JPS627432A - 固形材料のか焼方法及び装置 - 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】 本発明は、固形材料のか焼去法、及びか焼を実施するた
めの単塔式焼成がまに関し、かつさらに詳しくは、単塔
式焼成がま内で実施されるか焼去法、特に石灰の製造用
石灰石のか焼に適用される単塔式焼成がま及び上記方法
を実施するために特に設計された単塔式焼成がまに関す
る。

融解炉、炭酸塩の脱気用焼成がま、石灰石及び茗灰石の
焼成がま、など従来から知られているような強力な吸熱
処理を行なうための既知の焼成が寸は、排出ガス中での
多量の熱損失のため、極めて低い効率をもつ。

この形式の、吸熱処理を実施する従来の焼成がまにおけ
る熱損失の原因は、極めて高い温度で実際の燃焼が行な
われる反応区域内から排出される燃焼ガスの浪費に起因
し、それによって前記燃焼ガスから材料に適正量の熱を
伝送するのには温度差が十分に高くないという事実によ
って予熱区域内の材料が寸分に熱を吸収しない程多犬な
熱量を搬送するからである。

上記の欠点を解除するために、複塔式焼成がまが設計さ
れ（シュミツ）　（Ｓｃｈｍｉｄ）及び他＼の米国特許
５，０７４，７０６　）、上記性質の吸熱処理を実施す
べく提案され、前記焼成がまけ、例えば石灰の製造用と
して好適で、かつ前記処理は複塔式焼成がま内で実施さ
れ、この焼成かまでは、か焼される材料は第１塔内で予
熱されるが、この予熱は第１塔と第２塔間の中間位置で
第２塔の反応区域から流出する・燃焼ガスの逆向き流れ
によって行なわれ、一方策２塔内には、燃料と一次燃焼
用空気が導入され、この一次燃焼用空気は前記塔内にお
いて前もって予熱され＊−ｎ料によって予熱され、かつ
燃料全燃焼してか焼全実施し、同時に前記第２塔の一ト
端に冷温空気を噴射して、前記冷温二次空気を燃焼ガス
と合流して第１塔に流動させて逆向き流れ内で第１塔内
を通って降下する材料と接触させてこの材料を予熱する
。一般に１０分から２０分の予め定めた時間の経過後に
、これらの塔への流れは反転されて、第１塔はか焼塔と
して作用し、他方、第２塔は予熱塔として作用する。前
記処理塔の下方部分では冷温空気のみが循環しているの
で、両方の塔ともこの区域ではか焼された材料の冷却区
域を構成し、この材料は冷却後に、前記塔の底部から排
出され、この排出は交番式に、すなわちまず一方の塔か
ら、その次に他方の塔から、行なわれる。

この形式の焼成がまの熱効率は高くかつこれによって得
られた材料の品質は均等でかつ高級であるが、前記焼成
が１は、重大な欠陥を示［，２、すなわちこの焼成が１
の操作は極めて複雑でかつ流動方向反転装置庖必袈とシ
２、同時に作業者または自動制御Ｓ：置からの、ともす
れば破損を・受は易い適切な制街が必要であり、前記破
損を受は易い理由は、この方法は極めて正確でが′つ予
め定めた時間で反転しなければならず、このために厄介
な操作を伴ない、しかももし不注意に操作されると、こ
の技術を基に造られたこの装置は極めて故障を起こし易
い。

従来の焼成がま及び焼成方法の欠点を解消″するために
、かつ本発明の好適実施例によって、複数の垂直方向に
配置された区域を通って固形材料をか焼する方法が提供
され、該方法は、＾′ｌＩ記固形材料が逆方向流れの前
記燃焼ガスによ′って予熱される予熱区域に前記材料を
給送し、前記予熱された材料を空気予熱区域内に降下さ
せ予熱区域内には流下する前記予熱されたＨｐと平行に
一次空気が給送され、前記予熱された空気と平行な流れ
で燃料が導入されるか焼区域に前記材料を流下させ、こ
のようにか焼され／ζ（・オ料を該材料と逆方向流れで
二次冷温空気が給］ｆりされる冷却区域に流下させ、前
記か焼区域と冷却区域内間の一点においで、か焼されん
、材料によって予熱された前記二次空気と共にか焼区域
内で発生された燃焼ガスを排出し、及び前記燃焼ガスと
二次空気を混合気として予熱区域に給送する段階を含む
。

本発明の他の態様として、上記の方法を実施する単基式
焼成がまが提供され、該焼成がまは上室または予熱室及
び一次空気を予熱する上方区域と材料をか焼する中間区
域及び前記材料を冷却する冷却区域を含む下室とに区分
された垂直な細長いハウジングと、上室の頂部に配設さ
れた材料給送装置と、上室から下室へ材料を移送する材
料移送装置と、前記下室の空気予熱区域の頂部に配設さ
れた一次空気給送装置と、前記下室の冷却区域の下端に
配設された二次空気給送装置と、前記下室のか焼区域の
上端に配設された燃料噴射装置と、前記か焼室の下端に
配設されたガス流出装置と、前記上室の下端に配設され
かつか焼区域の下端の前記ガス流出装置と連通された燃
焼ガス流出装置と、前記上室の上端に配設された廃ガス
排出装置を含む。

図面を参照しての特定実施例についての以下の説明から
、この発明は十分に理解できるであろう。

これらの図面、特に第１図について述べれば、第１図に
は、この発明による単体の１つの塔体を含む焼成がまの
好適実施例が示され、該焼成２つの個々の室２及び乙に
分離され、これらの室は、第１図に明示されているよう
な単一の垂直通気装置内に整列配置される。

この発明の好適実施例に従って造られるような、ハウジ
ング１を分離して形成されだ室２及び６は、それぞれ、
次に室２は第１図において参照文字Ａで示された固形材
料の予熱区域、及び室６は６つの別々の区域に対応し、
それらの６つの区域は、前記室３内で相互間で開放連通
状態にあｐ参照文字Ｂであられす空気予熱区域、か焼ま
／ζは反応区域Ｃ１最後に固形材料の冷却区域りから成
シ、これらの区域はそれぞれの装＃を含みかつそれらに
ついては以下に詳細説明する。

・・ウノング１の室２と室乙の間で、バッフル４には固
形材料移送機構５が配置され、該機構は機械的または手
操作で焼成が１の上端から意のままに開閉されかつ室２
及び３内の材料のレベルに従って開閉するように自動的
に制御され、かつ開閉作用を同時に実施するために、第
１図に明示するように、室２の頂部乙の中央に配設され
た装填機構７が組付けられる。

開閉作用に対して同期的に作動される材料移送機構５及
び材料装填機構７によって、処理される材料は機構７か
ら上室２内に装填されかつそれと同時に成る等倒置の材
料が材料移送機構５を介して室２から室６内に移送され
、とのようにしてバッフルの上方の１つの位置から前記
バッフルの下方の１つの位置に通過する。

これに対応して、ハウジング１の一般に円錐形の底部８
に排出機構９が配設され、この機構は、以下に詳述する
この焼成がまに望まれる作用に従って、連続式もしくは
回分方式のいずれかで、か焼焼成がま１から材料全排出
するように作用され、前記の排出作用を連続式に行なう
かまたは回分方式で実施するかは望みに従って定められ
る。

上室２にはマニホルド１０によって燃焼ガスが給送され
、該マニホルドは、前記上室２の内部とマニホルド１０
を連結する複゛数のパイｆ１１を通って室２の下端附句
の一つの位置において室２内に燃焼用ガスを導入させる
。マニホルド１０は、導管１２によって、詳細について
は後述する室６内の下方位置に配置された別のマニホル
ド２４に連結され、導管１２は、ノセイプ１０を通って
マニホルド１０に向って室２内に導かれる比較的高い温
度のガスが輻射によって受ける熱損失を避けるために、
熱的にかつ効果的に絶縁されることが好ましい。

室２の上部附近の一点において、該室の上部カバー６に
、排出マニホ）Ｌ）’１４が配置され、このマニホルド
は複数の・ぐイブ１６によって室２の内部に接続され、
かつ適切な導管１５によって煙突または排出装置１６に
連結されて、熱が適切に回収されたのちに第１図の排出
装置１６において見られる対応する矢印で示されるよう
に、使用済みガスを排出させる。

上記において説明した下室６は、３つの個々の区域に区
分され、すなわち上方または空気予熱区域Ｂ、中間また
はか焼もしくは反応区域Ｃ１及び下方または材料冷却区
域りを含み、該室の上端には複数の低温−・底空気流入
部１７を具備し、この流入部にライン１８を通ってファ
ンまたは圧縮機１９がら空気が給送され、ファン捷たは
圧縮機１９は低温の大気を下室６の上端の内部に向けて
送υ込み、この目的については下記において一層あきら
かにするが、前記空気流入部１７は、ハウソング１の下
室乙の空気予熱区域Ｂのほぼ上端に位置する。

複数の燃料供給筒２０が工室乙の空気予熱区域Ｂの下端
とほぼ相当する位置に配置され、前記燃料供給筒は適切
なバーナノズル２１を具備し、該ノズルは対応するライ
／２２及びポンプ２５から、助燃物として予熱された空
気を用いて燃焼される好適な気状または固形燃料全給送
されて、第１図で明示されるようにハウジング１の王室
乙の中間位置にあるか焼または反応区域Ｃを実現する。

ハウジング１の外方において、か焼または反応区域Ｃの
下方端に、燃焼用ガス及び二次空気集収マニホルド２４
が配置され、前記マニホルドは複数の、４）イ′７°２
５及び２６によって王室乙の内部に接続され、前記マニ
ホルド２４は次に上述の要領に従って、強力に絶縁され
た導管１２全経て、前記燃焼用ガ′ス及び二次空気を上
室２内に給送するマニホルド１０に接続される。

円錐形底部８の位置と接合する王室乙の下方端に冷却材
料用の室りの下方部分において冷温空気を垂直方向かつ
上向きに射出するために、二次空気ファンまたけ圧縮機
２９とライン２８を介して接続して二次空気流入部２７
が配置され、この目的についてはこの発明によシ構成さ
れた焼成が１の作用についての後述の説明から明らかに
なるであろう。

第１図に示される焼成がまけこの発明の好適実施例全構
成するが、前記図面に示された特定の機構は、それによ
ってこの発明の範囲及び精神から逸脱されることなく変
更することができ、従って杓料移送機構５及び・々ツフ
ル４に相当する焼成がまの区域を示す第２図において明
らかなように、この図に示す実施例における前記／＜ノ
ズル４は閉鎖されだノ々ツフルであって、その中央に配
設される材料移送機構５は具備せずに、この材料移送機
構５５は上室２の下方端において上室２の内部と連通さ
れた複数の流出導管６０によって構成され、該流出導管
は適正な空圧弁せたは手動弁６１を介して材料を導管６
２に移送し、次いで下室６の上方端に前記材料を排出す
る。この形式の装置の効果は第１図に示されたようなバ
ッフル４の中央に配置された移送機構５の効果と全く同
じて、かつその実施は、第１図に示された実施例による
焼成がまに関して上述したように、材料装填機構７及び
材料排出機構と同期させることもできる。

第１図及び第２図について共に説明した材料移送機構は
、バッフル４及び材料移送機構５の代りにシールを使用
することもでき、２れはまた当業界では公知の気体力学
的装置によって、随意に省略することもできる。この発
明による方法及び構成された焼成がまの主要原理は、材
料予熱区域及びか焼固域が物理的に区分され、この区分
はバッフル４のような機械的装置、及び任意形式の材料
移送装置５によって実施され、もしくは任意にバッフル
４及び移送機構５を省略できる気体力学的装置によって
代替することができる。

第６図には燃料供給筒２０の別の実施例が示され、この
第６図によって構成された実施例の場合は、本質的に、
第１図の燃料供給筒２０のノズル２１の代りに、適切な
位置において下室６の内部と連通された複数の穴６１を
含む。ゆえに、燃料供給筒は第６図において６０で明示
するように、下室６の外側に配置され、それにより前記
燃料供給筒６０は第１図に示された実施例よりも一層好
適な方法で置換及び修復され、あるいは置換または修復
される。しかし、前記燃料供給筒６０の効果は、第１図
について既述した燃料供給筒２０と全く同一であるので
、その設計上の変更内容はこの出願によって保護しよう
とするこの発明の要旨に発明性の変更を与えるものでは
ない。

この発明による固形材料のか焼方法を、第１図に示され
た単基式焼成がまを例として以下に述べるが、前記方法
は、単基式焼成がま内の材料の流れと平行な燃焼用ガス
の流れの中でか焼を実施するという原理が保たれている
ならば、別の形式の焼成がま内で実施することができる
。

この発明の特定の好適実施例によれば、石灰の製造用の
石灰石またはマグネサイト製造用の苦灰石が好適である
か焼される材料は装填機構７からハウジング１の充満室
である上室２に充填される。材料はか焼固域Ｃから流入
する燃焼ガスとハウジング１の冷却区域りから流入する
二次空気の、比較的高い温度の混合ガスの、前記上室２
内にて矢印で示される流れのために予熱され、それによ
りか焼固域Ｃからの燃焼ガスは、上室２内の材料の温度
を上昇させるために、詳細については後述するように、
冷却区域りの下方端に噴射された二次空気を用いて上室
２内でさらに燃焼され、この材料はそれによって効果的
に予熱され、同時に前記材料はマニホルド１４及び排出
部１６を通って熱を大気中に排出させる前に、燃焼ガス
に含まれた熱のうちの最高割合を抽出する。

このようにして予熱された材料は、移送装置５によって
下室３に向けて移送され、前記材料は降流状態で空気予
熱区域Ｂに流入し、その上端において給送ノズル１７か
ら一次空気が噴射され、それによシ前記材料がか焼また
は反応区域Ｃに達する１で予熱された材料と平行な流れ
内で前記空気が予熱され、反応室Ｃの上端において燃料
供給筒２０及びノズル２１から燃料が噴射され、ノズル
１７から給送された前記一次空気を用いて燃焼されかつ
予熱された一次空気と燃料を用いて予熱された材料のか
焼金性なうために区域Ｂ内で予熱され、石灰石の酸化カ
ルシウムへの酸化あるいは苦灰石のマグネサイトへの酸
化のような、前記区域内で要求される作用を実施する。

か焼固域Ｃ内で降流する材料と平行に流動する燃焼ガス
は、詳細については後述するように、ハウジング１の底
部においてノズル２７から給送される二次空気流と衝突
し、前記二次空気と−しようになってノ？イブ２５及び
２６からマニホルド２４に向ってハウジングの外側へ駆
動され、ここにおいてか焼固域Ｃからの燃焼ガスと冷却
区域りからの予熱された二次空気との混合ガスは、導管
１２を通ってマニホルド１０及びｉＥイア’１１’ｉ経
て上室２内へ流通して、完全に燃焼されて、既述したよ
うにして最初に装填された材料を予熱する。

最後に、固形材料はマニホルド２４の下方へ、のその降
流を続は材料冷却区域り内へ流入し１、ここにおいて材
料はノズル２７から給送された低温の二次空気によって
冷却され、このようにシ５．て、か焼室Ｃからの燃焼ガ
スと混合された前記二次空気を、上述のように」一方ま
たは材料予熱室２内に給送するために、冷却された材料
から吸収された熱の代償として前記二次空気を予熱する
。

低温の二次空気によって冷却された材料は、その輸送及
びさらに予定される利用のために、十分に低い温度で、
排出機構９を介して排出される。

上述の説明から分かるように、本発明によって構成され
た焼成かまば、所望の方法で上述の処理を実施するため
に、ボンニア’２３による燃料の給送と同時にファン１
９による一次空気及びファン２９による二次空気の給送
（連続式にせよ回分方式にせよ）と同時に、固形材料の
、装填及び排出機構７及び９、ならびに材料字送機栖５
の適切な作動によシ、連続式が回分方式かのいずれか′
の方式で上述の処理を実施することができる。

本発明によって構成された単塔式焼成がまは、複塔式焼
成がまにおいて従来必要としていたか焼固域を予熱区域
に交替またはその逆の動作、及び焼成がま内のガスの流
れを反転させることを避け、このことは焼成がま自身の
作用に極めて好都合であシ、かつ処理効率を増大し、本
発明による単塔式焼成がまに関する限り、処理の実施は
連続方式を採用でき、塔の上部から底部へ固形材料を連
続式に降下させ、同時に上方または予熱室２と下方また
はか焼室６間の明確な区分によシ、及びか焼室ｆｉ３つ
の別個の区域、すなわち予熱区域、か焼固域及び材料冷
却区域、に分離することによって上述の説明で明らかな
ようにガスを吹送させ、これによシ焼成がま内のガスの
流れを変更する必要がなく、このガスの流れは当初から
正確に定められ、極めて高い温度で一般に取扱われてい
るガスを用いて作用するとき前記の諸機構の取扱い中に
しばしば不能や困難を起こさせるバッフル及び他の機構
の方向を変更する必要を避けることができる。

か焼室を離れ及び予熱室に流入する燃焼ガスをバイパス
する導管１２から発生される輻射による熱損失は、適切
な耐熱絶縁部材を提供することによって容易に対処でき
、本発明の前記態様は、適切な絶縁部材の提供は打勝ち
難い困難ではなくかつもち論上記の輻射による可能な熱
損失は、現在用いられかつ固形材料のか焼用熱回収焼成
がまに関する最近の発展を構成している複塔式焼成がま
の極めて複雑な作用と、本発明の方法の効率の増大及び
焼成がまの作用の簡単さを比較すれば、極めて重要な性
質とはならず、従って本発明の焼成がまけ、焼成が壕の
処理と作用を大幅に簡単化しかつ同時に燃焼ガスにより
搬送される極めて高い回収効率を保証しかつ特にか焼固
域の下方端を予熱区域の下方端に連通ずるバイパス導管
からの輻射による熱損失が無いので、固形材料のか焼抜
術における画期的な装置と認めることができる。

一般的に、本発明の方法及び焼成がまが石灰石のか焼に
よって石灰を製造するのに用いられるときは、石灰石が
予熱区域Ａを離れるときの温度は、はぼ８００°〜９０
０℃であるが、か焼固域Ｃ内に達したときの温度はほぼ
１１００°〜１２００℃でアシ、前記の両方の温度はか
焼固域及び材料冷却区域それぞれ内に給送される一次空
気及び二次空気の量を調整することによって調整される
。

冷却区域を離れる材料は二次空気によって５０°〜６０
″Ｃの温度まで低下されるので、実際には材料によって
搬送される全体の熱は、か焼固域Ｃから１０００℃を超
えない温度で予熱区域Ａに、焼成ガスと混合された後に
、流通する二次空気によって抽出される。

このようにして、輻射熱損失が起こる区域、すなわちバ
イパス導管１２は、ガスは１０００℃を超えない温度で
この導管１２を流通し力・つ適切な耐火絶縁手段によっ
て上記導管からの輻射をほとんど有効に防止するという
事実によって適切に絶縁される。

これに反し、一般に行なわれるこの形式の焼成がまの機
器を装着するときは、バイパス導管１２は伝導によって
焼成がまの壁を通って一般に伝達される熱によって常に
加熱されている適切な絶縁リセグタクル内に収容される
ように各対の焼成がま間に配置され、それにより前記・
ぐイＡ’ス導管１２はか焼成がまのか焼固域と正確に合
致し、従って焼成がまが最高温度を獲得する場所内に配
置される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の特に好適な実施例に従って造られ
た、固形材料をか焼する本部式焼成がまを示す概略構造
の縦断面図、第２図は、この発明の別の実施例によって
造られた単筒式焼成がまの、材料が予熱区域からか焼固
域に移送される区域の部分断面図、第６図は、この発明
の焼成がまのか焼固域の上端に配設された可燃性物質給
送装置の配役構造の別の実施例を示す部分切断説明図で
ある。 １・・・ハウソング　　　２，３・・・室４・・・バッ
フル　　　　５・・・材料移送装置６・・・上部カバー
　　　７・・・装填機構８・・・底部　　　　　　９・
・・排出機構１０・・・マニホルド　　１１・１．ツク
イブ１２・・・導管　　　　　１６・・・パイプ１４・
・・排出マニホルド　　１５・・・導管１６・・・排出
装置　　　　　１７・・・空気流入部１８・・・ライン
　　　　１９・・・圧縮機２０・・・燃料供給塔　　２
１・・・バーナノズル２２・・・ライン　　　　　２３
・・・ポンプ２４・・・二次窒気集収　　　２５・・・
Ｊ？イブマニホルド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、材料予熱区域の上部に固形材料を給送すると同時に
   高温の燃焼ガス及び二次空気の流れを前記材料の流れと
   反対向きに前記予熱区域の底部から導入し、このように
   して予熱された材料を、前記材料予熱区域の直下にかつ
   同一線形順序に並べて配置されかつ該区域から取外し可
   能な密封装置によつて分離されたか焼区域に移送しこれ
   と同時に前記か焼区域の上部附近の一点において燃料と
   該燃料を燃焼する一次空気の流れを導入しかつ材料を上
   記流れと平行な流れの中でか焼し、このようにしてか焼
   された材料を前記か焼区域の直下でかつ同一線形順序に
   並んでその下方へ連続して延びるように配置された材料
   冷却区域に降下されそれにより前記二次空気が前記材料
   によつて予熱されかつか焼区域内で発生された燃焼ガス
   と混合され、かつこのようにして形成された二次空気と
   燃焼ガスの混合気を、前記材料予熱区域の底部に再循環
   させる段階を含む固形材料のか焼方法。 ２、か焼区域に導入された一次空気が、それを予熱され
   た材料と平行な流れの中で接触させてることによつて予
   熱され、前記一次空気の流れが前記か焼区域の上部に導
   入され、一方、前記燃材の流れは前記か焼区域内の低い
   レベルにおいて導入され、それにより一次空気予熱区域
   がか焼区域の前記低いレベルの上部の間に形成される特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記固形材料が石灰石であり、前記石灰石が前記材
   料予熱区域内でほぼ８００℃から ９００℃までの１つの温度に予熱され、前記材料が前記
   か焼区域内でほぼ１１００℃から１２００℃までの１つ
   の温度でか焼されかつ前記材料が前記冷却区域内でほぼ
   ５０℃から６０℃までの１つの温度に冷却される特許請
   求の範囲第２項記載の方法。 ４、閉鎖された上部及び閉鎖された底部をもつ細長い垂
   直のハウジング装置と、前記ハウジング装置の上部に配
   設された固形材料給送装置と、前記ハウジング装置の底
   部に配設されたか焼済み材料排出装置と、前記ハウジン
   グ装置を上方または材料予熱室装置と下方室装置とに区
   分しかつ前記下方室装置は少くとも１つの上方またはか
   焼区域と下方または材料冷却区域とを含むハウジング装
   置の前記上部と底部間の予め定めたレベルに配設された
   取外し可能な密封装置と、前記か焼区域の上部に配置さ
   れた一次空気噴射装置と、前記一次空気噴射装置よりも
   低いレベルに配置された燃材噴射及び燃焼装置と、前記
   材料冷却装置の底部に配置された二次空気噴射装置と、
   前記か焼区域内に発生された燃焼空気と前記二次空気の
   混合気を形成しかつ前記か焼室と材料冷却区域内の仕切
   りをあらわすレベルに配置されたガス集収装置と、前記
   ガス集収装置を前記上方または材料予熱室装置に連結す
   る導管装置と、前記上方または材料予熱室装置の上部に
   配置されたガス排出装置を含む固形材料のか焼用単塔式
   焼成がま。 ５、前記取外し可能な密封装置の下方に、かつ前記か焼
   区域の上方に形成された一次空気予熱区域を含み、前記
   一次空気予熱区域が前記密封装置に隣接するレベルに前
   記一次空気噴射装置を配置しかつ前記一次空気予熱区域
   の所望の高さに相当する距離を前記一次空気噴射装置か
   ら隔たる下方レベルに前記燃料噴射及び燃焼装置を配置
   することによつて形成される特許請求の範囲第４項記載
   の単塔式焼成がま。 ６、前記取外し可能な密封装置が材料を前記上方室装置
   から前記下方室装置に移送する材料移送装置を含む特許
   請求の範囲第４項記載の単塔式焼成がま。 ７、前記取外し可能な密封装置が気体力学的シールを含
   む特許請求の範囲第４項記載の単塔式焼成がま。 ８、前記取外し可能な密封装置が水平な閉鎖仕切りと前
   記上方及び前記下方室装置を上方室装置から下方室装置
   へ材料を移送するために連結するバイパス弁付き導管装
   置を含む特許請求の範囲第４項記載の単塔式焼成がま。