JP2021003682A

JP2021003682A - 廃石膏ボードの処理方法及び処理装置

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Publication number: JP2021003682A
Application number: JP2019119581A
Authority: JP
Inventors: 岡村　聰一郎; Soichiro Okamura; 聰一郎岡村; 大桐　哲雄; Tetsuo Ogiri; 哲雄大桐
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-14

Abstract

【課題】破砕・選別工程での居着きトラブルを解消させ、焼成炉の排ガス処理に過剰な負担を掛けずに廃石膏ボードから無水石膏を生成する。【解決手段】内部に破砕用ボール３を充填した外熱式ロータリキルン２であって、投入された廃石膏ボードＷを乾燥させながら破砕し、廃石膏ボードに含まれる有機分を燃焼除去した後、焼成して無水石膏Ａを生成する外熱式ロータリキルンを備える廃石膏ボードの処理装置１。外熱式ロータリキルンの内部に、外熱式ロータリキルンの横断面の中央部に外熱式ロータリキルンの軸線方向に延在する供給管４であって、常温空気もしくは常温酸素、又は過熱空気もしくは過熱酸素ＮＡを外熱式ロータリキルン内を移動する廃石膏ボードに向けて吹き込むことにより、廃石膏ボードに付着する有機分の燃焼除去を促進させる供給管を設けることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、廃石膏ボードの処理方法及び処理装置に関し、特に、リフォームや家屋解体で発生する解体系の廃石膏ボードから無水石膏を生成し、土壌固化材、用地改良材等として有効利用する方法及び処理に関する。

廃石膏ボードは、石膏ボードに付着する紙や接着剤等の有機成分が硫化水素の産生の原因となることから、平成１８年以降は安定型処分場への受け入れが禁止されている。再資源化できない廃石膏ボードの行き先は管理型処分場だけであるが、管理型処分場は受入残余年数が少ない状況にある。加えて、石膏ボードの排出量は年々大幅な増加が見込まれており、再資源化促進が急務の課題となっている。

そこで、例えば、特許文献１には、セメント製造設備内から高温ガスを抽気し、そのまま又はさらに加熱したガスで廃石膏ボードを加熱処理してII型無水石膏を製造し、その際に発生する排ガスをセメント製造設備の内部温度３００℃以上の箇所に導入して処理する技術が開示される。

また、特許文献２には、バーナの燃焼フレームに向かって廃石膏を供給し、並流式ロータリーキルンで加熱することで、ＳＯｘの発生を抑制しながら、廃石膏を効率的に無水石膏に改質する技術が開示される。

さらに、土壌固化材、用地改良材として再利用するにあたって、１次破砕した後に紙を風力選別機等で除去し、これを流動層炉等で２００℃以下の条件のもとで焼成して半水石膏化したり、１０００℃以下の温度で無水石膏化とし、土壌固化材、用地改良材の原料とする方法がある。

特開２００６−２２５２００号公報特開２０１７−１４９６２０号公報

しかし、上記従来の技術において、保管状況等に問題があるために性状が悪い廃石膏ボード等については、前処理の破砕・選別工程で粘着性を帯び、居着きトラブルの原因となる。

また、半水石膏を生成する場合には、焼成温度が低いため、有機分の除去が不十分となり、最終製品の品質面で課題が残る。

一方、無水石膏を生成する場合には、焼成に熱風を用いるのが一般的であるが、局部的に温度が高くなり、硫酸カルシウムから二酸化硫黄が発生する。そのため、焼成炉の排ガス処理に過剰な負担が掛かる。

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、破砕・選別工程での居着きトラブルを解消させ、焼成炉の排ガス処理に過剰な負担を掛けずに廃石膏ボードから無水石膏を生成することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、廃石膏ボードの処理方法であって、内部に破砕用ボールを充填した外熱式ロータリキルンに廃石膏ボードを投入し、該外熱式ロータリキルンの内部で前記廃石膏ボードを乾燥させながら破砕し、前記廃石膏ボードに含まれる有機分を燃焼除去した後、焼成して無水石膏を生成することを特徴とする。

本発明によれば、解体した廃石膏ボードをそのまま外熱式ロータリキルンへ投入し、キルン内で乾燥、破砕、異物除去（有機分の燃焼除去）、焼成を行うため、キルンの前段で前処理のための設備が不要となり、設備コストを大幅に削減することができる。また、外熱式ロータリキルンを用いるため、キルン内部の温度を安定した状態で維持することができ、投入熱風吹込みや直火で加熱する場合に起こり得る局部過熱を回避することができる。これにより、硫酸カルシウムから二酸化硫黄が発生することを防止することができ、排ガス処理に過剰な負担を掛けることがない。さらに、内部に破砕用ボールを充填した外熱式ロータリキルンを用いることで、乾燥と破砕を同時に行うことができ、居着きトラブルを回避できる。

前記廃石膏ボードの処理方法において、前記外熱式ロータリキルンの内部温度を４００℃以上として前記廃石膏ボードに付着する有機分を燃焼除去することができる。

また、前記外熱式ロータリキルンの横断面の中央部に該外熱式ロータリキルンの軸線方向に延在する供給管を設置し、常温空気もしくは常温酸素、又は過熱空気もしくは過熱酸素を、該外熱式ロータリキルン内を移動する廃石膏ボードに向けて吹き込むことにより、該廃石膏ボードに付着する有機分の燃焼除去を促進させることができる。

さらに、本発明の廃石膏ボードの処理装置は、内部に破砕用ボールを充填した外熱式ロータリキルンであって、投入された廃石膏ボードを乾燥させながら破砕し、該廃石膏ボードに含まれる有機分を燃焼除去した後、焼成して無水石膏を生成する外熱式ロータリキルンを備えることを特徴とする。

本発明によれば、解体した廃石膏ボードをそのまま外熱式ロータリキルンへ投入し、キルン内で乾燥、破砕、異物除去（有機分の燃焼除去）、焼成を行う。そのため、キルンの前段で前処理のための設備が不要となり、設備コストを大幅に削減することができる。また、外熱式ロータリキルンを用いることで、キルン内部の温度を安定した状態で維持し、投入熱風吹込みや直火で加熱する場合に起こり得る局部過熱を回避することができる。これにより、硫酸カルシウムから二酸化硫黄が発生することを防止することができる。さらに、内部に破砕用ボールを充填した外熱式ロータリキルンを用いることで、乾燥と破砕を同時に行うことができ、居着きトラブルを回避できる。

前記外熱式ロータリキルンの横断面の中央部に該外熱式ロータリキルンの軸線方向に延在する供給管であって、常温空気もしくは常温酸素、又は過熱空気もしくは過熱酸素を、該外熱式ロータリキルン内を移動する廃石膏ボードに向けて吹き込むことにより、該廃石膏ボードに付着する有機分の燃焼除去を促進させる供給管を備えることができる。

また、前記外熱式ロータリキルンの内部における前記廃石膏ボードを投入する側の領域に前記破砕用ボールを滞留させる仕切板を設けたり、外熱式ロータリキルン内で前記破砕用ボールを持ち上げて落下させるリフタを備えることで、破砕用ボールによる廃石膏ボードの破砕及び乾燥を効果的に行うことができる。

以上のように、本発明によれば、破砕・選別工程での居着きトラブルを解消させ、焼成炉の排ガス処理に過剰な負担を掛けずに廃石膏ボードから無水石膏を生成することができる。

本発明に係る廃石膏ボードの処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る廃石膏ボードの処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、内部に破砕用ボール３を充填した外熱式ロータリキルン２を備える。

外熱式ロータリキルン２は、回転型のキルンであって、左端部に廃石膏ボードの供給部２ａ、右端部に廃石膏ボードの排出部２ｂを備える。外熱式ロータリキルン２の内部には、排出部２ｂ側の開口の中央部に外熱式ロータリキルン２の軸線方向に、常温空気もしくは常温酸素、又は過熱空気もしくは過熱酸素（以下「常温空気等」という。）ＮＡを供給するための供給管４が延在する。

外熱式ロータリキルン２の軸線方向の中央部よりやや左端部側には、仕切板５が設けられ、この仕切板５の左側の領域に多数の破砕用ボール３が充填される。また、破砕用ボール３が充填される領域には、破砕用ボール３を持ち上げて落下させる板状の複数のリフタ（不図示）が外熱式ロータリキルン２の内面に立設される。

外熱式ロータリキルン２の外周面はジャケット１０で囲繞され、ジャケット１０の左下には、熱ガスＧ１が供給される熱ガス入口部１０ａが設けられ、右上には、外熱式ロータリキルン２の加熱に用いられた熱ガスＧ２が排出される熱ガス出口部１０ｂが設けられる。

外熱式ロータリキルン２は、外周面に設けられたタイヤ７がローラ８に支持され、モータ９によって回転する。

外熱式ロータリキルン２の供給部２ａ側には、リフォームや家屋解体で発生した廃石膏ボード（破材）が供給されるホッパ１１とシュート１２が配置される。外熱式ロータリキルン２の窯尻部２ｃには、生成した無水石膏Ａを排出する排出部２ｄとガス排出部２ｅが設けられる。

次に、上記構成を有する処理装置の動作について図１を参照しながら説明する。

外熱式キルン２を囲繞するジャケット１０に、熱ガス入口部１０ａより熱ガスＧ１を導入し、外熱式キルン２の内部を４００℃以上１０００℃以下に維持した状態で、ホッパ１１内の廃石膏ボードＷをシュート１２を介して供給部２ａより外熱式ロータリキルン２に供給する。

外熱式ロータリキルン２に供給された廃石膏ボードＷは、仕切板５の左の領域で加熱されながら、多数の破砕用ボール３によって破砕されると共に乾燥される。これにより、廃石膏ボードＷに含まれる有機分が燃焼除去される。この際、蓄熱した破砕用ボール３が乾燥を促進させると共に、破砕用ボール３自体からの表面の居付きの剥離も促進し、乾燥効率を向上させる役割を果たす。また、破砕用ボール３には鉄球等の安価な材料を用いることができるが、熱容量の大きな蓄熱タイプを用いることで外熱式ロータリキルン２の運転が安定する。さらに、供給管４からの常温空気ＮＡ等が外熱式ロータリキルン２内を移動する廃石膏ボードＷに向けて吹き込まれ、廃石膏ボードＷに付着する有機分の燃焼除去を促進させる。

外熱式ロータリキルン２内の仕切板５を通過した廃石膏ボードＷは、外熱式ロータリキルン２内でさらに加熱されながら排出部２ｂ側に移動し、無水石膏Ａが生成される。生成された無水石膏Ａは、排出部２ｄから排出される。また、外熱式ロータリキルン２内で生じたガスＧは、ガス排出部２ｅから排出される。

尚、上記実施の形態においては、ジャケット１０に熱ガスＧ１を通して外熱式ロータリキルン２を加熱したが、ガスバーナを３カ所程度設置して加熱したり、外熱式ロータリキルン２を電気炉とすることもできる。ガスバーナを設置した場合には、図１の熱ガスＧ１のルートが不要であり、電気炉とした場合には、図１の熱ガスＧ１、Ｇ２のルートが不要となる。

１廃石膏ボードの処理装置
２外熱式ロータリキルン
３破砕用ボール
４供給管
５仕切板
７タイヤ
８ローラ
９モータ
１０ジャケット
１１ホッパ
１２シュート

Claims

内部に破砕用ボールを充填した外熱式ロータリキルンに廃石膏ボードを投入し、該外熱式ロータリキルンの内部で前記廃石膏ボードを乾燥させながら破砕し、前記廃石膏ボードに含まれる有機分を燃焼除去した後、焼成して無水石膏を生成することを特徴とする廃石膏ボードの処理方法。
前記外熱式ロータリキルンの内部温度を４００℃以上として前記廃石膏ボードに付着する有機分を燃焼除去することを特徴とする請求項１に記載の廃石膏ボードの処理方法。
前記外熱式ロータリキルンの横断面の中央部に該外熱式ロータリキルンの軸線方向に延在する供給管を設置し、常温空気もしくは常温酸素、又は過熱空気もしくは過熱酸素を、該外熱式ロータリキルン内を移動する廃石膏ボードに向けて吹き込むことにより、該廃石膏ボードに付着する有機分の燃焼除去を促進させることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃石膏ボードの処理方法。
内部に破砕用ボールを充填した外熱式ロータリキルンであって、投入された廃石膏ボードを乾燥させながら破砕し、該廃石膏ボードに含まれる有機分を燃焼除去した後、焼成して無水石膏を生成する外熱式ロータリキルンを備えることを特徴とする廃石膏ボードの処理装置。
前記外熱式ロータリキルンの横断面の中央部に該外熱式ロータリキルンの軸線方向に延在する供給管であって、常温空気もしくは常温酸素、又は過熱空気もしくは過熱酸素を、該外熱式ロータリキルン内を移動する廃石膏ボードに向けて吹き込むことにより、該廃石膏ボードに付着する有機分の燃焼除去を促進させる供給管を備えることを特徴とする請求項４に記載の廃石膏ボードの処理装置。
前記外熱式ロータリキルンの内部における前記廃石膏ボードを投入する側の領域に前記破砕用ボールを滞留させる仕切板を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の廃石膏ボードの処理装置。
前記外熱式ロータリキルン内で前記破砕用ボールを持ち上げて落下させるリフタを備えることを特徴とする請求項６に記載の廃石膏ボードの処理装置。