(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に、一端が連結されて含水汚泥を導入させる汚泥導入管を清掃する汚泥導入管の清掃方法であって、
上記汚泥導入管内に挿入された管内清掃部材を、洗浄水による背圧の作用により上記汚泥導入管の一端側へ移動させながら、この管内に残った含水汚泥を管端より押し出しつつこの管内を清掃する工程と、
上記管内清掃部材が上記汚泥導入管の一端付近に到達したとき、いったん、洗浄水による背圧の作用を停止する工程と、
この洗浄水による背圧作用の停止後、上記乾式セメントキルン内のセメント原料の焼成温度を昇温させる工程と、
この乾式セメントキルン内の昇温後、洗浄水による背圧の作用を再開させて、上記汚泥導入管内の洗浄水を、上記管内清掃部材とともに、上記汚泥導入管の一端から管外へ排出する工程とを備えた汚泥導入管の清掃方法。
【請求項２】
セメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に、一端が連結されて含水汚泥を導入させる汚泥導入管を清掃する汚泥導入管の清掃方法であって、
上記汚泥導入管内に挿入された管内清掃部材を、洗浄水による背圧の作用により上記汚泥導入管の一端側へ移動させながら、この管内に残った含水汚泥を管端より押し出しつつこの管内を清掃する工程と、
上記管内清掃部材が上記汚泥導入管の一端付近に到達したとき、いったん、洗浄水による背圧の作用を停止する工程と、
この洗浄水による背圧作用の停止後、上記汚泥導入管内に残った洗浄水を洗浄水供給側へ吸い戻す工程と、
この洗浄水の洗浄水供給側への吸い戻し後、上記管内清掃部材を上記汚泥導入管の一端から管外へ押し出す工程とを備えた汚泥導入管の清掃方法。
【請求項３】
セメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に一端が連結された含水汚泥の汚泥導入管に設けられて、
この汚泥導入管内に挿入され、かつ洗浄水による背圧の作用によりこの汚泥導入管内を清掃しながら移動してきた管内清掃部材が、上記汚泥導入管の一端部に到達したことを検知する管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置。
【請求項４】
上記汚泥導入管の一端部に設けられて、この汚泥導入管内へ先端部が突出された可動式の検知部材と、
上記管内清掃部材の当接により伸長または収縮する上記検知部材用の原点復帰ばねと、
上記検知部材により操作されるリミットスイッチとを有する請求項３に記載の管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置。
【請求項５】
上記管内清掃部材が、スポンジの少なくとも一端面にゴムがコーティングされた部材である請求項３または請求項４に記載の管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は汚泥導入管の清掃方法およびこれに用いられる管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置、詳しくはプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に連結されて、この内部へ、例えば乾燥、添加剤添加といった前処理が施されていない下水汚泥などの含水汚泥を導入する汚泥導入管を清掃するための、汚泥導入管の清掃方法およびこれに用いられる管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場から排出される下水汚泥は、古来、肥料として利用される場合もあったが、汚泥に重金属類が含有されていること、および、肥料としての利用では処理量が少ないことなどの理由から、最近では、陸上埋立てや海上投棄が主流となっている。
しかしながら、下水処理場からの汚泥排出量は、近年、首都圏を中心に増加傾向にあり、陸上埋立てや海上投棄のための処理場の不足、さらには環境汚染防止上の制約を受けて、汚泥処理は焼却処分に移行しているのが現状である。この汚泥の焼却設備としては、既にいくつかのものが提案されている。
ところが、従来の焼却炉による汚泥焼却装置では、焼却に先立って汚泥を乾燥する必要がある。また、乾燥排ガスの脱臭もしなければならない。これにより、乾燥コスト、脱臭コストおよび焼却コストが嵩み、全体としての処理コストが高くなるという問題点があった。
また、汚泥の乾燥に生石灰を用いる方法も提案されている。これは、生石灰を汚泥中に含まれる水分と反応させて消石灰を生成させ、そのときの反応熱により残留水分を蒸発し、汚泥を空気圧送可能な乾燥物としてセメント原料に利用するものである。しかしながら、この方法でも、汚泥乾燥時に生石灰を添加しなければならないという不具合がある。
【０００３】
そこで、このような問題を解消する従来技術として、本願特許出願人が先に特許出願して出願公開された特開平８−２７６１９９号公報の「汚泥処理方法」が知られている。
このものは、汚泥タンク内の含水汚泥を、直接、乾式セメントキルン（以下、乾式キルンまたは単にキルンという場合がある）の窯尻部またはプレヒーターに導入して焼却する汚泥処理技術である。この技術によれば、含水汚泥を、乾燥したり添加剤を添加したりする前処理を行うことなく、直接、既存の乾式セメントキルンへ汚泥導入管から圧送ポンプにより流し込み、セメントクリンカの通常の製造と同時に、効率的に含水汚泥を焼却処理することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乾式セメントキルンは、キルンシェルの内周面に張られた耐火物が、セメントクリンカの焼成時の熱や衝撃などにより損傷するために、定期的に耐火物の張り替えが行われている。
この作業時には、乾式セメントキルンの運転を一時停止して、キルン内温度を所定温度まで下げた後、作業者が乾式キルン内に入って行われる。
この際、乾式セメントキルンの窯尻部やプレヒーターには、前述したように汚泥導入管が連結されているので、管端から露出する含水汚泥の表面より揮発した硫化水素やメタンガスなどの有毒ガスがキルン内へ流入し、作業中の作業者の健康を害するおそれがある。しかも、このキルン内にメタンガスなどが多量に溜まると、例えば作業中の静電気で発生した火花により、このキルン内でガス爆発が起きるおそれもある。
そこで、通常、この耐火物の張り替え時には、予め、汚泥導入管の内部の水洗が行われている。なお、この水洗は、汚泥導入管内に残った多量の含水汚泥を管外へ押し出す工程を伴うので、通常、乾式セメントキルンを運転しながら行っている。
【０００５】
すなわち、セメントクリンカの焼成中に、まず汚泥タンクから汚泥導入管への含水汚泥の供給を停止し、その後、汚泥導入管内に水を圧送し、この水による背圧の作用により、汚泥導入管内に残った含水汚泥を、その管端からプレヒーターの下部内やキルンの窯尻部内へ押し出しながら、管内を水洗している。なお、管内に溜まった含水汚泥は、乾式キルン内に投入後、セメント原料の焼成熱で焼却される。
しかしながら、汚泥導入管内の含水汚泥が、この管端から全部押し出されてしまうと、その後、多量の水洗用の水が乾式セメントキルン内へ流れ込む。これにより、乾式キルン内でのセメント原料の焼成温度が一気に低下し、上記キルン内に張られた耐火物が大きな温度差によって破損したり、中間製造されたセメントクリンカの品質が低下するという問題点があった。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、汚泥導入管の洗浄時に、この管端から多量に流入した洗浄水を原因とするキルン内温度の急激な低下による乾式セメントキルンの損傷およびセメントクリンカの品質低下を防止することができる汚泥導入管の清掃方法およびこれに用いられる管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置を提供することを、その目的としている。また、この発明は、装置の低コスト化を図ることができる管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置を提供することを、その目的としている。さらに、この発明は、管内清掃部材を低コスト化することができ、かつ良好に汚泥導入管の管内を清掃することができる管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置を提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、セメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に、一端が連結されて含水汚泥を導入させる汚泥導入管を清掃する汚泥導入管の清掃方法であって、上記汚泥導入管内に挿入された管内清掃部材を、洗浄水による背圧の作用により上記汚泥導入管の一端側へ移動させながら、この管内に残った含水汚泥を管端より押し出しつつこの管内を清掃する工程と、上記管内清掃部材が上記汚泥導入管の一端付近に到達したとき、いったん、洗浄水による背圧の作用を停止する工程と、この洗浄水による背圧作用の停止後、上記乾式セメントキルン内のセメント原料の焼成温度を昇温させる工程と、この乾式セメントキルン内の昇温後、洗浄水による背圧の作用を再開させて、上記汚泥導入管内の洗浄水を、上記管内清掃部材とともに、上記汚泥導入管の上記汚泥導入管の一端から管外へ排出する工程とを備えた汚泥導入管の清掃方法である。
【０００８】
ここでいう含水汚泥としては、下水汚泥、活性汚泥、浚渫汚泥などが挙げられる。
含水汚泥は汚泥処理施設からパイプラインなどで、直接、供給してもよいし、密閉タンクを搭載したトラックで輸送して、いったん、汚泥タンクに投入した後、この汚泥タンクより供給してもよい。
乾式キルンへの含水汚泥の添加量には特に制限がないものの、通常、セメント原料の品質や使用量、焼成温度などの各種処理条件により適宜決定される。ただし、既存の乾式キルンに、その運転条件を特に変更することなく含水汚泥を投入することができる量が好ましい。
例えば、セメントクリンカ生産量が９０〜１００ｔ／ｈの乾式キルンを用いた場合、含水汚泥の添加量は９〜１０．０ｔ／ｈとし、製造されるセメントクリンカの重量に対して１／１０以下の含水汚泥を投入することが好ましい。セメント原料に対する含水汚泥の添加量が１０．０ｔ／ｈを超えると、汚泥からの水分によってキルンでの焼成が不安定になり、セメントクリンカの品質に悪影響を及ぼすおそれが大きくなるからである。
【０００９】
また、ここでいうセメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間（以下、キルン窯尻側という場合がある）とは、プレヒーターの下部域や、乾式キルンの窯尻部域に限らず、両者の連結部分でもよい。なお、プレヒーターの下部域と、乾式キルンの窯尻部域との両方に、含水汚泥を導入してもよい。
キルン窯尻側における含水汚泥の導入部の温度は８００〜１０００℃、好ましくは９００℃前後である。８００℃未満では含水汚泥の燃焼が不十分になりやすく、また１０００℃を超えると炉の運転に支障をきたすという不具合が生じる。なお、これらの事項は、請求項２〜請求項５においても同様である。
含水汚泥のキルン窯尻側への圧送には、各種のスラリーポンプが採用することができる。また、洗浄水のキルン窯尻側への圧送には、通常の各種ポンプが採用することができる。
【００１０】
管内清掃部材としては、例えば請求項３に示すようなスポンジや可撓性を有する非発泡のプラスチックの他、織布、不織布および編布からなる布帛などをブロック状にしたものなどが採用することができる。また、管内清掃部材の大きさは、汚泥導入管の内周面に密着した状態で移動することができる程度の大きさが好ましい。ただし、これに限定されることはない。
洗浄水の背圧作用の停止後に昇温された乾式セメントキルン内の温度は、８００〜１０００℃となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、セメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に、一端が連結されて含水汚泥を導入させる汚泥導入管を清掃する汚泥導入管の清掃方法であって、上記汚泥導入管内に挿入された管内清掃部材を、洗浄水による背圧の作用により上記汚泥導入管の一端側へ移動させながら、この管内に残った含水汚泥を管端より押し出しつつこの管内を清掃する工程と、上記管内清掃部材が上記汚泥導入管の一端付近に到達したとき、いったん、洗浄水による背圧の作用を停止する工程と、この洗浄水による背圧作用の停止後、上記汚泥導入管内に残った洗浄水を洗浄水供給側へ吸い戻す工程と、この洗浄水の洗浄水供給側への吸い戻し後、上記管内清掃部材を上記汚泥導入管の一端から管外へ押し出す工程とを備えた汚泥導入管の清掃方法である。
【００１２】
汚泥導入管内を圧送された洗浄水は、管内清掃部材を汚泥導入管の管端部にいったん停止した後、ポンプによる洗浄水の圧送方向を逆転することで回収される。これにより、汚泥導入管内に残った多量の洗浄水を管内清掃部材とともに、汚泥導入管の管端からキルン窯尻側へ排出した際に生じる炉内温度の低下が解消され、乾式キルンの運転が安定化する。
洗浄水の洗浄水供給側への吸い戻し後、管内清掃部材を汚泥導入管の管端から押し出す方法としては、例えば汚泥導入管の管端部の一部に開閉蓋を設け、この開閉蓋を開けて、押し込み棒などにより管内清掃部材をキルン窯尻側内へ突き落す方法や、汚泥導入管内へ圧縮空気を導入して管内清掃部材を押し出す方法などが挙げられる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、セメント原料仮焼用のプレヒーターの下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルンの窯尻部までの間に一端が連結された含水汚泥の汚泥導入管に設けられて、この汚泥導入管内に挿入され、かつ洗浄水による背圧の作用によりこの汚泥導入管内を清掃しながら移動してきた管内清掃部材が、上記汚泥導入管の一端部に到達したことを検知する管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置である。
ここでいう汚泥導入管端到達検知装置とは、含水汚泥の当接時にはセンサ機能が働かず、管内清掃部材の当接時にだけセンサ機能が働くように設計された機械的または電気的な検知装置である。したがって、請求項４に記載されたリミットスイッチ式の装置に限定されることはない。汚泥導入管の一端部における汚泥導入管端到達検知装置の設置場所は、例えば汚泥導入管の周壁でも、汚泥導入管の端でもよい。
この管端到達検知装置により管内清掃部材が汚泥導入管の管端に到達したのを検知した後における、乾式セメントキルン側の温度等の制御方法や、洗浄水の供給系の吸引等の制御方法は、請求項１や請求項２のものに限定されない。要は、管内清掃部材とともに大量の洗浄水がキルン窯尻側内へ流れ込み、炉内の不具合を起こさないような手法が施されていればよい。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、上記汚泥導入管の一端部に設けられて、この汚泥導入管内へ先端部が突出された可動式の検知部材と、上記管内清掃部材の当接により伸長または収縮する上記検知部材用の原点復帰ばねと、上記検知部材により操作されるリミットスイッチとを有する請求項３に記載の管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置である。
検知部材としては、含水汚泥に対して耐蝕性を有する各種の金属素材またはプラスチック素材などからなる板材、棒材、ブロック材などが挙げられる。この検知部材は、汚泥導入管の一端部に回動自在に軸支されてもよいし、上下左右および斜め方向へ、直線的または曲線的に、スライド可能に取り付けられていてもよい。要は、リミットスイッチを操作することができるように、汚泥導入管に設けられていればよい。
原点復帰ばねのばね力は、比較的小さな当接圧となる含水汚泥の当接時にはリミットスイッチのセンサ機能が働かず、比較的大きな当接圧が得られる管内清掃部材の当接時にだけリミットスイッチのセンサ機能が働くようになっている。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、上記管内清掃部材が、スポンジの少なくとも一端面にゴムがコーティングされた部材である請求項３または請求項４に記載の管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置である。
スポンジの素材としては、例えば発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレンなどの各種合成樹脂を採用することができる。
ゴムコーティングは、スポンジの一端面でも、両端面でも、外周面を含む全表面でもよい。
【００１６】
【作用】
請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、まず管内清掃部材を汚泥導入管の管内に挿入し、次いで管内清掃部材を洗浄水による背圧の作用により汚泥導入管のキルン窯尻側へ移動させる。これにより、管内に残った含水汚泥を管端から押し出しながらこの汚泥導入管内を清掃する。
具体的には、洗浄水が作用して管内清掃部材が含水汚泥を背後より押しながら、汚泥導入管の内周面に付着した汚泥を掻き取り、その後、この掻き取られた管内周面を管内清掃部材に背圧を作用させている洗浄水によって洗い流す。汚泥導入管の管端から押し出された含水汚泥は、通常運転時の乾式セメントキルン内で発生したセメント原料の焼成熱により焼却される。
次に、この管内清掃時において、管内清掃部材が汚泥導入管の一端付近に到達したなら、いったん、洗浄水による背圧の作用を停止する。その後の工程は、請求項１，請求項２の清掃方法の場合で、その作用が異なる。
【００１７】
請求項１の清掃方法の場合には、乾式セメントキルン内のセメント原料の焼成温度を、汚泥導入管内に充填された洗浄水が、キルン窯尻側へ流れ込んでも、乾式セメントキルンの運転に支障がない温度まで昇温させる。その後、洗浄水による背圧の作用を再開させ、この汚泥導入管内の洗浄水を、管内清掃部材とともに、汚泥導入管の一端からこのキルン窯尻側の内部へと排出する。なお、この汚泥導入管の管端より排出された管内清掃部材および洗浄水は、キルン内の焼成熱によって焼却されたり、水蒸気となる。
請求項２の清掃方法の場合には、汚泥導入管内に残った洗浄水を、汚泥導入管の洗浄水供給側へ吸い戻して回収する。これにより、汚泥導入管内に残った多量の洗浄水を管内清掃部材とともに、キルン窯尻側へ排出した際に生じる炉内温度の低下が解消される。その後、管内清掃部材を汚泥導入管の一端から管外へ押し出す。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、汚泥導入管内を移動中の管内清掃部材が、汚泥導入管の一端部に設けられた検知部材の先端部に当接すると、原点復帰ばねが伸長または収縮して検知部材が可動して、リミットスイッチを切る。このスイッチの作動に基づき、いったん、洗浄水による背圧の作用が停止される。これは、その後に多量の洗浄水がキルン炉内へ流れ込んで、急激に炉内温度が低下して乾式セメントキルンが損傷したり、中間製造されるセメントクリンカの品質の低下に対応するために、キルン内温度を高めたり（請求項１）、洗浄水を汚泥導入管の洗浄水供給側へ吸い戻す（請求項２）ためである。このように、管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置として、リミットスイッチ式のものを採用したので、装置の低コスト化が図れる。
【００１９】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、汚泥導入管内に挿入された管内清掃部材は、少なくとも一端面にコーティングされたゴムにより洗浄水による背圧の作用を漏らさず受けるので、管内清掃部材は、この管内を円滑な速度で移動することができる。しかも、汚泥導入管内の清掃時、弾性体であるスポンジの周面が、汚泥導入管の内周面にしっかり密着するので、良好にこの管内を清掃することができる。
また、管内清掃部材は、スポンジやゴムという安価な材料から作られているので、洗浄後、高温のキルン窯尻側内へ投入されて焼却処理されるこの管内清掃部材を低コストで製造することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、この発明の第１実施例に係る管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置が適用されたセメント焼成設備の模式断面図である。図２は、同じく管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置の使用状態における拡大断面図である。
図１において、１０は管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置（以下、単に管端到達検知装置という場合がある）であり、この管端到達検知装置１０は、セメント焼成設備のプレヒーター１１の下部からセメント原料焼成用の乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａまでの間（キルン窯尻側）に一端が連結された汚泥導入管１６の管内を清掃する管内清掃部材２０が、この汚泥導入管１６の一端部に到達したことを検知する装置である。なお、汚泥導入管１６は、乾燥、添加剤添加などの前処理が施されていない下水汚泥などの含水汚泥ａをこの窯尻部１２ａへ導入するパイプである。また、この汚泥導入管１６の中途部には、この管路を、汚泥導入装置２１からの含水汚泥ａの供給側、または、洗浄水供給装置２２からの洗浄水ｂの供給側に切り換える３方弁２３と、管内清掃部材２０の挿入口部２４が連結されている。
【００２１】
セメント焼成設備は、プレヒーター１１内で仮焼されたセメント原料を、乾式セメントキルン１２内で焼成してセメントクリンカを中間製造する設備である。なお、ここで用いられる乾式セメントキルン１２は、９０〜１００ｔ／ｈでセメントクリンカを生産するものとする。
プレヒーター１１は、図外の原料ミルにより粉砕されたセメント原料を、下流の乾式セメントキルン１２により焼成し易いように、所定温度まで予熱するものである。プレヒーター１１は、多数のサイクロンを、数階建ての鉄骨架台に搭載して設けられている。また、通常、最上段のサイクロンには、ファンを有して仮焼時に生じたガスを図外のガス処理設備へ導くガス排出系が接続されている。
乾式セメントキルン１２は、若干下流側へ下方傾斜した横向き円筒状のキルンシェルを有している。キルンシェルの内周面には、耐火物が張られている。
このシェルを周方向へ回転させながら、重油や微粉石炭を燃料にしてバーナーで加熱することで、プレヒーター１１からのセメント原料を焼成し、セメントクリンカを中間製造する。その後、このクリンカは、乾式セメントキルン１２の下流部に連結されたクリンカクーラにより冷却され、仕上げ工程へ送られる。
【００２２】
上記汚泥導入装置２１は、下水処理場の沈降汚泥などの含水汚泥ａをスラリー状態のまま、プレヒーター１１の下部から乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａまでの間に、汚泥導入管１６を介して、直接、導入する装置である。すなわち、外設された図外の汚泥受入設備からの含水汚泥ａは、いったん圧送ポンプ１３によって汚泥タンク１４に貯留され、そこから随時、圧送ポンプ１５により汚泥導入管１６を通して乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａへ導入される。なお、窯尻部１２ａにおける含水汚泥ａの導入箇所の温度は１０００℃である。汚泥導入管１６の一端面は、窯尻部１２ａの内面と面を揃えている（図２参照）。
汚泥導入管１６内を清掃する上記管内清掃部材２０は、汚泥導入管１６の内径より若干大径な円柱形のスポンジを本体とし、この一端面にゴム２０ａをコーティングした部材である。管内清掃部材２０の汚泥導入管１６への挿入時には、挿入口部２４から、ゴム２０ａ側を進行方向へ向けて挿入する。
汚泥導入管１６内へ洗浄水ｂを供給する上記洗浄水供給装置２２は、洗浄水ｂの貯水タンク２５と、洗浄水ｂの圧送ポンプ２６と、を有している。圧送ポンプ２６により汚泥導入管１６側へ圧送された洗浄水ｂは、水洗側へ切換られた３方弁２３から汚泥導入管１６の管内へ流れ込む。次に、図２を参照して管端到達検知装置１０を詳細に説明する。
【００２３】
図２に示すように、管端到達検知装置１０は、汚泥導入管１６の一端部に切欠された開口部１６ａから先端部が管内へ挿入された棒形の検知部材２７と、検知部材２７への管内清掃部材２０の当接により伸長する原点復帰ばね２８と、検知部材２７により操作されるリミットスイッチ２９と、を有している。検知部材２７はその中間部が、汚泥導入管１６の開口部１６ａを封止する軸支板３０に、回転軸３１を介して、回動可能に軸支されている。
なお、検知部材２７の軸支部分は、蛇腹式のカバー３２によって、ごみや埃などが付着しないように覆われている。原点復帰ばね２８は、このばね端部の一方が検知部材２７の外部突出した元部に固着され、またばね端部の他方が、乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａの外周面に固着されている。リミットスイッチ２９は、図外のブラケットを介して、窯尻部１２ａに取り付けられている。
【００２４】
次に、この第１実施例に係る管端到達検知装置１０を用いた汚泥導入管の清掃方法を説明する。
図１に示すように、セメント焼成設備において、セメント原料は、プレヒーター１１の各サイクロンを流下中に仮焼される。その後、セメント原料は、乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａへ流れ込み、バーナーの熱により焼成されて、セメントクリンカとなる。
この際、乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａ内には、汚泥タンク１４内の含水汚泥ａが、汚泥導入装置２１により、汚泥導入管１６を介して４ｔ／ｈの導入量で、この乾式セメントキルン１２内に流し込まれる。
具体的な含水汚泥ａの窯尻部１２ａ内への導入は、図外の汚泥受入設備から圧送ポンプ１３により、いったん、汚泥タンク１４に貯留され、その後、随時、汚泥タンク１４の下部に連結された圧送ポンプ１５によって、３方弁２３が汚泥導入側へ切り換えられた汚泥導入管１６を通って、乾式セメントキルン１２の窯尻部１２ａへと投入される。投入後の含水汚泥ａは、予め高いコストがかかる脱臭、乾燥、添加物添加といった前処理を施さなくても、セメント原料の焼成時のバーナー熱により、経済的に焼却することができる。
【００２５】
汚泥導入管１６の管内清掃時には、まず乾式セメントキルン１２の運転を維持しながら、汚泥導入管１６内に残った含水汚泥ａを除去する。すなわち、キルン運転状態において、３方弁２３を汚泥導入側から水洗側へと切り換える。次いで、管内清掃部材２０を、挿入口部２４から、ゴム２０ａ側を進行方向へ向けて挿入する。そして、圧送ポンプ２６で圧送された洗浄水ｂによる背圧の作用により、管内清掃部材２０を汚泥導入管１６の一端側へ移動させる。これにより、管に残った含水汚泥ａは、汚泥導入管１６の一端側の管端から押し出される。
具体的には、洗浄水の作用により管内清掃部材２０が含水汚泥ａの背後を押しながら、汚泥導入管１６の内周面に付着した若干の含水汚泥ａをも掻き取り、その後さらに、この掻き取り後の管内周面を洗浄水ｂで洗浄する。なお、管端から押し出された含水汚泥ａは、通常運転中の乾式セメントキルン１２内で、セメント原料の焼成熱（１０００℃）により焼却される。
【００２６】
次に、この管内清掃時において、この汚泥導入管１６内を清掃中の管内清掃部材２０が、汚泥導入管１６の一端部に設けられた検知部材２７の先端部に当接すると、原点復帰ばね２８が伸長して、検知部材２７が回動軸３１を中心に回動し、リミットスイッチ２９を切る。このスイッチングに基づき、図外の制御部から圧送ポンプ２６へ向かってポンプ作動停止指令が出力され、これにより洗浄水ｂによる背圧の作用が、いったん、停止される。このように、管端到達検知装置１０として、リミットスイッチ２９式の装置を採用したので、装置の低コスト化を図ることができる。
その後、乾式セメントキルン１２内の温度を、汚泥導入管１６内に残った多量の洗浄水ｂが、この窯尻部１２ａへ投入されても、この乾式セメントキルン１２の運転に支障をきたさない温度まで上昇させる。それから、洗浄水ｂによる背圧の作用を再開させて、汚泥導入管１６内の洗浄水ｂを、管内清掃部材２０とともにその管端から、窯尻部１２ａ内へ排出する。これにより、多量の洗浄水ｂがキルン１２内へ流れ込むことで発生する、急激な炉内温度の低下を防止することができる。この結果、この急激な温度低下を原因とした、乾式セメントキルン１２内に張られた耐火物などの損傷や、中間製造されるセメントクリンカの品質の低下を防止することができる。なお、この汚泥導入管１６の管端より排出された管内清掃部材２０および洗浄水ｂは、乾式セメントキルン１２内の焼成熱によって焼却されたり、水蒸気となる。
【００２７】
また、汚泥導入管１６内を移動中の管内清掃部材２０は、その一端面にゴム２０ａがコーティングされているので、洗浄水ｂを漏らさず、背圧の作用を受けることができる。これにより、管内清掃部材２０は、この管内を円滑な速度で移動することができる。しかも、汚泥導入管１６内の清掃時には、弾性体であるスポンジの周面が、汚泥導入管１６の内周面にしっかり密着するので、この汚泥導入管１６の内部を良好に清掃することができる。
また、管内清掃部材２０は、スポンジやゴム２０ａという安価な材料から製造されているので、洗浄後、高温の窯尻部１２ａ内へ投入されて焼却処理されるこの管内清掃部材２０を低コストで製造することができる。
【００２８】
次に、図３に基づいて、この発明の第２実施例に係る汚泥導入管の清掃方法およびこれに用いられる管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置を説明する。
図３は、この発明の第２実施例に係る管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置の使用状態の模式的に示す断面図である。
図３に示すように、この第２実施例では、管内清掃部材２０Ａとして、全周面にゴム２０ａをコーティングした円柱状のものを採用している。また、第１実施例と基本的に同じ構造の管端到達検知装置１０Ａを、汚泥導入管１６の管端部に着脱可能としている。そして、汚泥導入管１６の管端部付近には、上方へ屈曲した上曲部１６ｘを設けている。上曲部１６ｘは、汚泥導入管１６内に洗浄水ｂを圧送して管内清掃をする際に、洗浄水による背圧の作用によって汚泥導入管１６内に残った含水汚泥ａを汚泥導入管１６の管端から押し出しても、この汚泥導入管１６内の洗浄水ｂが、この管端から一気に流出することを防ぐためである。
【００２９】
以下、この第２実施例の汚泥導入管の清掃方法を説明する。
清掃を実施するためには、圧送ポンプの運転を停止し、投入口遮断弁５０を閉じておくことにより、汚泥の圧送を停止しておく。よって、汚泥導入管１６内には含水汚泥ａが詰まっている。また、管端到達検知装置１０Ａは汚泥導入管１６から取り外され、この汚泥導入管１６の管端到達検知装置１０Ａの組み付け部分は蓋閉されている。
まず、上曲部１６ｘの下流側の垂直部に設けられた投入口遮断弁５０は開弁される。
また、汚泥導入管１６の挿入口部２４より下流側（キルン側）には、逆流防止弁５１が設けられ、この逆流防止弁５１は開弁状態とされる。また、この挿入口部２４の上流側（ポンプ側）には、切換弁５２が配設され、切換弁５２はポンプとこの汚泥導入管１６とを連通している。
また、この汚泥導入管１６の乾式セメントキルン１２側の管端部には、短尺な水平分岐部１６ｂが設けられ、この水平分岐部１６ｂの管端は盲フランジにより蓋止めされている。上曲部１６ｘの投入口遮断弁５０より若干上流部と、水平分岐部１６ｂとは、閉弁された水抜き弁５３を有する水抜き管により連通されている。また、上曲部１６ｘの水抜き管よりやや上流部にはサンプリング管の元部が連結され、このサンプリング管の下端部はサンプリング槽５４内に配置されて、しかも途中にサンプリング弁５５を有している。そして、汚泥導入管１６の挿入口部２４と切換弁５２との間には、洗浄水供給管とピット弁５７とが介装されている。洗浄水供給管は圧送ポンプ２６に接続されている。また、圧送ポンプ２６と汚泥導入管１６への接続端との間の洗浄水供給管には圧送弁５６が介装されている。ピット弁５７は戻し管に介装されており、この戻し管の一端は上記汚泥導入管１６に、その他端は図外の地下ピットへそれぞれ接続されている。
【００３０】
清掃にあたっては、まず、含水汚泥ａが詰まった汚泥導入管１６の投入口遮断弁５０を開弁し、管内で発生したメタンガスなどを抜く。ただし、このガス抜きは、圧送停止から長時間が経過したときだけ行う。次いで、逆流防止弁５１を閉弁する。汚泥圧送ポンプ１５を逆転運転して、逆流防止弁５１より上流側の汚泥導入管１６の管内圧が０ｋｇ／ｃｍ２とする。
そして、切換弁５２を切り換えて含水汚泥ａの引き戻し先を、例えば他の乾式セメントキルンとする。
それから、挿入口部２４を介して、管内清掃部材２０Ａを汚泥導入管１６内へ挿入する。挿入後は、この挿入口部２４を閉蓋する。そして、地下ピット弁５７を閉弁する。管端到達検知装置１０Ａを汚泥導入管１６の管端部に取り付ける。次いで、逆流防止弁５１を開弁し、圧送弁５６を開弁して圧送ポンプ２６により、所定圧力の洗浄水ｂを汚泥導入管１６の管内清掃部材２０Ａの背後へ供給する。切換弁５２が閉じているので、洗浄水ｂは汚泥導入管１６中を窯尻部１２ａへと流入する。この結果、洗浄水ｂが管内清掃部材２０Ａの背圧となって、これを窯尻部１２ａへ押していく。押された管内清掃部材２０Ａは、上曲部１６ｘを乗り越えて汚泥導入管１６の管端部へ到達する。管内清掃部材２０Ａにより汚泥導入管１６内が清掃されることとなる。また、この管内清掃部材２０Ａの到達を管端到達検知装置１０Ａが検知すると、圧送ポンプ２６の運転を停止する。
【００３１】
それから、圧送弁５６を閉弁し、地下ピット弁５７を開いて汚泥導入管１６の管端側内の洗浄水ｂを地下ピットへ排出する。次に、投入口遮断弁５０を閉じて、検知装置１０Ａを取り外し、その部分を蓋止めする。さらに、水平分岐部１６ｂの盲フランジを開いて、長尺な棒により管内清掃部材２０Ａをキルンの窯尻部１２ａ内へ突き落とす。そして、盲フランジを閉じるとともに、閉じていた水抜き弁５３を開いて上曲部１６ｘ内の水抜きを行う。それから、サンプリング弁５５を開弁して、洗浄水ｂの有無を確認する。その後、サンプリング弁５５を閉じる。
この清掃終了後、乾式セメントキルン１２の運転を停止してこれを冷却する。この後、キルン内の耐火物の張り替え作業などのメンテナンス作業を行うこととなる。
このように洗浄水を回収することで、汚泥導入管１６内に残った多量の洗浄水ｂを管内清掃部材２０とともに、汚泥導入管１６の管端から窯尻部１２ａ内へ排出した際に生じる炉内温度の低下が解消される。よって、乾式セメントキルン１２の運転を安定化させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によれば、管内清掃部材による汚泥導入管内の清掃時において、管内清掃部材が汚泥導入管の一端付近に到達したら、洗浄水による背圧の作用をいったん停止して、乾式セメントキルン内のセメント原料の焼成温度を所定温度まで昇温し、その後、洗浄水による背圧の作用を再開して、洗浄水を管内清掃部材とともに汚泥導入管の管端より排出したり、または、汚泥導入管内の洗浄水を吸い戻すようにした。この結果、汚泥導入管内の洗浄時に、この一端から多量に排出された洗浄水によるキルン内温度の急激な低下を原因とした、この乾式セメントキルンの損傷およびセメントクリンカの品質低下を防止することができる。また、管内清掃により残存汚泥によるメタンガスなどの発生を回避することができ、キルンのメンテナンス作業を安全に行うことができる。
特に、請求項４に記載の発明によれば、管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置としてリミットスイッチ式のものを採用したので、検知装置の低コスト化を図ることができる。
さらに、請求項５に記載の発明によれば、管内清掃部材として、スポンジの少なくとも一端面にゴムをコーティングしたものを採用したので、管内清掃部材の管内移動を円滑に行うことができるとともに、使い捨てられる管内清掃部材を低コストで製造することができる。さらに、汚泥導入管内の清掃時、弾性体であるスポンジの周面が、汚泥導入管の内周面にしっかり密着して、この管内を良好に清掃することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例に係る管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置が適用されたセメント焼成設備を模式的に示す断面図である。
【図２】この発明の第１実施例に係る管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置の使用状態における拡大断面図である。
【図３】この発明の第２実施例に係る管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置の使用状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ  管内清掃部材の汚泥導入管端到達検知装置、
１１  プレヒーター、
１２  乾式セメントキルン、
１２ａ  窯尻部、
１６  汚泥導入管、
２０，２０Ａ  管内清掃部材、
２０ａ  ゴム、
２７  検知部材、
２８  原点復帰ばね、
２９  リミットスイッチ、
ａ  含水汚泥、
ｂ  洗浄水。
【図１】
0003611171.tif 000002
【図２】
0003611171.tif 000003
【図３】
0003611171.tif 000004