特許 6815860 廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置及び処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6815860

(24)【登録日】2020年12月25日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置及び処理方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/00 20060101AFI20210107BHJP

   B07B 9/00 20060101ALI20210107BHJP

   B07B 7/08 20060101ALI20210107BHJP

   C04B 7/44 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   B09B3/00 303F

   B09B3/00 303L

   B07B9/00 AZAB

   B07B7/08

   C04B7/44

【請求項の数】16

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-253023(P2016-253023)

(22)【出願日】2016年12月27日

(65)【公開番号】特開2018-103115(P2018-103115A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2019年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】竹本 智典

(72)【発明者】

【氏名】石田 泰之

(72)【発明者】

【氏名】中村 充志

【審査官】 藤田 雅也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１３１４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２６４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８９２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０７８０６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１９３７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６０３６９２０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１６−１４７４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−５９１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７９５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７９５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４７８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−６４９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２００２７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０９Ｂ １／００− ５／００

Ｂ０９Ｃ １／００− １／１０

Ｂ０７Ｂ １／００− １５／００

Ｃ０４Ｂ ２／００− ３２／０２

４０／００− ４０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃炭素繊維強化プラスチックをセメント焼成装置に供給する供給装置と、
該セメント焼成装置から排出又は抽気された炭素繊維含有ダストを含むガスを前記排出又は抽気された箇所と同温度か、該箇所より高温である前記セメント焼成装置に戻す循環ルートとを備えることを特徴とする廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項2】

前記循環ルートは、前記セメント焼成装置のプレヒータの炭素繊維含有ダストを含む排ガスを前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項１に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項3】

前記循環ルートは、前記セメント焼成装置のセメントキルン窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの炭素繊維含有ダストを含む抽気ガスを前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項１に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項4】

前記循環ルートは、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスから集塵する集塵装置を備え、該集塵装置から排出されたダストを前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項5】

前記循環ルートは、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスに含まれる炭素繊維含有ダストを分級する分級装置を備え、該分級装置から排出された粗粉を前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項6】

前記循環ルートは、前記集塵装置から排出されたダスト又は前記分級装置から排出された粗粉を炭素繊維含有量が多いダストと炭素繊維含有量が少ないダストとに分離する分離装置を備え、該分離装置から排出された炭素繊維含有量が多いダストを前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項４又は５に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項7】

前記集塵装置は、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスに含まれるダストを炭素繊維含有量が多いダストと炭素繊維含有量が少ないダストとに分離し、
前記循環ルートは、該集塵装置から排出された炭素繊維含有量が多いダストを前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項３に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理装置。

【請求項8】

廃炭素繊維強化プラスチックをセメント焼成装置に供給し、
該セメント焼成装置から排出又は抽気された炭素繊維含有ダストを含むガスを、循環ルートを経由して前記排出又は抽気された箇所と同温度か、該箇所より高温である前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項9】

前記セメント焼成装置のプレヒータの炭素繊維含有ダストを含む排ガスを前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項８に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項10】

前記セメント焼成装置のセメントキルン窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの炭素繊維含有ダストを含む抽気ガスを前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項８に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項11】

前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスから集塵し、該集塵により得られたダストを前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項12】

前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスに含まれる炭素繊維含有ダストを分級し、該分級により得られた粗粉を前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項13】

前記分級により得られた平均粒径が２ｍｍ以上の粗粉を前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項１２に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項14】

前記集塵により得られたダスト又は前記分級により得られた粗粉を炭素繊維含有量が多いダストと炭素繊維含有量が少ないダストとに分離し、該分離により得られた炭素繊維含有量が多いダストを前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする請求項１１、１２又は１３に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項15】

前記分離により得られた炭素繊維含有量が多いダストを石炭と混合し、該混合物を前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に燃料として戻すことを特徴とする請求項１４に記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【請求項16】

前記炭素繊維含有ダストを含むガス、前記集塵により得られたダスト、前記分級により得られた粗粉、前記分級により得られた平均粒径が２ｍｍ以上の粗粉、前記炭素繊維含有量が多いダスト又は前記混合物を前記セメント焼成装置の８００℃以上の領域に戻すことを特徴とする請求項８乃至１５のいずれかに記載の廃炭素繊維強化プラスチックの処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃炭素繊維強化プラスチックをセメント焼成装置で処理する装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭素繊維強化プラスチック（以下「ＣＦＲＰ」という。）とは、炭素繊維を織ってシート状にし、このシート状物に樹脂を含浸させた後、加熱して成形したものである。また、炭素繊維とは、アクリル繊維やピッチ等の原料を高温で炭化して得られた繊維であって、質量比で９０％以上が炭素で構成されるような繊維をいう。ＣＦＲＰは自動車等に有効に利用されているが、自動車等を廃棄する際には自動車等に使用されていたＣＦＲＰが廃棄物として生じることになる。ＣＦＲＰは燃焼性が悪いため、廃棄物となったＣＦＲＰ（以下「廃ＣＦＲＰ」という。）を燃焼処理するのは困難性を伴う。

【0003】

そこで、特許文献１には、廃ＣＦＲＰをセメント焼成装置に供給して廃ＣＦＲＰ中の樹脂を燃焼させ、このセメント焼成装置の排ガスから集塵して廃ＣＦＲＰに含まれていた炭素繊維を回収することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−１４７４３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載の方法では、廃ＣＦＲＰ中の樹脂を燃焼させて処理することができるものの、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維を回収し、回収した炭素繊維を別途処理するため手間及びコストがかかる。

【0006】

そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、廃ＣＦＲＰ中の樹脂及び炭素繊維の両方を簡易な方法かつ低コストで処理することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明は、廃ＣＦＲＰの処理装置であって、廃ＣＦＲＰをセメント焼成装置に供給する供給装置と、該セメント焼成装置から排出又は抽気された炭素繊維含有ダストを含むガスを前記排出又は抽気された箇所と同温度か、該箇所より高温である前記セメント焼成装置に戻す循環ルートとを備えることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、セメント焼成装置に廃ＣＦＲＰを供給して廃ＣＦＲＰに含まれる樹脂を燃焼させると共に、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維を含むガスを循環ルート経由でセメント焼成装置に戻して炭素繊維を燃焼させることで、廃ＣＦＲＰ中の樹脂及び炭素繊維の両方を完全に燃焼させることができる。

【0009】

上記廃ＣＦＲＰの処理装置において、前記循環ルートは、前記セメント焼成装置のプレヒータの炭素繊維含有ダストを含む排ガスや、前記セメント焼成装置のセメントキルン窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの炭素繊維含有ダストを含む抽気ガスを前記セメント焼成装置に戻すことができる。

【0010】

また、前記循環ルートは、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスから集塵する集塵装置を備え、該集塵装置から排出されたダストを前記セメント焼成装置に戻すことができる。さらに、このルートは、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスに含まれる炭素繊維含有ダストを分級する分級装置を備え、該分級装置から排出された粗粉を前記セメント焼成装置に戻すこともできる。

【0011】

また、前記循環ルートは、前記集塵装置から排出されたダスト又は前記分級装置から排出された粗粉を炭素繊維含有量が多いダストと炭素繊維含有量が少ないダストとに分離する分離装置を備え、該分離装置から排出された炭素繊維含有量が多いダストを前記セメント焼成装置に戻すことができる。

【0012】

前記集塵装置は、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスに含まれるダストを炭素繊維含有量が多いダストと炭素繊維含有量が少ないダストとに分離し、前記循環ルートは、該集塵装置から排出された炭素繊維含有量が多いダストを前記セメント焼成装置に戻すことができる。

【0013】

また、本発明は、廃ＣＦＲＰの処理方法であって、廃ＣＦＲＰをセメント焼成装置に供給し、該セメント焼成装置から排出又は抽気された炭素繊維含有ダストを含むガスを、循環ルートを経由して前記排出又は抽気された箇所と同温度か、該箇所より高温である前記セメント焼成装置に戻すことを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、セメント焼成装置に廃ＣＦＲＰを供給して廃ＣＦＲＰに含まれる樹脂を燃焼させると共に、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維を含むガスを循環ルート経由でセメント焼成装置に戻して炭素繊維を燃焼させることで、廃ＣＦＲＰ中の樹脂及び炭素繊維の両方を完全に燃焼させることができる。

【0015】

また、上記廃ＣＦＲＰの処理方法において、前記セメント焼成装置のプレヒータの炭素繊維含有ダストを含む排ガスや、前記セメント焼成装置のセメントキルン窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの炭素繊維含有ダストを含む抽気ガスを前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことができる。

【0016】

さらに、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスから集塵し、該集塵により得られたダストを前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことができる。また、前記セメント焼成装置から排出又は抽気されたガスに含まれる炭素繊維含有ダストを分級し、該分級により得られた粗粉を前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すこともできる。

【0017】

前記分級により得られた平均粒径が２ｍｍ以上の粗粉を前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に戻すことができる。

【0018】

さらに、前記集塵により得られたダスト又は前記分級により得られた粗粉を炭素繊維含有量が多いダストと炭素繊維含有量が少ないダストとに分離し、該分離により得られた炭素繊維含有量が多いダストを前記セメント焼成装置に戻すことができる。

【0019】

前記分離により得られた炭素繊維含有量が多いダストを石炭と混合し、該混合物を前記循環ルートを経由して前記セメント焼成装置に燃料として戻すことができる。

【0020】

前記炭素繊維含有ダストを含むガス、前記集塵により得られたダスト、前記分級により得られた粗粉、前記分級により得られた平均粒径が２ｍｍ以上の粗粉、前記炭素繊維含有量が多いダスト又は前記混合物を前記セメント焼成装置の８００℃以上の領域に戻すことができる。

【発明の効果】

【0021】

以上のように、本発明によれば、廃ＣＦＲＰ中の樹脂及び炭素繊維の両方を簡易な方法かつ低コストで処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る廃ＣＦＲＰの処理装置の第１の実施形態を示す全体構成図である。

【図2】本発明に係る廃ＣＦＲＰの処理装置の第２の実施形態を示す全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0024】

図１は、本発明に係る廃ＣＦＲＰの処理装置を備えたセメント製造装置の第１の実施形態を示し、このセメント製造装置１は、セメント焼成装置２と、セメント焼成装置２から排出されたガスに含まれる炭素繊維含有ダストをセメント焼成装置２に戻す循環ルート（詳細後述）とを備えている。ここで、炭素繊維含有ダストとは、セメント焼成装置２に供給される廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維を含むダストをいう。廃ＣＦＲＰには、ＣＦＲＰ製造時の端材、釣竿やゴルフクラブ、ラケット等の廃棄物、自動車シュレッダーダスト等が含まれる。

【0025】

セメント焼成装置２は、セメントキルン２ａと、仮焼炉２ｂと、プレヒータ２ｃ等で構成される一般的なものである。セメント焼成装置２には、プレヒータ２ｃの排ガスＧ１の熱を利用する廃熱ボイラ３と、廃熱ボイラ３の排ガスＧ２を誘引する誘引ファン４と、誘引ファン４によって誘引された排ガスＧ２の調温及び調湿を行う調湿塔５と、調湿塔５の排ガスＧ３が導入される原料乾燥機６と、原料乾燥機６の排ガスＧ４から粗粉Ｃ１を回収するサイクロン７と、サイクロン７の排ガスＧ５を集塵するバグフィルタ８と、バグフィルタ８の排ガスＧ６を誘引する誘引ファン９と、誘引ファン９によって誘引された排ガスＧ６を大気に放出する煙突１０とが付設される。本発明においては、炭素繊維による荷電障害が生じるので電気集塵機を使用せず、微粉を含む全てのダストをフィルタ方式の集塵機を用いて集塵し、この集塵機にはバグフィルタを用いるのが好適である。

【0026】

また、セメント製造装置１は、ＣＦＲＰを含む廃棄物Ｗを窯尻に供給する供給装置１１と、原料乾燥機６にセメント原料Ｒ１を供給する供給装置１２と、原料乾燥機６で乾燥されたセメント原料Ｒ２を粉砕する原料ミル１３と、原料ミル１３から排出されたセメント原料Ｒ３を貯留する原料サイロ１４と、サイクロン７から排出された粗粉Ｃ１を炭素繊維含有量が多いダストＤ１と炭素繊維含有量が少ないダストＤ２とに分離する分離装置１５とを備える。ＣＦＲＰを含む廃棄物Ｗの供給箇所は問わないが、８００℃以上の箇所に供給すると燃焼速度が速いので好ましく、窯尻以外には、仮焼炉や、窯前が挙げられる。

【0027】

サイクロン７は、原料乾燥機６の排ガスＧ４中の炭素繊維の大部分を含む粗粉Ｃ１を回収するために備えられる。これにより、後段のバグフィルタ８で炭素繊維が滞留してバグフィルタ８の集塵効率が低下したり、フィルタが劣化するのを防止することができる。尚、サイクロン７を設けずに原料乾燥機６の排ガスＧ４を直接バグフィルタ８に供給してもよい。また、サイクロン７以外の分級装置を備えることもできる。

【0028】

バグフィルタ８は、廃棄物Ｗ中のＣＦＲＰに含まれていた炭素繊維を含むダストを回収するために備えられる。バグフィルタ８内の上部には針状や綿状の炭素繊維が滞留するおそれがあるため、これを吸引するための吸引口をバグフィルタ８の上部に設けるのが好ましい。この場合、この吸引口から炭素繊維を静電気で吸着して回収する装置を設けたり、上部にのみ振動を与える装置を設けたりして、定期的にバグフィルタ８から炭素繊維を吸引することもできる。また、掻き出し機構を設けたりして機械的に回収することもできる。これらにより、バグフィルタ８で炭素繊維が滞留してバグフィルタ８の集塵効率が低下したり、フィルタが劣化するのを回避することができる。

【0029】

原料ミル１３は、原料乾燥機６から排出されたセメント原料Ｒ２を粉砕するために備えられる。尚、原料ミル１３では、セメント原料Ｒ２と共に、分離装置１５から排出された炭素繊維含有量が多いダストＤ１を粉砕してもよい。

【0030】

分離装置１５としては分級装置、静電分離装置、比重差選別装置、脱塩装置等を用いることができる。分級装置としては篩やサイクロンを用いることができ、比重差選別装置としてはエアテーブル、風力選別機を用いることができる。さらに、脱塩装置としては、装置内部で気泡を発生させながら処理対象物を水洗し、処理対象物の表面付近に含まれる炭素繊維を回収するものを用いることができる。尚、使用する分離装置１５の種類は、分離装置１５の処理対象物に含まれる炭素繊維の形状や粒径、この処理対象物の塩素濃度等に応じて適宜決定する。

【0031】

例えば、分離装置１５の処理対象である粗粉Ｃ１は綿状であるため、分離装置１５に篩を用いることで粗粉Ｃ１から効率よく炭素繊維含有量が多いダストＤ１を回収することができる。また、粗粉Ｃ１が針状である場合には、分離装置１５として、気流を用いた分離装置であるサイクロンやエアテーブルを用いることもできる。さらに、粗粉Ｃ１の塩素濃度が高い場合には、上述した脱塩装置を用いるのが好ましい。

【0032】

また、分離装置１５は、サイクロン７から排出される粗粉Ｃ１以外にも、バグフィルタ８から排出される微粉Ｆ１を処理することもできる。

【0033】

ここで、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維は、セメント焼成装置２から排出又は抽気されたガスに含まれるダスト全体において、粒径が大きく導電性が強いという性質を有する。この点に鑑みると、分離装置１５として分級装置を用いた場合、分離装置１５から排出される粗粉と微粉のうち粗粉に炭素繊維が多く含まれるため、この粗粉を炭素繊維含有量が多いダストＤ１として扱う。一方、分離装置１５に静電分離装置を用いた場合は、分離装置１５から排出される導体と不導体のうち導体に炭素繊維が多く含まれるため、この導体を炭素繊維含有量が多いダストＤ１として扱う。

【0034】

さらに、分離装置１５として比重差選別装置を用いた場合は、分離装置１５で処理するダストの種類に応じて、分離装置１５から排出される高比重物と低比重物とのいずれを炭素繊維含有量が多いダストＤ１として扱うかを決定する。セメント焼成装置２から排出されるガスに含まれるダストにおいて、比重の大きさは、廃ＣＦＲＰに含まれていた炭素繊維＜粗粉Ｃ１＜微粉Ｆ１となる。従って、これに基づき、炭素繊維含有量が多いダストＤ１が高比重物であるか低比重物であるかを判断する。

【0035】

また、分離装置１５として分級装置を用いる場合、これらの装置に供給されるダストの種類に応じて適宜分離装置１５の分級点を調整する。分離装置１５にサイクロン７から排出された粗粉Ｃ１が供給される場合、分離装置１５における分級点を２００μｍ以上５００μｍ以下とし、分離装置１５にバグフィルタ８から排出された微粉Ｆ１が供給される場合、分離装置１５における分級点を５０μｍ以上１００μｍ以下とするのが好ましい。

【0036】

また、分離装置１５は省略することができる。この場合、サイクロン７の分級点を２００μｍ以上５００μｍ以下とすることで、分離装置１５を備える場合と同様、セメント焼成装置２に炭素繊維含有量が多いダストを戻すことができる。

【0037】

次に、上記構成を有するセメント製造装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。

【0038】

まず、セメント原料Ｒ１を供給装置１２で原料乾燥機６に供給して乾燥させ、セメント原料Ｒ２を原料ミル１３に供給して粉砕する。原料ミル１３で粉砕されたセメント原料Ｒ３を石炭灰ＣＡと共に原料サイロ１４で混合貯留し、これらを取り出してセメント焼成装置２のプレヒータ２ｃにセメント原料Ｒ４として供給する。

【0039】

セメント焼成装置２のプレヒータ２ｃに供給したセメント原料Ｒ４を、プレヒータ２ｃ、仮焼炉２ｂを経由してセメントキルン２ａで焼成する。さらに、セメント原料Ｒ４が焼成されて生じたクリンカを、セメントキルン２ａからクリンカクーラ（不図示）に排出して冷却する。

【0040】

一方、ＣＦＲＰを含む廃棄物Ｗを供給装置１１で窯尻に投入する。セメント原料Ｒ４が焼成されたセメントキルン２ａの排ガスを、仮焼炉２ｂ及びプレヒータ２ｃを経由してプレヒータ２ｃの最上段サイクロンからセメント焼成装置２の系外へ排出する。さらに、排ガスＧ１を廃熱ボイラ３に導入して熱回収し、熱回収後の排ガスＧ２を調湿塔５に導入して排ガスＧ２の調温及び調湿を行い、調湿塔５の排ガスＧ３を原料乾燥機６に導入してセメント原料Ｒ１等の乾燥に用いる。また、原料乾燥機６の排ガスＧ４をサイクロン７に導入して排ガスＧ４から粗粉Ｃ１を回収し、サイクロン７の排ガスＧ５をバグフィルタ８に導入して排ガスＧ５から微粉Ｆ１を回収する。微粉Ｆ１は原料サイロ１４に投入する。微粉Ｆ１が回収されたバグフィルタ８の排ガスＧ６は煙突１０から大気に放出する。

【0041】

サイクロン７から回収した粗粉Ｃ１を分離装置１５で炭素繊維含有量が多いダストＤ１と炭素繊維含有量が少ないダストＤ２とに分離し、ダストＤ２を原料サイロ１４に供給して貯留する。さらに、原料サイロ１４内の混合物をセメント原料Ｒ４としてセメント焼成装置２に供給する。ダストＤ１は、セメント焼成装置２の窯尻に投入する。尚、ダストＤ１は、セメント焼成装置２以外の加熱装置で炭素繊維を燃焼させてから原燃料に混ぜて用いてもよい。

【0042】

以上のように、上記実施の形態では、セメント焼成装置２にＣＦＲＰを含む廃棄物Ｗを供給して廃ＣＦＲＰに含まれる樹脂を燃焼させると共に、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維を循環ルート経由でセメント焼成装置２に戻して燃焼させることで、廃ＣＦＲＰ中の樹脂及び炭素繊維の両方を完全に燃焼させることができる。

【0043】

次に、本発明に係る廃ＣＦＲＰの処理装置を備えたセメント製造装置の第２の実施形態について図２を参照しながら説明する。このセメント製造装置２０には、塩素バイパスシステム２１が付設されている。図２では、セメント製造装置２０の排ガス処理系と原料系の図示を省略する。

【0044】

塩素バイパスシステム２１は、セメントキルン２ａの窯尻からプレヒータ２ｃの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気するプローブ２２と、プローブ２２からの抽気ガスＧ７から第１の粗粉Ｃ２を回収するサイクロン２３と、サイクロン２３の排ガスＧ８から第２の粗粉Ｃ３を回収するサイクロン２４と、サイクロン２４の排ガスＧ９を集塵するバグフィルタ２５と、バグフィルタ２５の排ガスＧ１０をセメント焼成装置２に戻す誘引ファン２６と、サイクロン２３から排出された第１の粗粉Ｃ２を炭素繊維含有量が多いダストＤ３と炭素繊維含有量が少ないダストＤ４とに分離する分離装置２７とを備える。

【0045】

分離装置２７としては、図１に示す分離装置１５と同様に、篩やサイクロン等の分級装置、静電分離装置、エアテーブル等の比重差選別装置や、装置内部で気泡を発生させながら処理対象物を水洗し、処理対象物の表面付近に含まれる炭素繊維を回収する脱塩装置等を用いることができる。尚、使用する分離装置２７の種類は、処理対象物に含まれる炭素繊維の形状や粒径、塩素濃度等に応じて適宜決定する。

【0046】

例えば、分離装置２７の処理対象である第１の粗粉Ｃ２は綿状であるため、分離装置２７に篩を用いることで第１の粗粉Ｃ２から効率よく炭素繊維含有量が多いダストＤ３を回収することができる。また、第１の粗粉Ｃ２が針状である場合には、分離装置２７として、気流を用いた分離装置であるサイクロンやエアテーブルを用いることもできる。さらに、第１の粗粉Ｃ２の塩素濃度が高い場合には、上述した脱塩装置を用いるのが好ましい。

【0047】

また、分離装置２７は、サイクロン２３から排出される第１の粗粉Ｃ２以外にも、サイクロン２４から排出される第２の粗粉Ｃ３や、バグフィルタ２５から排出される微粉Ｆ２を処理することもできる。

【0048】

ここで、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維は、セメント焼成装置２から排出又は抽気されたガスに含まれるダスト全体において、粒径が大きく導電性が強いという性質を有する。この点に鑑みると、分離装置２７として分級装置を用いた場合、分離装置２７から排出される粗粉と微粉のうち粗粉に炭素繊維が多く含まれるため、この粗粉を炭素繊維含有量が多いダストＤ３として扱う。一方、分離装置２７に静電分離装置を用いた場合は、分離装置２７から排出される導体と不導体のうち導体に炭素繊維が多く含まれるため、この導体を炭素繊維含有量が多いダストＤ３として扱う。

【0049】

さらに、分離装置２７として比重差選別装置を用いた場合は、分離装置２７で処理するダストの種類に応じて、分離装置２７から排出される高比重物と低比重物とのいずれを炭素繊維含有量が多いダストＤ３として扱うかを決定する。セメント焼成装置２から抽気されるガスに含まれるダストにおいて、比重の大きさは、微粉Ｆ２＜廃ＣＦＲＰに含まれていた炭素繊維＜第１の粗粉Ｃ２、第２の粗粉Ｃ３となる。従って、これに基づき、炭素繊維含有量が多いダストＤ３が高比重物であるか低比重物であるかを判断する。

【0050】

また、分離装置２７として分級装置を用いる場合、これらの装置に供給されるダストの種類に応じて適宜分離装置２７の分級点を調整する。分離装置２７にサイクロン２３、２４から排出された第１の粗粉Ｃ２、第２の粗粉Ｃ３が供給される場合、分離装置２７における分級点を２００μｍ以上５００μｍ以下とし、分離装置２７にバグフィルタ２５から排出された微粉Ｆ２が供給される場合、分離装置２７における分級点を５０μｍ以上１００μｍ以下とするのが好ましい。

【0051】

また、分離装置２７は省略することができる。この場合、サイクロン２３の分級点を２００μｍ以上５００μｍ以下とすることで、分離装置２７を備える場合と同様、セメント焼成装置２に炭素繊維含有量が多いダストを戻すことができる。

【0052】

また、サイクロン２３は、抽気ガスＧ７中の炭素繊維の大部分を含む第１の粗粉Ｃ２を回収するために備えられる。これにより、後段のバグフィルタ２５で炭素繊維が滞留してバグフィルタ２５の集塵効率低下やフィルタ劣化を招くのを防止することができる。尚、サイクロン２３を設けずに抽気ガスＧ７をサイクロン２４に直接供給してもよく、さらにサイクロン２４も設けずに、抽気ガスＧ７をバグフィルタ２５に直接供給してもよい。上記の分離は必ずしも完全に行う必要はなく、炭素繊維含有量を多くすることができればよく、炭素繊維やセメント原料のダストがいずれに含まれても、最終的には炭素繊維は系内で燃焼し、セメント原料のダストはセメントクリンカとなる。

【0053】

次に、上記構成を有するセメント製造装置２０の動作について、図１を参照しながら説明する。

【0054】

ＣＦＲＰを含む廃棄物Ｗを供給装置１１で窯尻に投入する。プローブ２２でセメント焼成装置２内の燃焼ガスの一部を抽気し、抽気ガスＧ７からサイクロン２３で第１の粗粉Ｃ２を回収すると共に、サイクロン２４でサイクロン２３の排ガスＧ８から第２の粗粉Ｃ３を回収する。また、サイクロン２４の排ガスＧ９をバグフィルタ２５で集塵して微粉Ｆ２を回収する。バグフィルタ２５の排ガスＧ１０は誘引ファン２６で誘引してセメント焼成装置２に戻す。

【0055】

さらに、サイクロン２３で回収した第１の粗粉Ｃ２を分離装置２７で炭素繊維含有量が多いダストＤ３と炭素繊維含有量が少ないダストＤ４とに分離し、ダストＤ３をセメント焼成装置２に使用される石炭と共に燃料とする。尚、ダストＤ４は、セメント焼成装置２の窯尻に投入するなどセメント原燃料に混ぜて用いてもよい。

【0056】

以上のように、上記実施の形態においても、上記第１の実施形態と同様に、セメント焼成装置２にＣＦＲＰを含む廃棄物Ｗを供給して廃ＣＦＲＰに含まれる樹脂を燃焼させると共に、廃ＣＦＲＰ中の炭素繊維を循環ルート経由でセメント焼成装置２に戻して燃焼させることで、廃ＣＦＲＰ中の樹脂及び炭素繊維の両方を完全に燃焼させることができる。

【0057】

尚、図１に示す第１の実施形態において、セメント焼成装置２から排出されたガスに含まれる炭素繊維をセメント焼成装置２に戻す循環ルートとして、セメント焼成装置２のプレヒータ２ｃ、廃電ボイラ３、誘引ファン４、調湿塔５、原料乾燥機６、サイクロン７、分離装置１５、原料サイロ１４、セメント焼成装置２のプレヒータ２ｃの順に炭素繊維が供給されるルートについて説明し、これとは別に、図２に示す第２の実施形態において、セメント焼成装置２に付設されたプローブ２２、サイクロン２３、分離装置２７、セメント焼成装置２のセメントキルン２ａの順に炭素繊維が供給されるルートについて説明したが、これら両方の循環ルートを１つのセメント製造装置に設けてもよい。

【0058】

また、セメント焼成装置２から排出又は抽気されたガスに含まれる炭素繊維をセメント焼成装置２に戻すことが可能なルートであれば、上記２つの循環ルート以外でもよい。例えば、バグフィルタ８、２５で回収された微粉Ｆ１、Ｆ２をセメント焼成装置２に戻す循環ルートや、サイクロン２４で回収された第２の粗粉Ｃ３をセメント焼成装置２に戻す循環ルートを設けることもできる。

【0059】

また、セメント焼成装置２から排出又は抽気されたガスに含まれる炭素繊維は集塵機でダストとして回収されたが、集塵機を用いることなく炭素繊維を含有したダストを含むガス自体の一部を抽気し、このガスを抽気された箇所と同温度か、該箇所より高温であるセメント焼成装置２内に戻して炭素繊維を燃焼させてもよい。

【0060】

また、セメント焼成装置２から排出又は抽気された炭素繊維含有ダストを含むガス、あるいは炭素繊維含有ダストは、セメント焼成装置２のセメントキルン２ａの窯前や窯尻、仮焼炉２ｂ、プレヒータ２ｃ等のいずれの場所にも戻すことができる。例えば、炭素繊維含有ダストを窯尻、仮焼炉等の９００℃以上の高温領域に、さらには窯前等の１２００℃以上の高温領域に戻して炭素繊維を効果的に燃焼させてもよい。また、分離装置１５、２７により炭素繊維含有量を高めたダストＤ１、Ｄ３は石炭等の燃料に混合、あるいは単独で粉砕して使用すると、炭素繊維を効果的に燃焼処理され、かつ燃焼としても有効活用できる。

【0061】

また、得られた炭素繊維含有量が多いダストＤ１、Ｄ３は全てをセメント焼成装置２の一箇所に戻すのでなく、一部をより高温の箇所に供給するなどしてより効果的に炭素繊維を燃焼処理させてもよい。

【0062】

尚、セメント焼成装置２に供給する廃ＣＦＲＰの粒径及び形状に制約はない。本発明では粒径の大きな廃ＣＦＲＰを燃焼処理することができるため、廃ＣＦＲＰを細かくする必要がなく、粉砕が困難な廃ＣＦＲＰを容易に処理することできる。従って、本発明では、これまでセメント焼成装置において燃焼が困難とされた平均粒径が２ｍｍを超えるもの、より好ましくは３ｍｍを超えるものに好適に使用できる。但し、セメント原料をセメントキルン２ａの窯尻や仮焼炉２ｂに供給する場合には、原料ミル１３等で粒径を１００ｍｍ以下にする必要がある。

【0063】

また、廃棄物Ｗが水銀を含んでいる場合、排ガスＧ１や抽気ガスＧ７に廃棄物Ｗ由来の水銀が含まれ、この水銀が粗粉Ｃ１、第１の粗粉Ｃ２、第２の粗粉Ｃ３や微粉Ｆ１、Ｆ２に付着することになる。この場合、水銀が付着した粗粉Ｃ１等をセメント焼成装置２に戻す前に水銀回収装置で粗粉Ｃ１等から水銀を除去する必要があるが、この水銀回収装置として加熱式のものを用いることで、粗粉Ｃ１等から水銀を除去すると共に粗粉Ｃ１等に含まれる炭素繊維を部分的に燃焼させることができる。

【符号の説明】

【0064】

１ セメント製造装置
２ セメント焼成装置
２ａ セメントキルン
２ｂ 仮焼炉
２ｃ プレヒータ
３ 廃熱ボイラ
４ 誘引ファン
５ 調湿塔
６ 原料乾燥機
７ サイクロン
８ バグフィルタ
９ 誘引ファン
１０ 煙突
１１、１２ 供給装置
１３ 原料ミル
１４ 原料サイロ
１５ 分離装置
２０ セメント製造装置
２１ 塩素バイパスシステム
２２ プローブ
２３ サイクロン
２４ サイクロン
２５ バグフィルタ
２６ 誘引ファン
２７ 分離装置
Ｃ１ 粗粉
Ｃ２ 第１の粗粉
Ｃ３ 第２の粗粉
ＣＡ 石炭灰
Ｄ１〜Ｄ４ ダスト
Ｆ１、Ｆ２ 微粉
Ｇ１〜Ｇ６、Ｇ８〜Ｇ１０ 排ガス
Ｇ７ 抽気ガス
Ｒ１〜Ｒ４ セメント原料
Ｗ （ＣＦＲＰを含む）廃棄物

【図1】

【図2】