(57)【要約】【課題】低コストで、効率よく廃塗料スラッジ等の廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化する。【解決手段】廃スラッジＳを解砕する解砕装置３と、解砕装置によって解砕された解砕物Ｃ１と液体燃料Ｌとを混合しながら破砕する混合破砕装置６と、解砕物Ｃ１を混合破砕装置６に供給する第１の供給装置４と、混合破砕装置６によって混合破砕された混合破砕物Ｃ２を燃焼炉２１に導入する第２の供給装置９、１１とを備える廃スラッジの燃料化システム１等。廃スラッジを解砕し、解砕によって得られた解砕物と液体燃料とを混合しながら破砕し、混合破砕によって得られた混合破砕物を燃焼炉に導入し、燃焼炉で燃焼させる。第１の供給装置は、モーノポンプ、ロータリーポンプ又は二軸スクリューポンプを備えることができる。混合破砕物をセメントキルンの窯前部、窯尻部、仮焼炉等に導入することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃スラッジを解砕し、
該解砕によって得られた解砕物と液体燃料とを混合しながら破砕し、
該混合破砕によって得られた混合破砕物を燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることを特徴とする廃スラッジの燃料化方法。
【請求項２】
前記廃スラッジは、廃塗料スラッジ、廃溶剤蒸留残渣、廃グリス、オイルスラッジ、廃インク及び廃白土からなる群から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項３】
前記液体燃料は、廃溶剤、廃油、廃塗料、エマルジョン燃料及び有機物含有廃液からなる群から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項４】
前記混合破砕物を、セメントキルンの窯前部、窯尻部及び仮焼炉よりなる群から選択される一以上の箇所から導入することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項５】
廃スラッジを解砕する解砕装置と、
該解砕装置によって解砕された解砕物と液体燃料とを混合しながら破砕する混合破砕装置と、
前記解砕装置によって解砕された解砕物を前記混合破砕装置に供給する第１の供給装置と、
前記混合破砕装置によって混合破砕された混合破砕物を燃焼炉に導入する第２の供給装置とを備えることを特徴とする廃スラッジの燃料化システム。
【請求項６】
前記混合破砕装置は、内管と外管の二重管構造と、固定刃と、ローターとを備え、前記内管の先端が前記ローターの直前に設置され、前記内管に供給した廃スラッジを、前記固定刃と前記ローターとで破砕しながら、前記外管に供給された液体燃料と一定の割合で混合することを特徴とする請求項５に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項７】
前記第１の供給装置は、モーノポンプ、ロータリーポンプ又は二軸スクリューポンプを備えることを特徴とする請求項５に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃スラッジの燃料化方法及び燃料化システムに関し、特に、廃塗料スラッジ等の粘性の高い廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメント製造工程において、各種廃棄物を燃料の代替として用い、廃棄物の処理に資するとともに、セメント製造における高価な化石燃料の原単位を低減する試みがなされている。例えば、特許文献１には、廃プラスチックと廃油とを混合し、そのスラリー状混合物を、ロータリーキルンの主燃料（微粉炭）バーナの中心に挿入した補助燃料バーナに送給し、補助燃料バーナの補助燃料吹出口からロータリーキルン内に吹き出して燃焼させるセメントクリンカの製造方法等が提案されている。
【０００３】
一方、近年、廃塗料スラッジ、廃溶剤蒸留残渣、廃グリス、オイルスラッジ、廃インク及び廃白土等の廃スラッジは、焼却処理等されていたが、ＣＯを抑制するために、単なる焼却処理ではなく、その保有する発熱量を有効活用した燃料化等のサーマルリサイクルが求められている。尚、廃スラッジとは、一般には、汚泥等、下水処理、工場廃水処理等を行う際に発生する有機性の沈殿物をいうが、本明細書においては、液体中に固体が混在している廃棄物、あるいは部分的又は全体的に高粘度のものからなる廃棄物で、可燃性のものをいう。この廃スラッジの中には、粘性が高く、大塊も混在するため、取り扱いが困難であったり、セメント焼成炉等に供給する際に供給管に詰まるなどの不具合が発生するため、セメント製造工程において燃料の代替とすることが困難であるものが多い。
【０００４】
ところで、特許文献２には、破砕された各種廃棄物をミキサーで混練して高粘度廃棄物とし、ミキサー内の高粘度廃棄物の粘度に応じて、粘度調整剤タンク内に収容されている粘度調整剤としての廃液スラッジを個別にミキサー内に供給し、ミキサー内の高粘度廃棄物の粘度をポンプ圧送に適した状態に調整した後、焼成炉にポンプで圧送して燃焼させる装置等が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３には、精製廃棄物、アルミニウム精錬プロセスからの廃棄物、塗料廃棄物その他の産業廃棄物のような、液状で非水性の成分、固体成分及び水性成分を含む廃棄ストリーム燃料組成物を燃料化する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９２４０６号公報
【特許文献２】特許第３８４６２５４号公報
【特許文献３】特表２００２−５３６４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載の装置等を利用して、各種廃棄物をセメント焼成炉で焼成する場合には、複数種類の廃棄物を同時に処理できるという利点はあるものの、廃棄物に対して前処理として破砕処理を施し、破砕された廃棄物を混練し、さらに、廃棄物の粘度に応じて粘度調整剤を添加する必要があるため、処理装置が大掛かりなものとなり、装置及び運転コストが高騰する。
【０００８】
また、特許文献３に記載の燃料化方法においても、産業廃棄物に含まれる塊状の固形物を粉砕し、ポンピング可能とするのに十分な液状物を得るためにボールミルを用いるため、装置及び運転コストが高騰するという問題があった。
【０００９】
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、低コストで、効率よく廃塗料スラッジ等の廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化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、廃スラッジの燃料化方法であって、廃スラッジを解砕し、該解砕によって得られた解砕物と液体燃料とを混合しながら破砕し、該混合破砕によって得られた混合破砕物を燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明によれば、廃スラッジと液体燃料とを混合するため、受け入れた廃スラッジの粘度が高い場合でも、液体燃料との混合で粘度を下げることができるとともに、性状が均質化して取り扱いを容易にすることができるため、廃スラッジを容易に燃料化することが可能となる。また、燃料化にあたって、廃スラッジに粘度調整剤等を用いた前処理を施す必要がないため、運転コストを低減することもできる。さらに、混合破砕した後、燃焼炉に導入するため、廃スラッジに塊状の物が混入している場合でも、燃焼炉への供給が容易になるとともに、廃スラッジと液体燃料との混合破砕物の性状がより均質化され、燃焼炉に導入した際に燃焼炉の燃焼状態への影響を最小限に抑えることができる。また、廃スラッジを燃料代替として用いることで、高価な化石燃料の原単位を低減することが可能となる。
【００１２】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記廃スラッジを、廃塗料スラッジ、廃溶剤蒸留残渣、廃グリス、オイルスラッジ、廃インク及び廃白土からなる群から選択される少なくとも一種以上とすることができる。
【００１３】
また、前記廃スラッジの燃料化方法において、前記液体燃料を、廃溶剤、廃油、廃塗料、エマルジョン燃料及び有機物含有廃液からなる群から選択される少なくとも一種以上とすることができる。これにより、廃スラッジのみならず、廃溶剤等についても同時に燃料化することができる。
【００１４】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記混合破砕物を、セメントキルンの窯前部、窯尻部及び仮焼炉よりなる群から選択される一以上の箇所から導入することができる。これにより、セメントを製造する上で必要な高価な化石燃料の原単位を低減することができるとともに、廃スラッジに含まれる灰分をセメント原料として利用することができ、廃棄物を発生させることがない。
【００１５】
また、本発明は、廃スラッジの燃料化システムであって、廃スラッジを解砕する解砕装置と、該解砕装置によって解砕された解砕物と液体燃料とを混合しながら破砕する混合破砕装置と、前記解砕装置によって解砕された解砕物を前記混合破砕装置に供給する第１の供給装置と、前記混合破砕装置によって混合破砕された混合破砕物を燃焼炉に導入する第２の供給装置とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、上記発明と同様に、運転コストを低く抑えながら、廃スラッジを容易に燃料化することができ、燃焼炉に導入した際に燃焼炉の燃焼状態への影響を最小限に抑えることができ、高価な化石燃料の原単位を低減することも可能となる。また、簡単な装置構成で燃料化システムを構成したため、装置コストの高騰も回避することができる。
【００１７】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記混合破砕装置を、内管と外管の二重管構造と、固定刃と、ローターとを備え、前記内管の先端が前記ローターの直前に設置されるように構成し、前記内管に供給した廃スラッジを、前記固定刃と前記ローターとで破砕しながら、前記外管に供給された液体燃料と一定の割合で混合することができる。これにより、混合破砕物の粘度や品質のばらつきを小さくし、燃料として使用し易くすることができる。
【００１８】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記第１の供給装置を、モーノポンプ、ロータリーポンプ又は二軸スクリューポンプを備えるように構成することができる。モーノポンプ及びロータリーポンプは、比較的安価で、かつ安定した運転を確保することができるため、装置コストのさらなる低減を図ることができる。また、二軸スクリューポンプは、比較的大きな塊状の物を含むスラッジを搬送可能であるため、廃スラッジに塊状物が含まれる場合でも容易に搬送することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、低コストで、効率よく廃塗料スラッジ等の廃スラッジをセメント焼成炉等の燃焼炉用燃料として燃料化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる廃スラッジ燃料化システムの一実施の形態を示し、この燃料化システム１は、大別して、解砕機３と、モーノポンプ４と、液体燃料タンク５と、混合破砕機６と、スラリーポンプ９等で構成される。尚、以下の説明においては、燃料化システム１を、燃焼炉の一例としてのセメントキルン２１に適用するものとする。
【００２２】
解砕機３は、受入ホッパ２を介して受け入れた廃塗料スラッジ等の廃スラッジを解砕するために備えられる。この解砕機３は、廃スラッジに混入する大塊も解砕可能であり、例えば、モノポンプ社製Ｍｕｎｃｈｅｒ、２軸パドル型解砕機等を用いることができる。
【００２３】
モーノポンプ４は、解砕機によって解砕された解砕物を予混合タンク５に供給するために備えられる。尚、モーノポンプ４に代えてロータリーポンプや二軸スクリューポンプを用いることもできる。
【００２４】
液体燃料タンク５は、液体燃料を一時的に貯留するために一般的に用いられるものであって、液体燃料としての廃溶剤等が貯蔵される。液体燃料タンク５には、混合破砕機６への供給配管１０、バルブ１２、１３が付設される。尚、以下の説明においては、液体燃料として廃溶剤を用いるものとする。
【００２５】
混合破砕機６は、モーノポンプ４から搬送された解砕物と、液体燃料タンク５から供給される廃溶剤とを混合しながら破砕するために備えられる。この混合破砕機６として、例えば、シルバーソン社製のローター／ステーター式のハイシアーミキサー、インライン式湿式メディアレス微粉砕機としてのトリゴナル（三井鉱山株式会社製）等を用いることができる。
【００２６】
通常、低粘度の液体中に高粘度の廃スラッジを注入すると、液体中に廃スラッジの塊がある程度成長した後にちぎれるため、混合破砕機に液体のみが供給されたり、廃スラッジが一度に大量に供給され、得られた燃料の粘度や品質がばらつき、運転が不安定になったり、燃料として使用しづらくなる。そこで、本発明では、二重管の内管の先端をローターの直前に設置し、内管に廃スラッジを、外管に廃溶剤を供給し、ローターと固定刃とによって廃スラッジの固形分を破砕しながら廃溶剤と一定の割合で混合することにより、粘度や品質のばらつきを小さくし、燃料として使用し易くしている。
【００２７】
スラリーポンプ９は、供給管１１上に配置され、混合破砕機６からの混合破砕物Ｃ２等をバーナ２３に吹き込むために備えられる。スラリーポンプ９は、供給管１１上以外にも、液体燃料タンク５とバルブ１２との間の配管上で、液体燃料タンク５とバルブ１３への分岐との間の配管上に配置してもよい。
【００２８】
次に、上記構成を有する廃スラッジ燃料化システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００２９】
受け入れた廃スラッジＳを受入ホッパ２に投入するとともに、受け入れた廃溶剤Ｌを液体燃料タンク５に貯留する。セメント焼成設備２０の運転時に、廃スラッジＳを受入ホッパ２から抜き出し、解砕機３によって解砕する。廃スラッジＳは、上述のように、粘度の高い物体、大塊等を含むが、解砕機３によって解砕され、塊状物が細かく砕かれるため、後段での取り扱いが容易になる。
【００３０】
次に、解砕機３によって解砕された解砕物Ｃ１をモーノポンプ４によって供給管７を介して混合破砕機６に供給するとともに、廃溶剤Ｌを供給管１０及びバルブ１２を介して混合破砕機６に供給する。破砕機６において、解砕物Ｃ１と廃溶剤Ｌとを混合しながら破砕し、得られた混合破砕物Ｃ２を、スラリーポンプ９を介してバーナ２３からセメントキルン２１内に吹き込み、セメント焼成に利用する。
【００３１】
受け入れた廃スラッジＳの粘度が高い場合でも、破砕機６における廃溶剤Ｌとの混合で粘度を下げることができるとともに、性状が均質化して取り扱いを容易にすることができるため、セメントキルン２１内に吹き込み易くなる。以上により、廃スラッジＳ及び廃溶剤Ｌをセメント焼成工程において燃料の代替として用いることができる。
【００３２】
尚、廃スラッジ燃料化システム１では、液体燃料タンク５の下方に位置するバルブ１３を介して廃溶剤Ｌを供給管１１に供給し、廃溶剤Ｌを単独でスラリーポンプ９を介してセメントキルン２１に吹き込むこともでき、バルブ１３を用いて混合破砕機６による混合破砕物Ｃ２にさらに廃溶剤Ｌを添加し、スラリーポンプ９を介してセメントキルン２１に吹き込むこともできる。
【００３３】
上記構成を有する廃スラッジ燃料化システム１は、廃スラッジＳの粘性が高い場合でも、モーノポンプ４の回転数を減じ、廃スラッジＳの液体燃料への混合比率を減じることにより、容易に噴霧燃焼し易い粘度に調整することができる。
【００３４】
また、廃スラッジを他の廃スラッジや廃油、廃溶剤等と混合すると、化学反応が起こり、発熱や重合によるトラブルが発生する可能性があるため、従来、廃スラッジの利用は困難であった。しかし、本発明によれば、廃スラッジを混合破砕した後直ぐに燃焼炉に吹き込んでしまうため、急激な反応を起こす組み合わせのみを利用対象から排除すればよく、幅広い廃棄物を利用することが可能なり、廃スラッジの利用が可能となった。
【００３５】
尚、上記実施の形態においては、混合破砕物Ｃ２を、窯前側からセメントキルン２１に供給して燃料として用いる場合について説明したが、セメントキルン２１の窯尻部から導入することもでき、また、セメントキルン２１に付設された仮焼炉より導入して燃料として使用することもできる。
【００３６】
また、上記実施の形態においては、本発明にかかる廃スラッジ燃料化システム１を、セメントキルン２１に適用した場合を例示したが、この燃料化システム１は、セメントキルン２１に限らず種々の燃焼炉に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる廃スラッジ燃料化システムの一実施の形態を示す全体概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  廃スラッジ燃料化システム
２  受入ホッパ
３  解砕機
４  モーノポンプ
５  液体燃料タンク
６  混合破砕機
７  供給管
９  スラリーポンプ
１０  供給管
１１  供給管
１２  バルブ
１３  バルブ
２０  セメント焼成設備
２１  セメントキルン
２３  バーナ
【図１】
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