WO2006072982A1 - りん酸肥料製造方法およびその装置 - Google Patents

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WO2006072982A1
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raw material
phosphate fertilizer
melting furnace
producing phosphate
component
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PCT/JP2005/000066
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Yoshihiro Iwai
Tetsuji Jozuka
Takashi Komatsu
Tadashi Takagi
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Sanki Engineering Co., Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing phosphate fertilizer using sludge or incinerated ash containing a phosphorus component as a main raw material and an apparatus therefor.
  • incinerated ash such as sludge, city waste, or industrial waste contains many natural resources, but these natural resources have hardly been used in the past.
  • the finite nature of natural resources has been recognized, and pollution caused by mass consumption of natural resources has become a problem, so that recycling technology for reusing natural resources has been actively researched. It comes.
  • As a technology to recycle incinerated ash such as sludge, city garbage or industrial waste a method of using it as fertilizer has been proposed.
  • sludge containing phosphorus or other incineration ash is used as a raw material, and oxidized raw material is added to this raw material.
  • a process of adding an additive containing gnesium, calcium oxide, phosphoric acid or other ingredients to make a mixed raw material, melting this mixed raw material, then quenching and slugging, and then grinding A method for producing fertilizers using incinerated ash containing incinerator has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • shellfish such as scallops and oysters
  • shells and eggshells generated by processing eggs are mostly discarded at the final disposal site.
  • calcium waste such as shells and eggshells and sludge incineration ash
  • calcium waste such as scallop shells, oyster shells and eggshells of eggs, sludge incineration ash, coatas, oxidation
  • Magnesium and potassium oxide are heated in a melting furnace to allow the molten metal and molten slag to coexist in a two-part separation state, and the molten slag is selectively discharged into a granulation tank and rapidly cooled to obtain phosphorus.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-80979
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-112988
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-112989
  • Patent Document 1 Patent Document 2, and Patent Document 3 described above are all experimental small scale, sludge or incineration containing a large amount of phosphorus components. There was a problem that the ash could not be processed.
  • conventional granulated slag (fertilizer product) has a particle size of about 3-5 mm, and the shape of the coarse fertilizer is less likely to appear.
  • the present invention has been made to solve such conventional problems, and its object is to enable treatment of sludge or incinerated ash containing a large amount of phosphorus components discharged.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for continuously producing phosphate fertilizer.
  • the method for producing phosphate fertilizer according to the present invention comprises a raw material comprising a sludge or incinerated ash containing a phosphorus component and a reducing agent, or a sludge or incinerated ash containing a phosphorus component, a reducing agent,
  • a raw material consisting of at least one of magnesium, calcium, potassium, or calcium waste is sealed in a melting furnace in a reducing atmosphere to maintain the reducing atmosphere in the melting furnace.
  • the process of continuous supply while maintaining the temperature and the temperature in the melting furnace is maintained at around 1400 ° C, the raw material is heated while suppressing the volatilization of phosphorus components, and molten metal and molten slag are stored in the melting furnace.
  • a part of the main raw material is continuously measured with a fluorescent X-ray analyzer, and the amount of the auxiliary raw material added is calculated based on the measured value, and the amount of each sub raw material cut out is calculated. A fixed amount is automatically supplied.
  • a part of the molten slag is continuously measured with a fluorescent X-ray analyzer, and the measured value is fed back to the calculation of the amount of added auxiliary material.
  • sludge containing phosphorus components for example, sludge generated accompanying sewage treatment, or iron-based flocculant that captures phosphorus components is added to the wastewater, and the phosphorus components contained in the wastewater are settled. Collected together with sludge.
  • Incinerated ash containing a phosphorus component is, for example, sludge, urban waste, or industrial waste. Incinerated ash or iron-based flocculant that captures the phosphorus component is added to the sewage, and the phosphorus component contained in the sewage is settled and collected with the sludge, which is dehydrated and incinerated. Is.
  • the raw material may be, for example, a push-type supply device having at least two or more supply ports, a damper open / close type supply device having at least two or more paths, or at least two or more supply ports.
  • the screw-type supply device has a continuous supply to the melting furnace while maintaining a sealed state in order to maintain the reducing atmosphere in the melting furnace.
  • the molten slag flowing out of the melting furnace is subjected to a water granulation treatment step to form a water granulated slag that is water-cooled and pulverized using industrial water of 20-30 ° C.
  • the granulated slag is conveyed while draining with a screw conveyor, and then pulverized to 50 ⁇ m-2 mm with a roll crusher.
  • the molten slag flowing out of the melting furnace is subjected to a water granulation treatment process to produce granulated slag that is water-cooled and pulverized using industrial water at 20-30 ° C. After that, it is transported by a pump into a container equipped with a filtration means for draining water, drained by the container, and then pulverized to 50 ⁇ m-2 mm by a roll crusher.
  • the molten slag flowing out of the melting furnace is quenched with air to form a granulated slag, and then pulverized to 50 ⁇ m-2 mm by a roll crusher.
  • the phosphorus content of sludge or incinerated ash containing phosphorus components should be known in advance, and the molar ratio of diphosphorus pentoxide, magnesium oxide, and calcium oxide in the granular material obtained by granulating molten slag. Determine the amount of magnesium and calcium components for sludge or incinerated ash containing phosphorus components so that the force 1: 1. 5— 6: 1. 5 — 6.
  • the phosphate fertilizer production apparatus includes at least two or more raw material supply units, is used in a reducing atmosphere, and melts in which molten metal and molten slag coexist in a two-component separation state.
  • Raw material consisting of furnace, sludge or incinerated ash containing phosphorus component and reducing agent, or sludge or incinerated ash containing phosphorus component, reducing agent, magnesium component, calcium component, potassium component or calcium
  • a raw material consisting of at least one of the quality waste is continuously supplied while maintaining a sealed state in order to maintain a reducing atmosphere in the melting furnace.
  • the material supply device the temperature inside the melting furnace is maintained at around 1400 ° C, the furnace temperature controller that heats the raw material while suppressing the volatilization of phosphorus components, and the rapid cooling that quenches the molten slag flowing out of the melting furnace It has an apparatus and a crusher that crushes the rapidly cooled molten slag to 50 m-2 mm.
  • a part of the main raw material is continuously measured for its components, and the added amount of the auxiliary raw material is calculated based on the measured value, and the amount of the cut out of each auxiliary raw material is automatically supplied quantitatively. It is equipped with a fluorescent X-ray analyzer and a calculation unit. This X-ray fluorescence analyzer measures a component of molten slag continuously and feeds back the measured value to the calculation of the amount of added auxiliary material.
  • the melting furnace includes a push-in type supply device having at least two or more supply ports, or a damper open / close type supply device having at least two paths, or at least two or more. It is composed of a screw-type supply device with a supply port.
  • the rapid cooling apparatus is composed of a granulated slag that is water-cooled and pulverized using industrial water of 20-30 ° C and a screw compressor that transports the granulated slag while draining it. It is configured.
  • the quenching device also includes a granulation slag that is water-cooled and pulverized using industrial water of 20-30 ° C, a container that contains the granulated slag and is equipped with filtration means for draining water, It consists of a pump that transports slag into the container.
  • the quenching device is composed of a compressor that conveys the molten slag flowing out of the melting furnace force, and a fan that rapidly cools the molten slag placed on the compressor with air.
  • the crusher that crushes the rapidly-cooled molten slag to 50 / z m-2mm is a roll crusher.
  • the mixed raw material is supplied while maintaining the reducing atmosphere, it is possible to continuously produce phosphate fertilizer from which harmful components have been reliably removed.
  • the rapidly cooled molten slag is pulverized to 50 m-2 mm, so that it is effective for plants and can be applied to a small particle size.
  • product management is performed by component analysis using fluorescent X-rays, so that variations in product component values due to fluctuations in raw material components can be prevented.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of a phosphate fertilizer manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged main part in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory view of FIG. 2 as viewed from above.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of rotary feeders 18a and 19a provided below the first furnace storage hot bar 18 and the second furnace storage hot bar 19 in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between an electrode 23 and a lifting device 31 in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing operations of the first push-type raw material supply device 32 and the second push-type raw material supply device 33 in FIG. 1.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing level sensors provided in the first furnace storage hot bar 18 and the second furnace storage hot bar 19 in FIG. 1.
  • FIG. 8 is a diagram showing a system control flow in FIG. 1.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a control device 59 that controls the amount of main raw material and auxiliary raw material cut out.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a control device 60 that controls raw material supply and operation of the electric resistance melting furnace 20.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between melting temperature and P 2 O content.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between melting temperature and MgO dissolution rate.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between MgOZP 2 O (molar ratio) and P 2 O dissolution rate.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between MgOZP 2 O (molar ratio) and P 2 O dissolution rate.
  • FIG. 15 is an explanatory view showing a main part of a phosphate fertilizer manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing the top surface force of FIG.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of a control device 60 A for controlling the raw material supply and the operation of the electric resistance melting furnace 20 in FIG.
  • FIG. 18 is an explanatory view showing a screw-type raw material supply apparatus.
  • FIG. 19 is an explanatory view showing a damper type material supply apparatus.
  • FIG. 20 is an explanatory view showing a pump-type molten slag cooling device.
  • FIG. 21 is an explanatory view showing an air-cooled molten slag cooling device.
  • FIG. 1 and FIG. 14 are explanatory views showing an outline of the phosphate fertilizer manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the phosphate fertilizer manufacturing apparatus 1 includes a main raw material hopper 10 containing incinerated ash containing a phosphorus component supplied from a sludge treatment facility (not shown), and a first auxiliary raw material containing a reducing agent made of coatus.
  • a hopper 11, a second auxiliary material hopper 12 containing a magnesium component, a third auxiliary material hopper 13 containing a calcium component, and a fourth auxiliary material hopper 14 containing a potassium component are provided below the main raw material hopper 10, a rotary feeder 10a for quantitatively feeding the main raw material is provided.
  • Rotary feeders 11a, 12a, 13a, and 14a that feed the secondary materials quantitatively are respectively provided below the first secondary material hopper 11, the second secondary material hopper 12, the third secondary material hopper 13, and the fourth secondary material hopper 14. Is provided.
  • Phosphoric fertilizers with stable ingredients can be produced from raw materials with varying ingredients.
  • the main raw material is waste, etc., and the sewage sludge, etc. in the raw material, the component of the phosphorus that affects the quality of the phosphate fertilizer varies greatly depending on the season, and the value of the main component in the discharged area etc. There is a difference. Other wastes are similarly not stable.
  • auxiliary materials such as reducing agents, magnesium components, calcium components, etc.
  • the phosphate fertilizer component values may be not only barracks but also of poor quality (phosphate fertilizer with low solubility). Therefore, a part of the main raw material is continuously guided to the X-ray fluorescence spectrometer 58 and measured quickly. Based on the measured value, the amount of the auxiliary raw material added is calculated, and each auxiliary raw material hot bar cutting machine (rotary) is used. Feeder 11a, Adjust the cutout amount of 12a, 13a, 14a. ) To automatically supply a fixed quantity.
  • a part of the phosphate fertilizer after production is continuously introduced to the X-ray fluorescence spectrometer 58 and the value measured quickly is fed back to the calculation of the added amount of the auxiliary raw material, so that the main raw material components are stabilized. Even if it is not, it is possible to produce products with stable component values of phosphate fertilizer.
  • a main raw material hopper 10, a first auxiliary raw material hopper 11, a second auxiliary raw material hopper 12, a third auxiliary raw material hopper 13, and a fourth auxiliary raw material hopper 14 are provided with a first raw material supply conveyor including a case compressor. 15 is installed!
  • a first in-furnace storage hot bar 18 and a second in-furnace storage hono 19 are installed on the downstream side of the distribution competitor 17.
  • Rotary feeders 18a and 19a are provided below the first furnace storage hot bar 18 and the second furnace storage hot bar 19 for quantitatively feeding the raw material mixed with the main raw material and the auxiliary raw material.
  • a lower duct 18b provided with a first damper 18c is provided downstream of the rotary feeder 18a.
  • a lower duct 19b provided with a second damper 19c is provided on the downstream side of the rotary feeder 19a.
  • the lower duct 18b communicates with the first push-type raw material supply device 32 provided at the raw material inlet 26 of the electric resistance melting furnace 20, and the lower duct 19b is connected to the second raw material inlet 27 of the electric resistance melting furnace 20.
  • the push-type raw material supply device 33 is in contact.
  • each of the first storage hot bar 18 and the second storage hot bar 19 includes a total of 6 upper position level sensors a, middle position level sensors b, c, and lower position level sensors df.
  • One level sensor is provided.
  • the electric resistance melting furnace 20 includes a furnace body 21 having a melting space surrounded by a lining of carbonaceous blocks, an electrode 22 incorporated in the lining so as to be positioned below the melting space, and a tip portion positioned at the center of the melting space.
  • the carbonaceous electrode 23 provided on the upper part of the furnace body so as to be movable up and down, the temperature sensor 24 installed on the wall surface of the furnace body 21, and the power supply device connected to the electrodes 22 and 23. 25.
  • the furnace body 21 includes a raw material input port 26, 27 communicating with the upper part of the melting space from the outside, a gas discharge port 28 communicating with the secondary combustion furnace 34 of the exhaust gas treatment facility from the upper part of the melting space, A slag discharge port 29 that communicates the vertical partial force to the outside of the furnace body 21 and a metal discharge port 30 that communicates the force in the vicinity of the inner bottom of the melting space to the outside of the furnace body 21 are also provided.
  • the electrode 23 is moved up and down by an elevating device 31 as shown in FIG.
  • the lifting device 31 includes, for example, a motor 31a, a screw rod 31b that is rotated by the motor 31a, a guide member 31c that is lifted and lowered by the screw rod 3lb, and a guide member 31d that assists the raising and lowering of the guide member 31c.
  • the guide pin 3 le connected to the guide member 31 c and the electrode support member 3 If fixed to the electrode 23 connected via the guide pin 31 e may be used.
  • the first push-type raw material supply device 32 and the second push-type raw material supply device 33 are hydraulic cylinders 32a and 33a and pistons moved by the hydraulic cylinders 32a and 33a.
  • the cylinders 32b and 33b are guided by the pistons 32b and 33b.
  • the cylinders 32c and 33c communicate with the lower iron duct 18b and the lower duct 19b and push the raw material into the raw material inlets 26 and 27, respectively.
  • a duct 28 a communicating with the secondary combustion furnace 34 is installed at the gas outlet 28.
  • a covering member 35 is installed on the upper portion of the electric resistance melting furnace 20 so as to surround the electric resistance melting furnace 20.
  • the covering member 35 communicates with a turbo type secondary air fan 36 through a duct 36a.
  • the secondary air fan 36 communicates with the secondary combustion furnace 34 and the melting furnace bag filter 37.
  • the melting furnace bag filter 37 communicates with the melting furnace chimney 39 via a melting furnace induction fan 38.
  • a dust combiner 40 including a case competitor is installed below the secondary combustion furnace 34 and the melting furnace bag filter 37.
  • a dust hopper 41 is installed on the downstream side of the dust compressor 40.
  • a rotary feeder 4 la for quantitatively feeding dust.
  • a biaxial paddle type dust humidifier 42 is installed on the downstream side of the dust hopper 41.
  • a transport means 43 such as a truck for transporting dust is installed below the dust humidifier 42.
  • Dust humidifier 42 contains chelating agent diluted with sand filtration water 45a. Is supplied.
  • the chelating agent supply unit 44 includes a chelating agent storage tower 45 that dilutes and stores the chelating agent with sand filtration water, and a diaphragm type chelating agent supply pump that communicates with the chelating agent storage tower 45 via a pipe 46a. 46 and a conduit 47 that communicates the chelating agent supply pump 46 and the dust humidifier 42.
  • a semicircular granulated slope 48 for flowing the molten slag is installed below the slag discharge port 29 of the furnace body 21.
  • a water supply device 49 is installed in the granulated slope 48 so that water can flow.
  • a granulating tank 50 is installed downstream of the granulating slope 48.
  • the granulating tank 50 is provided with a granulating compressor 51 having a water-cooled conveyor force for conveying the granulated slag in the granulating tank 50 !.
  • a roll crusher 52 for crushing the particle size of the granulated slag to a size of about 50 ⁇ m-2 mm is installed.
  • a slag conveyor 53 including a case competitor is installed.
  • a slag storage yard 54 is provided downstream of the slag competitor 53.
  • a container 55 for storing molten metal is installed below the metal discharge port 30 of the furnace body 21.
  • a nozzle 56 for spraying cooling water is installed on the outer periphery of the furnace body 21.
  • the nozzle 56 communicates with a furnace cooling pump 57 that discharges sand filtrate.
  • control device 59 for controlling the main raw material and auxiliary raw material cut-out amounts will be described.
  • the control device 59 calculates the auxiliary raw material addition rate calculating unit 59b to add the auxiliary raw material. It is configured to produce a calorie rate of 59d and an expected value of 59c for the slag component.
  • the control device 59 uses a slag weight ratio calculation unit 59f. Arranged to calculate the weight ratio of slag 'metal input amount!
  • the control device 59 receives the slag component ratio from the fluorescent X-ray analyzer 58 input from the input processing unit 59a, the expected slag component value 59c from the auxiliary material addition rate calculation unit 59b, slag, etc. Based on the weight ratio of the slag 'metal input from 59f, the auxiliary material addition rate correction value calculation unit 59e calculates the auxiliary material addition rate correction value. It has been.
  • the control device 59 Based on the mixed raw material input amount (from the control device 60 shown in FIG. 10) input from the input processing unit 59a, the control device 59 calculates the main raw material supply amount calculation unit 59k, and the rotary feeder 10a It is configured to issue a rotation speed instruction.
  • the control device 59 includes the mixed raw material input amount (from the control device 60 shown in FIG. 10) input from the input processing unit 59a, the auxiliary material addition rate 59d from the auxiliary material addition rate calculation unit 59b, Based on the correction value of the auxiliary material addition rate from the raw material addition rate correction unit 59e, the first auxiliary material (Cotus) addition amount calculation unit 53 ⁇ 4 calculates the rotation of the rotary feeder 11a. It is configured to give numerical instructions.
  • the control device 59 includes the mixed raw material input amount (from the control device 60 shown in FIG. 10) input from the input processing unit 59a, the auxiliary material addition rate 59d from the auxiliary material addition rate calculation unit 59b, Based on the correction value of the auxiliary material addition rate from the raw material addition rate correction unit 59e, the second auxiliary material (Mg) addition amount calculation unit 59i calculates the rotation of the rotary feeder 12a. It is configured to give numerical instructions.
  • the control device 59 includes the mixed raw material input amount (from the control device 60 shown in FIG. 10) input from the input processing unit 59a, the auxiliary material addition rate 59d from the auxiliary material addition rate calculating unit 59b, Based on the correction value of the auxiliary material addition rate from the raw material addition rate correction unit 59e, the third auxiliary material (Ca) addition amount calculation unit 59h calculates the rotation of the rotary feeder 13a. It is configured to give numerical instructions.
  • the control device 59 includes the mixed raw material input amount (from the control device 60 shown in FIG. 10) input from the input processing unit 59a, the auxiliary material addition rate 59d from the auxiliary material addition rate calculating unit 59b, Based on the correction value of the auxiliary material addition rate from the raw material addition rate correction unit 59e, the addition amount calculation unit 59g of the fourth auxiliary material) calculates the rotational speed of the rotary feeder 14a. It is configured to issue.
  • the control device 60 includes the temperature information in the furnace from the temperature sensor 24 installed on the wall surface of the furnace body 21 input from the input processing unit 60a, the voltage 'resistance value information from the power supply device 25, and the mixed material input amount calculation unit 60d. Based on the amount of mixed raw material input from the unit and the rotational speed indication value of the rotary feeders 18a and 19a, the furnace voltage / resistance value determination unit 60c calculates and raises or lowers the electrode 23 relative to the lifting device 31 of the electrode 23. It is configured to issue a command.
  • the voltage / resistance value determining unit 60 c in the furnace is configured to issue a command to increase the power (current) or power (current) to the power supply device 25 of the furnace body 21.
  • the furnace temperature is maintained at 1400 ° C, or the electric power for the input amount of raw material such as 1.0-1.5kW'hZkg.
  • the control device 60 includes the furnace temperature information from the temperature sensor 24 installed on the wall surface of the furnace body 21 input from the input processing unit 60a, the furnace voltage 'voltage from the resistance value judging unit 60c' resistance value Based on the information, the in-furnace temperature determination unit 60b calculates the start / stop instruction of the furnace body cooling pump 57 that discharges the cooling water sprayed to the outer periphery of the furnace body.
  • the control device 60 calculates the mixed raw material input amount calculation unit 60d based on the rotational speed indication value of the rotary feeder 10a-14a input from the input processing unit 60a and the information from the furnace voltage / resistance value determination unit 60c. Control the hydraulic cylinder positions of the rotary feeders 18a and 19a, the first damper 18c, the second damper 19c, the first push-in type raw material supply device 32, and the second push-in type raw material supply device 33. It is configured to control.
  • Incinerated ash containing a phosphorus component is produced, for example, as follows.
  • the sewage After adding iron-based flocculant to the sewage stored in the aeration tank, the sewage is stirred or ventilated to settle the phosphorus component contained in the sewage.
  • the sediment and sludge settled on the inner bottom of the aeration tank are collected, and the water contained in them is removed using means such as a centrifugal dehydrator or a belt press dehydrator to obtain dewatered sludge. .
  • the dewatered sludge is incinerated at a temperature of about 800 ° C in an incinerator to produce sludge incineration ash.
  • incineration ash A and B The main components of incineration ash A and B are shown in Table 1.
  • the components of sewage sludge incineration ash vary depending on the region and season, depending on the sewage treatment system and local activities.
  • Incineration ash A and B are also collected at different treatment powers, and the P O concentration is an average of incineration ash A and high incineration ash B. Also baked
  • iron-based flocculants are used.
  • FIG. 11 shows the relationship between the melting temperature and the PO content%. As is clear from Figure 11,
  • the PO content is less than that of the melting temperature of 1500 ° C.
  • Fig. 12 shows the relationship between melting temperature and MgO dissolution rate%. As is apparent from Fig. 12, when the melting temperature was 1350-1500 ° C, a value almost satisfying the MgO content% was obtained.
  • Figure 11 shows the relationship between the melting temperature and the PO content%, and the melting temperature and MgO dissolution rate.
  • the molar ratio was determined with a target of 90% or more of the soluble P 2 O ratio (dissolved ratio).
  • the property is a property that can be dissolved in 2% citrate solution. It becomes an indicator of product quality.
  • incineration ash with high P 2 O such as incineration ash C, MgOZP 2 O 3
  • MgOZP 2 O and CaO / P 2 O are above 5.0-6.00, as shown in Fig. 14.
  • the molar ratio was set to 1.5-6.
  • the incinerated ash containing the phosphorus component is stored in the main raw material hopper 10, the reducing agent made of coatus is stored in the first auxiliary raw material hopper 11, the magnesium component is stored in the second auxiliary raw material hopper 12, and the calcium component. Is stored in the third auxiliary material hopper 13 and the potassium component is stored in the fourth auxiliary material hopper 14.
  • the incinerated ash, acid magnesium and acid calcium containing phosphorus component, and the coatus (hereinafter referred to as raw materials) having a predetermined addition rate, the first raw material supply compressor 15 and Supply to sorting conveyor 17 via second raw material supply converter 16.
  • the raw material is equally dropped into the first storage hot bar 18 and the second storage hot bar 19.
  • the control device 60 uses the position information of the upper position level sensor a and the middle position level sensor b to remove the ash.
  • the supply limit determination unit 60f due to excessive amount is calculated and the raw material is supplied to the upper position level sensor a, the first raw material supply competitor 15, the second raw material compressor 16, the rotary feeder 10a— A stop command is issued to 14a, and when the material is exhausted to the position of the middle position level sensor b, the material supply is resumed.
  • the control device 60 performs the calculation of the storage determination unit 60e due to the decrease in the ash amount, and the raw material reaches the position of the lower position level sensor d.
  • the rotational speed of the rotary feeders 18a and 19a is decreased according to the command of the control device 60.
  • the rotational speeds of the rotary feeders 18a and 19a are returned to the original by a command from the control device 60. Further, when the raw material is reduced to the position of the lower position level sensor e, the rotational speed of the rotary feeders 18a and 19a is further reduced by the command of the control device 60. At this time, when the raw material is supplied to the position of the lower position level sensor d, the rotational speed of the rotary feeders 18a and 19a is returned to the original by an instruction of the control device 60.
  • the controller 60 stops and closes the rotary feeders 18a and 19a, the first damper 18c, the second damper 19c, the hydraulic cylinder 32a, and the hydraulic cylinder 33a. Give an order.
  • the control device 60 issues a raw material supply restart command to the rotary feeders 18a, 19a, the first damper 18c, the second damper 19c, the hydraulic cylinder 32a, and the hydraulic cylinder 33a. .
  • the control device 60 issues an opening command to the first damper 18c and the second damper 19c, as shown in FIG. 10, from the mixed raw material input amount calculation unit 60d.
  • Rotary feeder 10a 14a rotation speed indication value, middle position level sensor b signal and main ingredient component ratio (signal reception )
  • the control device 60 Based on the component ratio of the first auxiliary material to the fourth auxiliary material (manual input), the control device 60 also issues a rotation command to the rotary feeders 18a and 19a with the resultant force calculated by the mixed raw material input amount calculation unit 60d. As shown in Fig.
  • the rotary feeders 18a and 19a are rotated while maintaining the reducing atmosphere, and the raw materials are placed on the pistons 32b and 33b of the first push-type raw material supply device 32 and the second push-type raw material supply device 33. Drop it. Since the rotary feeders 18a and 19a inhibit the flow of gas up and down, the raw material can be supplied while maintaining the reducing atmosphere, and the raw material can be supplied quantitatively by controlling the rotation speed.
  • the raw material supply device 32 and the second push-in type raw material supply device 33 are instructed to retract the hydraulic cylinders 32a and 33a and the pistons 32b and 33b, and the pistons 32b and 33b move backward.
  • the raw material is dropped into the cylinders 32c and 33c.
  • the controller 60 gives a command to advance the pistons 32b, 33b to the hydraulic cylinders 32a, 33a from the mixed raw material input amount calculation unit 60d as shown in FIG. 6 (c).
  • the raw material in the cylinders 32c and 33c is pushed into the electric resistance melting furnace 20 through the raw material inlets 26 and 27.
  • the temperature in the electric resistance melting furnace 20 is input to the in-furnace temperature judgment unit 60b of the control device 60 from time to time by the detection of the temperature sensor 24, and when the temperature falls below the reference value 1400 ° C, the control device A command to increase the current (power increase) is issued from 60 to the power supply unit 25 of the electric resistance melting furnace 20, and conversely, if the reference value exceeds 1400 ° C, the electric resistance melting furnace 2 from the control device 60 A command to lower the current (decrease power) is issued to the power supply device 25 of 0.
  • the in-furnace voltage / resistance value determination unit 60c of the control device 60 constantly monitors the voltage 'resistance value information of the power supply device 25 of the electric resistance melting furnace 20, as shown in FIG.
  • a command to raise the electrode 23 is sent to the lifting device 31 of the electrode 23, and conversely, a command to lower the electrode 23 is sent to the lifting device 31 of the electrode 23 when the voltage 'resistance value rises
  • an electric current is applied to both electrodes 22 and 23 via the material fed to the melting space, the raw material is heated by Joule heat and melted, and The melting space is maintained in a reducing atmosphere by the main component, carbon.
  • the amount of coatas is 5% or less of the total amount of material sent to the melting space of the furnace body 21 by weight ratio (adjusted according to the iron content in the sludge incineration ash), the amount of potassium oxide Is a few percent of the total amount of material fed to the melting space of the furnace body 21.
  • the lining and the electrode 23 can be prevented from being consumed.
  • Laminar force of molten slag 20b mainly composed of acid (SiO) and acid-magnesium, calcium-acid and calcium oxide added for raw materials. Formed on the upper side of the layer of molten metal 20a. Molten slag 20b coexists in a two-component separation state.
  • Hazardous substances such as lead, zinc, arsenic, and cadmium, contained in sludge incineration ash, emit gas It is collected by the melting furnace bag filter 37 through the mouth 28 and the secondary combustion furnace 34.
  • the collected harmful substances are mixed with the chelating agent in the dust humidifier 42 through the dust hopper 41 by the dust compressor 40 and are made harmless.
  • the molten slag 20b in the electric resistance melting furnace 20 is discharged to the granulated slope 48 from the slag outlet 29, flows down while flowing water through the granulated slope 48, and is subjected to a granulation process in which the water is rapidly cooled by water. It is stored as a slag in the granulation tank 50.
  • the slag in the granulating tank 50 is transported to the roll crusher 52 while being drained by the granulating compressor 51. After being crushed to a particle size of about 50 ⁇ m-2 mm from the roll crusher 52, the slag compressor 53 Through the slag storage yard 54.
  • the phosphoric acid content can be dissolved in citrate.
  • the rapid cooling is insufficient, fluorine apatite and the like are deposited, and the solubility is reduced.
  • the soluble oxalic acid is dissolved and absorbed by the action of the roots of the crops, and has no significant effect in the early stage of fertilization, but has the characteristic of having a persistent fertilization effect.
  • the soluble phosphoric acid does not flow out due to rainwater or combine with aluminum or iron in the soil to make it unusable. Therefore, it is important to dissolve the phosphoric acid contained in the fertilizer in order to cause the fertilizer to perform energy metabolism and substance synthesis over a long period of time and not to cause phosphorus deficiency.
  • the molten slag cooled in the granulation tank 50 becomes glassy fine particles.
  • This slag is obtained by solidifying molten slag 20b containing diphosphorus pentoxide, magnesium oxide, calcium oxide, potassium oxide, and kaic acid. Therefore, this slag is equivalent to a phosphorus fertilizer made from phosphate rock. Has a fertilizing effect.
  • the various metals contained in the sludge incineration ash and the iron component of the iron-based flocculant are contained in the molten metal 20a, so even if slag is distributed as fertilizer, it contaminates the soil. Absent.
  • the molten metal 20a in the electric resistance melting furnace 20 is discharged from the metal discharge port 30 to the outside of the furnace body 21, and becomes a metal solidified by natural air cooling in the container 55.
  • the main components of this metal are phosphorus and iron, which can be effectively used as phosphorus iron for phosphorus additives during steelmaking.
  • FIG. 15 to FIG. 17 are explanatory views showing an outline of the phosphate fertilizer manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the phosphate fertilizer manufacturing apparatus 1A according to the present embodiment is the point that the third damper 19e is installed on the downstream side of the second raw material supply competitor 16, and that the flight competitor is used for the second raw material supply competitor 16. This is different from the phosphate fertilizer manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIGS. 15 to 17 Therefore, the differences between FIGS. 15 to 17 will be described.
  • a first in-furnace storage hob 18 with a level sensor af of the first storage hopper 18 and a level sensor af of a second storage hob 19 are installed on the downstream side of the second raw material supply compressor 16.
  • a two-furnace storage hot bar 19 is installed through upper ducts 18d and 19d.
  • the upper duct 19d is provided with a third damper 19e.
  • a rotary feeder 18a is provided below the first furnace storage hot bar 18 to feed a fixed amount of the raw material mixed with the main raw material and the auxiliary raw material.
  • a rotary feeder 19a for quantitatively feeding the raw material mixed with the main raw material and the auxiliary raw material is provided below the second furnace storage hopper 19, a rotary feeder 19a for quantitatively feeding the raw material mixed with the main raw material and the auxiliary raw material is provided below the second furnace storage hopper 19, a rotary feeder 19a for quantitatively feeding the raw material mixed with the main raw material and the auxiliary raw material is provided. Downstream of the first furnace storage hopper 18 is the first damper.
  • a lower duct 18b provided with 18c is provided.
  • a lower duct 19b provided with a second damper 19c is provided at the lower part of the second furnace storage hot bar 19! /.
  • the lower duct 18b communicates with the first push-in type raw material supply device 32 provided at the raw material inlet 26 of the electric resistance melting furnace 20, and the lower duct 19b is provided at the raw material inlet 27 of the electric resistance melting furnace 20.
  • the second push-type raw material supply device 33 is in contact.
  • the configuration after the electric resistance melting furnace 20 is the same as that of the first embodiment.
  • the control device 61 that controls the raw material supply and the operation of the electric resistance melting furnace 20 is the same as the control device 60 shown in FIG. 10 except for the opening / closing instruction of the third damper 19e as shown in FIG.
  • the control device 61 compares the amount of raw material input from the level sensor a- provided in the first furnace storage hot bar 18 and the amount of raw material input from the level sensor a-f provided in the second furnace storage hot bar 19. Based on the rotary feeder 18a, rotary feeder 19a, first damper 18c, second damper 19c, third damper 19e, first push-type raw material supply device 32, second push-type It is configured to control the operation of the raw material supply device 33 and control the input amount of the raw material.
  • the raw material supply process is the same as in the first embodiment.
  • the incinerated ash, acid magnesium and acid calcium containing phosphorus component, and the coatus (hereinafter referred to as raw materials) having a predetermined addition rate, the first raw material supply compressor 15 and Supplied by second raw material supply competitor 16.
  • the third damper 19e since the third damper 19e is closed, the raw material is dropped into the first storage hopper 18 from the second raw material compressor 16 which is a flight conveyor.
  • the level sensor af of the first storage hopper 18 notifies the control device 61, and the control device 61 issues an opening command to the third damper 19e. And switching the raw material supply. As a result, the raw material is dropped into the second storage hopper 19.
  • the rotary feeders 18a, 19a, the first damper 18c, the second damper 19c, the first push-in provided at the lower part of the first storage hob 18 and the second storage hob 19 according to the command of the controller 60A force
  • the raw material supply device 32 and the second push-in raw material supply device 33 are controlled so that the raw material is continuously supplied into the electric resistance melting furnace 20.
  • the controller 61 issues an opening command to the first damper 18 c, issues a rotation command to the rotary feeder 18 a provided below the first storage hopper 18, and turns the rotary feeder 18 a Rotating while maintaining the reducing atmosphere, the raw material is dropped onto the piston 32b of the first push-in type raw material supply device 32. Since the rotary feeder 18a obstructs the vertical flow of the gas, the raw material can be supplied while maintaining the reducing atmosphere, and the raw material can be quantitatively supplied by controlling the rotation speed.
  • the control device 61 issues a command to pull the piston 32b into the hydraulic cylinder 32a to the first push-in type material supply device 32, and the material is dropped into the cylinder 32c in which the piston 32b is retracted.
  • a command to advance the hydraulic cylinder 32a is issued, and the raw material in the cylinder 32c is pushed into the electric resistance melting furnace 20 through the raw material inlet 26.
  • the rotary feeder 18a rotates while maintaining the reducing atmosphere, and the raw material is quantitatively dropped onto the piston 32b of the first push-in type raw material supply device 32. Then, the operation of pushing a predetermined amount of the raw material into the electric resistance melting furnace 20 through the raw material inlet 26 is repeated.
  • the controller 61 issues a block command to the first damper 18c, and the first damper 18c blocks the lower duct 18b.
  • the second storage hot bar 19 is operated simultaneously with the first storage hot bar 18.
  • the controller 60 issues an opening command to the second damper 19 c, issues a rotation command to the rotary feeder 19 a provided below the second storage hopper 19, and sets the rotary feeder 19 a in a reducing atmosphere.
  • the material is rotated while being held, and the raw material is dropped onto the piston 33b of the second push-in type raw material supply board 33.
  • the rotary feeder 19a can supply the raw material while maintaining the reducing atmosphere, and can supply the raw material quantitatively by controlling the rotation speed.
  • control device 61 issues a command to pull the piston 33b into the hydraulic cylinder 33a to the second push-in type material supply device 33, and the material is dropped into the cylinder 33c in which the piston 33b is retracted.
  • a command to advance the hydraulic cylinder 33 a is issued, and the raw material in the cylinder 33 c is pushed into the electric resistance melting furnace 20 from the raw material inlet 27.
  • the controller 61 issues a block command to the first damper 19c, and the first damper 19c blocks the lower duct 19b.
  • the third damper 19e is opened and closed based on information from the level sensor af provided in the first storage hopper 18 and the level sensor af provided in the second storage hopper 19, and the raw material The raw materials are distributed so that is distributed appropriately to the first storage hot bar 18 and the second storage hot bar 19.
  • the first pushing type raw material feeding apparatus 32 and the second pushing type are used as the raw material feeding apparatus.
  • the raw material supply device 33 is used has been described, the present invention is not limited to this, and a screw-type raw material supply device 70 shown in FIG. 18 and a damper-type raw material supply device 75 shown in FIG. 19 may be used. .
  • a screw-type raw material supply device 70 shown in FIG. 18 includes a hopper 71 corresponding to the first storage hopper 18 and the second storage hopper 19, and a screw type compressor 72 provided below the hopper 71. It has been. The downstream side of the screw type compressor 72 communicates with the raw material inlets 26 and 27 of the electric resistance melting furnace 20.
  • the screw-type raw material supply device 70 since the raw material is consolidated between the hopper 71 and the screw-type converter 72, the electric resistance melting furnace 20 and the atmosphere side are not in communication with each other. The reducing atmosphere in the resistance melting furnace 20 is not adversely affected.
  • raw materials can be continuously supplied, for example, if two or more screw-type raw material supply devices 70 are provided, a large amount of raw materials can be continuously supplied.
  • a damper-type raw material supply device 75 shown in FIG. 19 includes a hopper 76 corresponding to the first storage hopper 18 and the second storage hopper 19, a raw material supply unit 77 provided in the lower portion of the hopper 76, and a raw material It consists of a chute 78 provided in the lower part of the supply unit 77.
  • the raw material supply unit 77 is composed of two perforated plates 77a and 77b and two remindos 77c and 77d provided on the lower arm of the two perforated plates 77a and 77b.
  • a chute 78 communicates with the raw material inlets 26 and 27 of the electric resistance melting furnace 20.
  • this damper-type material supply device 75 supplies the material into the hopper 76 with the two dampers 77c and 77d closed. At this time, the inside of the electric resistance melting furnace 20 and the atmosphere side are not in communication, and the reducing atmosphere in the electric resistance melting furnace 20 is not adversely affected.
  • the upper damper 77c is opened and the raw material is dropped onto the lower perforated plate 77b and the damper 77d. At this point, since the lower damper 77d closes the passage, the electric resistance melting furnace 20 and the atmosphere side are not in communication with each other, and the electric resistance The reducing atmosphere in the anti-melting furnace 20 is not adversely affected.
  • the molten slag is caused to flow below the slag outlet 29 of the furnace body 21.
  • the pump-type molten slag cooling device 80 shown in FIG. Alternatively, an air-cooled molten slag cooling device 86 shown in FIG. 21 may be used.
  • a pump-type molten slag cooling device 80 shown in FIG. 20 includes a granulating tank 81 for dropping molten slag, a pump 82 for conveying the granulated slag in the granulating tank 81 together with water, and a pump 82 It comprises a filtration device 83 that receives the water to be sent and granulated slag and drains it with a wire mesh 84 disposed around it, and a water tank 85 in which the filtration device 83 is installed.
  • this pump-type molten slag cooling device 80 when molten slag is dripped into the water granulating tank 81, it undergoes a water granulating process that is rapidly cooled by water to form granular slag in the water granulating tank 81. Sink.
  • the granulated slag that settles is transferred to the filter device 83 by the pump 82, filtered by the wire mesh 84, and accumulated in the filter device 83.
  • the granulated slag reaches a predetermined amount, it is transported to the roll crusher 52, and the roll crusher 52 crushes the particle size to a size of about 50 ⁇ m-2 mm.
  • the air-cooled molten slag cooling device 86 shown in Fig. 21 includes a compressor 87 provided with a plurality of containers 88 for receiving molten slag, a cooling fan 89 installed around the compressor 87, and a slag in which the force of the compressor 87 also drops. It is composed of a compressor 90 that transports to the roll crusher 52.
  • the molten slag falls into the container 88 and is rapidly cooled by air cooling by the cooling fan 89 to form granular slag. Then, from Compa 87 Transfer to the roll crusher 52 and transfer to the roll crusher 52. The roll crusher 52 crushes the particle size to a light size of 50 ⁇ m-2 mm.
  • incineration ash such as sludge generated in sewage treatment, garbage in the city, or industrial waste.

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Abstract

　本発明は、大量に排出されるりん成分を含有する汚泥または焼却灰の処理を可能とするとともに、連続的にりん酸肥料を製造する方法およびその装置を提供することにある。本発明に係るりん酸肥料製造方法は、りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤とから成る原料、または、りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤と、マグネシウム成分、カルシウム成分、カリウム成分またはカルシウム質廃棄物の少なくとも何れか1つとから成る原料を、還元性雰囲気の溶融炉内に、溶融炉中の還元雰囲気を保っために密閉状態を維持しつつ連続的に供給する工程と、溶融炉内の温度を１４００°C前後に維持し、りん成分の揮発を抑えながら原料を加熱し、溶融金属と溶融スラグを溶融炉内に二液分離状態で共存させる工程と、溶融炉から流出する溶融スラグを急冷する工程と、急冷した溶融スラグを、５０μｍ～２ｍｍに粉砕する工程とを有する。                                                                             

Description

りん酸肥料製造方法およびその装置
技術分野
[0001] 本発明は、りん成分を含有する汚泥または焼却灰を主原料とするりん酸肥料製造 方法およびその装置に関する。
背景技術
[0002] 既知の採掘可能なりん鉱石の埋蔵量は、数量的には多く見積もられているが、実 際に採掘したりん鉱石の品質は、不純物の含有量の増加等に起因して徐々に低下 しており、良質なりん鉱石を得に《なっている。
一方、下水処理に付随して発生する汚泥は、脱水を行ないかつ焼却した後、最終 処分場に廃棄しているが、近年、最終処分場の廃棄物の受け入れが逼迫しており、 下水処理廃棄物のさらなる減容 (体積を減らす処置）を行なう必要がある。
[0003] そこで、汚泥中に存在する窒素、りん、マグネシウム、カルシウム、カリウム等の諸物 質に着目して、乾焼汚泥、あるいは汚泥を原料にしたコンポストを、有機肥料として利 用することが行なわれている。
し力しながら、乾操汚泥やコンポストに含まれているりん成分の濃度は、りん鉱石か ら製造された肥料に比べて低ぐ土壌に対する施肥効果をあまり期待できない。
[0004] また、汚泥や都巿ゴミまたは産業廃棄物等の焼却灰は、多くの天然資源を含んで いるにもかかわらず、従来これらの天然資源は殆ど利用されていな力つた。近年、天 然資源の有限性が認識され、また、天然資源の大量消費が引き起こす公害が問題と されるようになったことから、天然資源を再利用するリサイクル技術が盛んに研究され る状況に至って 、る。汚泥や都巿ゴミまたは産業廃棄物等の焼却灰をリサイクルする 技術として、肥料として利用する方法が提案されている。
[0005] しかし、これらの提案は、汚泥の焼却灰に硫酸カルシウムを 20— 50重量％添加混 合して肥料としたものであり、焼却灰に含まれているりん成分が有効にリサイクルでき ないという問題がある。
そこで、りんを含有する汚泥またはその他の焼却灰を原料とし、この原料に酸化マ グネシゥム、酸ィ匕カルシウム、りん酸またはその他の成分を含む添加物を添カ卩して混 合原料となし、この混合原料を溶融し、その後に急冷してスラグイ匕し、その後に粉砕 する工程を含む焼却灰を原料とする肥料の生産方法が提案されている（例えば、特 許文献 1参照)。
[0006] また、りん成分の濃度が高くかつ安全な肥料を汚泥焼却灰から製造するために、鉄 系凝集剤を汚水に添加し、汚水中に含まれるりん成分を沈降させて、その沈降物を 汚泥とともに収集した後、これらを脱水しかつ焼却して、りん成分の濃度が高い汚泥 焼却灰とし、この汚泥焼却灰に、コータス、酸化マグネシウム、酸ィ匕カルシウム、酸ィ匕 カリウムを加えて溶融炉内で加熱し、溶融金属と溶融スラグを溶融炉内に二液分離 状態で共存させ、さらに、溶融スラグを水砕槽へ選択的に出滓させて急冷し、肥料と して取り扱いが容易な粒状にし、りん成分の濃度が高くかつ金属成分が取り除かれ た粒状のスラグを回収するりん酸肥料製造方法が提案されて ヽる (例えば、特許文献 2参照)。
[0007] 一方、ホタテガイ、カキ等の貝類や鶏卵の加工により発生する貝殻、卵殻等は、ほ とんどが最終処分場に廃棄されて 、る。
し力しながら、近年、最終処分場の廃棄物の受け入れが逼迫しており、貝殻、卵殻 、汚泥焼却灰等のさらなる減容 (体積を減らす処置)が望まれて 、る。
そこで、貝殻、卵殻等のカルシウム質廃棄物および汚泥焼却灰の有効利用を図る ために、ホタテガイの貝殻、カキの貝殻、鶏卵の卵殻等のようなカルシウム質廃棄物 、汚泥焼却灰、コータス、酸化マグネシウム、酸ィ匕カリウムを溶融炉内で加熱して、溶 融金属と溶融スラグを二液分離状態で共存させ、さらに、溶融スラグを水砕槽へ選択 的に出滓させて急冷し、りん成分とカルシウム成分を含みかつ金属が取り除かれた 粒状のスラグを回収し、このスラグを肥料に用いる焼却灰を原料とする肥料の生産方 法が提案されている (例えば、特許文献 3参照)。
特許文献 1：特開 2001— 80979号公報
特許文献 2：特開 2003—112988号公報
特許文献 3：特開 2003—112989号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0008] しかし、上述した特許文献 1、特許文献 2および特許文献 3に記載されたリサイクル 技術は、いずれも実験的な小規模なものであるため、大量のりん成分を含有する汚 泥または焼却灰を処理することができな 、と 、う問題があった。
また、従来の水砕スラグ (肥料製品）は、粒径が 3— 5mm程度と粗ぐ肥料の効果が 現れにくい形状であった。
[0009] 本発明は、斯カる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、大 量に排出されるりん成分を含有する汚泥または焼却灰の処理を可能とするとともに、 連続的にりん酸肥料を製造する方法およびその装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明に係るりん酸肥料製造方法は、りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還 元剤とから成る原料、または、りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤と、マ グネシゥム成分、カルシウム成分、カリウム成分またはカルシウム質廃棄物の少なくと も何れか 1つとから成る原料を、還元性雰囲気の溶融炉内に、溶融炉中の還元雰囲 気を保っために密閉状態を維持しつつ連続的に供給する工程と、溶融炉内の温度 を 1400°C前後に維持し、りん成分の揮発を抑えながら原料を加熱し、溶融金属と溶 融スラグを溶融炉内に二液分離状態で共存させる工程と、溶融炉から流出する溶融 スラグを急冷する工程と、急冷した溶融スラグを、 50 /z m— 2mmに粉砕する工程とを 有する。
[0011] ここで、主原料の一部を連続的に蛍光 X線分析装置にて成分を測定し、その測定 値を元に副原料の添加量を演算し、それぞれの副原料の切出し量を自動的に定量 供給する。
また、溶融スラグの一部を連続的に蛍光 X線分析装置にて成分を測定し、その測 定値を副原料添加量の演算にフィードバックする。
一方、りん成分を含有する汚泥は、例えば、下水処理に付随して発生する汚泥、ま たは、りん成分を捕捉する鉄系凝集剤を汚水に添加し、汚水中に含まれるりん成分 を沈降させて汚泥とともに収集したものである。
[0012] また、りん成分を含有する焼却灰は、例えば、汚泥、都巿ゴミまたは産業廃棄物を 焼却して灰にしたもの、または、りん成分を捕捉する鉄系凝集剤を汚水に添加し、該 汚水中に含まれるりん成分を沈降させて汚泥とともに収集し、これらを脱水しかつ焼 却したものである。
また、原料は、例えば、少なくとも 2つ以上の供給口を持つ押し込み式の供給装置 、または、少なくとも 2つ以上の経路を持つダンバ開閉式の供給装置、または、少なく とも 2つ以上の供給口を持つスクリュー式の供給装置によって、溶融炉中の還元雰囲 気を保っために密閉状態を維持しつつ、連続的に溶融炉中に供給される。
[0013] また、溶融炉から流出する溶融スラグは、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕 した水砕スラグとする水砕処理工程に供される。その後、水砕スラグをスクリューコン べャにて水切りを行いながら搬送し、次いでロールクラッシャにて 50 μ m— 2mmに 粉砕される。
また、溶融炉から流出する溶融スラグは、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕 した水砕スラグとする水砕処理工程に供される。その後、ポンプにて水切り用ろ過手 段を備えた容器内に搬送し、容器にて水切りを行い、次いでロールクラッシャにて 50 μ m— 2mmに粉砕される。
[0014] また、溶融炉から流出する溶融スラグは、空気にて急冷されて水砕スラグとされた 後、ロールクラッシャにて 50 μ m— 2mmに粉砕される。
また、りん成分を含有する汚泥または焼却灰のりん含有量を予め把握しておき、溶 融スラグの水砕処理により得られる粒状体の五酸化二りん、酸化マグネシウム、並び に酸化カルシウムのモル比率力 1 : 1. 5— 6 : 1. 5— 6となるように、りん成分を含有 する汚泥または焼却灰に対するマグネシウム成分およびカルシウム成分の量を定め る。
[0015] 本発明に係るりん酸肥料製造装置は、少なくとも 2つ以上の原料供給部を備え、還 元性雰囲気にて使用され、溶融金属と溶融スラグとを二液分離状態で共存させる溶 融炉と、りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤とから成る原料、または、り ん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤と、マグネシウム成分、カルシウム成 分、カリウム成分またはカルシウム質廃棄物の少なくとも何れか 1つとから成る原料を 、溶融炉中の還元雰囲気を保っために密閉状態を維持しつつ連続的に供給する原 料供給装置と、溶融炉内の温度を 1400°C前後に維持し、りん成分の揮発を抑えな がら原料を加熱する炉内温度制御装置と、溶融炉から流出する溶融スラグを急冷す る急冷装置と、急冷した溶融スラグを、 50 m— 2mmに粉砕する粉砕装置とを有す る。
[0016] ここで、主原料の一部を連続的にその成分を測定し、その測定値を元に副原料の 添加量を演算し、それぞれの副原料の切出し量を自動的に定量供給する蛍光 X線 分析装置と演算部とを備えている。この蛍光 X線分析装置は、溶融スラグの一部を連 続的にその成分を測定し、その測定値を副原料添加量の演算にフィードバックするこ とちでさる。
また、溶融炉は、原料供給部が、少なくとも 2つ以上の供給口を持つ押し込み式の 供給装置、または、少なくとも 2つ以上の経路を持つダンバ開閉式の供給装置、また は、少なくとも 2つ以上の供給口を持つスクリュー式の供給装置によって構成されて いる。
[0017] また、急冷装置は、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕した水砕スラグとする 水砕処理部と、水砕スラグを水切りを行 、ながら搬送するスクリューコンペャとで構成 されている。
また、急冷装置は、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕した水砕スラグとする 水砕処理部と、水砕スラグを収容するとともに水切り用ろ過手段を備た容器と、水砕 スラグを容器内に搬送するポンプとで構成されて ヽる。
[0018] また、急冷装置は、溶融炉力 流出する溶融スラグを搬送するコンペャと、コンペャ に載置された溶融スラグを空気にて急冷するファンとで構成されている。
また、急冷した溶融スラグを、 50 /z m— 2mmに粉砕する粉砕装置は、ロールクラッ シャである。
発明の効果
[0019] 本発明によれば、還元雰囲気を保持する混合原料供給を行うので、有害成分が確 実に除去されたりん酸肥料を連続的に製造することができる。
また、本発明によれば、急冷した溶融スラグを、 50 m— 2mmに粉砕するので、植 物に効果的で、施用のしゃすい粒径にすることができる。 また、本発明によれば、蛍光 X線を用いた成分分析により製品管理を行うので、原 料の成分変動による製品の成分値のバラツキを防止することができる。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の第一実施形態に係るりん酸肥料製造装置の槻要を示す説明図である
[図 2]図 1における主要部を拡大して示す説明図である。
[図 3]図 2を上面から見た説明図である。
[図 4]図 1における第一炉上貯留ホツバ 18と第二炉上貯留ホツバ 19との下部に設け たロータリフィーダ 18a, 19aの動作を示す説明図である。
[図 5]図 1における電極 23と昇降装置 31との関係を示す説明図である。
[図 6]図 1における第一押し込み式原料供給装置 32および第二押し込み式原料供 給装置 33の動作を示す説明図である。
[図 7]図 1における第一炉上貯留ホツバ 18と第二炉上貯留ホツバ 19とに設けたレべ ルセンサを示す説明図である。
[図 8]図 1におけるシステム制御フローを示す図である。
[図 9]主原料、副原料切り出し量を制御する制御装置 59の説明図である。
[図 10]原料供給と電気抵抗溶融炉 20の運転を制御する制御装置 60の説明図であ る。
[図 11]溶融温度と P O含有量との関係を示す図である。
2 5
[図 12]溶融温度と MgOク溶率との関係を示す図である。
[図 13]MgOZP O (モル比）と P Oク溶率との関係を示す図である。
2 5 2 5
[図 14]MgOZP O (モル比）と P Oク溶率との関係を示す図である。
2 5 2 5
[図 15]本発明の第二実施形態に係るりん酸肥料製造装置の主要部を示す説明図で ある。
[図 16]図 15を上面力 見た説明図である。
[図 17]図 15における原料供給と電気抵抗溶融炉 20の運転を制御する制御装置 60 Aの説明図である。
[図 18]スクリュー式の原料供給装置を示す説明図である。 [図 19]ダンバ式の原料供給装置を示す説明図である。
[図 20]ポンプ式溶融スラグ冷却装置を示す説明図である。
[図 21]空冷式溶融スラグ冷却装置を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
(第一実施形態）
図 1一図 14は、本発明の第一実施形態に係るりん酸肥料製造装置の概要を示す 説明図である。
本実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1は、図示しない汚泥処理施設から供給さ れるりん成分を含有する焼却灰を収容する主原料ホッパ 10と、コータスから成る還元 剤を収容する第一副原料ホッパ 11と、マグネシウム成分を収容する第二副原料ホッ パ 12と、カルシウム成分を収容する第三副原料ホッパ 13と、カリウム成分を収容する 第四副原料ホッパ 14とを備えている。主原料ホッパ 10の下部には、主原料を定量送 りするロータリフィーダ 10aが設けられている。第一副原料ホッパ 11、第二副原料ホッ パ 12、第三副原料ホッパ 13および第四副原料ホッパ 14の下部には、副原料を定量 送りするロータリフィーダ 11a, 12a, 13a, 14aがそれぞれ設けられている。
[0022] 本実施形態では、原料の成分変動による製品の成分値のバラツキを防止するため に、図 8に示すように、蛍光 X線による製品管理を行っている。成分に変動のある原 料から、成分の安定したりん酸肥料を製造する得ることができる。本実施形態におい て、主原料は廃棄物等で、その中の下水汚泥等は季節によってりん酸肥料の品質を 左右するりんの成分が大きく変動したり、排出される地域等で主成分の値に違いが 見られる。他の廃棄物も同様に成分が安定していない。りん酸肥料を製造する上で は、原料に対する還元剤、マグネシウム成分、カルシウム成分等の副原料の添加条 件が決まっており、りん酸肥料も肥料取締法で保証成分の下限値が定められている ため、主原料の成分が安定していないと、りん酸肥料の成分値がバラックだけでなく 品質の劣るもの（ク溶率の低いりん酸肥料）ができる場合もある。そこで、主原料の一 部を連続的に蛍光 X線分析装置 58に導き迅速に測定し、この測定値を元に副原料 の添加量を演算させて、それぞれの副原料ホツバの切出し機（ロータリフィーダ 11a, 12a, 13a, 14aの切り出し量を調整する。）に信号を送り自動的に定量供給する。ま た、製造後のりん酸肥料の一部も連続的に蛍光 X線分析装置 58に導いて迅速に測 定した値を副原料添加量の演算にフィードバックすることで、主原料の成分が安定し ていなくてもりん酸肥料の成分値が安定した製品を製造することを可能としている。
[0023] 主原料ホッパ 10、第一副原料ホッパ 11、第二副原料ホッパ 12、第三副原料ホッパ 13および第四副原料ホッパ 14の下部には、ケースコンペャカも成る第一原料供給 コンべャ 15が設置されて!、る。
第一原料供給コンペャ 15の下流側には、ケースコンペャカも成る第二原料供給コ ンべャ 16が設置されて!、る。
[0024] 第二原料供給コンペャ 16の下流側には、振り分けコンペャ 17が設置されている。
振り分けコンペャ 17の下流側には、第一炉上貯留ホツバ 18と、第二炉上貯留ホッ ノ 19とが設置されている。
第一炉上貯留ホツバ 18と第二炉上貯留ホツバ 19との下部には、主原料と副原料と を混合した原料を定量送りするロータリフィーダ 18a, 19aがそれぞれ設けられている
[0025] ロータリフィーダ 18aの下流側には、第一ダンバ 18cを設けた下部ダクト 18bが設け られている。ロータリフィーダ 19aの下流側には、第二ダンバ 19cを設けた下部ダクト 19bが設けられている。
下部ダクト 18bは、電気抵抗溶融炉 20の原料投入口 26に設けた第一押し込み式 原料供給装置 32に連絡し、下部ダクト 19bは、電気抵抗溶融炉 20の原料投入口 27 に設けた第二押し込み式原料供給装置 33に連絡している。
[0026] 第一貯留ホツバ 18および第二貯留ホツバ 19には、図 7に示すように、それぞれ、上 位置レベルセンサ a,中位置レベルセンサ b, c、下位置レベルセンサ d— fの合計 6つ のレベルセンサが備えられて 、る。
電気抵抗溶融炉 20は、炭素質ブロックのライニングで囲まれた溶融空間を有する 炉体 21と、溶融空間下側に位置するようにライニングに組み込んだ電極 22と、先端 部が溶融空間中心に位置するように炉体上部に上下動自在に設けた炭素質の電極 23と、炉体 21の壁面に設置された温度センサ 24と、電極 22, 23に連絡する電源装 置 25とで構成されている。
[0027] 炉体 21には、外部から溶融空間上部に連通する原料投入口 26, 27と、溶融空間 上部から排ガス処理設備の二次燃焼炉 34に連通するガス排出口 28と、溶融空間の 上下方向中間部分力も炉体 21外部へ連通するスラグ排出口 29と、溶融空間の内底 近傍力も炉体 21の外部へ連通する金属排出口 30とが設けられて 、る。
電極 23は、図 5に示すように、昇降装置 31によって上下動される。昇降装置 31とし ては、例えば、モータ 31aと、モータ 31aによって回転するねじ棒 31bと、このねじ棒 3 lbによって昇降するガイド部材 31cと、このガイド部材 31cの昇降を補助する案内部 材 31dと、ガイド部材 31cに連絡するガイドピン 3 leと、このガイドピン 31 eを介して連 絡する電極 23に固定した電極支持部材 3 Ifとで構成されて ヽる。
[0028] 第一押し込み式原料供給装置 32と第二押し込み式原料供給装置 33とは、図 2、 図 6に示すように、油圧シリンダ 32a, 33aと、油圧シリンダ 32a, 33aによって移動す るピストン 32b, 33bと、ピストン 32b, 33bを案内するととちに、下咅ダクト 18bおよび 下部ダクト 19bとそれぞれ連通し、原料を原料投入口 26, 27に押し込むシリンダ 32c , 33cとで構成されている。
[0029] ガス排出口 28には、図 1、図 2に示すように、二次燃焼炉 34に連通するダクト 28a が設置されている。
電気抵抗溶融炉 20の上部には、図 1に示すように、電気抵抗溶融炉 20を囲繞する ように覆い部材 35が設置されている。この覆い部材 35は、ダクト 36aを介してターボ 式の二次空気ファン 36に連絡している。二次空気ファン 36は、二次燃焼炉 34と溶融 炉バグフィルタ 37とに連絡している。溶融炉バグフィルタ 37は、溶融炉誘引ファン 38 を介して溶融炉煙突 39に連絡している。
[0030] 二次燃焼炉 34と溶融炉バグフィルタ 37との下部には、ケースコンペャカも成るダス トコンべャ 40が設置されている。ダストコンペャ 40の下流側には、ダストホッパ 41が 設置されている。ダストホッパ 41の下部には、ダストを定量送りするロータリフィーダ 4 laが設けられている。ダストホッパ 41の下流側には二軸パドル式のダスト加湿機 42 が設置されている。ダスト加湿機 42の下部にはダストを搬送するトラック等の搬送手 段 43が設置されている。ダスト加湿機 42には、砂ろ過水 45aで希釈されたキレート剤 が供給される。キレート剤の供給装置 44は、キレート剤を砂ろ過水で希釈して貯留す るキレート剤貯留塔 45と、キレート剤貯留塔 45に管路 46aを介して連絡するダイヤフ ラム式のキレート剤供給ポンプ 46と、キレート剤供給ポンプ 46とダスト加湿機 42とを 連絡する管路 47とで構成されて ヽる。
[0031] 炉体 21のスラグ排出口 29の下側には、図 1一図 3に示すように、溶融スラグを流下 させる半円形状の水砕スロープ 48が設置されている。水砕スロープ 48には、水が流 せるように水供給装置 49が設置されている。水砕スロープ 48の下流側には、水砕槽 50が設置されている。水砕槽 50には、水砕槽 50内の水砕スラグを搬送する水冷式 コンべャ力も成る水砕コンペャ 51が設置されて!、る。水砕コンべャ 51の排出側には 、水砕スラグの粒径を 50 μ m— 2mm程度の大きさに粉砕するロールクラッシャ 52が 設置されている。ロールクラッシャ 52の下流側には、ケースコンペャカも成るスラグコ ンべャ 53が設置されている。スラグコンペャ 53の下流側にはスラグ貯留ヤード 54が 設けられている。
[0032] 炉体 21の金属排出口 30の下側には、図 1、図 2に示すように、溶融金属を貯留す る容器 55が設置されて 、る。
炉体 21の外周には、図 1に示すように、冷却水を噴霧するノズル 56が設置されて いる。ノズル 56は、砂ろ過水を吐出する炉体冷却ポンプ 57に連絡している。
次に、図 9に基づいて、主原料、副原料切り出し量を制御する制御装置 59につい て説明する。
[0033] 制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された蛍光 X線分析装置 58による主原 料の成分比率に基づいて、副原料の添加率演算部 59bで演算して、副原料の添カロ 率 59dとスラグ成分の予想値 59cを出すように構成されて 、る。
制御装置 59は、入力処理部 59aから入力されたスラグ重量測定値、金属重量測定 値、混合原料投入量（図 10に示す制御装置 60より）に基づいて、スラグ等の重量比 演算部 59fで演算して、スラグ'メタル ·投入量の重量比を出すように構成されて!、る
[0034] 制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された蛍光 X線分析装置 58によるスラグ の成分比率、副原料の添加率演算部 59bからのスラグ成分の予想値 59c、スラグ等 の重量比演算部 59fからのスラグ'メタル投入量の重量比に基づいて、副原料の添 加率の補正値演算部 59eで演算して、副原料の添加率の補正値を出すように構成さ れている。
制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された混合原料投入量（図 10に示す制 御装置 60より）に基づいて、主原料の供給量演算部 59kで演算して、ロータリフィー ダ 10aの回転数指示を出すように構成されて 、る。
[0035] 制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された混合原料投入量（図 10に示す制 御装置 60より）、副原料の添加率演算部 59bからの副原料の添加率 59d、副原料の 添加率の補正値演算部 59eからの副原料の添加率の補正値に基づ 、て、第一副原 料 (コータス）の添加量演算部 5¾で演算して、ロータリフィーダ 11aの回転数指示を 出すように構成されている。
[0036] 制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された混合原料投入量（図 10に示す制 御装置 60より）、副原料の添加率演算部 59bからの副原料の添加率 59d、副原料の 添加率の補正値演算部 59eからの副原料の添加率の補正値に基づ 、て、第二副原 料 (Mg)の添加量演算部 59iで演算して、ロータリフィーダ 12aの回転数指示を出す ように構成されている。
[0037] 制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された混合原料投入量（図 10に示す制 御装置 60より）、副原料の添加率演算部 59bからの副原料の添加率 59d、副原料の 添加率の補正値演算部 59eからの副原料の添加率の補正値に基づ 、て、第三副原 料 (Ca)の添加量演算部 59hで演算して、ロータリフィーダ 13aの回転数指示を出す ように構成されている。
[0038] 制御装置 59は、入力処理部 59aから入力された混合原料投入量（図 10に示す制 御装置 60より）、副原料の添加率演算部 59bからの副原料の添加率 59d、副原料の 添加率の補正値演算部 59eからの副原料の添加率の補正値に基づ 、て、第四副原 料 )の添加量演算部 59gで演算して、ロータリフィーダ 14aの回転数指示を出すよ うに構成されている。
[0039] 次に、図 10に基づいて、原料供給と電気抵抗溶融炉 20の運転を制御する制御装 置 60について説明する。 制御装置 60は、入力処理部 60aから入力された炉体 21の壁面に設置した温度セ ンサ 24からの炉内温度情報、電源装置 25からの電圧'抵抗値情報、混合原料投入 量演算部 60dからの混合原料投入量、ロータリフィーダ 18a, 19aの回転数指示値に 基づいて、炉内電圧 ·抵抗値判断部 60cで演算して、電極 23の昇降装置 31に対し て電極 23の上げまたは下げの指令を出すように構成されている。また、同様に炉内 電圧 ·抵抗値判断部 60cで演算して、炉体 21の電源装置 25に対し電力（電流)上昇 または電力（電流）下降の指令を出すように構成されている。例えば、炉内温度を 14 00°Cに維持したり、 1. 0- 1. 5kW'hZkgのような原料の投入量に対する電力とし たりする。
[0040] 制御装置 60は、入力処理部 60aから入力された炉体 21の壁面に設置した温度セ ンサ 24からの炉内温度情報、炉内電圧'抵抗値判断部 60cからの電圧'抵抗値情報 に基づいて、炉内温度判断部 60bで演算して、炉体外周に噴霧する冷却水を吐出 する炉体冷却ポンプ 57の発停指示を出すように構成されて ヽる。
制御装置 60は、入力処理部 60aから入力されたロータリフィーダ 10a— 14aの回転 数指示値、炉内電圧 ·抵抗値判断部 60cからの情報に基づいて、混合原料投入量 演算部 60dで演算して、ロータリフィーダ 18a, 19a、第一ダンバ 18c、第二ダンバ 19 c、第一押し込み式原料供給装置 32、第二押し込み式原料供給装置 33の油圧シリ ンダ位置を制御し、原料の投入量を制御するように構成されて 、る。
[0041] 次に、本実施形態に用いるりん成分を含有する焼却灰について説明する。
りん成分を含有する焼却灰は、例えば、下記のようにして生成される。
エアレーシヨンタンクに貯留した汚水に鉄系凝集剤を添加した後、汚水に対する攪 拌、あるいは通気等の操作を行ない、汚水中に含まれているりん成分を沈降させる。 この沈降物およびエアレーシヨンタンクの内底に沈降した汚泥を収集し、これらが含 有している水分を、遠心脱水機やベルトプレス脱水機等の手段を用いて取り除き、脱 水汚泥とする。次に、脱水汚泥を焼却炉により 800°C程度の温度で焼却して、汚泥 焼却灰を生成する。
[0042] よって、汚水を浄化した処理水に残留するりん成分の濃度の低減が図られ、また、 汚水中に含まれて 1、たりん成分が脱水汚泥へ移行して、汚泥焼却灰のりん成分の濃 度が高まる。
次に、りん成分の揮発を抑えるために 1400°C前後で運転する根拠について説明 する。
[0043] 溶融温度とりん成分の揮発との関係について実験を行った。実験は、るつぼを用い た実験で、溶融時間 20分、 MgO/P O =CaO/P O = 3. 5 (モル比）とした。その
2 5 2 5
結果を、図 11、図 12に示す。
ここで使用した焼却灰 A, Bについて説明する。
焼却灰 A, Bの主成分を表 1に示す。下水汚泥焼却灰は下水処理方式や地域の生 活により、成分が地域や季節によって変動する。焼却灰 A, Bはそれぞれ別の処理場 力も採取し、 P O濃度は焼却灰 Aが平均的で焼却灰 Bが高い部類である。また、焼
2 5
却灰 Aの処理場では Fe Oが多いことから鉄系凝集剤を用いている。
2 3
[0044] 図 11は、溶融温度と P O含有量％との関係を示す。図 11から明らかなように、溶
2 5
融温度が 1350 1450°Cにおいては、溶融温度 1500°Cに比べて P O含有量％の
2 5
低下が少ない。なお、 1350°C未満では十分な溶融状態が確保されない。
図 12は、溶融温度と MgOク溶率％との関係を示す。図 12から明らかなように、溶 融温度が 1350— 1500°Cにおいては、 MgOク溶率％をほぼ満足する値を得た。
[0045] そこで、溶融温度と P O含有量％との関係を示す図 11と、溶融温度と MgOク溶率
2 5
%との関係を示す図 12との結果から、溶融温度が 1350— 1450°Cの範囲力 溶融 温度 1500°Cに比べて P O含有量％に優れている点で望ましいことが判明した。
2 5
[0046] [表 1]
Figure imgf000015_0001
次に、回収後のスラグに含まれる五酸ィ匕ニりん、酸ィ匕マグネシウムおよび酸ィ匕カル シゥムのモル比率を、 1 : 1. 5— 6 : 1. 5— 6にする根拠について説明する。表 2は、焼 却灰 C, Dの主成分を示す。
モル比の決定は、ク溶性 P Oの割合 (ク溶率）が 90%以上を目標に行なった。ク溶
2 5
性とは 2%クェン酸溶液に溶解する性質で、ク溶性は植物に吸収される性質であるた め製品品質の指標になる。
[0048] 実験によると、焼却灰 Cのような P Oの高い焼却灰では、図 13のように MgOZP O
2 5 2
、 CaO/P Oが 1. 5以上でク溶率 90%以上となる。焼却灰 Dのような P Oの低い
5 2 5 2 5 焼却灰では、図 14のように MgOZP O 、 CaO/P Oが 5. 0-6. 0以上でク溶率 9
2 5 2 5
0%以上となることがわかったため、モル比を 1. 5-6. 0とした。
[0049] [表 2]
Figure imgf000016_0001
[0050] 次に、斯くして構成された本実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1の作用を説明 する。
原料供給工程：
先ず、りん成分を含有する焼却灰を主原料ホッパ 10に収容し、コータスから成る還 元剤を第一副原料ホッパ 11に収容し、マグネシウム成分を第二副原料ホッパ 12に 収容し、カルシウム成分を第三副原料ホッパ 13に収容し、カリウム成分を第四副原料 ホッパ 14に収容する。
[0051] 次に、りん成分を含有する焼却灰の単位重量当たりのりん含有量を予め測定した データに基づいて、回収後のスラグに含まれる五酸ィ匕ニりん、酸ィ匕マグネシウムおよ び酸化カルシウムのモル比率力 1 : 1. 5— 6 : 1. 5— 6になり、りん成分を含有する 焼却灰に対する酸ィ匕マグネシウムと酸ィ匕カルシウムの量が定まるように、ロータリフィ ーダ 10a, 11a, 12a, 13a, 14aの開閉を制御する。
[0052] 電気抵抗溶融炉への原料供給工程：
次に、所定の添加率とされた、りん成分を含有する焼却灰、酸ィ匕マグネシウムおよ び酸ィ匕カルシウムと、コータスとを (以下、原料と称する）、第一原料供給コンペャ 15 および第二原料供給コンべャ 16を経由して振り分けコンべャ 17に供給する。原料は 、第一貯留ホツバ 18と第二貯留ホツバ 19とに等分に投下される。
[0053] 次に、図 10に示すように、制御装置 60からの指令により、第一貯留ホツバ 18およ び第二貯留ホッパ 19の下部に設けたロータリフィーダ 18a, 19a、第一ダンバ 18c、 第二ダンバ 19c、第一押し込み式原料供給装置 32、第二押し込み式原料供給装置 33に対する運転制御を行い、連続的に原料を電気抵抗溶融炉 20内に供給する。 これらの操作を図 8—図 10に基づいて具体的に説明する。
[0054] 先ず、第一貯留ホツバ 18および第二貯留ホツバ 19から原料が溢れ出さないように 、制御装置 60では、上位置レベルセンサ a、中位置レベルセンサ bの位置情報に基 づいて、灰量過多による供給制限判断部 60fの演算を行い、上位置レベルセンサ a まで原料が供給されると、その上流部に位置する第一原料供給コンペャ 15、第二原 料コンペャ 16、ロータリフィーダ 10a— 14aに対し停止の命令を出し、中位置レベル センサ bの位置まで原料が滅少すると、原料供給を再開する。
[0055] 次に、第一貯留ホツバ 18および第二貯留ホツバ 19から原料が無くなってしまうと、 ロータリフィーダ 18a, 19aの原料自身によるシールが無くなり、電気抵抗溶融炉 20 の還元状態に影響を及ぼすため、中位置レベルセンサ c、下位置レベルセンサ d— f の位置情報に基づいて、制御装置 60では、灰量減少による貯留判断部 60eの演算 を行ない、下位置レベルセンサ dの位置まで原料が減少すると、制御装置 60の指令 によりロータリフィーダ 18a, 19aの回転数を減少させる。このとき、中位置レベルセン サ cの位置まで原料が供給されると、制御装置 60の指令によりロータリフィーダ 18a, 19aの回転数を元に戻す。さら〖こ、下位置レベルセンサ eの位置まで原料が減少する と、制御装置 60の指令によりロータリフィーダ 18a, 19aの回転数をさらに減少させる 。このとき、下位置レベルセンサ dの位置まで原料が供給されると、制御装置 60の指 令によりロータリフィーダ 18a, 19aの回転数を元に戻す。そして、下位置レベルセン サ fの位置まで原料が減少すると、制御装置 60は、ロータリフィーダ 18a, 19a、第一 ダンバ 18c、第二ダンバ 19c、油圧シリンダ 32a、油圧シリンダ 33aに対し停止.閉止 の命令を出す。下位置レベルセンサ dの位置まで原料が回復すると、制御装置 60は 、ロータリフィーダ 18a, 19a、第一ダンバ 18c、第二ダンバ 19c、油圧シリンダ 32a、 油圧シリンダ 33aに対し原料供給再開の命令を出す。
[0056] 次に、制御装置 60は、混合原料投入量演算部 60dから、図 10に示すように、第一 ダンバ 18c、第二ダンバ 19cに開放指令を出す。ロータリフィーダ 10a— 14aの各回 転数指示値、中位置レベルセンサ bの信号および主原料の成分比率 (信号受け取り )第一副原料一第四副原料の成分比率 (手入力）に基づいて、制御装置 60は、混合 原料投入量演算部 60dで演算した結果力もロータリフィーダ 18a, 19aに回転指令を 出し、図 4に示すように、ロータリフィーダ 18a, 19aを還元雰囲気を保持させたまま回 転させて、原料を第一押し込み式原料供給装置 32、第二押し込み式原料供給装置 33のピストン 32b, 33b上に落下させる。ロータリフィーダ 18a, 19aは気体の上下の 流通を阻害することから、還元雰囲気を保持したまま原料の供給が可能で、回転数 を制御することで定量的に原料を供給できる。
[0057] 図 6 (b)に示すように、ピストン 32b, 33bが後退して、ピストン 32b, 33b上の原料が シリンダ 32c, 33c内に落下したときに，原料によって下部ダクト 18b, 19bがシールさ れるように、下咅ダクト 18b、 19bにレべノレセンサ 18b，、 19b，力 iえられて!ヽる。ロー タリフィーダ 18a, 19a〖こよってレベルセンサ 18b，、 19b 'の位置まで原料が供給され ると、図 10に示すように、制御装置 60は、混合原料投入量演算部 61dから第一押し 込み式原料供給装置 32、第二押し込み式原料供給装置 33に対し、図 6 (b)に示す ように、油圧シリンダ 32a, 33a〖こピストン 32b, 33bを引き込む指令を出し、ピストン 3 2b, 33bが後退したシリンダ 32c, 33c内に原料を落下させる。次に、図 8に示すよう に、制御装置 60は、混合原料投入量演算部 60dから、図 6 (c)に示すように、油圧シ リンダ 32a, 33aにピストン 32b, 33bを前進させる指令を出し、シリンダ 32c, 33c内 の原料を原料投入口 26, 27から電気抵抗溶融炉 20内に押し込む。
[0058] 次に、ロータリフィーダ 18a, 19aによってレベルセンサ 18b，、 19b，の位置まで原 料が供給されると、ピストン 32b, 33b上の原料が上記と同様にして、原料投入口 26 , 27から電気抵抗溶融炉 20内に押し込む操作を繰り返して行なう。原料供給終了後 、制御装置 60から第一ダンバ 18c、第二ダンバ 19cに封鎖指令が出され、第一ダン ノ 18c、第二ダンバ 19cが下部ダクト 18b, 19bを封鎖する。
[0059] 電気抵抗溶融炉の運転工程：
電気抵抗溶融炉 20内の温度は、図 10に示すように、温度センサ 24の検知により 時々刻々制御装置 60の炉内温度判断部 60bに入力し、基準値 1400°Cを下回ると、 制御装置 60から電気抵抗溶融炉 20の電源装置 25に対し、電流を上げる（電力上昇 )指令を出し、逆に、基準値 1400°Cを上回ると、制御装置 60から電気抵抗溶融炉 2 0の電源装置 25に対し、電流を下げる (電力下降)指令を出す。
[0060] 同時に、制御装置 60の炉内電圧 ·抵抗値判断部 60cは、図 10に示すように、電気 抵抗溶融炉 20の電源装置 25の電圧'抵抗値情報を常時監視し、電圧'抵抗値が下 力 ¾と、電極 23の昇降装置 31に対し電極 23を上げる指令を出し、逆に、電圧'抵抗 値が上がると、電極 23の昇降装置 31に対し電極 23を下げる指令を出す（図 5参照） 次に、電気抵抗溶融炉 20内では、両電極 22、 23に溶融空間への送給物質を介し て電流を通電し、原料をジュール熱で加熱して溶融させるとともに、コータスの主成 分である炭素によって溶融空間を還元性雰囲気に保つ。ここで、コータスの量は、重 量比で炉体 21の溶融空間へ送給される物質全量の 5%以下 (汚泥焼却灰中の鉄含 有量に応じて調整する）、酸化カリウムの量は、炉体 21の溶融空間へ送給される物 質全量の数％にする。
[0061] また、炉体 21の溶融空間へコータスを送給することにより、ライニングや電極 23の 消粍を抑制できる。
図 2に示すように、汚泥焼却灰、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化カリ ゥムが溶融すると、金属と非金属との比重差に起因して、汚泥焼却灰に含まれていた 鉄、ニッケル、クロム等の種々の金属並びに鉄系凝集剤の鉄成分を主体とする溶融 金属 20aの層が、溶融空間の内底側に形成され、元来、汚泥焼却灰に含まれていた 五酸化二りん（P O )、酸ィ匕マグネシウム、酸ィ匕カルシウム、酸ィ匕カリウムおよびケィ
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酸 (SiO)、並びに原料用に添加した酸ィ匕マグネシウム、酸ィ匕カルシウム、酸化力リウ ムを主体とする溶融スラグ 20bの層力 溶融金属 20aの層の上側に形成され、溶融 金属 20aと溶融スラグ 20bとが、二液分離状態で共存する。
[0062] この溶融スラグ 20bは、カリウムを加えて ヽるので、カリウムを加えな ヽ場合と対比す ると、 50°Cを超過する範囲で溶融温度の低減が図られるという知見を実験によって 得た。
よって、カリウムを加えれば、炉体 21の溶融空間へ投入した物質を加熱するために 電極 22, 23へ給電すべき電力の節減を図ることができる。
[0063] 汚泥焼却灰に含まれて 、た鉛、亜鉛、ヒ素、カドミウム等の有害物質は、ガス排出 口 28、二次燃焼炉 34を経て、溶融炉バグフィルタ 37で捕集される。捕集された有害 物質はダストコンペャ 40によりダストホッパ 41を経てダスト加湿機 42でキレート剤と混 合され、無害化が図られる。
溶融スラグの処理工程：
電気抵抗溶融炉 20内の溶融スラグ 20bは、スラグ排出口 29から水砕スロープ 48 へ出滓し、水砕スロープ 48に水を流しながら流下し、水により急冷する水砕処理を受 け、粒状ィ匕したスラグとなって水砕槽 50内に貯留する。水砕槽 50内のスラグは、水 砕コンペャ 51により水切りされながらロールクラッシャ 52まで搬送され、ロールクラッ シャ 52〖こより粒径を 50 μ m— 2mm程度の大きさに粉砕された後、スラグコンペャ 53 を介してスラグ貯留ヤード 54に搬出される。
[0064] 急冷水砕することによって、りん酸分をクェン酸に可溶ィ匕 (ク溶化)することができる 。急冷が不十分の場合はフッ素アパタイト等が析出し、ク溶性が低下する。ク溶性り ん酸は作物の根の作用により溶解、吸収され、施肥の初期には大きな効果はないが 、肥効に持続性を有するという特徴がある。また、ク溶性りん酸は雨水による流亡や 土壌中のアルミニウムや鉄と結合して不可給態となることもない。従って、肥料中に含 まれるりん酸分をク溶ィ匕することは肥料に長期にわたってエネルギー代謝、物質合成 を行わせ、りん欠乏症を起こさせないために重要である。水砕槽 50で冷却された溶 融スラグはガラス状細粒となる。
[0065] このスラグは、五酸化二りん、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化カリウム、ケ ィ酸を含んだ溶融スラグ 20bが固化したものであるので、りん鉱石を原料としたりん肥 料と同等な施肥効果を奏する。
これにカ卩えて、汚泥焼却灰に含まれていた種々の金属、並びに鉄系凝集剤の鉄成 分は、溶融金属 20aに含まれるため、スラグを肥料として撒布しても、土壌を汚染しな い。
[0066] 溶融金属の回収工程：
電気抵抗溶融炉 20内の溶融金属 20aは、金属排出口 30から炉体 21の外部へ出 湯し、容器 55において自然風冷により固化した金属となる。この金属の主成分はりん と鉄であり、りん鉄として製鋼時のりん添加剤等へ有効利用できる。 (第二実施形態）
図 15—図 17は、本発明の第二実施形態に係るりん酸肥料製造装置の概要を示す 説明図である。
[0067] 本実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1Aは、第二原料供給コンペャ 16の下流側 に第三ダンバ 19eを設置した点および第二原料供給コンペャ 16にフライトコンペャ を使用した点で、第一実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1とは相違する。
そこで、図 15—図 17により相違する点につ 、て説明する。
第二原料供給コンペャ 16の下流側には、第一貯留ホッパ 18のレベルセンサ a— f を設置した第一炉上貯留ホツバ 18と、第二貯留ホツバ 19のレベルセンサ a— fを設置 した第二炉上貯留ホツバ 19とが上部ダクト 18d, 19dを介して設置されている。上部 ダクト 19dは、第三ダンバ 19eを設けている。
[0068] 第一炉上貯留ホツバ 18の下部には、主原料と副原料とを混合した原料を定量送り するロータリフィーダ 18aが設けられている。第二炉上貯留ホッパ 19の下部には、主 原料と副原料とを混合した原料を定量送りするロータリフィーダ 19aが設けられている 第一炉上貯留ホツバ 18の下流側には、第一ダンバ 18cを設けた下部ダクト 18bが 設けられている。第二炉上貯留ホツバ 19の下部には、第二ダンバ 19cを設けた下部 ダクト 19bが設けられて!/、る。
[0069] 下部ダクト 18bは、電気抵抗溶融炉 20の原料投入口 26に設けた第一押し込み式 原料供給装置 32に連絡し、下部ダクト 19bは、電気抵抗溶融炉 20の原料投入口 27 に設けた第二押し込み式原料供給装置 33に連絡している。
電気抵抗溶融炉 20以降の構成は、第一実施形態と同様である。
なお、原料供給と電気抵抗溶融炉 20の運転を制御する制御装置 61は、図 17に示 すように、第三ダンバ 19eの開閉指示を除くと、図 10に示す制御装置 60と同様であ る。すなわち、制御装置 61は、第一炉上貯留ホツバ 18に設けたレベルセンサ a— らの投入原料量と、第二炉上貯留ホツバ 19に設けたレベルセンサ a— fからの投入原 料量とに基づいて、ロータリフィーダ 18a、ロータリフィーダ 19a、第一ダンバ 18c、第 二ダンバ 19c、第三ダンバ 19e、第一押し込み式原料供給装置 32、第二押し込み式 原料供給装置 33の運転を制御し、原料の投入量を制御するように構成されて!ヽる。
[0070] 次に、斯くして構成された本実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1Aの作用を説明 する。
原料供給工程は、第一実施形態と同様である。
電気抵抗溶融炉への原料供給工程：
次に、所定の添加率とされた、りん成分を含有する焼却灰、酸ィ匕マグネシウムおよ び酸ィ匕カルシウムと、コータスとを (以下、原料と称する）、第一原料供給コンペャ 15 および第二原料供給コンペャ 16により供給する。この際、第三ダンバ 19eが閉じてい るので、フライトコンべャである第二原料コンペャ 16から原料は、第一貯留ホッパ 18 内に投下される。第一貯留ダンバ 18内の投入量が所定量に達すると、第一貯留ホッ パ 18のレベルセンサ a— fが制御装置 61に対し通知し、制御装置 61は、第三ダンバ 19eに開放指令を出し、原料供給の切り替えを行う。これによつて、原料は第二貯留 ホッパ 19へ投下される。
[0071] 次に、制御装置 60A力もの指令により、第一貯留ホツバ 18および第二貯留ホツバ 1 9の下部に設けたロータリフィーダ 18a, 19a、第一ダンバ 18c、第二ダンバ 19c、第 一押し込み式原料供給装置 32、第二押し込み式原料供給装置 33に対する運転制 御を行い、連続的に原料を電気抵抗溶融炉 20内に供給する。
これらの操作を具体的に説明する。
[0072] 第一貯留ホツバ 18においては、制御装置 61から、第一ダンバ 18cに開放指令を出 し、第一貯留ホッパ 18の下部に設けたロータリフィーダ 18aに回転指令を出し、ロー タリフィーダ 18aを還元雰囲気を保持させたまま回転させて、原料を第一押し込み式 原料供給装置 32のピストン 32b上に落下させる。ロータリフィーダ 18aは気体の上下 流通を阻害することから還元雰囲気を保持したまま原料の供給が可能で、回転数を 制御することで定量的に原料を供給できる。
[0073] 次に、制御装置 61から、第一押し込み式原料供給装置 32に対し、油圧シリンダ 32 aにピストン 32bを引き込む指令を出し、ピストン 32bが後退したシリンダ 32c内に原料 を落下させる。次に、油圧シリンダ 32aを前進させる指令を出し、シリンダ 32c内の原 料を原料投入口 26から電気抵抗溶融炉 20内に押し込む。 次に、ロータリフィーダ 18aが還元雰囲気を保持させたまま回転して定量的に原料 を第一押し込み式原料供給装置 32のピストン 32b上に落下させているため、一定時 間経過後、上記と同様にして、所定量の原料を原料投入口 26から電気抵抗溶融炉 20内に押し込む操作を繰り返して行なう。原料供給終了後、制御装置 61から第一ダ ンパ 18cに封鎖指令が出され、第一ダンバ 18cが下部ダクト 18bを封鎖する。
[0074] 第二貯留ホツバ 19においては、第一貯留ホツバ 18と同時に操作が行われる。
第二貯留ホツバ 19においては、制御装置 60から、第二ダンバ 19cに開放指令を出 し、第二貯留ホッパ 19の下部に設けたロータリフィーダ 19aに回転指令を出し、ロー タリフィーダ 19aを還元雰囲気を保持させたまま回転させて、原料を第二押し込み式 原料供給装盤 33のピストン 33b上に落下させる。ロータリフィーダ 19aは還元雰囲気 を保持したまま原料の供給が可能で回転数を制御することで定量的に原料を供給で きる。
[0075] 次に、制御装置 61から、第二押し込み式原料供給装置 33に対し、油圧シリンダ 33 aにピストン 33bを引き込む指令を出し、ピストン 33bが後退したシリンダ 33c内に原料 を落下させる。次に、油圧シリンダ 33aを前進させる指令を出し、シリンダ 33c内の原 料を原料投入口 27から電気抵抗溶融炉 20内に押し込む。
次に、ロータリフィーダ 19aが還元雰囲気を保持させたまま回転して定量的に原料 を第一押し込み式原料供給装置 33のピストン 33b上に落下させているため、一定時 間経過後、上記と同様にして，所定量の原料を原料投入口 27から電気抵抗溶融炉 20内に押し込む傑作を繰り返して行なう。
[0076] 原料供給終了後、制御装置 61から第一ダンバ 19cに封鎖指令が出され、第一ダン ノ 19cが下部ダクト 19bを封鎖する。
この操作の間、第三ダンバ 19eは、第一貯留ホッパ 18に設けたレベルセンサ a— f および第二貯留ホツバ 19に設けたレベルセンサ a— fからの情報に基づいて、開閉さ れ、原料が第一貯留ホツバ 18および第二貯留ホツバ 19に適切に分配されるように原 料の振り分けを行う。
[0077] 電気抵抗溶融炉の運転工程、溶融スラグの処理工程、溶融金属の回収工程は、第 一実施形態と同様に行われる。 (その他の実施形態）
電気抵抗溶融炉 20への原料供給装置にっ ヽて：
本発明の第一実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1および第二実施形態に係るり ん酸肥料製造装置 1Aにおいては、原料供給装置として、第一押し込み式原料供給 装置 32および第二押し込み式原料供給装置 33を用いた場合について説明したが、 本発明はこれに限らず、図 18に示すスクリュー式の原料供給装置 70、図 19に示す ダンバ式の原料供給装置 75を使用してもよい。
[0078] 図 18に示すスクリュー式の原料供給装置 70は、第一貯留ホツバ 18および第二貯 留ホッパ 19に相当するホッパ 71と、ホッパ 71の下部に設けたスクリュー式コンペャ 7 2とで構成されて 、る。スクリュー式コンペャ 72の下流側が電気抵抗溶融炉 20の原 料投入口 26, 27に連絡している。
このスクリュー式の原料供給装置 70によれば、原料がホッパ 71とスクリュー式コン べャ 72との間に圧密されるため、電気抵抗溶融炉 20内と大気側とは連通しておらず 、電気抵抗溶融炉 20内の還元雰囲気には悪影響を与えることがない。また、原料の 連続供給が可能となるため、例えば 2つの以上スクリュー式の原料供給装置 70を設 置すれば、大量の原料を連続的に供給することが可能となる。
[0079] 図 19に示すダンバ式の原料供給装置 75は、第一貯留ホツバ 18および第二貯留ホ ッパ 19に相当するホッパ 76と、ホッパ 76の下部に設けた原料供給部 77と、原料供 給部 77の下部に設けたシュート 78とで構成されている。原料供給部 77は、 2つの穴 あき板 77a, 77bと、 2つの穴あき板 77a, 77bの下咅に設けたダンノ 77c, 77dとで 構成されている。シュート 78が電気抵抗溶融炉 20の原料投入口 26, 27に連絡して いる。
[0080] このダンバ式の原料供給装置 75は、図 19 (a)〖こ示すように、 2つのダンバ 77c, 77 dを閉じた状態でホッパ 76内に原料を投入する。この時点では、電気抵抗溶融炉 20 内と大気側とは連通しておらず、電気抵抗溶融炉 20内の還元雰囲気には悪影響を 与えることがない。次に、図 19 (b)に示すように、上部のダンバ 77cを開いて原料を 下段側の穴あき板 77bとダンバ 77d上に落とす。この時点では、下部のダンバ 77dが 通路を閉じているので、電気抵抗溶融炉 20内と大気側とは連通しておらず、電気抵 抗溶融炉 20内の還元雰囲気には悪影響を与えることがない。次に、図 19 (c)に示す ように、ダンバ 77cを閉じた後、ダンバ 77dを開き下段側の穴あき板 77bとダンバ 77d 上の原料をシュート 78から落下させる。この時点では、上部のダンバ 77cが通路を閉 じているので、電気抵抗溶融炉 20内と大気側とは連通しておらず、電気抵抗溶融炉 20内の還元雰囲気には悪影響を与えることがない。次に、図 19 (d)に示すように、 元の状態の戻る（図 19 (a)の状態)。
[0081] 電気抵抗溶融炉カも流出する溶融スラグの生成にっ 、て：
本発明の第一実施形態に係るりん酸肥料製造装置 1および第二実施形態に係るり ん酸肥料製造装置 1Aにおいては、炉体 21のスラグ排出口 29の下側に、溶融スラグ を流下させる半円形状の水砕スロープ 48を設置し、水砕槽 50で水砕スラグを貯留す る場合について説明したが、本発明はこれに限らず、図 20に示すポンプ式溶融スラ グ冷却装置 80、図 21に示す空冷式溶融スラグ冷却装置 86を使用してもよい。
[0082] 図 20に示すポンプ式溶融スラグ冷却装置 80は、溶融スラグを滴下させる水砕槽 8 1と、水砕槽 81内の水砕スラグを水とともに搬送するポンプ 82と、ポンプ 82により搬 送される水と水砕スラグとを受け入れ、周囲に配した金網 84で水切りをするろ過装置 83と、ろ過装置 83を設置する水槽 85とで構成されている。
このポンプ式溶融スラグ冷却装置 80によれば、溶融スラグが水砕槽 81内に滴下す ると、水により急冷する水砕処理を受け、粒状ィ匕したスラグとなって水砕槽 81内に沈 殿する。沈殿する水砕スラグは、ポンプ 82によってろ過装置 83へ搬送され、金網 84 によってろ過され、ろ過装置 83内に堆積する。水砕スラグが所定量になったら、ロー ルクラッシャ 52まで搬送され、ロールクラッシャ 52により粒径を 50 μ m— 2mm程度の 大きさに粉枠される。
[0083] 図 21に示す空冷式溶融スラグ冷却装置 86は、溶融スラグを受け取る複数の容器 8 8を設けたコンペャ 87と、コンペャ 87の周囲に設置した冷却ファン 89と、コンペャ 87 力も落下するスラグをロールクラッシャ 52まで搬送するコンペャ 90とで構成されてい る。
この空冷式溶融スラグ冷却装置 86によれば、溶融スラグが容器 88内に落下し、冷 却ファン 89による空冷で急冷し粒状ィ匕したスラグとなる。その後、コンペャ 87からコン べャ 90に乗り代わり、ロールクラッシャ 52まで搬送され、ロールクラッシャ 52により粒 径を 50 μ m— 2mm軽度の大きさに粉砕される。
産業上の利用可能性
本発明によれば、下水処理に付随して発生する汚泥や都巿ゴミまたは産業廃棄物 等の焼却灰に多く含まれている天然資源の有効活用を図ることが可能となる。
また、本発明によれば、下水処理に付随して発生する汚泥や都巿ゴミまたは産業 廃棄物等の炊却灰をリサイクルすることが可能となる。
また、本発明によれば、従来ほとんどが最終処分場に廃棄されている、ホタテガイ、 カキ等の貝類や鶏卵の加工により発生する貝殻、卵殻等のさらなる減容 (体積を減ら す処置）を図ることが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤とから成る原料、または、りん成分 を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤と、マグネシウム成分、カルシウム成分、カリ ゥム成分またはカルシウム質廃棄物の少なくとも何れか 1つとから成る原料を、還元 性雰囲気の溶融炉内に、前記溶融炉中の還元雰囲気を保っために密閉状態を維 持しつつ連続的に供給する工程と、
前記溶融炉内の温度を 1400°C前後に維持し、前記りん成分の揮発を抑えながら 前記原料を加熱し、溶融金属と溶融スラグを前記溶融炉内に二液分離状態で共存 させる工程と、
前記溶融炉力 流出する溶融スラグを急冷する工程と、
前記急冷した溶融スラグを、 50 m— 2mmに粉砕する工程と
を有することを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[2] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記主原料の一部を連続的に蛍光 X線分析装置にて成分を測定し、その測定値 を元に副原料の添加量を演算し、それぞれの副原料の切出し量を自動的に定量供 給する
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[3] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記溶融スラグの一部を連続的に蛍光 X線分析装置にて成分を測定し、その測定 値を副原料添加量の演算にフィードバックする
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[4] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記りん成分を含有する汚泥は、下水処理に付随して発生する汚泥、または、りん 成分を捕捉する鉄系凝集剤を汚水に添加し、該汚水中に含まれるりん成分を沈降さ せて汚泥とともに収集したものである
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[5] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記りん成分を含有する焼却灰は、汚泥、都巿ゴミまたは産業廃棄物を焼却して灰 にしたもの、または、りん成分を捕捉する鉄系凝集剤を汚水に添加し、該汚水中に含 まれるりん成分を沈降させて汚泥とともに収集し、これらを脱水しかつ焼却したもので ある
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[6] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記原料を、少なくとも 2つ以上の押し込み式の供給装置によって、前記溶融炉中 の還元雰囲気を保っために密閉状態を維持しつつ、連続的に前記溶融炉中に供給 する
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[7] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記原料を、少なくとも 2つ以上のダンバ式の供給装置によって、前記溶融炉中の 還元雰囲気を保っために密閉状態を維持しつつ、連続的に前記溶融炉中に供給す る
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[8] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記原料を、少なくとも 2つ以上のスクリュー式の供給装置によって、前記溶融炉中 の還元雰囲気を保っために密閉状態を維持しつつ、連続的に前記溶融炉中に供給 する
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[9] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記溶融炉カも流出する溶融スラグを、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕 した前記水砕スラグとする水砕処理を行った後、スクリューコンペャにて水切りを行!ヽ ながら水砕スラグを搬送し、次いでロールクラッシャにて前記水砕スラグを 50 m— 2 mmに粉碎する
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[10] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記溶融炉カも流出する溶融スラグを、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕 した水砕スラグとする水砕処理を行った後、ポンプにて水切り用金網を備えた容器内 に搬送し、前記容器にて水切りを行い、次いでロールクラッシャにて前記水砕スラグ を 50 μ m— 2mmに粉碎する
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[11] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記溶融炉力 流出する溶融スラグを、空気にて急冷し後、ロールクラッシャにて 前記溶融スラグを 50 μ m— 2mmに粉砕する
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[12] 請求の範囲 1記載のりん酸肥料製造方法において、
前記りん成分を含有する汚泥または焼却灰のりん含有量を予め把握しておき、 前記溶融スラグの水砕処理により得られる粒状体の五酸ィ匕ニりん、酸化マグネシゥ ム、並びに酸化カルシウムのモル比率力 1 : 1. 5— 6 : 1. 5— 6となるように、前記り ん成分を含有する汚泥または焼却灰に対するマグネシウム成分およびカルシウム成 分の量を定める
ことを特徴とするりん酸肥料製造方法。
[13] 少なくとも 2つ以上の原料供給部を備え、還元性雰囲気にて使用され、溶融金属と 溶融スラグとを二液分離状態で共存させる溶融炉と、
りん成分を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤とから成る原料、または、りん成分 を含有する汚泥または焼却灰と、還元剤と、マグネシウム成分、カルシウム成分、カリ ゥム成分またはカルシウム質廃棄物の少なくとも何れか 1つとから成る原料を、前記 溶融炉中の還元雰囲気を保っために密閉状態を維持しつつ連続的に供給する原 料供給装置と、
前記溶融炉内の温度を 1400°C前後に維持し、前記りん成分の揮発を抑えながら 前記原料を加熱する炉内温度制御装置と、
前記溶融炉力 流出する溶融スラグを急冷する急冷装置と、
前記急冷した溶融スラグを、 50 m— 2mmに粉砕する粉砕装置と
を有することを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[14] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記主原料の一部を連続的にその成分を測定し、その測定値を元に副原料の添 加量を演算し、それぞれの副原料の切出し量を自動的に定量供給する蛍光 X線分 析装置と演算部とを備えて 、る
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[15] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記溶融スラグの一部を連続的にその成分を測定し、その測定値を副原料添加量 の演算にフィードバックする蛍光 X線分析装置と演算部とを備えている
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[16] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記溶融炉は、前記原料供給部が、少なくとも 2つ以上の押し込み式の供給装置 によって構成されている
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[17] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記溶融炉は、前記原料供給部が、少なくとも 2つ以上のダンバ式の供給装置によ つて構成されている
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[18] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記溶融炉は、前記原料供給部が、少なくとも 2つ以上のスクリュー式の供給装置 によって構成されている
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[19] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記急冷装置は、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕した水砕スラグとする 水砕処理部と、前記水砕スラグを水切りを行 、ながら搬送するスクリューコンペャとで 構成されている
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[20] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記急冷装置は、 20— 30°Cの工業用水を用いて水冷粉砕した水砕スラグとする 水砕処理部と、前記水砕スラグを収容するとともに水切り用フィルタを備えた容器と、 前記水砕スラグを前記容器内に搬送するポンプとで構成されて 、る ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[21] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記急冷装置は、前記溶融炉から流出する溶融スラグを搬送するコンペャと、 前記コンペャに載置された前記溶融スラグを空気にて急冷するファンとで構成され ている
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
[22] 請求の範囲 13記載のりん酸肥料製造装置において、
前記急冷した溶融スラグを、 50 m— 2mmに粉砕する粉砕装置は、ロールクラッ シャである
ことを特徴とするりん酸肥料製造装置。
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