物の大きさは50mm以下という比較的大きなもの
である。このような大きさの可燃性廃棄物をロータリー
キルン内に投入したとき、可燃性廃棄物はキルン内で浮
遊状態で燃焼が完結するのではなく、キルン内の被焼成
物の上に落下した状態で燃焼がすすむ。この場合、可燃
性廃棄物が燃焼している周囲が還元性雰囲気となり、こ
れがクリンカーの品質に悪影響を与えているものと推測
される。
【0005】このような問題を解決する方法として、可
燃性廃棄物をロータリーキルン内に投入したときに浮遊
状態で燃焼が完結するように微細な大きさとする方法が
考えられる。しかしながら、可燃性廃棄物を微粉砕する
ことは粉砕に要するエネルギーが大きく、工業上での実
施において実際的ではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記の問題点を解決するために、ロータリーキルンでの
可燃性廃棄物の燃焼テストを繰返して行った。その結
果、ロータリーキルン内の焼成帯の一部が可燃性廃棄物
の投入によって還元性雰囲気になったとしても、その後
に被焼成物を酸化性雰囲気下で焼成することによって、
得られるセメントクリンカーの品質は低下しないことを
見い出し、本発明を提案するに至った。
【0007】即ち、本発明は、ロータリーキルンの一端
から被焼成物を供給し、他端から可燃性廃棄物を焼成帯
に投入して燃焼させ、被焼成物を焼成するセメントクリ
ンカーの製造方法において、ロータリーキルンの長手方
向における可燃性廃棄物の投入による到達領域を通過後
の被焼成物が十分に酸化性雰囲気に曝されるように可燃
性廃棄物を投入することを特徴とするセメントクリンカ
ーの製造方法である。
【0008】本発明における可燃性廃棄物は、可燃性で
燃焼により熱量を発してセメントクリンカーの焼成に必
要な焼成温度を維持することができるものであれば何等
制限なく使用できる。例えば、木くず、紙くず、廃プラ
スチック、ゴムくず、廃タイヤ、生ゴミ、都市ゴミ等を
挙げることができる。可燃性廃棄物は、一般には後述す
るように空気輸送によってロータリーキルン内への投入
が行われるために、空気輸送が可能な位に小さく粉砕さ
れていることが好ましく、通常、50mm篩全通、さら
には20mm篩全通程度の大きさに粉砕されたものであ
ることが好ましい。一方、あまりに微粉砕することは粉
砕に要するエネルギーの無駄となる。また、微粉砕され
た可燃性廃棄物は、被焼成物上に落下する前に燃焼が完
結するため、被焼成物を還元性雰囲気にすることはな
く、したがって、本発明によらずともクリンカーの品質
には大きな悪影響を及ぼさない。このために、可燃性廃
棄物の大きさは、通常、1mm篩50%残以上の大きさ
であることが本発明の効果が顕著に現れるために好適で
ある。
【0009】このような可燃性廃棄物をロータリーキル
ン内に投入したときには、燃焼する可燃性廃棄物の周囲
が還元性雰囲気となるために被焼成物に悪影響を及ぼす
ことは前述のとおりである。そこで、本発明において
は、ロータリーキルンの下流端(セメントクリンカーの
クーラーへの出口)に可燃性廃棄物を投入するのではな
く、下流端よりも上流側に投入する。そして、可燃性廃
棄物の到達領域を通過した被焼成物が下流端に達するま
での焼成帯を通過する間に十分な酸化性雰囲気に曝され
るようにする。
【0010】図1は、本発明の方法において使用される
ロータリーキルン内の状態の模式図である。被焼成物で
あるセメント原料はロータリーキルン1内の上流端2か
ら投入され、ロータリーキルン1内を下流に移動する。
一方、下流端4には可燃性廃棄物の投入ノズル5と石炭
粉や重油等の主燃料ノズル6が設置されており、それぞ
れのノズルから可燃性廃棄物3と主燃料とがロータリー
キルン内に投入される。
【0011】可燃性廃棄物3は空気輸送によってロータ
リーキルン内に投入され、可燃性廃棄物の到達領域7に
達する。ここで、可燃性廃棄物を空気輸送によりロータ
リーキルン内に投入したときにその粒径によって到達距
離が異なり、粒度分布に応じて到達距離はロータリーキ
ルンの長手方向において多少ばらける。
【0012】ロータリーキルン内に投入された可燃性廃
棄物3は、被焼成物と共に下流へ移動しながら燃焼す
る。したがって、可燃性廃棄物の燃焼領域8は、一般に
は到達領域7に隣接して下流側に形成される。これら可
燃性廃棄物の到達領域7と燃焼領域8は可燃性廃棄物の
燃焼のために還元性雰囲気となっている。そして、可燃
性廃棄物3の燃焼が完結した位置から酸化性雰囲気の焼
成帯9となる。この酸化性雰囲気の焼成帯9はロータリ
ーキルン1の下流端4付近まで続く。
【0013】ロータリーキルン内での被焼成物は、時間
の経過と共に上流から下流に移動し、可燃性廃棄物の到
達領域7および燃焼領域8を通過する。ここでは、被焼
成物は還元性雰囲気に曝される。次いで、被焼成物は、
下流端4までの距離を移動する間に酸化性雰囲気の焼成
帯9を通過し、酸化性雰囲気に曝され、そこで焼成が完
了する。焼成されたセメントクリンカーは下流端4から
クーラーに送られる。
【0014】被焼成物はロータリーキルン内を上流から
下流へ移動する際に、可燃性廃棄物の到達領域7および
燃焼位置8を通過し、そこで還元性雰囲気に曝される。
しかし、被焼成物がさらに下流へ移動して酸化性雰囲気
の焼成帯9を通過する間に十分な酸化性雰囲気に曝され
る。このために、被焼成物は還元性雰囲気中を通過した
にもかかわらず、その後に酸化性雰囲気中を通過するこ
とによって、品質上何の問題も生じることはない。
【0015】ロータリーキルンの長手方向における可燃
性廃棄物の到達領域7は、その位置よりも下流側の酸化
性雰囲気の焼成帯を被焼成物が通過する間に被焼成物が
十分に酸化性雰囲気に曝されるような位置であればよ
い。通常は、可燃性廃棄物の燃焼による還元性雰囲気を
通過後の被焼成物が酸化性雰囲気に曝される時間は7分
以上、さらに10分以上であることが、製造されるセメ
ントクリンカーの品質上好ましい。
【0016】可燃性廃棄物の到達領域7の下流側には燃
焼領域8が形成される。燃焼領域8のロータリーキルン
の長手方向における長さは、可燃性廃棄物の種類、粒
径、キルンの大きさ等によって異なるために一概には決
定できないが、一般には、0〜15mの範囲である。
【0017】上記した燃焼領域8の下流側には酸化性雰
囲気の焼成帯9が形成される。酸化性雰囲気の焼成帯
は、石炭粉や重油を過剰の空気の存在下に燃焼させる通
常の燃焼によって達成され、そこでは、被焼成物の温度
で一般に1400〜1550℃の範囲で被焼成物が焼成
される。このような温度範囲となる酸化性雰囲気の焼成
帯は、ロータリーキルンの長手方向において、可燃性廃
棄物の到達領域から燃焼領域を隔てた下流側に位置す
る。また、ロータリーキルンの下流端から数m上流側ま
での間は焼成温度の低下により本発明における酸化性雰
囲気として十分ではない。
【0018】このことから、被焼成物の酸化性雰囲気に
曝される時間が上記値となるように可燃性廃棄物の到達
領域を算出すると、ロータリーキルンの回転速度その他
の条件によって変わるが、一般的にはロータリーキルン
の下流端から20〜50m、さらには25〜50mの範
囲となる。
【0019】可燃性廃棄物を上記した位置に投入する方
法は特に制限されないが、一般には可燃性廃棄物を空気
と共にロータリーキルンの下流端から吹き込み、空気圧
によって上記した位置に可燃性廃棄物を投入する方法を
好適に採用することができる。
【0020】可燃性廃棄物を空気圧によってロータリー
キルン内に投入する場合、可燃性廃棄物の到達領域は、
一般に空気量、ノズルの径、可燃性廃棄物の粒径や真比
重によって左右される。前記した粒径の可燃性廃棄物を
上記した到達領域まで到達させるためには、ノズルの径
を150mmとしたとき、空気量は2000〜9000
Nm3/Hの範囲から選択することが好ましい。
【0021】このようにして本発明の方法によってセメ
ントクリンカーを製造することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明の方法によれば、可燃性廃棄物を
ロータリーキルン内で燃焼させても生成するセメントク
リンカーの品質に悪影響がでることはない。本発明の方
法によれば、可燃性廃棄物を全燃料中に占める割合で5
〜80%の範囲で用いることができる。
【0023】
【実施例】以下に本発明を実施例および比較例を掲げて
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
【0024】実施例1から3 図1に示したニューサスペンジョンプレヒーター付きロ
ータリーキルン(耐火物を装着後の内径5.2m)を用
いて、表1に示した粒径の廃プラスチックの燃焼を行っ
た。燃料の石炭粉は、通常の方法にしたがってロータリ
ーキルンの下流端に設置したノズル6から供給した。廃
プラスチック3は、同様にロータリーキルンの下流端に
設置された直径150mmのノズル5から空気輸送によ
りロータリーキルン内に投入した。廃プラスチックの輸
送に使用した空気量、その他の条件は表1に示したとお
りであった。
【0025】こうして得られたセメントクリンカー中に
残存する未反応酸化カルシウム量を日本セメント協会標
準試験方法(I−01)にしたがって測定した。また、
得られたセメントクリンカー100重量部に石膏3重量
部を添加し、ブレーン値3200m2/gとなるように
ボールミルで混合、粉砕し、得られたセメントを用いて
JIS R 5201にしたがって28日圧縮強度を測
定した。これらの結果を表1に示した。
【0026】比較例1および2 廃プラスチックの粒径および空気輸送に使用した空気量
を特公昭57−17867号公報の実施例2および3に
開示された量としたこと以外は、上記実施例1と同様に
してロータリーキルン内で廃プラスチックの燃焼を行
い、セメントクリンカーを製造した。その結果を表1に
示した。
【0027】
【表1】
【0028】注)*1 ロータリーキルン下流端からの
距離。
【0029】*2 ロータリキルンの長手方向における
燃焼領域の長さ。
【0030】*3 ロータリキルンの長手方向における
焼成帯の長さ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において用いられるロータリーキルンの
概略図である。
【符号の説明】 1 ロータリーキルン 2 上流端 3 可燃性廃棄物 4 下流端 5 可燃性廃棄物の投入ノズル 6 主燃料ノズル 7 可燃性廃棄物の到達領域 8 可燃性廃棄物の燃焼領域 9 酸化性雰囲気の焼成帯

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロータリーキルンの一端から被焼成物を供
    給し、他端から可燃性廃棄物を焼成帯に投入して燃焼さ
    せ、被焼成物を焼成するセメントクリンカーの製造方法
    において、ロータリーキルンの長手方向における可燃性
    廃棄物の投入による到達領域を通過後の被焼成物が十分
    に酸化性雰囲気に曝されるように可燃性廃棄物を投入す
    ることを特徴とするセメントクリンカーの製造方法。
JP6077235A 1994-04-15 1994-04-15 セメントクリンカーの製造方法 Expired - Lifetime JP2905689B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001206746A (ja) * 2000-01-25 2001-07-31 Taiheiyo Cement Corp セメント原料の焼成方法
JP2007253431A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Jfe Steel Kk ロータリーキルンでの廃プラスチックの利用方法
JP2007331976A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Taiheiyo Cement Corp セメント添加材及びセメント組成物
JP2012527594A (ja) * 2009-04-24 2012-11-08 エフ・エル・スミス・エー・エス 燃焼器

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