JP6315585B2

JP6315585B2 - 粉粒体の加熱処理装置及び処理方法

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Publication number: JP6315585B2
Application number: JP2014187276A
Authority: JP
Inventors: 昌宏神尾; 賢二小野
Original assignee: 日工株式会社
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: JP2016060648A

Description

本発明は、ロータリーキルンを用いて粉粒体を加熱処理する粉粒体の加熱処理装置及び処理方法に関し、特に建築廃材である廃石膏ボードを破砕、分別処理して得られる粉粒体状の廃石膏を加熱再生することができる加熱処理装置及び処理方法に関する。

各種の粉粒体を加熱処理するにあたり、加熱効率に優れ連続投入の可能なロータリーキルンが採用されることも多く、例えば、建築物の解体などに伴って多量に発生する二水石膏の状態にある廃石膏ボードを破砕処理により粉粒体状とし、これを前記ロータリーキルンのキルン本体内に投入してバーナから供給される高温の燃焼ガスにより所定温度に加熱処理し、半水石膏やII型無水石膏等に転位させて土壌固化材やセメントの原材料等として再生処理するようにしている。

特許文献１には、廃石膏を約１３０〜１８０℃程度の比較的低温にて加熱して半水石膏として再生処理する廃石膏の加熱再生処理装置が記載されており、並流加熱方式のロータリーキルンを採用し、かつ排ガス温度を二水石膏が半水石膏に転位する上記温度に維持されるようにバーナ燃焼制御を行うことにより、キルン本体内に投入した廃石膏を半水石膏に転位させると共に、排ガスに随伴して流出する廃石膏についても気流乾燥によって加熱して半水石膏に転位させて回収することが記載されている。

また、特許文献２には、廃石膏等の粉粒体を約３５０〜８００℃程度の比較的高温にて加熱してII型無水石膏等に再生処理することが可能な粉粒体の加熱処理装置が記載されており、向流加熱方式のロータリーキルンを採用し、かつキルン本体から排出される石膏の温度を二水石膏がII型無水石膏に転位する上記温度に維持されるようにバーナ燃焼制御を行うことにより、キルン本体内に投入した廃石膏をII型無水石膏に転位させると共に、排ガスに随伴して流出する廃石膏についても集塵機にて捕捉後、キルン本体の略中央部に備えた中間投入部より再投入させて加熱処理することによってII型無水石膏に転位させて回収することが記載されている。

特開２００７−７０１３５８号公報特願２０１４−１５９５８０

しかしながら、上記の各加熱処理装置は、二水石膏の状態にある廃石膏の粉粒体から半水石膏やII型無水石膏等を効率よく再生処理するために、それぞれ比較的低温或いは高温にて加熱処理するのに適した専用の装置構成となっており、例えば一つの処理装置で半水石膏とII型無水石膏の両方を効率よく再生処理できるように、低温及び高温のいずれの加熱処理にも適応可能な使い勝手の良い処理装置が要望されることもある。

本発明は上記の点に鑑み、粉粒体を低温及び高温のいずれの温度でも効率よく加熱処理可能な粉粒体の加熱処理装置及び処理方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の粉粒体の加熱処理装置では、熱風供給用のバーナを備えた向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンと、該低温加熱処理キルンから導出される排ガスに随伴して流出する粉粒体を捕捉する集塵機とを備えると共に、前記低温加熱処理キルンから排出される粉粒体の排出先を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに切替可能とした排出先切替手段を備える一方、低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度を検出する排ガス温度センサと、高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度を検出する粉粒体温度センサとを備え、前記排ガス温度センサにて検出される排ガス温度値と予め設定した排ガス温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御する排ガス温度制御或いは前記粉粒体温度センサにて検出される粉粒体温度値と予め設定した粉粒体温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御する粉粒体温度制御のいずれかを選択してバーナ燃焼制御を行い、かつ前記集塵機にて捕捉した粉粒体を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに還元するように制御する運転制御器を備えたことを特徴としている。

また、請求項２記載の粉粒体の加熱処理装置は、前記集塵機にて捕捉した粉粒体を低温加熱処理キルンの排出部に投入して低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と合流させるようにした捕捉粉粒体還元手段を備えたことを特徴としている。

また、請求項３記載の粉粒体の加熱処理方法では、熱風供給用のバーナを備えた向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンと、該低温加熱処理キルンから導出される排ガスに随伴して流出する粉粒体を捕捉する集塵機とを備え、粉粒体を低温にて加熱処理するときには、前記低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度が所定温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら低温加熱処理キルンにて加熱処理すると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体は気流乾燥によって加熱しながら集塵機にて捕捉し、低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と共に回収する一方、粉粒体を高温にて加熱処理するときには、前記高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度が所定温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら、先ず低温加熱処理キルンにて予熱処理し、次いで高温加熱処理キルンにて所定温度まで加熱処理すると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体は集塵機にて捕捉し、低温加熱処理キルンから排出される予熱処理した粉粒体と共に高温加熱処理キルンにて加熱処理するようにしたことを特徴としている。

また、請求項４記載の粉粒体の加熱処理方法では、加熱処理する粉粒体は破砕処理した廃石膏であり、該廃石膏を半水石膏とするときには、前記低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度が二水石膏を半水石膏に転位させる温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら低温加熱処理キルンにて加熱処理する一方、無水石膏とするときには、前記高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度が二水石膏を無水石膏に転位させる温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら、先ず低温加熱処理キルンにて予熱処理し、次いで高温加熱処理キルンにて所定温度まで加熱処理するようにしたことを特徴としている。

本発明に係る請求項１記載の粉粒体の加熱処理装置によれば、熱風供給用のバーナを備えた向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンとを併設し、該低温加熱処理キルンから排出される粉粒体の排出先を低温粉粒体貯蔵ビン或いは前記高温加熱処理キルンのいずれかに切替可能とした排出先切替手段を備える一方、低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度検出用の排ガス温度センサと、高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度検出用の粉粒体温度センサとを備え、前記排ガス温度センサにて検出される排ガス温度値に基づいてバーナ燃焼量を制御する排ガス温度制御或いは粉粒体温度センサにて検出される粉粒体温度値に基づいてバーナ燃焼量を制御する粉粒体温度制御のいずれかを選択してバーナ燃焼制御を行い、かつ前記集塵機にて捕捉される粉粒体を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに還元するように制御する運転制御器を備えたので、粉粒体を低温或いは高温のいずれの温度でも効率よく加熱処理できると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体についても集塵機にて捕捉後、加熱処理温度に応じて低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに還元させることができて収率良く回収できる。また、高温加熱処理の際には高温加熱処理キルンから導出される熱風を低温加熱処理キルンに導入させることで予熱処理用として利用でき、加熱効率の向上と共にエネルギーの有効活用が図れる。

また、請求項２記載の粉粒体の加熱処理装置によれば、集塵機にて捕捉した粉粒体を低温加熱処理キルンの排出部に投入させるように捕捉粉粒体還元手段を備えたので、集塵機にて捕捉した粉粒体を低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と共に下位の排出先切替手段にて加熱処理温度に応じた排出先へ還元させることができ、装置構成の簡素化が図れる。

また、請求項３記載の粉粒体の加熱処理方法によれば、熱風供給用のバーナを備えた向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンとを併設し、粉粒体を低温にて加熱処理するときには、排ガス温度が所定温度に維持されるようにバーナ燃焼量を調整しながら低温加熱処理キルンにて加熱処理すると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体は気流乾燥によって加熱しながら集塵機にて捕捉し、低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と共に回収する一方、粉粒体を高温にて加熱処理するときには、高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度が所定温度に維持されるようにバーナ燃焼量を調整しながら、先ず低温加熱処理キルンにて予熱処理し、次いで高温加熱処理キルンにて所定温度まで加熱処理すると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体は集塵機にて捕捉し、低温加熱処理キルンから排出される予熱処理した粉粒体と共に高温加熱処理キルンにて加熱処理するようにしたので、粉粒体を低温或いは高温のいずれの温度でも効率よく加熱処理できると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体についても集塵機にて捕捉後、加熱処理温度に応じて回収或いは再加熱することで収率良く回収できる。また、高温での加熱処理の際には高温加熱処理キルンから導出される熱風を低温加熱処理キルンに導入させることで予熱処理用として利用でき、加熱効率の向上と共にエネルギーの有効活用が図れる。

また、請求項４記載の粉粒体の加熱処理方法によれば、加熱処理する粉粒体は破砕処理した廃石膏であり、該廃石膏を半水石膏とするときには、排ガス温度が二水石膏を半水石膏に転位させる温度に維持されるようにバーナ燃焼量を調整しながら低温加熱処理キルンにて加熱処理する一方、無水石膏とするときには、高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度が二水石膏を無水石膏に転位させる温度に維持されるようにバーナ燃焼量を調整しながら、先ず低温加熱処理キルンにて予熱処理し、次いで高温加熱処理キルンにて所定温度まで加熱処理するようにしたので、廃石膏から加熱処理温度が大きく相違する半水石膏と無水石膏のいずれも効率よく再生処理できる。

本発明に係る粉粒体の加熱処理装置及び処理方法の一実施例を示す概略説明図である。

本発明に係る粉粒体の加熱処理装置及び処理方法にあっては、熱風供給用のバーナを有する向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンと、該低温加熱処理キルンからの排ガスに随伴して流出する粉粒体を捕捉する集塵機とを備えており、粉粒体を比較的低温或いは高温の二つの温度域で加熱処理可能としている。なお、前記高温加熱処理キルンのキルン本体内部にはバーナの高温熱風からの保護用に耐熱性のキャスターを周設している一方、低温加熱処理キルンのキルン本体内部には加熱効率を高めるために複数の掻き上げ羽根を周設している。

前記低温加熱処理キルンの排出部下位には、粉粒体を低温或いは高温のいずれの温度域で加熱処理するかに応じて、粉粒体の排出先を近傍に備えた低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに手動及び／または自動にて切替可能とした排出先切替手段を備えている一方、前記集塵機の下位には、前記同様に、粉粒体を低温或いは高温のいずれの温度域で加熱処理するかに応じて、排ガスより捕捉した粉粒体の還元先を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに手動及び／または自動にて切替可能とした捕捉粉粒体還元手段を備えている。

なお、前記捕捉粉粒体還元手段としては、集塵機にて捕捉した粉粒体を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンにエア圧送等で直接還元させるようにしたものでもよいが、低温加熱処理キルンの排出部に一旦投入し、低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と合流させた上で、その下位の排出先切替手段での排出先切替操作でもって還元先を切替えるように構成したものでもよく、その場合には装置構成の簡素化が図れ、低廉化が期待できるものとなる。

また、低温加熱処理キルン下流の排気ダクトには排ガス温度検出用の排ガス温度センサを、高温加熱処理キルンの排出部下位には加熱処理を終えて排出される粉粒体の温度検出用の粉粒体温度センサをそれぞれ備えている。

また、粉粒体を低温或いは高温のいずれの温度域で加熱処理するかに応じて、バーナの燃焼量や燃焼制御方法、並びに低温加熱処理キルンからの粉粒体の排出先や集塵機にて捕捉した粉粒体の還元先等を制御する運転制御器を備えている。前記運転制御器では、低温加熱運転モードと高温加熱運転モードのいずれかを選択操作可能としており、選択された運転モードが、例えば低温加熱運転モードであれば、前記排ガス温度センサにて検出される排ガス温度値と予め設定した排ガス温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御する排ガス温度制御とし、かつ低温加熱処理キルンからの粉粒体の排出先及び集塵機にて捕捉した粉粒体の還元先を低温粉粒体貯蔵ビン側に自動で切替えるようにしている一方、高温加熱運転モードが選択されれば、前記粉粒体温度センサにて検出される粉粒体温度値と予め設定した粉粒体温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御する粉粒体温度制御とし、かつ低温加熱処理キルンからの粉粒体の排出先及び集塵機にて捕捉した粉粒体の還元先を高温加熱処理キルン側に自動で切替えるようにしている。

なお、これらの各切替制御は、上記のようにプラントオペレータ等による運転モードの選択操作に応じて自動制御で切替わるようにしておけば操作ミスも防げ操作性の向上が期待できるものとなるが、低温加熱処理キルンからの粉粒体の排出先や集塵機からの粉粒体の還元先の切替操作等については必ずしも自動制御にする必要はなく、適宜手動にて切替操作するようにしてもよい。

そして、上記構成の装置を使用して、例えば廃石膏ボードを破砕処理して得られる粉粒体状の廃石膏（二水石膏）を加熱処理温度に応じて半水石膏或いはII型無水石膏に再生処理するときには、予め前記運転制御器に、排ガス温度設定値として二水石膏を半水石膏に転位させるのに適した温度値を、また粉粒体温度設定値として二水石膏をII型無水石膏に転位させるのに適した温度値をそれぞれ設定登録しておく。

そして、例えば、廃石膏を比較的低温にて加熱処理して半水石膏として再生処理するときには、前記運転制御器にて低温加熱運転モードを選択操作し、運転制御器ではそれに応じて排出先切替手段の排出先及び捕捉粉粒体還元手段の還元先をそれぞれ低温粉粒体貯蔵ビン側に切替えると共に、バーナの燃焼量を低温加熱処理キルンから導出される排ガス温度が前記排ガス温度設定値に維持されるように制御（排ガス温度制御）する。次いで、その状態で粉粒体状の廃石膏を前記低温加熱処理キルンに投入すると、キルン本体内で転動流下する間に前記温度の熱風に晒されて半水石膏へと再生処理されると共に、排ガスに随伴して流出する廃石膏も気流乾燥によって加熱されて半水石膏の状態となって集塵機にて捕捉され、これらの半水石膏はそれぞれ排出先切替手段と捕捉粉粒体還元手段とによって共に低温粉粒体貯蔵ビン（半水石膏貯蔵ビン）へと搬送されて貯蔵される。

一方、廃石膏を比較的高温にて加熱処理してII型無水石膏として再生処理するときには、前記運転制御器にて高温加熱運転モードを選択操作し、運転制御器ではそれに応じて排出先切替手段の排出先及び捕捉粉粒体還元手段の還元先をそれぞれ高温加熱処理キルン側に切替えると共に、バーナの燃焼量を高温加熱処理キルンから排出される廃石膏温度が前記粉粒体温度設定値に維持されるように制御（粉粒体温度制御）する。次いで、その状態で粉粒体状の廃石膏を低温加熱処理キルンに投入すると、キルン本体内で転動流下する間にある程度予熱処理された後、排出先切替手段にて下流の高温加熱処理キルンへと投入される一方、排ガスに随伴して流出する廃石膏は集塵機にて捕捉後、捕捉粉粒体還元手段にて前記低温加熱処理キルンから排出される予熱処理された廃石膏と共に高温加熱処理キルンへと投入（還元）される。そして、高温加熱処理キルンに投入された廃石膏は、キルン本体内を流下する間に近接するバーナからの高温の熱風に晒されてII型無水石膏へと再生処理され、排出部より順次排出されて近傍に備えた高温粉粒体貯蔵ビン（II型無水石膏貯蔵ビン）へと搬送されて貯蔵される。

このとき、低温加熱処理キルンでは二水石膏の状態にある廃石膏を、次工程の高温加熱処理キルンでの本加熱処理に備えてある程度まで予熱処理しさえすれば良く、低温加熱処理キルンからの排出時における廃石膏の性状としては、例え二水石膏のままであっても、或いはその一部が半水石膏やII型無水石膏等に転位して各種性状のものが混在していたとしても特に支障はない。また、前記予熱処理には、高温加熱処理キルンでの本加熱処理にて使用された熱風をそのまま低温加熱処理キルンへと導入させて有効利用するようにしているため、燃料費を抑えながら廃石膏の加熱効率を効果的に高められると共に、各キルンに対して個別にバーナを備える必要がなくて設備費用を軽減できる。このとき、低温加熱処理キルンに導入される熱風は、高温加熱処理キルンでの本加熱処理を経ているため、温度が低下していると共に二水石膏をII型無水石膏に転位させる際に生じる水蒸気を含んでいるものの、低温加熱処理キルンのキルン本体内部には複数の掻き上げ羽根を周設しているため効率よく予熱処理できる。

このように、本発明によれば、被加熱物である粉粒体を比較的低温で加熱処理する場合には、バーナの燃焼制御を排ガス温度制御として低温加熱処理キルンのみで加熱処理する一方、比較的高温で加熱処理する場合には、バーナの燃焼制御を粉粒体温度制御とし、低温加熱処理キルンで予熱処理後、高温加熱処理キルンにて本加熱処理するようにしたことにより、低温加熱処理にも高温加熱処理にも柔軟に適応でき、例えば、廃石膏のような半水石膏に転位する温度とII型無水石膏に転位する温度とに大きな差があるような場合でも両方を効率よく再生処理可能な使い勝手の良いものとなる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図中の１は粉粒体を加熱処理する加熱処理装置であって、粉粒体を比較的低温で加熱処理する低温加熱処理キルン２と、比較的高温で加熱処理する高温加熱処理キルン３とを併設していると共に、これら低温加熱処理キルン２と高温加熱処理キルン３とを熱風供給ダクト４にて連結して、高温加熱処理キルン３より導出される熱風を低温加熱処理キルン２へ供給可能なように構成している。

前記高温加熱処理キルン３は、機台５上に傾斜支持した円筒状のキルン本体６を駆動用モータ（図示せず）により所定の速度で回転駆動するようにした向流加熱方式のロータリーキルンであり、キルン本体６の内壁面には掻き上げ機能を有さない耐火レンガやセラミックス等の耐熱性のキャスター７を周設してキルン内壁面を高温の熱風から保護している。また、高温加熱処理キルン３の下端側（熱風上流側）にはホットホッパ８を介して熱風供給用のバーナ９を備えていると共に、ホットホッパ８の下端部には粉粒体の排出部１０及びロータリーバルブ１１を備え、その下位にはエア圧送装置１２を備え、排出部１０より排出される粉粒体を近傍の高温粉粒体貯蔵ビン（図示せず）へ圧送可能としている一方、キルン上端側（熱風下流側）にはコールドホッパ１３を介して前記熱風供給ダクト４の基端部を連結していると共に、コールドホッパ１３の上端部には低温加熱処理キルン２より供給される粉粒体投入用の投入部１４を備えている。

前記低温加熱処理キルン２は、高温加熱処理キルン３と同様の構造をしており、機台１５上に傾斜支持した円筒状のキルン本体１６を駆動用モータ（図示せず）により所定の速度で回転駆動するようにした並流加熱方式のロータリーキルンであり、キルン本体１６の内壁面には複数の掻き上げ羽根１７を周設して加熱効率を高めている。また、低温加熱処理キルン２の上端側（熱風上流側）にはホットホッパ１８を介して前記熱風供給ダクト４の他端部を連結していると共に、ホットホッパ１８の上端部には加熱処理前の粉粒体投入用の投入部１９を備えている一方、キルン下端側（熱風下流側）にはコールドホッパ２０を介して排ガス導出用の排気ダクト２１を連結していると共に、コールドホッパ２０の下端部には粉粒体の排出部２２を備えている。また、前記排気ダクト２１の下流には排ガスに随伴して流出する粉粒体等を捕捉する集塵機であるバグフィルタ２３、排風量調整用のメインダンパー２４、排風機２５、及び煙突２６を備えている。

図中の２７は、低温加熱処理キルン２から排出される粉粒体の排出先を、近傍に備えた低温粉粒体貯蔵ビン（図示せず）或いは高温加熱処理キルン３のいずれかに切替可能とする排出先切替手段であるスクリューコンベアであって、該スクリューコンベア２７の略中央付近に投入口２８を、両端部にそれぞれ排出口２９、３０を備えた二股構造としていると共に、前記投入口２８の上位、及び排出口２９、３０の下位にはそれぞれロータリーバルブ３１、３２、３３を備え、駆動用モータ３４の回転方向の切替操作に伴い、投入口２８から投入される粉粒体の排出先を排出口２９側（低温粉粒体貯蔵ビン側）、或いは排出口３０側（高温加熱処理キルン３側）のいずれかに切替可能としている。

また、前記排出口２９の下位にはエア圧送装置３５を備え、排出口２９側より排出される粉粒体を近傍の低温粉粒体貯蔵ビンへ圧送可能としている一方、排出口３０の下端部は前記高温加熱処理キルン３のコールドホッパ１３上部の投入部１４と連結し、排出口３０側より排出される粉粒体を高温加熱処理キルン３内へ投入可能としている。なお、前記排出先切替手段としては前記二股構造のスクリューコンベア２７に限定されるものではなく、例えばダンパー等で排出先を切替可能とした二股構造の切替シュートなども採用することができる。

また、バグフィルタ２３の下位には、排ガスより捕捉した粉粒体を送出するスクリューコンベア３６を備え、該スクリューコンベア３６の基端部には駆動用モータ３７を、終端部には排出口３８をそれぞれ備えていると共に、該排出口３８の下位にはロータリーバルブ３９を備えている。

図中の４０は、前記バグフィルタ２３にて排ガスより捕捉した粉粒体の還元先を前記低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルン３のいずれかに切替可能とする捕捉粉粒体還元手段であって、低温加熱処理キルン２のコールドホッパ２０に前記バグフィルタ２３下位のスクリューコンベア３６から排出される捕捉粉粒体を還元投入させる還元投入シュート４１を備えていると共に、該還元投入シュート４１を介してコールドホッパ２０内に還元投入させた捕捉粉粒体を、排出先切替手段でもある前記スクリューコンベア２７の駆動用モータ３４の回転方向の切替操作によって、排出口２９側（低温粉粒体貯蔵ビン側）、或いは排出口３０側（高温加熱処理キルン３側）のいずれかに切替可能としている。

なお、前記還元投入シュート４１よりコールドホッパ２０内に還元投入される捕捉粉粒体が再び排気ダクト２１側へ流出していかないように、還元投入シュート４１の排出口を、図１に示すように、キルン本体１６から排気ダクト２１側へ流下する排ガスの影響を受けにくいコールドホッパ２０下部付近に臨ませている。また、前記捕捉粉粒体還元手段としては、前記構成とすることにより、排出先切替手段として備えたスクリューコンベア２７をそのまま有効に利用でき、装置構成の簡素化が図れると共に、装置コストの低廉化も期待できるものとなるが、必ずしも前記構成を採用する必要はなく、例えばバグフィルタ２３下位のスクリューコンベア３６の排出口３８下位にエア圧送装置を備え、該エア圧送装置の圧送端を低温粉粒体貯蔵ビンと高温加熱処理キルン３とに連結し、圧送先をその都度いずれかに振り分け可能なように構成したものでもよい。

また、前記高温加熱処理キルン３のホットホッパ８の隅部には、キルン内部の静圧を検出する静圧センサ４２を備えている。図中の４３は、前記静圧センサ４２にて検出される静圧値に基づいて排気ダクト２１のメインダンパー２４の開度（または排風機２５の回転数）を調整して排風量を可変制御する静圧／排風量制御器であって、キルン内部の静圧が外気圧に対してほぼ同じか、或いは若干負圧になるように排風量を制御しており、各キルン端部の隙間からの噴き出しを防止すると共に、外気の侵入を抑制して省エネの向上を図っている。

なお、後述するが、本装置では、被加熱物である粉粒体を加熱処理する温度に応じて、低温加熱処理キルン２単独で加熱処理する場合と、低温加熱処理キルン２と高温加熱処理キルン３の両方で加熱処理する場合があり、それぞれの場合によってバーナ燃焼量（熱風量）が大きく変動するだけでなく、加熱処理する廃石膏等の粉粒体から生じる水蒸気量等も大きく変動する。例えば、二水石膏の状態にある廃石膏を高温加熱処理によってII型無水石膏まで再生処理するときには、低温加熱処理によって半水石膏に再生処理するときと比較してより多くの水蒸気量が発生することになり、キルン内部のガス量は大きく変動することになるが、前記静圧／排風量制御器４３によってキルン内部の静圧が上記静圧値に維持されるように排風量を調整制御するため、低温加熱処理キルン２単独での加熱処理、或いは低温加熱処理キルン２と高温加熱処理キルン３の両方での加熱処理のいずれの場合でも、キルン端部からの噴き出しや外気の侵入等の不具合なく好適に運転することができる。

また、前記低温加熱処理キルン２下流の排気ダクト２１の基端部付近には、低温加熱処理キルン２より導出される排ガスの温度を検出する温度センサ４４を備えている一方、前記高温加熱処理キルン３のホットホッパ８下部の排出部１０には、高温加熱処理キルン３より排出される加熱処理された粉粒体の温度を検出する温度センサ４５を備えている。なお、前記温度センサ４５を排出部１０の下位に備え、排出部１０から排出直後の粉粒体温度を検出するようにしても良い。

図中の４６は、本加熱処理装置１の運転制御用の運転制御器であって、粉粒体を比較的低温にて加熱処理する低温加熱運転モードと比較的高温にて加熱処理する高温加熱運転モードのいずれかを選択操作する運転モード選択部４７と、各種の初期設定や運転モードに応じたバーナ燃焼制御方法等を設定記憶させておく記憶部４８と、各温度センサ４４、４５からの入力信号や、バーナ９や各スクリューコンベア２７、３６の各駆動用モータ３４、３７への出力信号等を入出力する入出力部４９と、前記運転モード選択部４７にて選択された運転モードに応じて本加熱処理装置を構成する各装置・機器等を駆動制御する制御部５０とを有している。

前記記憶部４８には、低温加熱運転モードと高温加熱運転モードの二つの運転モードを記憶した運転モード記憶部と、バーナ燃焼制御の基準となる排ガス温度設定値と粉粒体温度設定値とを予め設定登録させる初期設定記憶部とを有している。前記低温加熱運転モードでは、バーナ燃焼制御方法を排ガス温度制御とし、検出される排ガス温度値と前記排ガス温度設定値との差値量に基づいてバーナ９の燃焼量を制御するようにしている一方、高温加熱運転モードでは、バーナ燃焼制御方法を粉粒体温度制御とし、検出される粉粒体温度値と前記粉粒体温度設定値との差値量に基づいてバーナ９の燃焼量を制御するようにしている。

また、前記制御部５０には、運転モード選択部４７で選択された運転モード（バーナ燃焼制御方法）を記憶部４８より読み込み、読み込んだ運転モードに基づいてバーナ９の燃焼制御を実行する運転モード制御部と、排出先切替手段であるスクリューコンベア２７の排出先を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルン３のいずれかに切替制御する排出先切替制御部と、バーナ９の燃焼量を制御するバーナ燃焼制御部と、集塵機であるバグフィルタ２３にて捕捉した粉粒体の還元先を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルン３のいずれかに切替制御する捕捉粉粒体還元制御部等を有している。

例えば、低温加熱運転モードが選択された場合には、温度センサ４４にて検出される排ガス温度値と予め設定した排ガス温度設定値との差値量に基づいてバーナ９の燃焼量を制御（排ガス温度制御）しつつ、スクリューコンベア２７の排出先が低温粉粒体貯蔵ビン側となるように駆動用モータ３４の回転方向を切替制御し、低温加熱処理キルン２にて所定温度（低温）に加熱処理した粉粒体を低温粉粒体貯蔵ビンへ順次送り出して貯蔵させるようにしている。また、加熱処理時に低温加熱処理キルン２より流出する粉粒体については、下流のバグフィルタ２３にて捕捉・回収後、下位のスクリューコンベア３６の駆動用モータ３７を適宜駆動させて送り出し、還元投入シュート４１より低温加熱処理キルン２のコールドホッパ２０内に還元投入させることで、スクリューコンベア２７を介して低温粉粒体貯蔵ビンへ貯蔵させる。

一方、高温加熱運転モードが選択された場合には、温度センサ４５にて検出される粉粒体温度値と予め設定した粉粒体温度設定値との差値量に基づいてバーナ９の燃焼量を制御（粉粒体温度制御）しつつ、スクリューコンベア２７の排出先が高温加熱処理キルン３側となるように駆動用モータ３４の回転方向を切替制御し、低温加熱処理キルン２にて予熱処理した粉粒体を高温加熱処理キルン３へと順次送り出し、次いで高温加熱処理キルン３にて所定温度（高温）まで加熱処理後、高温粉粒体貯蔵ビンへと送り出して貯蔵させるようにしている。また、加熱処理時にバグフィルタ２３にて捕捉・回収される粉粒体は、前記同様に、還元投入シュート４１よりコールドホッパ２０内に還元投入させ、下位のスクリューコンベア２７を介して投入させた高温加熱処理キルン３にて所定温度（高温）まで加熱処理させた後、高温粉粒体貯蔵ビンに貯蔵させる。

そして、上記構成の粉粒体の加熱処理装置１を使用して、例えば廃石膏ボードを破砕処理した二水石膏の状態にある粉粒体状の廃石膏を加熱処理し、半水石膏或いはII型無水石膏として再生処理するときには、予め、前記運転制御器４６の記憶部４８に排ガス温度設定値として、二水石膏を半水石膏に転位させるのに適した、例えば約１３０〜１８０℃程度の温度値を、また粉粒体温度設定値として、二水石膏をII型無水石膏に転位させるのに適した、例えば約３５０〜８００℃程度の温度値をそれぞれ設定登録しておく。

そして、例えば、廃石膏を半水石膏に再生処理する場合には、先ず、前記運転制御器４６の運転モード選択部４７にて低温加熱運転モードを選択操作し、運転制御器４６では選択された運転モードに応じて記憶部４８から各種設定値等を読み込む一方、駆動用モータ３４の回転方向を制御してスクリューコンベア２７の排出先を半水石膏貯蔵ビン（低温粉粒体貯蔵ビン）側に自動で切替えると共に、バーナ９の燃焼量を排気ダクト２１に備えた温度センサ４４にて検出される排ガス温度値と、予め設定登録した前記排ガス温度設定値との差値量に基づいて調整制御する。そして、その状態で廃石膏を低温加熱処理キルン２に投入すると、廃石膏はキルン本体１６内周部に周設した複数の掻き上げ羽根１７によって掻き上げられながらキルン本体１６内を転動流下していき、高温加熱処理キルン３から熱風供給ダクト４を介して導入される熱風に晒されて効率よく加熱処理され、半水石膏として再生処理されてコールドホッパ２０下端部の排出部２２より順次排出されていく。

また、低温加熱処理キルン２より排ガスに随伴して流出する廃石膏はバグフィルタ２３にて捕捉後、駆動用モータ３７の駆動操作に応じてスクリューコンベア３６より還元投入シュート４１へと適宜送り出され、コールドホッパ２０内へと還元投入される。ここで、前記バグフィルタ２３にて捕捉される廃石膏は、排ガス温度を二水石膏が半水石膏に転位するのに適した約１３０〜１８０℃程度に維持させるように排ガス温度制御しているため、気流乾燥によって十分に前記温度程度まで加熱されて半水石膏として再生処理されており、低温加熱処理キルン２より排出される半水石膏と略同等に扱うことが可能である。コールドホッパ２０に還元投入された半水石膏は、低温加熱処理キルン２より排出される半水石膏と合流後、共に下位のスクリューコンベア２７に排出され、該スクリューコンベア２７にて排出口２９側へと送り出された後、下位のエア圧送装置３５により半水石膏貯蔵ビン（低温粉粒体貯蔵ビン）へと圧送されて貯蔵される。

一方、廃石膏をII型無水石膏に再生処理する場合には、前記運転制御器４６の運転モード選択部４７にて高温加熱運転モードを選択操作し、運転制御器４６では選択された運転モードに応じて記憶部４８から各種設定値等を読み込む一方、駆動用モータ３４の回転方向を制御してスクリューコンベア２７の排出先を高温加熱処理キルン３側に自動で切替えると共に、バーナ９の燃焼量を高温加熱処理キルン３のホットホッパ８下端部の排出部１０に備えた温度センサ４５にて検出される粉粒体温度値と、前記粉粒体温度設定値との差値量に基づいて調整制御する。そして、その状態で廃石膏を低温加熱処理キルン２に投入すると、廃石膏は前記同様に、掻き上げ羽根１７によって掻き上げられながらキルン本体１６内を転動流下する間に、高温加熱処理キルン３から熱風供給ダクト４を介して導入される熱風に晒されてある程度まで予熱処理された後、コールドホッパ２０下端部の排出部２２より順次排出されていく。

このとき、低温加熱処理キルン２では二水石膏の状態にある廃石膏を、次工程の高温加熱処理キルン３での本加熱処理に備えてある程度まで予熱処理することを目的としており、排出時における廃石膏の性状としては、例え二水石膏のままであっても、或いはその一部が半水石膏やII型無水石膏等に転位して様々な状態のものが混在していたとしても特に支障はない。また、高温加熱処理キルン３から熱風供給ダクト４を介して低温加熱処理キルン２に導入される熱風は、高温加熱処理キルン３での本加熱処理により温度が低下していると共に、二水石膏をII型無水石膏に転位させる際に生じる水蒸気を含んでいるものの、低温加熱処理キルン２のキルン本体１６内周部には複数の掻き上げ羽根１７を周設しているため効率よく予熱処理することができる。

また、低温加熱処理キルン２より排ガスに随伴して流出する廃石膏はバグフィルタ２３にて捕捉後、前記同様に、駆動用モータ３７の駆動操作に応じてスクリューコンベア３６より還元投入シュート４１へと適宜送り出され、コールドホッパ２０内へと還元投入される。コールドホッパ２０に還元投入された廃石膏は、低温加熱処理キルン２より排出される廃石膏と合流後、共に下位のスクリューコンベア２７に排出され、該スクリューコンベア２７にて排出口３０側へと送り出された後、下位の高温加熱処理キルン３へと順次投入されていく。

次いで、高温加熱処理キルン３内へと投入された廃石膏は、キルン本体６内周部に周設した掻き上げ機能を有さない耐熱性のキャスター７上を流下する間に、近接するバーナ９から供給される高温の熱風と、蓄熱されたキャスター７とによって所定温度まで加熱処理され、II型無水石膏に再生処理されてホットホッパ８下端部の排出部１０より順次排出され、下位のエア圧送装置１２によりII型無水石膏貯蔵ビン（高温粉粒体貯蔵ビン）へと圧送されて貯蔵される。このとき、高温加熱処理キルン３に投入される廃石膏は、低温加熱処理キルン２にてある程度予熱処理されているため、比較的高温での加熱処理を要するII型無水石膏への再生処理を効率よく行うことができる。

このように、被加熱物である粉粒体を比較的低温にて加熱処理する低温加熱処理キルン２と、比較的高温にて加熱処理する高温加熱処理キルン３の二つのキルンを併設し、熱風供給用のバーナ９は高温加熱処理キルン３のみに備え、低温加熱処理キルン２へは熱風供給ダクト４を介して高温加熱処理キルン３より導出される熱風が供給されるようにしておき、粉粒体を低温にて加熱処理する場合には、排ガス温度制御にてバーナ９燃焼量を制御しつつ、低温加熱処理キルン２のみで所定温度（低温）まで加熱処理する一方、高温にて加熱処理する場合には、粉粒体温度制御にてバーナ９燃焼量を制御しつつ、先ず、低温加熱処理キルン２にてある程度まで予熱処理した後、次いで高温加熱処理キルン３に投入して所定温度（高温）まで加熱処理するようにしたので、一つの処理装置でありながら粉粒体を低温或いは高温のいずれの温度域でも効率よく加熱処理でき、低温加熱及び高温加熱対応の兼用の加熱処理装置とすることができる。また、排ガスに随伴して流出する粉粒体は、バグフィルタ２３にて捕捉後、加熱処理温度に応じて低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルン３のいずれかを選択して還元可能としたので、いずれの処理温度においても高収率で回収することができる。

１…粉粒体の加熱処理装置２…低温加熱処理キルン
３…高温加熱処理キルン４…熱風供給ダクト
６、１６…キルン本体７…キャスター
９…バーナ１７…掻き上げ羽根
２１…排気ダクト２３…バグフィルタ（集塵機）
２７…スクリューコンベア（排出先切替手段）
３４、３７…駆動用モータ３６…スクリューコンベア（集塵機）
４０…捕捉粉粒体還元手段４１…還元投入シュート
４４…温度センサ（排ガス温度検出用）
４５…温度センサ（粉粒体温度検出用）
４６…運転制御器

Claims

熱風供給用のバーナを備えた向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンと、該低温加熱処理キルンから導出される排ガスに随伴して流出する粉粒体を捕捉する集塵機とを備えると共に、前記低温加熱処理キルンから排出される粉粒体の排出先を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに切替可能とした排出先切替手段を備える一方、低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度を検出する排ガス温度センサと、高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度を検出する粉粒体温度センサとを備え、前記排ガス温度センサにて検出される排ガス温度値と予め設定した排ガス温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御する排ガス温度制御或いは前記粉粒体温度センサにて検出される粉粒体温度値と予め設定した粉粒体温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御する粉粒体温度制御のいずれかを選択してバーナ燃焼制御を行い、かつ前記集塵機にて捕捉した粉粒体を低温粉粒体貯蔵ビン或いは高温加熱処理キルンのいずれかに還元するように制御する運転制御器を備えたことを特徴とする粉粒体の加熱処理装置。
請求項１記載の粉粒体の加熱処理装置において、前記集塵機にて捕捉した粉粒体を低温加熱処理キルンの排出部に投入して低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と合流させるようにした捕捉粉粒体還元手段を備えたことを特徴とする粉粒体の加熱処理装置。
熱風供給用のバーナを備えた向流加熱方式の高温加熱処理キルンと、該高温加熱処理キルンから導出される熱風にて粉粒体を加熱する並流加熱方式の低温加熱処理キルンと、該低温加熱処理キルンから導出される排ガスに随伴して流出する粉粒体を捕捉する集塵機とを備え、粉粒体を低温にて加熱処理するときには、前記低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度が所定温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら低温加熱処理キルンにて加熱処理すると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体は気流乾燥によって加熱しながら集塵機にて捕捉し、低温加熱処理キルンから排出される粉粒体と共に回収する一方、粉粒体を高温にて加熱処理するときには、前記高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度が所定温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら、先ず低温加熱処理キルンにて予熱処理し、次いで高温加熱処理キルンにて所定温度まで加熱処理すると共に、排ガスに随伴して流出する粉粒体は集塵機にて捕捉し、低温加熱処理キルンから排出される予熱処理した粉粒体と共に高温加熱処理キルンにて加熱処理するようにしたことを特徴とする粉粒体の加熱処理方法。
請求項３記載の粉粒体の加熱処理方法において、加熱処理する粉粒体は破砕処理した廃石膏であり、該廃石膏を半水石膏とするときには、前記低温加熱処理キルンから導出される排ガスの温度が二水石膏を半水石膏に転位させる温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら低温加熱処理キルンにて加熱処理する一方、無水石膏とするときには、前記高温加熱処理キルンから排出される粉粒体の温度が二水石膏を無水石膏に転位させる温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調整しながら、先ず低温加熱処理キルンにて予熱処理し、次いで高温加熱処理キルンにて所定温度まで加熱処理するようにしたことを特徴とする粉粒体の加熱処理方法。