JPH10325532A - Method and apparatus for melting powder - Google Patents

Method and apparatus for melting powder

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JPH10325532A
JPH10325532A JP13676297A JP13676297A JPH10325532A JP H10325532 A JPH10325532 A JP H10325532A JP 13676297 A JP13676297 A JP 13676297A JP 13676297 A JP13676297 A JP 13676297A JP H10325532 A JPH10325532 A JP H10325532A
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JP
Japan
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raw material
burners
melting
burner
flame
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Application number
JP13676297A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Miyake
新一 三宅
Takashi Yajima
尊 矢嶋
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Japan Oxygen Co Ltd
Taiyo Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Publication date
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Publication of JPH10325532A publication Critical patent/JPH10325532A/en
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/04—Heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
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    • C04B18/108—Burned or pyrolised refuse involving a melting step
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉粒体を効率よく溶融処理できるとともに、
溶融粒子の粒径の制御も可能な粉粒体の溶融方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 複数本のバーナー2,3からの火炎流を
衝突させるとともに、該複数本のバーナーの内の少なく
とも一つのバーナーの燃焼火炎中に原料粉粒体を投入し
て溶融処理を行う。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To efficiently melt and process powders
Provided is a method and an apparatus for melting a granular material capable of controlling the particle size of the molten particles. SOLUTION: Flame flows from a plurality of burners 2 and 3 are made to collide with each other, and a raw material powder is charged into a combustion flame of at least one of the plurality of burners to perform a melting process.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の溶融方法
及び装置に関し、詳しくは、無機質球状化粒子の製造や
焼却灰の溶融処理に用いるのに適した粉粒体の溶融方法
及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for melting a granular material, and more particularly, to a method and an apparatus for melting a granular material suitable for producing inorganic spheroidized particles and melting treatment of incinerated ash. About.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、バーナーの燃焼火炎中に無機質粉体原料を通して溶
融処理することにより無機質球状化粒子を製造したり、
都市ごみ,下水汚泥,その他の廃棄物の焼却により発生
する焼却灰を溶融処理したりすることが行われている
(特開昭58−14563号公報,特開平7−1903
28号公報等参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, inorganic spheroidized particles have been produced by melting and passing an inorganic powdery raw material into a combustion flame of a burner,
Incineration ash generated by incineration of municipal solid waste, sewage sludge, and other waste is melted (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 58-14563 and 7-1903).
No. 28, etc.).

【0003】上述のような粉粒体の溶融処理では、通
常、粉粒体は、キャリアガスによってバーナーに搬送さ
れ、バーナー先端から燃料や支燃性ガスと共に噴出して
燃焼火炎と同一方向に進行し、燃焼火炎からの輻射伝熱
と対流伝熱とにより表面温度が上昇した後、熱伝導によ
り粒子内部の温度が上昇して溶融する。したがって、粉
粒体を完全に溶融させるためには、バーナーの構造に依
存する燃焼火炎の速度分布と温度分布とを、粉粒体の溶
融温度や粒径等に応じて適正に設定する必要がある。
[0003] In the melting treatment of the above-mentioned powdery and granular materials, the powdery and granular materials are usually conveyed to a burner by a carrier gas, ejected from the tip of the burner together with fuel or a supporting gas, and proceed in the same direction as the combustion flame. Then, after the surface temperature rises due to radiant heat transfer from the combustion flame and convective heat transfer, the temperature inside the particles rises due to heat conduction, and the particles are melted. Therefore, in order to completely melt the granular material, it is necessary to appropriately set the velocity distribution and temperature distribution of the combustion flame depending on the structure of the burner in accordance with the melting temperature and the particle size of the granular material. is there.

【0004】一方、このような溶融方法では、粉粒体の
単位時間当たりの供給量を増加していくと、粉粒体を加
熱するための顕熱及び潜熱が燃焼火炎から奪われるた
め、燃焼火炎の温度が低下して粉粒体の溶融が困難にな
る。このため、従来のものは、粉粒体の単位時間あたり
の処理量には限界があった。
On the other hand, in such a melting method, when the supply amount of the granular material per unit time is increased, the sensible heat and the latent heat for heating the granular material are removed from the combustion flame. The temperature of the flame decreases, making it difficult to melt the powder. For this reason, the conventional one has a limit in the processing amount of the granular material per unit time.

【0005】さらに、粉粒体の粒径差から生じる速度差
によって粒子同士が衝突すると、互いに溶融合体して粒
径の大きな溶融粒子が発生するが、従来のものは副次的
なものであって、積極的に大径粒子を得ようとするもの
ではなかった。
Further, when the particles collide with each other due to a speed difference caused by a particle size difference between the powders, the particles are fused and coalesced with each other to generate a molten particle having a large particle size. However, it was not intended to actively obtain large-diameter particles.

【0006】そこで本発明は、粉粒体を効率よく溶融処
理できるとともに、溶融粒子の粒径の制御も可能な粉粒
体の溶融方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for melting a granular material, which can efficiently melt the granular material and control the particle diameter of the molten particles.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の粉粒体の溶融方法は、バーナーの燃焼火炎
中に原料粉粒体を投入して前記原料粉粒体の溶融処理を
行う粉粒体の溶融方法において、複数本のバーナーから
の火炎流を衝突させるとともに、該複数本のバーナーの
内の少なくとも一つのバーナーの燃焼火炎中に、前記原
料粉粒体を投入することを特徴とするものであって、特
に、前記複数本のバーナーの火炎流を、火炎温度が原料
粉粒体の溶融温度以上の部分で衝突させるようにしたこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for melting granules, the method comprising: charging raw granules into a combustion flame of a burner; In the method of melting the powders and granules to be performed, the flame streams from the plurality of burners are collided with each other, and the raw powders and granules are charged into the combustion flame of at least one of the plurality of burners. In particular, it is characterized in that the flame flows of the plurality of burners collide with each other at a portion where the flame temperature is equal to or higher than the melting temperature of the raw material particles.

【0008】さらに、本発明の粉粒体の溶融方法は、前
記バーナーが、純酸素又は酸素富化空気を支燃性ガスと
して使用した、いわゆる酸素バーナーであることを特徴
とし、前記原料粉粒体が、無機質球状化粒子を製造する
ための無機質粉体であること、あるいは、前記原料粉粒
体が焼却灰であることを特徴としている。
[0008] Further, in the method for melting a granular material according to the present invention, the burner is a so-called oxygen burner using pure oxygen or oxygen-enriched air as a combustion supporting gas. It is characterized in that the body is an inorganic powder for producing inorganic spheroidized particles, or the raw material powder is incinerated ash.

【0009】また、本発明の粉粒体の溶融装置は、バー
ナーの燃焼火炎中に原料粉粒体を投入して前記原料粉粒
体の溶融処理を行う粉粒体の溶融装置において、複数本
のバーナーを、各バーナーからの火炎流が衝突するよう
にして配置するとともに、前記複数本のバーナーの内の
少なくとも一つのバーナーに、前記原料粉粒体を火炎中
に投入する粉粒体供給経路を設けたことを特徴とし、特
に、2本のバーナーを対向配置するとともに、少なくと
も一方のバーナーに、前記原料粉粒体を火炎中に投入す
る粉粒体供給経路を設けたことを特徴としている。
Further, the present invention provides a powder / melting apparatus for melting a raw material in which a raw material is charged into a combustion flame of a burner to melt the raw material. Are arranged such that the flame flows from the respective burners collide with each other, and the raw material powder is supplied to at least one of the plurality of burners in the flame. In particular, two burners are arranged to face each other, and at least one of the burners is provided with a powder material supply path for introducing the raw material particles into a flame. .

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一形態例を示す系
統図であって、加熱溶融処理室(以下、溶融炉という)
1の上部に2本のバーナー2,3を対向配置し、一方の
バーナー2に、溶融すべき粉粒体(原料粉粒体)を燃焼
火炎中に投入する粉粒体供給経路4を設けたものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention, and is a heating and melting processing chamber (hereinafter referred to as a melting furnace).
1, two burners 2 and 3 are arranged opposite to each other, and one of the burners 2 is provided with a powder / particle supply path 4 through which a powder to be melted (raw powder) is introduced into a combustion flame. Things.

【0011】前記バーナー2,3は、バーナー中心軸が
同一直線上に位置するように配置されており、バーナー
2,3間の距離は、両バーナー2,3の火炎温度が粉粒
体の溶融温度以上の部分で正面衝突するように設定され
ている。
The burners 2 and 3 are arranged so that the burner central axes are located on the same straight line. The distance between the burners 2 and 3 is determined by the flame temperature of the two burners 2 and 3 It is set so that a frontal collision occurs at a temperature higher than the temperature.

【0012】また、各バーナー2,3には、燃料供給経
路5と支燃性ガス供給経路6とがそれぞれ設けられてお
り、粉粒体供給経路4には、粉粒体供給装置7と、原料
粉粒体を搬送するためのキャリアガス導入経路8とが設
けられている。さらに、前記溶融炉1の下流側には、生
成した溶融粉粒体を捕集するための捕集装置9と、燃焼
ガスを吸引して排気するためのブロワー10とが設けら
れている。
Each of the burners 2 and 3 is provided with a fuel supply path 5 and a supporting gas supply path 6, respectively. A carrier gas introduction path 8 for transporting the raw material particles is provided. Further, on the downstream side of the melting furnace 1, a collecting device 9 for collecting the generated molten powder and a blower 10 for sucking and exhausting the combustion gas are provided.

【0013】したがって、原料粉粒体は、キャリアガス
導入経路8から導入されるキャリアガスによって粉粒体
供給装置7から粉粒体供給経路4を経てバーナー2の中
心部に供給され、燃料供給経路5及び支燃性ガス供給経
路6からそれぞれ供給される燃料と支燃性ガスとにより
発生する燃焼火炎中に投入される。
Therefore, the raw material powder is supplied to the center of the burner 2 from the powder supply device 7 through the powder supply path 4 by the carrier gas introduced from the carrier gas introduction path 8, and the fuel supply path is provided. The fuel is supplied into the combustion flame generated by the fuel and the supporting gas supplied from the fuel supply line 5 and the supporting gas supply path 6, respectively.

【0014】バーナー2の燃焼火炎中に投入された原料
粉粒体は、バーナー2の燃焼火炎と同方向に進みながら
加熱され、溶融炉1の中央部でバーナー2の燃焼火炎と
他方のバーナー3からの燃焼火炎とが衝突すると、その
衝突面で粉粒体の進行に制動がかかり、衝突した燃焼火
炎中に粉粒体が滞留する状態になるとともに、他方のバ
ーナー3からの燃焼火炎によっても加熱される状態にな
る。
The raw material powder charged into the combustion flame of the burner 2 is heated while traveling in the same direction as the combustion flame of the burner 2, and is heated at the center of the melting furnace 1 by the combustion flame of the burner 2 and the other burner 3. When the combustion flame collides with the combustion flame, the progress of the granular material is braked on the collision surface, and the particle stagnates in the ignited combustion flame. It will be heated.

【0015】これにより、高温の燃焼火炎中における原
料粉粒体の滞留時間が従来よりも長くなり、原料粉粒体
の加熱溶融を効果的に行うことができるので、単位発熱
量当たりの原料粉粒体の処理量を増加させることができ
る。
As a result, the residence time of the raw material particles in the high-temperature combustion flame becomes longer than before, and the raw material particles can be effectively heated and melted. The throughput of the granules can be increased.

【0016】また、両バーナー2,3間の距離を調節可
能に形成しておくことにより、原料粉粒体の性状や供給
量に応じて各バーナー2,3への燃料及び支燃性ガスの
供給量を調節しても、最適な位置で燃焼火炎を衝突させ
ることができるので、各種粉粒体の溶融処理を効率よく
行うことができる。
Further, by forming the distance between the two burners 2 and 3 so as to be adjustable, the fuel and the supporting gas to each of the burners 2 and 3 can be adjusted according to the properties and the supply amount of the raw material particles. Even if the supply amount is adjusted, the combustion flame can be made to collide at an optimal position, so that the melting treatment of various powders can be performed efficiently.

【0017】図2は、本発明の他の形態例を示す系統図
であって、他方のバーナー3にも、前記同様の粉粒体供
給経路4を設けたものである。このように、互いの燃焼
火炎同士が衝突する位置関係に設置した2本のバーナー
2,3にそれぞれ原料粉粒体を投入すると、燃焼火炎同
士が衝突するのと同時に、溶融状態乃至半溶融状態の原
料粉粒体同士も衝突し、互いに溶融合体して粒径の大き
な溶融粒子が発生する。
FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of the present invention. The same burner supply path 4 as described above is provided in the other burner 3 as well. In this way, when the raw material powder is charged into the two burners 2 and 3 installed in a positional relationship in which the combustion flames collide with each other, the combustion flames collide with each other and simultaneously the molten state or the semi-molten state. The raw material powder particles also collide with each other and fuse with each other to generate molten particles having a large particle diameter.

【0018】そして、原料粉体同士が衝突する位置にお
ける燃焼火炎の温度や速度、さらに、燃焼火炎の衝突角
度等を適当に設定することにより、原料粉粒体同士の溶
融合体の程度、即ち溶融粒子の粒径を制御することがで
きる。
By appropriately setting the temperature and speed of the combustion flame at the position where the raw material powders collide with each other and the collision angle of the combustion flames, the degree of fusion of the raw material particles, that is, The size of the particles can be controlled.

【0019】例えば、図3及び図4に示すように、バー
ナー2,3の位置を変更して燃焼火炎の衝突角度を変え
ることにより、前述の原料粉粒体の処理量増大効果や上
述の溶融合体効果を調整することができる。すなわち、
一方のバーナー2の位置を、他方のバーナー3に対し
て、両者の軸線が同一平面上で180度の向きとなる位
置2aとしたときに衝突力が最も大きくなり、135度
の位置2bから90度の位置2cになるのに従って衝突
力が小さくなる。さらに、両バーナーの配置角度を90
度から鋭角方向に向けていくと、衝突力がより小さくな
り、衝突効果が薄れていく。
For example, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, by changing the positions of the burners 2 and 3 to change the collision angle of the combustion flame, the effect of increasing the throughput of the raw material particles and the melting The coalescence effect can be adjusted. That is,
When the position of one burner 2 is set to a position 2a where the axes of the two burners are oriented at 180 degrees on the same plane with respect to the other burner 3, the collision force becomes maximum and the position of the burner 2 becomes 90 degrees from the position 2b at 135 degrees. The impact force becomes smaller as the position 2c is reached. Furthermore, the arrangement angle of both burners is 90
When the angle is increased from the degree to the acute angle, the collision force becomes smaller and the collision effect becomes weaker.

【0020】なお、上記2本のバーナー2,3には、そ
れぞれ適当な構造のものを用いることが可能であり、例
えば、2本のバーナー2,3に、原料粉粒体投入機能を
有する同一構造のバーナーを用い、いずれか一方のバー
ナーに原料粉粒体を供給しなければ、前記図1に示す装
置と同じ状態となり、両バーナーにそれぞれ原料を供給
することにより、図2に示す装置と同じ状態となる。
The above two burners 2 and 3 may be of appropriate structures, for example, the two burners 2 and 3 may have the same function of feeding raw material and granules. If a burner having a structure is used and the raw material powder is not supplied to one of the burners, the state becomes the same as that of the apparatus shown in FIG. 1. By supplying the raw materials to both burners, the apparatus shown in FIG. It will be in the same state.

【0021】また、略同じ燃焼火炎が得られるバーナー
を2本使用し、同一燃焼状態の地点で衝突させることが
好ましいが、燃焼火炎の温度や速度が異なる地点で衝突
させるようにしてもよい。さらに、同一構造のバーナー
であっても、各バーナーの燃料供給量や支燃性ガス供給
量を変えてもよく、構造が異なるバーナーを用いてもよ
い。また、3本以上のバーナーの燃焼火炎を1点で衝突
させてもよく、2本のバーナーからの火炎が衝突した後
の火炎の進行方向に3本目のバーナーからの火炎を衝突
させるようにすることもできる。いずれの場合も、溶融
処理する原料粉粒体の性状や処理後の溶融粉粒体の性状
に応じて最適な条件を設定すればよい。
Further, it is preferable to use two burners which can obtain substantially the same combustion flame and collide at a point where the combustion state is the same, but it is also possible to collide at a point where the temperature and speed of the combustion flame are different. Further, even if the burners have the same structure, the fuel supply amount or the supporting gas supply amount of each burner may be changed, or burners having different structures may be used. Further, the combustion flames of three or more burners may collide at one point, and the flames from the third burner collide in the traveling direction of the flame after the flames from the two burners collide. You can also. In any case, the optimum conditions may be set according to the properties of the raw material powder to be melt-processed and the properties of the processed molten powder.

【0022】上記バーナーに供給する燃料は、微粉炭等
の固体燃料、重油等の液体燃料、天然ガスやLPG等の
気体燃料のいずれを用いることもでき、支燃性ガスとし
ても、酸素(純酸素,低純酸素),酸素富化空気,空気
等の酸素含有ガスならいずれのものも使用することがで
きるが、純酸素あるいは高濃度に酸素を含む酸素富化空
気を使用することにより、高温の燃焼火炎が得られるの
で、溶融温度の高い原料粉粒体の溶融処理も容易に行う
ことができる。
As the fuel supplied to the burner, any of a solid fuel such as pulverized coal, a liquid fuel such as heavy oil, and a gas fuel such as natural gas and LPG can be used. Any oxygen-containing gas such as oxygen, low-pure oxygen), oxygen-enriched air, and air can be used. However, by using pure oxygen or oxygen-enriched air containing oxygen at a high concentration, high temperatures can be obtained. Therefore, the melting process of the raw material particles having a high melting temperature can be easily performed.

【0023】また、溶融処理する原料粉粒体としては、
前述の無機質粉体、例えば天然石英粉砕粉や焼却灰に限
らず、ガラス,セメント,プラスチック,鉄,各種合
金,鉄鋼スラグ,鉄鋼ダスト等の様々な材料を粉砕した
粉粒体を対象とすることができる。
The raw material particles to be melt-processed include:
Not limited to the above-mentioned inorganic powders, for example, natural quartz crushed powder and incinerated ash, but also powders and granules of various materials such as glass, cement, plastic, iron, various alloys, steel slag, steel dust, etc. Can be.

【0024】[0024]

【実施例】 実施例1 図1に示すように、2本のバーナー2,3を直線上に対
向設置した装置を使用し、溶融処理する原料にはメジア
ン径35μmの天然石英粉砕粉を用いた。一方のバーナ
ー2には、燃料としてLPGを5Nm3 /h、支燃性ガ
スとして純酸素を17.5Nm3 /hそれぞれ供給して
火炎を形成するとともに、純酸素7.5Nm3 /hをキ
ャリアガスとして原料粉を所定の供給速度でバーナー2
の火炎中に投入した。他方のバーナー3には、燃料とし
てLPGを5Nm3 /h、支燃性ガスとして純酸素を2
5Nm3 /hそれぞれ供給して火炎を形成した。なお、
両バーナーには、同一構造のものを使用し、他方のバー
ナー3では、原料を搬送させなかった以外は同様とし、
25Nm3 /hの純酸素の内、7.5Nm3 /hは、粉
粒体供給経路を介してバーナー3に供給した。
EXAMPLE 1 As shown in FIG. 1, an apparatus in which two burners 2 and 3 were installed in a straight line facing each other was used, and a natural quartz pulverized powder having a median diameter of 35 μm was used as a raw material to be melt-processed. . On one of the burner 2, 5 Nm 3 / h of LPG as fuel, pure oxygen as the combustion assisting gas to form a 17.5 nm 3 / h respectively supplied to the flame, pure oxygen 7.5 nm 3 / h of carrier Burner 2 with raw material powder as gas at a predetermined supply rate
It was thrown into the flame. The other burner 3 contains 5 Nm 3 / h of LPG as a fuel and 2 N 2 of pure oxygen as a supporting gas.
A flame was formed by supplying 5 Nm 3 / h, respectively. In addition,
The same structure is used for both burners, except that the other burner 3 does not convey the raw material.
Of the 25 Nm 3 / h pure oxygen, 7.5 Nm 3 / h was supplied to the burner 3 via a powder supply path.

【0025】また、比較として、従来法と同様に、一本
のバーナー(構造は上記バーナーと同じ)を溶融炉の頂
部に垂直に下方を向けて設置し(図3における2cの位
置)、同じ条件(燃料:LPG5Nm3 /h、支燃性ガ
ス:純酸素17.5Nm3 /h、キャリアガス:純酸素
7.5Nm3 /h)で燃焼させて溶融処理を行った。そ
の結果、単位発熱量当たりの原料供給量が0.18kg
/Mcalのときに、バーナー先端から約400mmの
位置でガラス化率が略100%になることを確認した。
For comparison, similarly to the conventional method, one burner (the structure is the same as the above-mentioned burner) is installed vertically downward on the top of the melting furnace (position 2c in FIG. 3), and the same Melting was performed by burning under the conditions (fuel: LPG 5 Nm 3 / h, supporting gas: pure oxygen 17.5 Nm 3 / h, carrier gas: pure oxygen 7.5 Nm 3 / h). As a result, the raw material supply amount per unit calorific value is 0.18 kg.
At the time of / Mcal, it was confirmed that the vitrification ratio became approximately 100% at a position about 400 mm from the tip of the burner.

【0026】そこで、両バーナー2,3の燃焼火炎同士
が、バーナー先端から400mmの位置で衝突するよう
に、両バーナー2,3の間隔を800mmに設定し、原
料の供給量を変化させて原料のガラス化率を測定した。
その結果を図5に示す。なお、ガラス化率は、原料の天
然石英粉砕粉の溶融の程度を示す指標であって、中心ま
で全て溶融していれば、ガラス化率は100%になる。
Therefore, the interval between the two burners 2 and 3 is set to 800 mm so that the combustion flames of the two burners 2 and 3 collide with each other at a position 400 mm from the tip of the burner. Was measured.
The result is shown in FIG. The vitrification ratio is an index indicating the degree of melting of the raw material crushed natural quartz powder. If all of the raw material is melted to the center, the vitrification ratio becomes 100%.

【0027】図5において、丸印を実線でつないだもの
は比較した従来法による結果を示し、三角印を一点鎖線
でつないだものが実施例の結果を示している。この結果
から、燃焼火炎を衝突させることによって、同一ガラス
化率のときの単位発熱量当たりの原料供給量を大幅に増
加することができ、ガラス化率が100%になる単位発
熱量当たりの原料供給量は、従来の0.18kg/Mc
alから0.28kg/Mcalとなり、処理能力が約
1.6倍に向上したことがわかる。
In FIG. 5, the circles connected by solid lines show the results obtained by the conventional method, and the triangles connected by dashed-dotted lines show the results of the embodiment. From this result, it is possible to greatly increase the amount of raw material supplied per unit calorific value at the same vitrification rate by causing the combustion flame to collide, and the raw material per unit calorific value at which the vitrification rate becomes 100%. The supply amount is 0.18 kg / Mc
From al, it turned out to be 0.28 kg / Mcal, indicating that the processing capacity was improved about 1.6 times.

【0028】実施例2 実施例1と同じ装置、同じ原料を使用し、他方のバーナ
ー3にも原料の天然石英粉砕粉を供給した以外は、同様
の操作を行った。すなわち、800mmの間隔で対抗配
置した両バーナー2,3には、燃料としてLPGを5N
m3 /h、支燃性ガスとして純酸素を17.5Nm3 /
h、キャリアガスとして純酸素を7.5Nm3 /hそれ
ぞれ供給するとともに、キャリアガスによってメジアン
径35μmの天然石英粉砕粉を所定の供給速度でそれぞ
れ供給した。得られた溶融粉粒体の粒径分布を図6に示
す。
Example 2 The same operation was performed except that the same apparatus and the same raw material as in Example 1 were used, and that the other side of the burner 3 was also supplied with the raw natural quartz powder. That is, the burners 2 and 3 opposed to each other at an interval of 800 mm are supplied with 5N of LPG as fuel.
m 3 / h, pure oxygen 17.5 Nm 3 /
h, pure oxygen was supplied at 7.5 Nm 3 / h as a carrier gas, and pulverized natural quartz powder having a median diameter of 35 μm was supplied at a predetermined supply rate by the carrier gas. FIG. 6 shows the particle size distribution of the obtained molten powder.

【0029】図6において、横軸は粒径[μm]、縦軸
は粒径の積算頻度[%]であり、実線は原料の粒度分
布、一点鎖線は従来の溶融処理(実施例1で比較として
用いたもの)によって得られた溶融粉粒体の粒度分布、
破線は本実施例における溶融粉粒体の粒度分布をそれぞ
れ表している。この結果から、従来のものでは、溶融粉
粒体のメジアン径が37μmであるのに対し、本実施例
のものでは、メジアン径が45μmに増加していること
がわかる。
In FIG. 6, the horizontal axis is the particle size [μm], the vertical axis is the cumulative frequency of the particle size [%], the solid line is the particle size distribution of the raw material, and the one-dot chain line is the conventional melting treatment (compared in Example 1). Particle size distribution of the molten powder obtained by
The broken lines represent the particle size distribution of the molten powder in this example. From this result, it can be seen that the median diameter of the molten powder is 37 μm in the prior art, whereas the median diameter is increased to 45 μm in the present embodiment.

【0030】実施例3 原料粉粒体として、都市ごみを焼却した後、電気集塵機
で回収した焼却灰を使用した。図1に示すように2本の
バーナー2,3を対向配置した装置を使用し、一方のバ
ーナー2には、LPG5Nm3 /hと純酸素17.5N
m3 /hとを供給して火炎を形成するとともに、空気3
5.7Nm3 /hをキャリアガスとして使用し、原料の
焼却灰を所定の供給速度でバーナー2の火炎中に投入し
た。他方のバーナー3には、LPG5Nm3 /hと純酸
素25Nm3 /hとを供給して火炎を形成した。また、
溶融炉1から導出した燃焼ガス中の溶融粉粒体は、10
0℃以上に保持した捕集装置9で回収した。
Example 3 Incinerated ash collected by an electric dust collector after incineration of municipal waste was used as a raw material powder. As shown in FIG. 1, an apparatus in which two burners 2 and 3 are arranged to face each other is used, and one burner 2 has LPG 5 Nm 3 / h and pure oxygen 17.5 N.
m 3 / h to form a flame and air 3
Using 5.7 Nm 3 / h as a carrier gas, the incinerated ash of the raw material was charged into the flame of the burner 2 at a predetermined supply rate. The other burner 3 was supplied with 5 Nm 3 / h of LPG and 25 Nm 3 / h of pure oxygen to form a flame. Also,
The molten powder in the combustion gas derived from the melting furnace 1 contains 10
It was collected by the collecting device 9 kept at 0 ° C. or higher.

【0031】回収した溶融粉粒体は、球形の溶融凝固体
であった。従来法による処理と比較するため、EPMA
法による元素分析で溶融粉粒体中の残留塩素濃度を測定
した。その結果を図7に示す。図7において、実線は従
来の溶融処理(実施例1で比較として用いたもの)によ
って得られた溶融粉粒体中の残留塩素濃度、一点鎖線が
本実施例における残留塩素濃度を表している。この結果
から、原料の焼却灰における塩素濃度は20重量%(乾
燥状態)であり、これが0%(検知不能状態)となる単
位発熱量当たりの原料供給量は、従来法では0.2kg
/Mcalであったのに対し、本実施例では0.34k
g/Mcalとなり、約1.7倍の処理能力向上となっ
たことがわかる。また、顕微鏡観察の結果、本実施例で
得られた溶融粉粒体は、従来法で得られたものよりも粒
径が大きくなっていた。
The recovered molten powder was a spherical melt-solidified material. EPMA for comparison with conventional treatment
The residual chlorine concentration in the molten granules was measured by elemental analysis by the method. FIG. 7 shows the result. In FIG. 7, the solid line represents the residual chlorine concentration in the molten powder obtained by the conventional melting treatment (used as a comparison in Example 1), and the dashed line represents the residual chlorine concentration in this example. From this result, the chlorine concentration in the incinerated ash of the raw material is 20% by weight (dry state), and the chlorine concentration in the incinerated ash becomes 0% (undetectable state).
/ Mcal, but 0.34 k in this embodiment.
g / Mcal, indicating that the processing capacity was improved about 1.7 times. As a result of microscopic observation, the particle diameter of the molten powder obtained in this example was larger than that obtained by the conventional method.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粉粒体の
溶融方法及び装置によれば、原料粉粒体の溶融処理量を
大幅に増大させることができ、処理コストの削減を図る
ことができる。さらに、粉粒体を効果的に増粒すること
ができ、微細な原料から大きな粒径を持つ加熱溶融体を
得ることができる。
As described above, according to the method and the apparatus for melting a granular material of the present invention, it is possible to greatly increase the amount of the raw material to be melted and to reduce the processing cost. Can be. Further, it is possible to effectively increase the particle size of the powder, and to obtain a heated melt having a large particle diameter from a fine raw material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一形態例を示す系統図である。FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の他の形態例を示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】 バーナーの設置位置を説明するための概略正
面図である。
FIG. 3 is a schematic front view for explaining an installation position of a burner.

【図4】 同じく概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of the same.

【図5】 実施例1における単位発熱量当たりの原料供
給量とガラス化率との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a raw material supply amount per unit calorific value and a vitrification rate in Example 1.

【図6】 実施例2における粒径と積算頻度とを示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a particle size and an integration frequency in Example 2.

【図7】 実施例3における単位発熱量当たりの原料供
給量と残留塩素濃度との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a raw material supply amount per unit calorific value and a residual chlorine concentration in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…溶融炉、2,3…バーナー、4…粉粒体供給経路、
5…燃料供給経路、6…支燃性ガス供給経路、7…粉粒
体供給装置、8…キャリアガス導入経路、9…捕集装
置、10…ブロワー
1 ... melting furnace, 2,3 ... burner, 4 ... powder supply path,
5: fuel supply path, 6: combustible gas supply path, 7: powder and granular material supply apparatus, 8: carrier gas introduction path, 9: trapping apparatus, 10: blower

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23L 7/00 B09B 3/00 303L Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F23L 7/00 B09B 3/00 303L

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バーナーの燃焼火炎中に原料粉粒体を投
入して前記原料粉粒体の溶融処理を行う粉粒体の溶融方
法において、複数本のバーナーからの火炎流を衝突させ
るとともに、該複数本のバーナーの内の少なくとも一つ
のバーナーの燃焼火炎中に、前記原料粉粒体を投入する
ことを特徴とする粉粒体の溶融方法。
1. A method for melting a raw material particle in which a raw material particle is charged into a combustion flame of a burner to perform a melting treatment of the raw material particle, wherein flames from a plurality of burners are collided with each other, A method for fusing powder or granules, comprising charging the raw material or granules into a combustion flame of at least one of the plurality of burners.
【請求項2】 前記複数本のバーナーの火炎流は、火炎
温度が原料粉粒体の溶融温度以上の部分で衝突させるこ
とを特徴とする請求項1記載の粉粒体の加熱溶融方法。
2. The method according to claim 1, wherein the flame flows of the plurality of burners collide at a portion where the flame temperature is higher than the melting temperature of the raw material particles.
【請求項3】 前記バーナーは、純酸素又は酸素富化空
気を支燃性ガスとして使用することを特徴とする請求項
1記載の粉粒体の加熱溶融方法。
3. The method according to claim 1, wherein the burner uses pure oxygen or oxygen-enriched air as a combustion supporting gas.
【請求項4】 前記原料粉粒体は、無機質球状化粒子を
製造するための無機質粉体であることを特徴とする請求
項1記載の粉粒体の加熱溶融方法。
4. The method according to claim 1, wherein the raw material particles are inorganic powders for producing inorganic spheroidized particles.
【請求項5】 前記原料粉粒体は、焼却灰であることを
特徴とする請求項1記載の粉粒体の加熱溶融方法。
5. The method according to claim 1, wherein the raw material particles are incinerated ash.
【請求項6】 バーナーの燃焼火炎中に原料粉粒体を投
入して前記原料粉粒体の溶融処理を行う粉粒体の溶融装
置において、複数本のバーナーを、各バーナーからの火
炎流が衝突するようにして配置するとともに、前記複数
本のバーナーの内の少なくとも一つのバーナーに、前記
原料粉粒体を火炎中に投入する粉粒体供給経路を設けた
ことを特徴とする粉粒体の溶融装置。
6. In a powder and particle melting apparatus for performing a melting treatment of the raw material particles by charging the raw material particles into a combustion flame of the burner, a plurality of burners are used, and a flame flow from each burner is used. Powdery and granular material, wherein the powdery and granular material is arranged so as to collide with each other, and at least one of the plurality of burners is provided with a powdery or granular material supply path for introducing the raw material or granular material into a flame. Melting equipment.
【請求項7】 バーナーの燃焼火炎中に原料粉粒体を投
入して前記原料粉粒体の溶融処理を行う粉粒体の溶融装
置において、2本のバーナーを対向配置するとともに、
少なくとも一方のバーナーに、前記原料粉粒体を火炎中
に投入する粉粒体供給経路を設けたことを特徴とする粉
粒体の溶融装置。
7. A powder and particle melting apparatus for charging raw material and particles into a combustion flame of a burner and melting the raw material and particles, wherein two burners are arranged to face each other,
A powder / particle melting apparatus, wherein at least one of the burners is provided with a powder / particle supply path for feeding the raw material / particle into a flame.
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Cited By (5)

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