JP2002060254A - Shaft type lime kiln and production process of quicklime - Google Patents
Shaft type lime kiln and production process of quicklimeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、石灰石（CaCO3）
を焼成して生石灰（CaO）製品を製造する石灰焼成炉お
よびプロセスに関し、特に製造中に排出される排ガス中
のＣＯ2を有効利用するための石灰焼成炉および生石灰
の製造プロセスに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to limestone (CaCO 3 )
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lime sintering furnace and a process for producing quick lime (CaO) products by calcining lime, and more particularly to a lime sintering furnace and a quick lime production process for effectively utilizing CO 2 in exhaust gas discharged during production.
【０００２】[0002]
【従来の技術】石灰石から生石灰製品を製造する石灰焼
成炉には、シャフトキルン方式とロータリーキルン方式
がある。シャフトキルンは比較的大粒径（３０〜１００
ｍｍ）の石灰石用に使用され、ロータリーキルンはそれ
以下の小粒径の石灰石用に使用される。最近の高効率焼
成炉では、生石灰１ｋｇを製造するのに要する熱量（熱
源単位）はシャフトキルンで９００ｋｃａｌ、ロータリ
ーキルンでは１３００ｋｃａｌ程度である。2. Description of the Related Art Lime sintering furnaces for producing quicklime products from limestone include a shaft kiln system and a rotary kiln system. Shaft kilns have a relatively large particle size (30-100
mm) limestone, and rotary kilns are used for smaller particle size limestone. In a recent high-efficiency firing furnace, the amount of heat (unit of heat source) required to produce 1 kg of quicklime is about 900 kcal in a shaft kiln and about 1300 kcal in a rotary kiln.
【０００３】石灰焼成炉から排出される排ガスはＣＯ2
を含んでいるため、この排ガスをソーダ工業や砂糖工業
等の高ＣＯ2濃度ガスを原料として使用する分野に利用
することがなされている。The exhaust gas discharged from the lime kiln is CO 2
Therefore, this exhaust gas has been used in fields such as the soda industry and the sugar industry where a high CO 2 concentration gas is used as a raw material.
【０００４】しかし、高熱効率シャフトキルン、たとえ
ば並行流蓄熱式石灰焼成炉のような新式シャフト型石灰
焼成炉では、炉体下部の製品冷却帯に吹き込まれる冷却
空気が燃焼排ガスと混合されて炉排ガスとして顕熱回収
されるため、炉排ガスに冷却空気が混入する。そのた
め、炉排ガス中のＣＯ2濃度は２５〜２９％程度と低
い。その結果、この形式の石灰焼成炉は、熱効率が高く
製品石灰品位が優れているにも拘らず、上述のような高
ＣＯ2濃度ガスを原料として使用する分野にはあまり使
用されなかった。However, in a high-heat-efficiency shaft kiln, for example, a new shaft-type lime sintering furnace such as a parallel-flow regenerative lime sintering furnace, cooling air blown into a product cooling zone at the lower part of the furnace body is mixed with combustion exhaust gas to produce furnace exhaust gas. As the sensible heat is recovered, cooling air is mixed into the furnace exhaust gas. Therefore, the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas is as low as about 25 to 29%. As a result, this type of lime sintering furnace has not been widely used in the field of using high CO 2 concentration gas as a raw material as described above, despite its high thermal efficiency and excellent product lime quality.
【０００５】高ＣＯ2濃度ガスが必要な分野では、単筒
式コークス焚きシャフト炉のような旧式シャフト型石灰
焼成炉がよく使用される。この炉は、炉の上部から石灰
石と燃料である塊コークスとを装入し、炉下部から空気
を吹き込んで製品冷却と燃焼とを行わせるものである。
冷却空気が製品顕熱を得て高温になりそのまま燃焼空気
に使用されるため、炉排ガス中のＣＯ2濃度は高く４０
％を越える。しかしこの形式の炉は熱原単位が１２００
〜１３００ｋｃａｌ／ｋｇ程度と高く、また焼成の不均
一や製品石灰中への未燃コークスの混入等の問題があ
る。[0005] In fields requiring high CO 2 concentration gases, older shaft-type lime burning furnaces such as single-cylinder coke-fired shaft furnaces are often used. In this furnace, limestone and lump coke as fuel are charged from the upper part of the furnace, and air is blown from the lower part of the furnace to perform product cooling and combustion.
Since the cooling air obtains the product sensible heat and becomes high temperature and is used as it is as the combustion air, the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas is high and the
%. However, this type of furnace has a heat intensity of 1200
It is as high as about 1300 kcal / kg, and there are problems such as uneven firing and mixing of unburned coke into product lime.
【０００６】このように、高熱効率で製品品位の高い新
式シャフト型石灰焼成炉は排ガス中のＣＯ2濃度が低
く、化学工業等のＣＯ2源として使いにくい。一方、排
ガス中のＣＯ2濃度が高い旧式シャフト型石灰焼成炉
は、熱効率が低く製品品位が劣る。As described above, the new shaft type lime sintering furnace having high thermal efficiency and high product quality has low CO 2 concentration in exhaust gas, and is difficult to use as a CO 2 source in the chemical industry and the like. On the other hand, the old shaft type lime sintering furnace having high CO 2 concentration in the exhaust gas has low thermal efficiency and inferior product quality.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱効
率および製品品位が高く、排ガス中のＣＯ2濃度が高い
石灰焼成炉および生石灰の製造方法を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lime sintering furnace and a method for producing quicklime having high thermal efficiency and product quality and high CO 2 concentration in exhaust gas.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、石灰石
を焼成して生石灰を製造するシャフト式石灰焼成炉であ
って、上部より順に、原料石灰石を予熱する予熱帯と、
燃焼空気を用いて燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成す
る焼成帯と、焼成帯で製造された生石灰を冷却空気を用
いて冷却する冷却帯とを備えた複数のシャフトと、各シ
ャフトを互いに焼成帯下部で連結するチャンネルと、複
数のシャフトの一を燃焼側シャフト、他を蓄熱側シャフ
トとして順次動作させ、燃焼側シャフトでは原料石灰石
を予熱帯から冷却帯へと降下させて生石灰を製造し、蓄
熱側シャフトでは、蓄熱側シャフトの冷却帯に導入した
冷却空気と前記燃焼側シャフトからの排ガスとを上昇さ
せて、蓄熱側シャフトの予熱帯に充填した原料石灰石を
予熱した後、蓄熱側シャフトの上部から炉排ガスとして
排出するための制御手段とを具備し、前記蓄熱側シャフ
トから排出された炉排ガスの一部を、各シャフトの冷却
帯に導入するための配管を備えることを特徴とするシャ
フト式石灰焼成炉が提供される。According to the present invention, there is provided a shaft type lime sintering furnace for sintering limestone to produce quick lime, comprising, in order from the top, a pre-tropical zone for preheating raw limestone;
A plurality of shafts each including a firing zone for burning raw limestone by burning fuel using combustion air, and a cooling zone for cooling quicklime produced in the firing zone using cooling air, and firing each shaft with each other A channel connected at the lower part of the belt, one of the plurality of shafts is sequentially operated as a combustion side shaft, and the other is sequentially operated as a heat storage side shaft. In the heat storage side shaft, the cooling air introduced into the cooling zone of the heat storage side shaft and the exhaust gas from the combustion side shaft are raised, and the raw material limestone filled in the preheating zone of the heat storage side shaft is preheated. Control means for discharging the exhaust gas from the upper portion as furnace exhaust gas, for introducing a part of the furnace exhaust gas discharged from the heat storage side shaft to the cooling zone of each shaft. Shaft type lime kiln, characterized in that it comprises a pipe is provided.
【０００９】また本発明によれば、石灰石を焼成して生
石灰を製造するシャフト式石灰焼成炉であって、上部よ
り順に、原料石灰石を予熱する予熱帯と、燃焼空気を用
いて燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成帯と、
焼成帯で製造された生石灰を冷却空気を用いて冷却する
冷却帯とを備えた複数のシャフトと、各シャフトを互い
に焼成帯下部で連結するチャンネルと、複数のシャフト
の一を燃焼側シャフト、他を蓄熱側シャフトとして順次
動作させ、燃焼側シャフトでは原料石灰石を予熱帯から
冷却帯へと降下させて生石灰を製造し、蓄熱側シャフト
では、蓄熱側シャフトの冷却帯に導入した冷却空気と前
記燃焼側シャフトからの排ガスとを上昇させて、蓄熱側
シャフトの予熱帯に充填した原料石灰石を予熱した後、
蓄熱側シャフトの上部から炉排ガスとして排出するため
の制御手段とを具備し、前記蓄熱側シャフトから排出さ
れた炉排ガスの一部に酸素を添加した混合ガスを、各シ
ャフトの焼成帯に導入するための配管を備えることを特
徴とするシャフト式石灰焼成炉が提供される。According to the present invention, there is further provided a shaft-type lime-burning furnace for burning limestone to produce quicklime, in which, from the top, a pre-tropical zone for preheating raw limestone and a fuel are burned using combustion air. A firing zone for firing raw limestone,
A plurality of shafts provided with a cooling zone for cooling quicklime produced in the firing zone using cooling air, a channel connecting the shafts to each other at a lower portion of the firing zone, one of the plurality of shafts being a combustion side shaft, and the like. Are sequentially operated as a heat storage side shaft, and on the combustion side shaft, raw limestone is lowered from the pre-tropical zone to the cooling zone to produce quicklime, and on the heat storage side shaft, the cooling air introduced into the cooling zone of the heat storage side shaft and the combustion are used. After raising the exhaust gas from the side shaft and preheating the raw limestone filled in the pre-tropical zone of the heat storage side shaft,
Control means for discharging the exhaust gas from the upper part of the heat storage side shaft as furnace exhaust gas, and introducing a mixed gas obtained by adding oxygen to a part of the furnace exhaust gas discharged from the heat storage side shaft to the firing zone of each shaft. Provided is a shaft type lime kiln characterized by comprising a piping for lime.
【００１０】また本発明によれば、石灰石を焼成して生
石灰を製造するシャフト式石灰焼成炉であって、上部よ
り順に、原料石灰石を予熱する予熱帯と、燃焼空気を用
いて燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成帯と、
焼成帯で製造された生石灰を冷却空気を用いて冷却する
冷却帯とを備えた複数のシャフトと、各シャフトを互い
に焼成帯下部で連結するチャンネルと、複数のシャフト
の一を燃焼側シャフト、他を蓄熱側シャフトとして順次
動作させ、燃焼側シャフトでは原料石灰石を予熱帯から
冷却帯へと降下させて生石灰を製造し、蓄熱側シャフト
では、蓄熱側シャフトの冷却帯に導入した冷却空気と前
記燃焼側シャフトからの排ガスとを上昇させて、蓄熱側
シャフトの予熱帯に充填した原料石灰石を予熱した後、
蓄熱側シャフトの上部から炉排ガスとして排出するため
の制御手段とを具備し、前記蓄熱側シャフトからの炉排
ガスの一部を各シャフトの冷却帯に導入するための配管
と、前記炉排ガスの一部に酸素を添加した混合ガスを各
シャフトの焼成帯に導入するための配管とを備えること
を特徴とするシャフト式石灰焼成炉が提供される。According to the present invention, there is further provided a shaft type lime kiln for burning limestone to produce quick lime, wherein a fuel is burned using a pre-tropical zone for preheating raw limestone and combustion air in order from the top. A firing zone for firing raw limestone,
A plurality of shafts provided with a cooling zone for cooling quicklime produced in the firing zone using cooling air, a channel connecting the shafts to each other at a lower portion of the firing zone, one of the plurality of shafts being a combustion side shaft, and the like. Are sequentially operated as a heat storage side shaft, and on the combustion side shaft, raw limestone is lowered from the pre-tropical zone to the cooling zone to produce quicklime, and on the heat storage side shaft, the cooling air introduced into the cooling zone of the heat storage side shaft and the combustion are used. After raising the exhaust gas from the side shaft and preheating the raw limestone filled in the pre-tropical zone of the heat storage side shaft,
A control unit for discharging furnace exhaust gas from an upper part of the heat storage side shaft as a furnace exhaust gas, and a pipe for introducing a part of the furnace exhaust gas from the heat storage side shaft into a cooling zone of each shaft; And a pipe for introducing a mixed gas having oxygen added to a portion thereof into a firing zone of each shaft.
【００１１】さらに本発明によれば、燃焼空気を用いて
燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成工程と、焼
成工程によって作製された生石灰を冷却空気を用いて冷
却する冷却工程と、焼成工程で発生したガスと冷却工程
で冷却した後の冷却空気とを用いて原料生石灰を予熱
し、予熱した後のガスを排ガスとして排出する予熱工程
とを含み、前記予熱工程で排出された排ガスの一部を、
前記冷却工程における冷却空気の少なくとも一部として
再利用することを特徴とする生石灰の製造方法が提供さ
れる。Further, according to the present invention, there is provided a firing step of firing fuel limestone by burning fuel using combustion air, a cooling step of cooling quicklime produced in the firing step using cooling air, and a firing step. A preheating step of preheating the raw quicklime using the gas generated in the above and the cooling air cooled in the cooling step, and discharging the preheated gas as exhaust gas. Department
A method for producing quicklime, wherein the method is reused as at least a part of cooling air in the cooling step.
【００１２】また本発明によれば、燃焼空気を用いて燃
料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成工程と、焼成
工程によって作製された生石灰を冷却空気を用いて冷却
する冷却工程と、焼成工程で発生したガスと冷却工程で
冷却した後の冷却空気とを用いて原料生石灰を予熱し、
予熱した後のガスを排ガスとして排出する予熱工程とを
含み、前記予熱工程で排出された排ガスの一部に酸素を
添加した混合ガスを、前記焼成工程における燃焼空気の
少なくとも一部として再利用することを特徴とする生石
灰の製造方法が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a firing step of firing fuel limestone by burning fuel using combustion air, a cooling step of cooling quicklime produced by the firing step using cooling air, and a firing step. Preheat raw lime using the gas generated in the above and the cooling air after cooling in the cooling process,
And a preheating step of discharging the gas after preheating as exhaust gas, wherein the mixed gas obtained by adding oxygen to a part of the exhaust gas discharged in the preheating step is reused as at least a part of the combustion air in the firing step. A method for producing quicklime is provided.
【００１３】また本発明によれば、燃焼空気を用いて燃
料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成工程と、焼成
工程によって作製された生石灰を冷却空気を用いて冷却
する冷却工程と、焼成工程で発生したガスと冷却工程で
冷却した後の冷却空気とを用いて原料生石灰を予熱し、
予熱した後のガスを排ガスとして排出する予熱工程とを
含み、前記予熱工程で排出された排ガスの一部を前記冷
却工程における冷却空気の少なくとも一部として再利用
し、また前記排ガスの一部に酸素を添加した混合ガスを
前記焼成工程における燃焼空気の少なくとも一部として
再利用することを特徴とする生石灰の製造方法が提供さ
れる。According to the present invention, there is also provided a firing step of firing fuel limestone by burning fuel using combustion air, a cooling step of cooling quicklime produced by the firing step using cooling air, and a firing step. Preheat raw lime using the gas generated in the above and the cooling air after cooling in the cooling process,
A preheating step of discharging the gas after preheating as exhaust gas, wherein a part of the exhaust gas discharged in the preheating step is reused as at least a part of the cooling air in the cooling step, and a part of the exhaust gas. There is provided a method for producing quicklime, wherein the mixed gas to which oxygen is added is reused as at least a part of combustion air in the firing step.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明では、従来の高熱効率で製
品品位の高い新式シャフト型石灰焼成炉、たとえば並行
流蓄熱型石灰焼成炉を基礎とし、その冷却空気系統また
は燃焼空気系統を改善して排ガス中のＣＯ2濃度を上げ
る。具体的には、焼成炉から排出される炉排ガスの一部
を冷却空気または燃焼空気の少なくとも一部として再利
用する。焼成炉内の燃焼反応および焼成反応によって炉
排出ガスにはＣＯ2が含まれているため、炉排出ガスを
再び焼成炉内に導入することで、焼成炉から排出される
炉排ガス中のＣＯ2濃度をより高めることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is based on a conventional shaft-type lime sintering furnace with high thermal efficiency and high product quality, for example, a parallel-flow regenerative lime sintering furnace, and its cooling air system or combustion air system is improved. To increase the CO 2 concentration in the exhaust gas. Specifically, part of the furnace exhaust gas discharged from the firing furnace is reused as at least part of the cooling air or the combustion air. Since the furnace exhaust gas contains CO 2 due to the combustion reaction and the firing reaction in the firing furnace, the furnace exhaust gas is introduced again into the firing furnace, so that the CO 2 in the furnace exhaust gas discharged from the firing furnace is reduced. The concentration can be further increased.
【００１５】まず、従来の並行流蓄熱型石灰焼成炉につ
いて説明する。図１はこの焼成炉の一例を示す概略図で
ある。なお図中の数値は、後述する実施例で得られた計
算値である。First, a conventional parallel-flow regenerative lime burning furnace will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an example of this firing furnace. The numerical values in the figure are calculated values obtained in the examples described later.
【００１６】図１に示すように、焼成炉の炉体は２また
は３本の複数のシャフトから構成される。図１では一例
として２本のシャフト１０、２０の場合について示す。
各シャフト１０、２０は、上部から予熱帯１、焼成帯
２、冷却帯３を形成しており、焼成帯２下部においてチ
ャンネル４を介して互いに連結されている。予熱帯１で
は原料石灰石を予熱し、焼成帯２では燃焼空気によって
燃料を燃焼させて、燃焼熱によって原料石灰石を焼成し
て生石灰製品を作製し、冷却帯３では作製した生石灰製
品に冷却空気を吹きかけて冷却する。As shown in FIG. 1, the furnace body of the firing furnace is composed of two or three shafts. FIG. 1 shows the case of two shafts 10 and 20 as an example.
The shafts 10 and 20 form a pre-tropical zone 1, a sintering zone 2 and a cooling zone 3 from the upper part, and are connected to each other via a channel 4 at the lower part of the sintering zone 2. In the pre-tropical zone 1, the raw limestone is preheated, in the sintering zone 2, the fuel is burned by the combustion air, and the raw limestone is baked by the combustion heat to produce the quicklime product. Spray and cool.
【００１７】各シャフト１０、２０の頂部には、予熱帯
１に原料石灰石を装入するための装入口５が配置されて
いる。また各シャフト１０、２０の頂部には、燃焼およ
び焼成によって発生したガスを含む燃焼炉排ガスを排出
するための排出口６が配置されている。排出口６には炉
排ガスを通すための配管１４が接続され、配管１４には
集塵機１５、昇圧用の排気ブロワ１６、煙突１７がこの
順に接続されている。At the top of each of the shafts 10, 20, a charging port 5 for charging raw limestone into the pre-tropical zone 1 is arranged. At the top of each of the shafts 10 and 20, there is disposed a discharge port 6 for discharging combustion furnace exhaust gas containing gas generated by combustion and firing. A pipe 14 for passing furnace exhaust gas is connected to the outlet 6, and a dust collector 15, an exhaust blower 16 for increasing pressure, and a chimney 17 are connected to the pipe 14 in this order.
【００１８】各シャフト１０、２０の予熱帯１の上部に
は、燃焼空気を各シャフトの焼成帯２へ吹き込むための
燃焼空気吹込み口７が配置されている。燃焼空気は昇圧
用の燃焼空気ブロワ９によって、吹込み口７から予熱帯
１を通って焼成帯２へ吹き込まれる。また各シャフト１
０、２０の上部内部には、コークスなどの燃料を各シャ
フトの焼成帯２へ吹き込むための１２〜２０本の燃料吹
込みランス８が装入されている。燃料はランス８から下
向きに吹き込まれる。Above the pre-tropical zone 1 of each of the shafts 10 and 20, a combustion air inlet 7 for blowing combustion air into the sintering zone 2 of each shaft is arranged. Combustion air is blown into the sintering zone 2 from the inlet 7 through the pre-tropical zone 1 by the pressurizing combustion air blower 9. Also each shaft 1
Inside the upper portions of 0 and 20, 12 to 20 fuel blowing lances 8 for blowing fuel such as coke into the firing zone 2 of each shaft are inserted. The fuel is blown downward from the lance 8.
【００１９】各シャフト１０、２０の下部には、冷却空
気を各シャフトの冷却帯３に吹き込むための冷却空気吹
込み口１１が配置されている。冷却空気は昇圧用の冷却
空気ブロワ１２によって、吹込み口１１から各シャフト
に同時に吹き込まれる。また各シャフト１０、２０の下
部には、冷却された生石灰製品を排出するためのテーブ
ルフィーダー１３が配置されている。A cooling air inlet 11 for blowing cooling air into the cooling zone 3 of each shaft is arranged below each of the shafts 10 and 20. The cooling air is simultaneously blown into each shaft from the blow-in port 11 by the cooling air blower 12 for increasing pressure. A table feeder 13 for discharging the cooled quick lime product is disposed below each of the shafts 10 and 20.
【００２０】図１に示す装置は以下のようにして動作す
る。２本のシャフト１０、２０は、燃焼側シャフト１０
および蓄熱側シャフト２０として交互に動作する。具体
的には、燃焼側シャフト１０では原料生石灰が予熱帯１
から冷却帯３へと降下しながら焼成・冷却されて、石灰
石製品が製造される。一方、蓄熱側シャフト２０では燃
焼側シャフト１０からの排ガスを通過させて、蓄熱側シ
ャフト２０の冷却帯３に導入した冷却ガスとともに、予
熱帯１に装入されている原料石灰石を予熱する。予熱後
の排ガスは、蓄熱側シャフト２０の排出口６から炉排出
ガスとして排出される。燃焼と蓄熱との切替えは１５〜
２０分サイクルで行われ、それまで燃焼側であったシャ
フトは次のサイクルには蓄熱側になり、逆に蓄熱側であ
ったシャフトは燃焼側になる。シャフトが３本の場合に
は、１本のシャフトで燃焼を行う間、残り２本で蓄熱を
行い、切替えによって蓄熱側のうちの１本が燃焼側にな
り、残り２本が蓄熱側になる。The device shown in FIG. 1 operates as follows. The two shafts 10 and 20 are connected to the combustion side shaft 10.
And the heat storage side shaft 20 operates alternately. Specifically, in the combustion side shaft 10, the raw quicklime is pre-tropical 1
Is calcined and cooled while descending to the cooling zone 3 to produce a limestone product. On the other hand, in the heat storage side shaft 20, the exhaust gas from the combustion side shaft 10 is passed, and the raw material limestone charged in the pre-tropical zone 1 is preheated together with the cooling gas introduced into the cooling zone 3 of the heat storage side shaft 20. The exhaust gas after preheating is discharged from the outlet 6 of the heat storage side shaft 20 as furnace exhaust gas. Switching between combustion and heat storage is 15 ~
The cycle is performed in a 20-minute cycle, and the shaft that was on the combustion side becomes the heat storage side in the next cycle, while the shaft that was on the heat storage side becomes the combustion side. In the case of three shafts, while performing combustion with one shaft, heat is stored in the remaining two, and one of the heat storage sides becomes the combustion side by switching, and the other two become the heat storage side. .
【００２１】燃焼側シャフト１０の予熱帯１上部に吹き
込まれた燃焼空気は、前サイクルの蓄熱時に高温になっ
た予熱帯１の原料石灰石の隙間を流れる間に８００℃程
度まで予熱される。The combustion air blown into the upper part of the pre-tropical zone 1 of the combustion side shaft 10 is preheated to about 800 ° C. while flowing through the gap between the raw material limestone of the pre-tropical zone 1 which has become high during the heat storage in the previous cycle.
【００２２】焼成帯２において燃焼空気によって燃料が
燃焼する。燃料は、コークス、重油、微粉炭などであ
る。燃焼は以下の反応式（１）に従う。In the sintering zone 2, the fuel is burned by the combustion air. The fuel is coke, heavy oil, pulverized coal, or the like. Combustion follows the following reaction formula (1).
【００２３】 Ｃ＋Ｏ2 → ＣＯ2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） 燃焼によってＣＯ2を含む燃焼生成ガスが生成され、こ
のガスは石灰石の流れと並行に下向きに流れる。高温の
燃焼生成ガスによって、石灰石は降下しながら焼成され
て生石灰になる。焼成反応は以下の反応式（２）に従
う。C + O 2 → CO 2 (1) The combustion produces a combustion product gas containing CO 2 , and this gas Flows downward parallel to the flow of limestone. The limestone is fired while descending by the high-temperature combustion product gas to form quicklime. The firing reaction follows the following reaction formula (2).
【００２４】 ＣａＣＯ3 → ＣａＯ＋ＣＯ2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） この焼成反応によって生石灰が作製されるとともに、Ｃ
Ｏ2を含む焼成反応発生ガスが発生する。前述したよう
に燃焼生成ガスと石灰石の流れとが並流であるため局所
的な高温域が無く、均一で活性度の高い製品石灰が得ら
れる。CaCO 3 → CaO + CO 2 (2) This calcining reaction produces quicklime and C
A firing reaction generating gas containing O 2 is generated. As described above, since the combustion product gas and the flow of the limestone are co-current, there is no local high-temperature region, and a uniform and highly active product lime can be obtained.
【００２５】シャフト１０下部の冷却帯３に到達した高
温の生石灰は、冷却空気との向流熱交換によって１００
℃前後まで冷却される。冷却された生石灰製品は、テー
ブルフィーダー１３によって製品として排出される。The hot lime that has reached the cooling zone 3 at the lower portion of the shaft 10 is subjected to a countercurrent heat exchange with cooling air for 100 lime.
It is cooled to around ° C. The cooled quicklime product is discharged as a product by the table feeder 13.
【００２６】生石灰を冷却して高温となった冷却空気、
燃焼生成ガス、および焼成反応発生ガスは合流して、チ
ャンネル４を通って蓄熱側シャフト２０内を上方に流れ
る。Cooling air which has been cooled to a high temperature by cooling quicklime,
The combustion product gas and the calcination reaction product gas merge and flow upward in the heat storage side shaft 20 through the channel 4.
【００２７】蓄熱側シャフト２０においては、原料石灰
石が炉頂の装入口５から予熱帯１に装入されている。前
述の燃焼側シャフト１０からの冷却空気、燃焼生成ガ
ス、および焼成反応発生ガスは、蓄熱側シャフト２０の
冷却空気吹込み口１１から吹き込まれた冷却空気と合流
して上昇し、予熱帯１にある焼成前の原料石灰石を予熱
する。これらのガスは予熱によって８０〜１２０℃程度
に降温された後、燃焼炉排ガスとして蓄熱側シャフト上
部の排出口６から排出される。前述したように、燃焼生
成ガスおよび焼成反応発生ガスはＣＯ2を含んでいるた
め、炉排ガスもＣＯ2を含んでいる。炉排ガスはその
後、集塵機１５、排気ブロワ１６、煙突１７を経て大気
放散される。炉排ガスの温度は蓄熱側シャフト２０内を
通過中に十分に降下するため、図１に示した焼成炉の熱
効率は高く、この種の石灰焼成炉の中では最高レベルに
ある。In the heat storage side shaft 20, raw limestone is charged into the pre-tropical zone 1 through the charging port 5 at the furnace top. The cooling air from the combustion side shaft 10, the combustion product gas, and the calcining reaction generation gas merge with the cooling air blown from the cooling air blowing port 11 of the heat storage side shaft 20 and rise to the pre-tropical zone 1. Preheat raw limestone before firing. These gases are cooled down to about 80 to 120 ° C. by preheating, and then discharged as exhaust gas from a combustion furnace from an outlet 6 at an upper portion of a shaft on a heat storage side. As described above, since the combustion product gas and the calcining reaction product gas contain CO 2 , the furnace exhaust gas also contains CO 2 . The furnace exhaust gas is then released to the atmosphere via a dust collector 15, an exhaust blower 16, and a chimney 17. Since the temperature of the furnace exhaust gas drops sufficiently while passing through the heat storage side shaft 20, the thermal efficiency of the firing furnace shown in FIG. 1 is high, and is the highest level of this kind of lime firing furnace.
【００２８】次に、図１の焼成炉を基礎とする本発明に
係るシャフト式石灰焼成炉の第１の実施形態について述
べる。図２は本実施形態の焼成炉の一例を示す概略図で
ある。図１と同様の部材については同じ番号を付して説
明を省略する。なお図中の数値は、後述する実施例で得
られた計算値である。Next, a first embodiment of the shaft type lime sintering furnace according to the present invention based on the sintering furnace of FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the firing furnace according to the present embodiment. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. The numerical values in the figure are calculated values obtained in the examples described later.
【００２９】図２に示すように、本実施形態では図１の
焼成炉から排出された炉排ガスの一部を煙突１７の手前
で抽出して、各シャフト１０、２０の冷却帯３へ戻して
いる。具体的には、排気用の配管１４に煙突１７の手前
で抽出用の配管１８が接続され、この配管１８はガスク
ーラー１９と冷却ブロワ１２とを介して、各シャフト１
０、２０の冷却空気吹込み口１１に接続されている。こ
うして、抽出した炉排ガスをガスクーラー１９によって
５０℃程度まで間接水冷冷却した後、冷却空気ブロワ１
２を介して、冷却空気の代わりに各炉体下部の冷却帯３
へ吹き込んでいる。このように、ＣＯ2を含む炉排ガス
を除塵・冷却して冷却ガスとして再使用することで、炉
排ガス中のＣＯ2濃度を上昇させている。後述する収支
計算によると、炉排ガス中のＣＯ2濃度は４３％程度ま
で上げることができる。As shown in FIG. 2, in this embodiment, a part of the furnace exhaust gas discharged from the firing furnace of FIG. 1 is extracted just before the chimney 17 and returned to the cooling zone 3 of each of the shafts 10 and 20. I have. Specifically, an extraction pipe 18 is connected to the exhaust pipe 14 just before the chimney 17, and this pipe 18 is connected to each shaft 1 via a gas cooler 19 and a cooling blower 12.
0 and 20 are connected to the cooling air blowing ports 11. After the furnace exhaust gas thus extracted is indirectly water-cooled to about 50 ° C. by the gas cooler 19, the cooling air blower 1
2, a cooling zone 3 at the bottom of each furnace body instead of cooling air
I'm blowing into. As described above, the furnace exhaust gas containing CO 2 is dust-removed, cooled, and reused as a cooling gas, thereby increasing the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas. According to the balance calculation described later, the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas can be increased to about 43%.
【００３０】なお、この冷却ガス中のＣＯ2による生石
灰製品の再炭酸化が懸念されるが、この現象は製品の表
面だけにとどまるため製品中のＣＯ2増加は低く、問題
にならない。具体的には、旧式の単筒型塊コークス焼成
炉では製品中のＣＯ2増加は４〜６％であり、多くの冶
金用高級石灰の残留ＣＯ2は１．５〜２％程度であるの
に対して、本実施形態の焼成炉ではＣＯ2増加は１％レ
ベルである。[0030] Note that re-carbonation lime products by CO 2 of the cooling gas is concerned, this phenomenon is only CO 2 increase in the product to stay on the surface of the product low, no problem. Specifically, in an old single-cylinder lump coke firing furnace, the increase in CO 2 in the product is 4 to 6%, and the residual CO 2 of many high-grade metallurgical limes is about 1.5 to 2%. On the other hand, in the firing furnace of the present embodiment, the increase in CO 2 is at the 1% level.
【００３１】次に、図１の焼成炉を基礎とする本発明に
係るシャフト式石灰焼成炉の第２の実施形態について述
べる。図３は本実施形態の一例を示す概略図である。図
１と同様の部材については同じ番号を付して説明を省略
する。なお図中の数値は、後述する実施例で得られた計
算値である。Next, a second embodiment of the shaft type lime sintering furnace according to the present invention based on the sintering furnace of FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the present embodiment. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. The numerical values in the figure are calculated values obtained in the examples described later.
【００３２】図３に示すように、本実施形態では図１の
焼成炉から排出された炉排ガスの一部を煙突１７の手前
で抽出して、酸素を添加したのち燃焼側シャフト１０の
焼成帯２へ戻している。具体的には、排気用の配管１４
に煙突１７の手前で抽出用の配管１８が接続され、この
配管１８は燃焼空気ブロワ９を介してシャフト１０の燃
焼空気吹込み口７に接続されている。配管１８の途中に
は酸素を添加するための酸素添加手段（図示せず）が接
続されている。こうして、抽出した炉排ガスに酸素を添
加して燃焼空気と同じ酸素濃度（例えば２１％）の混合
ガスを作製し、この混合ガスを燃焼空気ブロワ９によっ
て燃焼空気の代わりに燃焼側シャフト１０の焼成帯１０
へ吹き込んでいる。ＣＯ2を含む炉排ガスを除塵したの
ち燃焼空気の代替として再使用することで、炉排ガス中
のＣＯ2濃度を上昇させている。後述する収支計算によ
ると、炉排ガス中のＣＯ2濃度は４９％程度まで上げる
ことができる。As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a part of the furnace exhaust gas discharged from the firing furnace of FIG. 1 is extracted just before the chimney 17 and oxygen is added thereto, and then the firing zone of the combustion side shaft 10 is added. Back to 2. Specifically, the exhaust pipe 14
A pipe 18 for extraction is connected to a portion before the chimney 17, and this pipe 18 is connected to a combustion air inlet 7 of a shaft 10 through a combustion air blower 9. Oxygen adding means (not shown) for adding oxygen is connected in the middle of the pipe 18. In this manner, oxygen is added to the extracted furnace exhaust gas to produce a mixed gas having the same oxygen concentration (for example, 21%) as the combustion air, and this mixed gas is fired by the combustion air blower 9 instead of the combustion air to form the combustion side shaft 10. Obi 10
I'm blowing into. By removing the furnace exhaust gas containing CO 2 and then reusing it as a substitute for combustion air, the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas is increased. According to the balance calculation described later, the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas can be increased to about 49%.
【００３３】前述したように、本発明では新式シャフト
型石灰焼成炉を基礎としているため、熱効率および製品
品位が高い。また炉排ガスの一部を冷却空気または燃焼
空気の少なくとも一部として再利用しているため、炉排
ガス中のＣＯ2濃度も高い。As described above, since the present invention is based on a new shaft type lime burning furnace, the thermal efficiency and the product quality are high. Further, since a part of the furnace exhaust gas is reused as at least a part of the cooling air or the combustion air, the CO 2 concentration in the furnace exhaust gas is also high.
【００３４】なお本発明においては、上述の第１および
第２の実施形態を併用して、さらにＣＯ2濃度上昇をは
かることもできる。In the present invention, the CO 2 concentration can be further increased by using the first and second embodiments in combination.
【００３５】[0035]
【実施例】従来および本発明に係る焼成炉について、炉
排ガスの発生量とその成分を計算した。EXAMPLES The amounts of furnace exhaust gases and their components were calculated for the conventional and the present invention.
【００３６】（比較例）炉排ガスを再利用しない従来の
シャフト式石灰焼成炉（石灰石生産量２４０t/dの一般
的なサイズ）について、炉排ガスの発生量とその成分を
計算した。簡単のために、石灰石の純度１００％、焼成
率１００％、ダスト発生無しとし、燃料には揮発分を含
まない粉コークスを使用するとした。なお前述したよう
に、炉排ガス量＝燃焼生成ガス量＋焼成反応発生ガス量
＋冷却空気量である。以下、計算のための仮定、計算結
果を示す。(Comparative Example) With respect to a conventional shaft-type lime calcination furnace (a general size of limestone production of 240 t / d) which does not reuse furnace exhaust gas, the amount of furnace exhaust gas generated and its components were calculated. For the sake of simplicity, it was assumed that limestone had a purity of 100%, a firing rate was 100%, no dust was generated, and coke breeze containing no volatile matter was used as the fuel. As described above, furnace exhaust gas amount = combustion product gas amount + firing reaction generation gas amount + cooling air amount. Hereinafter, assumptions for the calculation and calculation results are shown.
【００３７】（１）ＣａＯ生産量：２４０t/d＝１００
００kg/h （２）燃料（コークス）使用量と燃焼生成ガス量 熱源単位（ＣａＯ１kgの製造に必要な熱量）：９００kc
al/kg。コークスの低発熱量：６８００kcal/kg。(1) CaO production: 240 t / d = 100
00kg / h (2) Fuel (coke) consumption and combustion product gas heat unit (heat required for 1kg CaO production): 900kc
al / kg. Low calorific value of coke: 6,800 kcal / kg.
【００３８】（ａ）コークス使用量＝１００００kg/h×
９００kcal/kg／６８００kcal/kg＝１３２４kg/hとな
る。(A) Coke consumption = 10000 kg / h ×
900 kcal / kg / 6800 kcal / kg = 1,324 kg / h.
【００３９】（ｂ）燃焼生成ガス量 コークスの燃焼の際の空気比：１．０とする。すなわ
ち、コークスの燃焼は、Ｃ(1mol)＋Ｏ2(1mol)＝ＣＯ2(1
mol)の反応であるとする。このように、燃焼反応前後の
気体の総モル量は同じなので、燃焼空気の消費量＝燃焼
生成ガス量である。また燃焼空気中の成分は、Ｎ2：Ｏ2
＝０．７９：０．２１であるとする。さらにコークスの
炭素含有量：８６％とする。なお気体１０００mol＝２
２．４１３m 3Nである。従って燃焼生成ガス量（燃焼空
気量）は、 燃焼生成ガス量（燃焼空気量）＝１３２４kg/h×０．８
６×（１/１２）×２２．４１３／０．２１＝１０１２
０m3N/h （ｃ）燃焼生成ガス中の成分 燃焼空気中のＯ2は全てコークスの燃焼に使用されてＣ
Ｏ2になり、また燃焼空気中のＮ2は変化しないとする。
従って、燃焼生成ガス中の成分は、 Ｎ2 ＝１０１２０×０．７９＝７９９５m3N/h Ｏ2 ＝ ０m3N/h ＣＯ2＝１０１２０×０．２１＝２１２５m3N/h （３）焼成反応発生ガス量 焼成反応は下式で示され、分子量はＣａＣＯ3：１０
０、ＣａＯ：５６、ＣＯ2：４４であるので、 ＣａＣＯ3(１７８６０kg/h)→ＣａＯ(１００００kg/h)
＋ＣＯ2(７８６０kg/h) 従って、 焼成反応発生ガス量＝７８６０kg/h×２２．４１３／４
４＝４００４m3N/h。(B) Combustion product gas amount The air ratio at the time of coke combustion is set to 1.0. Sand
Coke combustion is C (1mol) + OTwo(1mol) = COTwo(1
mol). Thus, before and after the combustion reaction
Since the total molar amount of gas is the same, the consumption of combustion air = combustion
It is the amount of generated gas. The component in the combustion air is NTwo: OTwo
= 0.79: 0.21. More coke
Carbon content: 86%. In addition, gas 1000mol = 2
2.413m ThreeN. Therefore, the amount of combustion product gas (combustion air
Gas volume) is the amount of combustion product gas (combustion air volume) = 1324 kg / h × 0.8
6 x (1/12) x 22.413 / 0.21 = 1012
0mThreeN / h (c) Components in combustion product gas O in combustion airTwoAre all used for coke combustion
OTwoAnd N in the combustion airTwoDoes not change.
Therefore, the components in the combustion product gas are NTwo = 10120 × 0.79 = 7995mThreeN / h OTwo = 0mThreeN / h COTwo= 10120 × 0.21 = 2125mThreeN / h (3) Amount of gas generated by firing reaction The firing reaction is represented by the following formula, and the molecular weight is CaCO 2Three: 10
0, CaO: 56, COTwo: 44, so CaCOThree(17860kg / h) → CaO (10000kg / h)
+ COTwo(7860 kg / h) Therefore, calcining reaction generated gas amount = 7860 kg / h x 22.413 / 4
4 = 4004mThreeN / h.
【００４０】また焼成反応発生ガスはＣＯ2のみであ
る。従ってガス中の成分は、 Ｎ2 ＝ ０m3N/h Ｏ2 ＝ ０m3N/h ＣＯ2＝ ４００４m3N/h （４）冷却空気量 ＣａＯ製品１ｋｇ当たりの標準的な冷却空気量は０．７
m3Nである。従って、 冷却空気量＝１００００kg/h×０．７m3N/kg＝７０００
m3N/h この冷却空気がそのまま炉排ガスの一部として排出され
る。従って、冷却空気中の成分は、 Ｎ2 ＝７０００×０．７９＝５５３０ｍ3Ｎ/ｈ Ｏ2 ＝７０００×０．２１＝１４７０ｍ3Ｎ/ｈ ＣＯ2＝ ０m3N/h （５）炉排ガス 前述したように、炉排ガス＝燃焼生成ガス＋焼成反応発
生ガス＋冷却空気の混合ガスである。従って炉排ガスの
量および成分は下表１のようになる。The firing reaction generated gas is only CO 2 . Therefore, the components in the gas are as follows: N 2 = 0 m 3 N / h O 2 = 0 m 3 N / h CO 2 = 4004 m 3 N / h (4) Cooling air amount The standard cooling air amount per kg of CaO product is 0. .7
m 3 N. Therefore, the amount of cooling air = 10000 kg / h × 0.7 m 3 N / kg = 7000
m 3 N / h This cooling air is directly discharged as part of the furnace exhaust gas. Accordingly, components in the cooling air, N 2 = 7000 × 0.79 = 5530m 3 N / h O 2 = 7000 × 0.21 = 1470m 3 N / h CO 2 = 0m 3 N / h (5) furnace exhaust gas As described above, furnace exhaust gas = combustion product gas + firing reaction gas + cooling air mixed gas. Accordingly, the amounts and components of the furnace exhaust gas are as shown in Table 1 below.
【００４１】[0041]
【表１】 [Table 1]
【００４２】上表１に示すように、炉排ガス中のＣＯ2
濃度は２９％程度しかない。なお本比較例では燃料にコ
ークスを使用したと仮定したためＣＯ2濃度は２９％程
度だが、燃料が重油や微粉炭の場合にはＣＯ2濃度はさ
らに下がって２５％程度になる。As shown in Table 1 above, CO 2 in the furnace exhaust gas
The concentration is only about 29%. In this comparative example, the CO 2 concentration is about 29% because it is assumed that coke is used as the fuel. However, when the fuel is heavy oil or pulverized coal, the CO 2 concentration further decreases to about 25%.
【００４３】（実施例１）本発明の第１の実施形態のシ
ャフト式石灰焼成炉について、炉排ガスの発生量とその
成分を計算した。前述したように、第１の実施形態にお
いては、炉排ガスの一部を循環して製品冷却ガスとして
再利用する。なお、炉排ガスをこのように再利用する以
外は、比較例と同様の条件であるとした。Example 1 With respect to the shaft type lime sintering furnace according to the first embodiment of the present invention, the amount of furnace exhaust gas generated and its components were calculated. As described above, in the first embodiment, part of the furnace exhaust gas is circulated and reused as product cooling gas. The conditions were the same as in the comparative example, except that the furnace exhaust gas was reused in this way.
【００４４】（１）焼成生成ガスと焼成反応発生ガス 量、成分とも比較例での計算結果と同じである。(1) The amounts and components of the calcined product gas and the calcined reaction generated gas are the same as the calculation results in the comparative example.
【００４５】（２）冷却ガス 燃焼生成ガスと焼成反応発生ガスとの混合ガス７０００
ｍ3Ｎ/ｈが、冷却ガスとして使用される。従って、この
冷却ガス中の成分は、 Ｎ2＝７０００×｛７９９５／（１０１２０＋４００４）｝ ＝７０００×５６．６％ ＝３９６２m3N/h Ｏ2 ＝ ０m3N/h CO2＝７０００×｛（２１２５＋４００４）／（１０１２０＋４００４）｝ ＝７０００×４３．４％ ＝３０３８m3N/h （３）炉排ガス 比較例と同様に、炉排ガス＝燃焼生成ガス＋焼成反応発
生ガス＋冷却ガスの混合ガスである。従って炉排ガスの
量および成分は下表２のようになる。(2) Cooling gas A mixed gas of a combustion product gas and a firing reaction gas 7000
m 3 N / h is used as cooling gas. Therefore, the components in this cooling gas are: N 2 = 7000 × {7995 / (10120 + 4004)} = 7000 × 56.6% = 3962 m 3 N / h O 2 = 0 m 3 N / h CO 2 = 7000 × { 2125 + 4004) / (10120 + 4004)｝ = 7000 × 43.4% = 3038 m 3 N / h (3) Furnace exhaust gas As in the comparative example, a furnace exhaust gas = a mixed gas of a combustion product gas + a firing reaction gas + a cooling gas. . Therefore, the amounts and components of the furnace exhaust gas are as shown in Table 2 below.
【００４６】[0046]
【表２】 [Table 2]
【００４７】上表２に示すように、炉排ガス中のＣＯ2
濃度は４３．４％と高く、短筒式コークス焚きシャフト
炉レベルのＣＯ2濃度が期待できることが分かる。As shown in Table 2 above, CO 2 in the furnace exhaust gas
The concentration is as high as 43.4%, and it can be seen that a CO 2 concentration at the level of a short cylinder coke-fired shaft furnace can be expected.
【００４８】（実施例２）本発明の第２の実施形態のシ
ャフト式石灰焼成炉について、炉排ガスの発生量とその
成分を計算した。前述したように、第２の実施形態にお
いては、炉排ガスの一部を循環して、酸素を添加したの
ち燃焼空気の代替として再利用する。なお、炉排ガスを
このように再利用する以外は、比較例と同様の条件であ
るとした。(Example 2) With respect to the shaft type lime sintering furnace according to the second embodiment of the present invention, the generation amount and the components of the furnace exhaust gas were calculated. As described above, in the second embodiment, a part of the furnace exhaust gas is circulated and is reused as a substitute for combustion air after adding oxygen. The conditions were the same as in the comparative example, except that the furnace exhaust gas was reused in this way.
【００４９】（１）焼成反応発生ガスと冷却空気排気 量、成分とも比較例での計算結果と同じである。(1) The firing reaction generated gas, cooling air exhaust amount, and components are the same as the calculation results in the comparative example.
【００５０】（２）燃焼生成ガス 純酸素使用量、循環排ガス量、炉排ガス成分の間の関係
式を解いて、各量を計算し、これらの量から燃焼生成ガ
ス量を求める。(2) Combustion gas The relational expressions among the pure oxygen consumption, the circulating exhaust gas amount, and the furnace exhaust gas component are solved to calculate each amount, and the amount of the combustion product gas is determined from these amounts.
【００５１】まず変数を以下のように定義する。First, variables are defined as follows.
【００５２】Ｇ１：純酸素使用量（循環した炉排ガスに
添加する酸素量） Ｇ２：循環排ガス量（循環する炉排ガスの量） Ｇ３：炉排ガス総量から循環排ガス量を除いたもの（煙
突からの排出ガス量） Ｘ ：炉排ガス中のＮ2分圧 Ｙ ：炉排ガス中のＯ2分圧 Ｚ ：炉排ガス中のＣＯ2分圧 各変数について以下の６個の関係式が成り立つ。G1: Pure oxygen usage (oxygen amount added to circulated furnace exhaust gas) G2: Circulated exhaust gas amount (amount of circulated furnace exhaust gas) G3: Total furnace exhaust gas amount excluding circulated exhaust gas amount (from chimney) exhaust gas amount) X: N 2 partial pressure in the furnace in the exhaust gas Y: O 2 partial pressure in the furnace in the exhaust gas Z: 6 amino relational expression below CO 2 partial pressure each variable of the furnace in the exhaust gas is established.
【００５３】（ａ） Ｇ１＋Ｇ２＝１０１２０ （ｂ） Ｇ２＋Ｇ３＝２１１２４ （ｃ） Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１．０ （ｄ） Ｇ３×Ｘ＝７０００×０．７９ （ｅ）Ｇ１＋Ｇ２×Ｙ＝１０１２０×０．２１＝２１２
５ （ｆ） Ｇ３×Ｚ＝２１２５＋４００４ なお、各関係式は以下のことに基づいている。(A) G1 + G2 = 10120 (b) G2 + G3 = 21124 (c) X + Y + Z = 1.0 (d) G3 × X = 7000 × 0.79 (e) G1 + G2 × Y = 10120 × 0.21 = 212
5 (f) G3 × Z = 2125 + 4004 Each relational expression is based on the following.
【００５４】（ａ）純酸素使用量＋循環排ガス量は、炉
に導入する燃焼空気量に等しい。(A) The amount of pure oxygen used plus the amount of circulating exhaust gas is equal to the amount of combustion air introduced into the furnace.
【００５５】（ｂ）左辺の量は、炉からの炉排ガス総量
に等しい。(B) The amount on the left side is equal to the total amount of furnace exhaust gas from the furnace.
【００５６】（ｄ）Ｎ2バランス。Ｎ2源は冷却空気の
み。(D) N 2 balance. N 2 source only cooling air.
【００５７】（ｅ）燃焼に必要なＯ2量は、比較例、実
施例１と同じ２１２５ｍ3Ｎ/ｈ。(E) The amount of O 2 required for combustion is 2125 m 3 N / h, which is the same as in the comparative example and the first embodiment.
【００５８】（ｆ）ＣＯ2バランス。ＣＯ2源はコークス
の燃焼による燃焼生成ガスと、ＣａＣＯ3の焼成反応に
よる焼成反応発生ガス。(F) CO 2 balance. The CO 2 source is a gas produced by combustion of coke and a gas produced by a calcination reaction of CaCO 3 .
【００５９】これらの６個の関係式を解いて、Ｇ１、Ｇ
２、Ｇ３、Ｘ、Ｙ、Ｚは以下のように求まる。By solving these six relational expressions, G1, G
2, G3, X, Y, and Z are obtained as follows.
【００６０】 Ｇ１：純酸素使用量 ＝ １５２４ｍ3Ｎ/ｈ Ｇ２：循環排ガス量 ＝ ８５９６ｍ3Ｎ/ｈ Ｇ３：煙突排ガス量 ＝１２５２８ｍ3Ｎ/ｈ Ｘ：炉排ガス中のＮ2分圧 ＝０．４４１＝４４．１％ Ｙ：炉排ガス中のＯ2分圧 ＝０．０７０＝ ７．０％ Ｚ：炉排ガス中のＣＯ2分圧＝０．４８９＝４８．９％ ところで、燃焼空気代替ガス量は燃焼空気量と同じであ
る。従って、 燃焼空気代替ガス量＝１０１２０ｍ3Ｎ/ｈ また、燃焼空気代替ガス中の成分は、 Ｎ2 ＝ ８５９６×０．４４１＝３７９１ｍ3Ｎ/ｈ
（３７．５％） Ｏ2 ＝１０１２０× ０．２１＝２１２５ｍ3Ｎ/ｈ
（２１．０％） ＣＯ2＝ ８５９６×０．４８９＝４２０４ｍ3Ｎ/ｈ
（４１．５％） 燃焼空気代替ガスのＯ2が全てコークスの燃焼に使用さ
れてＣＯ2になるとして、燃焼生成ガス中の成分が求ま
る。従って、 Ｎ2 ＝ ３７９１ｍ3Ｎ/ｈ Ｏ2 ＝ ０ｍ3Ｎ/ｈ ＣＯ2＝２１２５＋４２０４＝６３２９ｍ3Ｎ/ｈ 以上の結果を、下表３に示す。G1: Pure oxygen consumption = 1524 m 3 N / h G2: Circulating exhaust gas amount = 8596 m 3 N / h G3: Chimney exhaust gas amount = 12528 m 3 N / h X: N 2 partial pressure in furnace exhaust gas = 0. 441 = 44.1% Y: O 2 partial pressure in furnace exhaust gas = 0.070 = 7.0% Z: CO 2 partial pressure in furnace exhaust gas = 0.489 = 48.9% By the way, combustion air substitute gas The amount is the same as the amount of combustion air. Therefore, the amount of the substitute air for combustion air = 10120 m 3 N / h The component in the substitute gas for the combustion air is N 2 = 8596 × 0.441 = 3791 m 3 N / h
(37.5%) O 2 = 10120 × 0.21 = 2125 m 3 N / h
(21.0%) CO 2 = 8596 × 0.489 = 4204 m 3 N / h
(41.5%) Assuming that all the O 2 of the combustion air substitute gas is used for coke combustion to become CO 2 , the components in the combustion product gas are determined. Therefore, N 2 = 3791 m 3 N / h O 2 = 0 m 3 N / h CO 2 = 2125 + 4204 = 6329 m 3 N / h The results are shown in Table 3 below.
【００６１】[0061]
【表３】 [Table 3]
【００６２】上表３に示すように、炉排ガス中のＣＯ2
濃度は４８．９％と高く、従来炉よりも相当に高くなる
ことが分かる。As shown in Table 3 above, CO 2 in the furnace exhaust gas
It can be seen that the concentration is as high as 48.9%, which is considerably higher than that of the conventional furnace.
【００６３】[0063]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
熱効率および製品品位が高く、炉排ガス中のＣＯ2濃度
が高い石灰焼成炉および生石灰の製造方法が提供され
る。その結果、本石灰焼成炉および製造方法を、高ＣＯ
2濃度ガスを原料として使用するソーダ工業や砂糖工業
等の分野に適用することができる。As described in detail above, according to the present invention,
A lime sintering furnace and a method for producing quicklime having high thermal efficiency and high product quality and high CO 2 concentration in furnace exhaust gas are provided. As a result, the lime sintering furnace and the manufacturing method can be changed to a high CO 2
It can be applied to fields such as the soda industry and the sugar industry that use a two- concentration gas as a raw material.
【図１】本発明に係る並行流蓄熱型石灰焼成炉を示す概
略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a parallel-flow regenerative lime burning furnace according to the present invention.
【図２】本発明に係る炉排ガスを冷却空気に用いる方式
の焼成炉を示す概略図。FIG. 2 is a schematic view showing a baking furnace of a system using furnace exhaust gas as cooling air according to the present invention.
【図３】本発明に係る炉排ガスを燃焼空気に用いる方式
の焼成炉を示す概略図。FIG. 3 is a schematic view showing a baking furnace of a system using furnace exhaust gas for combustion air according to the present invention.
【符号の説明】 １…予熱帯 ２…焼成帯 ３…冷却帯 ４…チャンネル ５…原料石灰石装入口 ６…炉排ガス排出口 ７…燃焼空気吹込み口 ８…燃料吹込みランス ９…燃焼空気ブロワ １０、２０…シャフト １１…冷却空気吹込み口 １２…冷却空気ブロワ １３…テーブルフィーダー １４、１８…配管 １５…集塵機 １６…排気ブロワ １７…煙突 １９…ガスクーラー[Description of Signs] 1 ... Pre-tropical zone 2 ... Baking zone 3 ... Cooling zone 4 ... Channel 5 ... Raw material limestone loading inlet 6 ... Furnace exhaust gas discharge port 7 ... Combustion air blowing port 8 ... Fuel blowing lance 9 ... Combustion air blower 10, 20: shaft 11: cooling air inlet 12: cooling air blower 13: table feeder 14, 18, piping 15: dust collector 16: exhaust blower 17: chimney 19: gas cooler
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４Ｄ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) F27D 17/00 104 F27D 17/00 104D
Claims (6)
フト式石灰焼成炉であって、 上部より順に、原料石灰石を予熱する予熱帯と、燃焼空
気を用いて燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成
帯と、焼成帯で製造された生石灰を冷却空気を用いて冷
却する冷却帯とを備えた複数のシャフトと、 各シャフトを互いに焼成帯下部で連結するチャンネル
と、 複数のシャフトの一を燃焼側シャフト、他を蓄熱側シャ
フトとして順次動作させ、燃焼側シャフトでは原料石灰
石を予熱帯から冷却帯へと降下させて生石灰を製造し、
蓄熱側シャフトでは、蓄熱側シャフトの冷却帯に導入し
た冷却空気と前記燃焼側シャフトからの排ガスとを上昇
させて、蓄熱側シャフトの予熱帯に充填した原料石灰石
を予熱した後、蓄熱側シャフトの上部から炉排ガスとし
て排出するための制御手段とを具備し、 前記蓄熱側シャフトから排出された炉排ガスの一部を、
各シャフトの冷却帯に導入するための配管を備えること
を特徴とするシャフト式石灰焼成炉。1. A shaft type lime sintering furnace for sintering limestone to produce quick lime, wherein a limestone is preheated in order from the top and a limestone is sintered by burning fuel using combustion air. A plurality of shafts provided with a sintering zone to be cooled, a cooling zone for cooling quicklime produced in the sintering zone using cooling air, a channel connecting the shafts to each other at a lower portion of the sintering zone, The combustion side shaft and the other are operated sequentially as a heat storage side shaft, and on the combustion side shaft, raw limestone is lowered from the pre-tropical zone to the cooling zone to produce quick lime,
In the heat storage side shaft, the cooling air introduced into the cooling zone of the heat storage side shaft and the exhaust gas from the combustion side shaft are raised, and the raw material limestone filled in the preheating zone of the heat storage side shaft is preheated. Control means for discharging the furnace exhaust gas from the upper part, a part of the furnace exhaust gas discharged from the heat storage side shaft,
A shaft-type lime sintering furnace, comprising a pipe for introducing a cooling zone of each shaft.
フト式石灰焼成炉であって、 上部より順に、原料石灰石を予熱する予熱帯と、燃焼空
気を用いて燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成
帯と、焼成帯で製造された生石灰を冷却空気を用いて冷
却する冷却帯とを備えた複数のシャフトと、 各シャフトを互いに焼成帯下部で連結するチャンネル
と、 複数のシャフトの一を燃焼側シャフト、他を蓄熱側シャ
フトとして順次動作させ、燃焼側シャフトでは原料石灰
石を予熱帯から冷却帯へと降下させて生石灰を製造し、
蓄熱側シャフトでは、蓄熱側シャフトの冷却帯に導入し
た冷却空気と前記燃焼側シャフトからの排ガスとを上昇
させて、蓄熱側シャフトの予熱帯に充填した原料石灰石
を予熱した後、蓄熱側シャフトの上部から炉排ガスとし
て排出するための制御手段とを具備し、 前記蓄熱側シャフトから排出された炉排ガスの一部に酸
素を添加した混合ガスを、各シャフトの焼成帯に導入す
るための配管を備えることを特徴とするシャフト式石灰
焼成炉。2. A shaft-type lime sintering furnace for sintering limestone to produce quick lime, wherein, from the top, a pre-tropical zone for preheating the raw limestone and a fuel for burning the fuel using combustion air for firing the raw limestone. A plurality of shafts provided with a sintering zone to be cooled, a cooling zone for cooling quicklime produced in the sintering zone using cooling air, a channel connecting the shafts to each other at a lower portion of the sintering zone, The combustion side shaft and the other are operated sequentially as a heat storage side shaft, and on the combustion side shaft, raw limestone is lowered from the pre-tropical zone to the cooling zone to produce quick lime,
In the heat storage side shaft, the cooling air introduced into the cooling zone of the heat storage side shaft and the exhaust gas from the combustion side shaft are raised, and the raw material limestone filled in the preheating zone of the heat storage side shaft is preheated. Control means for discharging the furnace exhaust gas from the upper portion, and a pipe for introducing a mixed gas obtained by adding oxygen to a part of the furnace exhaust gas discharged from the heat storage side shaft to the firing zone of each shaft. A shaft-type lime burning furnace, comprising:
フト式石灰焼成炉であって、 上部より順に、原料石灰石を予熱する予熱帯と、燃焼空
気を用いて燃料を燃焼させて原料石灰石を焼成する焼成
帯と、焼成帯で製造された生石灰を冷却空気を用いて冷
却する冷却帯とを備えた複数のシャフトと、 各シャフトを互いに焼成帯下部で連結するチャンネル
と、 複数のシャフトの一を燃焼側シャフト、他を蓄熱側シャ
フトとして順次動作させ、燃焼側シャフトでは原料石灰
石を予熱帯から冷却帯へと降下させて生石灰を製造し、
蓄熱側シャフトでは、蓄熱側シャフトの冷却帯に導入し
た冷却空気と前記燃焼側シャフトからの排ガスとを上昇
させて、蓄熱側シャフトの予熱帯に充填した原料石灰石
を予熱した後、蓄熱側シャフトの上部から炉排ガスとし
て排出するための制御手段とを具備し、 前記蓄熱側シャフトからの炉排ガスの一部を各シャフト
の冷却帯に導入するための配管と、前記炉排ガスの一部
に酸素を添加した混合ガスを各シャフトの焼成帯に導入
するための配管とを備えることを特徴とするシャフト式
石灰焼成炉。3. A shaft type lime sintering furnace for sintering limestone to produce quick lime, wherein a limestone is preheated in order from the top and a pre-tropical zone for preheating the limestone, and the fuel is burned using combustion air to burn the limestone. A plurality of shafts provided with a sintering zone to be cooled, a cooling zone for cooling quicklime produced in the sintering zone using cooling air, a channel connecting the shafts to each other at a lower portion of the sintering zone, The combustion side shaft and the other are operated sequentially as a heat storage side shaft, and on the combustion side shaft, raw limestone is lowered from the pre-tropical zone to the cooling zone to produce quick lime,
In the heat storage side shaft, the cooling air introduced into the cooling zone of the heat storage side shaft and the exhaust gas from the combustion side shaft are raised, and the raw material limestone filled in the preheating zone of the heat storage side shaft is preheated. Control means for discharging the furnace exhaust gas from the upper part, a pipe for introducing a part of the furnace exhaust gas from the heat storage side shaft to a cooling zone of each shaft, and oxygen for a part of the furnace exhaust gas A pipe for introducing the added mixed gas into the firing zone of each shaft.
石灰石を焼成する焼成工程と、 焼成工程によって作製された生石灰を冷却空気を用いて
冷却する冷却工程と、 焼成工程で発生したガスと冷却工程で冷却した後の冷却
空気とを用いて原料生石灰を予熱し、予熱した後のガス
を排ガスとして排出する予熱工程とを含み、 前記予熱工程で排出された排ガスの一部を、前記冷却工
程における冷却空気の少なくとも一部として再利用する
ことを特徴とする生石灰の製造方法。4. A firing step of firing raw limestone by burning fuel using combustion air, a cooling step of cooling quicklime produced by the firing step using cooling air, and a gas generated in the firing step. Preheating the raw quicklime using the cooling air after cooling in the cooling step, and discharging the preheated gas as exhaust gas, wherein a part of the exhaust gas discharged in the preheating step is cooled. A method for producing quicklime, which is reused as at least a part of cooling air in a process.
石灰石を焼成する焼成工程と、 焼成工程によって作製された生石灰を冷却空気を用いて
冷却する冷却工程と、 焼成工程で発生したガスと冷却工程で冷却した後の冷却
空気とを用いて原料生石灰を予熱し、予熱した後のガス
を排ガスとして排出する予熱工程とを含み、 前記予熱工程で排出された排ガスの一部に酸素を添加し
た混合ガスを、前記焼成工程における燃焼空気の少なく
とも一部として再利用することを特徴とする生石灰の製
造方法。5. A firing step of burning raw limestone by burning fuel using combustion air, a cooling step of cooling quicklime produced in the firing step by using cooling air, and a gas generated in the firing step. Preheating raw lime using the cooling air after cooling in the cooling step, and discharging the preheated gas as exhaust gas, and adding oxygen to a part of the exhaust gas discharged in the preheating step. A method for producing quicklime, wherein the mixed gas thus obtained is reused as at least a part of combustion air in the firing step.
石灰石を焼成する焼成工程と、 焼成工程によって作製された生石灰を冷却空気を用いて
冷却する冷却工程と、 焼成工程で発生したガスと冷却工程で冷却した後の冷却
空気とを用いて原料生石灰を予熱し、予熱した後のガス
を排ガスとして排出する予熱工程とを含み、 前記予熱工程で排出された排ガスの一部を前記冷却工程
における冷却空気の少なくとも一部として再利用し、ま
た前記排ガスの一部に酸素を添加した混合ガスを前記焼
成工程における燃焼空気の少なくとも一部として再利用
することを特徴とする生石灰の製造方法。6. A firing step for burning raw limestone by burning fuel using combustion air, a cooling step for cooling quicklime produced in the firing step using cooling air, and a gas generated in the firing step. Preheating the raw quicklime using the cooling air after cooling in the cooling step, and discharging the preheated gas as exhaust gas, and a part of the exhaust gas discharged in the preheating step in the cooling step. Wherein the mixed gas obtained by adding oxygen to a part of the exhaust gas is reused as at least a part of the combustion air in the firing step.
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| JP2000246906A JP2002060254A (en) | 2000-08-16 | 2000-08-16 | Shaft type lime kiln and production process of quicklime |
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