JPH08283052A - Method for blowing waste plastics to rotary kiln - Google Patents
Method for blowing waste plastics to rotary kilnInfo
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、従来あまり燃料として
使用されてない廃プラスチックを燃料して、生石灰・焼
ドロマイト或いはポルトランドセメント等を製造するロ
ータリーキルン更には都市ゴミの焼却炉としてのロータ
リーキルンに吹き込む方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a waste plastic, which has not been used as a fuel, as a fuel, and blows it into a rotary kiln for producing quicklime, burned dolomite, Portland cement, etc., or a rotary kiln as an incinerator for municipal waste. Regarding the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】廃プラスチックは高い熱量を有する熱源
であるが、廃プラスチックの燃焼性が他の燃料、例えば
微粉炭に比較して劣るため主に投棄されていた。然し、
環境問題、或いは資源の有効活用の見地から徐々に廃プ
ラスチックの再利用が図られてきた。2. Description of the Related Art Waste plastic is a heat source having a high calorific value, but it is mainly discarded because the waste plastic has inferior combustibility as compared with other fuels such as pulverized coal. However,
From the viewpoint of environmental problems or effective utilization of resources, waste plastics have been gradually reused.
【０００３】廃プラスチックが高い熱量を有する熱源で
あることに着目し、廃プラスチックを利用したセメント
クリンカーの製造方法は特開昭４６−１５０３７号公報
において開示されている。この公報においては廃プラス
チックをセメントクリンカーを製造するロータリーキル
ン内に添加することによって安価にセメントクリンカを
製造できるとしているが、どのような方法において廃プ
ラスチックをロータリーキルンの中に添加するかについ
ては具体的な技術は何ら開示されていない。Focusing on the fact that waste plastic is a heat source having a high calorific value, a method for producing a cement clinker using waste plastic is disclosed in JP-A-46-15037. In this publication, the cement clinker can be manufactured at low cost by adding the waste plastic into the rotary kiln for manufacturing the cement clinker, but the specific method for adding the waste plastic into the rotary kiln is described in detail. No technology is disclosed.
【０００４】また、特開平６−８２４７号公報において
はロータリーキルンの中に繊維強化プラスチックを添加
して処理する方法が開示されている。しかし、この方法
においては繊維強化プラスチックを９０μｍ以下の粒子
に破砕して添加しており、経済的とは言えない。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 6-8247 discloses a method in which a fiber reinforced plastic is added to a rotary kiln for treatment. However, in this method, the fiber-reinforced plastic is crushed and added to particles of 90 μm or less, which is not economical.
【０００５】また、特公昭５９−１１５４５号公報にお
いては都市廃棄物を利用するポルトランドセメントの製
造方法が開示されている。この方法においては、都市廃
棄物を予め流動床燃焼装置において、予備的に燃焼させ
都市廃棄物を処理する方法を提案している。Further, Japanese Patent Publication No. 59-11545 discloses a method for producing Portland cement using municipal waste. In this method, a method is proposed in which municipal waste is preliminarily burned in a fluidized bed combustor to treat the municipal waste.
【０００６】従来、ポルトランドセメント、或いは生石
灰・焼ドロマイトが所謂ロータリーキルンを用いて製造
されていることは良く知られている。ロータリーキルン
は装入物に対して燃焼ガスの通過する空間が比較的大き
いため、種々の燃料を燃焼するために好都合である。It is well known that Portland cement or quicklime / calcined dolomite is conventionally produced by using a so-called rotary kiln. The rotary kiln has a relatively large space through which the combustion gas passes with respect to the charged material, and is therefore convenient for burning various fuels.
【０００７】図４に生石灰・焼ドロマイトを製造するロ
ータリーキルンのー設備の概要を示した。以下、ロータ
リーキルンにおける生石灰・焼ドロマイトの製造方法の
概要を説明する。石灰石・ドロマイトは原石を収容する
原石サイロ１から原石を予熱するためのグレートプレヒ
ーター２に添加され、予めロータリーキルンからの排ガ
スによって予熱し、その後、ロータリーキルン６に装入
される。FIG. 4 shows an outline of the rotary kiln equipment for producing quicklime and calcined dolomite. Hereinafter, an outline of a method for producing quicklime / calcined dolomite in a rotary kiln will be described. Limestone and dolomite are added to the grate preheater 2 for preheating the gemstone from the gemstone silo 1 containing the gemstone, preheated by the exhaust gas from the rotary kiln, and then charged into the rotary kiln 6.
【０００８】ロータリーキルンは円形の鉄皮を耐火物で
内張りされた円筒状の加熱炉であって、一定の速度で軸
の回りに回転している。図において左側の裝入口から装
入された石灰石・ドロマイトは回転した炉内を通過し、
右側の出口方向へ移動する。尚、ロータリーキルンは図
に示すとおり、原料の裝入口は出口方向に対して３／１
００〜４／１００上向きに傾斜しており、装入された石
灰石・ドロマイトは焼成されながら炉内を回転しつつ、
生石灰・焼ドロマイトに変化して出口方向に移動する。The rotary kiln is a cylindrical heating furnace in which a circular iron shell is lined with a refractory, and is rotating around a shaft at a constant speed. In the figure, limestone and dolomite charged from the left side entrance pass through the rotating furnace,
Move to the right exit. As shown in the figure, the rotary kiln has a raw material inlet of 3/1 with respect to the outlet direction.
It is tilted upwards from 00 to 4/100, and the charged limestone and dolomite are rotating in the furnace while being baked,
It changes to quicklime and burnt dolomite and moves toward the exit.
【０００９】出口においては、燃料として例えば微粉炭
を供給する微粉炭供給装置８が備えられており、微粉炭
はノズルを介して炉内に吹き込まれ、空気により燃焼し
て、炉内を１０００℃以上の高温に保持する。この微粉
炭の燃焼により発生した熱により石灰石は焼成されて生
石灰・焼ドロマイトに変化する。At the outlet, a pulverized coal supply device 8 for supplying, for example, pulverized coal as fuel, is provided. The pulverized coal is blown into the furnace through a nozzle, burned by air, and the inside of the furnace is heated to 1000 ° C. Hold at the above high temperature. The heat generated by the combustion of the pulverized coal burns the limestone and changes it into quick lime and calcined dolomite.
【００１０】微粉炭の燃焼のための空気は、排出された
生石灰・焼ドロマイトを冷却するためのグレートクーラ
を通過することにより熱交換を行い、一方では高温の生
石灰・焼ドロマイトを冷却し、他方では高温となった空
気は出口側から上記ロータリーキルンの中に吹き込ま
れ、前記微粉炭を燃焼するための空気の供給源となる。The air for combustion of pulverized coal passes through a great cooler for cooling the discharged quicklime / burned dolomite to perform heat exchange, while cooling the hot quicklime / burned dolomite on the other hand. In the above, the air having a high temperature is blown into the rotary kiln from the outlet side and becomes a supply source of air for burning the pulverized coal.
【００１１】ロータリーキルン内の温度は出口側が約８
００℃前後であり、特に微粉炭が燃焼する際に生ずる火
炎のある部分は部分的には１５００℃以上となり、石灰
石・ドロマイトの分解反応に伴って温度が低下し、石灰
石・ドロマイトの裝入口側、即ちガスの排出口側におい
ては１０００℃程度まで温度が低下する。The temperature inside the rotary kiln is about 8 at the outlet side.
The temperature is around 00 ° C, and especially the part with the flame generated when pulverized coal burns reaches 1500 ° C or higher, and the temperature decreases with the decomposition reaction of limestone / dolomite. That is, on the gas outlet side, the temperature drops to about 1000 ° C.
【００１２】この１０００℃程度の高温の排ガスは前述
のグレートプレヒーターに上乗せされた石灰石・ドロマ
イトを予熱し、ここでその熱の一部を放出した後、廃熱
ボイラ３を通り、更に集塵機４を通り、更に湿式集塵機
５を通過した後、外部に排出される。The exhaust gas at a high temperature of about 1000 ° C. preheats the limestone and dolomite placed on the above-mentioned great preheater, releases a part of the heat there, and then passes through the waste heat boiler 3 and further the dust collector 4 After passing through the wet type dust collector 5, it is discharged to the outside.
【００１３】以上が生石灰・焼ドロマイトを製造するロ
ータリーキルン設備の概要であるが、ポルトランドセメ
ントの製造方法も基本的には同様である。。従来、ロー
タリーキルンでは燃料として主に微粉炭を利用し、一部
に重油を利用していることもある。しかしながら、これ
らの燃料は何れもコスト高であり、ポルトランドセメン
トも生石灰・焼ドロマイトもより安価に製造することが
求められている。The above is the outline of the rotary kiln equipment for producing quicklime and calcined dolomite, but the production method of Portland cement is basically the same. . Conventionally, pulverized coal is mainly used as fuel in a rotary kiln, and heavy oil may be used as a part. However, all of these fuels are expensive, and it is required to manufacture Portland cement and quicklime / calcined dolomite at a lower cost.
【００１４】これらの微粉炭は約６０００ｋｃａｌ／ｋ
ｇ，重油は約１００００ｋｃａｌ／ｋｇ程度の発熱量を
有する。一方、廃プラスチックは約１００００ｋｃａｌ
／ｋｇ程度の熱量があり、微粉炭等と共に貴重な熱源と
なりうる可能性がある。These pulverized coals have about 6000 kcal / k.
g, heavy oil has a calorific value of about 10,000 kcal / kg. On the other hand, waste plastic is about 10,000 kcal
Since it has a heat capacity of about / kg, it may be a valuable heat source along with pulverized coal.
【００１５】しかしながら、通常廃プラスチックは粒子
状で得られ、前述の通り燃焼が容易でないため、従来投
棄されているのが現状であった。ここで廃プラスチック
として、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニール等の廃棄物が現在多量に発生して
いる。従って、これらを熱源として利用し、他方ではこ
の安価なプラスチックを利用し、生石灰・焼ドロマイト
或いはポルトランドセメント等を安価に製造することが
求められている。However, waste plastics are usually obtained in the form of particles, and as described above, they are not easily burned, so that they have been conventionally discarded. A large amount of wastes such as polyethylene, polypropylene, polystyrene and polyvinyl chloride are currently generated as waste plastics. Therefore, it is required to use these as a heat source and, on the other hand, to use this inexpensive plastic to produce quicklime, calcined dolomite, Portland cement and the like at low cost.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、前
述の通り産業上重要な生石灰・焼ドロマイト或いはポル
トランドセメントをよりを安価に製造するため、従来単
に投棄処理等をなされていた廃プラスチックを燃料とし
てロータリーキルンに吹き込み、効率よく燃焼させる方
法を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, as mentioned above, in order to produce industrially important quicklime / calcined dolomite or Portland cement at a lower cost, waste plastic which has been simply disposed of as a fuel is used as a fuel. The purpose is to blow it into a rotary kiln and burn it efficiently.
【００１７】しかしながら、廃プラスチック粒子を燃料
として利用する際の問題点は、重油、微粉炭等の燃料と
異なり、燃焼する前に熱分解させる必要があり、そのた
め簡単に燃焼させることは困難であるという問題点があ
る。However, unlike the fuel such as heavy oil and pulverized coal, the problem in using the waste plastic particles as a fuel is that it needs to be thermally decomposed before burning, and thus it is difficult to burn it easily. There is a problem.
【００１８】また、ロータリーキルンの中において完全
に燃焼し、その燃焼熱を利用するためには短い炉内滞留
時間（通常炉内におけるガス滞留時間は約１０秒以内と
されている）内で完全に燃焼し、発生した熱を有効に利
用しなければならないという問題がある。従って、先
ず、ロータリーキルンの中に廃プラスチックをどの様に
吹き込むかという吹き込む方法の問題がある。Further, in order to completely combust in the rotary kiln and utilize the combustion heat, it is completely completed within a short residence time in the furnace (generally, the gas residence time in the furnace is about 10 seconds or less). There is a problem that the heat generated by burning must be used effectively. Therefore, first, there is a problem of how to blow the waste plastic into the rotary kiln.
【００１９】更には、廃プラスチックをより完全に燃焼
するためにロータリーキルンの如何なる位置に吹き込
み、効率よく燃焼させるかという問題がある。また、廃
プラスチック粒子を短い炉内滞留時間において十分に燃
焼させ、その燃焼熱を利用するためには、廃プラスチッ
ク粒子の適切な粒度を選択する必要がある。Further, there is a problem in which position of the rotary kiln is blown in order to more completely burn the waste plastic so as to burn it efficiently. Further, in order to sufficiently burn the waste plastic particles in a short residence time in the furnace and utilize the heat of combustion, it is necessary to select an appropriate size of the waste plastic particles.
【００２０】[0020]
（１）請求項１の発明は、 下記の工程を備えたことを
特徴とするロータリーキルンにおける廃プラスチックの
吹き込み方法を提供する。（ａ）廃プラスチック粒子を
細束流とする工程と、（ｂ）前記廃プラスチック粒子の
細束流を主燃料の吹き込み位置の上側から前記ロータリ
ーキルン内に燃料として吹き込み、未燃焼の廃プラスチ
ック粒子のロータリーキルン内における着地点の酸素濃
度が５ｖｏｌ％以上で、かつ、その温度が１０００℃以
上であるように吹き込む工程。(1) The invention of claim 1 provides a method for injecting waste plastic in a rotary kiln, characterized by comprising the following steps. (A) a step of making waste plastic particles into a fine bundle flow; and (b) blowing a fine bundle flow of waste plastic particles into the rotary kiln from above the main fuel injection position as a fuel to remove unburned waste plastic particles. The step of blowing so that the oxygen concentration at the landing point in the rotary kiln is 5 vol% or more and the temperature is 1000 ° C. or more.
【００２１】（２）請求項２の発明は、前記廃プラスチ
ック粒子が粒径２０ｍｍ以下のポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン又はこれらの２種以上の混合物で
あることを特徴とする請求項１に記載されたロータリー
キルンにおける廃プラスチックの吹き込み方法を提供す
る。(2) The invention of claim 2 is characterized in that the waste plastic particles are polyethylene, polypropylene, polystyrene having a particle diameter of 20 mm or less, or a mixture of two or more thereof. Provide a method of blowing waste plastic in a rotary kiln.
【００２２】（３）請求項３の発明は、前記廃プラスチ
ック粒子が粒径１０ｍｍ以下のポリ塩化ビニールである
ことを特徴とする請求項１に記載されたロータリーキル
ンにおける廃プラスチックの吹き込む方法を提供する。(3) The invention of claim 3 provides a method for blowing waste plastic into a rotary kiln according to claim 1, characterized in that the waste plastic particles are polyvinyl chloride having a particle diameter of 10 mm or less. .
【００２３】（４）請求項４の発明は、前記ロータリー
キルンに吹き込まれる廃プラスチック粒子の燃焼による
発熱量が、全燃料の発熱量に対して５０％以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたロ
ータリーキルンにおける廃プラスチックの吹き込み方法
を提供する。(4) The invention of claim 4 is characterized in that the amount of heat generated by the combustion of the waste plastic particles blown into the rotary kiln is 50% or less of the amount of heat generated from all fuels. A method for blowing waste plastic into a rotary kiln according to any one of 3 above is provided.
【００２４】[0024]
【作用】前述の通り、廃プラスチック粒子をロータリー
キルン内において短時間に燃焼させる基本的な条件を定
めることが必要となる。そこで以下のような予備実験を
行った。直径５〜２０ｍｍの廃プラスチック粒子を採取
し、１０００℃に保持した時、ガス化して燃焼するまで
の時間を調査した。小型の実験炉において廃プラスチッ
ク粒子を酸素濃度の種々異なる雰囲気において完全燃焼
迄の時間を調査した。As described above, it is necessary to determine the basic conditions for burning waste plastic particles in the rotary kiln in a short time. Therefore, the following preliminary experiments were conducted. Waste plastic particles having a diameter of 5 to 20 mm were collected, and the time taken to gasify and burn when the temperature was held at 1000 ° C. was investigated. The time to complete combustion of waste plastic particles in a small experimental furnace in various atmospheres with different oxygen concentrations was investigated.
【００２５】その結果、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン等の粒子は直径２０ｍｍ以内であれば
１０００℃以上において炉内の雰囲気の酸素濃度が５ｖ
ｏｌ％以上である時は５秒以内にガス化し完全に燃焼す
ることが確認された。しかし、ポリ塩化ビニールは分解
反応が遅く直径１０ｍｍ以内の粒子であれば１０００℃
以上において炉内の雰囲気の酸素濃度が５ｖｏｌ％以上
である時は５秒以内にガス化し完全に燃焼することが確
認された。As a result, particles of polyethylene, polypropylene, polystyrene or the like have an oxygen concentration of 5 v at 1000 ° C. or higher if the diameter is within 20 mm.
It was confirmed that when it was ol% or more, it gasified within 5 seconds and completely burned. However, the decomposition reaction of polyvinyl chloride is slow, and if it is particles with a diameter of 10 mm or less, 1000 ° C
In the above, it was confirmed that when the oxygen concentration of the atmosphere in the furnace was 5 vol% or more, it was gasified within 5 seconds and completely burned.
【００２６】また、長さ約５０ｍのロータリーキルン内
におけるガスの滞留時間は前述の通り１０秒以内、通常
７秒〜８秒であるから、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン等の粒子は直径２０ｍｍ以内であれ
ば、ポリ塩化ビニールの粒子は直径１０ｍｍ以下であれ
ばそれぞれロータリーキルン内において、十分にガス化
し、且つ燃焼することを確認した。Further, the residence time of the gas in the rotary kiln having a length of about 50 m is 10 seconds or less as described above, usually 7 to 8 seconds, so that the particles of polyethylene, polypropylene, polystyrene, etc. have a diameter of 20 mm or less. It was confirmed that the polyvinyl chloride particles, if they had a diameter of 10 mm or less, were sufficiently gasified and burned in the rotary kiln.
【００２７】次に、ロータリーキルンにおいて、どのよ
うに上記廃プラスチックを燃焼させるかついて調査をお
こなった。図１に通常の操業条件におけるロータリーキ
ルン内の状況を計算し、炉内温度及び燃焼ガス中の酸素
濃度の分布等を示した。なお、図１に示す計算結果は、
図５に示すようにロータリーキルンの鉄皮温度の計算及
び実測（放射温度計による）結果とよく一致しており、
計算結果の妥当性を示す。通常ロータリーキルンは長さ
約５０ｍ程度であって、例えば生石灰・焼ドロマイト製
造の場合は、炉内ガスの温度は、出口では約６００℃、
約２ｍの場所で１０００℃となり１０ｍの場所で約１５
００℃以上となり、石灰石・ドロマイトの裝入口に向か
って徐々に温度が低下し、約９００℃となる。Next, an investigation was conducted on how to burn the waste plastic in a rotary kiln. Fig. 1 shows the situation in the rotary kiln under normal operating conditions, and shows the distribution of the furnace temperature and the oxygen concentration in the combustion gas. The calculation result shown in FIG. 1 is
As shown in Fig. 5, it is in good agreement with the calculation and actual measurement (by radiation thermometer) of the iron skin temperature of the rotary kiln,
The validity of the calculation result is shown. Normally, the rotary kiln has a length of about 50 m. For example, in the case of quicklime / calcined dolomite production, the temperature of the gas in the furnace is about 600 ° C at the outlet,
1000 ° C at a location of about 2 m and about 15 at a location of 10 m
When the temperature rises above 00 ° C, the temperature gradually decreases toward the entrance of the limestone / dolomite, reaching about 900 ° C.
【００２８】他方、固体装入物である石灰石・ドロマイ
トは一部予熱されて装入されるため、装入口では８００
℃程度であり徐々に分解反応を行い裝入口から約１０ｍ
の箇所において１０００℃を超える温度となり十分に分
解反応を行い生石灰・焼ドロマイトに変化し、出口より
排出される。On the other hand, limestone and dolomite, which are solid charges, are partially preheated and charged, and therefore 800 at the charging port.
The temperature is about ℃, and the decomposition reaction gradually takes place, and about 10m from the entrance
At a temperature of over 1000 ° C, the decomposition reaction is sufficiently carried out to change into quick lime and calcined dolomite, which is discharged from the outlet.
【００２９】前述の通り、炉内のガス温度は、装入口で
は約９００℃、出口から約１０ｍの場所で１６００℃を
超え、出口から約２ｍの場所で１０００℃となり出口で
は６００℃まで低下する。一方、炉内の酸素濃度は出口
においては空気が供給されるため、２１ｖｏｌ％存在す
るが出口側から炉内へ吹き込まれる燃料、例えば微粉炭
が燃焼するため徐々に酸素濃度が低下し出口から約１０
ｍの場所で５ｖｏｌ％、約１５ｍの付近においては酸素
濃度がほぼ２ｖｏｌ％となる。なお、上記酸素濃度の計
算結果は、炉からのガスサンプルの分析結果とよく一致
しており、計算結果の妥当性を証明している。As described above, the gas temperature in the furnace is about 900 ° C. at the inlet, exceeds 1600 ° C. at a position about 10 m from the outlet, 1000 ° C. at a position about 2 m from the outlet, and drops to 600 ° C. at the outlet. . On the other hand, the oxygen concentration in the furnace is 21 vol% because air is supplied at the outlet, but the fuel blown into the furnace from the outlet side, for example, pulverized coal, is burned so that the oxygen concentration gradually decreases, and 10
The oxygen concentration is about 5 vol% at a position of m and about 2 vol% at about 15 m. The calculation result of the oxygen concentration is in good agreement with the analysis result of the gas sample from the furnace, demonstrating the validity of the calculation result.
【００３０】このような状況において廃プラスチックを
十分に燃焼させるためには、少くとも酸素濃度が５ｖｏ
ｌ％以上存在している範囲において廃プラスチックを投
入し、完全に燃焼させることが必要となる。そこで主燃
料である微粉炭と共に廃プラスチックを炉内に吹き込む
位置、方法等が廃プラスチックを燃料として利用するた
めに極めて重要な課題となる。In order to sufficiently burn the waste plastic in such a situation, the oxygen concentration should be at least 5 vo
It is necessary to add waste plastic in the range of 1% or more to completely burn it. Therefore, the position and method of blowing the waste plastic into the furnace together with the pulverized coal, which is the main fuel, are extremely important issues for utilizing the waste plastic as a fuel.
【００３１】この点を図２により説明する。図２（ａ）
はロータリーキルン出口付近の縦断面を模式的に示した
ものである。図２（ａ）においてロータリーキルン６の
出口において主燃料である微粉炭は微粉炭吹き込みノズ
ル１４を介して断面がほぼ円形の炉内に吹き込まれ、こ
の際、微粉炭の燃焼により火炎１６が形成される。この
長さＬ1 は例えば炉内の酸素濃度及びガス温度等を考慮
すると約１５ｍである。この点はロータリーキルン内に
おける灰分の付着状況、観察窓からの炉内の目視等から
確認した。This point will be described with reference to FIG. Figure 2 (a)
Shows a schematic vertical section near the exit of the rotary kiln. 2 (a), the pulverized coal which is the main fuel at the outlet of the rotary kiln 6 is blown into the furnace having a substantially circular cross section through the pulverized coal blowing nozzle 14, and at this time, the flame 16 is formed by the combustion of the pulverized coal. It This length L 1 is, for example, about 15 m in consideration of oxygen concentration and gas temperature in the furnace. This point was confirmed by the ash adhesion state in the rotary kiln, visual inspection of the furnace through the observation window, and the like.
【００３２】一方廃プラスチックは前述の通り、直径２
０ｍｍ又は１０ｍｍ以下の固体粒子となっているため、
ロータリーキルン内で燃焼させるためには、その出口付
近に位置する廃プラスチック吹き込みノズル１８から細
束流とし一定の初速をもって炉内に吹き込まれる。この
際、固体粒子は瞬間的には燃焼しないために、所定の軌
跡１８０に沿って燃焼しながら一部はロータリーキルン
の底部に落下していく。その着地点をＬ2 とする。On the other hand, the waste plastic has a diameter of 2 as described above.
Since it is a solid particle of 0 mm or 10 mm or less,
In order to burn in the rotary kiln, it is blown into the furnace at a constant initial velocity as a fine bundle flow from the waste plastic blowing nozzle 18 located near the outlet. At this time, since the solid particles do not burn instantaneously, some of them fall onto the bottom of the rotary kiln while burning along a predetermined trajectory 180. The landing point is L 2 .
【００３３】先ず、廃プラスチックを十分に燃焼させる
ためには主燃料の上側において廃プラスチックを細束流
として吹き込むことが前提となる。即ち、前記廃プラス
チック粒子の細束流を主燃料の吹き込み位置の上側から
前記ロータリーキルン内に燃料として吹き込み、燃焼さ
せることが必要である。First, in order to sufficiently burn the waste plastic, it is premised that the waste plastic is blown as a fine bundle flow above the main fuel. That is, it is necessary to blow a fine bundle of waste plastic particles as fuel into the rotary kiln from above the main fuel injection position and burn it.
【００３４】次に、前述の通り、Ｌ1 以上においては既
に酸素濃度は２ｖｏｌ％程度となっているため、酸素濃
度は５ｖｏｌ％程度とするためには着地点Ｌ2 は例えば
出口から約１０ｍの場所となる。この場所は固体装入物
の温度から１０００℃を超えているので、廃プラスチッ
クの燃焼は容易である。また、Ｌ2 の最小値はＬ1 の約
１０％が望ましい。あまり出口に近い場所に廃プラスチ
ック粒子が着地すると温度が低いために未燃焼のまま排
出されるからである。As described above, since the oxygen concentration is already about 2 vol% above L 1 , the landing point L 2 is, for example, about 10 m from the exit in order to set the oxygen concentration to about 5 vol%. It becomes a place. Since this location is above 1000 ° C from the temperature of the solid charge, the combustion of waste plastic is easy. The minimum value of L 2 is preferably about 10% of L 1 . This is because if the waste plastic particles land too close to the outlet, the temperature is low and they are discharged unburned.
【００３５】次に望ましい吹き込み位置について更に調
査を行った。図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面にお
ける炉内の状況を示す。同図において炉体は時計方向
（矢印の方向）において回転しているため固体装入物２
０は図において第３象限の位置に偏った状態において存
在している。Next, a further investigation was conducted on the desired blowing position. FIG. 2B shows the inside of the furnace in the AA cross section of FIG. In the figure, since the furnace body is rotating in the clockwise direction (the direction of the arrow), the solid charge 2
0 exists in a state of being biased to the position of the third quadrant in the figure.
【００３６】更に、ノズル１８を介して炉内に吹き込ま
れた廃プラスチックを効率よく燃焼させるためには以下
の様な条件が望ましい。より速い燃焼を促進するために
は、吹き込みノズルにより廃プラスチックを細束流と
し、この細束流が主燃料である微粉炭が形成する火炎１
６を横切るように落下させることが望ましい。廃プラス
チック粒子を火炎により加熱し、速い燃焼を促進するた
めである。Further, in order to efficiently burn the waste plastic blown into the furnace through the nozzle 18, the following conditions are desirable. In order to promote faster combustion, a waste nozzle is made into a fine bundle flow by a blowing nozzle, and the fine bundle flow forms a flame 1 formed by pulverized coal.
It is desirable to drop it across 6. This is because the waste plastic particles are heated by the flame to promote rapid combustion.
【００３７】通常微粉炭の吹き込みにおいては図に示す
ように例えば時計回りにその火炎を回転させている。そ
こで、微粉炭吹き込みノズルの上方に廃プラスチック吹
き込みノズル１８を位置せしめると、廃プラスチックの
軌跡は図中点線で示すような軌跡を通り図２（ｂ）に示
すように、炉内の第４象限に落下し着地する。このよう
に落下させた場合には落下した廃プラスチックの粒子は
固体装入物である生石灰・焼ドロマイト或いはポルトラ
ンドセメントと混合をせず、従って製品が廃プラスチッ
クと混合することはなくその品質が保持されることにな
る。When blowing pulverized coal, the flame is usually rotated clockwise, for example, as shown in the figure. Therefore, when the waste plastic blowing nozzle 18 is positioned above the pulverized coal blowing nozzle, the trajectory of the waste plastic passes through the trajectory shown by the dotted line in the figure and, as shown in FIG. 2B, the fourth quadrant in the furnace. It falls to and lands. When dropped in this way, the particles of the waste plastic that have fallen do not mix with the solid charge quicklime / calcined dolomite or Portland cement, so the product does not mix with the waste plastic and its quality is maintained. Will be done.
【００３８】廃プラスチックの吹き込み量は、種々予備
実験した結果、生石灰・焼ドロマイト或いはポルトラン
ドセメント等を製造するために必要な全発熱量の５０％
までは廃プラスチックを使用できることができる。これ
以上廃プラスチックを使用すると未燃焼の廃プラスチッ
クが製品に残留し、望ましくないからである。As a result of various preliminary experiments, the blowing amount of the waste plastic was 50% of the total calorific value necessary for producing quicklime, calcined dolomite, Portland cement, etc.
Up to waste plastic can be used. This is because if more waste plastic is used, unburned waste plastic remains in the product, which is not desirable.
【００３９】次に上記のように廃プラスチックを細束流
としてロータリーキルン内に吹き込むための装置につい
て簡単に説明する。図３に廃プラスチック吹き込み装置
の概要を示した。同図において廃プラスチックはホッパ
１０２内に装入しておき、ゲート１０４を通過し、ロー
タリーバルブ１０６によって所定の量を所定の時間内に
おいて噴射部１０８に、落下させる。Next, a device for blowing waste plastic into the rotary kiln as a fine bundle flow as described above will be briefly described. FIG. 3 shows an outline of the waste plastic blowing device. In the figure, waste plastic is loaded in the hopper 102, passes through the gate 104, and is dropped by the rotary valve 106 into the injection unit 108 in a predetermined amount within a predetermined time.
【００４０】落下させた固体廃プラスチックはブロワー
１１０から空気によって噴射部１０８から配管１１３に
気送される。配管１１３を通過した廃プラスチックはノ
ズル１８を通過して炉内に噴射される。ノズル１８は、
その外側のガス冷却管又は水冷管１１６によって保護さ
れ、また、水冷管１１６の外側は例えば、耐火材の保護
管１１８によって保温されている。The dropped solid waste plastic is pneumatically sent from the blower 110 to the pipe 113 from the injection unit 108 by air. The waste plastic that has passed through the pipe 113 passes through the nozzle 18 and is injected into the furnace. The nozzle 18
It is protected by a gas cooling pipe or a water cooling pipe 116 on the outside thereof, and the outside of the water cooling pipe 116 is kept warm by, for example, a protection pipe 118 made of a refractory material.
【００４１】この理由はロータリーキルンの出口側にフ
ード１３が備えられており、このフード１３を通過して
予熱された空気が下方からフード内に入り、次いでロー
タリーキルン内へ侵入するよう配慮されているためであ
る。即ち下方から侵入する予熱された空気によってノズ
ル１８内の廃プラスチック粒子が管内において溶解する
ことを防止している。The reason for this is that the hood 13 is provided on the outlet side of the rotary kiln, and it is considered that the air preheated through the hood 13 enters the hood from below and then enters the rotary kiln. Is. That is, it prevents the waste plastic particles in the nozzle 18 from being melted in the tube by the preheated air entering from below.
【００４２】尚、このような廃プラスチック粒子の吹き
込み装置は一例であって、このような装置に限定される
ものではない。また、廃プラスチックの種類としては前
述の通り、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニール等何れのものでもよい。Incidentally, such a blowing device for waste plastic particles is an example, and the present invention is not limited to such a device. The type of waste plastic may be any of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, etc., as described above.
【００４３】また、廃プラスチックの粒子径としては最
大直径２０ｍｍ迄のものならば使用が可能である。以上
の点からノズルの径としては廃プラスチックの粒子の３
〜４倍程度が望ましい。即ち、廃プラスチックの粒子が
直径１０ｍｍであれば吹き込みノズルの内直径は３０〜
４０ｍｍ程度が必要となる。The particle size of the waste plastic can be up to 20 mm. From the above points, the diameter of the nozzle is 3 of the particles of waste plastic.
About 4 times is desirable. That is, if the diameter of the waste plastic particles is 10 mm, the inner diameter of the blowing nozzle is 30 to
About 40 mm is required.
【００４４】[0044]
【実施例】実施例においては表１に示すような全長約５
５ｍのロータリーキルンにおいて廃プラスチック粒子を
燃料として吹き込み、実験を行った。なお、この装置に
おいては従来、主に微粉炭を主たる燃料とし一部重油も
使用していた。表２に操業試験結果を示した。EXAMPLES In the examples, the total length is about 5 as shown in Table 1.
Experiments were carried out by injecting waste plastic particles as fuel in a 5 m rotary kiln. In this device, pulverized coal was mainly used as the main fuel and some heavy oil was used. Table 2 shows the operation test results.
【００４５】このロータリーキルンにおいては一日、生
石灰・焼ドロマイトを４００ｔｏｎ製造し、その他表に
示すような燃料を用いていた。ケース１として廃プラス
チックを２４０ｋｇ／ｈを吹き込み、ケース２において
は、約４１０ｋｇ／ｈを吹き込んで少くとも２４時間操
業を行った。In this rotary kiln, quick lime / calcined dolomite of 400 ton was produced every day, and other fuels shown in the table were used. In case 1, 240 kg / h of waste plastic was blown, and in case 2, about 410 kg / h was blown, and the operation was performed for at least 24 hours.
【００４６】尚、この際、廃プラスチックの燃焼による
発熱を考慮し、その分に相当する主燃料を減少させた。
発熱量から計算すると廃プラスチック吹き込み量はケー
ス１では１０％、ケース２では１８％である。表におい
て分解率は投入した石灰石の内、生石灰・焼ドロマイト
となったもののパーセンテージである。この表の結果か
ら特に出口の燃焼ガスの濃度については大きく変化がな
く、しかも、また、分解率を考慮しても良好な製品が得
られた。また、出口の排ガスの成分組成を分析した結
果、通常の微粉炭焼成と同じく、炭化水素の組成は約１
０ｖｏｌ・ｐｐｍであった。At this time, in consideration of the heat generation due to the combustion of the waste plastic, the main fuel corresponding to that amount was reduced.
When calculated from the amount of heat generation, the amount of blown waste plastic is 10% in case 1 and 18% in case 2. In the table, the decomposition rate is the percentage of the limestone that was turned into quicklime and calcined dolomite. From the results in this table, the concentration of the combustion gas at the outlet did not change significantly, and a good product was obtained even in consideration of the decomposition rate. In addition, as a result of analyzing the component composition of the exhaust gas at the outlet, the hydrocarbon composition was about 1 as in the case of ordinary pulverized coal firing.
It was 0 vol · ppm.
【００４７】[0047]
【表１】 [Table 1]
【００４８】[0048]
【表２】 [Table 2]
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上、説明したように本発明の方法によ
り廃プラスチック粒子を適切な方法で、且つロータリー
キルン内の適切な箇所に添加することにより廃プラスチ
ックを十分に燃焼させ、しかも、従来通りの製品として
生石灰・焼ドロマイトが得られた。また、廃プラスチッ
クはコスト上、低価であるため生産費の低減に大きく寄
与することができた。従って従来主に投棄されていた廃
プラスチックを有効に熱源として利用することができる
一方、廃棄物の低減にも寄与することができ、環境上極
めて有効な発明であることを証明することができた。As described above, according to the method of the present invention, waste plastic particles can be burned sufficiently by adding the waste plastic particles in a proper manner and at a proper place in the rotary kiln, and the conventional method can be used. Quicklime and baked dolomite were obtained as products. Moreover, since the waste plastic is low in cost, it was able to greatly contribute to the reduction of the production cost. Therefore, while the waste plastic that has been mainly discarded in the past can be effectively used as a heat source, it can also contribute to the reduction of waste, and it was possible to prove that it is an extremely effective invention for the environment. .
【図１】ロータリーキルン内におけるガス組成、温度等
の分布を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing distributions of gas composition, temperature and the like in a rotary kiln.
【図２】ロータリーキルン内における火炎と噴射された
廃プラスチック粒子の運動の軌跡を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a trajectory of a flame and a motion of injected waste plastic particles in a rotary kiln.
【図３】本発明において利用した廃プラスチック粒子の
吹き込み装置の概略を示す図である。FIG. 3 is a schematic view of a waste plastic particle blowing device used in the present invention.
【図４】生石灰・焼ドロマイトを生産するためのロータ
リーキルン設備の概要を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a rotary kiln facility for producing quicklime / burned dolomite.
【図５】図１に示したロータリーキルン内におけるガス
組成、温度分布等の計算結果を確認するために鉄皮温度
を実測し、計算結果と対比して示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an actual measurement of a shell temperature in order to confirm calculation results of gas composition, temperature distribution and the like in the rotary kiln shown in FIG. 1 and a comparison with the calculation results.
１ 原石サイロ ２ グレートプレヒータ ３ 廃熱ボイラ ４ 集塵機 ５ 湿式集塵機 ６ ロータリーキルン ８ 微粉炭供給装置 １４ 微粉炭吹き込みノズル １８ 廃プラスチック吹き込みノズル ２０ 生石灰・焼ドロマイト 1 Gemstone silo 2 Great preheater 3 Waste heat boiler 4 Dust collector 5 Wet dust collector 6 Rotary kiln 8 Pulverized coal supply device 14 Pulverized coal blowing nozzle 18 Waste plastic blowing nozzle 20 Quick lime / burned dolomite
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 裕恭 栃木県佐野市堀米町1089番地６号 (72)発明者 磯崎 進市 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 立福 輝生 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 青木 丈彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 関口 毅 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡部 雅之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyasu Ito 1089 6 Horiime-cho, Sano City, Tochigi Prefecture (72) Inventor Susumu Isozaki 1-2 1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 72) Inventor Terufu Terufu Marunouchi 1-2-2 Nihon Steel Pipe Co., Ltd., Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Takehiko Aoki 1-2-1 Marunouchi Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd. (72 ) Inventor Tsuyoshi Sekiguchi 1-2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Tube Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Watanabe 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Tube Co., Ltd.
Claims (4)
ータリーキルンにおける廃プラスチックの吹き込み方
法。 （ａ）廃プラスチック粒子を細束流とする工程と、
（ｂ）前記廃プラスチック粒子の細束流を主燃料の吹き
込み位置の上側から前記ロータリーキルン内に燃料とし
て吹き込み、未燃焼の廃プラスチック粒子のロータリー
キルン内における着地点の酸素濃度が５ｖｏｌ％以上
で、かつ、その温度が１０００℃以上であるように吹き
込む工程。1. A method for blowing waste plastic in a rotary kiln, which comprises the following steps. (A) a step of making waste plastic particles into a fine bundle flow,
(B) The fine bundle flow of the waste plastic particles is blown into the rotary kiln as a fuel from above the main fuel blowing position, and the oxygen concentration of the unburned waste plastic particles at the landing point in the rotary kiln is 5 vol% or more, and , A step of blowing so that the temperature is 1000 ° C. or higher.
以下のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン又
はこれらの２種以上の混合物であることを特徴とする請
求項１に記載されたロータリーキルンにおける廃プラス
チックの吹き込み方法。2. The waste plastic particles have a particle size of 20 mm.
The method for blowing waste plastic in a rotary kiln according to claim 1, wherein the method is the following polyethylene, polypropylene, polystyrene, or a mixture of two or more thereof.
以下のポリ塩化ビニールであることを特徴とする請求項
１に記載されたロータリーキルンにおける廃プラスチッ
クの吹き込み方法。3. The waste plastic particles have a particle size of 10 mm.
The method for blowing waste plastic in a rotary kiln according to claim 1, wherein the method is the following polyvinyl chloride.
プラスチック粒子の燃焼による発熱量が、全燃料の発熱
量に対して５０％以下であることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載されたロータリーキルンにおける
廃プラスチックの吹き込み方法。4. The heat generation amount of the waste plastic particles blown into the rotary kiln is 50% or less of the heat generation amount of all fuels.
The method for blowing waste plastic into the rotary kiln according to any one of 3 to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11266495A JP3195192B2 (en) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | Waste plastic blowing method in rotary kiln |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283052A true JPH08283052A (en) | 1996-10-29 |
| JP3195192B2 JP3195192B2 (en) | 2001-08-06 |
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ID=14592398
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195192B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-04-14 JP JP11266495A patent/JP3195192B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3195192B2 (en) | 2001-08-06 |
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