WO2018030077A1 - 石膏処理装置及び石膏処理方法 - Google Patents

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WO2018030077A1
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gypsum
reaction zone
upward
reactor
plenum chamber
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幸治 二藤
彪 竹中
吉田　優
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吉野石膏株式会社
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    • B01J2208/00831—Stationary elements
    • B01J2208/0084—Stationary elements inside the bed, e.g. baffles

Definitions

  • the present invention relates to a gypsum treatment apparatus and a gypsum treatment method, and more specifically, a deposit layer of gypsum granules or powder (hereinafter referred to as “gypsum powder”) is fluidized by an upward air flow,
  • the present invention relates to a gypsum processing apparatus and a gypsum processing method (apparatus and ⁇ ⁇ method for treating gypsum) for performing gypsum processing such as modification, homogenization, additive mixing, water treatment, moisture adjustment or baking of gypsum powder.
  • Gypsum-based face materials such as gypsum board and gypsum board produced using gypsum as a raw material are widely used for interior materials for buildings.
  • Gypsum is roughly classified into dihydrate gypsum (calcium sulfate dihydrate), hemihydrate gypsum (calcium sulfate hemihydrate), and anhydrous gypsum (calcium sulfate anhydrate) depending on the form of crystal water.
  • calcined gypsum (calcined gypsum or calcined plaster) obtained by firing dihydrate gypsum is used as a raw material for producing the gypsum-based face material.
  • the calcined gypsum is manufactured by a calcining process in which raw gypsum such as chemical gypsum or natural gypsum is calcined alone, or different gypsum gypsum is mixed and heated (fired).
  • raw gypsum such as chemical gypsum or natural gypsum
  • different gypsum gypsum is mixed and heated (fired).
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2571374
  • a direct fire firing furnace direct heating firing furnace
  • an indirect heating firing furnace etc.
  • a gypsum calcining device is used as a gypsum firing furnace for producing hemihydrate gypsum and the like.
  • Gypsum (CaSO 4 ⁇ 2H 2 O) is in firing process, transferred to hemihydrate gypsum (CaSO 4 ⁇ 1 / 2H 2 O).
  • calcined gypsum obtained by the calcining step contains, in addition to hemihydrate gypsum, an uncalcined portion (dihydrate gypsum) and an overcalcined portion (type III anhydrous gypsum (CaSO 4 )).
  • Process gas (high-temperature and high-humidity gas) generated in the gypsum calcining furnace or gypsum calcining furnace or reactor is fed together with calcined gypsum in the same flow path, and calcined gypsum and process gas are introduced into the gypsum plaster cooler.
  • the technology is described in JP-T-2013-535401 (Patent Document 2) and the like.
  • This gypsum plaster cooler is a gypsum processing apparatus intended to homogenize calcined gypsum and to reduce the amount of water mixed during calcined gypsum slurry.
  • the gypsum plaster cooler is configured to introduce a baking process gas containing a relatively large amount of moisture (water vapor) together with the calcined gypsum into the stabilization zone of the gypsum plaster cooler.
  • a baking process gas containing a relatively large amount of moisture (water vapor) together with the calcined gypsum into the stabilization zone of the gypsum plaster cooler.
  • the type III anhydrous gypsum in the calcined gypsum is converted to hemihydrate gypsum in the stabilization zone by the moisture in the process gas, and the gypsum powder is rotated and fluidized as a whole. It is envisaged that the body size distribution can be improved.
  • the uncalcined part (dihydrate gypsum) and the overcalcined part (anhydrous gypsum) contained in the calcined gypsum derived from the gypsum calcining device are converted to hemihydrate gypsum, and the components of the calcined gypsum are substantially hemihydrate gypsum.
  • a homogenizer (calcined gypsum homogenizer) is known as a gypsum processing device that homogenizes only to a gypsum.
  • the homogenizer has a reaction zone in which dihydrate gypsum and anhydrous gypsum stay together with hemihydrate gypsum, and air or the like adjusted to a predetermined temperature or humidity is introduced into the reaction zone.
  • Dihydrate gypsum and anhydrous gypsum in calcined gypsum are stirred in the reaction zone and converted to hemihydrate gypsum by dehydration or hydration.
  • the ratio of dihydrate gypsum and anhydrous gypsum is decreased, and the ratio of hemihydrate gypsum in the calcined gypsum is increased, so that the calcined gypsum is homogenized into hemihydrate gypsum with less “baking unevenness”.
  • Gypsum treatment equipment such as the above-mentioned gypsum plaster cooler and homogenizer fluidizes the deposited layer of calcined gypsum containing hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum and anhydrous gypsum with air flow such as air or process gas, by heat exchange between gypsum, etc. It functions to promote the dehydration or hydration reaction of dihydrate gypsum and anhydrous gypsum in calcined gypsum, and convert dihydrate gypsum and anhydrous gypsum to hemihydrate gypsum.
  • the introduction method or the inflow method for introducing or introducing air or process gas into the reaction zone can be improved or improved, it is difficult to sufficiently stir the calcined gypsum. There was a limit in promoting it.
  • the gypsum plaster cooler requires a rotary drive device that rotates the entire cooler main body for the rotational movement of the gypsum powder, a control system thereof, etc., so that the configuration of the device becomes complicated and large. As a result, problems such as complicated maintenance of the apparatus system and an increase in running cost of the apparatus occur.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the object thereof is a fluidized bed system in which the gypsum powder deposition layer at the bottom of the reaction zone is fluidized by an upward airflow flowing out from the bottom of the reaction zone.
  • the fluidity of the gypsum powder is activated or improved, and the gypsum processing such as modification or homogenization of the gypsum powder is promoted.
  • the present invention provides a reactor having an inner wall surface with a circular or annular horizontal cross section or a horizontal contour, a gypsum supply unit for supplying gypsum powder to a reaction zone in the reactor,
  • a gypsum supply unit for supplying gypsum powder to a reaction zone in the reactor
  • the gypsum processing apparatus that is disposed at the bottom of the reaction zone and has an air flow supply unit that supplies an upward air flow to the reaction zone, and stirs the gypsum powder deposited on the bottom of the reaction zone with the upward air flow.
  • a plurality of stationary blades extending from the support portion located in the central region of the reaction zone toward the inner wall surface;
  • the stationary blades are arranged at an angular interval in the circumferential direction of the reaction zone,
  • the fixed blades adjacent to each other form a flow path of the airflow and gypsum powder inclined so as to deflect the upward airflow flowing into the reaction zone radially outward and circumferentially of the reaction zone.
  • a gypsum processing apparatus is provided.
  • the present invention also provides a calcined gypsum homogenization method using the calcined gypsum homogenizer having the above-described configuration.
  • the gypsum powder is guided radially outward and circumferentially, and the gypsum powder is caused to flow radially outward and circumferentially by the deflection of the upward airflow, thereby causing the gypsum powder to flow in the circumferential direction of the container body.
  • the gypsum processing method characterized by energizing or assisting the circumferential movement of the gypsum powder generated in the vicinity of the inner wall surface, or (2) a gypsum supply path constituting the gypsum supply section It is connected to a gypsum calcining apparatus or a gypsum calcining furnace, the calcined gypsum calcined by the gypsum calcining apparatus or the gypsum calcining furnace is supplied to the reaction zone, and the calcined gypsum is modified or homogenized.
  • a gypsum processing method characterized by energizing or assisting the circumferential movement of the gypsum powder generated in the vicinity of the inner wall surface, or (2) a gypsum supply path constituting the gypsum supply section It is connected to a gypsum calcining apparatus or a gypsum calcining furnace, the
  • the present invention uses a reactor having an inner wall surface of a circular or annular horizontal cross section or a horizontal contour, supplies gypsum powder to the reaction zone of the reactor, and faces upward from the bottom of the reaction zone.
  • Gypsum that stirs the gypsum powder in the reaction zone by flowing an air flow, and performs modification treatment, homogenization treatment, hydration treatment, exposure treatment (atmospheric exposure), additive mixing, firing or moisture adjustment of the gypsum powder
  • a plurality of fixed blades are supported by a support portion disposed in the central region of the reaction zone, and the fixed blades are arranged at an angular interval in the circumferential direction of the reaction zone, The upward airflow that has flowed into the reaction zone from the bottom of the reaction zone is guided radially outward and circumferentially by the fixed blades, and the gypsum powder is guided to the reaction zone by deflection of the upward airflow.
  • a gypsum processing method is provided.
  • the upward airflow that has flowed into the reaction zone from the bottom of the reaction zone is deflected radially outward and circumferentially in the reaction zone by the deflecting action or guiding action of the stationary blades, and enters the outer circumference area of the reactor. It flows and urges the calcined gypsum near the inner wall surface of the reaction zone in the circumferential direction, or assists the circumferential movement of the calcined gypsum near the inner wall surface.
  • the gypsum powder in the entire reaction zone is stirred by the deflection of the upward air flow, so that the fluidity of the gypsum powder is activated or improved, and the gypsum powder is improved.
  • Gypsum treatment such as quality or homogenization can be promoted.
  • a homogenizer calcined gypsum homogenizer
  • the proportion of hemihydrate gypsum in the calcined gypsum after homogenization increases. It can be homogenized to a half-water gypsum with less “baked unevenness”.
  • the fluidity of the gypsum powder is activated. Or improve the gypsum treatment such as modification or homogenization of gypsum powder.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a homogenizer according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the homogenizer taken along line II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the homogenizer taken along line II-II in FIG. 4 is a bottom view of the homogenizer shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the form of fixed blades disposed in the reaction zone of the homogenizer.
  • FIG. 6 is a partially enlarged plan view showing the structure of the fixed blade.
  • FIG. 7 is a partially enlarged front view showing the structure of the fixed blade.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a homogenizer showing a modification of the fixed blade.
  • FIG. 9 is a plan view of the plenum chamber conceptually showing the operation mode (example of operation) of the air supply port of each plenum chamber portion.
  • the fixed blades adjacent to each other open toward the outer peripheral zone of the reaction zone and form the flow path that is inclined in the whole vertical direction and extends in the vertical direction and opens upward.
  • the fixed position located rearward in the upward airflow deflection direction.
  • the lower outer end of the blade is positioned so as to be positioned at an angular position ahead of the lower inner end of the fixed blade positioned forward in the deflection direction of the upward airflow, and thereby the reactor circumferential direction of the gypsum powder
  • the radially outward airflow motion airflow that goes straight outward in the radial direction
  • the base end portion of the fixed blade supported by the support portion overlaps with the base end portion of the adjacent fixed blade in plan view, and the overlapping region of the adjacent fixed blades ( ⁇ ) is formed around the support.
  • the overlapping region ( ⁇ ) prevents upward airflow from blowing upward in the vicinity of the support portion.
  • the angular interval of the fixed blades is set to an angle in the range of 10 to 60 degrees, preferably an angle in the range of 20 to 45 degrees, and the top of each fixed blade is Positioned below the upper surface (design level) of the gypsum powder deposition layer (fluidized bed) deposited in the reaction zone. If the number of the fixed blades is too small, there is a concern that the load or stress of each fixed blade is large and that the base of the fixed blade is damaged or damaged. On the other hand, the number of the fixed blades is excessive. As a result of the reduction in the interval between adjacent fixed blades, there is a concern that gypsum adheres to the fixed blades. For this reason, it is desirable to set the number of fixed blades to an appropriate number in consideration of the load or stress of the fixed blades, adhesion of gypsum to the fixed blades, and the like.
  • the design level (ha) of the upper surface of the gypsum powder accumulation layer (fluidized bed) is set within the range of the design level (hb) of the uppermost fixed blade ⁇ 1.0 to 1.25.
  • the design level of the upper part of the fluidized bed and the uppermost part of the fixed blade is a dimension in the height direction measured from the furnace bottom face.
  • the upper surface of the fluidized bed behaves irregularly during operation of the combustion furnace, but the design level of the upper surface of the fluidized bed is a design or theoretical set level or an average level during steady operation or normal operation.
  • the fixed blade can be preferably disposed below the upper surface of the fluidized bed (design level), and therefore the fixed blade is designed to be substantially completely in the fluidized bed of raw gypsum deposited in the furnace area. It can be preferably arranged at the height position to be buried.
  • the fixed blade is formed of a curved plate that forms a curved flow path, and the flow path deflects gypsum powder that flows upward together with the upward air flow in the circumferential direction and radially outward.
  • the upper edge portion of the fixed blade is curved in a plan view and is inclined downward in the radial direction outward of the reaction zone, and the lower edge portion of the fixed blade is curved in a plan view. In addition, it extends substantially horizontally.
  • the diameter (db) of the entire fixed blade is smaller than the diameter (da) of the reaction zone peripheral wall, and the fixed blade and the reaction zone peripheral wall are separated by a predetermined horizontal distance (dc).
  • the diameter (db) of the fixed blade is preferably within the range of the inner diameter (da) of the reaction zone peripheral wall ⁇ 0.6 to 0.9, and more preferably the inner diameter (da) of the reaction zone peripheral wall ⁇ 0.7 to 0 .8 within the range.
  • the reactor has a partition wall forming a bottom surface of the reaction zone, and a plenum chamber into which gas for upward air flow is supplied under pressure is between the partition wall and the bottom wall of the reactor. It is formed.
  • the partition wall has a ventilation resistance that at least partially converts the dynamic pressure of the gas supplied to the plenum chamber to a static pressure, and the gas in the plenum chamber corresponds to the differential pressure between the pressure in the reaction zone and the pressure in the plenum chamber.
  • the plenum chamber may be grasped as a pressure buffering zone or a buffer zone for supplying air pressure.
  • the plenum chamber is divided into a plurality of plenum chamber portions by a partition wall, and each plenum chamber portion is provided with an upward air flow supply portion.
  • the plenum chamber portion selectively allows upward airflow to flow into the reaction zone.
  • upward airflow can be supplied to the reaction zone in various patterns. For example, an upward air flow that changes stepwise or periodically may be formed in the reaction zone due to a time difference of the upward airflow of each plenum chamber portion, thereby changing the stirring action of the reaction zone stepwise or periodically. it can.
  • the configuration of the present invention is applied to a homogenizer.
  • air or gas adjusted to a predetermined temperature and / or predetermined humidity, or wet air or wet gas containing a predetermined amount or more of water flows into the reaction zone as an upward air flow.
  • calcined gypsum calcined by a gypsum calcining apparatus or a gypsum calcining furnace as gypsum powder to the reaction zone, and stirring the gypsum powder of calcined gypsum with an upward air flow, dihydrate gypsum and / or anhydrous
  • the dehydration reaction or hydration reaction of gypsum proceeds, and the calcined gypsum can be modified or homogenized.
  • FIG. 1 to 4 are a longitudinal sectional view, a sectional view taken along a line II, a sectional view taken along a line II-II, and a bottom view showing a configuration of a homogenizer according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the form of fixed blades disposed in the reaction zone of the homogenizer.
  • the homogenizer 1 has a cylindrical reactor 2 having an inner wall surface with a circular or annular horizontal cross section or a horizontal contour.
  • the inner wall surface of the reactor 2 defines a reaction zone ⁇ .
  • the reactor 2 includes a top wall 2a and a bottom wall 2b that are circular in plan view, and upper and lower cylindrical peripheral walls 2c and 2d.
  • the top wall 2a is integrated with the peripheral wall 2c
  • the bottom wall 2b is integrated with the peripheral wall 2d
  • the upper and lower peripheral walls 2c, 2d are integrally joined at the joint 2e.
  • the calcined gypsum supply port 3 which comprises a gypsum supply part is arrange
  • the calcined gypsum supply port 3 is connected to a gypsum calcining furnace (not shown) via a calcined gypsum supply pipe Sg, and calcined gypsum Ga of the gypsum calcining furnace is reacted in the reactor 2 via the calcined gypsum supply port 3. It is input or introduced into ⁇ .
  • the gypsum firing furnace is, for example, a conical kettle type gypsum firing furnace that fires dihydrate gypsum into calcined gypsum.
  • a gypsum firing furnace sends out calcined gypsum Ga, which is obtained by firing dihydrate gypsum into half-water gypsum, but it is actually difficult to completely burn dihydrate gypsum into hemi-hydrate gypsum.
  • it is a heterogeneous powder or granule containing dihydrate gypsum as an unfired portion and anhydrous gypsum as an overfired portion.
  • the reactor 2 has a vertical partition wall 4 fixed to the bottom wall 2b.
  • the partition wall 4 extends radially from the central axis CL of the reactor 2 to the peripheral wall 2d in plan view.
  • the partition walls 4 are arranged at an angular interval of 45 degrees around the central axis CL.
  • the reactor 2 has a horizontal air-permeable partition wall 5 which forms the bottom surface of the reaction zone ⁇ .
  • the partition wall 5 is supported by the upper end portion of the partition wall 4.
  • the partition wall 4 and the partition wall 5 define a plurality of air supply plenum chambers or air supply buffer areas ⁇ (hereinafter referred to as “plenum chamber ⁇ ”) between the reaction zone ⁇ and the bottom wall 2b.
  • the partition walls 4 are arranged to form a number of plenum chambers ⁇ on the order of 4-16.
  • each plenum chamber ⁇ having a fan shape in plan view is formed uniformly around the central axis CL.
  • An air supply opening 6 that opens to each plenum chamber ⁇ is disposed on the bottom wall 2b.
  • a regulated air supply pipe Sa constituting an airflow supply unit is connected to each air supply port 6.
  • the adjusted air supply pipe Sa is connected to an adjusted air supply source (not shown) provided with an air heating means such as a heating coil and an air supply means such as an air supply blower or an air supply fan.
  • the adjusted air supply source sends wet air containing a relatively large amount of moisture to the adjusted air supply pipe Sa as the adjusted air flow Ai.
  • the adjusted air of the adjusted air flow Ai is a gas for forming the upward airflow (adjusted air flow Af described later).
  • Each air supply port 6 supplies the regulated air flow Ai supplied from the regulated air supply source to each plenum chamber ⁇ under pressure.
  • the temperature of the adjustment air discharged from the air supply port 6 varies depending on the humidity of the adjustment air, but the adjustment air preferably has a temperature that does not cause condensation in the reactor 2.
  • Such a hot and humid gas has a temperature of about 100 to 150 ° C., for example.
  • the partition wall 5 is a sheet-like or plate-like composite material obtained by covering the base material 50 with upper and lower coating materials 51 and 52.
  • the base material 50 and the covering materials 51 and 52 have a ventilation resistance that at least partially converts the dynamic pressure of the supply airflow (adjusted airflow Ai) supplied to the plenum chamber ⁇ to a static pressure, and the reaction zone ⁇ and the plenum.
  • the air of the plenum chamber ⁇ is allowed to flow into the reaction zone ⁇ .
  • the partition wall 5 uniformly flows the supply air flow (adjusted air flow Af) from the entire partition wall 5 into the reaction zone ⁇ in accordance with the differential pressure between the plenum chamber ⁇ and the reaction zone ⁇ .
  • a fiber material such as a fiber assembly, non-woven fabric, or felt can be suitably used.
  • a heat resistant nonwoven fabric such as a glass fiber nonwoven fabric is used as the substrate 50.
  • a woven fabric, a punching metal, a mesh material, or the like can be suitably used as the covering materials 51 and 52.
  • the thickness t of the partition wall 5 is set to 5 to 10 mm, for example, 6 mm.
  • the pressure loss of the partition walls 5 is preferably set to a value within the range of 200 to 500 mmH 2 O.
  • the adjusted intake air flow Af flows into the reaction zone ⁇ from the partition wall 5 as the upward air flow described above, and stirs the calcined gypsum Gb. It is desirable that the adjusted air flow Af has such a flow that the calcined gypsum Gb deposited in the reaction zone ⁇ jumps and the flow rate of the adjusted air flow Af is preferably set so that such a flow can be obtained. obtain.
  • the flow rate of the supply airflow Af flowing into the reaction zone ⁇ is set to 0.05 m / s to 1 m / s.
  • calcined gypsum Ga is supplied to the calcined gypsum supply port 3 through the calcined gypsum supply pipe Sg.
  • the calcined gypsum Ga is continuously or intermittently introduced or introduced into the reaction zone ⁇ from the calcined gypsum supply port 3 and is deposited on the horizontal partition wall 5 as a fluidized bed (calcined gypsum layer) M of the calcined gypsum Gb.
  • a calcined gypsum delivery outlet 7 for delivering the calcined gypsum Gc homogenized by the stirring action, heat exchange action and hydrating action of the reaction zone ⁇ to the outside of the apparatus is disposed at the lower part of the peripheral wall 2 c of the reactor 2.
  • the calcined gypsum delivery port 7 is provided with a powder quantitative supply device 8 such as a weight-controlled rotary feeder.
  • the powder fixed quantity supply device 8 continuously (or intermittently) leads the calcined gypsum Gc in the reaction zone ⁇ to the outside of the system or outside the system, and the calcined gypsum Gc is a device of a subsequent process (hydrolysis device, cooling device, pulverization).
  • a storage device such as a silo.
  • FIG. 1 illustrations of pipes and devices related to the apparatus in the subsequent process, and pipes, wirings, and devices constituting the exhaust system and the control system of the homogenizer 1 are omitted.
  • the calcined gypsum Gb of the fluidized bed (calcined gypsum layer) M jumps and flows by the air supply air (adjusted air flow) Af and Ag flowing out from the partition wall 5, and is stirred in the reaction zone ⁇ .
  • the homogenizer 1 promotes jumping flow of the calcined gypsum Gb so that the upper region of the fluidized bed M functions as the calcined gypsum jumping flow region ⁇ , and as a means for jumping and moving the calcined gypsum Gb in the circumferential direction of the reaction zone ⁇ , A plurality or a plurality of fixed vanes (guide vanes) 10 arranged in the lower region of the reaction zone ⁇ with a gap in the direction are provided.
  • the air supply air Ag is a deflected flow of the air supply air Af deflected by the fixed blade 10.
  • the jumping flow is a flow in a state or form in which the upper surface of the fluidized bed M dynamically flows and the powder of calcined gypsum Gb jumps up and falls into the upper space (gypsum gypsum jumping flow region ⁇ ).
  • a hollow cylindrical column 40 constituting a support portion of the fixed blade 10 is erected on the bottom surface of the reaction zone ⁇ in the central region of the reaction zone ⁇ .
  • the support column 40 constitutes a support portion that supports the fixed blade 10, and each fixed blade 10 is fixed to the outer peripheral surface of the support column 40 at equal intervals. Accordingly, the base of the fixed blade 10 is located in the central region of the reaction zone ⁇ .
  • the support column 40 has a true circular cross section centered on the central axis CL, and the upper end of the support column 40 is located below the upper surface Ma (level ha) of the fluidized bed M.
  • the lower part of the support column 40 is composed of a columnar base portion 41 that is supported by the partition wall 4 at equal intervals (45-degree intervals) and an opening 42 that is formed between the columnar base portions 41.
  • the opening 42 allows the inner region 43 of the column 40 and the outer region 44 of the column 40 to communicate with each other, and prevents a part of the calcined gypsum Gb from staying in the inner region 43 for a long time.
  • the fixed blade 10 is disposed in the outer peripheral area of the support column 40 below the upper surface Ma.
  • the uppermost part of the fixed blade 10 (the upper inner end 18 of the fixed blade 10 shown in FIGS. 6 and 7) is positioned at the height position of the level hb (the position of the height dimension hb measured from the upper surface of the partition wall 5).
  • the level ha shown in FIG. 1 is the setting level or design level of the upper surface Ma
  • the level ha can be preferably set within the range of level hb ⁇ 1.0 to level hb ⁇ 1.25. That is, the fixed blade 10 can be preferably arranged at a height position where it is substantially completely buried in the fluidized bed M.
  • the upper surface Ma of the fluidized bed M behaves relatively violently, and phenomena such as undulations, uplifts, and subsidences occur repeatedly in a short time on the upper surface Ma. For this reason, in many cases, during operation of the homogenizer 1, a state in which the fixed blade 10 is only partially buried (a state in which the upper portion of the fixed blade 10 is partially exposed above the upper surface Ma) is observed. . Therefore, it should be understood that the positional relationship between the levels ha and hb means a positional relationship in terms of design or initial setting. Further, the lower edge 14 (FIG.
  • the height hc of the fixed blade 10 is preferably in the range of ha ⁇ 0.2 to 0.6.
  • the dimension, more preferably, a dimension within the range of ha ⁇ 0.2 to 0.4 can be preferably set.
  • the overall diameter db of the fixed blade 10 around the central axis CL is smaller than the inner diameter da of the peripheral wall 2c at the same level, and the fixed blade 10 and the peripheral wall 2c have a horizontal distance dc. Separate from each other.
  • the diameter db is preferably set in the range of the inner diameter da ⁇ 0.6 to 0.9, more preferably in the range of the inner diameter da ⁇ 0.7 to 0.8, so the horizontal distance dc is preferably Is set to a size within the range of the inner diameter da ⁇ 0.2 to 0.05, more preferably a size within the range of the inner diameter da ⁇ 0.15 to 0.1.
  • the fixed blades 10 are arranged in the circumferential direction with a uniform angular interval ⁇ 1 around the central axis CL of the reactor 2.
  • the angle interval ⁇ 1 is preferably set to an angle in the range of 10 to 60 degrees, more preferably an angle in the range of 20 to 45 degrees (22.5 degrees in this example). Is preferably set within the range of 6 to 36 bodies, more preferably within the range of 8 to 18 bodies (16 bodies in this example). For example, in the case of a fluidized stirring layer having a diameter of about 3 m, it is desirable to install approximately 8 to 16 fixed blades 10.
  • the angular interval of the fixed blades 10 does not necessarily have to be set to a uniform value over the entire circumference, and can be arbitrarily set according to the structure of the reactor 2 and the support column 40 and the like.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the reactor 2 in which the diameter of the support column 40, the number of fixed blades 10, the interval, and the like are changed.
  • FIG. 6 is a partially enlarged plan view showing the structure of the fixed blade 10
  • FIG. 7 is a partially enlarged front view showing the structure of the fixed blade 10.
  • each fixed blade 10 is made of a metal curved plate having a curved inner edge 11, an outer edge 12, an upper edge 13, and a lower edge 14.
  • the base end portion of the fixed blade 10 including the inner edge 11 is fixed to the column 40 by attachment means (not shown) such as a bracket and a bolt, or a welding unit or the like.
  • the fixed blade 10 is an outer surface of the column 40. And a substantially continuous surface.
  • the inner edge 11, the outer edge 12, the upper edge 13, and the lower edge 14 are curved with a predetermined radius of curvature, and a convex curved surface 15 that faces obliquely upward and a concave curved surface 16 that faces diagonally downward include each fixed blade. 10.
  • the upper edge 13 is inclined downward toward the outside, and the lower edge 14 extends substantially horizontally.
  • a flow path P that is curved and extends outward in the circumferential direction and radially outward of the support column 40 in a plan view is formed.
  • the flow path P opens toward the outer peripheral zone in the vicinity of the peripheral wall 2c, and extends in the vertical direction in the form of a curved flow path that is entirely inclined with respect to the vertical direction.
  • the flow path P deflects the upward flow of the adjusted air flows Af and Ag radially outward and circumferentially.
  • the line segment DL1 in the diameter direction (plan view) of the support column 40 passing through the central axis CL and the upper outer end 17 is indicated by a one-dot chain line.
  • the fixed blade 10 extends straight in the radial direction of the reactor 2, the calcined gypsum Gb that jumps and flows in the outer peripheral zone of the fluidized bed M collides with the peripheral wall 2c and its jumping distance is reduced. The stirring effect cannot be obtained. Therefore, the tangent line Th (in the horizontal plane) of the upper outer end 17 of the fixed blade 10 is oriented in a direction that forms an angle ⁇ 2 with respect to the line segment DL1, as shown in FIG. Further, as shown in FIG.
  • the tangent lines Tv and Tv ′ (in the vertical plane) of the upper inner end 18 and the upper outer end 17 of the fixed blade 10 are oriented in directions that form angles ⁇ 3 and ⁇ 4 with respect to the vertical direction VL.
  • the angle ⁇ 2 is set to an angle within a range of 10 to 60 degrees, preferably an angle within a range of 15 to 45 degrees
  • the angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are angles within a range of 10 to 60 degrees, preferably Is set to an angle in the range of 15 to 45 degrees.
  • the angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are relatively important angles in causing the jumping movement or jumping turning motion of the calcined gypsum Ga in the circumferential direction as desired. For this reason, when the number of the fixed blades 10 is relatively small, it is desirable to set the angles ⁇ 3 and ⁇ 4 to relatively large values.
  • the adjacent fixed blades 10 are arranged such that the base end portions overlap each other and the tip end portions are separated from each other in plan view.
  • a lower inner end 19 and a lower outer end 20 of the fixed blade 10 are shown in FIG.
  • line segments DL2 and DL3 in the diameter direction (plan view) of the support column 40 are indicated by alternate long and short dash lines.
  • the line segment DL2 passes through the lower inner end 19 of the fixed blade 10 positioned in front of the adjustment air flow Ag in the deflection direction (in this example, the clockwise direction in plan view) and the central axis CL.
  • the line segment DL3 passes through the lower outer end 20 of the fixed blade 10 located behind the adjustment air flow Ag in the deflection direction and the central axis CL.
  • an overlapping region ⁇ (in a plan view) of the fixed blade 10 is formed around the support portion as indicated by the oblique lines in FIG.
  • the overlapping region ⁇ prevents the adjusted air flow Ag from blowing up vertically in the vicinity of the outer peripheral surface of the support column 40.
  • the lower outer end 20 of the fixed blade 10 positioned rearward in the deflection direction is positioned at an angular position biased forward in the deflection direction with respect to the lower inner end 19 of the fixed blade 10 positioned forward in the deflection direction.
  • 19 and the lower outer end 20 are arranged around the central axis CL with an angular interval of the central angle ⁇ 5. That is, the angular position of the lower outer end 20 of the fixed blade 10 at the rear of the deflection direction is an angle ⁇ 5 forward of the deflection direction about the central axis CL with respect to the angular position of the lower inner end 19 of the fixed blade 10 at the front of the deflection direction.
  • the phase difference is as follows.
  • the angle ⁇ 5 is larger than 0 degree and is preferably an angle within the range of ⁇ 1 ⁇ 0.3 or less, more preferably an angle within the range of ⁇ 1 ⁇ 0.2 or less with respect to the angle interval ⁇ 1 of the fixed blade 10.
  • the upward flow of the adjusted air flow Ag in the vicinity of the outer peripheral surface of the support column 40 is effectively prevented, and the upward flow of the adjusted air flow Ag passing through the flow path P is
  • the fixed vanes 10 are surely deflected.
  • the phase difference (angle ⁇ 5) and the overlapping region ⁇ improve the stirring action of the adjusted air flow Ag, which contributes to the homogenization of the calcined gypsum Gb.
  • the angle formed between the upper inner end 18 of the specific fixed blade 10 and the lower inner end 19 of the fixed blade 10 adjacent thereto is an angle ⁇ 6, and the radial outer end ⁇ and the lower inner end 19 of the overlapping region ⁇ Is the dimension L1, and the length of the fixed blade 10 in the diagonal direction (that is, the maximum length of the fixed blade 10 in plan view) is the dimension L2, the overlapping region ⁇ is ⁇ 1> ⁇ 6. > 0, 1/4 ⁇ L1 / L2 ⁇ 1/2 can be preferably set as a region.
  • the fixed vane 10 guides the adjusted air flow Ag rising in the flow path P in the radially outward and circumferential directions, and is adjusted by the adjusted air flow Ag.
  • the fluidized calcined gypsum layer M (gypsum gypsum Gb) is directed radially outward and circumferentially together with the adjusted air flow Ag.
  • the adjusted air flow Ag and the calcined gypsum Gb in the flow path P flow out in the tangential direction of the support column 40 from the vicinity of the upper edge 13 and the outer edge 12 and flow to the outer peripheral zone.
  • the fixed blade 10 is curved as a whole, and the upper edge 13 of the fixed blade 10 is inclined downward toward the outside, so that the movement of the adjusted air flow Ag and the calcined gypsum Gb is performed. Is not hindered by the presence of the upper corner region of the fixed vane 10.
  • the adjusted air flow Ag and the calcined gypsum Gb directed in the circumferential direction urge the calcined gypsum Gb in the outer circumferential zone in the circumferential direction, or assist the circumferential movement of the calcined gypsum Gb in the outer circumferential zone.
  • the calcined gypsum Ga of the gypsum firing furnace is continuously (or intermittently) supplied to the reaction zone ⁇ by the calcined gypsum feed pipe Sg and the calcined gypsum feed port 3, and the lower part of the reaction zone ⁇ Is deposited as a fluidized bed M.
  • the regulated air Ai of the regulated air supply source is supplied from the air supply port 6 to the plenum chamber ⁇ under pressure.
  • the adjusted air Ai may be discharged to all the plenum chambers ⁇ simultaneously by all the air supply ports 6.
  • the air supply ports 6 are operated stepwise or periodically, and the adjusted air Ai is stepwise or periodically supplied to the plenum chamber ⁇ . You may supply.
  • FIG. 9A shows the plenum chambers ⁇ 1 to ⁇ 8.
  • the air supply ports 6 of the plenum chambers ⁇ 1 to ⁇ 8 can be operated so as to sequentially discharge the adjusted air Ai with a time difference from the plenum chamber ⁇ 1 to the plenum chamber ⁇ 8.
  • FIG. 9B the air supply port 6 in operation (during adjustment air discharge) is shown by a black circle, and the air supply port 6 in operation (during adjustment air non-discharge) is white.
  • the air supply method indicated by a circle is shown. As shown in FIG.
  • the operation pattern of the air supply port 6 can be arbitrarily set in various patterns according to the use condition or operation condition of the homogenizer 1.
  • the air pressure in the plenum chamber ⁇ to which the adjusted air Ai is supplied rises.
  • the partition wall 5 injects a regulated air flow Af upward as the pressure in the plenum chamber ⁇ increases.
  • the adjusted air flow Af flows into the reaction zone ⁇ as the adjusted air flow Ag deflected obliquely upward, radially outward and circumferentially by the fixed vanes 10.
  • the adjusted air flow Ag causes most of the calcined gypsum Gb to jump and flow radially outward and circumferentially in the upper layer portion of the fluidized bed M.
  • the calcined gypsum Gb jumping and flowing in the radially outward direction and the circumferential direction urges the calcined gypsum Gb in the outer peripheral zone of the fluidized bed M in the circumferential direction to give circumferential motion, or in the circumferential direction of the calcined gypsum Gb.
  • the air of the regulated air flow Ag ejected from the upper surface Ma of the fluidized bed M into the upper space is led out from the reaction zone ⁇ by an exhaust line (not shown) connected to the top wall 2a of the reactor 2 and the like, and is homogenized. 1 is exhausted outside the system through an exhaust system facility (not shown).
  • the calcined gypsum Gb By the movement of the calcined gypsum Gb that jumps and flows in this way, fluidization and stirring of the calcined gypsum Gb are promoted, and thereby, the uncalcined portion and the overfired portion contained in the calcined gypsum Gb, that is, dihydrate gypsum and anhydrous gypsum. Is exchanged with heat and converted to hemihydrate gypsum by dehydration reaction or hydration reaction, and also comes into contact with the conditioned air stream Ag, so that the moisture effect of the hemihydrate gypsum is obtained by the moisture of the moist conditioned air stream Ag. It is done.
  • the ratio of dihydric gypsum and anhydrous gypsum in calcined gypsum Ga decreases, and the ratio of hemihydrate gypsum in calcined gypsum Ga increases, so calcined gypsum Ga is a hemihydrate gypsum with less so-called “baked unevenness”.
  • calcined gypsum Ga is a hemihydrate gypsum with less so-called “baked unevenness”.
  • relatively continuously from the calcined gypsum delivery port 7 and the powder metering feeder 8 as a relatively high-purity calcined gypsum Gc having a reduced content of unfired and overfired or It is sent out of the system.
  • the calcined gypsum Gc sent from the powder fixed quantity supply device 8 is supplied to a subsequent apparatus (such as a water adding apparatus, a cooling apparatus, or a pulverizing apparatus) or supplied to a storage apparatus such as a silo.
  • a subsequent apparatus such as a water adding apparatus, a cooling apparatus, or a pulverizing apparatus
  • a storage apparatus such as a silo.
  • the structure of this invention is applicable to the following gypsum processes, for example.
  • the homogenizer aims to homogenize and modify calcined gypsum to make calcined gypsum in a state with less so-called “baked unevenness” and to improve the fluidity of the slurry by hydration. Therefore, wet air is used as an upward air flow, but depending on the purpose of the gypsum treatment, it contains air or gas adjusted to a predetermined temperature and / or predetermined humidity, or a predetermined amount or more of moisture. Wet air or wet gas can be appropriately used as the upward airflow.
  • the fixed vane and the column are configured so that the base end of the fixed vane is attached to the column via the position adjusting means for adjusting the relative position of the fixed vane and the column, and the position of the fixed blade can be variably set. Also good.
  • the fixed blade forms a surface that is substantially continuous with the outer surface of the support column. However, if desired, a small amount of the fixed blade is provided between the proximal end portion of the fixed blade and the outer surface of the support column. It is also possible to form a gap or clearance.
  • the homogenizer according to the above embodiment continuously or intermittently inputs or supplies gypsum powder to the reaction zone, and the treated gypsum powder continuously or intermittently from the reaction zone outside or outside the system.
  • the gypsum processing apparatus of the present invention is not limited to the continuous processing apparatus design, and processes a fixed amount or a specific amount of gypsum powder.
  • the gypsum processing apparatus of the present invention may be designed as a so-called batch processing apparatus in which a fixed amount or a specific amount of gypsum powder is charged into or supplied to the reaction zone after processing.
  • the present invention relates to a fluidized bed reactor for homogenization, modification, firing, mixing or moisture control of a gypsum-based material or a gypsum-based material, or a gypsum-based material or a gypsum system using a fluidized-bed reactor. It is applied to material homogenization, modification, mixing or moisture control.
  • the present invention particularly relates to a homogenizer that converts dihydrate gypsum and anhydrous gypsum contained in calcined gypsum derived from a gypsum calcining device to hemihydrate gypsum, and homogenizes the components of calcined gypsum substantially only to hemihydrate gypsum.
  • calcined gypsum homogenization method it can be preferably applied to a calcined gypsum homogenization method.
  • a fluidized bed type gypsum processing apparatus and a gypsum processing method for injecting a regulated air flow from the bottom of a reaction zone where calcined gypsum is deposited the fluidity of the calcined gypsum is improved, and Since the dehydration reaction or hydration reaction of hydrated gypsum and / or anhydrous gypsum is promoted, and thereby the calcined gypsum can be effectively homogenized, its practical effect is remarkable.

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Abstract

【課題】流動層方式の石膏処理装置及び石膏処理方法において、石膏粉体の流動性を活性化し又は向上し、石膏粉体の改質又は均質化等の石膏処理の作用を促進する。 【解決手段】石膏処理装置(1)は、反応器(2)と、調整空気供給口(6)と、調整空気流(Af)を反応域(α)に上向きに流入せしめる水平隔壁(5)と、反応域の周方向に角度間隔を隔てて配列された複数の固定羽根(10)とを有する。焼石膏(Gb)の流動層(M)が反応器内に形成される。固定羽根は、反応域に上向きに流入した調整空気流(Ag)を反応域の径方向外方且つ周方向に偏向する。焼石膏(Gb)は、調整空気流により反応器内で跳躍流動又は跳躍移動する。

Description

石膏処理装置及び石膏処理方法
　本発明は、石膏処理装置及び石膏処理方法に関するものであり、より詳細には、石膏の粉粒体又は粉体（以下、「石膏粉体」という。）の堆積層を上向き気流により流動化し、石膏粉体の改質、均質化、添加剤混合、加水処理、水分調節又は焼成等の石膏処理を行う石膏処理装置及び石膏処理方法（apparatus and method for treating gypsum）に関するものである。
　石膏を原料として製造される石膏ボード、石膏板等の石膏系面材が、建築物の内装材料等の用途に広く普及している。石膏は、結晶水の存在形態に応じて、二水石膏（硫酸カルシウム二水和物）、半水石膏（硫酸カルシウム半水和物）及び無水石膏（硫酸カルシウム無水物）に大別されるが、石膏系面材の製造原料としては、二水石膏を焼成してなる焼石膏(stucco, calcined gypsum or calcined plaster)が一般に使用される。焼石膏は、化学石膏又は天然石膏等の原料石膏を単独で焼成し、或いは、異種の原料石膏を混合して加熱（焼成）する焼成工程により製造される。半水石膏等を製造する石膏焼成炉として、特許第２５７１３７４号公報（特許文献１）等に記載される如く、直火式焼成炉（直接加熱式焼成炉）や、間接加熱式焼成炉等の石膏焼石装置が使用される。二水石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）は、焼成工程により、半水石膏（ＣａＳＯ4・１／２Ｈ2Ｏ）に転移する。一般に、焼成工程によって得られる焼石膏は、半水石膏の他に、未焼成分（二水石膏）及び過焼成分（III型無水石膏（ＣａＳＯ4））等を含有する。
　石膏焼成炉又は石膏焼成装置の炉内又は反応器内に生成したプロセスガス（高温多湿ガス）を焼石膏と一緒に同一流路で給送し、焼石膏及びプロセスガスを石膏プラスタークーラーに導入する技術が、特表２０１３－５３５４０１号公報（特許文献２）等に記載されている。この石膏プラスタークーラーは、焼石膏を均質化するとともに、焼石膏スラリー化時における練混水量を低減することを企図した石膏処理装置である。石膏プラスタークーラーは、比較的多量の水分（水蒸気）を含む焼成装置のプロセスガスを焼石膏と一緒に石膏プラスタークーラーの安定化ゾーンに導入するように構成される。このような石膏プラスタークーラーによれば、プロセスガス中の水分によって焼石膏中のIII型無水石膏を安定化ゾーンで半水石膏に転換するとともに、石膏粉体を全体的に回転流動させて石膏粉体の粒度分布を改善し得ると想定される。
　また、石膏焼成装置から導出された焼石膏に含まれる未焼成部分（二水石膏）及び過焼成部分（無水石膏）を半水石膏に転換して、焼石膏の成分を実質的に半水石膏のみに均質化する石膏処理装置として、ホモジナイザ（焼石膏均質化装置）が知られている。ホモジナイザは、二水石膏及び無水石膏を半水石膏とともに滞留させる反応域を有し、所定温度又は所定湿度に調整された空気等が反応域に導入される。焼石膏中の二水石膏及び無水石膏は、反応域において攪拌され、脱水又は水和により、半水石膏に転換する。この結果、二水石膏及び無水石膏の比率が低下し、焼石膏中の半水石膏の割合が増大するので、焼石膏は、「焼きむら」の少ない半水石膏に均質化する。
特許第２５７１３７４号公報 特表２０１３－５３５４０１号公報
　上記石膏プラスタークーラー及びホモジナイザ等の石膏処理装置は、半水石膏、二水石膏及び無水石膏を含む焼石膏の堆積層を空気又はプロセスガス等の気流により流動化し、石膏同士の熱交換等により、焼石膏中の二水石膏及び無水石膏の脱水反応又は水和反応を進行せしめ、二水石膏及び無水石膏を半水石膏に転換するように機能する。しかしながら、空気やプロセスガスを反応域に導入し又は流入せしめる導入方法又は流入方法をいかに改良し又は改善し得たとしても、焼石膏を十分に攪拌し難く、このため、焼石膏の均質化を促進する上で限界が生じていた。
　また、上記石膏プラスタークーラーにおいては、石膏粉体の回転運動のためにクーラー本体を全体的に回転させる回転駆動装置や、その制御系等を必要とするので、装置構成が複雑化し且つ大型化する結果、装置系の維持管理の煩雑化や、装置のランニングコストの増大等の問題が生じる。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反応域の底部から流出する上向き気流によって反応域底部の石膏粉体堆積層を流動化する流動層方式の石膏処理装置及び石膏処理方法において、石膏粉体の流動性を活性化し又は向上し、石膏粉体の改質又は均質化等の石膏処理を促進することにある。
　本発明は、上記目的を達成すべく、円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の内壁面を備えた反応器と、該反応器内の反応域に石膏粉体を供給する石膏供給部と、前記反応域の底部に配置され、該反応域に上向き気流を供給する気流供給部とを有し、前記反応域の底部に堆積した前記石膏粉体を前記上向き気流により攪拌する石膏処理装置において、
　前記反応域の中央領域に位置する支持部から前記内壁面に向かって延びる複数の固定羽根を有し、
　該固定羽根は、前記反応域の周方向に角度間隔を隔てて配列されており、
　隣り合う前記固定羽根は、前記反応域に流入した前記上向き気流を該反応域の径方向外方且つ周方向に偏向するように傾斜した前記気流及び石膏粉体の流動路を形成することを特徴とする石膏処理装置を提供する。
　本発明は又、上記構成の焼石膏均質化装置を用いた焼石膏均質化方法において、（１）前記反応域の底部から前記反応域に流入した上向き気流を前記固定羽根によって前記反応域の径方向外方且つ周方向に案内し、該上向き気流の偏向によって前記石膏粉体を前記反応域の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、前記石膏粉体を容器本体の周方向に付勢し、或いは、前記内壁面の近傍に生じる前記石膏粉体の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏処理方法、或いは、（２）前記石膏供給部を構成する石膏供給路を石膏焼成装置又は石膏焼成炉に接続し、該石膏焼成装置又は石膏焼成炉によって焼成された焼石膏を前記反応域に供給し、該焼石膏を改質処理し又は均質化処理することを特徴とする石膏処理方法を提供する。
　他の観点より、本発明は、円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の内壁面を備える反応器を使用し、該反応器の反応域に石膏粉体を供給し、該反応域の底面から上向き気流を流出させて前記反応域の石膏粉体を攪拌し、前記石膏粉体の改質処理、均質化処理、加水処理、晒し処理（大気暴露）、添加剤混合、焼成又は水分調節を行う石膏処理方法において、
　前記反応域の中央領域に配置された支持部によって複数の固定羽根を支持し、該固定羽根を前記反応域の周方向に角度間隔を隔てて配列し、
　前記反応域の底面から該反応域に流入した前記上向き気流を前記固定羽根によって前記反応域の径方向外方且つ周方向に案内し、前記上向き気流の偏向によって前記石膏粉体を前記反応域の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、前記石膏粉体を前記反応器の周方向に付勢し、或いは、前記内壁面の近傍における前記石膏粉体の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏処理方法を提供する。
　本発明の上記構成によれば、反応域底部から反応域に流入した上向き気流は、固定羽根の偏向作用又は案内作用によって反応域の径方向外方且つ周方向に偏向して反応器外周域に流動し、反応域の内壁面近傍の焼石膏を周方向に付勢し、或いは、内壁面近傍の焼石膏の周方向運動を助勢する。本発明の石膏処理装置及び石膏処理方法によれば、上向き気流の偏向により反応域全体の石膏粉体が攪拌されるので、石膏粉体の流動性を活性化し又は向上し、石膏粉体の改質又は均質化等の石膏処理を促進することができる。例えば、本発明の構成をホモジナイザ（焼石膏均質化装置）に適用した場合、均質化後の焼石膏中の半水石膏の割合が増大し、従って、石膏焼成炉において焼成された焼石膏を「焼きむら」の少ない半水石膏に均質化することができる。
　本発明によれば、反応域の底部から流出する上向き気流によって反応域底部の石膏粉体堆積層を流動化する流動層方式の石膏処理装置及び石膏処理方法において、石膏粉体の流動性を活性化し又は向上し、石膏粉体の改質又は均質化等の石膏処理を促進することができる。
図１は、本発明の好適な実施形態に係るホモジナイザの構成を示す縦断面図である。 図２は、図１のＩ－Ｉ線におけるホモジナイザの断面図である。 図３は、図１のII－II線におけるホモジナイザの断面図である。 図４は、図１に示すホモジナイザの底面図である。 図５は、ホモジナイザの反応域に配設された固定羽根の形態を示す斜視図である。 図６は、固定羽根の構造を示す部分拡大平面図である。 図７は、固定羽根の構造を示す部分拡大正面図である。 図８は、固定羽根の変形例を示すホモジナイザの横断面図である。 図９は、各プレナムチャンバ部分の給気口の作動形態（作動例）を概念的に示すプレナムチャンバの平面図である。
　好ましくは、隣り合う上記固定羽根は、上記反応域の外周帯域に向かって開放し且つ鉛直方向に対して全体的に傾斜して上下方向に延びて上方に開放する上記流動路を形成する。本発明の好適な実施形態によれば、反応器又は反応域の中心軸線を中心とした固定羽根の下部外端及び下部内端の角度位置に関し、上記上向き気流の偏向方向において後方に位置する固定羽根の下部外端が、上向き気流の偏向方向において前方に位置する固定羽根の下部内端よりも偏向方向前方の角度位置に位置するように位置決めされ、これにより、石膏粉体の反応器周方向の運動を妨げるような径方向外方の気流運動（径方向外方に直進する気流）が抑制される。本発明の他の好適な実施形態によれば、上記支持部に支持される固定羽根の基端部は、隣接する固定羽根の基端部と平面視において互いに重なり合い、隣り合う固定羽根の重なり領域（η）が支持部廻りに形成される。重なり領域（η）は、上向き気流が支持部の近傍において上方に吹き抜けるのを妨げる。
　本発明の好適な実施形態において、固定羽根の角度間隔は、１０～６０度の範囲内の角度、好ましくは、２０～４５度の範囲内の角度に設定され、各固定羽根の最上部は、反応域に堆積した石膏粉体堆積層(流動層)の上面(設計レベル)の下方に位置決めされる。なお、固定羽根の数が過少であると、各々の固定羽根の負荷又は応力が大きく、固定羽根の基部の破損又は損傷等が発生することが懸念され、他方、固定羽根の数が過大であると、隣接する固定羽根の間の間隔が縮小する結果、固定羽根に対する石膏の付着が発生することが懸念される。このため、固定羽根の枚数は、固定羽根の負荷又は応力や、固定羽根に対する石膏の付着等を考慮して適切な数に設定することが望ましい。
　好ましくは、石膏粉体堆積層(流動層)の上面の設計レベル(ha)は、固定羽根最上部の設計レベル(hb)×１．０～１．２５の範囲内に設定される。なお、流動層上面及び固定羽根最上部の設計レベルは、炉底面から測定した高さ方向の寸法である。また、流動層上面は、燃焼炉の作動中に不規則に挙動するが、流動層上面の設計レベルは、定常運転時又は通常運転時における設計上又は理論上の設定レベル又は平均レベルである。即ち、固定羽根は、流動層上面(設計レベル)の下方に好ましく配置することができ、従って、固定羽根は、設計上は、炉内領域に堆積した原料石膏の流動層に実質的に完全に埋没する高さ位置に好ましく配置し得る。
　更に好ましくは、固定羽根は、湾曲した流動路を形成する湾曲板からなり、流動路は、上向き気流とともに上方に流動する石膏粉体を周方向且つ径方向外方に偏向する。好適には、固定羽根の上縁部は、平面視において湾曲するとともに、反応域の径方向外方に向かって全体的に下方に傾斜し、固定羽根の下縁部は、平面視において湾曲するとともに、実質的に水平に延びる。固定羽根全体の直径(db)は、反応域周壁の直径(da)よりも小さく、固定羽根及び反応域周壁は、所定の水平距離(dc)を隔てて離間する。固定羽根の直径(db)は、好ましくは、反応域周壁の内径(da)×０．６～０．９の範囲内、更に好ましくは、反応域周壁の内径(da)×０．７～０．８の範囲内に設定される。
　好適には、上記反応器は、反応域の底面を形成する隔壁を有し、上向き気流のための気体が圧力下に供給されるプレナムチャンバが、隔壁と前記反応器の底壁との間に形成される。隔壁は、プレナムチャンバに供給された気体の動圧を少なくとも部分的に静圧に転換する通気抵抗を有するとともに、反応域の気圧とプレナムチャンバの気圧との差圧に相応してプレナムチャンバの気体を反応域に流入せしめる通気性を有する。プレナムチャンバを給気圧力緩衝用の圧力緩衝ゾーン又はバッファゾーンとして把握しても良い。好ましくは、プレナムチャンバは、区画壁によって複数のプレナムチャンバ部分に分割され、各プレナムチャンバ部分には、上向き気流の供給部が夫々配設される。プレナムチャンバ部分は、選択的に上向き気流を反応域に流入せしめる。このような構成によれば、様々なパターンで上向き気流を反応域に供給することができる。例えば、各プレナムチャンバ部分の上向き気流の時間差等により、段階的又は周期的に変化する上向き気流を反応域に形成し、これにより、反応域の攪拌作用を段階的又は周期的に変化させることができる。
　以下に説明する本発明の好適な実施形態においては、本発明の構成は、ホモジナイザに適用される。ホモジナイザにおいては、所定温度及び／又は所定湿度に調整された空気又はガス、或いは、所定量以上の水分を含有する湿潤空気又は湿潤ガスが、上向き気流として反応域に流入する。石膏焼成装置又は石膏焼成炉によって焼成された焼石膏を石膏粉体として反応域に供給し、焼石膏の石膏粉体を上向き気流によって攪拌することにより、焼石膏中の二水石膏及び／又は無水石膏の脱水反応又は水和反応が進行し、焼石膏を改質処理し又は均質化処理することができる。
実施形態
　以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
　図１～図４は、本発明の好適な実施形態に係るホモジナイザの構成を示す縦断面図、Ｉ－Ｉ線断面図、II-II線断面図及び底面図である。図５は、ホモジナイザの反応域に配設された固定羽根の形態を示す斜視図である。
　ホモジナイザ１は、円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の内壁面を備えた円筒形反応器２を有する。反応器２の内壁面は、反応域αを画成する。反応器２は、平面視円形の頂壁２ａ及び底壁２ｂと、上下の円筒状周壁２ｃ、２ｄとから構成される。頂壁２ａは周壁２ｃと一体化し、底壁２ｂは周壁２ｄと一体化しており、上下の周壁２ｃ、２ｄは接合部２ｅにおいて一体的に接合されている。石膏供給部を構成する焼石膏供給口３が頂壁２ａに配設される。焼石膏供給口３は、焼石膏供給管Ｓｇを介して石膏焼成炉（図示せず）に接続され、石膏焼成炉の焼石膏Ｇａが焼石膏供給口３を介して反応器２内の反応域αに投入又は導入される。
　石膏焼成炉は、例えば、二水石膏を焼石膏に焼成するコニカルケトル型の石膏焼成炉である。一般に、石膏焼成炉は、二水石膏を概ね半水石膏に焼成してなる焼石膏Ｇａを炉外に送出するが、二水石膏を完全に半水石膏に焼成することは、実際には困難であり、通常は、未焼成分として二水石膏を含有するとともに、過焼成分として無水石膏を含有する不均質な粉体又は粒体である。なお、石膏焼成炉の構成については、本出願人の特許出願に係る日本国特許出願２０１５－３５９０５号（ＰＣＴ国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／０５４０６５号）の明細書及び図面等に詳細に記載されているので、同特許出願を引用することにより、更なる詳細な説明は、省略する。
　反応器２は、図３に示す如く、底壁２ｂに固定された鉛直区画壁４を有する。区画壁４は、平面視において反応器２の中心軸線ＣＬから周壁２ｄまで放射状に延びる。本例においては、区画壁４は、中心軸線ＣＬを中心に４５度の角度間隔を隔てて配置される。図1、図２及び図５に示す如く、反応器２は、反応域αの底面を形成する水平な通気性隔壁５を有する。隔壁５は、区画壁４の上端部に支持される。区画壁４及び隔壁５は、反応域αと底壁２ｂとの間に複数の給気プレナムチャンバ又は給気バッファ域β（以下、「プレナムチャンバβ」という。）を画成する。好ましくは、区画壁４は、４～１６程度の数のプレナムチャンバβを形成するように配設される。
　本例においては、図３に示す如く、平面視扇状の８つのプレナムチャンバβが中心軸線ＣＬ廻りに均等に形成される。各プレナムチャンバβに夫々開口する給気口６が、底壁２ｂに配設される。図１及び図４に示す如く、気流供給部を構成する調整空気供給管Ｓａが各給気口６に接続される。調整空気供給管Ｓａは、加熱コイル等の空気加熱手段や、給気ブロワ又は給気ファン等の給気手段を備えた調整空気供給源（図示せず）に接続される。調整空気供給源は、比較的多量の水分を含む湿潤空気を調整空気流Ａｉとして調整空気供給管Ｓａに送出する。調整空気流Ａｉの調整空気は、前述の上向き気流（後述する調整空気流Ａｆ）を形成するための気体である。各給気口６は、調整空気供給源より供給された調整空気流Ａｉを各プレナムチャンバβに圧力下に供給する。給気口６が吐出する調整空気の温度は、調整空気の湿度により異なるが、調整空気は、反応器２内で結露しない程度の温度を有することが好ましい。なお、このような調整空気に換えて、焼石膏を焼成する焼成装置に生成し且つ焼石膏から分離された高温多湿ガスを使用することも可能である。このような高温多湿ガスは、例えば、１００～１５０℃程度の温度を有する。
　隔壁５は、図１の部分拡大図に示す如く、基材５０を上下の被覆材５１、５２で被覆してなるシート状又は板状の複合材料である。基材５０及び被覆材５１、５２は、プレナムチャンバβに供給された給気流（調整空気流Ａｉ）の動圧を少なくとも部分的に静圧に転換する通気抵抗を有するとともに、反応域αとプレナムチャンバβの差圧に相応してプレナムチャンバβの空気を反応域αに流入せしめる通気性を有する。従って、隔壁５は、図１及び図５に示す如く、プレナムチャンバβ及び反応域αの差圧に相応して給気流（調整空気流Ａｆ）を隔壁５の全域から均等に反応域αに流入せしめる。
　基材５０として繊維集合体、不織布又はフェルト等の繊維質材料を好適に使用し得る。好ましくは、ガラス繊維不織布等の耐熱性不織布が基材５０として使用される。また、被覆材５１、５２として、織布、パンチングメタル、メッシュ材料等を好適に使用し得る。隔壁５の厚さｔは、５～１０mm、例えば、６mmに設定される。隔壁５の圧力損失は、好ましくは、２００～５００mmH2Oの範囲内の値に設定される。
　調整吸気流Ａｆが、前述の上向き気流として隔壁５から反応域αに流入し、焼石膏Ｇｂを攪拌する。調整空気流Ａｆは、反応域αに堆積した焼石膏Ｇｂが跳躍流動するような流勢を有することが望ましく、調整空気流Ａｆの流速は、そのような流勢が得られるように好ましく設定し得る。好ましくは、反応域αに流入する給気流Ａｆの流速は、０．０５ｍ／ｓ～１ｍ／ｓに設定される。
　図１に示す如く、焼石膏Ｇａが焼石膏供給管Ｓｇによって焼石膏供給口３に供給される。焼石膏Ｇａは焼石膏供給口３から反応域αに連続的（又は断続的）に投入又は導入され、焼石膏Ｇｂの流動層（焼石膏層）Ｍとして水平隔壁５上に堆積する。反応域αの攪拌作用、熱交換作用及び加水作用により均質化した焼石膏Ｇｃを機外に送出する焼石膏送出口７が、反応器２の周壁２ｃの下部に配設される。焼石膏送出口７は、重量制御式ロータリーフィーダ等の粉体定量供給機８を備える。粉体定量供給機８は、反応域αの焼石膏Ｇｃを連続的（又は断続的）に機外又は系外に導出し、焼石膏Ｇｃは、後続工程の装置（加水装置、冷却装置、粉砕装置等）に供給され、或いは、サイロ等の貯蔵装置に供給される。なお、図１においては、後続工程の装置と関連した管路及び機器類や、ホモジナイザ１の排気系及び制御系を構成する管路、配線及び機器類等は、図示を省略されている。
　流動層（焼石膏層）Ｍの焼石膏Ｇｂは、隔壁５から流出した給気流（調整空気流）Ａｆ、Ａｇによって跳躍流動し、反応域αにおいて攪拌される。ホモジナイザ１は、焼石膏Ｇｂの跳躍流動を促進して流動層Ｍの上方域を焼石膏跳躍流動域γとして機能せしめるとともに、焼石膏Ｇｂを反応域αの周方向に跳躍移動せしめる手段として、周方向に間隔を隔てて反応域αの下部領域に整列配置された複数又は多数の固定羽根（ガイドベーン）１０を備える。なお、給気流Ａｇは、固定羽根１０によって偏向される給気流Ａｆの偏向流である。また、跳躍流動は、流動層Ｍの上面がダイナミックに流動し、焼石膏Ｇｂの粉体が上部空間（焼石膏跳躍流動域γ）に跳ね上がって落下する状態又は形態の流動である。
　図１、図２及び図５に示す如く、固定羽根１０の支持部を構成する中空円筒状の支柱４０が、反応域αの中央領域において反応域αの底面に立設される。支柱４０は、固定羽根１０を支持する支持部を構成し、各固定羽根１０は、支柱４０の外周面に等間隔に固定される。従って、固定羽根１０の基部は、反応域αの中央領域に位置する。支柱４０は、中心軸線ＣＬを中心とした真円形断面を有し、支柱４０の上端は、流動層Ｍの上面Ｍａ（レベルｈａ）の下方に位置する。支柱４０の下部は、区画壁４に支持される等間隔（４５度間隔）の柱状基部４１と、柱状基部４１の間に形成される開口部４２とから構成される。開口部４２は、支柱４０の内部領域４３と支柱４０の外側領域４４とを相互連通させ、焼石膏Ｇｂの一部が内部領域４３に長時間滞留するのを防止する。
　図１及び図５に示すように、固定羽根１０は、上面Ｍａの下側において支柱４０の外周域に配置される。固定羽根１０の最上部（図６及び図７に示す固定羽根１０の上部内端１８）は、レベルｈｂの高さ位置（隔壁５の上面から測定した高さ寸法ｈｂの位置）に位置決めされる。図１に示すレベルｈａを上面Ｍａの設定レベル又は設計レベルとすると、レベルｈａは、レベルｈｂ×１．０～レベルｈｂ×１．２５の範囲内に好ましく設定し得る。即ち、固定羽根１０は、流動層Ｍに実質的に完全に埋没する高さ位置に好ましく配置し得る。但し、ホモジナイザ１の作動中は、流動層Ｍの上面Ｍａは、比較的激しく挙動し、上面Ｍａには、起伏、隆起、沈降等の現象が短時間に繰り返し発生する。このため、多くの場合、ホモジナイザ１の作動中には、固定羽根１０が部分的にのみ埋没した状態（固定羽根１０の上部が上面Ｍａの上方域に部分的に露出した状態）が観察される。従って、レベルｈａ、ｈｂの上記位置関係は、あくまで、設計上又は初期設定上の位置関係を意味するものと理解すべきである。また、固定羽根１０の下縁１４（図７）は、隔壁５から上方に離間しており、固定羽根１０の高さｈｃは、好ましくは、ｈａ×０．２～０．６の範囲内の寸法、更に好ましくは、ｈａ×０．２～０．４の範囲内の寸法に好ましく設定し得る。
　図１及び図２に示すように、中心軸線ＣＬを中心とした固定羽根１０の全体直径ｄｂは、同一レベルにおける周壁２ｃの内径ｄａよりも小さく、固定羽根１０及び周壁２ｃは、水平距離ｄｃを隔てて離間する。直径ｄｂは、好ましくは、内径ｄａ×０．６～０．９の範囲内、更に好ましくは、内径ｄａ×０．７～０．８の範囲内に設定され、従って、水平距離ｄｃは、好ましくは、内径ｄａ×０．２～０．０５の範囲内の寸法、更に好ましくは、内径ｄａ×０．１５～０．１の範囲内の寸法に設定される。このような水平距離ｄｃの設定により、反応器２の内壁面近傍の焼石膏Ｇｂの周方向の運動を効果的に助勢し、或いは、焼石膏Ｇｂを反応器の周方向に効果的に付勢することができる。
　図２に示す如く、固定羽根１０は、反応器２の中心軸線ＣＬ廻りに均一な角度間隔θ１を隔てて周方向に配列される。角度間隔θ１は、好ましくは、１０～６０度の範囲内の角度、更に好ましくは、２０～４５度の範囲内の角度（本例では、２２．５度）に設定され、固定羽根１０の数は、好ましくは、６～３６体の範囲内、更に好ましくは、８～１８体の範囲内（本例では、１６体）に設定される。例えば、直径３ｍ程度の流動攪拌層の場合、概ね８～１６体程度の固定羽根１０を設置することが望ましい。なお、固定羽根１０の角度間隔は、必ずしも全周に亘って均一な値に設定しなくとも良く、反応器２及び支柱４０の構造等に相応して任意に設定することができる。
　図８は、支柱４０の直径、固定羽根１０の数及び間隔等を変更した反応器２の構成を示す横断面図である。
　図２に示す支柱４０は、概ね内径ｄａ×１／３程度の直径を有する。しかし、図８に示すように支柱４０の直径を縮小すると、固定羽根１０の根元部分（基部）が反応域αの中心に近い位置に配置されるので、反応域αの中心部付近まで攪拌することができる。従って、固定羽根１０の配置及び支持構造の観点より許容し得る場合には、固定羽根１０の根元部分（基部）を反応域αの中心に近い位置に配置することが望ましいと考えられる。
　図６は、固定羽根１０の構造を示す部分拡大平面図であり、図７は、固定羽根１０の構造を示す部分拡大正面図である。
　図６及び図７に示す如く、各固定羽根１０は、湾曲した内縁１１、外縁１２、上縁１３及び下縁１４を有する金属製の湾曲板からなる。内縁１１を含む固定羽根１０の基端部は、ブラケット及びボルト等の取付手段（図示せず）、或いは、溶接等の接合手段によって支柱４０に固定され、固定羽根１０は、支柱４０の外表面と実質的に連続する面を形成する。内縁１１、外縁１２、上縁１３及び下縁１４は、所定の曲率半径で湾曲しており、斜め上方に向いた凸状曲面１５と、斜め下方に向いた凹状曲面１６とが、各固定羽根１０によって形成される。上縁１３は、外方に向かって下方に傾斜しており、下縁１４は、概ね水平に延びる。
　隣り合う固定羽根１０の間には、平面視において支柱４０の周方向且つ径方向外方に湾曲して延びる流動路Ｐが形成される。流動路Ｐは、周壁２ｃの近傍の外周帯域に向かって開放するとともに、鉛直方向に対して全体的に傾斜した湾曲流路の形態をなして上下方向に延びる。後述する如く、流動路Ｐは、調整空気流Ａｆ、Ａｇの上昇流を径方向外方且つ周方向に偏向せしめる。
　図６には、中心軸線ＣＬ及び上部外端１７を通る支柱４０の直径方向（平面視）の線分ＤＬ１が、一点鎖線で示されている。仮に、固定羽根１０が反応器２の径方向に真っ直ぐに延びる場合、流動層Ｍの外周帯域において跳躍流動する焼石膏Ｇｂは、周壁２ｃに衝合してその跳躍距離が低下するので、十分な攪拌効果が得られない。このため、固定羽根１０の上部外端１７の接線Ｔｈ（水平面内）は、図６に示すように、線分ＤＬ１に対して角度θ２をなす方向に配向される。また、図７に示す如く、固定羽根１０の上部内端１８及び上部外端１７の接線Ｔｖ、Ｔｖ'（鉛直面内）は、鉛直方向ＶＬに対して角度θ３、θ４をなす方向に配向される。好ましくは、角度θ２は、１０～６０度の範囲内の角度、好ましくは、１５～４５度の範囲内の角度に設定され、角度θ３、θ４は、１０～６０度の範囲内の角度、好ましくは、１５～４５度の範囲内の角度に設定される。なお、角度θ３、θ４は、焼石膏Ｇａの周方向の跳躍移動又は跳躍旋回運動を所望の如く生じさせる上で比較的重要な角度である。このため、固定羽根１０の枚数が比較的少ない場合には、角度θ３、θ４は、比較的大きな値に設定することが望ましい。
　図６に示す如く、隣接する固定羽根１０は、平面視において、基端部が互い重なり合い且つ先端部が相互離間するように配置される。固定羽根１０の下部内端１９及び下部外端２０が、図６に示されている。また、図６には、支柱４０の直径方向（平面視）の線分ＤＬ２、ＤＬ３が、一点鎖線で示されている。線分ＤＬ２は、調整空気流Ａｇの偏向方向前方（本例では、平面視時計廻り方向）に位置する固定羽根１０の下部内端１９と、中心軸線ＣＬとを通る。線分ＤＬ３は、調整空気流Ａｇの偏向方向後方に位置する固定羽根１０の下部外端２０と、中心軸線ＣＬとを通る。また、固定羽根１０の重なり領域η（平面視）が、図６に斜線で示される如く、支持部廻りに形成される。重なり領域ηは、支柱４０の外周面近傍において調整空気流Ａｇが鉛直上方に吹き抜けるのを妨げる。
　偏向方向後方に位置する固定羽根１０の下部外端２０は、偏向方向前方に位置する固定羽根１０の下部内端１９に対し、偏向方向前方に偏倚した角度位置に位置決めされており、下部内端１９及び下部外端２０は、中心軸線ＣＬ廻りに中心角θ５の角度間隔を隔てて配置される。即ち、偏向方向後方の固定羽根１０の下部外端２０の角度位置は、偏向方向前方の固定羽根１０の下部内端１９の角度位置に対し、中心軸線ＣＬを中心として、偏向方向前方に角度θ５の位相差を有する。角度θ５は、０度よりも大きく、固定羽根１０の角度間隔θ１に対し、好ましくは、θ１×０．３以下の範囲内の角度、更に好ましくは、θ１×０．２以下の範囲内の角度に設定される。このような固定羽根１０の構成によれば、石膏粉体の反応器周方向の運動を妨げるような径方向外方の気流運動を抑制することができる。
　上記の如く固定羽根１０の重なり領域ηを確保することにより、支柱４０の外周面近傍における調整空気流Ａｇの上方吹き抜けが効果的に妨げられ、流動路Ｐを通る調整空気流Ａｇの上昇流は、固定羽根１０によって確実に偏向される。かくして、上記位相差（角度θ５）及び重なり領域ηは、調整空気流Ａｇの攪拌作用を向上し、これは、焼石膏Ｇｂの均質化に寄与する。なお、特定の固定羽根１０の上部内端１８と、これに隣接する固定羽根１０の下部内端１９とがなす角度を角度θ６とし、重なり領域ηの径方向外端νと下部内端１９との間の距離（平面視）を寸法Ｌ１とし、固定羽根１０の平面視対角線方向の長さ（即ち、固定羽根１０の平面視最大長）を寸法Ｌ２とすると、重なり領域ηは、θ１＞θ６＞０、１／４≦Ｌ１／Ｌ２≦１／２の範囲内の領域として好ましく設定し得る。
　図１、図２及び図５～図７に矢印で示す如く、固定羽根１０は、流動路Ｐ内を上昇する調整空気流Ａｇを径方向外方且つ周方向に案内し、調整空気流Ａｇによって流動化した焼石膏層Ｍの流動物（焼石膏Ｇｂ）を調整空気流Ａｇとともに径方向外方且つ周方向に差し向ける。流動路Ｐ内の調整空気流Ａｇ及び焼石膏Ｇｂは、上縁１３及び外縁１２の近傍から概ね支柱４０の接線方向に流出して、外周帯域に流動する。固定羽根１０は、全体的に湾曲しており、しかも、固定羽根１０の上縁１３は、外方に向かって下方に傾斜しているので、このような調整空気流Ａｇ及び焼石膏Ｇｂの運動は、固定羽根１０の上側角部領域の存在によっては妨げられない。周方向に差し向けられた調整空気流Ａｇ及び焼石膏Ｇｂは、外周帯域の焼石膏Ｇｂを周方向に付勢し、或いは、外周帯域の焼石膏Ｇｂの周方向運動を助勢する。
　次に、上記構成のホモジナイザ１の作動について説明する。
　図１に示すホモジナイザ１の使用において、石膏焼成炉の焼石膏Ｇａが焼石膏供給管Ｓｇ及び焼石膏供給口３によって反応域αに連続的（又は断続的）に供給され、反応域αの下部に流動層Ｍとして堆積する。調整空気供給源の調整空気Ａｉが給気口６からプレナムチャンバβに圧力下に供給される。全給気口６によって同時に全プレナムチャンバβに調整空気Ａｉを吐出しても良く、給気口６を段階的又は周期的に作動させ、プレナムチャンバβに段階的又は周期的に調整空気Ａｉを供給しても良い。
　図９（Ａ）には、プレナムチャンバβ１～β８が示されている。例えば、プレナムチャンバβ１からプレナムチャンバβ８まで時間差を付けて順に調整空気Ａｉを吐出するように各プレナムチャンバβ１～β８の給気口６を作動させることができる。また、図９（Ｂ）には、作動中（調整空気吐出中）の給気口６を黒塗りの丸で示し、非作動中（調整空気非吐出中）の給気口６を白抜きの丸で示した給気方法が示されている。図９（Ｂ）に示す如く、対角線方向に対峙する給気口６を同時に作動し、この状態を時計廻り方向に推移せしめることにより、段階的又は周期的に調整空気Ａｉをプレナムチャンバβ１～β８に供給しても良い。容易に理解し得るとおり、給気口６の作動パターンは、ホモジナイザ１の使用条件又は運転条件等に相応して様々なパターンに任意に設定することができる。　　
　調整空気Ａｉが供給されたプレナムチャンバβの空気圧は上昇する。図１に示す如く、隔壁５は、プレナムチャンバβの圧力上昇に従って調整空気流Ａｆを上方に噴射する。調整空気流Ａｆは、固定羽根１０によって斜め上方、径方向外方且つ周方向に偏向された調整空気流Ａｇとして反応域αに流入する。
　調整空気流Ａｇは、焼石膏Ｇｂの多くを流動層Ｍの上層部において径方向外方且つ周方向に跳躍流動させる。径方向外方且つ周方向に跳躍流動する焼石膏Ｇｂは、流動層Ｍの外周帯域の焼石膏Ｇｂを周方向に付勢して周方向の運動を与え、或いは、焼石膏Ｇｂの周方向の運動を助勢する。即ち、径方向外方且つ周方向に跳躍流動する焼石膏Ｇｂの運動が、固定羽根１０の受動的偏向作用によって流動層Ｍに形成される。流動層Ｍの上面Ｍａから上方空間に噴出した調整空気流Ａｇの空気は、反応器２の頂壁２ａ等に接続された排気系管路（図示せず）によって反応域αから導出され、ホモジナイザ１の排気系設備（図示せず）を介して系外に排気される。
　このように跳躍流動する焼石膏Ｇｂの運動により、焼石膏Ｇｂの流動化及び攪拌が促進し、これにより、焼石膏Ｇｂに含まれる未焼成分及び過焼成分、即ち、二水石膏及び無水石膏は熱交換し、脱水反応又は水和反応により、いずれも半水石膏に転換し、しかも、調整空気流Ａgと接触するので、湿潤な調整空気流Ａｇの水分により半水石膏の加水効果が得られる。この結果、焼石膏Ｇａ中の二水石膏及び無水石膏の比率が低下し、焼石膏Ｇａ中の半水石膏の割合が増大するので、焼石膏Ｇａは、所謂「焼きむら」の少ない半水石膏に均質化し、未焼成分及び過焼成分の含有量を低減した比較的高純度の焼石膏Ｇｃとして焼石膏送出口７及び粉体定量供給機８から連続的（又は断続的）に機外又は系外に送出される。粉体定量供給機８から送出された焼石膏Ｇｃは、前述の如く、後続工程の装置（加水装置、冷却装置、粉砕装置等）に供給され、或いは、サイロ等の貯蔵装置に供給される。
　以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
　例えば、上記実施形態は、焼石膏を均質化するホモジナイザに関するものであるが、本発明の構成は、例えば、以下のような石膏処理に適用することができる。
(1)反応器に散水装置等を設置して焼石膏に加水する水分調節又は加水処理により、焼石膏をスラリー化する際のスラリーの流動性を向上させる焼石膏改質。
(2)焼石膏を空気(大気)に強制的に晒して焼石膏を安定させ又は不活性化するエイジング処理。
(3)添加物(例えば、土壌処理用の不溶化剤又は高分子凝集剤等)を焼石膏等に添加する混合・攪拌処理。
(4)二水石膏を高温ガスで攪拌して半水石膏に焼成する焼成処理。
　また、上記実施形態に係るホモジナイザは、焼石膏を所謂「焼きむら」の少ない状態にするとともに、スラリー化する際のスラリーの流動性を加水処理により向上させる焼石膏の均質化及び改質を目的としたものであるので、湿潤空気を上向き気流として用いているが、石膏処理の目的に応じて、所定温度及び／又は所定湿度に調製された空気又はガス、或いは、所定量以上の水分を含有する湿潤空気又は湿潤ガスを上向き気流として適宜使用することができる。
　更に、上記実施形態においては、流動層上面及び固定羽根の設計上の相対位置をレベルｈａ＝レベルｈｂ×１．０～１．２５に設定しているが、所望より、流動層上面及び固定羽根の設計上の相対位置をレベルｈａ＜レベルｈｂの関係に設定することも可能である。
　また、固定羽根及び支柱の相対位置を調節するための位置調節手段を介して固定羽根の基端部を支柱に取付け、固定羽根の位置を可変設定し得るように固定羽根及び支柱を構成しても良い。更には、上記実施形態では、固定羽根は、支柱の外表面と実質的に連続する面を形成しているが、所望により、固定羽根の基端部と支柱の外表面との間に若干の隙間又はクリアランスを形成することも可能である。
　加えて、上記実施形態に係るホモジナイザは、石膏粉体を連続的又は断続的に反応域に投入又は供給し、処理後の石膏粉体を反応域から連続的又は断続的に機外又は系外に送出する連続処理式の石膏処理装置として記載されているが、本発明の石膏処理装置は、連続処理式の装置設計に限定されるものではなく、一定量又は特定量の石膏粉体を処理し且つ機外に送出した後、一定量又は特定量の石膏粉体を反応域に投入又は供給して処理する所謂バッチ処理式の装置として本発明の石膏処理装置を設計しても良い。
　本発明は、石膏系原料又は石膏系材料の均質化、改質、焼成、混合又は水分調節等のための流動層式反応器、或いは、流動層式反応器を用いた石膏系原料又は石膏系材料の均質化、改質、混合又は水分調節等に適用される。本発明は殊に、石膏焼成装置から導出された焼石膏に含まれる二水石膏及び無水石膏を半水石膏に転換し、焼石膏の成分を実質的に半水石膏のみに均質化するホモジナイザ及び焼石膏均質化方法に好ましく適用し得る。本発明によれば、焼石膏が堆積した反応域の底部から調整空気流を噴射する流動層方式の石膏処理装置及び石膏処理方法において、焼石膏の流動性を改善して、焼石膏中の二水石膏及び／又は無水石膏の脱水反応又は水和反応を促進し、これにより、焼石膏を効果的に均質化することができるので、その実用的効果は、顕著である。
１　　ホモジナイザ
２　　円筒形反応器
２ａ　頂壁
２ｂ　底壁
２ｃ、２ｄ　周壁
３　　焼石膏供給口
４　　鉛直区画壁
５　　水平隔壁
６　　給気口
７　　焼石膏送出口
８　　粉体定量供給機
１０　固定羽根
４０　支柱
α　　反応域
β　　プレナムチャンバ
η　　重なり領域
Ａｉ、Ａｆ、Ａｇ　調整空気流（又は調整空気）
Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ　焼石膏
Ｍ　　流動層
Ｍａ　流動層上面
Ｐ　　流動路
Ｓａ　調整空気供給管

Claims (19)

  1. 　円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の内壁面を備えた反応器と、該反応器内の反応域に石膏粉体を供給する石膏供給部と、前記反応域の底部に配置され、該反応域に上向き気流を供給する気流供給部とを有し、前記反応域の底部に堆積した前記石膏粉体を前記上向き気流により攪拌する石膏処理装置において、
    　前記反応域の中央領域に位置する支持部から前記内壁面に向かって延びる複数の固定羽根を有し、
    　該固定羽根は、前記反応域の周方向に角度間隔を隔てて配列されており、
    　隣り合う前記固定羽根は、前記反応域に流入した前記上向き気流を該反応域の径方向外方且つ周方向に偏向するように傾斜した前記気流及び石膏粉体の流動路を形成することを特徴とする石膏処理装置。
  2. 　隣り合う前記固定羽根は、前記反応域の外周帯域に向かって開放し且つ鉛直方向に対して全体的に傾斜して上下方向に延びて上方に開放する前記流動路を形成することを特徴とする請求項１に記載の石膏処理装置。
  3. 　前記反応器又は反応域の中心軸線を中心とした前記固定羽根の下部外端及び下部内端の角度位置に関し、前記上向き気流の偏向方向において後方に位置する前記固定羽根の下部外端が、前記上向き気流の偏向方向において前方に位置する前記固定羽根の下部内端よりも偏向方向前方の角度位置に位置するように位置決めされ、或いは、前記支持部に支持される前記固定羽根の基端部は、隣接する前記固定羽根の基端部と平面視において互いに重なり合い、隣り合う前記固定羽根の重なり領域（η）が前記支持部廻りに形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の石膏処理装置。
  4. 　前記角度間隔は、１０～６０度の範囲内の角度に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の石膏処理装置。
  5. 　前記固定羽根は、前記反応域に堆積した前記石膏粉体の堆積層に少なくとも部分的に埋没する高さ位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の石膏処理装置。
  6. 　前記固定羽根は、湾曲した前記流動路を形成する湾曲板からなり、該流動路は、前記上向き気流とともに上方に流動する前記石膏粉体を周方向且つ径方向外方に偏向することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の石膏処理装置。
  7. 　前記反応器は、前記反応域の底面を形成する隔壁を有し、前記上向き気流のための気体が圧力下に供給されるプレナムチャンバが、前記隔壁と前記反応器の底壁との間に形成され、前記隔壁は、前記プレナムチャンバに供給された前記気体の動圧を少なくとも部分的に静圧に転換する通気抵抗を有するとともに、前記反応域の気圧と前記プレナムチャンバの気圧との差圧に相応して該プレナムチャンバの気体を前記反応域に流入せしめる通気性を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の石膏処理装置。
  8. 　前記プレナムチャンバは、区画壁によって複数のプレナムチャンバ部分に分割され、各プレナムチャンバ部分には、前記上向き気流の供給部が夫々配設されており、前記プレナムチャンバ部分は、選択的に前記上向き気流を前記反応域に流入せしめることを特徴とする請求項７に記載の石膏処理装置。
  9. 　前記固定羽根の下縁部は、平面視において湾曲し、前記下縁部の外端部は、前記内壁面を構成する前記反応器の周壁から所定の水平距離(dc)を隔てて離間しており、前記水平距離(dc)は、前記周壁の内径(da)に対し、該内径(da)×０．２～０．０５の範囲内の寸法に設定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の石膏処理装置。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載された石膏処理装置を用いた石膏処理方法において、 
    　前記反応域の底部から前記反応域に流入した上向き気流を前記固定羽根によって前記反応域の径方向外方且つ周方向に案内し、該上向き気流の偏向によって前記石膏粉体を前記反応域の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、前記石膏粉体を容器本体の周方向に付勢し、或いは、前記内壁面の近傍に生じる前記石膏粉体の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏処理方法。
  11. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載された石膏処理装置を用いた石膏処理方法において、 
    　前記石膏供給部を構成する石膏供給路を石膏焼成装置又は石膏焼成炉に接続し、該石膏焼成装置又は石膏焼成炉によって焼成された焼石膏を前記反応域に供給し、該焼石膏を改質処理し又は均質化処理することを特徴とする石膏処理方法。
  12. 　所定温度及び／又は所定湿度に調整された空気又はガス、或いは、所定量以上の水分を含有する湿潤空気又は湿潤ガスを前記上向き気流として前記反応域に流入せしめることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の石膏処理方法。
  13. 　円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の内壁面を備える反応器を使用し、該反応器の反応域に石膏粉体を供給し、該反応域の底面から上向き気流を流出させて前記反応域の石膏粉体を攪拌し、前記石膏粉体の改質処理、均質化処理、加水処理、晒し処理、添加剤混合、焼成又は水分調節を行う石膏処理方法において、
    　前記反応域の中央領域に配置された支持部によって複数の固定羽根を支持し、該固定羽根を前記反応域の周方向に角度間隔を隔てて配列し、
    　前記反応域の底面から該反応域に流入した前記上向き気流を前記固定羽根によって前記反応域の径方向外方且つ周方向に案内し、前記上向き気流の偏向によって前記石膏粉体を前記反応域の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、前記石膏粉体を前記反応器の周方向に付勢し、或いは、前記内壁面の近傍における前記石膏粉体の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏処理方法。 
  14. 　前記反応器又は反応域の中心軸線を中心とした前記固定羽根の下部外端及び下部内端の角度位置に関し、前記上向き気流の偏向方向において後方に位置する前記固定羽根の下部外端が、前記上向き気流の偏向方向において前方に位置する前記固定羽根の下部内端よりも偏向方向前方の角度位置に位置するように位置決めされ、これにより、反応器又は反応域の周方向に向かう前記石膏粉体の運動を妨げるような径方向外方の気流運動が抑制され、或いは、隣接する前記固定羽根の基端部が平面視において互いに重なり合うように該固定羽根が配置され、隣り合う前記固定羽根の重なり領域（η）が、前記支持部の外周域に形成され、該重なり領域（η）は、前記上向き気流が前記支持部の近傍において上方に吹き抜けるのを妨げることを特徴とする請求項１３に記載の石膏処理方法。 
  15. 　前記反応域の底面を形成する隔壁を設け、前記上向き気流のための気体が圧力下に供給されるプレナムチャンバを前記隔壁と前記反応器の底壁との間に形成し、前記プレナムチャンバに供給された気体の動圧を前記隔壁の通気抵抗により少なくとも部分的に静圧に転換するとともに、前記反応域の気圧と前記プレナムチャンバの気圧との差圧に相応して該プレナムチャンバの気体を前記隔壁の通気性により前記反応域に前記上向き気流として流入せしめることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の石膏処理方法。
  16. 　前記プレナムチャンバを区画壁によって複数のプレナムチャンバ部分に分割し、各プレナムチャンバ部分に前記気体を選択的に供給し、各プレナムチャンバ部分により前記上向き気流を前記反応域に形成することを特徴とする請求項１５に記載の石膏処理方法。
  17. 　石膏焼成装置又は石膏焼成炉によって焼成された焼石膏を前記石膏粉体として前記反応域に供給し、前記焼石膏の石膏粉体を前記上向き気流によって攪拌して該焼石膏を改質処理し又は均質化処理することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の石膏処理方法。
  18. 　所定温度及び／又は所定湿度に調整された空気又はガス、或いは、所定量以上の水分を含有する湿潤空気又は湿潤ガスを前記上向き気流として前記反応域に流入せしめることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の石膏処理方法。
  19. 　前記石膏粉体に含まれる二水石膏及び／又は無水石膏の脱水反応又は水和反応を進行させて該石膏粉体を改質処理し又は均質化処理することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の石膏処理方法。
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