(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と液体燃料Ｌとを、燃焼炉２１への搬送路７、９、１０の途中で混合する混合装置５と、廃スラッジを混合装置に供給する第１の供給装置４と、液体燃料を混合装置に供給すると同時に、供給時の圧力により、混合装置内の混合物を搬送路を介して燃焼炉に導入する第２の供給装置８とを備える廃スラッジの燃料化システム１等。廃スラッジと液体燃料とを、燃焼炉への搬送路の途中で混合し、混合によって得られた混合物を液体燃料の前記搬送路への供給圧により燃焼炉に導入して燃焼させる。混合装置の前段に廃スラッジを解砕する解砕装置３を備え、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装置で混合してもよく、混合物を燃焼炉への搬送路の途中で破砕し、前記供給圧により前記燃焼炉に導入して燃焼させてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃スラッジと液体燃料とを、燃焼炉への搬送路の途中で混合する混合装置と、
前記廃スラッジを前記混合装置に供給する第１の供給装置と、
前記液体燃料を前記混合装置に供給すると同時に、該供給時の圧力により、該混合装置内の混合物を前記搬送路を介して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２】
前記混合装置の前段に廃スラッジを解砕する解砕装置を備え、
該解砕装置によって解砕された解砕物と液体燃料とを前記混合装置で混合す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システム。
【請求項３】
前記混合装置は、鉛直方向に延設された回転軸に撹拌羽根を備え、該撹拌羽根の先端と該混合装置の内壁との間に、所定寸法の間隙を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項４】
前記混合装置の底部に、前記廃スラッジに混入する異物の回収機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項５】
前記混合装置と前記燃焼炉との間の搬送路に、前記混合装置によって混合された混合物を破砕する破砕装置を備え、前記第２の供給装置によって、前記破砕装置によって破砕された破砕物を前記燃焼炉に導入することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃スラッジの燃料化システム。
【請求項６】
廃スラッジと液体燃料とを、燃焼炉への搬送路の途中で混合し、
該混合によって得られた混合物を、前記液体燃料の前記搬送路への供給圧により前記燃焼炉に導入し、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７】
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、燃焼炉への搬送路の途中で混合することを特徴とする請求項６に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項８】
前記混合物を前記燃焼炉への搬送路の途中で破砕し、
該破砕によって得られた破砕物を、前記供給圧により前記燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることを特徴とする請求項６又は７に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項９】
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６、７又は８に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項１０】
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６、７又は８に記載の廃スラッジの燃料化方法。
【請求項１１】
前記混合物又は前記破砕物を、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６乃至１０のいずれかに記載の廃スラッジの燃料化方法。
【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システム及び燃料化方法に関し、特に、廃塗料スラッジ等の粘度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システム及び方法に関する。
【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、二酸化炭素の排出量を抑制するため、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、又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、粘度が高く、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錬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、焼却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に記載の装置は、ドラム缶に収納した状態で搬入された産業廃棄物を、ほとんど人手を介さずに完全密閉式の状態のままで処理することができるが、この装置は、あくまでもドラム缶に収納した産業廃棄物を焼却処理するためのものであるため、このような装置を利用しても廃スラッジをセメント焼成用燃料等として燃料化することはできない。
【０００８】
また、特許文献３に記載の燃料化方法は、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、産業廃棄物を燃料化するにあたり、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システムであって、廃スラッジと液体燃料とを、燃焼炉への搬送路の途中で混合する混合装置と、前記廃スラッジを前記混合装置に供給する第１の供給装置と、前記液体燃料を前記混合装置に供給すると同時に、該供給時の圧力により、該混合装置内の混合物を前記搬送路を介して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。
【００１１】
そして、本発明によれば、廃スラッジと液体燃料とを、燃焼炉への搬送路の途中で混合し、液体燃料の前記搬送路への供給圧によってそのまま燃焼炉に導入するため、廃スラッジに塊状物が含まれていたり、廃スラッジの粘度が高い場合でも、搬送路で閉塞する虞がなく、安定した運転を確保することができる。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、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。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。
【００１２】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記混合装置の前段に廃スラッジを解砕する解砕装置を設け、該解砕装置によって解砕された解砕物と液体燃料とを前記混合装置で混合することができる。液体燃料との混合の前に廃スラッジを解砕することにより、廃スラッジに大塊等が含まれているような場合でも、安定して混合装置まで搬送することができる。
【００１３】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記混合装置に、鉛直方向に延設された回転軸に撹拌羽根を設け、該撹拌羽根の先端と該混合装置の内壁との間に、所定寸法の間隙を有するように構成することができる。これにより、廃スラッジに金属片等の異物が混入している場合でも、混合装置の内壁と撹拌羽根との間に金属片等の異物が噛み込むことを防止することができ、混合装置の安定運転を維持することができる。
【００１４】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記混合装置の底部に、前記廃スラッジに混入する異物の回収機構を備えるように構成することができる。これによって、廃スラッジに混入する金属片等の異物を除去し、混合装置から燃焼炉までの搬送路等における安定運転を図ることができる。
【００１５】
前記廃スラッジの燃料化システムにおいて、前記混合装置と前記燃焼炉との間の搬送路に、前記混合装置によって混合された混合物を破砕する破砕装置を備え、前記第２の供給装置によって、前記破砕装置によって破砕された破砕物を前記燃焼炉に導入することができる。混合装置からの混合物に塊状物が残存している場合でも、破砕装置で破砕することにより、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物の性状が均質化され、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。
【００１６】
また、本発明は、廃スラッジの燃料化方法であって、廃スラッジと液体燃料とを、燃焼炉への搬送路の途中で混合し、該混合によって得られた混合物を、前記液体燃料の前記搬送路への供給圧により前記燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることを特徴とする。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、廃スラッジを安定して燃料化することができ、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。
【００１７】
前記廃スラッジの燃料化方法において、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、燃焼炉への搬送路の途中で混合することができる。液体燃料との混合の前に廃スラッジを解砕することで、廃スラッジに大塊等が含まれていても安定して混合装置まで搬送することができる。
【００１８】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記混合物を前記燃焼炉への搬送路の途中で破砕し、該破砕によって得られた破砕物を、前記供給圧により前記燃焼炉に導入し、該燃焼炉で燃焼させることができる。これにより、混合物に塊状物が残存している場合でも、破砕することにより、噴霧口径が小さいバーナーを用いても閉塞することがなく、燃焼状態を安定して良好に維持することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
前記廃スラッジの燃料化方法において、前記混合物又は前記解砕物を、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。
【発明の効果】
【００２２】
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】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は、本発明にかかる廃スラッジ燃料化システム（以下、適宜「燃料化システム」という）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、解砕装置３と、モーノポンプ４と、混合装置５と、液体燃料タンク６と、ポンプ８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。
【００２５】
解砕装置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Ｓを解砕するために備えられる。この解砕装置３は、廃スラッジＳ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。尚、大塊等も搬送可能な二軸スクリューポンプや大型のピストンポンプを用いることにより、解砕装置３を省略することもできる。
【００２６】
モーノポンプ４は、解砕装置３によって解砕された解砕物を混合装置５に供給するために備えられ、供給管７を介して廃スラッジＳを混合装置５まで搬送する。尚、モーノポンプに代えてロータリーポンプ、ピストンポンプを用いることもできる。
【００２７】
液体燃料タンク６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。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。液体燃料タンク６には、液体燃料タンク６内の廃溶剤Ｌを混合装置５に供給するためのポンプ８と、供給管９とが付設され、ポンプ８は、後述するように、混合装置５内の廃スラッジＳと液体燃料Ｌとの混合物（以下、「混合物」と略称する）Ｍをバーナ２３まで搬送するように機能する。
【００２８】
混合装置５は、受入ホッパ２から供給された廃スラッジＳと、液体燃料タンク６から供給された廃溶剤Ｌとを、数十リットル程度の容量の容器内に充満させた状態で、両者を搬送路の途中で混合するために備えられる。この混合装置５には、廃スラッジＳと廃溶剤Ｌとの混合を促進するため、回転軸５ａによって支持されて水平面内を回転する撹拌羽根５ｂが配置される。撹拌羽根５ｂの先端と、混合装置５の内壁との間には、所定寸法の間隙Ｃが設けられ、間隙Ｃは、廃スラッジＳに混入する可能性のある異物の寸法より大きく設定される。これにより、混合装置５の内壁と撹拌羽根５ｂとの間に、廃スラッジＳに混入する金属片等の異物が噛み込むことを防止する。
【００２９】
混合装置５には、混合物Ｍをバーナ２３まで搬送するための搬送管１０の一端が接続され、混合装置５の底部には、廃スラッジＳに含まれる金属片等の異物を外部に排出するための排出管１１及びバルブ１２が設けられる。
【００３０】
次に、上記構成を有する燃料化システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００３１】
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６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、解砕装置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、解砕装置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。解砕装置３による廃スラッジＳの解砕物をモーノポンプ４によって供給管７を介して混合装置５に供給するとともに、廃溶剤Ｌをポンプ８によって供給管９を介して混合装置５に供給し、混合装置５内に両者を充満させる。
【００３２】
混合装置５において、回転軸５ａによって撹拌羽根５ｂを回転させ、廃スラッジＳと廃溶剤Ｌとを撹拌混合し、この混合によって得られた混合物Ｍを、廃溶剤Ｌを混合装置５に供給する際のポンプ８の圧力によって、搬送管１０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。尚、この混合装置５は、廃スラッジＳと廃溶剤Ｌとを、搬送管１０を介してセメントキルン２１まで搬送可能な状態に混合することができるものであれば、撹拌羽根５ｂを有するものに限定されず、他の型式のものも利用できる。
【００３３】
この燃料化システム１では、上述のように、廃溶剤Ｌを混合装置５に供給する際のポンプ８の圧力によって、混合物Ｍを、搬送管１０を介してバーナ２３からセメントキルン２１内に吹き込むように構成したため、搬送管１０上にポンプ等の装置を別途設けていない。そのため、装置構成が簡単となり、システムの設置コストが低く、制御も容易となる。
【００３４】
さらに、上記燃料化システム１に、混合装置５の後段、すなわち搬送管１０上に破砕機を別途設けることもできる。この破砕機としては、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、モノポンプ社製Ｍｕｎｃｈｅｒ等を用いることができる。破砕機を設けることで、バーナ２３のバーナチップ等での閉塞を防止することができる。
【００３５】
また、上記構成を有する燃料化システム１は、廃スラッジＳの粘度が高い場合でも、廃スラッジＳの粘度に合わせて廃スラッジＳの配合割合を減じるように、インバータでモーノポンプ４の回転数を制御し、混合物Ｍの粘度を調整することができるため、搬送管１０中に廃スラッジＳが固着することなく、廃スラッジＳを安定して燃料化することができる。
【００３６】
上記操作に拘わらず、廃スラッジＳの粘度が高いことを知らずに処理したり、或いは、廃スラッジＳは廃棄物であるため、性状のばらつきが大きく、部分的に高粘度のスラッジが入ったりした場合には、搬送管１０の抵抗が上昇して流量が低下したり、バーナチップで正常に噴霧できなくなる虞がある。その場合の対策として、混合装置５又は破砕機の出口に圧力計又は粘度計を設置し、吐出圧又は粘度の上昇を検知してポンプ８の回転数を減じる自動制御を行うこともできる。
【００３７】
上記構成を有する燃料化システム１を長期に渡り停止する場合には、モーノポンプ４を停止し、廃スラッジＳの供給を停止したまま所定時間運転することにより、搬送管１０内の廃スラッジＳが洗い流され、搬送管１０内に廃スラッジＳが固着することなく、供給管９及び搬送管１０を清浄な状態に維持することができる。
【００３８】
さらに、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Ｓを廃溶剤Ｌと混合した後直ぐにセメントキルン２１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。
【００３９】
尚、上記実施の形態においては、混合物Ｍ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、混合物Ｍをセメントキルン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。
【００４０】
また、上記実施の形態においては、本発明にかかる燃料化システム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】
【００４１】
【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】
【００４２】
１  廃スラッジ燃料化システム
２  受入ホッパ
３  解砕装置
４  モーノポンプ
５  混合装置
５ａ  回転軸
５ｂ  撹拌羽根
６  液体燃料タンク
７  供給管
８  ポンプ
９  供給管
１０  搬送管
１１  排出管
１２  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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