JP2005331162A

JP2005331162A - 連続式焼成炉

Info

Publication number: JP2005331162A
Application number: JP2004149649A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Tsumiki; 和人積木; Takao Yamada; 隆夫山田
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】従来に比較して小型の燃焼式脱臭装置を用い得る初期導入費用や運転費用の安価な連続式焼成炉を提供する
【解決手段】炉体１２内で焼成物から発生した煙は、送風機７２によって、その焼成物の近傍に備えられた開口７６から煙吸引配管７０内に吸引され、脱臭装置７４によって800(℃)程度の温度で燃焼させられることにより脱臭される。そのため、煙吸引配管７０の開口７６が焼成物の近傍に備えられているため、その焼成物から発生した煙は、その開口７６から効率よく吸引されるので、焼成帯３４から流れてくる高温ガスと混じることが抑制される。したがって、脱臭装置７４に煙と高温ガスとが混合された排気ガスの全量が送られる場合に比較して、その脱臭装置７４で燃焼させるガス量が著しく減じられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、連続式焼成炉、特に脱臭装置を備えた連続式焼成炉に関するものである。

熱源を有する高温部および排気装置を有する低温部が搬送方向に分けて設けられたトンネル状の炉体を備え、その高温部からその低温部に向かって流れる高温ガスの流通速度をその排気装置で調節してその低温部の温度を制御しつつ、多量の有機成分を含む焼成物をその炉体内を搬送する過程で焼成する形式の連続式焼成炉が知られている。例えば、ガスバーナを熱源として備えて、入り口側にその燃焼ガスを流すことによって炉全体のヒートカーブを形成すると共に、焼成物の搬送方向に垂直な軸心回りに回転させられる多数のローラによってその焼成物を支持し且つ搬送する形式のローラハースキルンがその一例である(例えば特許文献１等を参照)。

このような連続式焼成炉では、前記低温部において昇温させる過程で、焼成物には含まれている成形用バインダ等の有機成分を蒸発、燃焼させて除去(すなわち脱脂)する。このとき、脱脂過程の初期においては、有機成分が除去されるもののこれが燃焼する程度まで温度が高くないので、臭気を伴う生成ガスが発生することとなる。この生成ガスは燃焼ガスと混ざって排気通路に向かうことから、特許文献１には記載されていないが、上記のような連続式焼成炉においては、これら生成ガスおよび燃焼ガスが混ざった排気ガスを、例えば、燃焼式脱臭装置を排気通路に設けて燃焼させるか(燃焼式)、排気通路に空気導入口を設けて無臭の空気で薄める(拡散式)等の方法で脱臭した後に排出する。

なお、焼成炉の形式は異なるが、排気ガスの脱臭に関して従来から多数の特許出願がある。例えば、トンネル状の炉体の加熱域(すなわち高温部)に排気管を設けると共に、それよりも外側の被処理物移動路に給気管を設け、これらを熱交換器および吸着器を有する循環式ガス浄化装置に接続することにより、炉体の加熱域内のガスを排気管から熱交換器を経由して吸着器に導き、その吸着器内で強制冷却により捕集するものが知られている(例えば特許文献２参照)。また、排気通路を焼成帯(すなわち高温部)や昇温帯(すなわち低温部)の近傍に配置し、それらの熱で排気ガスを再燃焼させて脱臭するものが知られている(例えば特許文献３参照)。また、排気ガスを排気系の途中で集合させてガスバーナを用いて燃焼させるものや、排気ガスを炉体の床下に設けられた燃焼室に集めて燃焼して脱臭するものも知られている(例えば特許文献４，５参照)。なお、これらは何れも電気ヒータで加熱する形式の焼成炉であることから、排気ガスは脱脂により発生したガス或いはこれと雰囲気ガスとの混合ガスである。
特開平１１−０４３３８０号公報実開昭５５−１０３４９７号公報特開２００２−１６８５７１号公報実開平１−１２３１９６号公報特許第２５２２８７８号公報

ところで、例えば充填材、触媒担体、砥石等の多孔質セラミックス製品等を製造する場合においては、多数の気孔を形成して多孔質化する目的で多量の気孔形成材が添加されると共に、成形性および成形体の保形性等を向上させる目的で多量の有機バインダが添加される。そのため、焼成処理の脱脂過程の初期では、これら多量の有機成分から臭気を伴うガスが多量に生じる。しかしながら、前記の連続式焼成炉で多量の生成ガスを脱臭するためには、前記拡散式においては、大出力のファンを設けて排気通路に著しく多量の空気を導入する必要がある。また、燃焼式においては、炉内温度調節やファンの保護の目的で導入される空気によって排気通路内で温度が低下させられた排気ガスを、燃焼式脱臭装置内で例えば800(℃)程度の高温に加熱する必要がある。

そのため、何れにおいても、大出力のファンや大型の燃焼式脱臭装置が設けられることから初期導入費用が高額になると共に、特に、燃焼式においては例えば焼成に用いるのと同程度の多量の燃料が必要になる問題があった。しかも、前記のようなガスバーナを熱源として備えた焼成炉では、その燃焼ガスも排気ガスに含まれることから、電気ヒータで加熱する形式の焼成炉に比較して、排気ガス量が多くなるため、初期導入費用や運転費用の問題が一層深刻である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、従来に比較して小型の燃焼式脱臭装置を用い得る初期導入費用や運転費用の安価な連続式焼成炉を提供することにある。

斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、熱源を有する高温部および排気装置を有する低温部が搬送方向に分けて設けられたトンネル状の炉体を備え、その高温部からその低温部に向かって流れる高温ガスの流通速度をその排気装置で調節してその低温部の温度を制御しつつ、多量の有機成分を含む焼成物をその炉体内を搬送する過程で焼成すると共に、その炉体内でその焼成物から発生する臭気を伴う生成ガスを脱臭して排出する形式の連続式焼成炉であって、(ａ)一端が前記炉体内に位置し且つ他端がその炉体外に位置すると共にその一端側のうち前記生成ガスの発生領域内の前記焼成物の近傍となる位置に複数個の開口を備えた生成ガス吸引配管と、(ｂ)前記複数個の開口から前記生成ガスを吸引し且つ前記生成ガス吸引配管の他端に向かって流すための送風機と、(ｃ)前記生成ガス吸引配管の他端側に導かれた前記生成ガスを所定温度で燃焼させて脱臭するためにその他端側に設けられた脱臭装置とを、含むことにある。

このようにすれば、炉体内で焼成物から発生した生成ガスは、送風機によって、その焼成物の近傍に備えられた開口から生成ガス吸引配管内に吸引され、且つ、炉体外に位置するその他端側まで導かれ、脱臭装置によって所定温度で燃焼させられることにより脱臭される。そのため、生成ガス吸引配管の開口が焼成物の近傍に備えられているため、その焼成物から発生した臭気を伴う生成ガスは、その開口から効率よく吸引されるので、高温部から流れてくる高温ガスと混じることが抑制される。すなわち、生成ガス吸引配管内には専ら生成ガスが吸引され、高温ガスは専ら従来と同様に排気装置によって排気されることとなる。したがって、脱臭装置に生成ガスと高温ガスとが混合された排気ガスの全量が送られる場合に比較して、その脱臭装置で燃焼させるガス量が著しく減じられる。上記により、従来よりも小型の脱臭装置で足りることから初期導入費用が安価で、処理ガス量が少なくなるため運転費用も安価な連続式焼成炉が得られる。

また、上記の結果、脱臭装置における燃焼ガス量が少なくなるのでCO₂発生量が削減される。しかも、脱臭装置および送風機の運転条件や生成ガス吸引配管の管径を生成ガス量に合わせて変更できるため、生成ガス量に応じて運転費用を低下させることができる利点がある。これに対して、排気ガスの全体を脱臭装置で処理していた従来の焼成炉では、生成ガス量に拘わらず大量の高温ガス(例えば燃焼ガス)を処理する必要があるため、生成ガスが少ない場合にも生成ガス量が多い場合に対応した略一定の条件で脱臭装置を運転する必要があった。

なお、前記「焼成物の近傍となる位置」は、焼成炉の構造に応じて定められる焼成物を配置すべき位置の近傍であるが、種々の大きさの焼成物が処理対象となる焼成炉においては、その大きさに応じて変更可能とされていてもよい。

また、生成ガスの吸引効率(すなわち集気効率)は、開口が焼成物から離れるほど低下するので、開口はできるだけ焼成物に近い位置に設けられることが好ましい。

因みに、前記特許文献２〜５に記載される何れの焼成炉においても、炉体内から排出される全ての排気ガスが共通の排気通路に集められるため、脱臭装置に大きな処理能力が要求されていた。これらの焼成炉は何れも電気ヒータで加熱する形式のものであるが、電気ヒータで加熱するか、バーナで加熱するかに拘わらず、焼成物からの生成ガスを選択的に吸引しなければ、炉体内から排出された多量の気体を加熱するために大きな設備および多量の燃料が必要となるのである。

ここで、好適には、前記炉体は前記焼成物の搬送方向に垂直な軸心回りに回転させられる多数のローラによってその焼成物を支持し且つ搬送するものであり、それら多数のローラの下側に備えられた空間に開口する吸引口が前記排気装置に接続して備えられたものである。すなわち、本発明は、所謂ローラハースキルンに好適に適用される。このようにすれば、高温部から送られた高温ガスは、吸引口から吸引されることにより、多数のローラの相互間の隙間を通ってその下側の空間内に流れ込み、更に排気装置に送られる。そのため、高温部から低温部に向かい更にその低温部においてローラの下側に向かう気流を炉体内に形成できることから、焼成物から発生した生成ガスもこの気流に乗って焼成物から下方に向かわせられる。したがって、この生成ガスの流れに応じて開口の位置を定めることにより、生成ガスを一層高い効率で吸引することができる。すなわち、生成ガス吸引配管に吸引されず排気装置に向かう生成ガス量が減じられる。

また、好適には、前記生成ガス吸引配管は前記焼成物の入り口側に位置する前記炉体の低温側開口部から高温側に向かって挿入されたものである。このようにすれば、臭気を伴う生成ガスは焼成物が脱脂される低温部で発生することから、低温側開口部から挿入された生成ガス吸引配管は炉体内のうち例えば500(℃)程度以下の比較的低温の領域のみに配置すれば足りる。そのため、高い耐熱性が要求されないため、ステンレス鋼等の取扱いが容易な材料で生成ガス吸引配管を構成できる利点がある。また、炉体の低温側開口部から生成ガス吸引配管を挿入するだけでこれを設けることができるので、焼成炉の構造の変更が殆ど必要とならない利点もある。本発明は、焼成物の近傍に開口が設けられていれば足り、その開口と炉体外の他端との間がどのような経路で接続されていてもよい。例えば、炉体の側壁や底壁を貫通して生成ガス吸引配管を設けることもできる。しかしながら、上記のように焼成物の入り口側から挿入すれば、炉体に何ら変更を加える必要もないのである。

また、好適には、前記複数個の開口は前記低温側から前記高温側に向かうに従って開口径が小さくなるものである。このようにすれば、焼成物が脱脂される際に発生するガス量は、低温側で多く高温側で少ないことから、脱臭の無用なガスが脱臭装置に送られることが抑制されるので、脱臭装置を一層小型にすることが可能となる。

また、好適には、前記生成ガスを前記複数個の開口に導くための案内板が前記生成ガス吸引配管の長手方向に沿って設けられたものである。このようにすれば、生成ガス吸引配管の周囲を通って排気装置に向かう生成ガスの流れが案内板によって妨げられることから、その生成ガスを一層効率よく生成ガス吸引配管に吸引できる。上記案内板は、好適には、生成ガス吸引配管の周方向において開口の両側に備えられる

また、前記多数の開口は、例えば、前記生成ガス吸引配管の周壁を貫通する貫通孔であるが、その形状や大きさは焼成物に応じて適宜変更される。例えば、貫通孔に代えて細長い隙間(すなわちスリット)が設けられていてもよく、その貫通孔の形成位置に網(例えば金網)が設けられていてもよい。

また、前記開口の大きさは、前記生成ガスの略全量を吸引できる範囲で可及的に小さくされる。このようにすれば、脱臭処理の無用なガスを吸引することが抑制されるので、脱臭装置を一層小型化することができる。

また、好適には、前記焼成物は、所定位置例えば側面に細長い隙間(すなわちスリット)を備えた所定の焼成容器内に納めた状態で焼成されるものであり、前記連続式焼成炉は、その隙間から生成ガスが排出されるように炉体内の気流が形成されたものである。このようにすれば、生成ガスの流通経路が一層限定されるため、一層効率よく吸引することができる。上記気流は、例えば前述したようにローラハースキルンにおいてはローラの下側に排気装置に接続された吸引口を設けることによって形成することができる。

また、好適には、前記高温部は、ガスバーナを熱源として備え、その燃焼ガスを低温部に向かって流すことによってその低温部の温度を調節するものである。本発明は、このようなガスバーナで加熱する形式の連続式焼成炉に好適に適用される。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の連続式焼成炉の一例のローラハースキルン１０の全体を示す図である。このローラハースキルン１０は、焼成物を一方向に沿って搬送しつつ加熱処理を施すトンネル炉の一種で、例えば20(m)程度の全長を有し、トンネル１２と、そのトンネル１２内に多数設けられた焼成物搬送用のローラ１４(図３等も参照)とを備えている。

図２に任意の位置における横断面を示すように、ローラ１４はトンネル状の炉体１２内を貫通して水平に設けられており、炉体１２の側方に設けられた架台１６および軸受１８によって回転可能に支承される。多数本のローラ１４は、一水平面上に揃って配置されて同一の回転速度で各々の軸心回りに回転させられ、これにより、焼成物が収容された鞘１９が一定の速度で炉体１２内を搬送される。また、上記炉体１２は鋼板製のケーシング２０と耐火材料製の断熱壁２２から成るものであり、横断面における両端部に設けられた脚部２４によって基台２６上に支持されている。

図１に戻って、ローラハースキルン１０は、図１において左端に位置する焼成物入口２８側から順に出口８４側に向かって設けられた第１予熱帯３０，第２予熱帯(昇温帯)３２，焼成帯(キープゾーン)３４，冷却帯３６とから構成されたものである。上記第１予熱帯３０には、複数個の温度調節器３８と、排気装置４０と、脱臭装置ユニット４２とが備えられている。また、第２予熱帯３２には、複数個の温度調節器４４と、冷却装置４６とが備えられている。また、焼成帯３４には、複数個の温度調節器４８と、複数個のバーナ５０とが備えられている。また、冷却帯３６には、複数個の温度調節器５２と、冷却装置５４と、排気装置５６とが備えられている。

第１予熱帯３０に設けられた上記排気装置４０は、炉体１２の天井部の幅方向の略中央に接続された２本の排気筒５８と、両側面の下部に接続された４本の排気筒６０と、焼成物入口２８に設けられた排気筒６２と、それらが接続された共通の排気通路６４とを備えたものである。なお、排気筒６０は、図１においては手前側に位置するものだけを図示した。これら排気筒５８，６０，６２および排気通路６４には、回転式或いは抜差し式のダンパ６６がそれぞれ設けられている。

図３に第１予熱帯３０の断面構造を模式的に示すように、上記排気筒５８は、炉体１２の天井部を貫通して炉体内部の天井面に開口する。また、排気筒６０は、下端部が炉体１２側に向かうように略直角に折り曲げられており、その先端が炉体内部の底面或いはそれよりも僅かに上側の位置で開口させられている。なお、図３においては、図示の都合により、炉体底面に向かって開口するように描いている。また、排気筒６２は、その下端面が開口させられている。また、排気通路６４は、両端が開放された筒状を成すものであり、図３において右側に位置する焼成帯３４側の右端に前記ダンパ６６を備えており、その反対側の端部には排気用の送風機６８を備えている。

また、前記脱臭装置ユニット４２は、図３における右端側が炉体１２内に挿入されてローラ１４上に載せられている２本の煙吸引配管７０と、その左端側に設けられた排気用の送風機７２と、燃焼式脱臭装置７４とを備えたものである。上記煙吸引配管７０は、例えばステンレス鋼等から成る蛇腹状の周壁を有するものであって、例えば25(mm)程度の外径を備えている。炉体１２内に位置するその一端が前記排気筒５８，６０の配設位置よりも僅かに焼成帯３４側に位置させられており、焼成物入口２８から例えば2.5(m)程度までの範囲に配置されている。また、煙吸引配管７０には、その焼成帯３４側の先端から焼成物入口２８の近傍、例えば80(cm)程度だけ焼成帯３４よりの位置までの範囲に、例えば5(cm)程度の一定の中心間隔で多数の開口７６が鞘１９に向かって一列に設けられている。

図４は、上記の煙吸引配管７０の一方を拡大して示した図である。煙吸引配管７０に設けられている開口７６は、送風機７２側すなわち基端側から図示しない焼成帯３４側すなわち先端側に向かうに従って、段階的、例えば２段階で大きさが変化させられている。開口７６の直径は、例えば基端側では10(mm)程度、中間部では6.5(mm)程度、先端側では5.5(mm)程度の大きさである。また、煙吸引配管７０には、その軸心方向に沿って伸びる長手薄板状の一対のガイド７８，７８(すなわち案内板)が、その周方向において上記の開口７６の両側にその配設範囲の全体に亘って固着されている。ガイド７８も煙吸引配管７０と同様にステンレス鋼等から成るものであって、図５に図４におけるＶ−Ｖ視断面を示すように、高さすなわち煙吸引配管７０から離隔する方向の長さ寸法が例えば13(mm)程度の大きさで、略径方向に突設されている。

また、前記の図２に示されるように、一対の煙吸引配管７０の他方は、上記一方と対称的に設けられている。すなわち、開口７６，７６およびガイド７８，７８が互いに向かい合わせとなる配設状態とされている。また、上記の図５に示されるように、煙吸引配管７０は、ガイド７８が鞘１９に接するか、僅かに離隔する程度の位置に位置させられている。

また、前記の脱臭装置７４は、例えば、送り込まれた気体を800(℃)程度の温度に加熱することによって燃焼させ、有機成分を分解して脱臭するものであり、例えば、10(m³/min)程度の処理能力を有している。

また、前記冷却装置４６はローラ１４と鞘１９の上方および下方から例えば冷風を打ち込むことにより、炉体１２内を必要な温度に制御するものである。

また、焼成帯３４に備えられているバーナ５０は、例えば液体燃料やガス燃料等を燃焼させて高温ガスを発生させるものである。本実施例においては、このバーナ５０がローラハースキルン１０の熱源として機能し、予熱帯３０，３２には、何ら熱源が備えられていない。そのため、これら予熱帯３０，３２の温度調節は、前記の排気装置４０の複数個のダンパ６６を操作して、排気筒５８，６０，６２からの高温ガスの排出速度や、排気通路６４への空気取込み量等を変更することによって行われる。前記の図３における複数個の矢印は、これら高温ガスの流通状態や空気の取込み経路等を表したものである。これにより、予熱帯３０，３２内には後述する図７に示されるような温度勾配が形成される。

また、冷却帯３６に備えられている排気装置５６は、炉体１２の天井部の幅方向の略中央に接続された２本の排気筒８０と、両側面の下部に接続された２本の排気筒８２と、焼成物出口８４に設けられた排気筒８６と、それらが接続された共通の排気通路８８とを備えたものである。この排気装置５６は、炉体１２の下部に接続された排気筒８２の数が相違する他は排気装置４０と同様に構成され、同様にダンパ９０を備えたものであるので、詳細は省略する。また、冷却装置５４も冷却装置４６と同様に構成されている。

また、前記の図５に示されるように、焼成物９２は鞘(すなわち焼成容器)１９内に納められているが、その鞘１９には、下部に隙間９４が形成されている。前記煙吸引配管７０の開口７６は、この隙間９４の近傍の位置にその隙間９４に向かって設けられている。鞘１９は、例えば、図６に示されるように、薄板状の平坦なセッタ９６に枠９８が載置されたものである。これらセッタ９６および枠９８は、何れも耐火物、例えばアルミナやシリカ等で構成されている。また、枠９８は、矩形枠状を成すものであって、そのセッタ９６側の下端面には、凹み１００が各辺に２つずつ設けられている。上記の隙間９４は、セッタ９６に枠９８が載せられることにより、この凹み１００で形成されたものである。なお、上記の焼成物９２は、例えば、上記図５に示されるようなラシヒリング状の成形体であり、鞘１９内に多量に収容されている。この成形体は、例えば、アルミナ原料を押出成形し、適当な大きさで切断することにより製造されたものである。

以上のように構成されたローラハースキルン１０では、前記ローラ１４を回転させることにより、焼成物９２が収容された鞘１９を焼成物入口２８から順次に送り込み、その炉体１２内を移送して焼成物出口８４から送り出すことによって、その焼成物９２を焼成する。このとき、焼成帯３４のバーナ５０で燃料を燃焼させて高温ガス(すなわち燃焼ガス)を発生させると共に、排気装置４０，５６を制御することにより、発生した高温ガスの流量を調節して、予熱帯３０，３２の温度が制御され、例えば図７において一点鎖線で示すような予め定められた温度勾配が炉体１２内に形成される。そのため、焼成物９２は、移送中に徐々に昇温され，次いで一定温度による焼成を受け，徐々に降温されることとなる。

なお、上記図７は、横軸に炉投入後からの時間、縦軸に温度をとって、実際の操業によって採取した脱脂時すなわち0〜120分間の温度変化データである。この図において、一点鎖線が設定温度(制御装置にプログラムされた温度プロファイル)を、○および破線が鞘１９上部(すなわち焼成物最上部)における温度を、◆および実線が鞘１９内部の温度すなわち焼成物９２の温度を表している。本実施例においては例えば360分程度で焼成が施されるが、図示を省略した第２予熱帯３２の後半以降の温度プロファイルは焼成物に応じて任意に設定される。前述したように、ローラハースキルン１０の全長は20(m)程度であるため、焼成物９２の移送速度は20(m)を６時間程度で移動するように設定される。

ところで、本実施例において、焼成物９２は、例えばラシヒリング状の成形体であるが、この成形体は、例えば担体等に用いられる多孔質セラミックスを得る目的で添加された多量の有機成分を含むものである。有機成分の種類や含有量は、焼成物９２の品種に応じて適宜定められるものであるが、例えば、有機バインダおよび気孔形成材等で合計で5(wt%)以上、例えば8〜14(wt%)程度の含有量とされる。そのため、鞘１９内に収容される焼成物９２の量は、例えば成形体の質量で5〜6(kg)程度であるが、焼成過程においては、鞘１９当たりで例えば0.4〜0.7(kg)程度もの有機成分が焼失させられることになる。下記の表１は、有機成分量の一例を示したものである。

［表１］
品種ＡＢＣ
鞘当たりの焼成後質量(kg) 4.7 5.2 5.7
調合有機バインダ 7.8 7.8 6.4
(%) 気孔形成材 6.2 6.2 1.6
合計 14.0 14.0 8.0
鞘当たりのバインダ量
(kg) 有機バインダ 0.37 0.41 0.37
気孔形成材 0.29 0.32 0.09
合計 0.66 0.73 0.45

上記の有機成分の焼失過程においては、先ず、不完全な燃焼状態の煙が発生し、次いで、十分に高温になると、有機成分が分解されて煙が出なくなる現象が観察される。この不完全な燃焼状態の煙は例えば臭気濃度10000〜50000程度の臭気を伴っており、脱臭してから排出することが悪臭防止法等に定められている。例えば、宅地の近傍においては、臭気濃度を300以下に低下させなければならない。従来においては、燃焼ガスやダンパ６６から取り込まれるフレッシュエアによって臭気を軽減するか、燃焼式脱臭装置１０２を排気通路６４に設ける等の方法で脱臭していた(図３参照)。

なお、上記臭気濃度は、悪臭防止法施行規則に基づいて定められた「臭気指数及び臭気排出強度の算定の方法」によって算定されるものである。この算定方法によれば、におい袋内に無臭の空気を注入し、更に所定の希釈倍率となるように試料(臭気を伴う気体)を注入して、６人以上のパネル(判定者)に臭気の有無を判定させ、予め定められた正解率が得られなくなる希釈倍率が臭気濃度と定められる。

本実施例において、上記の臭気を伴う煙は、焼成物９２から発生すると、炉体１２内の高温ガスの流れに乗って、側壁下部に開口する排気筒６０に向かわせられる。すなわち、前記の図５において、発生した煙は、鞘１９の上方には向かわず、隙間９４を通って下方に向かうことになる。ところが、隙間９４の近傍には、多数の開口７６を備えた煙吸引配管７０が配設されているので、送風機７２の吸引力により、煙は、矢印ｇに示されるように煙吸引配管７０内に吸い込まれる。ガイド７８は、このように煙を吸い込むに際して、開口７６に向かって煙を案内して集める役割を果たす。

この結果、焼成物９２から発生した煙は、図３に示されるように排気筒５８，６０に流れ込む高温ガスとは殆ど混合されないので、排気通路６４内における臭気濃度は極めて低い値、例えば、300〜500程度に過ぎない。一方、煙吸引配管７０へは、高温ガスは殆ど吸い込まれず専ら煙だけを吸い込むので、吸い込まれる気体量は比較的少量である。すなわち、送風機７２による吸引力はそのように定められる。吸い込まれた煙は、送風機７２の後方に備えられている燃焼式脱臭装置７４内に送り込まれ、例えば800(℃)まで加熱されることにより、燃焼させられて分解され、脱臭される。すなわち、臭気濃度が300以下に低下させられる。

なお、前述したように、煙吸引配管７０は、炉体１２の入口２８から2.5(m)程度の位置まで挿入されており、それよりも焼成帯３４側には開口７６は存在しない。また、入口２８の近傍の80(cm)程度までの範囲にも開口７６が設けられていない。そのため、煙が吸引されるのは、入口２８の位置を0(m)としたとき、0.80〜2.5(m)の範囲とその近傍に留まる。このように設定されている理由を以下に説明する。

図８は、例えば前記表１の品種Ａの焼成物９２の熱重量測定(ＴＧ)の結果を示したものである。図８において、100(℃)程度までは、殆どが水分の蒸発による減量であり、それ以降(それよりも高温)が有機成分の蒸発や分解による減量である。減量は、200(℃)を超えると急激になり、500(℃)程度で略終了する(矢印で示される範囲)。この範囲では有機成分が蒸発分解されてガスが発生するが、このガスは炉内雰囲気温度に応じて煙状態または燃焼状態になると考えられる。例えば、ローラハースキルン１０の200〜700(℃)程度の低温範囲で発生したガスは煙状態になっていると考えられる。

この温度範囲について前記の図７で見ると、鞘１９上部(すなわち焼成物最上部)では入口２８から80(cm)程度の位置で分解ガスが発生し始め、2.5〜3(m)程度の位置で700(℃)を超えて燃焼が開始する。また、鞘１９内部の焼成物９２は、鞘１９上部よりも温度上昇が遅れることから、入口２８から2.5(m)程度の位置で分解ガスが発生し始めるが、既に炉内温度が高いため、発生したガスは燃焼させられる。燃焼開始後には煙が発生しないので煙吸引の必要がない。したがって、煙が発生する範囲に合わせて、0.8〜2.5(m)の範囲に開口７６が設けられているのである。また、これらから明らかなように、焼成帯３４側ほど煙の発生量が少なくなるから、煙吸引配管７０の先端側ほど吸引力を少なくすることができる。そのため、前述したように、開口７６の大きさが先端側ほど小さくされているのである。

上述したように、本実施例によれば、炉体１２内で焼成物９２から発生した煙は、送風機７２によって、その焼成物９２の近傍に備えられた開口７６から煙吸引配管７０内に吸引され、且つ、炉体１２外に位置するその他端側まで導かれ、脱臭装置７４によって800(℃)程度の温度で燃焼させられることにより脱臭される。そのため、煙吸引配管７０の開口７６が焼成物９２の近傍に備えられているため、その焼成物９２から発生した煙は、その開口７６から効率よく吸引されるので、焼成帯３４から流れてくる高温ガス(燃焼ガス)と混じることが抑制される。すなわち、煙吸引配管７０内には専ら煙が吸引され、高温ガスは専ら従来と同様に排気装置４０によって排気されることとなる。したがって、脱臭装置７４に煙と高温ガスとが混合された排気ガスの全量が送られる場合に比較して、その脱臭装置７４で燃焼させるガス量が著しく減じられる。例えば、前記図３において一点鎖線で示されるように排気通路６４に燃焼式脱臭装置１０２が設けられる場合には、50(m³/min)程度の処理能力が要求されていたが、本実施例によれば、その１／５程度の処理能力で足りるのである。

また、本実施例によれば、焼成帯３４から送られた高温ガスは、排気筒６０の吸引口から吸引されることにより、多数のローラ１４の相互間の隙間を通ってその下側の空間内に流れ込み、更に排気装置４０に送られる。そのため、焼成帯３４から第１予熱帯３０に向かい更にその第１予熱帯３０においてローラ１４の下側に向かう気流を炉体１２内に形成できることから、焼成物９２から発生した煙もこの気流に乗って焼成物９２から下方に向かわせられる。したがって、この煙が排出される隙間９４の近傍に開口７６の位置を定めることにより、煙を一層高い効率で吸引することができる。すなわち、煙吸引配管７０に吸引されず排気装置４０に向かう煙量が減じられる。

また、本実施例によれば、煙吸引配管７０は焼成物入口２８から挿入されているが、その先端位置の温度は図７から明らかなようにせいぜい600(℃)程度に留められる。そのため、高い耐熱性が要求されないため、前述したようにステンレス鋼等の取扱いが容易な材料で煙吸引配管７０を構成できる。しかも、炉体１２の入口２８から煙吸引配管７０を挿入するだけでこれを設けることができるので、ローラハースキルン１０の構造の変更が無用である。

以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

本発明の一実施例の連続式焼成炉の一例の全体構成を示す図である。図１の連続式焼成炉の横断面を示す図である。図１の連続式焼成炉の第１予熱帯に備えられた排気装置４０および脱臭装置７４の構成を説明する図である。図３の脱臭装置７４を構成する煙吸引配管７０を説明する図である。煙吸引配管７０の断面構造を説明する図である。図１の焼成炉で処理される焼成物９２が納められる焼成用器を説明する図である。図１の連続式焼成炉における投入後の経過時間と温度との関係を説明する図である。焼成物９２の熱重量測定(TG)の結果の一例である。

符号の説明

１０：ローラハースキルン、１２：炉体、１４：ローラ、２８：焼成物入口、３０：第１予熱帯(低温部)、３４：焼成帯(高温部)、４０：排気装置、４２：脱臭装置ユニット、７０：煙吸引配管、７２：送風機、７４：燃焼式脱臭装置、７６：開口、７８：ガイド

Claims

熱源を有する高温部および排気装置を有する低温部が搬送方向に分けて設けられたトンネル状の炉体を備え、その高温部からその低温部に向かって流れる高温ガスの流通速度をその排気装置で調節してその低温部の温度を制御しつつ、多量の有機成分を含む焼成物をその炉体内を搬送する過程で焼成すると共に、その炉体内でその焼成物から発生する臭気を伴う生成ガスを脱臭して排出する形式の連続式焼成炉であって、
一端が前記炉体内に位置し且つ他端がその炉体外に位置すると共にその一端側のうち前記生成ガスの発生領域内の前記焼成物の近傍となる位置に複数個の開口を備えた生成ガス吸引配管と、
前記複数個の開口から前記生成ガスを吸引し且つ前記生成ガス吸引配管の他端に向かって流すための送風機と、
前記生成ガス吸引配管の他端側に導かれた前記生成ガスを所定温度で燃焼させて脱臭するためにその他端側に設けられた脱臭装置と
を、含むことを特徴とする連続式焼成炉。
前記炉体は前記焼成物の搬送方向に垂直な軸心回りに回転させられる多数のローラによってその焼成物を支持し且つ搬送するものであり、
それら多数のローラの下側に備えられた空間に開口する吸引口が前記排気装置に接続して備えられたものである請求項１の連続式焼成炉。
前記生成ガス吸引配管は前記焼成物の入り口側に位置する前記炉体の低温側開口部から高温側に向かって挿入されたものである請求項１の連続式焼成炉。
前記複数個の開口は前記低温側から前記高温側に向かうに従って開口径が小さくなるものである請求項１の連続式焼成炉。
前記生成ガスを前記複数個の開口に導くための案内板が前記生成ガス吸引配管の長手方向に沿って設けられたものである請求項１の連続式焼成炉。