JP4619907B2 - Powder production equipment - Google Patents

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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

本発明は、噴霧熱分解法による粉体製造装置に関する。   The present invention relates to a powder production apparatus using a spray pyrolysis method.

噴霧熱分解法による粉体の製造方法が公知であり、特許文献１に記載されているような火炎方式の粉体製造装置が公知である。しかし、特許文献１の粉体製造装置は、電池材料となるリチウム酸マンガンなどを製造する場合、加熱が不十分となり完全な焼成ができない。このため、粉体製造装置から回収された粉体を、焼成炉に投入して、さらに仕上げ焼成する必要がある。   A powder production method by spray pyrolysis is known, and a flame type powder production apparatus as described in Patent Document 1 is known. However, in the powder manufacturing apparatus of Patent Document 1, when manufacturing manganese lithium oxide or the like as a battery material, heating is insufficient and complete firing cannot be performed. For this reason, it is necessary to put the powder collected from the powder production apparatus into a firing furnace and further finish firing.

このような粉体製造装置から焼成炉への粉体の移送作業は、非効率であると共に、高温の粉体を扱うために危険を伴う。また、一旦、作業可能な温度まで粉体を冷却する必要があり、連続運転ができないので製造量が限られる。また、冷却した粉体を、再度、焼成炉で加熱するために２重にエネルギーを消費するという問題がある。さらに、移送作業中に異物が混入したり、冷却装置に結露した水分が混入するなど、粉体の品質を損なうおそれがあるという問題もある。
特開２００４−２９２２２３号公報 The operation of transferring the powder from the powder production apparatus to the baking furnace is inefficient and involves a danger in handling high-temperature powder. In addition, it is necessary to cool the powder once to a workable temperature, and since continuous operation is not possible, the production amount is limited. Moreover, since the cooled powder is again heated in the baking furnace, there is a problem that energy is consumed twice. Furthermore, there is a problem that the quality of the powder may be impaired, for example, foreign matters may be mixed during the transfer operation or moisture condensed in the cooling device may be mixed.
JP 2004-292223 A

そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて、少ないエネルギーで高品質の粉体を多量に生産できる噴霧熱分解法による粉体製造装置を提供することを課題とする。   Then, in view of the said problem, this invention makes it a subject to provide the powder manufacturing apparatus by the spray pyrolysis method which can produce a high quality powder with little energy.

前記課題を解決するために、本発明による粉体製造装置は、筒状の粉体生成塔と、前記粉体生成塔の内部に原料溶液を噴霧する噴霧装置と、前記粉体生成塔の内部に火炎を噴射して前記原料溶液の液滴を乾燥し、粉体を生成する火炎噴射装置と、前記粉体生成塔に接続された排気路から、前記粉体生成塔内部の気体を生成した粉体とともに一定の流量で引き抜く排気装置と、前記排気路よりも拡径した直立直管部を有し、前記排気装置が引き抜いた気体が下側から導入され、前記粉体の内、前記直立直管部内の前記気体の速度よりも沈降速度が遅いものだけを前記気体とともに流出させる精製管と、前記精製管から流出した気体から粉体を分離する粉体分離装置と、前記粉体分離装置が分離した粉体を焼成する焼成炉とを有し、前記粉体分離装置は、分離した粉体を前記焼成炉に連続して排出する粉体排出手段を有するものとする。 In order to solve the above problems, a powder production apparatus according to the present invention includes a cylindrical powder production tower, a spraying apparatus for spraying a raw material solution inside the powder production tower, and an interior of the powder production tower. A gas inside the powder generation tower was generated from a flame injection device for injecting a flame into the liquid and drying the droplets of the raw material solution to generate powder and an exhaust path connected to the powder generation tower. An exhaust device withdrawn at a constant flow rate together with the powder, and an upright straight pipe portion having a diameter larger than that of the exhaust passage , and the gas withdrawn by the exhaust device is introduced from below, A refining tube for letting out only the gas whose settling speed is slower than the gas velocity in the straight pipe part together with the gas, a powder separating device for separating powder from the gas flowing out from the refining tube, and the powder separating device A firing furnace for firing the separated powder, and the powder separation Location is assumed to have a powder discharge means for discharging continuously separated powder to the sintering furnace.

この構成によれば、噴霧熱分解法による火炎式の粉体製造装置の粉体分離装置から粉体排出手段によって連続的に回収した粉体を排出し、焼成炉に投入するので、原料溶液を噴霧、熱変成させてから粉体を分離し、仕上げ焼成して所望の粉体を完成させるまでを連続的に行うことができる。これにより、粉体製造装置の稼働率が高くなり、粉体を多量に生産できる。また、作業者が粉体に触れることがないので、安全であると共に異物混入の危険が小さく高品質の粉体を製造できる。また、粉体温度を必要以上に下げる必要がなく、連続運転も可能であるのでエネルギー効率が高い。   According to this configuration, the powder continuously recovered by the powder discharging means is discharged from the powder separator of the flame type powder manufacturing apparatus by the spray pyrolysis method, and is put into the firing furnace. After spraying and heat-denaturing, the powder can be separated, finished and fired to complete the desired powder. As a result, the operating rate of the powder production apparatus is increased, and a large amount of powder can be produced. In addition, since the operator does not touch the powder, it is safe and the risk of contamination is small, and high quality powder can be manufactured. In addition, energy efficiency is high because it is not necessary to lower the powder temperature more than necessary and continuous operation is possible.

また、本発明の粉体製造装置において、前記排気路および前記焼成炉の排出路の少なくともいずれかは、少なくとも部分的に外周管に囲まれており、前記外周管に空気を供給する送気装置を有し、前記外周管から排出される空気を、燃焼空気として使用するために、前記火炎噴射装置に導く空気管路を有するものとする。   Moreover, in the powder production apparatus of the present invention, at least one of the exhaust path and the discharge path of the firing furnace is at least partially surrounded by an outer peripheral pipe, and supplies an air to the outer peripheral pipe In order to use the air discharged from the outer peripheral pipe as combustion air, an air pipe that leads to the flame injection device is provided.

この構成によれば、外周管を流れる空気で生成した粉体を冷却し、粉体の熱を奪って温度が上昇した空気を燃焼空気として利用するので、火炎噴射装置が消費する燃料が少なくてすむ。   According to this configuration, the powder generated by the air flowing through the outer peripheral pipe is cooled, and the air whose temperature has been increased by taking the heat of the powder is used as the combustion air, so that the flame injection device consumes less fuel. I'm sorry.

また、本発明の粉体製造装置において、前記排気装置は、前記粉体分離装置で粉体を分離した気体を清浄装置を介して外部に放出してもよい。   In the powder production apparatus of the present invention, the exhaust device may discharge the gas separated by the powder separation device to the outside through a cleaning device.

この構成によれば、粉体製造装置において硝酸系の溶液を原料に使用しても、粉体の生成と共に生じる窒素酸化物（ＮＯｘ）を外部に放出しないので環境負荷が小さい。   According to this configuration, even if a nitric acid-based solution is used as a raw material in the powder manufacturing apparatus, nitrogen oxide (NOx) generated along with the generation of the powder is not released to the outside, so the environmental load is small.

また、本発明の粉体製造装置は、前記粉体生成塔内の前記火炎噴射装置の下流側に、プラズマ放電を起こさせるプラズマ放電装置をさらに有してもよい。   The powder production apparatus of the present invention may further include a plasma discharge device that causes plasma discharge on the downstream side of the flame injection device in the powder generation tower.

この構成によれば、プラズマ放電装置は、火炎噴射装置で実現不能な２０００℃以上の超高温域で熱変性反応を発生させることができ、火炎噴射装置によって原料溶液の乾燥および高温域以下の温度帯での反応を予め行うことで、プラズマ放電装置の発生するプラズマエネルギーを超高温域での熱変性にのみ消費させることができるので、原料の殆どを超高温で変性させて所望の粉体を得ることができる。   According to this configuration, the plasma discharge device can generate a thermal denaturation reaction in an ultrahigh temperature range of 2000 ° C. or higher, which cannot be realized by a flame injection device. By performing the reaction in the band in advance, the plasma energy generated by the plasma discharge device can be consumed only for thermal denaturation in the ultra-high temperature region, so that most of the raw material is denatured at ultra-high temperature to obtain the desired powder. Obtainable.

また、本発明の粉体製造装置において、前記排気路は分岐を有し、前記粉体生成塔および前記粉体分離装置の少なくともいずれかが複数接続されていてもよい。   In the powder production apparatus of the present invention, the exhaust path may have a branch, and a plurality of at least one of the powder production tower and the powder separation apparatus may be connected.

この構成によれば、粉体生成塔および粉体分離装置のうち、メンテナンスやトラブルのため停止しているものだけを切り離して、粉体製造装置を連続稼働させることができる。   According to this configuration, only the powder generation tower and the powder separation apparatus that are stopped due to maintenance or trouble can be separated and the powder production apparatus can be operated continuously.

また、本発明の粉体製造装置において、前記分離装置および前記焼成炉の少なくともいずれかは複数あり、前記分離装置から排出された粉体を、合流、分配または選択して、前記焼成炉に導く搬送手段を有してもよい。   Further, in the powder production apparatus of the present invention, there are a plurality of at least one of the separation device and the firing furnace, and the powder discharged from the separation device is joined, distributed, or selected and guided to the firing furnace. You may have a conveyance means.

この構成によれば、粉体分離装置と焼成炉との単体処理能力が異なる場合にも両者の合計処理能力をバランスさせて処理能力を最大限に引き出すことができる。また、粉体分離装置および焼成炉のうち、メンテナンスやトラブルのため停止しているものだけを切り離して、粉体製造装置を連続稼働させるようにもできる。   According to this configuration, even when the single-piece processing capacity of the powder separation device and the baking furnace are different, the processing capacity can be maximized by balancing the total processing capacity of the two. Further, the powder production apparatus can be operated continuously by separating only the powder separation apparatus and the firing furnace that have been stopped due to maintenance or trouble.

本発明による粉体製造装置は、粉体生成塔で噴霧熱分解法により生成した粉体を粉体分離装置で分離回収して連続的に焼成炉に投入し、粉体を連続的に焼成して所望の粉体に完全に熱変性することができる。このように、本発明による粉体製造装置は、連続運転できるので、稼働率が高く、起動停止における熱損失が殆どなく、少ないエネルギーで高品質の粉体を多量に生産できる。   The powder production apparatus according to the present invention separates and collects the powder produced by the spray pyrolysis method in the powder production tower and continuously feeds the powder into a firing furnace, and continuously fires the powder. Thus, it can be completely heat-denatured to a desired powder. Thus, since the powder manufacturing apparatus according to the present invention can be operated continuously, the operating rate is high, there is almost no heat loss at the start and stop, and a large amount of high quality powder can be produced with less energy.

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の粉体製造装置の概略を示す。粉体製造装置１は、上下が細くなった直立筒状の粉体生成塔２と、粉体生成塔２の下端に接続され、その一部が拡径した直立直管部からなる精製管４を構成する排気路３と、公知の粉体分離装置であるバグフィルタ５と、粉体生成塔２内部の気体および粉体を排気路３、バグフィルタ５および湿式スクラバ（清浄装置）６を介して引き抜く排気ファン（排気装置）７とを有している。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of a powder production apparatus according to a first embodiment of the present invention. The powder production apparatus 1 includes an upright cylindrical powder production tower 2 whose upper and lower sides are thinned, and a purification pipe 4 that is connected to the lower end of the powder production tower 2 and has a part of the upright straight pipe section having an enlarged diameter. , The bag filter 5 which is a known powder separation device, and the gas and powder inside the powder production tower 2 are passed through the exhaust channel 3, the bag filter 5 and the wet scrubber (cleaning device) 6. And an exhaust fan (exhaust device) 7 to be pulled out.

湿式スクラバ６と排気ファン７との間には、排気ファン７に吸入される気体の風量を測定するオリフィス流量計８と、排気ファン７に吸入される気体の流量を調整する排気ダンパ９とが設けられ、排気ファン７に吸入される気体の流量、ひいては、精製管４内の気体の流速を一定に保つようになっている。   Between the wet scrubber 6 and the exhaust fan 7, there are an orifice flow meter 8 for measuring the air volume of the gas sucked into the exhaust fan 7 and an exhaust damper 9 for adjusting the flow rate of the gas sucked into the exhaust fan 7. The flow rate of the gas that is provided and is sucked into the exhaust fan 7 and thus the flow rate of the gas in the purification pipe 4 is kept constant.

また、粉体製造装置１は、バグフィルタ５の下部にロータリ式連続焼成炉１０が設けられ、排出路である排出管１１を介して回収容器１２に焼成した粉体を排出するようになっている。   Moreover, the powder manufacturing apparatus 1 is provided with a rotary continuous firing furnace 10 below the bag filter 5, and discharges the fired powder to the collection container 12 through a discharge pipe 11 that is a discharge path. Yes.

粉体生成塔２は、上端から内部に、搬送ガスと共に原料溶液を下向きに噴霧する噴霧装置１３と、直胴上部に粉体生成塔２の軸心の周りに均等に、且つ、軸心に対して等しい傾斜角度を有するように配列され、粉体生成塔２の内部に火炎を噴射する複数のバーナ（火炎噴射装置）１４と、バーナ１４の下方の直胴部に配置され、粉体生成塔２の軸心の周りに均等に６本１組として２段に配列され、不図示の１２層交流電源装置の出力にそれぞれ接続され、粉体生成塔内部に突出して互いの先端の距離を小さくすることができる１２本のプラズマ電極（プラズマ放電装置）１５と、プラズマ電極１５のさらに下方の直胴部に複数配置され、粉体生成塔２の内部に冷却空気を吹き込む冷却ノズル１６とを有している。   The powder production tower 2 includes a spraying device 13 for spraying the raw material solution together with the carrier gas from the upper end to the inside, and the upper part of the straight cylinder equally and around the axis of the powder production tower 2. A plurality of burners (flame injection devices) 14 that are arranged so as to have an equal inclination angle with respect to the inside of the powder generation tower 2 and are disposed in a straight body portion below the burners 14 to generate powder. Around the axis of the tower 2 are arranged in two stages equally as a set of six, respectively connected to the output of a 12-layer AC power supply unit (not shown), protruding into the powder production tower and the distance between the tips of each other There are twelve plasma electrodes (plasma discharge devices) 15 that can be made smaller, and a plurality of cooling nozzles 16 that are arranged in a straight body part below the plasma electrodes 15 and blow cooling air into the powder production tower 2. Have.

精製管４および排出管１１は、それぞれ、外周管１７および１８に囲まれた２重構造をしており、外周管１７，１８には、冷却ファン（送気装置）１９によって順番に外気が送り込まれる。外周管１７に送り込まれ、精製管４内部を通過する気体および粉体を冷却した空気は、空気管路２０を介して外周管１８に送り込まれ、外周管１８において排出管１１を通過する粉体を冷却した後、空気管路２０’に排出され、空気管路２０’によって切替弁２１を介してバーナ１４へと導かれる。また、空気管路２０’は、分岐を有し、調整弁２２を介して外部に空気を放出することもできる。つまり、調整弁２２は、バーナ１４へ導入される空気流量を調整することができる。また、バーナ１４には、調整弁２３を介して燃料であるＬＰＧが供給される。また、空気管路２０’から供給される空気に代えて、切替弁２４から不図示の空気源からバーナ１４に空気を供給することもできるようになっている。   The purification pipe 4 and the discharge pipe 11 have a double structure surrounded by outer pipes 17 and 18, respectively, and outside air is sequentially sent to the outer pipes 17 and 18 by a cooling fan (air supply device) 19. It is. The air that has been sent to the outer pipe 17 and has cooled the gas and powder that passes through the inside of the purification pipe 4 is sent to the outer pipe 18 through the air pipe 20, and the powder that passes through the discharge pipe 11 in the outer pipe 18. After being cooled, the air is discharged to the air pipe 20 ′ and led to the burner 14 through the switching valve 21 by the air pipe 20 ′. Further, the air pipe line 20 ′ has a branch and can release air to the outside through the regulating valve 22. That is, the adjustment valve 22 can adjust the flow rate of air introduced into the burner 14. Further, LPG as fuel is supplied to the burner 14 through the adjustment valve 23. Further, air can be supplied from the air source (not shown) to the burner 14 from the switching valve 24 instead of the air supplied from the air pipe 20 '.

バグフィルタ５は、排気ファン７によって精製管４から内部に流入した気体中の粉体を捕捉して分離する濾布２５を有し、下部がテーパ状に細くなっている。バグフィルタ５の下端には、ロータリバルブ（粉体排出手段）２６が設けられている。   The bag filter 5 has a filter cloth 25 that captures and separates the powder in the gas flowing into the inside from the purification pipe 4 by the exhaust fan 7, and the lower part is tapered. A rotary valve (powder discharging means) 26 is provided at the lower end of the bag filter 5.

図２に示すように、ロータリバルブ２６は、上下が開口した水平円筒形の壁面を有するハウジング２７と、ハウジング２７内に収容されたロータ２８とからなる。ロータ２８は、ハウジング２７の円筒形の壁面の軸と同心の軸２９周りに回転可能であり、それぞれハウジング２７の内壁に密接するように放射状に回転壁３０が設けられている。ロータリバルブ２６は、回転壁３０の間のバケット空間３１に上方から落下してきた粉体を受け入れ、ロータ２８が回転することでハウジング２７の上下の空間を隔離したまま粉体を軸２９周りに移送して下方に排出することができる。   As shown in FIG. 2, the rotary valve 26 includes a housing 27 having a horizontal cylindrical wall surface opened at the top and bottom, and a rotor 28 accommodated in the housing 27. The rotor 28 is rotatable around an axis 29 concentric with the axis of the cylindrical wall surface of the housing 27, and a rotary wall 30 is provided radially so as to be in close contact with the inner wall of the housing 27. The rotary valve 26 receives the powder falling from above into the bucket space 31 between the rotating walls 30, and transfers the powder around the shaft 29 while the upper and lower spaces of the housing 27 are isolated by the rotation of the rotor 28. And can be discharged downward.

続いて、以上の構成からなる粉体製造装置１の作用について説明する。
粉体製造装置１は、噴霧装置１３で噴霧した原料溶液の液滴を、バーナ１４が噴射した約２０００℃の火炎によって形成される旋回気流により、乾燥させて粉体状にし、例えば、約１０００℃から１２００℃に加熱する。原料溶液にこの温度以下で変成する物質が含まれている場合は、この火炎旋回気流によって熱変性する。 Then, the effect | action of the powder manufacturing apparatus 1 which consists of the above structure is demonstrated.
The powder manufacturing apparatus 1 dries the raw material solution droplets sprayed by the spraying apparatus 13 into a powder form by a swirling airflow formed by a flame of about 2000 ° C. sprayed by the burner 14, for example, about 1000 Heat to from 1200C to 1200C. When the raw material solution contains a substance that changes below this temperature, it is thermally denatured by this flame swirl.

こうして生成された粉体は、プラズマ電極１５がプラズマ放電して形成する超高温プラズマ空間を通過する際に、例えば、約１００００℃に加熱され、熱分解して融合すること（熱分解法）によって目的とする粉体に変性させられ、冷却ノズル１６から導入される冷却空気により冷却される。   When the plasma electrode 15 passes through an ultra-high temperature plasma space formed by plasma discharge of the plasma electrode 15, for example, the powder is heated to about 10000 ° C. and thermally decomposed and fused (pyrolysis method). It is denatured into the target powder and cooled by cooling air introduced from the cooling nozzle 16.

このように、バーナ１４による火炎旋回気流と、プラズマ電極１５による超高温プラズマ空間とによって２段階に加熱して熱変性させることで、原料が比較的短時間の内に超高温プラズマ空間を通過してしまっても、より高い確率で超高温の反応温度まで加熱して熱変性させることができる。   In this way, the raw material passes through the ultra-high temperature plasma space within a relatively short time by being heated and denatured in two stages by the flame swirling air flow by the burner 14 and the ultra-high temperature plasma space by the plasma electrode 15. Even then, it can be thermally denatured by heating to an extremely high reaction temperature with a higher probability.

生成された粉体は、粉体生成塔２内の気体（噴霧装置１３から導入された搬送ガス、バーナの燃焼ガス、原料水溶液から気化した水蒸気など）と共に、排気ファン７によって、排気路３から引き抜かれ、精製管４に導入される。   The generated powder is discharged from the exhaust path 3 by the exhaust fan 7 together with the gas in the powder generation tower 2 (carrier gas introduced from the spraying device 13, burner combustion gas, water vapor evaporated from the raw material aqueous solution, etc.). Withdrawn and introduced into the purification tube 4.

精製管４に導入された粉体の内、精製管４内の気体の流速よりも沈降速度が遅い、つまり、一定の粒子径より小さい粉体粒子だけが精製管４の上端から搬出され、バグフィルタ５に送り込まれる。また、精製管４を上昇できない大径の粒子は、後から搬送されてきた小径の粒子と衝突し、衝撃により粉砕される。所定の粒子径より小さくなるまで粉砕されると、粒子は気体の流れに乗って上昇し、バグフィルタ５へと搬送される。   Of the powder introduced into the purification tube 4, the sedimentation rate is slower than the gas flow rate in the purification tube 4, that is, only powder particles smaller than a certain particle diameter are carried out from the upper end of the purification tube 4, It is sent to the filter 5. Further, the large-diameter particles that cannot rise up the refining tube 4 collide with the small-diameter particles that have been conveyed later, and are crushed by impact. When pulverized until the particle diameter becomes smaller than a predetermined particle diameter, the particles rise along the gas flow and are conveyed to the bag filter 5.

このとき、冷却ファン１９によって外周管１７に外気を導入し、粉体粒子を冷却することで、粒子が表面から熱収縮して引っ張り応力を生じ、粒子自身が***、または、粒子表面に亀裂を生じることで他の粒子との衝突によって粉砕され易くなる。また、管壁に付着した粉体粒子が冷却されて剥離粉砕されることで、管壁に付し難くする作用も認められる。   At this time, the outside air is introduced into the outer tube 17 by the cooling fan 19 and the powder particles are cooled, whereby the particles are thermally contracted from the surface to generate tensile stress, and the particles themselves are split or cracked on the particle surface. As a result, it becomes easy to be crushed by collision with other particles. Moreover, the effect | action which makes it difficult to attach to a pipe wall is also recognized because the powder particle adhering to the pipe wall is cooled, peeled and ground.

バグフィルタ５において、濾布２５により分離された粉体は、不図示の払い落とし手段（例えば、振動や逆洗などによる）で払い落とされ、下部のテーパ形状に沿ってロータリバルブ２６に落下してゆく。ロータリバルブ２６は、バグフィルタ５の下部を封止したまま、落下してきた粉体を連続的に下方に排出する。   In the bag filter 5, the powder separated by the filter cloth 25 is removed by a not-shown removing means (for example, by vibration or backwashing), and falls on the rotary valve 26 along the lower tapered shape. Go. The rotary valve 26 continuously discharges the powder that has fallen while the lower part of the bag filter 5 is sealed.

ロータリバルブ２６から排出された粉体は、連続焼成炉１０に導入され、粉体生成塔２内で熱変性が不完全であったものも、さらに焼成され、所望の粉体へと完全に熱変性する。これにより、粉体製造装置１は、未変性の原料を含まない高品質の粉体を得ることができる。   The powder discharged from the rotary valve 26 is introduced into the continuous firing furnace 10, and the powder whose heat denaturation is incomplete in the powder production tower 2 is further fired and completely heated to the desired powder. Denature. Thereby, the powder manufacturing apparatus 1 can obtain a high-quality powder that does not contain an unmodified raw material.

連続焼成炉１０で仕上げ焼成された粉体は、排出管１１を介して排出され、回収容器１２に集められる。排出管１１の外周管１８には、空気管路２０を介して外周管１７を出た空気が導入され、ここでも、粉体を冷却する。   The powder finish-baked in the continuous baking furnace 10 is discharged through a discharge pipe 11 and collected in a collection container 12. The air that has exited the outer peripheral pipe 17 is introduced into the outer peripheral pipe 18 of the discharge pipe 11 via the air pipe 20, and again, the powder is cooled.

粉体製造装置１では、外周管１７に導入され、精製管４を通過する気体および粉体から熱を奪うことで加熱された空気は、空気管路２０に排出され、さらに、外周管１８に導入されて排出管１１を通過する粉体から熱を奪って高温に加熱される。この高温の空気を空気管路２０’を介してバーナ１４に導入し、ＬＰＧの燃焼に必要な酸素を供給する燃焼空気として用いることで、精製管４および排出管１１において回収した熱を再び粉体生成塔２に送り込むことができ、ＬＰＧの使用量を低減することが可能である。   In the powder manufacturing apparatus 1, air introduced into the outer peripheral pipe 17 and heated by taking heat from the gas and powder passing through the purification pipe 4 is discharged to the air pipe 20 and further to the outer peripheral pipe 18. Heat is removed from the powder that is introduced and passes through the discharge pipe 11 and heated to a high temperature. This high-temperature air is introduced into the burner 14 through the air line 20 'and used as combustion air for supplying oxygen necessary for LPG combustion, so that the heat recovered in the purification pipe 4 and the discharge pipe 11 is again powdered. It can be sent to the body generation tower 2 and the amount of LPG used can be reduced.

湿式スクラバ６は、バグフィルタ５から排気された気体に、例えば、アルカリ系水溶液を散布することで気体からＮＯｘを取り除いて外部に放出するので、環境負荷を低減することができる。   Since the wet scrubber 6 removes NOx from the gas by, for example, spraying an alkaline aqueous solution onto the gas exhausted from the bag filter 5 and releases it to the outside, the environmental load can be reduced.

さらに、図３に、本発明の第２実施形態の粉体製造装置３２を示す。粉体製造装置３２において、粉体製造装置１と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を省略する。
粉体製造装置３２は、３つの粉体生成塔２を有する。排気路３３は、３つの粉体生成塔２の下端に接続可能なように２つの分岐を有し、粉体生成塔２の直下に、それぞれ、フラップバルブ３４が設けられている。また、粉体製造装置３２は、バグフィルタ５の下に、ベルトコンベア（搬送手段）３５が設けられ、ベルトコンベア３５の中央部にロータリバルブ２６から粉体が排出される。ベルトコンベア３５の両端には、それぞれ、連続焼成炉１０が１台ずつ設けられている。 FIG. 3 shows a powder production apparatus 32 according to the second embodiment of the present invention. In the powder production apparatus 32, the same components as those in the powder production apparatus 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The powder production apparatus 32 has three powder production towers 2. The exhaust passage 33 has two branches so that it can be connected to the lower ends of the three powder production towers 2, and a flap valve 34 is provided immediately below the powder production tower 2. Further, the powder manufacturing apparatus 32 is provided with a belt conveyor (conveying means) 35 under the bag filter 5, and the powder is discharged from the rotary valve 26 to the center of the belt conveyor 35. One continuous baking furnace 10 is provided at each end of the belt conveyor 35.

粉体製造装置３２では、粉体の製造条件によって、使用する粉体生成塔２の数を選択することができ、或いは、粉体生成塔２を１台ずつまたは２台ずつ順番に停止してメンテナンスすることで、長時間の連続運転が可能である。   In the powder production apparatus 32, the number of the powder production towers 2 to be used can be selected depending on the powder production conditions, or the powder production towers 2 are stopped one by one or two in turn. By performing maintenance, continuous operation for a long time is possible.

また、ベルトコンベア３５の進行方向を選択することで、いずれの連続焼成炉１０を使用するかを選択することができ、連続焼成炉１０を交互にメンテナンスすることで粉体製造装置３２の連続運転を可能にしている。   In addition, by selecting the traveling direction of the belt conveyor 35, it is possible to select which continuous firing furnace 10 is used, and by continuously maintaining the continuous firing furnace 10, continuous operation of the powder production apparatus 32 Is possible.

また、連続焼成炉１０に代えてバッチ式の焼成炉を使用した場合にも、粉体生成塔２を連続して運転することが可能になる。   Even when a batch-type firing furnace is used instead of the continuous firing furnace 10, the powder production tower 2 can be operated continuously.

さらに、図４に、本発明の第３実施形態の粉体製造装置３６を示す。粉体製造装置３６において、粉体製造装置１および粉体製造装置３２の少なくともいずれかと同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を省略する。
粉体製造装置３６は、バグフィルタ５のロータリバルブ２６から排出された粉体を、さらなる搬送手段である二股の分岐シュート３７で２つに分配し、それぞれベルトコンベア３５を介して２つの連続焼成炉１０に導入するようになっている。 FIG. 4 shows a powder production apparatus 36 according to the third embodiment of the present invention. In the powder production apparatus 36, the same components as those in at least one of the powder production apparatus 1 and the powder production apparatus 32 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The powder manufacturing apparatus 36 distributes the powder discharged from the rotary valve 26 of the bag filter 5 into two by a bifurcated branch chute 37 as a further conveying means, and two continuous firings via the belt conveyor 35 respectively. Introduced into the furnace 10.

この構成によれば、２台の連続焼成炉１０を同時に使用するので、連続焼成炉１０の合計処理能力を高く設定できる。これにより、粉体生成塔２において処理量を増やして熱変成が不十分になっても、連続焼成炉１０で完全に焼成して高品質の粉体を製造できる。   According to this configuration, since the two continuous firing furnaces 10 are used simultaneously, the total processing capacity of the continuous firing furnace 10 can be set high. Thereby, even if the amount of treatment is increased in the powder production tower 2 and thermal transformation becomes insufficient, it is possible to produce a high-quality powder by complete firing in the continuous firing furnace 10.

図５に、本発明の第４実施形態の粉体製造装置３８を示す。粉体製造装置３８において、上述の粉体製造装置１，３２，３６の少なくともいずれかと同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を省略する。
粉体製造装置３８は、１台の粉体生成塔２の下端から粉体を気体と共に引き抜き、２つに分岐した後にそれぞれ精製管４が設けられた排気路３９を有する。排気路３９は、各精製管４の直下にフラップバルブ３４が設けられている。さらに、各精製管４に対応して、バグフィルタ５、湿式スクラバ６および排気ファン７が２組設けられている。各排気ファン７の上流には、オリフィス流量計８および排気ダンパ９が設けられており、それぞれの精製管４内の気体の流速を制御できる。各バグフィルタ５のロータリバルブ２６は、同じベルトコンベア３５上の異なる位置に粉体を排出する。連続焼成炉１０は、ベルトコンベア３５の一端に１台だけ設けられている。 FIG. 5 shows a powder production apparatus 38 according to the fourth embodiment of the present invention. In the powder manufacturing apparatus 38, the same components as those in at least one of the above-described powder manufacturing apparatuses 1, 32, and 36 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The powder production apparatus 38 has an exhaust path 39 in which the powder is drawn out from the lower end of one powder production tower 2 together with the gas and branched into two, and then the purification pipe 4 is provided. The exhaust passage 39 is provided with a flap valve 34 immediately below each purification pipe 4. Further, two sets of bag filters 5, wet scrubbers 6 and exhaust fans 7 are provided corresponding to the respective purification tubes 4. An orifice flow meter 8 and an exhaust damper 9 are provided upstream of each exhaust fan 7, and the flow rate of the gas in each purification pipe 4 can be controlled. The rotary valve 26 of each bag filter 5 discharges powder to different positions on the same belt conveyor 35. Only one continuous firing furnace 10 is provided at one end of the belt conveyor 35.

粉体製造装置３８は、一方のフラップバルブ３４を閉じることで、いずれか一方の精製管４とバグフィルタ５との組を選択して運転することができ、定期的にバグフィルタ５の濾布２５を清掃または交換しながら長時間連続運転することが可能である。また、微粉末を製造する場合など、バグフィルタ５の能力が低下する場合には、２組の精製管４とバグフィルタ５とを同時に使用し、ベルトコンベア３５で２つのロータリバルブ２６から排出される粉体を合流させて１つの連続焼成炉１０に導入することで、粉体製造装置３８全体のアウトプットを維持することもできる。   By closing one flap valve 34, the powder manufacturing apparatus 38 can select and operate one of the pair of the purification pipe 4 and the bag filter 5. The filter cloth of the bag filter 5 can be periodically operated. It is possible to operate continuously for a long time while cleaning or replacing 25. Also, when the capacity of the bag filter 5 is reduced, such as when producing fine powder, two sets of the purification pipes 4 and the bag filter 5 are used at the same time, and are discharged from the two rotary valves 26 by the belt conveyor 35. By combining the powders to be introduced and introduced into one continuous firing furnace 10, the output of the entire powder production apparatus 38 can be maintained.

図６は、本発明の参考例の粉体製造装置４０を示す。粉体製造装置４０において、上述の粉体製造装置１，３２，３６，３８の少なくともいずれかと同じ構成要素には、同じ符号を付して説明を省略する。
粉体製造装置４０の粉体生成塔４１は、下部の側方から原料を粉体生成塔４１内部に噴霧するように配置された複数の噴霧装置１３を有し、その上部にバーナ１４が配列され、バーナ１４のさらに上方にプラズマ電極１５が配置されており、上端に排気路４２が接続され、上端から精製した粉体と共に粉体生成塔４１内部の気体が引き抜かれるようになっている。排気路４２は、外周管４３が設けられた２重構造をなしており、外周管４３には冷却ファン１９から空気が供給され、空気管路２０に排気する。排気路４２は、精製管４を有しておらず、単純にバグフィルタ５に接続されている。尚、図中の＊印は、互いに接続されていることを示す。 FIG. 6 shows a powder manufacturing apparatus 40 of a reference example of the present invention. In the powder manufacturing apparatus 40, the same components as those in at least one of the above-described powder manufacturing apparatuses 1, 32, 36, and 38 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The powder production tower 41 of the powder production apparatus 40 has a plurality of spraying apparatuses 13 arranged to spray the raw material into the powder production tower 41 from the lower side, and a burner 14 is arranged on the upper part. Further, the plasma electrode 15 is disposed further above the burner 14, and an exhaust path 42 is connected to the upper end so that the gas inside the powder generation tower 41 can be extracted together with the purified powder from the upper end. The exhaust passage 42 has a double structure in which an outer peripheral pipe 43 is provided. Air is supplied from the cooling fan 19 to the outer peripheral pipe 43 and is exhausted to the air pipe 20. The exhaust passage 42 does not have the purification pipe 4 and is simply connected to the bag filter 5. In addition, * mark in a figure shows mutually connected.

粉体製造装置４０において、噴霧装置１３によって形成される原料溶液の液滴は、搬送ガスと共に粉体生成塔４１内を上昇するが、径が大きい液滴は、自重により、搬送ガスの流れに逆らって下方に落下するので、粉体生成塔４１内を上昇して乾燥、熱変成されて上端から排気路４２に引き抜かれる粉体は、一定の粒径より小さいものばかりとなる。外周管４３および外周管１８を冷却した空気を空気管路２０’を介してバーナ１４に導入して熱回収する点は、粉体製造装置１について説明したのと同様である。   In the powder manufacturing apparatus 40, the droplets of the raw material solution formed by the spraying device 13 rise in the powder generation tower 41 together with the carrier gas, but the droplets having a large diameter are caused to flow into the carrier gas by their own weight. On the other hand, it falls downward, so that the powder that rises in the powder generation tower 41, is dried and thermally transformed, and is extracted from the upper end to the exhaust passage 42 is only smaller than a certain particle size. The point in which the air that has cooled the outer peripheral tube 43 and the outer peripheral tube 18 is introduced into the burner 14 via the air conduit 20 ′ and heat is recovered is the same as that described for the powder production apparatus 1.

以上のように、本発明は、噴霧熱分解法により所望の粉体を製造するが、連続的に仕上げ焼成して高品質の粉体を得ることができ、製造量が大きく省エネルギーである。   As described above, the present invention manufactures a desired powder by the spray pyrolysis method. However, it can be continuously finished and fired to obtain a high-quality powder, and the production amount is large and energy saving.

本発明は、本明細書において説明した実施形態に限定されずに、様々な変形が可能であり、特許請求の範囲の記載に含まれるあらゆる構成を除外しない。   The present invention is not limited to the embodiments described in the present specification, and various modifications can be made, and any configuration included in the description of the claims is not excluded.

本発明の第１実施形態の粉体製造装置の概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic of the powder manufacturing apparatus of 1st Embodiment of this invention. 図１のロータリバルブの詳細断面図。FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of the rotary valve of FIG. 1. 本発明の第２実施形態の粉体製造装置の概略図。Schematic of the powder manufacturing apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の粉体製造装置の概略図。Schematic of the powder manufacturing apparatus of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態の粉体製造装置の概略図。Schematic of the powder manufacturing apparatus of 4th Embodiment of this invention. 本発明の参考例の粉体製造装置の概略図。The schematic of the powder manufacturing apparatus of the reference example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，３２，３６，３８，４０ 粉体製造装置
２，４１ 粉体生成塔
３，３３，３９，４２ 排気路
５ バグフィルタ（粉体分離装置）
６ スクラバ（浄化装置）
７ 排気ファン（排気装置）
１０ 連続焼成炉
１３ 噴霧装置
１４ バーナ（火炎噴射装置）
１５ プラズマ電極（プラズマ放電装置）
１７，１８，４３ 外周管
１９ 冷却ファン（送気装置）
２０，２０’ 空気管路
２６ ロータリバルブ（粉体排出手段）
３５ 搬送コンベア（搬送手段）
３７ 分岐シュート（搬送手段） 1,32,36,38,40 Powder production equipment 2,41 Powder production tower 3,33,39,42 Exhaust passage 5 Bag filter (powder separation equipment)
6 Scrubber (Purification device)
7 Exhaust fan (exhaust device)
10 Continuous firing furnace 13 Spraying device 14 Burner (flame injection device)
15 Plasma electrode (plasma discharge device)
17, 18, 43 Outer tube 19 Cooling fan (air supply device)
20, 20 'Air pipe 26 Rotary valve (powder discharging means)
35 Conveyor (conveying means)
37 Branch chute (conveying means)

Claims (7)

筒状の粉体生成塔と、
前記粉体生成塔の内部に原料溶液を噴霧する噴霧装置と、
前記粉体生成塔の内部に火炎を噴射して前記原料溶液の液滴を乾燥し、粉体を生成する火炎噴射装置と、
前記粉体生成塔に接続された排気路から、前記粉体生成塔内部の気体を生成した粉体とともに一定の流量で引き抜く排気装置と、
前記排気路よりも拡径した直立直管部を有し、前記排気装置が引き抜いた気体が下側から導入され、前記粉体の内、前記直立直管部内の前記気体の速度よりも沈降速度が遅いものだけを前記気体とともに流出させる精製管と、
前記精製管から流出した気体から粉体を分離する粉体分離装置と、
前記粉体分離装置が分離した粉体を焼成する焼成炉とを有し、
前記粉体分離装置は、分離した粉体を前記焼成炉に連続して排出する粉体排出手段を有することを特徴とする粉体製造装置。 A cylindrical powder production tower;
A spraying device for spraying the raw material solution into the powder generation tower;
A flame injection device for generating a powder by injecting a flame into the powder generation tower to dry droplets of the raw material solution;
An exhaust device that draws out the gas inside the powder generation tower at a constant flow rate from the exhaust passage connected to the powder generation tower;
An upright straight pipe portion having a diameter larger than that of the exhaust passage, the gas drawn out by the exhaust device is introduced from the lower side, and the settling velocity is higher than the gas velocity in the upright straight pipe portion of the powder. A purification tube that allows only the slow gas to flow out with the gas,
A powder separation device for separating powder from the gas flowing out of the purification tube ;
A firing furnace for firing the separated powder by the powder separation device,
The powder separator has a powder discharging means for continuously discharging the separated powder to the baking furnace. 前記排気路および前記焼成炉の排出路の少なくともいずれかは、少なくとも部分的に外周管に囲まれており、
前記外周管に空気を供給する送気装置を有し、
前記外周管から排出される空気を、燃焼空気として使用するために、前記火炎噴射装置に導く空気管路を有することを特徴とする請求項１に記載の粉体製造装置。 At least one of the exhaust path and the discharge path of the firing furnace is at least partially surrounded by an outer tube;
An air supply device for supplying air to the outer tube;
The powder manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising an air pipe that guides the air discharged from the outer peripheral pipe to the flame injection device in order to use the air as combustion air. 前記排気装置は、前記粉体分離装置で粉体を分離した気体を清浄装置を介して外部に放出することを特徴とする請求項１または２に記載の粉体製造装置。   3. The powder production apparatus according to claim 1, wherein the exhaust device discharges the gas separated from the powder by the powder separation device to the outside through a cleaning device. 4. 前記粉体生成塔内の前記火炎噴射装置の下流側に、プラズマ放電を起こさせるプラズマ放電装置をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の粉体製造装置。   The powder production apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a plasma discharge device that causes plasma discharge on the downstream side of the flame injection device in the powder generation tower. 前記排気路は分岐を有し、前記粉体生成塔および前記粉体分離装置の少なくともいずれかが複数接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の粉体製造装置。   5. The powder production apparatus according to claim 1, wherein the exhaust passage has a branch, and a plurality of at least one of the powder production tower and the powder separation apparatus are connected. . 前記分離装置および前記焼成炉の少なくともいずれかは複数あり、
前記分離装置から排出された粉体を、合流、分配または選択して、前記焼成炉に導く搬送手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の粉体製造装置。 There are a plurality of at least one of the separation device and the baking furnace,
6. The powder production apparatus according to claim 1, further comprising a conveying unit that joins, distributes, or selects the powder discharged from the separation device and guides the powder to the baking furnace. 筒状の粉体生成塔の内部に原料溶液を噴霧し、Spray the raw material solution inside the cylindrical powder production tower,
前記粉体生成塔の内部に火炎を噴射して前記原料溶液の液滴を乾燥することによって粉体を生成し、A powder is produced by spraying a flame into the powder production tower and drying the droplets of the raw material solution,
前記粉体生成塔に接続された排気路から、前記粉体生成塔内部の気体を生成した粉体とともに一定の流量で引き抜き、From the exhaust passage connected to the powder generation tower, the powder inside the powder generation tower is withdrawn at a constant flow rate with the generated powder,
前記粉体生成塔から引き抜いた気体を、前記排気路よりも拡径した直立直管部を有する精製管に下側から導入し、前記粉体の内、前記直立直管部内の前記気体の速度よりも沈降速度が遅いものだけを前記気体とともに流出させ、The gas drawn from the powder production tower is introduced from the lower side into a purification pipe having an upright straight pipe portion having a diameter larger than that of the exhaust passage, and the velocity of the gas in the upright straight pipe portion in the powder. Only the one with a slower settling velocity is allowed to flow out with the gas,
粉体分離装置によって前記精製管から流出した気体から前記粉体を分離して、Separating the powder from the gas flowing out of the purification tube by a powder separator;
分離した粉体を前記焼成炉に連続して焼成炉に投入して、前記粉体を焼成する粉体製造方法。A method for producing a powder, wherein the separated powder is continuously introduced into the firing furnace and fired.
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