(57)【要約】【課題】キルン本体内で被処理物の所望の滞留時間及び層厚を得られるロータリーキルン炉を提供する。【解決手段】軸回りに回転するキルン本体２を備え、当該キルン本体２を回転させてキルン本体２内に投入された被処理物４を加熱して排出するロータリーキルン炉１において、キルン本体２の内壁に突出するリフタ１２を備え、このリフタ１２を、その回転方向Ｒ前側の前側面１２ｂが回転方向Ｒ後方に傾斜するように構成し、リフタ１２が所定の高さに達して一気に被処理物４が落下するのではなく、所定の高さに達するまでに徐々に被処理物４を落下させることで、落下距離を短くし、被処理物４の飛散量を低減し、十分に燃焼した被処理物４の残さを回収する。【選択図】図３
2008122043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回りに回転するキルン本体を備え、当該キルン本体を回転させて前記キルン本体内に投入された被処理物を加熱して排出するロータリーキルン炉において、
前記キルン本体の内壁に突出するように設けられ、前記キルン本体の回転方向前側の面が前記回転方向後方に傾斜しているリフタを備えることを特徴とするロータリーキルン炉。
【請求項２】
前記リフタは、前記キルン本体の軸線方向に対して傾斜するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のロータリーキルン炉。
【請求項３】
前記リフタは、軸線方向に複数設けられ、前記キルン本体の軸線方向の位置に応じて傾斜角度が異なるように設けられることを特徴とする請求項２に記載のロータリーキルン炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーキルン炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転するキルン本体を備え、このキルン本体の上流側に、キルン本体内に投入される被処理物を燃焼させるためのバーナーが設けられ、キルン本体の内壁に、被処理物を撹拌すると共にこの被処理物を下流側に移動させる矩形状の羽根（リフタ）が設けられるロータリーキルン炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−０５４５２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ロータリーキルン炉では、被処理物をリフタで撹拌しているにも拘らず、被処理物が十分に燃焼されずに排出されるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、被処理物を十分に燃焼できるロータリーキルン炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで、本発明者らは鋭意検討の結果、上記ロータリーキルン炉では、キルン本体のリフタが撹拌を行うべく被処理物を回転により上部まで持ち上げるため、キルン本体の上部から被処理物が一気に落下して飛散し、この飛散した被処理物が燃焼ガス及び排ガスの気流により上流側から下流側へ流され、キルン本体内で必要な滞留時間を得られないことが原因であることを突き止めた。
【０００６】
そこで、本発明によるロータリーキルン炉は、軸回りに回転するキルン本体を備え、当該キルン本体を回転させて前記キルン本体内に投入された被処理物を加熱して排出するロータリーキルン炉において、キルン本体の内壁に突出するように設けられ、キルン本体の回転方向前側の面が回転方向後方に傾斜しているリフタを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によるロータリーキルン炉においては、キルン本体が回転すると、キルン本体内に投入された被処理物はリフタにより持ち上げられ、このリフタの回転方向前側の面の傾斜に沿って回転方向後方へ落下する。すなわち、リフタが所定の高さに達して一気に被処理物が落下するのではなく、所定の高さに達するまでに徐々に被処理物が落下するため、落下距離が短くなり、被処理物の飛散量が低減する。このため、被処理物が下流側に飛散するのを抑制することができ、キルン本体内で必要な滞留時間を得ることが可能となる。
【０００８】
ここで、上記リフタは、キルン本体の軸線方向に対して傾斜するように設けられることが好ましい。このような構成を採用した場合、キルン本体に投入された被処理物はリフタの傾斜角度に応じて下流側に移動する速度が変わるため、リフタの傾斜角度を適宜設定することで、キルン本体内での滞留時間及び層厚を調整することが可能となる。
【０００９】
この場合、上記リフタは、軸線方向に複数設けられ、キルン本体の軸線方向の位置に応じて傾斜角度が異なるように設けられることが好ましい。このような構成を採用した場合、キルン本体の軸線方向の位置に応じて被処理物の移動速度を変えることができ、各位置毎に所望の層厚に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明によれば、キルン本体内で被処理物の所望の滞留時間及び層厚を得られ、被処理物を十分に燃焼できるロータリーキルン炉を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるロータリーキルン炉の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るロータリーキルン炉１を示す断面図、図２は、キルン本体２の内壁の展開図、図３は、図１におけるIII−III矢視図、図４は、リフタを示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態にかかるロータリーキルン炉１は、水平設置面Ｚに設置された横型回転式のロータリーキルン炉であって、キルン本体２、フロントウォール３を備えている。
【００１３】
キルン本体２は、回転しながら投入される被処理物４を搬送方向（軸線方向）Ｆに搬送すると共に燃焼させて排出するものである。このキルン本体２は、円筒状を呈し、その内壁５は、耐火材により内張りされている。このキルン本体２は、ベース６上に固定されて搬送方向Ｆに複数並設された支持部７により回転可能に支持されると共に、ベース６上の駆動部８を駆動源として回転される。キルン本体２は、回転軸線を傾斜させて設置されており、これにより、被処理物４を高い側（上流側）から低い側（下流側）に搬送し、燃焼残さを下流側端部に設けられた排出口９から排出させる。
【００１４】
フロントウォール３は、ベース６上に固定されており、キルン本体２の前部が回転可能に挿入される。このフロントウォール３には、キルン本体２内に連通し被処理物４をキルン本体２内に投入するための投入部１０が接続されている。また、フロントウォール３には、キルン本体２内に投入された被処理物４を燃焼させるためのバーナー１１が設けられており、このバーナー１１は、排出口９に向けてキルン本体２内に火炎を噴射する。なお、排出口９に対しては、図示を省略した二次燃焼室や排出物受けが接続される。
【００１５】
図１及び図２に示すように、キルン本体２の内壁５には、被処理物４を撹拌するために突出するリフタが設けられている。本実施形態では、前半部にリフタ１２が、後半部にリフタ１３がそれぞれ設けられている。これらのリフタ１２，１３は、周方向にそれぞれ複数設けられていると共に、搬送方向（軸線方向）Ｆに沿ってそれぞれ複数設けられている。各リフタ１２，１３は、上流側から下流側に向けて、搬送方向Ｆに対して回転方向Ｒ前方に傾斜するように設けられている。そして、リフタ１２は、搬送方向Ｆに対して、ここでは、３０°傾斜するように設けられ、リフタ１３は、搬送方向Ｆに対して、ここでは、１５°傾斜するように設けられている。
【００１６】
図３及び図４に示すように、各リフタ１２，１３は、それぞれ横断面（その長手方向に直交する断面）台形状に形成されており、長手方向に延びる長方形に形成されてキルン本体２の内壁５に固定される底面１２ａ，１３ａと、回転方向Ｒ前側の面であって回転方向Ｒ後方に傾斜する前側面１２ｂ，１３ｂと、回転方向Ｒ後側の面であって回転方向Ｒ前方に傾斜する後側面１２ｃ，１３ｃと、底面１２ａ，１３ａより小とされた上面１２ｄ，１３ｄと、両端を閉じる台形状の端面１２ｅ，１３ｅとにより構成されている。
【００１７】
続いて、ロータリーキルン炉１の動作について説明する。まず、駆動部８を駆動してキルン本体２を軸回りに回転させ、バーナー１１から火炎を噴射させる。キルン本体２内が所定の高温状態になると、被処理物４が投入部１０を介してキルン本体２内に投入され、バーナー１１から噴射される火炎により燃焼される。そして、キルン本体２の回転に伴い、被処理物４は、リフタ１２，１３によって撹拌されながら、キルン本体２の傾斜に従って排出口９に向けて搬送される。
【００１８】
ここで、リフタ１２，１３は、上流側から下流側に向けて、搬送方向Ｆに対して回転方向Ｒ前方に傾斜するように設けられているため（図２参照）、キルン本体２の回転に従うリフタ１２，１３の回転により被処理物４の一部は上流側に押し戻され、リフタ１２，１３に対応する位置では、被処理物４の搬送速度が遅くなると共に層厚が大きくなる。更に、リフタ１３の傾斜角度よりもリフタ１２の傾斜角度の方が大きいため、リフタ１３よりもリフタ１２の方が被処理物４の一部を押し戻す力が大きくなる。このため、リフタ１３に対応する位置の被処理物４よりもリフタ１２に対応する位置の被処理物４の方が搬送速度が遅くなると共に層厚が大きくなる。ここでの被処理物４は、その燃焼特性から下流側にいて酸素との接触時間を多くとる必要がある。そのため、ここでは上流側の層厚を下流側より厚い任意の層厚、下流側の層厚を上流側より薄い任意の層厚にすることにより、最適な燃焼条件を得ることができる。このようにして、被処理物４は、リフタ１２，１３の数、位置及び傾斜角度に応じて所定の層厚が形成され、所定の滞留時間を経ながらキルン本体２内を流動し、キルン本体２の傾斜回転に従い排出口９へ向かう。
【００１９】
このとき、キルン本体２内では、図５に示すように、リフタ１２，１３の前側面１２ｂ，１３ｂより回転方向Ｒ前方の被処理物４は、キルン本体２の回転に伴い、リフタ１２，１３によって持ち上げられる。そして、被処理物４は、リフタ１２，１３がキルン本体２の下部から上部に回転していく間に、前側面１２ｂの傾斜（矢印Ａ参照）に沿って徐々に落下していき、図６に示すように、リフタ１２，１３が所定の高さに達するまでに全ての被処理物４が落下し終える。従って、被処理物４の落下距離が従来に比して短くなり、被処理物４は緩やかに落下するため、落下中の飛散や落下衝撃による飛散が低減され、所定の層厚で所定の滞留時間を経て、排出口９から排出される。
【００２０】
ここで、図７に示すように、従来技術のロータリーキルン炉２１にあっては、リフタ２３が横断面矩形状に形成されているため、キルン本体２２の回転に伴いリフタ２３の回転方向Ｒ前側の面により持ち上げられた被処理物４はなかなか落下せずに、図８に示すように、上部の所定の高さ（本実施形態の所定の高さと略同じ高さ）に達すると、一気に落下する。従って、被処理物４の落下距離が長く、落下中に飛散（図中の矢印ａ参照）すると共に落下衝撃によって飛散（図中の矢印ｂ参照）し、燃焼ガス及び排ガスの気流により下流側に流されてしまい、一部の被処理物４は、十分滞留時間が得られなくなるが、本実施形態では、これが解消されている。
【００２１】
すなわち、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、キルン本体２が回転すると、キルン本体２内に投入された被処理物４がリフタ１２，１３により持ち上げられ、このリフタ１２，１３の前側面１２ｂ，１３ｂの傾斜に沿って回転方向Ｒ後方へ落下するようにし、被処理物４を、リフタ１２，１３が所定の高さに達して一気に落下させるのではなく、所定の高さに達するまでに徐々に落下させ、落下距離を短くし飛散量を低減するようにしているため、従来技術の課題である被処理物４が下流側に飛散するのを抑制することができ、キルン本体２内で所望の滞留時間及び層厚を得ることができる。
【００２２】
また、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、キルン本体２に投入された被処理物４はリフタ１２，１３の傾斜角度に応じて下流側に移動する速度が変わるため、リフタ１２，１３の傾斜角度を適宜設定することで、キルン本体２内における被処理物４の滞留時間及び層厚を調整することが可能となる。
【００２３】
更に、搬送方向Ｆに並設されたリフタ１２とリフタ１３を傾斜角度が異なるように設けたため、キルン本体２の軸線方向の位置に応じて被処理物４の移動速度を変えることができ、各位置毎に所定の層厚に調整することが可能となり、最適な燃焼条件を得ることができる。
【００２４】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、各リフタ１２，１３は、上流側から下流側に向けて、搬送方向Ｆに対して回転方向Ｒ前方に傾斜して設けるように説明したが、上流側から下流側に向けて、搬送方向Ｆに対して回転方向Ｒ後方に傾斜するように設けても良い。この場合、キルン本体が回転すると、被処理物はリフタにより下流側に押し進められるため、傾斜角度を大きくするほど搬送速度が速くなり、層厚が小さくなる。
【００２５】
また、上記実施形態においては、キルン本体２を傾斜配置する場合について説明したが、水平配置としても良い。この場合、リフタを、上流側から下流側に向けて、搬送方向Ｆに対して回転方向Ｒ後方に傾斜するように設けることで、被処理物４を下流側に搬送できる。
【実施例１】
【００２６】
次に、ロータリーキルン炉１のリフタの傾斜角度による効果を実証するために、キルン本体２内のリフタの傾斜角度を変えて、被処理物の滞留時間と層厚を計測した実施例１，２及び比較例１を説明する。
【００２７】
（実施例１）
ロータリーキルン炉及び被処理物を以下の条件とした。
キルン本体：内径６００ｍｍ×長さ１２００ｍｍ
キルン本体の回転数：０．１８ｒｐｍ
リフタ：高さ２５ｍｍ×巾２０ｍｍ×長さ１００
リフタの設置位置：上流端から４００ｍｍ
リフタの個数：周方向に１０個
リフタの設置間隔：約１８８ｍｍ
被処理物：炭素（Ｃ）及び硫黄（Ｓ）分を含む灰
被処理物の投入量：１５０ｇ／ｍｉｎ
【００２８】
また、図９に示すように、リフタの傾斜角度を、上流側から下流側に向けて、搬送方向Ｆに対して回転方向Ｒ前方に１５°傾斜するように設けた。
【００２９】
（実施例２）
図１０に示すように、リフタの傾斜角度を、３０°とした点以外は実施例１と同様とした。
【００３０】
（比較例１）
図１１に示すように、リフタの傾斜角度を０°とした点以外は実施例１と同様とした。
【００３１】
計測の結果、滞留時間を表１に示し、層厚を図１２に示す。表１及び図１２から明らかなように、実施例１，２のように、リフタを設けることで被処理物の滞留時間及び層厚が変化し、更に、リフタの傾斜角度に応じても、被処理物の滞留時間及び層厚が変化することが分かる。この結果に基づき、リフタの傾斜角度を適宜設定し、且つ／または、異なる傾斜角度を有するリフタを軸線方向に組み合わせることで、所望の滞留時間、層厚及び層厚の勾配を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係るロータリーキルン炉を示す断面図である。
【図２】図１に示すキルン本体の内壁の展開図である。
【図３】図１におけるIII−III矢視図である。
【図４】リフタを示す斜視図である。
【図５】キルン本体が回転したときの被処理物の第１状態を示す図である。
【図６】図５の状態からキルン本体がさらに回転したときの被処理物の第２状態を示す図である。
【図７】従来技術においてキルン本体が回転したときの被処理物の第１状態を示す図である。
【図８】図７の状態からキルン本体がさらに回転したときの被処理物の第２状態を示す図である。
【図９】実施例１におけるキルン本体の内壁の展開図である。
【図１０】実施例２におけるキルン本体の内壁の展開図である。
【図１１】比較例におけるキルン本体の内壁の展開図である。
【図１２】実施例１，２及び比較例１による被処理物の層厚を示す線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…ロータリーキルン炉、２…キルン本体、４…被処理物、５…内壁、１２，１３…リフタ。
【図１】
2008122043.tif 000003
【図２】
2008122043.tif 000004
【図３】
2008122043.tif 000005
【図４】
2008122043.tif 000006
【図５】
2008122043.tif 000007
【図６】
2008122043.tif 000008
【図７】
2008122043.tif 000009
【図８】
2008122043.tif 000010
【図９】
2008122043.tif 000011
【図１０】
2008122043.tif 000012
【図１１】
2008122043.tif 000013
【図１２】
2008122043.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月5日(2008.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
計測の結果、層厚を図１２に示す。図１２から明らかなように、実施例１，２のように、リフタを設けることで被処理物の層厚が変化し、更に、リフタの傾斜角度に応じても、被処理物の層厚が変化することが分かる。この結果に基づき、リフタの傾斜角度を適宜設定し、且つ／または、異なる傾斜角度を有するリフタを軸線方向に組み合わせることで、所望の層厚及び層厚の勾配を得ることが可能となる。