JP3032198B1 - 石灰泥の焼成方法及び装置 - Google Patents
石灰泥の焼成方法及び装置Info
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Abstract
率の石灰泥焼成装置を提供する。 【解決手段】 粒状の流動媒体で流動層が形成される流
動層乾燥機10に石灰泥を原料として投入し乾燥させた
後、乾燥排ガスから乾燥機サイクロン52で捕捉された
乾燥微粉原料を主原料として粒状の流動媒体で流動層が
形成される流動層焼成炉14に導入し焼成して生石灰微
粉とし、流動層焼成炉14からの排ガスを焼成炉サイク
ロン26に導入して排ガスから焼成生石灰微粉を分離・
捕集し、捕集された生石灰微粉を気流式クーラ30に投
入し冷却用空気と接触させて冷却し、焼成炉サイクロン
26からの排ガスを流動層乾燥機10の風箱に導入し流
動化ガス兼乾燥用ガスとして用いるとともに熱回収す
る。
Description
CaCO3 からなる)を流動層焼成して生石灰(Ca
O)微粉を製造する石灰泥の焼成方法及び装置に関する
ものである。
や製糖プロセス等に生石灰が使用されており、副産物と
して、不純物を含む高水分の石灰泥が生成される。従
来、石灰泥の一部は気流乾燥機付ロータリキルン等で焼
成されて生石灰として再生され利用されているが、石灰
泥の大半は廃棄処分されている。
成する場合、ロータリキルンは熱効率が悪いため設備が
大型化する。一方、流動層炉で石灰石を焼成する装置は
熱効率が良く、装置を小型化することができるが、原料
粒度は数mmのオーダーに限定され、μm オーダーの石灰
泥を焼成することは困難であった。その理由は、通常、
流動化速度は原料粒度にほぼ比例するので、石灰泥を焼
成するためには炉径を大きくして流動化速度を小さくす
る必要があり、流動化速度が小さいことにより、微粉が
造粒され流動化停止に至るからである。
及び装置としては、例えば、特開昭54−66398号
公報に、石灰泥原料と石灰泥乾燥粉(乾粉原料)とをパ
ドルミキサで撹拌混合した後、ケージミルを有する気流
乾燥機で粉砕しながらキルン排ガスで気流乾燥し、つい
でサイクロンで集塵し、捕集された乾燥粉の一部を気流
式仮焼炉で仮焼した後、ロータリキルンで焼成する石灰
泥回収方法及び装置が記載されている。
流動層焼成炉とその上方のサスペンションプレヒータと
の間に、流動層型又は噴流層型の仮焼装置(熱交換器)
を配設した粉粒状原料の予熱装置が開示されている。
6398号公報記載の方式では、高水分の石灰泥を気流
乾燥機で乾燥させるために、パドルミキサ及びケージミ
ルが必要になり、装置が複雑になるばかりでなくメンテ
ナンスのための停止時間及び費用も多大となる。また、
気流式仮焼炉のみでは滞留時間が短いため十分仮焼する
ことができないので、ロータリキルンが不可欠となる
が、熱効率が悪く装置が大型化するという問題がある。
記載の方式では、流動層は非常に高伝熱性であるので小
型でかつコンパクトな装置となり、均一な高品質の焼成
品が得られるとされているが、通常、流動層はmmオーダ
ーの原料を処理するのに適しており、乾燥された石灰泥
のような微粉の場合は、正常な流動層を形成するために
流動化速度を小さくしなければならないので、炉径を大
きくする必要があり大型化するので、流動層を採用する
ことができない。
すれば、焼成された生石灰が再炭酸化して炭酸カルシウ
ムになり、装置内壁等に付着するという問題がある。本
発明は、上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目
的は、流動層炉を小型化、コンパクト化することがで
き、かつ、生石灰の再炭酸化の問題も生じることのな
い、高熱効率の石灰泥流動層焼成方法及び装置を提供す
ることにある。
めに本発明の石灰泥の焼成方法は、粒状の流動媒体で流
動層が形成される流動層乾燥機に石灰泥を原料として投
入し乾燥させた後、乾燥排ガスから捕捉された乾燥微粉
原料を主原料として粒状の流動媒体で流動層が形成され
る流動層焼成炉に導入し焼成して生石灰微粉とし、流動
層焼成炉からの排ガスを焼成炉サイクロンに導入して排
ガスから焼成生石灰微粉を分離・捕集し、捕集された生
石灰微粉を気流式クーラに投入し冷却用空気と接触させ
て冷却し、焼成炉サイクロンからの排ガスを流動層乾燥
機に導入し流動化ガス兼乾燥用ガスとして用いるととも
に熱回収するように構成されている(図1〜図5参
照)。
動媒体及び造粒された乾燥原料、並びに乾燥排ガスから
捕捉された乾燥微粉原料を流動層焼成炉の流動層内に導
入する場合もある(図2、図5参照)。また、流動層乾
燥機からの排ガスをサイクロン等の乾燥機集塵器に導入
して排ガスから乾燥された微粉原料を分離・捕集し、捕
集された微粉原料を流動層焼成炉の流動層内に供給する
ことが好ましい(図1、図2、図4、図5参照)。この
場合、乾燥機集塵器で捕集された微粉原料をエジェクタ
ーにより流動層焼成炉の流動層内に吹き込むことが好ま
しい(図1、図2、図4、図5参照)。
当量の流動媒体を流動層乾燥機又は/及び流動層焼成炉
に投入することが好ましい(図1、図2、図4、図5参
照)。粒状の流動媒体は平均粒径数mmのオーダー、すな
わち、0.5〜6mm、望ましくは1〜3mmの流動媒体で
ある。平均粒径が上記の範囲未満の場合は、炉径が大き
くなり経済的に不利なばかりでなく、原料が造粒されて
流動化停止に至ることとなり、一方、平均粒径が上記の
範囲を超える場合は、流動化流速が速いため、微粉の滞
留時間が不足し、十分焼成されないこととなる。また、
気流式クーラは1段又は複数段のサイクロンで構成さ
れ、冷却後の熱風を流動層焼成炉に導入し流動化兼燃焼
用空気として用いることが好ましい(図1、図2、図
4、図5参照)。
料として投入し乾燥させるための、粒状の流動媒体で流
動層が形成される流動層乾燥機と、流動層乾燥機からの
排ガスから乾燥微粉原料を捕集するためのサイクロン等
の乾燥機集塵器と、乾燥機集塵器からの乾燥微粉原料を
導入して焼成するための、粒状の流動媒体で流動層が形
成される流動層焼成炉と、流動層焼成炉からの排ガスを
導入して排ガスから焼成生石灰微粉を分離・捕集するた
めの焼成炉サイクロンと、焼成炉サイクロンからの焼成
生石灰微粉を冷却するための気流式クーラと、焼成炉サ
イクロンの排ガス出口と流動層乾燥機の風箱とを接続す
る排ガス導入ダクトとを備えたことを特徴としている
(図1〜図5参照)。
流動層内に挿入・位置するように、流動媒体及び造粒さ
れた乾燥原料の導入管を設けて構成する場合もある(図
2、図5参照)。また、流動層乾燥機からの排ガスから
乾燥された微粉原料を分離・捕集するための乾燥機集塵
器と、乾燥機集塵器からの乾燥された微粉原料を流動層
焼成炉の流動層内に供給するための微粉原料導入手段と
を備えるように構成することが好ましい(図1、図2、
図4、図5参照)。この場合、微粉原料導入手段として
エジェクターを用いることが好ましい(図1、図2、図
4、図5参照)。流動層焼成炉の流動層及び流動層乾燥
機の流動層は、平均粒径数mmオーダー、すなわち、0.
5〜6mm、望ましくは1〜3mmの流動媒体で形成され
る。
接線方向に排ガスを導入する排ガス導入口を有するとと
もに、上面中央部に排ガス排出管を有する円筒胴体の下
部に、略逆円錐胴体を連設し、この略逆円錐胴体の下部
に拡大壁部を連設し、さらに、この拡大壁部に略逆円錐
胴部を連設し、略逆円錐胴体の下端部内径D1と排ガス
排出管の内径dがD1≧dの関係を有し、円筒胴体の内
径Dと拡大壁部の下端部内径D2との間にD2=(0.
8〜1.0)×Dの関係を有するようにした高効率サイ
クロンを用いることが好ましい(図3参照)。また、気
流式クーラは、1段又は複数段のサイクロンで構成さ
れ、最上段のサイクロンの熱風出口と流動層焼成炉の風
箱とが熱風導入ダクトを介して接続されているように構
成することが好ましい(図1、図2、図4、図5参
照)。
するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することができるもので
ある。図1は本発明の実施の第1形態による石灰泥の焼
成装置を示している。10は流動層乾燥機で、粒状の流
動媒体(石灰石、砂等)で流動層12が形成される。1
4は流動層焼成炉で、粒状の流動媒体(石灰石、砂等)
で流動層16が形成される。18は原料投入管、20は
流動媒体及び造粒された乾燥原料の抜出管、22は流動
媒体及び造粒された乾燥原料の導入管である。抜出管2
0は焼成炉への流動媒体(BM)補給用で、粉化量より
造粒量が多い場合はBM補給が不要となり、造粒された
乾燥原料を焼成炉に投入する。なお、石灰泥を乾燥する
と大半は微粉化し、排ガスとともに排出される。このた
め、サイクロン等の集塵器は不可欠である。
成炉サイクロン26が接続され、この焼成炉サイクロン
26の下部は焼成生石灰微粉導入管28を介して1段又
は複数段のサイクロンからなる気流式クーラ30に接続
されている。図1では、一例として2段のサイクロン3
2a、32bからなる気流式クーラ30を示しており、
焼成生石灰微粉導入管28は、下段サイクロン32aと
上段サイクロン32bとの間の熱風ダクト34に接続さ
れている。また、焼成炉サイクロン26の排ガス出口3
6と、流動層乾燥機10の風箱38とは、排ガス導入ダ
クト40を介して接続されている。また、気流式クーラ
30の上段サイクロン32bの熱風出口42と、流動層
焼成炉14の風箱44とは、熱風導入ダクト46を介し
て接続されている。48はバーナである。
乾燥機集塵器、たとえば乾燥機サイクロン52が接続さ
れ、この乾燥機サイクロン52の下部は、微粉原料導入
管54を介して微粉原料導入手段、例えばエジェクター
56に接続されている。58、60、62、64、66
は気密排出手段、68、70はガス分散手段である。な
お、風箱及びガス分散手段を設けた流動層とする代り
に、散気管タイプの流動層とすることも可能である。
2の集塵効率よりも、焼成炉サイクロン26の集塵効率
を大きくして、系内を循環する微粉量を少なくする必要
がある。このため、焼成炉サイクロン26としては、例
えば、実公平7−46357号公報に示されているよう
な高効率サイクロン(コマ型サイクロン)を用いること
が好ましい。この高効率サイクロンは、図3に示すよう
に、上側部に接線方向に排ガスを導入する排ガス導入口
72を有するとともに、上面中央部に排ガス排出管74
を有する円筒胴体76の下部に、略逆円錐胴体78を連
設し、この略逆円錐胴体78の下部に拡大壁部80を連
設し、さらに、この拡大壁部80に略逆円錐胴部82を
連設し、略逆円錐胴体78の下端部内径D1と排ガス排
出管74の内径dがD1≧dの関係を有し、円筒胴体7
6の内径Dと拡大壁部80の下端部内径D2との間にD
2=(0.8〜1.0)×Dの関係を有するように構成
されたものである。このような構造のサイクロンを使用
することにより、5〜10μm 程度以上の生石灰微粉を
効率よく捕集することができる。
記のように構成された焼成装置において、流動層乾燥機
10の原料投入管18に、一例として水分35〜40%
を含む石灰泥が原料として投入され乾燥される。流動媒
体及び造粒された乾燥原料が抜出管20、気密排出手段
58を備えた導管84及び導入管22を介して流動層焼
成炉14の流動層16に導入される。なお、抜出管20
をオーバーフロー排出ではなく、流動層底部に接続する
ことも可能である。流動層乾燥機10からの排ガスは乾
燥機サイクロン52に導入され、排ガスから乾燥された
微粉原料が分離・捕集され、捕集された微粉原料は気密
排出手段60を備えた導管54からエジェクター56に
供給され、吹込空気(圧縮空気)により流動層焼成炉1
4の流動層16内に吹き込まれる。このように、微粉原
料は流動層16内に吹き込まれるので、流動層16内に
おける微粉原料の滞留時間を気相部に吹き込む場合に比
べて長くすることができ、このため、十分焼成すること
ができる。
温(例えば1000℃前後)の排ガスは焼成炉サイクロ
ン26に導入され、排ガスから焼成生石灰微粉が分離・
捕集され、捕集された生石灰微粉は気流式クーラ30に
投入され冷却用空気と接触して冷却され、CaO微粉の
焼成品となる。焼成炉サイクロン26からの高温(例え
ば1000℃前後)の排ガスは流動層乾燥機10の風箱
38に導入され流動化ガス兼乾燥用ガスとして用いられ
るとともに熱回収される。このガスは流動層12内で高
水分の石灰泥を乾燥させ、多量の水の蒸発潜熱により3
40℃前後まで短時間で冷却される。
方又はいずれかに、定常粉化相当量の流動媒体が原料と
ともに、又は別々に投入・補給される。なお、流動媒体
の平均粒径は数mm、すなわち、0.5〜6mm、望ましく
は1〜3mmである。気流式クーラ30の下段サイクロン
32aに接続された気流導管86には冷却用空気が供給
され、この導管86に上段サイクロン32bで捕集され
た生石灰微粉が気密排出手段64を備えた導管88を介
して導入される。下段サイクロン32aと上段サイクロ
ン32bとを接続する熱風ダクト34には、焼成炉サイ
クロン26で捕集された生石灰微粉が導入され、上段サ
イクロン42からの熱風(例えば310℃前後)は熱風
導入ダクト46を経て流動層焼成炉14の風箱44に導
入され、流動化兼燃焼用空気として回収される。なお、
このガスは流動層16内で直ちに1000℃前後の高温
ガスとなる。なお、焼成炉14において造粒物が多い場
合は、抜出し装置71を設けることが必要で、焼成炉へ
の流動媒体の補給は不要となる。
泥の焼成装置を示している。本実施形態は、流動層焼成
炉14の流動層16へ流動媒体及び造粒された乾燥原料
を供給する導入管22aの先端(例えば下端)を、流動
層16内に位置するように設けて、サイクロンで捕集さ
れた乾燥微粉原料を流動媒体等とともに流動層16内に
供給し滞留時間を長くして十分焼成できるようにしたも
のである。この場合、微粉原料導入管54を導入管22
aに接続することにより、エジェクターは不要となる。
なお、エジェクターを設ける構成とすることも勿論可能
である。他の構成及び作用は実施の第1形態の場合と同
様である。
泥の焼成装置を示している。本実施形態は、気流式クー
ラ30aを1段のサイクロン32で構成したものであ
る。この場合、焼成炉サイクロン26で捕集された生石
灰微粉は、気流式クーラ30aの気流導管86に投入さ
れる。他の構成及び作用は実施の第1形態の場合と同様
である。
泥の焼成装置を示している。本実施形態は、導入管22
aの先端(例えば下端)を、流動層16内に位置するよ
うに設け、かつ、気流式クーラ30aを1段のサイクロ
ン32で構成したものである。他の構成及び作用は実施
の第2、3形態の場合と同様である。
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 粒状の流動媒体で乾燥機及び焼成炉の流動層を
形成するので、乾燥機及び焼成炉を小型化することがで
き、このため、装置全体を小型化、コンパクト化するこ
とができる。 (2) エジェクター等の微粉原料導入手段で微粉原料
を焼成炉の流動層内に吹き込む場合は、微粉でも、短時
間で飛散することなく、比較的長時間層内に滞留し十分
焼成することができる。 (3) 流動層乾燥機には高水分の石灰泥を、予備乾燥
や予備脱水を行うことなく直接投入することができるの
で、装置が簡略化される。 (4) 流動媒体としては粉化が少ないものを用いるの
が好ましいが、石灰石を用いる場合は粉化相当量を補給
することにより、焼成品の品質に影響することなく流動
層を維持することができる。 (5) きわめて簡単な装置であるので、容易に微粉の
内部循環を少なくすることができ、また、800〜55
0℃の再炭酸化温度領域、すなわち、付着温度領域を避
けることができる。 (6) 焼成炉サイクロンとしてコマ型サイクロン等の
高効率サイクロンを用いる場合は、排ガスダスト量を少
なくすることができる。 (7) 焼成炉排ガスの顕熱を効率良く熱回収するの
で、熱消費を低減することができる。さらに、気流式ク
ーラからの熱風を流動層焼成炉の風箱に導入する場合
は、焼成品の顕熱を効率良く熱回収するので、熱消費を
より低減することができる。 (8) 流動媒体及び造粒された乾燥原料の導入管の先
端を流動層焼成炉の流動層内に挿入・位置させ、この導
入管に微粉原料導入管を接続する場合は、エジェクター
等が不要になる。
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
る。
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 粒状の流動媒体で流動層が形成される流
動層乾燥機に石灰泥を原料として投入し乾燥させた後、
乾燥排ガスから捕捉された乾燥微粉原料を主原料として
粒状の流動媒体で流動層が形成される流動層焼成炉に導
入し焼成して生石灰微粉とし、流動層焼成炉からの排ガ
スを焼成炉サイクロンに導入して排ガスから焼成生石灰
微粉を分離・捕集し、捕集された生石灰微粉を気流式ク
ーラに投入し冷却用空気と接触させて冷却し、焼成炉サ
イクロンからの排ガスを流動層乾燥機に導入し流動化ガ
ス兼乾燥用ガスとして用いるとともに熱回収することを
特徴とする石灰泥の焼成方法。 - 【請求項2】 流動層乾燥機からの流動媒体及び造粒さ
れた乾燥原料、並びに乾燥排ガスから捕捉された乾燥微
粉原料を流動層焼成炉の流動層内に導入する請求項1記
載の石灰泥の焼成方法。 - 【請求項3】 流動層乾燥機からの排ガスを乾燥機集塵
器に導入して排ガスから乾燥された微粉原料を分離・捕
集し、捕集された微粉原料を流動層焼成炉の流動層内に
供給する請求項1又は2記載の石灰泥の焼成方法。 - 【請求項4】 乾燥機集塵器で捕集された微粉原料をエ
ジェクターにより流動層焼成炉の流動層内に吹き込む請
求項3記載の石灰泥の焼成方法。 - 【請求項5】 定常粉化相当量の流動媒体を流動層乾燥
機又は/及び流動層焼成炉に投入する請求項1〜4のい
ずれかに記載の石灰泥の焼成方法。 - 【請求項6】 粒状の流動媒体が平均粒径0.5〜6mm
の流動媒体である請求項1〜5のいずれかに記載の石灰
泥の焼成方法。 - 【請求項7】 気流式クーラは1段又は複数段のサイク
ロンで構成され、冷却後の熱風を流動層焼成炉に導入し
流動化兼燃焼用空気として用いる請求項1〜6のいずれ
かに記載の石灰泥の焼成方法。 - 【請求項8】 石灰泥を原料として投入し乾燥させるた
めの、粒状の流動媒体で流動層が形成される流動層乾燥
機と、 流動層乾燥機からの排ガスから乾燥微粉原料を捕集する
ための乾燥機集塵器と、 乾燥機集塵器からの乾燥微粉原料を導入して焼成するた
めの、粒状の流動媒体で流動層が形成される流動層焼成
炉と、 流動層焼成炉からの排ガスを導入して排ガスから焼成生
石灰微粉を分離・捕集するための焼成炉サイクロンと、 焼成炉サイクロンからの焼成生石灰微粉を冷却するため
の気流式クーラと、 焼成炉サイクロンの排ガス出口と流動層乾燥機の風箱と
を接続する排ガス導入ダクトとを備えたことを特徴とす
る石灰泥の焼成装置。 - 【請求項9】 先端が流動層焼成炉の流動層内に挿入・
位置するように、流動媒体及び造粒された乾燥原料の導
入管が設けられた請求項8記載の石灰泥の焼成装置。 - 【請求項10】 流動層乾燥機からの排ガスから乾燥さ
れた微粉原料を分離・捕集するための乾燥機集塵器と、 乾燥機集塵器からの乾燥された微粉原料を流動層焼成炉
の流動層内に供給するための微粉原料導入手段とを備え
た請求項8又は9記載の石灰泥の焼成装置。 - 【請求項11】 微粉原料導入手段がエジェクターであ
る請求項10記載の石灰泥の焼成装置。 - 【請求項12】 流動層焼成炉の流動層及び流動層乾燥
機の流動層が、平均粒径0.5〜6mmの流動媒体で形成
されている請求項8〜11のいずれかに記載の石灰泥の
焼成装置。 - 【請求項13】 焼成炉サイクロンが、上側部に接線方
向に排ガスを導入する排ガス導入口を有するとともに、
上面中央部に排ガス排出管を有する円筒胴体の下部に、
略逆円錐胴体を連設し、この略逆円錐胴体の下部に拡大
壁部を連設し、さらに、この拡大壁部に略逆円錐胴部を
連設し、略逆円錐胴体の下端部内径D1と排ガス排出管
の内径dがD1≧dの関係を有し、円筒胴体の内径Dと
拡大壁部の下端部内径D2との間にD2=(0.8〜
1.0)×Dの関係を有するようにした高効率サイクロ
ンである請求項8〜12のいずれかに記載の石灰泥の焼
成装置。 - 【請求項14】 気流式クーラが、1段又は複数段のサ
イクロンで構成され、最上段のサイクロンの熱風出口と
流動層焼成炉の風箱とが熱風導入ダクトを介して接続さ
れている請求項8〜13のいずれかに記載の石灰泥の焼
成装置。
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