JP6385813B2 - アスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置に関するものである。

アスファルトプラントでアスファルト混合物を製造する際には、アスファルト混合物製造用の粗骨材、細骨材（以下、骨材という）を加熱乾燥させてからミキサに送るようにしてある。

かかる骨材を加熱乾燥させる骨材加熱乾燥装置（ドライヤ）は、回転可能な円筒形のドラムにバーナを備え、該ドラム内に投入（供給）された骨材を、バーナによる燃料の燃焼で加熱して乾燥させるようにしてある。

前記バーナにより燃焼させられる燃料は、重油、都市ガス等の化石燃料が用いられているのがほとんどであるが、化石燃料以外に、該化石燃料の使用量を減少させてＣＯ_２の削減を図る考え方からは、木質系のバイオマス等の固体燃料を用いるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

一方、古紙及び廃プラスチックを原料として製造された固形燃料を燃焼させることにより得られた熱風を、骨材加熱乾燥装置での骨材の加熱乾燥の熱源とするようにしたものも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特許文献１に記載されたものは、アスファルトプラントの近傍位置に、木質系のバイオマスを熱分解してガス化処理することで可燃性ガスを生成する回転式のガス化炉を設置している。該ガス化炉で生成された可燃性ガスは、集塵機で除塵処理されてガス貯蔵タンクに一次貯蔵された後、加熱乾燥処理のバーナに燃料として供給されるようになっている。骨材加熱乾燥装置は、回転可能な円筒形のドラムに、バーナを備えたものとしてあって、ドラム内に投入された骨材が、可燃性ガスを燃料とするバーナの燃焼により加熱乾燥させられるようにしてある。

特許文献２に記載されたものは、回転可能な円筒形のドラムに、回転しながら固形燃料を燃焼させて、前記ドラム内に熱風を供給する回転式燃焼炉が連結されている。回転式燃焼炉内に供給された固形燃料は、液体燃料又は気体燃料を燃料とするバーナの火炎で着火されて燃焼させられ、前記ドラムに投入された骨材が、回転式燃焼炉からの熱風により加熱乾燥させられるようにしてある。

特開２００６−２９９６７５号公報 特開２０１２−１４０７８４号公報

ところが、特許文献１に記載されたものでは、バイオマスの固体燃料をガス化処理して可燃性ガスを生成するための回転式のガス化炉を、骨材加熱乾燥装置とは異なる場所に設置することが必要とされている。

又、特許文献２に記載されたものでは、固形燃料を燃焼させるために回転式燃焼炉が必要とされている。

そこで、本発明は、アスファルト混合物製造用の骨材の加熱乾燥に、回転式燃焼炉や、バイオマス燃料のガス化炉のような回転式の炉を必要とすることなく、固体の燃料を用いることができるアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置を提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、骨材を投入して撹拌させるドラムと、固体の燃料を燃焼させて前記ドラム内へ前記骨材を加熱乾燥させるための熱を供給するバーナとを備え、前記バーナは、燃焼室と、前記燃焼室に連通して該燃焼室から下流側に供給するガスを主燃焼させて端部の火炎噴出口より火炎を噴出させるガス通路と、前記燃焼室の底部に設けた流動層と、前記燃焼室内に前記固体の燃料を供給するため該燃焼室の上部に開口する燃料供給管とを備え、前記燃焼室内に供給されたすべての前記固体の燃料を、ガス化燃焼させるようにしてなる構成を有するアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置とする。

又、前記バーナは、前記燃焼室の上部に、供給された前記固体の燃料中の小粒径の燃料をガス化燃焼させるガス化燃焼空間を形成してなり、該ガス化燃焼空間と前記燃焼室の底部の前記流動層で前記固体の燃料がガス化燃焼させられて、前記ガス通路での主燃焼により生じた火炎が前記火炎噴出口より噴出されるようにした構成とする。

更に、前記構成において、前記ドラムは、一端側が他端側に比して低くなるように傾斜させた状態で横置きして、投入された骨材を他端側から一端側に移送させる回転可能なドラム本体と、前記ドラム本体の一端側に設けた骨材排出部と、前記ドラム本体の他端側に設けた排ガスラインとを備え、前記バーナの前記火炎噴出口を、前記ドラム本体の一端側より前記ドラム本体内に開口させるようにした構成としてもよい。

同様に、前記構成において、前記ドラムは、一端側が他端側に比して低くなるように傾斜させた状態で横置きして、投入された骨材を他端側から一端側に移送させる回転可能なドラム本体と、前記ドラム本体の一端側に設けた骨材排出部と、前記ドラム本体の一端側に設けた排ガスラインとを備え、前記ドラム本体の他端側に、熱風炉が接続され、前記熱風炉には、前記バーナを、前記火炎噴出口を開口させるように取り付けた構成としてもよい。

本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。

アスファルト混合物製造用の骨材の加熱乾燥に、回転式燃焼炉や、バイオマス燃料のガス化炉のような回転式の炉を必要とすることなく、固体の燃料を用いることができる。

第１実施形態の概要を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 第２実施形態の概要を示す側面図である。

以下、本発明のアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１及び図２はアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置の第１実施形態を示すものである。

本実施形態の骨材加熱乾燥装置は、骨材Ｃを投入して撹拌させるドラム１と、固体の燃料１７を燃焼させてドラム１内へ骨材Ｃを加熱乾燥させるための熱を供給するバーナ１１とを備えた構成とされている。

ドラム１は、一端側が他端側より低くなるように傾斜させて横置きされている回転可能な円筒形状のドラム本体２と、該ドラム本体２の軸心方向の一端側と他端側に位置して、ドラム本体２の両端側を回転可能に支持する固定フレーム３，４とを備えた構成とされている。

ドラム本体２は、内壁に撹拌用羽根（図示せず）を備えていて、回転時に、他端側から内部に投入された骨材Ｃを持ち上げて落下させながら傾斜に沿い一端側へ骨材Ｃを移動させることができるように構成されている。ドラム本体２には、外壁にリング状のレール５が複数（図１では２条の場合を示す）取り付けられている。各レール５には、それぞれタイヤ６が当接されて、各タイヤ６を回転させることにより各レール５と共にドラム本体２が回転するように構成されている。タイヤ６は、支持台７を介して回転可能に支持されており、図示しない駆動装置により回転駆動されるようにしてある。

固定フレーム３は、ドラム本体２の一端側を覆って回転可能に支持する構成としてあると共に、下端側には、骨材排出部８が設けられている。

固定フレーム４は、ドラム本体２の一端側の固定フレーム３と同様に、ドラム本体２の他端側を覆って回転可能に支持する構成としてあると共に、頂部には、排ガスライン９が設けられている。ドラム本体２の内側から排ガスライン９へ排出される排ガスは、除塵された後、大気へ放出されるようにしてある。又、固定フレーム４には、骨材Ｃをドラム本体２内へ投入するための搬送装置（たとえば、ベルトコンベヤなど）１０が接続されている。

バーナ１１は、側壁１２の内側に、頂部がガス通路１３に連通する燃焼室１５と、燃焼室１５の底部に流動層１６が設けられた構成とされている。

燃焼室１５は、円筒状としてあり、下部の空間は流動層１６直上の燃焼部２４とされ、上部の空間がガス化燃焼空間１５ａとされている。

側壁１２には、燃焼室１５の上部に開口する燃料供給管１８が設けられている。

又、燃焼室１５のガス化燃焼空間１５ａの下部位置には、複数、たとえば２本の二次空気（燃焼空気）供給管１９が水平方向で且つ図２に示す如き接線方向に接続され、二次空気（燃焼空気）２０が供給されるようになっている。これにより、燃焼室１５では、各二次空気供給管１９から供給される二次空気２０が旋回しながらガス化燃焼空間１５ａを通って燃焼室１５の頂部へ向かう上昇気流が生じるようにしてある。

ガス通路１３の途中には、主燃焼空気供給管２１が接続され、主燃焼空気２２がガス通路１３に供給されて主燃焼が行われるようになっている。ガス通路１３は、端部が火炎噴出口１４となっている。

流動層１６は、下部から導入されて上向きに噴出される流動化空気２３により流動化される砂等の熱媒体を備え、熱媒体上に投入される燃料１７がガス化燃焼されるようになっている。そのため、燃料１７としては、数ｍｍの粒径に粉砕された粉体燃料だけでなく、たとえば、φ１０〜２０ｍｍ×長さ５０ｍｍ程度とした木質ペレットやチップ、更には、□５０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ程度としたペーパスラッジなどの固体有機物を使用することができる。

燃焼部２４が位置するところの側壁１２には、起動用（着火用）バーナ（図示せず）が備えられている。

図１において、２５は空気ボックス、２６は散気管、２７は多孔質板（多孔板でもよい）である。

本実施形態の骨材加熱乾燥装置は、ドラム１の一端側の内側に、バーナ１１の火炎噴出口１４を開口させて、ドラム１とバーナ１１とを接続する。そのために、バーナ１１は、端部の火炎噴出口１４に至るガス通路１３を側方へ突出させ、この突出部１２ａの先端側が、ドラム１の一端側の固定フレーム３の中央部分に貫通させて取り付けてある。なお、固定フレーム３には、図示しない空気供給手段が備えられている。

本実施形態の骨材加熱乾燥装置でアスファルト混合物製造用の骨材Ｃを加熱乾燥させる場合は、ドラム本体２内への骨材Ｃの投入と、投入された骨材Ｃの撹拌を行わせながら、バーナ１１のガス通路１３で主燃焼させられて火炎噴出口１４より噴出される火炎Ｆにより骨材Ｃを加熱させて乾燥させるようにする。

ドラム本体２内への骨材Ｃの投入は、粗骨材と細骨材に粒度別に分けられて貯蔵されている骨材Ｃを、所定の量ずつ払い出し、払い出された骨材Ｃを、搬送装置１０を介して回転するドラム本体２内に投入することで行われる。

ドラム本体２内に投入された骨材Ｃは、撹拌用羽根により持ち上げられながら落下することが繰り返されつつ、傾斜しているドラム本体２の一端側へ移動させられる。この間に、ドラム本体２内の骨材Ｃは、バーナ１１の火炎噴出口１４から噴出される火炎Ｆの熱を図示しない空気供給手段よりドラム本体２内に供給される温度調整用空気により温度調整して発生させた熱風で、加熱されて乾燥させられる。加熱乾燥させられた骨材Ｃは、骨材排出部８より排出される。

その後、加熱乾燥された骨材Ｃは、アスファルトプラントのホットエレベータ等の如き搬送手段（図示せず）で分級装置まで搬送される。分級装置で所定の粒度区分に分級された骨材Ｃは、保温状態で貯蔵された後、ミキサへと導かれてアスファルト混合物が製造されることになる。

本実施形態で用いているバーナ１１は、図示しない起動用バーナが起動させられて、燃焼室１５底部の流動層１６直上の燃焼部２４の温度が上昇させられると、二次空気供給管１９から燃焼室１５内に旋回させながら二次空気２０を供給し、又、燃料供給管１８より燃焼室１５内に燃料１７を供給することで、燃焼室１５内で燃焼が行われる。

この際、燃料１７として、木質系バイオマス燃料を粉砕機で粒径が数ｍｍ（たとえば、３ｍｍ）までの粒度分布を有するように粉砕した粉体燃料を用いる場合の燃焼は、次のようにして行われる。

粉体燃料中の小粒径粉体は、燃焼室１５内が高温になっているので、二次空気２０と接触するガス化燃焼空間１５ａで着火してガス化燃焼させられる。このため、バーナ１１は、燃焼室１５での燃料１７の燃焼開始を速やかに行うことができるので、起動を早くできる。

ガス化燃焼空間１５ａで燃焼することができなかった粉体燃料中の比較的大粒径の粉体は、そのままガス化燃焼空間１５ａを上昇気流に逆らって流動層１６まで落下する。落下した粉体は、流動層１６でガス化燃焼させられる。

このように、本実施形態におけるバーナ１１では、粉体燃料を用いる場合、比較的細かい粒径の燃料は、ガス化燃焼空間１５ａでガス化燃焼することができ、ガス化燃焼空間１５ａでガス化燃焼できない比較的粒径の大きい燃料は、底部の流動層１６でガス化燃焼することができる。

ガス化燃焼空間１５ａや流動層１６で燃料１７がガス化燃焼させられて上昇するガスは、ガス通路１３に供給される主燃焼空気２２により主燃焼させられる。この主燃焼により火炎噴出口１４からは、火炎Ｆが回転するドラム本体２内に噴出させられることになる。ドラム１では、バーナ１１によりドラム本体２内に噴出される火炎Ｆの熱を図示しない空気供給手段からドラム本体２内に供給される温度調整用空気により温度調整して発生させる熱風により、ドラム本体２内の骨材Ｃは加熱されて乾燥させられることになる。因に、加熱乾燥させられた骨材Ｃの温度は、１５０〜２５０℃程度であるが、これは一例であり、これに限られるものではない。

ドラム本体２内での骨材Ｃの加熱乾燥に供せられた熱風（排ガス）は、固定フレーム４の頂部に設けられている排ガスライン９を経て大気へ放出される。

アスファルト混合物の製造に必要な量の骨材Ｃの加熱乾燥が終了した場合、あるいは、骨材Ｃの加熱乾燥を中断する必要が生じた場合は、搬送装置１０の運転停止、ドラム本体２の回転駆動の停止をすると共に、バーナ１１を停止させる。

この際、バーナ１１は、供給された燃料１７が粉体燃料の場合、その燃焼速度が速いので、燃料１７の供給を停止すると、燃焼室１５内に残っている燃料１７はすぐに燃え尽きるため、燃焼を停止することができる。これにより、本実施形態の骨材加熱乾燥装置は、起動に加えて、停止も早く行うことができる。又、バーナ１１は、燃料１７の供給量の変化に応じて、その燃焼により発生する熱量の変化がすぐに生じるため、負荷変動追従性もよくなる。

本実施形態によれば、アスファルト混合物製造用の骨材Ｃの加熱乾燥に、回転式燃焼炉や、バイオマス燃料のガス化炉のような回転式の炉を必要とすることなく、固体の燃料１７である粉体燃料を用いることができる。

したがって、アスファルトプラントに回転式の炉を設置するための設置面積を確保する必要はない、という利点もある。

なお、バーナ１１は、燃料１７として、前記した数ｍｍまでの粒径の粉体燃料よりも粒径の大きいバイオマス燃料等の固体燃料や、廃プラスチックを原料とする固形燃料、更には、オイルコークス、石炭等の固体燃料を使用することができる。これら粒径の大きい固体燃料や固形燃料は、燃料供給管１８から燃焼室１５内に供給されると、燃焼室１５上部のガス化燃焼空間１５ａで二次空気２０と接触しても着火してガス化燃焼させられることは少なく、ほとんどの燃料１７は落下し、流動層１６による燃焼でガス化燃焼させられる。これらの燃料１７を使用する場合であっても、前述したアスファルト混合物製造用の骨材Ｃの加熱乾燥に、回転式燃焼炉や、バイオマス燃料のガス化炉のような回転式の炉を必要とすることなく、固体の燃料１７である粉体燃料を用いることができるという効果を得ることができる。

［第２実施形態］
図３はアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置の第２実施形態を示すものである。

本実施形態の骨材加熱乾燥装置は、図１に示すドラム１と同様のドラム１ａと、該ドラム１ａの他端側に備える熱風炉２８と、該熱風炉２８に熱を供給するバーナ１１とを備えた構成とされている。本実施形態において第１実施形態と同一のものには同一の符号を付してその説明を省略する。

ドラム１ａは、図１に示したドラム１の固定フレーム４に設けられた排ガスライン９を、固定フレーム３に設けるようにしている以外は図１に示したドラム１と同一の構成としてある。

熱風炉２８は、円筒形状の熱風炉本体２９の一端側に熱風吹出口３０を、他端側に熱風入口３１を有して横置きされている。熱風炉２８の熱風吹出口３０は、ドラム１ａの固定フレーム４に取り付けられて、固定フレーム４の内側に開口させられている。

熱風炉本体２９の熱風入口３１側には、バーナ１１が設置され、火炎噴出口１４が熱風炉本体２９に開口されている。更に、熱風炉本体２９には、図示しない空気供給手段が備えられている。

なお、バーナ１１の構成は、図１に示したバーナ１１の構成と同一である。

本実施形態の骨材加熱乾燥装置でアスファルト混合物製造用の骨材Ｃを加熱乾燥させる場合は、ドラム１ａのドラム本体２内への骨材Ｃの投入と、投入された骨材Ｃの撹拌を行わせながら、バーナ１１を起動する。

熱風炉２８では、バーナ１１より熱風炉本体２９内に噴出される火炎Ｆの熱を、図示しない空気供給手段より供給される温度調整用空気により温度調整して熱風を発生させ、この熱風を、熱風吹出口３０よりドラム本体２内へ吹き込む。

これによりドラム１ａでは、ドラム内に投入された骨材Ｃの加熱乾燥が、第１実施形態と同様に行われる。

したがって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

更に、本実施形態では、ドラム１ａ内には、バーナ１１で発生させる火炎Ｆが直接吹き込まれないので、ドラム１ａ内の空間は、アスファルトの燃焼温度まで加熱されることはない。そのため、加熱乾燥の処理対象とする骨材Ｃとしては、使用済のアスファルト混合物より回収された再生材を用いることができる。

なお、本発明は、前記した各実施形態のみに限定されるものではなく、バーナ１１のガス通路１３の端部（火炎噴出口１４）から噴出される火炎Ｆにより骨材Ｃを加熱乾燥させることができれば、回転可能なドラム１とバーナ１１との組み合わせは図示以外の構成としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ ドラム
２ ドラム本体
３，４ 固定フレーム
８ 骨材排出部
９ 排ガスライン
１０ 搬送装置
１１ バーナ
１３ ガス通路
１４ 火炎噴出口
１５ 燃焼室
１６ 流動層
１７ 燃料
２８ 熱風炉
Ｃ 骨材
Ｆ 火炎

Claims (4)

1. 骨材を投入して撹拌させるドラムと、
   固体の燃料を燃焼させて前記ドラム内へ前記骨材を加熱乾燥させるための熱を供給するバーナとを備え、
   前記バーナは、
   燃焼室と、
   前記燃焼室に連通して該燃焼室から下流側に供給するガスを主燃焼させて端部の火炎噴出口より火炎を噴出させるガス通路と、
   前記燃焼室の底部に設けた流動層と、
   前記燃焼室内に前記固体の燃料を供給するため該燃焼室の上部に開口する燃料供給管とを備え、
   前記燃焼室内に供給されたすべての前記固体の燃料を、ガス化燃焼させるようにしてなること
   を特徴とするアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置。
2. 前記バーナは、前記燃焼室の上部に、供給された前記固体の燃料中の小粒径の燃料をガス化燃焼させるガス化燃焼空間を形成してなり、該ガス化燃焼空間と前記燃焼室の底部の前記流動層で前記固体の燃料がガス化燃焼させられて、前記ガス通路での主燃焼により生じた火炎が前記火炎噴出口より噴出されるようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載のアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置。
3. 前記ドラムは、
   一端側が他端側に比して低くなるように傾斜させた状態で横置きして、投入された骨材を他端側から一端側に移送させる回転可能なドラム本体と、
   前記ドラム本体の一端側に設けた骨材排出部と、
   前記ドラム本体の他端側に設けた排ガスラインとを備え、
   前記バーナの前記火炎噴出口を、前記ドラム本体の一端側より前記ドラム本体内に開口させるようにしたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載のアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置。
4. 前記ドラムは、
   一端側が他端側に比して低くなるように傾斜させた状態で横置きして、投入された骨材を他端側から一端側に移送させる回転可能なドラム本体と、
   前記ドラム本体の一端側に設けた骨材排出部と、
   前記ドラム本体の一端側に設けた排ガスラインとを備え、
   前記ドラム本体の他端側に、熱風炉が接続され、
   前記熱風炉には、前記バーナを、前記火炎噴出口を開口させるように取り付けたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載のアスファルトプラントの骨材加熱乾燥装置。

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