(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンの仮焼炉に可燃性廃棄物を投入する場合において、
仮焼炉上部で接続するサイクロンのガス出口におけるガス温度と仮焼炉下部で接続するロータリーキルン窯尻におけるガス温度との測定値に基づき、可燃性廃棄物の投入量を増減する方法であって、
前記サイクロンのガス出口におけるガス温度と前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度とにつき温度上限値を設定し、この各温度上限値に対応するガス温度の測定値とをそれぞれ対比し、この対比した温度上限値に近い方のガス温度が前記温度上限値を越えないように可燃性廃棄物の投入量を増減することを特徴とするセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法。
【請求項２】
前記サイクロンのガス出口におけるガス温度および前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度に加えて、前記サイクロンで捕集されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量の測定値に基づき前記温度上限値を変更し可燃性廃棄物の投入量を増減することを特徴とする請求項１記載のセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法。
【請求項３】
前記低融点化合物形成成分量として無水硫酸分量を測定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法。
【請求項４】
可燃性廃棄物を燃料として利用するニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンにおいて、
仮焼炉に取り付けた供給量調節可能な可燃性廃棄物供給手段と、
仮焼炉上部で接続するサイクロンのガス出口及びロータリーキルン窯尻のそれぞれに取り付けたガス温度測定手段と、
前記サイクロンのシュートに取り付けたセメント原料サンプル採取手段と、
このセメント原料サンプル採取手段により採取されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量を測定する成分測定手段と、
前記可燃性廃棄物供給手段に接続して、前記サイクロンのガス出口におけるガス温度と、前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度と、前記セメント原料サンプル採取手段により採取されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量とに基づき前記可燃性廃棄物の供給量を調節する供給量制御手段とを具備したことを特徴とするセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントクリンカーの焼成に用いられる燃料として、可燃性廃棄物特に未選別の廃プラスチックを有効利用するセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、可燃性廃棄物、特に廃プラスチック，廃白土，木屑，紙屑等の固体可燃性廃棄物の増大に伴い、その貯蓄場所や廃棄処理に苦慮するようになり、さらに生産者に廃棄処理の義務付けも課される等、産業界自体における産業廃棄物量の減少および処理時における環境汚染の防止等を効果的に達成させる処理方法が要望されるようになってきた。
【０００３】
従来、固体可燃性廃棄物を燃焼処理する例としては、廃プラスチックの専用あるいは微粉炭またはコークス等の化石燃料と併用して燃焼させる発電用ボイラ等の燃焼炉によって焼却するもの（例えば、特開平７−１１９９２２号公報）、あるいはパチンコ台やスロットマシン等の遊技機の廃棄物材料をセメントクリンカー焼成設備によって焼却するもの（例えば、特開平７−３００３５５号公報）等があった。
【０００４】
このうち、セメントクリンカー焼成工程に用いる燃料として固体可燃性廃棄物を微粉炭の一部に代えて用いる場合は、固体可燃性廃棄物の揮発ガス成分や燃焼灰等に含まれる各種成分をセメントクリンカーに取り込ませて、廃棄物の再資源化および有害成分の除去等を行わせることができ、極めて有望な固体可燃性廃棄物の処理方法となる。
【０００５】
この場合において、セメントクリンカー焼成設備としてのニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンは、図４に示すように、仮焼されたセメント原料を温度  １３００  ℃以上に昇温して焼成反応させてセメントクリンカを生成するロータリーキルン１と、ロータリーキルン１から排出される高温ガスを導入するとともに燃料を投入して予熱されたセメント原料を仮焼する仮焼炉２と、仮焼炉２から排出される高温ガスを導入してセメント原料を  ８００〜９００  ℃に昇温するプレヒーター（予熱装置）３とからなる。
【０００６】
プレヒーター３は、複数のサイクロン３ａ〜３ｄを多段に接続した多段式サイクロンを構成し、最上段のサイクロン３ｄと上から２番目のサイクロン３ｃとを接続するダクト３ｅにセメント原料を投入する投入口３ｆが設けられ、最下段のサイクロン３ａとロータリーキルン１との間に予熱された原料をロータリーキルン１側に投入させるシュート３ｇが設けられ、最上段のサイクロン３ｄから延設された廃ガスダクトの所定位置に予熱後のガスを排出させる誘引ファン３ｈが設けられている。
【０００７】
仮焼炉２には、下部に微粉炭を吹き込む複数のバーナー２ａと固体可燃性廃棄物を投入させることができる投入口２ｂとを設け、仮焼炉２の下端からロータリーキルン１のロータリーキルン窯尻１ａまで接続するライジングダクト２ｃと、仮焼炉２の上端から最下段のサイクロン３ａの側周面に接続する上部ダクト２ｄとを備え、仮焼炉２で固体可燃性廃棄物および微粉炭を燃焼させるとともに、ロータリーキルン１からの排ガスをライジングダクト２ｃを介して仮焼炉内に導入し、仮焼炉２からの排ガスを上端から上部ダクト２ｄを介して最下段のサイクロン３ａに導入するようにしている。
【０００８】
ロータリーキルン１には、ロータリーキルン窯前１ｂに微粉炭を吹き込むバーナー１ｃを備え、焼成されたセメントクリンカを冷却して排出するクーラー４をロータリーキルン窯前１ｂに接続して、所定温度で焼成させるとともに焼成されたセメントクリンカをロータリーキルン窯前１ｂからクーラー４に移し、温度を下げて排出させる。
【０００９】
そして、固体可燃性廃棄物を微粉炭代替燃料として投入できるようにするため、ゴミ収集車やトラック等により埋立て用廃棄物として搬送される固体可燃性廃棄物を投入するホッパー５と、そのホッパー５に投入された固体可燃性廃棄物を一定の搬送量で搬送する定量供給機６と、定量供給機６により搬送された固体可燃性廃棄物を仮焼炉２に空気輸送する空気輸送機６ａとを備え、埋立て用廃棄物中の最大の大きさのものを上限（上限値  １５０ｍｍ）とする大きさの固体可燃性廃棄物をホッパー５に投入して、定量供給機５により一定の供給量で仮焼炉２に投入させることができるようにした。
【００１０】
このニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンによるセメントクリンカーの焼成では、ロータリーキルン窯前１ｂと仮焼炉２とに設けた、それぞれのバーナー１ｃ，２ａから燃料である微粉炭を吹き込み、燃焼させて、熱源にするとともに、仮焼炉２に投入された固体可燃性廃棄物が仮焼炉２内で燃焼して微粉炭の一部に代えた熱源となる。
【００１１】
この固体可燃性廃棄物の供給を行う操業では、固体可燃性廃棄物を一定供給量（例えば、セメント生産１ｔあたり約  ２５  ｋｇ）で投入する。
そして、この場合に、セメント原料のライジングダクト２ｃ、上部ダクト２ｄやサイクロン３ａおよびロータリキルン１等の内壁への融着（コーチング付着）が可燃性廃棄物の非投入操業の場合と同等であれば、その非投入操業と同等の操業が維持できる。
【００１２】
〔問題点〕
このような可燃性廃棄物のセメント燃料化においては、可燃性廃棄物が数多くの発生元から多種少量ずつ発生するものを集めたものであり、燃焼特性が不均一で変動が大きく、微粉炭とは異なる燃焼特性を示すから、固体可燃性廃棄物を微粉炭の代替燃料として有効利用しようとする場合、以下に示すような問題点があった。
【００１３】
微粉炭は仮焼炉２の内部で燃焼が完結し、セメント原料は燃焼ガス中に分散されて、  ８００℃以上まで昇温されるが、燃焼特性が微粉炭と異なる固体可燃性廃棄物では、仮焼炉内で固体可燃性廃棄物の燃焼が完結せず、仮焼炉外で一部が燃焼するようになるため、セメント原料が仮焼炉外で局所的な高温部にさらされ、溶融が開始して、仮焼炉前後に配設されたライジングダクト２ｃ、上部ダクト２ｄおよびサイクロン３ａ等の内壁にコーチングが融着するようになり、通風阻害を発生させる。そして、ライジングダクト２ｃ、上部ダクト２ｄやサイクロン３ａ等の内面へのコーチングの付着が成長し、さらに進行すると、ライジングダクト２ｃ、サイクロン３ａあるいはシュート３ｇの融着物が大きな塊となって自重により壁面から落下し、サイクロン詰まりを引き起こす等の不具合が起こるようになる。
【００１４】
そして、このことは、以下の  （ａ）〜（ｃ）  では顕在化しないが、（ｄ）  〜（ｆ）  では顕在化し、その結果として、安定な操業を阻害する。
（ａ）  可燃性廃棄物が少品種多量であり燃焼特性が均一で変動が小さい。
（ｂ）  可燃性廃棄物供給時間が数時間〜数十時間と短時間である、
（ｃ）  可燃性廃棄物供給量が少量である。
（例えば、セメント生産１ｔあたり２５ｋｇ以下）
（ｄ）  可燃性廃棄物が多品種少量であり燃焼特性が不均一で変動が大きい。
（ｅ）  可燃性廃棄物供給時間が数百時間以上と長期間である。
（ｆ）  可燃性廃棄物供給量が多量である。
（例えば、セメント生産１ｔあたり２５ｋｇ超過）
【００１５】
このため、ニューサスペンションプレヒーター付きロータリキルンの操業では、微粉炭の一部に代えて、多品種少量であり各品種ごとに燃焼特性が異なり、総体としての燃焼特性が不均一で変動が大きい可燃性廃棄物を、多量に長期間連続して定量供給した場合には、コーチングの増加により、長期的に安定した操業をすることができない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、それを解決するため具体的に設定した技術的な課題は、ニューサスペンションプレヒーター付きロータリキルンの操業において、多品種少量であり、各品種ごとに燃焼特性が異なるため、総体としての燃焼特性が不均一で変動が大きい可燃性廃棄物を、多量に長期間連続して使用した場合であっても、長期的に安定した操業を可能にするセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法およびその装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を効果的に解決できる具体的に構成された手段としての、本発明における請求項１に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法は、ニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンの仮焼炉に可燃性廃棄物を投入する場合において、仮焼炉上部で接続するサイクロンのガス出口におけるガス温度と仮焼炉下部で接続するロータリーキルン窯尻におけるガス温度との測定値に基づき、可燃性廃棄物の投入量を増減する方法であって、前記サイクロンのガス出口におけるガス温度と前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度とにつき温度上限値を設定し、この各温度上限値に対応するガス温度の測定値とをそれぞれ対比し、この対比した温度上限値に近い方のガス温度が前記温度上限値を越えないように可燃性廃棄物の投入量を増減することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項２に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法は、前記サイクロンのガス出口におけるガス温度および前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度に加えて、前記サイクロンで捕集されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量の測定値に基づき前記温度上限値を変更し可燃性廃棄物の投入量を増減することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法は、前記低融点化合物形成成分量として無水硫酸分量を測定することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼装置は、可燃性廃棄物を燃料として利用するニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンにおいて、仮焼炉に取り付けた供給量調節可能な可燃性廃棄物供給手段と、仮焼炉上部で接続するサイクロンのガス出口及びロータリーキルン窯尻のそれぞれに取り付けたガス温度測定手段と、前記サイクロンのシュートに取り付けたセメント原料サンプル採取手段と、このセメント原料サンプル採取手段により採取されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量を測定する成分測定手段と、前記可燃性廃棄物供給手段に接続して、前記サイクロンのガス出口におけるガス温度と、前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度と、前記セメント原料サンプル採取手段により採取されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量とに基づき前記可燃性廃棄物の供給量を調節する供給量制御手段とを具備したことを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
ただし、設備の説明において、従来の技術と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
なお、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００２４】
〔設備構成〕
この実施の形態におけるセメントクリンカー焼成設備は、１時間あたりのセメント生産能力が  １００ｔのニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンに、図１に示すように、可燃性廃棄物を受け入れるホッパー５に投入された可燃性廃棄物を任意の供給量で搬送する供給機（可燃性廃棄物供給手段）１１と、この供給機１１により搬送された可燃性廃棄物を仮焼炉２に一定の輸送量で輸送する空気輸送機あるいはベルトコンベア等の輸送機１１ａと、シュート３ｇに設けて捕集原料をサンプリングし低融点化合物形成成分を測定する自動サンプリング・搬送装置（セメント原料サンプル採取手段）１２と、ロータリーキルン窯尻１ａに設けて窯尻ガス温度を測定する窯尻ガス温度計（温度測定手段）１３と、最下端のサイクロン３ａのガス出口部に設けてサイクロン出口ガス温度を測定するサイクロン出口ガス温度計（温度測定手段）１４と、自動サンプリング・搬送装置１２によって搬送されたサンプルの低融点化合物形成成分量を分析し測定する成分測定装置１５と、窯尻ガス温度計１３、サイクロン出口ガス温度計１４、成分測定装置１５からの各出力信号を入力して供給機１１による可燃性廃棄物の搬送速度を調節して搬送量を制御する供給量制御装置（供給量制御手段）１６とを備える。
【００２５】
この設備に用いられる微粉炭代替燃料となる可燃性廃棄物としては、廃プラスチック，廃白土，木屑，紙屑等の固体可燃性廃棄物を主とし、これに油分や水分が含まれていても利用可能で、一般に、埋立て用に実際に収集される大きさを有し、微粉炭より発熱量が低い可燃性廃棄物や、その発生工程により粉状で燃焼特性が微粉炭に近い可燃性廃棄物等を含んだ、燃焼特性が不均一で変動が大きい可燃性廃棄物を使用することができる。
【００２６】
一般に、産業廃棄物の埋立て基準が粒径を  １５０ｍｍまでと規定されているため、実際に埋立て用に収集される廃棄物を利用する場合には、最大粒径が  １５０ｍｍとなり、仮焼炉２へ投入される可燃性廃棄物の粒径は数μｍ〜１５０  ｍｍである。
【００２７】
自動サンプリング・搬送装置１２により測定される低融点化合物形成成分としては、焼成温度（例えば、  １４５０  ℃）  に対して比較的低温域（例えば、１０５０〜１２００℃）  で他のセメント原料成分と反応して付着性の高い化合物を生成する酸・アルカリ成分であって、塩素（Ｃｌ）分、無水硫酸（ＳＯ３  ）分、ナトリウム（Ｎａ）分、カリウム（Ｋ）分等が挙げられ、特にコーチングの成長と関係が深いことが知られている塩素および無水硫酸分を測定対象とすることが好ましい。
【００２８】
このうち、低融点化合物形成成分の測定対象としては、コーチング量との相関が高く、しかも成分測定量に対するコーチング量の変化が明確に現れるため、無水硫酸分が最も好ましい。
この無水硫酸分を含有する低融点化合物としては、ＣａＳＯ４  、２ＣａＳＯ４  ・Ｋ２  ＳＯ４  、３Ｃａ２  ＳｉＯ４  ・２ＣａＳＯ４  等が挙げられる。
【００２９】
〔制御方法〕
このように構成したセメントクリンカー焼成設備においては、供給量制御装置１６が成分測定装置１５によって測定された低融点化合物形成成分量と、窯尻ガス温度計１３によって測定されたロータリーキルン窯尻１ａの窯尻ガス温度と、サイクロン出口ガス温度計１４によって測定されたサイクロン出口ガス温度とのいずれかまたはこれらの組合せに基づき、供給機１１による可燃性廃棄物の搬送量を制御して、仮焼炉２に供給される可燃性廃棄物の供給量を調節し、セメント原料を、サイクロン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ間を通過する時の排ガスとの熱交換により所定予熱温度まで予熱し、仮焼炉２によって所定仮焼温度で仮焼し、ロータリーキルン１で所定焼成温度に昇温させてセメントクリンカを焼成させる。
【００３０】
このセメントクリンカー焼成工程で可燃性廃棄物を供給して長期的に安定した操業をさせるには、定期的に行うライジングダクト２ｃ、上部ダクト２ｄやサイクロン３ａの掃除が１日の総掃除時間で平均すると、従来の可燃性廃棄物非投入操業と同等の概ね２時間で、  ３．４時間以上となる日が  ２０  日に１日程度の頻度以下になれば達成されるが、これは投入された可燃性廃棄物の燃焼により変動する燃焼温度が所定範囲内に納まるようにすれば実現され、これを供給機１１による搬送速度を制御して可燃性廃棄物の供給量を調節することにより行う。
【００３１】
供給機１１は、供給量制御装置１６からの出力信号に従い、２時間に１回最大増減量  ０．５ｔ／ｈの範囲内で搬送速度を調節することにより、仮焼炉２への可燃性廃棄物の供給量を増減する。
【００３２】
供給量制御装置１６は、図２に示すように、予め、各温度測定箇所における温度基準値と温度上昇許容幅の設定を行い、サイクロン３ａで捕集された捕集原料のＳＯ３  分量測定値から原料中のＳＯ３  分量の増減に対する温度上昇許容幅への影響を考慮して、サイクロン３ａの出口ガス温度測定値とロータリーキルン窯尻１ａのガス温度測定値とに基づき、可燃性廃棄物の供給により変化する各測定温度が所定範囲内に収まるために必要な制御量を求め、供給機１１に搬送速度を調節する信号を出力して、供給機１１による搬送量を制御する。
【００３３】
（１）  温度基準値
温度基準値は、可燃性廃棄物を投入しない操業における各データを基準値として設定する。すなわち、可燃性廃棄物が投入されていない操業におけるロータリーキルン窯尻温度、サイクロン出口ガス温度、サイクロン捕集原料中のＳＯ３  分量、１日あたりのコーチングの掃除時間に対応するコーチング量をそれぞれ測定して、基準値として設定し、記録する（ステップ２１）。
【００３４】
ここでは、コーチングの掃除時間をもってコーチング量を間接的に測定することとし、その変動幅を標準偏差（１σ）分を基準にして設定する。
▲１▼  窯尻ガス温度の平均値                  ：  １０３０  ℃
▲２▼  サイクロン出口ガス温度の平均値        ：  ８４０  ℃
▲３▼  サイクロン捕集原料中のＳＯ３  濃度平均値：  １．５  ％
▲４▼  サイクロン捕集原料中のＳＯ３  濃度変動幅：±０．５  ％
▲５▼  掃除時間（コーチング量）の平均値      ：    ２  時間／日
▲６▼  掃除時間（コーチング量）の変動幅      ：±０．７  時間／日（±  ３５  ％）
【００３５】
そして、ロータリーキルン窯尻温度（℃）と１日あたりのコーチングの掃除時間ＣＴ１  （時間／日）、サイクロン出口ガス温度（℃）と１日あたりのコーチングの掃除時間ＣＴ２  （時間／日）、サイクロン捕集原料中のＳＯ３  分量（％）と１日あたりのコーチングの掃除時間ＣＴ３  （時間／日）の関係を測定することにより、下記の関係式を得る。
【００３６】
ＣＴ１  ＝  ０．０３  ×窯尻ガス温度−  ２７．６            …  （１）
ＣＴ２  ＝  ０．０６  ×サイクロン出口ガス温度−  ４８．９    …  （２）
ＣＴ３  ＝  ０．７４  ×ＳＯ３  分量＋  １．１６                …  （３）
【００３７】
（２）  温度上昇許容幅
ロータリーキルン窯尻温度とサイクロン出口ガス温度とのそれぞれについて、その温度上昇の許容幅（温度基準値からの最大変動温度）は、可燃性廃棄物の投入時における掃除時間の変動幅の範囲内に納まるように規定する。
この際、サイクロン捕集原料中のＳＯ３  分量の増減に対する温度上昇許容幅への影響を考慮して温度上昇許容幅を求めることが好ましい。
【００３８】
サイクロン捕集原料中のＳＯ３  濃度が平均値である場合には、掃除時間の変動幅が±０．７  時間／日（±  ３５  ％）であるから、式１および式２から、ロータリーキルン窯尻温度の温度上昇許容幅は  ２３  ℃、サイクロン出口ガス温度の温度上昇許容幅は  １２  ℃である。
【００３９】
ここで、サイクロン捕集原料中のＳＯ３  分量の増減に対する温度上昇許容幅への影響を考慮すると、ＳＯ３  分量が少ない場合には相対的に温度上昇許容幅を大きくでき、また、ＳＯ３  分量が多い場合には相対的に温度上昇許容幅を小さくしなければならないから、ＳＯ３  分量が平均的な場合の他に、ＳＯ３  分量が少ない場合とＳＯ３  分量が多い場合とを考慮した少なくとも３段階にレベル分けした評価方法を採ることが、可燃性廃棄物の燃焼には、より効果的である。
【００４０】
ＳＯ３  分量に対応する３段階のレベルを決める場合、ＳＯ３  分量の変動幅（±０．５  ％）の範囲で平均値（１．５  ％）から各レベル毎に  ０．４％の幅で３段階に分けると、次のようになる。
ＳＯ３  分量レベル１    ＳＯ３  濃度  ０．９〜１．３  ％  （１．１  ％±  ０．２％）
ＳＯ３  分量レベル２    ＳＯ３  濃度  １．３〜１．７  ％  （１．５  ％±  ０．２％）
ＳＯ３  分量レベル３    ＳＯ３  濃度  １．７〜２．１  ％  （１．９  ％±  ０．２％）
【００４１】
この場合、温度上昇許容幅のＳＯ３  分量の各レベル毎の掃除時間の増減幅は、レベル２ではＳＯ３  分量が基準値と一致するから、特別な増減はなく、また、レベル１では式３の係数から  ０．７４  ×  （  １．１−１．５  ）  ＝−０．３  （ｈ）、掃除時間の平均値が２時間であるから−０．３  ／２．０  ＝−１５（％）となり  １５  ％の削減量に相当し、同様に、レベル３では  ０．７４  ×  （  １．９−１．５  ）  ＝０．３  （ｈ）であるから、０．３／２．０  ＝  １５  （％）となり  １５  ％の増加量に相当する。
【００４２】
これらをまとめると、各レベル毎のＳＯ３  分量による許容幅の増減量は、次のようになる。
レベル１では、−  １５  ％
レベル２では、±  ０  ％
レベル３では、＋  １５  ％
【００４３】
そして、これらに基づき、掃除時間に対応するコーチング量の増加が規定変動幅（  ３５  ％）の範囲内になるような、可燃性廃棄物の投入による各レベルにおける温度上昇許容幅を求めると、各レベル毎に次のようになる。
【００４４】
レベル１では、ＳＯ３  分量による許容幅の削減量が  １５  ％であるから、変動許容幅は  ３５  −（  −  １５  ）  ＝  ５０  （％）であり、時間では  ２×０．５  ＝  １  （ｈ）となる。この時、窯尻ガス温度の上昇許容幅は式１の係数から  １／  ０．０３  ＝  ３３  （℃）、サイクロン出口ガス温度の上昇許容幅は式２の係数から  １／  ０．０６  ＝  １７  （℃）となる。
【００４５】
レベル２では、ＳＯ３  分量による許容幅の削減量が  ０％であるから、変動許容幅は  ３５  ＋  ０＝  ３５  （％）であり、時間では  ２×０．３５＝  ０．７  （ｈ）となる。この時、窯尻ガス温度の上昇許容幅は式１の係数から  ０．７／  ０．０３  ＝  ２３  （℃）、サイクロン出口ガス温度の上昇許容幅は式２の係数から  ０．７／  ０．０６  ＝  １２  （℃）となる。
【００４６】
レベル３では、ＳＯ３  分量による許容幅の増加量が  １５  ％であるから、変動許容幅は  ３５  −  １５  ＝  ２０  （％）であり、時間では  ２×０．２  ＝  ０．４（  ｈ）となる。この時、窯尻ガス温度の上昇許容幅は式１の係数から  ０．４／  ０．０３  ＝  １３  （℃）、サイクロン出口ガス温度の上昇許容幅は式２の係数から  ０．４／  ０．０６  ＝  ７（℃）となる。
これらを纏めると表１に示す通りである。
これらは状態設定値として入力する（ステップ２１）。
【００４７】
【表１】
0003550312.tif 000002
【００４８】
（３）  温度目標値
サイクロン３ａで捕集された原料の測定ＳＯ３  分量からＳＯ３  分量レベル１〜３のどのレベルにあるかを特定し、そして、その特定されたＳＯ３  分量レベル１，２または３の中で、ロータリーキルン窯尻ガス温度とサイクロン出口ガス温度の測定値のうち、その温度上昇幅がロータリーキルン窯尻ガス温度とサイクロン出口ガス温度のそれぞれの温度上昇許容幅に近い方を選択し、その選択した温度上昇許容幅を有する温度上限設定値を温度目標値とし、設備各部の温度上昇により早く上限に達する方の温度上限設定値で上昇する温度を制限させる。
【００４９】
（４）  供給量制御
供給量制御装置１６による可燃性廃棄物の供給量の制御では、設定された温度目標値の範囲内で可燃性廃棄物の搬送量を増減させることにより行われる。
供給量制御装置１６が温度目標値を超えないように自動制御するためには、状態設定値の他に、制御設定値を必要とするため、制御設定値としては、下記の値を予め入力する（ステップ２２）。
データ取込み周期        ２  ｈ
制御周期                ２  ｈ
供給量初期値            ５  ｔ／ｈ
供給量上限            ７．５  ｔ／ｈ
供給量下限            ２．５  ｔ／ｈ
可燃性廃棄物増減量  ±０．５  ｔ／ｈ
温度上限値余裕幅        ５  ℃
【００５０】
各設定値が入力され（ステップ２１，２２）、操業が開始されると、データ取込み周期に従う状態測定値の取込みと制御周期に従う供給量制御を行う（ステップ２３）。取り込まれた状態測定値であるサイクロン捕集原料のＳＯ３  分量ｘ（％）と、窯尻ガス温度ｙ（℃）と、サイクロン出口ガス温度ｚ（℃）とに基づき可燃性廃棄物の供給量につき演算して供給量の増減操作を行う操作量を求め（ステップ２５）、その操作量に従う信号出力をする（ステップ２６）。
以上の制御動作を操業中繰り返すことにより、コーチング増加量を必要以上に増加させず、長期的に安定した操業をさせることができるようになる。
【００５１】
この操作量を求める演算（ステップ２５）では、図３に示すように、サイクロン捕集原料のＳＯ３  分量に対するレベル分けをしている場合には、まず、測定されたＳＯ３  分量ｘが表１に纏めたレベル１〜３のどのレベルに該当しているかを判定する（ステップ２５１  ）。
この判定されたレベルにおいて（ステップ  ２５２，２５３  ，２５４  ）、それぞれ各測定温度ｙ，ｚにおける基準温度からの温度上昇幅が、各々設定された上昇許容幅に対してどの程度の割合になるかを算出し（ステップ２５５  ）、そのそれぞれの割合のうち、どちらが高い割合であるかを評価し（ステップ２５６  ）、割合が高い方の測定対象温度を選択して、その該当する温度上限設定値を目標温度に設定する（ステップ  ２５７，２５８  ）。
【００５２】
そして、目標温度が設定された場合には、この目標温度を超えないようにするため、測定された窯尻ガス温度ｙまたはサイクロン出口ガス温度ｚのうち目標温度を設定した方の測定温度について評価し、その測定温度が▲１▼温度上限設定値（目標温度）を超えていれば（ステップ  ２５９または２６０  ）供給量を規定量（  ０．５ｔ／ｈ）だけ減少させた値を新たな供給量（操作量）として信号設定し（ステップ２６１  ）、また、▲２▼（温度上限値−温度上限値余裕幅）以下の場合（ステップ  ２６２，２６３または２６４，２６５  ）には、供給量を規定量（  ０．５ｔ／ｈ）だけ増加させた値を新たな供給量（操作量）として信号設定し（ステップ２６６  ）、また、▲３▼前記▲１▼と▲２▼の場合以外では、供給量（操作量）の増減をしない現状を維持したままにする（ステップ  ２６７）。
【００５３】
例えば、廃プラスチック投入燃焼時に下記測定値が得られた場合、
サイクロン捕集原料ＳＯ３  分量  ；  １．２  ％
窯尻ガス温度                  ；  １０５０  ℃
サイクロン出口ガス温度        ；  ８４５  ℃
【００５４】
温度目標値は以下のように求められる。
サイクロン捕集原料ＳＯ３  分量１．２  ％はレベル１に相当するから、窯尻ガス温度上限設定値は（１０３０＋３３）℃、サイクロン出口ガス温度上限設定値は（８４０＋１７）℃となる。
【００５５】
ガス温度上昇許容値との差は、窯尻ガス温度については（１０５０  −１０３０）／３３＝６１（％）、サイクロン出口については（８４５−８４０）／１７＝２９（％）と計算され、従って、窯尻ガス温度の方が高い割合であるので、目標温度を窯尻ガス温度の上限設定値である  １０６３  ℃に設定する。
【００５６】
このため、温度目標値  １０６３  ℃に対して測定窯尻ガス温度の値は  １０５０  ℃であるから、温度上限値−温度上限値余裕幅が  １０６３  −５  ＝  １０５８  ＞  １０５０  となり、測定窯尻ガス温度  １０５０  ℃が（温度上限値−温度上限値余裕幅）以下であるから、廃プラスチック供給量を規定量（  ０．５ｔ／ｈ）だけ増加させた新たな供給量になるように搬送量を制御することになる。
【００５７】
〔作用効果〕
セメントクリンカー生産能力  １００ｔ／ｈのニューサスペンションプレヒーター付きロータリキルンで、前述の制御方法を適用して、コーチング付着量の指標である１日あたりの掃除時間を  ２０  日間調査した場合について、従来の廃プラスチック投入技術と比較して示す。
【００５８】
（１）    温度測定のみによる投入量制御の場合
従来においてセメント生産１ｔあたり廃プラスチック投入量を約  ２５  ｋｇの一定量を投入していたものを、  ５０  ｋｇの一定量投入とした場合、コーチング付着量の平均値は、  ２５  ｋｇ投入時よりも若干増加するに止まったものの、掃除時間の変動幅が大きくなり、最大値が  ３．４ｈ以上に達する日が多発した。また、ダクト閉塞によるキルン停止には至らなかったものの、壁面付着したコーチング中塊の壁面落下が発生し、一時的にキルン能力を低くした運転を余儀なくされた。
【００５９】
また、サイクン出口ガス温度と窯尻ガス温度との測定値に基づき投入量（供給量初期設定値  ５０  ｋｇ／ｔ）を増減させた場合には、コーチング付着量平均値は従来技術と同様に増加したものの、コーチング付着量変動幅は従来技術の  ２５  ｋｇ投入時とほぼ同等で、１日あたりの掃除時間が  ３．４ｈ以上となった日は、従来技術の  ２５  ｋｇ投入時より若干多くなったに止まった。なお、廃プラスチック投入量は  ２０  日間平均すると  ５０  ｋｇとなった。
これらの結果を表２にまとめて示す。
【００６０】
【表２】
0003550312.tif 000003
【００６１】
（２）  塩素分を加味した投入量制御の場合
前述のサイクロン出口ガス温度と窯尻ガス温度の測定値に加えて、サイクロンで捕集されたセメント原料中の低融点化合物形成成分である塩素分を考慮して投入量を増減させた場合には、コーチング付着量平均値は従来技術同様に増加したものの、コーチング付着量変動幅は従来技術の  ２５  ｋｇ投入時と同等で、掃除時間が  ３．４ｈ以上となった日数も従来技術の  ２５  ｋｇ投入時と同等になった。なお、廃プラスチック投入量は  ２０  日間平均すると  ５０  ｋｇとなった。
これらの結果を表３にまとめて示す。
【００６２】
【表３】
0003550312.tif 000004
【００６３】
（３）  無水硫酸分を加味した投入量制御の場合
前述のサイクロン出口ガス温度と窯尻ガス温度の測定値に加えて、サイクロンで捕集されたセメント原料中の低融点化合物形成成分である無水硫酸分を考慮して投入量を増減させた場合には、コーチング付着量平均値は従来技術同様に増加したものの、コーチング付着量変動幅は従来技術の  ２５  ｋｇ投入時より小さく、掃除時間が  ３．４ｈ以上となった日数も従来技術の  ２５  ｋｇ投入時より少なくなった。なお、廃プラスチック投入量は  ２０  日間平均すると  ５０  ｋｇとなった。
これらの結果を表４にまとめて示す。
【００６４】
【表４】
0003550312.tif 000005
【００６５】
このようにセメントクリンカ焼成設備の可燃性廃棄物供給量の制御を行うと、可燃性廃棄物の供給量を増加させても掃除時間が  ３．４時間／日となる頻度は増加しないから、操業のトラブルとなるコーチング付着量の急激な増加を発生させることがなく、安定した操業を行うことができる。
また、可燃性廃棄物を燃料として有効利用するに不可避な、多品種少量で燃焼特性が不均一で変動が大きい可燃性廃棄物を、多量に長期間連続して使用した場合でも、長期的に安定した操業が可能となり、可燃性廃棄物の燃焼特性に応じ、可燃性廃棄物の使用量をコーチング量を増大させない範囲で最大にすることができて、その使用量がセメント生産量１ｔに対して  ５０  ｋｇ以上に倍増させることができる。
【００６６】
なお、ここで取り上げた低融点化合物形成成分である塩素分と無水硫酸分について、可燃性廃棄物を投入しない従来の操業において、サイクロン３で捕集されたセメント原料中の塩素分とコーチングの掃除時間との関係、および無水硫酸分とコーチングの掃除時間との関係を調査し、それぞれの相関係数を求めた結果、▲１▼  塩素分とコーチングの掃除時間との相関係数      …    ０．１４２５
▲２▼  無水硫酸分とコーチングの掃除時間との相関係数  …    ０．２０５９
となり、この結果からコーチングの掃除時間（すなわちコーチングの発生量）は塩素分よりも無水硫酸分との相関が高いことが分かる。
よって、塩素分を測定対象とするよりも無水硫酸分を測定対象として操業を行った方がより正確にコーチングの発生量をコントロールすることができることが分かり、表３と表４との結果と合わせて、測定対象として無水硫酸分が最も好ましいということを裏付けるものである。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明では、請求項１に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法では、ニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンの仮焼炉に可燃性廃棄物を投入する場合において、それぞれ温度上限値を設定した、仮焼炉上部で接続するサイクロンのガス出口におけるガス温度と、仮焼炉下部で接続するロータリーキルン窯尻におけるガス温度との測定値に基づき、可燃性廃棄物の投入量を増減するに際し、各温度上限値とその温度上限値に対応するガス温度の測定値とをそれぞれ対比し、この対比した温度上限値に近い方のガス温度が前記温度上限値を越えないように可燃性廃棄物の投入量を増減することにより、投入される可燃性廃棄物が仮焼炉のどの位置でどの程度の温度上昇を伴い燃焼しているかを推定することができ、ロータリーキルン窯尻におけるガス温度とサイクロンのガス出口におけるガス温度とのそれぞれの温度上昇幅が小さくなるように制御することができて、コーチングの発生量を効果的にコントロールすることができ、多品種少量であり燃焼特性が不均一で変動が大きい可燃性廃棄物を多量に長時間連続して使用した場合であっても、安定したキルン操業ができる。
【００６８】
また、請求項２に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法では、前記サイクロンのガス出口におけるガス温度および前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度に加えて、前記サイクロンで捕集されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量の測定値に基づき前記温度上限値を変更して可燃性廃棄物の投入量を増減することにより、セメント原料の中の低融点化合物形成成分の増減に対する温度の上限値への影響を考慮した適正な操作量を迅速に求めることができ、ロータリーキルン窯尻におけるガス温度とサイクロンのガス出口におけるガス温度とのそれぞれの温度上昇幅を小さくなるように制御することができ、コーチングの発生量をより正確にコントロールすることができて、相対的に可燃性廃棄物の投入量をより多くすることができ、燃焼温度を過大にすることなく正確な供給量制御を行なうことができる。
【００６９】
また、請求項３に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼方法では、前記低融点化合物形成成分量として無水硫酸分量を測定することにより、低融点化合物形成成分のうちでコーチングの発生量と最も相関の高い無水硫酸分の変動による影響を考慮して制御することができ、コーチングの発生量を一層正確にコントロールすることができ、より安定した運転を行うことができる。
【００７０】
また、請求項４に係るセメントクリンカー焼成工程における可燃性廃棄物の燃焼装置では、可燃性廃棄物を燃料として利用するニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンにおいて、仮焼炉に取り付けた供給量調節可能な可燃性廃棄物供給手段と、仮焼炉上部で接続するサイクロンのガス出口及びロータリーキルン窯尻のそれぞれに取り付けたガス温度測定手段と、前記サイクロンのシュートに取り付けたセメント原料サンプル採取手段と、このセメント原料サンプル採取手段により採取されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量を測定する成分測定手段と、前記可燃性廃棄物供給手段に接続して、前記サイクロンのガス出口におけるガス温度と、前記ロータリーキルン窯尻におけるガス温度と、前記セメント原料サンプル採取手段により採取されたセメント原料中の低融点化合物形成成分量とに基づき前記可燃性廃棄物の供給量を調節する供給量制御手段とを具備したことにより、原料のサンプリング、分析、低融点化合物形成成分量の測定値の入力を含めた自動化を行なうことができ、低融点化合物形成成分量に応じてサイクロンのガス出口とロータリーキルン窯尻とのそれぞれにおけるガス温度を効果的に制御するように可燃性廃棄物を供給することができ、多品種少量であり燃焼特性が不均一で変動が大きい可燃性廃棄物を、多量に長期間連続して使用しても、安定したキルン操業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンを示すシステム説明図である。
【図２】同上実施の形態における可燃性廃棄物の供給量制御を示す流れ図である。
【図３】同上実施の形態における演算内容を示す流れ図である。
【図４】従来のニューサスペンションプレヒーター付きロータリーキルンを示すシステム説明図である。
【符号の説明】
１  ロータリーキルン
１ａ  ロータリーキルン窯尻
１ｂ  ロータリーキルン窯前
２  仮焼炉
２ａ  バーナー
２ｂ  投入口
２ｃ  ラインジングダクト
３  プレヒーター（予熱装置）
３ａ，…，３ｄ  サイクロン
３ｇ  シュート
３ｈ  誘引ファン
５  ホッパー
１１  定量供給機（可燃性廃棄物供給手段）
１１ａ  輸送機
１２  自動サンプリング・搬送装置（セメント原料サンプル採取手段）
１３  窯尻ガス温度計（温度測定手段）
１４  サイクロン出口ガス温度計（温度測定手段）
１５  成分測定装置（成分測定手段）
１６  供給量制御装置（供給量制御手段）
【図１】
0003550312.tif 000006
【図２】
0003550312.tif 000007
【図３】
0003550312.tif 000008
【図４】
0003550312.tif 000009