JPH04507367A - 粒子状材料の加熱処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子性物質の加熱および処理 発明の分野 本発明は、熱ガス、たとえば溶融浴反応器からのオフガスの流れを利用した固体 粒子性物質の加熱および処理に関する。

炭酸塩物質たとえば石炭石を本発明に準じて処理し、続いて溶融浴反応型中鉄鉱 石から得られたスラグに添加してポルトランド型セメントを作ることができる。

別法としては、処理した炭酸塩物質を続いて、たとえば直接鉄製造溶融浴反応器 、フェロアロイ溶融浴反応器、または非第−鉄溶融浴に添加することができる。

発明の背景 溶融浴中、溶鉱炉スラグからポルトランド型セメントを製造する方法では、スラ グに炭酸カルシウムまたは酸化カルシウムを添加する必要がある。

本発明の目的は、溶融浴反応器を離れる熱オフガスのエネルギーを利用すること により、爛焼のための付加エネルギーの要求を最小限にすることである。

例えば石炭石の■焼は、種々の炉中で行われる：垂直溶鉱窓（ｖｅｒｔｉｃａｌ 　５ｈａｆｔ　ｋｉｌｎｓ）、回転窯（ロータリーキルン）、回転炉床窯、二連 および多連式再生窯、流動床および飛沫同伴流（ｅｎｔｒａｉｎｅｄ　ｆｌｏｗ ）反応器。

垂直溶鉱窓は、その他の型式の窯と比較して低品位の石炭を製造し、約５Ｑｍｍ もの大きさのものしか原料供給できない。より小さい原料を供給すると、結果的 に有孔性が不十分な充填床になる。それにもかかわらず、垂直溶融窯は、エネル ギー効率の高い窯である。

回転窯は、はとんどどのような大きさの原料の供給も可能であり、約１ｍ＋ｎの 大きさにまで下げることができる。しかしながら、エネルギー効率を良くするた めに、窯と合わせて予熱用ヒーター（ｐｒｅｈｅａｔｅｒ）を組み入れる必要が ある。これらを組み合わせることにより、資本および維持経費が高くつくといっ た二重の不利益をこうむることになる。

二連および多連式再生窯は、エネルギー効率は良好である。なぜならば、■焼窯 からの非ガスは、他の窯の予熱に用いられるからである。この連続は窯の回りで 続けられる。すなわち６窯で連続的に予熱し、爆燃する。しかしながら、この型 の窯は、微小な大きさの物質の処理には適していない。

流動床爆燃器は、一般的に溶鉱濾よりも、より微小な大きさの物質を処理するこ とができる。しかしながら粒子の大きさの分布を制御することが重要であり、流 動化には多量の熱高圧ガスが必要である。

あいに（、これらの方法のいずれも、通常粘着性および／または溶融性物質を含 有する溶融浴反応器からの熱オフガスが爆燃のエネルギー源として使用できるよ うに適用することはできない。

米国特許第３０２２９８９号（ユニオン・コマース・バンク）では、水硬化セメ ントの製造方法が開示されている。この方法では、粒子の流動床があり、この中 でガスが燃焼している。結果的に特定量の粘着性粒子ができるが、粘着性の程度 は、大きな粒子を互いに接着させるには不十分であるように調節され、流動塊の 集塊は、それにより防止される。

あいにくこの方法は、高温を供給するために燃料を燃焼する必要がある。粘着性 粉体および／または溶融性小滴を含有する溶融浴からの熱オフガスを、高温を供 給するために使用するということは恐らくない。この方法は、高固体装填（ｈｅ ｉｇｈ　ｓｏｌｉｄｓ−１ｏａｄｉｎｇ）で操作され、結果として、ガスが床を 流れていくように圧滴が大きい必要がある。さらに流動床の混合特性が良好であ るので、床中の最も熱い粒子の温度と最も冷たい粒子の温度間であまり大きな差 はできない。

ポリシラス・ゲゼルシャフト・ミツト・ベシュレンクテル・ハフランクによる特 許出願第Ｐ２５１５１５１Ｖａ／１２ｇでは、懸濁液中の粉末化または顆粒化物 の燃焼、爆燃および焼結のための装置およびそのような装置のための操作方法に 関して開示する。その装置は、横断面が平らに伸ばした、または「パンケーキ」 のような形の、改造した遠心分離器のようである。

ポリシラスの明細書の図面は混乱しており、明細書に矛盾しているようである。

なぜならば、処理ガスの流路、処理すべき粉末化または顆粒化物質および増熱剤 はでたらめに描かれている。最高の成果は、処理すべき物質の飛沫同伴がほんの 一時であり、処理した物質はほとんど即座に処理ガスから分離されるということ であろう。

粒子が互いに接触するのを最小限に抑える試みはなされていないようであり、そ の結果集塊の危険性を伴う。さらに、粒子は除去用の処理チャンバーの壁へ移行 し、この場合、壁への付着が増加する危険性を伴う。

さらに、粉末化または顆粒化物質は、空気に対して逆流して注入されるようであ る。加えて、増熱剤は比較的小さな空間で燃やされ、そこでは粒子およびガスが 逆流して移行する。これは猛烈な乱流を引き起こすにちがいなく、粒子は互いに および処理チャンバーの壁と接触している。

最後に、ポリシラスの装置および方法はオフガスからのかなりの熱を役立てず、 むしろ熱は燃料を燃焼させることにより供給しなければならない。

本発明の簡単な要約 本発明は、ガス中飛沫同伴される固体の粒子を、今までの技術で到達するよりも 高温にさらした場合、望ましい効果、たとえば爆燃および／または固体粒子のバ ルクの温度上昇を得ることができるという観察に依存する。粒子は高温まで加熱 されるので、化学反応はより速くおこり、そのために、粒子はほんの短時間でこ れらの高温にまで上昇させる必要がある。

説明および請求の範囲において、「粒子性物質」なる用語は、処理を行う供給物 質の粒子を称するために用いる。微細に分割した物質を高温の処理ガスの供給原 料中に飛沫同伴する場合、（部分的溶融性または「粘着性」物質に関して）「粉 体」および（溶融性物質に関して）「小滴」なる用語を用いる。しかしながら一 度処理を行うと、粉体および小滴は粒子性物質の一部を形成し、その理由は明白 である。

本発明の目的は、ガスに飛沫同伴された粒子性物質が１個または複数個の挿入口 （ａｎ　１ｎｌｅｔｐｏｒｔ　ｏｒ　ｐｏｒｔｓ）を通ってチャンバーへ通過す ることにより得ることができるが、そのチャンバーでは、粒子性物質の流れが管 口（ｏｒｉｆｉｃｅ）を通って導入された高温ガスの流れと、少な（とも粒子性 物質の一部が急速に加熱され、加熱された粒子性物質および少なくとも大部分の 未加熱粒子性物質が流パターン中の粒子相互間およびチャンバー内部表面との接 触が最低である流パターンに入るような方法で一緒になる。

粒子性物質のバルク温度は、チャンバーを離れる前に実質的に平衡に達している のが好ましい。この方法では、粒子はチャンバーを離れる前に、粘着温度以下に 冷却されている。

これは本質的に飛沫同伴の方法であり、チャンバー内で処理されている粒子性物 質のバルクは、ガス中の飛沫同伴によりチャンバーを通って移動するということ が、本発明の重要な様相である。要約すると、通常の気泡発生床流動の領域は不 必要であり、粒子性物質が相当長い時間チャンバー中に留まる必要はないが、処 理した物質は、さらに処理するために１回またはそれ以上チャンバーを通過する ことかできる。

本発明はＰＪ第４５４５号「高温オフガスを用いた金属酸化物鉱石の予加熱およ びよ予還元」およびＰＪ第４５４６号「溶融浴反応器によるフェロクロームの製 造］に記載された発明をさらに発展させたものであり、両発明は、本発明者の名 の下になっており、現在では完了している。

本発明の１つの態様において、微細に分割した炭酸塩物質、たとえば石炭石、リ ョウ苦土鉱、苦灰岩またはこれらの物質の混合物は、少なくとも部分的に煽焼で き、物質のバルクは比較的高温まで上昇させて、化学的もしくは冶金学的工程に 添加するかまたはさらに処理、たとえばさらに■焼するために備えることができ る。

高温ガスは、任意の適当な源から得ることができるが、溶融浴からのオフガスが 便宜的である。オフガスを用いる場合、反応に準じた方法は粒子性物質の反応お よび／または加熱の機能を果し、オフガス自身は抑制される。オフガスは物質の 粘着性粉体または溶融性小滴を含有することができる。粘着性粉体または溶融性 小滴はダクトおよびチャンバー表面に付着するという深刻な問題を生じる。従っ て、これらの粒子の存在は、高温ガスの熱エネルギー利用を非常に困難なものに してきた。

オフガス中に飛沫同伴した任意の粘着性または溶融性物質は、処理中の粒子性物 質に付着することができる。多くの場合、この付着物質が特定量存在することは 、十分許容できる。

本発明は、粘着、付着および集塊の問題を大部分克服する。従って、粘着性粉体 または溶融性小滴を含有する熱溶融浴反応器オフガスは、ダクト中溶融浴反応器 へ運ばれる。粉体または小滴とダクトの内部表面との接触を最低にしなければい けないという要件はない。

むしろ、ダクトの内部表面上の沈着の累積は、ダクト表面を相当高温に維持する ことにより最低に抑えられる。この効果はオフガスの流速により、そして好まし くはダクトの傾斜により支援される。

粘着性粉体または溶融性小滴を含有する熱溶融浴反応器オフガスがチャンバーに 入った後のみ、粒子または小滴とチャンバーの内部表面の接触が最低限に抑えら れなければならない。溶融段階から固化段階への移行は、大部分チャンバー内部 で行われ、流パターンが、粉体または小滴の混合物および供給粒子性物質と比較 的冷たいチャンバーの内部表面との接触をかなり減少させる。このようにダクト からチャンバーへの横断面での急激な変化は、熱い内部表面と比較的冷たい内部 表面と隔てる。

粒子がチャンバーの出口に達する時、これらは粘着する温度以下の温度まで冷却 されている。それ故、粒子とダクトまたは装置の表面との接触を最低に抑える必 要はもはやなく、確立されたガス／固体処理方法を用いることができる。

本発明はまた、少なくとも１個の高温のガス用の管口、少なくとも１個のガスに 飛沫同伴された粒子性物質用の挿入口および処理した粒子性物質用の出口を含み 、（複数の）管口、（複数の）挿入口および出口の内部配置が、少なくとも粒子 性物質の一部が急速に加熱され、熱粒子性物質および少なくとも残留する粒子性 物質の大部分が、個々の粒子相互およびチャンバー内部表面との接触が最低にな り、粒子性物質のバルク温度が平衡に近い流パターンに入るようになっている、 粒子性物質の熱処理用チャンバーをも提供する。

本発明はさらに、上記で定義したチャンバーに役立つ、例えば特許出願ＰＪ第４ ５４５号、第４５４６号およびＰＫ第０４２６号に準じた方法で、処理した粒子 性物質を溶融浴へ注入するために供給する装置を供給する。

従って、本発明は以下の利点を有する：（１）チャンバーに原料供給した粒子性 物質の一部は非常に高温まで加熱できる。たとえば、粒子性石炭石の場合、この ような高温度で急速に■焼する。

（２）粒子保全の損失および内部表面への付着の増加が制限される。

（３）処理した粒子性物質の微細に分割された大きさを保持することは、次段階 の加工を支援する。

（４）オフガスのかなりの熱が役立てられ、全体のエネルギー要求が減少する。

（５）オフガス中の熱い粘着性粉体または溶融性小滴を除去でき、熱を回復させ ることができる。通常の方法では、このような粒子が存在すれば、熱の回収は非 常に困難である。

図面の簡単な説明 添付の図に示した態様は説明のみと目的とするものである。入口および出口の配 置および位置は、上記で示したような望ましい結果を得るために必要に応じて変 更することができる。

添付した図面において、図１は粒子性炭酸塩物質たとえば石炭石の加熱および処 理に関して記載された本発明の１つの態様を説明する。溶融浴反応器からのオフ ガスは、加熱および燃焼チャンバーへ通じる。新鮮な炭酸塩物質もまたこのチャ ンバーへ、そしてそこから固体とガスとを分離する分離チャンバーへ通過する。

処理炭酸塩物質流は、次に２個の部分に分かれる（これらの部分は同等である必 要はない）。１個の部分はチャンバーに再循環し、一方もう１個の部分は溶融浴 反応器に加えられる。

図２は、本発明の別の態様を説明し、これは石炭石の一部が予め■焼しないで溶 融浴反応器へ原料供給することを特徴とする。

図３は本発明の別の態様を説明し、これは熱オフガス中の石炭石をある程度燃焼 し、非燃焼石炭石を溶融浴反応器へ直接的にある程度装填し、および確立された 燃焼方法で幾分かの添加石炭石を燃焼することを特徴とする。

図４は、本発明の別の態様を説明する。この態様において、より冷たい粒子性物 質は、チャンバー出口に近いがチャンバー壁に接近してチャンバーに導入され、 内部表面に近接した冷たい粒子の下垂カーテンを提供する。これらのより冷たい 粒子は、チャンバーのオフガス導入口に向かって落ちるので、オフガス流中に飛 沫同伴され、ガスおよび固体の出口を通ってチャンバーを離れる。

本発明の詳細な説明 本発明は、特に加熱および■焼石炭石に関して記載されるが、ある範囲内の粒子 性物質、たとえばその他の炭酸塩鉱物にも適用できる。ある種の炭酸塩含有鉱物 は、１種以上の炭酸塩を含有する。たとえば、白雲石は炭酸カルシウムおよび炭 酸マグネシウムの両方を含有する。一方または両方の炭酸塩を燃焼するのが有利 な点である。

爆燃すると、結果的に炭酸塩または炭酸塩成分全てを爆燃することはできないと いうことが認識されている。

本発明は、温度上昇した、所望により還元能力を有するオフガスを産生ずる任意 の反応器と組み合わせて使用することができる。これは鍜焼物質の予備用に、溶 融浴反応器に加えられた融剤として用いることができ、そのようにして望ましい 組成のスラグが得られる。

従って、これは溶融浴反応器、たとえば鉄鉱石由来のスラグからポルトランド型 セメントを製造するために用いられる溶融浴と組み合わせるととりわけ有用であ る。

本発明は、１つの態様において、乾式冶金反応器オフガスから発生する相当な熱 の幾分か（および、所望により化学エネルギーの幾分か）を利用し、炭酸塩物質 を加熱および爆燃する。これらの炭酸塩の粒子は非常に高温まで加熱することが でき、炭酸塩の爆燃速度を増強できる。

たとえ用いた温度が、可能な限りの高温よりも低いとしても、本発明による方法 は、ガス流中の粒子相互のおよびまた内部表面との接触を減少させることにより 、以前の技術を改善する。本発明はまた、微細物質、および弱い性質のために破 壊し、微細物質を形成する傾向にある物質の処理をも可能にする。

−力木発明は、用いられている反応器オフガスが粘着性または溶融性粒子を含有 する場合、特別な優越性を有するが、本発明は反応器オフガスが粘着性粉体また は溶融性小滴を含まない場合にも用いることができる。

粒子性質はチャンバー中で加熱し、また他の目的で処理する場合もあるのだが、 このチャンバーは伸長しているのが好ましい。

熱ガス用の（複数の）管口は、チャンバーの片端に位置し、軸方向にまたはチャ ンバーの縦軸に近いのが好ましい。

粒子性物質用の（複数の）入口は管口の近くに位置するのが好ましい。（複数の ）入口の進入方向は放射状かまたはわずかにチャンバーの周囲に接していてもよ い。わずかに接して進入する場合、ガスおよび粒子性物質のバルク循環がある程 度チャンバー内におこる。

さらに、１個または複数個の口の適切な形状および／または配向により、粒子性 物質を飛沫同伴するガスにある程度のうす巻きを付与することができる。

チャンバーの横断面は、対応する（複数の）管口の横断面よりも望ましく十分に 太き（、オフガスとチャンバー壁との直接的な接触を最低に抑える。

そのまたは各々の管口およびそのまたは各々の進入口の形状は、滑らかで内部表 面が丸く、デッド・スペースが最小になるように選択され、口の回りでの溶融浴 反応器からの粒子の集塊を減少または排除する。

たとえば炭酸塩物質粒子は、オフガスの進入点に近接した１個または複数の地点 で、望ましくチャンバー内に導入される。炭酸塩物質粒子はバルク貯蔵室から、 または最初に記載したチャンバーとの連動した別のチャンバーから源を発しても よい。粒子は任意の適当なガス、たとえば完全に酸化されたオフガスによりチャ ンバーに移行させられる。

炭酸塩物質粒子は、チャンバー内でガスのバルク流に飛沫同伴されるような方法 でオフガス流中に導入され、粒子と内部表面の接触は最低になる。微細炭酸塩物 質粒子には熱オフガスとの接触を通して急速に非常に高温まで加熱されるものが ある。その他の粒子は熱ガスとはあまり効果的に接触せず、それ故に、それ程高 温まで加熱されない。要約すると、特定の流パターンがチャンバー内部のチャン バー壁付近で生じる。熱はチャンバー壁を通って失われる。最も熱い粒子もまた 幾分、最初に同程度まで加熱されなかったその他の粒子に熱をうばわれることに より冷却される。この段階では、流パターン中の粒子は粘着温度以下の温度に低 下したと考えられる。

熱炭酸塩粒子間の接触は、熱ガスと炭酸塩物質の相対比を変えることにより最低 限に抑えることができる。通常利用可能なガスの量が「与えられ」、そして例え ば濾の操作に依存する。従って粒子性物質の原料供給速度はガス流に同調させ、 可能な限り、炭酸塩物質粒子間の望ましくない衝突を避け、チャンバー内の目標 温度を調節する。

粒子が加熱および■焼チャンバーを離れる時までに、これらは本質的に一律の温 度になる。この温度は十分に近いので、粒子と引き続き通常的な装置で扱うこと ができる。

チャンバーは非ガスを誘導する伸長した立上り管（ｒｉｓｔｅｒ）または取出し 排気筒（ｏｆｆｔａｋｅ　ｆｌｕｅ）を装着でき、この場合、粒子はさらに冷却 される。

特定の環境下では、製造物は冷却しそこからのエネルギーを回復するために、た とえばチャンバーおよび立上り管のどちらか一方がまたは両方に外部冷却を配備 するのが望ましい。逆に、たとえば適当な耐火性物質を使用することにより、最 大限の熱回復が得られるよう隔絶を配備するのが望ましいだろう。

一度粒子がチャンバー内で望ましい温度にまで冷却されると、チャンバーから抜 き出すことができ、たとえば遠心分離機中法の段階に通過できる。

温度上昇した領域での粒子の滞留時間は、溶融浴オフガスおよびキャリヤーガス の一方または両方の流速を調整することにより制御できる。

粒子は必要に応じて１度またはそれ以上チャンバーを通過することができること を留意すべきである。

酸素含有ガスをオフガス中に導入し、ガス中の任意の可燃成分を燃焼することに より、オフガスの化学エネルギーを利用することができる。

本発明の１つの態様において、この方法に用いられた全ての炭酸塩物質は、本発 明に記載された加熱器／爆燃器で処理される。加熱し、十分に■焼した物質は、 次に溶融浴反応器に原料供給される。

本発明の別の態様において、■焼物質の溶融浴反応器工程要件は、本発明に記載 された加熱器／■焼器中で爆燃され得る量を超過する。

このような状況下では、さらに炭酸塩物質を非■焼形態で溶融浴反応器中に直接 的に注入できる。また別法として、添加する炭酸塩物質の一部または全てを溶融 浴反応器に原料供給する前に確立された工業的な燻焼方法（たとえば、回転窯、 溶鉱窯、流動床、噴流層■焼器）で■焼してもよい。

本発明の別の態様において、より冷たい粒子性物質の下垂カーテンは、チャンバ ーの内部表面への近接を維持している。要約すると、このカーテンは、内部表面 に接している粒子のみが粘着温度を下まわるほど十分に冷却された粒子であるこ とを保証する。溶融浴反応器オフガスかまたは処理すべき物質のどちらかからの 粘着性粉体または溶融性小滴は、もしカーテンがなければ、それらの軌道のため に内部表面と接触し付着してしまうのだが、その代わりに下垂カーテン中の粒子 に接触し付着する。この方法によりチャンバー内部表面への沈着の累積を避ける ことができる。下垂カーテン中の粒子および任意の付着物質はオフガスのバルク 流に飛沫同伴されてチャンバーを通り、ガスおよび固体退出流の一部としてチャ ンバーを離れる。

溶融浴反応器オフガスが加熱器／処理チャンバーを通過し、ガス−固体分離器中 粒子から分離した後に、さらにこれらを利用するのが好ましい。このガスは粉砕 した石灰石供給原料を（たとえば回転窯または流動床中で）乾燥し予熱するのに 用いるのが好ましい。乾燥し予熱した石灰石供給原料は、次に加熱器／烟焼回路 、溶融浴反応器またはその他の爆燃装置に導入できる。

本発明はまた固体粒子物質の加熱および処理、たとえば粒子性炭酸塩物質の■焼 のためのチャンバーをも提供し、これは以下のものを含む： １、粒子性物質の流れおよび高温ガスを閉じ込め、導くのに適合した容器； ２、熱ガス用の１個または複数個の挿入管口；３、キャリヤーガスに飛沫同伴さ れる粒子性物質用の１個または複数個の挿入口；および ４、処理した粒子性物質用の出口。（複数個の）挿入管口２および（複数個の） 挿入口３は、粒子性物質が最初に加熱条件にさらされ、続いて集塊および粘着を 制御するために冷却されるように配置する。

本発明はまた、たとえばポルトランド型セメントを製造する装置をも提供し、組 み合わせて以下のものを含む。

１、溶融浴反応器 ２．オフガスを反応器から３．上記で定義した１個のまたは複数個のチャンバー 、通す手段； ４、新鮮な粒子性物質または加熱および処理された粒子性物質を１個または複数 個のチャンバーへ注入する手段；５、ガス中に飛沫同伴された固体を１個または 複数個のチャンバーから１個または複数個のガス−固体分離器へ通す手段、およ び６、分離した固体の少なくとも一部およびいくらかの飛沫同伴ガスを反応器へ および、望む場合は一部を１個または複数個のチャンバーへ通す手段。

本発明はまた、誘導されるスラグを得るために適当な粒子性物質を用いて鉄鉱石 から鉄をまたは適当な原料供給鉱石からフェロアロイを直接製造するのにも用い ることができる。

本明細書において、「粘着温度」なる用語は、温度範囲を超えると粘着が始まる 場合を含むことを意味し、形容詞の「粘着性の」は粒子がその範囲内の温度であ ることを示す。

本明細書において、「酸素含有ガス」なる用語は純粋な酸素および酸素含有ガス を言い、空気および酸素に富む空気をも含める。

本明細書において、「炭酸塩物質」なる用語は、燃焼して適当な高温を産生でき る任意の炭素ベースの物質を言い、以下のものを含む：無煙炭、瀝青炭または亜 瀝青炭、原料炭またはスチーミング炭（ｓｔｅａｍｉｎｇ　ｃｏａｌ）、コーク ス、亜炭または褐炭、亜炭または褐炭に由来するチャー、重石油残留物および天 然ガス。亜炭または褐炭はオーストラリア特許第５６１５８６号および出願第５ ２５９０８６号および第５２４２２／８６号に開示された方法を用いて濃縮して おいてもよい。このように濃縮した産生物からチャーを調製する方法はオースト ラリア特許出願第５２２３４／８６に開示されている。

本明細書において、熱オフガスを供給する溶融浴反応器は、たとえば以下のもの のどれでもよい：溶融鉄浴反応器、ディープ・スラグ法反応器、フェロアロイ浴 反応器、非第−鉄浴反応器、または熱オフガスを排出するその他の任意の乾式冶 金洗浴反応器。

本明細書中、溶融浴反応器からの熱オフガスは以下のどれを含有してもよい。た とえば：最上部または底部噴出または攪拌による、溶融浴反応器からの溶融マッ トまたは金属の小滴ニーコークスまたは石炭の注入または充填からのコークスま たは石炭粒子含有スラグの小滴、および 一溶融浴反応器に充填されるがオフガスに直接的に飛沫同伴されるコークス、石 炭、融剤鉱石または濃縮物の粉体。

添付した図に関して、たとえば溶融浴反応器からのオフガスの用途をここでさら に詳細に検討する。これらのオフガスは、比較的高濃度の一酸化炭素および水素 を含有してもよい。これらのガスが溶融浴反応器から出るときの温度は、１１０ ０から１８００℃の範囲でよい。

これらのオフガスは１図に示すように加熱および処理チャンバーＰへ通るのだが 、オフガスは管口Ａからチャンバーへ出る。管口Ａは口Ｂから上流方向に位置し 、口Ｂからキャリアーガス中の新鮮な供給原料が通る。管口Ａの口Ｂに対する空 間的な関係およびチャンバーＰの内部容積は、口Ｂ付近のたとえば炭酸塩粒子の いくらかを急速に加熱し、続いて粒子がチャンバー中を貫通しながら冷却される のを促進するように選択する。この様に、粒子の溶融は制御され粘着性が減少す る。管口Ａおよび口Ｂの幾何学的および空間的関係、並びにこれらの空間的関係 は、また粒子のチャンバー壁との接触を小さくし、壁への蓄積を減少させるかま たは防止するようにも選択される。

飛沫同伴された固体は、ガス固体分離器Ｇへ入り、まだ比較的熱いガスは、次に 乾燥器／予熱器りで使用される。Ｇからの処理した固体は次に流分側器Ｓへ入る 。処理した固体の一部はチャンバーＰへ再循環でき、一部は溶融浴反応器Ｍへ原 料供給できる。

新鮮な供給原料は乾燥器／予熱器りからチャンバーＰへ加えられる。図２に関し て、新鮮な供給原料の一部は２次流分割器Ｓ２（この場合１次流分割器はＳｌと 称する）から溶融浴反応器Ｍへ直接入ってもよい。

図３に関して、この態様における付加的要素は、確立された爛焼工程を用いて、 燃焼した供給原料の一部を溶融浴反応器Ｍへ供給することである。

図４に関して、この態様の操作は、上記に記載したがそこではチャンバーＭの内 部表面の保護は冷却粒子の下垂外部カーテンにより増強される。

本発明は、総括的な様相において、本明細書の上記に関する特定の詳細に限定さ れるものではないと理解されるのは明白であろう。

Ｆｉｇｕｒｅ　１ Ｆｉｇｕｒｅ２ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７１１４） 平成４年２月７日■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本発明を限定する請求の範囲は以下のとおりである：１．管口を通って導入され た高温ガス流を利用することにより固体粒子性物質を加熱および処理する方法で あって、ガス中に飛沫同伴された粒子性物質が１個または複数個の挿入口を通っ てチャンバーに入ることを含む方法であって、そのチャンバーでは、少なくとも 一部の粒子性物質が急速に加熱され、加熱した粒子性物質および少なくとも大部 分の未加熱粒子性物質が、その流パターン中での粒子相互およびチャンバー内部 表面との接触が最低なるような流パターンに入るような方法で、粒子性物質流が 高温ガス流と組み合わさる方法。 ２．チャンバーの容積が以下のとおりである、請求項１記載の方法：−望ましい 程度の加熱および処理が達成され：および−チャンバーを離れる加熱および処理 粒子の平均温度が、粒子の集塊および連結した装置の内部表面への粘着が、許容 できる程度に減少する様な温度である。 ３．チャンバーがバルク流の方向に拡張されている、請求項２記載の方法。 ４．高温ガスが、拡張したチャンバーの末端の近くに位置する１個または複数個 の挿入管口を通って導入される、請求項３記載の方法。 ５．１個または複数個の挿入管口がチャンバーの縦軸方向に位置する、請求項４ 記載の方法。 ６．チャンバーの横断面がそれに対応する１個または複数個の挿入管口の横断面 よりも実質的に大きく、それによりオフガスとチャンバー壁との直接的な接触が 最低になる、請求項４または５記載の方法。 ７．１個または複数個の口が１個または複数個の挿入管口に近接した位置にある 、請求項４−６何れか１項記載の方法。 ８．１個または複数個の口の配向が、チャンバーの周囲にある程度放射状になっ ている、すなわちチャンバーの縦軸方向に向っており、それにより、粒子とチャ ンバー壁の接触が最低になるように、酸化物粒子の流パターンが実質的にその軸 に沿っている、請求項７記載の方法。 ９．１個または複数個の口の配向がある程度チャンバーの周囲に接している、す なわち部分的にチャンバーの縦軸方向に向かっており、それによりガスおよび粒 子性物質のある程度のバルク回転がチャンバー内で発生する、請求項７記載の方 法。 １０．１個または複数個の口を適当な形状および／または配向にすることにより 、ある程度のうず巻きを粒子性物質を飛沫同伴するガスに付与する、請求項８ま たは請求項９記載の方法。 １１．処理した粒子をチャンバーに再循環することにより部分的または全体的に さらに処理する、請求項１−１０項の何れか１項記載の方法。 １２．炭酸塩物質、たとえば石灰石が少なくとも部分的に■焼される請求項１− １１項の何れか１項記載の方法。 １３．添付の図面に実質的に示されている、請求項１記載の方法。 １４．以下を含む、固体粒子性物質の加熱および処理用チャンバー：１．粒子性 物質流および高温ガスを閉じ込め、導くのに適合した容器； ２．熱ガス用の１個または複数個の挿入管口；３．キャリヤーガスに飛沫同伴さ れる粒子性物質用の１個または複数個の挿入口； ４．処理した粒子性物質の出口、 （複数個の）挿入管口および（複数個の）挿入口は、粒子性物質が最初に加熱条 件にさらされ、続いて集塊および粘着を制御するために冷却されるように配置す る。 １５．添付の図面に実質的に示されている請求項１４記載の処理チャンバー。 １６．以下との組み合わせを含む、溶融浴反応器中金属を製造する装置： １．溶融浴反応器； ２．反応器からオフガスを通過させる手段；３．請求項１４または１５に定義さ れた１個または複数のチャンバー；４．新鮮な粒子性物質または加熱および処理 した粒子性物質を、１個または複数個のチャンバーへ注入する手段５．ガス中に 飛沫同伴された固体を１個または複数個のチャンバーから１個または複数個のガ スー固体分離器へ通す手段、および ６．少なくとも一部の分離した固体およびいくらかの飛沫同伴ガスを反応器へ、 および望む場合、一部を１個または複数個のチャンバーへ通す方法。 １７．添付した図面に実質的に示す、請求項１６記載の方法。