JPH0226651A - 粉砕分級装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分級装置を有する粉砕装置に係り、特に分級部
に改良を加えた粉砕分級装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば石炭燃焼用のボイラにおい、でも窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）や未燃分の排出低減を行う低公害燃焼や、電力需
要の急速な変化に対応する急速負荷変動運用（ボイラに
対する給炭量の変化で対応）が実施され、これに伴い・
ボイラに石炭（微粉炭）を供給する微粉炭機（ミル）の
性能もより一層の向上が要求されている。

石炭やセメント原料若しくは新素材原料等の塊状物を細
か（粉砕する粉砕機には何種かの形式があるが、粉砕テ
ーブルと複数のローラとを備えた竪型ミルが用いられて
いる。この形式のミルは基本性能が良（、今後火力発電
所ボイラの給炭としては代表機種となるものと思われる
。

第８図を用いてこの粉砕装置の概略を先ず説明する。

回転分級機のシャフト１２３内の給炭管を落下した石炭
１１３は粉砕部に至り、低速で回転する円板状の回転テ
ーブル１０３と、この回転テーブル１゜３の粉砕レース
面１０４に接触する粉砕ローラ１゜５との相対的な回転
により粉砕される。ミルケーシング１０１の基底部には
熱風１１１が導入され、この熱風１１１がエアスロート
１１０を介して粉砕部に吹き上げでいる。粉砕後の粉粒
体はこの熱風により乾燥されながらミルケーシング１０
１内を上昇する。ミルケーシング上部へ気流輸送された
粉粒体は分級部により分級され、所定の粒径のものは気
流と共にバーナ等の所定の機器に供給され、所定以上の
粒径のものは再度粉砕部に落下して粉砕される。

上述した竪型ミルの多くはミルケーシング上部に分級部
を有し、ミル内循環閉回路粉砕系を形成しているが、こ
のような系を有する装置では粉砕部の粉砕性能のみでな
く、分級部の分級性能も装置全体としての性能を大きく
左右する。

固定したカイトベーンを有する分級部に対して粉粒体含
有気流を導入することにより旋回流は発生させて分級を
行うサイクロンセパレータに代わり、最近では回転分級
機が多く使用されるようになってきた０回転分級機はシ
ャフト１２３に固定したロータ１１７に複数の羽根１１
６を、このロータ１１７の円周方向に形成し、粉砕テー
ブル１０３の駆動系とは別の駆動系によりこの羽根１１
６を回転させる構成となっている。粉砕部より熱風によ
り吹上られた粉粒体は回転する分級羽根１１６によって
生じる気流の遠心力の作用により所定の粒径よりも大き
い粒子は分級機の外周部に追いやられ、以後重力により
下降して粉砕部に再度供給される。一方所定の粒径より
も小さな粒子１１９は回転羽の間をすり抜けて通過し、
ダクト１２０をへて所定の機器に気流輸送される。

このような回転分級機が最近多く設置されるようになっ
ているが、その理由としては以下のことが考えられる。

（ｉ）以前にも増して製品微粉に対して正確な粒度分布
が要求されていること、この要求は特にセメントや新素
材の分野において厳しくなっている。

（ｉｉ　）製品微粉が微粉炭である場合、微粉炭を使用
する発電所用ボイラの負荷応答性の向上が要求されティ
ること。この要求に対して従来のサイクロン式分級機を
有するミルで対応ずのは困難となってきており、回転数
制御の可能な回転式分級機を有する装置の方が断熱有利
となってきている等のことが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように回転式分級機を有する粉砕装置の基本的性
能は高いが、次に示すような問題点もあり、その解決が
望まれている。

先ず給炭（粉砕）容量を上昇させたり、或いは回転分級
機の回転数を増加させて分級性能を向上させようとする
場合に、第７図に示すように粉砕部から分級部に上昇し
ようとする粒子を高濃度に含む気流１２５と、分級部か
ら粉砕部に下降して戻ろうとする気流１２４とが衝突合
流してミルケーシング内に滞留部が生じるとという問題
がある。このような滞留部が生じるとミル内圧が増大し
て送風機に多大な負担をかけることになるばかりか、所
定の粒度を有する製品を得ることが困難となり、装置の
高負荷運用が不可能となる。なお、第７図及び第８図を
含めて、符号１０２は減速機、１０６はブラケット、１
０７は粉砕ローラ保持フレーム、１０８は油圧パイプ、
１０９は油圧シリンダ、１１２はウィンドボックス、１
１４は原料供給管、１２０は製品微粉ダクト、１２１は
回転分級機ケーシングである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述した問題点に鑑み構成したものであり、分
級機近傍のうち、滞留域が形成される部分を中心として
ガイド板を形成配置し、これにより気流を整流して滞留
域の発生を防止し、もって分級効率を向上させるように
した装置である。

〔作用〕 回転分級機の遠心力によりミルケーシン内壁上で押しつ
けられるようにその円周方向に沿って流れる分級後の粗
粒は、ガイド板の上部で受は止められてその慣性力を失
い、重力によって粉砕部へと落下する。一方、粉砕ロー
ラで粉砕された後の微粒は送風ノズルからの噴射空気に
より上昇するが、前述のガイド板下部に衝突するように
流れて下降粒子群と混じり合うことなく回転分級部へと
上昇する０回転分綴部では微粒はそのままバーナへ供給
され、粗粉は気流の遠心力によりミルケーシング方向へ
分離される。これによりミル内部では石炭粒子を高濃度
で含有する上昇気流と、下降気流とが殆ど混じり合うこ
となく分離されて流れることになり、この結果余分な差
圧が発生しなくなり、送風機に対する負担が減少する。

また分級部から粉砕部への粗粒フィードバックが極めて
効率良く行われるようになり、結果的に粉砕・分級効率
が向上する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示す。

まず主として第２図おいて、符号１７は気流を制御する
ためのガイド板（以下「フローガイド」と称する）であ
る、このフローガイド１７は各粉砕ローラフの上部ミル
ケーシング１３に支持部を有する薄板構造とし、粉砕部
ケーシンク内壁面に直情接触固定しである第１ガイド部
１７ａと、この第１ガイド部１７ａからミル中心に向か
って下降するように展出する第２ガイド部１７ｂとから
構成しである０図示のローラミルの構成では粉砕ローラ
７は回転テーブル３の円周方向に対して１２０°間隔で
３基配置しであるが、これに対応してフローガイド１７
も各粉砕ローラフの上部に位置するよう３基等間隔で粉
砕部ケーシング円周方向に３基配置しである。またフロ
ーガイド１７の表面はセラミックスに代表される高硬度
材料によりコーティングしてあり、耐摩耗性を高く保持
している。

この構成において、被粉砕原料１はミル中心軸と同軸に
配置した原料供給管２を経て回転テーブル３に落下供給
され、更に回転テーブル３の遠心力によりこの回転テー
ブル３の円周方向に設けた粉砕レース６と粉砕ローラ７
との噛み合いにより微粉砕れる。

粉砕ローラ７はミルケーシング１３の外部に支持された
粉砕ローラシャフト９の先端に保持され、加圧状態で粉
砕ローラフの回転軸８を中心として回転し、前記被粉砕
原料を粉砕する。、粉砕生成された粉粒体は回転テーブ
ル３の外周に配設されたエアスロート１１から吹き上げ
る熱風１０によりミルケーシング上部へと気流搬送され
る。ミルケーシング１３内で浮遊状態となった粉粒体の
うち、粗大で重量の大きな粒子は重力により回転テーブ
ル３に落下して再粉砕される。この過程が一次分級であ
る。この−灰分綴部を通り抜けた粉粒体は複数枚の回転
分級羽根１６が回転分級ロータ１５に取り付けである回
転分級機に入り、所定の粒径以下の微粉はこの回転分級
機を貫通して製品微粉となる。一方所定の粒径よりも大
きな粗粒子は回転分級機の遠心送風作用によりミルケー
シング１３の半径方向においてその外周部に向かって吹
き飛ばされて回転テーブルに落下して再粉砕される。

以上の構成において第１図に示すミル内での粒子の飛行
軌跡（点線で示す）のように、回転分級機において分離
された粗粒子はフローガイド１７に受は止められて回転
テーブル３上に落下し、粉砕ローラ７と粉砕レース６と
から成る粉砕部へ戻され再粉砕される。ミルケーシング
内を落下する粗粒子は、その飛行経路がフローガイド１
７により規制・拘束されるためにエアスロート１１から
吹き上がって来る粒子群と干渉することは無く、従って
第７図に示すような粒子の滞留域は生じない、またエア
スロートから吹き上げ輸送される粉粒体は前記フローガ
イド１７の裏側を通って回転分級部に供給されるため干
渉は生じない。

第３図は製品微粉を微粉炭として、その燃焼性を従来装
置の微粉炭と比較した結果を示す。

分級機回転数Ｎ（ｒｐｍ）に対する製品微粉粒度（２０
０メツシユパス量　％）の変化を纏めたものである。

実験は石炭供給量１００ｋｇ／ｈの連続式テストミルを
用いて行った。従来型のミルでは分級機回転数が増加し
ても一定値以上では粒度の増加は頭打ちとなってしまい
、分級機の動力が無駄に消費されてしまう傾向がある。

これは第７図に模式的に示すようにミルケーシング内の
粉砕部と分級部との中間位置において、下降する粒子群
の流れと上昇する粒子群の流れとが干渉し合い、この結
果粒子群の滞留部が生じて分級機能を妨げているためで
ある。これに対して本発明装置ではこのような滞留部が
生じないためミル回転数に対応して製品粒度が上昇・し
、装置の効率が大幅に上昇していることが分かる。また
従来装置においては粒度の増加が頭打ちになるのに対応
して第４図の如くミル差圧が上昇し、動力が無駄に消費
されていることが分かる。

第５図は給炭負荷（定格給炭量に対する比率　％）の変
化と製品微粉炭の粒度との関係を示す。

この図において、本発明装置及び従来型装置の何れにお
いても給炭負荷の上昇に対応して微粉粒度は減少するが
、同一の給炭負荷で見ると本発明装置の方が製品微粉炭
の粒度がはるかに高く、特に低負荷時においてはその差
が拡大する。

第６図はバーナの負荷率に対する灰中未燃分率の変化を
示す。

従来形式のミルでは低負荷時および高負荷時において、
未燃分が増加するものの、本発明ミルでは負荷変動に係
わらず灰中未燃分が低いレベルで、かつほぼ一定値を保
持している。これは本発明装置においては、微粉粒度の
高いレベルでの制御によるところが大きい。

第９図及び第１０図は第２の構成を示す。

図中符号２１６はミルケーシング内壁に形成したポケッ
ト部であり、２１７はこのポケット部に連設した粗粒リ
ターンダクトである。このポケット部２１６及び粗粒リ
ターンダクト２１７は前述のフローガイドと同様粉砕ロ
ーラの上部に各々−基ずつ配置しである。また符号２１
９はこのポケット部２１６に対して蒸気等の気体を噴射
するするためのスプレィノズルであり、このノズル２１
９に対しては噴射媒体を供給する媒体供給ライン２２０
が接続している。　以上の構成において、分級機におい
て遠心力により外周部に吹き飛ばされた粗粒子は前記ポ
ケット部２１６に入り、そのポケット部内を下降する。

ポケット部に入った粗粒はその殆ど全部がポケット部内
を下降すため、再飛散の可能性は少なく非常に高い分級
効率を得ることができる。なお、ポケット部の形成高さ
、より具体的にはポケット部の上端部の位置は望ましく
は回転分級機における分級点、即ち回転分級機回転方向
に対する分級羽根高さの半分程度の位置に設定する。な
お、ポケット部に入った粗粒の再飛散防止をより徹底さ
せるため、ノズル２１９から少量の蒸気等の噴射媒体を
ポケット部内に噴射すれば再飛散は完全に防止できる。

第１３図は以上に示したポケット部２１６をケーンシン
グ内壁円周方向に沿って展開した状態を示す。

第１１図は本発明装置のミルの粗粒分離ポケット１６内
で水スプレーを行うことによる粒度への影響を調べた結
果を示す、この結果から明らかなように水スプレーする
と同一給炭負荷比において製品粒度が向上、すなわち微
粒含有率が向上している。これは水スプレーを行うこと
により、粗粒子ポケット郡部における粗粒子の舞い上が
りを防止することができ、捕集した粒子を速やかに粉砕
部に戻すことが可能になった結果である。但しスプレー
量が多過ぎるとその水により粒子が凝集してリターンダ
クト１７に向かう粒子の粒子の流動を阻害するので、そ
の量は必要最小限度に止めるべきである。なお、水スプ
レーは粒子の減温効果もあり、高温揮発成分のミル内で
の発火を防止する作用も果たすことが期待できる。

第１２図はこの第２の構成の装置と従来装置との性能を
、製品微粉である微粉炭を燃焼させることにより比較し
た試験結果を示すものであって、製品微粉燃焼時の排ガ
ス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）量と排中未燃分との関係を
示す。

従来型のミルに比較して本発明ミルはＮＯｘ濃度と灰中
未燃分量は共に低い、これは粒度の向上によって保炎、
着火性が著しく向上したのと同時に、バーナ近傍火炎内
の高温還元域の形成が安定しており、ＮＯｘを安定なＮ
２に還元する中間生成物が活発に作り出されているため
である。

〔効果〕

本発明は以上にその構成を具体的に説明したように、回
転型分級機の近傍に分離機能を有する板状物を配置する
ことにより、粗粒と微粒とを効率良く分離することが可
能となり、ローラミル全体としての粉砕分級効率を大幅
に向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す竪型ローラミルの断面部
分図であって、第２図のＢ−Ｂ線による断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線による視図、第３図は分級機回転数
と製品微粉粒度との関係を示すグラフ、第４図は分級機
回転数とミル差圧との関係を示すグラフ、第５図は給炭
負荷と製品微粉粒度との関係を示すグラフ、第６図はバ
ーナ負荷率と製品微粉炭燃焼時の灰中未燃分との関係を
示すグラフ、第７図は従来型ミルにおける粉砕粒子滞留
域を示すミル断面部分図、第８図は従来型ローラミルの
縦断面図、第９図は第２の構成を示すローラミル断面部
分図、第１０図は罵第９図のＢ−Ｂ線による視図、第１
１図は原料供給負荷比と製品比粒度との関係を示すグラ
フ、第１２図は製品微粉炭を燃焼させた際の灰中未燃分
とＮＯｘ濃度との関係を示すグラフ、第１３図は第２の
構成をミルケーシング円周方向に展開した状態を示す展
開図である。 １・・・被粉砕原料　　１３・・・ミルケーシング６・
・・粉砕レース　　７・・・粉砕ローラ１５・・・回転
分級機ロータ １６・・・回転分級羽根　　１７・・・フローガイド ６・・・粗粒子分離ボケッ ・粗粒子リターンダクト ・スプレィノズル ・スプレィ媒体供給ライン 第１図 第２図 りニー〉 第３ 図 ＋き及礎回牽ム政Ｎ （ｒｐｍ） 第５図 ＯＯ Ｊヨ古ノシＬ−即１ａｙ　（％） 第４ 図 今烈＋蚊口転吏支Ｎ （ｒｌンｍ） 第６図 ミル（Ｋ寸）の負骨牽 ｃ％ノ 第 ７図 一回転方句 第９図 第８図 第１Ｏ図 第１Ｉ図 イ１岬士＋イ芸９　り　智、仁ヒ―Ｃ％ノ第１２図 戻中禾太在゛ブト　（％）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉砕部で粉砕された粉砕粒子を、回転羽根を有す
   る分級部において分級する粉砕分級装置において、分級
   部近傍のミルケーシング内壁円周方向に対して、分級し
   た粗粒を粉砕部の中心方向に供給するようガイド部を形
   成したフローガイドを一以上配置したことを特徴とする
   粉砕分級装置。
2. （２）分級部近傍のミルケーシング内壁円周方向に対し
   て、ポケット部とこれに連設する粗粒リターンダクトと
   を１以上設け、分離した粗粒の再飛散を防止すよう構成
   したことを特徴とする粉砕分級装置。
3. （３）前記ポケット部に対して蒸気等の再飛散防止媒体
   を噴射するノズルを配置したことを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項記載の粉砕分級装置。