JP2011168445A - 粉体状炭酸カルシウムの焼成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】間接加熱型キルンを使用して粉体状の炭酸カルシウムを焼成して酸化カルシウムを製造する方法において,粉体状の炭酸カルシウムを原料として間接加熱型キルンを焼成炉に適用し、焼成温度は800〜900℃として高活性酸化カルシウムを製造しうるものとし,その熱回収過程で焼成された酸化カルシウムが再炭酸化して,焼成装置の熱回収部で固着・閉塞トラブルの発生を防止するために再炭酸化温度領域を急速に脱出させるための手段を講ずるものとした。
【選択図】 図4
Description
(i)図1及び図2は、従来の流動層炉を用いて粒径1〜3mmの炭酸カルシウムの焼成実験を行った結果を示すグラフである。図1には、炭酸カルシウムの焼成温度(流動層炉内のフリーボード部の温度)と活性度の測定結果を示す。この測定では、焼成された酸化カルシウムを10分間で中和するために要する塩酸(4規定液による)の消費量により、酸化カルシウムの活性を評価している。焼成温度850〜900℃の比較的低温域で、活性の最大値を示している。一方、図2は流動層から飛散した微粉炭酸カルシウムの焼成温度(流動層炉内のフリーボード部の温度)と焼成率の測定結果を示す。焼成温度が低くなるほど、焼成された酸化カルシウムの強熱減量(炭酸カルシウムの未焼成分に相当)が増加する。
P[MPa]=452exp(−21441/(T+179)+17.01)
上式からCaOは雰囲気中のCO2分圧P未満にすると再炭酸化を防止できる。図3は炭酸カルシウムの熱分解の平衡温度と、CO2分圧との関係を示したグラフである。実線は特許文献4の式に基づいており、破線は非特許文献1に記載の式に基づいている。石灰石の産地、性状により若干の差異を生ずるが、ほぼ同じ傾向を示しており、CO2分圧が高くなるほど、CaCO3の熱分解平衡温度は高くなる。これらの曲線を境界として、高温側が熱分解領域(CaO+CO2)となり、低温側が結合領域(CaCO3)となる。従って、CaOを含む所定の温度の燃焼ガスにおいて、CaOの再炭酸化を防止するためには、その温度で熱分解領域となるようにCO2分圧を調整する必要がある。つまり、CO2分圧が高すぎる場合は、これを低減する必要がある。
(1)本発明による粉体状炭酸カルシウムの焼成炉は、密封された円筒状容器を焼成部とし,被焼成物を円筒焼成部内を円筒軸方向に移動させる機能を有し,円筒焼成部の外部より加熱する間接加熱型キルンである。
焼成用キルンより流出した排出ガス中に冷空気または水を混合して600℃以下に急速冷却することにより、焼成後の燃焼ガスに含まれるCO2分圧を低減し,または水酸化カルシウムとして再炭酸化を生ずることなく、コーティング閉塞現象を防止することが粉体状炭酸カルシウム焼成方法のキーポイントである。
試料;ライムケーキ乾燥品 50 kg/h(試験試料は別途乾燥したものを使用)
成 分 CaCO3; 87.5%
有機物; 10.5%
水 分; 1.0% 以下
その他; 1.0%
間接外熱型キルン(300Φ×4000L) による焼成試験
焼成温度
750℃
800℃
850℃
900℃
実施例
32〜40%
82〜87%
88〜91%
92〜95%
2,3,4,8:空気
4a:冷却混合部
5:燃料
6:燃焼ガス発生炉
7:燃焼ガス発生炉用送風機
9:煙突
18;酸化カルシウム,または水酸化カルシウム
19;水蒸気分離部
10,20:間接加熱型キルン
10a,20a;キルンギブ加熱部
11,21:キルン原料供給口
12,22:キルン排出口
13,23;熱流体入口
14,24; 熱流体出口
15 ; 熱流体冷却口
25;ガス・ガス・ヒーター
16,26; バグフイルター
17,27; 誘引通風機
28;灰
(i)図1及び図2は、従来の流動層炉を用いて粒径1〜3mmの炭酸カルシウムの焼成実験を行った結果を示すグラフである。図1は炭酸カルシウムの焼成温度(流動層炉内のフリーボード部の温度)と活性度の測定結果を示す。この測定では、焼成された酸化カルシウムを10分間で中和するために要する塩酸(4規定液による)の消費量により、酸化カルシウムの活性を評価している。焼成温度850〜900℃の比較的低温域で、活性の最大値を示している。一方、図2は流動層から飛散した微粉炭酸カルシウムの焼成温度(流動層炉内のフリーボード部の温度)と焼成率の測定結果を示す。焼成温度が低くなるほど、焼成された酸化カルシウムの強熱減量(炭酸カルシウムの未焼成分に相当)が増加する。
P[MPa]=452exp(−21441/(T+179)+17.01)
上式からCaOは雰囲気中のCO2分圧P未満にすると再炭酸化を防止できる。図3は炭酸カルシウムの熱分解の平衡温度と、CO2分圧との関係を示したグラフである。実線は特許文献5の式に基づいており、破線は非特許文献1に記載の式に基づいている。石灰石の産地、性状により若干の差異を生ずるが、ほぼ同じ傾向を示しており、CO2分圧が高くなるほど、CaCO3の熱分解平衡温度は高くなる。これらの曲線を境界として、高温側が熱分解領域(CaO+CO2)となり、低温側が結合領域(CaCO3)となる。従って、CaOを含む所定の温度の燃焼ガスにおいて、CaOの再炭酸化を防止するためには、その温度で熱分解領域となるようにCO2分圧を調整する必要がある。つまり、CO2分圧が高すぎる場合は、これを低減する必要がある。
(1)本発明では粉体状炭酸カルシウムの焼成炉は、密封された円筒状容器を焼成部とし、披焼成物を円筒焼成部内を円筒軸方向に移動させる機能を有し、円筒焼成部外部より加熱する間接加熱型キルンである。
焼成用キルンより流出した排出ガス中に冷空気または水を混合して600℃以下に急速冷却することにより、焼成後の燃焼ガスに含まれるCO2分圧を低減し、または水酸化カルシウムとして再炭酸化を生ずることなく、コーティング閉塞現象を防止す
ることが粉体状炭酸カルシウム焼成方法のキーポイントである。
試料;ライムケーキ乾燥品 50 kg/h(試験試料は別途乾燥したものを使用)
成 分 CaCO3; 87.5%
有機物; 10.5%
水 分; 1.0% 以下
その他; 1.0%
間接外熱型キルン(300Φ×4000L) による焼成試験
焼成温度
750℃
800℃
850℃
900℃
焼成率
32〜40%
82〜87%
88〜91%
92〜95%
2,3,4,8:空気
4a:冷却混合部
5:燃料
6:燃焼ガス発生炉
7:燃焼ガス発生炉用送風機
9:煙突
18;酸化カルシウム,または水酸化カルシウム
19;水蒸気分離部
10;乾燥用キルン
20:焼成用キルン
10a,20a;キルン加熱部
11,21:キルン原料供給口
12,22:キルン排出口
13,23;熱流体入口
14,24; 熱流体出口
15 ; 熱流体冷却口
25;ガス・ガス・ヒーター
16,26; バグフイルター
17,27; 誘引通風機
28;灰
(i)図1及び図2は、従来の流動層炉を用いて粒径1〜3mmの炭酸カルシウムの焼成実験を行った結果を示すグラフである。図1は炭酸カルシウムの焼成温度(流動層炉内のフリーボード部の温度)と活性度の測定結果を示す。この測定では、焼成された酸化カルシウムを10分間で中和するために要する塩酸(4規定液による)の消費量により、酸化カルシウムの活性を評価している。焼成温度850〜900℃の比較的低温域で、活性の最大値を示している。一方、図2は流動層から飛散した微粉炭酸カルシウムの焼成温度(流動層炉内のフリーボード部の温度)と焼成率の測定結果を示す。焼成温度が低くなるほど、焼成された酸化カルシウムの強熱減量(炭酸カルシウムの未焼成分に相当)が増加する。
P[MPa]=452exp(−21441/(T+179)+17.01)
上式からCaOは雰囲気中のCO2分圧P未満にすると再炭酸化を防止できる。図3は炭酸カルシウムの熱分解の平衡温度と、CO2分圧との関係を示したグラフである。実線は特許文献5の式に基づいており、破線は非特許文献1に記載の式に基づいている。石灰石の産地、性状により若干の差異を生ずるが、ほぼ同じ傾向を示しており、CO2分圧が高くなるほど、CaCO3の熱分解平衡温度は高くなる。これらの曲線を境界として、高温側が熱分解領域(CaO+CO2)となり、低温側が結合領域(CaCO3)となる。従って、CaOを含む所定の温度の燃焼ガスにおいて、CaOの再炭酸化を防止するためには、その温度で熱分解領域となるようにCO2分圧を調整する必要がある。つまり、CO2分圧が高すぎる場合は、これを低減する必要がある。
(1)本発明では粉体状炭酸カルシウムの焼成炉は、密封された円筒状容器を焼成部とし、披焼成物を円筒焼成部内を円筒軸方向に移動させる機能を有し、円筒焼成部外部より加熱する間接加熱型キルンである。
焼成用キルンより流出した排出ガス中に冷空気または水を混合して600℃以下に急速冷却することにより、焼成後の燃焼ガスに含まれるCO2分圧を低減し、または水酸化カルシウムとして再炭酸化を生ずることなく、コーティング閉塞現象を防止す
ることが粉体状炭酸カルシウム焼成方法のキーポイントである。
試料;ライムケーキ乾燥品 50 kg/h(試験試料は別途乾燥したものを使用)
成 分 CaCO3; 87.5%
有機物; 10.5%
水 分; 1.0% 以下
その他; 1.0%
間接外熱型キルン(300Φ×4000L) による焼成試験
焼成温度 750℃ 800℃ 850℃ 900℃
焼成率 32〜40%,82〜87%,88〜91%,92〜9
2,3,4,8:空気
4a:冷却混合部
5:燃料
6:燃焼ガス発生炉
7:燃焼ガス発生炉用送風機
9:煙突
18;酸化カルシウム,または水酸化カルシウム
19;水蒸気分離部
10;乾燥用キルン
20:焼成用キルン
10a,20a;キルン加熱部
11,21:キルン原料供給口
12,22:キルン排出口
13,23;熱流体入口
14,24; 熱流体出口
15; 熱流体冷却口
25;ガス・ガス・ヒーター
16,26; バグフイルター
17,27; 誘引通風機
28;灰
Claims (1)
- 内筒と外筒を備え該外筒に加熱用熱流体を流すことにより該内筒の内部を加熱する間接外熱型キルンを用いて燃焼ガス発生炉よりの燃焼ガスを間接外熱型キルンの加熱側熱流体として当該キルン内筒を加熱して粉体状の炭酸カルシウムを焼成し酸化カルシウムを製造する方法において、供給原料がライムケーキの場合はライムケーキ含有の有機物を焼却するための空気を併給して有機物を燃焼し、当該間接外熱型キルンより流出する酸化カルシウムと随伴ガスに対してキルン流出直後,または熱回収系で冷空気、または水を供給して600℃以下に急速冷却すると同時に二酸化炭素分圧を低減し,または水酸化カルシウムとして再炭酸化防止する手段を有する粉体状炭酸カルシウムの焼成方法。
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JP2010033741A JP4825994B2 (ja) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | 粉体状炭酸カルシウムの焼成方法 |
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