JP2020528129A - 回転炉床式電気炉 - Google Patents

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Abstract

材料(2)を搬送するように構成された回転炉床(1)と、回転炉床(1)を回転させて回転炉床(1)上で搬送される材料(2)を回転炉床式電気炉の周縁領域を通過させるように構成された回転子(3)とを有する回転炉床式電気炉に関する。周縁領域は、回転炉床(1)上の材料(2)を受け取るように構成された供給領域(4)と、電気エネルギーによって材料(2)を加熱乾燥するように構成された乾燥領域(8)と、電気エネルギーによって材料(2)を加熱するように構成された加熱領域(12)と、材料(2)の温度を下げさらに材料(2)からガスを除去するように構成された冷却領域(17)と、炉の回転炉床(1)から材料(2)を排出するように構成された排出領域(19)とを含む。【選択図】図１

Description

発明の分野
本発明は、独立請求項１の前段で定義する回転炉床式電気炉に関するものである。
様々な回転炉床式電気炉が当該技術分野で公知である。
米国特許出願公開第2002/0027317号では、回転炉床式炉の方式を採る還元炉を開示している。
中国特許出願公開第106433704 A号では、回転炉床式炉の方式を採る炉を有する固形廃棄物の熱分解システムを開示している。
発明の目的
本発明は、セレンの回収を目的として陽極泥を焙焼するのに適した活性炭から金属を回収すること等に供する回転炉床式電気炉を提供することを目的とする。
発明の簡単な説明
回転炉床式電気炉は、独立請求項１に定義される事項によって特徴づけられる。
回転炉床式電気炉の好適な実施形態は、従属請求項２ないし17に定義される。
また、本発明は、炭素質材料の処理における請求項１ないし17のいずれかに記載の回転炉床式電気炉の使用に関する。
回転炉床式電気炉は、好ましくは自動運転される。
回転炉床式電気炉は、好ましくは連続運転に対応するように設計される。すなわち、バッチ運転を目的とした設計ではない。
回転炉床式電気炉では電気加熱を用いるため、温度を簡単かつ迅速に調整する。
供給領域に設けられた供給装置の供給速度および回転炉床の回転速度は、必ずしもというわけではないが、好ましくは無段階に調節可能である。これによって、均一な厚さの材料の層を回転炉床上に形成することができる。
冷却領域には、必ずしもではないが、排出領域の排出手段および供給領域の供給装置と機能的に連結された分析装置が設けられることが好ましい。このような分析装置は、冷却領域を通過して回転炉床に移送される材料の少なくとも１種類の色および排出ガスの含有量を分析するように構成されている。分析の結果、例えば回転炉床上の材料が十分に燃焼されなかった場合に、排出領域の排出手段は材料を回転炉床から除去しないように構成されている。さらに、供給領域の供給装置は回転炉床に新たな材料を供給しないように構成されている。この結果、材料は、回転炉床式電気炉内でさらなる回転をしながら回転炉床上を搬送され、排出領域から供給領域に供給される。
以下に、本発明について図面を参照してより詳細に述べる。
回転炉床式電気炉の一実施形態の概略図である。 回転炉床式電気炉の別の実施形態の概略図である。 回転炉床式電気炉のさらに別の実施形態の概略図である。 図１の線Ａ−Ａにおける回転炉床式電気炉の断面図である。
発明の詳細な説明
次に、回転炉床式電気炉ならびに回転炉床式電気炉のいくつかの実施形態およびその変形例について、より詳細に述べる。
回転炉床式電気炉は、材料２を搬送するように構成された回転炉床１と、回転炉床１を回転させて回転炉床上で搬送される材料２が回転炉床式電気炉の周縁領域を通過するように構成された回転子３とを有する。回転子３は、必ずしもではないものの、回転炉床１を無段調整可能な回転速度で回転させるように構成することが好ましい。回転子３は、好ましくは電動機である。回転炉床１は、必ずしもではないが、平坦な材料搬送面（参照符号付与せず）を含むことが好ましい。回転炉床１の外径は２〜３ｍ、例えば約2.5ｍでよい。回転炉床１の周方向における幅は0.25〜0.75ｍ、例えば約0.5ｍでよい。回転子は、１〜５cm/sの周縁速度（回転炉床１の外径または内径において測定）、例えば２〜３cm/sで回転炉床１を回転させるように構成されていてもよい。
周縁領域は、材料２を受け取るように構成されている供給領域４を含み、材料２は例えば、炉の回転炉床１の供給領域４に備えられた供給装置７にある貯蔵庫６の放出孔５を介して受け取られる。供給領域４は、回転炉床１の上方を横方向に延びている長尺状材料供給孔の形態をした放出孔５が設けられた貯蔵庫６を含む供給装置７を有してもよい。材料２は例えば、金などの金属を含有するろ過および洗浄された活性炭素粉末、またはセレン含有陽極泥でよい。供給装置７は、回転炉床１上に設けられる５〜15mm、例えば約15mmの厚さの材料床を形成するように構成されていてもよい。
周縁領域は、供給領域４から材料２を受け取るように構成された乾燥領域８を含み、乾燥領域８は、材料２を電気エネルギーによって温度50〜300℃、例えば200℃まで加熱乾燥するように構成されている。例えば、固定型および／または着脱可能な電気加熱要素９を乾燥領域８に配設して、炉の回転炉床１によって搬送される材料２が乾燥領域８を通過する際に、炉の回転炉床１上の材料２を加熱するように構成してもよい。乾燥領域８には、炉の回転炉床１上で搬送される材料２の乾燥に伴って生成される蒸発物質を乾燥領域８から導出するように構成された第１の排出管10が設けられてもよい。乾燥領域８は、必ずしもではないが、絶縁体16によって周囲空間から熱的に絶縁して、エネルギーを節約しさらに／または材料２の乾燥を促進させることが好ましい。乾燥領域８は、必ずしもではないものの、乾燥領域８から排出ガスが漏出することを防止するように構成された第１のフード部11によって被覆されることが好ましい。
周縁領域は、材料２を乾燥領域８から受け取るように構成された加熱領域12を含み、加熱領域12は、材料２を電気エネルギーによって温度300〜700℃、例えば500℃まで加熱するように構成されている。例えば、固定型および／または着脱可能な電気加熱要素９を加熱領域12に配設して、炉の回転炉床１によって搬送される材料２が加熱領域12を通過する際に、炉の回転炉床１上の材料２を加熱するように構成してもよい。加熱領域12には、必ずしもではないが、酸素含有ガスを加熱領域12に供給するように構成された酸素含有ガス供給システム13が設けられることが好ましい。加熱領域12は、必ずしもではないが、絶縁体16によって周囲空間から熱的に絶縁して、エネルギーを節約しさらに／または材料２の加熱を促進させることが好ましい。加熱領域12は、必ずしもではないが、加熱領域12から排出ガスが漏出することを防止するように構成された第２のフード部23によって被覆されることが好ましい。
加熱領域12は、加熱領域12の下流端に設けられ材料２を酸素含有ガスの存在下で燃焼させるように構成された燃焼区域14を含んでいてもよい。燃焼区域14には、必ずしもではないが、炉の回転炉床１上で搬送される材料２の燃焼に伴って発生する排出ガスを、燃焼領域12の燃焼区域14から導出するように構成された第２の排出管15が設けられることが好ましい。加熱領域12の燃焼区域14は、必ずしもではないが、絶縁体16によって周囲空間から熱的に絶縁して、エネルギーを節約しさらに／または材料２の加熱を促進させることが好ましい。加熱領域12の燃焼区域14は、必ずしもではないが、加熱領域12の燃焼区域14から排出ガスが漏出することを防止するように構成された第３のフード部24によって被覆されることが好ましい。
周縁領域は、加熱領域12から材料２を受け取るように構成された冷却領域17を含み、冷却領域17は、材料２の温度を下げてさらに炉の回転炉床１上で搬送される材料２からガスを除去するように構成されている。冷却領域17には、必ずしもではないが、炉の回転炉床１上で搬送される材料２の冷却に伴って生成される排出ガスを冷却領域17から導出するように構成された第３の排出管18が設けられていることが好ましい。冷却領域17は、必ずしもではないが、排出ガスが冷却領域17から漏出することを防止するように構成された第４のフード部25によって被覆されることが好ましい。
周縁領域は、冷却領域17から材料２を受け取るように構成された排出領域19を含み、排出領域19は、排出手段20によって材料２を炉の回転炉床１から排出するように構成されている。排出領域19の排出手段20は、回転炉床１から材料２を除去するように構成されたナイフもしくはブラシまたは同様の掻取り手段を備えていてもよい。排出領域19の排出手段20は、回転炉床１から材料２を除去するように構成された吸引装置27を有していてもよい。
冷却領域17には、必ずしもではないが、排出領域19の排出手段20および供給領域４の供給装置７に機能的に接続された分析装置21が設けられることが好ましい。分析装置21は、冷却領域17を介して回転炉床１を通過する材料２の色および排出ガスの含有量のうち少なくともいずれかを分析するように構成されている。分析の結果、例えば回転炉床１の材料２が十分に燃焼されなかった場合には、排出領域19の排出手段20は材料２を回転炉床から除去しないように、さらに、供給領域４の供給装置７は回転炉床１に新たな材料２を供給しないように構成されている。この結果、材料２は、回転炉床式電気炉内でさらなる回転をしながら回転炉床上を搬送され、排出領域19から供給領域４に供給される。
必ずしもではないが好ましくは、供給領域４と乾燥領域８の間に第１の遮蔽装置22が設けられ、供給領域４と乾燥領域８の間から排出ガスが炉外に漏出することを防止する。第１の遮蔽装置22は、壁要素（図示せず）および壁要素に取り付けられた下部可撓性要素（図示せず）を有していてもよい。
必ずしもではないが好ましくは、冷却領域17と排出領域19の間に第２の遮蔽装置26が設けられ、冷却領域17と排出領域19の間から排出ガスが炉外に漏出することを防止する。第２の遮蔽装置26は、壁要素（図示せず）および壁要素に取り付けられた下部可撓性要素（図示せず）を有していてもよい。
加熱領域12の燃焼区域14は、複数の燃焼モジュールを有していてもよい。
技術の進歩に伴い、本発明の基本概念を様々な方法で実施できることは、当業者には自明のことである。本発明およびその実施形態は、上述した例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で変更してもよい。
回転炉床式電気炉の好適な実施形態は、従属請求項２ないし12に定義される。
また、本発明は、炭素質材料の処理における請求項１ないし12のいずれかに記載の回転炉床式電気炉の使用に関する。
加熱領域12は、加熱領域12の下流端に設けられ材料２を酸素含有ガスの存在下で燃焼させるように構成された燃焼区域14を含んでいてもよい。燃焼区域14には、必ずしもではないが、炉の回転炉床１上で搬送される材料２の燃焼に伴って発生する排出ガスを、加熱領域12の燃焼区域14から導出するように構成された第２の排出管15が設けられることが好ましい。加熱領域12の燃焼区域14は、必ずしもではないが、絶縁体16によって周囲空間から熱的に絶縁して、エネルギーを節約しさらに／または材料２の加熱を促進させることが好ましい。加熱領域12の燃焼区域14は、必ずしもではないが、加熱領域12の燃焼区域14から排出ガスが漏出することを防止するように構成された第３のフード部24によって被覆されることが好ましい。

Claims (19)

  1. 材料(2)を搬送するように構成された回転炉床(1)と、
    該回転炉床(1)を回転させて該回転炉床(1)上で搬送される材料(2)を回転炉床式電気炉の周縁領域を通過させるように構成された回転子(3)とを有する回転炉床式電気炉において、前記周縁領域は、
    該回転炉床式電気炉の前記回転炉床(1)上の材料(2)を受け取るように構成された供給領域(4)と、
    該供給領域(4)から材料(2)を受け取って、電気エネルギーによって材料(2)を温度50〜300℃まで加熱乾燥するように構成された乾燥領域(8)と、
    該乾燥領域(8)から材料(2)を受け取って、電気エネルギーによって材料(2)を温度300〜700℃まで加熱するように構成された加熱領域(12)と、
    該加熱領域(12)から材料(2)を受け取って、該材料(2)の温度を下げ、さらに該材料(2)からガスを除去するように構成された冷却領域(17)と、
    該冷却領域(17)から材料(2)を受け取って、該炉の前記回転炉床(1)から材料(2)を排出するように構成された排出領域(19)とを含むことを特徴とする回転炉床式電気炉。
  2. 請求項１に記載の回転炉床式電気炉において、前記回転子(3)は前記回転炉床(1)を無段調整可能な回転速度で回転させるように構成されていることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  3. 請求項１または２に記載の回転炉床式電気炉において、前記乾燥領域(8)は絶縁体(16)によって熱的に絶縁されることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記加熱領域(12)は前記絶縁体(16)によって熱的に絶縁されることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記乾燥領域(8)には、前記回転炉床(1)上で搬送される前記材料(2)の乾燥に伴って発生する蒸発物質を前記乾燥領域(8)から導出するように構成された第１の排出管(10)が設けられることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記加熱領域(12)には、酸素含有ガスを前記加熱領域(12)内に供給するように構成された酸素含有ガス供給システム(13)が設けられることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記加熱領域(12)には、前記回転炉床(1)上で搬送される前記材料(2)の加熱に伴って発生する排出ガスを前記加熱領域(12)から導出するように構成された第２の排出ガス管(15)が設けられることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記冷却領域(17)には、前記回転炉床(1)上で搬送される前記材料(2)の冷却に伴って発生する排出ガスを前記冷却領域(17)から導出するように構成された第３の排出ガス管(18)が設けられることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記乾燥領域(8)は、該乾燥領域(8)からガスが漏出することを防止するように構成された第１の部分フード(11)によって被覆されることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記加熱領域(12)は、該加熱領域(12)からガスが漏出することを防止するように構成された第２のフード部(23)によって被覆されることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  11. 請求項１ないし10のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記冷却領域(17)は、該冷却領域(17)からガスが漏出することを防止するように構成された第４のフード部(25)によって被覆されることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  12. 請求項１ないし11のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記供給領域(4)と前記乾燥領域(8)の間に第１の遮蔽装置(22)が設けられ、前記供給領域(4)と前記乾燥領域(8)の間から該炉外に排出ガスが漏出することを防止することを特徴とする回転炉床式電気炉。
  13. 請求項１ないし12のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記冷却領域(17)と前記排出領域(19)の間に第２の遮蔽装置(26)が設けられ、前記冷却領域(17)と前記排出領域(19)の間から該炉外に排出ガスが漏出することを防止することを特徴とする回転炉床式電気炉。
  14. 請求項１ないし13のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記排出領域(19)は、前記回転炉床(1)から材料(2)を除去するように構成されたナイフもしくはブラシまたは同様の掻取り手段を含む排出手段(20)を有することを特徴とする回転炉床式電気炉。
  15. 請求項１ないし14のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記排出領域(19)は、前記回転炉床(1)から材料(2)を除去するように構成された吸引装置(27)を含む排出手段(20)を有することを特徴とする回転炉床式電気炉。
  16. 請求項１ないし15のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、前記供給領域(4)は、前記回転炉床(1)の上方を横方向に延びている長尺状材料供給孔を備えた供給装置(7)を含むことを特徴とする回転炉床式電気炉。
  17. 請求項１ないし16のいずれかに記載の回転炉床式電気炉において、
    前記加熱領域(12)は該加熱領域(12)の下流端に燃焼部(14)を含み、
    前記加熱領域(12)の前記燃焼部(14)は酸素含有ガスの存在下で材料(2)を燃焼させるように構成されていることを特徴とする回転炉床式電気炉。
  18. 炭素質材料の処理における請求項１ないし17のいずれかに記載の回転炉床式電気炉の使用。
  19. 陽極泥の処理における請求項１ないし17のいずれかに記載の回転炉床式電気炉の使用。
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