JPS6257379B2 - - Google Patents

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JPS6257379B2
JPS6257379B2 JP55042751A JP4275180A JPS6257379B2 JP S6257379 B2 JPS6257379 B2 JP S6257379B2 JP 55042751 A JP55042751 A JP 55042751A JP 4275180 A JP4275180 A JP 4275180A JP S6257379 B2 JPS6257379 B2 JP S6257379B2
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JP
Japan
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gas
cylindrical member
solid particles
reactor
suspension
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JP55042751A
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JPS5662933A (en
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Eteiine Kueno Horu
Yooakishimu Rihitaa Horusuto
Shuuman Juniaa Rainharuto
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Individual
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Publication of JPS6257379B2 publication Critical patent/JPS6257379B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/14—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moving in free vortex flow apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
先ず発明の背景についてのべる。乾式冶金の分
野に於ては、各種のプロセスが固体の粒状物とガ
スとを密閉、高温下で反応させることを必要とす
る。かかる粒状物質とガスの懸濁体を供給する手
段に関しては従来からも種々の提案があるが、高
温雰囲気中へ供給して、ガスと固体間に最良の接
触状態を作り出す様な供給手段となると問題があ
る。かかるプロセスに於ては、高温雰囲気へ短時
間暴露する間に粒状物質とガス間に満足すべき接
触が生じて、十分な反応速度が達成できることが
要求されている。 粒状物質とガスを供給する本手段と方法が用い
られるプロセスのタイプの１例として、硫化鉱の
フラツシユスメルテイングをあげることができ
る。かかるプロセスにあつては、固体の硫化鉱粒
子と酸素含有ガスとが密に混合すると共に、２種
類の該添加物間の反応が迅速に進行することが要
求される。若しかかる硫化鉱を反射炉中でフラツ
シユスメルテイング（精錬）する場合には、炉の
天井と炉中にある熔融物質間の距離が通常３ｍ以
下になるのが普通である。従つて、ガス〜固体〜
液体間の接触が密になつて、原料が熔融浴に達す
る以前に接触面に於て熱と物質移動が最良になる
如く物体を拡げて十分に分散した懸濁体が形成で
きるバーナーを用いて、炉の天井経由で固体硫化
物と酸素含有ガスを供給する必要が生ずる。 粉末状の物質と反応ガスとを反応スペース中で
放物面状の懸濁体にする手段は米国特許No.
4147535に記載されていて、固体物質の落下運動
エネルギーを利用すると共に、固体物質の拡がり
を助長する補助的なガスを供給する水平ジエツト
を時に備えた特別設計のそらせ面（デフレクテイ
ングサーフエイス）を利用している。ここに開示
するプロセスと装着とは固体のもつ運動エネルギ
ーを利用すると共に、特別の辷り表面のために、
粒状物体は側方へ拡がり、反応スペースでガス流
と本質的に直角の角度で遭遇する。 本装置とプロセスにあつては、ガスは接線方向
に導入され、その結果内部の筒状メンバーから放
出される固体はガスの旋回流に伴われて外部の円
柱状メンバーから、その垂直落下速度の1/2より
も大なる接線分散速度で、反応器内に放物面状の
懸濁体を形成しつつ排出される。 次に発明の概要について述べる。ここに述べる
バーナーの構造と、固体粒子とガスの懸濁体を反
応容器中へ供給する方法にあつては、円柱状メン
バーへガスの接線流を導入し、本接線流には円柱
状メンバー内に位置した筒状メンバーから放射さ
れる固体粒子を含ませて、自身のもつ垂直降下速
度の1/2よりは大、好ましくは降下速度よりも大
なる接線方向の分散速度をもつて円柱状メンバー
より物体を運搬するガスを排出させると共に反応
器内に放物面状の懸濁体を形成させる。 バーナー構造としては、内部筒状メンバーを通
してその端末に隣接するコニカルメンバー上へ固
体粒子を供給する手段を備えた内部筒状メンバー
と、これと同軸上にあつてその周囲を取巻く円柱
状メンバーと、外部円柱状メンバーの壁を通して
接線的にガスを導入して内部筒状メンバーから排
出される固体粒子が、内部筒状メンバーと外部の
円柱状メンバー間の旋回ガス流で拾いあげられ
て、外部の円柱状メンバーの端末から放物面状の
懸濁体として排出される如くする手段とから構成
される。円柱状メンバーの排出端末から排出され
るガスは自身の垂直、降下速度の1/2よりも大な
る接線状に分散する速度をもつ。更に別の具体例
にあつては、角度的に片寄つた下部断面を有す
る、ガスの接線状の導入と協力して回転する内部
筒状メンバーを使用する。内部の筒状メンバーと
外部の円柱状メンバー間にできた室中へ接線的に
ガスを導入する好ましい手段は、円柱状メンバー
の周壁を通して本質上これの周囲にあけたスロツ
ト（隙間）と、円柱状メンバーの周囲に配置され
てスロツトと通じ、断面積が連続的に減少する通
路を形成したスパイラル状の管路とから構成され
ている。 本発明を更に詳しく説明する。本バーナーと方
法は、ガス中に固体粒状物質を放物面状に懸濁さ
せる各種のプロセスと一緒に使用できる。 第１，２図に示した通り、本発明の好ましい装
置は同軸的なメンバー３，５と、ガスと固体粒子
をこの中へ供給する手段とからなる。内部の筒状
メンバー３には入口７があつて、ここを通つて固
体粒子９が通常の固体フイーダー（供給機）（図
示せず）又は計量システムから供給され、固体粒
子は筒状メンバー３内を軸方向に下向に通過して
出口１１から排出される。 内部筒状メンバー３と同軸的な外部の円柱状メ
ンバー５にはフランジ１５等で密閉された上端末
が付属しフランジ１５が内部筒状メンバーを支持
する。内部筒状メンバー３と円柱状メンバー５に
は共通軸ａがあり、外部の円柱状メンバー５には
内部筒状メンバー３の開口端１１から軸方向にあ
る距離だけ離れた出口１７を備える。若し希望す
るなら、外部円柱状メンバーの壁にガス入口から
出口端までの間で、垂直軸に対して20゜以内の角
度で傾斜をつけることもできる。円形内壁１３に
ある入口１９からガスを内壁１３経由で外部の円
柱状メンバー５へ接線的に供給する手段は、ガス
源（図示せず）からガスを導入する入口２３をも
つと共に、スパイラル状に外部円柱状メンバー５
の周囲に工作された管路２１から構成される。本
スパイラル管路２１は外壁２５と上下壁２７，２
９とからなり、管路が外部筒状メンバー５と初め
て接触した点から同壁が筒状メンバーを取巻くと
ころまで、壁のサイズは順次減少する。 その結果、管路はガス用の入口１９を除けば断
面積が連続的に減少する閉路を形成する。ガス入
口１９は好ましくは図示する通り外部円柱状メン
バー５の円形壁にあけたスロツト状にして、入口
２３経由で管路２１に供給されたガスは、外部の
円柱状メンバー５へスロツトを通つて接線的に供
給されるようにする。外部の円柱状メンバー５は
室３１で取巻いて、外部の円柱状メンバー５の冷
却用ジヤケツトを構成するのが好ましい。即ち外
部の筒状メンバーに冷却用のチヤンバー壁３３を
離して取つけて水チヤンバーを構成し、冷却室の
壁には密閉した下部端末３５と、冷却用媒体が通
る入口、出口（図示せず）とを備える。 内部筒状メンバー３の内部にはこれと同軸に支
持柱３７があり、内部筒状メンバー３の出口１１
に近い端末にはコニカル状をしたそらせ板（ダイ
バーターメンバー）３９を備える。支持柱３７と
ダイバーターメンバー３９には孔又は開口部４１
をあけるのが好ましい。孔又は開口部は互に通じ
合つて、水その外の冷却媒体を（図示していな
い）源泉から入口４３経由開口部４１に通せば媒
体は支柱とダイバーターメンバーを通つてこれを
冷却する。頂上から底部（ベース）までのコニカ
ルメンバーの傾斜は、内部筒状メンバーの軸に対
して45゜以内の角度にとる。本発明の装置は特に
非鉄固体硫化鉱の浮選精鉱と酸素に富んだガスを
炉内の高温雰囲気中へ放物面状の懸濁体として供
給して、これから金属マツト（〓）を製造するの
に適している。かかるプロセスは1979年12月21日
本出願者中の２名の出願になる特願昭54−167441
号『硫化精鉱の酸素スプリンクル精練法』中に記
載され、該出願の内容は参考として本特許中にも
転載してある。 例えば硫化精鉱の如き好ましくは48メツシユ以
下の粒度をもつ固体粒子９を入口７経由で供給し
て、内部筒状メンバー３を通して軸方向に流す。
固体物質が出口１１を通つて内部筒状メンバー３
を出ると、固体粒子はダイバーターメンバー即ち
コーン３９に接触して迅速に分散される。酵素リ
ツチガスが同時に入口２３経由で管路２１に供給
されると、管路壁２５，２７，２９が構成するス
パイラル路を経由して円形壁１３にあけたスロツ
ト１９から接線状に外部の円柱状メンバー５内へ
噴射されてここを垂直、下向きに降下する。スパ
イラル運動をするガスが出口１１とダイバーター
メンバー３９を通過すれば、ガスには固体粒子９
が懸濁体となつて含まれ、これが垂直降下速度の
1/2よりも大なる速度で接線方向に拡がる結果、
酸素リツチガス中に懸濁した固体粒子は外部円柱
状メンバー５の出口１７から接線状に排出され
る。 外部の円柱状メンバー５の出口１７から排出さ
れた懸濁体はその接線状に分散する速度を垂直降
下速度以上に取るのが好ましく、その結果、懸濁
体は放物面状をした懸濁体となつて排出されるこ
とになる。 水の如き冷却用流体を支持柱３７とダイバータ
ーメンバー３９にあけた開口部４１を通して噴射
することもできる。この場合水は内部筒状メンバ
ー３の面を冷却すると共に、その中の少量を開口
部４５から噴射して、ダイバーターメンバーとそ
の周辺を冷却する。支持柱３７とダイバーターメ
ンバー３９を冷却するこれ以外の手段の具体例を
示したのが第３図である。本図では支持柱とダイ
バーターメンバーはその中にある冷却用流体のチ
ユーブ４７と一体になつていて、冷却用流体のチ
ユーブの開放端末４９はダイバーターメンバー３
９の底部５１から離れている。 図示する通り、冷却用流体、例えば水は冷却流
体用チユーブ４７へ下向に供給されて端末４９か
ら流出し、一部は開口部４５を通過、残部は上昇
して冷却流体用チユーブ４７と支持柱３７の内壁
間のチヤンネルから排出される。或間隔をおいた
壁５３，５５とその間にいれた隔離板５７からな
る内部筒状メンバー３を冷却する手段も取りつけ
てあつて、このとき隔離板は壁５３，５５を接続
する端末板５９の少し上部までとする。冷却用流
体は壁５３と隔離板５７間に噴射して、隔離板５
７と外壁５５の間から排出させる。 更に外部柱状メンバー５用の冷却媒体を、例え
ば６１なる開口部から下方に、隔離板６３を一廻
りして噴射し、間隙口６５から排出させて同じく
冷却を行う。 又ある場合には、内部筒状メンバー３又は支持
柱３７をダイバーターメンバー３９と一緒に、又
は両方を別々に振動させて固体粒子が内部筒状メ
ンバー経由で流動するのを援助してやるのが好ま
しいこともある。この場合振動は通常の振動手段
を用いて発生させる。 第４図に示した具体例にあつては、支持柱、ダ
イバーターメンバーを省略して、内部の筒状メン
バーが固体粉末を供給する目的で回転する如く配
置してある。図に於て、装置７１は内部筒状メン
バー７３と外部の円柱状メンバー７５とからな
る。内部筒状メンバー７３には入口７７があつ
て、ここへ粒状固体がフイーダー（図示せず）か
ら入り、出口７９から排出される。本具体例にあ
つては、内部筒状メンバーの出口端末部８１を内
部筒状メンバー８３の残余部の中心軸から偏心さ
せて、出口端末部が外部円柱状メンバー７５の円
形内壁８５の方へのびる如くする。かかる偏心配
置の程度は、垂直軸に対して20゜以内の鋭角が生
ずるのを限度とし、角度の偏位を約15゜以内にと
るのが好ましい。筒状メンバー７３は回転自在に
外部円柱状メンバーの密閉端末８７の内部にベア
リング８９で支持される。ベアリングのために、
内部筒状メンバー７３は任意の手段（図示せず）
で回転が可能になる。 ガスは断面積が順次縮少したスパイラル形状の
管路とつらなる円形内壁８５とスロツト９１経由
で導入されることは先にのべた具体例通りであ
り、外部の円柱状メンバーは内部筒状メンバー７
３の出口端７９から軸方向に離れた出口端９５を
備える。冷却用の目的で外部の円柱状メンバー７
５には一定間隔をおいて外壁１０１をつけ、外壁
１０１と内壁８５が形成するチヤンバー内には隔
離板１０３をもうける。又例えば１０５の如き入
口と、１０７の如き出口を冷却媒体用として取り
つける。内部筒状メンバー７３は自身の冷却用と
して互に隔つた壁１０９，１１１と、その中に隔
離板１１３を取りつければ、冷媒が両壁間に流れ
ることは第３図の内部筒状メンバーについてのべ
た通りである。 本バーナーの内部筒状メンバーと外部円柱状メ
ンバーの壁を冷却する流体としては水が好まし
い。反応器内へ噴射するために、ダイバーターメ
ンバー３９へ通す冷却流体には水、空気、窒素或
は反応器内に二酸化硫黄の覆囲気が存在する場合
には、二酸化硫黄等を使用する。冷却用流体をコ
ニカルメンバー経由でバーナー排気の領域とその
下部へ噴射することは、その領域の冷却に大変有
効である。 第５図は従来法のバーナーとスプリンクルバー
ナー下でのスラグ面上の同等のマスク分布を表わ
すもので、２０１は従来法のバーナー位置、２０
２はシヤフト炉の天井、２０３はスプリンクルバ
ーナー位置、２０４は反射炉の天井、２０５は従
来法のマス分布、２０６はスプリンクルバーナー
のマス分布、２０７はスラグ面であり、垂直方向
のガス速度はＶ＝30ｍ／ｓ、接線方向のガス速度
はＶ＝50ｍ／ｓである。 第５図に示す通り、本発明のスプリンクラーバ
ーナーは米国特許No.4147535のバーナーにくらべ
て、スラツグ上のバーナーの排出位置が低い場合
でも、反応器内のスラツグ表面へ粒子と均一且広
範囲に分散させることができる。この主たる改良
は粒子を分散させるのに特別設計の突起物（ホー
ン）を使用せずに、燃焼ガスの接線的速度を高め
ることで達成されている。ガス中に懸濁した固体
粒子を放物面状に反応空間（スペース）へ供給す
る本法は、ガス〜固体〜液体間で熱と物質（マ
ス）移動が効率よく行われるために、多数のプロ
セスに最適である。先にのべた通り、本法は特に
銅、ニツケル、コバルト及び鉛又はかかる硫化物
の混合物等の金属を含む硫化物鉱の精錬に特に適
している。 本法は又硫化物等の粒子のフラツシユメルテイ
ング、ニツケル−コバルト含有スラツグの精錬と
還元等のスラツグ処理、コバルト、銅、鉄、マグ
ネシウム、錫及び亜鉛等の酸化物のフラツシユ還
元、モリブデナイト等の硫化鉱のフラツシユ焙焼
に有効である。 本法を採用することにより、ガス中に懸濁した
固体粒子を反応器に供給して固体粒子を接線状に
広範囲に分散させると共に、重力効果によつて固
体粒子を放物面状に懸濁させることができる。本
法にあつては、固体粒子は垂直に配置された筒状
メンバーへ供給され、筒状メンバーとこれを取巻
く同軸の外部円柱状メンバー間に生じたスペース
中へ接線状にガスを指向することでこれから接線
状に分散させられる。ガスが円形を描きつつ下向
にこのスペースを降下するにつれ、内部の筒状メ
ンバーから放出された固体はガス中へ随伴され
て、固体粒子は懸濁体となり、この懸濁体は次に
外部の円柱状メンバーから垂直降下速度の1/2よ
りも大なる接線状の分散速度で排出される。懸濁
液を含むガスは垂直、降下速度よりも大なる接線
状の分散速度で円柱状メンバーから排出されるよ
うにするのが好ましい。接線状のガス速度がもつ
顕著な効果は内部筒状メンバーの出口近傍に負圧
が生じて、その結果固体の流出が助長されるにあ
る。 バーナーの排出端に於ける接線速度と垂直降下
速度には、円柱状メンバー内で可燃物質の燃焼が
防止できるだけの十分な速度を必要とする。第５
図に例示した通り、本装置と方法を使用すること
により、粒子へ暴露された表面の単位面積当りの
粒子、例えばスラツグの物質分布が極度に均一に
なる。 例えば反射炉にあつては、スラツグ層が円柱状
メンバーの排出端末下にあること３ｍ以内であつ
ても、接線的な分散速度と垂直降下速度は十分に
大きくなつて、スラツグ層上での物質分布の偏差
は、スラツグ表面上の直径４ｍ以上の円内で２〜
１以下である。従つてヘツドルーム（頭と天井の
距離）に制限がある場合でも、反応物質のガス〜
液体〜固体間の接触特に広領域での粒子の分散と
混合が可能になる。 本装置と方法の有用性を示す実施例を次に掲げ
る。 実施例 銅精鉱のフラツシユスメルテイングに本法を応
用した実施例の記載には次の常数が使用してあ
る。 精鉱分析（乾燥）＝29.5％Cu、26.0％Fe、31.0％
Ｓ、８％SiO2、5.4％酸化物、0.1％H2O、スラ
ツグ組成：38.3％SiO2、 温度：スラツグとマツト＝1200℃（2200〓）、排
ガス＝1260℃（2300〓） 熔剤（フラツクス）分析（乾燥）＝81.5％SiO2 供給した全物質の温度：25℃（77〓） 市販酸素＝98％O2、２％N2（100％反応） 供給割合＝1350t・精鉱／日 熱損割合＝518000Btu／分 空気の侵入割合＝2500SCFM（侵入空気中の75％
の酸素が反応） 石炭分析（受領品）＝61.0％Ｃ、4.5％H2、5.0％
Ｓ、19.5％灰、10.0％H2O、発熱量11300Btu／
lb 石灰は0.10％H2Oまで乾燥した。 熱損と侵入空気量は３個のバーナーに平均に分
割した。 第１図で例示したバーナーと本発明の方法を使
用した。即ち先にあげた同時係属出願中の特願昭
54−167411号の通り反射炉の天井内にかゝるバー
ナー３個を配置し、上記銅精鉱を1350t／日の割
合（３個のバーナーの夫々に１日当り450tの精
鉱）で供給した。２個のバーナー（＃１と＃２）
はスメルテイング用に熔剤を用いず（オートジー
ナス）に作動させ、他方炉（＃３）のガス出口端
に最も近いバーナーは石炭添加の条件下に作動さ
せた。操作の物質収支は精鉱45.4Kg（100lb当り
次の通りになつた。
【表】 発生した全般に亘つてのマツト組成は50.8％
Cuであつた。操作で発生する全般に亘つてのガ
ス組成は次の通り（重量％）、70.1％SO2、1.3％
O2、17.6％N2、1.9％H2O、9.1％CO2である。３
個の夫々のバーナー当り１日精鉱450tの上記の場
合につき精鉱45.4Kg／100lb）当りのエネルギー
収支（Btu）を求めれば次の通り、
【表】 本操作に対するプロセス燃料当量値（PFE）
(1)は次の第１表から計算できる。 (1) H.H.Kellogg and J.M.Henderson、“銅の硫
化物精鉱でのエネルギヤ使用”。銅の抽出冶
金、J.C.Yannapoulos and J.C.Agarwal.Eds.
TMS−AIME、Port City Press、Baltimore、
1976、Vol.I、PP.376−415
【表】 実施例 実施例で掲げた常数を用い、本発明のバーナ
ーと方法を使用する１例として、上述の銅精鉱を
スプリングクラーバーナーで精錬して次の物質収
支をえた。１日当りのフラツシユ精錬量は450t・
精鉱／日、フラツクスを使用せず生成したマツト
の銅含量は61％であつた。 基礎：100ポンド精鉱 入 量 精 鉱 100lb 侵入空気 10.8lb 石 炭 0lb 市販酸素 23.4lb 熔剤（フラツクス） 15.0lb 合 計 149.2lb 出 量 マツト（61％Cu） 48.4lb ガ ス 48.3lb スラツグ 52.5lb 合 計 149.2lb 発生したガスは次の分析値（重量％）を示す。
81.8％SO2、1.2％O2、16.8％N2、0.2％H2O 実施例 実施例で掲げた常数を用い、本発明のバーナ
ーと方法を使用する１例として、上記の銅精鉱を
スプリンクラーバーナーで精錬して次の物質収支
を得た。１日当りのフラツシユ精錬量は450t・精
鉱／日、生成したマツトの銅含量は38％であつ
た。 基礎：精鉱100ポンド 入 量 精 鉱 100lb 侵入空気 10.8lb 石 炭 4.8lb 市販酸素 18.6lb フラツクス ０ 合 計 134.2lb 出 量 マツト（38％Cu） 77.9lb ガ ス 42.0lb スラツグ 14.3lb 合 計 134.2lb 発生したガスは次の分析値（重量％）を示す
43.4％SO2、1.4％O2、19.2％N2、5.8％H2O、30.2
％CO2 実施例 モリブデナイト（MoS2）精鉱を水冷却した反応
器中で空気を用い、675℃でスプリンクル焙焼
し、フラツシユ酸化して酸化モリブデン
（MoO3）〓焼物とSO2が５％以上のガスを得た。 実施例 低硫黄の酸化亜鉛〓焼物に低硫黄の木炭とフラ
ツクスを混じてから、1350℃で酸素によりスプリ
ンクルスメルテイングを行い亜鉛蒸気に還元し
て、亜鉛蒸気、スラツグ及び一酸化炭素リツチガ
ス（CO／CO2＝３より大）を作つた。 実施例 マグネタイト精鉱（68％Fe）を第１段の回転
炉中で、第２段操作からくるリサイクルガス（循
環ガス）（CO2／CO＝2.4）を燃焼させて925℃に
加熱する。予熱されたFe3O4はFeOまで流動炉中
825℃で第３段の操作からくるリサイクルガス
（CO2／CO＝１）で還元する。FeOは微粉炭とフ
ラツクスを混じて、酸素スプリンクルスメルテイ
ングにかけ、1600℃で鋳鉄（4.5％Ｃ）まで還元
する。 これらの実施例から明らかになる通り、スプリ
ンクラーバーナーと本発明の方法は各種の固体と
ガス間の反応に使用できる。本バーナーでは粒子
とガス間の比較速度が高いために混合とこすり合
わす作用が密に行われて、熱と物質移動の勝れた
新しい単位操作（ユニツトオペレーシヨン）への
基礎を提供する。混合物の供給点と反応器中の表
面、例えばスラツグ間に反応スペースの制限があ
る反応器では、スプリンクラーバーナーの使用に
より、従来法にくらべて、容積の大きい放物面状
の懸濁体が生成する。かかる固体とガスの混合物
を広範囲に分散させたり、反応時間を延長させた
い場合には更に本法の応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のプロセスを実施するために使
用する本発明のバーナーを示す構成図。第２図は
第１図のバーナを示す平面図で、バーナーの外部
円柱状メンバーの外壁を通してガスを供給する管
路をより詳細に示す。第３図は第１図類似バーナ
ーの断面図。コーンメンバー（円錐）、内部筒状
メンバー及び外部の円柱状メンバーの冷却手段を
示す。第４図は本発明のバーナーの断面図で、粒
状固体を供給するための回転可能な内部筒状メン
バーの使用を示す。第５図は物質（マス）分布の
測定値で、従来法にくらべて本発明の方法が面上
で勝れた、均一な物質分布を示す状況を表す。 ３……内部の筒状メンバー、５……外部の円柱
状メンバー、７……入口、９……固体粒子、１１
……出口（開口端）、１３……円形内壁、１５…
…フランジ、ａ……共通軸、１７……出口、１９
……ガス入口、２１……スパイラル管路、２３…
…入口、２５……外壁、２７……上壁、２９……
下壁、３１……室、３３……冷却用チヤンバー
壁、３５……下部端末、３７……支持柱、３９…
…そらせ板（ダイバーターメンバー）、４１……
開口部、４３……入口、４５……開口部、４７…
…チユーブ、４９……開放端末、５１……ダイバ
ーターメンバーの底部、５３，５５……壁、５７
……隔離板、５９……端末板、６１……開口部、
６３……隔離板、６５……間隙口、７１……装
置、７３……内部筒状メンバー、７５……外部円
柱状メンバー、７７……入口、７９……出口、８
１……出口端末部、８３……内部筒状メンバー、
８５……円形内壁、８７……密閉端末、８９……
ベアリング、９１……スロツト、９５……出口
端、１０１……外壁、１０３……隔離板、１０５
……入口、１０７……出口、１０９，１１１……
壁、１１３……隔離板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素フラツシユスメルテイングにおいて、 (a) 固体の入口端と出口端をもつ内部の筒状メン
    バーと、 (b) 内部の筒状メンバーの入口端を経由して固体
    粒子を供給し、軸方向に通過後出口端から排出
    する手段と、 (c) 円形の壁、密閉した端末、出口端末及び両端
    末の中間で円形壁上にあけたガス入口とを備え
    る外部の円柱状メンバーが、内部の筒状メンバ
    ーの出口が外部の円柱状メンバーのガス入口と
    出口端との中間に位置する如く内部筒状メンバ
    ーの周囲に同軸的に配置された外部の円柱状メ
    ンバーと、 (d) 本質的に円形壁の周囲に配置された内柱状メ
    ンバーへ接線的にガスを供給することでガスは
    円形壁の内部にできた周辺へ指向されて出口へ
    向い、内部筒状メンバーの出口から排出される
    固体粒子はそのガス中に懸濁し、ガスは円柱状
    メンバーの出口端末から垂直降下速度の1/2よ
    りも大なる接線状の分散速度で排出される如き
    管路から構成される、円形壁のガス入口経由で
    ガスを接線状に供給する手段と、からなること
    を特徴とする、固体粒子とガスを反応器中へ下
    向きに、放物面状の懸濁体として供給して、ガ
    ス〜固体間の接触を良好ならしめると共に、反
    応器中に於て粒状体とガス間の反応を混合によ
    つて迅速ならしめて、粒子を均一且つ広範囲に
    反応器中で分散させる装置。 ２ コニカル状のメンバーを内部の筒状メンバー
    に隣接して同軸上に配置し、本コニカルメンバー
    の頂上を少くとも内部筒状メンバーの内部に位置
    させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載した固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の
    懸濁体として供給する装置。 ３ 本コニカルメンバーが頂上から底部まで内部
    筒状メンバーの軸に対して45゜以内の傾斜をもつ
    コーン（円錐）であることを特徴とする特許請求
    の範囲第２項に記載した固体粒子とガスを反応器
    中へ放物面状の懸濁体として供給する装置。 ４ 内部の筒状メンバーと同軸な支持柱が、コニ
    カルメンバーを内部筒状メンバーの出口に隣接し
    た位置に支持することを特徴とする特許請求の範
    囲第２項に記載した固体粒子とガスを反応器中へ
    放物面状の懸濁体として供給する装置。 ５ 前記コニカルメンバーが内部の筒状メンンバ
    ーより小なる直径をもち、筒状メンバーを通して
    引つこむようになつたことを特徴とする特許請求
    の範囲第４項に記載した固体粒子とガスを反応器
    中へ放物面状の懸濁体として供給する装置。 ６ コニカルメンバーが外部の円柱状メンバー中
    に収容されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第２項に記載した固体粒子とガスを反応器中へ
    放物面状の懸濁体として供給する装置。 ７ 支持柱とコニカルメンバーが夫々中空であつ
    て、それらの中空部が互に通じあつていることを
    特徴とする特許請求の範囲第４項に記載した固体
    粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体として
    供給する装置。 ８ 前記中空部に冷却用流体を通ずる手段を備え
    たことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
    した固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁
    体として供給する装置。 ９ 前記中空部からの冷却用流体がコニカルメン
    バー底部経由で反応器中へ下向に噴射されること
    を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載した固
    体粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体とし
    て供給する装置。 １０ 冷却用流体を水、空気、窒素及び二酸化硫
    黄からなるグループから選定したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項に記載した固体粒子とガ
    スを反応器中へ放物面状の懸濁体として供給する
    装置。 １１ 内部の筒状メンバー、円柱状メンバー及び
    支持柱が全て同軸上にあることを特徴とする特許
    請求の範囲第１０項に記載した固体粒子とガスを
    反応器中へ放物面状の懸濁体として供給する装
    置。 １２ 管路が円柱状メンバーの周囲をスパイラル
    状に取巻いた管路からなることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項に記載した固体粒子とガスを反
    応器中へ放物面状の懸濁体として供給する装置。 １３ 管路が外部、上部及び下部壁と内部の筒状
    メンバーから構成された通路と連絡したガス入口
    からなり、この壁が外部の円柱状メンバーと初め
    て接触した点から、この最初の接触点に隣接する
    点までその巾を減じつつ連続的に減少した断面積
    を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
    ２項に記載した、固体粒子とガスを反応器中へ放
    物面状の懸濁体として供給する装置。 １４ 外部の円柱状メンバーの円形壁にあるガス
    入口が、本質的には完全に前記円形壁を取巻いて
    前記通路と連絡したスロツトからなることを特徴
    とする特許請求の範囲第１３項に記載した、固体
    粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体として
    供給する装置。 １５ 冷却室が円柱状メンバー内に取りつけられ
    ると共に、冷却用流体を該室内へ通す手段を備え
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    した、固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸
    濁体として供給する装置。 １６ 冷却室が内部管状メンバー内に取りつけら
    れると共に、冷却用流体を該室内へ通す手段を備
    えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載した固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸
    濁体として供給する装置。 １７ 内部の筒状メンバーが外部円柱状メンバー
    の軸のまわりに回転自在に据え付けられたことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した固体
    粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体として
    供給する装置。 １８ 内部の筒状メンバーが円柱状メンバーと同
    軸な同軸断面からなり、出口端末断面が円柱状メ
    ンバーの円形壁まで、円柱状メンバーの軸に対し
    て鋭角の角関係でのびたことを特徴とする特許請
    求の範囲第１７項に記載した固体粒子とガスを反
    応器中へ放物面状の懸濁体として供給する装置。 １９ 鋭角の角関係が円柱状メンバーの垂直軸に
    対し20゜以内の角で規定されたことを特徴とする
    特許請求の範囲第１８項に記載した固体粒子とガ
    スを反応器中へ放物面状の懸濁体として供給する
    装置。 ２０ 酸素フラツシユスメルテイングにおいて、 (a) 固体の入口端と出口端をもつ内部の筒状メン
    バーと、 (b) 内部の筒状メンバーの入口端を経由して固体
    粒子を供給し、軸方向に通過後に出口端から排
    出する手段と、 (c) 外部の円柱状メンバーは内部の筒状メンバー
    と同軸で、円形壁、密閉端末と排出端末及び両
    端末の中間で本質上壁の周囲にわたりスロツト
    から構成されるガス入口を周壁上に備え、更に
    内部筒状メンバーの出口が円柱状メンバーのガ
    スの出入口の中間に位置する如く、内部筒状メ
    ンバーの周囲に配置された円柱状メンバーと、 (d) 内部の筒状メンバーと同軸上にある支持柱が
    その端末に内部筒状メンバーの出口に隣接して
    コニカルメンバーを備え、該コニカルメンバー
    の頂上が少くとも内部の筒状メンバー内にある
    支持柱と、 (e) 円柱状メンバーの円形壁にあけたスロツト経
    由でガスを供給する手段が円柱状メンバーの周
    囲をつつむスパイラル状の管路からなり、円柱
    状メンバーへガスを接線状に供給して円形壁の
    内部周辺に沿つて排気口へ指向させ、内部筒状
    メンバーの出口から排出されてコニカルメンバ
    ーに衝突する固体粒子がガス中に懸濁し、次で
    本ガスが円柱状メンバーの出口から、その中を
    垂直降下する速度の1/2よりも大なる分散速度
    で接線的に排出される如き手段とからなること
    を特徴とする、固体粒子とガスを下向に反応器
    中へ放物面状の懸濁体として供給してガス〜固
    体接触を効率よく行わせ、反応器中では粒状物
    質とガス間の反応を混合によつて迅速に行うと
    共に、粒子を均一、広範囲に反応器内に分散す
    る装置。 ２１ 円柱状メンバーが垂直に対し20゜以内の角
    度で傾斜した円形断面の壁を備えることを特徴と
    する特許請求の範囲第２０項に記載した固体粒子
    とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体として供給
    する装置。 ２２ 円柱状メンバーの排出端から該円柱状メン
    バー内で可燃物の発火を防止するのに十分な速度
    でガスを排出する手段を取りつけたことを特徴と
    する特許請求の範囲第２０項に記載した固体粒子
    とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体として供給
    する装置。 ２３ 排出ガスの接線状に分散する速度が垂直降
    下速度より大なることを特徴とする特許請求の範
    囲第２０項に記載した固体粒子とガスを反応器中
    へ放物面状の懸濁体として供給する装置。 ２４ 生ずる接線状に分散する速度と垂直降下速
    度が、固体粒子を処理する表面の単位面積当りの
    粒子の物質（マス）分散の偏差が、円柱状メンバ
    ーの排出端の下方約３ｍの表面上、直径が４ｍ以
    上の円内で２〜１以下になる如く選定されたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第２０項に記載した
    固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体と
    して供給する装置。 ２５ ガスが空気であることを特徴とする特許請
    求の範囲第２０項に記載した固体粒子とガスを反
    応器中へ放物面状の懸濁体として供給する装置。 ２６ ガスが空気の酸素含量より高い酸素を含有
    することを特徴とする特許請求の範囲第２０項に
    記載した固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の
    懸濁体として供給する装置。 ２７ ガスの酸素含量が少くとも80％酸素である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２０項に記載
    した固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁
    体として供給する装置。 ２８ 内部の筒状メンバーを振動させる手段を備
    えることを特徴とする特許請求の範囲第２０項に
    記載した固体粒子とガスを反応器中へ放物面状の
    懸濁体として供給する装置。 ２９ 支持柱を振動させる手段を備えることを特
    徴とする特許請求の範囲第２０項に記載した固体
    粒子とガスを反応器中へ放物面状の懸濁体として
    供給する装置。 ３０ 酸素フラツシユスメルテイングにおいて、
    ガス中の固体粒子を反応器中へ放物面状の懸濁体
    として供給するに当り、固体粒子を垂直筒状メン
    バー経由で供給分散する方法に於て、筒状メンバ
    ーとこれを同軸の外部円柱状メンバー間へ接線状
    にガスを指向して、中央の筒状メンバーから放射
    される固体粒子を本ガス中へ懸濁させ、外部円柱
    状メンバーから垂直降下速度の1/2よりも大なる
    接線分散速度で排出することを特徴とする改良
    法。 ３１ ガスが外部円柱状メンバーから垂直降下速
    度よりも大なる接線分散速度で排出されることを
    特徴とする特許請求の範囲第３０項に記載したガ
    ス中の固体粒子を反応器中へ放物面状の懸濁体と
    して供給する方法。 ３２ ガスを筒状メンバーとこれと同軸の外部円
    柱状メンバーの中間へ本質的には外部円柱状メン
    バーの周囲に形成されたスロツトを通じて接線状
    に指向することを特徴とする特許請求の範囲第３
    １項に記載したガス中の固体粒子を反応器中へ放
    物面状の懸濁体として供給する方法。 ３３ ガスはスロツトと、該スロツトとつながり
    外部円柱状メンバーと接触する管路経由で供給さ
    れ、該管路には外壁と上下壁があつて、これらの
    壁は外部の円柱状メンバーと最初に接触する点か
    らこの最初の接触点に隣接する点まで巾を減じつ
    つ、スロツトを除いて断面積が連続的に減少する
    閉通路を構成することを特徴とする特許請求の範
    囲第３２項に記載したガス中の固体粒子を反応器
    中へ放物面状の懸濁体として供給する方法。 ３４ 固体粒子が放出される点に隣接してダイバ
    ーターメンバーを配置し、その周辺領域を冷却す
    る目的でダイバーターメンバーに冷却用媒体を通
    ずることを特徴とする特許請求の範囲第３０項に
    記載したガス中の固体粒子を反応器中へ放物面状
    の懸濁体として供給する方法。 ３５ 固体粒子が非鉄金属の硫化物からなり、ガ
    スが酸素リツチガスからなることを特徴とする特
    許請求の範囲第３０項に記載したガス中の固体粒
    子を反応器中へ放物面状の懸濁体として供給する
    方法。 ３６ 固体粒子が石炭で、金属酸化物がコバル
    ト、銅、鉄、鉛、マグネシウム、錫及び亜鉛の酸
    化物からなるグループから選定した酸化金属であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第３０項に記
    載した酸素リツチガス中の固体粒子を反応器中へ
    放物面状の懸濁体として供給する方法。
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