JP3448591B2 - 流動層式焼成装置及び焼成方法 - Google Patents
流動層式焼成装置及び焼成方法Info
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Description
燃料とする流動層式焼成装置およびこの装置を用いた焼
成方法に関するものである。
炉、メルツ炉、ロータリーキルン等があるが、これらの
炉は直径が5mm以下のような細かい原石の焼成には不
向きである。このような小径の原石を焼成する装置とし
て流動焼成炉、すなわち流動層式焼成装置が既に開発さ
れ、実用化している。この流動層式焼成装置の燃料には
一般に重油、灯油、LPG等が使用されてきたが、石炭
やコークスを使用する技術も開発されている(特開昭5
7−63128号公報)。
主要機器は流動層式焼成炉30である。原料粉は供給ラ
イン3から供給され、サイクロン4からライン5内を上
昇してきた燃焼排ガスとともにサイクロン6に送られ、
その際該排ガスによって予熱される。サイクロン6で排
ガスから分離されてライン7を下降し、焼成炉30から
ライン31を上昇してきた燃焼排ガスとともにサイクロ
ン4に入る。その際さらに予熱される。サイクロン4で
捕集された原料粉はライン10を下降して焼成炉30に
入る。
吹込まれていて散気板11を通って原料粉を流動化して
流動層12を形成している。微粉炭は送入管33より供
給される。この焼成炉には予熱バーナ34が取付けられ
ている。該焼成炉30で焼成された焼成物はライン35
から排出され、サイクロン36から排出された空気によ
ってライン37を上昇し、該空気を予熱しつつサイクロ
ン38に入る。そこで空気から分離されてライン39を
落下し、ライン40から上昇してきた冷空気によってサ
イクロン36に送られ、そこで空気から分離されてライ
ン34から取出される。
た冷空気は取出される焼成物に予熱されつつこれを同伴
してサイクロン36に入り、焼成炉30から取り出され
たばかりの焼成物を同伴してさらに予熱されつつライン
37を上昇してサイクロン38に入る。そこからライン
32を通って焼成炉30に入り、流動層を形成しながら
固体燃料に酸素を供給する。この燃焼排ガスはライン3
1から炉外に出てサイクロン6から落下してきた原料粉
を予熱しつつ同伴してサイクロン4に入る。そこからラ
イン5に入ってライン3から供給される原料粉を予熱し
つつこれを同伴してサイクロン6に入りライン41から
系外に放出される。
近、注目されるようになった新しい燃料で、従来の重
油、ガスに比べて、低廉であることに魅力がある。
粉化が容易でなくコストがかかるため、石炭や石油コー
クス等と同じやり方で流動層式焼成装置での燃料とする
のは不適当であった。本発明者らはこの廃プラスチック
を流動層式焼成装置の燃料に用いる方法を開発するべく
種々検討を重ねてきた。石灰等の焼成炉用燃料としての
廃プラスチックの困難性は、温度によって、固体、溶
融、ガス化の状態変化を起こして燃焼し、しかもその変
化はサイズによって時間差が生じることにある。このた
め、広範囲なサイズ群からなる廃プラスチックを連続し
て供給する時、固体、溶融、ガス化の状態変化が入り交
じり、供給ライン、噴射ノズルを閉塞させる。また、流
動層内に吹き込まれた固形廃プラスチックの溶融、ガス
化がスムースに行われないと空間に堆積しはじめて、煤
化現象を起こす等の問題を生じる。本発明の目的は、こ
のような問題点を解決して、廃プラスチックを安価な燃
料として使用しうる流動層式焼成装置および焼成方法を
提供することにある。
を解決するべく鋭意検討の結果、廃プラスチック吹込口
を流動層の位置に新たに設けるとともに、廃プラスチッ
クを平均粒径20mm以下にしてこれを流動層空間の温
度を600℃以上に保ちつつ吹込むことによって、廃プ
ラスチックを円滑に燃焼させ続けさせることに成功し
た。
のような原料を下部から空気を送入して流動化するとと
もに該流動化した層を底部からバーナで加熱して原料の
焼成を行う装置において、該バーナから離れかつ該流動
化した層の内部に直接廃プラスチックを投入する位置に
廃プラスチック投入口が設けられていることを特徴とす
る流動層式焼成装置と、上記の流動層式焼成装置を用い
て、平均粒径20mm以下の廃プラスチックを流動化し
た層の温度を600℃以上に保ちつつ吹込むことを特徴
とする焼成方法に関するものである。
動層内で流動化しながら、十分な酸素濃度がある高温場
において、昇温→溶融→分解、気化→着火→燃焼という
過程を経て、この廃プラスチックの燃焼熱により、石灰
石を焼成する。ここで、投入廃プラスチックの粒径が大
きすぎると、炉内の空塔ガス速度では、流動化せず、層
底部で滞留し、燃焼が良好に行われないばかりか、燃焼
したとしても、周囲の石灰石との熱交換が不良になり、
石灰石の均一な焼成が不可能になる。
このガス速度で流動可能な廃プラスチック粒径は8〜1
2mmと推定されたが、投入廃プラスチックの燃焼によ
る減量があり、実際には最大粒径20mm程度まで適用
可能であった。
0〜200mm程度、好ましくは100〜150mm程
度が適当である。
内に吹込む。送入管内の気送ガス流速は遅すぎると石灰
石等が管内に進入して詰まるおそれがあるので流速を大
きくしてこれを回避する。そのため流速は5〜20m/
秒程度とすることが好ましい。送入管数は流動層で完全
に混合される数であり、1本で足りることもあるが、複
数本、例えば2〜12本程度、好ましくは4〜8本程度
が適当である。廃プラスチックの送入位置は層下部が好
ましい。
動しながら石灰石等と混合し、層内で燃焼する。
ことに加えて流動層上方からも吹込むこともできる。そ
の場合、廃プラスチックの細粒(約0.5mm以下)は
上部空間(フリーボード)で燃焼して石灰石の反応向上
に寄与し、大径のものは流動層に着地して流動層内で燃
焼する。
は平均粒径が0.5〜5mm程度、通常1.5〜2mm
程度のものである。
いが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重
合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニー
ル、ポリ塩化ビニリデン、古紙または、これらの2種以
上の混合物である。廃プラスチックは大きすぎると吹込
み困難であるばかりでなく着火に時間がかかるので適当
な粒径の上限は20mm程度、好ましくは10mm以下
である。下限は特にないが、通常3mm以上である。
クの種類、粒径等に応じて変化し、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ABS等の燃焼性の良好な
プラスチックの場合には、雰囲気温度600℃では粒径
10mmで50秒程度、20mmで100秒程度、粒径
30mmで180秒程度、粒径50mmで300秒程度
である。雰囲気温度が800℃になると粒径10mmで
5秒程度、粒径20mmで10秒程度、粒径30mmで
20秒程度、粒径50mmで35秒程度になる。上記プ
ラスチックに比べて燃焼性の劣るポリエチレンテレフタ
レート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等は80
0℃で、粒径20mmで20秒程度、粒径30mmで3
5秒程度、粒径50mmで60秒程度である。
は、高温場が必須条件(約600℃以上)であり、50
0°ではどの廃プラスチックも燃焼しなかった。このた
め、炉のスタートアップ時にはまず重油、微粉炭、微粉
コークス、灯油、LPG等の燃料を使用して流動層内を
600℃まで昇温する。その後廃プラスチックの投入を
開始するが操業中は流動層内が恒常的に600℃以上、
好ましくは850℃以上を維持できるよう、必要によ
り、間欠的あるいは連続的に重油、微粉炭、微粉コーク
ス、灯油、LPGを併用する。
1に示す。この装置は流動層式焼成炉1と流動層式冷却
器2よりなっている。原料粉は供給ライン3から供給さ
れ、サイクロン式集塵機4からライン5内を上昇してき
た燃焼排ガスとともにサイクロン式集塵機6に送られ、
その際該排ガスによって予熱される。サイクロン式集塵
機6で排ガスから分離されてライン7を下降し、焼成炉
1からサイクロン8を通ってライン9を上昇してきた燃
焼排ガスとともにサイクロン式集塵機4に入る。その際
さらに予熱される。サイクロン式集塵機4で捕集された
原料粉はライン10を下降して焼成炉1に入る。
熱空気が目皿又はエアーノズル11を通って原料粉を流
動化して流動層12を形成している。廃プラスチックは
投入管14から重力投入によって流動層12に投入され
る。焼成炉1にはそのほか通常燃料を吹き込んで燃焼さ
せるバーナ15も取付けられている。該焼成炉1で焼成
された焼成物はライン16を通って流動層式冷却器2に
入る。該冷却器2下部には空気送入ライン17が接続さ
れており、冷却器2に入った焼成物をそこから送入され
る空気で流動化しかつ冷却する。冷却された焼成物はラ
イン18から取出される。
気は冷却器2の上部出口から出てサイクロン式集塵機1
9に入る。該集塵機19で集められた焼成物も製品とし
てライン20から取出される。該集塵機19を出た空気
はライン13から焼成炉1に入って原料粉を流動させ、
上部出口からサイクロン式集塵機8に入る。この燃焼排
ガスに同伴される粉は焼成されて軽量化したものである
ので、そこでの集塵物はライン21を通って冷却器2に
送られる。集塵機8を出た燃焼排ガスはライン7から送
られてきた原料粉を予熱しつつ同伴して集塵機4に入
り、そこで原料粉と分離される。集塵機4を出た燃焼排
ガスはライン5を上昇してライン3から供給される原料
粉と会い、これを同伴してサイクロン式集塵機6に入
る。そこで原料粉を分離してライン22から系外に放出
される。この装置を用いて焼成試験を下表の条件で行
い、結果を得た。
を図2に示す。この装置は、焼成される原料粉を予め流
動層式仮焼炉23で仮焼してから焼成炉1に導入するよ
うにしたこと、該仮焼炉23には焼成炉1からの燃焼排
ガスを集塵した集塵機8からの排出ガスを導入して仮焼
炉23内を流動させ、その排出ガスはサイクロン式集塵
機24で集塵してから集塵機4に導入するようにしたこ
と、及び仮焼炉23から焼成炉1に送るライン10およ
び焼成炉1から冷却器2に送るライン16の途中に切出
装置25、26を設けたことを除いて図1の装置と同じ
である。
料として安価な廃プラスチックの使用が可能となり、焼
成品製造コストを低下させることができた。また、廃プ
ラスチックを有効利用することができ、その廃棄による
環境汚染の問題解決の途を提供することができた。
す図である。
示す図である。
る。
塵器 5,7,9,10,13,16,21,31,32,3
5,37,39…ライン 11…皿板又はエアーノズル 12…流動層 14…廃プラスチック投入管 15…通常燃焼バーナ 17,40…空気送入ライン 18,20,34…焼成物取出ライン 22…燃焼排ガス放出ライン 23…流動層式仮焼炉 25,26…切出装置 33…微粉炭送入管
Claims (2)
- 【請求項1】 石灰石やドロマイトのような原料を下部
から空気を送入して流動化するとともに該流動化した層
を底部からバーナで加熱して原料の焼成を行う装置にお
いて、該バーナから離れかつ該流動化した層の内部に直
接廃プラスチックを投入する位置に廃プラスチック投入
口が設けられていることを特徴とする流動層式焼成装置 - 【請求項2】 請求項1記載の流動層式焼成装置を用い
て、平均粒径20mm以下の廃プラスチックを流動化し
た層の温度を600℃以上に保ちつつ吹込むことを特徴
とする焼成方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06359798A JP3448591B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 流動層式焼成装置及び焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06359798A JP3448591B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 流動層式焼成装置及び焼成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11263643A JPH11263643A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3448591B2 true JP3448591B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=13233852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06359798A Expired - Fee Related JP3448591B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 流動層式焼成装置及び焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448591B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7602928B2 (ja) * | 2021-02-12 | 2024-12-19 | 太平洋セメント株式会社 | 加熱システム及び加熱方法 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06359798A patent/JP3448591B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11263643A (ja) | 1999-09-28 |
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