JPS6213296B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石灰石の焼成法ならびにその装置に係
り、詳しくは、上部から予熱帯、焼成帯及び冷却
帯を有する竪型石灰炉において、その冷却帯の下
部から燃焼用空気を導入させて、焼成済み石灰と
熱交換させ、合理的に石灰石の焼成帯を形成する
とともに、熱経済を達成し、更に、竪型石灰炉の
高さ等も低くできる石灰石の焼成法ならびにその
装置に係る。

従来、石灰石の予熱帯、焼成帯ならびに冷却帯
を有する竪型石灰炉において、その底部から燃焼
用空気の一部若しくは全部を導入し、焼成済み石
灰と熱交換させて予熱し、その後、この燃焼用空
気の一部を竪型石灰炉の外に抽出して、燃成帯に
おける燃焼用空気として使用し、熱効率を向上さ
せることが知られている。また、この焼成法や焼
成装置として種々なものが具体的に開発、提案さ
れているが、何れの方法ならびに装置も、構造、
機能等に問題があつて、充分な効果が上げられる
ものは未だ提案も、実施されてもいない。

まず、特開昭53−100195号公報には、燃焼用空
気を冷却帯で予熱後、その焼成用空気の一部を抽
出して再熱し、これを焼成帯に設けた上下２段の
各バーナーに供給するとともに、残部はそのまま
炉内を上昇させて、石灰石を焼成する方法が記載
されている。この焼成法においては、残部の燃焼
用空気が抽出部から下段バーナーまで上昇する間
の抵抗を、抽出された燃焼用空気が上下２段の各
バーナーに供給される間の抵抗より著しく大きく
取ることを特徴としている。このため、残部の燃
焼用空気は、抽出部から下段バーナーまで上昇す
る間に偏流を起し易く、燃焼用空気として必ずし
も有効に利用できない。更に、抵抗差の形成のた
めには燃焼用空気の抽出部は下部バーナーと相当
離間させて配設されねばならず、炉の高さを不必
要に高く構成することになつて好ましくない。

また、上記焼成法では、上下２段のバーナーに
抽出、再熱供給されるのは、冷却帯で予熱された
燃焼用空気のうちで、多くても65％程度であつ
て、石灰石を効果的に焼成することが困難であ
る。更に詳しく説明すると、焼成開始時は受熱面
積も大きく且つ石灰石の表面は未だ焼成石灰で被
覆されておらず、石灰石内部への熱の伝達が効率
よく進むので、石灰石を効果的に焼成するには、
脱酸初期に於て多量の熱を供給すること、即ち
上／下段バーナーのうち上段バーナーからの熱の
供給を下段バーナーからのそれよりはるかに多く
する様操業するのが好ましいことは理論的、実際
的に知られているところであるが、抽出燃焼用空
気が多くても65％であると炉内を上昇する空気が
相当多くなるため上段バーナーに燃料の大部分を
供給すれば上／下バーナー間、即ち焼成帯後半部
での燃焼ガス温度が低下し、合理的な焼成帯を形
成することが出来なくなるため、結局この方法で
は下段バーナーに大量の燃料を供給しなければな
らないことになり効果的に焼成が困難になる。

次に、特公昭48−41436号公報には、燃焼用空
気の一部を冷却帯を通過させてから抽出し、更
に、これに焼成ガスを混合させて昇温してから、
燃焼用空気として供する石灰石の焼成法が記載さ
れている。しかし、この方法は、冷却帯で予熱さ
れるのは全燃焼用空気の一部であり、このため、
熱回数が不充分であつて問題が多い。

本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、冷却帯で予熱した空気を抽出して燃焼用空気
として石灰石を焼成する際に、合理的に焼成帯を
形成して石灰石を完全に焼成し、しかも、高い熱
効率が達成できる石灰石の焼成法ならびにその装
置を提案する。

すなわち、本発明法は予熱帯、焼成帯ならびに
冷却帯を有する竪型石灰炉において石灰石を焼成
する際に、その冷却帯の下部から、石灰石の焼成
に必要な全燃焼用空気を導入して、焼成済み石灰
と接触させることにより予熱し、続いて、予熱後
の全燃焼用空気の66〜85％を前記冷却帯上部から
抽出して、前記燃焼帯に設けた上下２段のバーナ
ーのうちで上段バーナーに供給して燃焼させる一
方、抽出されずに残つた燃焼用空気は、そのまま
竪型石灰炉中を上昇させて前記下段バーナーの燃
焼用空気とすることを特徴とする。

また、本発明装置は、上部から石灰石の予熱
帯、焼成帯ならびに冷却帯を具え、この焼成帯
に、少なくとも上下２段の燃焼用バーナーを設け
るとともに、冷却帯下部に燃焼用空気の導入手段
を設け、更に、下段バーナーに近接させて、冷却
帯を通過した燃焼用空気を部分的に抽出する抽出
手段を設け、この抽出手段と前記上段バーナーと
は、抽出燃焼用空気が送給できるよう連絡させて
成ることを特徴とする。

以下、本発明について詳しく説明する。

まず、図面は本発明を実施する装置の一例の配
置図であつて、図面に示す通り、炉体１におい
て、その頂部の二重ゲート２ａならびに２ｂから
石灰石等の原料が投入される。

次に、炉頂から投入された石灰石は炉体１の内
部を下降し、まず、予熱帯Ａで予熱されてから焼
成帯Ｂで焼成され、その後、焼成済み石灰は冷却
帯Ｃで冷却後、炉底部３から排出される。なお、
焼成済み石灰は、常法の通り、振動コンベヤ４で
篩分されてから、コンベヤ５によつて製品として
搬出される。

次に、上記構成の炉体１において、炉底部３に
近接させ、導入手段６を形成し、導入手段６から
石灰石の焼成に必要な全燃焼用空気７を導入す
る。この導入手段６は、炉体１の内部に全燃焼用
空気が吸引されるよう構成すれば何れにも構成で
き、また、通常は、後記の如く、排気口からブロ
ワーによつて炉頂部より廃ガスを吸引できるよう
構成すれば、導入手段６から全燃焼用空気は容易
に導入できる。また、導入手段６によつて全燃焼
用空気を導入する場合、炉体１の横断面方向にお
いて均一に導入するのが好ましい。このため、導
入手段６はビーム状のものとして構成するのが好
ましいが、この場合も、導入される燃焼用空気が
矢印方向の上向流として横断面方向で均一分布さ
れるよう導入され、更に、下降する焼成済み石灰
によつて導入が阻害されないよう構成するのが好
ましい。また、石灰石を焼成する焼成帯Ｂには、
上、下段２段のバーナー８，９を設け、更に、冷
却帯Ｂの上部において、この下段バーナー９に出
来る限り近接させて抽出手段１０を設ける。この
抽出手段１０は燃焼用空気を部分的に抽出するも
ので、この部分的抽出が可能な限りはいかなるも
のとしても構成でき、更に、通常は、下段バーナ
ーから0.5〜３ｍ下側のところに抽出手段１０を
設けるのが好ましい。また、以上の通りに抽出手
段１０を構成するとともに、抽出された燃焼用空
気７ａが上段バーナー８に供給できるよう構成す
る。このため、通常は抽出手段１０と上段バーナ
ー８との間はダクト１１によつて連絡し、このダ
クト１１に集塵器１２ならびフアン１３を介設す
る。このように構成すると、フアン１３の回転に
よつて燃焼用空気の抽出量が制御できる。なお、
後記の通り、上下２段のバーナー８，９から供給
される燃料と燃焼用空気７とによつて燃焼された
のちに生成される廃ガスは、排気口１４からブロ
ワー１５によつて抽出されて排気される。

次に、以上の通りの構成の石灰炉において、そ
の冷却帯Ｃの下、つまり、導入手段６から燃焼用
空気を導入する。この導入量は石灰石の焼成に必
要な空気量であつて、通常は理論空気量に空気過
剰率をかけた値だけ導入する。このように空気を
導入すると、この全燃焼用空気７は上向流として
上昇する間に、冷却帯を降下する焼成済み石灰と
接触し、焼成済み石灰は冷却させる一方、燃焼用
空気は予熱されて昇温する。

続いて、冷却帯Ｃを貫流した燃焼用空気７は抽
出手段１０において部分的に７ａとして抽出さ
れ、残部７ｂは上昇する。この場合、抽出手段１
０からは、導入燃焼用空気の大部分、66〜85％を
抽出する。この抽出流７ａは上段バーナー８に供
給し、残部７ｂはそのまま上昇させて下段バーナ
ー９の燃焼用空気とする。このように石灰石の焼
成に必要な燃焼用空気を全て冷却帯Ｃで予熱して
から、この燃焼用空気を上記の通りに分流させ
て、上下２段のバーナーで燃焼させると、合理的
に焼成帯が形成でき、完全に石灰石が焼成できる
とともに熱効率が大巾に向上する。

石灰石を焼成する場合、その初期に於ては熱の
吸収が早いからこの時期に、それに応じて多量の
熱を与えると焼成を効果的に進行させることが出
来、その後は内部への熱の伝達に応じて熱を供給
し、焼成を完了する様にするのが合理的であるの
で、竪型石灰炉に於ても、この焼成速度に対応出
来る様焼成帯を形成させる必要がある。このた
め、本発明に於ては、冷却帯で、例えば550℃以
上に熱せられた燃焼用空気のうちで、大部分好ま
しく66〜85％程度の空気を抽出流７ａとして抽出
し、その後、この多量の抽出流を、多量の燃料を
使用する上段バーナー８の燃焼用空気として供給
し、上段バーナーの燃焼が効率よく行なえる様に
する。

抽出空気量が66％よりも少ないと、燃料を完全
燃焼させるためには供給できる燃料量を、必然的
に少なくしなければならなくなるので、初期の焼
成段階で十分な熱量を与えることができなくなつ
て、効率のよい焼成はできなくなる。また、抽出
空気量が85％をこえて多量であると、下段バーナ
ーに供給される空気量が少なくなり、それに応じ
て下段バーナーに供給する燃料が少なくなり、上
段、下段バーナー間の焼成帯において必要な熱量
の不足を来たし、２段バーナー焼成法の利点がな
くなる。

次いで、上段バーナーのみで完了しなかつた石
灰石中心部の焼成が石灰石が上段バーナーから下
段バーナーまで下降する間に完了する様、その焼
成速度に対応して熱を与えるため、上段バーナー
に比して少量の燃料を下段バーナー９に供給し、
下段バーナー９の燃焼が効率よく行なえ、且つ燃
焼ガス温度を最適に保てる様、燃焼用空気として
抽出流７ａに比べて少量の残部７ｂの空気を上昇
させる様にする。要するに、本発明は石灰石の焼
成に適合する合理的焼成帯の形成を目的として、
燃料、燃焼用空気を合理的に供給して石灰石の効
果的焼成、燃料の節減を達成するものである。

なお、上記の如く、抽出手段１０は下段バーナ
ー９に接近、好ましくは0.5〜３ｍ程度離間させ
て設けるのは、接近させると石灰炉の不必要な部
分が省略でき、炉高を最小限に低く構成でき、炉
内を上昇する残部の燃焼用空気の偏流が防止で
き、下段バーナーを効率よく燃焼させることが出
来るからである。また、0.5ｍ以上離間させるの
が好ましいのは、0.5ｍ以下になると、僅かな操
業条件の変動によつても下段バーナー燃焼ガスを
抽出手段１０へ吸引しやすくなるからである。

また、３ｍをこえると、冷却帯（下段ビームよ
り下部）を徒に長くしなければならなくなり、不
経済な装置となるのは勿論、せつかく熱風抽出部
で整流された下段バーナー用予熱空気が下段バー
ナーに達するまでに再び偏流を起す可能性が非常
に大きくなる。

また、上記の如く、抽出手段１０と上段バーナ
ー８の間の連絡ダクト１１にフアン１３を介設す
ると、予熱後の燃焼用空気の抽出量はフアンの回
転数によつて調整でき、きわめて容易に抽出量が
コントロールできる。

次に、実施例について説明する。

まず、図示の竪型石灰炉において、炉頂部の二
重ゲート２ａ，２ｂから径20〜60ｍ／ｍの石灰石
を１時間18トンの割合で炉体１内に投入して、石
灰石を焼成した。この場合、ブロワー１５を運転
して炉体１内を上昇する廃ガスを排気口１４から
吸引して操業し、このブロワー１５の吸引力によ
り、導入手段６から石灰石の焼成に必要に全燃焼
用空気を20℃の条件で10800Nm³／時間の割合で
導入した。

次に、上段ならびに下段バーナー８，９に対
し、燃料パイプ１６より発熱量2700Kcal／Ｎm³
の一酸化炭素ガスを分配して送給し、上段バーナ
ー８には2590Nm³／時間の割合で供給する一方、
下段バーナー９には1110Nm³／時間の割合で送つ
て燃焼させた。また、この際、下段バーナー９よ
り下に1.5ｍのところに設けられた抽出手段１０
からフアン１３によつて560℃に予熱された燃焼
用空気を7600Nm³／時間の割合で抽出し、この抽
出流７ａは除塵器１２を経て、上段バーナー８に
送給した。

以上の通りに焼成したところ、炉底部３から60
〜65℃の焼成済みの石灰が10.3t／hrの割合で排
出された。この焼成済み石灰は未焼成分を0.8％
含んでいた。

また、上段バーナー８から下側に約0.5ｍ離間
した数ケ所から燃焼ガスを採取して未燃分を測定
したところ各試料中の一酸化炭素分は0.4〜0.6％
の範囲内にあり、下段バーナーは充分効率よく燃
焼出来ていることが分つた。また、排気口１４か
ら排出される廃ガス中の一酸化炭素は0.6〜1.0％
の範囲内にあつた。かくして結果的に焼成済み石
灰トン当り97×10⁴Kcalの熱量で焼成でき、きわ
めて良好に熱経済が達成できた。ちなみに、従来
例に係るこのタイプの石灰炉の標準操業では、焼
成済み石灰は、温度600〜650℃程度で排出され、
焼成熱量は焼成済みトン当り110×10⁴Kcal以上必
要であつた。

以上詳しく説明した通り、本発明は、予熱帯、
焼成帯ならびに冷却帯を有する竪型石灰炉におい
て石灰石を焼成する際に、冷却帯の下部から全燃
焼用空気を導入して加熱し、この燃焼用空気のう
ちから大部分の燃焼用空気を抽出して、焼成帯に
設けた上下２段のバーナーのうち上段バーナーに
供給する一方、残部の燃焼用空気を炉体内にその
まま上昇させて、石灰石を焼成するものである。
このため、全燃焼用空気は焼成済み石灰と熱交換
によつて効果的に予熱できるほか、合理的に焼成
帯が形成でき、炉の熱効率を高めて熱経済が達成
でき、更に、炉の高さも低く構成できる。

なお、上記のところでは燃料として気体燃料を
用いる例を中心に説明したが、本発明は液体燃料
も用いることができ、この場合、液体燃料の噴霧
気体として空気を用いたときは、この空気量と冷
却帯下部からの導入空気との合量を全燃焼用空気
とすれば良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実施する装置の一例の配置図で
ある。 符号１……炉体、２ａ，２ｂ，２ｃ……２重ゲ
ート、３……炉底部、４……振動コンベヤ、５…
…コンベヤ、６……導入手段、７ａ……抽出流、
７ｂ……残部、８……上段バーナー、９……下段
バーナー、１０……抽出手段、１１……ダクト、
１２……集塵器、１３……フアン、１４……排気
口、１５……ブロワー、１６……燃料パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予熱帯、上下二段のバーナーを有する焼成帯
   ならびに冷却帯を具えてなる竪型石灰炉において
   その冷却帯下部から石灰石の焼成に必要な全燃焼
   用空気を導入予熱して石灰石を焼成する際に、 この冷却帯で予熱された全燃焼用空気の66〜85
   ％を、前記下段バーナー下0.5〜３ｍのところか
   ら強制的に抽出して前記上段バーナーにのみ供給
   して燃焼させる一方、残りの燃焼用空気は竪型石
   灰炉中をそのまま上昇させて前記下段バーナーに
   供給して燃焼させることを特徴とする石灰石の焼
   成法。 ２ 上部から予熱帯、上下二段の燃焼用のバーナ
   ーを有する焼成帯ならびに冷却帯を具え、この冷
   却帯の下部に燃焼用空気の導入手段を設けて成る
   石灰石の焼成装置において、 前記下段バーナーの下の0.5〜３ｍのところ
   に、冷却帯を通過した燃焼用空気の一部を抽出す
   る抽出手段を設け、この抽出手段は前記上段バー
   ナーにダクトにより連絡させ、このダクトにフア
   ンを介在させて前記抽出手段から強制的に燃焼用
   空気が抽出できるよう、構成して成ることを特徴
   とする石灰石の焼成装置。