(57)【要約】【課題】多種類の廃棄物を処理しながら生石灰を製造することのできるシステム等を提供する。【解決手段】生石灰焼成用キルン２を備え、該キルン２を利用して、石炭灰、汚染土壌、廃石膏ボード、下水汚泥、塩素バイパスダスト、建設系廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、カーボン灰及びごみ焼却炉ばいじんからなる群より選択される１種以上を処理しながら生石灰を製造する生石灰製造システム１等。生石灰焼成用キルン２は、既設のセメント焼成用キルンの原料予熱系からクリンカー冷却系までの少なくとも一部を利用することができ、新たに生石灰の生産設備を設置するための設備投資を削減することができる。キルン２によって製造された製品としての生石灰に不要な成分を、セメント原料、石膏、肥料、セメント用混合材、山元還元資源及び循環利用水からなる群より選択される１種以上に利用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰焼成用キルンを備え、
該生石灰焼成用キルンを利用して、石炭灰、汚染土壌、廃石膏ボード、下水汚泥、塩素バイパスダスト、建設系廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、カーボン灰及びごみ焼却炉ばいじんからなる群より選択される１種以上を処理しながら生石灰を製造することを特徴とする生石灰製造システム。
【請求項２】
前記生石灰焼成用キルンは、既設のセメント焼成用キルンの原料予熱系からクリンカー冷却系までの少なくとも一部を利用することを特徴とする請求項１に記載の生石灰製造システム。
【請求項３】
前記生石灰焼成用キルンの排ガスを集塵する高温集塵機と、
該高温集塵機の排ガスを脱硝し、ダイオキシン類を分解するチタン・バナジウム系触媒と、
一酸化炭素を分解する白金触媒又はパラジウム触媒とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の生石灰製造システム。
【請求項４】
前記脱硝後の排ガス、又は／及び前記生石灰焼成用キルンに付設された予熱器から排出されたガスで昇温された空気を用いて含水廃棄物を乾燥させる乾燥装置又は加熱装置を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の生石灰製造システム。
【請求項５】
前記脱硝後の排ガスは、熱回収装置で減温され、残留性有機汚染物質の再合成を抑制するとともに、後段の水銀及び硫黄分の除去装置に適当なガス温度に調整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生石灰製造システム。
【請求項６】
前記空気の昇温に利用した前記予熱器の排ガス、及び前記乾燥装置から排出されたガス又は／及び前記有害な微量成分の揮発又は／及び分解用熱源に用いた後のガスから水銀を除去する水銀除去装置、又は水銀及び硫黄分を除去する脱水銀・脱硫装置を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の生石灰製造システム。
【請求項７】
前記生石灰焼成用キルンに付設された生石灰冷却用のクーラーの後段に、該クーラーから排出された生石灰粒の表面を削る表面磨砕機と、該表面磨砕機による磨砕によって生じた微粉分を前記高温集塵機に吹き込む吹込装置とを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の生石灰製造システム。
【請求項８】
生石灰焼成用キルンを利用して、石炭灰、汚染土壌、廃石膏ボード、下水汚泥、塩素バイパスダスト、建設系廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、カーボン灰及びごみ焼却炉ばいじんからなる群より選択される１種以上を処理しながら生石灰を製造することを特徴とする生石灰の製造方法。
【請求項９】
前記生石灰焼成用キルンによって製造された製品としての生石灰に不要な成分を、セメント原料、石膏、肥料、セメント用混合材、山元還元資源及び循環利用水からなる群より選択される１種以上に利用することを特徴とする請求項８に記載の生石灰の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生石灰製造システム及び製造方法に関し、特に、ごみ焼却炉ばいじん、石炭灰等の廃棄物を処理しながら、生石灰を焼成するシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
生石灰（酸化カルシウム；ＣａＯ）は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）を９００℃以上に加熱することで、二酸化炭素を放出して生ずる。この生石灰は、工業的には、製鋼用、セメント原料、陶磁器、ガラスの副原料、土壌改良剤、るつぼの内張り用耐熱材等に用いられ、さらに、家庭用の乾燥剤、殺虫剤、弁当等を温めるための発熱剤等に利用されている。
【０００３】
従来、生石灰の生産には焼成炉が用いられ、燃料として石油、石炭、天然ガス等の天然資源が使用されているが、燃料費の高騰により生石灰の製造コストも上昇している。一方、廃プラスチック等の有機廃棄物の量は年々増え続け、その処理方法が模索されていた。そこで、特許文献１には、石炭、廃プラスチック等の有機廃棄物を所定のガス化法によりガス化し、このガスを用いて生石灰や焼ドロマイトを製造する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０７２４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、廃プラスチック等をガス化する必要があるため、運転コストが高く、生石灰の製造コストの上昇に繋がる。また、ガス化可能な有機廃棄物しか処理することができないため、処理できる廃棄物の種類が限られ、廃棄物の処理の促進の観点から改善の余地があった。また、新たに生石灰の生産設備を設置するには、生石灰用焼成炉やその付帯設備が必要となり莫大な投資が必要となる。
【０００６】
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、設備コストを最低限に抑えるとともに、ごみ焼却炉ばいじん、石炭灰等の多種の廃棄物を処理することのできる生石灰製造システム及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、日本国内のセメント需要の減少に伴い遊休化しているセメントキルン設備に着目し、遊休セメントキルン及びその付帯設備を生石灰製造システムとして流用し、廃棄物処理に必要な装置等と組み合わせることで、新たに生石灰の生産設備を設置せずに、生石灰の製造コストを低く抑え、同時に多種の廃棄物を処理することが可能であることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、生石灰製造システムであって、生石灰焼成用キルンを備え、該生石灰焼成用キルンを利用して、石炭灰、汚染土壌、廃石膏ボード、下水汚泥、塩素バイパスダスト、建設系廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、カーボン灰及びごみ焼却炉ばいじんからなる群より選択される１種以上を処理しながら生石灰を製造することを特徴とする。
【０００９】
そして、上記生石灰焼成用キルンを、既設のセメント焼成用キルンの原料予熱系からクリンカー冷却系までの少なくとも一部を利用したものとすることで、新たに生石灰の生産設備を設置するための設備投資を削減することができる。
【００１０】
また、上記生石灰製造システムは、前記生石灰焼成用キルンの排ガスを集塵する高温集塵機と、該高温集塵機の排ガスを脱硝し、ダイオキシン類を分解するチタン・バナジウム系触媒と、一酸化炭素を分解する白金触媒又はパラジウム触媒とを備えることができる。
【００１１】
さらに、上記生石灰製造システムは、前記脱硝後の排ガス、又は／及び前記生石灰焼成用キルンに付設された予熱器から排出されたガスで昇温された空気を用いて含水廃棄物を乾燥させる乾燥装置又は加熱装置を備えることができる。これによって、生石灰焼成の廃熱を有効利用し、運転コストをさらに低減することができる。
【００１２】
上記生石灰製造システムにおいて、前記脱硝後の排ガスは、熱回収装置で減温され、ＰＯＰｓの再合成を抑制するとともに、後段の水銀及び硫黄分の除去装置に適当なガス温度に調整することができる。尚、水銀及び硫黄分の除去装置に適当なガス温度は、１００℃乃至２００℃である。
【００１３】
また、上記生石灰製造システムは、前記空気の昇温に利用した前記予熱器の排ガス、及び前記乾燥装置から排出されたガス又は／及び前記有害な微量成分の揮発又は／及び分解用熱源に用いた後のガスから水銀を除去する水銀除去装置、又は水銀及び硫黄分を除去する脱水銀・脱硫装置を備えることができる。これによって、乾燥等に用いた排ガス中の水銀又は／及び硫黄分を除去することができる。
【００１４】
さらに、上記生石灰製造システムは、前記生石灰焼成用キルンに付設された生石灰冷却用のクーラーの後段に、該クーラーから排出された生石灰粒の表面を削る表面磨砕機と、該表面磨砕機による磨砕によって生じた微粉分を前記高温集塵機に吹き込む吹込装置とを備えることができる。これによって、生石灰の焼成に燃料として石炭を使用した場合でも、石炭灰分と化合した表面を取り除き、活性品質を備えた生石灰を提供することができるとともに、生石灰焼成用キルンから排出される燃焼ガスの脱硫を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、生石灰の製造方法であって、生石灰焼成用キルンを利用して、石炭灰、汚染土壌、廃石膏ボード、下水汚泥、塩素バイパスダスト、建設系廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、カーボン灰及びごみ焼却炉ばいじんからなる群より選択される１種以上を処理しながら生石灰を製造することを特徴とする。ここで、生石灰焼成用キルンに既設のセメント焼成用キルン等を流用することで、新たに生石灰の生産設備を設置するための設備投資を最小限に留めながら、多種の廃棄物を処理することができる。
【００１６】
上記生石灰の製造方法において、前記生石灰焼成用キルンによって製造された製品としての生石灰に不要な成分を、セメント原料、石膏、肥料、セメント用混合材、山元還元資源及び循環利用水からなる群より選択される１種以上に利用することができる。これによって、製品としての生石灰に不要な成分を有効利用し、セメント生産量の低下に対応しながら、資源循環型社会の要請に応えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、設備コストを最低限に抑え、多種の廃棄物を処理することができ、リサイクル資源の活用を維持することのできる生石灰製造システム及び製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる生石灰製造システムの第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】本発明にかかる生石灰製造システムの第２の実施形態を示す全体構成図である。
【図３】本発明にかかる生石灰製造システムの第３の実施形態を示す全体構成図である。
【図４】本発明にかかる生石灰製造システムの第４の実施形態を示す全体構成図である。
【図５】本発明にかかる生石灰製造システムの第５の実施形態を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明にかかる生石灰製造システムの第１の実施形態を示し、この生石灰製造システム１は、既設のセメントキルン、クリンカクーラー及び仮焼炉を各々流用した生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３及び予熱器４と、予熱器４からの排ガスＧ１を集塵する高温バグフィルタ６と、排ガスＧ１中の有害物質を分解、除去するための触媒塔７と、排ガスＧ１の保有する熱を回収する熱回収装置８と、排ガスＧ１中の水銀等の有害物質を回収する排ガス処理装置９と、煙突１０と、生石灰焼成用キルン２に燃料として吹き込む微粉炭を生成する石炭ミル１１と、クリンカクーラー３から排出された生石灰を粗砕する粗砕機１２と、クリンカクーラー３からの熱ガスＧ２を集塵する高温バグフィルタ１３と、熱ガスＧ２の保有する熱を回収する熱回収装置１４等を備える。尚、生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３及び予熱器４以外の装置についても、既設のセメント製造設備としてセメント焼成用キルンに付設されている原料予熱系からクリンカー冷却系までの装置を利用することができ、さらに、セメント原料及びクリンカー輸送系の装置を利用することもできる。
【００２１】
生石灰焼成用キルン２は、上述のように、既設のセメントキルンを流用したロータリーキルンであって、ロータリーキルンは、７ｍｍ〜４０ｍｍ程度の小サイズの石灰石の焼成に適している。
【００２２】
クリンカクーラー３は、生石灰焼成用キルン２から排出された生石灰を急冷するために備えられ、既設のセメントキルンに付設されたグレート式、サテライト型（プラネタリー式）等のクーラーを流用することができる。
【００２３】
予熱器４は、生石灰焼成用キルン２から排出された１０００℃程度の燃焼ガスによって石灰石Ｌを予熱し、また、その一部を焼成するために備えられ、既設のセメントキルンに付設された仮焼炉の一部を予熱器４に利用することもできる。
【００２４】
高温バグフィルタ６、１３は、予熱器４からの排ガスＧ１及びクリンカクーラー３からの熱ガスＧ２を各々集塵するために備えられ、例えば、セラミックフィルタを備え、９００℃程度までの耐熱性を有する高耐熱型の固気分離装置を用いることができる。
【００２５】
触媒塔７は、高温バグフィルタ６からの排ガスＧ１を脱硝するとともに、排ガスＧ１に含まれるＰＯＰｓ、ＶＯＣ等を効率よく分解除去するためのチタン・バナジウム系触媒と、排ガスＧ１に含まれる一酸化炭素を分解する白金触媒又はパラジウム触媒とを備える。
【００２６】
粗砕機１２は、クリンカクーラー３の後段に、クリンカクーラー３から排出された生石灰粒の表面を削るために備えられる表面磨砕機であって、粗砕機１２による磨砕によって生じた微粉Ｆ４を予熱器４からの排ガスＧ１に吹き込む吹込装置（不図示）を備える。
【００２７】
この生石灰製造システム１は、さらに、フライアッシュ中の未燃カーボン除去設備２１を備え、この未燃カーボン除去設備２１は、フライアッシュＦＡに水Ｗを加えてスラリーＳ１を生成するためのスラリータンク２２と、スラリータンク２２から排出されたスラリーＳ１に捕集剤を添加した後、スラリーＳ１及び捕集剤に剪断力を付与して未燃カーボンの表面を改質する表面改質機２３と、スラリーＳ１にさらに起泡剤を加えて気泡を発生させ、該気泡にフライアッシュＦＡの未燃カーボンを付着させて浮上させることにより未燃カーボンを分離する浮選機２４と、浮選機２４からのテールＴ１を固液分離するろ過分離装置２５と、浮選機２４からのフロスＦＲ１を固液分離して未燃カーボンＵを得るためのフィルタープレス２６等で構成される。
【００２８】
次に、上記構成を有する生石灰製造システム１の動作について説明する。
【００２９】
未燃カーボン除去設備２１において、石炭焚き火力発電所等から受け入れたフライアッシュＦＡをスラリータンク２２に供給し、水Ｗと混合してスラリーＳ１を生成させる。次に、スラリータンク２２内のスラリーＳ１を表面改質機２３に供給する。一方、表面改質機２３には、捕集剤としての灯油等を供給する。
【００３０】
次に、表面改質機２３において、スラリーＳ１及び捕集剤に剪断力を付与した後、浮選機２４へ供給する。尚、スラリーＳ１及び捕集剤に剪断力を付与するのは、未燃カーボンの表面を改質して浮選浮遊性を向上させるためである。
【００３１】
次に、浮選機２４に起泡剤を添加して浮選操作を行い、浮選機２４からのフライアッシュを含むテールＴ１をろ過分離装置２５で固液分離し、未燃カーボン分が１重量％以下となった製品としてのフライアッシュを、セメント混合材等に利用する。ろ過分離装置２５で脱水された水分Ｗ’は、循環利用水として、スラリータンク２２に供給し、新たなフライアッシュへ添加したり、浮選機２４において、気泡に未燃カーボンを付着させる際の消泡に再使用することができる。
【００３２】
一方、浮選機２４から排出された未燃カーボンを含むフロスＦＲ１をフィルタープレス２６によって固液分離して未燃カーボンＵを回収し、石炭Ｃとともに石炭ミル１１で粉砕する。
【００３３】
石炭ミル１１で粉砕した未燃カーボンＵ及び石炭Ｃを供給装置（不図示）及びバーナー（不図示）を介して生石灰焼成用キルン２内に吹き込み、燃料として燃焼させるとともに、予熱器４へ石灰石Ｌを投入し、石灰石Ｌを予熱した後、生石灰焼成用キルン２で焼成する。焼成した生石灰をクリンカクーラー３で冷却した後、粗砕機１２で粗砕し、製品として生石灰Ｑを得ることができる。この際、焼成した生石灰の表面に石炭を焼成した際に発生した灰分が付着しているため、粗砕機１２によって生石灰粒の表面を削った後製品とする。尚、生石灰焼成用の燃料として、石炭以外にも、石油、天然ガス等を用いることもでき、その場合には、粗砕機１２によって生石灰粒の表面を削ることは不要となる。
【００３４】
生石灰焼成用キルン２における生石灰の焼成によって発生した燃焼排ガス（以下、「排ガス」という）Ｇ１は、予熱器４から排出された後、粗砕機１２からの石灰石の微粉Ｆ４（生石灰の表面を削った物）によって脱硫され、脱硫によって生じたＣａＳＯ3が高温バグフィルタ６で集塵される。その後、触媒塔７で排ガスＧ１中のＮＯｘ、ＰＯＰｓ、ＶＯＣ等を分解除去し、熱回収装置８で排ガスＧ１の保有する熱を回収する。さらに、排ガス処理装置９によって排ガスＧ１中の水銀を回収した後、煙突１０から大気へ放出する。尚、熱回収装置８で回収した熱は、後述するように、下水汚泥や、塩分を含むろ液の乾燥等に利用することができる。また、排ガス処理装置９で回収した水銀は、山元に還元することができる。
【００３５】
一方、クリンカクーラー３からの熱ガスＧ２は、高温バグフィルタ１３で集塵した後、熱回収装置１４で熱ガスＧ２の保有する熱を回収する。熱回収装置１４で回収した熱は、熱回収装置８で回収した熱と同様に、下水汚泥や、塩分を含むろ液の乾燥等に利用することができる。熱回収装置１４から排出されたガスは、大気へ放出する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、既設のセメント焼成用キルンを流用した生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３、予熱器４を用い、未燃カーボンＵを石炭Ｃとともに、生石灰焼成用キルン２内に吹き込んで燃料として利用するため、新たに生石灰の生産設備を設置するための設備投資を最小限に留めながら、改質されたフライアッシュは、脱炭酸されたセメント用混合材、又はタワー温度の外乱を起こさない原料として利用することができる。また、高温バグフィルタ６、１３、クリンカクーラー３から回収された生石灰の微粉Ｆ１〜Ｆ３をセメント原料（粘土系原料）として利用することができる
【００３７】
尚、排ガス処理装置９には、予熱器４の下流側に吹き込まれた石灰石の微粉Ｆ４の一部が流入して脱硫機能を発揮するが、排ガス処理装置９に活性コークス塔等を用いることにより、水銀と残留したＳＯｘを除去することもできる。
【００３８】
次に、本発明にかかる生石灰製造システムの第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施の形態にかかる生石灰製造システム３１は、第１の実施形態における生石灰製造システム１の未燃カーボン除去設備２１に代えて、焼却飛灰処理設備４１及び水銀汚染土壌処理設備５１を付設したことを特徴とし、他の構成要素については、生石灰製造システム１と同様であるため、図２において、図１と同じ装置、物質等については、同一の参照番号及び符号を付して詳細説明を省略する。
【００４０】
焼却飛灰処理設備４１は、焼却飛灰Ａに含まれる水溶性塩素分を水Ｗに溶解させる溶解槽４２と、溶解槽４２からのスラリーＳ２をろ過して固液分離するためのろ過分離装置４３と、ろ過分離装置４３からの母ろ液Ｌ１に、ｐＨ調整剤、還元剤、塩化第二鉄（Ｆｅ2Ｃｌ3）等を添加して、鉛等の重金属類を析出させるための薬液反応槽４４と、重金属類等を沈降させて回収するための沈降分離器４５と、沈降分離器４５からの２次ろ液Ｌ２をろ過し、沈降分離し切れなかった重金属フロックや、ＤＸＮｓを含む縣濁物質（ＳＳ）を除去するためのろ過分離装置４６等を備える。尚、溶解槽４２に生石灰焼成用キルン２の排ガスを吹き込んでスケーリングや重金属の溶解を低減することもできる。
【００４１】
一方、水銀汚染土壌処理設備５１は、水銀含有汚染土壌（以下、「汚染土壌」という）ＳＯ１に含まれる水銀等を、バーナ（不図示）から吹き込まれた燃料の燃焼熱によって揮発させる加熱分解装置５２と、空気を窒素と酸素に分け、窒素を加熱分解装置５２に、酸素を燃焼用として生石灰焼成用キルン２に供給する分離膜５３等を備える。
【００４２】
次に、上記構成を有する生石灰製造システム３１の動作について説明する。尚、生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３、予熱器４等による生石灰焼成の基本動作は、図１に示した第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略するが、本実施の形態では、分離膜５３で分離した酸素を生石灰焼成用キルン２に供給するため、生石灰焼成用キルン２での燃焼効率を向上させることができる。
【００４３】
焼却飛灰処理設備４１において、焼却施設から受け入れた都市ごみ焼却灰等の焼却飛灰Ａを溶解槽４２に供給し、水Ｗと混合してスラリーを生成させる。
【００４４】
次に、溶解槽４２からスラリーＳ２をろ過分離装置４３に搬送し、脱水・水洗処理する。このとき、スラリーＳ２に同伴される炭酸カルシウムは、ケーキＣ１中に取り込まれるか、又はろ過分離装置４３のろ布の表面に付着し、母ろ液Ｌ１から分離される。取得された炭酸カルシウムを含むケーキＣ１は、水銀汚染土壌処理設備５１の加熱分解装置５２に供給され、脱硫に利用される。一方、母ろ液Ｌ１は、ｐＨを９以下に調整した後に、薬液反応槽４４に搬送する。
【００４５】
次に、薬液反応槽４４において、母ろ液Ｌ１に水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）等の還元剤を添加して重金属類を析出させ、その後、沈降分離器４５において、析出させた重金属類（スラッジ）を回収する。また、沈降分離器４５からの２次ろ液Ｌ２は、ろ過分離装置４６でろ過した後下水へ放流する。
【００４６】
一方、水銀汚染土壌処理設備５１において、分離膜５３によって空気を窒素と酸素に分け、窒素を加熱分解装置５２に供給し、また、触媒塔７の下流側から抽気した排ガスＧ４を加熱分解装置５２に導入するとともに、バーナ（不図示）で燃料を燃焼させて加熱分解装置５２を加熱し、加熱分解装置５２の内部の温度を２５０℃以上８００℃以下に維持する。この加熱分解装置５２に、工場跡地等から受け入れた汚染土壌ＳＯ１を供給し、汚染土壌ＳＯ１に含まれる水銀、塩素、ＶＯＣ及び臭気成分等の有害な微量成分を揮発又は分解し、揮発した水銀等を、分離ガスＧ３とともに活性コークス塔等を用いた排ガス処理装置９によって分離、除去する。水銀等が除去された浄化土壌ＳＯ２は、セメント原料として利用される。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、既設のセメント焼成用キルン等の有効利用に加え、廃棄物としての焼却飛灰Ａを水洗して加熱分解装置５２に供給して脱硫剤として用いることができ、排ガスＧ１を加熱分解装置５２の昇温に利用することができ、また、水銀汚染土壌処理設備５１で水銀等が除去された浄化土壌ＳＯ２をセメント原料として有効利用することができるという効果を奏する。
【００４８】
次に、本発明にかかる生石灰製造システムの第３の実施形態について、図３を参照しながら説明する。
【００４９】
本実施の形態にかかる生石灰製造システム６１は、第１の実施形態における生石灰製造システム１の未燃カーボン除去設備２１に代えて、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスから回収したダスト（以下「塩素バイパスダストＤ」という）から塩、鉛を回収し、脱硫及び脱臭を行う設備（以下「塩素バイパスダスト処理設備」という）７１、下水汚泥乾燥設備８１及び塩回収設備９１を付設したことを特徴とし、他の構成要素については、生石灰製造システム１と同様であるため、図３において、図１と同じ装置、物質等については、同一の参照番号及び符号を付して詳細説明を省略する。
【００５０】
塩素バイパスダスト処理設備７１は、塩素バイパスダストＤのアルカリ性を利用し、下水汚泥乾燥設備８１のバグフィルタ８４の排ガスＧ８の脱臭を行うとともに、塩素バイパスダストＤに含まれる塩、鉛等を回収するために備えられ、塩素バイパスダストＤを湿式集塵する湿式集塵機７２と、湿式集塵機７２から排出されたスラリーＳ４を浮選する浮選機７３と、浮選機７３からのテールＴ２を固液分離するろ過分離装置７４と、浮選機７３からのフロスＦＲ２を固液分離して鉛等を得るためのフィルタープレス７５等で構成される。
【００５１】
下水汚泥乾燥設備８１は、生石灰製造システム６１の熱回収装置８の排ガスＧ５によって下水汚泥Ｗ１を乾燥させる破砕気流乾燥機８２と、破砕気流乾燥機８２の排ガスＧ６中のダスト濃度を低下させるためのサイクロン８３と、サイクロン８３の排ガスＧ７（＋微粉Ｄ１）を集塵するバグフィルタ８４等で構成される。尚、下水汚泥乾燥設備８１からの排ガスＧ８の温度をセレン（Ｓｅ）が揮発する３５０〜４００℃以上とすれば、セレンは、塩素バイパスダスト処理設備７１を通過してろ液Ｌ３を経由してケーキＣ３に含まれるか、ろ液Ｌ４に含まれて塩として回収される。
【００５２】
塩回収設備９１は、塩素バイパスダスト処理設備７１のろ過分離装置７４からのろ液Ｌ３（塩水ＳＷ）を貯留する塩水槽９２と、塩水槽９２から供給された塩水ＳＷに含まれる重金属類を除去するための薬液反応槽９３と、薬液反応槽９３から排出されたスラリーＳ５をケーキＣ３とろ液Ｌ４とに固液分離するフィルタープレス９６と、フィルタープレス９６から排出されたろ液Ｌ４を、生石灰製造システム６１の熱回収装置８の排ガスＧ５によって乾燥させるスプレードライヤー９４と、スプレードライヤー９４から排出される排ガスＧ９中の乾燥物Ｄ２を集塵するバグフィルタ９５等で構成される。
【００５３】
次に、上記構成を有する生石灰製造システム６１の動作について説明する。尚、生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３、予熱器４等による生石灰焼成の基本動作は、図１に示した第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５４】
塩素バイパスダスト処理設備７１において、下水汚泥乾燥設備８１のバグフィルタ８４の排ガスＧ８を湿式集塵機７２に導入するとともに、セメント製造工程で発生した塩素バイパスダストＤを湿式集塵機７２に供給し、湿式集塵機７２で湿式集塵する。湿式集塵機７２で硫酸を添加しながら、スラリーＳ３を循環させる。湿式集塵機７２で生成されるスラリーＳ４には、塩素バイパスダストＤ中のＣａＯが水と反応して生じた消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）が存在するため、排ガスＧ８中に存在する硫黄分（ＳＯ2）は、消石灰と反応して石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）が生成される。
【００５５】
また、湿式集塵機７２において、スラリーＳ３に硫化剤を添加し、スラリーＳ３中の塩化鉛、酸化鉛等を硫化して硫化物を生成する。
【００５６】
湿式集塵機７２から排出されたスラリーＳ４に疎水化剤を添加して浮選機７３に供給し、浮選機７３に空気を供給し、浮選機７３において、気泡を発生させ、その気泡に硫化物を付着させるとともに、硫化物が付着して浮上した気泡を除去する。このとき、スラリーＳ４に含まれる石膏は、浮選機７３からテールＴ２として排出される。
【００５７】
次に、フィルタープレス７５において、浮選機７３からのフロスＦＲ２を固液分離し、ケーキＣ１を生成して鉛等を回収し、回収した鉛は山元に還元する。
【００５８】
それと併行して、浮選機７３のテールＴ２をろ過分離装置７４に供給し、ケーキＣ２を分離して石膏を回収する。一方、固液分離で発生した塩分を含むろ液Ｌ３を、循環利用水として、塩回収設備９１の塩水槽９２に供給する。
【００５９】
一方、下水汚泥乾燥設備８１において、破砕気流乾燥機８２の上部に下水汚泥Ｗ１を供給するとともに、下部から生石灰製造システム６１の熱回収装置８の排ガスＧ５を導入して下水汚泥Ｗ１を乾燥させる。破砕気流乾燥機８２では、下水汚泥Ｗ１と排ガスＧ５とが向流で直接接触するとともに、破砕気流乾燥機８２の内部に設けられた打撃チェーンによって汚泥Ｗ１を破砕しながら乾燥させるため、汚泥Ｗ１を効率よく乾燥させることができる。
【００６０】
破砕気流乾燥機８２から排出された排ガスＧ６をサイクロン８３に供給し、排ガスＧ６中のダスト濃度を低下させた後、バグフィルタ８４でサイクロン８３の排ガスＧ７に含まれる微粉Ｄ１を回収する。回収された微粉Ｄ１は、サイクロン８３から排出された汚泥乾燥物Ｗ２とともに肥料として利用される。バグフィルタ８４の排ガスＧ８は、塩素バイパスダスト処理設備７１の湿式集塵機７２に導入される。
【００６１】
塩回収設備９１において、塩素バイパスダスト処理設備７１のろ過分離装置７４からのろ液Ｌ３を塩水槽９２に貯留し、薬液反応槽９３において、必要に応じて塩鉄や硫鉄を添加してセレンを沈殿させた後、フィルタープレス９６でケーキＣ３とろ液Ｌ４とに固液分離する。セレン等を含有するケーキＣ３は、セメント原料等として再利用する。
【００６２】
生石灰製造システム６１の熱回収装置８の排ガスＧ５、及びフィルタープレス９６からのろ液Ｌ４をスプレードライヤー９４に導入し、所定のノズル圧にてろ液Ｌ４を噴霧し、排ガスＧ５にて乾燥させる。スプレードライヤー９４から排出される排ガスＧ９中の乾燥物Ｄ２をバグフィルタ９５で集塵し、ＫＣｌを含む塩類を回収する。一方、バグフィルタ９５の排ガスＧ１０は、熱回収装置８の下流側に導入し、排ガス処理装置９で排ガスＧ１０に含まれる臭気を除去した後、煙突１０から大気へ放出する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態においては、既設のセメント焼成用キルン等の有効利用に加え、セメント製造工程で発生した廃棄物としての塩素バイパスダストＤから、鉛、石膏、塩水ＳＷを回収し、塩水ＳＷを乾燥させて塩類を回収することができる。また、下水汚泥Ｗ１を熱回収装置８の排ガスＧ５を利用して乾燥させ、肥料を得ることもできる。尚、下水汚泥以外の含水廃棄物を熱回収装置８の排ガスＧ５を利用して乾燥させることもできる。また、熱回収装置８からの排ガスＧ５をそのまま利用するのではなく、予熱器４から排出された排ガスＧ１で昇温した空気を乾燥に用いることもできる。
【００６４】
次に、本発明にかかる生石灰製造システムの第４の実施形態について、図４を参照しながら説明する。
【００６５】
本実施の形態にかかる生石灰製造システム１０１は、第１の実施形態における生石灰製造システム１の未燃カーボン除去設備２１に代えて、廃石膏ボード処理設備１１１と、廃プラスチック燃料化設備１２１とを付設したことを特徴とし、他の構成要素については、生石灰製造システム１と同様であるため、図４において、図１と同じ装置、物質等については、同一の参照番号及び符号を付して詳細説明を省略する。
【００６６】
廃石膏ボード処理設備１１１は、廃石膏ボードを粗砕する粗砕装置１１２と、粗砕物に付着している紙を除去するトロンメル１１３とを備える。尚、廃石膏ボードとは、石膏ボードの製造時、新築内装工事等の際に発生した石膏ボード端材や、建築物の改装・解体や新築内装工事等に伴って発生した石膏ボード等、廃棄物として取り扱われる石膏ボードをいう。
【００６７】
一方、廃プラスチック燃料化設備１２１は、建築廃材プラスチック（以下「建廃プラ」という）を１次破砕するための１次破砕機１２２と、破砕物から可燃分ＣＯを除去するトロンメル１２３と、トロンメル１２３から排出された可燃分ＣＯと、廃石膏ボード処理設備１１１のトロンメル１１３から排出された紙Ｐを２次破砕するための２次破砕機１２４とを備える。
【００６８】
次に、上記構成を有する生石灰製造システム１０１の動作について説明する。尚、生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３、予熱器４等による生石灰焼成の基本動作は、図１に示した第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００６９】
廃石膏ボード処理設備１１１において、受け入れた廃石膏ボードを粗砕装置１１２によって粗砕した後、粗砕物ＣＲ１をトロンメル１１３に供給し、紙（可燃分）Ｐと石膏Ｇとに分離する。回収した石膏Ｇは、セメントミル等で利用することができる。一方、紙Ｐは、廃プラスチック燃料化設備１２１の２次破砕機１２４に供給する。
【００７０】
廃プラスチック燃料化設備１２１において、建廃プラを１次破砕機１２２によって１次破砕した後、破砕物ＣＲ２をトロンメル１２３に供給し、可燃分ＣＯと残渣Ｒとに分離する。トロンメル１２３から排出された可燃分ＣＯを２次破砕機１２４に供給し、廃石膏ボード処理設備１１１からの紙Ｐとともに２次破砕し、破砕物を生石灰焼成用キルン２に燃料ＦＵとして供給して利用する。一方、トロンメル１２３から排出された残渣Ｒをセメント原料として利用する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態においては、既設のセメント焼成用キルン等の有効利用に加え、廃棄物としての廃石膏ボード及び建廃プラから可燃分ＣＯを回収して生石灰焼成用キルン２の燃料ＦＵとして有効利用することができるとともに、可燃分ＣＯ以外のものをセメント製造工程で利用することができる。
【００７２】
次に、本発明にかかる生石灰製造システムの第５の実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【００７３】
本実施の形態にかかる生石灰製造システム１３１は、第１の実施形態における生石灰製造システム１の未燃カーボン除去設備２１に代えて、鉛還元剤製造設備１４１を付設したことを特徴とし、他の構成要素については、生石灰製造システム１と同様であるため、図５において、図１と同じ装置、物質等については、同一の参照番号及び符号を付して詳細説明を省略する。
【００７４】
鉛還元剤製造設備１４１は、炭素源として炭素分を多量に含むカーボン灰、及び塩素源としての自動車シュレッダーダスト（以下、「ＡＳＲ」という）を利用し、生石灰焼成用キルン２の窯尻における鉛揮発を行う還元揮発剤を得るために備えられ、水を添加して造粒に必要な粘性を得るとともに、上記カーボン灰とＡＳＲとを混合するための混練／混合機１４２と、混練／混合機１４２からの混練／混合物Ｍを造粒してペレットＰＥとするための造粒機１４３とを備える。
【００７５】
混練／混合機１４２には、例えば、コンティニュアスニーダーやパグミキサー、レディゲミキサー、プロシェアミキサー等のバッチ式、連続式の混練／混合機を用いることができる。尚、バッチ式の混練／混合機を用いる場合には、造粒機１４３への供給を一定に保つための装置を設ける。
【００７６】
造粒機１４３には、例えば、押出式（ディスクペレッタ、プレスペレッタ等）、圧縮式（タブレットマシーン、ブリケットマシーン等）を用いることができる。
【００７７】
次に、上記構成を有する生石灰製造システム１３１の動作について説明する。尚、生石灰焼成用キルン２、クリンカクーラー３、予熱器４等による生石灰焼成の基本動作は、図１に示した第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００７８】
ＡＳＲとカーボン灰とを混練／混合機１４２に所定の塩素濃度になるように定量性のある供給機を用いて投入して混練／混合する。次に、造粒機１４３により、混練／混合したカーボン灰及びＡＳＲを造粒し、水分を調整したペレットＰＥを得る。
【００７９】
上記ペレットＰＥを、鉛揮発剤として生石灰焼成中に生石灰焼成用キルン２に投入し、生石灰焼成用キルン２内での鉛の揮発を促進し、図３に示した塩素バイパスダスト処理設備７１における鉛回収率を向上させることができる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態においては、既設のセメント焼成用キルン等の有効利用に加え、廃棄物としてのカーボン灰とＡＳＲからペレットＰＥを回収し、カーボン灰及びＡＳＲを処理しながら、塩素バイパスダスト処理設備７１における鉛揮発剤として有効利用することができる。
【００８１】
尚、上記実施の形態においては、廃棄物として、石炭灰、焼却飛灰、汚染土壌、塩素バイパスダスト、廃石膏ボード、下水汚泥、建廃プラ、ＡＳＲ及びカーボン灰を処理したが、その他に、ごみ焼却炉ばいじん等を処理することもできる。
【符号の説明】
【００８２】
１  生石灰製造システム
２  生石灰焼成用キルン
３  クリンカクーラー
４  予熱器
６  高温バグフィルタ
７  脱硝触媒塔
８  熱回収装置
９  排ガス処理装置
１０  煙突
１１  石炭ミル
１２  粗砕機
１３  高温バグフィルタ
１４  熱回収装置
２１  未燃カーボン除去設備
２２  スラリータンク
２３  表面改質機
２４  浮選機
２５  ろ過分離装置
２６  フィルタープレス
３１  生石灰製造システム
４１  焼却飛灰処理設備
４２  溶解槽
４３  ろ過分離装置
４４  薬液反応槽
４５  沈降分離器
４６  ろ過分離装置
５１  水銀汚染土壌処理設備
５２  加熱分解装置
５３  分離膜
６１  生石灰製造システム
７１  塩素バイパスダスト処理設備
７２  湿式集塵機
７３  浮選機
７４  ろ過分離装置
７５  フィルタープレス
８１  下水汚泥乾燥設備
８２  破砕気流乾燥機
８３  サイクロン
８４  バグフィルタ
９１  塩回収設備
９２  塩水槽
９３  薬液反応槽
９４  スプレードライヤー
９５  バグフィルタ
１０１  生石灰製造システム
１１１  廃石膏ボード処理設備
１１２  粗砕装置
１１３  トロンメル
１２１  廃プラスチック燃料化設備
１２２  １次破砕機
１２３  トロンメル
１２４  ２次破砕機
１３１  生石灰製造システム
１４１  鉛還元剤製造設備
１４２  混練／混合機
１４３  造粒機
Ａ  焼却飛灰
Ｃ  石炭
Ｃ１〜Ｃ３  ケーキ
ＣＲ１  粗砕物
ＣＲ２  破砕物
ＣＯ  可燃分
Ｄ  塩素バイパスダスト
Ｄ１  微粉
Ｄ２  乾燥物
ＤＷ  乾燥物
Ｆ１〜Ｆ４  微粉
ＦＡ  フライアッシュ
ＦＲ１、ＦＲ２  フロス
ＦＵ  燃料
Ｇ１、Ｇ５〜Ｇ１０  排ガス
Ｇ２  熱ガス
Ｌ  石灰石
Ｌ１  母ろ液
Ｌ２  ２次ろ液
Ｌ３、Ｌ４  ろ液
Ｍ  混練／混合物
ＰＥ  ペレット
Ｑ  生石灰
Ｒ  残渣
Ｓ１〜Ｓ５  スラリー
ＳＯ１  汚染土壌
ＳＯ２  浄化土壌
ＳＷ  塩水
Ｔ１、Ｔ２  テール
Ｕ  未燃カーボン
Ｗ  水
Ｗ’水分
Ｗ１  下水汚泥
Ｗ２  汚泥乾燥物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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