JPH0445468B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は流動焙焼装置に関し、特に、例えばジ
アミド石灰のような、微粉末原料を、熱媒体で形
成された流動層内で焙焼するための流動焙焼装置
に関する。本発明の装置を用いてジアミド石灰を
流動焙焼することにより、ガス搬送性に優れた生
石灰粉、更には溶脱流性に優れた石灰粉を、容易
な操作で安価且つ大量に連続的に製造することが
できる。 ガス搬送性に優れた生石灰粉の要望は近年急速
に増大してきた。しかしながら従来の生石灰粉
は、ガス搬送性に劣つた為、その安価さにもかか
わらず工業上の使用に大きな制約を受けざるを得
なかつた。このガス搬送性は、生石灰粉を微粉砕
して比表面積を増大し化学反応性を向上しようと
する様な場合、比表面積の増大に反比例して低下
すると言う致命的な欠点を生石灰粉に与えた。生
石灰粉の比表面積の増大を必要とする用途の例と
しては、極く最近急速に技術開発が進められつつ
ある溶銑の生石灰粉吹込脱硫法がある（例：特開
昭55−110712号）。この場合、生石灰粉は必要な
らば助剤と共に、搬送ガスにより溶融状態の溶眇
中に吹き込み、溶銑中の硫黄分を生石灰粉と反応
させ硫化カルシウムとしてスラグへ移行除去する
ものである。この様な用途に於いては生石灰粉の
ガス搬送性は脱硫効率と極めて重要な影響を持つ
こととなる。このため、生石灰粉のガス搬送性を
改良する試みが例えば上記特開昭55−110712号で
提案されており、生石灰粉に較べ極めて高価なシ
リコン・オイルの約0.5％添加が提案されている
様な状況である。本願発明者はこの様な高価なシ
リコンオイルの添加を必要とせず、生石灰粉のガ
ス搬送性を改善する手段として生石灰粉にジアミ
ド石灰を配合することが極めて顕著な効果を有す
ることを発見した（特願昭55−61261号）。 一方、ジアミド石灰を原料とする生石灰よりな
る脱硫剤を得ようとする試みは、特開昭54−
50414号に開示されているが、ここでは、ジアミ
ド石灰を付加的炭素物質と共に非酸化性雰囲気中
で外部加熱処理炉（静置式）で〓焼した場合に生
石灰の脱硫性がよくなる事が開示されており、酸
化性雰囲気は生石灰の活性度を低下させるので好
ましくない旨の記載があるのみである。 本発明は、ここに、粉末原料を流動層内で焙焼
するための流動焙焼装置であつて、炉本体内で熱
媒体の流動層を形成するための手段と、炉本体の
流動層部分の側面に、中心方向の二以上のニユー
マチツク式原料噴射口、又は円周方向の二以上の
ニユーマチツク式原料噴射口、又は円周方向の噴
射口及びこれと逆の円周方向の噴射口からなる二
以上のニユーマチツク式原料噴射口とを有してな
り、該粉末原料は主として61μ以下の粒度を有す
る微細粉末であり、且つ、該熱媒体は0.1〜2.5mm
の粒分が全熱媒体の少なくとも70重量％以上を占
める粒度を有するものであることを特徴とする流
動焙焼装置を提供する。 本発明の装置を用いて、ジアミド石灰より、ガ
ス搬送性に優れ且つ溶銑脱硫剤組成物の原料とし
ても極めて優れた脱硫性を有する生石灰粉を得る
ことができる。溶銑の脱硫においては、溶銑温度
の低下やスプラツシユの防止等の点より搬送ガス
量が少ないこと、即ち比較的高固形分濃度で、濃
度の変動が少なく脱硫剤を溶銑中に吹込むことが
望まれる。この様な吹込法は具体的には例えば特
開昭49−31518号に開示されており、本発明の焙
焼装置を用いて得ることができる生石灰粉は、こ
の様な方法において20N／Kg脱硫剤以下の高固
形分濃度においても優れたガス搬送性を示す。 本明細書で、「ジアミド石灰」とは、水溶液乃
至水懸濁液より、化学反応によつて沈降した微細
な炭酸カルシウムと炭素の混合物の意味で用いる
もので、例えば石灰窒素よりジシアンジアミド製
造の際や石灰窒素よりチオ尿素等を製造する際等
に副生する炭酸カルシウムと炭素の混合物を言う
が、好ましくは石灰窒素よりジシアンジアミドを
製造する際に得られる炭酸カルシウムと炭素の混
合物が最適に用いられる。ジシアンジアミドの製
造は石灰窒素水懸濁液に炭酸ガスを反応させるこ
とにより行なわれ、その際の過残渣である副生
ジアミド石灰は、一般に炭酸カルシウム70〜90
％、炭素５〜15％、その他に酸化鉄、酸化アルミ
ニウム、酸化珪素等の不純物を含有しており、極
めて微細な炭酸カルシウムと炭素を主成分とする
混合物である。この様なジアミド石灰の粒度分布
は、例えば後記実施例１〜２に詳しく記載されて
いるようなものである。この様に、ジアミド石灰
は、極めて微細分割状の炭酸カルシウムと炭素を
主成分とする微粉末混合物であり、このものを優
れたガス搬送性を有する生石灰粉に焼成し、しか
も優れた溶銑脱硫性を得ることを目的とする焼成
法は末だ知られていなかつた。斯くして、本願発
明は、ジアミド石灰を焙焼し、ガス搬送性に優
れ、望ましい化学組成を有し、ロツト内の品質の
バラツキが非常に少ない生石灰粉を得ることがで
きる焙焼装置を提供するもので、これにより溶銑
脱硫剤としても優れた脱硫性を有する生石灰粉が
工業的に安価且つ大量に製造することが可能とな
つた。 以下に本発明の流動焙焼装置を、ジアミド石灰
の流動焙焼を例にとつて説明するが、本発明はこ
れに限定されず、ジアミド石灰と同等程度の粒度
を有する微細粉末の焙焼に広く用いることができ
る。本発明で用いる熱媒体としては、非バインダ
ー性、非燃焼性の不溶融性固体媒体が利用され、
例えば生石灰、珪砂、アルミナ珪砂、クリンカ
ー、石膏粒体、長石、陶石、猟石、球石、張石、
ジルコン、ベタライト、シヤモツト、ムライト、
コージライト、シリマナイト、カイヤナイト、ア
ンダリユサイト、礬土頁岩、ケイ酸カルシウム化
合物、耐火煉瓦、金属粉末、金属酸化物粉末、ガ
ラス粉末などを挙げることができるが、好ましく
は生石灰が好適に用いられる。 之等熱媒体は流動層を形成し、導入されて来る
原料ジアミド石灰に反応または焙焼に必要な熱量
を提供するとともに、原料ジアミド石灰が十分な
焙焼が未了の中に流動層外へ飛び出してしまうの
を防止する等の作用を行うものである。この様な
効果を十分に果し、原料ジアミド石灰に良好な焙
焼を行うためには、熱媒体の粒度が0.1mm〜2.5mm
の粒分が全媒体の少くとも70重量％好ましくは80
重量％以上占めることが必要であり。好ましくは
0.2mm〜2.0mm、特に好ましくは0.25mm〜0.5mmの粒
分が少くとも70重量％好ましくは80重量％以上占
めることが望ましい。熱媒体が2.5mmを超えて大
き過ぎるときは、均一な焼成の生石灰紛が得られ
ないことが屡々起こり、又0.1mm未満と小さ過ぎ
るときは、媒体粒子の飛散が起こるので好ましく
ない。 上記熱媒体で形成される流動層中への原料ジア
ミド石灰の供給は、好ましくは熱媒体重量の0.1
倍〜５倍／時、一層好ましくは0.3倍〜2.5倍／時
にとると好結果が得られる傾向がある。５倍／時
を超えて多すぎると不均一に焙焼される傾向が強
まり、0.1倍／時未満より少なすぎると、焼締り
が生じて生石灰の反応性が低下し、且つ生産性を
低下するもので好ましくない。流動層の高さは
0.5ｍ以上好ましくは1.0ｍ〜2.0ｍあるのがよい。 斯くして、上記の如く熱媒体の粒径が特定範囲
であり、且つ導入される原料ジアミド石灰量を熱
媒体量に対して特定範囲に限定することによつ
て、始めて極めて微粒子の集合体であるジアミド
石灰を有効に生石灰粉に流動焙焼することが可能
となつたものである。これによつて前記特開昭54
−50414号の〓焼時間30〜120分が、本発明では
僅々約１分以内の焙焼時間に短縮され得ることと
なり、その生産性の著しい向上は驚くべきもので
ある。 また、熱風の空塔速度は、良好な生石灰を得る
ためには、0.8〜3.0ｍ／秒の範囲内であることが
必要であり、好ましくは1.5〜2.5／秒の空塔速度
が望まれる。0.8ｍ／秒未満と遅すぎては生石灰
粉は屡々焼き締りの傾向が生じ脱硫性も低下する
ので好ましくなく、一方3.0ｍ／秒を超えて速す
ぎては、焙焼不足（未焼成品の混入）となり、特
に内部に饅頭の飴状に炭酸カルシウムが残存し易
いので、上記熱風空塔速度の範囲が推奨される。 特に良好な焙焼効果が実現され、ガス搬送性は
勿論、脱硫剤としても良好な脱硫性を得るために
は、流動層中の滞留時間が20〜60秒であることが
好ましく、殊に30〜50秒の範囲の滞留時間である
ことが望ましい。滞留時間が60秒を超えて長すぎ
ては、焼締りが強まり脱硫性が低下するので好ま
しくなく、又20秒未満と短かすぎては炭酸カルシ
ウムが残存して脱硫性が低下するので好ましくな
い。 焙焼熱源としては、一酸化炭素、天然ガス、プ
ロパン、都市ガス等の気体燃料、重油等の液体燃
料及びコークス粉等の固体燃料も良好に使用さ
れ、又、原料ジアミド石灰中に含有される５〜15
％の固体炭素も固体燃料として有効に利用できる
し、又上記燃料の２以上の組合せも有効に利用で
きる。流動焙焼法としては、上記燃料の完全燃焼
に必要な酸素を空気の供給によつて確保されるの
が一般であるが、酸化性雰囲気で焙焼を行うこと
が好ましく、このためには、空気中の酸素量が燃
料の完全燃焼に必要な酸素量の1.05〜1.5倍好ま
しくは1.15〜1.25倍であることが望ましい。之等
の酸素量の範囲、即ち特定の酸素量の過剰で、ジ
アミド石灰を焙焼した場合、理由は不明である
が、脱硫性に於いて明らかな向上がみられること
が判つた。（例えば特願昭55−61261号参照）。
CaO結晶の微細構造の差に基づく可能性も考えら
れる。 流動焙焼の温度は、一般に炭酸カルシウムが生
石灰に分解する温度以上に保たれていればよく、
900℃〜1100℃近辺の温度が良好な結果を伴う。 なお、上述のジアミド石灰の流動焙焼法のもう
一つの特徴は、上記焙焼条件の中、特に滞留時間
と空塔速度を変更することによつて、生石灰粉に
必要に応じて炭酸カルシウム分を含有することが
できる。この様な生石灰粉は、例えばCaCO₃分
の含有率が５〜30％、好ましくは７〜25％のもの
で、優れたガス搬送性を保ちながら良好な脱硫
性、特にトーピードレードルでの脱硫性を示す。
このようなCaCO₃含有生石灰粉が良好なガス搬
送性とトーピード脱硫性を同時に有する理由は必
ずしも明かではないが、少くとも従来公知の生石
灰内部に饅頭の飴状のCaCO₃（例えば特開昭52−
111813号）を有するものでは無く、CaCO₃が生
石灰表面に主に存在するためと推定される。 次に、本発明の装置のいくつかの例を添付図面
を用いて説明する。 第１図において原料ジアミド石灰、熱媒体は共
にホツパー２より炉本体１へ供給される。供給方
式は空気輸送方式及びスクリユーフイーダー等の
機械輸送方式等が適宜採用される。燃料タンク３
より送られた燃料重油はバーナー口４で燃焼す
る。空気はフイルター６より多孔板５を通り炉底
より炉頂へと流れる。炉本体１の中で焙焼した生
石灰は炉頂より排風管７を通つてサイクロン８で
大部分捕集され製品ホツパー１０に入る。排風は
サイクロン８を通り排風管９を通つてバツグフイ
ルター（図示せず）へ導かれ、随伴する一部の生
石灰粉が捕集される。 第１図は、本発明の基本的装置を示したもので
あり、実際は熱効率を上げるための各種熱交換器
を用いたり、又流動性も数個用いたり、多段式に
したりすることもできる。第２図は原料ジアミド
石灰の炉内での偏在を防ぐためニユーマチツク噴
射供給方式において、噴射口１１を炉本体１に複
数箇炉本体の中心方向に設けた例である。又、必
要に応じて第３図の如く炉本体の円周方向に傾け
た複数個の噴射口１１′を有していてもよく、更
に第４図の様に逆方向の二組目の複数箇噴射口を
２段に設けることも好適に行なわれる。 この様に二以上の原料供給口を設けることは、
微細粒子の集合体であるジアミド石灰の流動焙焼
においては好ましく、特に燃料として固形燃料例
えばコークス粉をジアミド石灰に配合して炉本体
に供給する場合においてより均一な焙焼効果が達
成されるので好ましい。 以下に実施例により本発明の具体的説明を行
う。 実施例 １〜２ 第１図及び第２図に示した、内径500mm、高さ
300mmで、炉本体にその中心方向に向いた５個の
噴射口を有する流動焙焼炉を用い、粒度0.25〜
0.5mmが85重量％の生石灰を熱媒体とし、炉内温
度1000℃で第２表に示す条件でジアミド石灰を焙
焼し、サイクロンより焼成石灰粉を得た。 使用したジアミド石灰の化学組成および粒度分
布は第１表のものである。

【表】

【表】 倍数
上記第２表に示す流動焙焼条件で得られた焼成
生石灰粉の化学組成および粒度分布を第３表に示
す。

【表】

【表】 実施例１及び２で得られた焼成生石灰粉の脱硫
性能およびガス搬送性を試験した結果を参考例に
示した。 参考例 １〜３ 硫黄含有量0.035〜0.039％の溶銑300〜350T充
填された350T容量のトーピードレードルに特開
昭49−31518号に記載の吹込み装置で、乾燥窒素
ガスをキヤリアガスとして第４表に示す生石灰粉
を吹込速度80〜150Kg／分の条件でランスを用い
脱硫を行つた。 結果は第４表に示す。 第４表中の参考例１〜３に於いて用いた生石灰
粉は下記のものである。 １） （生石灰）DL₁：前記実施例１で得た焼成
生石灰粉 ２） （生石灰）DL₂：前記実施例２で得た焼成
生石灰粉 ３） （生石灰）＊：特開昭54−86417号明細書、
第１表、実施例、〓焼No.４に記載のジアミド石
灰を〓焼原料とし、窒素ガス、950℃、60秒の
〓焼条件で得られたもの。粒度100μ下が85重
量％。 第４表中に用いた用語の意味は次の通りであ
る。 (イ) 原単位： 溶銑中に吹込まれた生石灰粉の重量（Kg）／溶銑の
重量（Ｔ） (ロ) キヤリアガス／生石灰粉： 使用したキヤリアガスの流量（Nl／min）／生石灰
粉の吹込速度（Kg／min） (ハ) 吹込圧：生石灰粉のキヤリアガスに同伴さ
せ、溶銑中に吹込み時の、吐出部に接続される
キヤリアガスの圧力（Kg／cm²）（特開昭49−
31518号明細書の第２図に於いて吐出孔４に接
続される相対に低い圧力P₃に該当する。 (ニ) 脱硫性能：S₁＝脱硫前の溶銑中の硫黄含有率
（％） S₂＝脱硫後の溶銑中の硫黄含有率
（％） S₁−S₂（＝△Ｓ）／原単位 参考例 ４ 工業用カーバイドの原料生石灰で化学組成が
CaOとして95重量％、粒度100μ下が50重量％の
生石灰を用いた以外は前記参考例１〜３と同一条
件で脱硫を行つたが、キヤリアガス／生石灰粉を
70N／Kg以上にしても吹込み不能であつた。 第４表に示すように本発明の流動焙焼装置を用
いて得られた実施例１、実施例２の焼成生石灰粉
は脱硫性能、ガス搬送性に於いて優れた性能を示
した。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の流動焙焼装置の原理図であ
り、１は炉本体、２は原料ホツパー、５は多孔
板、１０は製品ホツパーを示す。第２〜４図は炉
本体の横断面図で、１１は中心方向を向いたニユ
ーマチツク式の原料噴射口、１１′は円周方向に
傾いた原料噴射口を示す。第４図は第３図の噴射
口に更に逆方向の噴射口を二段に設けたものであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭酸カルシウムを主成分とする粉末原料を流
   動層内で焙焼して生石灰粉を製造するための流動
   焙焼装置であつて、炉本体内で熱媒体の流動層を
   形成するための手段、並びに炉本体の流動層部分
   の側面に中心方向の二以上のニユーマチツク式原
   料噴射口、円周方向の二以上のニユーマチツク式
   原料噴射口、又は円周方向の噴射口及びこれと逆
   の円周方向の噴射口からなる二以上のニユーマチ
   ツク式原料噴射口を有してなり、該粉末原料は主
   として61μ以下の粒度を有する微細粉末であり、
   且つ、該熱媒体は0.2〜2.0mmの粒分が全熱媒体の
   少なくとも70重量％以上を占める粒度を有するも
   のであつて、該生石灰粉は炉本体の頂部よりキヤ
   リーオーバー方式で取り出されることを特徴とす
   る流動焙焼装置。 ２ 原料がジアミド石灰である特許請求の範囲第
   １項記載の流動焙焼装置。