JPH0725649A

JPH0725649A - 消石灰の製造方法とその装置

Info

Publication number: JPH0725649A
Application number: JP17182493A
Authority: JP
Inventors: Kiyotoshi Nagasaki; 清稔長崎; Masakatsu Nishimoto; 正勝西本
Original assignee: IRIMAJIRI SHOJI KK
Current assignee: IRIMAJIRI SHOJI KK
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】消化物の付着水分を検知して消化反応に必要
な消化水の供給量を制御する。【構成】消化機４と熟成機５とを含む消化装置１の系
外に、計測装置２を付設し、系内の消化物の一部を試料
として取り出す。計測装置２は、系外へ取り出された試
料を搬送するサンプルラインとして無端コンベア１３を
有し、コンベア１３上を移動する間に整流板１９で表面
を水平に均して赤外線吸収式水分計１５で試料の付着水
分を測定し、その測定信号をもって系内への消化水の供
給量を制御する。測定後、試料は系内へ戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は消石灰の製造方法とその
装置、特に、消化物の付着水分を検知して供給水量を自
動的に制御して消石灰を製造する方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、消石灰の乾式による製法は次のよ
うに行われている。すなわち、原料である生石灰に、理
論量の約２倍の水を加えると、発熱反応によって加えた
水の約１／２は水蒸気となり、系外に放出され、消石灰
が生成される。この反応式は次のようになる。ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）₂＋１５．５９Ｋｃａｌ／ｍｏｌ … （日本石灰協会編，石灰ハンドブック参照）ＣａＯ＋（１＋ｚ）Ｈ₂Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）₂＋ｘＨ₂Ｏ … 反応式は簡単であるが、消化装置に連続供給される生石
灰は石灰石、及び燃料からくる不純物、並びに焼成条件
による残存ＣＯ₂量により水と反応する有効ＣａＯが変
動する。従って、供給する水量は、生石灰の有効ＣａＯ
量に応じて調節しなければならない。

【０００３】消石灰製造工場全体の操業をスムースに行
うためには、この消化水量を過不足なく供給することに
かかっている。消化水量の過不足が発生した場合は、次
のような状態となる。すなわち、１）水量過剰の場合、イ．消化装置内の消化物の流動性が低下するため、機内
の消化物の滞留量は多くなり、消化物を撹拌する撹拌羽
根の軸はある範囲で過負荷状態となる。ロ．消化物の付着水分は過剰となり、Ｃａ（ＯＨ）₂純
度は低下する。ハ．消化物が、移送される間に接触する機器（輸送機
器，分級機，接続シュート等）に付着し、消化物の移送
路が塞がれる。２）供給水量不足の場合イ．不足量の少ない場合槽内の流動性は低下し、装置内部には消化物が滞留し、
撹拌羽根の軸は過負荷状態となる。ロ．不足量の多い場合槽内はイの状態に加え、塊状物が発生し、撹拌羽根の軸
は急激な過負荷状態となり、運転不能となる。ハ．製品中にＣａＯの未消化物が残留し、包装袋の破
袋、及び後消化等が発生する。ニ．製品収率は低下する。という問題である。このため、従来は、槽内の消化水量
の過不足を次のような方法で判断していた。すなわち、イ．消化機内の目視観察により消化の程度を判断する方
法、ロ．水量の過不足に応じて負荷電流は増加することを利
用して消化装置及び分級，粉砕機の負荷電流による方
法、ハ．消化反応は発熱反応であることから消化装置の反応
温度を測定する方法などである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの状況をオペレ
ーターが総合的に判断し、その判断に基づいて消化水の
水量を調節するのであるが、この方法では、相当の熟練
が必要である。しかも、一度、水量の過不足が発生した
場合、正常な状態に戻るには数十分、その程度が大きい
と、モーターの安全装置が作動して機器が停止し、その
復旧には労力と数時間を要していた。

【０００５】この問題を解決するため、水分計を用い、
消化機の出口部又は、熟成機の出口部で槽内の消化物の
水分を測定し、その測定結果に基づいて水分の調整を行
う方法が提案された（特開平２−３４５４２号参照）。

【０００６】たしかに、試料中に含まれた水分を直接計
測できれば、その計測データをもって直接水分の供給量
を制御できる。水分計（水分測定装置ｍｏｉｓｔｕｒ
ｅｂａｌａｎｃｅ）には、従来より乾燥式，電気抵抗
式，誘電率式などによる測定方式のものが知られてい
る。

【０００７】一方、消化機，熟成機内で生ずる前記の
反応は発熱反応であり、高温，多湿で付着性の強い消石
灰微粉で満たされ、しかも消化物は撹拌混練されつつ連
続移動するのであるから、そのような消化物に付着する
水分をどのように測定するかの技術課題が解決されなけ
ればならないが、先の特開平２−３４５４２号公報に
は、消化機の出口部若しくは熟成機の出口部に、これら
の槽内の原料の水分を測定することができる水分計を設
けるというのみで、具体的にどのような測定方式の水分
計を用いて消化物の水分をどのように測定するのかの点
について明らかにされているわけではない。

【０００８】本発明の目的は、消化装置の系内の雰囲気
に影響されることなく無接触で消化物の水分を測定し、
その測定結果に基づき、消化物への水分供給量を制御し
て生石灰を消化して消石灰を製造する方法とその装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による消石灰の製造方法においては、サンプ
リング処理と、整流処理と、計測処理と、給水処理とを
有し、生石灰に水分を添加し、消化工程，熟成工程を経
て消石灰を生成させる消石灰の製造方法であって、サン
プリング処理は、消化工程又は熟成工程の系内の負圧雰
囲気から大気圧下のサンプルライン上に試料として消化
物の一部を取出す処理であり、整流処理は、サンプルラ
イン上に取出された試料の表面を水平に整流する処理で
あり、計測処理は、赤外線吸収式水分計を用い、サンプ
ルライン上の試料に付着する水分を検出し、消化物の含
有水分検知信号を出力する処理であり、計測処理を終え
たサンプルライン上の試料を系内に戻し、計測処理にて
得られた含有水分検知信号に基づいて系内の消化水量を
制御するものである。

【００１０】また、本発明による消石灰の製造装置にお
いては、消化装置と、計測装置と、制御装置とを有する
消石灰の製造装置であって、消化装置は、消化機と熟成
機とからなり、系外より供給された原料生石灰と水分と
を撹拌混合しつつ生石灰を消化，熟成して系外へ搬出す
る装置であり、計測装置は、バイパス路を有し、バイパ
ス路上に取出された消化物中に含まれた水分を検出し、
含有水分検出信号を制御装置に出力するものであり、バ
イパス路は、系内の消化物の一部を大気圧下に取り出し
て移送するサンプルラインであり、整流板を有し、整流
板は、水分検出に際し、サンプルライン上を移動する消
化物の表面を水平に均すものであり、制御装置は、計測
装置より出力された含有水分検出信号を入力とし、該検
出信号入力に基づき系内への消化水の給水量を制御する
ものである。

【００１１】また、計測装置は、赤外線吸収式水分計を
有し、赤外線吸収式水分計は、整流板で表面を水平に均
されたサンプルライン上の消化物上に向き合わせて系外
に設置され、無接触で消化物の含有水分を検知するもの
である。

【００１２】また、計測装置は、消化機と、熟成機との
間に設置され、無端コンベアを有し、無端コンベアは、
消化物を受入れて搬送しつつ赤外線吸収式水分計による
消化物の検出位置を通過させるサンプルラインの水平面
を形成するものである。

【００１３】

【作用】本発明は、消化装置の適切な個所に、消化物の
一部を系外へ取出すサンプルラインを設け、赤外線吸収
式水分計を用いてサンプルライン上に取出された試料の
付着水分を測定し、その測定データに基づいて系内へ供
給する消化水の水量を調整するものである。供給水量の
制御に際しては、赤外線吸収式水分計から得られた消化
物の付着水分の測定データに消化反応温度条件を加え、
さらに制御範囲を超える原料に対しては、給水制御バル
ブの開度及び消化機，熟成機の原料移送用撹拌羽根の軸
負荷電流の変化率をあわせて制御要素に加えて給水制御
を行い、給水制御の全自動化を図っている。

【００１４】赤外線吸収式水分計は、赤外線領域の測定
波長１種と、比較波長２種との３種の光を被測定物に投
光し、測定物から反射した光のエネルギの比を演算し、
水分を測定するものである。

【００１５】測定波長は、被測定物の水分に応じて吸収
されるエネルギの量が増減するため、その量を測定すれ
ば被測定物の水分を知ることができる。さらに測定波長
と平行して比較波長を投光し、測定波長と比較波長の比
を演算することにより外乱を補正する構造になってお
り、赤外線の反射光のエネルギは、光電変換され、水分
測定信号として出力される（株式会社チノー製検出器Ｃ
ＩＲ−Ｍ１００，２００参照）。

【００１６】上記赤外線吸収式水分計は、光学系の精密
機械であり、高温，多湿で付着性の強い消石灰微粉が存
在する消化装置の系内の雰囲気内に設置して安定に動作
させることは困難である。本発明においては、消化物の
一部を消化装置の系外のサンプルライン上へ取出して一
定の厚みに均し、赤外線吸収式水分計を用いて無接触で
その上方から消化物の付着水分を測定するため、系内の
雰囲気に一切影響されず、同一条件で含有水分の測定デ
ータが得られる。サンプルライン上に取出された消化物
は、測定後、消化装置の系内に戻される。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図１において、本発明装置は、消化装置１と、計測
装置２と、制御装置３との組合せからなるものであり、
消化装置１の構造は、従来公知のものである。すなわ
ち、消化装置１は、消化機４と、熟成機５からなり、各
々内部には原料を撹拌しながら搬送する撹拌羽根６を有
し、消化機４と熟成機５とは、消化機４の後端と熟成機
５の受入側となる前端とを上下に連設して上下２段に配
設されている。

【００１８】消石灰の原料である生石灰は、サービスホ
ッパー７から、スクリューフィーダ８を通して消化機４
内へ投入され、撹拌羽根６の回転により同時に消化水供
給口９を通して供給された消化水と混合撹拌され、前記
の反応により消化され、消化物は次いで熟成機５内に
投下され、引き続き撹拌羽根６の回転により混合撹拌さ
れる間に熟成が進行し、その終端のシュート１０より消
石灰が取出される。図中１１は、両槽４，５内に発生し
た水蒸気を消化装置１外に取り出して大気中に放出する
バグフィルターである。系内には消化による発熱反応に
より水蒸気が発生し、消石灰微粉と水蒸気が充満してい
る。バグフィルター１１は、これを捕捉し、水蒸気のみ
を大気中に放出するものである。このため、系内は−１
００〜−２００ｍｍＡｇの負圧に維持されることにな
る。実施例において、計測装置２は、消化装置１のバイ
パス路に設けるものであり、消化機４の後端と、熟成機
５の前端との間に渡って設置したものである。

【００１９】図２において、計測装置２は、ケース１２
内に無端コンベア１３を水平に設置し、その直上のケー
ス１２に開口した窓孔１４の上方に赤外線吸収水分計
（以下水分計という）１５を設置し、図３のように消化
機４と無端コンベア１３間をスクリューフィーダ１６で
つなぎ、無端コンベア１３の下方全域と、熟成機５間を
スクリューコンベア１７でつないだものである。無端コ
ンベア１３は、消化物のサンプルラインの水平面を形成
するものであり、消化機４からの投下口１８に続く無端
コンベア１３の直上には、コンベア上に試料として投下
された消化物の表面を水平に均す整流板１９が設置さ
れ、水分計１５は、無端コンベア１３上で一定厚みに均
された試料の水分を計測することになる。

【００２０】計測装置のケース１２は、窓孔１４を通し
て大気中に開放されている。一方、消化装置１の系内を
負圧に保たせるため、熟成機５内へ試料を戻す排出口２
０には、図４のようにロータリーバルブ２１を介装して
熟成機５内の機密を保っている。なお、ケース１２に
は、粉塵抜き用のパイプ２２を設けてこれを熟成機５に
接続し、必要時にはパイプ２２のバルブ２３を開き、熟
成機５内の負圧によってケース１２内の粉塵は熟成機５
内に吸引させる。

【００２１】図５に本発明による水分制御系統図を示
す。本発明は、水分計１５に得られた信号をコンピュー
タ処理し、コンピュータより給水系統に指令を発し、そ
の指令に基づいて消化装置１内への消化水の給水量を制
御するものであるが、緊急給水系統を通して消化機４又
は熟成機５内へ緊急給水することができる。

【００２２】また、実施例では、水分計１５による検出
信号を得るとともに、消化機４内の温度と消化機及び熟
成機の撹拌羽根の駆動用モータＭ₁，Ｍ₂の電流値を検知
し、その検知信号をも併用して消化水の給水量を制御す
るシステムとなっている。

【００２３】実施例において、サービスホッパー７から
投入された生石灰は、スクリューフィーダ８を通して消
化機４内に供給され、撹拌羽根６の回転により消化水供
給口９から供給された消化水と混合撹拌されて消化反応
が進行し、消化物は、撹拌羽根６による送り終端から熟
成機５内に搬入され、引き続き撹拌羽根６の撹拌作用を
受けて熟成され、送り終端で消化された消石灰がシュー
ト１０に取り出される。

【００２４】一方、消化機４内の消化物の一部は、試料
としてサンプルラインに取り出され、無端コンベア１３
上で均一厚みに均された状態で消化物に付着した水分が
水分計１５に検知され、同時に、消化機４内の温度、消
化機４及び熟成機５の撹拌羽根駆動用モータの電流値を
検知している。いずれも検出信号は、コンピュータに入
力し、その検出信号に基づいて給水量の制御が行われ
る。図中２４は、水槽である。水槽２４から消化機４へ
の給水量の制御は、調節弁２５，２６の制御によって行
われる。

【００２５】以下に本発明に用いられた制御装置３につ
いてその機能を説明する。

【００２６】Ａ制御装置の説明イ．調節弁２５の制御（制御水量）あらかじめ調湿したサンプルを水分計１５で測定し、測
定値と絶乾法で求めた水分値から最小自乗法により回帰
式を求め、検量線を作成し、変換器３０に入力してお
く。サンプルラインで採取した消化物を水分計１５にて
測定すると、消化物の付着水分値に対応したエネルギー
量が出力される。このエネルギーを変換器３０に入力す
ると、水分値に変換される。この水分値は水分調節計３
１に入力し、設定水分値と比較し、目標値に近付けるべ
き信号を出力する。出力された信号は、温度調節計３２
に入力され、温度条件を加え、切換スイッチ３３を経て
オンオフサーボユニット３４に入力すると、オンオフサ
ーボユニット３４より調節弁２５の制御モーターの駆動
信号が出力される。

【００２７】ロ．調節弁２６の制御（ベース水量）調節弁２５のバルブ開度及び水量発信器２７の信号をコ
ンピュータ３５に入力し、開度に対する水量を確認し、
調節計３６に出力する。調節計３６で調節された制御信
号は、切換スイッチ３７を経てオンオフサーボユニット
３８に入力され、調節弁２６の制御モーターの駆動信号
として出力される。

【００２８】ハ．消化装置の撹拌羽根の駆動用モータＭ
₁，Ｍ₂の電流値は、変換器４２，４３でデジタル信号に
変更し、コンピュータ３５に入力する。

【００２９】ニ．緊急注水についてコンピュータ３５に入力された撹拌羽根６の電流値の変
化率が一定時間以内に一定の範囲を超過した場合で、か
つ消化反応温度が一定温度以上で一定時間連続した場合
は、シーケンサー４４を経て電磁弁４６，４７又は４
６，４８を一定時間開弁し、消化機４又は熟成機５内に
緊急注水口４９又は５０を通して緊急注水を行う。

【００３０】ホ．制御全体システム水分検知信号による水分制御ループは、無駄時間，遅れ
共に大きく調節弁２５の制御だけでは困難であるため、
調節弁２６及び緊急注水電磁弁４６〜４８による制御を
行い、全体として良好な結果となる制御系を確立してい
る。

【００３１】次に、給水制御の自動化についての具体例
を説明する。

【００３２】Ｂ自動化の具体的制御要領消化機４内の消化物に対する付着水分を一定の範囲に制
御するための目標値として水分調節計３１にて設定水分
値を設定する。この設定水分値は始動時にはマニュアル
にて設定し、正常運転に入ると以後は、原料の特性に合
わせ自動的に設定される。

【００３３】イ．消化水の供給水槽２４内の消化水をポンプ５１で圧送し、電磁弁５２
を経て並列に設置した調節弁２５，２６に分配する各々
で調節された消化水は水量発信器２７で計測され、消化
機４内に供給される。尚、各流量の割合は、調節弁２５
側で全体量の０〜１０％、調節弁２６側で全体量の９０
〜１００％である。

【００３４】ロ．調節弁２５（制御水量）の制御制御水量は、水分調節計３１で設定した設定水分値を目
標に制御する。付着水分値が、目標値を中心に一定の範
囲に納まるように制御するもので、付着水分値が一定の
範囲以上で、一定時間連続し、又は消化反応温度の移動
平均値が一定の範囲以上で、一定時間連続した場合は、
制御水量を〜０〜１０％減らす。逆に付着水分値が一定
の範囲以下で一定時間連続した場合は、制御水量を〜０
〜１０％増やす。但し、付着水分値の制御を優先する。

【００３５】ハ．設定水分値の制御消化装置の撹拌羽根駆動モータＭ₁，Ｍ₂の電流値の変化
率が一定の範囲を超え、一定の時間以上連続した場合
で、かつ付着水分値が一定の範囲以下で、一定時間連続
した場合は、設定水分値を３〜６％増やす。逆に消化機
又は熟成機のモータＭ₁，Ｍ₂の電流値の変化率が一定の
範囲を超え、一定時間連続した場合で、かつ、付着水分
値が一定の範囲以上で、一定時間連続した場合は、設定
水分値を３〜６％減らす。

【００３６】ニ．調節弁２６（ベース水量）の制御調節弁２５の開度が上限開度で一定時間連続した場合
は、まだ水不足ということになり、調節弁２６を調節
し、ベース水量を〜４％増やす。逆に調節弁２５の開度
が下限開度で、一定時間連続した場合は、調節弁２６を
調節し、ベース水量を〜４％減らす。

【００３７】以上の操作によって、消化機，熟成機を含
む消化装置の系内の消化物の付着水分は、一定範囲内に
制御され、製品の品質は安定に保たれる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、消化機，
熟成機の系内から消化物の一部を取り出し、これを均一
な厚みに均し、赤外線吸収式水分計を用いて消化物の付
着水分を計測するため、赤外線吸収式水分計の有する機
能を十分に発揮して消化物の付着水分を正確に検知で
き、その検知信号に基づいて系内への消化水の供給水量
を適正に制御することができ、また、消化反応温度，消
化，熟成機内の撹拌軸の負荷電流を併せて検知し、その
検知信号を水分検知信号と併用して給水量を制御するシ
ステムを構築することによって省力化が可能となり、生
産性を向上でき、付着水分の過不足による工程のトラブ
ルがなく、品質の安定した製品を提供できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す斜視図である。

【図２】計測装置の断面側面図である。

【図３】計測装置の断面正面図である。

【図４】図２の断面図である。

【図５】本発明による水分制御系統図である。

【符号の説明】

１消化装置２計測装置３制御装置４消化機５熟成機６撹拌羽根７サービスホッパー８スクリューフィーダ９消化水供給口１０シュート１１バブフィルター１２ケース１３無端コンベア１４窓孔１５赤外線吸収式水分計１６スクリューフィーダ１７スクリューコンベア１８投下口１９整流板２０排出口２１ロータリーバルブ２２粉塵抜き用のパイプ２３バルブ２４水槽２５調節弁２６調節弁３５コンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サンプリング処理と、整流処理と、計測
処理と、給水処理とを有し、生石灰に水分を添加し、消
化工程，熟成工程を経て消石灰を生成させる消石灰の製
造方法であって、サンプリング処理は、消化工程又は熟成工程の系内の負
圧雰囲気から大気圧下のサンプルライン上に試料として
消化物の一部を取出す処理であり、整流処理は、サンプルライン上に取出された試料の表面
を水平に整流する処理であり、計測処理は、赤外線吸収式水分計を用い、サンプルライ
ン上の試料に付着する水分を検出し、消化物の含有水分
検知信号を出力する処理であり、計測処理を終えたサンプルライン上の試料を系内に戻
し、計測処理にて得られた含有水分検知信号に基づいて
系内の消化水量を制御することを特徴とする消石灰の製
造方法。
【請求項２】消化装置と、計測装置と、制御装置とを
有する消石灰の製造装置であって、消化装置は、消化機と熟成機とからなり、系外より供給
された原料生石灰と水分とを撹拌混合しつつ生石灰を消
化，熟成して系外へ搬出する装置であり、計測装置は、バイパス路を有し、バイパス路上に取出さ
れた消化物中に含まれた水分を検出し、含有水分検出信
号を制御装置に出力するものであり、バイパス路は、系内の消化物の一部を大気圧下に取り出
して移送するサンプルラインであり、整流板を有し、整流板は、水分検出に際し、サンプルライン上を移動す
る消化物の表面を水平に均すものであり、制御装置は、計測装置より出力された含有水分検出信号
を入力とし、該検出信号入力に基づき系内への消化水の
給水量を制御するものであることを特徴とする消石灰の
製造装置。
【請求項３】計測装置は、赤外線吸収式水分計を有
し、赤外線吸収式水分計は、整流板で表面を水平に均さ
れたサンプルライン上の消化物上に向き合わせて系外に
設置され、無接触で消化物の含有水分を検知するもので
あることを特徴とする請求項２に記載の消石灰の製造装
置。
【請求項４】計測装置は、消化機と、熟成機との間に
設置され、無端コンベアを有し、無端コンベアは、消化物を受入れて搬送しつつ赤外線吸
収式水分計による消化物の検出位置を通過させるサンプ
ルラインの水平面を形成するものであることを特徴とす
る請求項３に記載の消石灰の製造装置。