JPH10325532A - 粉粒体の溶融方法及び装置 - Google Patents
粉粒体の溶融方法及び装置Info
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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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- 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
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/108—Burned or pyrolised refuse involving a melting step
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- 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
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Air Supply (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
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。
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。
Description
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】 本発明の一形態例を示す系統図である。
【図２】 本発明の他の形態例を示す系統図である。
【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。
面図である。
【図４】 同じく概略側面図である。
【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。
給量とガラス化率との関係を示す図である。
【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。
である。
【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。
給量と残留塩素濃度との関係を示す図である。
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
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
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
Claims (7)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13676297A JPH10325532A (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 粉粒体の溶融方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13676297A JPH10325532A (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 粉粒体の溶融方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325532A true JPH10325532A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15182922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13676297A Pending JPH10325532A (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 粉粒体の溶融方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10325532A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008146373A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-12 | 大陽日酸株式会社 | 無機質球状化粒子製造用バーナ |
| JP2013198856A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状化粒子製造装置及び球状化粒子製造方法 |
| JP2013198857A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状化粒子製造装置及び球状化粒子製造方法 |
| JP2013202603A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状化粒子製造装置及び球状化粒子製造方法 |
| JP2016129880A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 大陽日酸株式会社 | 無機質球状化粒子製造装置、及び無機質球状化粒子製造方法 |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP13676297A patent/JPH10325532A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008146373A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-12 | 大陽日酸株式会社 | 無機質球状化粒子製造用バーナ |
| US8393892B2 (en) | 2007-05-30 | 2013-03-12 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Burner for production of inorganic spheroidized particle |
| JP2013198856A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状化粒子製造装置及び球状化粒子製造方法 |
| JP2013198857A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状化粒子製造装置及び球状化粒子製造方法 |
| JP2013202603A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状化粒子製造装置及び球状化粒子製造方法 |
| JP2016129880A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 大陽日酸株式会社 | 無機質球状化粒子製造装置、及び無機質球状化粒子製造方法 |
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