JPWO2007034551A1 - 球状化装置およびその運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの付着防止用空気導入孔12,12,…には、付着防止用空気を供給する送風ブロワー40a(以下、単に「ブロワー40a」という。)が、マニホールド41を介して接続されている。ブロワー40aからの空気は、炉10の各付着防止用空気導入孔12,12,…から炉10内に噴出し、生成された粒子が炉10の内壁面に付着するのを防止する。
なお、炉10の底部には、図示しない観察窓が上向きに設けられており、炉10内全体を見渡すことが可能となっている。これにより、炉10の内壁面に粒子が付着したことを確認することができる。
このQは、付着防止用の空気量Qa(以下、単に「Qa」と表記する。)と、搬送用の空気量Qb(以下、単に「Qb」と表記する。)の和になる。即ち、以下の式(1)が成立する。
例えば、炉10の内壁面に粒子が付着し始めたら、これを防止するため、ブロワー40aの回転数を増加させ、現在のQaを、Qa+ΔQaに増量する。すると、ブロワー40aの吐出圧力が上昇し、これに伴って、炉10内の圧力が上昇する。結果、ブロワー40bと炉10との間に圧力差が発生し、この圧力差により、Qbが減量することになる。従って、Qbを調整する際には、ブロワー40bと炉10との間の圧力差によるQbの減量分を考慮する必要がある。
従って、炉10の内壁面への粒子の付着がなくなったら、Qaを減量する必要がある。しかしながら、Qaを減量させた場合には、上述したQaを増量させた場合と同様に、炉10内の圧力の変動と、これに伴うQbの変化が発生する。
サイクロン内に吸入される空気量Qを常に一定に維持し、捕集効率を最適な状態で維持するとともに、付着防止用の空気量Qaおよび搬送用の空気量Qbを簡便に調整できる球状化装置を提供することを目的とする。また、炉内温度および圧力を最適に維持することにより、高品質な無機質球状化粒子を高い生産効率で生産することができる球状化装置およびその運転方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、球状化炉と、サイクロンと、バグフィルターとを備えた球状化装置であって、前記球状化炉は、頂部に、球状化バーナーを垂直方向下向きに備え、本体部に、複数の付着防止用空気導入孔が形成され、下部に、搬送用空気導入孔と搬送用空気導出孔が形成され、前記付着防止用空気導入孔と前記搬送用空気導入孔とが第1の配管を介して送風ブロワーに接続され、前記搬送用空気導出孔は第2の配管を介して前記サイクロンに接続され、前記サイクロンは、第3の配管を介して前記バグフィルターに接続され、前記第3の配管は、冷却用空気導入部を備え、前記バグフィルターは第4の配管を介して吸引ブロワーに接続され、前記第1の配管は、一端が前記送風ブロワーの吐出部に接続され、他端が2つに分岐し、この分岐の一方は、前記搬送用空気導入孔に接続され、前記分岐の他方は、前記複数の付着防止用空気導入孔を束ねるマニホールドに接続され、前記2つの分岐の一方に第1のダンパーが設けられている球状化装置である。
また、本発明の球状化装置においては、圧力センサーと、第1の温度センサーとが前記球状化炉の上部に形成されていることが好ましい。
また、本発明によれば、制御装置を用いることにより、炉内温度および圧力を最適に維持することが可能となり、高品質な粒子を高い生産効率で生産することができる。
なお、第1のダンパー43は、第1の配管42の分岐点と搬送用空気導入孔13の間に限らず、この分岐点とマニホールド41の間に設けられていてもよい。
また、第4の配管31には吸引ブロワー32の吸引量を調節するための第3のダンパー33が設けられており、これにより、球状化装置内を流通しているガスの吸引量を調節することが出来る。
圧力センサー15、第1の温度センサー16、および第2の温度センサー24において計測された圧力値および温度値は、制御装置50に送信されるとともに、演算器53に入力される。この演算器53において、入力された圧力値および温度値と、圧力指示調節器51と温度指示調節器52,52に設定された圧力値および温度値とに基づいて演算が行われる。そして、計測された圧力値および温度値が、設定された温度および圧力と等しくなるように、演算器53から、開度制御信号が第1のダンパー43、第2のダンパー23、および第3のダンパー33に送信され、それらの開度が制御される。
なお、上記制御は、自動的かつ連続的に行われる。
なお、炉10内の上部の圧力に対する効果は、第3のダンパー33が第2のダンパー23よりも大きい。よって、2つのダンパーの開度をバランスよく制御することにより、炉10内の温度および圧力を最適に維持することができる。
実施例1では、図1に示す本発明の球状化装置と図2に示す従来装置を用いて、粒子の製造実験を行い、両者を比較した。
炉10としては、内径600mm、高さ(長さ)3000mmであって、炉10の内壁面に付着防止用空気導入孔12,12,…を円周方向に4列、垂直方向に5段設けたものを用いた。各付着防止用空気導入孔12,12,…からそれぞれ100Nm3/hで付着防止用空気を噴出させて、炉10の内壁面に付着防止用空気がまんべんなく行き渡るようにした。
一般に、球状化装置を用いてシリカ球状化粒子を製造する際に、好適な炉10内の上部の温度範囲および圧力範囲は、1500〜1600℃、−1.0〜−0.8kPa(G)である。そこで、温度指示調節器の設定温度を1550℃とし、圧力指示調節器の設定圧力を−0.9kPa(G)とした。なお、圧力は大気圧基準とした値である。
一方、従来装置については、炉10内の上部の温度および圧力が、上記好適な温度範囲および圧力範囲を保つように、付着防止用空気を供給する送風ブロワー40aおよび搬送用空気を供給する送風ブロワー40bを手動で調節した。
実験結果を、表2に示す。
これに対し、従来装置を用いると、炉10内の上部の温度範囲および圧力範囲が好適な範囲から逸脱し、製品歩留まりも70%しか得られないことが明らかとなった。
なお、本実施例において、製品歩留まりとは原料の投入量に対する製品回収量をいう。
Claims (3)
- 球状化炉と、サイクロンと、バグフィルターとを備えた球状化装置であって、
前記球状化炉は、頂部に、球状化バーナーを垂直方向下向きに備え、
本体部に、複数の付着防止用空気導入孔が形成され、
下部に、搬送用空気導入孔と搬送用空気導出孔が形成され、
前記付着防止用空気導入孔と前記搬送用空気導入孔とが第1の配管を介して送風ブロワーに接続され、
前記搬送用空気導出孔は第2の配管を介して前記サイクロンに接続され、
前記サイクロンは、第3の配管を介して前記バグフィルターに接続され、
前記第3の配管は、冷却用空気導入部を備え、
前記バグフィルターは第4の配管を介して吸引ブロワーに接続され、
前記第1の配管は、一端が前記送風ブロワーの吐出部に接続され、
他端が2つに分岐し、この分岐の一方は、前記搬送用空気導入孔に接続され、
前記分岐の他方は、前記複数の付着防止用空気導入孔を束ねるマニホールドに接続され、
前記2つの分岐の一方に第1のダンパーが設けられている球状化装置。 - 請求項1に記載の球状化装置であって、
前記球状化炉に設けられ、炉内圧力を監視する圧力センサーと、炉内温度を監視する第1の温度センサーと、
前記冷却用空気導入部に設けられ、冷却用空気の供給量を調節する第2のダンパーと、
前記第3の配管に設けられ、前記バグフィルターに流入するガスの温度を監視する第2の温度センサーと、
前記第4の配管に設けられ、前記吸引ブロワーの吸引量を調節する第3のダンパーと、
前記圧力センサー、前記第1の温度センサー、前記第2の温度センサー、第1のダンパー、第2のダンパー、および第3のダンパーと通信可能に接続されている制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記圧力センサーで計測された圧力値と、前記第1の温度センサーで計測された温度値と、前記第2の温度センサーで計測された温度値とを用いて演算を行い、第1のダンパー、第2のダンパー、および第3のダンパーに開度制御信号を送信する球状化装置。 - 本体部に、複数の付着防止用空気導入孔が形成され、下部に、搬送用空気導入孔と搬送用空気導出孔が形成された球状化炉と、
この球状化炉に付着防止用空気と搬送用空気の両方を供給する送風ブロワーと、
一端が前記送風ブロワーの吐出部に接続され、他端が2つに分岐し、この分岐の一方は、前記搬送用空気導入孔に接続され、他方は、前記複数の付着防止用空気導入孔を束ねるマニホールドに接続された第1の配管と、
前記2つの分岐の一方に設けられている第1のダンパーと、
前記搬送用空気導出孔と第2の配管を介して接続されたサイクロンと、
前記サイクロンと第3の配管を介して接続されたバグフィルターと、
前記球状化炉に設けられ、炉内圧力を監視する圧力センサーと、炉内温度を監視する第1の温度センサーと、
前記第3の配管に設けられた冷却用空気供給部と、
この冷却用空気供給部に設けられ、冷却用空気の供給量を調節する第2のダンパーと、
前記第3の配管に設けられ、前記バグフィルターに流入するガスの温度を監視する第2の温度センサーと、
前記バグフィルターと第4の配管を介して接続された吸引ブロワーと、
この第4の配管に設けられ、前記吸引ブロワーの吸引量を調節する第3のダンパーと、
前記圧力センサー、前記第1の温度センサー、前記第2の温度センサー、第1のダンパー、第2のダンパー、および第3のダンパーと通信可能に接続されている制御装置とを備えた球状化装置の運転方法であって、
前記圧力センサーで計測された圧力値と、前記第1の温度センサーで計測された温度値と、前記第2の温度センサーで計測された温度値と、予め設定された圧力値および温度値と、を前記制御装置に入力して演算し、この演算結果に基づいて、第1のダンパー、第2のダンパー、および第3のダンパーに開度制御信号を送信し、それらの開度を制御する球状化装置の運転方法。
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