(57)【要約】  本発明の課題は、含水汚泥における含水率を大幅に高めることなく、かつ当該含水汚泥を低い送圧によって円滑に乾式キルンの窯尻部分等へと移送することが可能となる含水汚泥の処理方法および処理設備を提供することにある。この課題を解決するために、本発明は、セメント原料を予熱するプレヒータ（３）と、このプレヒータ（３）が窯尻部分（２）に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルン（１）とを有するセメントクリンカーの製造設備において、汚泥タンク（５）内に貯留された含水汚泥を、圧送ポンプ（６）によって配管中を移送し、直接窯尻部分（２）に投入することにより焼却処理するに際して、圧送ポンプ（６）と窯尻部分（２）との間の配管（７）の少なくとも１箇所において、注水装置（８）によって含水汚泥と配管（７）の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給して上記含水汚泥を窯尻部分（２）側へと移送することを特徴とする。
2007023561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備において、汚泥タンク内に貯留された含水汚泥を、圧送ポンプによって配管中を移送し、直接上記プレヒータの下部に投入することにより焼却処理するに際して、
上記圧送ポンプと上記プレヒータ下部との間の上記配管の少なくとも１箇所において、上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給することを特徴とする含水汚泥の処理方法。
【請求項２】
上記プレヒータの下部は、上記窯尻部分または当該窯尻部分の前段に設けられた仮焼炉であることを特徴とする請求項１に記載の含水汚泥の処理方法。
【請求項３】
上記含水汚泥は、含水率が９０％以下の下水汚泥であることを特徴とする請求項１または２に記載の含水汚泥の処理方法。
【請求項４】
セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備において、含水汚泥を直接焼却処理するための含水汚泥の処理設備であって、
上記含水汚泥を貯留する汚泥タンクと、この汚泥タンク内の汚泥を圧送する圧送ポンプと、この圧送ポンプの吐出側に接続されて上記含水汚泥を上記プレヒータ下部に直接投入する配管と、この配管の上記圧送ポンプと上記プレヒータ下部との間の少なくとも１箇所に設けられて上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給する注水装置とを備えてなることを特徴とする含水汚泥の処理設備。
【請求項５】
上記注水装置は、上記配管の厚さ方向の中間部に円周方向に形成された環状の隙間部と、この隙間部に水を供給する送水ポンプが介装された水供給ラインと、一端部が上記隙間部に連通するとともに他端部が上記配管の内壁に全周にわたって開口することにより上記隙間部を通じて上記水を上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に供給するノズル部とを備えてなることを特徴とする請求項４に記載の含水汚泥の処理設備。
【請求項６】
上記注水装置は、当該注水装置の上流側または下流側における上記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器によって検出された圧力が第１の設定値に至った際に上記送水ポンプを起動するとともに、上記圧力が第２の設定値に至った際に上記送水ポンプを停止させる制御手段を備えてなることを特徴とする請求項５に記載の含水汚泥の処理設備。
【請求項７】
上記配管は、上記注水装置の下流側において、その内径が拡径されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の含水汚泥の処理設備。
【請求項８】
上記汚泥タンクは、含水率が９０％以下の下水汚泥を貯留するものであることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の含水汚泥の処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥等の含水汚泥を、セメントクリンカーの製造設備において効率的に最終処分するための含水汚泥の処理方法および処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場から排出される下水汚泥等の含水汚泥は、近年における処分場の枯渇や環境汚染防止上の制約によって、それまで行われていた陸上での埋め立てや、海上投棄等による処理が困難になってきている。このため、上記含水汚泥を、焼却炉において焼却処理する方法も提案されているが、例えば下水処理場において脱水ケーキとされた下水汚泥においても、未だ８０％程度の水分が含まれている。【０００３】
したがって、上記焼却炉による処理方法においては、焼却炉における熱負荷を軽減させるために、予め当該含水汚泥を乾燥する必要があり、この結果、本来の焼却に要するコストに加えて、乾燥するためのコストや、乾燥時に発生する排ガスを脱臭するコスト等の付加的なコストが嵩むために、経済性に劣るという問題点があった。【０００４】
そこで、本出願人等は、上記問題点を解決すべく、先に日本国特許第３２４６５０９号（特許文献１）および同特許第３３４４４４８号（特許文献２）として、セメントクリンカーの製造設備を利用した含水汚泥の処理設備および処理方法を提案した。【０００５】
ここで、特許第３２４６５０９号に係る特許発明は、原料ミルで粉砕されたセメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて、予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備に併設される含水汚泥の処理設備であって、含水汚泥を貯留する汚泥タンクと、この汚泥タンク内の上記含水汚泥を圧送する圧送ポンプと、この圧送ポンプに接続されて上記含水汚泥を上記乾式キルン内へと直接投入する配管とを備えてなり、かつ上記配管が上記窯尻部または仮焼炉に接続されていることを特徴とするものである。【０００６】
また、特許第３３４４４４８号に係る特許発明は、汚泥処理方法に関するものであり、含水汚泥を、セメント原料を焼成してセメントクリンカーを製造する乾式キルンの窯尻部分又は仮焼炉に、含水スラリー状のまま、ポンプにより配管を通じて直接導入して焼却することを特徴とするものである。【０００７】
上記含水汚泥の処理設備あるいは処理方法によれば、下水汚泥などの含水汚泥を、乾燥や添加剤添加等の前処理を施すことなく、また、環境汚染の問題もなく、既存の乾式キルンに直接投入して８００℃〜１２００℃の高温雰囲気下で焼却処理することにより、効率的かつ低コストに最終処分することができるとともに、汚泥焼却灰はセメントクリンカーとして経済的に再利用することができる。また、含水汚泥を配管圧送して直接焼却処理しているので、臭気等の問題が生起することもないといった効果も得られる。【０００８】
ところで、上記処理方法および処理装置によって例えば下水汚泥を処理する場合に、通常上記下水汚泥は、主として搬送上の便宜から下水処理場において余剰水分が除去され、含水率が８０％前後の脱水ケーキとされたうえで、セメント製造工場に搬送されてくる。ここで、含水率が８０％前後の脱水ケーキは、いわば湿気を持った多孔質の粘土と同等の固さおよび流動性を有するものである。
このため、上記下水汚泥を乾式キルンの窯尻部分等に圧送するポンプとしては、スクリュー型やピストン型等の高い吐出圧力が得られる圧送ポンプが用いられている。【０００９】
他方、一般に上記セメント製造工場は、広い敷地内に直径４〜６ｍ、長さ８０ｍ前後の乾式キルンが複数設置されており、かつ当該乾式キルンの窯尻には、高さ数十ｍのプレヒータが設けられている。このため、含水汚泥を貯留する汚泥タンクから乾式キルンの窯尻部分までの上記配管は、概ね１５０〜２５０ｍの長さ寸法が必要となり、しかも地上レベルから上記窯尻部分に至るまでに、１０〜１５ｍの立ち上がり部分が必要となる。【００１０】
この結果、最終的に上記配管の先端において、下水汚泥を窯尻部分等に投入するに十分な押出圧力を確保するためには、圧送ポンプの吐出側における圧力を約９０ｋｇ／ｃｍ２にまで高める必要があり、よって上記配管系統が極めて高い耐圧仕様となるために、設備コストの高騰化を招くという問題点があった。【００１１】
そこで、上記下水汚泥を受け入れる汚泥タンクに、水を供給して当該下水汚泥の粘度を低下させて流動化を促進することも考えられるが、下水汚泥の含水率が高くなる結果、乾式キルンにおける熱消費が大きくなるために、燃料費が増加して経済性の悪化を招くという問題点が生じてしまう。【００１２】
加えて、単に上記汚泥タンクに水を加えただけでは、水のみが汚泥タンクの底部に溜まってそのまま圧送ポンプから配管に送られてしまう。このため、別途両者を混合するための大掛かりな撹拌装置を増設する必要が生じたり、さらにはその際に発生する臭気の対策が必要になったりするために、設備コストや前処理コストも増加するという欠点がある。
【特許文献１】日本国特許第３２４６５０９号公報
【特許文献２】日本国特許第３３４４４４８号公報
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、含水汚泥における含水率を大幅に高めることなく、かつ当該含水汚泥を低い送圧によって円滑に乾式キルンの窯尻部分等へと移送することが可能となる含水汚泥の処理方法および処理設備を提供することを課題とするものである。
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備において、汚泥タンク内に貯留された含水汚泥を、圧送ポンプによって配管中を移送し、直接上記プレヒータの下部に投入することにより焼却処理するに際して、上記圧送ポンプと上記プレヒータ下部との間の上記配管の少なくとも１箇所において、上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給することを特徴とするものである。
【００１５】
この際に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレヒータの下部が、上記窯尻部分または当該窯尻部分の前段に設けられた仮焼炉であることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、含水汚泥が、含水率が９０％以下の下水汚泥であることを特徴とするものである。
【００１６】
次いで、請求項４に記載の発明は、セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備において、含水汚泥を直接焼却処理するための含水汚泥の処理設備であって、上記含水汚泥を貯留する汚泥タンクと、この汚泥タンク内の汚泥を圧送する圧送ポンプと、この圧送ポンプの吐出側に接続されて上記含水汚泥を上記プレヒータ下部に直接投入する配管と、この配管の上記圧送ポンプと上記プレヒータ下部との間の少なくとも１箇所に設けられて上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給する注水装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の注水装置が、上記配管の厚さ方向の中間部に円周方向に形成された環状の隙間部と、この隙間部に水を供給する送水ポンプが介装された水供給ラインと、一端部が上記隙間部に連通するとともに他端部が上記配管の内壁に全周にわたって開口することにより上記隙間部を通じて上記水を上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に供給するノズル部とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１８】
ここで、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の注水装置が、さらに当該注水装置の上流側または下流側における上記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器によって検出された圧力が第１の設定値に至った際に上記送水ポンプを起動するとともに、上記圧力が第２の設定値に至った際に上記送水ポンプを停止させる制御手段を備えてなることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、上記配管が、上記注水装置の下流側において、その内径が拡径されていることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項４〜７に記載の汚泥タンクが、含水率が９０％以下の下水汚泥を貯留するものであることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１〜３のいずれかに記載の含水汚泥の処理方法および請求項４〜８のいずれかに記載の含水汚泥の処理設備においては、含水汚泥を圧送ポンプによって投入すべきプレヒータの下部へと配管中を圧送するに際して、その途中で注水装置により上記含水汚泥と配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給することにより、含水汚泥の表面を湿潤させる。この結果、配管の内壁面との間の摩擦が低減されて、含水汚泥の滑動が促進されるために、上記配管が長くなった場合においても、圧送ポンプにおける低い吐出圧力によって上記含水汚泥を円滑に上記プレヒータ下部まで移送することができる。
【００２１】
この際に、含水汚泥は、配管の内壁面と接するその表面近傍のみが、上記水によって湿潤されるために、その含水率が大幅に高くなることがなく、よって乾式キルンにおける熱消費が大きくなるおそれもない。
したがって、特に請求項３または８に記載の発明のように、含水率が９０％以下の含水汚泥の処理に適用した場合に、顕著な効果を奏する。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、送水ポンプによって配管の厚さ方向の中間部に形成された環状の隙間部に水を供給すると、この水が上記隙間部からノズル部を通じて配管の内壁面の全周にわたって供給される。このため、より少ない水量によって、効果的に含水汚泥の全周を湿潤させることができ、一層その滑動の円滑化を図ることが可能になる。
【００２３】
さらに、請求項６に記載の発明によれば、圧力検出器からの検出信号によって、配管内の圧力が、第１の設定値に至った際に、初めて送水ポンプを起動して水を供給し、これによって配管内の圧力が第２の設定値まで下がった際に、上記送水ポンプを停止することができる。この結果、処理すべき含水汚泥の含水率が変化した場合においても、これに対応して円滑に当該含水汚泥を低い圧力で圧送することができるとともに、最小限の水供給量によって配管内の圧力を所定の範囲内に保持することができる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によれば、上記注水装置の下流側において、配管の内径を拡径することにより、より一層下流側において含水汚泥を圧送するために要する圧力を低減化させて、圧送ポンプの所要吐出圧を低く抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る含水汚泥の処理設備の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、図１のＡ部の拡大図である。
【図３】図３は、図２の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  乾式キルン
２  窯尻部分
３  プレヒータ
４  仮焼炉
５  汚泥タンク
６  圧送ポンプ
７  配管
８  注水装置
１２ａ、１２ｂ  拡径管
１４  注水器
１５  送水ポンプ
１６  水供給ライン
１７  圧力検出器
２１  隙間部
２２  ノズル部
２２ａ  ノズル部の先端
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１〜図３は、本発明に係る含水汚泥の処理設備を、セメントクリンカーの製造設備に併設された下水汚泥の処理設備に適用した最良の実施形態を示すもので、図中符号１が、このセメント製造設備においてセメント原料を焼成するための乾式キルンである。
この乾式キルン１は、軸芯回りに回転自在に設けられたロータリーキルンであり、その図中左方の窯尻部分２に、セメント原料を予熱するためのプレヒータ３が設けられるとともに、図中右方の窯前には、内部を加熱するための主バーナ（図示を略す。）が設けられている。【００２８】
ここで、プレヒータ３は、上下方向に直列的に配置された複数段（図では４段）のサイクロン３ａ〜３ｄによって構成されており、１段目のサイクロン３ａにセメント原料が供給されている。また、３段目のサイクロン３ｃと４段目のサイクロン３ｄとの間には、下端部にセメントキルン１の窯尻部分２から燃焼排ガスが導入されるとともに、内部に図示されない燃料供給ラインから供給される石炭等の燃料の燃焼装置が設けられた仮焼炉４が設けられている。【００２９】
そして、上記セメントクリンカーの製造設備に下水汚泥の処理設備が併設されている。
この処理設備は、下水汚泥を貯留する汚泥タンク５と、この汚泥タンク５内の汚泥を圧送する圧送ポンプ６と、この圧送ポンプ６の吐出側に接続されて含水汚泥を乾式キルン１の窯尻部分２に直接投入する配管７と、この配管７の圧送ポンプ６と窯尻部分２との間の２箇所に間隔をおいて設けられた注水装置８とから概略構成されたものである。【００３０】
この圧送ポンプ６は、油圧ユニット９から供給される作動油によって往復駆動されるピストン型のポンプであり、その供給部６ａに汚泥タンク５からの送泥ライン１０が導入されている。そして、この圧送ポンプ６の吐出側に、逆止弁１１を介して下水汚泥移送用の配管７が接続されている。【００３１】
この配管７は、圧送ポンプ６の吐出側において、拡径管１２ａにより呼び径が１５０ｍｍから２００ｍｍに拡径され、さらに注水装置８間において、拡径管１２ｂにより呼び径が２００ｍｍから２５０ｍｍに拡径されるとともに、窯尻部分２の近傍にバタフライ弁１３が介装されている。そして、この配管７における全長のほぼ中間位置と、窯尻部分２への立ち上がり部の上流側に、それぞれ上記注水装置８が設けられている。【００３２】
これら注水装置８は、配管７に介装されて当該配管７の一部を構成する注水器１４と、この注水器１４に送水ポンプ１５によって水を供給する水供給ライン１６と、注水器１４の上流側近傍の配管７に取り付けられて内部の圧力を検出する圧力検出器１７と、この圧力検出器１７によって検出された圧力が高圧側の設定値（第１の設定値）に至った際に送水ポンプ１５を起動するとともに、低圧側の設定値（第２の設定値）まで低下した際に送圧ポンプ１５を停止させる図示されない制御装置とから構成されたものである。【００３３】
ここで、図１中右方の配管７の下流側に設けた制御装置における高圧側設定値および低圧側設定値は、それぞれ図中左方の配管７の上流側に設けた制御装置における高圧側設定値および低圧側設定値よりも、低い圧力に設定されている。【００３４】
また、注水器１４は、図３に示すように、本体部１４ａの一端面１４ｂから他端面１４ｃの近傍までの内壁が配管７の内径よりも拡径されることにより、凹部１８が形成されている。この凹部１８は、一端面１４ｂ側がさらに大径に形成されることにより段部１８ａが形成されるとともに、他端部が他端面１４ｃ側に向けて漸次縮径されることにより、傾斜部１８ｂが形成されている。【００３５】
そして、この凹部１８に、円筒状のスリーブ１９が上記一端面１４ｂ側から挿入されている。このスリーブ１９は、一端部に凹部１８の段部１８ａと係合する鍔部１９ａが形成されるとともに、他端部に凹部１８の傾斜部１８ｂに臨むテーパー部１９ｂが形成されている。また、凹部１８の段部１８ａの近傍には、溝部が形成されており、この溝部にスリーブ１９との間を液密的に封じるＯ−リング２０が取り付けられている。【００３６】
また、このＯ−リング２０から傾斜部１８ｂに向けた凹部１８とスリーブ１９との間には、水が流通可能な環状の隙間部２１が形成されており、さらに傾斜部１８ｂとテーパー部１９ｂとの間には、隙間部２１と連続するノズル部２２が形成されている。そして、このノズル部２２の先端２２ａは、内壁面の全周にわたって開口されている。【００３７】
また、本体部１４ａの円周方向に等間隔をおいた４箇所には、外周面から隙間部２１に至る注入孔２３が穿設されている。他方、水供給ライン１６の先端部は、注水器１４の外周を囲繞するリング状に形成されており、その円周方向４箇所に、注入管２４が枝配管されている。そして、各々の注入管２４が、注入孔２３に嵌入されている。【００３８】
次に、以上の構成からなる下水汚泥の処理設備を用いた本発明に係る下水汚泥の処理方法の実施形態について説明する。
先ず、プレヒータ３において予熱されるとともに、仮焼炉４において仮焼成されたセメント原料を、図中点線矢印で示すように、窯尻部分２から乾式キルン１内に導入する。すると、この乾式キルン１内において窯尻部分２側から窯前側へと徐々に送られる過程において、主バーナからの燃焼排ガスによって１０００℃から１４５０℃程度まで加熱され、焼成されてクリンカーとなる。【００３９】
以上のセメントクリンカーの製造と並行して、予め汚泥タンク５に貯留されている含水率が約８０％の下水汚泥を、圧送ポンプ６によって配管７から直接乾式キルン１の窯尻部分２に投入する。すると、窯尻部分２に投入された下水汚泥は、約１０００℃の高温雰囲気下においてその水分が瞬時に気化するとともに、固形分が乾式キルン１内に導入されて加熱されたセメント原料と共に焼成され、セメントクリンカーの一部となって排出される。【００４０】
そして、下水汚泥を、圧送ポンプ６によって投入すべき窯尻部分２へと配管７中を圧送する際に、配管７に取り付けた圧力検出器１７によって、常時当該部分の配管７内の圧力が検出され、この検出圧力が各々の高圧側の設定値に至ると、制御装置によって送水ポンプ１５が起動する。これにより、水が水供給ライン１６から注水器１４内の隙間部２１へと供給され、さらにノズル部２２の先端２２ａから、注水器１４の内壁面の全周にわたって下水汚泥の外周面との間に供給される。これにより、下水汚泥の全表面が湿潤させて、配管７の内壁面との間の摩擦が低減される結果、下水汚泥の配管７の内壁面に対する滑動が促進される。【００４１】
この結果、配管７内の圧力が低下して、各々の低圧側の設定値まで下がると、上記制御装置によって送水ポンプ１５の運転が停止される。
そして、以上の注水操作が繰り返されることにより、配管７が長くなった場合においても、圧送ポンプ６における低い吐出圧力によって下水汚泥を円滑に窯尻部分２まで移送することができる。【００４２】
この際に、下水汚泥は、供給される水によってその表面近傍のみが湿潤されるために、その含水率が大幅に高くなることがなく、よって乾式キルン１における熱消費が大きくなるおそれもない。
特に、注水器１４内の環状の隙間部２１に供給された水が、ノズル部２２の先端２２ａから内壁の全周にわたって供給されるために、少ない水量によって、効果的に下水汚泥の全周を湿潤させることができ、一層その滑動の円滑化を図ることができる。【００４３】
さらに、圧力検出器１７からの検出信号によって、配管７内の圧力が、高圧側の設定値に至った際に、初めて送水ポンプ１５を起動して水を供給し、これによって配管７内の圧力が低圧側の設定値まで下がった際に、送水ポンプ１５を停止させているので、処理すべき下水汚泥の含水率が変化した場合においても、これに対応して円滑に当該下水汚泥を低い圧力で圧送することができるとともに、最小限の水供給量によって配管７内の圧力を所定の範囲内に保持することができる。【００４４】
加えて、２箇所に設けた注水装置８間において、配管７の内径を拡径しているので、より一層配管７の下流側において下水汚泥を圧送するために要する圧力を低減化させることができ、よって圧送ポンプ６の所要吐出圧をより低く抑えることができる。【００４５】
なお、上記実施の形態においては、セメントクリンカーの製造設備において下水汚泥を処理する場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、他の様々な含水汚泥についても、同様に処理することが可能である。
また、当該含水汚泥の投入箇所についても、窯尻部分に限らず、仮焼炉４等の他のプレヒータ３の下部に投入することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、含水汚泥における含水率を大幅に高めることなく、かつ当該含水汚泥を低い送圧によって円滑に乾式キルンの窯尻部分等へと移送することが可能となる含水汚泥の処理方法および処理設備を提供することができる。
【図１】
2007023561.tif 000003
【図２】
2007023561.tif 000004
【図３】
2007023561.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月31日(2007.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備において、含水汚泥を直接焼却処理するための含水汚泥の処理設備であって、
上記含水汚泥を貯留する汚泥タンクと、この汚泥タンク内の汚泥を圧送する圧送ポンプと、この圧送ポンプの吐出側に接続されて上記含水汚泥を上記プレヒータ下部に直接投入する配管と、この配管に設けられて上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給する注水装置とを備えてなり、
上記注水装置は、上記配管の上記圧送ポンプと上記プレヒータ下部との間の中間位置と上記プレヒータ下部への立ち上がり部の上流側とに設けられ、かつ各々の上記注水装置は、当該注水装置の上流側または下流側における上記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器によって検出された圧力が第１の設定値に至った際に上記送水ポンプを起動するとともに、上記圧力が第２の設定値に至った際に上記送水ポンプを停止させる制御手段を備え、かつ上記配管の下流側に設けた上記制御手段における上記第１および第２の設定値は、それぞれ上記配管の上流側に設けた上記制御手段における上記第１および第２の設定値よりも、低い圧力に設定されていることを特徴とする含水汚泥の処理設備。
【請求項２】
上記注水装置は、上記配管の厚さ方向の中間部に円周方向に形成された環状の隙間部と、この隙間部に水を供給する送水ポンプが介装された水供給ラインと、一端部が上記隙間部に連通するとともに他端部が上記配管の内壁に全周にわたって開口することにより上記隙間部を通じて上記水を上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に供給するノズル部とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の含水汚泥の処理設備。
【請求項３】
上記配管は、上記注水装置の下流側において、その内径が拡径されていることを特徴とする請求項１または２に記載の含水汚泥の処理設備。
【請求項４】
上記汚泥タンクは、含水率が９０％以下の下水汚泥を貯留するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の含水汚泥の処理設備。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、下水汚泥等の含水汚泥を、セメントクリンカーの製造設備において効率的に最終処分するための含水汚泥の処理設備に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、含水汚泥における含水率を大幅に高めることなく、かつ当該含水汚泥を低い送圧によって円滑に乾式キルンの窯尻部分等へと移送することが可能となる含水汚泥の処理設備を提供することを課題とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータが窯尻部分に接続されて予熱された上記セメント原料を焼成する乾式キルンとを有するセメントクリンカーの製造設備において、含水汚泥を直接焼却処理するための含水汚泥の処理設備であって、上記含水汚泥を貯留する汚泥タンクと、この汚泥タンク内の汚泥を圧送する圧送ポンプと、この圧送ポンプの吐出側に接続されて上記含水汚泥を上記プレヒータ下部に直接投入する配管と、この配管に設けられて上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給する注水装置とを備えてなり、上記注水装置は、上記配管の上記圧送ポンプと上記プレヒータ下部との間の中間位置と上記プレヒータ下部への立ち上がり部の上流側とに設けられ、かつ各々の上記注水装置は、当該注水装置の上流側または下流側における上記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器によって検出された圧力が第１の設定値に至った際に上記送水ポンプを起動するとともに、上記圧力が第２の設定値に至った際に上記送水ポンプを停止させる制御手段を備え、かつ上記配管の下流側に設けた上記制御手段における上記第１および第２の設定値は、それぞれ上記配管の上流側に設けた上記制御手段における上記第１および第２の設定値よりも、低い圧力に設定されていることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の注水装置が、上記配管の厚さ方向の中間部に円周方向に形成された環状の隙間部と、この隙間部に水を供給する送水ポンプが介装された水供給ラインと、一端部が上記隙間部に連通するとともに他端部が上記配管の内壁に全周にわたって開口することにより上記隙間部を通じて上記水を上記含水汚泥と上記配管の内壁面との間に供給するノズル部とを備えてなることを特徴とするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記配管が、上記注水装置の下流側において、その内径が拡径されていることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の汚泥タンクが、含水率が９０％以下の下水汚泥を貯留するものであることを特徴とするものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１〜４のいずれかに記載の含水汚泥の処理設備においては、含水汚泥を圧送ポンプによって投入すべきプレヒータの下部へと配管中を圧送するに際して、その途中で注水装置により上記含水汚泥と配管の内壁面との間に水を間欠的または連続的に供給することにより、含水汚泥の表面を湿潤させる。この結果、配管の内壁面との間の摩擦が低減されて、含水汚泥の滑動が促進されるために、上記配管が長くなった場合においても、圧送ポンプにおける低い吐出圧力によって上記含水汚泥を円滑に上記プレヒータ下部まで移送することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この際に、含水汚泥は、配管の内壁面と接するその表面近傍のみが、上記水によって湿潤されるために、その含水率が大幅に高くなることがなく、よって乾式キルンにおける熱消費が大きくなるおそれもない。
したがって、特に請求項４に記載の発明のように、含水率が９０％以下の含水汚泥の処理に適用した場合に、顕著な効果を奏する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、請求項２に記載の発明によれば、送水ポンプによって配管の厚さ方向の中間部に形成された環状の隙間部に水を供給すると、この水が上記隙間部からノズル部を通じて配管の内壁面の全周にわたって供給される。このため、より少ない水量によって、効果的に含水汚泥の全周を湿潤させることができ、一層その滑動の円滑化を図ることが可能になる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらに、圧力検出器からの検出信号によって、配管内の圧力が、第１の設定値に至った際に、初めて送水ポンプを起動して水を供給し、これによって配管内の圧力が第２の設定値まで下がった際に、上記送水ポンプを停止することができる。この結果、処理すべき含水汚泥の含水率が変化した場合においても、これに対応して円滑に当該含水汚泥を低い圧力で圧送することができるとともに、最小限の水供給量によって配管内の圧力を所定の範囲内に保持することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、請求項３に記載の発明によれば、上記注水装置の下流側において、配管の内径を拡径することにより、より一層下流側において含水汚泥を圧送するために要する圧力を低減化させて、圧送ポンプの所要吐出圧を低く抑えることが可能になる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に、以上の構成からなる下水汚泥の処理設備を用いた下水汚泥の処理方法について説明する。
先ず、プレヒータ３において予熱されるとともに、仮焼炉４において仮焼成されたセメント原料を、図中点線矢印で示すように、窯尻部分２から乾式キルン１内に導入する。すると、この乾式キルン１内において窯尻部分２側から窯前側へと徐々に送られる過程において、主バーナからの燃焼排ガスによって１０００℃から１４５０℃程度まで加熱され、焼成されてクリンカーとなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
本発明によれば、含水汚泥における含水率を大幅に高めることなく、かつ当該含水汚泥を低い送圧によって円滑に乾式キルンの窯尻部分等へと移送することが可能となる含水汚泥の処理設備を提供することができる。
【国際調査報告】
2007023561.tif 000006
2007023561.tif 000007
2007023561.tif 000008
2007023561.tif 000009