(57)【要約】【課題】セメント焼成用キルンの窯前から、廃棄物を封入した容器を投擲して焼却処理するに際し、その到達距離や進行方向を安定して投擲できる廃棄物の投擲焼却処理方法及び装置を提供する。【解決手段】２個のホイールが所定の間隙をとって互いに逆方向に回転する様設置され、該間隙に適合する寸法の容器を該ホイール間を通過させて投擲する投擲装置を用い、該容器中に廃棄物を封入し、該ホイールの回転速度を調整することにより、該容器の投出速度を調整して窯前からキルン内へ投擲処理する。廃棄物を封入する容器が、円筒形の密閉可能な容器であり、円筒の両円形面の中心を結んだ直線を延長した方向に投擲することが好ましい。さらに、２個のホイールの回転面が、互いに５°以上４５°未満の内角をなすことにより、円筒容器を、投擲方向を軸として回転させて投擲することが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント焼成用キルンの窯前から、容器に封入した廃棄物を投擲して焼却処理する方法であって、２個のホイールが所定の間隙をとって互いに逆方向に回転する様設置され、該間隙に適合する寸法の容器を該ホイール間を通過させて投擲する投擲装置を用い、該容器中に廃棄物を封入し、該ホイールの回転速度を調整することにより、該容器の投出速度を調整して窯前からキルン内へ投擲処理することを特徴とする廃棄物の投擲焼却処理方法。
【請求項２】
前記廃棄物を封入する容器が、円筒形の密閉可能な容器であり、円筒の両円形面の中心を結んだ直線を延長した方向に投擲することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物の投擲焼却処理方法。
【請求項３】
前記２個のホイールの回転面が、互いに５°以上４５°未満の内角をなすことにより、前記円筒容器を、投擲方向を軸として回転させて投擲することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の廃棄物の投擲焼却処理方法。
【請求項４】
前記廃棄物が、危険性の廃棄物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の廃棄物の投擲焼却処理方法。
【請求項５】
セメント焼成用キルンと、該キルンの窯前からキルン内に投擲可能に設置された、互いに５°以上４５°未満の内角をなす２個のホイールが所定の間隙をとって互いに逆方向に回転する様設置され、廃棄物を封入した該間隙に適合する寸法の円筒容器を該ホイール間を通過させて投擲する投擲装置とを擁することを特徴とする廃棄物の投擲焼却処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント焼成用キルンの窯前から、容器に封入した廃棄物を投擲して焼却処理する方法及び装置に関し、特に危険性の廃棄物を安全に処理するために、容器に封入した廃棄物を、セメント焼成用キルンの高温部に確実に投擲できる廃棄物の投擲焼却処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント焼成プロセスは、高温での加熱を行うプロセスであり、物質の焼却に伴い発生する灰分も原料として取り込むことが可能であること、燃焼操作や粉体の取り扱いに伴い発生する有害物質や粉塵も、確実に補足して系外に排出しない設備となっていること等の特徴から、従来より、可燃性の廃棄物を該プロセス中に投入し、焼却処理を行うと共に、該廃棄物の持つ発熱量を燃料の代替として、さらに該廃棄物の灰分を原料の一部として、それぞれ有効活用することが、様々な廃棄物を対象とし、種々の方法で行われてきている。
【０００３】
上記の可燃性廃棄物のセメント焼成プロセスへの投入に当たっては、現在最も一般的である、ロータリーキルンに仮焼炉とプレヒーターを備えた形式のプロセスの場合、主な投入箇所は仮焼炉、ロータリーキルンの窯尻、ロータリーキルンの窯前の３箇所となる。この内、仮焼炉及び窯尻については、燃焼ガスの流れの下流になり、可燃性廃棄物の一部が反応・分解等仕切らずに、焼成系外へ飛散して行く可能性があるため、特に危険性の廃棄物については、投入箇所としては不適切であると考えられている。
【０００４】
したがって、上記危険性廃棄物のセメント焼成プロセスでの焼却処理においては、その投入位置はロータリーキルンの窯前を選択することとなる。この場合にも、粉体、液体等のままバーナーから噴霧する場合には、吹込み管の途上等から系外への漏洩の恐れがあり、密封容器に封入して投入することが好ましいが、該密封容器の投入に当たっても、ロータリーキルンの焼成物の出口に近いところに投入したのでは、やはり該危険性廃棄物が反応・分解等仕切らずに排出される可能性があり、高温雰囲気への滞留時間が十分取れるロータリーキルンの長さ方向の中央部付近に投入する必要があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、セメント焼成プロセスのロータリーキルンの窯前から、空気圧により打ち出す装置（air
cannon）により、密封容器に封入した廃棄物を投入し処理するシステムが開示されている。該システムによれば、危険性の廃棄物についても、反応・分解仕切るだけの、十分な高温雰囲気への滞留時間を確保できる位置まで、密封容器を投擲することが可能である。
【０００６】
しかしながら、前記の空気圧により打ち出す装置を用いた場合、打ち出し速度の制御が困難で到達距離の誤差も大きくなるため、場合によっては滞留時間が確保できなかったり、窯尻近くまで飛翔し、窯前から投入したメリットが得られない恐れがあり、また、前記密封容器は回転せず、そのままの姿勢で飛翔していくため、空気の抵抗により進行方向が不安定になりやすく、バーナーや炉壁等に衝突してしまう可能性がある、等の欠点があった。
【０００７】
一方、特許文献２には、２個のホイールが所定の間隙をとって互いに逆方向に回転する様設置され、該間隙に適合する寸法の楕円体のフットボールを該ホイール間を通過させて投球する投球装置が開示されている。ここで、該２個のホイールの回転速度を調整することにより、該フットボールの投げ出し速度を調整することができ、該２個のホイールの回転面が、一定の内角を構成するようにして前記投球を行なうことにより、前記フットボールを、投球方向（進行方向）を軸として回転させて投球することができる。そして、フットボールのようなボールを投球するに際し、このような進行方向を軸とした回転を与えることにより、空気抵抗によるボールの進行方向の不安定さを低減し、ボールのコントロールを向上できることが一般に知られている。しかしながら、このような投球装置は、もっぱら球技の練習用として用いられているのみで、それ以外の用途には適用されていなかった。
【０００８】
【特許文献１】米国特許５０８６７１６号公報
【特許文献２】米国特許４０２６２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のとおり、セメント焼成用キルンの窯前から、容器に封入した廃棄物を投擲して焼却処理するに際し、従来用いられていた空気圧により該容器を打ち出す装置で投擲すると、打ち出し速度の制御が困難であり、また、容器に回転がないため、進行方向や到達距離に不安定性があり、種々のトラブルの元であった。そこで、本発明は、廃棄物を封入した容器を投擲するに際し、その到達距離や進行方向を安定して投擲できる廃棄物の投擲焼却処理方法及び装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、セメント焼成用キルンの窯前から、容器に封入した廃棄物を投擲して焼却処理する方法であって、２個のホイールが所定の間隙をとって互いに逆方向に回転する様設置され、該間隙に適合する寸法の容器を該ホイール間を通過させて投擲する投擲装置を用い、該容器中に廃棄物を封入し、該ホイールの回転速度を調整することにより、該容器の投出速度を調整して、窯前からキルン内へ投擲処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ホイールの回転速度を調整することで、廃棄物を封入した容器の投出速度を任意に調整できるため、キルン内での該容器の到達距離を適切に制御することができる。したがって、キルン内の高温雰囲気への滞留時間を十分に確保することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、前記廃棄物を封入する容器が、円筒形の密閉可能な容器であり、円筒の両円形面の中心を結んだ直線を延長した方向に投擲することを特徴とする。
【００１３】
２個の回転するホイールにより投擲する本発明の投擲方法においては、該ホイールとの適合性、廃棄物の充填性等を考慮すると、円筒形状が好ましく、該容器の飛翔姿勢としては、円筒の両円形面の中心を結んだ直線を延長した方向に飛翔するよう投擲することが、その進行方向や到達距離の安定性の観点から好ましい。
【００１４】
さらに、本発明は、前記２個のホイールの回転面が、互いに５°以上４５°未満の内角をなすことにより、前記円筒容器を、投擲方向を軸として回転させて投擲することを特徴とする。
【００１５】
２個のホイールの回転面が一定の角度をなすことにより、該ホイール間を通過させて投擲する円筒容器に投擲方向を軸とした回転を与えることができ、この回転により、該円筒容器の到達距離や進行方向をより一層安定させて投擲することができる。回転面のなす内角が５°未満の場合には、円筒容器の投擲方向を軸とした回転を十分に与えることができず、一方、４５°以上の場合には、わずかなホイール回転数のブレ等により、一挙に不安定な投擲に急変する可能性があり、いずれも好ましくない。
【００１６】
また、本発明は、前記廃棄物を、危険性の廃棄物とすることができる。
【００１７】
アスベスト、アスベスト使用建材廃棄物、廃肉骨粉、ＰＣＢ含有廃棄物、医療・感染性廃棄物等の危険性廃棄物についても、本発明により、容器に封入し、セメント焼成用キルンの窯前から、キルン内の高温雰囲気での滞留時間を十分安定させて処理することにより、安全性を確保しながら処理をすることが可能となる。
【００１８】
そして、本発明は、セメント焼成用キルンと、該キルンの窯前からキルン内に投擲可能に設置された、互いに５°以上４５°未満の内角をなす２個のホイールが所定の間隙をとって互いに逆方向に回転する様設置され、廃棄物を封入した該間隙に適合する寸法の円筒容器を該ホイール間を通過させて投擲する投擲装置とを擁することを特徴とする廃棄物の投擲焼却処理装置である。
【００１９】
このような廃棄物の投擲焼却処理装置を用いることにより、該円筒容器の進行方向や到達距離をより一層安定させて投擲することができ、該廃棄物のキルン内の高温雰囲気での滞留時間を確保し、安全な廃棄物焼却処理を行なうことができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明にかかる廃棄物の投擲焼却処理方法及び装置によれば、廃棄物を封入した容器を投擲するに際し、その到達距離や進行方向を安定して投擲でき、該廃棄物のキルン内の高温雰囲気での滞留時間を確保し、安全な廃棄物焼却処理を行なうことができ、特に危険性の廃棄物を安全に処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明するが、本発明はこの記述内容に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法で使用する、２個のホイール２ａ、２ｂが所定の間隙をとって互いに等速で逆方向に回転する様設置され、該間隙に適合する寸法の円筒容器３を該ホイール間を通過させて投擲する投擲装置１の一例を示したものである。
３’は投擲直後の円筒容器を表している。ホイール２ａ、２ｂは、空気を圧入したタイヤ状のもの、金属製の車輪状のものの外周にゴム、ウレタン等の層を形成したもの等、その外周面に若干の弾力があり、円筒容器３を確実にグリップできる様形成されたものが好ましい。
【００２３】
ホイール２ａ、２ｂの直径は、概ね投擲する円筒容器３の直径の０．５〜１０倍程度とする。ホイール２ａ及びホイール２ｂの間隙は、円筒容器３の直径よりやや狭いものの、ホイール外周面の弾力により、該円筒容器３が該間隙を通過可能なように調整する。
【００２４】
２個のホイール２ａ、２ｂは、図示しないモーターにより、必要に応じて何らかの動力伝達機構を介して駆動する。該モーターは、インバーター等により、可変速とすることが望ましい。ホイール２ａ及びホイール２ｂは、互いに等速で逆回転し、前記ホイール間の間隙に面するホイール外周面が、共に円筒容器３を投擲しようとする方に押し出すように回転させる。
【００２５】
ホイール２ａ及びホイール２ｂは、互いに５°以上、４５°未満の内角をなすよう、夫々の回転面が設定されていることが好ましい。内角の大きさは、ある程度までは、大きくなるほど投擲物の投擲方向を軸とした回転数が上昇し、進行方向及び到達距離の安定性が高まる効果が得られる。しかしながら、４５°以上になると、わずかなホイール回転数のブレ等により、一挙に不安定な投擲に急変する可能性があり、この観点から、通常１０°以上、４０°未満の内角を選択することがより好ましい。
【００２６】
ホイール２ａ、２ｂの間隙の投擲方向と反対側には、廃棄物を封入した円筒容器３を該間隙に誘導するガイドレール４を設置することが好ましい。
【００２７】
図２及び図３は、前記廃棄物を封入した円筒容器３を、前記投擲装置１を用いて投入するセメント焼成プロセスの窯前部分の側面断面図及びＡ−Ａ位置での正面断面図を夫々示す。
【００２８】
該窯前部分は、セメント焼成用のロータリーキルン６、窯前フッド７、バーナー８、クーラー９等から構成される。バーナー８からは燃料を吹込み、フレーム１０を形成させる。また、被焼成物１１は、ロータリーキルン６の回転により若干持ち上げられながら転動し、クリンカーとなって該ロータリーキルンの端部からクーラー９に落下し、冷却される。
【００２９】
ここで、本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法では、クーラー上面のフロアに投擲装置１を設置し、窯前フッド前面に開口した投入孔１２から、投擲装置１により前記廃棄物を封入した円筒容器３をロータリーキルン６内に投擲し、焼却処理する。１３は、投擲された円筒容器３の軌跡の例を示す。
【００３０】
図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法に用いる、廃棄物を封入するための円筒容器３の一例を示す。図４（ａ）は、円筒容器３の平面図を、図４（ｂ）は、円筒容器３の正面図である。円筒容器３は、蓋１４と、本体１５とからなる。蓋と本体とは、嵌合、またはネジ式等により、密閉可能な構造となっている。図（ｃ）は、本体１５から蓋１４を持ち上げて離脱させた状態の正面図である。
【００３１】
円筒容器３の材質は、一定の強度があり、可燃性で灰分が少なく、比重の軽いものが望ましい。これらの観点から、プラスチック類、紙類等が好適に用いられる。
【００３２】
円筒容器３の直径と高さの比は、１：３〜３：１程度の範囲が好ましい。円筒容器３の大きさは、１回の投擲がセメント焼成プロセスに与える影響、投擲機の能力等を考慮して決定するが、概ね０．１〜１００ｋｇ程度の範囲の廃棄物を封入可能なものが用いられる。
【００３３】
本発明の廃棄物の投擲焼却処理方法では、一般的な可燃性の廃棄物、セメントの原料となり得る成分を含有する廃棄物であれば処理対象とすることができる。ただし、容器に密封する等のコストがかかるので、そのようなコストも許容されるという点で、最もふさわしい処理対象は、危険性の廃棄物である。アスベスト、アスベスト使用建材廃棄物、廃肉骨粉、ＰＣＢ含有廃棄物、医療・感染性廃棄物等の危険性廃棄物は、本発明の方法を採用し、容器に封入して、セメント焼成用キルンの窯前から、キルン内の高温雰囲気での滞留時間を十分安定させて処理することにより、安全性を確保しながら処理をすることが可能となる。
【００３４】
処理対象の廃棄物の前記円筒容器３への充填・計量方法は、人手で充填・計量しても良いが、危険性の廃棄物の場合などは、自動充填機、ウェイトチェッカー等を用いて充填計量することが望ましい。そして、該円筒容器３を自動搬送機等により、前記投擲装置１のガイドレール４まで搬送し、２個のホイール２ａ、２ｂによりロータリーキルン内に投擲する。
【００３５】
前記クーラー上面のフロアに於ける投擲装置１の図３左右方向の設置位置は、投擲した円筒容器３が、バーナー８、フレーム１０、ロータリーキルン６の内壁等に衝突せずに、転動するキルン内で掻き揚げられている被焼成物上に着地する様、飛翔させることのできる位置を選定し、そこの窯前フッド前面に投入孔１２を開口する。該投入孔１２には、投擲の瞬間のみ開口するようにシャッターを設けても良い。
【００３６】
投擲装置１からの円筒容器３の投出速度及び投出角度等は、ロータリーキルン６内の高温雰囲気での滞留時間を十分確保できる位置に該円筒容器３が確実に到達する様に選定する。実際には、セメント焼成プロセスの休止期間中の冷間時に、窯前から該円筒容器３を投擲してみて、前記投出速度及び投出角度等の諸条件を把握することが望ましい。このとき、投出速度の調整は、前記ホイール２ａ、２ｂを駆動するモーターの回転速度をインバータ等で制御することにより行なうことができる。
【００３７】
投擲のインターバルについては、廃棄物の円筒容器３への充填量と、焼成されるセメントクリンカーの品質、セメント焼成プロセス運転の安定性等を勘案し、品質の変動や、プロセスの不安定性を招来しない範囲で決定する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法で用いる投擲装置の１実施の形態を示す概念図である。
【図２】本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法に於けるセメント焼成プロセスの窯前部分の側面断面図である。
【図３】本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法に於けるセメント焼成プロセスの窯前部分の図２Ａ−Ａ位置における正面断面図である。
【図４】本発明に係る廃棄物の投擲焼却処理方法に用いる、廃棄物を封入するための円筒容器の1実施の形態を示す、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）本体から蓋が離脱した状態の正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  投擲装置
２ａ  ホイール
２ｂ  ホイール
３  円筒容器
４  ガイドレール
５  架台
６  ロータリーキルン
７  窯前フッド
８  バーナー
９  クーラー
１０  フレーム
１１  被焼成物
１２  投入孔
１３  円筒容器の軌跡
１４  （円筒容器の）蓋
１５  （円筒容器の）本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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