(57)【要約】      （修正有）【課題】回転キルン炉によって原材料を加熱・焼成処理する際に、原材料の積層過多による不完全燃焼を防止して、充分かつ均一な加熱・焼成処理ができる回転キルン炉を提供する。【解決手段】回転キルン炉７の回転胴が、複数の略円柱状の管部から構成される管部束体１４aで形成され、管部束体は内側から加熱するための加熱手段１１ｂを収容するための回転胴内空洞Ｖを併せて有しており、この空洞Ｖ内に設けた加熱手段１１ｂによる間接的内側加熱と、管部束体の外側に設けた加熱手段１１ａによる間接的外側加熱の２種類の加熱方法を併用することにより、管部束体の各管部内に分散投入した原材料１を効率よく加熱・焼成することができる。【選択図】図１１
2008116190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に回転胴を備えた、片側から投入した原材料を焼成する回転キルン炉であって、該回転胴が、原材料がその内部を通過する複数の管部から構成され、該複数の管部は該回転胴の外周部をなす管部束体を形成し、同時に回転胴を内側から加熱するための加熱手段を収容するための回転胴内空洞部を形成する回転キルン炉。
【請求項２】
内部に回転胴を備えた、片側から投入した原材料を焼成する回転キルン炉であって、該回転胴が、原材料がその内部を通過する複数の管部から構成され、該管部はその内部を隔壁によってさらに複数の区分室に分割するための多分割用隔壁構造部を少なくとも１個以上有し、さらに該複数の管部は、該回転胴の外周部をなす管部束体を形成する回転キルン炉。
【請求項３】
前記管部がその内部を隔壁によってさらに複数の区分室に分割するための多分割用隔壁構造部を、少なくとも１個以上有する請求項１記載の回転キルン炉。
【請求項４】
前記多分割用隔壁構造部が、該管部の断面略中心から外郭方向に放射状に設けた複数の隔壁を有しており、該隔壁と管部の管壁によって複数の区分室に該管部内が分割され、かつ該区分室の断面形状が略合同である請求項２または３記載の回転キルン炉。
【請求項５】
前記管部の内壁および／または前記多分割用隔壁構造部の隔壁に、掻揚げ板を備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の回転キルン炉。
【請求項６】
前記管部の断面形状が、略円状、略楕円状または略多角形状である請求項１から５のいずれか一項に記載の回転キルン炉。
【請求項７】
前記管部の外径が、前記管部束体の断面外径の１/８〜１/２である請求項１から６のいずれか一項に記載の回転キルン炉。
【請求項８】
前記管部が、多分割用隔壁構造部の原材料の投入方向側に多分割用隔壁構造部無部分があるように多分割用隔壁構造部を有する請求項３から７のいずれか一項に記載の回転キルン炉。
【請求項９】
前記管部が、前記多分割用隔壁構造部の原材料の投入方向とは反対側に、第２の多分割用隔壁構造部無部分及び第２の多分割用隔壁構造部を組み合わせた少なくとも１組をさらに有した管部である請求項８記載の回転キルン炉。
【請求項１０】
前記多分割用隔壁構造部が、管部内に従動回転式多分割用仕切を挿入することにより形成される請求項２から９のいずれか一項記載の回転キルン炉。
【請求項１１】
前記従動回転式多分割用仕切が、仕切板部の先端部近傍に堰き止め部材を備えた構造である請求項１０記載の回転キルン炉。
【請求項１２】
前記管部の多分割用隔壁構造部を構成する隔壁板材が、穴明き金属板である請求項２から１１のいずれか一項記載の回転キルン炉。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の回転キルン炉に、該回転キルン炉への空気導入手段として、該回転キルン炉の原材料供給口側の一端周辺に排気手段をさらに備えてなる、回転キルン炉を備えた熱処理装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の回転キルン炉に、供給される原材料を間接的に加熱・焼成処理する加熱手段をさらに備えてなる回転キルン炉を備えた熱処理装置。
【請求項１５】
前記加熱手段を２つ備えてなり、第１の加熱手段が回転キルン炉の回転胴を構成する前記管部束体の外側から加熱する加熱手段であり、第２の加熱手段が前記管部束体内側の前記回転胴内空洞部から加熱する加熱手段である請求項１４記載の回転キルン炉を備えた熱処理装置。
【請求項１６】
回転キルン炉に供給される原材料を、該原材料の直径または長さが２〜３０ｍｍに造粒成形する手段をさらに備えてなる請求項１１から１５のいずれか一項に記載の回転キルン炉を備えた熱処理装置。
【請求項１７】
前記回転キルン炉に供給される原材料が、製紙スラッジである請求項１１から１６のいずれか一項記載の回転キルン炉を備えた熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に回転胴を備え、回転胴に投入した原材料を加熱・焼成処理する連続式、またはバッチ式の回転キルン炉およびそのキルン炉を備えた熱処理装置に関する。原材料としては特にスラッジ、中でも製紙工場から排出される各種スラッジ類（総称：製紙スラッジ）が好適に用いられ、前記製紙スラッジが含有する無機粒子成分を回収し、塗工紙用顔料や製紙用填料として再生有効利用することに適している。
【背景技術】
【０００２】
回転キルン炉（ロータリーキルンとも呼ばれる）は、回転胴（炉心管とも呼ばれる）の内に原材料を供給し、原材料の加熱、乾燥、焼成を行う装置である。この回転キルン炉の回転胴は一般的に筒型形状を有しているが、加熱・焼成処理のために回転胴内に投入された原材料が、回転胴内の下底部に積層・堆積して混ざり難くなるために、原材料を均一に加熱・焼成処理できない問題や、充分に加熱・焼成処理できないなどの問題を有していた。
【０００３】
前記のような回転キルン炉における原材料の加熱・焼成処理の不均一、および不充分の問題に対して、原材料を攪拌する各種方法として、キルンの回転胴内に掻き揚げ板（リフターとも呼ばれる）を設けて回転胴内の原材料を攪拌する方法が特許文献１、２、および３に紹介されている。また、キルンの回転胴内に可動式の攪拌羽根を導入して回転胴内の原材料を攪拌する方法が特許文献４に紹介されている。また、キルンの回転胴の全体断面形状を楕円形、三角形などの円形とは異なる形状にする方法が特許文献５に提案されている。
【０００４】
また、キルンの回転胴内に投入された原材料の積層・堆積を軽減する各種方法として、回転胴の断面形状が３分割、４分割、６分割などに分割されるように隔壁状直板によって回転胴内を仕切る方法が特許文献６、７、８に紹介されている。また、キルンの回転胴内に複数の小型円筒管を導入して、回転胴内を多胴型にする方法が特許文献９および１０に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】実開昭５３−０７７９４４号公報
【特許文献２】実開昭５６−００３３９８号公報
【特許文献３】特開昭５９−１９３１２３号公報
【特許文献４】特開２００５−２８１０６９号公報
【特許文献５】特開２００３−１２０９１０号公報
【特許文献６】実公昭４９−０２１２２３号公報
【特許文献７】特開２００１−３１１５８３号公報
【特許文献８】特許８９１８１号公報
【特許文献９】実開昭５２−０８００４６号公報
【特許文献１０】特開平０３−０９５３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先に説明したように、回転キルン炉の加熱・焼成状態の改善に対して、原材料を均等に加熱するための各種の攪拌方法が提案されているが、これらの方法では、回転胴内部の攪拌などによって原材料を均等に加熱することはできるものの、原材料はキルンの回転胴内の下底部に積層・堆積する。このような状態を図１、および図２に例示した。このうち、図１は、従来使用されている回転キルン炉の回転胴の一例として、単一の略円柱状の管部で構成される回転胴２の断面図であり、回転胴２内に粒子状の原材料１、１・・・が投入され、回転胴２の下底部に積層・堆積した状態を示す概念図である。また、図２（ａ）は、従来使用されている回転キルン炉の一例として、複数の略円柱状の管部４、４・・・が管部固定部材３ａによって束ねられて構成される管部束体の断面図であり、図２（ｂ）は、管部束体の管部４、４・・・内に粒子状の原材料１、１・・・が投入され、管部４、４・・・の下底部に積層・堆積した状態を示す概念図である。
【０００７】
図１、および図２（ｂ）に例示したように、従来の回転キルン炉においては、回転胴２内、および管部束体の管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・が回転胴２、および管部４、４・・・のそれぞれの下底部の左隅に多く堆積していることがわかる。このように原材料１、１・・・が偏在する理由は、回転胴２または管部４、４・・・に対して投入される原材料１、１・・・の量が多いために原材料１、１・・・が積層・堆積することに加えて、回転胴２、および管部４、４・・・から構成される管部束体が矢印Ａ方向に回転しているためである。このような原材料１、１・・・の積層・堆積状態のために、有機成分を含有する原材料を加熱・焼成処理する場合には、積層・堆積した層底部の原材料まで、有機成分が燃焼するための空気（酸素）が行き渡らずに不完全燃焼が生じ、未燃カーボン（煤）が多く、白色度の低い加熱・焼成処理物しか得られない問題があった。
【０００８】
また前記のように、有機成分を含有する原材料の加熱・焼成処理においては、原材料の積層による不完全燃焼が生じることから、白色度の高い高品質な加熱・焼成処理物を得るためには、キルンの回転胴内への原材料の投入量を大幅に少なくして原材料の積層を抑えることや、他方、大量の原材料の処理が必要な場合には、極めて大きな規模のキルン設備が必要となるなどの問題があった。
【０００９】
このような有機成分を含有する原材料として好適に使用される材料として製紙スラッジがあげられる。製紙スラッジは、製紙工場の各種工程から排出される廃水を凝集・脱水処理して、廃水が含有する固形分を回収して得られる汚泥の総称である。
前記製紙工場の主な工程廃水としては、パルプ化工程において発生するリグニンや微細繊維を含む廃水、紙製造工程において発生するパルプの如き繊維成分、澱粉や合成樹脂接着剤を主とする有機物、および製紙用填料や塗工紙用顔料の如き無機物を含む廃水、古紙処理工程の脱墨（浮選・フローテーション）工程において発生する印刷インキ、および製紙用填料や塗工紙用顔料の如き無機物を含む脱墨フロスの如き廃水、古紙処理工程の古紙パルプ洗浄工程において発生する製紙用填料や塗工紙用顔料の如き無機物を含む廃水、および廃水処理工程の生物処理工程等において発生する廃水などが挙げられる。
前記凝集処理としては、廃水処理に用いられる一般的な高分子系、または無機系の凝集剤を各種工程廃液に対して適宜添加することによって行う。
前記脱水処理としては、ロータリースクリーンやスクリュープレス等の廃水処理に用いられる一般的な脱水装置を単独、あるいは適宜組み合わせることによって行い、回収される汚泥の固形分が４０〜６０％程度になるように脱水する。
前記した各種工程の廃水は一括混合して凝集・脱水処理して製紙スラッジとすることもできるが、各工程廃水を個別に凝集・脱水処理して個別廃水系の製紙スラッジとすることもできる。
また、古紙処理工程の脱墨工程においては、処理する古紙を選別し、上質紙、新聞用紙、雑誌、塗工紙等の古紙をそれぞれ個別に脱墨処理することにより得られた廃水を用いて、古紙種類別の脱墨製紙スラッジとすることもでき、得られた古紙種類別の脱墨製紙スラッジを任意に混合して用いることもできる。
【００１０】
本発明は、回転キルン炉によって原材料を加熱・焼成処理する際に、原材料の積層過多による不完全燃焼を防止して、充分かつ均一な加熱・焼成処理ができ、さらに効率的に多くの原材料を加熱・焼成処理することができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる回転キルン炉は、内部に回転胴を備えた、片側から投入した原材料を焼成する回転キルン炉であって、該回転胴が、原材料がその内部を通過する複数の管部から構成され、該複数の管部は、該回転胴の外周部をなす管部束体を形成し、同時に回転胴を内側から加熱するための加熱手段を収容するための回転胴内空洞部を形成する回転キルン炉である。この際に管部は互いに直接的または間接的に接触していることが処理効率上好ましい。
また、内部に回転胴を備えた、片側から投入した原材料を焼成する回転キルン炉であって、該回転胴が、原材料がその内部を通過する複数の管部から構成され、該管部はその内部を隔壁によってさらに複数の区分室に分割するための多分割用隔壁構造部を少なくとも１個以上有し、さらに該複数の管部は、該回転胴の外周部をなす管部束体を形成する回転キルン炉である。
また、前記した回転胴が、原材料がその内部を通過する複数の管部から構成され、該複数の管部は、互いに直接的または間接的に接触して該回転胴の外周部をなす管部束体を形成し、同時に回転胴を内側から加熱するための加熱手段を収容するための回転胴内空洞部を形成する回転キルン炉における前記管部が、その内部を隔壁によってさらに複数の区分室に分割するための多分割用隔壁構造部を、少なくとも１個以上有することが、導入された原材料の積層・堆積を大きく軽減し、かつ原材料の加熱・焼成効率を向上させる上で好ましい。
【００１２】
また、前記多分割用隔壁構造部が、該管部の断面略中心から外郭方向に放射状に設けた複数の隔壁を有しており、該隔壁と管部の管壁によって複数の区分室に該管部内が分割され、かつ該区分室の断面形状が略合同であることが、前記区分室に対して均等に原材料を分割導入する上で好ましい。
また、前記管部の内壁および／または前記多分割用隔壁構造部の隔壁に、掻揚げ板（リフター）を備えることが、前記管部に導入された原材料の攪拌効率を向上させる上で好ましい。
また、前記管部の断面形状が、略円状、略楕円状または略多角形状のいずれかであることが、前記管部、および管部束体を安定して構成する上で好ましい。
また、前記管部の外径が、前記管部束体の断面外径の１/８〜１/２であることが、原材料の積層・堆積の軽減と原材料の加熱・焼成処理量を両立させる上で好ましい。
また、前記管部が、多分割用隔壁構造部の原材料の投入方向側に多分割用隔壁構造部無部分すなわち多分割隔壁構造部を形成するための多分割用仕切などが挿入されていない部分があるように多分割用隔壁構造部を有することが、前記多分割隔壁構造部に設けられた各区分室に対して均等に原材料を導入する上で好ましい。
また、前記管部が、前記多分割用隔壁構造部の原材料の投入方向とは反対側に、第２の多分割用隔壁構造部無部分及び第２の多分割用隔壁構造部を組み合わせて１組以上さらに有した管部であることが、前記多分割隔壁構造部の各区分室に対して効率的に原材料を導入し、かつ原材料の加熱・焼成効率を向上させる上で好ましい。
多分割用隔壁構造部が、管部内に従動回転式多分割用仕切を挿入することにより形成されると、回転キルン炉の組立て、保守・維持作業がより容易になり好ましい。
さらに前記従動回転式多分割用仕切が、仕切板部の先端部を含んで先端部近傍に堰き止め部材を備えた構造にすることにより、従動回転式多分割用仕切の端と管部壁の間で原材料粒子を挟んで潰すおそれがなくなりより好ましい。
【００１３】
また、前記多分割隔壁構造部を構成する板材が、穴明き金属板であることが好ましい。
また、本発明にかかる熱処理装置は、前記回転キルン炉に回転キルン炉への空気導入手段として、該回転キルン炉の原材料供給口側の一端周辺に排気手段をさらに備えてなる熱処理装置である。
また、本発明にかかる熱処理装置は、前記回転胴に供給される原材料を間接的に加熱・焼成処理する加熱手段を備えることが好ましい。
また、前記加熱手段を２つ備えてなり、第１の加熱手段が回転キルン炉の回転胴を構成する前記管部束体の外側から加熱する加熱手段であり、第２の加熱手段が前記管部束体内側の前記回転胴内空洞部から加熱する加熱手段であることが、前記多分割隔壁構造部の各区分室に分割して導入された原材料を均一に加熱し、かつ加熱・焼成効率を向上させる上で好ましい。
また、前記回転キルン炉に供給される原材料を、該原材料の直径または長さが２〜３０ｍｍに造粒成形する手段をさらに備えることが好ましい。
また、前記回転キルン炉に供給される原材料が、製紙スラッジであることが好ましい。
以上のような構成により、回転胴を前記した管部束体とすることによって伝熱面積を増やすことに加えて、該管部束体の外側と内側の両方から加熱することにより加熱・焼成効率を向上させることができるようにするものである。
さらに、前記した管部束体を構成する管部に複数の区分室で構成された多分割隔壁構造部を設けて、複数の管部に分割して導入された原材料をさらに複数の区分室に分割することにより、回転胴内に導入された原材料の積層高さを大幅に軽減させて、原材料内に空気（酸素）が行き渡りやすくすることにより、原材料の不完全燃焼を防止して、未燃カーボンの残留が少なく、白色度の高い高品質な加熱・焼成処理物を得ること、および多くの原材料を、回転キルン炉を備えた熱処理装置で処理することができるようにするものである。
また、前記した構成に加えて、回転胴内の原材料進行方向とは反対の方向に空気を導入する方法、および回転胴内に投入する原材料を造粒成形する方法を併せて用いることにより、有機成分を含有した原材料であっても、効率良く加熱・焼成して、白色度の高い高品質な加熱・焼成処理物を得ることができるようにするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、回転キルン炉によって原材料を加熱・焼成処理する際に、原材料の不完全燃焼を防止して、充分かつ均一な加熱・焼成処理ができ、さらに効率的に多くの原材料を加熱・焼成処理することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者等は、前出のような特許文献に記載された、キルンの回転胴内に投入された原材料の加熱・焼成効率を向上させる方法、および原材料の積層・堆積を軽減するための回転胴内を多室分割する各種の方法について、試行、検討を重ねた。
このうち、原材料の加熱・焼成効率を向上させる方法については、回転胴内に複数の円柱状の管部を設けて管部束体とする従来の方法では、伝熱面積が増加し、原材料の積層も多少は軽減することができるものの、管部束体の外側から加熱するのみでは均一に加熱することが難しく、特に管部束体を構成する管部数を増やした場合に、各管部を均一に加熱することが困難であることが分かった。また、原材料の積層・堆積を軽減させる方法については、前記した回転胴内に複数の管部を設けて管部束体とする従来の方法では、伝熱面積が増加し、原材料の積層も多少は軽減することができるものの、原材料の積層・堆積を大きく軽減することができず、加熱・焼成効率の向上が困難であることが分かった。また、加熱・焼成処理物を高品質化するために、管部束体として回転胴の外周部に設ける管部数を増やしていくと、管部数増加に従って各管部の大きさ（筒直径）を小さくする必要が生じ、必然的に回転胴内の管部容積の総量（所謂、回転キルン炉の処理容積）が減少するために、原材料の処理量を維持しながら原材料の積層・堆積を充分に軽減させることが困難であることが分かった。
この状態を図３に例示した。図３（ａ）は、前出の図２に例示した６個の管部で構成された管部束体に比べて管部束体の大きさ（外径）は同じであるが、図２よりも管部を小径化し、さらに図２よりも多い２１個の管部を管部固定部材３ｂで束ねて構成した管部束体の断面図であり、図３（ｂ）は、管部束体の管部４、４・・・内に粒子状の原材料１、１・・・が投入され、管部４、４・・・の下底部に積層・堆積した状態を示す概念図である。図３（ｂ）においては、各管部４、４・・・に原材料１、１・・・が投入されているが、各管部４、４・・・内で原材料１、１・・・がある程度堆積していることがわかる。また各管部４、４・・・内で原材料１、１・・・がある程度偏在もしている。このように原材料１、１・・・が偏在する理由は、前にも述べたように、キルンの回転胴内に対して投入される原材料１、１・・・の量が多いために原材料１、１・・・が積層・堆積することに加えて、管部４、４・・・で構成される回転胴としての管部束体が矢印Ａ方向に回転しているためである。
このように、回転胴の外径規模が同一の回転キルン炉において、管部を小型化して管部束体を構成する管部数を増やしても、伝熱面積は増加するものの、管部全体の容積（すなわち、回転胴の容積）が減少するために、原材料１、１・・・の積層がある程度多くなり、不完全燃焼が生じて未燃カーボン（煤）が多く、白色度の低い加熱・焼成処理物しか得られないということが判明した。
【００１６】
先の図１〜３に例示した原材料の不完全燃焼を改善する方法について試行を重ねた結果、次に説明するような構成の管部束体に至った。この管部束体は、複数の略円柱状の管部によって全体的に筒状の管部束体として構成されている。これら複数の管部は互いに直接的または間接的に接触して回転胴の外周部を成す管部束体を形成し、同時に回転胴を内部から加熱する加熱手段を収容するための回転胴内空洞を形成する管部束体構造となっている。その例を、図４、図５、および図６に併せて示した。図４（ａ）に例示した管部４と図４（ｂ）に例示した管部固定部材３ｃをそれぞれ組み合せて、図４（ｃ）に例示した６個の管部から構成される多管部束体が形成される。図５に管部束体の略中心部分に回転胴内空洞Ｖが形成されることを示した。図に示したように管部は互いに直接的接触して管部束部を構成したほうが空間を効率的に利用したり、熱伝導等の上で有利である。そのような効率を問題にしない場合は管部は間接的に接触する構造や管部固定部材のみで接触する構造をとることは可能である。図５（ａ）は、図４（ｃ）に例示した管部束体において、管部固定部材３ｃ1、３c2、・・・を含まない管部束体部分のα1−α1'における切断面１の断面図であり、図５（ｂ）は、前記α1−α1'切断面１における管部４、４・・・内に原材料１、１・・・が投入され、積層・堆積した状態を示す概念図である。図６（ａ）は、図４（ｃ）に例示した管部束体において、管部固定部材３ｃ1、３c2、・・・を含んだ管部束体部分のα2−α2'における切断面２の断面図であり、図６（ｂ）は、前記α2−α2'切断面２における管部４、４・・・内に原材料１、１・・・が投入され、積層・堆積した状態を示す概念図である。
【００１７】
図４に例示したように、図４（ｂ）のような中央に穴の明いた管部固定部材３ｃを用いて、管部４、４・・・と共に図４（ｃ）に例示した管部束体を形成することにより、図５および図６にそれぞれ例示したように、管部束体の略中心部分に管部束体を貫通するように回転胴内空洞部Ｖを形成することができ、この回転胴内空洞Ｖに管部束体の内側から管部４、４・・・を加熱する第２の加熱手段を設け、後述する管部束体の外側から加熱する第１の加熱手段と併せて管部束体を加熱することにより、管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・の加熱・焼成効率を向上させることができる。
【００１８】
また前記の図１〜図３に例示したような原材料の積層・堆積を改善して加熱・焼成効率を向上させる方法についても試行を重ねた結果、次に説明するような構成の管部束体に至った。この管部束体は、複数の略円柱状の管部によって全体的に筒状の管部束体として構成されている。それぞれの略円柱状の管部はその内部を隔壁によってさらに複数の区分室に分割するための多分割用隔壁構造部を少なくとも１個以上有し、さらにこれら複数の略円柱状の管部は、互いに直接的または間接的に接触して回転胴の外周部をなす管部束体を形成する構成となっている。その例を、図７、図８、および図９に併せて示した。図７は、図７（ａ）に例示した隔壁５によって内部を分割された管部４と図７（ｂ）に例示した管部固定部材３ｃをそれぞれ組み合せて、図７（ｃ）に例示した６個の管部から構成され多管部束体を形成し、かつ管部束体の略中心部分に回転胴内空洞Ｖを形成させた一例である。図８（ａ）は、図７（ｃ）に例示した管部束体において、管部固定部材３ｃ1、３c2、・・・を含まない管部束体部分のα3−α3'における切断面３の断面図の断面図であり、図８（ｂ）は、前記α3−α3'切断面３における管部４、４・・・内に原材料１、１・・・が投入され、積層・堆積した状態を示す概念図である。図９（ａ）は、図７（ｃ）に例示した管部束体において、管部固定部材３ｃ1、３c2、・・・を含んだ管部束体部分の断面α4−α4'における切断面４の断面図であり、図９（ｂ）は、前記α4−α4'切断面４における管部４、４・・・内に原材料１、１・・・が投入され、積層・堆積した状態を示す概念図である。
【００１９】
図７、図８、および図９に例示したように、回転キルン炉の回転胴としての管部束体を構成する複数の管部４、４・・・の内部を隔壁５によって複数の区分室６、６・・・に分割した多分割用隔壁構造部とすることにより、各管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・が各区分室６、６・・・に分散され、前記の図５、および図６に例示した、内部が隔壁によって分割されていない管部４、４・・・から構成される管部束体と比較して、区分室６、６・・・内における原材料１、１・・・の積層・堆積を大幅に軽減させ加熱・焼成効率を向上させることができる。
【００２０】
しかしながら、前記した回転キルン炉の回転胴としての管部束体を構成する管部４、４・・・の内部を隔壁５によって複数の区分室６、６・・・に分割した多分割用隔壁構造部とすることにより、管部４、４・・・に投入した原材料１、１・・・の積層・堆積は大幅に軽減できるが、他方、管部束体を構成する複数の管部４、４・・・に設けた複数の各区分室６、６・・・に対して、原材料１、１・・・を均等に導入するためには、従来の単純なスライダーのような原材料投入方法とは異なる複雑な構成の原材料投入機構が必要となることがわかった。
【００２１】
そのような複雑な原材料投入機構を使用せずに、前記した多分割用隔壁構造部として管部４、４・・・の内部に設けられた複数の区分室６、６・・・に対して、原材料１、１・・・を均等、かつ簡便に分散投入させる方法について試行した。その結果、管部束体の構成として、管部４、４・・・内に設けた多分割用隔壁構造部の原材料投入方向側に多分割用隔壁構造部無部分を設けることにより、多分割用隔壁構造部の各区分室６、６・・・に対して原材料１、１を均等、かつ簡便に分散投入する方法を案出した。その例を前出の図５および図８を併用して説明する。図５は、前記したように、隔壁によって管部４、４・・・内を分割されていない管部（すなわち、多分割用隔壁構造部無部分）から構成される管部束体の断面図である。これに対して、図８は、前記したように、隔壁５によって管部４、４・・・内を複数の区分室６、６・・・に分割された管部（すなわち、多分割用隔壁構造部）から構成される管部束体の断面図である。
【００２２】
図８に例示した管部４、４・・・の多分割用隔壁構造部に対して、その原材料投入方向側に、図５に例示した多分割用隔壁構造部無部分を設けることにより、多分割用隔壁構造部の各区分室６、６・・・に対して原材料を投入するための煩雑な原材料投入機構を用いなくても、管部束体の自転によって、多分割用隔壁構造部の各区分室６、６・・・に対して原材料を均等、かつ極めて簡便に分散投入することができることを見出した。
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の回転キルン炉を備えた熱処理装置の一例の構成図を示した。図１０は、本発明の回転キルン炉７を備えた熱処理装置の構成図であり、主に回転キルン炉７内における原材料１、１・・・と空気（酸素）の流れに関する構成要素を図示した。本熱処理装置は連続処理式・間接的加熱型（外熱式）ロータリーキルンとも呼ばれる。回転キルン炉７内の回転胴は、前出の図４、図５、および図６に併せて例示した複数の管部４、４・・・から構成される。この複数の管部が回転胴の外周部を成すように管部束体１４を形成して回転胴となるわけである。管部束体１４の内部は空洞になっており、内側から加熱するための加熱手段を収容するための回転胴内空洞Ｖを形成する。図１０では、有機成分を含有する原材料１、１・・・（例えば、製紙スラッジ）は、図示を省略した乾燥装置によって脱水または乾燥された後に、回転キルン炉７の管部束体１４の一端部に設置された原材料供給口８（例：供給ホッパ）に投入され、原材料投入手段１５（例：スクリューフィーダー）を介して回転キルン炉７の管部束体１４に設けられた各管部（例として、図５の管部４、４・・・）に供給される。次いで、管部束体１４の各管部４、４・・・に供給された原材料１、１・・・は、管部４、４・・・内を通過しながら含有している有機成分が燃焼され、有機成分が燃焼除去された後の加熱・焼成処理物は、管部束体１４の原材料供給口８に対して反対側の端部に設置された加熱・焼成処理物排出口１３を通して回転キルン炉７外に取り出され、さらに必要であれば、加熱・焼成処理物に対して粉砕等の加工のために、次工程に送られる。
【００２４】
なお、管部束体１４は、厳密な図示を省略しているが、原料供給口８側から加熱・焼成処理物排出口１３側に向かって非常に緩やかな下り勾配に傾斜しており、この管部束体１４の傾斜と回転により、内部の被処理物が重力作用で原料供給口８側から熱・焼成処理物排出口１３側へ徐々に移動するようになっている。
【００２５】
本発明において、有機成分を含有する原材料１、１・・・を加熱・焼成処理して、白色度の高い高品質な加熱・焼成処理物を得るためには、回転キルン炉７の管部束体１４を構成する各管部（例として、図５の管部４、４・・・）へ空気を導入して原材料１、１・・・に含有される有機成分を燃焼させることが不可欠である。そのため原材料供給口８の近傍に排気手段１０（例：排気ファン）が設置されており、この排気手段１０が回転キルン炉７内の空気を強制排気することによって加熱・焼成処理物排出口１３の近傍に設置された空気供給口９から回転キルン炉７内に空気が矢印Ｂで示すように吸入される。このように空気供給口９から排気手段１０方向へ矢印Ｂで示す空気流が常に発生することになる。この空気流が後に説明する未燃焼物搬送用空気流Ｂとなる。
この空気量の制御は排気手段１０（排気ファン）の排気量を制御することで行われる。この空気量は回転キルン炉７の管部束体１４内に設けられた各管部４、４・・・内が富酸素雰囲気下になるように過剰に吸入されるよう制御されることが好ましい。この空気の導入方向としては、回転キルン炉７の管部束体１４の各管部４、４・・・に原材料１、１・・・が連続的に供給されて進行する矢印Ｃで示す方向とは反対の矢印Ｂで示す方向（向流方向と略す）から空気を導入する構成となっている。
【００２６】
これは、有機成分を含有する原材料１、１・・・を燃焼させる場合に、煤などに代表される未燃焼物が発生するが、その際、原材料１、１・・・の移動する矢印Ｃで示す方向とは反対の矢印Ｂで示す方向（空気の流れる矢印Ｂで示す方向＝向流方向）で空気を導入すると、原材料１、１・・・の燃焼によって生じた煤は導入した空気に載って管部束体１４の各管部４、４・・・の原材料供給口８方向に移動して、管部束体１４の各管部４、４・・・に新たに投入された原材料１、１・・・と共に再度燃焼するか、あるいは排気手段１０によって回転キルン炉７の外に排出されてしまい、加熱・焼成処理物排出口１３より排出される加熱・焼成処理物に煤が付着することなく白色度を効率良く向上させることができるので好ましいためである。
【００２７】
これに対して、原材料１、１・・・の進行する矢印Ｃで示す方向と同じ方向（並流方向と略す）で空気を導入すると、導入した空気に載って原材料１、１・・・の燃焼によって生じた煤が加熱・焼成処理物排出口１３の方向に移動し、焼成が完了して白くなった加熱・焼成処理物に煤が付着して白色度を低下させるため好ましくない。
【００２８】
前記した矢印Ｂで示す空気の流れを回転キルン炉７の管部束体１４内に設けられた各管部（例えば、図５の管部４、４・・・）に導入する方法としては、加圧した空気を加熱・焼成処理物排出口１３の近傍に設置された空気供給口９より吹き込むこともできる。しかし先に説明した図１０に例示したように、原材料供給口８の近傍に設置された排気手段１０によって管部束体１４の各管部４、４・・・の空気を強制排気することによって、加熱・焼成処理物排出口１３の近傍に設置された空気供給口９から管部束体１４の各管部４、４・・・に空気が吸気される方法が好ましい。
これは、空気供給口９の反対側に設けた排気手段１０により管部束体１４の各管部４、４・・・内部の空気を強制的に排気して、各管部４、４・・・内を負圧にすることにより、空気供給口９から排気手段１０方向への矢印Ｂで示す空気の流れが常に安定して発生することになり、管部束体１４の各管部４、４・・・内に導入された原材料１、１・・・に対して、空気を行き渡らせやすくすることができる好適なものである。
【００２９】
本発明において、前記した排気手段１０による強制排気等によって回転キルン炉７の管部束体１４内に設けられた各管部（例えば、図５の管部４、４・・・）へ供給される空気量としては、各管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・が含有する有機成分を完全に燃焼消失するために必要とされる酸素量（理論酸素量）に対して、過剰な量の酸素を供給する空気量とすることが好ましく、管部束体１４の各管部４、４・・・内に供給される空気量としては、酸素量（理論空気量）の１．１〜５倍とすることが好ましく、２〜５倍とすることが特に好ましい。
これに対して、管部束体１４の各管４、４・・・部内へ供給される空気量が前記した理論空気量の１．１倍未満である場合には、各管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・が含有する有機成分の燃焼が不完全となり、加熱・焼成処理物の白色度が低下する恐れがあるため好ましくない。また、管部束体１４の各管部４、４・・・内へ供給される空気量が、前記した理論空気量の５倍を越える場合には、供給された空気によって管部束体１４の各管部４、４・・・内の温度が過剰に冷やされてしまう恐れがあり、これに対して管部束体１４の各管部４、４・・・内の温度を維持するために加熱手段１１a、および後述する加熱手段１１ｂによる加熱を増やす必要があり、エネルギーコスト的に好ましくない。
【００３０】
また図１１は、前記した図１０と同じ構成の、本発明の回転胴として管部束体１４を有する回転キルン炉７を備えた熱処理装置の構成図であり、主に回転キルン炉７内における加熱手段１１ａ、および１１ｂに関する構成要素を説明する構成図である。図中、前出の図１０と同じ符号の構成要素については説明を省略している。本発明における回転キルン炉７の加熱・焼成の方式としては、内熱式の加熱・焼成方式を用いても良いが、図１１に例示したように、回転キルン炉７の管部束体１４内に設けられた各管部（例えば、図５の管部４、４・・・）を加熱する熱は間接的加熱手段から供給されることが好ましい。この間接的加熱手段は主として管部束体１４の外側から間接的に加熱する間接的（外側）加熱手段１１aと、図５および図６に示したように、管部束体１４の内部に形成された回転胴内空洞Ｖに収容された管部束体１４の内側から間接的に加熱する間接的（内側）加熱手段１１ｂの２系統の加熱手段である。これらの加熱手段によって、各管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・を間接的に加熱・焼成することができる。厳密な図示は省略しているが、いわゆる加熱ジャケットが回転キルン炉の外周部に設けられ、そこに間接的加熱手段１１ａが接続されている。
【００３１】
これは、有機成分を含有する原材料１、１・・・を燃焼させるには多くの空気の導入が不可欠であるが、外熱式加熱方式では間接的加熱手段１１a、１１ｂによって管部束体１４の各管部４、４・・・を間接的に加熱し、さらに各管部４、４・・・内に対して、酸素を多く含んだ空気を空気供給口９より管部束体１４の各管部４、４・・・内に別途に導入できることから、各管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・を安定して燃焼させやすくなり、好ましいためである。また、原材料１、１・・・の加熱・焼成を行う温度を制御する必要がある場合、外熱式加熱方式では、管部束体１４の外側と内側の両方に設けられた間接的加熱手段１１a、および１１ｂを用いて、管部束体１４の各管部４、４・・・の回転軸長方向全体の温度を安定して制御することができ、好ましいためである。
これに対して、内熱式加熱方式では、回転にキルン炉７内部の空気（酸素）を加熱用バーナーの燃焼のために大量に消費するため、原材料１、１・・・の燃焼が不完全になる恐れがあるため好ましくない。また、内熱式加熱方式では、加熱用バーナー付近の温度が高くなることが避けられず、管部束体１４内の回転軸長方向の温度に勾配ムラが生じてしまい、管部束体１４全体を所望する一定の加熱・焼成温度に制御することが難しく、管部束体１４全体の温度が不均一になりやすいため、好ましくない。
【００３２】
また、管部束体１４を加熱する方法として、前記した管部束体１４の外側から間接的に加熱する間接的（外側）加熱手段１１aと、前記した管部束体１１の内側から加熱する間接的加熱手段１１ｂを併用して、管部束体１４の外側と内側の両方から加熱することが好ましい。
これは、管部束体１４を構成する管部（例えば、図５の管部４、４・・・）の数を増やした場合に、各管部４、４・・・に対して充分、かつ均等な熱を加えて加熱・焼成効率を向上させることができ、また管部束体１４の各管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・に対して加熱・焼成の温度を制御する必要がある場合に、管部束体１４の外側と内側の両側にそれぞれ設けられた加熱手段１１a、および１１ｂによって、加熱・焼成温度を均等に、かつ精度良く制御することができ、好ましいためである。
【００３３】
これに対して、管部束体１４を外側から加熱する間接的加熱手段１１aのみでは、原材料の積層・堆積を軽減させるために管部束体１４を構成する管部４、４・・の数を増やした場合に、各管部４、４・・を充分、かつ均等に加熱することができない恐れがあるため好ましくない。また管部束体１４を外側から加熱する間接的加熱手段１１aのみでは、原材料１、１・・を加熱・焼成する温度を制御する必要がある場合に、充分な精度で加熱・焼成温度を制御することができない恐れがあるため好ましくない。
【００３４】
また本発明において、管部束体１４の内側から加熱するための加熱手段１１ｂを収容するための回転胴内空洞Ｖを形成する方法としては、前記した図４、図５、および図６のように、複数の管部４、４・・・を円筒状に束ねることにより必然的に生じる中央部の空洞を回転胴内空洞Ｖとすることもできるが、図１２に示したように、管部束体１４の中心部に回転胴内空洞用の管部４Ｃを設けて回転胴内空洞Ｖを形成することもできる。この場合、管部束体１４のα5−α5'における切断面５の断面図、およびα6−α6'における切断面６の断面図は、管部束体１４の略中心部を管部４Ｃが貫通しているため、共に前出の図６の同形状の断面図となる。
【００３５】
本発明の間接的加熱手段１１a、および１１ｂに用いる加熱方法としては、電気的ヒータや誘導電流による加熱も可能ではあるが、エネルギーコスト面より、筒型の炉本体を包囲する加熱ジャケット内に、灯油や重油などの燃焼ガス、既存の焼却設備から排出される燃焼排ガス、高温空気、過熱水蒸気などを導入したり、該処理炉の周壁にガスバーナーからの燃焼ガスを吹き付けて加熱する方法が推奨される。また、炉本体内での燃焼処理を経た高温の排気や前処理の乾燥工程からの燃焼排ガスも、当該加熱手段の熱媒や熱源の一部として利用できる。
また、本図１０に示した例では熱風循環手段１２の一例である循環ブロアーによって、後述する図１３に例示したような、本発明の回転キルン炉７を備えた熱処理装置の前工程（乾燥工程、１次焼成工程など）からの燃焼排ガスを間接的加熱手段として供給することもできる。
【００３６】
管部束体１４を内側から加熱するための加熱手段１１ｂを収容するための回転胴内空洞Ｖについては、加熱手段１１ｂを収容できれば管部束体１４内の空洞部の前後の口間で閉口して閉じた空間とすることが次に説明するような理由のため好ましい。すなわち、前記したように、管部束体１４の各管部（例えば、図５の管部４、４・・・）に対して投入された原材料１、１・・・の燃焼効率を向上させるために管部４、４・・・に対して多くの空気を導入することが必要であるため、管部束体１４の前後部には空気導入、通過の障害になる装置、配管等ができるだけ配置されないようにすることが好ましい。特に管部束体排気側、すなわち排気手段１０が備わる側、いいかえれば原材料供給口８側の管部束体付近はもともとスクリューフィーダー等の原材料投入手段が不可避的に設けられており。そのような障害物を更に配置することをできるだけ避けることが好ましいのである。この点で先に説明した電気的な加熱手段をとった場合、電気の供給経路は比較的小さくそのような障害物にならないので好ましい。
【００３７】
しかし、加熱手段としての経済効率を考えると燃焼排ガス等の加熱媒体を使用する加熱手段を採用することがより好ましい。そのような場合は加熱媒体が回転胴内空洞Ｖ内に入り口から入り、回転胴内空洞Ｖを通過して熱を管部に排出し、出口から出ていくという構成をとる必要がある。このような構造を単純に考えれば回転胴内空洞Ｖと連通した加熱媒体供給用配管及び加熱媒体排出用配管を有する構成となる。すなわち管部束体吸気側から管部束体排気側に貫通する加熱媒体用配管が回転キルン炉の中心軸方向を貫通して設けられることになる。しかしこのような貫通する配管が特に管部束体排気側に存在することは先に説明したように空気導入、通過の障害物となるのであまり好ましくない。一つの方策としては回転胴内空洞部を出たあとの加熱媒体用配管を細くするようなことでそのような障害の程度をさげることは可能ではある。またこのような加熱媒体による回転胴内空洞部の加熱を行う場合は先に図１２において説明したような空洞部を形成するための管部４Ｃを使用しない方が直接的に他の管部の外壁を加熱できる点で好ましい。
そのような空気導入、通過の障害物となることをできるだけ避ける点で加熱媒体用配管を管部束体吸気側にのみ設けることも可能である。この場合加熱媒体用配管は２重構造をとることになる。すなわち同心円的な２重管構造や単純な並列した２本管構造をとって回転胴内空洞部に接続されて、加熱媒体供給用配管は空洞部内で特に管部４の近傍で開口し、加熱媒体を放出し、空洞部内の中心部で開口した加熱媒体排出用配管へ放熱後媒体が吸引される構造が挙げられる。他にもいわゆる効率的な間接加熱のための公知の迷路的配管構造を回転胴内空洞部に配置することができる。
【００３８】
以下に上述の回転キルン炉７の管部束体１４の各管部（例えば、図５の管部４、４・・・）に対して、図７、図８、および図９に例示したように、管部４、４・・・内を隔壁５によって複数の区分室６、６・・・に分割する多分割用隔壁構造部を設ける方法、および多分割用隔壁構造部無部分と前記多分割用隔壁構造部を組み合わせて使用する方法を適用した例について図１４以下を用いて説明する。
【００３９】
図１４は、前出の図１０、および図１１にそれぞれ例示した回転キルン炉７を備えた熱処理装置の構成図であり、主に回転キルン炉７内における管部束体１４に関する構成要素を説明する構成図である。図中、前出の図１０、および図１１と同じ符号の構成要素については説明を省略している。図１４における管部束体１４の基本的な構成としては、図４に例示したように複数の管部４、４・・・から構成されており、各管部４、４・・・が管部固定部材３ｃによって束ねられて管部束体１４を形成しているが、さらに図１４においては、管部束体１４の各管部４、４・・・内の回転軸長方向の一部分が多分割用隔壁構造部１７を有する構成となっていることが特徴である。この図１４の管部束体１４における多分割用隔壁構造部１７の構造としては、α8−α8'における切断面８の構造図として、図８に例示した隔壁５によって管部４、４・・の内部が複数の区分室６、６・・・に分割された構造を有している。
【００４０】
図１４では、回転キルン炉７内の管部束体１４は、前記した多分割用隔壁構造部１７の前側、すなわち多分割用隔壁構造部１７の原材料の投入方向側、いいかえれば管部束体１４の原材料供給口８の側に多分割用隔壁構造部無(収容)部分１６を設けるように構成されている。この多分割用隔壁構造部無収容部１６の構造としては、α7−α7'における切断面７の構造図として、図５に例示した管部４、４・・・内部が隔壁を有しておらず、区分室に分割されていない構造を有している。また、図１４中の多分割用隔壁構造部１７以降、すなわち多分割用隔壁構造部１７の加熱・焼成処理物の排出方向側、いいかえれば管部束体１４の加熱・焼成処理物排出口１３の側にも、管部束体１４の終了する部分まで、前記した多分割用隔壁構造部無(収容)部分１６と同じ構造部分を設けるように構成されている。
【００４１】
以下、本発明の管部束体１４における多分割用隔壁構造部１７について説明する。多分割用隔壁構造部１７としては、図７、図８、および図９に例示したように、要するに管部束体１４を構成する複数の管部４、４・・の・内部が隔壁５によって複数の区分室６、６・・・に分割されており、各区分室６、６・・・は多分割用隔壁構造部１７の原材料入り口側から出口側まで連通している。
多分割用隔壁構造部１７において、隔壁５によって管部４、４・・・内部を複数の区分室６、６・・・に分割する方法としては、図８、および図９に例示したように、管部４、４・・・の断面略中心から管部の外郭方向に放射状に設けた隔壁５を設けることにより、管部４、４・・・の内部を複数の区分室６、６・・・に分割し、併せて隔壁５よって分割された各区分室６、６・・・の断面形状が略合同になるように、区分室６、６・・・を形成することが好ましい。これは、管部４、４・・・の内部を断面形状が概ね合同形の区分室６、６・・・のに分割することにより、各管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・が各区分室６、６・・・に対して概ね均等に分散投入することができ、各管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・を均等に加熱・焼成することができ、好ましいためである。
【００４２】
本発明において、管部４、４・・・内部を隔壁５によって分割することにより管部４、４・・・内に設ける区分室６、６・・・の数としては、３室以上１２室以下とすることが好ましく、６〜８室とすることが特に好ましい。これは、前記した放射状の隔壁５によって分割された区分室６、６・・・の数が６〜８室であると、管部４、４・・・に設けられた区分室６、６・・・数が適切に増えるため、各管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・を充分に分散投入して原材料１、１・・・の積層・堆積を充分に軽減することができ、また各区分室６、６・・・の断面形状も比較的に広い断面積を有するために、区分室６、６・・・に投入された原材料１、１が充分に攪拌され、原材料１、１・・・の加熱・焼成効率を向上させることができるので、好ましいためである。これに対して、各管部４、４・・・内を分割する区分室６、６・・・数が３室未満である場合には、管部４、４・・・に投入された原材料１、１・・・を充分に分散することができず、原材料１、１・・・の積層・堆積を充分に軽減することができず、好ましくない。また、各管部４、４・・・内を分割する区分室６、６・・・の数が１２室を超える場合には、各区分室６、６・・・の断面形状が非常に細くかつ狭くなり、断面積も非常に狭くなるために、区分室６、６・・・に投入された原材料１、１・・・が充分に攪拌されず、原材料１、１・・・の加熱・焼成効率が低下する恐れがあるため、好ましくない。
【００４３】
また、前記した本発明における多分割用隔壁構造部無部分１６を前記した多分割用隔壁構造部１７と組み合わせて使用する方法は、図１４に例示したように、管部束体１４の各管部４、４・・・内の多分割用隔壁構造部１７の原材料投入方向側に多分割用隔壁構造部無部分１６を連続して設け、この多分割用隔壁構造部無部分１６を含む管部４、４・・・の自転によって、多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して原材料１、１・・・を均等、かつ自動的に投入することが可能となる方法である。
【００４４】
通常、図５、および図６に例示したように、キルンの管部束体１４内の管部４、４・・・内に隔壁５によって分割された区分室６、６・・・が設けられていない場合には、各管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・は、各管部４、４・・・の下底部に積層・堆積するだけであり、各管部４、４・・・内に多くの空間が生じ、管部束体１４内に設けた各管部４、４・・・内のスペースを充分に有効利用することはできない。
【００４５】
また、図８、および図９に例示したように、多分割用隔壁構造部１７を管部束体１４内の管部４、４・・・内の全領域に設けた場合においては、各管部４、４・・・内に設けた各区分室６、６・・・に対する原材料１、１・・・の均等な投入が非常に困難であり、区分室６、６・・・に対して原材料粒子１、１・・・を投入するためには、極めて複雑な原材料投入機構が必要となる実用上の大きな問題点を有していた。
【００４６】
これらの問題点に対して、発明者らは鋭意研究した結果、前記した図１４に例示したように、管部束体１４の各管部４、４・・・内に対して多分割用隔壁構造部１７を設け、さらにこの多分割用隔壁構造部１７の原材料投入方向側に、多分割用隔壁構造部無部分１６を連続して設けることにより、図８、および図９に例示したように、各管部４、４・・・内に設けられた各区分室６、６・・・に対して原材料１、１・・・を均等に投入することができ、原材料１、１・・・の積層・堆積の軽減に対して、各管部４、４・・・内のスペースを有効に利用できることを見出した。
【００４７】
前記した各管部４、４・・・内に設けられた各区分室６、６・・・に対して投入された原材料１、１・・・が均等に投入される原理機構について、以下に説明する。図１４において、先ず原材料１、１・・・は各管部４、４・・・の原材料供給口７側に設けられた多分割用隔壁構造部部分１６に対して原材料投入手段１５によって導入され、図５に例示したように、原材料１、１・・・は各管部４、４・・・の下底部に積層・堆積するが、回転胴としての管部束体１４の自転によって、各管部４、４・・・内を１回転するように動きながら、管部４、４・・・内を加熱・焼成処理物排出口１２側に、いいかえれば多分割用隔壁構造部１６が設けられている管部４、４・・・の内奥方向に移動する。
次いで、前記した自転する各管部４、４・・・の多分割用隔壁構造部無部分１５内を下底部に積層・堆積しながら移動した原材料１、１・・・は、管部４、４・・・内奥に設けられた多分割隔壁構造部１７に到達する。その際にも管部束体１４の自転によって各管部４、４・・・も自転しているため、図８に例示したように、多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・も自転によって各管部４、４・・・の下底部に巡回することになり、この管部４、４・・・の下底部に巡回してきた多分割隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して多分割用隔壁構造部無部分１６から順次原材料１、１・・・が移動するため、各管部４、４・・・が１回転する間に多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して均等かつ自動的に原材料１、１・・・が投入されるものである。
【００４８】
以上のように、多分割用隔壁構造部無部分１６を多分割用隔壁構造部１７の原材料供給口８側に設けて、多分割用隔壁構造部１７と連続的に組み合せることにより、多分割隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して原材料1、１・・・を均等かつ、自動的に導入する方法は、各区分室６、６・・・に対する原材料投入のための特別、かつ複雑な原材料投入機械装置を導入する必要がなく、構造原理も極めて簡便であるため極めて好ましい。
【００４９】
前記した多分割用隔壁構造部無部分１６と多分割用隔壁構造部１７を組み合わせて管部束体１４の各管部４、４・・・内に設けた構造の例を、図１５および図１６に例示した。図１５は前出の図１０、図１１、および図１４に例示した回転キルン炉７内の管部束体１４の構造の一例を示す一部断面図で、多分割用隔壁構造部１７を管部束体１４の各管部４、４・・・内に複数設けた例を示す。本図１５は、管部束体１４の各管部４、４・・・内の前、中、後の３箇所に多分割用隔壁構造部１７を設けた一例であるが、本図１５に例示したように、キルンの管部束体１４の各管部４、４・・・内に、必要に応じて多分割用隔壁構造部１７を複数個設置することもできる。
【００５０】
また図１６は前出の図１０、図１１、および図１４に例示した回転キルン炉７内の管部束体１４の構造の一例を示す一部断面図で、多分割用隔壁構造部１７を管部束体１４の各管部４、４・・・内のほぼ全領域に設けた例を示す。本図１５に例示したように、管部束体１４の各管部４、４・・・内の原材料供給口８の付近に多分割用隔壁構造部無部分１６を設けた後、これ以降の各管部４、４・・・内を加熱・焼成処理物排出口１３付近に至るまでのほぼ全領域に連続して多分割用隔壁構造部１７を設けることにより、管部束体１４の各管部４、４・・・内のほぼ全領域を多分割用隔壁構造部１７とすることもできる。
【００５１】
また、前記した図１５に例示したように、キルンの管部束体１４の各管部４、４・・・に対して、多分割用隔壁構造部１７を複数個所設ける場合においては、多分割隔壁構造部１７としては、例えば、６分割型のみの多分割用隔壁構造部１７を複数箇所に設ける・・・等のように、３室以上の区分室に分割した多分割用隔壁構造部１７の構造の中から１種類の同じ構造の多分割隔壁構造を選定して用いても良いが、例えば、前記した３〜８分割型の多分割用隔壁構造部として、３分割型、６分割型、８分割型などを併せて設ける・・・等のように、区分室の分割数が異なり、断面形状の異なる複数種類の多分割用隔壁構造部１７の中から異なる２種類以上の多分割隔壁構造部１７を任意に選択して用いても良い。
【００５２】
また、前出の図１４、図１５および図１６に例示したように、管部束体１４の各管部４、４・・・内の多分割用隔壁構造部１７に対して、多分割用隔壁構造部１７の原材料供給口８側に設けられる多分割用隔壁構造部無部分１６の回転胴軸長方向の長さＬ１は、０．１〜５．０ｍであることが好ましく、０．３〜３．０ｍであることが特に好ましい。
これは、多分割用隔壁構造部無部分１６が原材料１、１・・・を安定して保持しながら回転し、かつ多分割用隔壁構造部無部分１６に後続して設けられる多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して原材料１、１・・・を安定、かつ均等に投入する必要があるために、多分割用隔壁構造部無部分１６としてある程度の領域(長さ)を管部束体１４の回転胴軸長方向に対して設けることが必要なためである。
【００５３】
これに対して、多分割用隔壁構造部無部分１６の回転胴軸長方向の長さＬ１が０．１ｍ未満である場合には、多分割用隔壁構造部無部分１６が投入された原材料１、１・・・を充分に安定、かつ均一に保持して攪拌することが困難であるため好ましくない。また多分割用隔壁構造部無部分１６の回転胴軸長方向の長さＬ１が５．０ｍを越える場合には、投入された原材料１、１・・・は多分割用隔壁構造部無部分１６において充分に安定、かつ均等に保持することができるので、それ以上の長さにすることは無駄となるからである。
【００５４】
また、前出の図１４、図１５および図１６に例示したように、管部束体１４の各管部４、４・・・に対して設けられる多分割用隔壁構造部１７の回転胴軸長方向の長さＬ２は、０．３〜５０ｍであることが好ましく、０．５〜３０ｍであることが特に好ましい。
これは、原材料１、１・・・を加熱・焼成処理するために必要な時間の間、多分割用隔壁構造部１７内に原材料１、１・・・を保持する必要があるために、多分割用隔壁構造部１７としてある程度の領域(長さ)を管部束体１４の回転軸長方向に対して設けることが必要なためである。
【００５５】
これに対して、多分割用隔壁構造部１７の回転胴軸長方向の長さＬ２が、０．３ｍ未満である場合、多分割用隔壁構造部１７における原材料１、１・・・の加熱・焼成時間を確保することが困難なため好ましくない。また、多分割用隔壁構造部１７の回転胴軸長方向の長さＬ２が、５０ｍを超える場合はあまり考えられない。これは、その長さがあれば、投入された原材料１ｂを多分割用隔壁構造部１６の区間内で充分に加熱・焼成処理することができるので、それ以上の長さにすることは無駄となるからである。
【００５６】
本発明において、管部束体１４内に設ける各管部４、４・・・の外径の大きさについては、管部束体１４の外径の１/８以上、１/２以下とすることが好ましい。これは、管部束体１４内に設ける管部４、４・・・の外径を前記した範囲の大きさとすることにより、管部束体１４内に設ける管部４、４・・・の数を増やして伝熱面積を増やし、かつ原材料１、１・・・の積層・堆積を軽減することと、充分な量の原材料１、１・・・を加熱・焼成処理するための管部４、４・・・の容積の確保を両立させることができ、好ましいためである。本発明においては、管部４、４・・・の外径を前記のように管部束体１４の外径の１/８以上と規定することにより、図１７に例示したように、最大２１個の管部を管部束体１４内に設けることができる。ここで管部の外径は断面が円以外の形状の場合は同一断面積の円の外径とする。
【００５７】
これに対して、管部束体１４内に設ける管部４、４・・・の外径が、管部束体１４の外径の１/２を超える場合には、複数の管部４、４・・・を管部束体１４内に設けることができず、原材料１、１・・・の積層・堆積を軽減することや伝熱効率を向上させることができないため好ましくない。また、管部束体１４内に設ける管部４、４・・・の外径が、管部束体１４の外径の１/８未満である場合には、前記した２１個以上の充分な数の管部を管部束体１４内に設けることはできるが、他方、管部４、４・・・の外径が過小となり、キルン炉の処理容積としての各管部４、４・・・の総容積が著しく少なくなるために、原材料１、１・・・を加熱・焼成処理するために必要なキルン炉容積を確保することができず、原材料１、１・・・の処理量を充分に増やすことができないために好ましくない。
【００５８】
本発明における管部束体１４の外径としては、０．２〜８．０ｍとすることが好ましく、０．３〜５．０ｍとすることが特に好ましい。回転胴としての管部束体１４の外径が０．２ｍ未満である場合には、所望する量の原材料１、１・・・を処理することが困難であるため好ましくなく、他方、管部束体１４の外径が８．０ｍを超える場合には、熱処理装置が設備な過大となり、現実的でなくなる。
また本発明における管部束体１４内に設ける管部４、４・・・の外径は、前記したように回転胴としての管部束体１４の外径に依存して決定されることから、管部４、４・・・の外径としては、０．０２５〜４．０ｍとすることが好ましく、０．０３７５〜２．５ｍとすることが特に好ましい。
【００５９】
本発明における多分割用隔壁構造部１７を形成する方法については、特に限定はなく、各種方法を用いることができる。この一例として、図１８に多分割用隔壁構造部１７を形成する方法を例示した。図１８は、各管部４、４・・・の内側に隔壁５となる多分割用仕切５Cを入れて、管部４、４・・・内部を複数の区分室６、６・・・に分割することにより、所望の多分割用隔壁構造部１７を形成する方法の一例であり、図１８（ａ）には組み立て途中の断面図、および図１８（ｂ）には組み立て後の断面図をそれぞれ示した。図１８に例示したように、多分割用仕切５Cを管部内に挿入することによって、各管部４、４・・・内部を多分割用隔壁構造部とすることができる。また、前記のような多分割用仕切５Cを挿入しない管部の区間が多分割用隔壁構造部無部分となるわけである。
【００６０】
前記した多分割用仕切５Cを各管部４、４・・・内に挿入する場合には、溶接等により多分割用仕切５Cの少なくとも一部を管部４の内壁に接合して固定することもできる。
【００６１】
また、前記多分割用仕切５Cについては、管部内に挿入するが固定しないで、管部内部で回転可能な状態（従動回転式多分割用仕切５ｓ）としても良い。つまり管部束体の回転運動に伴い管部内で従動回転するようになり、このことを従動回転式と呼ぶ。多分割用仕切５ｓを従動回転式とすることにより、管部４、４・・・からの従動回転式多分割用仕切５ｓの出し入れが容易になるために、回転キルン炉の組立て、保守・維持作業が容易になる利点がある。
【００６２】
前記従動回転式多分割用仕切５ｓの構造の一例を図２０に示す。図２０は、管部４、４・・・内部を６個の区分室に分割するための６分割型の従動回転式多分割用仕切５ｓの一例であり、図２０（ａ）が多分割用仕切５ｓの斜視図、および図２０（ｂ）が多分割用仕切５ｓの回転軸に直交する横方向の断面図である。図２０に例示したような従動回転式多分割用仕切５ｓを図１８に例示したように管部束体の各管部４、４・・・内に挿入することにより、管部４、４・・・内を複数の区分室（図１８では、１個の管部内を６個の区分室）に分割することができる。この例では多分割用仕切５ｓの仕切壁部は６枚あり６個の区分室ができる例であったが、仕切壁部の数は適宜調整可能であり、先に説明した隔壁による区分室の数の範囲と同様に、３〜１２個程度の区分室ができる範囲が好ましい。
【００６３】
前記した従動回転式多分割用仕切５ｓを管部内に固定しないで挿入する場合には、従動回転式多分割用仕切５ｓの外径の大きさを管部の内径より小さめにすることが好ましく、具体的には、従動回転式多分割用仕切５ｓの外径の大きさを管部４、４・・・の内径の大きさの０．５〜０．９９倍とすることが好ましく、０．８〜０．９７倍とすることが特に好ましい。管部４、４・・・内に挿入する従動回転式多分割用仕切５ｓの外径の大きさが、管部４、４・・・の内径の大きさの０．５倍未満である場合には、従動回転式多分割用仕切５ｓの大きさが過少であり、管部４、４・・・内に投入された原材料１、１・・・を充分に分割保持することができなくなる恐れがあるため好ましくない。また、管部４、４・・・に挿入する従動回転式多分割用仕切５ｓの外径の大きさが、管部４、４・・・の内径の大きさの０．９９倍を超える場合には、従動回転式多分割用仕切５ｓの大きさが管部４、４・・・の内径の大きさに対して余裕が少なく、従動回転式多分割用仕切５ｓが管部内で円滑に従動回転しなくなる恐れや、装置の保守点検等において、従動回転式多分割用仕切５ｓを管部４、４・・・に挿入したり、管部４、４・・・から抜き出し取り出したりすることが困難になる恐れがあるため、好ましくない。
【００６４】
前記した従動回転式多分割用仕切５ｓは挿入される管部の長さより短いことは言うまでもないが、２個、３個と複数個に分割してもよい。管部に挿入する従動回転式多分割用仕切５ｓを複数個に分割することにより、一つ一つの重量が小さくなり、より従動回転しやすくなる。更に、従動回転式多分割用仕切５ｓ製作時の加工が行い易くなること、および回転キルン炉の保守点検作業の際に、多分割用仕切５ｓを管部から抜き出し易くなり管部内部の保守点検作業が容易になるため好ましい。
【００６５】
しかしながら、多分割用仕切５ｓを前記したような従動回転式多分割仕切５ｓとする場合には、小径化した多分割用仕切と管部内壁との間に隙間が生じ、この隙間に原材料１、１・・・が挟まって潰されて、原材料が粉々になる恐れがある。従動回転式多分割用仕切５ｓを挿入した管部４に原材料１、１・・・を投入した際の管部４内における原材料１、１・・・の堆積状態を示す概念図を図２１に例示する。
図２１では、管部４内に投入された原材料１、１・・・は従動回転式多分割用仕切５ｓによって６分割されて堆積している。この堆積した原材料１、１・・・は管部４の矢印Ａ方向への回転によって流動するが、その際に図２１の破線部Ｂ枠内に例示したように、多分割用仕切５ｓと管部内壁との間に生じた隙間に原材料１、１・・・が挟まってしまい、多分割用仕切５ｓの重さによって挟まった原材料１、１・・・は潰されて粉々になる。この原材料１、１・・・が粉々になることは、原材料１、１・・・の造粒加工による原材料の加熱の均一化や空気との接触性向上による燃焼効率向上の効果を妨害するものであり、好ましくない。
【００６６】
前記のような従動回転式多分割用仕切５ｓによって原材料１、１・・・が粉砕される問題点を改善するために、前記従動回転式多分割用仕切５ｓの仕切板に対して、堰き止め部材を設けることが好ましい。この従動回転式多分割仕切５ｓの仕切板に堰き止め部材を設けた構造の一例を図２２、および図２３に例示する。図２２は、前出図２０に例示した従動回転式多分割仕切５ｓの構成の仕切板の外周先端近傍部分に堰き止め部材１９ａを追加した多分割用仕切５ｓ１の構成図であり、このうち図２２（ａ）が多分割用仕切５ｓ１の斜視図であり、図２２（ｂ）が多分割用仕切５ｓ１の回転軸方向に直交する横方向の断面図である。また、図２３は、前出図２０に例示した従動回転式多分割仕切５ｓの構成の仕切板の外周先端部分に堰き止め部材１９ｂを追加した多分割用仕切５ｓ２の構成図であり、このうち図２３（ａ）が多分割用仕切５ｓ２の斜視図であり、図２３（ｂ）が多分割用仕切５ｓ２の回転軸方向に直交する横方向の断面図である。堰き止め部材は図に示すような平板状の部材であり、仕切５ｓの仕切板に対して溶接、ボルト等の接合手段で固定される。また堰き止め部材１９ｂの場合は多分割用仕切５ｓ２を構成する板材を延長して折り曲げて形成することが好ましい。
【００６７】
前記図２２に例示した堰き止め部材１９ａを設けた多分割用仕切５ｓ１を挿入した管部４に原材料１、１・・・を投入した際の管部４内における原材料１、１・・・の堆積状態示す概念図を図２４に例示する。図２４では、前出図２１と同様に管部４内に投入された原材料１、１・・・は従動回転式多分割用仕切５ｓ１によって６分割されて堆積している。この堆積した原材料１、１・・・も前出図２１と同様に管部４の矢印Ａ方向への回転によって流動するが、その際に図２３では管部４の矢印Ａ方向への回転によって流動する原材料１、１・・・は堰き止め部材１９ａによって堰き止められる。その結果、従動回転式多分割用仕切５ｓ１と管部内壁との間に生じた隙間には、原材料１、１・・・が挟まれなくなり、原材料１、１の粉砕を防止することができる。
【００６８】
多分割用仕切５ｓ１、および５ｓ２に対する堰き止め部材１９ａ、および１９ｂの設置条件について、仕切板に対して堰き止め部材１９ａ、１９ｂを設ける位置としては、仕切板の外周先端から５０ｃｍ以内が好ましく、１０ｃｍ以内とすることが特に好ましい。仕切板に対して堰き止め部材１９ａ、１９ｂを設ける位置が、仕切板の外周先端から５０ｃｍ以上離れる（回転軸中心に近づく）場合には、堰き止め部材１９ａ、１９ｂが原材料１、１・・・を堰きとめて仕切板上での原材料１、１・・・の拡散を抑制し、原材料１、１・・・の積層を充分に軽減することができなくなる恐れがあるため好ましくない。
また、堰き止め部材１９ａ、１９ｂの高さについては、管部４に投入した原材料１、１・・・の全てを堰き止め部材１９ａ、１９ｂで受け止めて、仕切と管部内壁との隙間によって原材料１、１・・・の粉砕を防止できれば良く、原材料１、１・・・の投入量、および管部内における原材料１、１・・・の積層高さ等を考慮して、堰き止め部材１９ａ、１９ｂの高さを適宜調整して設けることができる。
【００６９】
前記仕切板に堰き止め部材１９ａを設けた従動回転式多分割用仕切５ｓ１については、図２５に例示したように、回転キルン炉の管部束体を構成する各管部４、４・・・に対して挿入して用いられる。
【００７０】
尚、以上説明した多分割用仕切の端部は管部内壁と接触・摩擦するわけであるから、管部および多分割用仕切の磨耗や破損を防止するために、多分割用仕切の端部にはアールをつける等の仕上げを施したり、端部の材質をより摩擦に強い材質に変更するため、メッキ、溶射等の被覆処理をおこなっても良い。
【００７１】
また、本発明においては管部束体１４の各管部４、４・・・内を前記した隔壁５によって複数の区分室６、６・・・に分割することに加えて、図１９に例示したように、管部４、４・・・の内壁、および区分室６、６・・・に分割するための隔壁５の表面に対して複数の掻き揚げ板１８（リフターとも呼ばれる）を設けることができる。前記した掻き揚げ板１８の形状、および大きさについては、特に限定はなく、管部束体１４の自転によって管部４、４・・・内、および区分室６、６・・・内の原材料粒子１、１・・・の流動を阻害しない範囲で適宜選択して用いることができる。
【００７２】
また、以上の図示した例では管部として円柱状のものを例として説明してきたが、本発明における管部束体１４を構成する各管部４、４・・・の断面形状としては、特に限定はなく、略円形状、略楕円形状、略三角形以上の略多角形状などのいずれかの断面形状の管部を任意に選択して用いることができる。
【００７３】
また、本発明における回転キルン炉７に備えられる管部束体１４、すなわち、各管部４、４・・・、各管部固定部材３ｃ１、３ｃ２・・・、および多分割用隔壁構造部１７を構成するための隔壁５（多分割用仕切り）や、その他の管部束体１４に関連する部分を構成する材料の材質としては、加熱・焼成処理に耐える材質で構成されることが必要であり、加熱・焼成時の温度として１０００℃程度の温度に耐え得る材質であることが特に好ましい。また、有機成分を含有する原材料を加熱・焼成処理する際に、酸性やアルカリ性の成分が発生することがあるため、酸性やアルカリ性に耐え得る材質で構成されることが極めて好ましく、ステンレスやチタン等の耐熱、耐腐食性を有する鋼材が好ましい。
【００７４】
また、本発明における多分割用隔壁構造部１７の隔壁５を構成する鋼板材としては、前記したステンレスなどの金属板により構成しても良いが、さらにパンチングメタルのような穴明きの金属板で構成することが好ましい。これは穴の明いていない金属板よりも穴明き金属板の方が、各区分室６、６・・・内に投入された原材料１、１・・・に対して多分割用隔壁構造部１７の隔壁５に設けられた穴を通じて空気（酸素）を行き渡らせやすくなるためである。この穴明き金属板の穴には、各種の形状や大きさがあるが、本発明に用いられる穴明き金属板の穴の形状や大きさには特に限定はなく、造粒成形された原材料１、１・・・が多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に投入される場合に、その原材料１、１・・・が隔壁５に設けられた穴からこぼれて他の区分室に移動しないような大きさであればよく、丸形、三角形、四角形、スリット形などの各種穴形状の穴明き金属板を使用することができる。
【００７５】
本発明において回転キルン炉７の管部束体１４の各管部４、４・・・に対して投入される原材料１、１・・・は、各管部４、４・・・内における原材料１、１・・・の積層を軽減して、空気（酸素）との接触する効率を向上させるために、造粒処理した後に回転胴としての管部束体１４に投入することが好ましい。前記した原材料１、１・・・を造粒する方法としては、一定の粒子形状に造粒成形する方法として、ブリケットマシンやローラーコンパクター等の圧縮成形機を用いる圧縮造粒法、転動造粒法、攪拌造粒法、および押出成形法等が挙げられ、また、ある大きさの範囲の粒子形状に造粒成形する方法として、スクリューフィーダーなどで大きさを調整する方法が挙げられ、原材料１、１・・・を所望の形状・大きさに造粒成形するために、前記した造粒成形方法を適宜選択して用いることができる。また、管部束体１４の各管部４、４・・内に投入する原材料１、１・・・を造粒する形状については特に限定はなく、後記した大きさ（直径または長さ）の範囲にあれば、円柱状、球状、楕円、三角形、その他の多角形や、かまぼこ状、凹凸状等各種の粒子形状に造粒成形することができる。
【００７６】
造粒した原材料の固形分は６０〜９０％とすることが好ましく、７０〜８０％とすることが特に好ましい。原材料の固形分が６０％未満である場合には、原材料が含有する水分が多いために、造粒した原材料が軟らかく成形した形状が壊れやすくなるため好ましくなく、他方、原材料の固形分が９０％を越える場合には、原材料の押出し成形が困難となるため好ましくない。
原材料が製紙スラッジである場合には、凝集・脱水処理後の製紙スラッジの固形分が５０％程度であるため、造粒成形処理の前に固形分濃度調整のために乾燥処理工程を追加することが好ましい。原材料の乾燥処理については、原材料を所定の固形分に調整できれば良く、熱風乾燥機、ロータリー乾燥機等の一般的な乾燥装置を適宜用いて行うことができる。
【００７７】
本発明における原材料１、１・・・を造粒する大きさとしては、直径または長さが、２〜３０ｍｍとすることが好ましく、５〜１５ｍｍとすることが特に好ましい。造粒した際の原材料１、１・・・の大きさとして、直径または長さが２ｍｍ未満である場合には、管部束体１４の各管部４、４・・・や多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６５・・・などにおける原材料１、１・・・の積層が過密になり、積層した原材料粒子１、１・・・内に空気（酸素）が行き渡らなくなるために、原材料粒子１、１・・・に含有される有機成分の燃焼が不完全となり、加熱・焼成処理物の白色度が低下する恐れがあるために好ましくない。また、原材料１、１・・・の直径または長さが３０ｍｍを越える場合には、原材料１、１・・・の大きさが過大であり、原材料１、１・・・の中心部に空気（酸素）が届き難くなって、原材料１、１・・・の中心部に燃焼が不完全な部分が残留して加熱・焼成処理物の品質を低下させる恐れがあり、また原材料１、１・・・が管部束体１４の各管部４、４・・・内や多分割用隔壁構造部１７の区分室６、６・・・内を進行する際に、原材料１、１・・・が互いに進行を邪魔して、管部束体１４内をスムーズに進行できなくなる恐れがあるため好ましくない。
【００７８】
本発明における回転キルン炉７は、有機成分、無機成分などの含有成分を問わず、各種原材料の加熱・焼成処理に用いることができるが、特に有機成分と無機成分が混含する原材料について、有機成分を燃焼させて除去し、残った白色の無機成分を回収する工程に用いることが特に好ましく、このような原材料として、製紙工場より排出される製紙スラッジなどを処理することが特に好ましい。
【００７９】
本発明における回転キルン炉７を備えた熱処理装置は、加熱・焼成処理装置として単独で使用して加熱・焼成処理物を得ても良いが、前出の図１３に例示したように、原材料を乾燥、造粒した後に、１次および２次のような複数段の加熱・焼成処理を行って加熱・焼成処理物を得ても良い。図１３は本発明の熱処理装置の前段、後段に各種処理工程を加えたフローシートの一例である。図中本発明の熱処理装置においては２次焼成処理工程がなされるように示している。加熱・焼成処理物を得た後に、さらに懸濁液化、炭酸化、脱水、分散、粉砕の各処理を適宜追加して行い、再生化無機粒子としても良い。このような各種処理工程は原材料および得ようとする目的物によって適宜追加されたり、省略されたりして使用される。
【００８０】
[評価]
以上述べたように、本発明によれば、回転キルン炉７の回転胴として複数の管部４、４・・・を束ねるように管部束体１４を構成し、さらにこの管部束体１４の中心部分に回転胴内空洞Ｖを形成して、この回転胴内空洞Ｖ内に第２の加熱手段である間接的（内側）加熱手段１１ｂを設けることにより、伝熱効率を向上させて原材料１、１・・・の加熱・焼成効率を向上させることができる。
【００８１】
また、本発明によれば、回転キルン炉７の回転胴としての管部束体１４内の管部４、４・・・内に、隔壁５によって分割された複数の区分室６、６・・・設けた多分割用隔壁構造部１７を少なくとも１つ設けることにより、各管部４、４・・・内における原材料１、１・・・の積層を大幅に軽減させることができ、これによって、伝熱効率、および有機成分燃焼のための原材料と空気との接触効率を大きく向上させることが可能となるため、未燃カーボンの残留がなく白色度の高い優れた品質の加熱・焼成処理物を得ることができるほか、同じ外径の回転キルン炉装置であっても、より多くの原材料を効率良く加熱・焼成処理することができる。
【００８２】
また、本発明の一部の形態によれば、回転キルン炉７の管部束体１４の各管部４、４・・・内に、隔壁５によって分割された複数の区分室６、６・・・を設けた多分割用隔壁構造部１７を少なくとも１つ設け、さらに多分割用隔壁構造部１７の原材料供給口８側に多分割用隔壁構造部無部分１６を連続して設けることにより、多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して原材料１、１・・・を投入するため特別な装置等を導入しなくても、管部束体１４の回転によって管部４、４・・・内を回転しながら移動する原材料１、１・・・の動きを利用して、多分割用隔壁構造部無部分１６に後続する多分割用隔壁構造部１７の各区分室６、６・・・に対して均等、かつ自動的に原材料１、１・・・を投入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】単一の円筒状管部で構成された回転胴内に原材料を投入した場合の回転胴内の原材料の積層状態を示す概念図。
【図２】複数の管部で構成された回転胴（管部束体）における（ａ）６管型の管部束体の断面構造図、（ｂ）原材料を投入した際の管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図３】複数の管部で構成された回転胴（管部束体）における（ａ）２１管型の管部束体の断面構造図、（ｂ）原材料を投入した際の管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図４】管部束体の構成図  （ａ）管部、（ｂ）管部固定部材、（ｃ）各部材により構成した管部束体。
【図５】図４に例示した管部束体のα1−α１'切断面１における（ａ）管部束体の断面構造図、（ｂ）原材料を投入した際の管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図６】図４に例示した管部束体のα2−α2'切断面２における（ａ）管部束体の断面構造図、（ｂ）原材料を投入した際の管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図７】多分割用隔壁構造部を有する管部束体の構成図  （ａ）管部、（ｂ）管部固定部材、（ｃ）各部材により構成した管部束体。
【図８】図７に例示した多分割用隔壁構造部を有する管部束体のα3−α3'切断面３における（ａ）管部束体の断面構造図、（ｂ）原材料を投入した際の管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図９】図７に例示した多分割用隔壁構造部を有する管部束体のα4−α4'切断面４における（ａ）管部束体の断面構造図、（ｂ）原材料を投入した際の管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図１０】本発明の回転キルン炉を備えた熱処理装置の一例の構成図。
【図１１】図１０に示した回転キルン炉内の加熱手段の構造を示す一部断面図。
【図１２】中心部に空洞用の管部を有する管部束体の構成図  （ａ）管部、（ｂ）管部固定部材、（ｃ）各部材により構成した管部束体。
【図１３】本発明の燃焼装置の前段、後段に各種処理工程を加えたフローシートの一例。
【図１４】図１０に示した回転キルン炉内の管部束体の一例の構造を示す一部断面図。
【図１５】図１０に示した回転キルン炉内の管部束体の一例の構造を示す一部断面図。
【図１６】図１０に示した回転キルン炉内の管部束体の一例の構造を示す一部断面図
【図１７】複数の管部で構成され、中心部に回転胴空洞を有した回転胴（管部束体）における（ａ）２１管型の管部束体の断面構造図、（ｂ）管部内の原材料の積層状態の概念図。
【図１８】管部束体の管部内に隔壁（多分割用仕切）を入れて複数の区分室を有する多分割用隔壁構造部を形成する一例  （ａ）組み立て途中断面図、（ｂ）組み立て後の断面図。
【図１９】管部束体の管部内壁、および隔壁表面に掻揚げ板を設けた一例の断面構造図  （ａ）多分割用隔壁構造部無収容部に掻揚げ板を備えた一例の断面構造図、（ｂ）多分割用隔壁構造部に掻揚げ板を備えた一例の断面構造図。
【図２０】従動回転式多分割仕切（堰き止め構造なし）の一例  （ａ）斜視図、（ｂ）横方向の断面図。
【図２１】図２０に例示した従動回転式多分割用仕切５ｓを備えた管部４、４・・・内に、原材料１、１・・・を投入した場合の管部４、４・・・内の原材料の積層状態の概念図。
【図２２】従動回転式分割仕切（堰止付き改良構造）の一例    （ａ）斜視図、（ｂ）横方向の断面図。
【図２３】従動回転式分割仕切の一例（堰止付き改良構造）  （ａ）斜視図、（ｂ）横方向の断面図。
【図２４】図２２に例示した従動回転式多分割用仕切５ｓ１を備えた管部４、４・・・内に、原材料１、１・・・を投入した場合の管部４、４・・・内の原材料の積層状態の概念図。
【図２５】管部束体の管部内に従動回転式分割仕切を入れて複数の区分室を有する多分割用隔壁構造部を形成する一例  （ａ）組み立て途中断面図、（ｂ）組み立て後の断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１・・・原材料
２・・・回転胴
３ａ・・・管部固定部材
３ｂ・・・管部固定部材
３ｃ・・・管部固定部材
３ｄ・・・管部固定部材
４・・・管部
５・・・隔壁
５ｓ・・・多分割用仕切
５ｓ１・・・従動回転式多分割用仕切（堰き止め部材付き）
５ｓ２・・・従動回転式多分割用仕切（堰き止め部材付き）
６・・・区分室
７・・・回転キルン炉
８・・・原材料供給口
９・・・空気供給口
１０・・・排気手段
１１ａ・・・間接的（外側）加熱手段
１１ｂ・・・間接的（内側）加熱手段
１２・・・熱風循環手段
１３・・・加熱・焼成処理物排出口
１４ａ・・・回転胴（管部束体）  間接的(内側)加熱手段を回転胴内空胴に有する
１４ｂ・・・回転胴（管部束体）  １組の多分割用隔壁構造部を回転胴内に有する
１４ｃ・・・回転胴（管部束体）  複数組の多分割用隔壁構造部を回転胴内に有する
１４ｄ・・・回転胴（管部束体）  １組の多分割用隔壁構造部を回転胴全体に有する
１５・・・原材料投入手段
１６・・・多分割用隔壁構造部無部分
１７・・・多分割用隔壁構造部
１８・・・掻揚げ板
１９ａ・・・堰き止め部材
１９ｂ・・・堰き止め部材
Ａ・・・回転方向
Ｂ・・・原材料が隙間に挟まっている部分
Ｖ・・・中心部空洞
【図１】
2008116190.tif 000003
【図２】
2008116190.tif 000004
【図３】
2008116190.tif 000005
【図４】
2008116190.tif 000006
【図５】
2008116190.tif 000007
【図６】
2008116190.tif 000008
【図７】
2008116190.tif 000009
【図８】
2008116190.tif 000010
【図９】
2008116190.tif 000011
【図１０】
2008116190.tif 000012
【図１１】
2008116190.tif 000013
【図１２】
2008116190.tif 000014
【図１３】
2008116190.tif 000015
【図１４】
2008116190.tif 000016
【図１５】
2008116190.tif 000017
【図１６】
2008116190.tif 000018
【図１７】
2008116190.tif 000019
【図１８】
2008116190.tif 000020
【図１９】
2008116190.tif 000021
【図２０】
2008116190.tif 000022
【図２１】
2008116190.tif 000023
【図２２】
2008116190.tif 000024
【図２３】
2008116190.tif 000025
【図２４】
2008116190.tif 000026
【図２５】
2008116190.tif 000027