JP3076432B2 - 改良された竪型石灰焼成炉及びそれを用いた貝殻生石灰の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、貝殻焼成に適した構造
に改良した竪型石灰焼成炉及びそれを用いた貝殻生石灰
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】貝肉採取等や海水の採取系統の清掃等に
より大量に発生する貝殻は、一部貝殻に貝肉が付着して
いるため、貝肉の腐敗による悪臭が発生することや、埋
め立て地不足等により、そのまま埋め立て処分するには
問題があった。それに加え、資源の有効利用という面か
ら産業廃棄物としての貝殻を焼成して生石灰あるいはそ
れを消化（水和）した消石灰として利用することが行な
われている。

【０００３】このような貝殻を焼成し、生石灰とする装
置として、従来よりロ−タリ−キルンが多く用いられて
いる。しかしながら、ロ−タリ−キルンは貝殻をそのま
まの形で大量に連続して処理できるという長所を持つ反
面、貝殻の挿入量が一定しない場合運転操作が困難であ
るため、ロ−タリ−キルンの処理能力に見合った大量の
貝殻を確保しておく必要がある。また、貝殻の発生量は
ほぼ一定していてもその量がそれほど多くない場合小型
ロ−タリ−キルンを用いても経済的な困難が伴なうこと
が多い。更にロ−タリ−キルンの冷却系統は一般に焼成
物を急冷するタイプであるためこの方法で得られる貝殻
生石灰は消化速度（水和速度）の早いものが多い。

【０００４】また、従来より石灰石の焼成に用いられて
いる竪型石灰焼成炉は、小規模な焼成に適したものもあ
るが、原料としての貝殻のスム−ズな供給が難しい、貝
殻の有する特有の形状や大きさの不揃い等による炉内装
填嵩密度が小さい、炉内空気抵抗が小さいため焼成管理
が難しい、焼成物の冷却が急速に行なわれるため消化速
度の遅い生石灰が得られにくい等の問題があった。

【０００５】貝殻生石灰は生物系原料を使用しているた
め環境上の問題がないので、肥料や土壌改良材、河川等
のｐＨ調整剤等の用途に好適である。これらの用途に使
用する場合、生石灰の消化速度が早すぎると生態系を乱
す原因となり、また効果が長続きしない、発熱の危険が
あるなどの問題がある。そのため生石灰の消化速度を調
整する方法が提案されている。例えば、水圏生態系成因
による炭酸カルシウムを原料として、これを焼成後、界
面活性剤の存在下で、生石灰の粉砕と界面活性剤による
生石灰表面の被覆を単一操作で施し、その被覆層の厚み
を調整することにより生石灰の消化速度を調整する方法
が知られている（特開平２−２５８６５６公報）。しか
しながら、この方法では、界面活性剤を被覆させる工程
が必要であることに加えて、界面活性剤の原液あるいは
生石灰と消化（水和）反応をおこさないような溶媒に溶
解させたものを使用する必要があり、コスト上あるいは
用いる溶媒の種類によっては製造時の作業環境上の課題
が残されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、竪型石灰焼
成炉を用いた貝殻生石灰の製造において、前記問題点を
解決し、安定した温度での焼成が可能な竪型石灰焼成炉
および該焼成炉を用いた消化速度を調整した貝殻生石灰
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、比較的小型
の竪型石灰焼成炉である独楽型石灰焼成炉を用いた貝殻
生石灰の製造方法について鋭意検討した結果、前記焼成
炉において原料である貝殻の炉内充填を容易にするとと
もに、炉内への外気の侵入を防ぎ、焼成物冷却用の空気
投入口を特定の位置に設置する等の炉の改良を行なうこ
とにより、貝殻の焼成度合が自由に調節でき、消化速度
が調節された貝殻生石灰を製造できることを見いだし、
本発明を完成した。

【０００８】即ち、本発明は、上部に原料投入管（１）
と排ガス通路（７）を有し、棚部（３）と焼成帯
（４）、排鉱機部（５）およびシュ−ト部（６）より構
成される竪型石灰焼成炉において、原料投入管（１）を
炉内挿入部分（２）のない構造とし、排鉱機部（５）の
回転シ−ル部を二重構造とし、シュ−ト部（６）にはダ
ンパ−を設置するとともに、排鉱機部（５）に吹き込み
空気量の調節機能を備えた冷却用配管（１０）を設けた
構造であることを特徴とする竪型石灰焼成炉、およびこ
のように改良された竪型石灰焼成炉を用いて、２〜６０
ｍｍに粒度調整された貝殻を１０５０〜１２５０℃の温
度域で焼成して貝殻生石灰となし、次いで排鉱機部
（５）に設けた冷却用配管（１０）より空気を吹き込
み、冷却速度を調節しながら冷却することを特徴とする
貝殻生石灰の製造方法である。

【０００９】貝殻はある特定された地域である一定量の
貝殻が発生するため、これを遠方まで輸送して集約し、
貝殻生石灰を製造するにはコスト的にも問題がある。従
って貝殻の処理量が大量処理に適したロ−タリ−キルン
を用いるほどでもないような量である場合は、その発生
地域で貝殻の発生量に応じた処理能力を有する焼成炉を
用いることが有利である。このような焼成炉として、従
来より石灰石の焼成に用いられている、比較的構造が簡
単な、設備費も安い竪型石灰焼成炉が適当である。竪型
石灰焼成炉は、メルツ炉、ベッケンバッハ炉等の大型炉
から独楽型石灰焼成炉のような比較的小型のの炉まで数
種類の炉があるが、通常、貝殻発生量からみると比較的
小型の独楽型石灰焼成炉（処理能力：２５トン／日程
度）を用いるのが好ましい。

【００１０】図１は、従来の竪型石灰焼成炉の断面概略
図である。竪型石灰焼成炉を用いて貝殻生石灰を製造す
る場合の概略の製造工程は次のとおりである。原料の貝
殻は投入管１により炉内へ装入され、棚部３に一時堆積
され、次いで焼成帯４に順次落とされ焼成される。焼成
された貝殻は炉下部のシュ−ト部６から取り入れられる
冷却空気により冷却されながら排鉱機部５に入り、貝殻
生石灰としてシュ−ト部６から竪型石灰焼成炉外に排出
される。

【００１１】図２は本発明の改良された竪型石灰焼成炉
の断面概略図である。本発明においては、改良された構
造の竪型石灰焼成炉を使用して貝殻を焼成し、冷却速度
を調節しながら冷却することを特徴とする。まず、本発
明において竪型石灰焼成炉（以下、単に炉という。）へ
装入する貝殻の粒度は２〜６０ｍｍ程度が良く、ホタテ
貝、カキ殻、アワビ殻等の大きなものは、予め適当な粉
砕機を用いて粒度を前記範囲、好ましくは３０〜５０ｍ
ｍ程度の大きさに粉砕して粒度を調整する。このように
貝殻の粒度を調整することにより、炉への装入を容易に
するとともに、貝殻の炉内装填嵩密度を大きくし、炉内
堆積部の空気抵抗を大きくして、燃焼空気の制御が容易
となる。貝殻片の大きさが６０ｍｍを超えると炉内装填
嵩密度が小さくなり、空気抵抗が小さくなるため焼成管
理が難しくなり、また２ｍｍ未満では飛散しやくなり、
排ガスとともに炉外へ流出する量が多くなるため好まし
くない。

【００１２】粒度調整された貝殻（以下、単に貝殻とい
う。）は投入管１より装入され炉内の棚部３に一時堆積
される。従来の炉では投入管の先端が炉内まで入ってい
るため、棚部３に一時堆積された貝殻と天井レンガの磨
耗部８の間に隙間ができやすく、このため燃焼空気が逃
げやすいといった不都合があった。そこで、本発明の竪
型石灰焼成炉では投入管の炉内に入っている部分を撤去
することにより、棚部３の天井まで貝殻が装入できるよ
うにした。これにより棚部３の空気抵抗が大きくなり、
炉内の燃焼空気が棚部外側に設けられている排ガス通路
７へ容易に逃げないようになり安定した焼成雰囲気を保
持することができる。

【００１３】棚部３に一時堆積された貝殻は焼成帯４に
順次落とされ焼成され、炉下部から取り入れられる冷却
空気により冷却されながら排鉱機部５に入り、貝殻生石
灰としてシュ−ト部６より炉外に排出される。

【００１４】貝殻の焼成は、通常焼成帯４の温度を１，
１００℃〜１，２５０℃程度に保持して行なうが、所望
とする貝殻生石灰の焼成度合及び時間当たりの焼成量に
応じて、燃料、燃焼空気量及び保持時間を適宜設定すれ
ばよい。ここで、焼成の管理は主として燃料と燃焼空気
の使用量を制御することにより行なうが、炉内への外気
の侵入があると焼成管理が困難となり、いわゆる焼けむ
らといった品質のばらつきを生じやすく貝殻生石灰の品
質管理が困難となる。

【００１５】図１に示す従来の炉における外気の主な侵
入経路はシュ−ト部６と排鉱機部５の回転シ−ル部であ
る。特にシュ−ト部６は、焼成された貝殻生石灰の主な
冷却用空気の取り入れ口となっているが、外気に開放さ
れているため取り入れる空気の量を調節することが困難
であり、過剰の空気が炉内へ取り入れられるというよう
な構造であった。このように、シュ−ト部６や排鉱機部
５の回転シ−ル部からの外気の侵入が多いと焼成管理が
難しく、所望の品質の貝殻生石灰が得られにくい。従っ
て、貝殻生石灰の焼成管理や品質の安定化を図るために
は、炉内への外気の侵入を極力防ぐ必要がある。

【００１６】本発明の竪型石灰焼成炉ではこのような外
気の侵入を防ぎまた冷却用の空気を取り入れる手段とし
て、次に示すような構造をとっている。まず、外気の侵
入を防ぐ手段としは、図３に示すように、従来の排鉱機
部５の回転シ−ル部を図４のように二重シ−ル構造とし
て排鉱機部５の回転シ−ル部からの外気の侵入を防ぎ、
また従来の冷却用空気の主な取り入れ口でもあるシュ−
ト部６に図５に示すようなエアシリンダ−で駆動するよ
うなダンパ−９を二重に取り付けた構造としてダンパ−
を交互に作動させて貝殻生石灰を排出し、シュ−ト部６
からの外気の侵入を防いでいる。また、冷却用の空気を
取り入れる手段としては、図６及び図７に示すように、
排鉱機部５に冷却用空気を取り入れるための冷却用配管
１０を設けて、排鉱機部５内部に所望とする貝殻の消化
速度に応じて冷却用空気を調整しながら送り込み、貝殻
生石灰を冷却するようにしている。

【００１７】このように焼成された貝殻生石灰の冷却速
度を調節することで、貝殻生石灰の消化速度（水和速
度）を調節できる。冷却速度は、所望とする生石灰の消
化速度に応じて調節すればよい。貝殻生石灰の消化速度
を遅くするには、冷却速度を遅く（徐冷）すればよく、
また焼成温度を高めに設定すれば更に効果がある。徐冷
することにより生石灰の消化速度が遅くなるのは、徐冷
により結晶が粗大化し消化速度が遅くなるものと思われ
る。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明の貝殻生石灰の製
造方法を詳細に説明する。なお、貝殻生石灰の製造に
は、従来の竪型石灰焼成炉を図２に示すような形に改良
した竪型石灰焼成炉を用いた。即ち、原料貝殻の投入管
１の炉内挿入部分２をなくすとともに、排鉱機部５の回
転シ−ル部を二重シ−ル構造とし、またシュ−ト部５に
エアシリンダ−で作動するダンパ−９を二重に取り付
け、ダンパ−を交互に作動させて貝殻生石灰を取り出す
構造として外気の炉内への侵入を防ぐ構造とし、また、
焼成された貝殻生石灰の冷却用配管１０を排鉱機部５に
取り付けた。

【００１９】（実施例１）ホタテ貝貝殻を破砕し粒度を
２〜６０ｍｍ、平均４０ｍｍ程度に揃えたものを貝殻生
石灰製造用原料とした。この原料を原料投入管１より、
５１０ｋｇ／Ｈｒの供給量で前記炉に投入し、焼成帯４
の温度１，１００℃で焼成した（燃料使用量：１３７ｌ
／ｔｏｎ）。このときの焼成帯４の温度は１，０５０〜
１，１５０℃の範囲を推移しており非常に安定した焼成
状況を保持できた。原料の炉内滞留時間は、原料投入か
らシュ−ト部６の排出まで９時間程度である。得られた
貝殻生石灰の焼成度合（ＣａＯ含有量）は、９０．７２
％であった。また、焼成された貝殻生石灰は、１２５℃
／Ｈｒ程度の冷却速度で冷却した。次に、前記条件に準
じて、原料供給量７３０ｋｇ／Ｈｒ、焼成帯温度１，２
５０℃で焼成した。原料の炉内滞留時間は、７時間程度
である。焼成帯温度の推移は前記と同様に安定してお
り、得られた貝殻生石灰の焼成度合は、９５．４２％で
あった。また、焼成された貝殻生石灰は、２１０℃／Ｈ
ｒ程度の冷却速度で冷却した。

【００２０】（比較例１）図１に示す構造の従来の竪型
石灰焼成炉を用いたほかは、実施例１の条件に準じて貝
殻生石灰の製造を試みた。焼成帯４の温度を１，１００
℃に設定して、燃料及び燃焼空気の使用量を調整して焼
成したが、焼成帯４の温度は、１，０００℃までしか上
がらず、十分な焼成ができなかった。またこのときの燃
料使用量は１６０ｌ／ｔｏｎであった。

【００２１】（実施例２）実施例１と同じ原料を用い
て、焼成された貝殻生石灰を急冷あるいは徐冷して得ら
れた貝殻生石灰の消化時間を調査した。設定条件と結果
を表１に示す。ここで、冷却速度は急冷の場合２，００
０℃／Ｈｒ、徐冷の場合１３０℃／Ｈｒ程度である。徐
冷したものの全消化時間は、急冷したものの２倍以上の
消化時間を有しており、また消化時の全上昇温度も低く
なることが分かる。また、全消化時間はアメリカ材料規
格協会の定めるＡＳＴＭ Ｃ１１０−７６ａに準じて測
定した。この方法の概要は次のとおりである。消化反応
性試験装置を用いて、水温４０℃の水３８０ｍｌに生石
灰７６ｇを入れ、温度計の読みが３回続けて０．５℃以
内の変化になるまで温度を読み取り、この３回の読みの
最初の時間を全消化時間とし、このときの温度を最終反
応温度とみなし、この最終反応温度からはじめの温度を
差し引いて全上昇温度を得る方法である。

【発明の効果】竪型石灰焼成炉において、貝殻の炉内充
填嵩密度を高めるための改良、外気侵入を防ぐ改良及び
焼成物の冷却を調節できる冷却系統を設けることによ
り、所望の焼成度合の貝殻生石灰を安定した温度で焼成
でき、また冷却方法を選択することにより得られる貝殻
生石灰の消化速度を極めて遅くすることができる。この
ため、従来安定操業が難しかった竪型石灰焼成炉を貝殻
生石灰の製造に用いることができるとともに、消化速度
の遅い生石灰が要求されている農業、水の中和等の分野
に有用に用いうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の竪型石灰焼成炉全体断面概略図

【図２】 改良された竪型石灰焼成炉全体断面概略図

【図３】 従来の排鉱機回転シ−ル部

【図４】 排鉱機回転シ−ル部の改良概略図

【図５】 シュ−ト部改良概略図

【図６】 冷却用配管概略図

【図７】 シュ−ト部側からみた冷却用配管概略図

【符号の説明】

１ 原料投入管 ２ 原料投入管炉内挿入部 ３ 棚部 ４ 焼成帯 ５ 排鉱機部 ６ シュ−ト部 ７ 排ガス通路 ８ 天井レンガ磨耗部 ９ ダンパ− １０ 冷却用配管

【表１】

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に原料投入管（１）と排ガス通路
   （７）を有し、棚部（３）と焼成帯（４）、排鉱機部
   （５）およびシュ−ト部（６）より構成される竪型石灰
   焼成炉において、原料投入管（１）を炉内挿入部分
   （２）のない構造とし、排鉱機部（５）の回転シ−ル部
   を二重構造とし、シュ−ト部（６）にはダンパ−を設置
   するとともに、排鉱機部（５）に吹き込み空気量の調節
   機能を備えた冷却用配管（１０）を設けた構造であるこ
   とを特徴とする竪型石灰焼成炉。
2. 【請求項２】竪型石灰焼成炉を用いて貝殻を焼成する貝
   殻生石灰の製造方法において、原料投入管（１）を炉内
   挿入部分（２）のない構造とし、排鉱機部（５）の回転
   シ−ル部を二重構造とし、シュ−ト部（６）にはダンパ
   −を設置するとともに、排鉱機部（５）に吹き込み空気
   量の調節機能を備えた冷却用配管（１０）を設けた構造
   を有する竪型石灰焼成炉を用いて、２〜６０ｍｍに粒度
   調整された貝殻を１０５０〜１２５０℃の温度域で焼成
   して貝殻生石灰となし、次いで排鉱機部（５）に設けた
   冷却用配管（１０）より空気を吹き込み、冷却速度を調
   節しながら冷却することを特徴とする貝殻生石灰の製造
   方法。