CN114466693A - 无机质球状化粒子制造装置及无机质球状化粒子制造方法 - Google Patents

无机质球状化粒子制造装置及无机质球状化粒子制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供无机质球状化粒子制造装置，其能够大幅削减温室气体的产生量，抑制燃烧中产生的煤灰。本发明提供无机质球状化粒子制造装置(10)，其包括：无机质球状化粒子制造用燃烧器(11)；立式的球状化炉(15)；氨供给源(12)；氧供给源(13)；位于氨供给源(12)与无机质球状化粒子制造用燃烧器(11)之间的氨供给线(L1)；以及位于氧供给源(13)与无机质球状化粒子制造用燃烧器(11)之间的氧供给线(L2)。

Description

无机质球状化粒子制造装置及无机质球状化粒子制造方法
技术领域
本发明涉及无机质球状化粒子制造装置及无机质球状化粒子制造方法。
背景技术
一直以来，已知通过将无机质的粉体原料穿过火焰中来制造无机质球状化粒子(以下，有时简称为“球状化粒子”)的方法(专利文献1～3)。
例如，在专利文献2所公开的无机质球状化粒子制造装置中，如图10所示，原料粉体从原料供给机(进料器)A供给，与从载气供给装置A’供给的载气一起运送到燃烧器B。向该燃烧器B供给来自氧供给设备C的氧和来自LPG供给设备D的燃料气体(液化石油气：LPG)。然后，包括在立式炉E内的火焰中球状化的粒子在内的排气通过从路径F导入立式炉E的底部的空气冷却(温度稀释)，由后段的旋风分离器G和袋滤器H捕集球状化粒子。
这里，为了使原料粉体在燃烧器形成的火焰中形成为球状，需要高温的火焰，因此，作为图10中所示的燃烧器B，通常使用采用燃料气体和纯氧的氧燃烧燃烧器(以下，有时简称为“氧燃烧器”)。
作为这样的氧燃烧器，例如，在专利文献1中公开了一种扩散型燃烧器，其为同心圆状的双重管，具有在其内管与外管之间设置有多个小管的结构。
另外，在专利文献2、3中公开了一种具有同心四重管结构的扩散型氧燃烧器。具体而言，专利文献2、3所公开的扩散型燃烧器被形成为如下结构：从中心向燃烧室将氧气或富氧气体作为载气来供给原料粉体，从该中心的外周供给燃料气体，再从该外周的外周供给一次氧和二次氧，在最外周设置有用于冷却燃烧器的冷却水通道。
这样，在专利文献1～3所公开的氧燃烧器中，由于使燃料气体和助燃性气体(氧气)在燃烧室混合燃烧，因此能够得到高温的氧燃烧火焰。
专利文献1：日本特开昭58-145613号公报
专利文献2：日本专利第3331491号公报
专利文献3：日本专利第3312228号公报
但是，在上述专利文献1～3中公开的现有的氧燃烧器中，由于一般使用城市煤气或LPG等包含碳源的燃料气体，因此燃烧时大量产生作为温室气体的二氧化碳。
另外，当发生不完全燃烧时，由于会产生作为固体碳的煤灰，因此有可能在成为产品的无机质球状化粒子中混入微量的碳。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供无机质球状化粒子制造装置及无机质球状化粒子制造方法，其能够大幅削减温室气体的产生量，抑制在燃烧中产生的煤灰。
为了实现上述课题，本发明采用以下的结构。
[1]一种无机质球状化粒子制造装置，包括：
使用包含氨的燃料气体和含有氧的助燃性气体的无机质球状化粒子制造用燃烧器；
立式的球状化炉，所述无机质球状化粒子制造用燃烧器垂直向下连接于所述球状化炉的炉顶部；
氨供给源；
氧供给源；
位于所述氨供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的氨供给线；以及
位于所述氧供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的氧供给线。
[2]根据所述[1]所述的无机质球状化粒子制造装置，进一步包括：
助燃用燃料供给源；以及
位于所述助燃用燃料供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的助燃用燃料供给线。
[3]根据所述[1]或[2]所述的无机质球状化粒子制造装置，进一步包括：位于所述球状化炉的下游的旋风分离器和袋滤器。
[4]根据所述[1]或[3]所述的无机质球状化粒子制造装置，进一步包括：位于所述助燃用燃料供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的助燃用燃料供给线，
所述无机质球状化粒子制造用燃烧器具有：
将无机质粉体作为原料粉体供给的原料粉体供给路；
供给第一燃料气体的第一燃料气体供给路；以及
供给第一助燃性气体的第一助燃性气体供给路，
所述氨供给线与所述第一燃料气体供给路连通，
所述氧供给线与所述第一助燃性气体供给路连通。
[5]根据所述[4]所述的无机质球状化粒子制造装置，其中，所述助燃用燃料供给线与所述第一燃料气体供给路连通。
[6]根据所述[4]或[5]所述的无机质球状化粒子制造装置，其中，所述无机质球状化粒子制造用燃烧器进一步具有：
供给第二燃料气体的第二燃料气体供给路；以及
供给第二助燃性气体的第二助燃性气体供给路，
所述氨供给线和所述助燃用燃料供给线中的一个或两个与所述第二燃料气体供给路连通，
所述氧供给线与所述第二助燃性气体供给路连通。
[7]根据所述[1]至[6]中任一项所述的无机质球状化粒子制造装置，其中，所述无机质球状化粒子制造用燃烧器具有水冷夹套，
所述无机质球状化粒子制造装置进一步包括：位于所述水冷夹套的冷却水的导出口与导入口之间的冷却水循环线。
[8]根据所述[7]所述的无机质球状化粒子制造装置，包括：位于所述氨供给线上和所述冷却水循环线上的换热器。
[9]一种无机质球状化粒子制造方法，通过由燃料气体和含有氧的助燃性气体的燃烧而形成的燃烧器火焰来熔融无机质粉体并使之成为球状，其中，
将氨作为所述燃料气体使用。
本发明的无机质球状化粒子制造装置由于使用不含碳源的氨作为燃料气体，因此能够大幅削减温室气体的产生量，抑制燃烧中产生的煤灰。
本发明的无机质球状化粒子制造方法能够大幅削减温室气体的产生量，抑制燃烧中产生的煤灰。
附图说明
图1是表示应用本发明的第一实施方式的无机质球状化粒子制造装置的结构的系统图。
图2是表示可应用于第一实施方式的无机质球状化粒子制造用燃烧器的俯视图。
图3是沿图2中所示的A-A’线的剖视图。
图4是图3所示的燃烧器的放大剖视图。
图5是表示应用本发明的第二实施方式的无机质球状化粒子制造装置的结构的系统图。
图6是表示应用本发明的第三实施方式的无机质球状化粒子制造装置的结构的系统图。
图7是表示可应用于第三实施方式的无机质球状化粒子制造用燃烧器的俯视图。
图8是沿图7中所示的B-B’线的剖视图。
图9是图8所示的燃烧器的放大剖视图。
图10是表示现有的无机质球状化粒子制造装置的结构的系统图。
具体实施方式
<第一实施方式>
下面，使用附图对作为应用本发明的第一实施方式的无机质球状化粒子制造装置和使用它的无机质球状化粒子制造方法一起进行详细说明。此外，在以下的说明中使用的附图中，为了便于理解特征，也为了方便有时会放大表示特征部分，各结构要素的尺寸比率等不一定与实际相同。
(无机质球状化粒子制造装置)
首先，对应用本发明的第一实施方式的无机质球状化粒子制造装置的结构进行说明。图1是表示应用本发明的第一实施方式的无机质球状化粒子制造装置的结构的一例的系统图。
如图1所示，本实施方式的无机质球状化粒子制造装置(以下，有时简称为“装置”)10包括：无机质球状化粒子制造用燃烧器11、氨供给源12、氧供给源13、原料粉体供给源14、球状化炉15、旋风分离器16、袋滤器17、氨供给线L1、氧供给线L2以及冷却水循环线L3。
(无机质球状化粒子制造用燃烧器)
接着，对可应用于本实施方式的装置10的无机质球状化粒子制造用燃烧器11的结构进行说明。
图2～图4示出可应用于本实施方式的装置10的无机质球状化粒子制造用燃烧器11(以下，有时简称为“燃烧器”)，图2是从燃烧器的前端侧观察燃烧器的俯视图，图3是沿着通过图2中所示的燃烧器的中心轴C的A-A’切割的剖视图，图4是燃烧器的前端侧的放大剖视图。
如图2～图4所示，燃烧器11具有从该燃烧器11的中心轴C向圆周方向外侧由原料粉体供给管2、第一燃料供给管3、第一助燃性气体供给管4以及水冷夹套5构成的同心多重管结构。另外，燃烧器11是使用燃料气体和含有氧的助燃性气体的氧燃烧燃烧器。
如图3所示，原料粉体供给管2在燃烧器11的同心多重管结构的最内侧沿着该燃烧器11的轴向延伸。该原料粉体供给管2的内侧空间为原料粉体供给路2A，可以将作为原料粉体的无机质粉体与载气(运送气体)的混合物供给。
原料粉体供给路2A在燃烧器11的轴向的前端附近的部分分支为从燃烧器11的中心轴沿半径方向以辐射状延伸的多个原料粉体供给分支流路2B。
另外，如图3和图4所示，原料粉体供给分支流路2B与在燃烧器11的轴向前端具有开口的原料粉体喷出孔2a分别连通。
由此，燃烧器11通过原料粉体供给路2A、多个原料粉体供给分支流路2B和多个原料粉体喷出孔2a在与燃烧器中心轴C平行的方向上喷出原料粉体。
具体而言，如图2所示，当俯视燃烧器11的前端时，多个原料粉体喷出孔2a的开口以成为以燃烧器11的中心轴为中心的圆环状的方式等间隔地配设。由此，能够高效地使原料粉体受到在原料粉体喷出孔2a的内侧或外侧形成的火焰所产生的热量。
另外，在原料粉体供给路2A在燃烧器11的轴向的前端附近的部分，如图3和图4所示那样设置有用于使原料粉体均匀分散到多个原料粉体供给分支流路2B中的分散板2b。
进而，原料粉体供给路2A在基端侧上与原料粉体供给源14通过后述的氧气供给线L2和L2B连接。
载气(运送气体)只要是可运送原料粉体的气体，则不特别限定。作为载气，具体而言，例如在考虑安全性的情况下，能够使用氮气、氩气等惰性气体。另一方面，在将氧或富氧空气等作为载气使用的情况下，能够作为原料粉体的助燃剂来使用。由此，当形成后述的火焰时，能够形成更高温的火焰。
如图3所示，第一燃料供给管3被设置为覆盖原料粉体供给管2的外侧。第一燃料供给管3的中心轴与原料粉体供给管2的中心轴一致，第一燃料供给管3与原料粉体供给管2同轴设置。
设置在第一燃料供给管3与原料粉体供给管2之间的环状空间是用于供给第一燃料气体的第一燃料气体供给路3A。换言之，第一燃料气体供给路3A被设置为覆盖第一粉体供给路2A的外周。
第一燃料气体供给路3A的基端侧与作为第一燃料气体的氨供给源12通过氨供给线L1连接。
将氨(NH3)作为第一燃料气体使用。第一燃料气体也可以根据需要，使用由氮气、氩气等惰性气体稀释后的气体。
第一燃料气体供给路3A的前端的位置在燃烧器11的轴向上比原料粉体供给路2A分支为多个原料粉体供给分支流路2B的位置更靠近基端侧。因此，在第一粉体供给路2A的前端附近的部分的外周未设置第一燃料气体供给路3A。
第一燃料气体供给路3A的前端附近的环状空间与基端部分和中央部分相比外径更大。优选地，第一燃料气体供给路3A的前端附近的环状空间的外径的位置在原料粉体喷出孔2a的位置的更外侧。由此，如图2所示，当俯视燃烧器11的前端时，能够向比多个原料粉体喷出孔2a更外侧的位置供给用于形成火焰的第一燃料气体。
如图3和图4所示，在从燃烧器11的中心轴C向半径方向扩径的第一燃料气体供给路3A的前端部分连接有在与燃烧器11的轴向平行的方向上延伸的多个第一燃料气体喷射喷嘴(第一燃料供给分支流路)3a。第一燃料气体供给路3A与多个第一燃料气体喷射喷嘴3a的内侧空间分别连通。由此，能够从第一燃料气体供给路3A向多个第一燃料气体喷射喷嘴3a分别供给燃料气体。换言之，第一燃料气体供给路3A在燃烧器11的前端附近的部分分支为多个第一燃料气体喷射喷嘴3a。
如图3所示，第一助燃性气体供给管4被设置为覆盖第一燃料供给管3的外侧。第一助燃性气体供给管4的中心轴与第一燃料供给管3的中心轴一致，第一助燃性气体供给管4与第一燃料供给管3以及原料粉体供给管2同轴设置。
设置在第一助燃性气体供给管4与第一燃料供给管3之间的环状空间是用于供给第一助燃性气体的第一助燃性气体供给路4A。换言之，第一助燃性气体供给路4A被设置为覆盖第一燃料气体供给路3A的前端和外周。
第一助燃性气体供给路4A的基端侧与作为第一助燃性气体的氧供给源13通过氧供给线L2和L2A连接。
第一助燃性气体只要是可与第一燃料气体反应形成火焰气氛的气体，则不特别限定。作为第一助燃性气体，可以举出氧、富氧空气等。
第一助燃性气体供给路4A的前端的位置在燃烧器11的轴向上比原料粉体供给路2A分支为多个原料粉体供给分支流路2B的位置更靠近前端侧。因此，第一助燃性气体供给路4A被设置为覆盖第一粉体供给路2A的前端附近的部分的外周。
第一助燃性气体供给路4A的前端附近的环状空间与基端部分和中央部分相比内径更小。优选地，第一助燃性气体供给路4A的前端附近的环状空间的内径的位置在原料粉体喷出孔2a的位置的更内侧。由此，如图2所示，当俯视燃烧器11的前端时，能够向比多个原料粉体喷出孔2a更内侧的位置供给用于形成火焰的第一助燃性气体。
如图3和图4所示，在从燃烧器11的圆周方向的外侧向中心轴C扩径的第一助燃性气体供给路4A的前端部分连接有在与燃烧器11的轴向平行的方向上延伸的多个第一助燃性气体供给孔(第一助燃性气体供给分支流路)4a。第一助燃性气体供给路4A与多个第一助燃性气体供给孔4a的内侧空间分别连通。由此，能够从第一助燃性气体供给路4A向多个第一助燃性气体供给孔4a分别供给第一助燃性气体。换言之，第一助燃性气体供给路4A在燃烧器11的前端附近的部分分支为多个第一助燃性气体供给孔4a。
如图3所示，水冷夹套5被设置为覆盖第一助燃性气体供给管4的外侧。在水冷夹套5上设有冷却水的导入口5A和导出口5B。由此，从导入口5A向水冷夹套5内的流路供给的冷却水在对燃烧器11特别是前端附近的部分进行冷却之后，从导出口5B排出。
如图4所示，在本实施方式的燃烧器11中，第一燃料气体喷射喷嘴3a分别位于第一助燃性气体供给孔4a的内侧。另外，第一燃料气体喷射喷嘴3a的前端3b分别位于第一助燃性气体供给孔4a的内侧。即，第一燃料气体喷射喷嘴3a在第一助燃性气体供给孔4a的内侧开口。
这里，当从第一燃料气体喷射喷嘴3a的前端3b向第一助燃性气体供给孔4a的内侧喷射第一燃料气体时，从第一助燃性气体供给路4A向第一助燃性气体供给孔4a的内侧供给助燃性气体。并且，在比第一燃料气体喷射喷嘴3a的前端3b更前方的第一助燃性气体供给孔4a的内侧，第一燃料气体和第一助燃性气体混合。
这样，从第一燃料气体喷射喷嘴3a的前端3b到第一助燃性气体供给孔4a的前端4b的空间成为混合第一燃料气体和第一助燃性气体的第一预混合室6。另外，第一助燃性气体供给孔4a的前端4b的开口成为第一预混合室6的开口6a。
换言之，燃烧器11具备多个第一预混合室6。这些第一预混合室6位于燃烧器11的轴向的前端附近。第一预混合室6与第一燃料气体喷射喷嘴3a中的一个和第一助燃性气体供给孔4a中的一个分别连通。第一预混合室6分别在燃烧器11的轴向前端开口。
第一预混合室6的容积v1只要能够充分混合第一燃料气体和第一助燃性气体，且没有逆火的危险，则不特别限定。
作为这样的容积v1[m3]，例如，在将第一燃料气体和第一助燃性气体的合计流量Q1设为25～50[Nm3/h]的情况下，容积v1设为3.0×10-5～1.0×10-3[m3]即可，更优选为1.0×10-4～1.0×10-3[m3]。如果将容积v1设为1.0×10-4～1.0×10-3[m3]的范围，则能够充分混合第一燃料气体和第一助燃性气体。
另外，作为从第一燃料气体喷射喷嘴3a的前端3b到第一助燃性气体供给孔4a的前端4b的偏移距离L1，设为1.0×10-3～1.0×10-1[m]即可，更优选为2.0×10-3～5.0×10-2[m]。
另外，第一预混合室6的数量可根据第一燃料气体和第一助燃性气体的混合气体的供给量、原料粉体喷出孔2a的数量和布局(配置)适当地选择。
在第一预混合室6中，第一燃料气体和第一助燃性气体预先混合，并作为混合气体从开口6a向与燃烧器11的轴向平行的方向喷射。
由于燃烧器11使用不含碳源的氨作为第一燃料气体，因此被构造为如下的结构：该燃烧器11具备多个小容积的第一预混合室6，在这些第一预混合室6中预先混合第一燃料气体和第一助燃性气体。由此，能够充分混合第一燃料气体和第一助燃性气体，提高燃烧效率，也没有逆火的危险。
如图2所示，当俯视燃烧器11的前端时，多个第一预混合室6的开口6a分别在以燃烧器11的中心轴C为中心的圆环状配设的原料粉体喷出孔2a的内侧和外侧以成为同心圆的方式等间隔地配设。即，由第一预混合室6的开口6a包围原料粉体喷出孔2a的内侧和外侧。
燃烧器11为了在燃烧器11的中心部(中央部)形成由第一燃料气体和第一助燃性气体的混合气体引起的火焰(以下也称为“第一火焰”)，将多个第一预混合室6的开口6a配置为圆环状，并且以包围第一火焰的外周的方式将多个原料粉体喷出孔2a配置为圆环状。进而，为了在多个原料粉体喷出孔2a的外侧以包围这些原料粉体喷出孔2a的外周的方式形成由第一燃料气体和第一助燃性气体的混合气体引起的火焰(以下也称为“第二火焰”)，将多个第一预混合室6的开口6a配置为圆环状。由此，能够对从原料粉体喷出孔2a喷出的原料粉体高效地传递火焰的热量，能够高效地熔融原料粉体。
另外，通过形成第二火焰以包围原料粉体喷出孔2a的外周，从而能够遮断来自燃烧器11的周围的卷入空气或炉内燃烧排气，因此能够提高无机质粉体的熔融及球状化的效率。
氨供给源12是储存作为燃料气体使用的氨的设备。氨通常作为液化气体储存。
氨供给线L1位于氨供给源12与燃烧器11之间。具体而言，氨供给线L1与燃烧器11的第一燃料气体供给路3A的基端侧连通。换言之，氨供给源12与第一燃料气体供给路3A通过氨供给线L1连接。由此，能够从氨供给源12向燃烧器11供给氨气作为第一燃料气体。
在氨供给线L1上，设置有后述的换热器H2和流量调节阀V1。另外，还可以在氨供给线L1上设置有使液态氨汽化的汽化器(省略图示)。
氧供给源13是储存作为助燃性气体或载气使用的氧的设备。氧的储存方法不特别限定，但是作为能够储存大容量的方案，优选作为液化氧来储存。
氧供给线L2位于氧供给源13与燃烧器11之间。
另外，氧供给线L2在Q1处分支为L2A和L2B。
在氧供给线L2上设置有后述的换热器H1。另外，还可以在氧供给线L2上设置有使液态氧汽化的汽化器(省略图示)。
在分支的氧供给线L2A和L2B上分别设置有流量调节阀V2和V3。
分支的氧供给线L2A与燃烧器11的第一助燃性气体供给路4A的基端侧连通。换言之，氧供给源13与第一助燃性气体供给路4A通过氧供给线L2和L2A连接。由此，能够从氧供给源13向燃烧器11供给氧气作为第一助燃性气体。
另一方面，分支的氧供给线L2B与燃烧器11的原料粉体供给路2A的基端侧连通。换言之，氧供给源13与原料粉体供给路2A通过氧供给线L2和L2B连接。由此，能够向燃烧器11供给氧气作为载气。
原料粉体供给源14是储存原料粉体的设备，设置在分支的氧供给线L2B上。原料粉体供给源14与原料粉体供给路2A通过氧供给线L2B连接。由此，能够将作为原料粉体的无机质粉体与载气(氧气)一起供给到燃烧器11。
原料粉体供给源14的形态不特别限定。例如，还可以具有原料罐及原料切割机构等。
原料粉体只要是想要得到球状粒子的化合物(无机质粉体)，则不特别限定。作为这样的化合物，具体而言，例如可以举出SiO2、Al2O3、MgO或Fe2O3等无机氧化物。
另外，原料粉体的粒子形态并不特别限定，可以是具有棱角的非球形粒子，也可以是不具有棱角的球形粒子。
另外，作为原料粉体的粒径，优选为1～500μm的范围，优选为1～100μm的范围。这里，原料粉体的粒径小于1μm时，粒子之间会因静电凝集，超过500μm时，在燃烧器火焰中不能充分加热，因此不优选。与此相对，如果在上述范围内，则可在火焰中适当分散，并且充分进行加热并使之成为球状，因此优选。
冷却水循环线L3位于燃烧器11中的水冷夹套5的冷却水的导出口5B与导入口5A之间。在冷却水循环线L3上设置有储存冷却水的冷却塔CT、泵P1、换热器H1和换热器H2。
在冷却水循环线L3中，冷却塔CT的冷却水通过泵P1从导入口5A向水冷夹套5内供给，在燃烧器11的冷却结束后从导出口5B排出。接着，从夹套5排出的高温冷却水在横贯设置在冷却水循环线L3和氧供给线L2上的换热器H1中通过与低温液化氧或氧气之间的换热来冷却。进而，冷却水在横贯设置在冷却水循环线L3和氨供给线L1上的换热器H2中通过与低温液化氨或氨气之间的换热来进行冷却之后，向冷却塔CT供给。
根据本实施方式的装置10，能够将燃烧器11的水冷夹套5中使用过的冷却水作为使液化氧或液化氨汽化或加温时的热源来使用。
球状化炉15是圆筒形的立式炉，上述燃烧器11以其前端侧面向炉内的方式垂直向下安装在所述球状化炉15的顶棚部(炉顶部)。
在球状化炉15的底部附近连接有设置有送风机P2的空气导入线L4，从这里能够将冷却用空气导入内部，并能降低被排出的燃烧气体的温度。
在球状化炉15的底部附近连接有设置有排风机P3的燃烧气体排出线L5。由此，生成的球状化粒子通过燃烧气体运送，并被送至旋风分离器16的入口。
另外，在旋风分离器16的出口设置有管道，该管道连接到袋滤器17的入口。
(无机质球状化粒子制造方法)
接着，对使用上述装置10的球状化粒子的制造方法进行说明。本实施方式的无机质球状化粒子制造方法通过包含氨的燃料气体和含有氧的助燃性气体的燃烧而形成的燃烧器火焰来熔融无机质粉体并使之成为球状。
如图1～图4所示，首先，将从原料粉体供给源14供给的原料粉体使用从氧供给源13经由氧供给线L2和L2B供给的载气(氧气)送至燃烧器11的原料粉体供给路2A，从多个原料粉体喷出孔2a向球状化炉15喷出。
同时，将规定量的氨气(第一燃料气体)从氨供给源12经由氨供给线L1送入燃烧器11的第一燃料气体供给路3A，将规定量的氧气(第一助燃性气体)从氧供给源13经由氧供给线L2和L2A送入燃烧器11的第一助燃性气体供给路4A。然后，从燃烧器11的多个第一预混合室6的开口6a向球状化炉15喷出氨气(第一燃料气体)和氧气(第一助燃性气体)的混合气体。
此时，通过从第一预混合室6的开口6a喷出的混合气体的燃烧形成的第一火焰和第二火焰包围原料粉体。由此，使作为原料粉体的无机质粉体熔融并成为球状。
球状化的粒子飘浮在从燃烧器11生成的燃烧气体和从空气导入线L4导入的空气的气体中并从球状化炉15的燃烧气体排出线L5被送至旋风分离器16。通过将空气混合到燃烧气体中，从而旋风分离器16中导入的气体的温度降低，成为适于在旋风分离器16中的粒子捕集的温度。
在旋风分离器16中，在气体中飘浮的球状化粒子之中的粗粒的球状化粒子被捕集。从旋风分离器16导出的气体被送至袋滤器17，并且在这里，球状化粒子之中的细粒的球状化粒子被捕集。
另外，在本实施方式的无机质球状化粒子制造方法中，将不含碳源的氨气作为第一燃料气体使用。为了使这些不含碳源的物质高效地燃烧，向燃烧器11的多个第一预混合室6供给第一燃料气体和第一助燃性气体并预先混合后使其燃烧形成火焰，并且向该火焰中投入无机质粉体。如此，通过向第一预混合室6供给第一燃料气体和第一助燃性气体，即使使用不含碳源的物质作为第一燃料气体，也能够提高燃烧效率。另外，能够降低在燃烧器11燃烧时产生逆火的可能性。
如上所述，本实施方式的装置(无机质球状化粒子制造装置)10由于对燃烧器11，将不含碳源的氨(NH3)作为燃料气体使用，因此能够大幅削减二氧化碳(CO2)等温室气体的产生量。另外，能够抑制由燃料中的碳源引起的煤灰，避免其混入作为产品的无机质球状化粒子中。
另外，根据本实施方式的无机质球状化粒子制造方法，由于使用上述制造装置10，因此能够大幅削减温室气体的产生量，能够抑制燃烧中产生的煤灰。
根据本实施方式的装置10，能够将燃烧器11的水冷夹套5中使用过的冷却水作为使液化氧或液化氨汽化或加温时的热源来使用。因此，无需在氨供给源12、氨供给线L1、氧供给源13和氧供给线L2上设置大型的汽化器和加热器，因此能够实现设备的小型化和节能化。
<第二实施方式>
接着，对应用本发明的第二实施方式进行说明。图2是表示作为本发明的第二实施方式的装置20的结构的系统图。
如图2所示，本实施方式的装置20在进一步包括助燃用燃料供给源18和助燃用燃料供给线L6这一点上被构造为与第一实施方式的装置10不同的结构。因此，对于本实施方式的装置20，对与第一实施方式相同的结构部分标注相同的附图标记，并且省略说明。
(无机质球状化粒子制造装置)
如图5所示，本实施方式的装置(以下，有时简称为“装置”)10包括：无机质球状化粒子制造用燃烧器11、氨供给源12、氧供给源13、原料粉体供给源14、球状化炉15、旋风分离器16、袋滤器17、氨供给线L1、氧供给线L2、冷却水循环线L3、助燃用燃料供给源18以及助燃用燃料供给线L6。
助燃用燃料供给源18是储存作为燃料气体的一部分使用的助燃用燃料的设备。在本实施方式的装置20中，由于作为燃料气体使用的氨气与现有的含碳源的气体燃料和氢相比燃烧性低，因此通过向燃烧器11的第一燃料气体喷射喷嘴3a供给助燃用燃料，能够在削减燃烧时产生的二氧化碳的同时，较高地维持燃烧器的火焰温度，因此能够高效地熔融原料粉体。
作为助燃用燃料，例如可以使用甲烷(CH4)或丙烷(C3H8)等气体燃料。另外，如果具有液体雾化机构，则也可以使用煤油、酒精等液体燃料。
助燃用燃料供给线L6在氨供给线L1靠近燃烧器11的位置Q2上与氨供给线L1连接。具体而言，助燃用燃料供给线L6位于助燃用燃料供给源18与燃烧器11之间，通过氨供给线L1与燃烧器11的第一燃料气体供给路3A的基端侧连通。换言之，助燃用燃料供给源18与第一燃料气体供给路3A通过助燃用燃料供给线L6和氨供给线L1连接。由此，能够从助燃用燃料供给源18向燃烧器11供给助燃用燃料作为第一燃料气体的一部分。
在助燃用燃料供给线L6上设置有换热器H3和流量调节阀V4。由此，能够适当地调整向燃烧器11供给的助燃用燃料的温度和供给量。
(无机质球状化粒子制造方法)
接着，对使用上述装置20的球状化粒子的制造方法进行说明。本实施方式的无机质球状化粒子制造方法通过包含氨和助燃用燃料的燃料气体和含有氧的助燃性气体的燃烧而形成的燃烧器火焰来熔融无机质粉体并使之成为球状。
另外，根据本实施方式的无机质球状化粒子制造方法，通过使用助燃用燃料供给源18和助燃用燃料供给线L6，在燃烧器11点火时向第一燃料气体喷射喷嘴3a供给助燃用燃料，从而能够在削减燃烧时产生的二氧化碳的同时，较高地维持燃烧器的火焰温度，因此能够高效地熔融原料粉体。另外，还可以仅在点火时使用助燃用燃料，在燃烧器11的燃烧稳定后，停止助燃用燃料的供给，也可以在由流量调节阀V4调整流量的同时继续供给。
如上所述，根据本实施方式的装置10及其制造方法，能够得到与第一实施方式同样的效果，容易地使燃烧器11的燃烧状态稳定。
<第三实施方式>
接着，对应用本发明的第三实施方式进行说明。图6是表示作为本发明的第三实施方式的装置30的结构的系统图。
如图6所示，本实施方式的装置30在燃烧器的结构及各供给线与燃烧器的连接位置不同这一点上被构造为与第二实施方式的装置20不同的结构。因此，对于本实施方式的装置30，对与第一和第二实施方式相同的结构部分标注相同的附图标记，并且省略说明。
(无机质球状化粒子制造用燃烧器)
图7～图9示出可应用于第三实施方式的装置30的燃烧器21，图7是从燃烧器21的前端侧观察燃烧器21的俯视图，图8是沿着通过图7中所示的燃烧器21的中心轴C的B-B’切割的剖视图，图9是燃烧器21的前端侧的放大剖视图。
如图7～图9所示，燃烧器21具有从该燃烧器21的中心轴C向圆周方向外侧由原料粉体供给管2、第一燃料供给管23、第一助燃性气体供给管24、第二燃料供给管7、第二助燃性气体供给管8以及水冷夹套5构成的同心多重管结构。另外，本实施方式的燃烧器21是使用燃料气体和含有氧的助燃性气体的氧燃烧燃烧器。
如图7所示，第一燃料供给管23被设置为覆盖原料粉体供给管2的外侧。第一燃料供给管23的中心轴与原料粉体供给管2的中心轴一致，第一燃料供给管23与原料粉体供给管2同轴设置。
设置在第一燃料供给管23与原料粉体供给管2之间的环状空间是用于供给第一燃料气体的第一燃料气体供给路23A。换言之，第一燃料气体供给路23A被设置为覆盖第一粉体供给路2A的外周。
第一燃料气体供给路23A的基端侧通过上述助燃用燃料供给线L6与助燃用燃料供给源18连接。
作为第一燃料气体，可以使用助燃用燃料，但不限于此。作为第一燃料气体，与第一和第二实施方式同样，还可以使用作为不含碳源的物质的氨(NH3)。
第一燃料气体也可以根据需要，使用由氮气、氩气等惰性气体稀释后的气体。
第一燃料气体供给路23A的前端的位置在燃烧器21的轴向上比原料粉体供给路2A分支为多个原料粉体供给分支流路2B的位置更靠近基端侧。因此，在第一粉体供给路2A的前端附近的部分的外周未设置第一燃料气体供给路23A。
第一燃料气体供给路23A的前端附近的环状空间与基端部分和中央部分相比外径相同或稍大。优选地，第一燃料气体供给路23A的前端附近的环状空间的外径的位置在原料粉体喷出孔2a的位置的更内侧。由此，如图7所示，当俯视燃烧器21的前端时，能够将用于形成火焰(第一火焰)的第一燃料气体供给到比多个原料粉体喷出孔2a更内侧。
如图8和图9所示，在第一燃料气体供给路23A的前端部分连接有在与燃烧器21的轴向平行的方向上延伸的多个第一燃料气体喷射喷嘴(第一燃料供给分支流路)3a。第一燃料气体供给路23A与多个第一燃料气体喷射喷嘴3a的内侧空间分别连通。由此，能够从第一燃料气体供给路23A向多个第一燃料气体喷射喷嘴3a分别供给燃料气体。换言之，第一燃料气体供给路23A在燃烧器21的前端附近的部分分支为多个第一燃料气体喷射喷嘴3a。
如图8所示，第一助燃性气体供给管24被设置为覆盖第一燃料供给管23的外侧。第一助燃性气体供给管24的中心轴与第一燃料供给管23的中心轴一致，第一助燃性气体供给管24与第一燃料供给管23以及原料粉体供给管2同轴设置。
设置在第一助燃性气体供给管24与第一燃料供给管23之间的环状空间是用于供给第一助燃性气体的第一助燃性气体供给路24A。换言之，第一助燃性气体供给路24A被设置为覆盖第一燃料气体供给路23A的前端和外周。
第一助燃性气体供给路24A的基端侧通过氧供给线L2和L2A与氧供给源13连接。
与第一实施方式同样，第一助燃性气体只要是可与第一燃料气体反应形成火焰气氛的气体，则不特别限定。作为第一助燃性气体，可以举出氧、富氧空气等。
第一助燃性气体供给路24A的前端的位置在燃烧器21的轴向上比原料粉体供给路2A分支为多个原料粉体供给分支流路2B的位置更靠近前端侧。因此，第一助燃性气体供给路24A被设置为覆盖第一粉体供给路2A的前端附近的部分的外周。
第一助燃性气体供给路24A的前端附近的环状空间与基端部分和中央部分相比内径更小。优选地，第一助燃性气体供给路24A的前端附近的环状空间的内径的位置在原料粉体喷出孔2a的位置的更内侧。由此，如图7所示，当俯视燃烧器21的前端时，能够将用于形成第一火焰的第一助燃性气体供给到比多个原料粉体喷出孔2a更内侧的位置。
如图8和图9所示，在从燃烧器21的圆周方向的外侧向中心轴C扩径的第一助燃性气体供给路24A的前端部分连接有在与燃烧器21的轴向平行的方向上延伸的多个第一助燃性气体供给孔(第一助燃性气体供给分支流路)4a。第一助燃性气体供给路24A与多个第一助燃性气体供给孔4a的内侧空间分别连通。由此，能够从第一助燃性气体供给路24A向多个第一助燃性气体供给孔4a分别供给第一助燃性气体。换言之，第一助燃性气体供给路24A在燃烧器21的前端附近的部分分支为多个第一助燃性气体供给孔4a。
如图7所示，第二燃料供给管7被设置为覆盖第一助燃性气体供给管24的外侧。第一燃料供给管23的中心轴与第一助燃性气体供给管24的中心轴一致，第二燃料供给管7与第一助燃性气体供给管24同轴设置。
设置在第二燃料供给管7与第一助燃性气体供给管24之间的环状空间是用于供给第二燃料气体的第二燃料气体供给路7A。换言之，第二燃料气体供给路7A被设置为覆盖第一助燃性气体供给路24A的外周。
第二燃料气体供给路7A的基端侧通过氨供给线L1与氨供给源12连接。
在本实施方式中，对使用氨气作为第二燃料气体的方案作为一例进行说明，但本发明不限于此。作为第二燃料气体，还可以使用与第一燃料气体同样包含助燃用燃料的物质。
第二燃料气体也可以根据需要，使用由氮气、氩气等惰性气体稀释后的气体。
第二燃料气体供给路7A的前端的位置在燃烧器21的轴向上为与第一燃料气体供给路23A同等程度的位置。因此，在第一粉体供给路2A的前端附近的部分的外周未设置第二燃料气体供给路7A。
第二燃料气体供给路7A的前端附近的环状空间与基端部分和中央部分相比外径相同或稍大。优选地，第二燃料气体供给路7A的前端附近的环状空间的外径的位置在原料粉体喷出孔2a的位置的更外侧。由此，如图7所示，当俯视燃烧器21的前端时，能够将用于形成火焰(第二火焰)的第二燃料气体供给到比多个原料粉体喷出孔2a更外侧。
如图8和图9所示，在第二燃料气体供给路7A的前端部分连接有在与燃烧器21的轴向平行的方向上延伸的多个第二燃料气体喷射喷嘴(第二燃料供给分支流路)7a。第二燃料气体供给路7A与多个第二燃料气体喷射喷嘴7a的内侧空间分别连通。由此，能够从第二燃料气体供给路7A向多个第二燃料气体喷射喷嘴7a分别供给第二燃料气体。换言之，第二燃料气体供给路7A在燃烧器21的前端附近的部分分支为多个第二燃料气体喷射喷嘴7a。
如图8所示，第二助燃性气体供给管8被设置为覆盖第二燃料供给管7的外侧。第二助燃性气体供给管8的中心轴与第二燃料供给管7的中心轴一致，第二助燃性气体供给管8与第二燃料供给管7以及原料粉体供给管2同轴设置。
设置在第二助燃性气体供给管8与第二燃料供给管7之间的环状空间是用于供给第二助燃性气体的第二助燃性气体供给路8A。换言之，第二助燃性气体供给路8A被设置为覆盖第二燃料气体供给路7A的前端和外周。
第二助燃性气体供给路8A的基端侧通过氧供给线L2和L2C与氧供给源13连接。
与第一助燃性气体同样，第二助燃性气体只要是可与第二燃料气体反应形成火焰气氛的气体，则不特别限定。作为第二助燃性气体，可以举出氧、富氧空气等。作为第二助燃性气体，可以是与第一助燃性气体相同的成分，也可以是不同的成分。
第二助燃性气体供给路8A的前端的位置在燃烧器21的轴向上比原料粉体供给路2A分支为多个原料粉体供给分支流路2B的位置更靠近前端侧。因此，第二助燃性气体供给路8A被设置为覆盖第一助燃性气体供给路24A的前端附近的部分的外周。
第二助燃性气体供给路8A的前端附近的环状空间与基端部分和中央部分相比内径更小。优选地，第二助燃性气体供给路8A的前端附近的环状空间的内径的位置在原料粉体喷出孔2a的位置的更外侧。由此，如图7所示，当俯视燃烧器21的前端时，能够将用于形成火焰(第二火焰)的第二助燃性气体供给到比多个原料粉体喷出孔2a更外侧的位置。
如图8和图9所示，在从燃烧器21的圆周方向的外侧向中心轴C扩径的第二助燃性气体供给路8A的前端部分连接有在与燃烧器21的轴向平行的方向上延伸的多个第二助燃性气体供给孔(第二助燃性气体供给分支流路)8a。第二助燃性气体供给路8A与多个第二助燃性气体供给孔8a的内侧空间分别连通。由此，能够从第二助燃性气体供给路8A向多个第二助燃性气体供给孔8a分别供给第二助燃性气体。换言之，第二助燃性气体供给路8A在燃烧器21的前端附近的部分分支为多个第二助燃性气体供给孔8a。
如图9所示，本实施方式的燃烧器21的第二燃料气体喷射喷嘴7a分别位于第二助燃性气体供给孔8a的内侧。另外，第二燃料气体喷射喷嘴7a的前端7b分别位于第二助燃性气体供给孔8a的内侧。即，第二燃料气体喷射喷嘴7a在第二助燃性气体供给孔8a的内侧开口。
这里，当从第二燃料气体喷射喷嘴7a的前端7b向第二助燃性气体供给孔8a的内侧喷射第二燃料气体时，从第二助燃性气体供给路8A向第二助燃性气体供给孔8a的内侧供给第二助燃性气体。然后，在比第二燃料气体喷射喷嘴7a的前端7b更前方的第二助燃性气体供给孔8a的内侧，第二燃料气体和第二助燃性气体混合。
这样，从第二燃料气体喷射喷嘴7a的前端7b到第二助燃性气体供给孔8a的前端8b的空间成为混合第二燃料气体和第二助燃性气体的第二预混合室9。另外，第二助燃性气体供给孔8a的前端8b的开口成为第二预混合室9的开口9a。
换言之，本实施方式的燃烧器21具备多个第二预混合室9。这些第二预混合室9位于燃烧器21的轴向的前端附近。第二预混合室9与第二燃料气体喷射喷嘴7a中的一个以及第二助燃性气体供给孔8a中的一个分别连接。第二预混合室9在燃烧器21的轴向的前端分别开口。
第二预混合室9的容积v2只要能够充分混合第一燃料气体和第一助燃性气体，并且没有逆火的危险，则不特别限定。
作为这样的容积v2[m3]，可以与上述第一预混合室6的容积v1同样。即，在将第一燃料气体和第一助燃性气体的合计流量Q1设为25～50[Nm3/h]的情况下，容积v2设为3.0×10-5～1.0×10-3[m3]即可，更优选为1.0×10-4～1.0×10-3[m3]。如果将容积v2设为1.0×10-4～1.0×10-3[m3]的范围，能够在第二预混合室9内充分混合第一燃料气体和第一助燃性气体。
另外，作为从第二燃料气体喷射喷嘴7a的前端7b到第二助燃性气体供给孔8a的前端8b的偏移距离L2，与上述偏移距离L1同样，设为1.0×10-3～1.0×10-4[m]即可，更优选为2.0×10-3～5.0×10-2[m]。
另外，第二预混合室9的数量可以根据第一燃料气体和第一助燃性气体的混合气体的供给量、原料粉体喷出孔2a的数量和布局(配置)适当地选择。
在第二预混合室9中，第二燃料气体和第二助燃性气体预先混合，并作为混合气体从开口9a向与燃烧器21的轴向平行的方向喷射。
燃烧器21被构造为如下的结构：该燃烧器21具备多个小容积的第一预混合室6和第二预混合室9，在第一预混合室6中预先混合第一燃料气体和第一助燃性气体，在第二预混合室9中预先混合第二燃料气体和第二助燃性气体。由此，能够充分混合燃料气体和助燃性气体来提高燃烧效率，也没有逆火的危险。
根据本实施方式的燃烧器21，如图7所示，当俯视燃烧器21的前端时，在以燃烧器21的中心轴C为中心以圆环状配设的原料粉体喷出孔2a的内侧，多个第一预混合室6的开口6a以成为同心圆的方式等间隔地配设，在原料粉体喷出孔2a的外侧，多个第二预混合室9的开口9a以成为同心圆的方式等间隔地配设。即，由第一预混合室6的开口6a包围原料粉体喷出孔2a的内侧，由第二预混合室9的开口9a包围原料粉体喷出孔2a的外侧。
换言之，本实施方式的燃烧器21为了在燃烧器21的中心部(中央部)形成由第一燃料气体和第一助燃性气体的混合气体引起的火焰(以下，也称为“第一火焰”)，将多个第一预混合室6的开口6a配置为圆环状，并且以包围第一火焰的外周的方式将多个原料粉体喷出孔2a配置为圆环状。进而，为了在多个原料粉体喷出孔2a的外侧以包围这些原料粉体喷出孔2a的外周的方式形成由第二燃料气体和第二助燃性气体的混合气体引起的火焰(以下，也称为“第二火焰”)，将多个第二预混合室9的开口9a配置为圆环状。由此，能够对从原料粉体喷出孔2a喷出的原料粉体高效地传递火焰的热量，能够高效地熔融原料粉体。
另外，通过形成第二火焰以包围原料粉体喷出孔2a的外周，能够遮断来自燃烧器21的周围的卷入空气或炉内燃烧排气，因此能够提高无机质粉体的熔融及球状化的效率。
另外，根据本实施方式的燃烧器21，能够分别独立控制用于形成第一火焰的第一燃料气体的流量和用于形成第二火焰的第二燃料气体的流量，能够分别独立控制用于形成第一火焰的第一助燃性气体的流量和用于形成第二火焰的第二助燃性气体的流量。由此，能够对从燃烧器21的前端喷射的原料粉体产生适当的燃烧状态。
氨供给线L1位于氨供给源12与燃烧器21之间。具体而言，氨供给线L1与燃烧器21的第二燃料气体供给路7A的基端侧连通。换言之，氨供给源12与第二燃料气体供给路7A通过氨供给线L1连接。由此，能够从氨供给源12向燃烧器21供给氨气作为第二燃料气体。
氧供给线L2位于氧供给源13与燃烧器21之间。
另外，氧供给线L2在Q1处分支为L2A、L2B和L2C。
在氧供给线L2上设置有后述的换热器H1。另外，还可以在氧供给线L2上设置有使液态氧汽化的汽化器(省略图示)。
在分支的氧供给线L2C上设置有流量调节阀V5。
分支的氧供给线L2A与燃烧器21的第一助燃性气体供给路24A的基端侧连通。换言之，氧供给源13与第一助燃性气体供给路24A通过氧供给线L2和L2A连接。由此，能够从氧供给源13向燃烧器21供给氧气作为第一助燃性气体。
另外，分支的氧供给线L2B与燃烧器21的原料粉体供给路2A的基端侧连通。换言之，氧供给源13与原料粉体供给路2A通过氧供给线L2和L2B连接。由此，能够向燃烧器21供给氧气作为载气。
另外，分支的氧供给线L2C与燃烧器21的第二助燃性气体供给路8A的基端侧连通。换言之，氧供给源13与第二助燃性气体供给路8A通过氧供给线L2和L2C连接。由此，能够从氧供给源13向燃烧器21供给氧气作为第二助燃性气体。
原料粉体供给源14是储存原料粉体的设备，设置在分支的氧供给线L2B上。原料粉体供给源14与原料粉体供给路2A通过氧供给线L2B连接。由此，能够将作为原料粉体的无机质粉体与载气(氧气)一起供给到燃烧器11。
原料粉体供给源14的形态不特别限定。例如，还可以具有原料罐及原料切割机构等。
冷却水循环线L3位于燃烧器21中的水冷夹套5的冷却水的导出口5B与导入口5A之间。在冷却水循环线L3上设置有储存冷却水的冷却塔CT、泵P1、换热器H1、换热器H3和换热器H2。
在冷却水循环线L3中，冷却塔CT的冷却水通过泵P1从导入口5A向水冷夹套5内供给，在燃烧器11的冷却结束后从导出口5B排出。接着，从夹套5排出的高温冷却水在横贯设置在冷却水循环线L3和氧供给线L2上的换热器H1中通过与低温液化氧或氧气之间的换热来冷却。接着，冷却水在横贯设置在冷却水循环线L3和助燃用燃料供给线L6上的换热器H3中通过与低温助燃用燃料之间的换热来冷却。进而，冷却水在横贯设置在冷却水循环线L3和氨供给线L1上的换热器H2中通过与低温液化氨或氨气之间的换热来进行冷却之后，向冷却塔CT供给。
助燃用燃料供给线L6位于助燃用燃料供给源18与燃烧器21之间。具体而言，助燃用燃料供给线L6与燃烧器21的第一燃料气体供给路23A的基端侧连通。换言之，助燃用燃料供给源18与第一燃料气体供给路23A通过助燃用燃料供给线L6连接。由此，能够从助燃用燃料供给源18向燃烧器21供给助燃用燃料作为第一燃料气体。
(无机质球状化粒子制造方法)
接着，对使用具备上述燃烧器21的装置30的球状化粒子的制造方法进行说明。
本实施方式的无机质球状化粒子制造方法通过燃料气体和含有氧的助燃性气体的燃烧而形成的燃烧器火焰来熔融无机质粉体并使之成为球状。
在本实施方式的无机质球状化粒子制造方法中，第一和第二燃料气体中的至少一种使用不含碳源的氨气。为了使氨气高效地燃烧，向燃烧器21的多个第一预混合室6和多个第二预混合室9中分别供给燃料气体和助燃性气体并预先混合后使其燃烧形成火焰，并且向该火焰中投入无机质粉体。
另外，在本实施方式的无机质球状化粒子制造方法中，由于向燃烧器21的第一和第二燃料气体喷射喷嘴的燃料气体和助燃性气体的供给分别独立地完成，因此能够向第一燃料气体喷射喷嘴供给包含碳源的物质作为助燃用燃料，向第二燃料气体喷射喷嘴供给氨(NH3)作为燃料气体。
特别是氨与现有的包含碳源的气体燃料和氢相比燃烧性低，因此当使用氨作为燃料气体时，通过向第一燃料气体喷射喷嘴3a供给助燃用燃料，能够在削减燃烧时产生的二氧化碳的同时，较高地维持燃烧器的火焰温度，因此能够高效地熔融原料粉体。另外，还可以仅在点火时使用助燃用燃料，在燃烧器21的燃烧稳定后，停止助燃用燃料的供给。
如上所述，根据本实施方式的装置30及其制造方法，能够得到与第一和第二实施方式同样的效果。
另外，根据本实施方式的装置30，由于向燃烧器21的第一燃料气体喷射喷嘴3a的燃料气体的供给和向第二燃料气体喷射喷嘴7a的燃料气体的供给分别独立地完成，因此能够分别独立地控制用于形成第一火焰的第一燃料气体和第一助燃性气体的流量以及用于形成第二火焰的第二燃料气体和第二助燃性气体的流量。由此，即使在使用氨气作为原料气体的情况下，也能够对从燃烧器21的前端喷射的原料粉体产生适当的燃烧状态。
此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更。例如，在上述第二实施方式的装置20中例示出，在将氨作为燃料气体使用，在燃烧器11点火时使用助燃用燃料的情况下氨供给线L1与助燃用燃料供给线L6汇合的结构，但也可以应用于第三实施方式。
用于向第二实施方式的燃烧器11和第三实施方式的燃烧器21供给助燃用燃料的方案并不特别限定。
例如，第一燃料气体供给路3A或第二燃料气体供给路7A可与助燃用燃料供给源18连接，并且能对第一燃料气体喷射喷嘴3a或第二燃料气体喷射喷嘴7a供给助燃用燃料。
另外，也可以在供给有助燃用燃料的第一预混合室6或第二预混合室9中，从氨和助燃用燃料的混合燃烧切换为100％氨的燃烧。
另外，在第三实施方式的装置30以及无机质球状化粒子制造方法中，以向燃烧器21的第一燃料气体喷射喷嘴供给含碳源的物质作为助燃用燃料，向第二燃料气体喷射喷嘴供给氨(NH3)作为燃料气体的方案为一例进行了说明，但不限于此。例如，也可以是向燃烧器21的第一燃料气体喷射喷嘴供给氨(NH3)作为燃料气体，向第二燃料气体喷射喷嘴供给含碳源的物质作为助燃用燃料的方案。
产业上的可应用性
根据本发明，能够提供一种能够大幅削减温室气体的产生量，抑制燃烧中产生的煤灰的无机质球状化粒子制造用燃烧器、无机质球状化粒子制造装置以及无机质球状化粒子制造方法。
附图标记说明
10、20、30 无机质球状化粒子制造装置(装置)
11、21 燃烧器(无机质球状化粒子制造用燃烧器)
2A 原料粉体供给路
2B 原料粉体供给分支流路
2a 原料粉体喷出孔
3A、23A 第一燃料气体供给路
3a 第一燃料气体喷射喷嘴(第一燃料供给分支流路)
3b 第一燃料供给分支流路的前端
4A、24A 第一助燃性气体供给路
4a 第一助燃性气体供给孔(第一助燃性气体供给分支流路)
4b 第一助燃性气体供给分支流路的前端
6 第一预混合室
6a 第一预混合室的开口
7 第二燃料气体供给路
7a 第二燃料气体喷射喷嘴(第二燃料供给分支流路)
7b 第二燃料供给分支流路的前端
8 第二助燃性气体供给路
8a 第二助燃性气体供给孔(第二助燃性气体供给分支流路)
8b 第二助燃性气体供给分支流路的前端
9 第二预混合室
9a 第二预混合室的开口
12 氨供给源
13 氧供给源
14 原料粉体供给源
15 球状化炉
16 旋风分离器
17 袋滤器
18 助燃用燃料供给源
L1 氨供给线
L2 氧供给线
L3 冷却水循环线
L6 助燃用燃料供给线
C 燃烧器的中心轴
H1、H2、H3 换热器

Claims (9)

1.一种无机质球状化粒子制造装置，包括：
使用包含氨的燃料气体和含有氧的助燃性气体的无机质球状化粒子制造用燃烧器；
立式的球状化炉，所述无机质球状化粒子制造用燃烧器垂直向下连接于所述球状化炉的炉顶部；
氨供给源；
氧供给源；
位于所述氨供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的氨供给线；以及
位于所述氧供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的氧供给线。
2.根据权利要求1所述的无机质球状化粒子制造装置，进一步包括：
助燃用燃料供给源；以及
位于所述助燃用燃料供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的助燃用燃料供给线。
3.根据权利要求1或2所述的无机质球状化粒子制造装置，进一步包括：位于所述球状化炉的下游的旋风分离器和袋滤器。
4.根据权利要求1或3所述的无机质球状化粒子制造装置，进一步包括：位于所述助燃用燃料供给源与所述无机质球状化粒子制造用燃烧器之间的助燃用燃料供给线，
所述无机质球状化粒子制造用燃烧器具有：
将无机质粉体作为原料粉体供给的原料粉体供给路；
供给第一燃料气体的第一燃料气体供给路；以及
供给第一助燃性气体的第一助燃性气体供给路，
所述氨供给线与所述第一燃料气体供给路连通，
所述氧供给线与所述第一助燃性气体供给路连通。
5.根据权利要求4所述的无机质球状化粒子制造装置，其中，所述助燃用燃料供给线与所述第一燃料气体供给路连通。
6.根据权利要求4或5所述的无机质球状化粒子制造装置，其中，所述无机质球状化粒子制造用燃烧器进一步具有：
供给第二燃料气体的第二燃料气体供给路；以及
供给第二助燃性气体的第二助燃性气体供给路，
所述氨供给线和所述助燃用燃料供给线中的一个或两个与所述第二燃料气体供给路连通，
所述氧供给线与所述第二助燃性气体供给路连通。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无机质球状化粒子制造装置，其中，
所述无机质球状化粒子制造用燃烧器具有水冷夹套，
所述无机质球状化粒子制造装置进一步包括位于所述水冷夹套的冷却水的导出口与导入口之间的冷却水循环线。
8.根据权利要求7所述的无机质球状化粒子制造装置，包括：位于所述氨供给线上和所述冷却水循环线上的换热器。
9.一种无机质球状化粒子制造方法，通过由燃料气体和含有氧的助燃性气体的燃烧而形成的燃烧器火焰来熔融无机质粉体并使之成为球状，其中，
将氨作为所述燃料气体使用。
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