(57)【要約】  【課題】  キルン本体から排出される高温の粉粒体を冷却処理する前に熱回収を行って有効利用可能とした粉粒体の加熱処理装置を提供する。  【解決手段】  粉粒体を加熱処理するロータリーキルン２のキルン本体４の下位に、加熱処理した高温の粉粒体を冷却処理する冷却機１９を備え、前記キルン本体４の排出部９と冷却機１９とを排出シュート２０で連結すると共に、この排出シュート２０の外周部は外気導入用の隙間空間Ａを形成させるように略環状のカバー体２１で包囲する。そして、前記排出シュート２０より排出される高温の粉粒体を冷却機１９にて冷却処理する前に、排出シュート２０の周囲に形成した隙間空間Ａへ導入した外気と熱交換させて熱回収を図り、昇温させた外気はキルン本体４のバーナ８へ燃焼用空気として供給する。【選択図】  図１
2016075418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に傾斜支持したキルン本体の一端側に被加熱物である粉粒体の投入部を、他端側に加熱処理した粉粒体の排出部と熱風供給用のバーナとを備えた粉粒体の加熱処理装置において、前記キルン本体の排出部の下位に加熱処理した高温の粉粒体を冷却処理する冷却機を備える一方、前記排出部と冷却機とを排出シュートで連結し、該排出シュートの外周部は外気導入用の隙間空間を形成させるように排出シュートよりも大径で略環状のカバー体で包囲し、該カバー体の隙間空間に導入させた外気を排出シュートより排出される高温の粉粒体との熱交換によって昇温させて前記バーナへ燃焼用空気として供給するように構成したことを特徴とする粉粒体の加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば廃石膏ボード等を破砕処理して得られる粉粒体を加熱処理する粉粒体の加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
資源の有効利用という観点から、例えば、建築物の解体などに伴って多量に発生する二水石膏の状態にある廃石膏ボードを破砕処理により粉粒体状とし、これを所定温度に加熱処理することにより、II型無水石膏等に転位させてセメントの原材料等として再生処理している。このような粉粒体を加熱処理するにあたっては、加熱効率に優れ連続投入の可能なロータリーキルンが採用されることも多く、本出願人もロータリーキルンを採用した廃石膏等の粉粒体の加熱処理装置を出願している（特許文献１参照）。
【０００３】
前記特許文献１に記載の発明にあっては、比較的高温での加熱処理が要求されるII型無水石膏への再生処理にも対応可能なように、キルン本体内壁面に耐熱性のキャスターを周設していると共に、キルン本体内に投入される廃石膏の流下方向と、バーナから供給される熱風方向とが対向する向流加熱方式とし、かつキルン本体から排出される加熱処理した石膏の温度に基づいてバーナの燃焼量を制御する材料温度制御としており、二水石膏の状態にある粉粒体状の廃石膏を所定温度に加熱処理してII型無水石膏として再生可能としている。
【０００４】
ところで、二水石膏を単にII型無水石膏に転位させるだけであれば約３５０℃程度での加熱処理でも足りるが、例えばセメントの原材料として再利用する場合には、品質上の問題からII型無水石膏の粒形が球状化する約８００℃程度以上もの高温での加熱処理が要求されることもあり、搬送時や貯蔵時のハンドリング性を考慮すれば、キルン本体排出部の下位に適宜の冷却機等を備えて、加熱処理直後の高温のII型無水石膏を適当な温度まで冷却処理することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１４−１５９５８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、キルン本体にて一旦８００℃程度もの高温に加熱処理した粉粒体状のII型無水石膏を、ハンドリング性の問題から冷却機にてただ単に冷却処理してしまうとなれば、熱エネルギー的に見れば無駄が大きく、省エネ面を考慮すると改善の余地があると考えられる。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑み、キルン本体から排出される高温の粉粒体を冷却処理する前に熱回収を行って有効利用可能とした粉粒体の加熱処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の粉粒体の加熱処理装置では、回転自在に傾斜支持したキルン本体の一端側に被加熱物である粉粒体の投入部を、他端側に加熱処理した粉粒体の排出部と熱風供給用のバーナとを備えた粉粒体の加熱処理装置において、前記キルン本体の排出部の下位に加熱処理した高温の粉粒体を冷却処理する冷却機を備える一方、前記排出部と冷却機とを排出シュートで連結し、該排出シュートの外周部は外気導入用の隙間空間を形成させるように排出シュートよりも大径で略環状のカバー体で包囲し、該カバー体の隙間空間に導入させた外気を排出シュートより排出される高温の粉粒体との熱交換によって昇温させて前記バーナへ燃焼用空気として供給するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る請求項１記載の粉粒体の加熱処理装置によれば、キルン本体の下位に加熱処理した高温の粉粒体を冷却処理する冷却機を備える一方、前記排出部と冷却機とを排出シュートで連結し、該排出シュートの外周部は外気導入用の隙間空間を形成させるように略環状のカバー体で包囲し、該カバー体の隙間空間に導入させた外気を排出シュートより排出される高温の粉粒体との熱交換によって昇温させてバーナへ燃焼用空気として供給するように構成したので、キルン本体から排出される高温の粉粒体を冷却処理する前に熱回収が図れ、この熱回収によって昇温させた外気をバーナの燃焼用空気として利用することでバーナの燃費低減が期待できるものとなる。また、前記排出シュート部でもって粉粒体の温度を予め低下させることができ、下位の冷却機での冷却効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る粉粒体の加熱処理装置の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】図１の要部断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る粉粒体の加熱処理装置にあっては、比較的高温での加熱処理が可能なように、例えば回転自在に傾斜支持したキルン本体の内壁面に耐熱性のキャスター等を周設している一方、前記キルン本体の一端側には被加熱物である粉粒体の投入部を、他端側には加熱処理した粉粒体の排出部と熱風供給用のバーナとをそれぞれ備え、キルン内に投入される粉粒体の流下方向とバーナから供給される高温の熱風との方向が対向する向流加熱方式のロータリーキルンを採用している。また、前記キルン本体の排出部には加熱処理された粉粒体の温度を検出する温度センサを備えており、該温度センサにて検出される温度検出値と予め設定される温度設定値との差値量に基づいてバーナの燃焼量を制御するバーナ燃焼制御器を備えている。
【００１２】
前記キルン本体の排出部下位には加熱処理により高温となっている粉粒体を取り扱いやすい適当な温度まで冷却処理する、例えば水冷式や空冷式等の冷却機を備えていると共に、キルン本体の排出部と冷却機の投入部とを排出シュートで連結しており、キルン本体の排出部より排出される高温の粉粒体が前記排出シュートを介して下位の冷却機へ順次投入されるようにしている。また、前記排出シュートの外周部は外気導入用の隙間空間を形成させるように排出シュートよりも大径でかつ略環状のカバー体で包囲していると共に、該カバー体の隙間空間に導入される外気を前記バーナへ燃焼用空気として供給可能なように燃焼用空気供給ダクトにてバーナに連結している。
【００１３】
そして、上記構成の装置を用いて、例えば、二水石膏の状態にある粉粒体状の廃石膏をセメントの原材料として有効に利用可能な程度のII型無水石膏へと加熱再生処理するときには、予めバーナ燃焼制御器に二水石膏がII型無水石膏に転位し、かつ粒形が球状化する温度である、例えば８００℃程度の温度値を温度設定値として設定しておく。そして、上記設定温度にて制御されるキルン本体内に粉粒体状の廃石膏を投入すると、廃石膏はキルン内を流下していく間にバーナより供給される高温の熱風に晒されて、二水石膏の状態からII型無水石膏に転位していき、排出部下部の排出シュートを介して冷却機へと順次排出されていく。
【００１４】
このとき、排出シュートを介して排出されるII型無水石膏は、約８００℃程度もの高温の状態で排出されていくが、排出シュートの外周部に沿って形成された隙間空間に導入される外気との間で間接的に熱交換が行われ、この熱交換によって常温から約７０〜８０℃程度に昇温された外気は燃焼用空気供給ダクトを介してキルン本体のバーナへ燃焼用空気として供給される一方、熱交換によって温度の若干低下したII型無水石膏は下位の冷却機へと投入され、例えば３００℃程度まで冷却処理された後、適宜の搬送手段にて搬送されて貯蔵タンク等に貯蔵される。
【００１５】
このように、高温に加熱処理した粉粒体を冷却処理する前に、外気と間接的に熱交換させることで熱回収を図り、昇温させた外気をバーナの燃焼用空気として有効利用することで燃費低減が期待できるものとなり、比較的簡単な構成ながら効果的に熱回収が図れて省エネ面で好適な装置となる。また、冷却機での冷却処理前に粉粒体の温度を幾らかでも低下させることができ、冷却機での冷却効率を高められる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図中の１は、例えば、廃石膏ボード等を破砕・分別処理して得られる二水石膏の状態にある粉粒体状の廃石膏を加熱処理し、II型無水石膏等に転位させてセメントの原材料等として再利用可能な状態に再生処理する粉粒体の加熱処理装置であって、被加熱物である廃石膏の流下方向と、バーナから供給される熱風の流下方向とが対向し、かつ加熱処理して排出されるII型無水石膏の温度に基づいてバーナ燃焼量を制御する向流加熱方式のロータリーキルン２を採用している。
【００１８】
前記ロータリーキルン２は、基台３上に円筒状のキルン本体４を回転自在に傾斜支持し、駆動用モータ（図示せず）により所定の速度で回転駆動させるようにしていると共に、キルン本体４の内壁面には掻き上げ機能を有さない耐熱性のキャスター（図示せず）を周設している。また、前記キルン本体４の上端側（熱風下流側）にはコールドホッパ５を備え、該コールドホッパ５には被加熱物である粉粒体状の廃石膏を投入させる投入部６を備えている一方、キルン本体４の下端側（熱風上流側）にはホットホッパ７を備え、該ホットホッパ７には熱風供給用のバーナ８と、加熱処理により二水石膏から転位させたII型無水石膏を排出する排出部９を備えている。
【００１９】
図中の１０は前記バーナ８の燃焼量を制御するバーナ燃焼制御器であって、前記排出部９に備えた温度センサ１１にて検出される加熱処理したII型無水石膏の温度検出値と、予め設定される温度設定値との差値量に基づいてバーナ８の燃焼量を制御するようにしている。なお、前記バーナ燃焼制御器１０に設定する温度設定値としては、セメントの原材料としても有効に利用可能な程度のII型無水石膏を再生処理するのに適した、例えば８００℃程度の温度値を設定するとよい。
【００２０】
また、前記コールドホッパ５には熱風導出用の排気ダクト１２を連結しており、該排気ダクト１２の下流には熱風に随伴してキルン本体４より流出する二水石膏等を捕捉する集塵機であるバグフィルタ１３を備えていると共に、その下流側には排風量調整用のメインダンパー１４、排風機１５及び煙突１６を備えている。
【００２１】
また、前記ホットホッパ７の隅部にはキルン本体４内部の静圧を検出する静圧センサ１７を備えており、該静圧センサ１７にて検出される静圧値に基づいて排気ダクト１２下流のメインダンパー１４の開度（または排風機１５の回転数）を調整して排風量を可変制御する静圧／排風量制御器１８を備えている。前記静圧／排風量制御器１８では、キルン本体４内部の静圧が外気圧に対してほぼ同じか、或いは若干負圧になるように排風量を制御し、キルン本体４端部の隙間からの噴き出しを防止すると共に、外気の侵入を抑制して省エネの向上を図っている。
【００２２】
また、図中の１９は、キルン本体４にて高温に加熱処理されたII型無水石膏を冷却処理する水冷式の冷却機１９であって、高温のII型無水石膏を送り出すスクリューコンベアの外周部を冷却水が流れるようにジャケット部で被覆しており、例えば８００℃程度のII型無水石膏をスクリューにて送り出す間に、取り扱いやすい程度の約３００℃程度まで冷却処理可能としている。なお、前記冷却機１９としては、特に上記構造のものを採用する必要はなく、例えば空冷式のものなど適宜の冷却機を採用することができる。
【００２３】
前記キルン本体４の排出部９と冷却機１９とは、図１に示すように、排出シュート２０で連結しており、該排出シュート２０を介してキルン本体４から排出されるII型無水石膏を下位の冷却機１９へ順次投入するようにしている。また、前記排出シュート２０の外周部は、図２に示すように、外気導入用の隙間空間Ａを形成させるように排出シュート２０よりも若干大径でかつ略環状のカバー体２１で包囲しており、その下端側に外気導入口２２を、上端側に外気導出口２３をそれぞれ備えていると共に、該外気導出口２３とバーナ８とを燃焼用空気供給ダクト２４にて連結しており、前記外気導入口２２より隙間空間Ａ内に導入される常温の外気を、排出シュート２０を介して排出される高温のII型無水石膏との間で間接的に熱交換させて昇温させ、この昇温させた外気をバーナ８の燃焼用空気として供給可能としている。
【００２４】
そして、上記構成の廃石膏の加熱処理装置１を使用して二水石膏の状態にある粉粒体状の廃石膏をII型無水石膏に加熱再生処理するときは、予めバーナ燃焼制御器１０にセメントの原材料として有効に利用可能な性状のII型無水石膏を再生処理するのに適した温度設定値として、例えば８００℃を設定入力した上で、バーナ８から高温の熱風をキルン本体４内に供給しつつ、反対側の投入部６より廃石膏をキルン本体４内に投入する。投入された廃石膏は、キルン本体４内のキャスター上を流下していく間にバーナ８からの熱風による高温雰囲気に晒され、上記設定温度まで加熱処理されて二水石膏の状態からII型無水石膏に転位していき、ホットホッパ７下端部の排出部９より排出シュート２０を介して下位の冷却機１９へと順次排出される一方、冷却機１９では投入された高温のII型無水石膏を約３００℃程度まで冷却処理し、適宜の搬送手段を介して貯蔵ビンへと搬送して貯蔵する。
【００２５】
このとき、排出シュート２０より排出されるII型無水石膏は、約８００℃程度もの高温の状態で排出されていくが、排出シュート２０の外周部に沿って形成した隙間空間Ａに導入される外気との間で間接的に熱交換が行われ、この熱交換によって常温から約７０〜８０℃程度に昇温された外気はキルン本体４のバーナ８へ燃焼用空気として供給される。
【００２６】
このように、キルン本体４より排出される比較的高温のII型無水石膏を冷却処理する前に、温度差の大きい外気との間で熱交換させることで効果的に熱回収が図れ、それによって昇温させた外気をバーナ８の燃焼用空気として有効に利用することができて燃費低減が期待できるものとなる。
【００２７】
なお、前記カバー体２１内部に形成される隙間空間Ａに、例えば螺旋状やラビリンス状の邪魔板を設けて、隙間空間Ａ内に導入される外気が比較的長く滞留するようにすれば、熱交換の効率を高められてより好ましいものとなるが、前記邪魔板によってバーナ８へ送り出される燃焼用空気量が不足するおそれが生じるようであれば、例えば、省エネ効果は下がるものの、燃焼用空気供給ダクト２４の途中に外気流入口を備えると共に、該外気流入口に外気流入量調整ダンパーを備え、前記バーナ燃焼制御器１０にてバーナ８の燃焼量に応じて前記外気流入量調整用ダンパーの開度を調整制御して、不足分の外気を外気流入口より燃焼用空気供給ダクト２４内へ流入させるようにしても良い。また、前記カバー体２１の周囲に断熱材等を周設して保温効果を高めるようにすれば、より熱交換の効率を高められて好ましいものとなる。
【符号の説明】
【００２８】
１…粉粒体の加熱処理装置            ２…ロータリーキルン
４…キルン本体                      ８…バーナ
９…排出部                          １０…バーナ燃焼制御器
１１…温度センサ                    １９…冷却機
２０…排出シュート                  ２１…カバー体
Ａ…隙間空間（カバー体）
【図１】
2016075418.tif 000003
【図２】
2016075418.tif 000004