(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントクリンカ製造用のロータリーキルン内を加熱するために、主燃料バーナに加えて設けられた可燃性廃棄物バーナによる可燃性廃棄物の処理方法において、
可燃性廃棄物を、上記ロータリーキルンの回転中心から下ろした鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１１０度傾く直線との範囲に設けた上記可燃性廃棄物バーナから吹き出して、上記ロータリーキルン内においてその周方向に掻き上げられてはその上端部から崩れ落ちる上記セメントクリンカの上に降下させて燃焼させることを特徴とするロータリーキルンを用いた可燃性廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック等の可燃性廃棄物を補助燃料として用いるロータリーキルンを用いた可燃性廃棄物の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物の発生量は年々増加の一途をたどっている。その処理方法としては埋め立て処理、焼却処理等が知られている。しかし、埋め立て場の確保が難しくなってきていることから、焼却処理が注目を浴びてきている。かかる産業廃棄物の中でも廃プラスチック等の可燃性廃棄物は、焼却によって充分な熱量を発生するため、その燃焼によって生じる熱量を有効に利用すべく、各種の燃焼炉の燃料として利用されつつある。
【０００３】
例えば、廃プラスチック等の可燃性廃棄物を燃料として利用する方法として、その破砕品をセメント焼成設備のロータリーキルンの窯前部からロータリーキルン内に空気流に乗せて吹き込んで燃焼させ、主燃料として使用する微粉炭の使用量を削減する技術が以前より知られている。
【０００４】
そして、例えば、特開２０００−３１９０４９号公報には、主燃料バーナの上側に可燃性廃棄物バーナを設けて、可燃性廃棄物を主燃料による火炎中に投入させることにより、ロータリーキルン壁への着地前に空間燃焼を完了させるロータリーキルンが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のロータリーキルンにおいては、主燃料の火炎中に投入した可燃性廃棄物の周囲が酸素不足となるため、必ずしも可燃性廃棄物を効率良く燃焼させることができないという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記事情を考慮し、投入した可燃性廃棄物を効率良く燃焼させることのできるロータリーキルンを用いた可燃性廃棄物の処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るロータリーキルンは、セメントクリンカ製造用のロータリーキルン内を加熱するために、主燃料バーナに加えて設けられた可燃性廃棄物バーナによる可燃性廃棄物の処理方法において、可燃性廃棄物を、上記ロータリーキルンの回転中心から下ろした鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１１０度傾く直線との範囲に設けた上記可燃性廃棄物バーナから吹き出して、上記ロータリーキルン内においてその周方向に掻き上げられてはその上端部から崩れ落ちる上記セメントクリンカの上に降下させて燃焼させることを特徴としている。
【０００９】
請求項１の発明では、可燃性廃棄物バーナを、上記ロータリーキルンの回転中心から下ろした鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１１０度傾く直線との範囲に設けているので、可燃性廃棄物バーナから投入された可燃性廃棄物がロータリーキルンのセメントクリンカ上に降下することになる。すなわち、セメントクリンカは、ロータリーキルンの回転に伴って、周方向に掻き上げられてはその上端部から崩れ落ちることを繰り返すため、上記１１０度の範囲に斜めに滞留した状態になる。このため、この１１０度の範囲に位置する可燃性廃棄物バーナから投入される可燃性廃棄物は、セメントクリンカ上に降下することになる。
【００１０】
そして、可燃性廃棄物は、掻き上げられてはその上端部から崩れ落ちる約１４００℃のセメントクリンカ上に降下することになるので、該セメントクリンカから極めて効率良く熱を受けると共に、ロータリーキルン内に供給される２次空気とも極めて効率よく触れ合うことになる。従って、可燃性廃棄物の燃焼効率の向上を図ることができると共に、この燃焼効率の向上による高温の作用によってフリーライムが下がるため最終的に強度の高いセメントを得ることができる。また、可燃性廃棄物の焼却灰は、セメントの製造原料の一部として有効に利用できる。
【００１１】
さらに、可燃性廃棄物バーナからの可燃性廃棄物の到達距離を短くすることによって、該可燃性廃棄物の滞空時間を短くしても問題がないので、可燃性廃棄物を投入するための例えば吹き出しブロワーの容量を小さくすることができる。したがって、ブロワーの小型化及び消費エネルギの低減を図ることができるので、セメントの製造コストの低減を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のロータリーキルンの概略構成図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【００１３】
図１において、被焼成物であるセメント原料は、ロータリーキルン１内の上流端である窯尻部側（図中左側）から投入され、ロータリーキルン１内を矢印Ｙのように、下流側である窯前部１Ａ側（図中右側）に移動しならが焼成され、焼成されたセメントクリンカＣは、窯前部１Ａの下部に接続されたクリンカクーラー２に落ちてさらに下流側に移動しながら二次空気Ｄによって冷却される。この二次空気Ｄは、クリンカクーラー２においてセメントクリンカＣから熱を吸収して高温になると共に、窯前部１Ａを通ってロータリーキルン１内を上流側に流れる。
【００１４】
ロータリーキルン１の下流端である窯前部１Ａの端壁１Ａａには、主燃料である微粉炭ＴをブロワーＢ１から供給される一次空気と共にロータリーキルン１内に吹き込む円筒形状の主燃料バーナ１０が設けられている。この主燃料バーナ１０は、主燃料である微粉炭Ｔを一次空気と共に、窯前部１Ａから窯尻部の方向に向かって吹き出して、微粉炭Ｔを燃焼させるものである。さらに、主燃料バーナ１０は、図２に示すように、窯前部１Ａの端壁１Ａａにおけるロータリーキルン１の回転中心に対応する位置に配置されており、微粉炭Ｔを該ロータリーキルン１の回転中心軸に沿って吹き出すようになっている。
【００１５】
また、窯前部１Ａの端壁１Ａａには、図１に示すように、廃プラスチック等の可燃性廃棄物Ｓであって細かく砕いたものを補助燃料用のブロワーＢ２から供給される補助一次空気と共にロータリーキルン１内に吹き込む円筒形状の可燃性廃棄物バーナ１１が設けられている。この可燃性廃棄物バーナ１１は、図２に示すように、ロータリーキルン１の回転中心から下ろした鉛直線１ａと、この鉛直線１ａに対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルン１の回転方向Ｘに１１０度傾く直線１ｂとの範囲内に配置されている。すなわち、可燃性廃棄物バーナ１１は、主燃料バーナ１０が存在する部分以外の上記範囲内にあって、外周面が鉛直線１ａに接する位置や、直線１ｂに接する位置に設けてもよい。
【００１６】
さらに、可燃性廃棄物バーナ１１は、その可燃性廃棄物Ｓの吹出口が、ロータリーキルン１の軸線に直交する断面において、後述するセメントクリンカＣが滞留する部分と重なる位置にあってもよい。ただし、この場合には、吹出口が斜め上方に位置するように可燃性廃棄物燃焼バーナ１１を傾けて設置し、吹き出した可燃性廃棄物ＳがセメントクリンカＣ上に降下するようにすることになる。
【００１７】
また、セメントクリンカＣは、窯前部１Ａ側に移動する間に、原料の一部が溶融するまで灼熱されて粒状態となり、ロータリーキルン１の内周面に沿ってその回転方向に掻き上げられると共に、上端部から崩れ落ちることを繰り返しながら、さらに窯前部１Ａ側に移動してクリンカクーラー２に落ちることになる。
【００１８】
そして、セメントデータブック（Cement data book / Walter H.Duda.-Wiesbaden; Berlin:Bauverlag  Bd. 1 bis 2 Aufl. ausserdem im Verl. Macdonld and Evans,London ）によれば、鉛直線１ａを基準にして、ロータリーキルン１の回転中心回りにその回転方向Ｘに傾く角度であって、セメントクリンカＣが滞留する部分の角度αと、ロータリーキルン１内のセメントクリンカＣの充填率との関係は、表１のようになる。
【００１９】
【表１】
0004749634.tif 000002
【００２０】
一方、生産技術専門委員会報告（Ｔ−２０  焼成工程に関する実態調査  １９９６年９月  社団法人  セメント協会）によれば、国内全キルンの充填率は、３．０〜１０．３％の範囲にある。したがって、鉛直線１ａと直線１ｂとのなす角度αを１１０度にしておけば、例えば１５．６５％の充填率であっても、斜めに滞留するセメントクリンカＣの上に可燃性廃棄物Ｓを降下させることが可能となる。
【００２１】
次に、本発明の可燃性廃棄物の処理方法を、上記ロータリーキルン１の作用効果と共に説明する。
【００２２】
セメントクリンカＣを製造するに当たり、主燃料用のブロワーＢ１から供給した一次空気を、微粉炭Ｔと共に主燃料バーナ１０から吹き出して燃焼を行う。一方、補助燃料用のブロワーＢ２から供給される補助一次空気を、例えば廃プラスチックを細かく砕いた可燃性廃棄物Ｓと共に可燃性廃棄物バーナ１１から吹き出して燃焼を行う。
【００２３】
可燃性廃棄物Ｓは、主燃料バーナ１０の火炎からの輻射熱や、高温のセメントクリンカＣからの輻射熱や、クリンカクーラー２においてセメントクリンカＣから熱を吸収して高温となった二次空気Ｄからの熱や、その他からの熱を受けて高温となり、該二次空気Ｄの高温雰囲気中で燃焼を開始することになる。そして、燃焼を開始した可燃性廃棄物Ｓは、可燃性廃棄物バーナ１１が上記角度αの範囲に設けられていることから、所定量空中を移動した後にセメントクリンカＣ上に降下する。
【００２４】
また、ロータリーキルン１内では、セメントクリンカＣが周方向に掻き上げられてはその上端部から崩れ落ちることを繰り返すため、上記角度αの範囲に斜めに滞留した状態になる。
【００２５】
このため、可燃性廃棄物Ｓは、掻き上げられてはその上端部から崩れ落ちる約１４００℃のセメントクリンカＣ上に降下し、該セメントクリンカＣから極めて効率良く熱を受けると共に、ロータリーキルン１内に供給される２次空気とも極めて効率よく混合されることになる。従って、可燃性廃棄物Ｓが極めて効率よく燃焼すると共に、この燃焼効率の向上による高温の作用によってフリーライムが下がるため最終的に強度の高いセメントを得ることができる。なお、可燃性廃棄物Ｓの焼却灰は、セメントの製造のために必要な原料の一部となる。
【００２６】
また、可燃性廃棄物Ｓの燃焼を空中で終了させるために、可燃性廃棄物Ｓを遠くまで飛翔させる必要がないので、可燃性廃棄物Ｓを投入するための補助燃料用のブロワーＢ２の吹き出し容量を小さくすることができる。したがって、ブロワーＢ２の小型化及び消費電力の低減を図ることができるので、結局、セメントの製造コストの低減を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、可燃性廃棄物がセメントクリンカから極めて効率良く熱を受けると共に、ロータリーキルン内に供給される二次空気とも極めて効率よく触れ合うことになる。従って、可燃性廃棄物の燃焼効率の向上を図ることができると共に、この燃焼効率の向上による高温の作用によってフリーライムが下がるため最終的に強度の高いセメントを得ることができる。また、可燃性廃棄物の焼却灰は、セメントの製造原料の一部として有効に利用することができる。
【００２８】
さらに、可燃性廃棄物バーナから投入する可燃性廃棄物の到達距離を短くすることができるので、可燃性廃棄物を投入するための例えば吹き出しブロワーの容量を小さくすることができる。したがって、ブロワーの小型化及び消費エネルギの低減を図ることができるので、セメントの製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示したロータリーキルンの概略構成図である。
【図２】同ロータリーキルンであって、図１のII−II線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１  ロータリーキルン
１ａ  鉛直線
１ｂ  直線
１０  主燃料バーナ
１１  可燃性廃棄物バーナ
Ｂ２  可燃性廃棄物投入用の吹き出しブロワー
Ｃ  セメントクリンカ
Ｄ  二次空気
Ｓ  可燃性廃棄物
Ｘ  回転方向
【図１】
0004749634.tif 000003
【図２】
0004749634.tif 000004