JP2013180940A

JP2013180940A - 生石灰製造装置

Info

Publication number: JP2013180940A
Application number: JP2012047500A
Authority: JP
Inventors: Junichi Terasaki; 淳一寺崎
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-12

Abstract

【課題】生石灰を製造する際にＣＯ_２ガスの大気への放出量を削減すると共に、エネルギーの消費を抑制する。
【解決手段】炉（本体）２１の外側に、電磁誘導加熱により炉内を加熱するためのコイル２２を巻回した外熱式キルンと２、外熱式キルンに石灰石Ｃを供給する石灰石供給装置とを備える生石灰製造装置１。外熱式キルンの排ガスＧ３からＣＯ_２を回収するＣＯ_２回収システム５を備えることができる。外熱式キルンの排ガスＧ１を集塵する集塵装置３と、集塵装置の排ガスＧ２’を外熱式キルンに戻す循環ルート６を設け、外熱式キルンにＣＯ_２ガスを循環、濃縮させることでキルン排ガスのＣＯ_２濃度をさらに高めることができる。外熱式キルンの排ガスから熱を回収して発電する発電装置を設け、発電装置からコイル２２に給電し、生石灰の製造コストを低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生石灰製造装置に関し、特に、ＣＯ_２ガスの大気への排出を抑制しながら生石灰を製造する装置に関する。

石灰石を焼成して生石灰を製造し、さらに生石灰から化学的に炭酸カルシウム（軽質炭酸カルシウム）を製造する際には、多量のＣＯ_２ガスが発生するため、大気への排出抑制が望まれる。

直接加熱式の石灰焼成炉で生石灰を製造する際には、石炭等を燃料として焼成されるため、石灰石から脱炭酸したＣＯ_２は燃焼ガスと混合されてＣＯ_２濃度が低下すると共に、混合ガスにはＣＯ_２の回収にあたっての妨害成分が含まれる。そのため、上記燃焼炉はＣＯ_２の回収に適さない。また、石炭等に含まれる灰分が石灰と反応して焼結の要因となる。

そこで、特許文献１には、石灰石を高温燃焼ガスに直接接触させることなく間接的に焼成することにより、燃料の如何にかかわらず純度の高い生石灰を得ると共に、焼成時に発生するＣＯ_２を高濃度で回収する間接加熱式石灰石焼成炉が提案されている。

特開２００４−２３１４２４号公報

しかし、間接加熱によって石灰石を焼成した場合には、炉内のＣＯ_２濃度が１００％近くになるため、ＣＯ_２の回収に適するが、図２に示すように、石灰石の脱炭酸が起こる温度は、雰囲気中のＣＯ_２ガス濃度が高くなるに従って上昇し、大気雰囲気では８２１℃（図２（ａ）参照）であるのに対し、ＣＯ_２雰囲気では９４７℃（図２（ｂ）参照）と高温になる。そのため、上記特許文献１に記載の間接加熱式石灰石焼成炉において、化石燃料を燃焼させて高温ガスを得ようとすると、この化石燃料の燃焼によって多量のＣＯ_２ガスが発生するという問題がある。

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、ＣＯ_２ガスの大気へ放出量を削減すると共に、廃熱の利用・回収が可能な省エネルギー型の生石灰製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、生石灰製造装置であって、炉の外側に、電磁誘導加熱により炉内を加熱するためのコイルを巻回した外熱式キルンと、該外熱式キルンに石灰石を供給する石灰石供給装置とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、外熱式キルンに供給した石灰石を、炉内で電磁誘導加熱により加熱して生石灰を製造するため、化石燃料等を燃焼させることがなく、ＣＯ_２ガスの大気へ放出量を削減することができる。また、間接加熱式であるため、炉内のＣＯ_２濃度が１００％近くになり、ＣＯ_２の回収に適する。

上記生石灰製造装置は、前記外熱式キルンの排ガスからＣＯ_２を回収するＣＯ_２回収システムを備えることができ、ＣＯ_２の回収に適した外熱式キルンの排ガスから効率よくＣＯ_２を回収することができる。

また、上記生石灰製造装置は、前記外熱式キルンの排ガスを集塵する集塵装置と、該集塵装置の排ガスを前記外熱式キルンに戻す循環ルートとを備えることができる。これにより、外熱式キルンにＣＯ_２ガスを循環、濃縮させることができ、キルン排ガスのＣＯ_２濃度をさらに高めることができる。

さらに、上記生石灰製造装置は、前記外熱式キルンの排ガスからの熱を利用・回収して発電する発電装置を備え、該発電装置から前記コイルに給電することができ、生石灰の製造コストを低減することができる。

以上のように、本発明によれば、ＣＯ_２ガスの大気への放出量の削減が可能な生石灰製造装置を提供することができる。

本発明に係る生石灰製造装置の一実施の形態を示す全体構成図である。炭酸カルシウムの加熱状況を示すグラフであって、（ａ）は大気雰囲気で、（ｂ）はＣＯ_２雰囲気で、各々炭酸カルシウム純薬を用い、昇温速度１０℃／分で測定した結果を示す。

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。

図１は、本発明に係る生石灰製造装置の一実施の形態を示し、この生石灰製造装置１は、生石灰を焼成する外熱式キルン２と、外熱式キルン２の排ガスＧ１を集塵する集塵装置３と、集塵装置３の排ガスＧ２から熱回収する熱回収装置４と、熱回収装置４の排ガスＧ３からＣＯ_２を回収するＣＯ_２回収システム５等で構成される。

外熱式キルン２は、円筒状の本体２１と、本体２１の外側に、電磁誘導加熱により本体２１内を加熱するためのコイル２２と、外熱式キルン２の窯前部２３に原料としての石灰石Ｃを供給する入口シュート２４と、窯尻部２５から製品としての生石灰Ｑを排出する排出装置２６等で構成される。入口シュート２４の前段には、石灰石供給装置（不図示）が配置される。尚、電磁誘導加熱とは、交流電源に接続されたコイル２２によって本体２１の表面付近に高密度のうず電流を発生させ、その際に生じたジュール熱で本体２１の表面を加熱するものである。

集塵装置３は、外熱式キルン２の窯尻部２５から排出された排ガスＧ１を集塵するために備えられ、サイクロンや高温バグフィルタ等を用いることができる。集塵装置３で回収されたダストＤは、外熱式キルン２の窯前部２３に戻す、又は製品として回収する。

熱回収装置４は、集塵装置３の排ガスＧ２から熱回収するために備えられ、熱交換器や廃熱ボイラ等を用いることができる。

ＣＯ_２回収システム５は、熱回収装置４の排ガスＧ３からＣＯ_２を回収するために設けられ、二酸化炭素を反応吸収するアミン等のアルカリ溶液を用いてＣＯ_２を分離・回収する化学吸収法や、高圧でメタノール、ポリエチレングリコール等の溶解度を上げた液体にＣＯ_２を物理的に吸収して分離・回収する物理吸収法等を用いた一般的なシステムを使用することができる。

次に、上記構成を有する生石灰製造装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。

外熱式キルン２の本体２１に巻回したコイル２２に給電し、電磁誘導によって本体２１の内部を加熱すると共に、石灰石供給装置（不図示）より石灰石Ｃを入口シュート２４、窯前部２３を介して本体２１の内部に供給し、石灰石Ｃを加熱する。

本体２１の内部で石灰石Ｃを９５０℃程度に加熱して脱炭酸させる。脱炭酸により生成した生石灰Ｑは、窯尻部２５、排出装置２６を介して製品として排出される。石灰石Ｃの脱炭酸により生じたＣＯ_２を大量に含む排ガスＧ１は、集塵装置３に導入され、ダストＤが回収された後、排ガスＧ２として熱回収装置４に供給され、熱回収される。この際、表１に示すように、ＣＯ_２は比熱が大きいため、効果的に熱回収される。集塵装置３で回収されたダストＤは、窯前部２３を介して本体２１に戻される。

上記熱回収装置４を熱交換器とした場合には、ガスや液体の昇温に用いることができ、外熱式キルン２の入口シュート２４に供給される石灰石の予熱に用いることもできる。また、熱回収装置４を廃熱ボイラとし、このボイラで発生させた蒸気で発電する発電装置を設け、発生した電力を外熱式キルン２のコイル２２に給電してもよい。

また、集塵装置３から排出される一部の排ガスＧ２’を循環ルート６を介して外熱式キルン２の本体２１に戻す。これにより、ＣＯ_２を濃縮させ、さらに排ガスＧ１のＣＯ_２濃度を高めることができる。尚、循環ルート６を設けずに、集塵装置３から排出される排ガスのすべてを熱回収装置４に導入することもできる。

次に、熱回収装置４の排ガスＧ３は、ＣＯ_２回収システム５に導入され、ＣＯ_２が回収される。排ガスＧ３のＣＯ_２濃度が高いため効率よくＣＯ_２を回収し、後段で高純度のＣＯ_２を貯留することなどが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、外熱式キルン２に供給した石灰石Ｃをコイル２２を用いた電磁誘導加熱により加熱して生石灰Ｑを製造するため、化石燃料等を燃焼させた場合のＣＯ_２ガスが発生せず、ＣＯ_２ガスの大気への放出量を削減することができる。

１生石灰製造装置
２外熱式キルン
３集塵装置
４熱回収装置
５ＣＯ_２回収システム
６循環ルート
２１本体
２２コイル
２３窯前部
２４入口シュート
２５窯尻部
２６排出装置
Ｃ石灰石
Ｄダスト
Ｇ１〜Ｇ３排ガス
Ｑ生石灰

Claims

炉の外側に、電磁誘導加熱により炉内を加熱するためのコイルを巻回した外熱式キルンと、
該外熱式キルンに石灰石を供給する石灰石供給装置とを備えることを特徴とする生石灰製造装置。
前記外熱式キルンの排ガスからＣＯ_２を回収するＣＯ_２回収システムを備えることを特徴とする請求項１に記載の生石灰製造装置。
前記外熱式キルンの排ガスを集塵する集塵装置と、
該集塵装置の排ガスを前記外熱式キルンに戻す循環ルートとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の生石灰製造装置。
前記外熱式キルンの排ガスから熱を回収して発電する発電装置を備え、該発電装置から前記コイルに給電することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の生石灰製造装置。