JPS596169B2 - 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。

本件明細書中、「浮遊式熱交換器」とは、たとえばダク
トとサイクロンとから成る浮遊式熱交換器のほかに、バ
ーナを備えたいわゆる助燃炉も含むものと解釈されなけ
ればならない。

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（１
）乾燥、（２）脱水および（３暁成の各反応過程を経て
、行なわれる。

（１）乾燥過程： ケーキ→Ａｌ２０３・ ３Ｈ２０＋Ｈ２０↑（２）脱水
過程：Ａｌ２Ｏ３・ ３Ｈ２０→Ａｌ２０３・ Ｈ２０
＋２Ｈ２０↑Ａｌ２０３・ Ｈ２０→γ−Ａｌ２０３＋
Ｈ２０↑（３焼成過程：γ−Ａｌ２０３→α−Ａｌ２０
３ 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。一般にダクト１から導入される原料ケーキは
、１３〜１４％の付着水分を持ち、このようなケーキを
ダクト１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における腐触を防止するた
めに電気集塵器１２に入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℃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℃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うためには、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、およびサイタロン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、対応の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
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６００℃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１
９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℃
にとどまる。したがつて、この先行技術ではドライヤ１
８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系統図である。ドライヤ２
２にはアルミナ原料ケーキが投入され、このドライヤ２
２にはダクト２３から熱ガスが導入されて、ケーキと熱
ガスとはダクト２４からサイクロン２５に導かれる。原
料ケーキは、実線矢符の如く、ドライヤ２２、ダクト２
４を通つてサイクロン２５に至る間に乾燥される。サイ
クロン２５によつて捕集された原料は、ダクト２６に投
入され、サイクロン２７によつて捕集される。サイクロ
ン２７によつて捕集された原料は、助燃炉２８に投入さ
れる。助燃炉２８に投入された原料は、ダクト２９を通
つてサイクロン３０に至り、ここで捕集される。原料が
、ダクト２６、サイクロン２７、助燃炉２８、ダクト２
９、サイクロン３０に至る間に、脱水反応が行われる。
サイクロン３０によつ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３１に装入されて、この焼成炉
３１で焼成反応が行われる。焼成炉３１の排出側に設け
られたカバー３２から排出される焼成原料は、一次クー
ラ３３によつて冷却される。一次クーラ３３において、
カバー３２からの原料は、ダクト３４に投入され、サイ
クロン３５で捕集される。一次クーラ３３において冷却
された原料は、さらに二次クーラ３６において冷却され
る。二次クーラ３６においては、サイクロン３５で捕集
された原料が、ダクト３７に投入され、サイクロン３８
で捕集され矢符３９の如く捕集されて製品となる。冷却
用空気としての常温空気は、一次クーラ３３および二次
クーラ３６のダクト３４，３７にそれぞれ導入される。
一次クーラ３３におけるサイクロン３５から抽気排出さ
れる高温空気は、ダクト４１を経て焼成炉３１の排出側
におけるカバー３２に導入され、ロータリキルン３１の
バーナ４０のための二次燃焼用空気として用いられる。
焼成炉３１からの熱ガスは、助燃炉２８に導かれる。二
次クーラ３６のダクト３７に導入された冷却用の常温空
気は、ダクト３７からサイクロン３８を経てダクト４２
に導出される。ダクト４２からの抽気排出空気は、ダク
ト４３を経て助燃炉２８に導かれ、この助燃炉２８に設
けられたバーナ４４の燃焼用二次空気として用いられる
。助燃炉２８から排出される熱ガスはダクト２９、サイ
クロン３０、ダクト２６、サイクロン２７を経て、ダク
ト４５からダクト２３に導かれる。またこのダクト２３
には、二次クーラ３６から抽気されてダクト４２に導か
れた高温空気の一部が、ダクト４６から分岐されて、ダ
クト２３において合流され、ドライヤ２２に導かれる。
ドライヤ２２から排出される熱ガスはダクト２４、サイ
クロン２５を経てダクト４７から電気集塵器４８に導か
れ、誘引フアン４９を経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。第４図は、乾燥され
た原料の強熱減量の温度依存性を示すグラフである。こ
のグラフを参照すると、原料が約３００〜３５０℃で急
激に脱水反応が起ることが判る。したがつてサイクロン
２５によつて捕集された原料がダクト２６に投入されて
助燃炉２８、ダクト２９、サイクロン３０の経路を辿つ
て脱水される場合、助燃炉２８におけるバーナ４４の完
全燃焼のゆえに助燃炉２８からダクト２９に排出される
熱ガスの温度がたとえば約６００℃であるとき、この実
施例では、サイクロン２７から排出ダクト４５に排出さ
れる熱ガスの温度がたとえば約３００〜３５０℃となる
。したがつてこの温度ではドライヤ２２においてケーキ
の付着水分を乾燥させることが困難であるけれども、本
発明によれば二次クーラ３６からダクト４２を経て抽気
された高温空気（この高温空気の温度はたとえば約６０
００Ｃ）の一部をダクト４６からダクト２３に合流させ
て、ドライヤ２２に導くようにしたので、ドライヤ２２
から排出される熱ガスの温度をたとえば約４５０℃に調
整することができる。したがつて、（１）ドライヤ２２
、ダクト２４、サイクロン２５の間でケーキを乾燥する
ことができるのはもちろん、（２）ダクト４７から電気
集塵器４８に至る熱ガスを露点（たとえば約１５０〜１
６０℃）以上として電気集塵器４８の腐触を防止し、か
つ（３）サイクロン２５からダクト４７への熱ガスの温
度を不必要に高くして熱消費が悪化することが防がれる
。ダクト４２によつて抽気される二次クーラ３６からの
高温空気は、助燃炉２８に導かれるとともに、ドライヤ
２２にも導かれるので、そのダクト４２における熱ガス
の流量、したがつて二次クーラ３６からの抽気量は比較
的大きい。

そのためダクト３７に投入されたアルミナ焼成品からの
回収熱量が大きくなるという利点がある。なお、ダクト
４２，４３，４６には、高温空気の流量を制御するため
のダンパ５３，５４，５５を設けてもよい。

第５図は本発明の他の実施例の全体の系統図であり、第
３図示の実施例と対応の部分には同一参照符号を付して
説明を省く。

注目すべき特徴は、この実施例では、第３図示のドライ
ヤ２２を省き、二次クーラ３６からダクト４２によつて
抽気された高温空気を、ダクト４６に分岐して、サイク
ロン２７から排出される熱ガスと合流して、ダクト５０
に導くようにしたことである。原料ケーキは、ダクト５
０の途中から投入され、ダクト５０を通つてサイクロン
２５で捕集される間に乾燥される。この実施例において
も、助燃炉２８において完全燃焼されてダクト２９に排
出される熱ガスの温度はたとえば約６００℃以上であり
、サイクロン３０、ダクト２６、ダクト２７に至る間に
原料を脱水反応させる。したがつてサイクロン２７から
ダクト５１に排出される熱ガスの温度はたとえば約３０
０〜３５０℃であるが、二次クーラ３６から抽気された
高温空気がダクト４６からダクト５０に合流されるので
、その合流された熱ガスの温度はたとえば約４５０℃に
なる。したがつてダクト５０に投入される燃料ケーキを
乾燥するための熱ガスの温度は、たとえば約４５０℃の
最適な温度に調整されることができる。第６図は本発明
のさらに他の実施例の全体の系統図であり、第３図およ
び第５図の実施例の対応の部分には同一の参照符号を付
す。

この実施例では第３図および第５図における助燃炉２８
が省略されており、焼成炉３１からの熱ガスはダクト５
２からサイクロン３０に導かれ曇。このダクト５２の途
中にはサイクロン２７によつて捕集された原料が投入さ
れる。本発明は、上述の如く一次クーラ３３および二次
クーラ３６を備えたクーラの他に、一つのクーラを備え
たものあるいは三つ以上のクーラを備えた多段クーラに
関連して実施されてもよい。

以上のように本発明によれば原料ケーキを乾燥させるた
めの乾燥装置にクーラから抽気された高温空気と浮遊式
熱交換器からの熱ガスとを合流して導くようにしたので
浮遊式熱交換器において原料は脱水反応を生じて浮遊式
熱交換器から排出される熱ガスの温度が不所望に低くな
つても、クーラからの抽気高温空気を導入混合して乾燥
装置に導入される熱ガスを適正な温度に保つことができ
る。したがつて前述の先行技術の如く熱風炉を必要とす
ることはなく、設備費が低廉であり、また熱風炉のため
の希釈空気を必要としないので熱消費が向上される。ま
た乾燥装置に適正な温度の熱ガスが導入されるので、む
やみに高温の熱ガスが大気に放散されることが防がれ、
熱消費が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の先行技術の系統図、第２図は本発明の
他の先行技術の系統図、第３図は本発明の一実施例の系
統図、第４図はアルミナ原料の強熱減量の温度依存性を
示すグラフ、第５図は本発明の他の実施例の系統図、第
６図は本発明のさらに他の実施例の系統図である。 ２２・・・・・・ドライヤ、２５，２７，３０・・・・
・・サイクロン、２８・・・・・・助燃炉、３１・・・
・・・焼成炉、３３・・・・・・一次クーラ、３６・・
・・・・二次クーラ、４８・・・・・・電気集塵器、４
９・・・・・・吸引フアン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原料を乾燥する乾燥装置と、１または複数段の浮遊
   式熱交換器と、焼成炉と、冷却用空気によつて冷却する
   クーラとを備え、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を経て前記クーラに導くよう
   にしたアルミナ等粉粒体原料の焼成装置において、前記
   乾燥装置には前記クーラから抽気された空気と前記焼成
   炉からの排ガスを導入し、それによつて前記乾燥装置に
   導入される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。