JPH0222876B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は竪型焼成炉に係り、特にコークス等の
固体燃料の混焼率を高めることができるよう改良
された竪型焼成炉に関する。

［発明の背景］ 石灰石、ドロマイトの燃成などに竪型焼成炉と
りわけ２重円筒式竪型焼成炉が広く用いられてい
る。この２重円筒式竪型焼成炉においては、外筒
および中筒が上下方向に略同軸的に設置され、こ
の外筒と中筒との間の筒間部を被焼成物が流下す
る。そしてこの筒間部にはバーナ（通常は油又は
ガス焚バーナ）を有する燃焼装置が設置されてお
り、この燃焼装置の高温の燃焼ガスにて筒間部を
流下する被焼成物を加熱し焼成する。

而してこの２重円筒式竪型焼成炉において、被
焼成原料にコークス等の固体燃料を混ぜ、燃焼装
置の燃焼ガス中の余剰空気により固体燃料の燃焼
を行ない、燃料コストの低減等を図る場合があ
る。ところが従来の２重円筒式竪型焼成炉におい
ては、バーナの燃焼ガス中の余剰空気量が多くな
ると、筒間部の上部即ち原料投入側に近い部分で
固体燃料の燃焼が開始し、原料の予熱帯が短くな
り、排ガス温度が上昇し、安定した操炉が困難に
なるおそれがあつた。

この現象について図面を参照して説明する。第
１図は従来の２重円筒式竪型焼成炉の概略的な構
成を示す縦断面図であり、上下方向に設置された
外筒１０、該外筒１０の内部に同軸的に設置され
た中筒１２によつて炉体本体が構成されている。
外筒１０と中筒１２との間の部分が筒間部１４で
あり、炉体本体の頂部に設置された、チヤージタ
ンク１６、原料供給フイーダ１８、投入装置２０
よりなる原料供給装置によつて筒間部１４上部に
投入された被焼成物たる原石が、この筒間部１４
を通つて徐々に下方に移動しながら焼成され、排
出装置２２、製品取出フイーダ２４を経て排出さ
れる。

なお中筒１２は仕切板１３によつてその途中部
分で仕切られ、中筒下室１２ａ、上室１２ｂに区
画されている。また中筒１２の壁面内部には、空
気流通路１２ｃが上下方向に設けられており、こ
の流通路を流れる空気によつて中筒１２を冷却し
得るように構成されている。

筒間部１４の下部およびそれよりも上方の部分
には、外筒１０が外周側に突出するようにして下
段燃焼室２６、上段燃焼室２８が設けられてお
り、それぞれ液体燃料ポンプ３０から重油等の液
体燃料が管路３１を介して供給される下段バーナ
３２、上段バーナ３４が設置されている。

次にこの燃焼室２６，２８への燃焼用空気の供
給系統について説明する。

まず１次空気と３次空気とについて説明する。

３６は１次空気と、後述のインゼクタ５６を作
動させるための作動空気とを送給する１次・作動
空気ブロワであり、大気がこのブロワ３６から管
路３８を経て熱交換器（レキユペレータ）４０に
導入され、第１の排ガス取出口４２から排出され
た例えば700〜800℃程度の高温の燃焼排ガスと熱
交換して加熱された後、管路４４から、炉体を取
り巻くように設置された１次・作動空気リング４
６に一旦導入される。そしてその一部は配管４８
により上段バーナ３４へ、また他の一部は配管５
０により下段バーナ３２へ、それぞれ一次空気と
して供給される。

また１次・作動空気の残部は、配管５４からイ
ンゼクタ５６に導入され、中筒１２の下室１２ａ
の上部に連通したガス出口５８から、中筒下室１
２ａ内の燃焼ガスと冷却空気取入口５９から吸引
された空気との混合気体を吸引して、この混合気
体と混ざり合いながら下段燃焼室２６に３次空気
として供給される。なお冷却空気取入口５９は炉
体底部に接続されており、この取出口５９から炉
体底部に吸引された空気がが炉体内を上昇して製
品を冷却して昇温した後、中筒１２内に吸引され
る。

次に２次空気について説明する。

中筒１２は、前述のようにその壁面内部に、冷
却用空気の流通路１２ｃが形成されており、この
流通路１２ｃの最上部に、２次空気フアン６０か
ら大気が送り込まれる。この空気は流通路１２ｃ
を流下し、中筒１２を冷却すると共に、それ自身
昇温し、出口１２ｄ，１２ｅから管路６２，６３
を経て、炉体を周回するように設置された２次空
気リング６４に導入され、次いで管路６６，６８
によつてバーナ３２，３４へ２次空気として供給
される。

次に燃焼ガスの流れについて説明する。下段燃
焼室２６で発生した燃焼ガスは筒間部１４に入つ
た後、一部は下方に流れ、原石と並行流となつて
これを加熱し、筒間部１４を流れ出たところでイ
ンゼクタ５６の吸引作用によつて中筒１２内に吸
引され、前述の如く冷却用空気と混ざり合つてガ
ス出口５８、インゼクタ５６を経て下段燃焼室２
６へ循環される。

また燃焼室２６の燃焼ガスの残部は、筒間部１
４に設置された下段ブリツジ７０によつて筒間部
１４内に均等に分散された後筒間部１４内を上昇
し、流下してくる原石と対向流となつてこれを加
熱する。

上部燃焼室２８で発生した燃焼ガスは、上部ブ
リツジ７２で筒間部１４内に均等に分散された後
筒間部１４内を上昇し原石を加熱する。

このようにして筒間部１４内を上昇して原石を
加熱・燃成した燃焼ガスの一部は、中筒上室１２
ｂと筒間部１４とを連通する高温ガス取出ポート
７４から、中筒上室１２ｂ内に入つて上昇し、排
ガス取出口４２に至り、次いで管路７６から前述
のレキユペレータ４０に入り１次・作動空気と熱
交換した後、管路７８，８０、排ガスフアン８２
を経て集塵装置８４へ導入され、除塵処理された
後大気中へ放出される。

一方、筒間部１４内を上昇する燃焼ガスの残部
は、筒間部１４内の上部を上昇し、原石を予熱し
た後、炉体頂部の第２の排ガス取出口８６に至
り、次いで管路８０、排ガスフアン８２を経て集
塵装置８４へ送られる。

従つて、炉体頂部より炉内に投入された原石
は、ポート７４よりも上方の予熱帯Ａ、ポート７
４と上段燃焼室２８との間の上部焼成帯Ｂ、上段
燃焼室２８と下段燃焼室２６との間の中間焼成帯
Ｃ、下段燃焼室２６と中筒１２の下端部との間の
下部焼成帯（並流焼成帯）Ｄを経て十分に焼成さ
れた後、中筒１２の下端部よりも下側の冷却帯Ｅ
にて冷却された後、炉体底部から排出される。

而してこのような２重円筒式竪型焼成炉におい
て、原石にコークス等の固体燃料を混ぜて混焼す
る場合、固体燃料混焼率30％以下程度にし、固体
燃料のほぼ全量が上記焼成帯Ｂで燃焼するように
操炉される。即ち、下段燃焼室２６では、通常、
空気率1.6〜1.8の過剰空気状態で燃焼が行なわ
れ、1250〜1350℃程度の燃焼ガスを発生させる。
又、上段燃焼室２８では１次空気の空気率を0.1、
２次空気の空気率を0.4程度として下段燃焼量の
約30〜50％程度を燃焼させる。そうすると高温ガ
ス取出ポート７４付近における燃焼ガス中のO₂
濃度が５〜６％程度になり、原石に混合された固
体燃料は予熱帯Ａで予熱された後、上部焼成帯Ｂ
ないしは予熱帯Ａの下部において、上記燃焼ガス
中の余剰の空気により燃焼する。

ところが、コークス等の固体燃料の混焼率をさ
らに高めて、固体燃料に比べ割高な油又はガスの
使用量をさらに減少させようとする場合には、上
段バーナ３４の燃焼を停止しないと、予熱帯Ａ下
部から上部焼成帯Ｂにかけてのコークス燃焼域の
O₂濃度が上昇して炉上部でコークスの燃焼が開
始するようになり操炉が不可能になつてしまう。
しかしながら上段バーナ３４の燃焼を停止した場
合には、コークスだけの燃焼熱では焼成熱量が不
足し、コークスの周囲部分だけが焼成されその他
の部分の原石は十分には焼成されず、焼成むらが
発生し、製品品質が低下する。そして焼成むらを
防止するためには下段燃焼室２６から余分に熱量
を投入する必要があり、逆に熱消費量を増加させ
てしまう。

このようなことから従来の竪型焼成炉において
は、固体燃料混焼率を低く押えざるを得ず、割高
な油又はガスをそれだけ余計に使用せねばなら
ず、エネルギーコストが高かつた。

［発明の目的］ 本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、コークス等の固体燃料の混焼率を高くしても
安定した操炉が行なえ、かつ余分な熱量を投入す
ることなく優れた品質の製品を焼成することがで
きる竪型焼成炉を提供することにある。

［発明の構成及び作用］ この目的を達成するために、本発明の竪型焼成
炉は、O₂濃度が低い低温の燃焼ガスを、炉内の
高温部分から取り出された高温の燃焼ガスと熱交
換させて加熱した後、再度炉体の焼成帯に吹き込
んで、焼成帯でのO₂濃度を例えば５〜６％程度
に押えると共に、焼成帯の温度を十分な焼成を行
なうことができる温度に維持し得るよう構成した
ものであつて、 上下方向に設置され内部を被焼成物が流下され
ると共に、該被焼成物加熱用の燃焼装置を備えた
炉体本体と、該燃焼装置よりも上方の炉体本体の
途中部分から排ガスを抜き出す第１のガス排出手
段と、炉体本体の上部から排ガスを抜き出す第２
のガス排出手段と、該第１のガス排出手段からの
排ガスが熱源側に導入される熱交換器と、該熱交
換器を通過した第１のガス排出手段及び／又は第
２のガス排出手段からの排ガスの一部を前記熱交
換器を通して加熱した後、前記炉体本体の焼成帯
に吹き込む排ガス循環系統と、を備えてなること
を特徴とする竪型焼成炉、 を要旨とするものである。

即ち上部焼成帯ＢにおけるO₂濃度を低く押え
ると共に所定温度以上に維持するためには高温ガ
ス取出ポート７４から誘引フアンを用いて高温の
燃焼ガスを取り出し、この高温燃焼ガスを上段燃
焼室に循環させるようにすれば良いのであるが、
高温のガスを長期間に亘つて安定して多量に吸引
することができるフアン（例えば750〜850℃の高
温ガスに耐え、風圧300〜500mm、風量4000〜8000
m³／ｈ程度の特性を要求される。）は今日の技術
水準では工業的に使用し得るコストでは提供し得
ず、そのため通常のフアンを用いて単に高温の燃
焼ガスを循環させるようにしたのでは長期間に亘
つて安定した操炉は行い得ない。

本発明によれば、高温ガス取出ポートから取り
出される高温の燃焼ガスと低温の燃焼ガスとを熱
交換させて炉内に吹き込むようにしているので、
このような技術的な難点が全く無く、所期の目的
を達成できるのである。

［発明の実施例］ 以下図面に示す実施例を参照しながら本発明を
さらに詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例装置の構成図であり、
第１図の従来装置と同一又は相当する部材は同一
符号を以つて示されている。

この実施例装置において、炉体本体の構成は第
１図の従来装置と同一であり、頂部から投入され
た原料が筒間部１４の間を流下しながら、上段燃
焼室２８、下段燃焼室２６の燃焼ガス及び原料に
混合されたコークスの燃焼熱によつて焼成された
後、冷却され、炉体底部から排出される。また、
同様に、排ガスは炉体頂部の低温の排ガス取出口
８６と、ポート７４に連通した高温の排ガス取出
口７６の２系統で排出されると共に、下段燃焼室
２６の燃焼ガスの一部はインゼクタ５６の吸引作
用により３次空気と混ざり合つて下段燃焼室２６
へ循環している。さらに、液体燃料も、第１図と
同じく、ポンプ３０からバーナ３２，３４へ供給
され、２次空気もフアン６０から中筒１２の冷却
用空気流通路１２ｃにて加熱された後、２次空気
リング６４を経てバーナ３２，３４へ供給されて
いる。

而して第２図の実施例装置において、炉体本体
を取り巻くようにして排ガスリング８８が設置さ
れており、この排ガスリング８８から排ガスを上
部燃焼室２８に吹き込むための管路８９が設けら
れている。この排ガスリング８８には、次のよう
にして加熱されて高温になつた排ガスが導入され
る。

即ち、高温ガス取出ポート７４及び中筒上室１
２ｂを経て第１のガス排出手段を構成する第１の
排ガス取出口４２から取り出された高温の排ガス
は、管路７６を経て第１の熱交換器であるレキユ
ペレータ４０に導入され、炉体に循環される排ガ
スと熱交換した後、管路７８から第２の熱交換器
であるレキユペレータ９０に導入され、１次・作
動空気を加熱した後、管路９１を経て、第２のガ
ス排出手段を構成する第２の排ガス取出口８６か
らの排ガスと共に管路８０を経て排ガスフアン８
２に至る。排ガスフアン８２より送り出された例
えば140〜200℃程度の排ガスの一部は管路８３か
ら集塵装置８４へ送られるが、残部は配管９２か
らレキユペレータ４０に導入され、高温排ガスに
より例えば700〜800℃に加熱された後、管路９４
から排ガスリング８８に送られ、次いで管路８９
から上段燃焼室２８に吹き込まれる。

このように高温でかつO₂濃度の低いガスが吹
き込まれるので上部焼成帯ＢにおけるO₂濃度が
例えば５〜６％程度の低い濃度に押えられ、固体
燃料が予熱帯Ａの上部で燃焼することが無く、長
期間に亘つて安定した操炉が可能となる。また上
部焼成帯Ｂが十分に高い温度に維持されるように
なるので、原石への固体燃料の混合割合を大きく
して上下段燃焼室２８，２６での油又はガスの燃
焼量を減少しても上部焼成帯Ｂで十分な焼成が行
なわれ、焼成むらが発生しない。しかも余分な熱
量を投入する必要が無いので、熱消費量の増加も
無い。このようにして固体燃料の混焼率を高めて
油又はガスの燃焼量を減少させることができる。

なおレキユペレータ９０では１次・作動空気ブ
ロワ３６から管路３８を経て吹き込まれた空気を
例えば400〜500℃程度に加熱し、管路４４から１
次・作動空気リング４６を供給している。１次・
作動空気リングからは、第１図の従来装置と同様
に、一部の空気はバーナ３２，３４へ１次空気と
して、また残りの空気はインゼクタ５６へ作動空
気として、それぞれ供給される。

第２図中、１〜５は焼成炉頂部へ原料を供給す
るための部材であり、１は原石タンク、２は固形
燃料タンク、３，４はタンク１，２の底部に設け
られた切出フイーダ、５はベルトコンベヤであ
る。また６は炉体底部から排出された製品を運搬
するためのベルトコンベヤである。

本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない限り、他の種々の態様
で実施し得る。例えば、 上記実施例装置ではレキユペレータ４０，９
０を直列に接続し、１次側のレキユペレータ４
０で循環される排ガスを加熱するようにしてい
るが、本発明においてはレキユペレータ４０，
９０を並列的に設置し、一方のレキユペレータ
で循環排ガスの加熱を行ない、他方のレキユペ
レータで１次・作動空気の加熱を行うようにし
ても良い。

レキユペレータで加熱された排ガスを上段燃
焼室の近傍部分に吹き込むように、上段燃焼室
とは別途に適宜の吹込用空間部を外筒１０に形
成しても良い。

排ガスフアンを２台設置し、一方のフアンで
レキユペレータを通つた排ガスを誘引し、他方
のフアンで低温排ガス取出口から排ガスを誘引
するようにしても良い。

バーナとしては油焚きの他、ガス又は微粉炭
焚きのものを用いても良い。

なお本発明は２重円筒式竪型焼成炉以外の各種
の竪型焼成炉にも適用し得る。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の竪型焼成炉はO₂
濃度の低い燃焼ガスを、高温の燃焼ガスで加熱し
た後焼成帯に循環させるようにしたものであり、
焼成帯のO₂濃度を例えば５〜６％程度の値に押
えることができると共にこの焼成帯を、十分な焼
成に行うに必要な温度レベルに維持することがで
きる。そのため原石へのコークス等の固体燃料の
混合率を高くして油又はガス等の燃焼量を下ら
し、長期間に亘つて安定した操炉を行なうことが
でき、燃料コストの大幅な低減が可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は実施例装
置の構成図である。 １０……外筒、１２……中筒、１４……筒間
部、２６……下段燃焼室、２８……上段燃焼室、
３０……液体燃料ポンプ、３６……１次・作動空
気ブロワ、４０……レキユペレータ、４２……第
１の排ガス取出口、４６……１次・作動空気リン
グ、５６……インゼクタ、６４……２次空気リン
グ、７４……高温ガス取出ポート、８２……排ガ
スフアン、８４……集塵装置、８６……第２の排
ガス取出口、８８……排ガスリング、９０……レ
キユペレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下方向に設置され内部を被焼成物が流下さ
   れると共に、該被焼成物焼成用の燃焼装置を備え
   た炉体本体と、該燃焼装置よりも上方の炉体本体
   の途中部分から排ガスを抜き出す第１のガス排出
   手段と、炉体本体の上部から排ガスを抜き出す第
   ２のガス排出手段と、該第１のガス排出手段から
   の排ガスが熱源側に導入される熱交換器と、該熱
   交換器を通過した第１のガス排出手段及び／又は
   第２のガス排出手段からの排ガスの一部を前記熱
   交換器を通して加熱した後、前記炉体本体の焼成
   帯に吹き込む排ガス循環系統と、を備えてなるこ
   とを特徴とする竪型焼成炉。 ２ 前記熱交換器として、直列に接続され前記第
   １のガス排出手段から排ガスが順次に通される第
   １及び第２の熱交換器を設置し、前記循環系統の
   ガスを該第１の熱交換器にて加熱すると共に、燃
   焼用１次空気を該第２の熱交換器にて加熱して前
   記燃焼装置に供給する系統を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の竪型焼成炉。 ３ 炉体本体は上下方向に略同軸的に設置された
   外筒及び中筒を有し両筒の間の筒間部を被焼成物
   が流下され、かつ該筒間部の下部に下段燃焼装置
   が設けられ、該下段燃焼装置よりも上方の筒間部
   に上段燃焼装置が設けられ、前記排ガス循環系統
   はこの上段燃焼装置又はその近傍の部分に排ガス
   吹込可能に接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の竪型焼成
   炉。