JP2018012093A - フライアッシュの加熱焼成装置及び焼成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、フライアッシュ原粉は、シリカ(SiO2)が主成分であり、アルミナ(Al2O3)が含まれていても良い。
フライアッシュ貯留器3は、軸心が上下方向を向いた内部が中空の筒状で、上端に投入口3cが設けられ、当該筒状の下部は下方に向かって縮径し、当該筒状の下部下端には、連結口3aを下端に備えた連結管3bが連結されている。そして、連結口3aを介して、フライアッシュ貯留器3は、定量供給装置4の供給管17に連結されている。
予熱装置10は、炭素高温酸化炉9の排気ガス口9aに一端が連結されて排気ガスを吸引する余熱供給パイプ13と、この余熱供給パイプ13の他端に連結されてフライアッシュ貯留器3の近接位置で前記排気ガスを循環させる環状の余熱循環パイプ11と、余熱循環パイプ11に一端が連結されて前記排気ガスを他端の除塵装置6へ排出するための排出パイプ14と、排出パイプ14の途中に設けられて排気ガスの排気の実行/停止を切り替えるコントロール弁16と、余熱循環パイプ11で循環する排気ガスの温度を検知して前記コントロール弁16による排気の実行/停止の切り替え信号とする温度センサ15と、を備えている。
最終的に、余熱循環パイプ11から排出された低温の排気ガスは、除塵装置6を介して、排気装置7から加熱改質システム1外に排出される。
図2に示すように、定量供給装置4は、円筒状で、軸心が略水平方向を向いている供給管17と、供給管17の軸心上に配置され軸回りに回転可能なシャフト18と、シャフト18の外周面に周設されシャフト18と共に回転することにより供給管17内部において予熱されたフライアッシュ原粉を搬送するスクリュー19と、シャフト18を軸回りに回転駆動させる駆動装置20とを備えている。
加熱焼成装置2は、フライアッシュ原粉(特に内部に含まれている未燃カーボン)を加熱する電力加熱装置8(加熱装置)と、未燃カーボンを燃焼させる炭素高温酸化炉9(燃焼炉)とを備えている。
電力加熱装置8は、加熱処理管21と、誘導コイル22と、高周波誘導加熱電源(高周波インバータ)23と、誘導コイル22と高周波誘導加熱電源23との間に接続された高周波変換器フィーダ24と、高周波誘導加熱電源23の出力をコンピュータ制御する制御装置25と、加熱処理管21に取り付けられ温度の測定をする温度センサTSと、を備えている。
加熱処理管21の内部は、フライアッシュ原粉が詰まっていて酸素(空気)が殆ど無い状態、言い換えれば未燃カーボンの発火(自燃)に必要な量の酸素(空気)が無い状態、さらに言えば、フライアッシュ原粉に酸素(空気)が殆ど触れない状態(フライアッシュや未燃カーボン等の粒子が互いに接触し合っている隙間に存在している酸素(空気)程度しか触れない状態)に保たれている。このため、加熱処理管21の内部で未燃カーボンが発火(自燃)して想定温度よりも温度上昇することを防止できる。
図3に示すように、炭素高温酸化炉9は、軸心が略水平方向を向いた内部が中空の円筒状の窯である炉体26と、炉体26を軸心の回りに回転可能に下部で支持する炉体支持部27と、炉体26の一端部を覆う投入側フード28と、炉体26の他端部を覆う排出側フード29とを備えた回転式の炉である。
炉体26の外部には、室内の温度上昇を防止する適宜の冷却装置(図示省略)が設けられている。
図1に示したように、除塵装置6は、前段のサイクロン6aと後段のバグフィルター6bとを備えている。前段のサイクロン6aには、フライアッシュ貯留器3の予熱装置10から、温度が低下した排気ガスを排出するための排出パイプ14と、炭素高温酸化炉9の排気ガス口9aから排出された後、熱交換器32で冷却された排気ガスが流動する排気ガス管31とが、連結されている。
排気装置7は、除塵装置6で粉塵等が除去された排気ガスを誘引ファン7aで誘引した後、排気塔7bを介して加熱改質システム1外に排出する。
冷却設備5は、炭素高温酸化炉9の排出口35から排出された、含有する未燃カーボンが燃焼により減少したフライアッシュ原粉を受け入れ、冷却処理する。
燃焼炉は、炭素高温酸化炉9に対応し、
撹拌手段は、炉体26、スクリュー羽根26c、及び炉体支持部27に対応し、
酸素供給手段は、吹き込みノズル34に対応し、
燃焼手段は、助燃バーナー33に対応し、
加熱装置は、電力加熱装置8に対応し、
搬送管は、加熱処理管21に対応し、
酸素不要加熱手段は、誘導コイル22、高周波誘導加熱電源23、高周波変換器フィーダ24、及び制御装置25に対応し、
誘導コイルは、誘導コイル22、前段コイル22a、中段コイル22b、及び後段コイル22cに対応し、
高周波電源は、高周波誘導加熱電源23、電源23a、電源23b、及び電源23cに対応し、
投入口は、投入口30aに対応し、
排出部は、排出口35に対応し、
噴出孔は、噴出孔33aに対応し、
開口面は、開口面30bに対応するが、本願発明は本実施形態に限られず他の様々な実施形態とすることができる。
2…加熱焼成装置
3…フライアッシュ貯留器
4…定量供給装置
5…冷却設備
6…除塵装置
7…排気装置
8…電力加熱装置
9…炭素高温酸化炉
10…予熱装置
20…駆動装置
21…加熱処理管
22…誘導コイル
23…高周波誘導加熱電源
24…高周波変換器フィーダ
25…制御装置
26…炉体
27…炉体支持部
30…投入部
30a…投入口
30b…開口面
33…助燃バーナー
33a…噴出孔
34…吹き込みノズル
35…排出口
Claims (8)
- フライアッシュと未燃カーボンとを含む原粉の少なくとも前記未燃カーボンを燃焼し減少させる燃焼炉を有する加熱焼成装置であって、
前記燃焼炉は、炉内の前記未燃カーボンを撹拌させる撹拌手段と、前記炉内に酸素を供給する酸素供給手段と、前記酸素供給手段から供給された酸素で充満する前記炉内に向けて燃料を燃焼させる燃焼手段とを有し、
前記燃焼炉の前段に、前記燃焼炉へ供給する前記原粉中の少なくとも前記未燃カーボンを、前記未燃カーボンの発火温度に対して少なくとも200℃低い温度より高く設定された加熱設定温度以上に加熱する加熱装置を備えた
加熱焼成装置。 - 前記加熱装置は、
前記燃焼炉へ前記原粉を搬送する搬送管と、
前記搬送管内に酸素を供給せずに、前記搬送管内の前記未燃カーボンを前記加熱設定温度以上に加熱する酸素不要加熱手段とを有する
請求項1記載の加熱焼成装置。 - 前記酸素不要加熱手段は、誘導コイルと、前記誘導コイルに接続された高周波電源とを有し、
前記高周波電源から交流電流が供給された前記誘導コイルの近傍に配置された前記搬送管内の前記未燃カーボン又は/及び前記搬送管を誘導加熱により加熱する
請求項2記載の加熱焼成装置。 - 前記燃焼炉は、前記加熱装置で加熱された前記未燃カーボンを含む前記原粉を前記燃焼炉内に投入する投入口と、前記投入口と対向する位置で前記原粉が燃焼して改質された改質フライアッシュを排出する排出部を備え、
前記燃焼炉内における前記排出部側に、前記燃焼手段の燃料の噴出孔が配置されている
請求項1から3の何れかに記載の加熱焼成装置。 - 前記投入口は、開口面が水平より上方を向いている
請求項4記載の加熱焼成装置。 - 前記加熱装置の前段に、前記原粉を前記加熱装置に供給する定量供給装置を、
さらに備え、
前記定量供給装置が前記加熱装置へ供給する前記原粉の供給量と前記高周波電源の出力の少なくとも一方を調整して、前記未燃カーボンを加熱する
請求項3記載の加熱焼成装置。 - 前記燃焼炉内の燃焼空間体積に対して、前記燃焼炉内の前記フライアッシュが占める体積を3割以下とし、
かつ、前記搬送管内の加熱空間体積に対して、前記搬送管内の前記フライアッシュが占める体積を8割以上とし、
前記燃焼空間体積に対して前記加熱空間体積を半分以下とした
請求項1から6のいずれか1つに記載の加熱焼成装置。 - フライアッシュと未燃カーボンとを含む原粉の少なくとも前記未燃カーボンを燃焼し減少させる燃焼炉を有する加熱焼成装置であって、前記燃焼炉は、炉内の前記未燃カーボンを撹拌させる撹拌手段と、前記炉内に酸素を供給する酸素供給手段と、前記酸素供給手段から供給された酸素で充満する前記炉内に向けて燃料を燃焼させる燃焼手段と、を有し、前記燃焼炉の前段に、前記燃焼炉へ供給する前記原粉中の少なくとも前記未燃カーボンを、前記未燃カーボンの発火温度に対して少なくとも200℃低い温度より高く設定された加熱設定温度以上に加熱する加熱装置を備えた加熱焼成装置を用いて、
前記原粉中の少なくとも前記未燃カーボンを、前記加熱装置で、前記未燃カーボンの発火温度に対して少なくとも200℃低い温度より高く設定された加熱設定温度以上に加熱し、加熱された前記未燃カーボンを、前記酸素供給手段が供給する酸素が充満し、且つ、前記燃焼手段で燃焼する燃料からの発熱により前記未燃カーボンの発火温度以上に加熱された前記燃焼炉内で、前記未燃カーボンを撹拌手段で撹拌させながら自燃させる焼成方法。
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