JPS60233490A

JPS60233490A - 竪型焼成炉

Info

Publication number: JPS60233490A
Application number: JP9004084A
Authority: JP
Inventors: 大塚　将光
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1985-11-20
Also published as: JPH0222876B2

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】［発明の利用分野］本発明は竪型焼成炉に係り、特にコークス等の固体燃料
の混焼率を高めることができるよう改良された竪型焼成
炉に関する。

［発明の背景］石灰石、ドロマイトの焼成などに竪型焼成炉とりわけ２
重円筒式竪型焼成炉が広く用いられている。この２重円
筒式竪型焼成炉においては、外筒および中筒が上下方向
に略同軸的に設置され、この外筒と中筒との間の部間部
を被焼成物が流下する。そしてこの部間部にはバーナ（
通常は油又はガス焚バーナ）を有する燃焼装置が設置さ
れており、この燃焼装置の高温の燃焼ガスにて部間部を
流下する被焼成物を加熱し焼成する。

而してこの２重円筒式竪型焼成炉において、被焼成原料
にコークス等の固体燃料を混ぜ、燃焼装置の燃焼ガス中
の余剰空気により固体燃料の燃焼を行ない、燃料コスト
の低減等を図る場合がある。ところが従来の２重円筒式
竪型焼成炉においては、バーナの燃焼ガス中の余剰空気
量が多くなると、部間部の上部即ち原料投入側に近い部
分で固体燃料の燃焼が開始し、原料の予熱帯が短くなり
、排ガス温度が上昇し、安定した操炉が困難になるおそ
れがあった。

この現象について図面を参照して説明する。第１図は従
来の２重円筒式竪型焼成炉の概略的な構成を示す縦断面
図であり、上下方向に設置された外筒１０、該外筒ｌＯ
の内部に同軸的に設置された中筒１２によって炉体本体
が構成されている。

外筒ｌＯと中筒１２との間の部分が部間部１４であり、
炉体本体の頂部に設置された、チャージタンク１６、原
料供給フィーダ１８、投入装置２０よりなる原料供給装
置によって部間部１４上部に投入された被焼成物たる原
石が、この部間部１４を通って徐々に下方に移動しなが
ら焼成され、排出装置２２、製品取出フィーダ２４を経
て排出される。　” なお中筒１２は仕切板１３によってその途中部分で仕切
られ、中筒下室１２ａ、上室１２ｂに区画されている。

また中筒１２の壁面内部には、空気流通路１２ｃが上下
方向に設けられており、この流通路を流れる空気によっ
て中筒１２を冷却し得るように構成されている。

部間部１４の下部およびそれよりも上方の部分には、外
筒１０が外周側に突出するようにして下段燃焼室２６．
上段燃焼室２８が設けられており、それぞれ液体燃料ポ
ンプ３０から重油等の液体燃料が管路３１を介して供給
される下段バーナ３２、上段バーナ３４が設置されてい
る。

次にこの燃焼室２６．２８への燃焼用空気の供給系統に
ついて説明する。

まず１次空気と３次空気とについて説明する。

３６は１次空気と、後述のインゼクタ５６を作動させる
ための作動空気とを送給する１次・作動空気ブロワであ
り、大気がこのブロワ３６から管路３８を経て熱交換器
（レキュペレータ）４０に導入され、第１の排ガス取出
口４２から排出された例えば７００〜８００℃程度の高
温の燃焼排ガスと熱交換して加熱された後、管路４４か
ら、炉体を取り巻くように設置された１次・作動空気リ
ング４６に一旦導入される。そしてその一部は配管４８
により上段バーナ３４へ、また他の一部は配管５０によ
り下段バーナ３２へ、それぞれ−次空気として供給され
る。

また１次・作動空気の残部は、配管５４からインゼクタ
５６に導入され、φ筒１２の下室１２ａの上部に連通し
たガス出口５８から、中筒下室１２ａ内の燃焼ガスと冷
却空気取入口５９から吸引された空気との混合気体を吸
引して、この混合気体と混ざり合いながら下段燃焼室２
６に３次空気として供給される。なお冷却空気取入口５
９は炉体底部に接続されており、この取出口５９から炉
体底部に吸引された空気が炉体内を上昇して製品を冷却
して昇温した後、中筒１２内に吸引される。

次に２次空気について説明する。

中筒１２は、前述のようにその壁面内部に、冷却用空気
の流通路１２ｃが形成されており、この流通路１２ｃの
最上部に、２次空気ファン６ｏから大気が送り込まれる
。この空気は流通路１２ｃを流下し、中筒１２を冷却す
ると共に、それ自身昇温し、出口１２ｄ、１２ｅから管
路６２．６３を経て、炉体を周回するように設置された
２次空気リング６４へ導入され、次いで管路６６．６８
によってバーナ３２．３４へ２次空気として供給される
。

次に燃焼ガスの流れについて説明する。下段燃焼室２６
で発生した燃焼ガスは部間部１４に入った後、一部は下
方へ流れ、原石と並行流となってこれを加熱し、部間部
１４を流れ出たところでインゼクタ５６の吸引作用によ
って中筒１２内に吸引され、前述の如く冷却用空気と混
ざり合ってガス出口５８、インゼクタ５６を経て下段燃
焼室２６へ循環される。

また燃焼室２６の燃焼ガスの残部は、部間部１４に設置
された下段ブリッジ７０によって部間部１４内に均等に
分散された後筒間部１４内を上昇し、流下してくる原石
と対向流となってこれを加熱する。

上部燃焼室２８で発生した燃焼ガスは、上部ブリッジ７
２で部間部１４内に均等に分散された後筒間部１４内を
上昇し原石を加熱する。

このようにして部間部１４内を上昇して原石を加熱・焼
成した燃焼ガスの一部は、中筒上室１２ｂと筒器一部１
４とを連通ずる高温ガス取出ボート７４から、中筒上室
ｌＺｂ内に入って上昇し、排ガス取出口４２に至り、次
いで管路７６から前述のレキュペレータ４０に入り１次
・作動空気と熱交換した後、管路７８．８０、排ガスフ
ァン８２を経て集塵装置８４へ導入され、除塵処理され
た後大気中へ放出される。

一方、部間部１４内を上昇する燃焼ガスの残部は、部間
部１４内の上部を上昇し、原石を予熱した後、炉体頂部
の第２の排ガス取出口８６に至り、次いで管路８０、排
ガスファン８２を経て集塵装置８４へ送られる。

従って、炉体頂部より炉内に投入された原石は、ボート
７４よりも上方の予熱帯Ａ、ボート７４と上段燃焼室２
８との間の上部焼成帯Ｂ、上段燃焼室２８と下段燃焼室
２６との間の中間焼成帯Ｃ１下段燃焼室２６と中筒１２
の下端部との間の下部焼成帯（並流焼成帯）Ｄを経て十
分に焼成された後、中筒１２の下端部よりも下側の冷却
帯Ｅにて冷却された後、炉体底部から排出される。

而してこのような２重円筒式竪型焼成炉において、原石
にコークス等の固体燃料を混ぜて混焼する場合、固体燃
料混焼率を３０％以下程度にし、固体燃料のほぼ全量が
上記焼成帯Ｂで燃焼するように操炉される。即ち、下段
燃焼室２６では、通常、空気率１．６〜１．８の過剰空
気状態で燃焼が行なわれ、１２５０〜１３５０℃程度の
燃焼ガスを発生させる。又、上段燃焼室２８では１次空
気の空気率を０．１．２次空気の空気率を０．４程度と
して下段燃焼量の約３０〜５０％程度を燃焼させる。そ
うすると高温ガス取出ボート７４付近における燃焼ガス
中の０２濃度が５〜６％程度になり、原石に混合された
固体燃料は予熱帯Ａで予熱された後、上部焼成帯Ｂない
しは予熱帯Ａの下部において、上記燃焼ガス中の余剰の
空気により燃焼する。

ところが、コークス等の固体燃料の混焼率をさらに高め
て、固体燃料に比べ割高な油又はガスの使用量をさらに
減少させようとする場合には、上段バーナ３４の燃焼を
停止しないと、予熱帯Ａ下部から上部焼成帯Ｂにかけて
のコークス燃焼域の０２濃度が上昇して炉上部でコーク
スの燃焼が開始するようになり操炉が不可能になってし
まう。

しかしながら上段バーナ３４の燃焼を停止した場合には
、コークスだけの燃焼熱では焼成熱量が不足し、コーク
スの周囲部分だけが焼成されその他の部分の原石は十分
には焼成されず、焼成むらが発生し、製品品質が低下す
る。そして焼成むらを防止するためには下段燃焼室２６
から余分に熱量を投入する必要があり、逆に熱消費量を
増加させてしまう。

このようなことから従来の竪型焼成炉においては、固体
燃料混焼率を低く押えざるを得す、割高な油又はガスを
それだけ余計に使用せねばならず、エネルギーコストが
高かった。

［発明の目的］本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し、コーク
ス等の固体燃料の混焼率を高くしても安定した操炉が行
なえ、かつ余分な熱量を投入することなく優れた品質の
製品を焼成することができる竪型焼成炉を提供すること
にある。

［発明の構成及び作用］この目的を達成するために、本発明の竪型焼成炉は、０
２ａ度が低い低温の燃焼ガスを、炉内の高温部分から取
り出された高温の燃焼ガスと熱交換させて加熱した後、
再度炉体の焼成帯に吹き込んで、焼成帯での０２濃度を
例えば５〜６％程度に押えると共に、焼成帯の温度を十
分な焼成を行なうことができる温度に維持し得るよう構
成したものであって、上下方向に設置され内部を被焼成物が流下されると共に
、該被焼成物加熱用の燃焼装置を備えた炉体本体と、該
燃焼装置よりも上方の炉体本体の途中部分から排ガスを
抜き出す第１のガス排出手段と、炉体本体の上部から排
ガスを抜き出す第２のガス排出手段と、該第１のガス排
出手段からの排ガスが熱源側に導入される熱交換器と、
該熱交換器を通過した第１のガス排出手段及び／又は第
２のガス排出手段からの排ガスの一部を前記熱交換器を
通して加熱した後、前記炉体本体の焼成帯に吹き込む排
ガス循環系統と、を備えてなることを特徴とする竪型焼
成炉。

を要旨とするものである。

即ち上部焼成帯Ｂにおける０２濃度を低く押えると共に
所定温度以上に維持するためには高温ガス取出ボート７
４から誘引ファンを用いて高温の燃焼ガスを取り出し、
この高温燃焼ガスを上段燃焼室に循環させるようにすれ
ば良いのであるが、高温のガスを長期間に亘って安定し
て多量に吸引することができるファン（例えば７５０〜
８５０℃の高温ガスに耐え、風圧３００〜５００■、風
量４０００〜８０００　ｍ″／ｈ／ｈ程度を要求される
。）は今日の技術水準では工業的に使用し得るコストで
は提供し得す、そのため通常のファンを用いて単に高温
の燃焼ガスを循環させるようにしたのでは長期間に亘っ
て安定した操炉は行い得ない。

本発明によれば、高温ガス取出ボートから取り出される
高温の燃焼ガスと低温の燃焼ガスとを熱交換させて炉内
に吹き込むようにしているので、このような技術的な難
点が全く無く、所期の目的を達成できるのである。

［発明の実施例］以下図面に示す実施例を参照しながら本発明をさらに詳
細に説明する。

第２図は本発明の実施例装置の構成図であり、第１図の
従来装置と同−又は相当する部材は同一符号を以って示
されている。

この実施例装置において、炉体本体の構成は第１図の従
来装置と同一であり、頂部から投入された原料が部間部
１４の間を流下しながら、上段燃焼室２８、下段燃焼室
２６の燃焼ガス及び原料に混合されたコークスの燃焼熱
によって焼成された後、冷却され、炉体底部から排出さ
れる。また、同様に、排ガスは炉体頂部の低温の排ガス
取出口８６と、ボート７４に連通した高温の排ガス取出
ロアロの２系統で排出されると共に、下段燃焼室２６の
燃焼ガスの一部はインゼクタ５６の吸引作用により３次
空気と混ざり合って下段燃焼室２６へ循環している。さ
らに、液体燃料も、第１図と同じく、ポンプ３０からバ
ーナ３２．３４へ供給され、２次空気もファン６０から
中筒１２の冷却用空気流通路１２ｃにて加熱された後、
２次空気リング６４を経てバーナ３２．３４へ供給され
ている。

而して第２図の実施例装置において、炉体本体を取り巻
くようにして排ガスリング８８が設置されており、この
排ガスリング８８から排ガスを上部燃焼室２８に吹き込
むための管路８９が設けられている。この排ガスリング
８８には、次のようにして加熱されて高温になった排ガ
スが導入される。

即ち、高温ガス取出ボート７４及び中筒上室１２−ｂを
経て第１のガス排出手段を構成する第１の排ガス取出口
４２から取り出された高温の排ガスは、管路７６を経て
第１の熱交換器であるレキュペレータ４０に導入され、
炉体に循環される排ガスと熱交換した後、管路７８から
第２の熱交換器であるレキュペレータ９０に導入され、
１次・作動空気を加熱した後、管路９１を経て、第２の
ガス排出手段を構成する第２の排ガス取出口８６からの
排ガスと共に管路８０を経て排ガスファン８２に至る。

排ガスファン８２より送り出された例えば１４０〜２０
０℃程度の排ガスの一部は管路８３から集塵装置８４へ
送られるが、残部は配管９２からレキュペレータ４０に
導入され、高温排ガスにより例えば７００〜８００℃に
加熱された後、管路９４から排ガスリング８８に送られ
、次いで管路８９から上段燃焼室２８に吹き込まれる。

このように高温でかつ０２濃度の低いガスが吹き込まれ
るので上部焼成帯Ｂにおける０２濃度が例えば５〜６％
程度の低い濃度に押えられ、固体燃料が予熱帯Ａの上部
で燃焼することが無く、長期間に亘って安定した操炉が
可能となる。また上部焼成帯Ｂが十分に高い温度に維持
されるようになるので、原石への固体燃料の混合割合を
大きくして上下段燃焼室２８．２６での油又はガスの燃
焼量を減少しても上部焼成帯Ｂで十分な焼成が行なわれ
、焼成むらが発生しない。しかも余分な熱量を投入する
必要が無いので、熱消費量の増加も無い。このようにし
て固体燃料の混焼率を高めて油又はガスの燃焼量を減少
させることができる。

なおレキュペレータ９０では１次や作動空気ブロワ３６
から管路３８を経て吹き込まれた空気を例えば４００〜
５００℃程度に加熱し、管路４４から１次・作動空気リ
ング４６へ供給している。

１次・作動空気リングからは、第１図の従来装置と同様
に、一部の空気はバーナ３２．３４へ１次空気として、
また残りの空気はインゼクタ５６へ作動空気として、そ
れぞれ供給される。

第２図中、１〜５は焼成炉頂部へ原料を供給するための
部材であり、ｌは原石タンク、２は固形燃料タンク、３
．４はタンク１．２の底部に設けられた切出フィーダ、
５はベルトコンベヤである。また６は炉体底部から排出
された製品を運搬するためのベルトコンベヤである。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない限り、他の種々の態様で実施し得る。例
えば、 ■　上記実施例装置ではレキュペレータ４０．９０を直
列に接続し、１次側のレキュペレータ４０で循環される
排ガスを加熱するようにしているが１本発明においては
レキュペレータ４０．９０を並列的に設置し、一方のレ
キュペレータで循環排ガスの加熱を行ない、他方のレキ
ュペレータで１次・作動空気の加熱を行うようにしても
良い。

■　レキュペレータで加熱された排ガスを上段燃焼室の
近傍部分に吹き込むように、上段燃焼室とは別途に適宜
の吹込用空間部を外筒１０に形成しても良い。

■　排ガスファンを２台設置し、一方のファンでレキュ
ペレータを通った排ガスを誘引し、他方のファンで低温
排ガス取出口から排ガスを誘引するようにしても良い。

■　バーナとしては油焚きの他、ガス又は微粉炭焚きの
ものを用いても良い。

なお本発明は２重円筒式竪型焼成炉以外の各種の竪型焼
成炉にも適用し得る。

［発明の効果］以上詳述した通り１本発明の竪型焼成炉はＯ２濃度の低
い燃焼ガスを、高温の燃焼ガスで加熱した後焼成帯に循
環させるようにしたものであり、焼成帯の０２濃度を例
えば５〜６％程度の値に押えることができると共にこの
焼成帯を、十分な焼成に行うに必要な温度レベルに維持
することができる。そのため原石へのコークス等の固体
燃料の混合率を高くして油又はガス等の燃焼量を下らし
、長期間に亘って安定した操炉を行なうことができ、燃
料コストの大幅な低減が可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は実施例装置の構成
図である。ｌＯ争・・外筒、１２・・・中筒、１４・・・部間部、２６・・・下段燃焼室、２８・φ拳
上段燃焼室、３０Φ・・液体燃料ポンプ、３６番−・１次・作動空気ブロワ、４０・・・レキュペレータ、４２・・金弟１の排ガス取出口、４６争・・１次ｅ作動空気リング、５６目・インゼクタ、６４・・拳２次空気リング、７４・・・高温ガス取出ポート、８２・◆・排ガスファン、８４・・・集塵装置、８６拳・・第２の排ガス取出口、８８・―・排ガスリング、９０・・・レキュペレータ。特許出願人　宇部興産株式会社代理人　弁理士　重　野　剛

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　上下方向に設置され内部を被焼成物が流下され
ると共に、該被焼成物焼成用の燃焼装置を備えた炉体本
体と、該燃焼装置よりも上方の炉体本体の途中部分から
排ガスを抜き出す第１のガス排出手段と、炉体本体の上
部から排ガスを抜き出す第２のガス排出手段と、該第１
のガス排出手段からの排ガスが熱源側に導入される熱交
換器と、該熱交換器を通過した第１のガス排出手段及び
／又は第２のガス排出手段からの排ガスの一部を前記熱
交換器を通して加熱した後、前記炉体本体の焼成帯に吹
き込む排ガス循環系統と、を備えてなることを特徴とす
る竪型焼成炉。
（２）　前記熱交換器として、直列に接続され前記第１
のガス排出手段から排ガスが順次に通される第１及び第
２の熱交換器を設置し、前記循環系統のガスを該第１の
熱交換器にて加熱すると共に、燃焼用１次空気を該第２
の熱交換器にて加熱して前記燃焼装置に供給する系統を
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
竪型焼成炉。
（３）　炉体本体は上下方向に略同軸的に設置された外
筒及び中筒を有し両筒の間の部間部を被焼成物が流下さ
れ、かつ該部間部の下部に下段燃焼装置が設けられ、該
下段燃焼装置よりも上方の部間部に上段燃焼装置が設け
られ、前記排ガス循環系統はこの上段燃焼装置又はその
近傍の部分に排ガス吹込可能に接続されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の竪型
焼成炉。