(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションプレヒータ付きロータリーキルンによって、セメントクリンカを焼成するに際し、廃タイヤを重油或いは石炭と共に燃料として使用するセメントクリンカの製造方法において、上記廃タイヤを破砕して細粒化し、該廃タイヤの細粒を、セメントクリンカの出口側となるロータリーキルン端部よりロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として、機械的な投入手段を用いて投入することを特徴とする、セメントクリンカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントクリンカの製造方法に関し、特に廃タイヤを重油或いは石炭と共に燃料として使用するセメントクリンカの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来より、セメントクリンカの製造方法において、廃タイヤを助燃料として重油或いは石炭等の主燃料と共に使用する方法が知られている。
【０００３】
このように廃タイヤを助燃料として使用する場合においては、従来、セメントクリンカ原料の入口側となるロータリーキルンの端部、即ち窯尻側より破砕した廃タイヤ、或いは破砕すること無くそのまま廃タイヤをシュート等を用いてロータリーキルン内に入れ、セメントクリンカ原料と共にロータリーキルン内を転がせながら流下させ、その間に燃焼させて廃タイヤを燃料として使用することが成されていた。
【０００４】
しかし、このような供給方法、即ちロータリーキルンの窯尻側よりシュート等を用いて入れられた廃タイヤは、その供給部分であるロータリーキルンの窯尻部の温度が約1000℃で、しかも酸素濃度が約 1.5％程度しかないことから、完全燃焼がなかなか行われず、一部の未燃分の廃タイヤは、ロータリーキルンの窯前から窯尻に向かって流れるガス流に乗って搬送され、ロータリーキルンの風下に付設されたサスペンションプレヒータ側に移動してそこで燃焼し、排ガス温度を上昇させたり、或いは排ガス用誘引風車に熱的損傷を与えたり、さらにはサスペンションプレヒータ中に固結し、サイクロン詰まりの原因となるなど、種々のトラブルを引き起こすことから、計画通り廃タイヤをロータリーキルン内に投入することが出来なかったのが実情であった。
【０００５】
本発明は、上述した従来より行われていた廃タイヤを助燃料として使用するセメントクリンカの製造方法が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、廃タイヤを効率的、かつ安定的に燃焼させ、廃タイヤを助燃料として大量に使用し得るセメントクリンカの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記した目的を達成すべく種々検討した結果、ロータリーキルン内におけるセメントクリンカの焼成帯域付近、即ちセメントクリンカの出口側端部から６〜１５ｍ程度離れた位置のロータリーキルン内における温度は1450℃と高く、しかも酸素濃度も５〜７％と比較的高濃度であることに着目し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、サスペンションプレヒータ付きロータリーキルンによってセメントクリンカを焼成するに際し、廃タイヤを重油或いは石炭と共に燃料として使用するセメントクリンカの製造方法において、上記廃タイヤを破砕して細粒化し、該廃タイヤの細粒を、セメントクリンカの出口側となるロータリーキルン端部よりロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として、機械的な投入手段を用いて投入することを特徴とするセメントクリンカの製造方法とした。
【０００７】
上記した本発明にかかるセメントクリンカの製造方法によれば、高温でしかも酸素濃度の高いセメントクリンカの焼成帯域付近に破砕した廃タイヤを投入するものであるため、投入した廃タイヤは瞬時に燃焼し、熱源として有効に利用されるため、廃タイヤを効率的、かつ安定的に燃焼させ、廃タイヤを助燃料として大量に使用し得るセメントクリンカの製造方法となる。
また、本発明においては、上記ロータリーキルン内に廃タイヤを投入するに際し、セメントクリンカの出口側となるロータリーキルン端部より投入することとしたため、ロータリーキルン内に形成されているセメントクリンカ原料の移動方向とは逆の窯前から窯尻に向かって流れるガス流に後押しされる状態で廃タイヤを投入することとなり、その廃タイヤの投入作業が容易、且つ低エネルギーで行うことができるセメントクリンカの製造方法となる。
【０００８】
更に、本発明においては、上記破砕した廃タイヤのロータリーキルン内への投入は、機械的な投入手段を用いて行われる。
これは、破砕した廃タイヤを、機械的な投入手段以外の方法、例えば連続的な空気輸送、或いは間欠的な圧縮空気による吹き込み等によってロータリーキルン内に投入することとすると、多量の常温空気をロータリーキルン内へ吹き込むこととなり、キルン内の過剰空気量比を一定に保とうとすると常温空気の増加分だけクーラからの高温（約９００℃）空気量が減少し、燃料の燃焼熱が多量の常温空気を加熱するためにも消費され、熱効率が低下する。この点、機械的な投入手段、即ち回転体の遠心力、或いはバネの反発力等を利用した投入手段とすれば、キルン内における燃焼条件に影響を与えることが少ない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、上記した本発明にかかるセメントクリンカの製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
本発明においては、先ず廃タイヤを破砕して細粒化する。
廃タイヤの破砕には、例えば２軸式破砕機、ハンマクラッシャ等の破砕機を使用し、廃タイヤを２５mm角以下の小片とする。
ここで、廃タイヤを２５mm角以下の小片とする理由は、廃タイヤの燃焼性及び廃タイヤの投入容易性等を考慮したのもである。
【００１１】
細粒化した上記廃タイヤは、図１に示したサスペンションプレヒータ付きロータリーキルンの窯前より、機械的な投入手段を用いてロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として投入される。
【００１２】
廃タイヤをロータリーキルン内に投入する上記機械的な投入手段としては、図２〜図４に示したような装置が挙げられる。
ここで、先ず図２に示した装置は、フィードホッパ１０と、油圧シリンダ１１で駆動される廃タイヤの送込装置１２と、内径が徐々に絞られた圧縮室１３と、該圧縮室１３に繋がる射出筒１４と、前記射出筒１４に設けられた投てき装置（上下に設けられた逆方向に回転する２個の高速回転体）１５とから主に構成され、フィードホッパ１０へ供給された廃タイヤの細粒Ｗは、上記送込装置１２により圧縮室１３に送られ、この圧縮室１３においてバラバラの状態にあった廃タイヤの細粒Ｗはある程度弾性体的性質を持った塊に圧縮され、この塊は圧縮室１３に繋がる射出筒１４に押し出され、そこで投てき装置（上下に設けられた逆方向に回転する２個の高速回転体）１５によって加速され、射出筒１４の先端からロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として発射される。
【００１３】
また、図３に示した装置は、やはりフィードホッパ２０と、スクリューコンベヤ或いはベルトコンベヤ２１等の廃タイヤの細粒Ｗを連続的に搬送し得る搬送装置２２と、該搬送装置２２によって搬送されてきた廃タイヤの細粒Ｗを加速させる投てき装置（表面に廃タイヤの細粒Ｗを受け持つバケット状の複数の溝、或いは突起２３を有した高速回転体）２４とから主に構成され、フィードホッパ２０へ供給された廃タイヤの細粒Ｗは、上記搬送装置２２により連続的に投てき装置２４にまで搬送され、そこで投てき装置２４のバケット状の複数の溝、或いは突起２３によって受け持たれた状態で遠心力を与えられ、ロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として連続的に投入される。
【００１４】
さらに、図４に示した装置は、フィードホッパ３０と、該フィードホッパ３０の出口側端部に設けられたフィーダ３１と、該フィーダ３１の下方に存在する射出筒３２と、該射出筒３２内において空気圧シリンダ或いはコイルスプリングの反発力等によって高速で滑動するピストン３３とから主に構成され、フィードホッパ３０へ供給された廃タイヤの細粒Ｗは、上記フィーダ３１により所定量の廃タイヤの細粒Ｗが下方の射出筒３２内に供給され、該射出筒３２内に供給された廃タイヤの細粒Ｗはピストン３３により高速で押し出され、射出筒３２の先端からロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として発射される。
【００１５】
上記のような機械的な投入手段によってロータリーキルン内の焼成帯域付近に投入される廃タイヤの細粒Ｗの量は、全使用燃料（主燃料である重油或いは石炭と廃タイヤ）の発熱量換算で１５％以下とすることが好ましい。
これは、廃タイヤの細粒Ｗの投入量が、全使用燃料の発熱量換算で１５％を越える量を投入すると、得られるセメント中のＺｎＯ量が増加し、JIS R 5201に規定されるセメントの凝結時間を満足し得るセメントクリンカが得られなくなる憂いがあるためである。なお、廃タイヤ中に含まれているスチールは、焼成帯域で酸化され、セメント原料の一部として有効に利用されるため問題とならない。
【００１６】
ロータリーキルン内の焼成帯域付近に投入された上記廃タイヤの細粒Ｗは、その部分の温度が1450℃と高く、しかも酸素濃度も５〜７％と比較的高濃度であることから、瞬時に完全燃焼してセメントクリンカを焼成する熱源として利用されるため、従来の廃タイヤを使用したセメントクリンカの製造方法の如く、廃タイヤの未燃分がロータリーキルンの窯前から窯尻に向かって流れるガス流に乗ってサスペンションプレヒータ側に搬送され、そこで燃焼して種々のトラブルを引き起こすことが無いため、廃タイヤを効率的かつ安定的に燃焼させ、廃タイヤを助燃料として大量に使用し得るセメントクリンカの製造方法となる。
【００１７】
以上、説明した本発明にかかるセメントクリンカの製造方法の最大の特徴は、破砕した廃タイヤをロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として投入することにある。
これにより、助燃料として投入された廃タイヤは、瞬時に燃焼してセメントクリンカ原料の焼成に有効に利用されることとなる。
また、次なる本発明の特徴は、廃タイヤのロータリーキルン内への投入が、セメントクリンカの出口側端部よりなされることである。
これにより、投入された廃タイヤは、ロータリーキルン内に形成されている窯前から窯尻に向かって流れるガス流に後押しされる状態で投入されることとなり、その廃タイヤの投入作業が容易、且つ低エネルギーで行うことができるものとなる。
更に、本発明の特徴は、廃タイヤのロータリーキルン内への投入が、機械的な投入手段を用いて行われることである。
これにより、ロータリーキルン内における燃焼条件に影響を与えることなく、廃タイヤをロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として投入できることとなる。
【００１８】
【発明の効果】
以上、説明した本発明にかかるセメントクリンカの製造方法によれば、高温でしかも酸素濃度の高いセメントクリンカの焼成帯域付近に破砕した廃タイヤを投入するものであるため、投入した廃タイヤは瞬時に燃焼し、熱源として有効に利用されるため、廃タイヤを効率的、かつ安定的に燃焼させ、廃タイヤを助燃料として大量に使用し得るセメントクリンカの製造方法となる。
また、本発明においては、上記ロータリーキルン内への廃タイヤの投入を、セメントクリンカの出口側となるロータリーキルン端部より行うこととしたため、ロータリーキルン内に形成されているセメントクリンカ原料の移動方向とは逆の窯前から窯尻に向かって流れるガス流に後押しされる状態で廃タイヤを投入することとなり、その廃タイヤの投入作業が容易、且つ低エネルギーで行うことができるセメントクリンカの製造方法となる。
更に、本発明においては、上記廃タイヤのロータリーキルン内への投入が、機械的な投入手段を用いて行われるため、ロータリーキルン内における燃焼条件に影響を与えることなく、廃タイヤをロータリーキルン内の焼成帯域付近を目標として投入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サスペンションプレヒータ付きロータリーキルンを示した概念図である。
【図２】機械的な投入手段の一例を示した概念図である。
【図３】機械的な投入手段の他の例を示した概念図である。
【図４】機械的な投入手段の更に他の例を示した概念図である。
【図１】
0003671096.tif 000002
【図２】
0003671096.tif 000003
【図３】
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【図４】
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