JP3929371B2

JP3929371B2 - Wood-derived fuel and method for producing the same

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Publication number: JP3929371B2
Application number: JP2002211961A
Authority: JP
Inventors: 豊重岡元; 敏夫今井; 直喜近藤; 忠士末岡; 賢二野崎
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP2004050077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家屋の解体等によって発生する建材や、間伐材や、街路樹の剪定後の回収枝材等の各種廃木材を処理することによって得られる、セメントキルン用燃料やボイラー用燃料等として用い得る木材由来燃料及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セメントクリンカーを焼成するためのセメントキルン等で用いるための燃料として、微粉炭と共に可燃ゴミ等の廃棄物を用いる技術が提案されている。
例えば、特公昭５７−１７８６７号公報には、ポルトランドセメントの原料をロータリーキルンの一端に供給し、焼成用燃料をキルンの他端から焼成帯に向け充分な燃焼空気と共に供給して、適当な条件下で焼成を行い、ポルトランドセメントクリンカーを製造する方法において、焼成用燃料は、砕いた都市廃棄物を所定の割合で含み、砕いた都市廃棄物は空気により燃焼帯に送り込み、原料は燃焼した廃棄物からの灰分を受容するように配合されることを特徴とする、ポルトランドセメントクリンカーの製造方法が、記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記公報に記載の技術において、砕いた都市廃棄物として、適宜の大きさに粉砕した木材を用いたところ、次のような問題があることを見出した。
すなわち、ロータリーキルンの燃料として、粒度の大きな木材の破砕物を用いた場合には、キルン内に投入された木材の破砕物は、キルン内の空間で気中燃焼が完結せずに、キルン内の被焼成物の上に落下した状態で継続的に燃焼した。そのため、木材破砕物が燃焼しながら付着している被焼成物の周囲に、還元性雰囲気が生じ、この還元性雰囲気によってセメントクリンカーの品質に悪影響が及ぶという問題が生じた。
【０００４】
一方、キルン内の空間で木材の粉砕物の気中燃焼を完結させるために、木材の粉砕物の粒度が所定の大きさ以下となるように、木材を予め微粉砕した場合には、多大なエネルギーを要し、処理の効率が低下することに加えて、コスト高になり、経済性の面でも実用化が困難である。
また、仮に、木材を微粉砕することができたとしても、得られる木材の粉砕物は、燃料としての発熱量が少ないという問題がある。つまり、木材の発熱量は、通常の廃木材の場合で２，０００ｋｃａｌ／ｋｇ程度であり、乾燥木材の場合でせいぜい４，５００ｋｃａｌ／ｋｇ程度である。このように、木材は、単位重量当たりの発熱量が小さいため、高温燃焼が必要なキルン用の燃料として用いることが困難である。この点、木材を原料とし、かつ発熱量の大きい燃料を得ることができれば、好都合である。
したがって、本発明は、セメントキルン等の燃料として用い得る、廃木材等を利用した木材由来燃料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、木材を適宜の大きさに破砕した後、この木材の破砕物を、部分的に熱分解されるように所定の温度で加熱し、さらに加熱後の木材の破砕物を粉砕して、所定の粒度を有する木材の粉砕物を得るようにすれば、セメントキルンやボイラ等の燃料として好適に用いることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明（請求項１）の木材由来燃料の製造方法は、（Ａ）木材を破砕処理して、該木材の破砕物を得る破砕工程と、（Ｂ）該木材の破砕物を、部分的な熱分解が生じ得る温度で、加熱処理前の木材の破砕物の乾燥重量に対する加熱処理後の木材の破砕物の重量減少率が５〜２５重量％になるように、加熱処理する加熱工程と、（Ｃ）加熱処理後の上記木材の破砕物を、粉砕処理して、部分的に熱分解された木材の粉砕物からなる木材由来燃料を得る粉砕工程とからなることを特徴とする。
このようにして得られた本発明の木材由来燃料は、高温雰囲気中で、高い発熱量を発しながらごく短い時間内に気中燃焼が完結するので、例えば、内熱式セメントキルンのバーナの燃料として用いた場合に、キルン内を高温に保持し得るとともに、被焼成物（セメントクリンカーの原料）の表面に木材由来燃料が付着して、セメントクリンカーの品質を低下させるような不都合を生じることがない。
また、本発明の木材由来燃料は、家屋の解体等によって発生する廃木材を利用して製造することができるので、省資源及び省エネルギーを実現することができる。
【０００７】
上記破砕工程（Ａ）において、上記木材の破砕物の粒度は、好ましくは、長さ１００ｍｍ以下、幅１０ｍｍ以下、および厚さ５ｍｍ以下に調整される（請求項３）。
この大きさに粒度を調整することによって、破砕物を構成する各木片に対する均一な加熱が行なわれ、粉砕工程（Ｃ）後に安定した品質の燃料を得ることができるとともに、加熱工程（Ｂ）における加熱時間の短縮化を図ることができ、処理効率を高めることができる。
上記加熱工程（Ｂ）における加熱処理は、加熱処理前の木材の破砕物の乾燥重量に対する加熱処理後の木材の破砕物の重量減少率が５〜２５重量％になるように行なわれる。
該重量減少率をこの数値範囲内に調整することによって、粉砕工程（Ｃ）における良好な粉砕性、及び最終的に得られる燃料について十分な収量を確保することができる。
【０００８】
上記加熱工程（Ｂ）における加熱温度は、２００〜３００℃に調整することが好ましい（請求項４）。
加熱温度をこの数値範囲内に調整することによって、木材の熱分解の程度、及び加熱時間を適当なものにすることができ、その結果、優れた品質を有しかつ十分な収量の木材由来燃料を効率的に得ることができる。
上記粉砕工程（Ｃ）における粉砕処理は、好ましくは、上記部分的に熱分解された木材の粉砕物の粒度が１．５ｍｍ以下になるように行なわれる（請求項５）。
このように、木材の粉砕物の粒度を所定の粒度以下に調整することによって、本発明の燃料の使用時に、燃料の気中燃焼をより短時間で完結させることができる。
【０００９】
上記加熱工程（Ｂ）における加熱処理のための熱源として、例えば、セメント製造設備の排熱を利用することができる（請求項６）。
このように構成すれば、本発明の燃料を製造するに際し、加熱工程（Ｂ）において系外から導入すべきエネルギー（例えば、石炭等の化石燃料の燃焼によるもの）の量を削減することができ、省資源を図ることができる。
本発明（請求項８）の木材由来燃料は、部分的に熱分解されており、かつ、１．５ｍｍ以下の粒度を有する木材の粉砕物からなることを特徴とする。
該木材由来燃料は、セメントキルンの加熱用燃料として好適に用いることができる（請求項９）。例えば、該木材由来燃料は、クリンカーや軽量骨材等を焼成するための内熱式ロータリーキルンのバーナの燃料として、好適に用いられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の木材由来燃料の製造方法は、（Ａ）木材を破砕処理して、該木材の破砕物を得る破砕工程と、（Ｂ）該木材の破砕物を、部分的な熱分解が生じ得る温度で、加熱処理前の木材の破砕物の乾燥重量に対する加熱処理後の木材の破砕物の重量減少率が５〜２５重量％になるように、加熱処理する加熱工程と、（Ｃ）加熱処理後の上記木材の破砕物を、粉砕処理して、部分的に熱分解された木材の粉砕物からなる木材由来燃料を得る粉砕工程とからなるものである。
【００１１】
［Ａ．破砕工程］
本工程は、木材を破砕処理して、所定の粒度を有する木材の破砕物を得る工程である。
木材としては、可燃性のものであればよく、特に種類が限定されることはない。木材の具体例としては、例えば、木造家屋の解体に伴って発生する廃建材や、廃棄された木製の家具製品や、森林の伐採によって得られる間伐木材や、ダム等に流入した流木材や、街路樹等の剪定時に得られる枝材等が挙げられる。
木材は、破砕装置等の手段によって、好ましくは、長さ１００ｍｍ以下、幅１０ｍｍ以下、および厚さ５ｍｍ以下、より好ましくは、長さ５０ｍｍ以下、幅５ｍｍ以下、および厚さ５ｍｍ以下、特に好ましくは長さ３０ｍｍ以下、幅３ｍｍ以下、および厚さ３ｍｍ以下の粒度となるように破砕される。
【００１２】
ここで、木材の破砕物に関する「粒度」とは、当該破砕物を構成する木片について、最も大きな寸法を「長さ」とし、「長さ」方向に対して垂直に交わるように切断した任意の面のうち、最大の面積を有する面において、最も大きな寸法を「幅」とし、「幅」方向に垂直な方向の寸法を「厚さ」とした場合の「長さ」、「幅」、「厚さ」で示される木片の大きさをいう。
該粒度が、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの各寸法のいずれかを超えると、次工程の加熱工程（Ｂ）における加熱処理の際に、木材の破砕物を構成する各木片（棒状物、塊状物または粒状物）に、次のような不具合を生じるので、好ましくない。すなわち、木片の長さが１００ｍｍを超えると、特にロータリーキルン式の乾燥機で加熱処理する場合、木材破砕物が嵩高くなってしまうため、処理効率が低下する。また、木片の幅が１０ｍｍを超えるか、あるいは厚さが５ｍｍを超えると、木材の破砕物の熱容量が大きくなりすぎるため、内部まで均一に加熱されにくくなり、全体として分解の程度が不均一になる。
【００１３】
また、本発明においては、木材の破砕物の最大粒度は、所定の寸法以下であることが望ましい。具体的には、木材の破砕物の最大粒度は、好ましくは、幅１０ｍｍ以下で厚さ５ｍｍ以下、より好ましくは、幅５ｍｍ以下で厚さ５ｍｍ以下、特に好ましくは幅３ｍｍ以下で厚さ３ｍｍ以下である。
ここで、木材の破砕物に関する「最大粒度」とは、木材の破砕物を構成する全ての木片を対象として、長さ方向に対して垂直に交わるように任意に切断した場合において、最大の面積を有する面の幅及び厚さ寸法で示されるものであり、木片の最大の長さ寸法を意味するものではない。例えば、長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの棒状の木片が含まれている木材の破砕物であって、該棒状の木片以外の木片の中に、該棒状の木片の最大面積（幅１０ｍｍ×厚さ５ｍｍの面積）よりも大きな面積を有するものが含まれていない場合には、長さ５０ｍｍを超える木片が含まれていたとしても、当該木材の破砕物の最大粒度は、「幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ」である。
【００１４】
本発明においては、木材の破砕物の粒度及び最大粒度が小さいものほど、加熱工程（Ｂ）における加熱処理時間が短縮され、かつ、設定加熱温度を下げることができるので、好ましい。
一方、破砕工程（Ａ）における木材の破砕物の最大粒度の下限値は、特に限定されないが、過度に小さくすると、破砕に要するエネルギー及び処理時間が増大し、経済性及び処理効率が低下するので、加熱工程（Ｂ）及び粉砕工程（Ｃ）を含む全工程における全体的効率を考慮した上で、適当な大きさ（例えば、幅５ｍｍ以下、厚さ３ｍｍ以下）に定めることが望ましい。
【００１５】
［Ｂ．加熱工程］
本工程は、破砕工程（Ａ）で得られた木材の破砕物を、部分的な熱分解が生じ得る温度で加熱処理する工程である。
木材の破砕物は、加熱処理されることによって、木材構成成分の一部が分解して脆弱化し、被粉砕性が向上する。
加熱温度は、好ましくは２００〜３００℃、より好ましくは２２０〜２８０℃、特に好ましくは２３５〜２６５℃である。加熱温度が２００℃未満であると、加熱処理に多大の時間を要し、処理効率が低下するほか、被粉砕性に優れた加熱処理済みの木材の破砕物を効率良く得ることが困難になる。加熱温度が３００℃を超えると、エネルギーコストの増大を招くのみならず、木材の熱分解の程度が大きくなり過ぎて炭化したり、あるいは、酸素濃度の高い雰囲気中にあっては木材が燃焼してしまい、木材由来燃料の収量が少なくなり、さらには、ＣＯガスやダイオキシン等の有害ガスの発生量が多くなるので、好ましくない。
【００１６】
加熱時間は、木材の破砕物の粒度や加熱温度等によっても異なるが、通常、５〜６０分間程度である。
加熱による木材の破砕物の重量減少率（ただし、重量は全乾燥時のものを基準とする。）は、５〜２５重量％、より好ましくは８〜２０重量％、特に好ましくは１０〜１５重量％である。該重量減少率が５重量％未満では、粉砕工程（Ｃ）において多大のエネルギーが必要になり、また、粉砕手段として特殊な粉砕装置が必要になるため、好ましくない。該重量減少率が２５重量％を超えると、粉砕工程（Ｃ）によって最終的に得られる木材由来燃料の収量が少なくなるばかりか、加熱処理時の木材の熱分解によって発生する排ガス（具体的には、炭化水素やＣＯ類を含むガス）の量が増大し、排ガス処理の負担が大きくなるので、好ましくない。
加熱処理に際しての被加熱物の周囲の雰囲気は、通常の空気でもよいが、酸化による木片の自己発熱による加熱温度の上昇を防止し、かつ、燃焼を防止するために、酸素濃度を低く抑えることが望ましい。
【００１７】
加熱手段としては、４００℃程度まで昇温可能な加熱装置であればよく、例えば、固定式の箱型乾燥炉や、ロータリー式の乾燥炉等が挙げられる。中でも、木材の破砕物を可動コンベア等で連続的に通過させて加熱するように構成した多段式トンネル乾燥炉や、一端に木材の破砕物の投入口を有し、他端に加熱済みの木材の破砕物の排出口を有するロータリーキルン型の乾燥装置は、連続的に処理することができ、かつ操作性が良い点で、好ましく用いられる。
加熱処理のための熱源として、例えば、セメント製造設備の排熱（排ガスの余熱等）を利用することができる。具体的には、セメントキルン内でのクリンカーの焼成によって発生する排ガスの廃熱や、クリンカークーラ内でのクリンカーの冷却後に排出される空気の顕熱等を用いることができる。さらには、製造工程で抽出される原料（例えば、余熱サイクロン等から抽出されるセメント原料）の顕熱等も利用することができる。
【００１８】
［Ｃ．粉砕工程］
本工程は、加熱工程（Ｂ）で部分的に熱分解して重量が減少した木材の破砕物を、粉砕処理して、部分的に熱分解された木材の粉砕物からなる木材由来燃料を得る工程である。
粉砕処理は、処理後の木材の粉砕物（すなわち、本発明の木材由来燃料）が、セメントキルンの内部空間の如き高温雰囲気中で、ごく短時間内に気中燃焼を完結し得る程度の小さな粒度になるように、行なわれる。
具体的には、粉砕処理後の木材の粉砕物（木材由来燃料）の粒度は、好ましくは１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下、特に好ましくは０．２５ｍｍ以下である。
ここで、木材の粉砕物に関する「粒度」とは、特定の目開き寸法を有する篩を、木材の粉砕物が９０重量％以上通過し得る場合における当該目開き寸法の最小値をいう。
該粒度が１．５ｍｍを超えると、セメントキルン等における木材由来燃料の使用時に、木材由来燃料を完全に気中燃焼させることが困難になり、例えば、セメントクリンカーの品質の低下を招く等の不具合を生じるおそれがある。
また、木材の粉砕物の最大粒度は、好ましくは１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下、特に好ましくは０．２５ｍｍ以下である。
ここで、木材の粉砕物に関する「最大粒度」とは、木材の粉砕物を構成する粒子のうち、最も大きな寸法を有する粒子の当該寸法をいう。
該最大粒度を１．５ｍｍ以下とすることによって、セメントキルン等における木材由来燃料の使用時に、確実に、木材由来燃料を完全に気中燃焼させることができる。
【００１９】
粉砕手段としては、例えば、ローラミル、ボールミル、振動ミル等の粉砕装置が用いられる。
粉砕処理後の木材の粉砕物（木材由来燃料）は、通常の微粉炭と同様に、燃焼バーナ用の燃料として用いることができる。例えば、内熱式セメントキルンのクリンカー焼成用バーナに用いる燃料として、木材由来燃料を用いた場合、木材由来燃料は、被焼成物（クリンカー原料）の上に落下する前にキルン内の空間で気中燃焼が完結するため、被焼成物の周囲を還元性雰囲気にすることがなく、クリンカーの品質に大きな悪影響を及ぼすことがない。
【００２０】
次に、図面に基づいて本発明の方法を説明する。図１は、本発明の木材由来燃料を用いたセメントクリンカー製造装置の一例を概念的に示す図である。
図１中、まず、廃建材等の木材を破砕装置１によって所定の粒度（例えば、９５重量％以上の粒子が、幅５ｍｍ以下、厚さ５ｍｍ以下の寸法を有するもの）に破砕した後、加熱装置２に送り、所定の温度（例えば、２４０℃前後）で所定時間（例えば、３０分程度）、加熱する。この加熱処理によって、木材の破砕物は、部分的に熱分解される。次いで、加熱処理後の木材の破砕物を、粉砕装置３に送り、所定の粒度（例えば、０．５ｍｍ以下）になるまで粉砕する。得られた木材の粉砕物は、ホッパ内に木材由来燃料４として収容される。
【００２１】
一方、クリンカー原料収容槽９内に収容されたセメントクリンカーの原料は、ロータリーキルン１０内に供給され、バーナ８によって焼成される。この際、バーナ８の燃料としては、微粉炭５及び木材由来燃料４が用いられる。微粉炭５は、微粉炭用ホッパから燃料供給管（一次燃焼空気供給管）７内に落下した後、送風装置（ブロア）６によってバーナ８に送られる。木材由来燃料は、微粉炭用ホッパよりも下流側に位置する木材由来燃料用ホッパから燃料供給管７内に落下した後、送風装置（ブロア）６によって、微粉炭と共にバーナ８に送られる。なお、微粉炭と木材由来燃料の使用割合は、適宜、定めればよい。
ロータリーキルン１０内で焼成されたセメントクリンカーは、ロータリーキルン１０から排出され、クリンカークーラ１１内で急冷された後、外部に排出される。
ロータリーキルン１０から排出される高温の排ガス、及びクリンカークーラ１１から排出される高温の空気は、各々、管路１２，１３を介して加熱装置２に導かれ、木材の破砕物を加熱するための熱源として利用される。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明の木材由来燃料の製造例を説明する。
［実験例］
廃木材をハンマークラッシャーに通じ、磁力選別機によって釘等の鉄成分含有異物を除去した後、２軸カッタ式の破砕機、および目開き５０ｍｍφの篩（トロンメル；回転篩）を用いて、長さ１００ｍｍ以下、幅２０ｍｍ以下、厚さ１５ｍｍ以下の寸法を有する破砕物が９５重量％以上を占めるようになるまで、破砕した。
次に、破砕物の残部を更に４軸カッター式破砕機で破砕した後、さらに、目開き２５ｍｍφの篩（トロンメル）、目開き１５ｍｍφの篩（トロンメル）、目開き８ｍｍφの篩（トロンメル）の順に篩分けし、目開き２５ｍｍφの篩を通過しなかったものについては、再度、４軸カッター式破砕機に投入して粉砕し、上述と同様に篩分けを行なった。
【００２３】
このようにして、▲１▼全量（１００重量％）が長さ５０ｍｍ以下であって、９５重量％以上が、幅１０ｍｍ以下、かつ厚さ５ｍｍ以下であるもの（目開き２５ｍｍφの篩のみを通過したもの；「破砕物Ｃ」）、▲２▼全量（１００重量％）が長さ３０ｍｍ以下であって、９５重量％以上が、幅５ｍｍ以下、かつ厚さ５ｍｍ以下であるもの（目開き２５ｍｍφ及び１５ｍｍφの篩を通過したもの；「破砕物Ｂ」）、▲３▼全量（１００重量％）が長さ２０ｍｍ以下であって、９５重量％以上が、幅３ｍｍ以下、かつ厚さ３ｍｍ以下であるもの（目開き８ｍｍφの篩を通過したもの；「破砕物Ａ」）の３区分の試料を得た。
また、長さが１００ｍｍ以下であって、９５重量％以上が、幅２０ｍｍ以下、かつ厚さ１０ｍｍ以下であるもの（破砕物Ｄ）を得た。
得られた各区分の破砕物は、１００〜１０５℃の乾燥機内で重量の減少が認められなくなるまで乾燥した後、重量（加熱前の乾燥重量）を測定した。
【００２４】
次に、各区分の破砕物を熱風撹拌型乾燥機内に載置し、表１に示すように、加熱温度３５０〜１８０℃、加熱時間５〜７２０分間の条件下で加熱した。加熱処理後、破砕物を空冷し、重量（加熱後の部分熱分解物の重量）を測定した。この重量と、上述の加熱前の乾燥重量とから、木材の破砕物の重量の減少率を算出した。
また、ディスクミルを用いて、加熱後の破砕物の被粉砕性を評価した。
以上の結果を表１に示す。表１から、長さ５０ｍｍ以下、幅１０ｍｍ以下、厚さ５ｍｍ以下の粒度を有する木材破砕物（目開き２５ｍｍφの篩を通過するもの）は、加熱処理後の重量減少率が５重量％程度以上になるように加熱すると、被粉砕性が良好になることがわかる。
また、表１から、木材破砕物の粒度が小さくなるにつれて、好適な加熱温度が低下することがわかる。例えば、幅１０ｍｍ以下、厚さ５ｍｍ以下の粒度を有する破砕物Ｃ（目開き２５ｍｍφの篩を通過するもの）では、２５０℃で３０分間程度加熱することによって、良好な木材由来燃料が得られ易いこと、および、幅３ｍｍ以下、厚さ３ｍｍ以下の粒度を有する破砕物Ａ（目開き８ｍｍφの篩を通過したもの）では、２３５℃で３０分間程度加熱することによって、良好な木材由来燃料が得られ易いことなどが分かった。
一方、長さ１００ｍｍ以下、幅２０ｍｍ以下、厚さ１０ｍｍ以下の粒度を有する破砕物Ｄでは、加熱温度の好適な範囲が２８０℃前後の極めて狭い範囲に限られてしまい、しかも、収量が少ないことがわかった。
【００２５】
【表１】

【００２６】
［応用例１，２］
実験例と同様の手順により、家屋解体時に発生した廃木材を破砕し、１５ｍｍφの篩（トロンメル）を最終的に使用して、９５重量％以上が幅５ｍｍ以下で厚さ５ｍｍ以下の木材の破砕物（平均含水率：約１３重量％）を得た。
この木材の破砕物に対し、当該木材の破砕物と加熱ガスが反対方向に移動する向流方式の内熱式ロータリーキルン（内径５７ｃｍφ×長さ１０ｍ）を用いて、２２０〜２６０℃の温度領域の通過時間が２０〜３０分となる条件下で、かつ、木材の破砕物の乾燥重量に対する重量減少率が９〜１５重量％の範囲内となるように加熱処理を行なった。
なお、上述の実験例において、木材の破砕物に対し、予め乾燥状態にしてから加熱処理を行なった理由は、本発明の木材由来燃料を得るための好適な乾燥重量基準の重量減少率を求めるためであって、本発明の木材由来燃料の実際の製造方法を説明するためではない。すなわち、本発明の木材由来燃料を得る際には、必ずしも上述の実験例のように木材の破砕物を乾燥させる必要はなく、含水率をある程度把握した上で、乾燥重量基準の重量減少率が目標の値となるように、加熱条件を設定すればよい。
加熱処理後の木材の破砕物を縦型ローラミルによって粉砕した後、１．５ｍｍを超え３ｍｍ以下の粒度を有する木材由来燃料と、１．５ｍｍ以下の粒度を有する木材由来燃料を得た。これら木材由来燃料の高位発熱量は、４，６００ｋｃａｌ／ｇ以上であった。
【００２７】
次に、これら２種の木材由来燃料の各々について、図１に示す設備を用いて、セメントクリンカーの焼成実験を行なった。実験の内容は、次のとおりである。
まず、ロータリーキルンとしては、５，３００トン／日のセメントクリンカー製造能力を有する径５．５ｍで全長８３ｍのプレヒータ付きキルンを用いた。
セメントクリンカーの焼成に際し、まず、微粉炭（微粉砕された主燃料の石炭粉）５を、燃料供給管７を介して、ロータリーキルン１０の下流端に設置したバーナ８に８．５トン／時間（ｈｒ）の割合で供給した。なお、セメントクリンカーの製造量は、３，０００〜３，１００トン／時間にて実験した。一方、本発明の木材由来燃料４を、微粉炭５の供給と同時に、燃料供給管７を介してバーナ８に０．５〜１．０トン／時間の割合で供給した。
【００２８】
その結果、１．５ｍｍ以下の粒度を有する木材由来燃料は、ロータリーキルン１０の内部空間において、クリンカー原料と接触する前に気中燃焼を完結した。また、木材由来燃料を用いることによって、微粉炭の使用量を５〜１０％削減することができた。得られたクリンカーの品質も問題ないものであった。
一方、１．５ｍｍを超え３ｍｍ以下の粒度を有する木材由来燃料は、ロータリーキルン１０内の焼成帯を通過するクリンカー表面に落下して、継続的に燃焼した。そのため、クリンカー表面あるいはクリンカーが覆い被さった状態で燃焼したと考えられる部分は、明らかに木材由来燃料によりクリンカーが還元作用による褐色を呈していた。
したがって、気中燃焼が完結しない大きさの粒度を有する木材由来燃料を、セメントキルンの加熱用燃料として使用した場合、セメントの品質に悪影響を及ぼすという問題があることがわかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の木材由来燃料によれば、高温雰囲気中でごく短い時間内に気中燃焼が完結するので、例えば、セメントキルンのバーナの燃料として用いた場合に、被焼成物（セメントクリンカーの原料）の表面に木材由来燃料が付着して、セメントクリンカーの品質を低下させるような不具合を生じることがない。
また、本発明の木材由来燃料は、家屋の解体等によって発生する廃木材を利用して製造することができるので、省資源及び省エネルギーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の木材由来燃料を用いたセメントクリンカー製造装置の一例を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１破砕装置
２加熱装置
３粉砕装置
４木材由来燃料
５微粉炭
６ブロア
７燃料供給管（一次燃焼空気供給管）
８バーナ
９クリンカー原料収容槽
１０ロータリーキルン
１１クリンカークーラ
１２，１３管路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a cement kiln fuel, a boiler fuel, etc. obtained by treating various waste wood such as building materials generated by demolishing houses, thinned wood, recovered branch materials after pruning roadside trees, etc. The present invention relates to a wood-derived fuel that can be used and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a fuel to be used in a cement kiln or the like for firing cement clinker, a technique using waste such as combustible dust together with pulverized coal has been proposed.
For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 57-17867, Portland cement raw material is supplied to one end of a rotary kiln, and fuel for firing is supplied from the other end of the kiln to the firing zone together with sufficient combustion air. In the method of producing Portland cement clinker by firing at, the fuel for firing contains crushed municipal waste at a predetermined ratio, the crushed municipal waste is sent to the combustion zone by air, and the raw material is burned waste A process for producing Portland cement clinker is described, characterized in that it is formulated to receive ash from
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventor has found that the technique described in the above publication has the following problems when wood crushed to an appropriate size is used as crushed municipal waste.
In other words, when crushed wood with large particle size is used as the fuel for the rotary kiln, the crushed wood introduced into the kiln is not completely burned in the space inside the kiln, and the combustion in the kiln is not completed. Burned continuously in the state of falling on the object to be fired. Therefore, a reducing atmosphere is generated around the fired product to which the crushed wood is adhered while burning, and this reducing atmosphere has an adverse effect on the quality of the cement clinker.
[0004]
On the other hand, in order to complete the air combustion of the pulverized wood in the space in the kiln, when the pulverized wood is pulverized in advance so that the particle size of the pulverized wood is less than a predetermined size, In addition to requiring energy and lowering the processing efficiency, the cost is increased and it is difficult to put it to practical use in terms of economy.
Moreover, even if wood can be finely pulverized, the obtained pulverized wood has a problem that the calorific value as fuel is small. That is, the calorific value of wood is about 2,000 kcal / kg in the case of ordinary waste wood, and is about 4,500 kcal / kg in the case of dry wood. Thus, wood has a small calorific value per unit weight, and is difficult to use as a fuel for kilns that require high-temperature combustion. In this regard, it would be advantageous if a fuel that uses wood as a raw material and has a large calorific value can be obtained.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wood-derived fuel using waste wood and the like and a method for producing the same, which can be used as a fuel for a cement kiln or the like.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor has crushed wood into an appropriate size, and then heated the crushed material of the wood at a predetermined temperature so as to be partially pyrolyzed. Furthermore, if the crushed material of wood after heating is further pulverized to obtain a pulverized material of wood having a predetermined particle size, it can be suitably used as a fuel for cement kilns, boilers, etc. completed.
[0006]
  That is, the method for producing a wood-derived fuel according to the present invention (Claim 1) includes (A) a crushing step of crushing wood to obtain a crushed product of the wood, and (B) a crushed product of the wood. At temperatures where thermal decomposition can occurThe weight reduction rate of the crushed wood after the heat treatment with respect to the dry weight of the crushed wood before the heat treatment is 5 to 25% by weight.A heating process for heat treatment, and (C) a pulverization process for pulverizing the crushed material of the wood after the heat treatment to obtain a wood-derived fuel comprising a partially pulverized wood pulverized product. It is characterized by.
  Since the wood-derived fuel of the present invention thus obtained completes in-air combustion within a very short time while emitting a high calorific value in a high temperature atmosphere, for example, a fuel for a burner of an internal heat type cement kiln When used as, the inside of the kiln can be kept at a high temperature, and the wood-derived fuel adheres to the surface of the object to be fired (cement clinker raw material), resulting in a disadvantage that the quality of the cement clinker is lowered. Absent.
  Moreover, since the wood-derived fuel of the present invention can be produced using waste wood generated by dismantling a house or the like, resource saving and energy saving can be realized.
[0007]
  In the crushing step (A), the particle size of the crushed wood material is preferably adjusted to a length of 100 mm or less, a width of 10 mm or less, and a thickness of 5 mm or less (claims).3).
  By adjusting the particle size to this size, each piece of wood constituting the crushed material is uniformly heated, and a stable quality fuel can be obtained after the pulverization step (C), and in the heating step (B). The heating time can be shortened and the processing efficiency can be increased.
  Heat treatment in the heating step (B)IsThe weight reduction rate of the crushed wood after the heat treatment relative to the dry weight of the crushed wood before the heat treatment is 5 to 25% by weight.The
  By adjusting the weight reduction rate within this numerical range, it is possible to ensure a good pulverizability in the pulverization step (C) and a sufficient yield for the finally obtained fuel.
[0008]
The heating temperature in the heating step (B) is preferably adjusted to 200 to 300 ° C. (Claim 4).
By adjusting the heating temperature within this numerical range, the degree of thermal decomposition of wood and the heating time can be made appropriate, and as a result, wood-derived fuel with excellent quality and sufficient yield. Can be obtained efficiently.
The pulverization treatment in the pulverization step (C) is preferably performed so that the particle size of the partially pyrolyzed wood pulverized product is 1.5 mm or less.
As described above, by adjusting the particle size of the pulverized product of wood to a predetermined particle size or less, the in-air combustion of the fuel can be completed in a shorter time when the fuel of the present invention is used.
[0009]
  As a heat source for the heat treatment in the heating step (B), for example, exhaust heat from a cement production facility can be used (claim 6).
  If comprised in this way, when manufacturing the fuel of this invention, the quantity of the energy (for example, by combustion of fossil fuels, such as coal) which should be introduced from the outside in a heating process (B) can be reduced. , Resources can be saved.
  The present invention (claims)8The wood-derived fuel (1) is partially pyrolyzed and is made of a pulverized product of wood having a particle size of 1.5 mm or less.
  The wood-derived fuel can be suitably used as a fuel for heating a cement kiln.9). For example, the wood-derived fuel is suitably used as a fuel for a burner of an internal heat type rotary kiln for firing clinker, lightweight aggregate and the like.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the method for producing a wood-derived fuel of the present invention, (A) a crushing step of crushing wood to obtain a crushed material of the wood, and (B) a partial pyrolysis of the crushed material of the wood may occur. At temperatureThe weight reduction rate of the crushed wood after the heat treatment with respect to the dry weight of the crushed wood before the heat treatment is 5 to 25% by weight.A heating step for heat treatment, and (C) a pulverization step for obtaining a wood-derived fuel comprising a pulverized pulverized product of wood that has been partially pyrolyzed by pulverizing the crushed wood after the heat treatment. It is.
[0011]
[A. Crushing process]
This step is a step of crushing wood to obtain a crushed wood product having a predetermined particle size.
The wood is not particularly limited as long as it is flammable. Specific examples of timber include, for example, waste building materials generated with the dismantling of wooden houses, discarded wooden furniture products, thinned timber obtained by cutting down forests, drifted timber flowing into dams, Examples include branch materials obtained when pruning roadside trees.
The wood preferably has a length of 100 mm or less, a width of 10 mm or less, and a thickness of 5 mm or less, more preferably a length of 50 mm or less, a width of 5 mm or less, and a thickness of 5 mm or less, particularly preferably by means of a crushing device or the like. It is crushed so as to have a particle size of 30 mm or less in length, 3 mm or less in width, and 3 mm or less in thickness.
[0012]
Here, “grain size” with respect to the crushed material of wood refers to any piece of wood that forms the crushed material, the largest dimension of which is “length” and cut perpendicularly to the “length” direction. Among the surfaces having the largest area, the largest dimension is “width”, and the dimension perpendicular to the “width” direction is “thickness”. This refers to the size of the piece of wood indicated by “thickness”.
When the particle size exceeds any of the dimensions of 100 mm in length, 10 mm in width, and 5 mm in thickness, each piece of wood (bar-shaped) constituting the crushed material of wood during the heat treatment in the next heating step (B) This is not preferable because the following problems occur in the product, lump or granular material. That is, when the length of the piece of wood exceeds 100 mm, particularly when the heat treatment is performed by a rotary kiln type dryer, the crushed wood becomes bulky, and the processing efficiency is lowered. Also, if the width of the piece of wood exceeds 10 mm or the thickness exceeds 5 mm, the heat capacity of the crushed wood will be too large, and it will be difficult to heat uniformly to the inside, and the degree of decomposition will be uneven as a whole. Become.
[0013]
In the present invention, it is desirable that the maximum particle size of the crushed wood is not more than a predetermined size. Specifically, the maximum particle size of the crushed wood is preferably 10 mm or less in width and 5 mm or less, more preferably 5 mm or less in width and 5 mm or less, particularly preferably 3 mm or less in width and 3 mm or less in thickness. It is.
Here, the “maximum grain size” for the crushed wood is the maximum area when all pieces of wood constituting the crushed wood are arbitrarily cut so as to intersect perpendicularly to the length direction. It is shown by the width and thickness dimensions of the surface having, and does not mean the maximum length dimension of the piece of wood. For example, a crushed piece of wood containing a rod-like piece of wood having a length of 50 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm, and the maximum area of the rod-like piece of wood (width 10 mm) × When the area having a larger area than the thickness of 5 mm is not included, even if a piece of wood having a length of more than 50 mm is included, the maximum particle size of the crushed material of the wood is “width 10 mm. , 5 mm thick ”.
[0014]
In the present invention, the smaller the particle size and the maximum particle size of the crushed wood, the shorter the heat treatment time in the heating step (B) and the lower the set heating temperature, which is preferable.
On the other hand, the lower limit value of the maximum particle size of the crushed material of wood in the crushing step (A) is not particularly limited, but if it is excessively small, energy and processing time required for crushing increase, and economical efficiency and processing efficiency decrease. In consideration of the overall efficiency in all steps including the heating step (B) and the pulverization step (C), it is desirable to set the size to an appropriate size (for example, a width of 5 mm or less and a thickness of 3 mm or less).
[0015]
[B. Heating process]
This step is a step of heat-treating the crushed material of the wood obtained in the crushing step (A) at a temperature at which partial thermal decomposition can occur.
When the crushed wood is heat-treated, a part of the wood constituent components are decomposed and become brittle, and the pulverization property is improved.
The heating temperature is preferably 200 to 300 ° C, more preferably 220 to 280 ° C, and particularly preferably 235 to 265 ° C. When the heating temperature is less than 200 ° C., the heat treatment takes a lot of time, the treatment efficiency is lowered, and it becomes difficult to efficiently obtain a crushed material of heat-treated wood having excellent grindability. . If the heating temperature exceeds 300 ° C., not only will the energy cost increase, but the degree of thermal decomposition of the wood will become too large and carbonize, or the wood will burn in an atmosphere with a high oxygen concentration. As a result, the yield of wood-derived fuel is reduced, and further, the generation amount of harmful gases such as CO gas and dioxin is increased.
[0016]
  The heating time varies depending on the particle size of the crushed wood, the heating temperature, and the like, but is usually about 5 to 60 minutes.
  The weight reduction rate of crushed wood by heating (however, the weight is based on the total dryness),It is 5 to 25% by weight, more preferably 8 to 20% by weight, and particularly preferably 10 to 15% by weight. If the weight reduction rate is less than 5% by weight, a large amount of energy is required in the pulverizing step (C), and a special pulverizing device is required as the pulverizing means, which is not preferable. When the weight reduction rate exceeds 25% by weight, not only the yield of the wood-derived fuel finally obtained by the pulverization step (C) is reduced, but also exhaust gas generated by thermal decomposition of the wood during the heat treatment (specifically, Is not preferable because the amount of gas containing hydrocarbons and COs) increases and the burden of exhaust gas treatment increases.
  The atmosphere around the object to be heated during the heat treatment may be normal air, but the oxygen concentration should be kept low in order to prevent the heating temperature from rising due to self-heating of the wood pieces due to oxidation and to prevent combustion. Is desirable.
[0017]
The heating means may be any heating device capable of raising the temperature up to about 400 ° C., and examples thereof include a fixed box drying furnace and a rotary drying furnace. Among them, a multi-stage tunnel drying furnace that is configured to continuously pass crushed wood through a movable conveyor and heat it, and a heated wood at the other end that has a crushed wood input at one end. A rotary kiln type drying apparatus having an outlet for the crushed material is preferably used because it can be continuously processed and has good operability.
As a heat source for the heat treatment, for example, exhaust heat (such as residual heat of exhaust gas) from a cement manufacturing facility can be used. Specifically, waste heat of exhaust gas generated by firing of the clinker in the cement kiln, sensible heat of air discharged after cooling the clinker in the clinker cooler, or the like can be used. Furthermore, the sensible heat of the raw material (for example, the cement raw material extracted from a preheating cyclone etc.) extracted at a manufacturing process can also be utilized.
[0018]
[C. Grinding process]
In this step, the crushed wood that has been partially pyrolyzed in the heating step (B) and reduced in weight is pulverized to obtain a wood-derived fuel comprising the partially pulverized wood pulverized product. It is a process.
The pulverization treatment is small enough that the pulverized timber after processing (that is, the wood-derived fuel of the present invention) can complete in-air combustion within a very short time in a high-temperature atmosphere such as an internal space of a cement kiln. It is performed so as to obtain a granularity.
Specifically, the particle size of the pulverized wood (wood-derived fuel) after the pulverization treatment is preferably 1.5 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, still more preferably 0.5 mm or less, and particularly preferably 0.8 mm. 25 mm or less.
Here, the “particle size” relating to the pulverized product of wood refers to the minimum value of the aperture size when the pulverized product of wood can pass 90% by weight or more through a sieve having a specific opening size.
When the particle size exceeds 1.5 mm, it becomes difficult to completely burn the wood-derived fuel in the air when using the wood-derived fuel in a cement kiln or the like, for example, causing a deterioration in the quality of the cement clinker. May occur.
The maximum particle size of the pulverized product of wood is preferably 1.5 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, still more preferably 0.5 mm or less, and particularly preferably 0.25 mm or less.
Here, the “maximum particle size” relating to the pulverized product of wood refers to the dimension of the particle having the largest dimension among the particles constituting the pulverized product of wood.
By setting the maximum particle size to 1.5 mm or less, the wood-derived fuel can be completely burned in the air reliably when the wood-derived fuel is used in a cement kiln or the like.
[0019]
As the crushing means, for example, a crushing device such as a roller mill, a ball mill, or a vibration mill is used.
The pulverized wood product (wood-derived fuel) after the pulverization treatment can be used as a fuel for a combustion burner in the same manner as ordinary pulverized coal. For example, when a wood-derived fuel is used as a fuel for a clinker firing burner of an internal heat type cement kiln, the wood-derived fuel is vaporized in the space inside the kiln before falling onto the object to be fired (clinker raw material). Since the middle combustion is completed, the atmosphere around the object to be fired is not reduced, and the quality of the clinker is not adversely affected.
[0020]
Next, the method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of a cement clinker manufacturing apparatus using the wood-derived fuel of the present invention.
In FIG. 1, first, after crushing wood such as waste building material into a predetermined particle size (for example, particles having a size of 95% by weight or more having a width of 5 mm or less and a thickness of 5 mm or less) by the crushing device 1, heating It is sent to the apparatus 2 and heated at a predetermined temperature (for example, around 240 ° C.) for a predetermined time (for example, about 30 minutes). By this heat treatment, the crushed wood is partially pyrolyzed. Next, the crushed wood after the heat treatment is sent to the pulverizer 3 and pulverized until a predetermined particle size (for example, 0.5 mm or less) is obtained. The obtained pulverized product of wood is accommodated in the hopper as wood-derived fuel 4.
[0021]
On the other hand, the cement clinker raw material accommodated in the clinker raw material accommodating tank 9 is supplied into the rotary kiln 10 and fired by the burner 8. At this time, pulverized coal 5 and wood-derived fuel 4 are used as fuel for the burner 8. The pulverized coal 5 is dropped from a pulverized coal hopper into a fuel supply pipe (primary combustion air supply pipe) 7 and then sent to a burner 8 by a blower (blower) 6. The wood-derived fuel is dropped into the fuel supply pipe 7 from the wood-derived fuel hopper located downstream of the pulverized coal hopper, and then sent to the burner 8 together with the pulverized coal by the blower (blower) 6. In addition, the usage ratio of pulverized coal and wood-derived fuel may be determined as appropriate.
The cement clinker fired in the rotary kiln 10 is discharged from the rotary kiln 10, rapidly cooled in the clinker cooler 11, and then discharged to the outside.
The high-temperature exhaust gas discharged from the rotary kiln 10 and the high-temperature air discharged from the clinker cooler 11 are respectively led to the heating device 2 through the

pipes

12 and 13 to heat the crushed wood material. Used as
[0022]
【Example】
Next, an example of producing the wood-derived fuel of the present invention will be described.
[Experimental example]
The waste wood is passed through a hammer crusher, and iron-containing foreign matters such as nails are removed by a magnetic separator, and then the length is measured using a twin-screw cutter type crusher and a 50 mmφ sieve sieve (Trommel; rotary sieve). The crushed material having dimensions of 100 mm or less, width 20 mm or less, and thickness 15 mm or less was crushed until it accounted for 95% by weight or more.
Next, the remainder of the crushed material is further crushed with a 4-shaft cutter type crusher, and further, a sieve having a mesh opening of 25 mmφ (Trommel), a sieve having a mesh opening of 15 mmφ (Trommel), and a sieve having a mesh opening of 8 mmφ (Trommel). Those that were sieved and did not pass through a sieve having an aperture of 25 mmφ were again put into a 4-shaft cutter crusher and crushed, and sieved in the same manner as described above.
[0023]
Thus, (1) the total amount (100% by weight) is 50 mm or less in length, 95% by weight or more is 10 mm or less in width and 5 mm or less in thickness (passes only through a sieve having an opening of 25 mmφ). (2) The total amount (100% by weight) is 30 mm or less in length and 95% by weight or more is 5 mm or less in width and 5 mm or less in thickness (opening 25 mmφ) 3) The total amount (100% by weight) is 20 mm or less in length, 95% by weight or more is 3 mm or less in width and 3 mm or less in thickness. Three sections of samples were obtained (one that passed through a sieve with an opening of 8 mmφ; “crushed material A”).
In addition, a product (crushed material D) having a length of 100 mm or less, 95% by weight or more, a width of 20 mm or less and a thickness of 10 mm or less was obtained.
The obtained crushed material in each section was dried in a dryer at 100 to 105 ° C. until no weight reduction was observed, and then the weight (dry weight before heating) was measured.
[0024]
Next, the crushed material of each division was mounted in a hot air stirring type dryer, and as shown in Table 1, it was heated under conditions of a heating temperature of 350 to 180 ° C. and a heating time of 5 to 720 minutes. After the heat treatment, the crushed material was air-cooled, and the weight (weight of the partially pyrolyzed product after heating) was measured. From this weight and the above-mentioned dry weight before heating, the reduction rate of the weight of the crushed wood was calculated.
Moreover, the pulverization property of the crushed material after heating was evaluated using a disk mill.
The results are shown in Table 1. From Table 1, the crushed wood having a particle size of 50 mm or less in length, 10 mm or less in width and 5 mm or less in thickness (those passing through a sieve having an opening of 25 mmφ) have a weight reduction rate of about 5% by weight or more after heat treatment. It can be seen that the grindability is improved when heated to
Moreover, from Table 1, it turns out that suitable heating temperature falls as the particle size of a crushed wood material becomes small. For example, in the case of crushed material C having a particle size of 10 mm or less in width and 5 mm or less in thickness (passing through a sieve having an opening of 25 mmφ), a good wood-derived fuel can be easily obtained by heating at 250 ° C. for about 30 minutes. And a crushed material A having a particle size of 3 mm or less in width and 3 mm or less in thickness (passed through a sieve having an aperture of 8 mmφ), a good wood-derived fuel is obtained by heating at 235 ° C. for about 30 minutes. I understood that it was easy to be done.
On the other hand, in the crushed material D having a particle size of 100 mm or less in length, 20 mm or less in width, and 10 mm or less in thickness, the preferable range of the heating temperature is limited to an extremely narrow range of around 280 ° C., and the yield is low. I understood.
[0025]
[Table 1]

[0026]
[Application examples 1 and 2]
Using the same procedure as in the experimental example, waste wood generated at the time of house dismantling was crushed, and finally a 15mmφ sieve (Trommel) was used to crush the timber of 95% by weight or more in width 5mm or less and thickness 5mm or less. A product (average water content: about 13% by weight) was obtained.
For this crushed piece of wood, using a countercurrent internal heat rotary kiln (inner diameter 57 cmφ × length 10 m) in which the crushed piece of wood and the heated gas move in opposite directions, the temperature range of 220 to 260 ° C. Heat treatment was performed so that the passing time was 20 to 30 minutes and the weight reduction rate with respect to the dry weight of the crushed wood was in the range of 9 to 15% by weight.
In the above-described experimental example, the reason why the heat treatment was performed on the crushed pieces of wood in advance after drying was to obtain a weight reduction rate based on a dry weight suitable for obtaining the wood-derived fuel of the present invention. Therefore, it is not for explaining the actual manufacturing method of the wood-derived fuel of the present invention. That is, when obtaining the wood-derived fuel of the present invention, it is not always necessary to dry the crushed wood as in the above-described experimental example, and the weight reduction rate based on the dry weight can be obtained after grasping the moisture content to some extent. What is necessary is just to set a heating condition so that it may become a target value.
After the heat-treated crushed wood was pulverized by a vertical roller mill, a wood-derived fuel having a particle size of more than 1.5 mm and 3 mm or less and a wood-derived fuel having a particle size of 1.5 mm or less were obtained. The higher calorific value of these wood-derived fuels was 4,600 kcal / g or more.
[0027]
Next, for each of these two kinds of wood-derived fuels, a cement clinker firing experiment was performed using the equipment shown in FIG. The contents of the experiment are as follows.
First, as the rotary kiln, a kiln with a preheater having a diameter of 5.5 m and a total length of 83 m having a cement clinker production capacity of 5,300 tons / day was used.
When firing the cement clinker, first, pulverized coal (pulverized main fuel coal powder) 5 is passed through a fuel supply pipe 7 to a burner 8 installed at the downstream end of the rotary kiln 10 at 8.5 tons / hour ( hr). The production amount of cement clinker was tested at 3,000 to 3,100 tons / hour. On the other hand, the wood-derived fuel 4 of the present invention was supplied to the burner 8 through the fuel supply pipe 7 at a rate of 0.5 to 1.0 ton / hour simultaneously with the supply of the pulverized coal 5.
[0028]
As a result, the wood-derived fuel having a particle size of 1.5 mm or less completed in-air combustion in the internal space of the rotary kiln 10 before contacting the clinker raw material. Moreover, the amount of pulverized coal used could be reduced by 5 to 10% by using wood-derived fuel. The quality of the obtained clinker was also satisfactory.
On the other hand, the wood-derived fuel having a particle size of more than 1.5 mm and not more than 3 mm fell on the clinker surface passing through the firing zone in the rotary kiln 10 and burned continuously. Therefore, the clinker surface or the portion considered to have burned in the state where the clinker was covered clearly had a brown color due to the reduction action of the clinker by the wood-derived fuel.
Therefore, it has been found that when wood-derived fuel having a particle size that does not complete in-air combustion is used as a heating fuel for cement kiln, the quality of cement is adversely affected.
[0029]
【The invention's effect】
According to the wood-derived fuel of the present invention, in-air combustion is completed within a very short time in a high-temperature atmosphere. For example, when used as a fuel for a burner of a cement kiln, an object to be fired (a raw material for cement clinker) The wood-derived fuel adheres to the surface of the steel and does not cause a problem that deteriorates the quality of the cement clinker.
Moreover, since the wood-derived fuel of the present invention can be produced using waste wood generated by dismantling a house or the like, resource saving and energy saving can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of a cement clinker manufacturing apparatus using a wood-derived fuel of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Crusher
2 Heating device
3 Crusher
4 Wood-derived fuel
5 pulverized coal
6 Blower
7 Fuel supply pipe (primary combustion air supply pipe)
8 Burner
9 Clinker raw material storage tank
10 Rotary kiln
11 Clinker cooler
12,13 pipeline

Claims

(A) A crushing step of crushing wood to obtain a crushed material of the wood,
(B) The weight reduction rate of the crushed wood after the heat treatment with respect to the dry weight of the crushed wood before the heat treatment at a temperature at which partial pyrolysis of the crushed wood may occur is 5 to 25 weights. %, A heating process for heat treatment,
(C) A wood-derived fuel comprising: a pulverizing step of obtaining a wood-derived fuel comprising a partially pulverized wood pulverized product by pulverizing the crushed wood product after the heat treatment Manufacturing method.

The method for producing a wood-derived fuel according to claim 1, wherein the object of the crushing process in the crushing step (A) is only wood.

3. The method for producing a wood-derived fuel according to claim 1, wherein in the crushing step (A), the particle size of the crushed wood product is adjusted to a length of 100 mm or less, a width of 10 mm or less, and a thickness of 5 mm or less.

The manufacturing method of the wood-derived fuel of any one of Claims 1-3 which adjusts the heating temperature in the said heating process (B) to 200-300 degreeC.

The wood according to any one of claims 1 to 4, wherein in the pulverizing step (C), pulverization is performed so that a particle size of the partially pyrolyzed pulverized wood is 1.5 mm or less. A method for producing derived fuel.

The method for producing a wood-derived fuel according to any one of claims 1 to 5, wherein exhaust heat of a cement production facility is used as a heat source for heat treatment in the heating step (B).

The method for producing a wood-derived fuel according to any one of claims 1 to 6, wherein the wood-derived fuel to be produced can be used as a fuel for a cement kiln.

A wood-derived fuel characterized by comprising a pulverized product of wood that is partially pyrolyzed and has a particle size of 1.5 mm or less.

The wood-derived fuel according to claim 8 , wherein the wood-derived fuel is a fuel for use as a heating fuel for a cement kiln.