(57)【要約】【課題】低コストで、効率よく廃塗料スラッジ等の廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化する。【解決手段】廃スラッジＳと液体燃料Ｗとを混合撹拌しながら異物Ｆを除去する混合撹拌装置５と、混合撹拌装置によって混合された混合物Ｃ２を破砕する破砕装置６と、破砕装置によって破砕された破砕物Ｃ３を燃焼炉に導入する供給装置４、９とを備える廃スラッジの燃料化システム１等。廃スラッジを液体燃料と混合撹拌する前に解砕する解砕装置３を備えることができる。廃スラッジを解砕し、解砕によって得られた解砕物と液体燃料とを混合撹拌しながら異物を除去し、混合した解砕物と液体燃料とを破砕し、破砕によって得られた破砕物を燃焼炉に導入し、燃焼炉で燃焼させる。破砕物をセメントキルンの窯前部、窯尻部、仮焼炉等に導入することができる。【選択図】図１
2010025525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃スラッジと液体燃料とを混合撹拌しながら異物を除去し、
該混合撹拌によって得られた混合物を破砕し、
該破砕によって得られた破砕物を燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることを特徴とする廃スラッジの燃料化方法。
【請求項２】
前記廃スラッジを前記液体燃料と混合撹拌する前に解砕することを特徴とする請求項１に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項３】
前記廃スラッジは、廃塗料スラッジ、廃溶剤蒸留残渣、廃グリス、オイルスラッジ、廃インク及び廃白土からなる群から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項４】
前記液体燃料は、廃溶剤、廃油、廃塗料、エマルジョン燃料及び有機物含有廃液からなる群から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項５】
前記破砕物を、セメントキルンの窯前部、窯尻部及び仮焼炉よりなる群から選択される一以上の箇所から導入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廃スラッジの燃料化方法。
【請求項６】
廃スラッジと液体燃料とを混合撹拌しながら異物を除去する混合撹拌装置と、
該混合撹拌装置によって混合された混合物を破砕する破砕装置と、
該破砕装置によって破砕された破砕物を燃焼炉に導入する供給装置とを備えることを特徴とする廃スラッジの燃料化システム。
【請求項７】
前記廃スラッジを前記液体燃料と混合撹拌する前に解砕する解砕装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項８】
前記解砕装置は、該解砕装置に所定の値以上の負荷が加えられた際に、通常の解砕動作とは逆の動作を行う反転機構を備えることを特徴とする請求項７に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項９】
前記解砕装置は、回転歯と、該回転歯が進入可能な隙間を有する固定歯とを備え、該固定歯を脱着可能としたことを特徴とする請求項７又は８に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項１０】
前記解砕装置から排出された解砕物を前記液体燃料とともに、インラインで前記混合撹拌装置及び前記破砕装置を介して前記燃焼炉に導入する搬送路を備えることを特徴とする請求項７、８又は９に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃スラッジの燃料化方法及び燃料化システムに関し、特に、廃塗料スラッジ等の粘性の高い廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメント製造工程において、各種廃棄物を燃料の代替として用い、廃棄物の処理に資するとともに、セメント製造における高価な化石燃料の原単位を低減する試みがなされている。例えば、特許文献１には、廃プラスチックと廃油とを混合し、そのスラリー状混合物を、ロータリーキルンの主燃料（微粉炭）バーナの中心に挿入した補助燃料バーナに送給し、補助燃料バーナの補助燃料吹出口からロータリーキルン内に吹き出して燃焼させるセメントクリンカの製造方法等が提案されている。
【０００３】
一方、近年、廃塗料スラッジ、廃溶剤蒸留残渣、廃グリス、オイルスラッジ、廃インク及び廃白土等の廃スラッジは、焼却処理等されていたが、ＣＯを抑制するため、単なる焼却処理ではなく、その保有する発熱量を有効活用した燃料化等のサーマルリサイクルが求められている。尚、廃スラッジとは、一般には、汚泥等、下水処理、工場廃水処理等を行う際に発生する有機性の沈殿物をいうが、本明細書においては、液体中に固体が混在している廃棄物、あるいは部分的又は全体的に高粘度のものからなる廃棄物で、可燃性のものをいう。この廃スラッジの中には、粘性が高く、大塊も混在するため、取り扱いが困難であったり、セメント焼成炉等に供給する際に供給管に詰まるなどの不具合が発生するため、セメント製造工程において燃料の代替とすることが困難であるものが多い。
【０００４】
ところで、特許文献２には、破砕された各種廃棄物をミキサーで混練して高粘度廃棄物とし、ミキサー内の高粘度廃棄物の粘度に応じて、粘度調整剤タンク内に収容されている粘度調整剤としての廃液スラッジを個別にミキサー内に供給し、ミキサー内の高粘度廃棄物の粘度をポンプ圧送に適した状態に調整した後、焼成炉にポンプで圧送して燃焼させる装置等が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３には、精製廃棄物、アルミニウム精錬プロセスからの廃棄物、塗料廃棄物その他の産業廃棄物のような、液状で非水性の成分、固体成分及び水性成分を含む廃棄ストリーム燃料組成物を燃料化する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９２４０６号公報
【特許文献２】特許第３８４６２５４号公報
【特許文献３】特表２００２−５３６４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載の装置等を利用して、各種廃棄物をセメント焼成炉で焼成する場合には、複数種類の廃棄物を同時に処理できるという利点はあるものの、廃棄物に対して前処理として破砕処理を施し、破砕された廃棄物を混練し、さらに、廃棄物の粘度に応じて粘度調整剤を添加する必要があるため、処理装置が大掛かりなものとなり、装置及び運転コストが高騰する。
【０００８】
また、特許文献３に記載の燃料化方法においても、産業廃棄物に含まれる塊状の固形物を粉砕し、ポンピング可能とするのに十分な液状物を得るためにボールミルを用いるため、装置及び運転コストが高騰するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで、効率よく廃塗料スラッジ等の廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、廃スラッジの燃料化方法であって、廃スラッジと液体燃料とを混合撹拌しながら異物を除去し、該混合撹拌によって得られた混合物を破砕し、該破砕によって得られた破砕物を燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明によれば、廃スラッジと液体燃料とを混合するため、受け入れた廃スラッジの粘度が高い場合でも、液体燃料との混合で粘度を下げることができるとともに、性状が均質化して取り扱いを容易にすることができるため、廃スラッジを容易に燃料化することが可能となる。また、燃料化にあたって、廃スラッジに粘度調整剤等を用いた前処理を施す必要がないため、運転コストを低減することもできる。さらに、廃スラッジと液体燃料とを混合撹拌しながら異物を除去するため、廃スラッジに異物が混入している場合でも、後段の装置が損傷する虞もなく、破砕した後、燃焼炉に導入するため、廃スラッジに塊状の物が混入している場合でも、燃焼炉への供給が容易になるとともに、廃スラッジと液体燃料との混合物の性状がより均質化され、燃焼炉に導入した際に燃焼炉の燃焼状態への影響を最小限に抑えることができる。また、廃スラッジを燃料代替として用いることで、高価な化石燃料の原単位を低減することが可能となる。
【００１２】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記廃スラッジを前記液体燃料と混合撹拌する前に解砕することができる。これにより、ポンプ移送に適さない塊状の物がスラッジ中に存在する場合に容易に対応することができる。
【００１３】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記廃スラッジを、廃塗料スラッジ、廃溶剤蒸留残渣、廃グリス、オイルスラッジ、廃インク及び廃白土からなる群から選択される少なくとも一種以上とすることができる。
【００１４】
また、前記廃スラッジの燃料化方法において、前記液体燃料を、廃溶剤、廃油、廃塗料、エマルジョン燃料及び有機物含有廃液からなる群から選択される少なくとも一種以上とすることができる。これにより、廃スラッジのみならず、廃溶剤等についても同時に燃料化することができる。
【００１５】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記破砕物を、セメントキルンの窯前部、窯尻部及び仮焼炉よりなる群から選択される一以上の箇所から導入することができる。これにより、セメントを製造する上で必要な高価な化石燃料の原単位を低減することができるとともに、廃スラッジに含まれる灰分をセメント原料として利用することができ、廃棄物を発生させることがない。
【００１６】
また、本発明は、廃スラッジの燃料化システムであって、廃スラッジと液体燃料とを混合撹拌しながら異物を除去する混合撹拌装置と、該混合撹拌装置によって混合された混合物を破砕する破砕装置と、該破砕装置によって破砕された破砕物を燃焼炉に導入する供給装置とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、上記発明と同様に、運転コストを低く抑えながら、廃スラッジを容易に燃料化することができ、燃焼炉に導入した際に燃焼炉の燃焼状態への影響を最小限に抑えることができ、高価な化石燃料の原単位を低減することも可能となる。また、簡単な装置構成で燃料化システムを構成したため、装置コストの高騰も回避することができる。
【００１８】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記廃スラッジを前記液体燃料と混合撹拌する前に解砕する解砕装置を備えることができる。これにより、ポンプ移送に適さない塊状の物がスラッジ中に存在する場合に容易に対応することができる。
【００１９】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記解砕装置は、該解砕装置に所定の値以上の負荷が加えられた際に、通常の解砕動作とは逆の動作を行う反転機構を備えることができる。これによって、解砕装置に解砕困難な大塊、粘度の高いものなどが噛み込んだ場合でも、一端噛み込み状態を解除して繰り返し解砕動作を行うことで、解砕装置を通過可能とし、燃料化することができる。
【００２０】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記解砕装置は、回転歯と、該回転歯が進入可能な隙間を有する固定歯とを備え、該固定歯を脱着可能とすることができる。これにより、解砕装置に金属片や石等の異物が混入し、固定歯と回転歯の間に噛み込み、回転歯を繰り返し反転しても解除できない場合には、前段の受入ホッパ等にスラッジが入っている状況においても固定歯を外して噛み込んだ異物を排除することができ、容易に運転を再開することができる。
【００２１】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記解砕装置から排出された解砕物を前記液体燃料とともに、インラインで前記混合撹拌装置及び前記破砕装置を介して前記燃焼炉に導入する搬送路を備えることができる。これにより、廃スラッジの解砕から燃焼炉への導入までインラインで搬送することができ、タンク等における液面レベル制御等が不要となるとともに、異臭を発するガス等も発生しないため、運転コストを低く抑えながら、環境に配慮したシステムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、低コストで、効率よく廃塗料スラッジ等の廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明にかかる廃スラッジの燃料化システムの一実施の形態を示し、この燃料化システム１は、大別して、受入ホッパ２と、解砕機３と、モーノポンプ４と、混合撹拌機５と、破砕機６と、液体燃料タンク８等で構成される。尚、以下の説明においては、燃料化システム１を、燃焼炉の一例としてのセメントキルン２１に適用するものとする。
【００２５】
解砕機３は、受入ホッパ２を介して受け入れた廃塗料スラッジ等の廃スラッジＳを解砕するために備えられ、２軸型解砕機等を用いることができる。この解砕機３は、回転歯を備えた軸より低い位置に、回転歯が入ることのできる隙間を有する櫛状の固定歯を配置することができる。これによって、スラッジＳ中に大きな塊が存在する場合でも、回転歯と固定歯との隙間の大きさにまで塊を小さくすることができるので、大塊をポンプが吸入できる大きさに解砕することができる。
【００２６】
また、解砕機３に大塊等の解砕困難なものが投入され、解砕機３の負荷が所定の値を超えた場合には、回転歯を備えた軸を逆回転させ、再度正回転することを繰り返すことで大塊等が除々に解砕可能となるように構成される。さらに、解砕機３の固定歯の固定部分を容易に脱着できるような構造とすることができる。これにより、スラッジＳ中に金属片や石等の異物が混入し、固定歯と回転歯の間に噛み込み、回転歯を繰り返し反転しても解除できない場合には、受入ホッパ２にスラッジＳが入っている状況においても固定歯を外して噛み込んだ異物を排除することができ、容易に運転を再開することができる。
【００２７】
モーノポンプ４は、解砕機３によって解砕された解砕物を混合撹拌機５を経て破砕機６に供給するために備えられる。尚、モーノポンプ４に代えてロータリーポンプやピストンポンプを用いることもできる。
【００２８】
液体燃料タンク８は、液体燃料を一時的に貯留するために一般的に用いられるものであって、液体燃料としての廃溶剤Ｗ等が貯留される。液体燃料タンク８には、混合撹拌機５への供給配管１０、ポンプ９、バルブ１２が付設される。尚、以下の説明においては、液体燃料として廃溶剤Ｗを用いるものとする。
【００２９】
混合撹拌機５は、解砕機３によって解砕された解砕物Ｃ１と、液体燃料タンク８から供給された廃溶剤Ｗとを混合撹拌しながら解砕物Ｃ１に含まれる異物を除去するために備えられ、例えば、三角翼が取り付けられた撹拌軸が１／４回転毎に反転して解砕物Ｃ１と廃溶剤Ｗとを混合撹拌するとともに、下部から異物Ｆを除去するパイプラインアジター（株式会社島崎製作所製）等を用いることができる。
【００３０】
破砕機６は、混合撹拌機５から搬送された混合物Ｃ２を破砕するために備えられる。この破砕機６として、例えば、シルバーソン社製のローター／ステーター式のハイシアーミキサー、インライン式湿式メディアレス微粉砕機としてのトリゴナル（三井鉱山株式会社製）等を用いることができる。
【００３１】
次に、上記構成を有する燃料化システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００３２】
受け入れた廃スラッジＳを受入ホッパ２に投入するとともに、受け入れた廃溶剤Ｗを液体燃料タンク８に貯留する。セメント焼成設備２０の運転時に、廃スラッジＳを受入ホッパ２から抜き出し、解砕機３によって解砕する。廃スラッジＳは、上述のように、粘度の高い物体、大塊等を含むが、解砕機３によって解砕され、塊状物が細かく砕かれるため、後段での取り扱いが容易になる。
【００３３】
また、廃スラッジＳに混入する大塊等が解砕機３に噛み込み、解砕機３の負荷（電流値）が所定の値を超えた場合には、解砕機３の回転軸を逆回転させ、大塊等の噛み込み状態を解除した後再度正回転し、この動作を繰り返すことにより、大塊等が除々に解砕され、最終的に解砕機３から排出される。この動作を繰り返しても解砕不能となった場合には、解砕機３の運転を一旦停止し、点検口を開き、固定歯を外し、噛み込んだ物を取り除いて再度運転を開始する。
【００３４】
次に、解砕機３によって解砕された解砕物Ｃ１をモーノポンプ４によって供給管１４を介して混合撹拌機５に供給するとともに、廃溶剤Ｗをポンプ９、供給管１０及びバルブ１２を介して混合撹拌機５に供給する。混合撹拌機５において、解砕物Ｃ１と廃溶剤Ｗとを混合撹拌する。上述のように、混合撹拌機５は、三角翼が取り付けられた撹拌軸が１／４回転毎に反転して解砕物Ｃ１と廃溶剤Ｗとを混合撹拌するため、両者が混合撹拌機５の内部をショートパスすることを防止し、十分に混合撹拌することができる。また、解砕物Ｃ１に含まれる金属や石等の比重の大きい異物Ｆは、混合撹拌機５の高い位置に配置した出口に到達しづらく、下部に集まり、バルブ１５を経て外部に排出することで、後段の破砕機６の破損等を回避することができる。
【００３５】
次に、混合撹拌機５から排出された混合物Ｃ２を破砕機６に供給して破砕し、得られた破砕物Ｃ３をバーナ２３からセメントキルン２１内に吹き込み、セメント焼成に利用する。破砕機６によって混合物Ｃ２を破砕することで、混合物Ｃ２の性状を均質化させて取り扱いを容易にすることができ、セメントキルン２１内に吹き込み易くなる。以上により、廃スラッジＳ及び廃溶剤Ｗをセメント焼成工程において燃料の代替として用いることができる。
【００３６】
上記構成を有する廃スラッジの燃料化システム１は、廃スラッジＳの粘性が高い場合でも、モーノポンプ４の回転数を減じ、廃スラッジＳの廃溶剤Ｗへの混合比率を減じることにより、容易に噴霧燃焼し易い粘度に調整することができる。
【００３７】
また、廃スラッジを他の廃スラッジや廃油、廃溶剤等と混合すると、化学反応が起こり、発熱や重合によるトラブルが発生する可能性があるため、従来、廃スラッジの利用は困難であった。しかし、本発明によれば、廃スラッジを混合撹拌して破砕した後直ぐに燃焼炉に吹き込んでしまうため、急激な反応を起こす組み合わせのみを利用対象から排除すればよく、幅広い廃棄物を利用することが可能になり、廃スラッジの利用が可能となった。
【００３８】
さらに、解砕機３から排出された解砕物Ｃ１を、インラインタイプの混合撹拌機５及び破砕機６を経由させた後そのままバーナ２３に供給するため、供給管１４の途中にタンク等を設ける必要がない。そのため、タンク等の液面レベル制御等が不要となり、運転コストの低減に繋がるとともに、タンク等を用いた場合に発生する虞のある臭気ガス等も発生しないため、環境に配慮したシステムとすることができる。
【００３９】
尚、上記実施の形態において、廃スラッジとして廃白土等モーノポンプ４による移送に適さない塊を含まない物のみを処理する場合には、解砕機３を用いる必要はない。
【００４０】
また、上記実施の形態においては、破砕物Ｃ３を、窯前側からセメントキルン２１に供給して燃料として用いる場合について説明したが、セメントキルン２１の窯尻部から導入することもでき、また、セメントキルン２１に付設された仮焼炉より導入して燃料として使用することもできる。
【００４１】
さらに、上記実施の形態においては、本発明にかかる廃スラッジの燃料化システム１を、セメントキルン２１に適用した場合を例示したが、この燃料化システム１は、セメントキルン２１に限らず種々の燃焼炉に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる廃スラッジの燃料化システムの一実施の形態を示す全体概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  廃スラッジの燃料化システム
２  受入ホッパ
３  解砕機
４  モーノポンプ
５  混合撹拌機
６  破砕機
８  液体燃料タンク
９  ポンプ
１０  供給管
１２  バルブ
１４  供給管
１５  バルブ
２０  セメント焼成設備
２１  セメントキルン
２３  バーナ
【図１】
2010025525.tif 000003