WO2014115426A1 - 自動車シュレッダーダストの燃料化装置及び燃料化方法 - Google Patents

自動車シュレッダーダストの燃料化装置及び燃料化方法 Download PDF

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    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/125—Fuels from renewable energy sources, e.g. waste or biomass

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for using automobile shredder dust as a fuel in a cement baking apparatus.
  • Automobile shredder dust is made up of plastics, glass, rubber, etc. that are discarded as industrial waste after the scraped automobile waste after the engine of the discarded automobile is removed and shredded with an industrial shredder to recover iron, etc. Say shards.
  • ASR automobile shredder dust
  • the crushed material obtained by simply crushing ASR may not be completely burned in the atmosphere (spatial combustion) by the combustion burner.
  • some of the ASR blown into the combustion burner may land on the clinker and cause incomplete combustion, or the clinker may undergo a reduction reaction, affecting the quality and hue of the clinker. It was.
  • the present invention has been made in view of the above problems, without effectively using a crushed material that is difficult to spatially burn included in ASR as a cement firing fuel, without adversely affecting the quality of the clinker,
  • the objective is to effectively use the entire ASR as a cement firing fuel.
  • the present invention provides a crushing device for crushing automobile shredder dust, a vehicle shredder dust crushed by the crushing device, a crushed material in a predetermined particle size range that is difficult to spatially burn, and other It is characterized by comprising a separation device that separates into crushed materials, and a supply device that supplies the crushed materials separated by the separation device and difficult to burn in space to a cement firing device.
  • the crushed material that is difficult to burn in space means that when it is blown into the kiln from a burner for cement kiln, it will land on the clinker and cause incomplete combustion, etc. It refers to crushed material that is difficult to burn completely.
  • the crushed material that is difficult to spatially burn in the predetermined particle size range contained in the automobile shredder dust can be effectively used as a cement firing fuel.
  • the separation device may be a screen having a diameter of X mm, and the crushed material that is difficult to burn spatially may be in the range of 1/3 ⁇ X mm to 4/5 ⁇ X mm separated by the screen.
  • the crushed material in the range of 1/3 ⁇ Xmm or more and 4/5 ⁇ Xmm or less separated by the screen to the kiln bottom of the cement kiln the crushed material less than 1/3 ⁇ Xmm or more than 4/5 ⁇ Xmm.
  • the aperture X of the screen can be 5 mm or more and 50 mm or less.
  • the fuel shredder dust fueling device further includes a separation device in front of the crushing device, and the separation device is a screen having a diameter of 5 mm or more and 30 mm.
  • the bottom can be supplied and the remainder can be supplied to the crushing device.
  • the present invention also relates to a method for converting automobile shredder dust into fuel, wherein waste containing the automobile shredder dust is crushed, and the crushed automobile shredder dust is crushed and difficult to be spatially burned in a predetermined particle size range. And the other crushed materials are separated, and the separated crushed materials that are difficult to burn in space are supplied to a cement baking apparatus.
  • the crushed material in the predetermined particle size range included in the automobile shredder dust and difficult to burn spatially can be effectively used as the cement firing fuel.
  • the crushed material that is difficult to burn spatially contained in automobile shredder dust is effectively used as a cement firing fuel, and the entire ASR is used for cement firing while avoiding adverse effects on the quality of the clinker. It can be effectively used as fuel.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an embodiment of an automobile shredder dust fueling apparatus according to the present invention. It is a photograph which shows the content of each particle size group in the test example of the fueling apparatus and fueling method which concern on this invention.
  • an automobile shredder dust fueling device (hereinafter referred to as “fueling device”) 1 according to the present invention includes a first sieving device 5 for sieving received ASR and an ASR (M).
  • a crushing device 10 for crushing and a second sieving device 20 for sieving the crushed material C are provided.
  • symbol A indicates the particle size
  • symbol D indicates the aperture of the screen.
  • the first sieving device 5 includes a vibrating sieve 5A, and the diameter of the vibrating sieve is set to 5 mm to 30 mm, preferably 7 mm to 10 mm.
  • the crushing device 10 is, for example, a uniaxial crusher, a box-shaped main body 10a that accommodates a rotary blade, a hopper 10b that is positioned above the main body 10a and that is opened to feed ASR, and a main body 10a.
  • a discharge portion 10c or the like that is disposed below and accommodates the screen is provided.
  • the aperture D of the screen is Xmm.
  • the second sieving device 20 includes two vibrating sieves 20A and 20B arranged in two stages in the vertical direction.
  • the diameter of the vibrating sieve 20A is 4/5 ⁇ X mm, and the diameter of the vibrating sieve 20B is 1 / 3 ⁇ Xmm.
  • a cement baking apparatus using ASR fueled by the fueling apparatus 1 as fuel includes a preheater in which cyclones are stacked in multiple stages to preheat the cement raw material, and a calcining furnace for calcining the cement raw material. And a cement kiln (rotary kiln) that burns cement raw material with a burner and the like, and a clinker cooler that cools the cement clinker discharged from the cement kiln.
  • the received ASR is put into the first sieving device 5 to remove hard particulate matter HP (passage through the first sieving device 5) such as earth and sand and glass contained in the ASR, and this hard particulate matter HP. Is supplied to the kiln bottom of a cement kiln for processing.
  • the ASR (M) after removing the hard granular material HP is put into the vibration crushing apparatus 10 and crushed.
  • the aperture Xmm of the screen of the crushing apparatus 10 is preferably set to 10 mm to 15 mm, but can also be set to about 5 mm to 50 mm.
  • the crushed material C discharged from the crushing apparatus 10 is supplied to the vibrating sieve 20A, and a particle group (large particle group LP) exceeding 4/5 ⁇ X mm can be blown as a fuel into a combustion burner of a cement kiln. .
  • a particle group of 4/5 ⁇ X mm or less is supplied to the vibrating sieve 20B, and a particle group (small particle group SP) of 1/3 ⁇ X mm or less can also be blown into the cement kiln combustion burner.
  • a particle group (intermediate particle group MP) of more than 1/3 ⁇ Xmm and 4/5 ⁇ Xmm or less can be used as a fuel by being put into a kiln bottom of a cement kiln.
  • the first sieving device 5 for sieving the received ASR is provided, and the hard particulate matter HP contained in the ASR is removed and supplied to the kiln bottom of the cement kiln for processing.
  • the first sieving device 5 is not necessarily provided, and the received ASR can be directly input to the crushing device 10.
  • the hard granular material HP such as earth and sand or glass is distributed by the second sieving device 20 and included in the small particle group SP and is blown into the combustion burner of the cement kiln. The quality as a fuel for use decreases.
  • Table 1 shows the mass (%), calorific value (cal / g), calorie ratio (%), ig.loss (Ignition Loss) (%) and contents in each particle size group. Moreover, the photograph of the content in each particle size group is shown in FIG.

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Abstract

【課題】自動車シュレッダーダストに含まれる空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用したり、クリンカの品質へ悪影響を及ぼすことなく、自動車シュレッダーダスト全体をセメント焼成用燃料として有効利用する。 【解決手段】自動車シュレッダーダストを破砕する破砕装置１０と、破砕装置によって破砕した廃棄物Ｃを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物（中間粒子群ＭＰ）と、その他の破砕物（大径粒子群ＬＰ、小径粒子群ＳＰ）とに分離する分離装置２０と、分離装置によって分離された空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成装置に供給する供給装置とを備える自動車シュレッダーダストの燃料化装置１。分離装置を口径がＸｍｍのスクリーンとし、空間燃焼が困難な破砕物を、前記スクリーンによって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にあるものとすることができる。

Description

自動車シュレッダーダストの燃料化装置及び燃料化方法
　本発明は、自動車シュレッダーダストをセメント焼成装置において燃料として利用するための装置及び方法に関する。
　自動車シュレッダーダストは、廃棄された自動車のエンジン等を取り除いた後の廃車ガラを工業用シュレッダーで粉々に粉砕して鉄等を回収した後、産業廃棄物として廃棄されるプラスチック、ガラス、ゴムなどの破片をいう。従来、自動車シュレッダーダスト（以下、適宜「ＡＳＲ」という）を風力選別により軽量分と重量分に分別し、セメント焼成装置において燃料として利用することなどが提案されている（特許文献１、２参照）。
日本特開２０１０－２１４６７７号公報 日本特開２０１０－１９４８６０号公報
　しかし、ＡＳＲには様々な性状のものが含まれているため、ＡＳＲを単に破砕して得られる破砕物は、燃焼用バーナーによって完全に大気中で燃焼（空間燃焼）しない場合があり、そのような場合には、燃焼用バーナーに吹き込まれたＡＳＲの一部がクリンカ上に着地して不完全燃焼を起こしたり、クリンカが還元反応を生じ、クリンカの品質や色相に影響を及ぼすという不具合があった。
　そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＳＲに含まれる空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用したり、クリンカの品質へ悪影響を及ぼすことなく、ＡＳＲ全体をセメント焼成用燃料として有効利用することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は、自動車シュレッダーダストを破砕する破砕装置と、該破砕装置によって破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離する分離装置と、該分離装置によって分離された前記空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成装置に供給する供給装置とを備えることを特徴とする。ここで、空間燃焼が困難な破砕物とは、セメントキルンの燃焼用バーナーからキルン内に吹き込まれた場合に、クリンカ上に着地して不完全燃焼を起こすなどして、キルンの内部空間等において完全燃焼し難い破砕物をいう。
　本発明によれば、自動車シュレッダーダストに含まれる所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用することができる。
　前記分離装置を口径がＸｍｍのスクリーンとし、前記空間燃焼が困難な破砕物を前記スクリーンによって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にあるものとすることができる。
　また、前記スクリーンによって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にある破砕物をセメントキルンの窯尻に、１／３・Ｘｍｍ未満又は４／５・Ｘｍｍを超える破砕物をセメントキルンの燃焼用バーナーに供給することができる。
　さらに、前記スクリーンの口径Ｘを５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。
　また、上記自動車シュレッダーダストの燃料化装置は、前記破砕装置の前段にさらに分離装置を備え、該分離装置は、口径が５ｍｍ以上３０ｍｍのスクリーンであって、該スクリーンの通過分をセメントキルンの窯尻に供給し、残分を前記破砕装置に供給することができる。これにより、自動車シュレッダーダストに含まれる土砂やガラス等がセメントキルンの燃焼用バーナーから吹き込まれることを防止し、バーナー用燃料としての品位を向上させることができると共に、後段の破砕装置を保護することができる。
　また、本発明は、自動車シュレッダーダストの燃料化方法であって、自動車シュレッダーダストを含む廃棄物を破砕し、該破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離し、該分離した空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成装置に供給することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、自動車シュレッダーダストに含まれる所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用することができる。
　以上のように、本発明によれば、自動車シュレッダーダストに含まれる空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成用燃料として有効利用し、クリンカの品質への悪影響を回避しながらＡＳＲ全体をセメント焼成用燃料として有効利用することができる。
本発明に係る自動車シュレッダーダストの燃料化装置の一実施の形態を示す概略全体構成図である。 本発明に係る燃料化装置及び燃料化方法の試験例における各粒度群の内容物を示す写真である。
　次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
　本発明に係る自動車シュレッダーダストの燃料化装置（以下「燃料化装置」という）１は、図１に示すように、受け入れたＡＳＲを篩い分ける第１の篩分装置５と、ＡＳＲ（Ｍ）を破砕する破砕装置１０と、破砕物Ｃを篩い分ける第２の篩分装置２０とを備えている。尚、図１中の記号Ａは粒度、及び記号Ｄはスクリーンの口径を各々示す。
　第１の篩分装置５は、振動篩５Ａを備え、振動篩の口径は、５ｍｍ以上３０ｍｍ、好ましくは７ｍｍ以上１０ｍｍに設定される。
　破砕装置１０は、例えば、一軸破砕機であって、回転刃等を収容した箱状の本体１０ａと、本体１０ａの上方に位置し、ＡＳＲを投入するために開口したホッパー１０ｂと、本体１０ａの下方に配置され、スクリーンを収容する排出部１０ｃ等を備える。ここで、スクリーンの口径ＤをＸｍｍとする。
　第２の篩分装置２０は、上下方向に２段にわたって配置された２つの振動篩２０Ａ、２０Ｂからなり、振動篩２０Ａの口径は、４／５・Ｘｍｍ、振動篩２０Ｂの口径は、１／３・Ｘｍｍに設定される。
　図示を省略するが、燃料化装置１によって燃料化されたＡＳＲを燃料として用いるセメント焼成装置は、セメント原料を予熱するためサイクロンを多段に重ねたプレヒータと、セメント原料を仮焼する仮焼炉と、バーナー等を備えてセメント原料を焼成するセメントキルン（ロータリーキルン）と、セメントキルンから排出されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ等で構成される。
　次に、上記構成を有する燃料化装置１によるＡＳＲの燃料化方法について説明する。
　受け入れたＡＳＲを第１の篩分装置５に投入し、ＡＳＲに含まれる土砂やガラス等の硬質の粒状物ＨＰ（第１の篩分装置５の通過分）を除去し、この硬質粒状物ＨＰをセメントキルンの窯尻に供給して処理する。
　一方、硬質粒状物ＨＰを除去した後のＡＳＲ（Ｍ）を振動破砕装置１０に投入して破砕する。ここで、破砕装置１０のスクリーンの口径Ｘｍｍを所望の値に設定することにより、可燃物は回転刃により破砕されて所定の粒度になって排出部１０ｃから破砕物Ｃとして排出される。スクリーンの口径Ｘｍｍは、１０ｍｍ～１５ｍｍに設定するのが好ましいが、５ｍｍ～５０ｍｍ程度に設定することもできる。
　破砕装置１０から排出された破砕物Ｃは、振動篩２０Ａに供給され、４／５・Ｘｍｍを超える粒子群（大径粒子群ＬＰ）は、セメントキルンの燃焼用バーナーに燃料として吹き込むことができる。また、４／５・Ｘｍｍ以下の粒子群は、振動篩２０Ｂに供給され、１／３・Ｘｍｍ以下の粒子群（小径粒子群ＳＰ）もセメントキルンの燃焼用バーナーに燃料として吹き込むことができる。一方、１／３・Ｘｍｍを超え、４／５・Ｘｍｍ以下の粒子群（中間粒子群ＭＰ）は、セメントキルンの窯尻に投入して燃料として使用することができる。
　尚、上記実施の形態においては、受け入れたＡＳＲを篩い分ける第１の篩分装置５を設け、ＡＳＲに含まれる硬質の粒状物ＨＰを除去してセメントキルンの窯尻に供給して処理したが、必ずしも第１の篩分装置５を設ける必要はなく、受け入れたＡＳＲをそのまま破砕装置１０に投入することも可能である。その場合、土砂やガラス等の硬質の粒状物ＨＰは、第２の篩分装置２０によって振り分けられて小径粒子群ＳＰに含まれることとなってセメントキルンの燃焼用バーナーに吹き込まれるため、若干バーナー用燃料としての品位が低下する。
　次に、本発明に係る燃料化方法の試験例について説明する。
　スクリーンの口径Ｄを１０ｍｍに設定した破砕装置１０にＡＳＲを投入し、破砕物Ｃを篩い分けすると、各粒度群（Ｎｏ．１～５）において表１に示すような物が得られた。表１には、各粒度群における質量（％）、発熱量（cal/g）、熱量割合（％）、ig.loss（Ignition Loss：強熱減量）（％）及び内容物を示している。また、各粒度群における内容物の写真を図２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記Ｎｏ．１～５の破砕物について各々燃焼試験を行ったところ、Ｎｏ．１、２は燃焼し易く、質量が最も大きく、発熱量の高いＮｏ．３が最も燃焼し難く、Ｎｏ．４、５については、綿状のため空中に浮遊して即座に空間燃焼することが判明した。
　そこで、Ｎｏ．３については、セメントキルンの燃焼用バーナーに吹き込んで使用するのではなく、セメントキルンの窯尻に投入して燃料として使用することが好ましいことが判る。
１　自動車シュレッダーダストの燃料化装置
５  第１の篩分装置
５Ａ　振動篩
１０　破砕装置
１０ａ  本体
１０ｂ　ホッパー
１０ｃ　排出部
２０　第２の篩分装置
２０Ａ、２０Ｂ　振動篩
Ｃ　破砕物
ＨＰ　硬質粒状物
ＬＰ　大径粒子群
ＭＰ　中間粒子群
Ｍ　（硬質粒状物ＨＰを除去した後の）ＡＳＲ
ＳＰ  小径粒子群

Claims (6)

  1. 　自動車シュレッダーダストを破砕する破砕装置と、
    　該破砕装置によって破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離する分離装置と、
    　該分離装置によって分離された前記空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成装置に供給する供給装置とを備えることを特徴とする自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  2. 　前記分離装置は、口径がＸｍｍのスクリーンであって、
    　前記空間燃焼が困難な破砕物は、前記スクリーンによって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  3. 　前記スクリーンによって分離された１／３・Ｘｍｍ以上４／５・Ｘｍｍ以下の範囲にある破砕物をセメントキルンの窯尻に、１／３・Ｘｍｍ未満又は４／５・Ｘｍｍを超える破砕物をセメントキルンの燃焼用バーナーに供給することを特徴とする請求項２に記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  4. 　前記スクリーンの口径Ｘは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  5. 　前記破砕装置の前段にさらに分離装置を備え、該分離装置は、口径が５ｍｍ以上３０ｍｍのスクリーンであって、該スクリーンの通過分をセメントキルンの窯尻に供給し、残分を前記破砕装置に供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車シュレッダーダストの燃料化装置。
  6. 　自動車シュレッダーダストを含む廃棄物を破砕し、
    　該破砕した自動車シュレッダーダストを、所定の粒径範囲にある空間燃焼が困難な破砕物と、その他の破砕物とに分離し、
    　該分離した空間燃焼が困難な破砕物をセメント焼成装置に供給することを特徴とする自動車シュレッダーダストの燃料化方法。
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