(57)【要約】【課題】塩素含有廃プラスチックの如き塩素含有可燃性物質を焼成炉内に補助燃料として投入して燃焼させる際に、投入手段である補助燃料用ノズルにおいて、塩素含有可燃性物質の融着による閉塞が起きず、しかも、焼成炉内での燃焼によって発生する塩化水素ガスの排出量を大幅に減少させることのできる塩素含有可燃性物質の処理方法を提供する。【解決手段】塩素含有可燃性物質と、廃ガラス粉末の如きアルカリ金属含有セラミックス粉末とを、同一の補助燃料用ノズルを介して焼成炉内に投入する。廃ガラス粉末の粒度は、質量平均径で、好ましくは３０μｍ以下である。塩素含有可燃性物質中の塩素（Ａ）に対するアルカリ金属含有セラミックス粉末中のアルカリ金属（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）は、好ましくは、０．５以上である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素含有可燃性物質とアルカリ金属含有セラミックス粉末とを、同一の補助燃料用ノズルを介して焼成炉内に投入することを特徴とする塩素含有可燃性物質の処理方法。
【請求項２】
前記アルカリ金属含有セラミックス粉末が、ガラス粉末である請求項１に記載の塩素含有可燃性物質の処理方法。
【請求項３】
前記アルカリ金属含有セラミックス粉末の粒度が、質量平均径で、３０μｍ以下である請求項１又は２に記載の塩素含有可燃性物質の処理方法。
【請求項４】
前記塩素含有可燃性物質中の塩素（Ａ）に対する前記アルカリ金属含有セラミックス粉末中のアルカリ金属（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）が、０．５以上になるように、前記塩素含有可燃性物質および前記アルカリ金属含有セラミックス粉末の各々の単位時間当たりの投入量を定める請求項１〜３のいずれか１項に記載の塩素含有可燃性物質の処理方法。
【請求項５】
前記塩素含有可燃性物質が、塩素含有プラスチックである請求項１〜４のいずれか１項に記載の塩素含有可燃性物質の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩素含有廃プラスチックの如き塩素含有可燃性物質を、焼成炉の補助燃料として燃焼させて処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、焼成炉の補助燃料として廃プラスチックを用いる技術が知られている。
例えば、特許文献１には、セメントクリンカ製造用ロータリーキルンの如き焼成炉において、塩素含有廃プラスチックの如き塩素含有可燃物を燃料の一部として用い、かつ、ガラスの如きアルカリ金属含有物を塩素含有可燃物と共に焼成することによって、アルカリ金属を塩化物に転じて揮発させ、塩素およびアルカリ金属の含有量を減じた焼成物を製造する技術が、開示されている。
この技術において、塩素含有可燃物の投入手段は、主燃料吹込手段と共に、焼成炉のガス入口側に設けられている。また、アルカリ金属含有物の投入手段は、焼成炉のガス出口側の上方に設けられている。
【０００３】
また、特許文献２には、補助燃料として廃プラスチックの如き可燃性合成樹脂を所定の速度及び角度でロータリーキルンに吹込み、セメントクリンカ原料を焼成する技術が、開示されている。
ここで、可燃性合成樹脂としては、概ね１ｍｍ以下、好ましくは６００μｍ以下の大きさのものが用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５９１１４号公報（第２頁の請求項１、請求項６、請求項１２、第６頁の図１）
【特許文献２】
特開２００２−２９７９１号公報（第２頁の請求項１、第２〜３頁の段落０００９）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ロータリーキルンの如き焼成炉の補助燃料として、廃プラスチックを用いる技術が知られている。
しかし、廃プラスチックを補助燃料用ノズルを介して焼成炉内に投入すると、焼成炉内の熱によって高温化した補助燃料用ノズルの内部にて、廃プラスチックが融着し、補助燃料用ノズル（特にその先端部分）の閉塞が生じることがある。
また、廃プラスチックが塩素を含有する樹脂である場合には、焼成炉内での燃焼によって塩化水素ガスが発生し、この塩化水素ガスを除去するための装置が必要となるなどの問題がある。
そこで、本発明は、塩素含有廃プラスチックの如き塩素含有可燃性物質を焼成炉内に補助燃料として投入して燃焼させる際に、投入手段である補助燃料用ノズルにおいて、塩素含有可燃性物質の融着による閉塞が起きず、しかも、焼成炉内での燃焼によって発生する塩化水素ガスの排出量を大幅に減少させることのできる塩素含有可燃性物質の処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、塩素含有廃プラスチックの如き塩素含有可燃性物質と、廃ガラス粉末の如きアルカリ金属含有セラミックス粉末とを、同一の補助燃料用ノズルを介して焼成炉内に投入し燃焼させれば、補助燃料用ノズルにおいて、塩素含有可燃性物質の融着による閉塞が起きず、かつ、焼成炉内で発生する塩化水素ガスが、アルカリ金属含有セラミックス粉末に含まれるアルカリ金属酸化物（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）と反応して、アルカリ金属の塩化物が生じ、その結果、系外に排出する塩化水素ガスの量を大幅に減少させることができることに想到し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明（請求項１）の塩素含有可燃性物質の処理方法は、塩素含有可燃性物質とアルカリ金属含有セラミックス粉末とを、同一の補助燃料用ノズルを介して焼成炉内に投入することを特徴とする。
このように構成すれば、補助燃料用ノズル内における塩素含有可燃性物質の融着物の発生および成長が、アルカリ金属含有セラミックス粉末の流通によって妨げられるので、補助燃料用ノズル内の流通状態を常に良好に保つことができる。また、焼成炉内における塩素含有可燃性物質の燃焼で発生する塩化水素ガスが、アルカリ金属含有セラミックス粉末中のアルカリ金属酸化物（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）と反応して、アルカリ金属の塩化物になるので、有害で排出量の規制を要する塩化水素ガスの排出量を大幅に減少させることができる。
【０００８】
前記アルカリ金属含有セラミックス粉末の好適な具体例としては、例えば、廃ガラスの粉砕物の如きガラス粉末が挙げられる（請求項２）。
前記アルカリ金属含有セラミックス粉末の粒度は、質量平均径で、好ましくは、３０μｍ以下である（請求項３）。
該粒径をこの数値範囲内に調整することによって、塩化水素ガスの除去率を高めることができる。
【０００９】
本発明の塩素含有可燃性物質の処理方法は、前記塩素含有可燃性物質中の塩素（Ａ）に対する前記アルカリ金属含有セラミックス粉末中のアルカリ金属（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）が、０．５以上になるように、これら塩素含有可燃性物質およびアルカリ金属含有セラミックス粉末の単位時間当たりの投入量を定めることが好ましい（請求項４）。
該モル比をこの数値範囲内に調整することによって、塩化水素ガスの除去率を高めることができる。
前記塩素含有可燃性物質の好適な具体例としては、例えば、塩素含有廃プラスチックの粉砕物の如き塩素含有プラスチックが挙げられる（請求項５）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の塩素含有可燃性物質の処理方法は、塩素含有可燃性物質とアルカリ金属含有セラミックス粉末とを、同一の補助燃料用ノズルを介して、ロータリーキルンの如き焼成炉内に投入するものである。
塩素含有可燃性物質は、重油や微粉炭等の主燃料とは別途に、焼成炉内に投入される補助燃料である。
塩素含有可燃性物質の具体例としては、例えば、塩素含有廃プラスチックの粉砕物等が挙げられる。
【００１１】
ここで、塩素含有廃プラスチックを構成する合成樹脂の種類としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン・塩化ビニル共重合樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
塩素含有可燃性物質は、粉砕等によって、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下の大きさにして用いられる。
塩素含有可燃性物質の形状は、特に限定されず、例えば、粒状、薄片状等が挙げられる。
【００１２】
アルカリ金属含有セラミックス粉末は、補助燃料用ノズル内における塩素含有可燃性物質の融着を防止するとともに、塩素含有可燃性物質の燃焼によって発生する塩化水素ガスと反応するためのアルカリ金属（具体的には、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）を供給するためのものである。
アルカリ金属含有セラミックス粉末の具体例としては、例えば、廃ガラス等を粉砕して得られるガラス粉末や、陶磁器（例えば、アルカリ長石等を含むもの）を粉砕して得られる粉末等が挙げられる。
中でも、ガラス粉末は、ナトリウム等のアルカリ金属の含有率が高い等の点で、好ましく用いられる。
アルカリ金属含有セラミックス粉末の粒度は、質量平均径で、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ以下である。
【００１３】
塩素含有可燃性物質およびアルカリ金属含有セラミックス粉末を、同一の補助燃料用ノズルに流通させる方法としては、例えば、（ａ）塩素含有可燃性物質とアルカリ金属含有セラミックス粉末とを混合した後、得られた混合物を補助燃料用ノズルに流通させる方法、（ｂ）塩素含有可燃性物質とアルカリ金属含有セラミックス粉末とを短時間毎に交互に流通させる方法等が挙げられる。
このうち、上記（ａ）の方法は、塩素含有可燃性物質の融着の防止効果が大きい等の点で好ましく用いられる。
【００１４】
塩素含有可燃性物質およびアルカリ金属含有セラミックス粉末の各々の単位時間当たりの投入量（ｋｇ／ｈ）は、塩素含有可燃性物質中の塩素（Ａ）に対するアルカリ金属含有セラミックス粉末中のアルカリ金属（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）が、所定の数値範囲内となるように、調整することが望ましい。
具体的には、該モル比（Ｂ／Ａ）は、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．７以上、特に好ましくは０．９以上である。
本発明において、アルカリ金属含有セラミックス粉末の質量平均径が、１５μｍ以下であり、かつ、上記モル比（Ｂ／Ａ）が１．０以上であれば、焼成炉内で発生する塩化水素ガスの８０％以上を除去することができる。
【００１５】
次に、本発明の方法を実施するための処理システムを、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の塩素含有可燃性物質の処理方法を実施するための処理システムの一例を模式的に示す図である。
図１中、補助燃料貯留槽１には、塩素含有廃プラスチックの粉砕物（粒体）が貯留されており、セラミックス粉末貯留槽２には、廃ガラス粉末が貯留されている。補助燃料貯留槽１から所定の供給速度で排出される塩素含有廃プラスチックの粉砕物と、セラミックス粉末貯留槽２から所定の供給速度で排出される廃ガラス粉末は、混合槽３内で撹拌混合された後、混合物貯留槽４に導かれ、この混合物貯留槽４から管路を経由し補助燃料用ノズル５を介して、ロータリーキルン（焼成炉）６内に投入される。投入は、補助燃料用ノズル５に通じるブロア（図示せず）によって、所定の噴射速度で行なわれる。
なお、補助燃料用ノズル５は、ロータリーキルン６のガス入口側（バーナ側；窯前）の端部にて、重油等の主燃料を投入するための主燃料用ノズル７の近傍（例えば、若干上方の位置）に配置されている。それゆえ、補助燃料用ノズル５からキルン６内に投入される補助燃料（混合物）は、投入と同時に高温下で燃焼することになる。
【００１６】
一方、ロータリーキルン６のガス出口側（バーナの反対側；窯尻）の端部は、管路および必要に応じて配設される仮焼炉（図示せず）を介して、多段式のサスペンションプレヒータ８に接続されている。セメント原料は、サスペンションプレヒータ８の上部に供給された後、サスペンションプレヒータ８内で予熱され、必要に応じて仮焼炉（図示せず）で仮焼された後、ロータリーキルン６内に供給される。セメント原料は、ロータリーキルン６内で焼成された後、キルン６のガス入口側から排出され、さらにクーラ９で冷却されて、セメントクリンカとして排出される。
【００１７】
ロータリーキルン６内において、塩素含有廃プラスチックの粉砕物は、燃焼して塩化水素ガスを発生する。一方、廃ガラス粉末中のアルカリ金属酸化物（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）は、塩化水素ガスと反応して、アルカリ金属の塩化物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）を生成する。
アルカリ金属の塩化物を含む燃焼排ガスは、図中に点線として経路を示すように、ロータリーキルン６からサスペンションプレヒータ８内に進入し、サスペンションプレヒータ８内を上昇して通過した後、バグフィルタ１０で細粒分（アルカリ金属の塩化物等を含むもの）が捕集され、その後、必要に応じて残留塩化水素ガス等の除去処理が施されて、煙突１１から大気中に排出される。
【００１８】
【実施例】
以下、実験例に基づいて本発明を説明する。
［実施例１］
パイロットスケールロータリーキルン（φ３５０ｍｍ×３，２００ｍｍ）のガス入口側（窯前）に、重油用の主燃料用ノズルと、廃プラスチック粉砕物（補助燃料）および廃ガラス粉末を吹き込むための補助燃料用ノズルを設置した。なお、補助燃料用ノズルの外周には水冷ジャケットを設置して、廃プラスチック粉砕物の融着によるノズルの閉塞が起こり難くした。
廃プラスチック粉砕物としては、主にポリエチレンからなり、塩素含有率が７．８重量％、発熱量が３４．８ｋＪ／ｇである廃プラスチックを、粉砕機とＣＳカッター（商品名：三井鉱山株式会社製）を用いて粉砕し切断した後、振動篩で分級して、２ｍｍ以下の大きさとしたものを用いた。
廃ガラス粉末としては、使用済みのガラスビンを粉砕して、質量平均径を１５μｍに調整したものを用いた。この廃ガラス粉末の化学組成を表１に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
パイロットスケールロータリーキルンの主燃料用ノズルから重油を噴射して、燃焼させるとともに、補助燃料用ノズルから、廃プラスチック粉砕物と廃ガラス粉末の混合物を、表２に示す吹込み量で吹き込んだ。廃プラスチック粉砕物中の塩素（Ａ）に対する廃ガラス粉末中のアルカリ金属（Ｂ）のモル比（Ｂ／Ａ）は、１．０５であった。なお、パイロットスケールロータリーキルンの内部の温度は、８００℃（ガス出口側付近）〜１，４５０℃（焼点温度）であった。
その結果、従来技術においてみられたようなノズルの閉塞は起きなかった。  また、後述の比較例１を基準とした塩化水素ガスの除去率は、８３％であった。
【００２１】
［実施例２］
廃ガラス粉末の吹込み量を表２に示す量（１．２ｋｇ／ｈ）に代えた他は、実施例１と同様にして実験した。結果を表２に示す。
［実施例３］
廃ガラス粉末の粒度（質量平均径）を３０μｍに代えた他は、実施例１と同様にして実験した。結果を表２に示す。
［比較例１］
廃ガラス粉末を吹き込まない他は、実施例１と同様にして実験した。
その結果、実験開始から５時間経過後には、廃プラスチック粉砕物の融着によるノズルの閉塞が起き始め、ノズルの先端部分の掃除が度々必要であった。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【発明の効果】
本発明の塩素含有可燃性物質の処理方法によれば、焼成炉の補助燃料用ノズル内で、廃プラスチックの如き塩素含有可燃性物質の融着による閉塞が起きないので、塩素含有可燃性物質を安定的に供給することができ、かつ、補助燃料用ノズルの掃除が不要であるなど、焼成炉の運転を常時円滑に行なうことができる。
また、焼成炉内での塩素含有可燃性物質の燃焼によって発生する塩化水素ガスが、アルカリ金属含有セラミックス粉末に含まれるアルカリ金属酸化物（Ｎａ２Ｏ等）と反応して、アルカリ金属の塩化物となるので、燃焼排ガス中の塩化水素ガスの量を大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塩素含有可燃性物質の処理方法を実施するための処理システムの一例を模式的に示す図である
【符号の説明】
１  補助燃料貯留槽
２  主燃料貯留槽
３  混合槽
４  混合物貯留槽
５  補助燃料用ノズル
６  焼成炉（ロータリーキルン）
７  主燃料用ノズル
８  サスペンションプレヒータ
９  クーラ
１０  バグフィルタ
１１  煙突
【図１】
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