JP4309745B2 - Agitating and conveying screw, firing apparatus and firing system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、製紙工程にて排出される製紙汚泥廃棄物から炭酸カルシウムを回収するに際し、製紙汚泥廃棄物を焼成するために撹拌および搬送するスクリュに関し、さらにこのスクリュを用いた焼成装置および焼成システムに関する。 The present invention relates to a screw that stirs and conveys to calcinate paper carbonate sludge waste when recovering calcium carbonate from paper sludge waste discharged in a paper making process, and further, a baking apparatus and a baking system using this screw. About.
製紙産業においては、主として古紙を原料とする製紙工程で製紙汚泥廃棄物(製紙スラッジとも言われる。)が発生する。この製紙汚泥廃棄物には、繊維材料、接着剤、印刷インキ等の有機物と、炭酸カルシウム、カオリン、メタカオリン等の白色の無機材料が含まれる。この製紙汚泥廃棄物から白色の無機材料を回収できれば、内添用填料、塗工用顔料等の製紙材料として再利用することができる。 In the papermaking industry, papermaking sludge waste (also called papermaking sludge) is generated mainly in the papermaking process using wastepaper as a raw material. This papermaking sludge waste includes organic materials such as fiber materials, adhesives, printing inks, and white inorganic materials such as calcium carbonate, kaolin, and metakaolin. If a white inorganic material can be recovered from this papermaking sludge waste, it can be reused as a papermaking material such as an internal filler and a coating pigment.
この製紙汚泥廃棄物から白色の無機材料、特に炭酸カルシウムを回収する手段として、製紙汚泥廃棄物について炭化処理および焼成処理を施し、含有無機材料を焼成物として回収する技術が知られている。このように、製紙汚泥廃棄物を焼成することにより、炭酸カルシウムの分解を押さえ、白色度が高い焼成物を製造して、製紙原料に再利用することが試みられている。 As a means for recovering a white inorganic material, particularly calcium carbonate, from this paper sludge waste, a technique is known in which the paper sludge waste is carbonized and fired and the contained inorganic material is recovered as a fired product. In this way, by firing papermaking sludge waste, attempts have been made to suppress the decomposition of calcium carbonate, produce a fired product with high whiteness, and reuse it as a papermaking raw material.
上述の製紙汚泥廃棄物を炭化処理した後、焼成処理を行う装置として、図6に示すような、外部加熱式の伝熱管の中にスクリュを装備した焼成装置70が提案されている。図6に示すように、この焼成装置70に用いられるスクリュ71は、伝熱管76の中心に軸75を有し、この軸75の周囲に帯状の羽根73が螺旋状に接合された形状をしている。この焼成装置70においては、外部の加熱室77から加熱しながら軸75を回転させることにより、製紙汚泥廃棄物Xを撹拌および搬送して、焼成物Zが得られる。
As an apparatus for performing a baking process after carbonizing the above papermaking sludge waste, a
また、図6に示すように、スクリュ71が装備された伝熱管76と外部加熱用の加熱室77との間に開口部78を設けることも提案されている。これは、伝熱管76の中心にスクリュ71の軸75が存在するために、伝熱管76内部を酸化性雰囲気に保ちつつ燃焼ガスを伝熱管76外へ排出することができないので、開口部78を設けて加熱室77と伝熱管76とを自由にガスが移動できるようにしたものである。
In addition, as shown in FIG. 6, it has also been proposed to provide an
このような焼成装置70において、製紙汚泥廃棄物から白色度のより高い焼成物を得るためには、上述の酸化性雰囲気において所定の温度で製紙汚泥廃棄物を長時間、例えば、90〜150分間滞留させる必要があることを本発明者らは見出した。
In such a
しかしながら、上述の外部加熱式の焼成装置70を用い、製紙汚泥廃棄物を90〜150分間滞留させるためには、軸75の長いスクリュ71が必要となる。そのため、滞留時間を長くしたい場合には、複数本のスクリュ71を直列に配列する等の工夫が必要となり、設備が非常に複雑になる。
However, in order to retain the papermaking sludge waste for 90 to 150 minutes using the external heating
また、焼成装置70の伝熱管76と加熱室77との間に開口部78を設けた場合、加熱用のガスに製紙汚泥廃棄物からの発生ガスが混入することとなり、加熱用のガスをそのまま排気できず、熱処理等の無害化処理を行わなければならないという問題がある。さらに、製紙汚泥廃棄物Xを酸化性雰囲気におけるガスと十分接触させるためには、伝熱管76内の製紙汚泥廃棄物占積率を10%程度に抑える必要がある。
In addition, when the
また、図7(a)に概略図、図7(b)にA−A’断面概略図に示すような、廃棄物の連続式炭化処理装置80が提案されている(特願2003−132946号参照)。これに備えられるスクリュ81によると、廃棄物を搬送できるとともに、スクリュの中心部はガスが自由に移動できるため、発生ガスのスムースな流れを確保できる。
Further, a waste continuous
しかしながら、このスクリュ81を製紙汚泥廃棄物Xの焼成装置に用いた場合には、90〜150分程度という長時間、比較的短い伝熱管内に製紙汚泥廃棄物Xを滞留させようとすると、スクリュ部材83のピッチを極端に小さくする必要があり、実用的ではない。
However, when this
さらに、この問題を解決するために、炭化処理装置用のスクリュ81について、スクリュ部材83の幅Wを短くし、スクリュ部材83を設けない位置をつくるよう設計することが考えられる。この変形したスクリュによれば、スクリュが回転したときに、その羽根の幅W分のみ軸方向に搬送させるとともに、製紙汚泥廃棄物Xの搬送速度を小さくすることが可能である。
Furthermore, in order to solve this problem, it is conceivable to design the
しかしながら、この変形したスクリュを用いて炭化済みの製紙汚泥廃棄物Xを撹拌搬送して焼成した場合には、黒色の焼成物が残留し、全体として焼成物の白色度を低下させてしまう。このようになる理由は、製紙汚泥廃棄物の大半は予定したように撹拌搬送されるが、残りの一部はスクリュ部材83を乗り越えて、短時間の間に軸方向に搬送されてしまうためと考えられる。
However, when the carbonized papermaking sludge waste X is stirred and conveyed using this deformed screw and fired, a black fired product remains, and the whiteness of the fired product is reduced as a whole. The reason for this is that most of the paper sludge waste is agitated and transported as planned, but the remaining part of the paper sludge gets over the
このように、製紙汚泥廃棄物を所定の温度(700〜800℃)において、酸化性雰囲気内で適当に撹拌することができ、その製紙汚泥廃棄物を確実に長時間滞留させることができる装置は、未だ提案されておらず、適切な焼成物が得られる手段は構築されていない。 Thus, an apparatus capable of appropriately stirring papermaking sludge waste in an oxidizing atmosphere at a predetermined temperature (700 to 800 ° C.) and reliably retaining the papermaking sludge waste for a long time It has not been proposed yet, and no means for obtaining an appropriate fired product has been established.
そこで、本発明は、炭化済の製紙汚泥廃棄物を確実に長時間滞留させることができる焼成装置、これに用いられる撹拌搬送用スクリュ、および、これらを備えた焼成システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a calcining apparatus capable of reliably retaining carbonized papermaking sludge waste for a long time, an agitating / conveying screw used therein, and a calcining system including these. To do.
上記課題を解決する本発明の撹拌搬送用スクリュは、円筒状のケース内に配され、前記ケース内に導入される製紙汚泥廃棄物を前記ケースの軸方向に撹拌しながら搬送するために用いられる撹拌搬送用スクリュであって、前記ケースの軸方向に延び、前記ケースに沿って相互に離間して等間隔に複数本配される、前記製紙汚泥廃棄物を撹拌するための棒状の撹拌部材と、前記ケースの内周壁に沿って、前記ケースの軸方向に対して螺旋の一部となるように傾きを有して前記撹拌部材間に接合された、前記製紙汚泥廃棄物を搬送するための複数枚の帯状の搬送部材と、前記製紙汚泥廃棄物の一部を堰き止めるための、前記撹拌部材に交差するように接合され、直径が前記ケース内径よりも小さい円板状の堰止部材とを備えたことを特徴とする。 The stirring and conveying screw of the present invention that solves the above problems is arranged in a cylindrical case, and is used for conveying papermaking sludge waste introduced into the case while stirring in the axial direction of the case. A stirring and conveying screw, which extends in the axial direction of the case, and is arranged in a plurality at equal intervals apart from each other along the case; a rod-like stirring member for stirring the papermaking sludge waste; , along the inner peripheral wall of the case, joined between the stirring member has a slope so that the part of the spiral with respect to the axial direction of the case, for conveying the paper sludge wastes A plurality of strip-shaped transport members, and a disc-shaped weir member which is joined so as to cross the stirrer member for damming a part of the paper sludge waste, and whose diameter is smaller than the inner diameter of the case ; It is provided with.
この発明によれば、撹拌搬送用スクリュは、各撹拌部材の中心を軸として回転することにより、円筒状のケース内に導入された製紙汚泥廃棄物を撹拌し、ケースの軸方向に搬送できる。このとき、搬送部材の上側を搬送される製紙汚泥廃棄物は、堰止部材により堰き止められて、必ず堰止部材の下側を搬送されることとなる。このような堰止部材をスクリュの数カ所に備えることにより、製紙汚泥廃棄物のほぼ全量について、長時間ケース内の滞留時間が確保される。 According to the present invention, the agitating and conveying screw rotates about the center of each agitating member, thereby agitating the paper sludge waste introduced into the cylindrical case and conveying it in the axial direction of the case. At this time, the papermaking sludge waste conveyed on the upper side of the conveying member is blocked by the blocking member and is always transferred below the blocking member. By providing such damming members at several locations on the screw, the residence time in the case for a long time is secured for almost the entire amount of paper sludge waste.
上記本発明の撹拌搬送用スクリュは、前記搬送部材は、幅を有するとともに、前記ケースに沿うような形状で前記撹拌部材に接合され、前記撹拌部材は、相互に離間して等間隔に複数本配されるとともに前記ケースに沿って設置され、前記堰止部材は、直径が前記ケース内径よりも小さいことを特徴とする。 In the stirring and conveying screw of the present invention, the conveying member has a width and is joined to the agitating member in a shape along the case, and the agitating members are spaced apart from each other at a plurality of equal intervals. The damming member is disposed along the case and has a diameter smaller than the inner diameter of the case.
この発明によれば、搬送部材が円筒状のケースの内壁に沿うような形状となっているため、この搬送部材により、製紙汚泥廃棄物をケースの内壁に沿って適切に搬送させることができる。なお、具体的には、搬送部材は、幅を有した帯状(リボン状)であり、各撹拌部材に対して螺旋の一部となるように接合されていることが好ましい。また、撹拌部材が等間隔に複数本、好ましくは3本以上配されていることにより、スクリュの強度を確保することができる。また、撹拌部材が、ケースに沿って設置されていることにより、製紙汚泥廃棄物を確実に撹拌することができる。さらに、堰止部材の直径がケース内径よりも小さいことにより、製紙汚泥廃棄物について、堰止部材によりその一部を堰き止めて、堰止部材とケース内壁との間を搬送させることができる。 According to this invention, since the conveying member has a shape that follows the inner wall of the cylindrical case, the conveying member can appropriately convey the papermaking sludge waste along the inner wall of the case. Specifically, it is preferable that the conveying member has a band shape (ribbon shape) having a width and is joined to each stirring member so as to be a part of a spiral. Moreover, the intensity | strength of a screw is securable because the stirring member is distribute | arranged by multiple numbers at equal intervals, Preferably 3 or more are arrange | positioned. Further, since the stirring member is installed along the case, the paper sludge waste can be reliably stirred. Furthermore, when the diameter of the blocking member is smaller than the inner diameter of the case, a part of the papermaking sludge waste can be blocked by the blocking member and conveyed between the blocking member and the inner wall of the case.
上記本発明の撹拌搬送用スクリュは、前記堰止部材が、前記円板状の堰止部材に加え、円板の中心部が空洞である中空円板状の堰止部材を有することを特徴とする。 The stirring and conveying screw of the present invention is characterized in that the damming member has a hollow disk-shaped damming member having a hollow central portion of the disk in addition to the disk-shaped damming member. To do.
この発明によれば、この中空円板状の堰止部材は、中心部に空洞部分があるので、円板状の堰止部材に比べて軽量であり、撹拌搬送用スクリュ全体として軽量となるので、スクリュの回転時におけるたわみを少なくすることができる。また、中空円板状の堰止部材は、中空部分によりケース内のガスを通すことができるので、製紙汚泥廃棄物を焼成する効率を向上させることができる。 According to the present invention, the hollow disk-shaped damming member has a hollow portion at the center, and thus is lighter than the disk-shaped damming member, and the entire stirring and conveying screw is lighter. , It is possible to reduce the deflection during the rotation of the screw. Further, since the hollow disk-shaped blocking member can pass the gas in the case through the hollow portion, the efficiency of firing the papermaking sludge waste can be improved.
また、上記本発明の撹拌搬送用スクリュは、前記搬送部材が、前記撹拌部材の軸方向において間隔をおいた所定範囲内に設けられていることを特徴とする。 The stirring and conveying screw according to the present invention is characterized in that the conveying member is provided within a predetermined range spaced in the axial direction of the agitating member.
この発明によれば、搬送部材が連続して設けられていないため、製紙汚泥廃棄物の搬送速度を遅くすることができる。そのため、上述のように、製紙汚泥廃棄物のケース内における滞留時間の確保に貢献できる。また、搬送部材が所定範囲内に設けられていることにより、搬送部材の重量がスクリュに平均的に掛かるため、スクリュのたわみを少なくすることができる。 According to this invention, since the conveyance member is not provided continuously, the conveyance speed of papermaking sludge waste can be slowed. Therefore, as mentioned above, it can contribute to securing the residence time in the case of papermaking sludge waste. Moreover, since the conveyance member is provided within the predetermined range, the weight of the conveyance member is averagely applied to the screw, so that the deflection of the screw can be reduced.
上記課題を解決する本発明の焼成装置は、製紙汚泥廃棄物を焼成するための外部加熱式の円筒状ケース内に、上記の撹拌搬送用スクリュが設置されたことを特徴とする。 The baking apparatus of the present invention that solves the above-mentioned problems is characterized in that the above-mentioned stirring and conveying screw is installed in an externally heated cylindrical case for baking paper sludge waste.
また、上記課題を解決する本発明の焼成システムは、処理すべき製紙汚泥廃棄物を乾燥するための乾燥装置と、前記乾燥装置において乾燥された前記製紙汚泥廃棄物を炭化するための炭化装置と、前記炭化装置において炭化された前記製紙汚泥廃棄物を焼成するための焼成装置と、前記乾燥装置、前記炭化装置および前記焼成装置の少なくともいずれか一つにおいて生じる発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置と、を有し、前記焼成装置内に、上記の撹拌搬送用スクリュが設置されていることを特徴とする。 Moreover, the firing system of the present invention that solves the above problems includes a drying device for drying paper sludge waste to be treated, and a carbonization device for carbonizing the paper sludge waste dried in the drying device. A combustion apparatus for baking the paper sludge waste carbonized in the carbonization apparatus, and a gas generated in at least one of the drying apparatus, the carbonization apparatus, and the baking apparatus is burned and rendered harmless. And a stirring / conveying screw is installed in the baking apparatus.
これらの発明によれば、製紙汚泥廃棄物を焼成する焼成システムの焼成装置内に上記した撹拌搬送用スクリュを有するので、炭化された製紙汚泥廃棄物を焼成装置内に長時間確実に滞留させることができる。その結果、製紙汚泥廃棄物から、ほぼ100%均一な白色度の高い炭酸カルシウムを含む無機物を回収することができ、この無機物を内添用填料、塗工用顔料等の製紙材料として再利用することができる。 According to these inventions, since the above-described stirring and conveying screw is included in the baking apparatus of the baking system for baking paper sludge waste, the carbonized paper sludge waste is reliably retained in the baking apparatus for a long time. Can do. As a result, it is possible to recover an inorganic substance containing calcium carbonate with almost 100% uniform whiteness from paper sludge waste, and the inorganic substance is reused as a papermaking material such as an internal filler and a coating pigment. be able to.
また、これらの発明によれば、焼成装置内で、製紙汚泥廃棄物を確実に撹拌できるとともに、搬送速度を小さくすることができる。そのため、外部加熱式円筒状ケース内における製紙汚泥廃棄物の占積率を15%程度にまで高めることができ、製紙汚泥廃棄物を酸化性雰囲気のガスと十分接触させることができるので、効率よく焼成処理を行うことができる。 Moreover, according to these inventions, papermaking sludge waste can be reliably stirred in the baking apparatus, and the conveyance speed can be reduced. Therefore, the space factor of the papermaking sludge waste in the external heating type cylindrical case can be increased to about 15%, and the papermaking sludge waste can be sufficiently brought into contact with the gas in the oxidizing atmosphere. A baking process can be performed.
炭化済の製紙汚泥廃棄物を焼成して製紙原料に再利用するための焼成装置に本発明の撹拌搬送用スクリュを用いることにより、この製紙汚泥廃棄物を長時間確実に滞留させることができる。そのため、本発明の撹拌搬送用スクリュおよびこれを用いた焼成装置、焼成システムにより、製紙汚泥廃棄物を焼成し、得られた炭酸カルシウムを含む無機物をほぼ100%リサイクルすることが可能となる。 By using the stirring and conveying screw of the present invention in a baking apparatus for baking carbonized paper sludge waste and reusing it as a papermaking raw material, it is possible to reliably retain this paper sludge waste for a long time. Therefore, it becomes possible to recycle almost 100% of the inorganic substance containing calcium carbonate by calcining the paper sludge waste by the stirring and conveying screw of the present invention and the calcining apparatus and calcining system using the screw.
また、焼成装置内で、製紙汚泥廃棄物を確実に撹拌できるとともに、搬送速度を小さくすることができる。そのため、外部加熱式円筒状ケース内における製紙汚泥廃棄物の占積率を15%程度にまで高めることができ、製紙汚泥廃棄物を酸化性雰囲気のガスと十分接触させることができるので、効率よく焼成処理を行うことができる。 In addition, the papermaking sludge waste can be reliably stirred in the baking apparatus, and the conveyance speed can be reduced. Therefore, the space factor of the papermaking sludge waste in the external heating type cylindrical case can be increased to about 15%, and the papermaking sludge waste can be sufficiently brought into contact with the gas in the oxidizing atmosphere. A baking process can be performed.
さらに、焼成装置に本発明の撹拌搬送用スクリュを用いることにより、複数本の伝熱管を用いて焼成処理する必要があった製紙汚泥廃棄物に対し、比較的小型の一本の伝熱管を用いて焼成処理することができるようになり、焼成装置およびこれを用いた焼成システムの構成を簡略にできる。 Furthermore, by using the stirring and conveying screw of the present invention in the baking apparatus, a relatively small single heat transfer tube is used for papermaking sludge waste that had to be fired using a plurality of heat transfer tubes. Thus, the firing process and the firing system using the firing apparatus can be simplified.
以下に、本発明の(1)撹拌搬送用スクリュ、(2)これを用いた焼成装置、および、(3)焼成システムについて、それぞれ図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, (1) the stirring and conveying screw of the present invention, (2) a firing apparatus using the screw, and (3) a firing system will be specifically described with reference to the drawings.
(1)撹拌搬送用スクリュ
図1は、本発明の撹拌搬送用スクリュを備える焼成装置の正面概略図であり、図2は、図1に示す本発明の撹拌搬送用スクリュのA−A断面図であり、図3は、図1に示す本発明の撹拌搬送用スクリュのB−B断面図である。また、図4は、本発明の撹拌搬送用スクリュの一部を示す斜視図である。
(1) Screw for stirring and conveying FIG. 1 is a schematic front view of a firing apparatus provided with the screw for stirring and conveying of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the screw for stirring and conveying of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the stirring and conveying screw of the present invention shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a part of the stirring and conveying screw of the present invention.
図1から図3に示すように、本発明の撹拌搬送用スクリュ1は、円筒状のケース6内に配され、ケース6内に導入される製紙汚泥廃棄物Xをケース6の軸方向(図中の矢印の方向)に撹拌しながら搬送するために用いられ、軸方向に延び製紙汚泥廃棄物Xを撹拌するための棒状の撹拌部材2と、各撹拌部材2間に軸方向に対して傾きを有して接合される、製紙汚泥廃棄物Xを搬送するための搬送部材3と、各撹拌部材2に交差するように接合される、製紙汚泥廃棄物Xの一部を堰き止めるための円板状の堰止部材4と、を備える。なお、円筒状のケース6は、伝熱管の役割を果たす。
As shown in FIGS. 1 to 3, the stirring and conveying
そして、撹拌搬送用スクリュ1の両端は、通常、各撹拌部材2に円板状の部材が接合されており、この円板状の部材の中心に撹拌搬送用スクリュ1の駆動軸5Aおよび5Bが備えられている。この一方の駆動軸5Bを支持し、他方の駆動軸5Aを回転させることにより(図1の矢印参照)、撹拌搬送用スクリュ1を回転させることができる。このことにより、撹拌搬送用スクリュ1は、投入口6Aから投入された製紙汚泥廃棄物Xを撹拌しつつ搬送する。
At both ends of the agitating / conveying
撹拌部材2は、通常、相互に離間して複数本配置される。具体的には、撹拌部材2は、撹拌搬送用スクリュ1の強度を確保するために、図1から図4に示すように、等間隔に3本以上配置されることが好ましい。また、撹拌部材2は、製紙汚泥廃棄物Xを撹拌するために、ケース6の内壁に沿って設置される。
A plurality of agitating
搬送部材3は、撹拌部材2の軸方向の所定範囲内に設けられることが好ましい。具体的には、図1および図4に示すように、軸方向の所定範囲、すなわち1ピッチPの間に過不足なく収まるように、各撹拌部材2間に搬送部材3を軸方向に対して斜めに接合する。なお、搬送部材3は、図1および図4に示すように、帯状(リボン状)の形状をしている。
The conveying
この搬送部材3の構成について、図4を参照して説明する。まず、一の撹拌部材2Aに搬送部材3Aの一端を接合し、隣の撹拌部材2Bの1ピッチP分間隔を置いた位置に搬送部材3Aの他端を接合する。そして、前述の一の撹拌部材2Aの搬送部材3Aが接合された位置と軸方向の垂直な位置における隣の撹拌部材2Bに他の搬送部材3Bの一端を接合し、さらに隣の撹拌部材2Cの1ピッチP分間隔を置いた位置に搬送部材3Bの他端を接合する。このようにして、所定範囲内に設けられる複数枚の搬送部材3A,3B,3Cは、互いに略平行に設置される。
The configuration of the conveying
また、搬送部材3は、図2に示す断面図からわかるように、円筒状のケース6の内壁に沿うように、すなわち、螺旋の一部となるように撹拌部材2に接合される。
Further, as can be seen from the cross-sectional view shown in FIG. 2, the conveying
ここで、搬送部材3は撹拌部材2を支える役目も果たすが、上述のように搬送部材3A,3B,3Cが配置されることにより、各搬送部材3が均等に撹拌部材2を支えることができる。なお、搬送部材3は、一枚の細長い帯状の部材を螺旋状に撹拌部材2の周囲に一周設けるようにして接合した形状でもよいが、スクリュ全体がたわみ、強度および安定性に欠けることがあるため、上述のように図1および図4に示すように備えられることが好ましい。
Here, although the
また、搬送部材3はその搬送速度を比較的小さくするために、数ピッチP分の搬送部材3を省いて取付けられている。例えば、各撹拌部材2の1ピッチPに相当する範囲に搬送部材3を設け、搬送部材3を5〜8ピッチP分省き、また1ピッチPに相当する範囲に搬送部材3を設けるようにする。
Further, the conveying
堰止部材4は、各撹拌部材2に交差するように接合されており、通常、撹拌部材2の軸方向に対して略垂直に設けられる。
The
堰止部材4としては、図4に示すように、円板状の堰止部材4Aに加え、円板の中心部に空洞Eを有する中空円板状の堰止部材4Bを有していてもよい。この中空円板状の堰止部材4Bは、中空部分があるので円板状の堰止部材4Aに比べて軽量である。そのため、撹拌搬送用スクリュ1が中空円板状の堰止部材4Bを有していると、撹拌搬送用スクリュ1全体として軽量となり、回転時のスクリュのたわみを少なくすることができる。また、中空円板状の堰止部材4Bは、中空部分Eによりケース6内のガスを通すことができるので、製紙汚泥廃棄物Xを焼成する効率も向上する。
As shown in FIG. 4, the
また、堰止部材4は、図3にその断面図を示すように、ケース6の内径よりも小さい直径rを有し、構造的には撹拌部材2の補強(円形断面保持)の役目もしている。さらに、堰止部材4は、その外側を製紙汚泥廃棄物Xが搬送されることを考慮し、直径rが大きすぎることがないように設計することが好ましい。
Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the
なお、堰止部材4は、二つの搬送部材3が設けられている範囲Pの間に設けられるが、各搬送部材3の間に設けられてもよいし、図1および図4に示すように、各搬送部材3の間に堰止部材4を設けない区間があってもよい。
In addition, although the
本発明の撹拌搬送用スクリュ1は上述のような作用効果を奏する撹拌部材2と搬送部材3と堰止部材4とを備えたことに特徴を有し、その他を特に限定するものではない。
The agitating / conveying
従って、例えば、撹拌部材2、搬送部材3および堰止部材4を形成する材質についても特に限定するものではなく、従来公知のいかなる材質を用いてもよい。具体的には、本発明の撹拌搬送用スクリュ1を後述する製紙汚泥廃棄物Xの焼成装置に用いる場合においては、ある程度の耐熱性、耐腐食性を有した材質を用いることが必要であり、例えば、SUS310Sなどを用いることが好ましい。
Therefore, for example, the material forming the stirring
また、搬送部材3のピッチ(図1の符号P)、搬送部材3の幅(図2の符号W)、撹拌部材2の幅(図2の符号Y)、撹拌部材2の長さ、堰止部材4の直径(図3の符号r)等の寸法についても特に限定されることはなく、製紙汚泥廃棄物Xの搬送速度や撹拌の程度等により任意に設定することができる。
Further, the pitch of the conveying member 3 (reference symbol P in FIG. 1), the width of the conveying member 3 (reference symbol W in FIG. 2), the width of the agitating member 2 (reference symbol Y in FIG. 2), the length of the agitating
さらに、搬送部材3および堰止部材4の軸方向における位置も、特に限定されることはなく、同様に任意に設定することができる。つまり、搬送部材3のピッチPを短くし、搬送部材3の幅Wを大きくすることにより、製紙汚泥廃棄物の搬送速度を遅くすることができ、また、搬送部材3の幅Yを大きくすることにより、より多くの製紙汚泥廃棄物Xをかき上げることができるため撹拌効率を向上させることができる。
Furthermore, the positions of the conveying
(2)焼成装置
図1は、本発明の焼成装置の正面概略図でもある。
(2) Firing apparatus FIG. 1 is also a schematic front view of the firing apparatus of the present invention.
図1に示すように、本発明の焼成装置10は、製紙汚泥廃棄物Xを焼成するための外部加熱式の円筒状ケース6内に、上述した本発明の撹拌搬送用スクリュ1が配される。すなわち、円筒状ケース6の外側には、外部から加熱ができるよう、焼成用加熱室7が設けられている。また、円筒状ケース6内に、上述の撹拌搬送用スクリュ1の回転軸5A,5Bとなる両端が回転可能に設置され、スクリュ1の回転軸5の一端5Aは図示しない回転駆動装置と接続されている。なお、円筒状のケース6は、撹拌搬送用スクリュ1の搬送部材3の外周径(図2の符号R参照)と略同径の内径を有する。また、円筒状のケース6は、その軸方向が略水平となるように設置される。
As shown in FIG. 1, in the
この焼成装置10における動作について、以下に説明する。
The operation in the
まず、製紙汚泥廃棄物Xを円筒状のケース6に投入口6Aから投入する。円筒状のケース6は、搬送部材3によって区画されており、製紙汚泥廃棄物Xは廃棄物導入口6Aの下にある区画に導入されることとなる。そして、撹拌搬送用スクリュ1が所定の方向へ回転することにより、製紙汚泥廃棄物Xが導入された区画が所定の間隔毎に配置されている搬送部材3により徐々に進行方向へずれていくこととなる。これに従い、ケース6内の製紙汚泥廃棄物Xは軸方向に少しずつ搬送される。
First, the papermaking sludge waste X is introduced into the
また、撹拌搬送用スクリュ1が回転することにより、製紙汚泥廃棄物Xは撹拌部材2にかき上げられては落下する動作を繰り返すこととなり、このことにより、製紙汚泥廃棄物Xは撹拌もされる。
Further, when the stirring and conveying
製紙汚泥廃棄物Xは、搬送部材3を乗り越えて搬送されるものもあるが、この乗り越えて搬送される製紙汚泥廃棄物Xは、堰止部材4の位置において堰き止められ、堰止部材4の下側を通って搬送されていくことになり、その滞留時間が確保される。このように、堰止部材4がスクリュの数カ所に設けられることにより、製紙汚泥廃棄物Xを、焼成装置10内に長時間、例えば、90〜150分間確実に滞留させることができる。
Some papermaking sludge waste X is transported over the transporting
上述のように、ケース6内に十分な時間滞留し、撹拌され、搬送された製紙汚泥廃棄物Xは、焼成物Zとなり、排出口6Bから排出される。
As described above, the papermaking sludge waste X staying in the
なお、ケース6の製紙汚泥廃棄物Xの排出口6B側には、空気吹込口6Cが設けられ、この空気吹込口6Cから、製紙汚泥廃棄物Xの残留カーボンを燃焼させるのに必要な空気を、予熱された状態で吹き込むことができる。例えば、この空気には、予め5〜30%のCO2が含有されており、この空気が撹拌される製紙汚泥廃棄物Xに接触し、酸化性雰囲気で適当に撹拌されることにより、製紙汚泥廃棄物X中の残留カーボンが燃え尽きて焼成物Zとなる。
Note that an
また、円筒状のケース6の周囲には、ケース6内を加熱するために焼成加熱室7が設けられている。この焼成加熱室7には、製紙汚泥廃棄物Xの排出口6B側の送入口7Aから熱風を送入し、製紙汚泥廃棄物Xの投入口6A側の排出口7Bから熱風を排出する。このとき、ケース6内の温度は、通常、650℃以上であり、好ましくは700℃〜800℃に保持される。
In addition, a baking
(3)焼成システム
図5は、本発明の焼成システムを示す概略図である。
(3) Firing system FIG. 5 is a schematic view showing the firing system of the present invention.
図5に示すように、本発明の焼成システム100は、処理すべき製紙汚泥廃棄物Xを乾燥するための乾燥装置20と、乾燥装置20において乾燥された製紙汚泥廃棄物Xを炭化するための炭化装置30と、炭化装置30において炭化された製紙汚泥廃棄物Xを焼成するための焼成装置10と、乾燥装置20、炭化装置30および焼成装置10の少なくともいずれかにおいて生じる発生ガス(分解ガス)を燃焼して無害化するための消煙装置40と、を有しており、焼成装置10内に上述した本発明の撹拌搬送用スクリュ1が設置されている。
As shown in FIG. 5, the
なお、図5において、物質(製紙汚泥廃棄物X)の流れは実線で示し、排ガス等の気体の流れは破線で示す。 In FIG. 5, the flow of the substance (paper sludge waste X) is indicated by a solid line, and the flow of gas such as exhaust gas is indicated by a broken line.
この焼成システム100における動作について、以下に説明する。
The operation in this
本発明の焼成システム100において、処理すべき製紙汚泥廃棄物Xは、まず乾燥装置20の製紙汚泥廃棄物Xの導入口から、乾燥装置20内の乾燥室21に導入される。乾燥室21の外周は加熱室22で覆われており、加熱室22内に熱風(400℃以下程度)を送入することにより乾燥室21内に導入された製紙汚泥廃棄物Xは、乾燥室21内を搬送されながら乾燥される。
In the
本発明の焼成システム100における乾燥装置20は、製紙汚泥廃棄物Xを炭化しやすいように予め乾燥するための装置である。廃棄物Xを炭化処理する前の段階で乾燥しておくことにより、炭化処理を短時間で行うことができる。
The drying
また、この乾燥装置20においては、後述するように焼成装置10および炭化装置30で用いられていた熱エネルギを有効利用することもできる。そして、乾燥装置20の加熱室22で使用された後の排ガスは、例えば、図5に示すように、希釈空気と共にサイクロン集塵装置60に導入して集塵処理をした後に、外部に排出される。
Moreover, in this drying
本発明の焼成システム100においては、乾燥装置20内の乾燥室21に撹拌搬送用のスクリュが設けられるが、水分の多い製紙汚泥廃棄物Xを撹拌、搬送できるものであれば、スクリュの種類は特に限定されない。
In the
乾燥装置20で乾燥された製紙汚泥廃棄物Xは、乾燥装置20と連結する炭化装置30内の乾燥室31に導入される。この連結部分には、開閉弁を設けてもよい。乾燥室31の外周は加熱室32で覆われており、加熱室32内に熱風(400℃〜700℃程度)を送入することにより炭化室31内に導入された製紙汚泥廃棄物Xは、加熱室32内を搬送されながら乾燥される。
The papermaking sludge waste X dried by the drying
本発明の焼成システム100における炭化装置30は、乾燥された製紙汚泥廃棄物Xを炭化するための装置である。
The
本発明の焼成システム100においては、炭化装置30内の炭化室31に撹拌搬送用のスクリュを設置する。このスクリュの形状等は特に限定されないが、例えば、上述の図7に示すようなスクリュ81を用いることができる。このようなスクリュ81を用いることにより、炭化室31内で製紙汚泥廃棄物Xから発生したガスは、スクリュ部材83の中心部を自由に通過でき、これを一カ所から排気することができる。そして、図5に示すように、排気された分解ガスを排気管により後述する消煙装置40内へ導入することによりガスを無害化することができる。
In the
また、炭化装置30の加熱室32で使用された後の熱風の温度は350〜400℃であるため、図5に示すように、これを乾燥装置20の加熱室22へ導入して再利用をすることができる。
Moreover, since the temperature of the hot air after being used in the
炭化装置30で乾燥された製紙汚泥廃棄物Xは、炭化装置30と連結する焼成装置10の焼成室(ケース)6内に導入される。連結部分には、開閉弁を設けてもよい。上述のように、焼成室6の外周は加熱室7で覆われており、加熱室7内に熱風(650〜800℃程度)を送入することにより、焼成室6内に導入された製紙汚泥廃棄物Xは、焼成室6内を搬送されながら焼成される。なお、上述のように、製紙汚泥廃棄物Xを燃焼するために、焼成室6内にもCO2を含む空気が送入される。
The papermaking sludge waste X dried by the
本発明の焼成システム100においては、図1に示すように、焼成装置10内の焼成室(円筒状のケース)6に本発明の撹拌搬送用スクリュ1が設置されていることに特徴を有している。
As shown in FIG. 1, the
このように焼成室6内に本発明の撹拌搬送用スクリュ1を設置することにより、全ての製紙汚泥廃棄物Xに対し長時間、例えば、90〜150分間の滞留時間を確保できる。そして、白色度の高いものがほぼ100%である焼成物Z、すなわち、炭酸カルシウム等の無機物を回収することができる。
Thus, by installing the stirring and conveying
なお、焼成室6の外周に設けられた加熱室7へ導入する熱風は、図5に示すように、後述する消煙装置40により無害化されたガスを用いてもよいし、従来公知の熱風発生炉を用いて製造してもよい。ここで、熱風の語は、各加熱室および焼成室6に送入される高温のガスについて使用され、その温度は、必要に応じて適宜決められる。
In addition, as shown in FIG. 5, the hot air introduced into the
また、焼成装置10の加熱室7で使用された後の熱風は、図5に示すように、炭化装置30の加熱室32へ導入して再利用をすることができる。
Moreover, the hot air after being used in the
焼成装置10内で焼成された製紙汚泥廃棄物Xは、焼成装置10の焼成室6に設けられた排出口から取り出される。取り出された製紙汚泥廃棄物Xは、例えば、図5に示すように冷却コンベヤ50等により冷却され、焼成物Zとして回収される。
The papermaking sludge waste X fired in the
ここで、本発明の焼成システム100における消煙装置40は、上述した乾燥装置20の乾燥室21、炭化装置30の炭化室31および焼成装置10の焼成室6のいずれか一以上の室内で生じた分解ガスを無害化するための装置である。本発明においては従来公知の消煙装置を用いることができる。
Here, the smoke eliminator 40 in the
この消煙装置40は、例えば、内部に助燃バーナを有する消煙室を有しており、分解ガスと分解ガス燃焼用の空気とを導入し、助燃バーナを用いて分解ガスを完全に燃焼し、無害化する。また、無害化されたガスは、例えば、焼成装置10の焼成加熱室7に導入することにより、焼成装置10の熱源として使用することができる。
The smoke eliminator 40 has, for example, a smoke evacuation chamber having an auxiliary combustion burner therein, introduces cracked gas and cracked gas combustion air, and completely burns the decomposed gas using the auxiliary burner. , Detoxify. Further, the detoxified gas can be used as a heat source of the
なお、図5に示した焼成システム100について、各装置の処理温度や気体の流れは、これに限定されるものではなく、また、製紙汚泥廃棄物Xを処理するための他の装置をさらに含んでいてもよい。
Note that the processing temperature and gas flow of each device in the
1…撹拌搬送用スクリュ
2…撹拌部材
3…搬送部材
4…堰止部材
4A…円板状の堰止部材
4B…中空円板状の堰止部材
5A、5B…回転駆動軸
6…ケース(伝熱管、焼成室)
7…焼成加熱室
10…焼成装置
20…乾燥装置
22…乾燥室
23…乾燥加熱室
30…炭化装置
31…炭化室
32…炭化加熱室
40…消煙装置
70、80…提案されている焼成装置
100…焼成システム
E…堰止部材(中空円板状)の中心部の空洞、堰止部材(円板状)のケースとの間の空洞
P…搬送部材のピッチ
R…搬送部材の外周径
r…堰止部材の直径
W…搬送部材の幅
Y…撹拌部材の幅
X…製紙汚泥廃棄物
Z…焼成物
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ケースの軸方向に延び、前記ケースに沿って相互に離間して等間隔に複数本配される、前記製紙汚泥廃棄物を撹拌するための棒状の撹拌部材と、
前記ケースの内周壁に沿って、前記ケースの軸方向に対して螺旋の一部となるように傾きを有して前記撹拌部材間に接合された、前記製紙汚泥廃棄物を搬送するための複数枚の帯状の搬送部材と、
前記製紙汚泥廃棄物の一部を堰き止めるための、前記撹拌部材に交差するように接合され、直径が前記ケース内径よりも小さい円板状の堰止部材とを備えたことを特徴とする撹拌搬送用スクリュ。 A stirring and conveying screw that is arranged in a cylindrical case and is used for conveying papermaking sludge waste introduced into the case while stirring in the axial direction of the case,
A rod-shaped stirring member for stirring the papermaking sludge waste, which extends in the axial direction of the case and is arranged at a plurality of intervals spaced apart from each other along the case ;
Along the inner peripheral wall of the case, joined between the stirring member has a slope so that the part of the spiral with respect to the axial direction of the case, a plurality for conveying the papermaking sludge waste A sheet of belt-shaped conveying member;
A stirrer comprising: a disc-shaped weir member which is joined so as to cross the stirrer member for damming a part of the paper sludge waste, and having a diameter smaller than the inner diameter of the case. Screw for conveyance.
前記乾燥装置において乾燥された前記製紙汚泥廃棄物を炭化するための炭化装置と、
前記炭化装置において炭化された前記製紙汚泥廃棄物を焼成するための焼成装置と、
前記乾燥装置、前記炭化装置および前記焼成装置の少なくともいずれか一つにおいて生じる発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置と
を有し、
前記焼成装置内に、請求項1乃至4いずれか一項に記載の撹拌搬送用スクリュが設置されていることを特徴とする焼成システム。 A drying device for drying the paper sludge waste to be treated;
A carbonization device for carbonizing the papermaking sludge waste dried in the drying device;
A baking apparatus for baking the paper sludge waste carbonized in the carbonization apparatus;
A smoke extinguishing device for burning and detoxifying the generated gas generated in at least one of the drying device, the carbonizing device and the calcining device,
A firing system, wherein the stirring and conveying screw according to any one of claims 1 to 4 is installed in the firing device.
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