JP2009208990A - 水分を含む粉体の輸送方法および輸送システム - Google Patents
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Abstract
埋立灰をセメントキルンの窯尻部に輸送する際に、粉塵発生などの環境問題がなく、また、輸送配管内での閉塞等のトラブルもない方法を提供する。
【解決手段】
水分を含む粉体を圧送ピストンポンプで処理設備まで輸送するための水分を含む粉体の輸送方法において、前記圧送ピストンポンプの出口から前記水分を含む粉体の流れ方向に1乃至5メートル離れた位置の輸送配管の内壁に注水しながら前記水分を含む粉体を輸送する。注水は、前記圧送ピストンポンプの出口から前記処理設備までの輸送配管の複数箇所に行うことが好ましい。
【選択図】 図1
Description
以上のとおり、水分を含む粉体を適切に処理するためには、設置上、輸送上、運転上の課題が多く存在していた。
前記注水は、前記輸送配管の複数箇所から行われることが好ましい。
また、注水は、前記圧送ピストンポンプの出口から前記処理設備までの輸送配管の複数箇所に行われることが好ましい。
さらに、前記処理設備は、セメントキルンの窯尻部であることが好ましい。
また、別の発明としては、圧送ピストンポンプと、ポンプの出口に設けられた開閉弁と、開閉弁と水分を含む粉体の処理設備とを接続する輸送配管とを備えた水分を含む粉体の輸送システムであって、ポンプの出口から前記水分を含む粉体の流れ方向に1乃至5メートル離れた位置の輸送配管に開口部が設けられ、開口部と注水配管が接続されてなる水分を含む粉体の輸送システムである。
都市ゴミ焼却灰を主とする最終処分場の埋立て物は、一部の物についてセメントクリンカの原燃料として再資源化が可能である。この埋立て物を掘り起こし、現地にて、篩い装置によってサイズを40ミリメートル以下に篩い、セメントクリンカの原燃料に利用可能なサイズの粉粒体とする。その際に、選別機などで樹脂の燃えガラ、石、コンクリート、非磁性金属などの異物をまた磁選機によって鉄などの磁性金属を可能な限り除去する。このサイズが40ミリメートル以下に篩われた埋立灰を、ダンプトラックなどの車両に積載し、セメント工場へ搬入する。
次に、図2に埋立灰のセメント焼成装置での処理の概略フローの一例を示す。搬入した埋立灰はホッパー2へ受入れ、圧送ピストンポンプ3によって押し出し、輸送配管7、円筒管16を経て、セメントキルン8の窯尻部9の高温域へ投入し処理する。
図5に一例を示すように、注水器6の1台当たりの注水口は、配管の周囲に等間隔で4個設置しているが、3乃至6個設置してもよい。輸送配管7に注水される水5は、図3左図に該配管断面を示すように、該配管の内壁の周囲近くに水膜20を偏在滞留し、輸送配管7と輸送管内の埋立灰21との摩擦抵抗を低減させる効果を高めることができる。注水位置は、輸送配管7の直管部分に設置することが好ましい。輸送配管7の屈曲部で注水すると、注水が管周で均一にならず水膜20の形成効果が低減すると推定されるからである。
一般に、圧送ピストンポンプ3は、地下か地表面の1階に設置する設備配置の場合が多い。このため、高層階のセメント製造装置への長距離輸送を行う場合には、必ず配管の屈曲部を圧送ピストンポンプ3の近くに設置することが多く、屈曲部での内部摩擦抵抗は前記のように非常に大きくなるので、圧送ピストンポンプ3の出口近くに注水器6を設置することが好ましい。
この時の注水量は、埋立灰輸送量の2乃至5重量%程度が好ましい。2重量%未満であれば、水膜の形成が十分に行われず、輸送配管内の閉塞が頻繁に起こるおそれがあり、5重量%を越えると、埋立灰の輸送能力の減少が顕著になってゆくおそれがあるからである。なお、配管の屈曲部はできるだけ屈曲半径を大きくする方がよい。
最長部のサイズが10ミリメートル以下の都市ゴミ焼却灰を、25乃至35重量%の湿分に調整したものを使用した。テスト装置は、図1に示すように、輸送配管7の直径がφ200ミリメートルで輸送距離が6メートルの鋼管を水平方向に設置して行った。輸送用のポンプはピストンポンプ式で吐出圧力が4メガパスカル(MPa)、シリンダ径がφ150ミリメートル、ストロークが500ミリメートルのものを使用した。都市ゴミ焼却灰の供給量は、1トン/時間とした。
ゲート4の位置から輸送配管7に沿って距離が2300ミリメートルの位置に図5で示す注水器6を取り付け、注水を実施した。注水量はトータルで36キログラム/時間とした。ポンプ出口部の圧力を測定し、距離が6メートルの輸送配管7の圧力損失を測定した。その結果を表1に示す。
注水を行わなかったこと以外は、実施例1と同じ装置、条件で輸送テストを実施した。結果を表1に示す。
この結果、実施例1に圧力損失は、比較例1のそれの1/4となり、長距離の輸送が可能であることが確認できた。
都市ゴミ焼却灰の代わりに、最長部のサイズが40ミリメートル以下の建設廃土を、25乃至35重量%の湿分に調整したものを使用し、注水量を60キログラム/時間とした以外は、実施例1と同じ装置、条件で輸送テストを実施した。結果を表1に示す。
注水を行わなかったこと以外は、実施例2と同じ装置、条件で輸送テストを実施した。結果を表1に示す。
この結果、実施例2に圧力損失は、比較例2のそれの約2割となり、長距離の輸送が可能であることが確認できた。
実施例1および2の知見を基に、図4に示すフローにて都市ごみ焼却灰の埋立灰をセメント工場に受入れて処理できるか否かを確認した。埋立灰は、埋立て処分場で異物を除去及び篩い装置でサイズが40ミリメートル以下に篩われたものを使用した。埋立灰の含有水分は30重量%であった。埋立灰は、セメント工場にダンプトラックにて搬入され、受入れタンク22に受入れられた。埋立灰は、計量式供給器で抜出し量を調整して、掻き出し装置25を設置している受入れタンク22から抜き出された。
2 ホッパー
3 圧送ピストンポンプ
3a ピストンロッド
3b ピストン駆動器
3c ピストンシリンダ
4 ゲート
4a ゲート駆動器
5 水
6 注水器
7 輸送配管
8 セメントキルン
9 窯尻部
10 プレヒーター
11 セメント原料投入口
12 最下段サイクロン
13 セメントクリンカ
14 仮焼炉バーナー
15 キルンバーナー
16 円筒管
17 排気ファン
18 ライジングダクト
19 仮焼炉
20 水膜
21 輸送管内の埋立灰
22 受入れタンク
23 抜出しスクリュフィーダ
24 オーガフィーダ
25 掻き出し装置
26 圧縮空気ノズル
27 フランジ
28 注水ノズル
29 注水管
Claims (5)
- 水分を含む粉体を圧送ピストンポンプで処理設備まで輸送するための水分を含む粉体の輸送方法において、前記圧送ピストンポンプの出口から前記水分を含む粉体の流れ方向に1乃至5メートル離れた位置の輸送配管の内壁に注水しながら前記水分を含む粉体を輸送することを特徴とする水分を含む粉体の輸送方法。
- 注水は、前記圧送ピストンポンプの出口から前記処理設備までの輸送配管の複数箇所に行われる請求項1記載の水分を含む粉体の輸送方法。
- 前記水分を含む粉体は、焼却灰等を埋め立てたものを掘り起こした粉体であることを特徴とする請求項1または2記載の水分を含む粉体の輸送方法。
- 前記処理設備は、セメントキルンの窯尻部である請求項1から3のいずれか1項に記載の水分を含む粉体の輸送方法。
- 圧送ピストンポンプと、ポンプの出口に設けられた開閉弁と、開閉弁と水分を含む粉体の処理設備とを接続する輸送配管とを備えた水分を含む粉体の輸送システムであって、ポンプの出口から前記水分を含む粉体の流れ方向に1乃至5メートル離れた位置の輸送配管に開口部が設けられ、開口部と注水配管が接続されてなる水分を含む粉体の輸送システム。
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