CN103189703B - 立式烧制炉 - Google Patents

Abstract

立式烧制炉（1）具备外筒（2）和内筒（3），在它们之间具备原料通路（20）。在外筒（2）的下端部设置有将烧制品从炉中排出的烧制品排出机构，在烧制品排出机构的下方设置有烧制品冷却机构，该烧制品冷却结构用于将冷却用空气导入来进行烧制品的冷却。烧制品冷却机构由烧制品导入管（22）和烧制品冷却装置（21）构成，在烧制品导入管（22）内形成有从烧制品填充层（21b）连续的烧制品填充层（23）。导入至烧制品冷却装置（21）的冷却用空气几乎不会从烧制品填充层（23）流入到上方，而是通过与上方空间部（21c）连接的管路（30）并在下部燃烧室（17）作为燃烧用空气来使用。

Description

立式烧制炉

技术领域

本发明涉及用于烧制石灰石或白云石等块状原料的立式烧制炉。

背景技术

在以往，已知有用于烧制石灰石或白云石等块状原料的双层圆筒结构的立式烧制炉（例如，参照下述专利文献1）。图4为表示以往的双层圆筒结构的立式烧制炉的图。如图4所示，立式烧制炉100具备圆筒状的外筒101以及在该外筒101的内侧呈同心状配置的内筒102。

并且，在外筒101的上端部设置有投入从搬送装置供给的原料的投入装置103，而且该外筒101的上端部经配管104与废气抽吸风扇（未图示）连接。并且，来自外筒101的废气经未图示的集尘装置排出到大气中。

在内筒102内形成有内筒102的冷却用空气的通路105，冷却用空气从风扇107经配管106被供给至该通路105。对内筒102内进行冷却后的空气集合于配管108a并作为燃烧用空气来使用。而且，内筒102的上端部经配管109与工作用空气热交换器110的上端部连接，该工作用空气热交换器110的下端部经配管111与废气抽吸风扇连接。

外部空气从鼓风机112被导入至工作用空气热交换器110的下方，在工作用空气热交换器110内与废气之间进行热交换。通过该热交换而被加热了的外部空气经配管113而被供给至在外筒101设置的上部燃烧室114的上部燃烧器114a、下部燃烧室115的下部燃烧器115a、以及抽吸装置116的上端部，作为燃烧用空气和抽吸装置116的工作用空气来使用。

另外，对内筒102进行冷却后的冷却后空气通过配管108、108a而被供给至上部和下部燃烧器114a、115a，作为燃烧用空气来使用。来自具备各燃烧器114a、115a的各燃烧室114、115的燃烧气体如图中实线箭头所示那样在原料通路117内形成的原料填充层中向上流动，所述原料通路117形成于外筒101和内筒102之间，来自下部燃烧室115的燃料气体的一部分如图中实线箭头所示那样向下流动。

在外筒101的侧面设置有抽吸装置116。该抽吸装置116具备喷射机构，该抽吸装置116将从外筒101的下部上升的冷却用空气、来自下部燃烧室115的向下的燃烧气体、和由被向下的燃烧气体烧制过的原料产生的原料分解气体（例如，CO₂气体）抽吸至内筒102侧。所述冷却用空气、燃烧气体、和原料分解而产生的气体的混合气体通过内筒102内并导入至配管118。该配管118与抽吸装置116的上端部连接，该抽吸装置116的上端部还与供给燃烧用空气的配管113连接，该抽吸装置116的下端部与下部燃烧室115连接。

并且，在外筒101的下端部设置有用于排出烧制品的烧制品排出装置119，在内筒102的下端部与该烧制品排出装置119之间形成有对烧制品进行冷却的烧制品冷却带CZ。外部空气从冷却空气风扇119a被导入至烧制品排出装置119，如图中实线箭头所示，冷却用空气在填充于烧制品冷却带CZ的烧制品中向上流动。如图中虚线箭头所示，烧制品向烧制品排出装置119的下方流动，并被排出到外部。

另外，在原料通路117中，自下部燃烧室115起上部形成热气与原料向相反方向流动的对流带，自下部燃烧室115起下部形成热气与原料向相同方向流动的并流带，在从下部燃烧室115到内筒102的下端部之间形成并流烧制带PFZ，在从下部燃烧室115到上部燃烧室114之间形成下部烧制带DFZ，在从上部燃烧室114到上方的预定范围之间形成上部烧制带UFZ，并且在上部烧制带UFZ的上方预定范围内形成预热带PZ。

在这样构成的立式烧制炉的并流烧制带PFZ中，使燃烧气体在原料中并列地流动来进行烧制，原料分解而产生气体（CO₂）。成为该燃烧气体与原料分解而产生的气体（将燃烧气体与原料分解而产生的气体的混合气体称作并流气体。）同冷却用空气混合并被抽吸装置116所抽吸的结构。而且，像上述那样被抽吸的混合气体在被作为燃烧用空气来使用的同时，借助燃料的燃烧热而被加热并再次导入至炉内的原料通路117的原料填充层，作为烧制热源来使用。

另外，关于并流气体的温度，例如在并流烧制带PFZ的下端部为大约900℃以上的高温，对烧制品进行冷却后的冷却用空气也为大约500℃～890℃左右。因此，难以采用机械风扇类等作为抽吸装置116的机构，而主要使用喷射机构。

关于采用该喷射机构的情况下的抽吸装置116，为了进行工作而将高压空气（例如，30～70kPa的压力、400℃～500℃的温度）等工作用空气（或者工作用气体）供给至装置内的喷射嘴，通过在喷射机构内形成高速的喷流来产生抽吸压力。

（1）抽吸装置116的特性

这样的抽吸装置116基本上由耐火材料构成，因此无法在炉的作业中使抽吸装置116的尺寸等可变，由于尺寸被固定而具备下述这样的特性。图5为表示被抽吸装置116抽吸的混合气体量与抽吸压力的关系的图。

由图5可知，在工作用空气量V1、V2、V3（V1＜V2＜V3）各自恒定的情况下，混合气体量越多，抽吸压力越低。并且，使工作用空气量以V1→V2→V3的方式增加的话则抽吸压力变大，反之使工作用空气量以V3→V2→V1的方式减少的话则抽吸压力变小。

在立式烧制炉的作业中，通常混合气体量在系统的流路阻力与抽吸压力变得相同的时刻达到平衡，因此，如果工作用空气量增加则能够使混合气体量增加，如果工作用空气量减少则能够使混合气体量减少。

（2）供给空气量的合理化

并且，供给至上部燃烧室114和下部燃烧室115的燃料的量以大致恒定的比率设定为最优的总计量，以便能够在炉内进行需要的热量分配。各燃烧室114、115中的燃烧温度在最适合耐火材料或烧制原料的容许温度内选定最高温度，以进行高效的（即，热消耗量最少的）作业。因此，需要以尽可能少的空气量（或气体量）进行良好的燃烧。这里，燃烧用的空气量通常用下面的公式表示。

[公式1]

Va＝m·Ao·Fw

Va：为了燃烧而供给至炉的总空气量（Nm³/hr）

Fw：供给至炉内的燃料量（kg/hr）

Ao：理论燃烧空气量（Nm³/kg燃料）…使1Kg燃料完全燃烧所需要的理论空气量

m：空气系数。

通常，在立式燃烧炉中，例如上述公式中的空气系数m为1.1～1.37。即，供给理论上需要的空气量的1.1～1.37倍的空气量。另外，空气系数m的最优值根据使用的燃料的种类而不同，通常，作为用于使热消耗量最少的一个要素，要求使空气系数m为最小限度。

并且，由于喷射机构的工作用空气流入至下部燃烧室115，因而对下部燃烧室115的燃料的燃烧条件也造成影响。而且，被抽吸的混合气体也同样地影响燃烧室内的温度条件和燃烧火焰的状态。具体地说，除了供给至燃烧器的燃烧用空气以外，流入至下部燃烧室115的空气包括工作用空气和烧制品的冷却用空气。这些空气与上述空气系数m直接相关联。

（3）源自品质确保和热消耗量降低的要求事项

此外，从烧制品的品质确保的观点来看，上述并流气体量影响原料的烧制从而最终影响烧制品的品质。因此，恒定量的确保是不可或缺的。而且，为了实现热消耗量（燃料消耗量）的降低，需要使烧制品冷却带CZ的出口温度降低，减少烧制品带出到炉外的损失热（烧制品的保有热），从而使热回收量增加。因此，也需要确保恒定的冷却用空气量。

然而，上述的（1）的抽吸装置116的特性中的抽吸压力成为确定并流烧制带中的并流气体量的要素。并流烧制带是烧制工序的最终阶段，因此，进行炉整体的控制以使在其下游端气体为预定的温度。从这方面来看，确保恒定量的并流气体在操作烧制炉方面是极为重要的要素。

为了确保恒定量的并流气体，需要确保抽吸压力，根据上述的（1）的具备喷射机构的抽吸装置116的特性，需要增加供给至喷射机构的工作用空气量，或者减少混合气体量。但是，增加工作用空气量与上述(2)的供给空气量的合理化矛盾，减少混合气体量因降低了烧制品的冷却空气量而与（3）的要求事项矛盾。因此，在大多情况下，牺牲（3）的要求事项，在使工作用空气量为恒定的基础上，减少烧制品的冷却用空气量，从而进行使混合气体量减少了的作业。其结果是，采用使抽吸压力上升、更多地确保并流气体量的操作方针。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭57-122279号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，通过像上述那样减少烧制品的冷却用空气量，烧制品的排出温度增高而损失热变大。虽然充分确保了上述那样的烧制品冷却带CZ的冷却容量，但存在因冷却用空气量的绝对不足而不能充分发挥所具备的冷却功能的情况。因此，在使用由喷射机构构成的抽吸装置的、具备并流烧制带的立式烧制炉中，会产生作业时的操作控制的自由度被限制的情况。

本发明的目的在于，为了消除上述问题点而提供一种立式烧制炉，其能够降低抽吸装置的喷射机构的工作用空气量并确保并流气体量，同时能够确保烧制品的冷却用空气量，从而能够在有效地回收被排出的烧制品的保有热，并且提高操作控制的自由度。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题并达成目的，本发明的立式烧制炉的特征在于，其具备：外筒，其以轴向为上下方向的方式配置；内筒，其同轴配置在所述外筒的内部而与所述外筒一起构成双层筒状结构，在该内筒与所述外筒之间形成原料通路；投入装置，其设置在所述外筒的上端，用于将原料投入到所述原料通路从而在所述原料通路形成原料填充层；燃烧室，其形成为与所述原料通路连接，用于导入燃烧用空气而利用燃烧器产生热气；抽吸装置，其将在所述燃烧室产生的热气的一部分经由所述原料通路的下端部以及内筒抽吸至所述外筒的外部，从而形成从所述燃烧室起下侧的所述原料填充层的原料与热气一起向下方移动并同时进行烧制的并流烧制带；烧制品排出机构，其设置在所述并流烧制带的下端部，用于将烧制品从所述原料通路排出；以及烧制品冷却机构，其具有烧制品导入管，该烧制品导入管与所述烧制品排出机构的下方连接并在内部形成烧制品填充层，在该烧制品导入管的下方收纳于所述烧制品填充层连续的烧制品，该烧制品冷却机构将来自外部的冷却用空气导入从而对所收纳的烧制品进行冷却，所述烧制品填充层具有减少所述冷却用空气向上方的流动的阻挡功能。

所述冷却用空气例如在通过所述烧制品冷却机构的内部的烧制品而进行了热交换后，被用作所述燃烧室中的燃烧用空气的一部分。并且，所述烧制品冷却机构例如收纳与所述烧制品填充层连续的烧制品，并对该收纳的烧制品进行冷却。

所述烧制品排出机构例如具有：底板，其设置在所述外筒的下端部，在该底板，与所述内筒的中心线同心地形成有滑动道，所述滑动道具有直径比所述内筒的外径小的孔部；以及推送器，其在所述并流烧制带的下端部附近在所述外筒的圆周上配置有多个，该推送器能够在所述底板的板面上朝向所述滑动道的中心方向往复运动，所述烧制品排出机构构成为，连结所述内筒的下端部周缘与所述底板的孔部的面形成所述烧制品的自由安息角面。

发明效果

根据本发明，能够降低抽吸装置的喷射机构的工作用空气量，在确保并流气体量的同时确保烧制品的冷却用空气量，从而能够在有效地回收被排出的烧制品的保有热并同时提高操作控制的自由度。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式的立式烧制炉的图。

图2为归纳表示并流烧制带PFZ中的并流气体量与压力损失之间的关系、并流气体量与通过了烧制品冷却带CZ的冷却用空气及并流气体的混合气体量之间的关系、以及由抽吸装置产生的抽吸压力与混合气体量的关系的图。

图3为表示烧制品的冷却用空气量、烧制品温度和烧制品保有热的关系的图。

图4为表示以往的双层圆筒结构的立式烧制炉的图。

图5为表示被抽吸装置抽吸的混合气体量与抽吸压力的关系的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的立式烧制炉的实施方式。图1为表示本发明的一个实施方式的立式烧制炉的图。如图1所示，本实施方式的立式烧制炉1构成为具备圆筒状的外筒2、以及在该外筒2的内侧呈同心状悬垂配置的内筒3。

并且，在外筒2的上端部设置有投入从搬送装置供给的原料的投入装置4，而且该外筒2的上端部经配管5与未图示的废气抽吸风扇连接。由废气抽吸风扇抽吸的来自外筒2的废气经未图示的集尘装置而除去灰尘后被排出到大气中。

在内筒3内形成有内筒3的冷却用空气的通路6，冷却用空气从冷却空气风扇8经配管7被供给至该通路。对内筒3内进行冷却后的冷却后空气集合于配管9并供给至燃烧用空气热交换器10，作为燃烧用空气来使用。并且，内筒3的上端部经配管11分别与燃烧用空气热交换器10的上端部和工作用空气热交换器12的上端部连接。

这些热交换器10、12的下端部经配管13与废气抽吸风扇连接。外部空气从鼓风机14被导入至工作用空气热交换器12的下方，在工作用空气热交换器12内在与废气之间进行热交换。通过该热交换而被加热了的外部空气经配管15而被供给至在外筒2设置的上部燃烧室16的上部燃烧器16a、下部燃烧室17的下部燃烧器17a、以及抽吸装置18的上端部，作为燃烧用空气和抽吸装置18的工作用空气来使用。

对内筒3进行冷却并在燃烧用空气热交换器10进行了热交换后的空气通过配管19而被供给至上部和下部燃烧器16a、17a用作燃烧用空气。来自具备各燃烧器16a、17a的各燃烧室16、17的燃烧气体如图中实线箭头所示那样在形成于原料通路20内的原料填充层中向上流动，所述原料通路20形成于外筒2和内筒3之间，来自下部燃烧室17的燃烧气体的一部分如图中实线箭头所示那样向下流动。

在外筒2的侧面设置有抽吸装置18。该抽吸装置18具备喷射机构，该抽吸装置18经内筒3和配管24来抽吸冷却用空气、来自下部燃烧室17的朝下的燃烧气体、和原料分解气体（例如，CO₂气体），所述冷却用空气是指从在内筒3的下方设置的烧制品冷却装置21通过烧制品导入管22内的烧制品填充层23并略有上升的冷却用空气，所述原料分解气体是由被向下的燃烧气体烧制的原料产生的气体。

配管24与抽吸装置18的上端部连接，该抽吸装置18的上端部还与供给工作用空气的配管15连接，该抽吸装置18的下端部与下部燃烧室17连接。

并且，在外筒2的下端部设置有用于将烧制品从炉排出的烧制品排出机构。而且，在烧制品排出机构的下方设置有烧制品冷却机构，该烧制品冷却机构利用冷却空气风扇25导入来自外部的冷却用空气从而进行烧制品的冷却。烧制品排出机构例如为下述这样的结构。

具体地说，烧制品排出机构构成为具备：金属制成的底板26，其覆盖外筒2的下端部侧；以及耐热金属制成的推送器27，其在外筒2的圆周上配置有多个且位于底板26的板面上，该推送器27用于使填充层下端部的烧制品移动。底板26具备这样的结构：与内筒3的中心线同心地形成有滑动道26b，该滑动道26b具备直径比内筒3的外周直径小的孔部26a。

该底板26构成为，用耐火材料进行内衬以便能够足以承受烧制品和燃烧气体等的温度。推送器27具备这样的结构：借助由液压缸驱动的行程可变活塞27a而能够朝向滑动道26b的中心方向如图中实线箭头所示那样往复运动。

另外，将内筒3的下端外周端点和底板26的滑动道26b的上端内周端点连结起来的用虚线表示的面形成烧制品的自由安息角面31。由此，能够使在原料通路20内形成的原料填充层的原料在圆环状面均匀地下落。

并且，具体地说，烧制品冷却机构由烧制品导入管22和烧制品冷却装置21构成，所述烧制品导入管22经伸缩接头28以与外部为气密状态的状态配置在滑动道26b的下端部，所述烧制品冷却装置21设置在所述烧制品导入管22的下端部。另外，在烧制品冷却装置21内设置有伞状的狭缝21a，该狭缝21a用于将利用冷却空气风扇25导入、并利用风量调整用的风门25a调整了风量的冷却用空气如图中实线箭头所示那样分散供给至装置内的烧制品填充层21b。

关于通过烧制品填充层21b并与烧制品进行热交换后的冷却用空气，该冷却用空气从与烧制品填充层21b的上方空间部21c连接的管路30通过并利用风量调整用的风门30a调整风量，然后被供给至管路30所连接的下部燃烧室17。另外，从烧制品冷却装置21的狭缝21a的下端部到烧制品导入管22的下端部之间的部分成为对烧制品进行冷却的烧制品冷却带CZ。

另外，在原料通路20中，自下部燃烧室17起上部形成热气与原料向相反方向流动的对流带，自下部燃烧室17起下部形成热气与原料向相同方向流动的并流带，在从下部燃烧室17到内筒3的下端部之间形成并流烧制带PFZ，在从下部燃烧室17到上部燃烧室16之间形成下部烧制室DFZ，在从上部燃烧室16到上方的预定范围之间形成上部烧制带UFZ，并且在上部烧制带UFZ的上方预定范围内形成预热带PZ。

在这样构成的立式烧制炉1中，从投入装置4投入到原料通路20内的原料在从底板26到比预热带PZ的最上端靠上方的位置形成填充层。原料通过预热带PZ以及各烧制带UFZ、DFZ、PFZ而被烧制，成为烧制品后到达底板26的板面上。到达了的烧制品以预先设定的排出量借助推送器27经滑动道26a和伸缩接头28而被排出到烧制品导入管22内。

在烧制品导入管22内通过的烧制品被填充到烧制品冷却装置21内，从该烧制品填充层21b连续的烧制品填充层23在烧制品导入管22内形成为具有比导入管高度H1低的填充层高度H2。另外，烧制品导入管22的下端配置成与烧制品填充层21b接触。

在烧制品冷却装置21内被冷却的烧制品被控制成使烧制品填充层23的填充层高度H2维持需要的高度，并从排出部21d排出到外部。从烧制品填充层21b连续的烧制品填充层23形成为具有预定的填充层高度H2，因此通过了烧制品填充层21b的冷却用空气几乎不会被导到烧制品填充层23的上方。

也就是说，借助烧制品填充层23发挥在某种程度上密封冷却用空气的空气密封效果。另外，烧制品导入管22的直径以及填充层高度H2构成为使烧制品最大限度发挥了空气密封效果，因此，通过烧制品填充层23而与并流气体汇流的冷却用空气量是少量的。

因此，通过上述那样的结构，本实施方式的立式烧制炉1的混合气体量减少，因此能够降低抽吸装置18的喷射机构的工作用空气量。通常，工作用空气的温度为450℃～480℃，由工作用空气向炉内供给的热供给量与工作用空气的减少量成比例地减少。

在该立式烧制炉1中，在上部烧制带UFZ的上端部位置，炉内的燃烧气体的一部分经由设置于内筒3的导入通路3a并通过配管11而分别导入到燃烧用空气热交换器10以及工作用空气热交换器12。因此，即便使工作用空气热交换器12小型化也能够充分地加热工作用空气。

这种情况下，能够使燃烧气体向小型化了的工作用空气热交换器12的导入量减少，因此，能够将由此产生的剩余的燃烧气体导入至燃烧用空气热交换器10，将用作各燃烧器16a、17a的燃烧用空气的内筒3的冷却后空气（例如，具有190℃～210℃的温度）在该热交换器10内加热，从而供给具有390℃～430℃的温度的燃烧用空气。

这里，作为使立式烧制炉1为上述那样的结构的说明，首先，针对具备喷射机构的抽吸装置18的工作用空气量的降低进行说明。在下文中，作为具体例子而列举烧制能力为300t/day（吨/天）的立式烧制炉1生产300t/day的烧制品的情况为例进行说明。作为前提，简单地说明立式烧制炉中的并流气体的重要性。

即，并流烧制带具有通过使燃烧气体沿原料通路20内的原料的下降方向流动来进行原料的烧制的功能，并且并流烧制带处于烧制工序的最终阶段。因此，当流过恒定量的并流气体时，监视并流烧制带的下端部处的燃烧气体和由烧制过的原料产生的原料分解气体的混合气体、即并流气体的温度，进行炉整体的调整以使该温度成为预定的温度，这样的话其最终结果成为并流烧制带的下端部的温度而表现出来。

也就是说，可以说是在并流气体的温度与预定的温度一致情况下，经验上判断为最终得到的烧制品达到预定的品质。这样，由于并流气体在炉的作业中起到重要的作用，因此在实际的作业中，期望确保并流气体量的稳定。

在这样的前提下，对工作用空气量的减少进行说明。图2为归纳表示并流烧制带中的并流气体量与压力损失的关系、并流气体量与通过了烧制品冷却带的冷却用空气及并流气体的混合气体量之间的关系、以及由抽吸装置产生的抽吸压力与混合气体量的关系的图。

另外，在图2的图表A中可知，随着并流气体量（Nm³/hr）增加，压力损失也增加。并且，图表B中的线α表示在冷却用空气量以8000Nm³/hr流入恒定量的情况下的并流气体量与混合气体量的关系，线β表示冷却用空气量为0的情况下的并流气体量与混合气体量的关系，线γ表示当冷却用空气量以600Nm³/hr而流入恒定量的情况下的并流气体量与混合气体量的关系。该线γ相当于本实施方式的立式烧制炉1的情况，600Nm³/hr的冷却用空气量表示从烧制品填充层23的泄漏量。

并且，图表C表示由抽吸装置产生的抽吸压力，并且还表示并流烧制带的下端部处的抽吸压力，线A1、A2、A3表示由抽吸装置产生的抽吸压力，线B1、B2、B3表示并流烧制带的下端部处的抽吸压力。上述并流烧制带的下端部处的抽吸压力通过从由抽吸装置产生的抽吸压力减去该下端部与抽吸装置之间的压力损失而求得。可知，当混合气体量减少时这些抽吸压力上升。

另外，在图表C中，线A1表示由以往烧制炉中的抽吸装置产生的抽吸压力，并且线B1表示该以往炉中的并流烧制带的下端部处的抽吸压力的例子，工作用空气量为恒定量4900Nm³/hr。线A3表示在相同的以往炉中使工作用空气量减少的情况下的抽吸压力，并且线B3表示该情况下的并流烧制带的下端部处的抽吸压力的例子，将工作用空气量从上述4900Nm³/hr减少至3000Nm³/hr。

并且，与在本实施方式的立式烧制炉1中使用的少的混合气体量与工作用空气量对应地，线A2和线B2分别表示由新设计的抽吸装置18产生的抽吸压力以及并流烧制带PFZ的下端部处的抽吸压力，工作用空气量为恒定量2500Nm³/hr。

在实际的立式烧制炉中，图表C所示的并流烧制带的下端部处的抽吸压力与图表A所示的并流烧制带处的压力损失如横线D1所示那样在一致的点平衡。而且，图表A中的从一致压力点D2如图中实线箭头所示那样垂直于横轴地引出的引线D3与横轴的交点为并流气体量。

在图表B、C中，图中用虚线箭头表示的是，在图表B中冷却用空气量为600Nm³/hr（实际上，相当于泄漏量）的线γ的情况下的并流气体量和并流烧制带的下端部处的抽吸压力。由此可知，可以说通过使混合气体量减少，能够以少量的工作用空气量产生与不使混合气体量减少的情况相同的并流烧制带的下端部处的抽吸压力。因此，能够在确保并流气体量的同时减少工作用空气量。

另外，由于图表A中的损失压力不受冷却用空气的影响，所以只要原料的性质、状态不发生变化，图表A中的损失压力就只由并流气体产生。因此，只要并流烧制带的下端部处的抽吸压力确定，就能够从该图表A中读取出并流气体量。并且，从该下端部到抽吸装置的混合气体的通路中的压力损失由于并流气体与冷却用空气的混合气体而产生。

因此，只要抽吸装置中的抽吸压力确定，通过从该压力中减去上述通路中的压力损失，就能够计算出图表C所示的并流烧制带的下端部处的抽吸压力，把握并流气体量。如该图表C所示，在工作用空气量恒定的情况下，如果混合气体量减少则抽吸装置的抽吸压力增高。

并流气体的重要性如上所述，所以在比较并流气体和冷却用空气的情况下，优先确保并流气体量。也就是说，能够通过减少冷却用空气量来减少混合气体量，通过将抽吸装置的抽吸压力维持得高（结果是将并流烧制带的下端部处的抽吸压力维持得高），能够增加并流气体量。

如上所述，图2所示的图表C的线A1、B1表示以往炉中的各抽吸压力，因此，如果根据这些线A1、B1，则能够例如从图2所示的图表A～C得到如下具体数值：大约11000Nm³/hr的并流气体量、大约19400Nm³/hr的混合气体量、以及大约8400Nm³/hr的冷却用空气量。

另外，在本实施方式的立式烧制炉1中，具备将并流烧制带PFZ和烧制品冷却装置21分离配置的结构，通过在配置于它们的中间位置的烧制品导入管22内形成具有期望的填充层高度H2的烧制品填充层23，获得了上述那样的空气密封效果。

因此，作为理想状态，只有并流气体被抽吸至抽吸装置18，但由于实际上不能完全地密封冷却用空气，所以需要将通过了烧制品填充层21b的冷却用空气混入到并流气体中这一情况纳入考虑来进行设计。

考虑到上述情况，以并流气体量与以往炉为相同程度为条件而设计出的本实施方式的立式烧制炉1中的各抽吸压力成为如图2所示的图表C的线A2、B2示出的那样。而且，如果根据这些线A2、B2，则能够从各图表A～C得到如下具体数值：大约11000Nm³/hr的并流气体量、大约11600Nm³/hr的混合气体量、以及大约600Nm³/hr的冷却用空气量。

其结果是，抽吸装置的工作用空气量在立式烧制炉1的情况下为2500Nm³/hr，在以往炉的情况下为4900Nm³/hr，因此与以往炉相比能够使工作用空气量的差异为－2400Nm³/hr。而且，关于冷却用空气量的自由度，当实际作业中以往炉中的冷却用空气量为Vc（Nm³/hr）时，立式烧制炉1的冷却用空气量为（4900－2500）＋Vc（Nm³/hr），因此与以往炉相比能够以＋2400Nm³/hr的范围得到冷却用空气量的差异。

因此，例如如果使导入至下部燃烧室17的总空气量为恒定（即，下部燃烧室17中的空气系数m不变），则能够将比以往炉多2400Nm³/hr左右（即，大约是抽吸装置18的工作用空气量的减少量）的冷却用空气导入至烧制品冷却装置21内。

接下来，对自烧制品的热回收进行说明。图3为表示烧制品的冷却用空气量、烧制品温度和烧制品保有热的关系的图。在图3中，曲线M为冷却用空气量与烧制品温度的关联曲线，曲线N为冷却用空气量与烧制品保有热的关联曲线。另外，烧制品保有热以20℃为基准进行计算。

如图3所示，例如在冷却用空气量为6700Nm³/hr的情况下，根据曲线M，烧制品温度为150℃，根据曲线N，烧制品保有热为25kcal/kg。这里，在使冷却用空气量减少至6140Nm³/hr的情况下，根据曲线M，烧制品温度为200℃，根据曲线N，烧制品保有热上升至35kcal/kg。即，当冷却用空气量增加560Nm³/hr时，烧制品保有热降低10kcal/kg。在下面的表1中表示它们的关系。

［表1］

另外，Vc表示以往炉中的冷却用空气量，V和Vc+2400分别表示本实施方式的立式烧制炉1中的目标冷却用空气量和最大冷却用空气量。

由该表1和图3可得知，冷却用空气量Vc的情况下的烧制品保有热35kcal/kg与最大冷却用空气量Vc+2400的情况下的烧制品保有热9.5kcal/kg的差异为25.5kcal/kg。并且，上述冷却用空气量Vc的情况下的烧制品保有热与目标冷却用空气量V的情况下的烧制品保有热25kcal/kg的差异为10kcal/kg。而且，目标冷却用空气量V的情况下的烧制品保有热与最大冷却用空气量Vc+2400的情况下的烧制品保有热的差异为15.5kcal/kg。

因此，在本实施方式的立式烧制炉1中，最多能够进行25.5kcal/kg烧制品的热回收，最少能够进行10kcal/kg烧制品的热回收。并且，当使炉以最大能力运转时，存在冷却用空气量相对于烧制品的生产量来说实在是有些不足的情况。

对于这样的情况，在立式烧制炉1中，也能够像上述那样使烧制品的冷却用空气量V与以往炉中的冷却用空气量Vc相比增加2400Nm³/hr左右，因此能够使冷却能力有富余。另外，在冷却能力有富余的情况下，能够期待热回收量比上述的热回收量（25.5kcal/kg烧制品～10kcal/kg烧制品）多。

这样，通过使烧制品热回收量增加，减少了热消耗量，能够获得各种效果。并且，由于抽吸装置18的工作用空气量减少，而产生像上述那样具有与以往炉中的工作用空气所保有的热量相当的热量的剩余的燃烧气体。

例如，在使本实施方式中的立式烧制炉1中的工作用空气量的减少量为2400Nm³/hr，工作用空气的温度为480℃的情况下，意味着在20℃基准下计算出的剩余热量的向炉的带入热减少量为355488kcal/hr，每1kg烧制品的带入热减少量为28.4kcal/kg烧制品。

在以往炉中，对内筒3进行冷却而温度上升了的冷却后空气用作燃烧器中的燃烧用空气，因此在冷却后空气量为5500Nm³/hr，向燃烧器的平均供给温度为200℃的情况下，该冷却后空气的保有热量为309870kcal/hr。

因此，在热交换器10有效利用由工作用空气量的减少而产生的剩余热量，加热内筒3的冷却后空气从而向燃烧器16a、17a供给保有热为665358kcal/hr、且温度为400℃左右的燃烧用空气，这样的话，能够填补工作用空气的带入热的减少部分。即，从上述的烧制品回收的回收热有助于炉的全部热消耗量的减少。

另外，在上述的实施方式中，对烧制能力为300t/day的立式烧制炉1进行了说明，但在其它的炉中也能够同样地应用本发明。并且，对最多25.5kcal/kg烧制品（每1kg烧制品的热量）的热回收量和最少10kcal/kg烧制品的热回收量进行了说明，但以往炉的每1kg烧制品的热消耗量根据原料性质、状态和要求品质而变化，但是，以930～980kcal/kg烧制品为前提，例如若以955kcal/kg烧制品为基准，则能够使立式烧制炉1中的热消耗量减少1.0～2.6%左右地得到改善。

根据上述那样的本实施方式的立式烧制炉1，能够得到如下效果。

（1）能够使立式烧制炉1整体的热消耗量减少1.0～2.6%左右而得到改善。

（2）能够提高立式烧制炉1在作业时的运作控制的自由度。

（3）能够使向立式烧制炉1的各燃烧器16a、17a供给的燃烧用空气高温化，因此能够良好地改善燃料的燃烧状态。

（4）能够通过立式烧制炉1的烧制品冷却装置21对烧制品进行充分冷却，因此，能够放心地采用耐热性输送带作为搬送从排出部21d排出的烧制品的搬送输送器。

（5）通过将立式烧制炉1的烧制品冷却装置21与炉分离配置，能够设计理想的冷却装置，能够使冷却装置小型化。

因此，能够减少立式烧制炉1的抽吸装置18的喷射机构的工作用空气量，并在确保并流气体量的同时确保烧制品的冷却用空气量，而且，能够通过烧制品冷却装置21有效地回收从炉中排出的烧制品的保有热，使作业的操作控制的自由度提高。

标号说明

1：立式烧制炉；

2：外筒；

3：内筒；

4：投入装置；

10：燃烧用空气热交换器；

12：工作用空气热交换器；

16：上部燃烧室；

16a：上部燃烧器；

17：下部燃烧室；

17a：下部燃烧器；

18：抽吸装置；

20：原料通路；

21：烧制品冷却装置；

21b：烧制品填充层；

22：烧制品导入管；

23：烧制品填充层；

26：底板；

27：推送器；

28：伸缩接头；

30：管路。

Claims (5)

1.一种立式烧制炉，其特征在于，所述立式烧制炉具有：

外筒，其以轴向为上下方向的方式配置；

内筒，其同轴配置在所述外筒的内部而与所述外筒一起构成双层筒状结构，在该内筒与所述外筒之间形成原料通路；

投入装置，其设置在所述外筒的上端，用于将原料投入到所述原料通路从而在所述原料通路形成原料填充层；

燃烧室，其形成为与所述原料通路连接，用于导入燃烧用空气而利用燃烧器产生热气；

抽吸装置，其将在所述燃烧室产生的热气的一部分经由所述原料通路的下端部以及内筒抽吸至所述外筒的外部，从而形成从所述燃烧室起下侧的所述原料填充层的原料与热气一起向下方移动并同时进行烧制的并流烧制带；

烧制品排出机构，其设置在所述并流烧制带的下端部，用于将烧制品从所述原料通路排出；以及

烧制品冷却机构，其具有烧制品导入管，该烧制品导入管与所述烧制品排出机构的下方连接并在内部形成烧制品填充层，该烧制品冷却机构从外部将冷却用空气导入至该烧制品导入管的下方，从而对烧制品进行冷却，

所述烧制品填充层具有减少所述冷却用空气向上方的流动的阻挡功能。

2.根据权利要求1所述的立式烧制炉，其特征在于，

所述冷却用空气在通过所述烧制品冷却机构的内部的烧制品而进行了热交换后，被用作所述燃烧室中的燃烧用空气的一部分。

3.根据权利要求1或2所述的立式烧制炉，其特征在于，

所述烧制品冷却机构收纳与所述烧制品填充层连续的烧制品，并对该收纳的烧制品进行冷却。

4.根据权利要求1或2所述的立式烧制炉，其特征在于，

所述烧制品排出机构具有：

底板，其设置在所述外筒的下端部，在该底板，与所述内筒的中心线同心地形成有滑动道，所述滑动道具有直径比所述内筒的外径小的孔部；以及

推送器，其在所述并流烧制带的下端部附近在所述外筒的圆周上配置有多个，该推送器能够在所述底板的板面上朝向所述滑动道的中心方向往复运动，

所述烧制品排出机构构成为，连结所述内筒的下端外周缘与所述底板的孔部的面形成所述烧制品的自由安息角面。

5.根据权利要求3所述的立式烧制炉，其特征在于，

所述烧制品排出机构具有：

底板，其设置在所述外筒的下端部，在该底板，与所述内筒的中心线同心地形成有滑动道，所述滑动道具有直径比所述内筒的外径小的孔部；以及

推送器，其在所述并流烧制带的下端部附近在所述外筒的圆周上配置有多个，该推送器能够在所述底板的板面上朝向所述滑动道的中心方向往复运动，

所述烧制品排出机构构成为，连结所述内筒的下端外周缘与所述底板的孔部的面形成所述烧制品的自由安息角面。