JPS60248224A - 粉体の湿式造粒装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、粉体の造粒方法とその装置に関し、より詳細
には粉体とバインダーとの衝突確率を増大せしめた粉体
の造粒方法とその装置に関する。

〔従来技術〕

従来、粉体を造粒せしめる場合には、粉体と液体とから
スラリーを形成し、このスラリーに前記液体に対してよ
りも、前記粉体に対して界面化学的により親和性のある
物質（以下、本願発明においてはバインダーと云う）を
添加し、得られた混合物を攪拌、混合してバインダーを
介して粉体を凝集、造粒する方法、即ち湿式造粒方法が
採用されていた。

かかる従来の湿式造粒方法に採用された造粒装置の概要
を第１図に示す。

円筒状の容器本体１には攪拌翼３を有する攪拌軸５が設
けられていて、供給口２から供給さく２） れた粉体の液体スラリーとバインダーとの混合物が、攪
拌翼３で攪拌され、粉体粒子が凝集して造粒体を含む造
粒混合物が形成され、排出口４から取り出される。

かかる従来の湿式造粒装置においては、造粒の速度を律
速する因子は、粉体量、液体の種類と量、およびバイン
ダーの使用量が一定であれば、はぼ粉体とバインダー、
および粉体同志の衝突確率に依存する。

ところで、従来の湿式造粒装置内における粉体の液体ス
ラリーの主要な流動の状態は、第２図のように定義する
ことができる。

即ち、容器本体１０周方向の平行な流れ８　（以下、１
次流れと云う）と、容器本体１の両端壁６．６の近辺で
発生ずる容器本体１の半径方向の流れ７　（以下、２次
流れと云う）である。

従来の湿式造粒装置では、１次流れ８が主であり、２次
流れ７は両端壁６．６の近傍で僅かに存在するのみであ
る。

（３） １次流れの場においては、スラリー中の粉体に遠心力が
作用し、この結果、特に粉体中の大径粒子は容器本体１
の内壁近傍に偏り、一方、微少径の粒子は攪拌軸５から
容器本体内壁に至る間に広く分布するようになる。

一方、バインダーは一般的にスラリーを形成する液体よ
りも比重が小さいので、１次流れの場においては攪拌軸
５の近傍に集中することになる。

従って、凝集、造粒の核となるべき大径粒子と、バイン
ダーおよび微少粒子との１１１突確率が低くなり、造粒
時間の著しい増加を招く欠点があった。

また、攪拌エネルギーは、１次流れを発生させて上記の
ような粉体の粒径分離を生じさせるのに大部分が消費さ
れて、本来の造粒に使用されるエネルギーとしてのイ１
加効率が低下するので、造粒を完結させるための消費動
力が増大し、更に造粒時間の延長は造粒装置の大型化を
もだ（４） らず問題点があった。

更に、前記第１図に示す従来の造粒装置においては、容
器本体１内に供給口２から排出口４の方向への粉体の移
動を阻害するものがないので、供給口２から造粒操作を
経ずに直ちに排出口４に至る粉体、所謂ショートパス粉
体が多く発生し、造粒物の粒度、歩留りが低下したり、
例えば粉体が石炭の場合には造粒炭中の灰分が効果的に
低下しない等の造粒物性状の悪化を来す欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来造粒機の容器本体の両端部におい
てのみ存在した２次流れを容器本体の全体にわたって発
生せしめて、容器本体の半径方向へのスラリーの移動を
促進し、粉体粒子の衝突確率を大巾に増大させて粉体の
造粒を促進することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明の粉体の湿式造粒（５） 方法は、粉体の液体スラリーとバインダーとからなる混
合物を円筒状容器中で攪拌して前記粉体を造粒する粉体
の湿式造粒方法において、前記容器内を前記容器の中心
軸方向に区分して空間を形成し、それぞれの空間におい
て前記混合物に前記容器の半径方向の流れを発生させて
前記粉体の粒子相互間および前記粉体と前記バインダー
との衝突確率を増大さ」止ることを特徴とするのである
。

また本発明の湿式造粒装置は、円筒状容器本体の軸線に
沿って攪拌翼を有する粉体の湿式造粒装置において、前
記攪拌翼の間に中心部に貫通孔を有するドーナツ状円板
を前記容器本体の軸線に垂直、かつ前記容器本体に内接
せしめて前記容器本体内を区分したことを特徴とするも
のである。

以下、本発明を図に示す実施例により説明する。

第３図は本発明の粉体の湿式造粒装置の概要（６） を示し、湿式造粒機は円筒状の容器本体１と、攪拌軸５
に取り付けられた攪拌翼３から構成されている。

更に本発明においては、中心部に貫通孔１３を有するド
ーナツ状の円板１０．１１．１２が攪拌軸５に垂直、か
つこの円板の外縁が容器本体１の内壁に接して、攪拌翼
１３の間に設けられており、このドーナツ状円板１０．
１１．１２によって攪拌翼３を含む複数の空間１４．１
５．１６．１７が容器本体１内に形成されている。

造粒物排出側の最後の空間１７では、後述するように造
粒は殆ど終了しており、他の空間におけるよりも比較的
速やかに造粒物を排出させるために、ドーナツ状円板を
ろと状の傾斜リング１８とすることができる。

第３図において、傾斜リング１８の傾斜角θは０〈θ〈
９０度である。

また、造粒物の比重がスラリー形成液体の比重に比較し
てかなり大きい場合には、造粒物が（７） 液体と共に排出しにくくなるのを避けるために、傾斜リ
ング１８内に造粒物排出用の小径攪拌翼１９を設置する
のが良い。

また、傾斜リングは、最終段の空間に設けるのみならず
、後述するように粉体の性状に応じて中間のドーナツ状
円板に任意の傾斜角度を持たせて造粒物の滞留時間を調
節することができる。

ドーナツ状円板の設置枚数は、攪拌翼の間に通常では一
枚であり、また容器本体内における全設置枚数は適宜選
定される。

第３図においては、ドーナツ状円板１０．１１．１２が
容器本体１内に三枚設けられていて、その位置関係は １、＝　１２＝　１．−１．＝　Ｌ　／　４１よ−１，
＝２１ｔ に設定しであるが、これらの数値ば造粒する粉体の性状
に応じて適宜増減することができる。

即ち、原料となる粉体が比較的硬く、造粒性（８） の悪いもの、また製品となる造粒物にある程度の硬度が
要求されるものについてはドーナツ状円板の枚数を増加
させ、逆に粉体が比較的軟らかく、造粒性がよく、造粒
物の硬度が要求されない場合には円板の枚数を減少させ
れば良い。

また第３図において、ドーナツ状円板の貫通孔の径ｄｒ
と、容器本体の内径りとの比、すなわちｄｒ／Ｄは１／
２に設定しであるが、この比についても、上記枚数の場
合と同様に原料となる粉体の性状に対応して変化させる
ことができ、粉体が硬く、造粒性が悪く、造粒物に硬度
が要求される場合には、ｄｒ／Ｄを小さくし、粉体が軟
らかく、造粒性が良く、造粒物に硬度が要求されない場
合にはｄｒ／Ｄが大きくする。

本発明において使用されるドーナツ状円板は第３図に示
したように平板でも良いが、第４図Ａおよび第４図Ｂに
示すように、平板２０の両面または片面に角棒２１また
は半割丸棒２２等の突起を放射状に取り付けて、平板２
０に凹凸を設ける（９） こともできる。

かかる凹凸状とすることによって、より強い２次流れを
形成することができる。

更に、本発明において用いる攪拌翼３の形状は特に限定
されるものではなく、例えば前記第３図においては第５
図Ａに示す形状の攪拌翼３を使用しており、また第５図
Ｂの攪拌翼３を使用しても良い。

しかし、いずれにしても攪拌翼３の形状にかかわらず、
容器本体１内におけるデッドスペース（空気溜り部分）
を最小限にするために、攪拌翼３のボス２３の近傍に空
気逃げ口２４を設けることが好ましい。

また、前記第３図において容器本体１の内径りと、攪拌
翼３の外径ｄｉとの間には、造粒物の最大径をｄｐとす
ると、 （Ｄ−ｄｉ）／２をｄ’ｐの１〜５倍程度に設定するの
が良い。

更に、本発明においては、前記したドーナツ（１０） 状円板１０．１１．１２の貫通孔１３の径と、容器本体
１の内径りとの比、ｄｒ／Ｄと、攪拌翼の外径ｄｉと容
器本体１の内径りとの比、ｄｉ／Ｄをｄｒ／Ｄ＜ｄｉ／
Ｄに設定した場合、即ちドーナツ状円板の貫通孔１３の
径が攪拌翼外径ｄｉより小さい場合には、特にドーナツ
状円板および攪拌翼のメンテナンスを考慮して、第６図
に示すように、容器本体１、ドーナツ状円板１０．１１
．１２、攪拌翼１３および傾斜リング１日をそれぞれ半
割構造とすることが好ましい。

補修、交換が容易になる利点がある。

なお、本発明における粉体とは、いかなる種類であって
も良く、たとえば石炭、鉱物等の無機物粉末や、有機物
粉末をあげることができ、スラリー形成に使用する液体
も粉体の種類に応して適宜選定され、例えば水、石油系
溶媒等である。

粉体スラリーにおける粉体の粒度および濃度は、粉体お
よび液体の種類によって決定され、（１１） 例えば粉体が石炭で液体が水のとき、石炭粉末の粒度は
一１０ｍｍ　Ｘ　１００％であり、水スラリーにおける
石炭粉末の濃度は３０〜４０重量％である。

バインダーとしては、原油、重油、軽油、溶油等の石油
系燃料油、またば石炭の水添液化油等が通常用いられ、
これらバインダーの添加量は粉体量の３〜６重量％であ
る。

次に前記第３図にもとすき本発明の造粒装置の機能を説
明する。

バインダーを添加した粉体の液体スラリーをスラリーポ
ンプ（図示せず）によって供給口２から湿式造粒機の容
器本体１に供給する。

または、粉体の液体スラリーを供給口２がら供給し、一
方、バインダーを他の供給口９から供給しても良い。

供給された粉体スラリーおよびバインダーは容器本体１
内において攪拌翼３によって攪拌、混合される。

このとき、粉体の液体スラリーおよびパイン（１２） ダ−は容器本体１の内壁、側壁６、および中心部に貫通
孔１３を有するドーナツ状円板１０で仕切られた空間１
４において、攪拌翼３の回転によって生ずる１次流れと
、側壁６および円板１０の近傍で発生する強い２次流れ
によって混合され、粉体およびバインダーが頻繁に接触
して粉体の凝集、造粒が促進される。

流入するスラリーは、空間１４において、ある固体濃度
に達するまで滞留し続けて上記の作用を受ける。

ある固体濃度に達すると、ドーナツ状円板１０の貫通孔
１３から次の空間１５に移動する。

空間１５でも同様に１次流れと２次流れの場にさらされ
、以下同様にドーナツ状円板１１．１２を経て空間１６
．１７へと移動する。

そして、最後の空間１７においては、はぼ完全に造粒が
終了しており、ろと状の傾斜リング１８を経て比較的速
やかに排出口４から容器本体１外に排出される。

（１３） 傾斜リング１８の近傍では、２次流れは他のドーナツ状
円板におけるよりも小さく、造粒物は主として１次流れ
によって生ずる回転の慣性力によって傾斜リング１８内
を“かけ」二って”排出される。

以上述べたように、本発明においては造粒機の容器本体
内をドーナツ状円板によって区分して攪拌翼を含む空間
を形成したので、それぞれの空間において強い２次流れ
を発生させることができる。

即ち、従来は容器本体の両端部分においてしか存在しな
かった２次流れを容器本体の内部全体にわたって発生さ
せることができるのである。

従ってかかる２次流れの発生によって、容器本体の内壁
周辺から軸方向への粉体スラリーの移動が促進され、大
径粒子、バインダーおよび微粒子相互の混合、即ち衝突
確率を大ｉＪに増大することができ、従来の粉体造粒機
に比較して造粒時間を著しく短縮することができる。

（１４） また、造粒時間の短縮によって、造粒に要する動力の低
減をはかることができ、更に造粒装置の小型化をはかる
ことも可能である。

更に、容器本体内に設けたドーナツ状円板は容器本体内
をショートバスする粉体に対して障害物となるので、粉
体粒子の大部分を造粒操作にかけることができ、従って
造粒物中に未造粒の粉体が混在することがなくなり、造
粒物の性状を従来造粒機で製造した造粒物に比較して向
上させることができる。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

前記第３図に示した造粒機を用いて石炭の造粒試験を行
った。

試験条件は下記のとおりである。

石炭：瀝青炭、灰分４１．２％、粒度６ｍｍ、＋（ス液
体：水 石炭のスラリー濃度：３０重量％ バインダー：燃料油、対石炭５，５重量％（１５） 攪拌翼端周速：１５ｍ／Ｓ 装着ドーナツ状円板枚数−二枚、 ｄｒ／θ−１／ま ただし、スラリー供給量以外の条件を一定とし、スラリ
ー供給量の変更による造粒時間の変更から消費電力量を
変化させ、これに対する造粒物中の灰分の変化を、ドー
ナツ状円板を取り外した従来の造粒機による場合と比較
した。

石炭中の炭素分は灰分よりも親油性であるので、造粒物
の灰分は造粒の進捗度をほぼ示しており、灰分が低下す
ればするほど、造粒が進捗しているといえる。

結果を第７図に示す。

第７図において、直線Ａはドーナツ状円板を装着しない
従来の造粒機を使用した場合を示し直線Ｂは本発明の造
粒機を用いた場合を示す。

直線ＡとＢとの比較から、同一灰分量の造粒物を得るた
めの消費電力が本発明の場合に大巾に低下していること
が理解できる。

（１６） 即ち、灰分２５％の造粒物を得るのに本発明では消費電
力が約２０ＫＷＩＩ　／Ｔであるのに対して、従来の装
置では約１７０ＫＷＩＩ／Ｔであり、本発明によれば約
１／８に消費電力が低下していることが明らかである。

同様に灰分２２，２重量％の造粒物では、本発明によれ
ば、約１／３の消費電力となる。

ここで第７図の横軸は、消費電力と同時に造粒時間の経
過でもあるから、上記結果に対応して、本発明によれば
造粒時間も大巾に短縮できることが理解できる。

この結果は、造粒装置の小型化をもたらすことにもつな
がる。

一方、同一消費電力における造粒物の性状を見ると、従
来の造粒機に比較して本発明では造粒物の灰分が著しく
低く、造粒物の歩留り、灰分等の造粒物性状においても
優れていることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

（１７） 第１図は従来の粉体湿式造粒装置を示す概要側面図、第
２図は従来の粉体湿式造粒装置における粉体の液体スラ
リーの流れを示す説明図、第３図は本発明の粉体湿式造
粒装置の実施例を示す概要側面図、第４図Ａおよび第４
図Ｂは本発明の粉体湿式造粒装置に使用するドーナツ状
円板の実施例を示す斜視図、第５図Ａおよび第５図Ｂは
本発明の粉体湿式造粒装置における攪拌翼の実施例を示
す斜視図、第６図は本発明の粉体湿式造粒装置の他の実
施例を示す斜視図、第７図は本発明の粉体湿式造粒装置
の試験結果を示す図である。 １−容器本体、３−攪拌翼、５−攪拌軸、７−１次流れ
、８−２次流れ、１０．１１．１２−　ドーナツ状円板
、１３−貫通孔。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士斎下和彦 （１８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉体の液体スラリーとバインダーとからなる混合物
   を円筒状容器中で攪拌して前記粉体を造粒する粉体の湿
   式造粒方法において、前記容器内を前記容器の中心軸方
   向に区分して空間を形成し、それぞれの空間において前
   記混合物に前記容器の半径方向の流れを発生させて前記
   粉体の粒子相互間および前記粉体と前記バインダーとの
   衝突確率を増大させることを特徴とする粉体の湿式造粒
   方法。 ２、円筒状容器本体の軸線に沿って攪拌翼を有する粉体
   の湿式造粒装置において、前記攪拌翼の間に中心部に貫
   通孔を有するドーナツ状円板を前記容器本体の軸線に垂
   直、かつ前記容器本体に内接せしめて前記容器本体内を
   区分したことを特徴とする粉体の湿式造粒装置。 （１）