JPS596168B2 - アルミナ等粉粒体原料の焼成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミナ等の粉粒体原料を焼成するための装置
に関する。

アルミナの焼成は、付着水分を含んだ水酸化アルミニウ
ムのケーキ（以下ケーキという）から、次のような（ハ
乾燥、（２）脱水および（３）焼成の各反応過程を経て
、行なわれる。

（１）乾燥過程： ケーキ →Ａｌ２Ｏ３・ ３Ｈ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ↑（２）脱
水過程：Ａｌ２Ｏ３・３Ｈ２環Ａｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏ＋２
Ｈ２Ｏ↑Ａｌ２０３・Ｈ２０→γ−Ａｌ２０３＋Ｈ２Ｏ
↑（３）焼成過程：γ−Ａｌ２Ｏ３→α−Ａｌ２Ｏ３ 第１図は従来からのアルミナ焼成装置の系統図である。

ダクト１の途中から投入される付着水分を含んだ原料ケ
ーキは、サイクロン２に達するまでに乾燥され、サイク
ロン２で捕集されて、その捕集された原料は助燃炉３に
投入される。助燃炉３に投入された原料は、その経路が
実線矢符で示される如く、ダクト４からサイクロン５に
至り、脱水されて捕集される。サイクロン５において捕
集された原料は、ロータリキルンなどから成る焼成炉６
に装入されて焼成される。焼成炉６において焼成された
原料は、一次クーラ７において冷却され、さらに二次ク
ーラ８においてさらに冷却されて矢符９から製品として
排出される。しかるに焼成炉６からの排ガスは、その経
路が破線矢符の如く助燃炉３に至り、また二次クーラ８
から抽気された高温空気はダクト１０を通つて助燃炉３
に至り、助燃炉３からの熱ガスはダクト４からサイクロ
ン５、ダクト１、サイクロン２を経て、ダクト１１から
電気集塵器１２に至り、誘引フアン１３から誘引される
。助燃炉３および焼成炉６にはバーナがそれぞれ備えら
れている。一般にタグ口から導入される原料ケーキは、
１３〜；４％の付着水分を持ち、このようなケーキをタ
グ口およびサイクロン２の間で乾燥させなければならな
い。また電気集塵器１２における腐触を防市するために
電気集塵器１２に人つてくる熱ガスを露点以上に保つ必
要がある。しかもサイクロン２から排出される熱ガスの
温度をむやみに高温度にすることは熱消費の低下を招く
ことになる。したがつてサイクロン５からの排出熱ガス
の温度は例えば約４５０゜Ｃあればよい。サイクロン５
からの排出熱ガスの温度を約４５０。Ｃにするためには
、助燃炉３からダクト４に排出される熱ガスの温度をほ
ぼ４５０℃としなければならない。この反面、助燃炉３
は、アルミナ原料と燃焼熱ガスとの混合状態にあり、助
燃炉３において完全燃焼を行なうために（ま、本件発明
者の実験によれば、少なくとも助燃炉３からダクト４に
排出される熱ガスの温度を６００℃以上となるようにし
なければならない。助燃炉３からダクト４に排出される
熱ガスの温度を、前述の如く４５０℃程度にすると、助
燃炉３において未燃分が多量に出て、助燃炉３において
完全燃焼を行なうことができない。換言すると、サイク
ロン５からダクト１に排出される熱ガスの温度を、原料
ケーキの乾燥を行なうと同時に、電気集塵器１２におい
て露点以上の温度に保つために必要な４５０℃前後に設
定して熱消費の改善を図ると、その反面、助燃炉３にお
ける完全燃焼が困難となり、未燃分が多量に排出され熱
消費が低減する。またこれとは逆に、助燃炉３での完全
燃焼をはかると、助燃炉３からダクト４に排出される熱
ガスの温度、およびサイクロン２からダクト１１に排出
される熱ガスの温度が上昇しすぎて、熱消費が悪くなり
、無駄な熱量を大量に大気放散することになる。第２図
は第１図に示した従来技術の問題点を解決する他の従来
からのアルミナ焼成装置の系統図である。

第２図のアルミナ焼成装置は第１図のそれと一部類似し
ており、対応部分には同一の参照符号を付して説明を省
く。この先行技術は、助燃炉３における完全燃焼を行な
い、したがつて助燃炉３からダクト４に排出される熱ガ
スの温度をたとえば約６０『Ｃにして、しかも無，駄な
熱量を大気放散することを抑えるようにした装置である
。助燃炉３から排出される熱ガスは、破線矢符の如く、
ダクト４、サイクロン５、ダクト１４、サイクロン１５
、ダクト１６を通り、熱風炉１７からの熱ガスと合流し
て、ドライヤ１８に至る。ドライヤ１８には原料ケーキ
が投入され、実線矢符の如く、ドライヤ１８からダクト
１９を経てサイクロン２０に至る間に、熱ガスによつて
原料ケーキが乾燥される。乾燥捕集された原料は、サイ
クロン２０からダクト１４に投入され、サイクロン１５
によつて捕集される。ダクト１４からサイクロン１５に
至る間に、原料の脱水反応が生じ、この脱水反応の温度
は約３５０℃である。したがつてサイクロン１５からダ
クト１６に排出される熱ガスの温度は、せいぜい３５０
６Ｃにとどまる。したがつて、この先行技術ではドライ
ヤ１８から排出される熱ガスの温度を約４５０℃にする
ために熱風炉１７が必要になる。そのため設備費が高価
になる。この熱風炉１７にはバーナが設けられており、
したがつて助燃炉３および焼成炉６にそれぞれ設けられ
ているバーナとの燃焼量の調整操作が複雑になる。また
熱風炉１７の耐熱性に限界があるため、熱風炉１７では
希釈空気が必要となり、したがつて熱消費が悪くなる。
本発明は、先行技術のもつ上述の諸問題を解決するもの
であつて、以下に実施例を詳述する。

第３図は本発明の一実施例の全体の系統図である。ドラ
イヤ２２に投入されたアルミナ原料ケーキは、ダクト２
３からサイクロン２４に導かれる間に熱ガスと熱交換し
て乾燥され、サイクロン２４によつて捕集される。サイ
クロン２４によつて捕集された原料は、投人シユート２
５から投入シユート２６，２７に分岐する。分岐投入シ
ユート２６に分配された原料は、ダクト２８に投入され
てサイクロン２９に至る。サイクロン２９によつて捕集
された原料（ま、投入シユート３０を経て助燃炉３１に
投入される。また分岐投入シユート２７に分配された原
料は、助燃炉３１に投入される。助燃炉３１に投入され
た原料は、ダクト３２を通つてサイクロン３３に至り、
捕集される。サイクロン３３によつて捕集された原料は
、投入シユート３４を介してロータリキルンなどから成
る焼成炉３５に装入される。焼成炉３５の排出側にはカ
バー３６が設けられ、焼成炉３５で焼成された原料はカ
バー３６から一次クーラ３７に投入されて冷却され、そ
の後、二次クーラ３８に導かれてさらに冷却されたアル
ミナ製品は矢符３９の如く導き出される。一次クーラ３
７において、カバー３６からの焼成原料は、ダクト４０
に投入され、サイクロン４１で捕集される。サイクロン
４１で捕集されたアルミナは、二次クーラ３８のダクト
４２に投入され、サイクロン４３で捕集ざれる。ダクト
４０，４２には常温の空気が導入される。ダクト４０に
導入された空気は、一次クーラ３７において原料によつ
て予熱されてカバー３６から焼成炉３５に導入され、焼
成炉３５におけるバーナ４４の燃焼用二次空気として用
いられる。焼成炉３５から排出される熱ガスは、たとえ
ば約８００℃であり、助燃炉３１に導かれる。二次クー
ラ３８において、ダクト４２に導入される常温空気は、
その二次クーラ３８において加熱され、サイクロン４３
からダクト４５を経て助燃炉３１に導かれる。この二次
クーラ３８からダクト４５を経て抽気された高温空気は
、助燃炉３１に備えられたバーナ４６の二次燃焼用空気
として用いられる。助燃炉３１からの熱ガスは、ダクト
３２、サイクロン３３、ダクト２８、サイクロン２９を
経てダクト４７に導かれ、さらにドライヤ２２からダク
ト２３、サイクロン２４を経て、ダクト４８から電気集
塵器４９に導入され、吸引フアン５０によつて大気に放
散される。ドライヤ２２は、原料ケーキを熱ガス中に分
散、浮遊させて並流に送りながら乾燥するものである。
（ａ）ドライヤ２２に投入される原料ケーキがドライヤ
２２からダクト２３を経てサイクロン２４に至る間に乾
燥されるために、かつサイクロン２４からダクト４８を
経て電気集塵器４９に至る熱ガスが露点以上に保たれて
電気集塵器４９の腐触を防止するために、サイクロン２
９からダクト４７に排出される熱ガスの温度がたとえば
約４５『Ｃであることが望ましい。

（ｂ）助燃炉３１において完全燃焼を行なうためには、
助燃炉３１からダクト３２に排出される熱ガスの温度を
たとえば約６００℃以上にすることが望ましい。この２
つの課題（ａ），（ｂ）を同時に満たすために、本発明
に従えば、サイクロン２４によつて捕集された原料を前
述の如く投入シユート２５から分岐投入シユート２６，
２７に分配して投入する。第４図はアルミナ原料の乾燥
後の原料温度と強熱減量とを示すグラフであり、このグ
ラフから脱水反応は約３００℃前後で急激に起ることが
わかる。

サイクロン２４によつて捕集された乾燥原料は、分岐投
入シユート２６，２７によつて分配されるので、一方の
分岐投入シユート２６からダクト２８に投入される原料
量は比較的少なく、そのためダクト２８およびサイクロ
ン２９において脱水反応が生じても全反応熱量は少なく
、ダクト４７からドライヤ２２に導かれる熱ガスの温度
の不所望な低下は抑えられる。また他方の分岐投入シユ
ート２７からの原料は助燃炉３１に導入され、ここにお
ける６００℃以上の高温度に保たれた燃焼ガスによつて
脱水反応が生じるので、ダクト２８への熱ガスの温度の
不所望な低下が抑えられる。しかも脱水反応は高温度で
行なわれるので、第４図から判るとおり、脱水反応が促
進される。第５図は、サイクロン２９からダクト４７に
排出される熱ガスの温度と、分岐投入シユート２６，２
７にそれぞれ投入される原料の重量Ｃｌ，Ｃ２の割合を
示すグラフである。Ｃｌはシユート２７からの原料重量
、Ｃ２はシユート２６からの原料重量を表わす。このグ
ラフを参照すると、Ｃｌ，Ｃ２を適切な値に選ぶことに
よつて、サイクロン２９からダクト４７に排出される熱
ガスの温度を所定値に設定することができ、したがつて
ドライヤ２２からダクト２３に排出される熱ガス温度を
たとえば前述の如く４５０℃に設定することができるこ
とがわかる。第６図は本発明の他の実施例の系統図であ
り、第３図の実施例の対応する部分には同一の参照符号
を付す。

この実施例では、サイクロン２９からダクト５１を介し
てサイクロン２４に熱ガスが導かれ、このダクト５１の
途中にケーキが投入される。ケーキはダクト５１からサ
イクロン２４に至る間に乾燥される。サイクロン２４に
よつて捕集された原料は、投入シユート２５から分岐投
入シエート２６，２７に分岐されてダクト１４および助
燃炉３にそれぞれ分配される。第７図は本発明の他の実
施例の系統図である。

注目すべき特徴はこの実施例ではドライヤ２２が設けら
れており、焼成炉３５から排出される熱ガスはダクト５
３を経てサイクロン３３に導かれ、このダクト５３には
サイクロン２９によつて捕集された原料と分岐投入シユ
ート２７からの原料とが投入される。第８図は本発明の
他の実施例の系統図である。

この実施例では第７図の実施例におけるドライヤ２２が
省略され、サイクロン２９からの熱ガスはダクト５４を
経てサイクロン２４に導かれ、このダクト５４の途中で
ケーキが投入される。サイクロン２４によつて捕集され
た原料は、投入シユート２５から分岐投入シユート２７
を介してダクト５３に導かれ、もう一つの分岐投入シユ
ート２６からの原料はダクト２８に投入される。第９図
は本発明のさらに他の実施例の系統図である。

この実施例における注目すべき特徴は、ドライヤ２２お
よび助燃炉３１を備えており、サイクロン２４によつて
捕集された原料を投入シユート２５から分岐投入シユー
ト２６を介してダクト２８に投入するとともに、分岐シ
ユート５２から焼成炉３５に投入するようにしたことで
ある。第１０図は本発明の他の実施例の系統図である。
この実施例では、第９図におけるドライヤ２２が省略さ
れ、サイクロン２９からの熱ガスはダクト５５を介して
サイクロン２４に導かれ、このダクト５５の途中にケー
キが投入される。第１１図は本発明の他の実施例の系統
図であり、この実施例では、第９図における助燃炉３１
が省略され、焼成炉３５から排出される熱ガスはダクト
５６を経てサイクロン３３に導かれ、サイクロン２９に
よつて捕集された原料は、ダクト５６に投入される。

第１２図は本発明のさらに他の実施例の系統図であり、
この実施例では第１１図の実施例におけるドライヤ２２
が省略され、サイクロン２９からサイクロン２４へダク
ト５７を介して熱ガスが導かれ、このダクト５７の途中
にケーキが投入されるＯ第１３図は本発明の他の実施例
の系統図である。

この実施例では助燃炉３１からの熱ガスをダクト６０か
らサイクロン６１、ダクト６２、サイクロン６３、ダク
ト５４に導き電気集塵器４９に導入するようにしたもの
であり、ダクト６２の途中から原料ケーキを投入する。
ダクト６２に投入されたケーキは乾燥されて、サイクロ
ン６３によつて捕集され、この捕集された原料は投入シ
ユート６５から分岐投入シユート６６に分岐されて、助
燃炉３１に導入されるとともに、分岐投入シユート６７
から焼成炉３５に導かれる。助燃炉３１に投入された原
料は、ダクト６０からサイクロン６１を経て焼成炉３５
に導かれる。第１４図は本発明のさらに他の実施例の系
統図を示す。

この実施例では第１３図示における助燃炉３１が省略さ
れ、焼成炉３５からの排ガスがダクト６８を経てサイク
ロン６９に導かれる。サイクロン６３によつて捕集され
た原料は、投入シユート６５から分岐投入シユート６６
を経てダクト６８に投入される。以上のように本発明に
よれば乾燥装置によつて乾燥した原料を多段の浮遊式熱
交換器に分配して投入し、あるいはまた浮遊式熱交換器
と焼成炉とに分配して投入し、それによつて浮遊式熱交
換器から乾燥装置に導入される排ガスの温度をあらかじ
め定める所定の温度に調整するようにしたので、熱消費
率の良好な運転が可能になる。

しかも前述の先行技術のような熱風炉などは必要とせず
設備費が低廉となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は先行技術をそれぞれ示す系統図、
第３図は本発明の一実施例の系統図、第４図は乾燥原料
温度と強熱減量の関係を示すグラフ、第５図は第３図の
実施例における熱ガス温度と原料分配割合を示す本件発
明者の実験によるグラフ、第６図〜第１４図は本発明の
他の実施例を示す系統図である。 ２２・・・・・・ドライヤ、２４，２９，３３，６Ｌ６
３，６９・・・・・・サイクロン、２６，２７，５２，
６６，６７・・・・・・分岐投入シユート、３１・・・
・・・助燃炉、３５・・・・・・焼成炉、３７・・・・
・・一次クーラ、３８・・・・・・二次クーラ、４９・
・・・・・電気集塵器、５０・・・・・・誘引フアン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料を乾燥する乾燥装置と、複数段の浮遊式熱交換
   器と、焼成炉とを備え、前記焼成炉からの排ガスを前記
   浮遊式熱交換器から乾燥装置に導き前記乾燥原料を前記
   浮遊式熱交換器から前記焼成炉に装入するようにしたア
   ルミナ等粉粒体原料の焼成装置において、前記乾燥原料
   を前記浮遊式熱交換器に分配して投入し、それによつて
   前記浮遊式熱交換器から乾燥装置に導入される排ガスの
   温度を予め定める所定温度に調整することを特徴とする
   アルミナ等粉粒体原料の焼成装置。 ２ 原料を乾燥する乾燥装置と、浮遊式熱交換器と、焼
   成炉とを備え、前記燥成炉からの排ガスを前記浮遊式熱
   交換器から前記乾燥装置に導き、前記乾燥原料を前記浮
   遊式熱交換器に装入するようにしたアルミナ等粉粒体原
   料の焼成装置において、前記乾燥原料を前記浮遊式熱交
   換器と前記焼成炉とに分配して投入し、それによつて前
   記浮遊式熱交換器から前記乾燥装置に導入される排ガス
   の温度を予め定める所定温度に調整することを特徴とす
   るアルミナ等粉粒体原料の焼成装置。