JPH09504987A - 結合されたアスファルトプラントと土壌再生システム - Google Patents
結合されたアスファルトプラントと土壌再生システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
アスファルト製造に用いる砕石を加熱、乾燥して汚染された土壌を再生し処理する方法及び装置。砕石は固定スリーブ回転ドラム混合器内に加熱のため導入される。砕石は環状室内に導入され、アスファルトとして使用されるのに好適なるよう処理される汚染土壌と混合される。土壌が加熱されたとき汚染物質が蒸発され、ドラム室内に引き込まれ、ここで高温により酸化される。リサイクルされたアスファルト鋪装材料(RAP)及びまたはバージン砕石等の補助砕石が環状室に加えられ、砕石及び土壌と混合されアスファルトを形成し、砕石と土壌の混合物が冷却される。
Description
【発明の詳細な説明】
結合されたアスファルトプラントと土壌再生システム
発明の背景
発明の分野
本発明はアスファルトの製造及び土壌再生、特に、汚染された土壌の再生及び
処理のための方法及び装置に関するものである。
関連技術の説明
灯油、ガソリンまたは油等の石油製品によって汚染された土壌の処理は環境問
題を増加する。環境保護機関(EPA)は汚染土壌の浄化及び処理に厳しい条件
を付している。
地下燃料タンクの破損は共通の問題を生ずる。破損したタンクを除去したとき
は周りの汚染された土壌も除去する必要がある。このことは、汚染された数千ト
ンの土壌を除去することを意味する。汚染土壌処理のためのスペースの減少と、
EPAの厳しさと、政府の規制によって汚染土壌を処理スペースに収容すること
はもはやあまり良い方策とはなっていない。従って、汚染土壌の処理のためには
より有効な解決が望まれている。
土壌の汚染を除去する共通な方法は、これを焼くことである。土壌焼却方法と
しては種々のものが知られている。これらの方法は、従来のアスファルト製造プ
ラントで用いられる共通の方法を含む。然しながら、土壌を高温にさらした場合
、大気に放散される大量の窒素酸化物が形成されるため土壌焼却による方法は完
全に効果的とはいえない。更に、土壌の汚染除去プロセスは、廃棄しなければな
らない再生土壌を生成するためコスト的には不利である。従って、コストが低く
効率の良い汚染土壌の再生処理方法及び装置が望まれている。
米国特許第5,176,445号明細書には、従来のアスファルト製造プラン
トが示されている。この装置にはアスファルトを選択的に製造するか、または、
土壌の汚染を除去するための附加手段の少ないものが示されている。然しながら
、この装置は次のような欠点を有する。この欠点の第1は、アスファルト製造と
土壌再生とを同時に行なうことができず、所定の時間には1つのプロセスより実
行できないことである。欠点の第2は、土壌再生の後、汚染の除去された土壌を
廃棄する必要のあることである。
米国特許第5,129,334号明細書には、アスファルト製造に有効な砕石
を加熱、乾燥せしめるための装置が示されており、この装置においては焼成した
土壌を砕石内に直接加えることができる。この装置によれば汚染の除去された土
壌をアスファルト内に入れることができるが、後述するように幾つかの欠点を有
する。
即ち、上記装置は砕石を加熱、乾燥する回転ドラムと土壌の汚染を除去するた
めの別個の回転焼成器とを用いているためアスファルトプラントの操作とメンテ
ナンスのためのコストが大きくなる欠点がある。更に、上記装置では回転焼成器
内で土壌を高温に加熱して再生するため高レベルの汚染物質が作られ、これが大
気に放散される欠点がある。
単一のドラム混合/乾燥機を用いてアスファルト製造及び土壌再生を行なう他
の装置が提案されている。かかる装置では、混合器本体内にバーナーの炎を導入
する前にこの炎の熱で土壌を加熱する。次いで土壌と砕石は結合され混合器から
一体に排出される。然しながら、かかる装置では再生のための熱を砕石ではなく
炎から得ているため不十分である。砕石と土壌は、混合器から排出される前に短
時間混合されるものであるため混合が不十分である。
米国特許第4,867,572号明細書にはアスファルト製造に用いられる固
定スリーブを有する回転ドラム混合器が示されている。この種のドラム混合器は
回転ドラムの下部を取り囲む固定スリーブを有している。ドラム内で加熱、乾燥
された砕石は、ドラムとスリーブ間に形成された環状室内に排
出される。リサイクルされたアスファルト鋪装材料(RAP)を環状室内に導入
するための入口がスリーブに設けられている。液体アスファルトを導入するため
の他の入口がスリーブに設けられている。環状室内のドラムに設けられた混合ブ
レードが材料を混合し、これをスリーブの排出口に向かって移動する。
他の連続混合回転ドラムを越える固定スリーブ回転ドラムの利益は、ドラムと
スリーブ間の環状室内に直接RAPを導入できることである。RAPは、加熱砕
石と接触せしめることにより、ドラムに設けた混合ブレードからの熱伝導により
、及び環状室内のドラムの外匣からの輻射熱によって加熱される。このプロセス
によればRAP内に含まれるアスファルトを十分に加熱できるが、ドラム内の高
温にRAPがさらされ、RAPが発煙し燃えるようになるのが阻止される。この
プロセスでは環状室内に導入される液体アスファルトが発煙し、燃えるようにな
るのを阻止する。
固定スリーブ回転ドラムの他の利益は、アスファルトの製造と操作を廉価にな
し得る、熱効率の良いアスファルト製造装置を構成することである。然しながら
、上述の多くの利益を有する反面、土壌の再生ができないという欠点を有する。
発明の要約
本発明の目的は、アスファルト砕石からの熱を用いて汚染された土壌を再生す
ると共にアスファルトを製造する効率的な方法及び装置を得るため、回転ドラム
を利用したアスファルトプラントと土壌再生システムとを組み合わせることにあ
る。
本発明の他の目的は、再生された土壌を利用したアスファルトを製造するため
の方法及び装置を得るにある。
本発明の他の目的は製造及び操作を廉価にでき、熱効率の大きい方法及び装置
を得るにある。
本発明によれば、アスファルトを製造し土壌を再生する従来の方法及び装置の
欠点と問題を解消することができる。本発明の方法及び装置では、汚染された土
壌を再生し、砕石と混合し、補助砕石と液状アスファルトからアスファルト組成
の鋪装が形成される。
特に、本発明装置は、内側ドラム室と、環状室を形成するためドラムの下部を
取り巻く固定スリーブを有する回転ドラムを含む。ドラムはその長手方向の軸の
周りに回転自在に設けられる。
ドラムはガスで加熱され、砕石がドラムの上端における入口に導入される。砕
石がドラムの下部から環状室内に排出される迄回転ドラム内を落下する間に砕石
が加熱され乾燥される。
汚染された土壌はその再生プロセスが始まる迄容器内に貯蔵される。大型サイ
ズの材料または破片を除去するため土壌をふるいにかける。土壌は、釘や金属片
等の金属物を土壌から除去するための磁石を通してコンベアに沿って移動される
。この土壌は、RAPを破壊するために用いるものと同様の型の砕石器に通す。
砕石器に戻される大きなサイズの土壌片から好ましいサイズの土壌片を分離する
ため振動スクリーンを用いる。土壌の好ましいサイズのものを環状室に導入する
。
環状室内のドラムの外側に設けられた混合ブレードによって加熱、乾燥した砕
石と汚染された土壌とを混合する。土壌は、砕石に接することにより、ドラムに
設けられた混合ブレードからの熱伝導により、及び環状室内のドラムの外匣から
の輻射熱により加熱される。土壌が蒸発温度以上、自動発火温度以下の温度に加
熱されたとき、土壌から汚染物質が蒸発する。蒸発した汚染物質をドラム室内に
引き込み、ドラム内で高温度で酸化する。
環状室内に補助砕石(RAP及びまたは付加的バージン砕石)と液体アスファ
ルトとを導入して加熱し、砕石と土壌とを混合せしめる。補助砕石と液体アスフ
ァルトはドラム内の高温にさらされないようにされているため、発煙及び燃焼は
阻止される。得られた混合物は環状室に沿って移動しスリーブ
の出口から排出される。
ドラムから放出されるクリーンにされた排出蒸気を大気に放散する前に集める
ための容器を用いる。集められた粒子は環状室に戻し、アスファルトを作るため
砕石及び他の成分と混合する。容器に入れる前に大きな粒子を除去するためサイ
クロン分離器を用いる。
図面の簡単な説明
図1は、本発明の汚染された土壌処理装置を有する土壌再生システムとアスフ
ァルトプラントの組合せを示す平面図である。
図2は、図1に示すプラント内で使用できる固定スリーブ回転ドラム混合器の
部分縦断側面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図1は汚染土壌処理装置12と、連続的混合アスファルトプラント10を示す
。土壌処理装置12は、汚染物質を貯え、アスファルトプラント10内で更に処
理するため物質のサイズ分けをし、汚染物質をアスファルトプラント10に送る
。アスファルトプラント10は、アスファルト混合物を作り、汚染物質を再生し
、アスファルト混合物内で再生材料を処理する。汚染物質としては一般に石油ま
たは他の揮発性炭化水素で汚染された土壌を有するが、1)加熱されることによ
って再生でき、2)再生後アスファルト混合物として用いるのに好ましい物質を
も有する。
汚染土壌処理装置12は、ふるい用スクリーン18に連通する第1のコンベア
16上に汚染土壌が供給される迄汚染土壌を貯える従来既知の容器14を有する
。ふるい用スクリーン18は大きいサイズの物質や破片をふるい分ける。第2の
コンベア20は、ふるい用スクリーン18に連通する入口を有し、釘や金属の破
片等の金属物を土壌から除去するための磁石22を通して土壌を送る。土壌は次
いで、アスファルトに用いるのに好ましい粒子となる
ように土壌を砕く従来のRAP破砕器24によって処理する。この処理は岩や粘
土等の物質が配置されている土壌の場合に特に必要とされる。
第3のコンベア26は、アスファルトに好ましい粒子を大きなサイズの粒子か
ら分離するための振動スクリーン28上にRAP破砕器24によって処理された
土壌を送る。一般に1/2インチから5/8インチの粒子が好ましい。大きいサ
イズの粒子は、スクリーン28の排出端に連通する入口を有する第4のコンベア
30によってRAP破砕器24に戻される。スクリーン28から落下した好まし
いサイズの土壌粒子は、固定スリーブ回転ドラム混合器34内に導入するため第
5のコンベア32によって移送する。
好ましい実施例においては、固定スリーブ回転ドラム混合器34を用いる。然
しながら、砕石からの熱によって土壌を再生し同時にアスファルト混合物を製造
するため回転ドラム混合器に協動して土壌と砕石を好ましく混合し得る限り従来
の他の回転ドラム混合器を用い得る。図2に示すように、固定スリーブ回転ドラ
ム混合器34は中心軸38を有する細長い中空ドラム36を有する。このドラム
36は、枠40上に回動自在に、その中心軸38が水平線42に対して傾斜し、
上方ドラム端44と下方ドラム端46が形成されるように設ける。48は従来既
知の回転駆動モータである。
砕石は、砕石入口シュート50を通して上方ドラム端44でドラム36内に導
入される。砕石を転動し、下方ドラム端46に設けられた複数のドラム出口開口
54に向かって移動するためドラム36の内面に複数の翼52を設ける。内側ド
ラム室58内に高温の炎を吹き出すための従来既知のバーナー56を下方ドラム
端46に設ける。内側ドラム室58を加熱するための炎を作るため着火される混
合油をブロワ60によってバーナー56内に送る。
内側ドラム室58内から排出される蒸気のため上方ドラム端44に排気ダクト
62を取り付ける。図1に示すように排出蒸気をそれが大気に放散される前に濾
過するため濾過容器64を排気ダクト62に連通せしめる。排気蒸気から大きな
粒子を除去するためサイクロン分離器66を排気ダクト62に
連通せしめる。上記容器64とサイクロン分離器66は従来既知のものとなし得
る。
図2に示すように固定スリーブ回転ドラム混合器34には、更に下方ドラム端
46と同軸状に設けた固定スリーブ68を有せしめる。中空ドラム36と固定ス
リーブ68はその間に環状室70を形成する。下方ドラム端46内の加熱、乾燥
された砕石はドラム36の回転の間にドラム出口開口54を介して下方環状室端
72内に落下する。
第5のコンベア32によって移送された汚染された土壌は、開口54を介して
環状室70の下方環状室端72内に入る。環状室70内のドラム36の外周に設
けられた複数のブレード76が加熱、乾燥された砕石を汚染土壌と混合する。
砕石と接することによって、混合ブレード76からの伝導熱によって、及びド
ラム36からの輻射熱によって土壌が加熱される。土壌が汚染物質の蒸発温度以
上、自然発火温度以下の点に加熱されたとき土壌から汚染物質が蒸発する。一般
にこの温度は450°〜700°Fである。蒸発した汚染物質は、ブロワ60及
び排気ダクト62によって作られた圧力によってドラム出口開口54を介してド
ラム36内に引き込まれる。これは1200°〜1800°Fの温度でなされる
。この結果、土壌を高温にさらすことなく土壌を再生できる。
この実施例においては、固定スリーブ68上の補助入口78を介してRAP及
びまたはバージン砕石等の他の補助砕石を環状室70内に導入する。固定スリー
ブ68に連通した供給パイプ80を介して環状室70内に液状アスファルトを供
給する。補助砕石及び液状アスファルトは、環状室70内の砕石と土壌とにより
加熱され、これと混合する。補助砕石と液状アスファルトは内側ドラム室58内
の高温から遮断されているので、発煙及び燃焼が阻止される。補助入口78から
所望量の補助砕石を導入することによって後述する理由で砕石を冷却する。
本発明の好ましい実施例においては、容器64からのダストを送る送りスクリ
ュー82をダスト入口84を介して固定スリーブ68に連通せしめる。この結果
、容器64とサイクロン分離器66によって集めたダストが環状室70内に導入
され、処理されるようになる。ダストは砕石、土壌、補助砕石、及び液状アスフ
ァルトと混合されてアスファルトとなり、固定スリーブ68の排出口88を介し
て上方環状室端86から排出される。
排出口88から排出されるアスファルトの温度は約300°Fとするが、汚染
土壌は再生のためには約400°F〜700°Fに加熱する必要があり、環状室
70内で土壌を加熱し、再生するためには内側ドラム室58内の砕石を約600
°F〜800°Fに過熱する必要がある。得られた混合物は鋪装材料として直接
使用するためにはあまりにも熱過ぎ、従って、例えば70°Fの低温の補助砕石
を補助入口78から供給し、混合物を約300°Fに冷却する補助入口78に対
する補助砕石の量は、内側ドラム室58から環状室70に導入される砕石の温度
が高いときは多くする。内側ドラム室58内の砕石が600°F〜800°Fに
加熱されるときは、排出口88から排出される混合物は、砕石入口シュート50
からのバージン砕石50〜70%、土壌入口74からの汚染土壌約5%、及び補
助入口78からの補助砕石約25〜45%をふくむよう混合成分の相対的パーセ
ントを制御する。(ダスト入口84を介して加えられるダストのパーセントは他
の成分のパーセントに比べて小さく無視できる)。過剰なエネルギーは混合物を
所望の温度に加熱するために使用されるため内側ドラム室58内の砕石の加熱に
よって乾燥プロセスの効率が下がることはない。
本発明によれば、従来のアスファルトプラント及び土壌再生システムに比べ多
くの利益が得られる。再生された土壌をアスファルトとすることにより、別個に
アスファルト及び土壌再生プラントを設ける必要がない。本発明によれば、従来
のアスファルトと土壌再生プラントの組合せにおいて用いたパーツと工程を減少
できる。単一の固定スリーブ回転ドラムの使用により砕石を
加熱、乾燥するための別個の回転ドラムと、汚染土壌を再生するための回転焼成
器は必要としない。固定スリーブ及びこれに関連する環状室は、この代わりに必
要に応じて別個のパグミル等の混合器を用いることができる。
また、本発明によれば、固定スリーブ回転ドラムを用いたとき汚染土壌がドラ
ム内の高温にさらされることを阻止できる。この結果、土壌内の有機化合物の殺
菌を不要とし、公害を減少することができる。汚染物質は環状室内の土壌から蒸
発する。これら蒸発ガスはドラム内の高温により酸化され、公害は更に減少し、
土壌再生効率が向上するようになる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神内で種々変更で
きることは勿論である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.a.出口と、第1及び第2の入口とを有する回転ドラム混合器と、 b.上記回転ドラム混合器の第1の入口に砕石を導入するための手段と、 c.上記回転ドラム混合器を加熱するための手段と、 d.上記回転ドラム混合器の第2の入口に汚染された土壌を導入するための 手段と、 e.上記砕石からの熱を用いて汚染された土壌を再生し、上記砕石と汚染さ れた土壌との混合物を作るため上記砕石と汚染された土壌とを混合するための手 段と、 f.上記回転ドラム混合物の出口から上記混合物を排出する手段と、 より成るアスファルトプラント。 2.汚染された土壌が回転ドラム混合器内に導入される前に汚染された土壌を再 生のため処理する手段を更に有する請求項1記載のアスファルトプラント。 3.a.出口と、第1及び第2の入口とを有する回転ドラム混合器と、 b.上記回転ドラム混合器の第1の入口に砕石を導入するための手段と、 c.上記回転ドラム混合器を加熱するための手段と、 d.上記回転ドラム混合器の第2の入口に汚染された土壌を導入するための 手段と、 e.上記砕石からの熱を用いて汚染された土壌を再生し、上記砕石と汚染さ れた土壌との混合物を作るため上記砕石と汚染された土壌とを混合するための手 段と、 f.上記回転ドラム混合物の出口から上記混合物を排出する手段と、及び g.汚染された土壌を上記回転ドラム混合器に導入する前に再生のため処理 する手段と より成り、 上記汚染された土壌を処理するための手段が、汚染された土壌を砕き、5 /8インチより小さい粒子をふるい分ける手段を有するアスファルトプラント。 4.上記加熱、混合するための手段が蒸気と蒸気内の粒子を形成し、回転ドラム 混合器から引き出した蒸気からの粒子を洗浄し、これら粒子を回転ドラム混合器 内に導入するための手段を更に有する請求項1記載のアスファルトプラント。 5.回転ドラム混合器内に補助砕石を導入するための手段を更に有する請求項1 記載のアスファルトプラント。 6.上記補助砕石がリサイクルされたアスファルト鋪装材料(RAP)を有する 請求項5記載のアスファルトプラント。 7.上記回転ドラム混合器が固定スリーブ回転ドラム混合器である請求項1記載 のアスファルトプラント。 8.a.ドラム室と環状室とを有する固定スリーブ回転ドラム混合器と、 b.上記ドラム室に砕石を導入するための手段と、 c.砕石を加熱、乾燥するための上記ドラム室を加熱するための手段と、 d.上記環状室内に砕石を導入するための手段と、 e.上記環状室内に汚染された土壌を導入するための手段と、 f.上記環状室内で上記砕石と汚染された土壌とを混合するための手段と、 及び g.上記環状室から砕石と汚染された土壌との混合物を排出する手段と より成り、 上記汚染された土壌を再生し、汚染された土壌との混合物を作るアスファル ト製造装置。 9.上記汚染された土壌を上記環状室内に導入する前に、汚染された土壌を砕き 、5/8インチより小さい粒子をふるい分けるための手段を更に有する請求項8 記載の装置。 10.a.ドラム室と環状室とを有する固定スリーブ回転ドラム混合器と、 b.上記ドラム室に砕石を導入するための手段と、 c.砕石を加熱、乾燥するための上記ドラム室を加熱するための手段と、 d.上記環状室内に砕石を導入するための手段と、 e.上記環状室内に汚染された土壌を導入するための手段と、 f.上記環状室内で上記砕石と汚染された土壌とを混合するための手段と、 及び g.上記環状室から砕石と汚染された土壌との混合物を排出する手段と より成り、 上記加熱、混合するための手段が蒸気と蒸気内の粒子を形成し、回転ドラム 混合器から引き出した蒸気からの粒子を洗浄し、これら粒子を回転ドラム混合器 内に導入するための手段を更に有する、 上記汚染された土壌を再生し、汚染された土壌との混合物を作るアスファル ト製造装置。 11.混合のため環状室内に補助砕石と液状アスファルトを導入するための手段を 更に有する請求項8記載の装置。 12.a.回転ドラム混合器のドラム室内に砕石を供給する工程と、 b.上記ドラム室内で砕石を加熱、乾燥する工程と、 c.汚染された土壌を上記回転ドラム混合器内に供給する工程と、及び d.上記砕石からの熱を用いて上記汚染された土壌を再生し、アスファルト として用いるのに好適な混合物を形成するため上記回転ドラム混合器内で上記汚 染された土壌と砕石とを混合する工程と、 より成る、汚染された土壌を再生し、混合物に上記汚染された土壌を加える アスファルト製造方法。 13.汚染された土壌が環状室内に導入される前に汚染された土壌を再生のため処 理する工程を更に含む請求項12記載の方法。 14.a.回転ドラム混合器のドラム室内に砕石を供給する工程と、 b.上記ドラム室内で砕石を加熱、乾燥する工程と、 b.上記ドラム室内で砕石を加熱、乾燥する工程と、 c.汚染された土壌を上記回転ドラム混合器内に供給する工程と、及び d.上記砕石からの熱を用いて上記汚染された土壌を再生し、アスファルト として用いるのに好適な混合物を形成するため上記回転ドラム混合器内で上記汚 染された土壌と砕石とを混合する工程と、更に 上記回転ドラム混合器内に補助砕石を供給し、この補助砕石を汚染された土 壌と砕石に混合せしめる工程と より成り、上記混合物は上記回転ドラム混合器から約300°Fの温度で排 出され、上記混合物は約50〜70%の砕石と、約5%の汚染土壌と、約25〜 45%の補助砕石とを含む、 汚染された土壌を再生し、汚染された土壌を混合物に加えるアスファルトの 製造方法。 15.a.固定スリーブ回転ドラム混合器のドラム室内で砕石を加熱、乾燥する工 程と、 b.上記固定スリーブ回転ドラム混合器の環状室内に汚染された土壌を導入 する工程と、及び c.上記汚染された土壌を再生し、アスファルトとして使用するのに好適な 混合物を形成するため上記環状室内で汚染された土壌と砕石とを混合する工程と より成る、汚染された土壌を再生し、混合物に加えるアスファルトの製造方 法。 16.汚染された土壌が環状室内に導入される前に汚染された土壌を再生のため処 理する工程を更に含む請求項15記載の方法。 17.上記加熱、乾燥するための工程が、蒸気と蒸気内の粒子を形成し、蒸気ドラ ム室から引き出した蒸気からの粒子を洗浄し、これら粒子を蒸気環状室内に導入 するための工程を更に有する請求項15記載の方法。 18.上記環状室内に補助砕石と液状アスファルトを混合のために導入する工程 とを更に含む請求項15記載の方法。 19.汚染された土壌と砕石とを混合する上記工程が、環状室内の汚染土壌から汚 染物質を蒸発せしめ、ドラム室内に引き出し、ドラム室内で酸化せしめる工程を 含む請求項15記載の方法。 20.a.固定スリーブ回転ドラム混合器のドラム室内で砕石を加熱、乾燥する工 程と、 b.上記固定スリーブ回転ドラム混合器の環状室内に汚染された土壌を導入 する工程と、及び c.上記汚染された土壌を再生し、アスファルトとして使用するのに好適な 混合物を形成するため上記環状室内で汚染された土壌と砕石とを混合する工程と より成り、汚染された土壌と砕石とを混合する上記工程が、環状室内の汚染 土壌から汚染物質を蒸発せしめ、ドラム室内に引き出し、ドラム室内で酸化せし める工程を含み、 上記汚染物質が環状室内で450°〜700°Fの温度で蒸発され、ドラム 室内で蒸発汚染物質が1200°〜1800°Fの温度で酸化される、汚染され た土壌を再生し、混合物に加えるアスファルトの製造方法。
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