JP3460613B2 - 石灰石のコーティング防止方法 - Google Patents
石灰石のコーティング防止方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石灰石を高温で扱
う設備（例えば、流動層セメント焼成炉、流動層ボイ
ラ、流動層ごみ焼却炉、流動層石灰石焼成炉等）におけ
る石灰石のコーティング（コーチング）防止方法に関す
るものである。
う設備（例えば、流動層セメント焼成炉、流動層ボイ
ラ、流動層ごみ焼却炉、流動層石灰石焼成炉等）におけ
る石灰石のコーティング（コーチング）防止方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】燃焼排ガス中のＨＣｌやＳＯｘを除去す
るために、石灰石微粉、生石灰微粉、消石灰微粉が排ガ
ス中又は流動層に添加されている。約６００〜８００℃
（常圧の場合）の排ガスが通過する箇所には、生石灰
（酸化カルシウム）の微粉はその高温雰囲気中で排ガス
に含まれる二酸化炭素を吸収する炭酸化反応を起こす。
その結果、微粉は石灰石（炭酸カルシウム）に戻り、か
つその反応が進行して、装置内壁面に付着し硬化する。
微粉の硬化が始まると、さらに新たな微粉が付着してそ
れらが固化し、コーティングが発生する。
るために、石灰石微粉、生石灰微粉、消石灰微粉が排ガ
ス中又は流動層に添加されている。約６００〜８００℃
（常圧の場合）の排ガスが通過する箇所には、生石灰
（酸化カルシウム）の微粉はその高温雰囲気中で排ガス
に含まれる二酸化炭素を吸収する炭酸化反応を起こす。
その結果、微粉は石灰石（炭酸カルシウム）に戻り、か
つその反応が進行して、装置内壁面に付着し硬化する。
微粉の硬化が始まると、さらに新たな微粉が付着してそ
れらが固化し、コーティングが発生する。
【０００３】特公平３−１２５１号公報には、石灰石等
の流動焼成装置の予熱装置の約６００〜８００℃の排ガ
スが流過する領域に位置するサイクロンに、排ガス流入
部近傍で冷却用ジャケットを形成することにより、サイ
クロン内面への微粉の付着・硬化が行われ難くなり、ま
た、微粉が付着することによりコーティングが発生した
場合でも、コーティングの成長速度を大幅に遅らせると
ともに、剥離を行い易くすることができるようにした石
灰等の流動焼成装置が記載されている。
の流動焼成装置の予熱装置の約６００〜８００℃の排ガ
スが流過する領域に位置するサイクロンに、排ガス流入
部近傍で冷却用ジャケットを形成することにより、サイ
クロン内面への微粉の付着・硬化が行われ難くなり、ま
た、微粉が付着することによりコーティングが発生した
場合でも、コーティングの成長速度を大幅に遅らせると
ともに、剥離を行い易くすることができるようにした石
灰等の流動焼成装置が記載されている。
【０００４】また、特公昭５８−１１３６７号公報に
は、ライムケーク焼成炉において、７７０℃前後の高温
ガス体に空気を混合して瞬間的に５００℃以下とし、焼
成石灰と炭酸ガスとの縮合反応を防止しながら固気分離
して、焼成石灰の捕集率を高めるようにしたライムケー
ク焼成石灰の回収方法が記載されている。
は、ライムケーク焼成炉において、７７０℃前後の高温
ガス体に空気を混合して瞬間的に５００℃以下とし、焼
成石灰と炭酸ガスとの縮合反応を防止しながら固気分離
して、焼成石灰の捕集率を高めるようにしたライムケー
ク焼成石灰の回収方法が記載されている。
【０００５】従来、石灰石のコーティングが発生する
と、機械的な掻き落としによって対応してきており、同
じ装置を２基建設して、コーティングを掻き落として交
代に運転を行う運転方法が行われたり、銃によってコー
ティングを破壊する方法が行われていた。また、高温の
生石灰を冷却してコーティングを防止する方法も行われ
ていた。
と、機械的な掻き落としによって対応してきており、同
じ装置を２基建設して、コーティングを掻き落として交
代に運転を行う運転方法が行われたり、銃によってコー
ティングを破壊する方法が行われていた。また、高温の
生石灰を冷却してコーティングを防止する方法も行われ
ていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特公平３−１２５１号
公報記載の方式は、約６００〜８００℃の排ガスが通過
する箇所に部分的に冷却用ジャケットを形成するもので
あるので、コーティングの成長速度は遅くなるが、コー
ティングは発生し、コーティングを防止することはでき
ない。また、特公昭５８−１１３６７号公報記載の方式
は、固気分離器での焼成石灰の捕集率の向上を目的とし
ており、固気分離器下流のコーティングは防止すること
ができるが、固気分離器に接続された空気混合用デフュ
ーザより上流の装置内壁面へのコーティング発生は防止
することができない。
公報記載の方式は、約６００〜８００℃の排ガスが通過
する箇所に部分的に冷却用ジャケットを形成するもので
あるので、コーティングの成長速度は遅くなるが、コー
ティングは発生し、コーティングを防止することはでき
ない。また、特公昭５８−１１３６７号公報記載の方式
は、固気分離器での焼成石灰の捕集率の向上を目的とし
ており、固気分離器下流のコーティングは防止すること
ができるが、固気分離器に接続された空気混合用デフュ
ーザより上流の装置内壁面へのコーティング発生は防止
することができない。
【０００７】また、機械的な掻き落とし、銃による破
壊、高温の生石灰の冷却等の従来の方法は、コーティン
グの発生を根本的に防止するものではなく、掻き落とす
場合は費用と時間がかかり、装置を停止して掃除すると
稼働率が低下する。また、冷却する場合は熱損失が大き
くなる。また、銃でコーティングを破壊する場合は、製
品の中に不純物として鉛が混入するという問題がある。
壊、高温の生石灰の冷却等の従来の方法は、コーティン
グの発生を根本的に防止するものではなく、掻き落とす
場合は費用と時間がかかり、装置を停止して掃除すると
稼働率が低下する。また、冷却する場合は熱損失が大き
くなる。また、銃でコーティングを破壊する場合は、製
品の中に不純物として鉛が混入するという問題がある。
【０００８】石灰石のコーティングは、石灰石がコーテ
ィングを起こすのではなく、生石灰が装置内壁に付着し
てこれが二酸化炭素と反応して石灰石になる時に粒子間
に結合が生じて固い固化体になる現象であることを、本
発明者は発見した。なお、従来は、約６００〜８００℃
（常圧の場合）の排ガスが通過する場合、微粉の浮遊の
間に、酸化カルシウム（生石灰）の微粉はその高温雰囲
気中で排ガスに含まれる炭酸ガスを吸収する炭酸化反応
を起こし、その結果、微粉は炭酸カルシウム（石灰石）
に戻り、かつその反応が進行して装置内壁面に付着し硬
化しコーティングが発生するとされていた（例えば、特
公平３−１２５１号公報第３〜第４欄参照）。上記の本
発明者の知見は、石灰石を高温の装置に入れた場合、生
成した石灰石のコーティングには炭素が殆ど含まれてい
ないことからも明らかである。石灰石は昔の生物の死骸
からできたもので、中に有機物の痕跡である炭素を含ん
でいるがコーティングした石灰石は炭素が少なく、一度
焼成されて生石灰になり、再び炭酸化したものである。
ィングを起こすのではなく、生石灰が装置内壁に付着し
てこれが二酸化炭素と反応して石灰石になる時に粒子間
に結合が生じて固い固化体になる現象であることを、本
発明者は発見した。なお、従来は、約６００〜８００℃
（常圧の場合）の排ガスが通過する場合、微粉の浮遊の
間に、酸化カルシウム（生石灰）の微粉はその高温雰囲
気中で排ガスに含まれる炭酸ガスを吸収する炭酸化反応
を起こし、その結果、微粉は炭酸カルシウム（石灰石）
に戻り、かつその反応が進行して装置内壁面に付着し硬
化しコーティングが発生するとされていた（例えば、特
公平３−１２５１号公報第３〜第４欄参照）。上記の本
発明者の知見は、石灰石を高温の装置に入れた場合、生
成した石灰石のコーティングには炭素が殆ど含まれてい
ないことからも明らかである。石灰石は昔の生物の死骸
からできたもので、中に有機物の痕跡である炭素を含ん
でいるがコーティングした石灰石は炭素が少なく、一度
焼成されて生石灰になり、再び炭酸化したものである。
【０００９】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、温度及び圧力を制御して生石灰の
炭酸化反応を抑制することによって、石灰石のコーティ
ングを確実に防止することができる方法を提供すること
にある。
で、本発明の目的は、温度及び圧力を制御して生石灰の
炭酸化反応を抑制することによって、石灰石のコーティ
ングを確実に防止することができる方法を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】生石灰と二酸化炭素が共
存する空間において、両者が反応して石灰石にならない
ようにする。反応が起こらないようにするため、反応条
件である温度及び圧力を反応条件から外す。二酸化炭素
分圧に対して、雰囲気温度を反応が起こる温度域の下限
温度以下、又は反応が起こる上限温度以上になるように
システムを組む。ただし下限温度Ｔ１〔℃〕、上限温度
Ｔ２〔℃〕は次の式で算出する。 Ｔ１＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９ Ｔ２＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１） また、雰囲気温度に対して、二酸化炭素分圧を反応が起
こる圧力以下になるシステムにする。ただし反応が起こ
る二酸化炭素分圧Ｐ１〔ＭＰａ〕は次の式で算出する。 Ｐ１＝４５２ｅｘｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０１）
存する空間において、両者が反応して石灰石にならない
ようにする。反応が起こらないようにするため、反応条
件である温度及び圧力を反応条件から外す。二酸化炭素
分圧に対して、雰囲気温度を反応が起こる温度域の下限
温度以下、又は反応が起こる上限温度以上になるように
システムを組む。ただし下限温度Ｔ１〔℃〕、上限温度
Ｔ２〔℃〕は次の式で算出する。 Ｔ１＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９ Ｔ２＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１） また、雰囲気温度に対して、二酸化炭素分圧を反応が起
こる圧力以下になるシステムにする。ただし反応が起こ
る二酸化炭素分圧Ｐ１〔ＭＰａ〕は次の式で算出する。 Ｐ１＝４５２ｅｘｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０１）
【００１１】本発明の石灰石のコーティング防止方法
は、二酸化炭素の圧力（分圧）がＰ〔ＭＰａ〕で石灰石
又は／及び生石灰をＴ〔℃〕で扱う装置を運転するに際
し、生石灰が装置内壁に付着してこれが二酸化炭素と反
応して石灰石になる時に粒子間に結合が生じて固い固化
体になる現象である石灰石のコーティングを防止するた
めに、生石灰の炭酸化の下限温度Ｔ１〔℃〕＝−２１４
４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９及
び上限温度Ｔ２〔℃〕＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４
５２）−１７．０１）を算出し、石灰石又は／及び生石
灰がＴ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲に存在しないよ
うに、すなわち、Ｔ１〔℃〕未満の温度又はＴ２〔℃〕
を超える温度に存在するようにガスと石灰石又は／及び
生石灰との急激な熱交換を行い、かつ、生石灰の炭酸化
を生じる二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１〔ＭＰａ〕＝４５
２ｅｘｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０
１）を算出し、石灰石又は／及び生石灰の雰囲気中にお
ける二酸化炭素圧力（分圧）をＰ１〔ＭＰａ〕以下、望
ましくはＰ１〔ＭＰａ〕未満に下げることを特徴として
いる。なお、生石灰の炭酸化の下限温度Ｔ１〔℃〕は、
炭酸化が不活発になる温度である。
は、二酸化炭素の圧力（分圧）がＰ〔ＭＰａ〕で石灰石
又は／及び生石灰をＴ〔℃〕で扱う装置を運転するに際
し、生石灰が装置内壁に付着してこれが二酸化炭素と反
応して石灰石になる時に粒子間に結合が生じて固い固化
体になる現象である石灰石のコーティングを防止するた
めに、生石灰の炭酸化の下限温度Ｔ１〔℃〕＝−２１４
４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９及
び上限温度Ｔ２〔℃〕＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４
５２）−１７．０１）を算出し、石灰石又は／及び生石
灰がＴ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲に存在しないよ
うに、すなわち、Ｔ１〔℃〕未満の温度又はＴ２〔℃〕
を超える温度に存在するようにガスと石灰石又は／及び
生石灰との急激な熱交換を行い、かつ、生石灰の炭酸化
を生じる二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１〔ＭＰａ〕＝４５
２ｅｘｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０
１）を算出し、石灰石又は／及び生石灰の雰囲気中にお
ける二酸化炭素圧力（分圧）をＰ１〔ＭＰａ〕以下、望
ましくはＰ１〔ＭＰａ〕未満に下げることを特徴として
いる。なお、生石灰の炭酸化の下限温度Ｔ１〔℃〕は、
炭酸化が不活発になる温度である。
【００１２】この方法において、急激な熱交換は、サス
ペンションプレヒーター及び流動層等のいずれかの完全
混合型の熱交換器を用いて行われ、昇温時はＴ１〔℃〕
以下からＴ２〔℃〕以上に一挙に昇温し、降温時はＴ２
〔℃〕以上からＴ１〔℃〕以下に一挙に降温する（図
１、図２参照）。また、石灰石又は／及び生石灰の流
量、石灰石又は／及び生石灰の温度、ガスの流量及びガ
スの温度の少なくともいずれかを選定して、ガスと石灰
石又は／及び生石灰との急激な熱交換を行うようにす
る。
ペンションプレヒーター及び流動層等のいずれかの完全
混合型の熱交換器を用いて行われ、昇温時はＴ１〔℃〕
以下からＴ２〔℃〕以上に一挙に昇温し、降温時はＴ２
〔℃〕以上からＴ１〔℃〕以下に一挙に降温する（図
１、図２参照）。また、石灰石又は／及び生石灰の流
量、石灰石又は／及び生石灰の温度、ガスの流量及びガ
スの温度の少なくともいずれかを選定して、ガスと石灰
石又は／及び生石灰との急激な熱交換を行うようにす
る。
【００１３】また、本発明の方法は、二酸化炭素の圧力
（分圧）がＰ〔ＭＰａ〕で石灰石又は／及び生石灰をＴ
〔℃〕で扱う装置を運転するに際し、生石灰が装置内壁
に付着してこれが二酸化炭素と反応して石灰石になる時
に粒子間に結合が生じて固い固化体になる現象である石
灰石のコーティングを防止するために、生石灰の炭酸化
の下限温度Ｔ１〔℃〕＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４
５２）−１７．０１）−１７９及び上限温度Ｔ２〔℃〕
＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）
を算出し、Ｔ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲となる装
置内壁を、冷却又は加熱することにより内壁面温度がＴ
１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲にならないように、す
なわち、Ｔ１〔℃〕未満の温度又はＴ２〔℃〕を超える
温度に存在するようにし、かつ、生石灰の炭酸化を生じ
る二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１〔ＭＰａ〕＝４５２ｅｘ
ｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０１）を算
出し、石灰石又は／及び生石灰の雰囲気中における二酸
化炭素圧力（分圧）をＰ１〔ＭＰａ〕以下、望ましくは
Ｐ１〔ＭＰａ〕未満に下げることを特徴としている。
（分圧）がＰ〔ＭＰａ〕で石灰石又は／及び生石灰をＴ
〔℃〕で扱う装置を運転するに際し、生石灰が装置内壁
に付着してこれが二酸化炭素と反応して石灰石になる時
に粒子間に結合が生じて固い固化体になる現象である石
灰石のコーティングを防止するために、生石灰の炭酸化
の下限温度Ｔ１〔℃〕＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４
５２）−１７．０１）−１７９及び上限温度Ｔ２〔℃〕
＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）
を算出し、Ｔ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲となる装
置内壁を、冷却又は加熱することにより内壁面温度がＴ
１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲にならないように、す
なわち、Ｔ１〔℃〕未満の温度又はＴ２〔℃〕を超える
温度に存在するようにし、かつ、生石灰の炭酸化を生じ
る二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１〔ＭＰａ〕＝４５２ｅｘ
ｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０１）を算
出し、石灰石又は／及び生石灰の雰囲気中における二酸
化炭素圧力（分圧）をＰ１〔ＭＰａ〕以下、望ましくは
Ｐ１〔ＭＰａ〕未満に下げることを特徴としている。
【００１４】上記の方法の一例として、生石灰及び二酸
化炭素を含むＴ〔℃〕の燃焼ガスを集塵器に導入して生
石灰と二酸化炭素含有ガスとに分離し、分離された二酸
化炭素含有ガスと空気とを間接的に熱交換して空気を加
熱し、加熱された空気中に前記集塵器で分離された生石
灰を混合させて、二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１〔ＭＰ
ａ〕以下の生石灰含有空気とする方法を挙げることがで
きる（図５参照）。
化炭素を含むＴ〔℃〕の燃焼ガスを集塵器に導入して生
石灰と二酸化炭素含有ガスとに分離し、分離された二酸
化炭素含有ガスと空気とを間接的に熱交換して空気を加
熱し、加熱された空気中に前記集塵器で分離された生石
灰を混合させて、二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１〔ＭＰ
ａ〕以下の生石灰含有空気とする方法を挙げることがで
きる（図５参照）。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は本発明の実施の第１形態による石灰
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。１０は燃焼ガスダクト、１２は石灰石又は／及び生
石灰の供給ダクト、１４はサイクロン、１６は燃焼ガス
出口である。この場合、燃焼ガスダクト１０と供給ダク
ト１２とで、供給された石灰石又は／及び生石灰を燃焼
ガスに完全混合して加熱するサスペンションプレヒータ
ー１８が構成される。
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は本発明の実施の第１形態による石灰
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。１０は燃焼ガスダクト、１２は石灰石又は／及び生
石灰の供給ダクト、１４はサイクロン、１６は燃焼ガス
出口である。この場合、燃焼ガスダクト１０と供給ダク
ト１２とで、供給された石灰石又は／及び生石灰を燃焼
ガスに完全混合して加熱するサスペンションプレヒータ
ー１８が構成される。
【００１６】二酸化炭素の圧力（分圧）がＰ〔ＭＰａ〕
で石灰石を、生石灰の炭酸化温度を超える高温で扱う装
置において、石灰石又は／及び生石灰を含むガスをＴｉ
〔℃〕から冷却する場合、ガス温度が生石灰の炭酸化の
上限温度Ｔ２〔℃〕以上から、ガス温度を生石灰の炭酸
化の下限温度Ｔ１〔℃〕以下のＴｏ〔℃〕にまでにサス
ペンションプレヒーターを使用して降温する。ただしＴ
１、Ｔ２は次の式で算出する。 Ｔ１＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９ Ｔ２＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１） Ｔ２＜Ｔｉ Ｔ１＞Ｔｏ 図１において、供給ダクト１２より供給された石灰石又
は／及び生石灰はＴｉ〔℃〕の燃焼ガスと混合し加熱さ
れる。加熱された石灰石又は／及び生石灰はサイクロン
１４によって集塵され、燃焼ガスは燃焼ガス出口１６よ
り排出される。燃焼ガスダクト１０入口の燃焼ガス温度
ＴｉはＴ２より高く、石灰石又は／及び生石灰と混合し
て温度がＴｏに下がるが、この時ＴｏをＴ１より低くな
るように石灰石又は／及び生石灰の流量、ガス流量、石
灰石又は／及び生石灰の温度、ガス温度を設計する。サ
スペンションプレヒーター１８を使用するとガス温度が
ＴｉからＴｏに下がる速度は非常に早く、生石灰と二酸
化炭素が反応するＴ１からＴ２の間の温度域になるのは
瞬時であり、コーティングは発生しない。なお、サスペ
ンションプレヒーターの代わりに、図２に示すような流
動層を用いてもよい。また、サスペンションプレヒータ
ーの代わりに他の完全混合型熱交換器を用いてもよい。
で石灰石を、生石灰の炭酸化温度を超える高温で扱う装
置において、石灰石又は／及び生石灰を含むガスをＴｉ
〔℃〕から冷却する場合、ガス温度が生石灰の炭酸化の
上限温度Ｔ２〔℃〕以上から、ガス温度を生石灰の炭酸
化の下限温度Ｔ１〔℃〕以下のＴｏ〔℃〕にまでにサス
ペンションプレヒーターを使用して降温する。ただしＴ
１、Ｔ２は次の式で算出する。 Ｔ１＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９ Ｔ２＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１） Ｔ２＜Ｔｉ Ｔ１＞Ｔｏ 図１において、供給ダクト１２より供給された石灰石又
は／及び生石灰はＴｉ〔℃〕の燃焼ガスと混合し加熱さ
れる。加熱された石灰石又は／及び生石灰はサイクロン
１４によって集塵され、燃焼ガスは燃焼ガス出口１６よ
り排出される。燃焼ガスダクト１０入口の燃焼ガス温度
ＴｉはＴ２より高く、石灰石又は／及び生石灰と混合し
て温度がＴｏに下がるが、この時ＴｏをＴ１より低くな
るように石灰石又は／及び生石灰の流量、ガス流量、石
灰石又は／及び生石灰の温度、ガス温度を設計する。サ
スペンションプレヒーター１８を使用するとガス温度が
ＴｉからＴｏに下がる速度は非常に早く、生石灰と二酸
化炭素が反応するＴ１からＴ２の間の温度域になるのは
瞬時であり、コーティングは発生しない。なお、サスペ
ンションプレヒーターの代わりに、図２に示すような流
動層を用いてもよい。また、サスペンションプレヒータ
ーの代わりに他の完全混合型熱交換器を用いてもよい。
【００１７】図２は本発明の実施の第２形態による石灰
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。本実施形態は、実施の第１形態におけるサスペンシ
ョンプレヒーターの代りに、流動層装置２０を用いたも
のである。供給ダクト１２より供給された石灰石又は／
及び生石灰はＴｉ〔℃〕の燃焼ガスと流動層２２で混合
し加熱される。加熱された石灰石又は／及び生石灰はサ
イクロン１４によって集塵され、燃焼ガスは燃焼ガス出
口１６より排出される。燃焼ガスダクト１０入口の燃焼
ガス温度ＴｉはＴ２より高く、石灰石又は／及び生石灰
と混合して温度がＴｏに下がるが、この時ＴｏをＴ１よ
り低くなるように石灰石又は／及び生石灰の流量、ガス
流量、石灰石又は／及び生石灰の温度、ガス温度を設計
する。流動層装置２０を使用するとガス温度がＴｉから
Ｔｏに下がる速度は非常に早く、生石灰と二酸化炭素が
反応するＴ１からＴ２の間の温度域になるのは瞬時であ
り、コーティングは発生しない。２４はガス分散器であ
り、流動層２２の流動媒体は石灰石又は／及び生石灰、
又は石灰石又は／及び生石灰と砂等との混合物である。
他の構成及び作用は実施の第１形態の場合と同様であ
る。
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。本実施形態は、実施の第１形態におけるサスペンシ
ョンプレヒーターの代りに、流動層装置２０を用いたも
のである。供給ダクト１２より供給された石灰石又は／
及び生石灰はＴｉ〔℃〕の燃焼ガスと流動層２２で混合
し加熱される。加熱された石灰石又は／及び生石灰はサ
イクロン１４によって集塵され、燃焼ガスは燃焼ガス出
口１６より排出される。燃焼ガスダクト１０入口の燃焼
ガス温度ＴｉはＴ２より高く、石灰石又は／及び生石灰
と混合して温度がＴｏに下がるが、この時ＴｏをＴ１よ
り低くなるように石灰石又は／及び生石灰の流量、ガス
流量、石灰石又は／及び生石灰の温度、ガス温度を設計
する。流動層装置２０を使用するとガス温度がＴｉから
Ｔｏに下がる速度は非常に早く、生石灰と二酸化炭素が
反応するＴ１からＴ２の間の温度域になるのは瞬時であ
り、コーティングは発生しない。２４はガス分散器であ
り、流動層２２の流動媒体は石灰石又は／及び生石灰、
又は石灰石又は／及び生石灰と砂等との混合物である。
他の構成及び作用は実施の第１形態の場合と同様であ
る。
【００１８】図３は本発明の実施の第３形態による石灰
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。本実施形態は、実施の第１形態における装置全体を
ジャケット２６（ジャケット冷却器又はジャケット加熱
器）で被覆したものである。図３において、供給ダクト
１２より供給された石灰石又は／及び生石灰はＴｉ
〔℃〕の燃焼ガスと混合し熱交換される。熱交換された
石灰石又は／及び生石灰はサイクロン１４によって集塵
され、燃焼ガスは燃焼ガス出口１６より排出される。サ
イクロン１４内にはＴ１からＴ２の温度域が存在するが
ジャケット２６に熱媒体を入れてサイクロン１４内壁温
度はＴ１からＴ２の温度域にならないように冷却又は加
熱する。サイクロン１４内の粉体又はガスはコーティン
グ発生温度域であっても、コーティングが発生する壁面
温度がコーティング発生温度でないため、コーティング
は発生しない。なお、サスペンションプレヒーター１８
の代わりに、図４に示すような流動層を用いてもよい。
また、サスペンションプレヒーターの代わりに他の完全
混合型熱交換器を用いてもよい。ただしＴ１、Ｔ２は次
の式で算出する。 Ｔ１＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０
１）−１７９ Ｔ２＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０
１） 他の構成及び作用は実施の第１形態の場合と同様であ
る。
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。本実施形態は、実施の第１形態における装置全体を
ジャケット２６（ジャケット冷却器又はジャケット加熱
器）で被覆したものである。図３において、供給ダクト
１２より供給された石灰石又は／及び生石灰はＴｉ
〔℃〕の燃焼ガスと混合し熱交換される。熱交換された
石灰石又は／及び生石灰はサイクロン１４によって集塵
され、燃焼ガスは燃焼ガス出口１６より排出される。サ
イクロン１４内にはＴ１からＴ２の温度域が存在するが
ジャケット２６に熱媒体を入れてサイクロン１４内壁温
度はＴ１からＴ２の温度域にならないように冷却又は加
熱する。サイクロン１４内の粉体又はガスはコーティン
グ発生温度域であっても、コーティングが発生する壁面
温度がコーティング発生温度でないため、コーティング
は発生しない。なお、サスペンションプレヒーター１８
の代わりに、図４に示すような流動層を用いてもよい。
また、サスペンションプレヒーターの代わりに他の完全
混合型熱交換器を用いてもよい。ただしＴ１、Ｔ２は次
の式で算出する。 Ｔ１＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０
１）−１７９ Ｔ２＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０
１） 他の構成及び作用は実施の第１形態の場合と同様であ
る。
【００１９】図４は本発明の実施の第４形態による石灰
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。本実施形態は、実施の第２形態における装置全体を
ジャケット２６（ジャケット冷却器又はジャケット加熱
器）で被覆したものである。図４において、供給ダクト
１２より供給された石灰石又は／及び生石灰はＴｉ
〔℃〕の燃焼ガスと流動層２２で混合し熱交換される。
熱交換された石灰石又は／及び生石灰はサイクロン１４
によって集塵され、燃焼ガスは燃焼ガス出口１６より排
出される。サイクロン１４内にはＴ１からＴ２の温度域
が存在するがジャケット２６に熱媒体を入れてサイクロ
ン１４内壁温度はＴ１からＴ２の温度域にならないよう
に冷却又は加熱する。サイクロン１４内の粉体又はガス
はコーティング発生温度域であっても、コーティングが
発生する壁面温度がコーティング発生温度でないため、
コーティングは発生しない。他の構成及び作用は実施の
第２、３形態の場合と同様である。
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。本実施形態は、実施の第２形態における装置全体を
ジャケット２６（ジャケット冷却器又はジャケット加熱
器）で被覆したものである。図４において、供給ダクト
１２より供給された石灰石又は／及び生石灰はＴｉ
〔℃〕の燃焼ガスと流動層２２で混合し熱交換される。
熱交換された石灰石又は／及び生石灰はサイクロン１４
によって集塵され、燃焼ガスは燃焼ガス出口１６より排
出される。サイクロン１４内にはＴ１からＴ２の温度域
が存在するがジャケット２６に熱媒体を入れてサイクロ
ン１４内壁温度はＴ１からＴ２の温度域にならないよう
に冷却又は加熱する。サイクロン１４内の粉体又はガス
はコーティング発生温度域であっても、コーティングが
発生する壁面温度がコーティング発生温度でないため、
コーティングは発生しない。他の構成及び作用は実施の
第２、３形態の場合と同様である。
【００２０】図５は本発明の実施の第５形態による石灰
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。２８は集塵器、３０は熱交換器、３２は送風機であ
る。本実施形態は、図５に示すように、生石灰をＴＪ
〔℃〕（Ｊの部分における温度）で扱う装置において、
雰囲気中二酸化炭素圧力（分圧）をＰ１〔ＭＰａ〕以下
に下げて石灰石のコーティングを防止するようにしたも
のである。ただしＰ１は次の式で算出する。 Ｐ１＝４５２ｅｘｐ（−２１４４１／（ＴＪ＋１７９）
＋１７．０１） 図５において、各部Ａ〜Ｊの温度、二酸化炭素圧力（分
圧）は次のようになる。 温度 二酸化炭素圧力 Ａ 生石灰、ＣＯ2 含有ガス ＴＡ ＰＡ Ｂ 集塵器 Ｃ 燃焼ガス ＴＡ ＰＡ Ｄ 熱交換器 Ｅ 燃焼ガス ＴＥ ＰＡ Ｆ 送風機 Ｇ 空気 ＴＧ ＰＧ Ｈ 加熱空気 ＴＨ ＰＧ Ｉ 生石灰 ＴＡ Ｊ 生石灰含有空気 ＴＪ ＰＧ
石のコーティング防止方法を実施する装置を示してい
る。２８は集塵器、３０は熱交換器、３２は送風機であ
る。本実施形態は、図５に示すように、生石灰をＴＪ
〔℃〕（Ｊの部分における温度）で扱う装置において、
雰囲気中二酸化炭素圧力（分圧）をＰ１〔ＭＰａ〕以下
に下げて石灰石のコーティングを防止するようにしたも
のである。ただしＰ１は次の式で算出する。 Ｐ１＝４５２ｅｘｐ（−２１４４１／（ＴＪ＋１７９）
＋１７．０１） 図５において、各部Ａ〜Ｊの温度、二酸化炭素圧力（分
圧）は次のようになる。 温度 二酸化炭素圧力 Ａ 生石灰、ＣＯ2 含有ガス ＴＡ ＰＡ Ｂ 集塵器 Ｃ 燃焼ガス ＴＡ ＰＡ Ｄ 熱交換器 Ｅ 燃焼ガス ＴＥ ＰＡ Ｆ 送風機 Ｇ 空気 ＴＧ ＰＧ Ｈ 加熱空気 ＴＨ ＰＧ Ｉ 生石灰 ＴＡ Ｊ 生石灰含有空気 ＴＪ ＰＧ
【００２１】二酸化炭素を含むＡのガスと生石灰から生
石灰をＪにおいてＴ〔℃〕で使用する場合、Ａのガスを
そのまま温度を下げてＴＪ〔℃〕にしてＪに変換すると
コーティングが発生する。そこで、Ａの粉体とガスをＢ
の集塵器２８で分離し、ガスはＣのダクトを通してＤの
熱交換器３０に送り、Ｆの送風機３２よりＧのダクトか
ら熱交換器３０に供給された空気と熱交換を行う。空気
中の二酸化炭素圧力（分圧）ＰＧは低く、上式で算出さ
れる二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１以下であり、コーティ
ングの発生を防ぐ。各部の温度圧力には以下の関係が成
立する。ＴＡ＞−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ１／４５２）
−１７．０１）、−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ１／４５
２）−１７．０１）＞ＴＪ＞−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ
１／４５２）−１７．０１）−１７９、ＰＧ＜４５２ｅ
ｘｐ（−２１４４１／（ＴＪ＋１７９）＋１７．０１）
石灰をＪにおいてＴ〔℃〕で使用する場合、Ａのガスを
そのまま温度を下げてＴＪ〔℃〕にしてＪに変換すると
コーティングが発生する。そこで、Ａの粉体とガスをＢ
の集塵器２８で分離し、ガスはＣのダクトを通してＤの
熱交換器３０に送り、Ｆの送風機３２よりＧのダクトか
ら熱交換器３０に供給された空気と熱交換を行う。空気
中の二酸化炭素圧力（分圧）ＰＧは低く、上式で算出さ
れる二酸化炭素圧力（分圧）Ｐ１以下であり、コーティ
ングの発生を防ぐ。各部の温度圧力には以下の関係が成
立する。ＴＡ＞−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ１／４５２）
−１７．０１）、−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ１／４５
２）−１７．０１）＞ＴＪ＞−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ
１／４５２）−１７．０１）−１７９、ＰＧ＜４５２ｅ
ｘｐ（−２１４４１／（ＴＪ＋１７９）＋１７．０１）
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 温度及び圧力を制御して生石灰の炭酸化反応を
抑制することによって、生石灰と二酸化炭素とによって
固いコーティングが形成される反応が確実に抑えられ、
壁面へのコーティングが発生しなくなる。 （２） 設備の生産能力、処理能力が上がる。すなわ
ち、コーティングの取り除き作業による運転停止がなく
なり、連続運転を行うことができるので、生産量、処理
量を増やすことができる。 （３） 燃料消費率が低減する。すなわち、コーティン
グの取り除き作業による運転停止がなくなり、連続運転
を行うことができるので、コーティングの取り除き作業
のための設備の起動及び停止に必要なエネルギーが不要
となって生産量に対する燃料の使用量を低減することが
できる。 （４） 石灰石の利用率が上がる。すなわち、コーティ
ングの取り除き作業がなくなり、取り除いたコーティン
グ物質を廃棄することがなくなり、使用した石灰石を製
品にする利用率が上がる。 （５） 装置をジャケットで被覆する場合は、熱媒体
（例えば、冷却媒体）の熱回収を行うことにより、熱効
率を高くすることができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 温度及び圧力を制御して生石灰の炭酸化反応を
抑制することによって、生石灰と二酸化炭素とによって
固いコーティングが形成される反応が確実に抑えられ、
壁面へのコーティングが発生しなくなる。 （２） 設備の生産能力、処理能力が上がる。すなわ
ち、コーティングの取り除き作業による運転停止がなく
なり、連続運転を行うことができるので、生産量、処理
量を増やすことができる。 （３） 燃料消費率が低減する。すなわち、コーティン
グの取り除き作業による運転停止がなくなり、連続運転
を行うことができるので、コーティングの取り除き作業
のための設備の起動及び停止に必要なエネルギーが不要
となって生産量に対する燃料の使用量を低減することが
できる。 （４） 石灰石の利用率が上がる。すなわち、コーティ
ングの取り除き作業がなくなり、取り除いたコーティン
グ物質を廃棄することがなくなり、使用した石灰石を製
品にする利用率が上がる。 （５） 装置をジャケットで被覆する場合は、熱媒体
（例えば、冷却媒体）の熱回収を行うことにより、熱効
率を高くすることができる。
【図１】本発明の実施の第１形態による石灰石のコーテ
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による石灰石のコーテ
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の第３形態による石灰石のコーテ
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の第４形態による石灰石のコーテ
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の第５形態による石灰石のコーテ
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
ィング防止方法を実施する装置の概略構成図である。
１０ 燃焼ガスダクト
１２ 供給ダクト
１４ サイクロン
１６ 燃焼ガス出口
１８ サスペンションプレヒーター
２０ 流動層装置
２２ 流動層
２４ ガス分散器
２６ ジャケット
２８ 集塵器
３０ 熱交換器
３２ 送風機
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭56−160349（ＪＰ，Ａ)
実開 昭57−199043（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭58−11367（ＪＰ，Ｂ２)
特公 平３−1251（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (5)
- 【請求項１】 二酸化炭素の圧力がＰ〔ＭＰａ〕で石灰
石又は／及び生石灰をＴ〔℃〕で扱う装置を運転するに
際し、 生石灰が装置内壁に付着してこれが二酸化炭素と反応し
て石灰石になる時に粒子間に結合が生じて固い固化体に
なる現象である石灰石のコーティングを防止するため
に、生石灰の炭酸化の下限温度Ｔ１〔℃〕＝−２１４４
１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９及び
上限温度Ｔ２〔℃〕＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５
２）−１７．０１）を算出し、石灰石又は／及び生石灰
がＴ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲に存在しないよう
に、ガスと石灰石又は／及び生石灰との急激な熱交換を
行い、かつ、生石灰の炭酸化を生じる二酸化炭素圧力Ｐ
１〔ＭＰａ〕＝４５２ｅｘｐ（−２１４４１／（Ｔ＋１
７９）＋１７．０１）を算出し、石灰石又は／及び生石
灰の雰囲気中における二酸化炭素圧力をＰ１〔ＭＰａ〕
以下に下げることを特徴とする石灰石のコーティング防
止方法。 - 【請求項２】 急激な熱交換は、サスペンションプレヒ
ーター及び流動層のいずれかの完全混合型の熱交換器を
用いて行われ、昇温時はＴ１〔℃〕以下からＴ２〔℃〕
以上に一挙に昇温し、降温時はＴ２〔℃〕以上からＴ１
〔℃〕以下に一挙に降温する請求項１記載の石灰石のコ
ーティング防止方法。 - 【請求項３】 石灰石又は／及び生石灰の流量、石灰石
又は／及び生石灰の温度、ガスの流量及びガスの温度の
少なくともいずれかを選定して、ガスと石灰石又は／及
び生石灰との急激な熱交換を行う請求項１又は２記載の
石灰石のコーティング防止方法。 - 【請求項４】 二酸化炭素の圧力がＰ〔ＭＰａ〕で石灰
石又は／及び生石灰をＴ〔℃〕で扱う装置を運転するに
際し、 生石灰が装置内壁に付着してこれが二酸化炭素と反応し
て石灰石になる時に粒子間に結合が生じて固い固化体に
なる現象である石灰石のコーティングを防止するため
に、生石灰の炭酸化の下限温度Ｔ１〔℃〕＝−２１４４
１／（ｌｎ（Ｐ／４５２）−１７．０１）−１７９及び
上限温度Ｔ２〔℃〕＝−２１４４１／（ｌｎ（Ｐ／４５
２）−１７．０１）を算出し、Ｔ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕
の温度範囲となる装置内壁を、冷却又は加熱することに
より内壁面温度がＴ１〔℃〕〜Ｔ２〔℃〕の温度範囲に
ならないようにし、かつ、生石灰の炭酸化を生じる二酸
化炭素圧力Ｐ１〔ＭＰａ〕＝４５２ｅｘｐ（−２１４４
１／（Ｔ＋１７９）＋１７．０１）を算出し、石灰石又
は／及び生石灰の雰囲気中における二酸化炭素圧力をＰ
１〔ＭＰａ〕以下に下げることを特徴とする石灰石のコ
ーティング防止方法。 - 【請求項５】 生石灰及び二酸化炭素を含むＴ〔℃〕の
燃焼ガスを集塵器に導入して生石灰と二酸化炭素含有ガ
スとに分離し、分離された二酸化炭素含有ガスと空気と
を間接的に熱交換して空気を加熱し、加熱された空気中
に前記集塵器で分離された生石灰を混合させて、二酸化
炭素圧力Ｐ１〔ＭＰａ〕以下の生石灰含有空気とする請
求項１〜４のいずれかに記載の石灰石のコーティング防
止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06248799A JP3460613B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 石灰石のコーティング防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06248799A JP3460613B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 石灰石のコーティング防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256047A JP2000256047A (ja) | 2000-09-19 |
| JP3460613B2 true JP3460613B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=13201594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06248799A Expired - Fee Related JP3460613B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 石灰石のコーティング防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460613B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4825994B2 (ja) * | 2010-02-18 | 2011-11-30 | 株式会社 セテック | 粉体状炭酸カルシウムの焼成方法 |
| JP6607584B1 (ja) * | 2018-11-02 | 2019-11-20 | 株式会社 セテック | ライムケーキ（高含水炭酸カルシウム）の焼成システム |
-
1999
- 1999-03-10 JP JP06248799A patent/JP3460613B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000256047A (ja) | 2000-09-19 |
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