JP6490841B1 - 消石灰の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】生石灰の反応熱を有効に利用することができる消石灰の製造方法を提供する。【解決手段】生石灰に水を加えて消化機４および熟成機６で消化・熟成させることにより消石灰を製造する消石灰の製造システム１Ａにおいて、熟成機６に付設された集塵器７で粉塵が除去された後の水蒸気をファン１０を介して熱交換器１１に導入するとともに、水蒸気と熱交換する空気としてファン１２により大気を熱交換器１１に導入し、熱交換器１１において水蒸気との熱交換により昇温された空気の一部を、熟成機６の後段に設置した消石灰貯留槽８内に送り込んで消石灰を乾燥するものとする。【選択図】図１
Description
本発明は、例えば、ごみ焼却炉やボイラー等の排ガス中の酸性ガスを除去する薬剤として広く用いられている消石灰の製造方法に関するものである。
従来、生石灰と水とを反応させて消石灰を製造する工程において、酸性ガス除去性能が高い消石灰を製造するために、水の添加量を多くして高含水率の消石灰を製造する場合がある（特許文献１参照）。
この場合、図５に示される従来の消石灰製造システム１０１において、生石灰タンク１０２からの生石灰に水を加えて消化機１０３および熟成機１０４で消化・熟成させることによって得られる高含水率の消石灰は、熟成機１０４にて含有水分の均一化および含有水分の一部の乾燥を行った後、乾燥機１０５による乾燥工程を経て製品化される。ここで、乾燥工程では、水分０．１〜０．５％、特に０．１〜０．２％となるように乾燥するのが好ましいとされている（特許文献２（第５頁、段落〔００２８〕）参照）。また、乾燥機１０５としては、パドルドライヤー、ベルト乾燥機、バンド乾燥機、ロータリー乾燥機、流動乾燥機、気流乾燥機、電磁波乾燥機、赤外（遠赤外）乾燥機等のいずれでもよいとされている（特許文献２（第５−６頁、段落〔００３７〕）参照）。
上記特許文献１，２に記載の消石灰の製造方法を実施するための図５に示される消石灰製造システム１０１では、高含水率の消石灰を製造する工程において生石灰に過剰に加えた水が、その生石灰との反応熱により蒸発し、水蒸気となる。この水蒸気中には、生石灰および消石灰の粉塵が含まれており、この粉塵は集塵器１０６において除去される。ところが、集塵器１０６において粉塵が除去された後の水蒸気（約１１０℃）はファン１０７を介して大気中に放出されるため、熱エネルギーが有効に利用されていないという問題点がある。
また、高含水率の消石灰は、熟成機１０４の後段に別途設けた乾燥機１０５にて乾燥を行うが、乾燥機１０５を新たに設置することに加え、電気もしくは化石燃料などのエネルギーを別途消費するという問題点がある。
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、生石灰の反応熱を有効に利用することができる消石灰の製造方法を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本発明による消石灰の製造方法は、
生石灰に水を加えて消化させることにより消石灰を製造する消石灰の製造方法において、
前記生石灰と水との反応により発生した水蒸気の熱を回収し、回収した熱を用いて、前記生石灰と水との反応により生成した消石灰を乾燥させることを特徴とするものである（第１発明）。
生石灰に水を加えて消化させることにより消石灰を製造する消石灰の製造方法において、
前記生石灰と水との反応により発生した水蒸気の熱を回収し、回収した熱を用いて、前記生石灰と水との反応により生成した消石灰を乾燥させることを特徴とするものである（第１発明）。
本発明において、前記生石灰と水との反応により発生した水蒸気の熱を回収するに伴いその水蒸気を凝縮させて水を生成し、生成した水を前記生石灰と反応させる水として再利用するのが好ましい（第２発明）。
本発明によれば、生石灰と水との反応により発生した水蒸気から回収した熱によって、生石灰と水との反応により生成した消石灰が乾燥されるので、生石灰の反応熱を有効に利用することができ、消石灰の乾燥のために必要とされる電気もしくは化石燃料の使用量を大幅に削減できて、エネルギー効率の高い消石灰の製造システムを構築することができる。
また、第２発明の構成を採用することにより、生石灰と水との反応により発生した水蒸気を凝縮させて得られた水を、生石灰の消化に再利用できるため、水の使用量を大幅に削減することができる。
次に、本発明による消石灰の製造方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
〔第１の実施形態〕
図１に示される消石灰製造システム１Ａにおいては、消化水タンク２に貯留されている水がポンプ３を介して消化機４に定量供給されるとともに、生石灰タンク５から生石灰が消化機４に定量供給される。
図１に示される消石灰製造システム１Ａにおいては、消化水タンク２に貯留されている水がポンプ３を介して消化機４に定量供給されるとともに、生石灰タンク５から生石灰が消化機４に定量供給される。
消化機４内の消化反応で生成した水分を含む消石灰は、熟成機６内に導入され、熟成機６で熟成される。熟成機６においては、生石灰との反応熱により水が蒸発し、水蒸気となる。この水蒸気中には、生石灰および消石灰の粉塵が含まれている。
熟成機６の上方には、集塵器７が付設されており、熟成機６から集塵器７に導入された水蒸気に含まれる生石灰および消石灰の粉塵が集塵器７において除去される。
また、熟成機６の後段には、消石灰貯留槽８が設置されており、熟成機６で熟成された消石灰は消石灰貯留槽８に貯留される。
また、熟成機６の後段には、消石灰貯留槽８が設置されており、熟成機６で熟成された消石灰は消石灰貯留槽８に貯留される。
集塵器７の出口側に設置されたファン１０の後段には、熱交換器１１が設置され、この熱交換器１１に、集塵器７で粉塵が除去された後の水蒸気がファン１０を介して導入される。
熱交換器１１においては、導入された水蒸気と、空気とを間接的に熱交換させることにより、水蒸気を凝縮させ、４０〜６０℃の水とする。凝縮された水は、消化水タンク２に貯蔵され、消化水として再利用される。
水蒸気と熱交換する空気としては、ファン１２により熱交換器１１に送り込まれる大気（０〜４０℃）を用い、大気を熱交換器１１に導入し、水蒸気との熱交換により１００〜１１０℃に昇温させる。
昇温された空気の一部は、熟成機６の後段に設置した消石灰貯留槽８内に送り込まれ、消石灰の乾燥に使用される。なお、昇温された空気の送り込み先は、熟成機６内でも良い。昇温された空気の残部は、別の熱利用先へと送られる。
熱交換器１１においては、導入された水蒸気と、空気とを間接的に熱交換させることにより、水蒸気を凝縮させ、４０〜６０℃の水とする。凝縮された水は、消化水タンク２に貯蔵され、消化水として再利用される。
水蒸気と熱交換する空気としては、ファン１２により熱交換器１１に送り込まれる大気（０〜４０℃）を用い、大気を熱交換器１１に導入し、水蒸気との熱交換により１００〜１１０℃に昇温させる。
昇温された空気の一部は、熟成機６の後段に設置した消石灰貯留槽８内に送り込まれ、消石灰の乾燥に使用される。なお、昇温された空気の送り込み先は、熟成機６内でも良い。昇温された空気の残部は、別の熱利用先へと送られる。
この消石灰製造システム１Ａによれば、生石灰と水との反応により発生した水蒸気と、空気とを熱交換器１１において熱交換して得られた加熱空気によって、生石灰と水との反応により生成した消石灰が乾燥されるので、生石灰の反応熱を有効に利用することができ、別途加熱空気を用意する必要がなく、消石灰の乾燥のために必要とされる電気もしくは化石燃料の使用量を大幅に削減できて、エネルギー効率の高い消石灰の製造システムを構築することができる。
また、消石灰製造システム１Ａによれば、生石灰と水との反応により発生した水蒸気と、空気とを熱交換器１１において熱交換して水蒸気を凝縮させて得られた水を消化水として、生石灰の消化に再利用するようにしているので、水の使用量を大幅に削減することができる。
〔第２の実施形態〕
図２には、本発明の第２の実施形態に係る消石灰の製造方法を実施するための消石灰製造システムのフロー図が示されている。なお、本実施形態において、先の実施形態と同一または同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては本実施形態に特有の部分を中心に説明することとする（以下の第３の実施形態および第４の実施形態についても同様）。
図２には、本発明の第２の実施形態に係る消石灰の製造方法を実施するための消石灰製造システムのフロー図が示されている。なお、本実施形態において、先の実施形態と同一または同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては本実施形態に特有の部分を中心に説明することとする（以下の第３の実施形態および第４の実施形態についても同様）。
図１に示される消石灰製造システム１Ａにおいて、製造される消石灰の含水率によっては、加熱空気の温度が１００〜１１０℃では消石灰の乾燥に必要な熱量に満たない場合がある。その場合、図２に示されるように、熱交換器１１の後段に空気加熱器１３を設けて、熱交換器１１からの加熱空気を更に昇温させる。これにより、製造される消石灰の含水率が高くても、消石灰を確実に乾燥させることができる。
〔第３の実施形態〕
第１の実施形態および第２の実施形態では、加熱空気を消石灰貯留槽８または熟成機６に挿入することにより、消石灰を乾燥しているが、第３の実施形態では、図３に示されるように、内部に水蒸気を流通させた伝熱管１４を熟成機６と消石灰貯留槽８のいずれか、もしくは両方に挿入し、間接加熱により消石灰を乾燥させるようにしている。なお、間接加熱後の水蒸気は、冷却器１５を用いて４０〜６０℃とし、消化水として再利用される。
第１の実施形態および第２の実施形態では、加熱空気を消石灰貯留槽８または熟成機６に挿入することにより、消石灰を乾燥しているが、第３の実施形態では、図３に示されるように、内部に水蒸気を流通させた伝熱管１４を熟成機６と消石灰貯留槽８のいずれか、もしくは両方に挿入し、間接加熱により消石灰を乾燥させるようにしている。なお、間接加熱後の水蒸気は、冷却器１５を用いて４０〜６０℃とし、消化水として再利用される。
〔第４の実施形態〕
第１の実施形態において、集塵器７の本体内壁における結露を防止するために、本体外壁に電気ヒータを設置する場合がある。この場合、図４に示されるように、熱交換器１１で昇温された１００〜１１０℃の空気を流通させた伝熱管１６を集塵器７の本体外壁に巻き付けてその本体外壁を加熱することにより、電気ヒータの代わりとすることができて、集塵器７の本体内壁における結露による消石灰の内壁への付着を防止することができる。
第１の実施形態において、集塵器７の本体内壁における結露を防止するために、本体外壁に電気ヒータを設置する場合がある。この場合、図４に示されるように、熱交換器１１で昇温された１００〜１１０℃の空気を流通させた伝熱管１６を集塵器７の本体外壁に巻き付けてその本体外壁を加熱することにより、電気ヒータの代わりとすることができて、集塵器７の本体内壁における結露による消石灰の内壁への付着を防止することができる。
以上、本発明の消石灰の製造方法について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の消石灰の製造方法は、生石灰の反応熱を有効に利用することができるという特性を有していることから、例えば、ごみ焼却炉やボイラー等の排ガス中の酸性ガスを除去する薬剤として広く用いられている消石灰の製造の用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が高い。
１Ａ〜１Ｄ 消石灰製造システム
２ 消化水タンク
３ ポンプ
４ 消化機
５ 生石灰タンク
６ 熟成機
７ 集塵器
８ 消石灰貯留槽
１０ ファン
１１ 熱交換器
１２ ファン
１３ 空気加熱器
１４ 伝熱管
１５ 冷却器
１６ 伝熱管
２ 消化水タンク
３ ポンプ
４ 消化機
５ 生石灰タンク
６ 熟成機
７ 集塵器
８ 消石灰貯留槽
１０ ファン
１１ 熱交換器
１２ ファン
１３ 空気加熱器
１４ 伝熱管
１５ 冷却器
１６ 伝熱管
Claims (2)
- 生石灰に水を加えて消化させることにより消石灰を製造する消石灰の製造方法において、
前記生石灰と水との反応により発生した水蒸気の熱を回収し、回収した熱を用いて、前記生石灰と水との反応により生成した消石灰を乾燥させることを特徴とする消石灰の製造方法。 - 前記生石灰と水との反応により発生した水蒸気の熱を回収するに伴いその水蒸気を凝縮させて水を生成し、生成した水を前記生石灰と反応させる水として再利用することを特徴とする請求項１に記載の消石灰の製造方法。
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