KR20140010114A - 생석회의 제조 설비 및 소석회의 제조 설비 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

간이한 제조 설비에 의해 활성도가 높은 생석회를 제조할 수 있는 동시에, 생석회의 제조시에 발생하는 CO₂ 가스를 높은 농도로 분리해서 회수하는 것이 가능한 생석회의 제조 설비를 제공한다. 본 발명은, 내부에 입상의 석회석(C)을 공급하기 위한 공급구(11a)가 설치되고, 또한 내부를 석회석의 가소 온도 이상의 온도 분위기 하로 유지가능한 가열 수단이 설치되고, 상부에 가열 수단의 연소 배기 가스 및 석회석의 가소에 의해 발생된 CO₂ 가스를 배출하는 배기관(15)이 접속되는 동시에, 상기 가소에 의해 생성된 생석회를 취출하는 배출구(14)가 설치된 축열 가소로(11)와, 상기 석회석보다도 큰 입경을 갖고, 축열 가소로(11)의 내부에 충전된 열매체(16)를 구비하여 이루어진다.

Description

생석회의 제조 설비 및 소석회의 제조 설비 및 제조 방법{MANUFACTURING FACILITY FOR QUICKLIME, AND MANUFACTURING FACILITY AND MANUFACTURING PROCESS FOR SLAKED LIME}

본 발명은 높은 반응성을 갖는 소석회를 제조할 수 있는 동시에, 그 원료가 되는 생석회의 소성시에 발생하는 CO₂ 가스를 고농도로 회수하는 것이 가능하게 되는 생석회의 제조 설비 및 소석회의 제조 설비 및 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 세계이고 전산업에 걸쳐, 지구 온난화의 주된 요인인 이산화탄소(CO₂) 가스를 줄이는 시도가 추진되고 있다.

덧붙여서 말하면, 석회 산업은, 시멘트 산업, 전력이나 철강 등과 함께 CO₂ 가스의 배출량이 많은 산업의 하나이며, 당해 석회 산업에 있어서의 CO₂ 가스의 배출 삭감은 일본 전체에 있어서의 CO₂ 가스의 배출 삭감에 큰 공헌을 다하게 된다.

도 5는 상기 석회 산업에 있어서의 일반적인 생석회의 제조 설비를 도시하는 것으로, 도면 중 부호 1이 생석회를 소성하기 위한 로터리 킬른(생석회 킬른)이다. 또한, 로터리 킬른(1)은 횡형 소성로이지만, 생석회를 소성하기 위한 종래의 종형 소성로로서, 메르츠로나 베켄바흐(Beckenbach)로 등이 알려져 있다.

그리고, 이 로터리 킬른(1)의 도면 중 좌측의 킬른 후미 부분(2)에는, 석회석괴를 예열하기 위한 프리히터(3)가 설치되는 동시에, 도면중 우측의 킬른 입구에, 내부를 가열하기 위한 주 버너(5)가 설치되어 있다.

여기서, 프리히터(3)로서는, 예를 들어 그레이트 프리히터 등이 사용되고 있고, 당해 그레이트 프리히터는, 복수의 그레이트를 링 형상으로 연결시킨 것이다. 그리고, 공급 라인(4)으로부터 그레이트 프리히터(3) 내의 상류측에 공급된 석회석괴는, 상기 그레이트를 타고 순차 당해 프리히터(3)의 하류측으로 이동함에 따라, 로터리 킬른(1)으로부터 배출되는 고온의 배기 가스에 의해 예열되어, 로터리 킬른(1)의 킬른 후미 부분(2)에 도입되도록 되어 있다.

한편, 로터리 킬른(1)으로부터 배출된 연소 배기 가스는, 상기 프리히터(3)에 도입되어, 그 상류측으로 보내져서 상기 석회석괴를 예열하는 동시에, 최종적으로 프리히터(3)의 출구에서, 배기 팬(6)에 의해 배기 라인(7)을 통해서 배기되어 가도록 되어 있다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 생석회의 제조 설비에 있어서는, 우선 석회석(CaCO₃) 덩어리를 프리히터(3)로 예열하고, 계속해서 로터리 킬른(1) 내에 있어서 약 1400℃의 고온 분위기 하에서 소성함으로써, 덩어리형상 생석회를 제조하고 있다.

그리고, 이 가소시에, CaCO₃→CaO+CO₂↑로 나타내는 화학 반응이 발생하고, CO₂ 가스가 발생한다(원료 기원에 의한 CO₂ 가스의 발생). 이 원료 기원에 의한 CO₂ 가스의 농도는 원리적으로는 100％이다. 또한, 상기 로터리 킬른(1)을 상기 고온 분위기 하에 유지하기 위해서, 주 버너(5)에 있어서 화석 연료가 연소되는 결과, 당해 화석 연료의 연소에 의해도 CO₂ 가스가 발생한다(연료 기원에 의한 CO₂ 가스의 발생). 여기서, 주 버너(5)로부터의 배기 가스 중에는, 연소용 공기중의 N₂ 가스가 많이 포함되어 있기 때문에, 당해 배기 가스 중에 포함되는 연료 기원에 의한 CO₂ 가스의 농도는 약 15％로 낮다.

이 결과, 상기 로터리 킬른(1)으로부터 배출되는 배기 가스 중에는, 상술한 농도가 높은 원료 기원에 의한 CO₂ 가스와, 농도가 낮은 연료 기원에 의한 CO₂가 혼재하기 때문에, 당해 CO₂의 배출량이 많음에도 불구하고, 그 CO₂ 농도는 30 내지 35％ 정도이며, 회수가 어렵다는 문제점이 있었다.

이에 대해, 현재 개발되고 있는 CO₂ 가스의 회수 방법으로서는, 액체 회수 방식, 막 분리 방식, 고체 흡착 방식 등이 있지만, 아직 회수 비용이 매우 높다는 과제가 있었다.

또한, 상기 생석회 제조 설비로부터 배출된 CO₂에 의한 지구 온난화를 방지하는 방법으로서, 당해 배출원인으로부터 저농도에서 배출된 CO₂를 분리·회수해서 거의 100％에까지 농도를 향상시키고, 액화한 후에 땅속에 저류하는 방법 등도 제안되고 있지만, 분리·회수를 위한 비용이 높고, 마찬가지로 실현에는 이르지 않고 있다.

한편, 하기 특허문헌 1에는, 석회석의 소성 과정에 있어서 발생하는 CO₂ 가스를, 이용 가치가 높은 고순도의 CO₂ 가스로서 회수하는 장치로서, 석회석이 공급되는 분해 반응탑과, 열매체로서 생석회(CaO)가 공급되는 동시에 당해 생석회를 연소 가스에 의해 석회석의 소성 온도 이상으로 가열하는 재열탑과, 이들 분해 반응탑과 재열탑을 연결하는 연결관을 구비한 CO₂ 가스의 생성 회수 장치가 제안되어 있다.

그리고, 상기 종래의 회수 장치에 있어서는, 재열탑에서 가열된 생석회를, 연결관을 통해서 분해 반응탑에 공급하고, 유동층을 형성시켜서 석회석을 소성함으로써 당해 분해 반응탑내에 CO₂ 가스를 생성시키는 동시에, 이에 의해 발생한 생석회의 일부를 배출하고, 다른 부분을 다시 연결관을 통해서 재열탑에 보내서 재가열하게 되어 있다.

이와 같이, 상기 CO₂ 가스의 생성 회수 장치에 따르면, 석회석의 분해 반응을 행하는 장소인 분해 반응탑과, 분해 반응에 필요한 열량의 발생을 행하는 장소인 재열탑을 분리함으로써, 석회석의 분해 반응에 의해 발생하는 CO₂ 가스와 열매체의 가열 때문에 발생하는 연소 배기 가스가 혼합하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 분해 반응탑으로부터 높은 농도의 CO₂ 가스를 회수할 수 있게 되어 있다.

일본 특허 출원 공개 소57-67013호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 있어서 개시되어 있는 CO₂ 가스의 생성 회수 장치에 따르면, 석회석의 분해 반응을 행하는 장소인 분해 반응탑과, 분해 반응에 필요한 열량의 발생을 행하는 장소인 재열탑을 분리하고 있기 때문에, 설비가 대규모로 된다고 하는 문제가 발생한다.

또한, 상기 CO₂ 가스의 생성 회수 장치에 있어서는, 열매체로서 생석회를 사용하고, 이 생석회에 의해 석회석을 가열해서 소성하고 있기 때문에, 재열탑에 있어서 상기 생석회를 석회석의 소성 온도 이상, 구체적으로는 1000℃ 이상으로 가열해 놓아야 한다. 이 결과, 분해 반응탑이나 재열탑내에서 유동하는 생석회 등의 분체가 고화하기 쉬워지고, 연결관 등에 있어서 부착이나 폐색이 발생해서 운전 불능으로 된다고 하는 문제점도 있다.

본 발명은, 이러한 사정에 감안해서 이루어진 것으로, 간이한 제조 설비에 의해 활성도가 높은 생석회를 제조할 수 있고, 따라서 반응성이 높은 소석회를 제조할 수 있는 동시에, 상기 생석회의 제조시에 발생하는 CO₂ 가스를 높은 농도로 분리해서 회수하는 것이 가능해지고, 또한 당해 CO₂ 가스의 열에너지를 유효 활용할 수 있어서 경제성이 우수한 생석회의 제조 설비 및 소석회의 제조 설비 및 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 형태에 관한 생석회의 제조 설비는, 내부에 입상의 석회석을 공급하기 위한 공급구가 설치되고, 또한 상기 내부를 당해 석회석의 가소 온도 이상의 온도 분위기 하로 유지가능한 가열 수단이 설치되고, 상부에 상기 가열 수단의 연소 배기 가스 및 상기 석회석의 가소에 의해 발생한 CO₂ 가스를 배출하는 배기관이 접속되는 동시에, 상기 가소에 의해 생성된 생석회를 취출하는 배출구가 설치된 축열 가소로와, 상기 석회석보다도 큰 입경을 갖고, 상기 축열 가소로의 내부에 충전된 열매체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2 형태는, 상기 제1 형태에 있어서의 발명에 있어서, 상기 열매체가 생석회인 것을 특징으로 하는 것이다.

계속해서, 본 발명의 제3 형태에 관한 소석회의 제조 설비는, 상기 제1 형태 또는 제2 형태에 있어서의 생석회의 제조 설비와, 이 생석회의 제조 설비에 의해 제조된 생석회에 소화물을 공급해서 소석회를 생성시키는 소화기와, 이 소화기로부터 배출된 상기 소석회를 숙성하는 숙성기와, 이 숙성기에서 숙성된 수분을 포함하는 소석회를 건조시키는 건조기와, 상기 생석회의 제조 설비의 배기관으로부터 배출된 연소 배기 가스 또는 CO₂ 가스와 물을 열교환시킴으로써 발생한 증기를 상기 건조기의 열원으로 해서 공급하는 열교환 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 제4 형태에 관한 발명은, 상기 제3 형태에 있어서, 상기 생석회의 제조 설비와 상기 소화기 사이에, 상기 배출구로부터 취출된 생석회를 일시 저류하는 버퍼 탱크를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 제5 형태에 관한 소석회의 제조 방법은, 상기 제3 형태 또는 제 4의 형태의 소석회의 제조 설비를 사용해서 소석회를 제조하는 동시에, 상기 열교환 수단을 거친 상기 CO₂ 가스를 회수하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 제1 형태 또는 제2 형태에 따르면, 가열 수단에 의해 축열 가소로 내에 충전한 열매체를 석회석의 가소 온도 이상으로 가열하고, 내부를 상기 가소 온도 이상의 온도 분위기 하에 유지하면서, 공급구로부터 석회석을 공급한다. 그러면, 당해 석회석은, 이것보다도 입경이 큰 열매체 사이에 인입하여, 효율적으로 가열되어서 가소되어, CaCO₃→CaO+CO₂↑로 나타내는 바와 같이, 생석회가 생성되는 동시에, CO₂ 가스가 발생한다. 이 결과, 상기 축열 가소로 내는, 석회석의 가소에 의해 발생한 CO₂ 가스로 채워져, 당해 CO₂ 가스 농도가 거의 100％로 된다. 이에 의해, 배기관을 통해서, 상기 축열 가소로로부터 거의 100％의 농도의 CO₂ 가스를 회수할 수 있다. 또한, 가소 온도를 낮게 설정함으로써, 활성도가 높은 분말 형상의 생석회를 얻는 것이 가능하게 된다.

이 때에, 상기 축열 가소로에 있어서, 석회석보다도 입경이 크고, 따라서 극단적으로 비표면적이 작은 열매체에 의해 석회석을 가열해서 가소시키고 있기 때문에, 축열 가소로 내에 있어서 큰 열량을 확보할 수 있는 동시에, 당해 축열 가소로에 있어서 상기 열매체를 가소 온도 이상의 1000℃ 이상으로 가열해도, 열매체끼리 혹은 열매체와 노벽의 고착이나 융착을 억제하고, 코칭 트러블 등의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 열매체로서, 석회석보다도 입경이 큰 것을 사용하고 있기 때문에, 생성된 분말 형상의 생석회가, 상기 가소 시에 발생한 CO₂ 가스에 의해 유동화시켜서, 상기 축열 가소로로부터 오버플로우시키거나, 혹은 상기 가소 시에 발생한 CO₂ 가스에 동반시켜서, 당해 CO₂ 가스로부터 고기(固氣) 분리시킴으로써, 간편하게 상기 축열 가소로로부터 취출할 수 있다.

여기서, 상기 열매체로서는, 축열 가소로에 있어서의 가열 온도에 대한 내열성과, 석회석과 혼합된 경우의 내마모성을 갖는 것이면, 규석(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃) 등의 세라믹스 재료, 내열 합금 등의 금속 재료 등을 사용할 수 있다.

특히, 상기 제2 형태와 같이, 생석회를 사용하면, 융점이 2500℃ 정도로 높고, 융착하기 어렵다고 하는 이점이 있는 동시에, 열매체로서 축열 가소로 내에서 상기 석회석의 가소를 반복해 행하는 사이에, 서서히 마모해서 미분이 발생한 경우에도, 하등의 폐해를 발생할 일이 없기 때문에 적합하다.

또한, 상기 제3 형태 내지 제5 형태 중 어느 하나에 따르면, 상기 제1 또는 제2 형태에 의해 얻어진 활성도가 높은 분말 형상의 생석회를 원료로 해서 사용할 수 있고, 따라서 반응성이 높은 소석회를 제조할 수 있다.

게다가, 열교환 수단에 있어서, 생석회의 제조 설비로부터 배출된 고온 동시에 고농도의 CO₂에 의해, 건조기의 열원이 되는 증기를 얻고 있기 때문에, 열 효율이 높고, 경제성이 우수한 동시에, 상기 열교환 수단으로부터 온도가 저하된 대략 100％의 농도의 CO₂ 가스를 회수할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 복수의 축열 가소로를 설치하면, 적어도 하나의 축열 가소로에 있어서, 석회석을 가소하고 있을 때에, 다른 축열 가소로의 적어도 하나에 있어서, 상기 열매체를 가소 온도 이상으로 가열해 축열할 수 있고, 이것을 교대로 또는 로테이션을 정해서 반복 행함으로써, 석회석을 연속적으로 가소해서 생석회를 제조할 수 있다.

이에 대해, 본 발명의 상기 제5 형태에 따르면, 상기 생석회의 제조 설비와 소화기 사이에, 축열 가소로의 배출구로부터 취출된 생석회를 일시 저류하는 버퍼 탱크를 설치하고 있기 때문에, 1기의 축열 가소로에 의한 배치 처리에 의해도, 후단의 소화기 등에 있어서 소석회를 연속적으로 제조하는 것이 가능하게 되고, 설비 비용 및 메인터넌스 비용의 저감을 도모할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 관한 소석회의 제조 설비의 일 실시형태를 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명에 관한 생석회의 제조 설비의 일 실시형태를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 3은 도 2의 변형예를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 생석회의 제조 설비의 다른 실시형태를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 5는 종래의 생석회의 제조 설비를 도시하는 개략 구성도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 관한 생석회의 제조 설비 및 이것을 사용한 소석회의 제조 설비의 일 실시형태를 도시하는 것으로, 도면 중 부호 10이 생석회의 제조 설비이며, 부호 11이 이 생석회의 제조 설비의 주체가 되는 축열 가소로이다.

이 축열 가소로(11)는, 상측부에, 내부에 10㎛ 내지 1㎜의 입경으로 분쇄된 석회석(C)을 공급하기 위한 공급구(11a)가 설치되는 동시에, 하부에는, 내부를 석회석의 가소 온도 이상의 온도 분위기 하(예를 들어, 약 900℃)에 유지가능한 버너(가열 수단 : 도시를 생략한다.)가 설치된 횡형의 로이다.

그리고, 이 축열 가소로(11)의 저부에는, 1 또는 복수의 버너에 연료 혹은 연소용 공기를 공급하는 연료관(12) 및 공기관(13)이 접속되어 있다.

한편, 축열 가소로(11)의 측벽이며 저부로부터 소정의 높이 위치에는, 가소됨으로써 생성한 분말 형상의 생석회를 취출하기 위한 배출구(14)가 설치되고, 천장부에는, 버너의 연소 배기 가스, 혹은 석회석의 가소에 의해 발생한 CO₂ 가스를 배출하기 위한 배기관(15)이 접속되어 있다.

또한, 이 축열 가소로(11)의 내부에는, 열매체(16)가 충전되어 있다. 이 열매체(16)로서는, 내부에 공급되는 석회석(C)보다도 입경이 큰 생석회가 사용되고 있다.

그리고, 이상이 구성으로 이루어지는 생석회의 제조 설비(10)의 후단에, 순차 배출구(14)로부터 오버플로우관(14a)을 통해서 취출된 생석회를 일시 저류하는 버퍼 탱크(17)와, 소화기(18)와, 이 소화기(18)로부터 배출된 소석회를 숙성하는 숙성기(19)와, 이 숙성기(19)로 숙성된 수분을 포함하는 소석회를 건조시키는 건조기(20)가 배치되어 있다.

여기서, 소화기(18), 숙성기(19) 및 건조기(20)는 일반적인 소석회의 제조 설비에 있어서 사용되고 있는 주지의 것이다. 즉, 소화기(18)는, 버퍼 탱크(17)의 배출관(17a)으로부터 정량씩 호퍼(18a)를 통해서 내부로 투입되는 생석회에, 도시되어 있지 않은 소화수의 공급 라인으로부터 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린 등의 첨가제를 포함하는 냉수로 이루어지는 소화수를 공급해서 교반됨으로써 소석회를 생성시키는 것이다.

또한, 숙성기(19)는, 소화기(18)에 있어서의 소화 반응에 의해 생성된 물을 포함하는 소석회를 교반하면서 숙성시키는 것이며, 건조기(20)는 숙성된 소석회를 교반하면서 건조해서 수분을 제거하는 것이다. 그리고, 이 건조기(20)를 거친 소석회를 별도 분쇄해서 분급함으로써, 제품으로 되는 소정의 입도의 소석회를 얻게 되어 있다.

또한, 이 소석회의 제조 설비에 있어서는, 생석회의 제조 설비(10)의 축열 가소로(11)로부터 배출된 배기 가스 또는 CO₂ 가스를 가열원으로서 이용하고, 건조기(20)에 건조용의 증기를 공급하기 위한 배열 보일러(열교환 수단)(21)가 설치되어 있다. 즉, 축열 가소로(11)의 배기관(15)에는, 3방 전환 밸브(22)가 접속되는 동시에, 이 3방 전환 밸브(22)의 2개의 토출측 포트에, 각각 연소 배기 가스의 이송관(23) 및 CO₂ 가스의 이송관(24)이 접속되어 있다.

그리고, 이들 연소 배기 가스의 이송관(23) 및 CO₂ 가스의 이송관(24)이 각각 배열 보일러(21)의 열원 공급측에 접속되어 있다. 또한, 이 배열 보일러(21)의 열원 배출관(25)에도, 3방 전환 밸브(26)가 접속되고, 이 3방 전환 밸브(26)의 2개의 토출측 포트에, 각각 연소 배기 가스의 배출관(27) 및 CO₂ 가스의 배출관(28)이 접속되어 있다. 또한, 상기 3방 전환 밸브(22) 및 연소 배기 가스의 이송관(23) 및 CO₂ 가스의 이송관(24)을 사용하는 일이 없고, 축열 가소로(11)의 배기관(15)을 직접 배열 보일러(11)에 접속하고, 상기 3방 전환 밸브(26)만에 의해 연소 배기 가스와 CO₂ 가스를 전환하는 것도 가능하다.

한편, 배열 보일러(21)와 가열기(20) 사이에는, 배열 보일러(21)에 있어서, 물의 공급관(29)으로부터 공급된 물을 이송관(24 또는 25)으로부터 공급된 연소 배기 가스 또는 CO₂ 가스에 의해 기화시킴으로써 발생한 증기를, 건조기(20)에 열원으로 해서 공급하는 증기 공급관(30)이 접속되어 있다.

다음에, 이상이 구성으로 이루어지는 소석회의 제조 설비를 사용한 본 발명에 관한 소석회의 제조 방법의 일 실시형태에 대해서 설명한다.

우선, 생석회의 제조 설비의 축열 가소로(11)에 있어서는, 저부에 설치된 버너에 연료관(12) 및 공기관(13)으로부터 연료 및 연소용 공기를 공급하고, 내부의 열매체(16)를 석회석(C)의 가소 온도 이상(예를 들어, 1200℃)으로 가열되어 축열 된다. 그리고, 이 때에 배출된 연소 배기 가스는, 배기관(15)으로부터 3방 전환 밸브(22)에 의해 연소 배기 가스의 이송관(23)을 통해서 배열 보일러(21)의 열원으로 해서 공급된다. 또한, 배열 보일러(21)에 있어서 열교환해서 강온된 연소 배기 가스는, 열원 배출관(25)으로부터 3방 전환 밸브(26)를 거쳐서 연소 배기 가스의 배출관(27)으로부터 배출되어 간다.

계속해서, 축열 가소로(11) 내가, 석회석(C)의 가소 온도 이상의 온도 분위기에 유지되면, 3방 전환 밸브(22)가 CO₂ 이송관(24)과 연통하도록 전환되는 동시에, 공급구(11a)로부터 내부에 입상의 석회석(C)이 공급되고, 내부의 열매체(16)에 의해 가소 온도 이상(예를 들어, 900℃)으로 가열되어서, CaCO₃→CaO+CO₂↑로 나타내는 바와 같이, 생석회가 생성되는 동시에, CO₂ 가스가 발생한다.

그리고, 축열 가소로(11) 내에 발생한 CO₂ 가스는, 배기관(15)으로부터 3방 전환 밸브(22)에 의해 CO₂ 가스의 이송관(24)을 통해서 배열 보일러(21)의 열원으로 서 공급된다. 그리고, 배열 보일러(21)에 있어서 물과 열교환함으로써 강온된 CO₂ 가스는, 전환된 3방 전환 밸브(26)로부터, CO₂ 가스의 배출관(28)을 거쳐서, 고농도의 CO₂ 가스로서 회수된다.

이와 같이 하여, 배열 보일러(21)에 있어서는, 열원으로서 연소 배기 가스 또는 CO₂ 가스가 공급됨으로써, 연속적으로 공급관(29)으로부터 공급되는 물로부터 증기가 생성되어서, 증기 공급관(30)으로부터 건조기(20)에 공급된다.

한편, 축열 가소로(11) 내에 있어서 생성한 생석회는 가소 시에 발생한 CO₂ 가스에 의해 유동화되어, 오버플로우에 의해 오버플로우관(14a)으로부터 버퍼 탱크(17)에 보내져서, 일시 저류된다.

그리고, 이 버퍼 탱크(17)에 축적된 생석회는 배출관(17a)으로부터 정량씩 호퍼(18a)를 통해서 소화기(18) 내에 투입되어, 도시되어 있지 않은 소화수의 공급 라인으로부터 공급되는 소화수가 더하여져서 교반됨으로써, CaO+H₂O→Ca(OH)₂로 나타내는 바와 같이 소석회가 생성된다.

그리고, 소화기(18)에 있어서의 소화 반응에 의해 생성된 소석회는, 숙성기(19)에 보내져 숙성된 후에, 건조기(20)에 있어서, 배열 보일러(21)로부터 공급되는 증기에 의해 건조되어 배출된다.

이와 같이, 상기 구성으로 이루어지는 생석회의 제조 설비(10) 및 이것을 구비한 소석회의 제조 설비 및 이것을 사용한 소석회의 제조 방법에 따르면, 버너에 의해 축열 가소로(11) 내에 충전된 열매체(16)를 석회석의 가소 온도 이상으로 가열하고, 내부를 상기 가소 온도 이상의 온도 분위기 하에 유지하면서 공급구(11a)로부터 석회석(C)을 공급하고, 당해 석회석(C)을 가소함으로써 발생한 대략 100％의 농도의 CO₂ 가스를 이송관(24) 및 배열 보일러(21)를 통해서, 그 배출관(28)으로부터 회수할 수 있다.

이 때에, 축열 가소로(11)에 있어서, 석회석(C)보다도 입경이 크고, 이에 의해 극단적으로 비표면적이 작은 열매체(16)에 의해 석회석(C)을 가열해서 가소시키고 있기 때문에, 축열 가소로(11) 내에 있어서 큰 열량을 확보할 수 있는 동시에, 당해 축열 가소로(11)에 있어서 열매체(16)를 가소 온도 이상의 1000℃ 이상으로 가열해도, 열매체(16)끼리 혹은 열매체(16)와 노벽의 고착이나 융착을 억제하고, 코칭 트러블 등의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 열매체(16)로서, 석회석(C)보다도 입경이 큰 것을 사용하고 있기 때문에, 생성한 분말 형상의 생석회를, 상기 가소시에 발생한 CO₂ 가스에 의해 유동화시켜서, 상기 축열 가소로(11)로부터 오버플로우시켜서, 간편하게 축열 가소로(11)로부터 취출할 수 있다.

게다가, 열매체(16)로서, 생석회를 사용하고 있기 때문에, 융점이 2500℃ 정도로 높고, 융착하기 어려운데다, 축열 가소로(11) 내로 석회석(C)의 가소를 반복해 행하는 사이에, 서서히 마모되어 미분이 발생한 경우에도, 하등의 폐해를 발생할 일이 없다.

또한, 생석회의 제조 설비로부터 배출된 고온의 연소 배기 가스 및 고온 동시에 고농도의 CO₂를 배열 보일러(11)에 보내고, 건조기(20)의 열원으로 되는 증기를 얻고 있기 때문에, 열 효율이 높고, 경제성이 우수하다.

또한, 도 3은 상기 구성으로 이루어지는 생석회의 제조 설비의 변형예를 도시하는 것으로, 이 제조 설비에 있어서는, 축열 가소로(31)의 하부 측면의 일측에, 내부를 가열하는 버너가 설치되고, 당해 버너에 각각 연료 및 연소용 공기를 공급하기 위한 연료관(32) 및 공기관(33)이 접속되어 있다.

또한, 이 축열 가소로(31)의 하부 측면의 타측에는, 열매체(16)를 가열해서 축열할 때에 발생하는 연소 배기 가스를 배출하기 위한 이송관(34)이 설치되고, 이 이송관(34)이 직접 배열 보일러(21)의 열원 공급측에 접속되어 있다. 한편, 축열 가소로(31)의 천장부에는, 내부에서 발생한 CO₂를 배출하기 위한 이송관(35)이 설치되고, 이 이송관(35)이 직접 배열 보일러(21)의 열원 공급측에 접속되어 있다. 또한, 도면 중 부호 36은 입상의 석회석(C)의 공급구이며, 부호 37은 내부에서 생성된 생석회의 배출구이다.

따라서, 상기 구성으로 이루어지는 생석회의 제조 설비에 있어서는, 축열 시에 발생한 연소 배기 가스가, 이송관(34)으로부터 직접 배열 보일러(21)에 보내지는 동시에, 석회석(C)의 가소 시에 생성된 CO₂ 가스가 이송관(35)으로부터 직접 배열 보일러(21)의 열매체로서 전달되게 되어 있다. 또한, 축열 가소로(31) 내에 있어서 생성된 생석회는 가소 시에 발생한 CO₂ 가스에 의해 유동화되어, 배출구(37)로부터 오버플로우해서 상기 버퍼 탱크(17)에 보내져서 일시 저류되게 된다.

또한, 도 4는 본 발명에 관한 생석회의 제조 설비의 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 이 제조 설비에 있어서는, 내부에 동일한 열매체(16)가 충전된 종형의 축열 가소로(41)가 설치되어 있다.

그리고, 이 축열 가소로(41)의 하부 측면에, 연료를 공급하는 공급관(42)이 접속된 버너가 설치되어 있는 동시에, 저부에는 연소용 공기의 공급관(43)이 설치되어 있다. 또한, 측면의 일측에 입상의 석회석(C)을 도입하기 위한 공급구(44)가 설치되어 있다.

또한, 이 축열 가소로(41)의 천장부에는, 내부의 연소 배기 가스 또는 CO₂ 가스를 배출하기 위한 배출관(45)이 설치되고, 이 배출관(45)의 출구측에 사이클론(46)이 설치되어 있다. 그리고, 이 사이클론(46)의 천장부에는, 연소 배기 가스 또는 CO₂ 가스를 배기하기 위한 배기 가스관(47)이 설치되고, 이 배기 가스관(47)에 상기 3방 전환 밸브(22)가 접속되어 있다.

한편, 사이클론(46)의 저부에는, 가소 시에 발생한 CO₂ 가스가 분리된 생석회(C')를 뽑아내기 위한 배출구(48)가 설치되고, 이 배출구(48)로부터 배출된 생석회(C')가 상술한 버퍼 탱크(17)에 투입되도록 되어 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 생석회의 제조 설비에 따르면, 공급구(44)로부터 공급된 석회석(C)이, 열매체(16)에 의해 가소됨으로써 발생한 CO₂ 가스는, 생성된 생석회(C')를 동반하고, 배출관(45)으로부터 사이클론(46)에 도입된다. 그리고, 사이클론(46) 내로 CO₂ 가스와 생석회(C')로 분리된다. 그리고, 분리된 생석회(C')는 저부에 설치된 배출구(48)로부터 배출되어서, 버퍼 탱크(17)에 투입된다. 한편, 사이클론(46)에서 분리된 CO₂ 가스는 천장부의 배기 가스관(47)으로부터 3방 전환 밸브(22)를 거쳐서, 마찬가지로 배열 보일러(21)의 열매체로서 공급된다.

따라서, 이들의 축열 가소로(31, 41)를 사용한 생석회의 제조 설비 및 이것을 사용한 소석회의 제조 설비 및 제조 방법에 의해도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

생석회 및 소석회의 제조 및 생석회의 제조시에 발생하는 CO₂ 가스를 고농도로 회수할 때에 이용 가능하다.

11, 31, 41 : 축열 가소로
11a, 36, 44 : 석회석의 공급구
14, 37, 48 : 생석회의 배출구
15, 45 : 배기관
16 : 열매체
17 : 버퍼 탱크
18 : 소화기
19 : 숙성기
20 : 건조기
21 : 배열 보일러(열교환 수단)
C : 석회석
C' : 생석회

Claims (5)

1. 내부에 입상의 석회석을 공급하기 위한 공급구가 설치되고, 또한 상기 내부를 당해 석회석의 가소 온도 이상의 온도 분위기 하로 유지가능한 가열 수단이 설치되고, 상부에 상기 가열 수단의 연소 배기 가스 및 상기 석회석의 가소에 의해 발생한 CO₂ 가스를 배출하는 배기관이 접속되는 동시에, 상기 가소에 의해 생성한 생석회를 취출하는 배출구가 설치된 축열 가소로와, 상기 석회석보다도 큰 입경을 갖고, 상기 축열 가소로의 내부에 충전된 열매체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 생석회의 제조 설비.
2. 제1항에 있어서, 상기 열매체는 생석회인 것을 특징으로 하는, 생석회의 제조 설비.
3. 제1항 또는 제2항에 기재된 생석회의 제조 설비와, 이 생석회의 제조 설비에 의해 제조된 생석회에 소화수를 공급해서 소석회를 생성시키는 소화기와, 이 소화기로부터 배출된 상기 소석회를 숙성하는 숙성기와, 이 숙성기에서 숙성된 수분을 포함하는 소석회를 건조시키는 건조기와, 상기 생석회의 제조 설비의 배기관으로부터 배출된 연소 배기 가스 또는 CO₂ 가스와 물을 열교환시킴으로써 발생한 증기를 상기 건조기의 열원으로 해서 공급하는 열교환 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 소석회의 제조 설비.
4. 제3항에 있어서, 상기 생석회의 제조 설비와 상기 소화기와의 사이에, 상기 배출구로부터 취출된 생석회를 일시 저류하는 버퍼 탱크를 설치한 것을 특징으로 하는, 소석회의 제조 설비.
5. 제3항 또는 제4항에 기재된 소석회의 제조 설비를 사용해서 소석회를 제조하는 동시에, 상기 열교환 수단을 거친 상기 CO₂ 가스를 회수하는 것을 특징으로 하는, 소석회의 제조 방법.

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