JP2001139141A

JP2001139141A - 気流による粉粒体の流動化送給方法及びその装置

Info

Publication number: JP2001139141A
Application number: JP32121799A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Kumagai; 忍熊谷; Yutaka Kohama; 豊小浜; Mineo Mochizuki; 峰生望月; Shinichi Isozaki; 進市磯崎
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】粉粒体の送給制御を、ガスの流量を調整する
制御方式により、目的とする反応容器内へ吹き込む方式
を開発する。【解決手段】機械式切出し装置を用いて粉粒体をチャ
ンバー内に連続的に供給し、チャンバー内底面周囲の側
壁部から平面状気流をチャンバー底面の中心部に向けて
噴射し流動化させる。流動化され、中心部に吹き寄せら
れた粉粒体を、それが吹き寄せられる領域に予め設けら
れた、チャンバー内部から外部への輸送配管の入口に送
り込む。装置構成は、切出し装置９、粉粒体受容容器
１、気流で流動化させ、外部に送り出す流動送給チャン
バー１４、粉粒体１０を外部へ気流で導出する送給管を
備え、切出し装置９は機械方式、流動送給チャンバー１
４は、底面周壁に、水平方向の平面状気流を中心部に向
け噴出させるスリット状ノズルを備え、送給管は粉粒体
の流入口が流動送給チャンバー１４の内部底面中心部の
上方空間にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、微粉炭、粉粒体
燃料、廃プラスティック類、あるいは、酸化鉄、還元剤
等の調整剤を、高炉、各種工業炉あるいはロータリーキ
ルン等に、輸送配管を経由して吹込みを行なう場合の、
気流による粉粒体の流動化送給技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体を所定の容器内で流動化させ、気
流で搬送して所要の反応装置内に吹き込む工程におい
て、当該粉粒体を上記容器内で気体により流動化させる
と共に、容器の外部へ送り出す方法として、一般に、そ
の容器の下部からエアレーションプレートあるいはキャ
ンバス布等を通してエアレーション用気体を吹き上げ、
粉粒体を流動化させて、その流動化空間領域内の所定位
置に、その粉粒体が流入する入口が設けられた粉粒体送
給管に送り込み、次いで、送り込まれた粉粒体を搬送用
ガス（キャリアガス）で所要の反応装置内まで輸送する
と共に吹き込むという方法がとられている。図５に、こ
のような方法で微粉体を所要の反応装置内に吹き込むた
めの微粉体の流動化送給装置例を示す。容器１内に微粉
体２を装入し、容器１を密閉した後、その底部より加圧
ガス３を送り、輸送配管４中へ当該微粉体２を送り込
み、別途、輸送配管４内へキャリアガス５を供給し、当
該キャリアガス５中に微粉体２を分散させて圧送する。
即ち、容器１底部から吹き込まれた加圧ガス３が、多孔
質板等のエアレーションプレート６を通過することによ
り微粉体２を浮遊状態に分散させ、これをノズル管７経
由で輸送配管４へと送り込むものであり（先行技術１と
いう）、例えば特開平４−２７２０３０号公報等に開示
されている。

【０００３】また、粉粒体をその貯蔵ホッパーから容器
内に受け入れた後、流動化させた粉粒体を、エゼクター
の吸引力を利用して輸送配管内に吸引し、搬送用ガスに
乗せてこれを所要の反応装置内へ輸送する装置も開示さ
れている。図６に、そのような装置例を示す。貯蔵ホッ
パー８から切出し装置９により粉粒体１０を供給された
容器である流動層ボックス１１内で、その底部からエア
レーションプレート６を通して上方に吹き出させたエア
レーション用ガスで粉粒体１０を流動化させ、当該流動
層ボックス１１の中腹部に入口が設けられた輸送配管４
の当該入口直前に、エゼクター１２と加圧気体噴射用ノ
ズル１３とを設けて粉粒体１０を輸送配管４内部へ吸引
し、上記加圧気体噴射用ノズル１３から噴射したガスに
乗せてこれを所要の反応装置内へ圧送するという、粉粒
体送出し装置が、例えば特開平３−１９５６３０号公報
に開示されている（先行技術２という）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術１及び２はいずれも、所定の容器内で粉粒体を一
旦エアレーションにより流動化させた後にこれを輸送配
管内へ送給し、当該粉粒体を吹き込むべき所要の反応装
置まで、別途、輸送配管内へ搬送用ガスを供給してこれ
を吹き込むものである。このような、エアレーション−
気送−吹込み型の方法においては、対象粉粒体の大きさ
は数十から数百ミクロン程度の細粉粒体に対して適して
いる。しかし、上記技術を廃プラスティック粒のような
数ミリ程度の大きさの粒体に適用した場合には、粒体相
互間の隙間からエアレーションガスが漏れてその粒体の
流動化効果が十分に発揮されない。そのために、操業中
に輸送トラブルの発生原因になる。

【０００５】また、上記先行技術１及び２はいずれも、
輸送配管への粉粒体の送給制御が圧力制御方式である。
即ち、送給量の変更は、貯蔵ホッパーと輸送配管の間の
差圧を変更することによって行なう。このため、粉粒体
の送給による輸送量の調整が困難であり、更に、多量の
気送ガスを消費する等、効率面及びコスト面での問題も
ある。

【０００６】そこで、本発明者等は、粉粒体の流動化
専用のためのエアレーションガスを用いることなく、粉
粒体輸送に必要な最低流速を与えるためのキャリアガス
を用い、低コストで粉粒体を所要の反応容器に吹き込む
ことができ、しかも、廃プラスティックのような数ミ
リオーダーの粒体であっても、吹込み輸送量の調整を確
実に、しかも効率よく輸送することができる、気流によ
る粉粒体の流動化送給方法及びその装置を提供すること
を本発明の目的とした。

【０００７】上記目的を達成するために、本発明者等
は、粉粒体の送給制御を、加圧ガスの圧力制御方式を止
めて、容器１内に切出された粉粒体１０又は微粉体２
を、当該容器１内への吹込みガスで強制的に流動させる
と共に、この吹込みガスの流量を調整する、流量吹込み
制御方式により、所要の反応容器内へ吹き込む方式を開
発することを課題としてとりあげるべきであることに着
眼した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記観点
よりこの課題について鋭意検討を重ねた。

【０００９】その結果、下記知見を得た。即ち、所定の
容器内に切出されて堆積した粉粒体の最下部の全領域に
対して、当該容器の側壁周辺部からほぼ水平方向に、高
速の平面状の気流を、その容器の軸心部、即ち容器底面
の中心部に向けて収束的に噴射することにより、粉粒体
の下層部領域を強制的に流動化させることが可能であ
る。そして、その流動化された粉粒体領域の中央部の適
切な位置に、粉粒体を送給すべき輸送配管４のノズル管
７の先端（吸込み端）を配設すれば、上記課題を解決す
ることが可能であるとの知見を得た。

【００１０】この発明は、上記知見に基づきなされたも
のであり、その要旨は次の通りである。即ち、請求項１
に係る発明の気流による粉粒体の流動化送給方法は、機
械式切出し装置を用いて粉粒体をチャンバー内に連続的
に供給し、当該チャンバー内に供給された当該粉粒体に
対して、当該チャンバー内底面周囲の側壁部から平面状
気流を当該チャンバー底面の中心部に向けて噴射し、前
記粉粒体を当該チャンバー内で流動化させる。そして、
こうして流動化され、前記中心部に吹き寄せられた当該
粉粒体を、当該粉粒体が吹き寄せられる空間領域に予め
設けられた、当該チャンバーの内部から外部に通じる輸
送配管の入口に送り込むことに特徴を有するものであ
る。

【００１１】また、請求項２に係る発明の気流による粉
粒体の流動化送給装置は、当該粉粒体を切り出すための
切出し装置と、当該切出し装置の下側に連通して設け
られ、当該切出し装置から切り出された前記粉粒体を受
け入れ、当該粉粒体を気流により流動化させると共に、
流動化した当該粉粒体を前記気流により外部に送り出す
ための流動送給チャンバーと、前記粉粒体を前記流動
送給チャンバーの内部からその外部へ前記気流により導
出するための送給管とを備えたものである。そして、
前記切出し装置は、前記粉粒体を機械方式で切出す機
械式切出し装置であり、前記流動送給チャンバーは、
内部底面周囲の側壁に水平方向に平面状気流を前記内部
底面中心部に向けて噴出させるためのスリット状ノズル
を備え、そして、前記送給管は、前記粉粒体の流入口
が前記流動送給チャンバーの内部底面中心部の上方空間
に位置していることに特徴を有するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について説明する。

【００１３】図１に、この発明の実施に適した、粉粒体
の流動化送給装置を用いて、所要の反応容器に粉粒体を
吹き込む場合の設備フローの概要を示す。粉粒体１０を
貯蔵ホッパー８から機械式の切出し装置９で流動送給チ
ャンバー１４に連続的に切り出す。流動送給チャンバー
１４に流入して堆積しつつある粉粒体１０は、当該チャ
ンバー１４内に吹き込まれた空気等のキャリアガス５に
より強制的に流動化され、中心部に配置されたノズル管
７に押し込まれて輸送配管４内に送給され、当該輸送配
管４内をキャリアガス５で運ばれ、吹込みランス１５か
ら高炉、その他工業炉等の反応装置１６に吹き込まれ
る。なお、流動送給チャンバー１４から、ノズル管７と
輸送配管４との組合せを適宜、複数系列設ける。

【００１４】図２に、上記流動送給チャンバー１４及び
その近辺のガス配管及び粉粒体配管の概略縦断面図を示
し、図３に、図２中のＡＡ矢視断面図を示す。図２に示
すように、流動送給チャンバー１４には、下部外部側壁
にキャリアガス５供給用の配管１７が流量調整弁１８を
介して設けられており、キャリアガス５の流量調整が流
量制御装置１９で行なわれる。流動送給チャンバー１４
の下部周壁内部には、ガス溜めヘッダー２０が設けられ
ており、これに連通して流動送給チャンバー１４内部底
面周囲の側壁部に、キャリアガス５噴出用のスリット状
ノズル２１が設けれれている。スリット状ノズル２１
は、キャリアガス５ａを底部周壁から底部中心部に向け
て平面状気流の形態で噴射させるためのものであり、ス
リット状ノズル２１から噴射されたキャリアガス５ａの
底面への投影形状は、多数の扇形部分が逆放射状に中心
部に集まる形態を呈するように設計してある。しかも底
面中心部には滑らかな突起２２、即ち、円錐の斜面が内
側に滑らかに湾曲した山形の突起２２が設けられてお
り、逆放射状に噴射されたキャリアガス５ａはこの突起
２２の斜面に沿って流れ、中心部上方に吹き上げるよう
に設計してある。従って、上方から連続的に供給される
粉粒体１０は、流動送給チャンバー１４内に自然落下し
て堆積しつつ、他方で平面状の逆放射状キャリアガス５
ａにより流動化され、更に、前述したように、中心部に
入口７ａが配設されたノズル管７に押し込まれて輸送配
管４内に送給される。

【００１５】上記粉粒体の流動化送給工程においては、
キャリアガス５により粉粒体１０を、上述したような高
速の気流形態で、強制的に行なうので、粉粒体１０の切
出しは必ずしも連続的に行なう必要はなく、流動送給チ
ャンバー１４内に常に所定量以上の粉粒体１０が存在す
るように調節すれば問題はない。また、流動送給チャン
バー１４内に粉粒体１０が堆積した状態からでも任意に
流動送給化が可能である。このように、充填された粉粒
体１０であっても流動送給ができ、この場合には従来技
術におけるよりも高固気比輸送ができる。更にまた、粉
粒体１０の切出しについては、定量切出しは不要である
から切出し精度は要求されず、更に、比較的小流量の粉
粒体切出し時に機械式切出し装置で問題となる脈流の問
題も考慮しなくてよい。このように、この発明の方法に
よれば、通常の粉粒体用機械式切出し装置であれば十分
である。

【００１６】流動送給チャンバー１４の下部外周部壁内
には、ガス溜めヘッダー２０が設けられているので、ス
リット状ノズル２１から噴射するキャリアガス５ａの周
方向における偏流を抑制することができる。

【００１７】この発明においては、従来技術のような粉
粒体のエアレーションのための装置部材や圧力ガスが不
要である。そして、消費ガスとしては粉粒体輸送に必要
な最低流速を確保できるだけのキャリアガス５で操業が
可能であり、また、ガス流量制御方式であるために、粉
粒体１０の高炉等反応容器１６への吹込み流量の制御性
について、ガス圧力制御方式による場合よりも優れてい
る。

【００１８】

【実施例】この発明を実施例により更に詳しく説明す
る。

【００１９】図１〜図３に示した、本発明に係る気流に
よる粉粒体の流動化送給装置を用いて、廃プラスティッ
ク粒を高炉にその羽口部から吹き込んだ試験（実施例）
を行なった。なお、比較試験として、従来行なわれてい
る方法である廃プラスティック粒をエアレーションプレ
ートを通して圧力ガスで流動化し、圧力制御方式により
廃プラスティック粒の高炉への吹込み流量を制御し、キ
ャリアガスで輸送配管で気送して高炉に羽口部から吹き
込む試験を行なった（比較例）。表１に、主な試験条件
を示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】試験において、廃プラスティック粒の高炉
内への吹込み流量の制御性、及び使用ガス流量につい
て、実施例と比較例とを比較した。その結果を、図４に
まとめて示す。同図から、廃プラスティック粒の高炉内
吹込み流量の設定値に対する実測値の結果より、実施例
における制御性は比較例に比べて著しく向上しているこ
とがわかる。また、この間における搬送のための使用ガ
ス流量についても、実施例において、比較例におけるよ
りも著しく低減していることがわかる。

【００２２】なお、上記試験結果は、粒径が数十ミクロ
ン〜数百ミクロン程度の細粉粒体の場合についても、類
似傾向の結果が得られるものと推定することができる。

【００２３】

【発明の効果】上述した通り、この発明に係る方法及び
装置を用いることにより、比較的細粉粒体から廃プラス
ティック粒のような比較的粗粒体までの粉粒体を対象と
して、これを気送により高炉その他の反応装置内に吹込
むに当たり、吹込み輸送量の制御性を良好に維持し、且
つ安価で効率的に操業することが可能となる。このよう
な気流による粉粒体の流動化送給方法及びその装置を提
供することができ、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に適した設備フローの概要であ
る。

【図２】粉粒体の流動送給チャンバー及びそれに隣接す
る配管系の概略縦断面図である。

【図３】図２中のＡＡ矢視断面図である。

【図４】廃プラスティック粒の高炉への吹込み量の制御
性、及び使用ガスの流量原単位に関して、実施例と比較
例とについて比較したグラフである。

【図５】従来の微粉体の流動化送給装置例を示す概略縦
断面図である。

【図６】従来の他の微粉体の流動化送給装置例を示す概
略縦断面図である。

【符号の説明】

１容器２微粉体３加圧ガス４輸送配管５キャリアガス５ａキャリアガス（スリット状ノズルから噴射）６エアレーションプレート７ノズル管８貯蔵ホッパー９切出し装置１０粉粒体１１流動層ボックス１２エゼクター１３加圧気体噴射用ノズル１４流動送給チャンバー１５吹込みランス１６反応装置１７配管１８流量調整弁１９流量制御装置２０ガス溜めヘッダー２１スリット状ノズル２２突起２３弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月峰生東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者磯崎進市東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 3F047 AA13 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械式切出し装置を用いて粉粒体をチャ
ンバー内に連続的に供給し、当該チャンバー内に供給さ
れた当該粉粒体に対して、当該チャンバー内底面周囲の
側壁部から平面状気流を当該チャンバー底面の中心部に
向けて噴射し、前記粉粒体を当該チャンバー内で流動化
させ、こうして流動化され、前記中心部に吹き寄せられ
た当該粉粒体を、当該粉粒体が吹き寄せられる空間領域
に予め設けられた、当該チャンバーの内部から外部に通
じる輸送配管の入口に送り込むことを特徴とする、気流
による粉粒体の流動化送給方法。
【請求項２】粉粒体を切り出すための切出し装置と、
当該切出し装置の下側に連通して設けられ、当該切出し
装置から切り出された前記粉粒体を受け入れ、当該粉粒
体を気流により流動化させると共に、流動化した当該粉
粒体を前記気流により外部に送り出すための流動送給チ
ャンバーと、前記粉粒体を前記流動送給チャンバーの内
部からその外部へ前記気流により導出するための送給管
とを備えた、気流による粉粒体の流動化送給装置であっ
て、前記切出し装置は、前記粉粒体を機械方式で切出す機械
式切出し装置であり、前記流動送給チャンバーは、内部
底面周囲の側壁に水平方向に平面状気流を前記内部底面
中心部に向けて噴出させるためのスリット状ノズルを備
え、そして、前記送給管は、前記粉粒体の流入口が前記
流動送給チャンバーの内部底面中心部の上方空間に位置
していることを特徴とする、気流による粉粒体の流動化
送給装置。