CN109328119B - 飞灰的加热烧制装置和烧制方法 - Google Patents

Abstract

提供能耗低的飞灰的加热烧制装置和烧制方法。一种加热烧制装置(2)，其具有燃烧炉，该燃烧炉使包含飞灰和未燃烧碳的原粉的所述未燃烧碳燃烧而减少，其中，所述燃烧炉具有：搅拌单元，其对炉内的所述未燃烧碳进行搅拌；氧气供给单元，其向所述炉内供给氧气；以及燃烧单元，其朝向被从所述氧气供给单元供给的氧气充满的所述炉内，使燃料燃烧，该加热烧制装置(2)在所述燃烧炉的前段具有加热装置，该加热装置将向所述燃烧炉供给的所述未燃烧碳预热至预热设定温度以上，所述预热设定温度被设定得高于比所述未燃烧碳的起火温度至少低200℃的温度。

Description

飞灰的加热烧制装置和烧制方法

技术领域

本发明涉及飞灰的加热烧制装置和烧制方法。

背景技术

在火力发电厂等中副产的飞灰被广泛地用作混凝土用混合材料。在将飞灰用作混凝土用混合材料的情况下，需要预先尽可能地减少飞灰中包含的未燃烧碳含量。

例如，在专利文献1中公开了改性飞灰及其制造方法。根据该方法，能够一边对未燃烧碳含有率为3.90～7.70重量％且平均粒径为18.40～20.80微米的原料飞灰进行搅拌流动输送，一边将其加热至未燃烧碳的自燃温度，接下来将加热温度保持在600～950℃的温度范围内来进行自燃烧制，接着，进行间接冷却而成为200℃以下，并对改性飞灰进行回收。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-126117号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述的改性飞灰及其制造方法所公开的装置是较大的装置，因此，要求更加小型化。

本发明正是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种小型化的飞灰的加热烧制装置和烧制方法。

用于解决课题的手段

本发明的特征在于一种加热烧制装置，其具有燃烧炉，所述燃烧炉使包含飞灰和未燃烧碳的原粉的所述未燃烧碳燃烧而减少，其中，所述燃烧炉具有：搅拌单元，其对炉内的所述未燃烧碳进行搅拌；氧气供给单元，其向所述炉内供给氧气；以及燃烧单元，其朝向被从所述氧气供给单元供给的氧气充满的所述炉内，使燃料燃烧，在所述燃烧炉的前段另行设置有加热装置，该加热装置将向所述燃烧炉供给的所述原粉中的至少所述未燃烧碳加热至加热设定温度以上，所述加热设定温度被设定得高于比所述未燃烧碳的起火温度至少低200℃的温度，所述加热装置是如下这样的结构：在不依靠内部燃烧的情况下对所述未燃烧碳进行加热，所述内部燃烧是指需要利用所述未燃烧碳所处的内部空间中的空气的燃烧。

发明效果

根据本发明，能够提供小型化的飞灰的加热烧制装置和烧制方法。

附图说明

图1是示出飞灰的加热烧制装置和加热改性***的结构的框图。

图2是示出定量供给装置和电力加热装置的结构的详细情况的框图。

图3是示出碳高温氧化炉的结构的详细情况的框图。

具体实施方式

以下，与附图一起说明本发明的一个实施方式。

[实施例]

图1是示出包含有飞灰的加热烧制装置2的加热改性***1的结构的框图。

飞灰的加热改性***1具有：加热烧制装置2，其对飞灰原粉中含有的未燃烧碳进行加热而使其燃烧，由此进行飞灰的改性；飞灰贮存器3，其贮存所投入的飞灰原粉；定量供给装置4，其向加热烧制装置2定量地供给所贮存的飞灰原粉；冷却设备5，其对通过加热烧制装置2改性后的高温的飞灰进行冷却；除尘装置6，其将加热烧制装置2在加热燃烧处理时所排出的废气中包含的灰尘等去除；以及排气装置7，其将通过除尘装置6去除了灰尘等的废气排出到加热改性***1外。

另外，加热烧制装置2具有：电力加热装置8(加热装置)，其通过感应加热对未燃烧碳进行加热；以及碳高温氧化炉9(燃烧炉)，其使未燃烧碳燃烧。

此外，在飞灰原粉中，二氧化硅(SiO₂)是主成分，也可以包含氧化铝(Al₂O₃)。

<飞灰贮存器>

飞灰贮存器3是轴心朝向上下方向的、内部为中空的筒状，在上端设置有投入口3c，该筒状的下部朝向下方缩径，该筒状的下部下端与连结管3b连结，该连结管3b在下端具有连结口3a。而且，飞灰贮存器3经由连结口3a而与定量供给装置4的供给管17连结。

飞灰贮存器3贮存投入到投入口3c中的飞灰原粉，并通过重力下落而从连结口3a向定量供给装置4供给飞灰原粉。由此，飞灰贮存器3作为以飞灰原粉为原料的原料料斗而发挥功能。

飞灰贮存器3具有预热装置10。

预热装置10具有：余热供给管13，该余热供给管13的一端与碳高温氧化炉9的废气口9a连结而抽吸废气；环状的余热循环管11，其与该余热供给管13的另一端连结，使所述废气在飞灰贮存器3的接近位置处循环；排出管14，该排出管14的一端与余热循环管11连结，用于将所述废气向另一端的除尘装置6排出；控制阀16，其设置在排出管14的中途，对废气排放的执行/停止进行切换；温度传感器15，其检测在余热循环管11中循环的废气的温度，来作为基于所述控制阀16进行的排放的执行/停止的切换信号。

由此，从碳高温氧化炉9的废气口9a通过余热供给管13而接收200℃以上的高温的废气的供给，借助余热循环管11使该高温的废气在飞灰贮存器3的附近循环而对飞灰贮存器3内的飞灰原粉进行预热，当余热循环管11内的废气的温度下降至预先设定的规定温度时，通过控制阀16将阀打开而使废气从排出管14向除尘装置6排出。伴随着余热循环管11的废气由于废气的排出而减少，从余热供给管13供给200℃以上的高温的废气，下降后的余热循环管11内的废气的温度成为高温而维持为规定温度。

另外，在该实施例中，规定温度被设定为200℃，但不限于200℃。

最终，从余热循环管11排出的低温的废气经由除尘装置6而从排气装置7排出到加热改性***1外。

<定量供给装置>

如图2所示，定量供给装置4具有：供给管17，其为圆筒状，且轴心朝向大致水平方向；轴18，其配置在供给管17的轴心上，能够绕轴旋转；螺杆19，其环绕设置在轴18的外周面上，通过与轴18一起旋转，由此在供给管17内部输送预热后的飞灰原粉；以及驱动装置20，其驱动轴18绕轴进行旋转。

供给管17的后端通过凸缘17d与加热处理管21的一端的凸缘21d连结，该加热处理管21设置于电力加热装置8。即，供给管17和加热处理管21的内径相同，且它们经由连结口17a而呈一条直线地连结。在供给管17的前段侧周壁的上表面上开设有流入口17b，该开口与飞灰贮存器3的连结口3a连结。供给管17的前端被密封板17c密封。

轴18被配置成：贯穿密封板17c，且该轴18的一端到达供给管17的连结口17a附近。从密封板17c突出到供给管17的外侧的轴18在供给管17的外部被轴18所贯穿***的一对轴承20a、20b支承成能够旋转。

螺杆19是螺旋状的叶片，与轴18一起收纳在供给管17的径向内侧。另外，螺杆19的外径和螺距根据预热后的飞灰原粉的性状、挤出量来适当选定。

驱动装置20具有：电动马达20g；驱动用链轮20c，其安装在电动马达20g的旋转轴20f上；从动用链轮20d，其安装在轴18的后端；以及链条20e，其将驱动用链轮20c和从动用链轮20d连结起来。由此，电动马达20g的旋转力经由旋转轴20f而传递到驱动用链轮20c，并经由链条20e而传递到从动用链轮20d，最后传递到安装有从动用链轮20d的轴18上。

根据该构造，螺杆19借助传递到轴18的、来自电动马达20g的旋转力而在供给管17内部与轴18一起绕轴18的轴线旋转。另一方面，贮藏于飞灰贮存器3中的预热后的飞灰原粉借助重力而经由开设在供给管17的前段侧周壁上的流入口17b被供给到供给管17的前段，成为没有间隙地堵塞的状态。供给到供给管17的前段的预热后的飞灰原粉通过螺杆19在没有间隙地堵塞的状态下被逐渐送出到供给管17的后方侧。然后，送出至供给管17的后端的预热后的飞灰原粉经由连结口17a而被供给到电力加热装置8的加热处理管21中。

此外，后续的预热后的飞灰原粉从飞灰贮存器3重力落下而被连续地供给到预热后的飞灰原粉移动之后的供给管17的前段，维持没有间隙地堵塞的状态。因此，通过将电动马达20g的转速固定地控制为规定的值，由此能够将预热后的飞灰原粉在每单位时间内以规定的固定量连续地供给到电力加热装置8。另外，没有间隙地堵塞并不是指连飞灰原粉中的相邻的微粒之间的微小间隙都没有，而是指相邻的微粒彼此接触并重叠的状态。另外，在供给管17及其后段的加热处理管21内，关于飞灰原粉没有间隙地堵塞的状态，能够采用内部空间的一半以上堵塞的状态，优选采用70％以上堵塞的状态。

<加热烧制装置>

加热烧制装置2具有：电力加热装置8(加热装置)，其对飞灰原粉(特别是，内部中包含的未燃烧碳)进行加热；以及碳高温氧化炉9(燃烧炉)，其使未燃烧碳燃烧。

<电力加热装置>

电力加热装置8具有加热处理管21、感应线圈22、高频感应加热电源(高频逆变器)23、连接在感应线圈22与高频感应加热电源23之间的高频转换器馈电线24、对高频感应加热电源23的输出进行计算机控制的控制装置25、以及安装在加热处理管21上并进行温度测量的温度传感器TS。

加热处理管21是轴心朝向大致水平方向的、内部为中空的圆筒状。加热处理管21的圆筒状的内径可以为200毫米以下，优选为100毫米以下，在该实施例中构成为100毫米以下。另外，也可以将加热处理管21设为在内部具有圆柱状的中心轴的圆筒状。在该情况下，可以使加热处理管21的圆筒状的内周面与中心轴表面之间的距离(半径方向距离)为100毫米以下，优选为50毫米以下。在加热处理管21的圆筒状的两端设置有凸缘21d、21e。加热处理管21的前端的凸缘21d与定量供给装置4的供给管17连结，加热处理管21的后端的凸缘21e与碳高温氧化炉9的投入部30连结。供给管17、加热处理管21以及投入部30以管的内径相同且轴心相连的方式配置连接在一条直线上。加热处理管21由含有较多铁的碳材料制作。另外，加热处理管21优选由具有最低为起火温度(自燃温度)、即600℃的耐热性的磁性体金属制作。此外，加热处理管21的内表面无需设置凹凸，可以是使得飞灰原料滑动移动的、表面粗糙度较小的内表面。这样，能够一边使飞灰原粉顺畅地移动一边进行加热。另外，除非是抛光至镜面那样的表面，否则加热处理管21的内表面也可以具有少许的凹凸。

感应线圈22被设置成卷绕于加热处理管21的外周。感应线圈22从前段朝向后段设置成多个阶段，在该实施例中，由前段线圈22a、中段线圈22b和后段线圈22c这3个线圈构成。而且，前段线圈22a卷绕于加热处理管21的前段部21a、中段线圈22b卷绕于加热处理管21的中段部21b、后段线圈22c卷绕于加热处理管21的后段部21c。

此外，温度传感器TS与各级的感应线圈22对应地分别各设置有1个，在该实施例中，在加热处理管21的前段部21a、中段部21b和后段部21c分别设置有温度传感器TS1、TS2和TS3。而且，控制装置25取得温度传感器TS1、TS2和TS3所测量到的各测量温度的数据。

高频感应加热电源23是能够输出高频的交流电流的电源。高频感应加热电源23输出的高频可以为20kHz～200kHz，优选为20kHz～100kHz。此外，高频感应加热电源23能够实现基于外部信号的输出控制。关于高频感应加热电源23，与各级的感应线圈22对应地准备了3台的电源23a、电源23b和电源23c，电源23a、电源23b和电源23c分别经由高频转换器馈电线24a、高频转换器馈电线24b和高频转换器馈电线24c而与前段线圈22a、中段线圈22b和后段线圈22c连接。

控制装置25控制高频感应加热电源23的输出，以使加热处理管21的前段部21a、中段部21b和后段部21c的温度分别恒定地保持为各设定温度T1、T2和T3。设定温度T3优选设定为未燃烧碳的起火温度(自燃温度)以上，设定温度T2优选设定为设定温度T3的2/3左右的温度，设定温度T1优选设定为设定温度T3的1/3左右的温度。另外，上述的2/3左右的温度、1/3左右的温度是指以摄氏0℃为基准的起火温度的2/3左右、1/3左右的温度。在该实施例中，前段部21a、中段部21b和后段部21c的设定温度T1、T2和T3分别被设定为200℃、400℃和600℃。这样，从前段朝向后段阶段性地提高温度，以温度从加热前的温度线性地上升至最后段的加热温度的方式线性地设定了各位置处的加热温度。通过将作为最后段的后段部21c的设定温度T3设置成作为起火温度(自燃温度)的600℃，使其前段的设定温度低于600℃，由此防止了在中途开始起火(自燃)并失控。此外，控制装置25通过信号线也与上述的定量供给装置4所具备的电动马达20g连接，还能够控制电动马达20g的转速。

将预热后的飞灰原粉在没有间隙地堵塞的状态下从与加热处理管21连结的定量供给装置4供给至加热处理管21的前段部21a。这时，开始供给的最初部分的飞灰原粉一边崩溃一边被供给，即使没有堵塞至上部，但随着飞灰原粉被挤出，成为飞灰原粉堵塞至加热处理管21的管内的上部的状态。这样，飞灰原粉被依次挤出至前段部21a、中段部21b、后段部21c而成为在加热处理管21的各部分内堵塞的状态。因此，在加热处理管21内，飞灰原粉没有被搅拌，也几乎不存在流动，在飞灰原粉之间的相对位置几乎不发生变化的堵塞的状态下移动。

经由高频转换器馈电线24a、24b、24c从电源23a、23b、23c向前段线圈22a、中段线圈22b、后段线圈22c分别输出交流电流。由此，在交流电流流过的前段线圈22a、中段线圈22b、后段线圈22c的周围、即、前段部21a、中段部21b、后段部21c各自的内部产生磁场。由磁性体金属形成的加热处理管21在前段部21a、中段部21b、后段部21c的各位置处被该磁场感应而流过涡电流。而且，在加热处理管21中流过的涡电流由于加热处理管21自身的电阻而产生热(即，被感应加热)，利用该热对前段部21a、中段部21b、后段部21c内的飞灰原粉进行加热。并且，飞灰原粉中包含百分之几左右的未燃烧碳具有导电性，因此，在前段部21a、中段部21b、后段部21c分别进行感应加热。

加热处理管21的内部被保持为飞灰原粉堵塞而几乎不存在氧气(空气)的状态、换言之、为不存在未燃烧碳起火(自燃)所需的量的氧气(空气)的状态、进一步而言、为氧气(空气)几乎不与飞灰原粉接触的状态(仅与在飞灰、未燃烧碳等的粒子相互接触的间隙中存在的氧气(空气)接触的状态)。因此，能够防止未燃烧碳在加热处理管21的内部起火(自燃)而导致温度上升得比设想温度更高。

控制装置25取得温度传感器TS1、TS2、TS3测量出的测量温度数据。控制装置25将所取得的各个测量温度与前段部21a、中段部21b、后段部21c的各设定温度T1、T2、T3进行比较，对于较高的部位，向电源23a、23b、23c发送降低输出的信号，相反，对于较低的部位，向电源23a、23b、23c发送使输出上升的信号。接收到信号的电源23a、23b、23c依照自身的接收信号使输出下降或者上升。这样，控制装置25根据温度传感器TS1、TS2、TS3的测量温度数据来控制电源23a、23b、23c的输出，由此，前段部21a、中段部21b、后段部21c的各温度分别接近设定温度T1、T2、T3而被恒定地保持。

但是，虽然飞灰原粉中包含的未燃烧碳的含量为百分之几左右，但不是恒定的，存在偏差并且难以准确地掌握。因此，基于感应加热的未燃烧碳的发热量根据未燃烧碳的含量的差异而发生变动。该发热量的变动进一步成为使前段部21a、中段部21b、后段部21c的温度发生变动的原因。因此，为了将前段部21a、中段部21b、后段部21c的温度恒定地保持为设定温度T1、T2、T3，还可能出现必须使上述电源23a、23b、23c的输出大幅地增减的情况。但是，电源23a、23b、23c存在适当的输出范围，超过该适当的输出范围的输出会对电源23a施加过大的负荷，并不优选。因此，除了电源23a、23b、23c的输出控制以为，还施加了使供给到加热处理管21中的每单位时间的飞灰原粉所包含的未燃烧碳的量变得恒定的新控制。即，控制装置25以使后段部21c的温度恒定地成为设定温度T3的方式，根据温度传感器TS3的测量温度数据，来使定量供给装置4所具备的电动马达20g的转速增减。即，控制装置25对电动马达20g的转速进行控制。

这里，根据温度传感器TS1、TS2、TS3的测量温度数据单独地执行电源23a、23b、23c的输出的控制，并且，根据作为最后段的温度传感器TS3的测量温度数据来执行电动马达20g的转速的控制。这样，能够使各控制简洁，并且能够将从电力加热装置8的加热处理管21向碳高温氧化炉9供给时的飞灰原粉的温度可靠地提高为目标温度(在该实施例中，为600℃)。

如上所述，控制装置25执行除了电源23c的输出的控制以外还组合有电动马达20g的转速的控制的级联控制。因此，能够实现未燃烧碳的细微的温度调整。由此，后段部21c内的飞灰原粉的温度被更高精度地保持为后段部21c的设定温度T3。

这样，在供给到加热处理管21内的飞灰原粉在不存在氧气的供给而几乎无氧的状态的加热处理管21内移动的期间内，飞灰原粉及其包含的未燃烧碳被加热处理管21阶段性地加热，其中，该加热处理管21通过前段线圈22a、中段线圈22b和后段线圈22c的感应加热而被阶段性地加热。然后，被加热至设定温度T3的、包含未燃烧碳的飞灰原粉被投入到下一工序的碳高温氧化炉9中。

另外，在该实施例中，设定温度T3被设定为600℃，但也可以设定为预热设定温度以上，其中，所述预热设定温度被设定得高于比未燃烧碳的起火温度(例如600℃)低至少200℃的温度(例如400℃)。

此外，在该实施例中，为了对加热处理管21内的飞灰原粉进行加热而使用了感应加热，但不限于感应加热。只要能够在大致无氧的状态下对加热处理管21内的飞灰原粉进行加热，则例如也可以使用外部热源从加热处理管21的外部进行加热，或者在加热处理管21的轴心部设置加热装置而从内侧进行加热。

此外，在该实施例中，为了使未燃烧碳升温至起火温度以上，将加热处理管21分为3个段部，将各段部的设定温度阶段性地设定为T1、T2和T3，以3个阶段进行加热，但是，不限于3个阶段，也可以设为适当的多个阶段。关于该多个阶段，优选是例如在1～5个阶段中进行加热等适当的阶段。

<碳高温氧化炉>

如图3所示，碳高温氧化炉9是具有以下部分的旋转式的炉：炉体26，其是轴心朝向大致水平方向的、内部为中空的圆筒状的炉；炉体支承部27，其在下部将炉体26支承成能够绕轴心旋转；投入侧罩28，其覆盖炉体26的一端部；以及排出侧罩29，其覆盖炉体26的另一端部。

关于炉体26，其整体为大致圆筒形状，在与投入侧罩28连接的一端设置有罩部26b。该罩部26b是在中心开孔的圆盘状，成为圆盘的外周部与圆筒形状的一端的缘连接的形状。

在炉体26的内部设置有螺旋叶片26c，该螺旋叶片26c的向内侧突出的凸状部沿着内周面呈螺旋状连续。

炉体26的包含螺旋叶片26c和罩部26b的内表面(内侧表面)被氧化铝系的耐火材料包覆而形成有内衬26a。通过设置该内衬26a、炉体26能够避免由于飞灰原粉含有的氧化钒所引起的高温下的金属腐蚀，从而能够具有1000℃左右的耐火性。

此外，该内衬26a成为如泥瓦匠在房屋、围墙的壁上涂抹灰泥或土壁那样的、存在凹凸的成品，成为比金属表面粗糙的表面。能够将该凹凸设为高低差的平均值为50微米以上的凹凸，优选设高低差的平均值为1cm～5cm。摩擦力由于内衬26a的凹凸而提高，防止了自燃的飞灰原粉以在炉体26的内表面上不被搅拌而以块那样的状态滑动的方式相对移动，能够利用凹凸对飞灰原粉进行搅拌。

在炉体26的外部设置有防止室内的温度上升的适当的冷却装置(省略图示)。

炉体支承部27具有：旋转体27a，其在下方以能够旋转的方式支承炉体26的外周面；设置台27b，其设置旋转体27a；以及驱动马达27f，其驱动经由链条27d而与从动侧链轮27c连结的驱动侧链轮27e，该从动侧链轮27c安装在旋转体27a上。由此，通过控制驱动马达27f的转速，能够改变炉体26的绕轴心的旋转速度，能够以设定的旋转速度使炉体26持续旋转。

在投入侧罩28上设置有：用于将被电力加热装置8加热后的飞灰原粉投入到炉体26内的投入部30；和，用于将在炉体26内产生的燃烧气体作为废气排出的废气口9a。

投入部30是沿前后贯穿投入侧罩28的管，轴心与炉体26的中心轴大致一致，一端与电力加热装置8的加热处理管21的后端的凸缘21e连结，另一端在炉体26内开口而形成了投入口30a。投入部30的内径与加热处理管21的内径相同，投入部30的轴心构成为与加热处理管21的轴心一致。而且，投入口30a的开口面30b朝向上方。在该投入口30a附近设置有防漏出部30c，该防漏出部30c是以圆筒形延续的管的下部向上方弯曲而成的。

由此，由电力加热装置8加热后的包含未燃烧碳的飞灰原粉被从加热处理管21向投入部30挤出而进行供给，并且从投入口30a挤出并投入到炉体26内。这时，在投入部30内挤出来的飞灰原粉被防漏出部30c立即阻挡而不洒落，并且以在被挤出之后从向上的投入口30a溢出的方式被投入到炉体26内。由此，能够维持飞灰原粉在投入部30内没有间隙地堵塞的状态，特别是，维持飞灰原粉在加热处理管21内没有间隙地堵塞的状态。因此，能够防止如下情况：飞灰原粉崩溃而在投入部30内和加热处理管21内产生存在氧气的空间，从而，燃烧气体或氧等难以侵入到投入部30内和加热处理管21内，防止飞灰原粉的未燃烧碳借助该存在氧气的空间而发生燃烧(起火)。

另外，投入口30a也可以形成为使开口的最下端比与投入部30的上端相同的高度更靠上方。在该情况下，能够可靠地保持飞灰原粉覆盖投入口30a的开口的整个面的状态，并以溢出的方式投入飞灰原粉，因此，能够可靠地防止氧气(空气)从投入口30a流入投入部30内部，从而能够更加可靠地防止飞灰原粉中的未燃烧碳在投入部30内或加热处理管21内开始起火(自燃)。

碳高温氧化炉9接收相对于内部空间来说为少量的飞灰原粉的供给，对该少量的飞灰原粉进行搅拌并加热而使其燃烧。另外，碳高温氧化炉9内的飞灰原粉的量能够设为内部空间的一半以下，优选为30％以下，更优选为10％以下，进一步优选为5％以下。

上述的余热供给管13与废气口9a连结。从余热供给管13分支的废气管31与余热供给管13连结。废气管31经由热交换器32而与除尘装置6(参照图1)连结。因此，从废气口9a排出而在废气管31内流动的高温的废气在被热交换器32冷却之后，被送出到除尘装置6。

在排出侧罩29上设置有：助燃燃烧器33，其使燃料与空气(一次空气)一起喷出到炉体26内并燃烧；多个吹入喷嘴34，其向炉体26内吹入空气(三次空气)；以及排出口35。

助燃燃烧器33使燃料燃烧而将炉体26内加热为高温。助燃燃烧器33位于炉体26的中心轴上，且配置成：使燃料喷出的喷出孔33a与飞灰原粉的投入口30a对置。

多个吹入喷嘴34被配置成包围助燃燃烧器33的周围，且沿着排出侧罩29的面向炉体26内的内表面，以助燃燃烧器33为中心借助旋转机构(未图示)回转。详细而言，多个吹入喷嘴34相对于助燃燃烧器33在等距离的位置处以彼此的间隔也为等距离的方式配置有多个，当沿炉体26的旋转轴方向观察时，吹入喷嘴34构成多边形的顶点。在该实施例中，以沿炉体26的旋转轴方向观察时构成四边形的各顶点的方式配置有4个吹入喷嘴34。多个吹入喷嘴34分别将空气(三次空气)作为对流向与飞灰原粉的移动方向(图3中的右方向)相反的方向(图3中的左方向)以等量且等速送入，助燃燃烧器33的周围的空气量变为大致相等。

向助燃燃烧器33供给的空气(一次空气)和从吹入喷嘴34向炉体26内吹入的空气(三次空气)是利用压入风扇36将外部的空气取入并经由热交换器32而送入到炉体26内的空气。因此，空气(一次空气)和空气(三次空气)在热交换器32中通过与在废气管31中流动的高温的废气的热交换而被加热。由此，防止了空气(一次空气、三次空气)的温度相对于炉体26内部的温度过低，并尽可能防止了空气(一次空气、三次空气)使得炉体26内的温度下降这一情况。并且，由于这些一次空气和三次空气被从碳高温氧化炉9的配置在飞灰原粉投入侧的废气口9a向余热供给管13排出，因此，可靠地产生从吹入喷嘴34朝向废气口9a的对流，从而能够实施高效的氧气供给(空气供给)和燃烧。

这样，在被供给了加热后的空气(一次空气)和空气(三次空气)的炉体26内，多个吹入喷嘴34以包围助燃燃烧器33的方式一边回转一边吹入空气(三次空气)，因此，燃烧效率较高，并且，容易控制燃烧所需的氧量的供给。

排出口35设置于排出侧罩29的下部，与冷却设备5连结。

从投入部30的投入口30a投入到炉体26内的飞灰原粉在绕轴心旋转的炉体26内一边被螺旋叶片26c进行搅拌一边朝向排出口35逐渐移动。在该移动期间，飞灰原粉中包含的未燃烧碳在高温的氧环境中燃烧(氧化)而产生二氧化碳和热从而被去除。这时的炉体26内的温度成为800～900℃。而且，到达排出口35的飞灰原粉向冷却设备5排出。

另外，飞灰原粉中包含的未燃烧碳的量发生变动，因此，需要使燃烧时间适当增减。因此，与待处理的飞灰原粉中包含的未燃烧碳的量相对应地调整设置在炉体支承部27上的驱动马达27f的转速。由此，炉体26的绕轴心的旋转速度改变，借助旋转的螺旋叶片26c在炉体26内移动的飞灰原粉的移动速度被调整，从而能够调整燃烧时间的增减。这样，如果减小飞灰原粉的移动速度，则炉体26内的停留时间变长，燃烧时间增加，相反，如果增大移动速度，则炉体26内的停留时间变短，燃烧时间减少。

<除尘装置>

如图1所示，除尘装置6具有前段的旋风分离器6a和后段的袋式过滤器6b。在前段的旋风分离器6a上连结有：用于从飞灰贮存器3的预热装置10将温度下降后的废气排出的排出管14；以及废气管31，其中，从碳高温氧化炉9的废气口9a排出之后被热交换器32冷却后的废气在该废气管31中流动。

除尘装置6使用旋风分离器6a和袋式过滤器6b，将经由排出管14和废气管31流入的废气所包含的粉尘等去除，然后，将去除了粉尘等后的废气排出到排气装置7。

<排气装置>

排气装置7利用引导风扇7a对通过除尘装置6去除了粉尘等之后的废气进行引导，然后，将该废气经由排气塔7b而排出到加热改性***1外。

<冷却设备>

冷却设备5接收从碳高温氧化炉9的排出口35排出的、通过燃烧而减少了所含有的未燃烧碳之后的飞灰原粉，并进行冷却处理。

加热改性***1通过以上的结构和动作，能够去除飞灰原粉中包含的未燃烧碳而使其小于1％。由于加热烧制装置2在燃烧炉(碳高温氧化炉9)的前段具有加热装置(电力加热装置8)，该加热装置将向燃烧炉(碳高温氧化炉9)供给的飞灰原粉中的至少未燃烧碳加热至加热设定温度以上，该加热设定温度被设定得高于比未燃烧碳的起火温度低至少200℃的温度，因此，能够使燃烧炉自身为小规模，由此，能够抑制设备投资。此外，在燃烧炉中使用的燃料较少即可，因此，还能够抑制能耗。

详细而言，当欲仅利用碳高温氧化炉9将飞灰原粉从常温(室温)加热至起火温度时，需要通过助燃燃烧器33消耗大量的燃料和空气来按照各个炉体26内部的空间对飞灰原粉进行加热。因此，需要确保炉体26内部的大空间较长。

与此相对，通过预先利用电力加热装置8加热为加热设定温度以上，其中，该加热设定温度被设定成接近起火温度，由此，在碳高温氧化炉9中，在将飞灰原粉提高至起火温度并进一步对未燃烧碳进行燃烧去除的一系列流程中，仅处理使未燃烧碳从起火温度起进行燃烧去除的部分即可。因此，能够缩短通过碳高温氧化炉9使待处理的飞灰原粉燃烧的时间(能够省略从常温燃烧至起火温度的时间)，因此，能够缩短使飞灰原粉一边燃烧一边在炉体26内移动的距离。因此，能够与距离缩短相对应地使炉体26小型化，从而能够减小碳高温氧化炉9整体的尺寸。

并且，加热装置由无氧加热单元构成，该无氧加热单元具有向燃烧炉输送原粉的输送管(加热处理管21)，并且在不向输送管内供给氧气的情况下将未燃烧碳加热至加热设定温度以上。由此，不依赖需要输送管(加热处理管21)内的空气的内部燃烧就能够对未燃烧碳进行加热。因此，加热装置不会大规模化，并且，热效率较好。即，关于电力加热装置8，不需要如炉体26内那样供给有空气的燃烧空间，且以在加热处理管21内没有间隙地堵塞的状态对飞灰原粉进行加热，因此，能够成为碳高温氧化炉9的一半以下、甚至1/5以下的大小。而且，能够从加热处理管21的周围直接对飞灰原粉进行加热，因此，能够高效地进行加热。特别是，由于能够通过感应加热对飞灰原粉中的未燃烧碳进行加热，所以能够实现直接加热。

加热装置(电力加热装置8)使用能量密度高的高频电源，通过感应加热对配置在被从高频电源供给交流电流的感应线圈的附近的加热处理管21集中地进行加热。因此，能够实现包含未燃烧碳的飞灰原粉的高速加热，能量效率也较高。此外，能够减小装置规模，从而节省空间且紧凑。

燃烧炉(碳高温氧化炉9)具有：投入口30a，其将由加热装置(电力加热装置8)加热后的包含未燃烧碳的飞灰原粉投入到燃烧炉内；以及排出部(排出口35)，其在与投入口30a对置的位置处将飞灰原粉燃烧并改性而成的改性飞灰排出，在燃烧炉内，在排出部侧配置有助燃燃烧器33(燃烧单元)的燃料的喷出孔33a。由此，流入到燃烧炉的炉体26内的飞灰原粉的流动与从助燃燃烧器33喷出的燃烧气体的流动成为对流，因此，飞灰原粉中包含的未燃烧碳的燃烧反应得到促进。

此外，投入口30a的开口面30b朝向上方，设置有防漏出部30c，因此，飞灰原粉以从开口面30b溢出的方式被投入到炉体26内。因此，炉体26内的燃烧气体、氧气等难以侵入到飞灰原粉堵塞的投入部30的管内，进而难以侵入到加热装置中。因此，在电力加热装置8内难以产生燃烧，从而能够防止如下情况：在电力加热装置8内，飞灰原粉中的未燃烧碳意外地起火而使温度过度上升。

在加热装置(电力加热装置8)中，对定量供给装置4向加热装置供给的飞灰原粉的供给量、和高频电源(高频感应加热电源23)的输出中的至少一方进行调整，来对飞灰原粉中包含的未燃烧碳进行加热。因此，能够实现未燃烧碳的细微的温度调整。

另外，在本发明与实施方式的对应关系中，

燃烧炉对应于碳高温氧化炉9，

搅拌单元对应于炉体26、螺旋叶片26c和炉体支承部27，

氧气供给单元对应于吹入喷嘴34，

燃烧单元对应于助燃燃烧器33，

加热装置对应于电力加热装置8，

输送管对应于加热处理管21，

无氧加热单元对应于感应线圈22、高频感应加热电源23、高频转换器馈电线24和控制装置25，

感应线圈对应于感应线圈22、前段线圈22a、中段线圈22b和后段线圈22c，

高频电源对应于高频感应加热电源23、电源23a、电源23b和电源23c，

投入口对应于投入口30a、

排出部对应于排出口35，

喷出孔对应于喷出孔33a、

开口面对应于开口面30b，但本发明不限定于本实施方式，能够设为其它各种实施方式。

例如，电力加热装置8只要是能够对堵塞在加热处理管21内的飞灰原粉进行加热的设备即可，也可以是在加热处理管21的周围设置加热器而进行加热的结构。此外，不限于从加热处理管21外进行加热，也可以是：预先在加热处理管21内的轴心位置配置适当的加热器，设为飞灰原粉堵塞在该加热器与加热处理管21之间的状态，利用加热器的热对周围的飞灰原粉进行加热。在这些结构的情况下，也能够在无需供给氧气的情况下紧凑地对飞灰原粉进行加热。

产业上的可利用性

本发明能够在需要对飞灰进行烧制(加热改性)的产业中利用。

标号说明

1：加热改性***；2：加热烧制装置；3：飞灰贮存器；4：定量供给装置；5：冷却设备；6：除尘装置；7：排气装置；8：电力加热装置；9：碳高温氧化炉；10：预热装置；20：驱动装置；21：加热处理管；22：感应线圈；23：高频感应加热电源；24：高频转换器馈电线；25：控制装置；26：炉体；27：炉体支承部；30：投入部；30a：投入口；30b：开口面；33：助燃燃烧器；33a：喷出孔；34：吹入喷嘴；35：排出口。

Claims (8)

1.一种加热烧制装置，其具有燃烧炉，所述燃烧炉使包含飞灰和未燃烧碳的原粉的所述未燃烧碳燃烧而减少，其中，

所述燃烧炉具有：搅拌单元，其对所述燃烧炉内的所述未燃烧碳进行搅拌；氧气供给单元，其向所述燃烧炉内供给氧气；以及燃烧单元，其朝向被从所述氧气供给单元供给的氧气充满的所述燃烧炉内，使燃料燃烧，

在所述燃烧炉的前段另行设置有加热装置，该加热装置将向所述燃烧炉供给的所述原粉中的至少所述未燃烧碳加热至加热设定温度以上，所述加热设定温度被设定得高于比所述未燃烧碳的起火温度低200℃的温度，

所述加热装置是如下这样的结构：在不依靠内部燃烧的情况下对所述未燃烧碳进行加热，所述内部燃烧是指需要利用所述未燃烧碳所处的内部空间中的空气的燃烧。

2.根据权利要求1所述的加热烧制装置，其中，

所述加热装置具有：

输送管，其向所述燃烧炉输送所述原粉；和

无氧加热单元，其在不向所述输送管内供给氧气的情况下将所述输送管内的所述未燃烧碳加热至所述加热设定温度以上。

3.根据权利要求2所述的加热烧制装置，其中，

所述无氧加热单元具有感应线圈、和与所述感应线圈连接的高频电源，

所述无氧加热单元通过感应加热，对配置在被所述高频电源供给交流电流的所述感应线圈的附近的所述输送管内的所述未燃烧碳或/和所述输送管进行加热。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的加热烧制装置，其中，

所述燃烧炉具有：投入口，其将包含被所述加热装置加热后的所述未燃烧碳的所述原粉投入到所述燃烧炉内；和排出部，其在与所述投入口对置的位置处将所述原粉燃烧并改性而成的改性飞灰排出，

在所述燃烧炉内的所述排出部侧配置有所述燃烧单元的燃料喷出孔。

5.根据权利要求4所述的加热烧制装置，其中，

所述投入口的开口面朝向上方。

6.根据权利要求3所述的加热烧制装置，其中，

在所述加热装置的前段还具有定量供给装置，该定量供给装置向所述加热装置供给所述原粉，

对所述定量供给装置向所述加热装置供给的所述原粉的供给量、和所述高频电源的输出中的至少一方进行调整，来对所述未燃烧碳进行加热。

7.根据权利要求2、3或6所述的加热烧制装置，其中，

所述燃烧炉内的所述飞灰所占的体积为所述燃烧炉内的燃烧空间体积的30％以下，

并且，所述输送管内的所述飞灰所占的体积为所述输送管内的加热空间体积的80％以上，

所述加热空间体积为所述燃烧空间体积的一半以下。

8.一种烧制方法，其中，

在该烧制方法中使用加热烧制装置，所述加热烧制装置具有燃烧炉，所述燃烧炉使包含飞灰和未燃烧碳的原粉的所述未燃烧碳燃烧而减少，在所述加热烧制装置中，所述燃烧炉具有：搅拌单元，其对所述燃烧炉内的所述未燃烧碳进行搅拌；氧气供给单元，其向所述燃烧炉内供给氧气；以及燃烧单元，其朝向被从所述氧气供给单元供给的氧气充满的所述燃烧炉内，使燃料燃烧，在所述燃烧炉的前段另行设置有加热装置，该加热装置将向所述燃烧炉供给的所述原粉中的至少所述未燃烧碳加热至加热设定温度以上，所述加热设定温度被设定得高于比所述未燃烧碳的起火温度低200℃的温度，

在所述烧制方法中，通过所述加热装置在不依靠内部燃烧的情况下将所述原粉中的至少所述未燃烧碳加热至加热设定温度以上，其中，所述内部燃烧是指需要利用所述未燃烧碳所处的内部空间中的空气的燃烧，所述加热设定温度被设定得高于比所述未燃烧碳的起火温度低200℃的温度，

在充满由所述氧气供给单元供给的氧气、并且通过来自所述燃烧单元燃烧的燃料的发热而将加热后的所述未燃烧碳加热至所述未燃烧碳的起火温度以上的所述燃烧炉内，一边利用搅拌单元搅拌所述未燃烧碳一边使所述未燃烧碳自燃。

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