TWI444351B - 水泥燒成裝置及高含水有機廢棄物之乾燥方法（二） - Google Patents

Description

水泥燒成裝置及高含水有機廢棄物之乾燥方法(二) 發明領域

本發明係有關於一種可使高含水有機污泥等之高含水有機廢棄物安全且有效率地進行乾燥之水泥燒成裝置、及使用同裝置之高含水有機廢棄物之乾燥方法。

發明背景

以往，使用水泥燒成裝置處理都市垃圾等之廢棄物時，已提出有各種裝置及方法。例如，專利文獻1中已揭示之技術係將熟料冷卻器之高溫空氣之一部份導入於用以使都市垃圾等之廢棄物之乾燥裝置，使來自乾燥裝置之排氣再次回到熟料冷卻器，將混入乾燥裝置之排氣之熟料冷卻器的高溫空氣作為水泥窯或鍛燒爐之燃燒用空氣使用之技術。

又，專利文獻2中記載之技術係，使用水泥燒成裝置燃燒可燃性廢棄物時，使用熟料冷卻器之高溫空氣之一部份燃燒可燃性廢棄物，並將在廢棄物之燃燒工程中所生成之排氣通氣到用以加熱水泥原料之預熱裝置，且引出在廢棄物之燃燒工程中發生熔渣之技術。

可是，如前述專利文獻所記載，將由熟料冷卻器抽氣之高溫空氣利用於都市垃圾等之廢棄物或可燃性廢棄物之乾燥時雖然沒有問題，但使高含水有機污泥等之高含水有機廢棄物乾燥時，當利用上述高溫空氣時，由於該高溫空氣之氧濃度高，會有爆炸之虞。

又，就算利用水泥燒成裝置之預熱裝置出口以後之燃燒排氣，也會因為該領域之燃燒排氣的溫度為在450℃左右以下的低溫，因此不適合高含水污泥的乾燥。另一方面又，來自水泥窯之窯尾部之抽氣氣體的氧濃度低，為大約1000℃之高溫，因此雖然適合高含水有機廢棄物之乾燥，但是當由窯尾部抽取燃燒氣體時，則有水泥窯之熱效率惡化之問題。

因此，有鑑於上述，在本申請案蓄意檢討之下，發現由於從水泥窯之鍛燒爐之出口導管到預熱裝置之出口導管之排氣流路所抽氣之燃燒氣體的氧濃度係低如2~8%，因此無乾燥裝置會爆炸之虞，且由於燃燒氣體之溫度為450~900℃，因此可使高含水有機廢棄物充分地乾燥。又，由於不由水泥窯之窯尾部等抽取燃燒氣體，因此水泥窯之熱效率也不會惡化。

【專利文獻1】日本專利公開公報特開昭63－151650【專利文獻2】日本專利公開公報特表2003－506299

發明欲解決之課題

如上所述，要進行高含水有機污泥等之乾燥，可使用從由水泥窯之鍛燒爐之出口導管到預熱裝置之出口導管之排氣流路所抽取之燃燒氣體，但做為該乾燥熱源之水泥窯排氣含有水泥原料導致之非燃燒氣體粉塵。該粉塵之大部分會回收到乾燥後之污泥。又，水泥窯排氣之粉塵濃度在約0.05(頂部旋風式分離器出口部)~約1.0(各旋風式分離器入口部)kg/Nm³ ，因抽氣領域而有不同。

其中，乾燥污泥中含有水泥原料所致之粉塵具有優點及缺點。就優點而言，例如可藉由乾燥污泥含有非燃燒性之粉塵，減輕乾燥設備爆炸之危險性。另一方面，就缺點而言，則例如因為乾燥污泥中含有非燃燒性之粉塵，因此作為乾燥污泥之燃燒的價值降低。

又，高含水有機污泥係如含有40質量%以上之水分之黏土的塊狀，由於比表面積小，因此而有難以使高含水有機污泥有效率地乾燥之課題。

因此，本發明係有鑑於上述習知之技術之問題點而作成者，其目的在於提供一種可減少乾燥設備爆炸之危險性，並可避免作為乾燥污泥之燃料的價值降低，可更有效率地使高含水有機廢棄物乾燥之水泥燒成裝置及高含水有機廢棄物之乾燥方法。

發明概要

為達成上述目的，本發明係有關於一種水泥燒成裝置，其特徵在具有一乾燥裝置，該乾燥裝置係供給由水泥窯之預熱裝置旋風式分離器之出口部或頂部所抽取之燃燒氣體，使含有40質量%以上之水分之高含水有機廢棄物乾燥者。

而且，根據本發明，由於從水泥窯之預熱裝置旋風式分離器之出口部或頂部，抽取粉塵濃度低之燃燒氣體的一部份，並在乾燥裝置中，使用低粉塵濃度之燃燒氣體使含有40質量%以上之水分之高含水有機廢棄物乾燥，因此乾燥後之有機廢棄物之粉塵含有率也變小，並可避免降低作為乾燥有機廢棄物之燃料之價值。

前述水泥燒成裝置中設有一用以由從水泥窯之預熱裝置旋風式分離器之出口部或頂部所抽取之燃燒氣體，將粗粉分離之粗粉分離裝置，並且構成為可藉由該粗粉分離裝置將業經進行粗粉分離之燃燒氣體供給到前述乾燥裝置。藉此，可更為縮小乾燥後之有機廢棄物之粉塵含有率，並可更加大作為乾燥有機廢棄物之燃料的價值。

前述水泥燒成裝置中，可將前述乾燥裝置作為用以供給前述燃燒氣體使之與前述高含水有機廢棄物直接接觸，並將該高含水有機廢棄物粉碎並進行乾燥之粉碎氣流乾燥機。藉此，在高含水有機廢棄物之比表面積增加而提升乾燥效率、與高含水有機廢棄物之表面乾燥而提升粉碎效率之相乘之下，可使全體之乾燥效率飛躍地提升。

前述水泥燒成裝置中，可令供給到前述乾燥裝置之氣體的粉塵濃度在0.05kg/Nm³ 以上且在0.35kg/Nm³ 以下。藉此，可減少乾燥設備之爆炸的危險性，並可避免降低作為乾燥污泥之燃料的價值。

前述水泥燒成裝置中，前述高含水有機廢棄物亦可為高含水有機污泥，且可使製紙污泥、下水污泥、建築物地下排水槽污泥(building pit sludge)、食品污泥等乾燥。

又，本發明係一種高含水有機廢棄物之乾燥方法，其特徵在於：從由水泥窯之鍛燒爐之出口導管到預熱裝置之出口導管之排氣流路，抽取燃燒氣體之一部份，並使用該抽氣之燃燒氣體之一部份使含有40質量%以上之水分高含水有機廢棄物乾燥。藉此，則如上所述，沒有爆炸之虞，水泥窯之熱效率也不會惡化，可使高含水有機廢棄物安全且有效率地乾燥。

根據本發明，由於使用粉塵濃度在預定範圍之燃燒氣體使高含水有機廢棄物乾燥，因此可調整乾燥後之有機廢棄物之粉塵濃度。

又，本發明係一種高含水有機廢棄物之乾燥方法，係從由水泥窯之鍛燒爐之出口導管到預熱裝置之出口導管之排氣流路，抽取燃燒氣體之一部分，且將該抽取之燃燒氣體中所含之粉塵濃度調整到預定範圍，並且使用該粉塵濃度調整到預定範圍之氣體，使含有40質量%以上之水分之高含水有機廢棄物乾燥。

根據本發明，由於使用粉塵濃度在預定範圍之燃燒氣體使高含水有機廢棄物乾燥，因此可調整乾燥後之有機廢棄物之粉塵濃度。

前述高含水有機廢棄物之乾燥方法中，可使前述燃燒氣體之一部份與前述高含水有機廢棄物直接接觸，並且將該高含水有機廢棄物粉碎並使之乾燥。藉此，如上所述，可使全體之乾燥效率飛躍地提升

前述高韓水有機廢棄物之乾燥方法中，可令供給到前述乾燥裝置之氣體的粉塵濃度在0.05kg/Nm³ 以上且在0.35kg/Nm³ 以下。藉此，可減少乾燥設備之爆炸的危險性，並可避免降低作為乾燥污泥之燃料的價值。

又，前述高含水有機廢棄物之乾燥方法中，可將前述高含水有機廢棄物作為製紙污泥、下水污泥、建築物地下排水槽污泥、食品污泥等高含水有機污泥。

如上所述，根據本發明，可提供一種減少乾燥設備爆炸之危險性，並可避免作為乾燥污泥之燃料的價值降低，同時可更有效率地使高含水有機廢棄物乾燥之水泥燒成裝置及高含水有機廢棄物之乾燥方法。

較佳實施例之詳細說明

第1圖係顯示本發明之水泥燒成裝置之實施形態，該水泥燒成裝置1係由水泥窯2、預熱裝置3、鍛燒爐4、乾燥裝置6及風扇7等所構成。

水泥窯2、預熱裝置3及鍛燒爐4具有與習知之水泥燒成裝置同樣之機能，供給到預熱裝置3之水泥原料R在預熱裝置3預熱，並在鍛燒爐4鍛燒後，在水泥窯2燒製而成。

乾燥裝置6中，供給有高含水有機污泥等之高含水有機廢棄物(以下、稱為「廢棄物」)W，並且供給有由最下段旋風式分離器3A之出口部抽取之燃燒氣體，進行廢棄物W之乾燥。由於該燃燒氣體係在第3旋風式分離器3A之出口部到第2旋風式分離器3B入口部之導管中，由第3旋風式分離器3C供給之水泥原料與燃燒氣體混合前之階段所抽取者，因此粉塵濃度低如0.15kg/Nm³ ~0.35kg/Nm³ ，在乾燥裝置6中使用於廢棄物W之乾燥時，廢棄物W會含有適當濃度之粉塵，可防止乾燥裝置6之爆炸，並可抑制業經乾燥之廢棄物W之粉塵含有率。

風扇7係為了將燃燒氣體由預熱裝置3導入於乾燥裝置6而設置，風扇7之排氣係經由循環導管8返回由最下段旋風式分離器3A往第2旋風式分離器3B之排氣流路。

又，上述實施型態中，係將由最下段旋風式分離器3A之出口部抽取之燃燒氣體供給到乾燥裝置6，但並不限定於最下段旋風式分離器3A之出口部，亦可將由最下段旋風式分離器3A之頂部、第2旋風式分離器3B、第3旋風式分離器3C及第4旋風式分離器3D之出口部及頂部任一者所抽取之燃燒氣體供給於乾燥裝置6，使用於廢棄物W之乾燥，可達到與上述同樣之效果。

其次，參照第2圖說明本發明之水泥燒成裝置之第2實施型態。該水泥燒成裝置11其特徵除了具有第1圖所示之水泥燒成裝置1之構成之外，還於乾燥裝置6之前段設有作為粗粉分離裝置之旋風式分離器12。又，與水泥燒成裝置1相同之構成要素則賦與相同參考標號，且省略詳細說明。

由最下段旋風式分離器3A之出口部抽取之燃燒氣體供給到旋風式分離器12，去除該燃燒氣體中之粗粉D。去除之粗粉D亦可回到水泥燒成裝置1，亦可在水泥燒成裝置1之系統外處理。含有未在旋風式分離器12回收之微粉之燃燒氣體G供給到乾燥裝置6。

乾燥裝置6中供給有廢棄物W，並且供給有來自旋風式分離器12之燃燒氣體G，進行廢棄物W之乾燥。由於該燃燒氣體G係由旋風式分離器12集塵，因此粉塵濃度低如0.05~0.2 kg/Nm³ ，於乾燥裝置6中使用於廢棄物W之乾燥時，可防止乾燥裝置6中發生爆炸，並可抑制業經乾燥之廢棄物W之粉塵含有率。

又，上述實施型態中，係將由最下段旋風式分離器3A之出口部所抽取之燃燒氣體供給到旋風式分離器12，但並不限定於最下段旋風式分離器3A之出口部，亦可將由最下段旋風式分離器3A之頂部、第2旋風式分離器3B、第3旋風式分離器3C及第4旋風式分離器3D之出口部及頂部任一者所抽取之燃燒氣體供給於乾燥裝置12，將除去粗粉之燃燒氣體G使用於乾燥裝置6中廢棄物W之乾燥，可達到與上述同樣之效果。

其次，參照第3圖說明本發明之水泥燒成裝置之第3實施型態。該水泥燒成裝置21之特徵在於：將第2圖所示之水泥燒成裝置11之旋風式分離器12、乾燥裝置6作為各水泥原料回收旋風式分離器22、粉碎氣流乾燥機23，並更具有高含水有機廢棄物貯藏槽(以下，稱為「廢棄物貯藏槽」)24。又，與水泥燒成裝置1相同之構成要素則賦與相同參考標號，且省略詳細說明。

水泥原料回收旋風式分離器22設置於粉碎氣流乾燥機23之前段，係為了除去由預熱裝置3之排氣流路所抽氣之燃燒氣體G所含之粉塵，將除去粉塵之燃燒氣體G供給於粉碎氣流乾燥機23而設置之。

粉碎氣流乾燥機23係為了將由廢棄物貯藏槽24供給之廢棄物W粉碎，並藉由水泥原料回收旋風式分離器22所供給之燃燒氣體G而使之乾燥所設置之。該粉碎氣流乾燥機23於上部具有廢棄物W之供給口，於下部具有來自水泥原料回收旋風式分離器22之燃燒氣體G之供給口，使廢棄物W與燃燒氣體G匯合接觸。又，內部具有旋轉軸23a、及固定於該旋轉軸23a，藉由旋轉軸23a之旋轉以及離心力朝水平方向延伸旋轉，粉碎廢棄物W之打撃鏈條23b。

廢棄物貯藏槽24係為了暫時貯存高含水有機廢棄物而設置，且高含水有機廢棄物亦可為高含水有機污泥、製紙污泥、下水污泥、建築物地下排水槽污泥、食品污泥等。

鼓風機25係為了將藉由粉碎氣流乾燥機23粉碎及乾燥之廢棄物W往預熱裝置3搬運而設置，且使用魯氏鼓風機(roots blower)等。風扇28係為了使由粉碎氣流乾燥機23排出之乾燥排氣G’經由循環導管26送返預熱裝置3而設置。

其次，參照圖式說明具有上述構成之水泥燒成裝置21之動作。

將水泥原料R供給至水泥燒成裝置21之預熱裝置3，利用預熱裝置3進行預熱，並在鍛燒爐4鍛燒，由水泥窯2燒製而成。另一方面，接收之廢棄物W則暫時貯藏於廢棄物貯藏槽24。

風扇28進行運轉，將水泥窯2之燃燒氣體G導入於水泥原料回收旋風式分離器22，並回收燃燒氣體G所含之粉塵。將已回收之粉塵送返預熱裝置3，並將回收粉塵後之燃燒氣體G供給到粉碎氣流乾燥機。

將來自廢棄物貯藏槽24之廢棄物W供給於粉碎氣流乾燥機23之上部，並由粉碎氣流乾燥機23之下部導入來自水泥原料回收旋風式分離器22之燃燒氣體G。該燃燒氣體G之溫度為800~900℃左右，因此可使高含水有機廢棄物充分地乾燥。又，在粉碎氣流乾燥機23中，廢棄物W與燃燒氣體G匯合直接接觸，並藉由設置於粉碎氣流乾燥機23內部之打撃鏈條23b而粉碎廢棄物W並使之乾燥，因此使廢棄物W之比表面積增加，並由表面進行乾燥。因此，藉由比表面積的增加而提昇乾燥效率，除此之外，藉由廢棄物W之表面乾燥也可使粉碎效率一併提昇，與習知相較之下可大幅提昇全體的乾燥效率。又，導入粉碎氣流乾燥機23之燃燒氣體G之氧濃度係低如2~8%左右，也無粉碎氣流乾燥機23等會爆炸之虞。

在此，如往粉碎氣流乾燥機23之廢棄物W的供給量暫時低下時，若粉碎氣流乾燥機23之出口氣體溫度過高的話，可在粉碎氣流乾燥機23之前段導入冷卻空氣C。

其次，藉由乾燥物回收旋風式分離器27回收在粉碎氣流乾燥機23粉碎及乾燥之廢棄物W，並經由鼓風機25而送返預熱裝置3。又，回收之廢棄物W亦可經由鼓風機25而搬運到與水泥燒成裝置21不同之裝置等進行處理。

另一方面，由粉碎氣流乾燥機23排出之乾燥排氣G’藉由風扇28，經由循環導管26送返由最下段旋風式分離器3A往第2旋風式分離器3B之排氣流路。藉此，可進行使有機污泥等乾燥後發生之乾燥排氣G’中含有之臭氣成分之脫臭處理。

又，上述實施例中，係將由最下段旋風式分離器3A往第2旋風式分離器3B之排氣流路所抽氣之燃燒氣體G供給於粉碎氣流乾燥機23，亦可由預熱裝置3之更上游之、第2旋風式分離器3B往第3旋風式分離器3C之排氣流路(燃燒氣體溫度為700~800℃左右)、或第3旋風式分離器3C往第4旋風式分離器3D之排氣流路(燃燒氣體溫度為550~650℃左右)抽取燃燒氣體，供給於粉碎氣流乾燥機23。

進而，來自粉碎氣流乾燥機23之乾燥排氣G’也可回到與抽取前述燃燒氣體G之情況相同之領域，而不限定於送返最下段旋風式分離器3A往第2旋風式分離器3B之排氣流路之情況。

1,11,21．．．水泥燒成裝置

2．．．水泥窯

3．．．預熱裝置

3A．．．最下段旋風式分離器

3B．．．第2旋風式分離器

3C．．．第3旋風式分離器

3D．．．第4旋風式分離器

4．．．鍛燒爐

5．．．窯尾部

6．．．乾燥裝置

7,28．．．風扇

8,26．．．循環導管

12．．．旋風式分離器

22．．．水泥原料回收旋風式分離器

23．．．粉碎氣流乾燥機

23a．．．旋轉軸

23b．．．打擊鏈條

24．．．廢棄物貯藏槽

25．．．鼓風機

27．．．乾燥物回收旋風式分離器

C．．．冷卻空氣

D．．．粗粉

G．．．燃燒氣體

G’．．．乾燥排氣

R．．．水泥原料

W．．．高含水有機廢棄物(高含水有機污泥)

第1圖係顯示本發明之水泥燒成裝置之第1實施形態之全體構成之概略圖。

第2圖係顯示本發明之水泥燒成裝置之第2實施型態之全體構成之概略圖。

第3圖係顯示本發明之水泥燒成裝置之第3實施形態之全體構成之概略圖。

1．．．水泥燒成裝置

2．．．水泥窯

3．．．預熱裝置

3A．．．最下段旋風式分離器

3B．．．第2旋風式分離器

3C．．．第3旋風式分離器

3D．．．第4旋風式分離器

4．．．鍛燒爐

5．．．窯尾部

6．．．乾燥裝置

7．．．風扇

8．．．循環導管

R．．．水泥原料

W．．．高含水有機廢棄物(高含水有機污泥)

Claims (13)

1. 一種水泥燒成裝置，係具有一乾燥裝置，該乾燥裝置係供給由水泥窯之預熱裝置中除最上段旋風分離器外之旋風分離器之出口部或頂部所抽取之燃燒氣體，使含有40質量%以上之水分之高含水有機廢棄物乾燥者。
2. 如申請專利範圍第1項之水泥燒成裝置，更具有一粗粉分離裝置，用該粗粉分離裝置將由從水泥窯之預熱裝置旋風分離器之出口部或頂部所抽取之燃燒氣體中之粗粉分離後，將該燃燒氣體供給前述乾燥裝置。
3. 如申請專利範圍第1項之水泥燒成裝置，其中前述乾燥裝置係一粉碎氣流乾燥機，用以供給前述燃燒氣體使之與前述高含水有機廢棄物直接接觸，且將該高含水有機廢棄物粉碎並進行乾燥。
4. 如申請專利範圍第1項之水泥燒成裝置，其中供給到前述乾燥裝置之氣體之粉塵濃度在0.05kg/Nm³ 以上且在0.35kg/Nm³ 以下。
5. 如申請專利範圍第1項之水泥燒成裝置，其中前述高含水有機廢棄物係高含水有機污泥。
6. 一種高含水有機廢棄物之乾燥方法，係從由水泥窯之鍛燒爐之出口導管到預熱裝置之出口導管之排氣流路，抽取粉塵濃度在預定範圍內之燃燒氣體之一部分，且使用該抽取之燃燒氣體之一部份，使含有40質量%以上之水分之高含水有機廢棄物乾燥。
7. 如申請專利範圍第6項之高含水有機廢棄物之乾燥方 法，係使前述燃燒氣體之一部份與前述高含水有機廢棄物直接接觸，並且將該高含水有機廢棄物粉碎並使之乾燥。
8. 如申請專利範圍第6項之高含水有機廢棄物之乾燥方法，其中使用於前述高含水有機廢棄之乾燥之氣體的粉塵濃度在0.05kg/Nm³ 以上且在0.35kg/Nm³ 以下。
9. 如申請專利範圍第6項之高含水有機廢棄物之乾燥方法，其中前述高含水有機廢棄物係高含水有機污泥。
10. 一種高含水有機廢棄物之乾燥方法，係從由水泥窯之鍛燒爐之出口導管到預熱裝置之出口導管之排氣流路，抽取燃燒氣體之一部分，且將該抽取之燃燒氣體中所含之粉塵濃度調整到預定範圍，並且使用該粉塵濃度調整到預定範圍之氣體，使含有40質量%以上之水分之高含水有機廢棄物乾燥。
11. 如申請專利範圍第10項之高含水有機廢棄物之乾燥方法，係使前述燃燒氣體之一部份與前述高含水有機廢棄物直接接觸，並且將該高含水有機廢棄物粉碎並使之乾燥。
12. 如申請專利範圍第10項之高含水有機廢棄物之乾燥方法，其中使用於前述高含水有機廢棄之乾燥之氣體的粉塵濃度在0.05kg/Nm³ 以上且在0.35kg/Nm³ 以下。
13. 如申請專利範圍第10項之高含水有機廢棄物之乾燥方法，其中前述高含水有機廢棄物係高含水有機污泥。