JP5552816B2 - Cement manufacturing apparatus and plastic volume reduction method using the same - Google Patents

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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
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Description

本発明は、セメント製造装置およびこれを用いたプラスチックの減容方法に関する。   The present invention relates to a cement manufacturing apparatus and a plastic volume reducing method using the same.

従来、ボイラの排ガス熱を利用してプラスチックを減容化する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a technology for reducing the volume of plastic by using exhaust gas heat of a boiler has been disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開平７−２１４５５６JP-A-7-214556

しかしながら上記従来技術にあっては、ボイラ排ガスに不燃性ダストが含まれているため、減容後の廃プラスチックにダストが混入し、減容後の廃プラスチックを燃料として用いた際、単位体積当たりの発熱量が低下するという問題があった。また、セメント製造装置ではロータリーキルン内部に突出するバーナやノズルを介して廃プラスチックを供給することがあるため、その場合、減容した廃プラスチックに含まれる不燃性ダストによってバーナやノズルが摩耗する、という問題もある。   However, in the above prior art, since the non-combustible dust is contained in the boiler exhaust gas, when dust is mixed into the waste plastic after volume reduction, and when the waste plastic after volume reduction is used as fuel, per unit volume There was a problem that the calorific value of was reduced. In addition, in cement production equipment, waste plastic may be supplied via a burner or nozzle that protrudes into the rotary kiln. In that case, the burner or nozzle is worn by nonflammable dust contained in the reduced waste plastic. There is also a problem.

本発明は、上記問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、排ガスの不燃性ダストを混入させることなく廃プラスチックを減容させることにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and its object is to reduce the volume of waste plastic without mixing incombustible dust of exhaust gas.

上記目的を達成するため、本発明では、ロータリーキルンを備えたセメント製造装置であって、前記ロータリーキルンの外周側に、プラスチックを導入するプラスチック導入手段を設け、前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルン外表面から離間して設けられ、前記プラスチック導入手段における温度は、前記プラスチックの軟化点以上であることとした。   In order to achieve the above object, in the present invention, a cement manufacturing apparatus including a rotary kiln is provided with plastic introduction means for introducing plastic on the outer peripheral side of the rotary kiln, and the plastic introduction means is provided from the outer surface of the rotary kiln. The temperature in the plastic introduction means is set to be higher than the softening point of the plastic.

キルン放射熱を利用してプラスチックを減容させるため、減容後のプラスチックに対する不燃性ダストの混入を回避し、発熱量の低下や装置の摩耗を回避することができる。また、乾燥、軟化させて減容・再固化させることにより、破砕性、燃焼性を向上させることができる。   Since the volume of the plastic is reduced by using the kiln radiant heat, the incombustible dust can be prevented from being mixed into the plastic after the volume reduction, and a decrease in the heat generation amount and wear of the apparatus can be avoided. Further, by reducing the volume and resolidifying by drying and softening, the crushability and the combustibility can be improved.

本発明のセメント製造装置の模式図である。It is a schematic diagram of the cement manufacturing apparatus of this invention. 実施の形態１における廃プラスチックの減容・凝縮を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing volume reduction / condensation of waste plastic in Embodiment 1. FIG. 実施の形態２におけるセメント製造装置の模式図である。6 is a schematic diagram of a cement manufacturing apparatus in Embodiment 2. FIG. 実施の形態２における廃プラスチックの減容・凝縮を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing volume reduction / condensation of waste plastics in Embodiment 2. FIG. 実施の形態２における廃プラスチックの減容・凝縮を示す模式図であって、断面図を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows volume reduction / condensation of the waste plastic in Embodiment 2, Comprising: It is a schematic diagram which shows sectional drawing.

以下、本発明の実施形態について説明する。
［実施の形態１］
［セメント製造装置の概要］
図１は、本発明のセメント製造装置の模式図である。セメント製造装置は、ロータリーキルン１、仮焼炉２、バーナ３、ホッパー５、減容容器６、破砕機７、サスペンションプレヒータ８、クリンカクーラ１１を有する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[Embodiment 1]
[Outline of cement production equipment]
FIG. 1 is a schematic view of the cement production apparatus of the present invention. The cement manufacturing apparatus includes a rotary kiln 1, a calciner 2, a burner 3, a hopper 5, a volume reduction container 6, a crusher 7, a suspension preheater 8, and a clinker cooler 11.

セメント原料はサスペンションプレヒータ８に投入されて予熱され、ロータリーキルン１の窯尻１２に設けられた仮焼炉２を介してロータリーキルン１に供給される。バーナ３はロータリーキルン１の窯前１３からロータリーキルン１内に延在し、ロータリーキルン１内に燃料を噴射する。バーナ３から噴射される燃料を燃焼させることによりセメント原料は焼成され、クリンカとなって排出される。   The cement raw material is put into the suspension preheater 8 and preheated, and is supplied to the rotary kiln 1 through the calcining furnace 2 provided at the kiln bottom 12 of the rotary kiln 1. The burner 3 extends from the front 13 of the rotary kiln 1 into the rotary kiln 1 and injects fuel into the rotary kiln 1. By burning the fuel injected from the burner 3, the cement raw material is fired and discharged as a clinker.

ロータリーキルン１の鉛直下方側には、廃プラスチックを運搬する減容容器６が設けられており、この減容容器６はロータリーキルン１と地面との間の空間に設けられている。廃プラスチックはトラック４によりセメント工場に搬入され、ホッパー５に貯留された後減容容器６によって窯尻１２側から窯前１３側に運搬される。運搬された廃プラスチックは窯前１３側に設けられた破砕機７により破砕され、石炭等の他の燃料とともにバーナ３を介してロータリーキルン１内に燃料として供給される。   A volume reduction container 6 for transporting waste plastic is provided on the vertical lower side of the rotary kiln 1, and this volume reduction container 6 is provided in a space between the rotary kiln 1 and the ground. Waste plastic is carried into the cement factory by the truck 4, stored in the hopper 5, and then transported from the kiln bottom 12 side to the kiln front 13 side by the volume reducing container 6. The transported waste plastic is crushed by a crusher 7 provided on the front side 13 of the kiln and supplied as fuel into the rotary kiln 1 through the burner 3 together with other fuel such as coal.

廃プラスチックは食品容器や日用品、自動車や家電に用いられるプラスチック等多様なプラスチック廃材から構成されており、あらかじめ粗く破砕された状態(最長辺にて約３０ｃｍ以下)でトラック４により搬入される。なお、廃プラスチックはばら積みで減容容器６に積載されたものであってもよいし、一定程度の量を梱包した状態で減容容器６に積載されてもよい。一定量を梱包する場合、減容容器６を省略し、梱包された廃プラスチックをそのままロータリーキルン１の鉛直下方側に配置してもよい。   Waste plastic is composed of various plastic waste materials such as food containers, daily necessities, plastics used in automobiles and home appliances, and is carried in by the truck 4 in a state of being roughly crushed in advance (about 30 cm or less at the longest side). In addition, the waste plastic may be loaded in the volume reduction container 6 in bulk, or may be loaded in the volume reduction container 6 in a state where a certain amount is packed. When a certain amount is packed, the volume reduction container 6 may be omitted, and the packed waste plastic may be arranged as it is on the lower side of the rotary kiln 1 as it is.

［加熱室］
ロータリーキルン１の鉛直下方には断熱材で形成された加熱室６２が設けられており、放射熱の拡散を防止する。ロータリーキルン１の外表面温度は２００〜２５０℃であり、加熱室６２における温度は廃プラスチックのビカット軟化点（JISK6740-1、JISK6740-2、JISK6900、JISK6921-1、JISK6922-1、JISK6924-1、JISK6924-2、JISK7314-2：表１参照）以上であって、約２００℃前後とされる。なお、一般的に廃プラスチックは主として熱可塑性の汎用プラスチックで構成される。軟化点は重合度によって変化するため、表１では代表的な例を示す。

Figure 0005552816
[Heating room]
A heating chamber 62 formed of a heat insulating material is provided vertically below the rotary kiln 1 to prevent diffusion of radiant heat. The outer surface temperature of the rotary kiln 1 is 200 to 250 ° C., and the temperature in the heating chamber 62 is the Vicat softening point of waste plastic (JISK6740-1, JISK6740-2, JISK6900, JISK6921-1, JISK6922-1, JISK6924-1, JISK6924 -2, JISK7314-2: See Table 1) above, and about 200 ° C. Generally, waste plastic is mainly composed of thermoplastic general-purpose plastic. Since the softening point varies depending on the degree of polymerization, Table 1 shows typical examples.
Figure 0005552816

［減容容器］
図２は減容容器６を示す図である。減容容器６は箱型の耐熱性容器であって、鉛直上方側が開口してロータリーキルン１からの放射熱を受容可能となっている。この減容容器６に廃プラスチックを積載して加熱室６２の内部に進入させることにより、加熱室６２内の温度によって廃プラスチックを軟化・減容させる。 [Volume reduction container]
FIG. 2 is a view showing the volume reduction container 6. The volume-reducing container 6 is a box-type heat-resistant container, and the upper vertical side is opened so that the radiant heat from the rotary kiln 1 can be received. By loading waste plastic into the volume reducing container 6 and entering the inside of the heating chamber 62, the waste plastic is softened and reduced in volume by the temperature in the heating chamber 62.

減容容器６はロータリーキルン１に近接して設けられ、廃プラスチックのうち熱可塑性プラスチックはロータリーキルン１の放射熱によって減容される。加熱室６２が設けられていることにより、放射熱の拡散が抑制されて廃プラスチックが効果的に減容される。なお、廃プラスチックが効果的に減容されるよう、減容容器６とロータリーキルン１との距離は廃プラスチックを減容可能な温度となる程度に近接した距離とされている。例えば、ロータリーキルン１の直径をＤ、減容容器６とロータリーキルン１の外表面との距離をｄとすれば、ｄ≦Ｄ／２である。   The volume reduction container 6 is provided close to the rotary kiln 1, and the thermoplastic plastic among the waste plastics is reduced by the radiant heat of the rotary kiln 1. By providing the heating chamber 62, the diffusion of radiant heat is suppressed and waste plastic is effectively reduced in volume. In order to effectively reduce the volume of waste plastic, the distance between the volume reduction container 6 and the rotary kiln 1 is set to a distance close to a temperature at which the volume of waste plastic can be reduced. For example, if the diameter of the rotary kiln 1 is D and the distance between the volume reduction container 6 and the outer surface of the rotary kiln 1 is d, d ≦ D / 2.

減容容器６に積載された廃プラスチックはロータリーキルン１の放射熱によって徐々に加熱され、乾燥、軟化、および減容して互いに付着し、塊状に凝縮する。   The waste plastics loaded in the volume reduction container 6 are gradually heated by the radiant heat of the rotary kiln 1, dried, softened, and reduced in volume to adhere to each other and condense into a lump.

廃プラスチックは単位重量あたりの体積が大きい。そのため、バーナ３から吹き込む際に廃プラスチックのサイズが過大であると、この廃プラスチックを運搬するための空気量が増大してしまう。したがって、破砕機７により廃プラスチックを細かく破砕することで、運搬用空気を減少させる。また、廃プラスチックは柔らかく嵩張るため、減容容器６内においてあらかじめ廃プラスチックを軟化させ、減容・再固化させた後、破砕機７にて破砕するものとする。   Waste plastic has a large volume per unit weight. Therefore, if the size of the waste plastic is excessive when blowing from the burner 3, the amount of air for transporting the waste plastic will increase. Therefore, the air for transportation is reduced by finely crushing the waste plastic by the crusher 7. Further, since the waste plastic is soft and bulky, it is assumed that the waste plastic is softened in advance in the volume reduction container 6 and reduced in volume and re-solidified and then crushed by the crusher 7.

このように減容容器６において乾燥、軟化させ、減容・再固化させることにより、破砕機７にて粉砕可能な硬さとし、石炭の微粉とともにバーナ３からロータリーキルン１内に供給・燃焼させやすい燃料とするものである。   Thus, by drying and softening in the volume reduction container 6 and reducing the volume and resolidifying it, it is made hard enough to be pulverized by the crusher 7, and is easily supplied and burned into the rotary kiln 1 from the burner 3 together with fine coal powder. It is what.

なお、減容容器６であって廃プラスチックと接する面には凹凸が設けられていてもよい。この凹凸によって軟化後再固化した廃プラスチック表面にも凹凸が形成され、固化した廃プラスチックを破砕機７で破砕する際に破砕が容易となる。また同時に、廃プラスチックの減容容器６への付着性を低減させることが可能となり、減容容器６から減容・固化した廃プラスチックを容易に排出させるものである。   The surface of the volume reduction container 6 that contacts the waste plastic may be provided with irregularities. Concavities and convexities are also formed on the surface of the waste plastic that has been softened and re-solidified due to the concavities and convexities. At the same time, it is possible to reduce the adherence of waste plastic to the volume reduction container 6, and the waste plastic reduced in volume and solidified can be easily discharged from the volume reduction container 6.

［実施の形態１の効果］
（１）（５）ロータリーキルン１を備えたセメント製造装置であって、
ロータリーキルン１の外周側に、プラスチックを導入するプラスチック導入手段（減容容器６）を設け、プラスチック導入手段（減容容器６）は、ロータリーキルン１外表面から離間して設けられ、プラスチック導入手段（減容容器６）における温度は、プラスチックが軟化する温度以上であることとした。
これにより、ロータリーキルン１の放射熱を利用してプラスチックを乾燥および／または軟化させて減容・再固化し、破砕性、燃焼性に適した性状とすることができる。再固化後のプラスチックに不燃性ダストが混入しないため、ダストによる発熱量の低下や装置の摩耗といった問題を回避することができる。
（３）プラスチックは、廃プラスチックであることとした。廃プラスチックは安価であるが、多様な形態を有するため破砕時に困難を伴うことがある。ロータリーキルン１の放射熱によりあらかじめプラスチックを軟化させて減容・再固化することにより、容易に破砕する性状とすることができる。
（４）プラスチック導入手段（減容容器６）から供給されたプラスチックを破砕する破砕機と、プラスチックをロータリーキルン１へ投入するバーナ３とをさらに備え、破砕機により破砕されたプラスチックは、バーナ３を介し、燃料としてロータリーキルン１へ投入されることとした。
これにより、廃プラスチックをセメント焼成用に適した燃料とすることができる。なお、バーナ３を仮焼炉２に接続し、破砕されたプラスチックを仮焼炉２に投入することとしてもよい。
[Effect of Embodiment 1]
(1) (5) A cement manufacturing apparatus provided with a rotary kiln 1,
A plastic introduction means (volume reduction container 6) for introducing plastic is provided on the outer peripheral side of the rotary kiln 1, and the plastic introduction means (volume reduction container 6) is provided apart from the outer surface of the rotary kiln 1, The temperature in the container 6) was determined to be equal to or higher than the temperature at which the plastic softens.
As a result, the plastic can be dried and / or softened by using the radiant heat of the rotary kiln 1 to reduce the volume and re-solidify it to have properties suitable for crushability and combustibility. Since nonflammable dust is not mixed in the plastic after resolidification, problems such as a decrease in the amount of heat generated by the dust and wear of the apparatus can be avoided.
(3) The plastic is waste plastic. Waste plastics are inexpensive, but may have difficulties during crushing due to their various forms. By softening the plastic beforehand with the radiant heat of the rotary kiln 1 and reducing the volume and resolidifying it, it can be easily crushed.
(4) A crusher for crushing the plastic supplied from the plastic introduction means (volume reduction container 6) and a burner 3 for putting the plastic into the rotary kiln 1 are further provided. Through the rotary kiln 1 as fuel.
Thereby, waste plastic can be made into the fuel suitable for cement baking. The burner 3 may be connected to the calcining furnace 2 and the crushed plastic may be put into the calcining furnace 2.

［実施の形態２］
図３、図４、図５は実施の形態２を示す図である。基本構成は実施の形態１と同様である。実施の形態２では、減容容器６をロータリーキルン１の軸線に沿って敷設されたレール６１上を移動可能に設ける点で異なる。実施の形態１と同様、ロータリーキルン１の鉛直下方には断熱材で形成された加熱室６２が設けられており、放射熱の拡散を防止する。この加熱室６２はロータリーキルン１の軸方向に開口して減容容器６が進退可能に設けられている。減容容器６が窯尻１２側から窯前１３側へ移動するにつれて廃プラスチックは徐々に加熱され、乾燥させるとともに軟化させて減容・再固化し、互いに付着して塊状に凝縮する。 [Embodiment 2]
3, FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing the second embodiment. The basic configuration is the same as in the first embodiment. The second embodiment is different in that the volume-reducing container 6 is movably provided on a rail 61 laid along the axis of the rotary kiln 1. As in the first embodiment, a heating chamber 62 formed of a heat insulating material is provided vertically below the rotary kiln 1 to prevent diffusion of radiant heat. The heating chamber 62 is opened in the axial direction of the rotary kiln 1 so that the volume reducing container 6 can be moved back and forth. As the volume reducing container 6 moves from the kiln bottom 12 side to the kiln front 13 side, the waste plastic is gradually heated, dried and softened to reduce and resolidify, adhere to each other and condense into a lump.

［実施の形態２の効果］
（２）プラスチック導入手段は、ロータリーキルン１の鉛直下方に設けられ、このロータリーキルン１の軸に沿って移動可能に設けられた減容容器６であることとした。これにより、ロータリーキルン１の放射熱を効率よく利用しつつ、廃プラスチックを運搬することができる。 [Effect of Embodiment 2]
(2) The plastic introducing means is a volume-reducing container 6 provided vertically below the rotary kiln 1 and movably provided along the axis of the rotary kiln 1. Thereby, waste plastics can be conveyed, utilizing the radiant heat of rotary kiln 1 efficiently.

１ ロータリーキルン
２ 仮焼炉
３ バーナ
４ トラック
５ ホッパー
６ 減容容器
７ 破砕機
８ サスペンションプレヒータ
１１ クリンカクーラ
１２ 窯尻
１３ 窯前
６１ レール
６２ 加熱室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary kiln 2 Calciner 3 Burner 4 Truck 5 Hopper 6 Volume reduction container 7 Crusher 8 Suspension preheater 11 Clinker cooler 12 Kiln bottom 13 Kiln front 61 Rail 62 Heating chamber

Claims (4)

ロータリーキルンを備えたセメント製造装置であって、
前記ロータリーキルンの外周側にプラスチックを導入するプラスチック導入手段を設け、
前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルン外表面から、前記ロータリーキルンの放射熱により前記プラスチックを乾燥、軟化させて減容・再固化可能な距離に離間して設けられ、
前記プラスチック導入手段における温度は、前記プラスチックの軟化点以上であって、
前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルンの鉛直下方に設けられ、このロー
タリーキルンの軸に沿って移動可能に設けられた容器であること
を特徴とするセメント製造装置。 A cement manufacturing apparatus equipped with a rotary kiln,
A plastic introduction means for introducing plastic to the outer peripheral side of the rotary kiln is provided,
The plastic introduction means is provided at a distance from the outer surface of the rotary kiln that can be reduced and resolidified by drying and softening the plastic by radiant heat of the rotary kiln .
The temperature in the plastic introduction means is not less than the softening point of the plastic,
The cement manufacturing apparatus, wherein the plastic introduction means is a container that is provided vertically below the rotary kiln and is movable along the axis of the rotary kiln. 請求項１に記載のセメント製造装置において、  In the cement manufacturing apparatus according to claim 1,
前記プラスチックは、廃プラスチックであること  The plastic is waste plastic
を特徴とするセメント製造装置。  Cement production equipment characterized by. 請求項１または請求項２に記載のセメント製造装置において、  In the cement manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
前記プラスチック導入手段から供給されたプラスチックを破砕する破砕機と、  A crusher for crushing the plastic supplied from the plastic introduction means;
前記プラスチックを前記ロータリーキルンまたは前記セメント製造装置の仮焼炉へ投入するバーナと  A burner for feeding the plastic into the calcining furnace of the rotary kiln or the cement manufacturing apparatus;
をさらに備え、  Further comprising
前記破砕機により破砕されたプラスチックは、前記バーナを介し、燃料として前記ロータリーキルンまたは前記仮焼炉へ投入されること  The plastic crushed by the crusher is fed into the rotary kiln or the calcining furnace as fuel through the burner.
を特徴とするセメント製造装置。  Cement production equipment characterized by. セメント製造装置に設けられたロータリーキルンと、  A rotary kiln installed in the cement production equipment;
前記ロータリーキルンの外周側にプラスチックを導入するプラスチック導入手段と  Plastic introduction means for introducing plastic into the outer peripheral side of the rotary kiln;
を備え、  With
前記プラスチック導入手段は、前記プラスチックを前記ロータリーキルン外表面に対し離間させつつ導入し、  The plastic introduction means introduces the plastic while being separated from the outer surface of the rotary kiln,
前記ロータリーキルンの放射熱により、このロータリーキルンの外周側に導入された前記プラスチックを乾燥、軟化させて減容・再固化させ、  Due to the radiant heat of the rotary kiln, the plastic introduced to the outer peripheral side of the rotary kiln is dried, softened, reduced in volume and resolidified,
前記プラスチック導入手段は、前記ロータリーキルンの鉛直下方に設けられ、このロータリーキルンの軸に沿って移動可能に設けられた容器であって、この容器に前記プラスチックを収容することにより乾燥・減容を行うこと  The plastic introduction means is a container provided vertically below the rotary kiln and movably provided along the axis of the rotary kiln, and drying and volume reduction are performed by accommodating the plastic in the container.
を特徴とするセメント製造装置を用いたプラスチックの減容方法。  The volume reduction method of the plastics using the cement manufacturing apparatus characterized by this.
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