JPS5889939A - 熔成燐肥の製造方法 - Google Patents
熔成燐肥の製造方法Info
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- JPS5889939A JPS5889939A JP56188002A JP18800281A JPS5889939A JP S5889939 A JPS5889939 A JP S5889939A JP 56188002 A JP56188002 A JP 56188002A JP 18800281 A JP18800281 A JP 18800281A JP S5889939 A JPS5889939 A JP S5889939A
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Classifications
-
- 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
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/005—Fusing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はサイクロン燃焼炉によシ熔成燐肥を製造する方
法に関し、j!!に云えばガス、燃料油又は石巌郷の燃
料を適宜選択して使用し、溶成燐肥を熱効率よく、大量
に、かつ設置面積の小さいコンパクトな設備で製造する
ことを目的としている。
法に関し、j!!に云えばガス、燃料油又は石巌郷の燃
料を適宜選択して使用し、溶成燐肥を熱効率よく、大量
に、かつ設置面積の小さいコンパクトな設備で製造する
ことを目的としている。
溶成燐肥は、燐酸、苦土、石灰、珪酸および黴童l!素
を含む硝子構造の肥料で、その土本中での挙動は独特で
めシャ一般土魚はもちろん、高い燐酸吸収係数をもつ火
山灰土産において4すぐれた燐酸O肥効を発揮する。出
車改良剤としての効果も大1く、我か国のみならず世界
の多くの地域で食糧の生産に貢献してきたことは周知O
通夛である。
を含む硝子構造の肥料で、その土本中での挙動は独特で
めシャ一般土魚はもちろん、高い燐酸吸収係数をもつ火
山灰土産において4すぐれた燐酸O肥効を発揮する。出
車改良剤としての効果も大1く、我か国のみならず世界
の多くの地域で食糧の生産に貢献してきたことは周知O
通夛である。
溶成燐肥は電気炉、平炉又は高炉で製造されていて、友
とえば電気デO場合、IIA料中の結合水、炭酸塩等の
不純物の會有量に4よゐが、概ね/ tin、900k
Wh 〜1000kWh@gc)電力を畳し、$に我が
l!ilOようにエネルギー資源の相当部分を海外から
の輸入に仰ぎ、しかもそのコストが著るしく増大し九現
在、電気炉O電力、平炉て蕾われる重油を必l!に応じ
て、石炭、天然ガスを含む種々の燃料に自由に切替えら
れ、しかも綜合的な熱効率の良好な溶融炉を開発す溶成
燐肥の製造装置としては、我が国で°使用されている電
気炉および平炉の外に数多くの装置が考案されている。
とえば電気デO場合、IIA料中の結合水、炭酸塩等の
不純物の會有量に4よゐが、概ね/ tin、900k
Wh 〜1000kWh@gc)電力を畳し、$に我が
l!ilOようにエネルギー資源の相当部分を海外から
の輸入に仰ぎ、しかもそのコストが著るしく増大し九現
在、電気炉O電力、平炉て蕾われる重油を必l!に応じ
て、石炭、天然ガスを含む種々の燃料に自由に切替えら
れ、しかも綜合的な熱効率の良好な溶融炉を開発す溶成
燐肥の製造装置としては、我が国で°使用されている電
気炉および平炉の外に数多くの装置が考案されている。
しかし、溶成燐肥の融液は、カーボン以外のこれ壕で市
販されたすべての耐火物に対して多少の程度の差はおっ
ても烈しい侵食性を示し1例えば特公昭参コー1stv
4号、特公昭ダ!−−??fj号、特開昭5リ一1zt
tt号には、平炉の耐火−保護のため、原料層によるセ
ルフコーティング或いは炉内の原料粉塵舞い上p防止な
どの手段で、融液と耐火物の直接々触を回避する方法が
採られている。その他の考案は様々な努力がなされたに
も拘らず、我が国では上述の平炉とカーボンライユング
の電気炉以外には実用されなかった。この大きな理由は
耐火物の難点にあったのではないかと推察される・ 溶成燐肥の製造には電気炉の外に、平炉が一般的である
。燃料に微粉炭を用いた場合、バーナー内部で微粉炭と
空気とは充分に混合されるけれとも、それは単なる気流
搬送であって、大部分の燃焼用酸素は粒子表面を榎う炭
駿ガス又は−酸化炭素の層を通しての拡散に依存するた
め、燃焼に時間がか\り、相当の滞留時間に見合う大容
量の炉が必要となるので、設備投資、a11111面積
共に大となる欠点がめる。
販されたすべての耐火物に対して多少の程度の差はおっ
ても烈しい侵食性を示し1例えば特公昭参コー1stv
4号、特公昭ダ!−−??fj号、特開昭5リ一1zt
tt号には、平炉の耐火−保護のため、原料層によるセ
ルフコーティング或いは炉内の原料粉塵舞い上p防止な
どの手段で、融液と耐火物の直接々触を回避する方法が
採られている。その他の考案は様々な努力がなされたに
も拘らず、我が国では上述の平炉とカーボンライユング
の電気炉以外には実用されなかった。この大きな理由は
耐火物の難点にあったのではないかと推察される・ 溶成燐肥の製造には電気炉の外に、平炉が一般的である
。燃料に微粉炭を用いた場合、バーナー内部で微粉炭と
空気とは充分に混合されるけれとも、それは単なる気流
搬送であって、大部分の燃焼用酸素は粒子表面を榎う炭
駿ガス又は−酸化炭素の層を通しての拡散に依存するた
め、燃焼に時間がか\り、相当の滞留時間に見合う大容
量の炉が必要となるので、設備投資、a11111面積
共に大となる欠点がめる。
籍公紹タクー1147号には旋回溶融炉の発明が記載さ
れ、炉壁を半溶融−で覆い、耐火物を保瞼することが考
案されてφる。炉壁を耐火物の臨界侵食温度以下に保つ
ことは、耐火物保lI〇九めに最もJatLM手段であ
るが、ヒートバシ/ス、微妙な温度コントロール等につ
いての具体的な開示はない。
れ、炉壁を半溶融−で覆い、耐火物を保瞼することが考
案されてφる。炉壁を耐火物の臨界侵食温度以下に保つ
ことは、耐火物保lI〇九めに最もJatLM手段であ
るが、ヒートバシ/ス、微妙な温度コントロール等につ
いての具体的な開示はない。
特公118Jコーククコ6号には旋回流動による熔融法
が記載され、又日本機械学会#;第第6轡サイクロン燃
焼炉による溶成燐肥の製造が記載されている。前者社低
品位巌の利用を目的とし、後者はボイラ用湿式燃焼炉の
炉内熱量の一部を溶成燐肥の製造にふル当て、炉体の冷
却および燃焼排ガスの熱量は悉くボイラの蒸発系統に導
く思想で説明されてーる。前者の場合、実施例によると
燐酸全量に対する−一くえん酸に溶解する燐酸の割合(
<涛率)はt O. 4 %、後者のく溶率は60−ま
で、と記載されている。現在日本国内で製造、販売され
ている溶成燐肥の(溶率は、その品梳に拘らずほとんど
100饅に近い値でめシ、前記二者のく溶率が低い理由
は、溶融液の炉内滞留時間が極端に短く、充分な溶融反
応時間が確保されなかった為ではないかと推定される。
が記載され、又日本機械学会#;第第6轡サイクロン燃
焼炉による溶成燐肥の製造が記載されている。前者社低
品位巌の利用を目的とし、後者はボイラ用湿式燃焼炉の
炉内熱量の一部を溶成燐肥の製造にふル当て、炉体の冷
却および燃焼排ガスの熱量は悉くボイラの蒸発系統に導
く思想で説明されてーる。前者の場合、実施例によると
燐酸全量に対する−一くえん酸に溶解する燐酸の割合(
<涛率)はt O. 4 %、後者のく溶率は60−ま
で、と記載されている。現在日本国内で製造、販売され
ている溶成燐肥の(溶率は、その品梳に拘らずほとんど
100饅に近い値でめシ、前記二者のく溶率が低い理由
は、溶融液の炉内滞留時間が極端に短く、充分な溶融反
応時間が確保されなかった為ではないかと推定される。
このようにサイクロン燃焼炉については早くから提案が
なされたにも拘らず、その実用化に当っては、多量の被
溶融原料と燃料を狭い燃焼室に送入する問題、生産−が
紀科としての性能を発揮するよう、良好な(溶率を得る
ための溶融条件,W!融状liの保持、およびこれらを
達成する良めの炉の構造等のいくつかの画一な問題点が
Toル,それらに関しては従来決して充分に解明かつ解
決されていなかった。
なされたにも拘らず、その実用化に当っては、多量の被
溶融原料と燃料を狭い燃焼室に送入する問題、生産−が
紀科としての性能を発揮するよう、良好な(溶率を得る
ための溶融条件,W!融状liの保持、およびこれらを
達成する良めの炉の構造等のいくつかの画一な問題点が
Toル,それらに関しては従来決して充分に解明かつ解
決されていなかった。
本発明者勢絋,tイク四ン燃焼炉による熔成燐肥の製造
方法について前記課題を解決すべく鋭意研究を行い、溶
成燐肥の製造が可能となる設備と操業方法を知見し、本
発明を完成したものである。
方法について前記課題を解決すべく鋭意研究を行い、溶
成燐肥の製造が可能となる設備と操業方法を知見し、本
発明を完成したものである。
すなわち、本発明は溶成燐肥原料組成物を溶融して溶成
燐肥″を製造するに当シ、垂直円筒状1次燃焼炉とその
下部にスロートによって接続された2次燃焼炉との有効
容積比が1:0.1〜lニアの範囲にるるサイクロン燃
焼炉に原料組成物と燃料を送入して火炉負荷と円筒内径
の積をtJ2X10”以上で鋏組成物を加熱溶融し、溶
融物と燃焼ガス1f流で下部の1次燃焼炉に導くことを
特徴とする溶成燐肥の製造方法である。
燐肥″を製造するに当シ、垂直円筒状1次燃焼炉とその
下部にスロートによって接続された2次燃焼炉との有効
容積比が1:0.1〜lニアの範囲にるるサイクロン燃
焼炉に原料組成物と燃料を送入して火炉負荷と円筒内径
の積をtJ2X10”以上で鋏組成物を加熱溶融し、溶
融物と燃焼ガス1f流で下部の1次燃焼炉に導くことを
特徴とする溶成燐肥の製造方法である。
溶成燐肥の原料組成物は所定の溶成燐肥成分t#足する
ように、憐鉱石および蛇練岩のはム必費に応じてかんら
ん岩、けい石およびフェロニッケルスフグ、又は黴ji
資素成分としてマンガン、はう素等の含有物質が用いら
れ、他方燃料源は、重油、00M1石炭および天然ガス
等必資に応じて適宜選択できる。
ように、憐鉱石および蛇練岩のはム必費に応じてかんら
ん岩、けい石およびフェロニッケルスフグ、又は黴ji
資素成分としてマンガン、はう素等の含有物質が用いら
れ、他方燃料源は、重油、00M1石炭および天然ガス
等必資に応じて適宜選択できる。
クロン燃焼炉によって溶融して溶成燐肥を製造する方法
であるが、多1o融液をトラブル無しに取シ出すために
は、本発明者等の研究によれば、水平製サイクロン燃焼
炉は不適尚で、画またて型とし、1次燃焼炉から流下す
る融液を、その炉の下部にスロートによって接続された
一次燃焼炉下部の融液滞留層で短時間保持し、又この融
液滞留層は操業温度以上を常時保持するため、1次燃焼
炉の燃焼ガスを融液と並流で一次燃焼炉の下方に向けて
噴出させ加熱することが必要でるる。前記原料組成物と
燃料とは、同一旋回流に乗せるように1次燃焼炉送入口
よシ夫身空気流によって送入されるが、原料組成物およ
び石炭の粒子は遠心力で炉壁に打ちつけられ、融液層に
捕捉される。重油、石炭粉は少量の1次空気、原料組成
物は1次空気と共に夫々少くとも10℃換算、10¥−
ec以上の風速で1次燃焼炉内に吹き込むことが望まし
い。この風速を保つ@シ、適切な燃焼が維持されるばか
シでなく、送入口の閉朧は起らない。
であるが、多1o融液をトラブル無しに取シ出すために
は、本発明者等の研究によれば、水平製サイクロン燃焼
炉は不適尚で、画またて型とし、1次燃焼炉から流下す
る融液を、その炉の下部にスロートによって接続された
一次燃焼炉下部の融液滞留層で短時間保持し、又この融
液滞留層は操業温度以上を常時保持するため、1次燃焼
炉の燃焼ガスを融液と並流で一次燃焼炉の下方に向けて
噴出させ加熱することが必要でるる。前記原料組成物と
燃料とは、同一旋回流に乗せるように1次燃焼炉送入口
よシ夫身空気流によって送入されるが、原料組成物およ
び石炭の粒子は遠心力で炉壁に打ちつけられ、融液層に
捕捉される。重油、石炭粉は少量の1次空気、原料組成
物は1次空気と共に夫々少くとも10℃換算、10¥−
ec以上の風速で1次燃焼炉内に吹き込むことが望まし
い。この風速を保つ@シ、適切な燃焼が維持されるばか
シでなく、送入口の閉朧は起らない。
以下、図面と共に本発明について説明する。
第7図はサイクロン燃焼炉の断面略図を中心とした製造
工程図を示すものでるるか、図において1次燃焼Plは
スタートアップ用ガス又は油バーナー41.側壁鉄皮/
aから内部に貫通し九鳳料送入口コおよび燃料送入口J
を備え九、九て17I!馬筒構造をなしておp、耐火物
ライニング/1)の@嫁鉄皮71には冷却水の入口j&
および出口!bのあるジャケラ)+で水冷されることV
Cなって−る。尤も空冷方式を行う場合には、ジャケッ
ト!ニ必歎ないので、この図は水冷方式の例を示してい
る。ススにおいて原料送入口λおよび燃料送入口Jは、
側壁鉄皮/IL上、同一位置の水平断面内側の円周に対
して切線方向を向くように各1個設けておるが、夫々l
又は−個以上、更11C@壁被数位置に同じく原料送入
口および燃料送入口を夫々l又は1個以上設けることも
できる。たソし原料送入口−は燃料送入口Jよ−υも位
相が旋回流方向に対してJo。
工程図を示すものでるるか、図において1次燃焼Plは
スタートアップ用ガス又は油バーナー41.側壁鉄皮/
aから内部に貫通し九鳳料送入口コおよび燃料送入口J
を備え九、九て17I!馬筒構造をなしておp、耐火物
ライニング/1)の@嫁鉄皮71には冷却水の入口j&
および出口!bのあるジャケラ)+で水冷されることV
Cなって−る。尤も空冷方式を行う場合には、ジャケッ
ト!ニ必歎ないので、この図は水冷方式の例を示してい
る。ススにおいて原料送入口λおよび燃料送入口Jは、
側壁鉄皮/IL上、同一位置の水平断面内側の円周に対
して切線方向を向くように各1個設けておるが、夫々l
又は−個以上、更11C@壁被数位置に同じく原料送入
口および燃料送入口を夫々l又は1個以上設けることも
できる。たソし原料送入口−は燃料送入口Jよ−υも位
相が旋回流方向に対してJo。
以上おくれてiることが特に好ましい。このことは非常
に重要で、炉内送人後の燃料のffi焼時間と原料送入
時期との関係がamされ、原料、燃料および燃焼ガスの
効果的旋回流を形成し、燃焼は良好となp、境膜伝熱抵
抗も充分に小さい状態で熱交換され、答晶に原料を^温
に加熱できるなどの効果が得られる。
に重要で、炉内送人後の燃料のffi焼時間と原料送入
時期との関係がamされ、原料、燃料および燃焼ガスの
効果的旋回流を形成し、燃焼は良好となp、境膜伝熱抵
抗も充分に小さい状態で熱交換され、答晶に原料を^温
に加熱できるなどの効果が得られる。
か\る1次燃焼炉lの下部はスロー)ft−経て一次燃
焼炉デに連結されている。2次燃焼炉ツは炉壁/J′″
tSまれていて、炉壁0FP3側は一部にカーボン煉瓦
を含む耐火煉瓦で、外側は断熱煉瓦を積んである。タッ
プホール10の下部には融am貿槽/Iが形成されるよ
うな構造となっておp、炉内は補助バーナー6bおよび
3次燃焼空気送入口りが設けてToル、必菅に応じて炉
内を加熱で龜るようにしである。溶成燐肥の融液はIツ
ブホール10よりaMRられ水砕し製品とする。他方燃
焼排ガスは空気予熱機/Jにより燃焼用空気と熱交換さ
れ、原料予熱機/参、集應機74を経てガス洗浄機/7
から放出される。なお排ガスの熱回収には状況に応じて
任意の熱交換機を使用できる。
焼炉デに連結されている。2次燃焼炉ツは炉壁/J′″
tSまれていて、炉壁0FP3側は一部にカーボン煉瓦
を含む耐火煉瓦で、外側は断熱煉瓦を積んである。タッ
プホール10の下部には融am貿槽/Iが形成されるよ
うな構造となっておp、炉内は補助バーナー6bおよび
3次燃焼空気送入口りが設けてToル、必菅に応じて炉
内を加熱で龜るようにしである。溶成燐肥の融液はIツ
ブホール10よりaMRられ水砕し製品とする。他方燃
焼排ガスは空気予熱機/Jにより燃焼用空気と熱交換さ
れ、原料予熱機/参、集應機74を経てガス洗浄機/7
から放出される。なお排ガスの熱回収には状況に応じて
任意の熱交換機を使用できる。
次に本発明において使用されるサイクロン燃焼炉の構成
、上の特徴について説明すると、壕づ各燃焼炉との関係
では、垂直内筒状1次燃焼炉!とその下部にスロー)f
によって接続された一次燃焼炉!との有効容積比がi:
o、t〜/:りの範囲にるることが必資でるる。その理
由はこの範四内であれば限られ九蝋時間融液は一次燃焼
gstの融液涌貿権1iyc@留混合され、この間燃焼
ガスによシ加熱されてタップ可能でるるからでわ9、も
しl:0.り以下で嬬融液の潅貿時間が翅かく品簀のバ
ラツキが大きくな)、場合によってはく溶率の高い溶成
燐肥が得られなくなると共に燃焼の不調又は不充分が起
る。又逆にl:り以上になると一次燃tsFデの放熱量
が大きくな9、操業温度以上に加熱保持することが困難
てタップが渋くなる嬶か、排ガスからの熱回収も非能率
となるなどして効果的に溶成燐肥を製造することがで暑
なくなるからである。
、上の特徴について説明すると、壕づ各燃焼炉との関係
では、垂直内筒状1次燃焼炉!とその下部にスロー)f
によって接続された一次燃焼炉!との有効容積比がi:
o、t〜/:りの範囲にるることが必資でるる。その理
由はこの範四内であれば限られ九蝋時間融液は一次燃焼
gstの融液涌貿権1iyc@留混合され、この間燃焼
ガスによシ加熱されてタップ可能でるるからでわ9、も
しl:0.り以下で嬬融液の潅貿時間が翅かく品簀のバ
ラツキが大きくな)、場合によってはく溶率の高い溶成
燐肥が得られなくなると共に燃焼の不調又は不充分が起
る。又逆にl:り以上になると一次燃tsFデの放熱量
が大きくな9、操業温度以上に加熱保持することが困難
てタップが渋くなる嬶か、排ガスからの熱回収も非能率
となるなどして効果的に溶成燐肥を製造することがで暑
なくなるからである。
スロート状部分およびスロートtの各容積を含まない円
筒部容積を、2次燃焼炉ツはスロートtの出口水平線か
らタップホールIOのスラグラインまでの容積をいう。
筒部容積を、2次燃焼炉ツはスロートtの出口水平線か
らタップホールIOのスラグラインまでの容積をいう。
また7次燃焼炉lは円筒内径に対する画直^筒部の長さ
の比がパ/〜/:ダの範囲内にあることが燃焼および炉
内原料の溶融および滞留を順調にするために好ましい。
の比がパ/〜/:ダの範囲内にあることが燃焼および炉
内原料の溶融および滞留を順調にするために好ましい。
更に垂直円筒全長に対する垂直円筒全長から最下位燃料
送入口コまでの高さとの比fH,円筒内径に対するスロ
ート開口径の比をRとすると、Rは単に溶融物又はダス
トの排出にとって重要なばかシでなく、燃料送入口Jの
位置とも関係する。開口比Rがlに近い場合、めまυ下
部に燃料を送入すると安定した燃焼と慮科の溶融を達成
できず、一方逆にRが0.3よp小さくなると閉塞の傾
向が見られいずれも安定な操業に支障をき九す。このよ
うなことがら、スロー)tldBが操業条件によって可
変できるように設定されたものであるが、この■とRo
経験式を求めたところ次式が成立することが明らかにな
った。
送入口コまでの高さとの比fH,円筒内径に対するスロ
ート開口径の比をRとすると、Rは単に溶融物又はダス
トの排出にとって重要なばかシでなく、燃料送入口Jの
位置とも関係する。開口比Rがlに近い場合、めまυ下
部に燃料を送入すると安定した燃焼と慮科の溶融を達成
できず、一方逆にRが0.3よp小さくなると閉塞の傾
向が見られいずれも安定な操業に支障をき九す。このよ
うなことがら、スロー)tldBが操業条件によって可
変できるように設定されたものであるが、この■とRo
経験式を求めたところ次式が成立することが明らかにな
った。
H≧aコク+O0事3・R
(式中MとRは前記の意義および/≧R≧0.3を表わ
す。) 従って上記のような関係がS九されるような設計でサイ
クロン燃焼炉は構成されている。
す。) 従って上記のような関係がS九されるような設計でサイ
クロン燃焼炉は構成されている。
次に熱的面から見ると1次燃焼炉は溶成燐肥を流動可能
な操業温g(/JIO℃杖9に保つ丸め、烈しい融液の
侵食を受けるので空冷又は水冷によ)セルフコーティン
グ層をつく〉耐大−〇侵食を防止しなければならない。
な操業温g(/JIO℃杖9に保つ丸め、烈しい融液の
侵食を受けるので空冷又は水冷によ)セルフコーティン
グ層をつく〉耐大−〇侵食を防止しなければならない。
従って操業中において炉壁にはスラグ凝固層とその内側
の半溶融層及び融液層が形成され、このスラグ層は温度
の自己側鎖性を持ち、炉内部の温度が下がるとスラグ凝
園層の厚さが増して内[11度が上昇し、逆に炉内負性
が上昇し過ぎるとai!固層は侵食されて薄くなp、炉
壁から外部への伝熱量が増加して薄くなる。従って例え
ば溶成燐肥製造工場が蒸気を使用する他の生産設備と共
存している場合KitFiiの冷却を水で行い、同時に
燃焼炉排lスを廃熱ボイラに入れて蒸気と溶成燐肥を有
利に併産することが出来る。又もし蒸気を必要としない
溶成燐肥専用工場の場合には、炉壁を空気で冷却し、熱
風として回収して原料、製品の乾燥、燃焼用空気の予熱
等に利用することが有利である。この時には炉壁の耐火
物は熱伝導の良好なものを使用する必要があ)、特に3
00℃から1900℃までの平均熱伝導直参kcal/
m−h・℃以上の耐火物、たとえば、カーボン又は炭化
珪素質のものが望ましい。この場合、1次燃焼炉の空気
比を60未満で操業すれば、燃焼溶融炉にも拘らずカー
ボン質耐火物の焼損を回避し、セルフコーティング層を
形成させることが出来る。他方、操業時1次燃焼炉の熱
負荷は単に溶成燐肥原料を溶融させるための必要熱量、
温度の供給はかシでなく、ヒートバランス上1次燃焼炉
か−らの熱放散を少くする上でも重要である。内径0.
ヂ#mの試験炉の例では、空冷7次燃焼炉からの放熱を
供給熱量の約10饅以下とするためには、 JX10’
kcal/が・h以上の火炉負荷が必資でTo)、熱
負荷が下ると相対的に7次燃焼炉からの放熱率が増加す
る。これは熱負荷の増大によ襲原料給送量が増し、炉壁
を流下する単位時間inの融液量も増加し、これに併い
融液層の厚みが増して炉壁へ向う伝熱量を低下させるこ
とが大きな理由01つとなっている。1次燃焼炉の直径
が増加すれば相対的に容積轟9の表面積が減少し、火炉
負荷の限度も変る。一般に火炉負荷と[vkとの関係は
限られ九範囲内で次式の関係がある。
の半溶融層及び融液層が形成され、このスラグ層は温度
の自己側鎖性を持ち、炉内部の温度が下がるとスラグ凝
園層の厚さが増して内[11度が上昇し、逆に炉内負性
が上昇し過ぎるとai!固層は侵食されて薄くなp、炉
壁から外部への伝熱量が増加して薄くなる。従って例え
ば溶成燐肥製造工場が蒸気を使用する他の生産設備と共
存している場合KitFiiの冷却を水で行い、同時に
燃焼炉排lスを廃熱ボイラに入れて蒸気と溶成燐肥を有
利に併産することが出来る。又もし蒸気を必要としない
溶成燐肥専用工場の場合には、炉壁を空気で冷却し、熱
風として回収して原料、製品の乾燥、燃焼用空気の予熱
等に利用することが有利である。この時には炉壁の耐火
物は熱伝導の良好なものを使用する必要があ)、特に3
00℃から1900℃までの平均熱伝導直参kcal/
m−h・℃以上の耐火物、たとえば、カーボン又は炭化
珪素質のものが望ましい。この場合、1次燃焼炉の空気
比を60未満で操業すれば、燃焼溶融炉にも拘らずカー
ボン質耐火物の焼損を回避し、セルフコーティング層を
形成させることが出来る。他方、操業時1次燃焼炉の熱
負荷は単に溶成燐肥原料を溶融させるための必要熱量、
温度の供給はかシでなく、ヒートバランス上1次燃焼炉
か−らの熱放散を少くする上でも重要である。内径0.
ヂ#mの試験炉の例では、空冷7次燃焼炉からの放熱を
供給熱量の約10饅以下とするためには、 JX10’
kcal/が・h以上の火炉負荷が必資でTo)、熱
負荷が下ると相対的に7次燃焼炉からの放熱率が増加す
る。これは熱負荷の増大によ襲原料給送量が増し、炉壁
を流下する単位時間inの融液量も増加し、これに併い
融液層の厚みが増して炉壁へ向う伝熱量を低下させるこ
とが大きな理由01つとなっている。1次燃焼炉の直径
が増加すれば相対的に容積轟9の表面積が減少し、火炉
負荷の限度も変る。一般に火炉負荷と[vkとの関係は
限られ九範囲内で次式の関係がある。
qD 諺に
と\で
q 火炉負荷(kaaj/鳳1・h)
D/次燃焼炉の直径(勾
K 常数
直径0.#参鳳の例で上記の限界値JX10”kcaj
/11’・hを基準とすればqD■八3へX10・とな
る。この藍を用いて各直径の限界のqO値を求すなわち
、火炉負荷と1次燃焼炉円筒内径の積をルJコX /
0”以上とすれば、1次燃焼炉炉壁からの放熱を約10
%以下に抑えることが出来る。
/11’・hを基準とすればqD■八3へX10・とな
る。この藍を用いて各直径の限界のqO値を求すなわち
、火炉負荷と1次燃焼炉円筒内径の積をルJコX /
0”以上とすれば、1次燃焼炉炉壁からの放熱を約10
%以下に抑えることが出来る。
以上は第1図に従って本発明にか\る溶成燐肥の製造方
法について説明したが、ga図は第1図における水冷方
式のサイクロン燃焼炉とは異なり、別M橡のサイクロン
燃焼炉の断面図であシ、第JvAはその水平方向の断面
図を表わしたものである。このサイクロン燃焼炉は1次
燃焼炉内のガスと粒子の流れを調整する丸め、スロート
tは上方に折れ−クた部分l&を持ち、燃焼ガスおよび
融液は夫々スロー)fおよびそのバイパス口lbよルコ
次燃焼炉に流下するようにしてめシ、原料送入口コは第
3図で見るように燃料送入口Jに対して位相が90°お
くれた構造よりなっているものである。史にl541L
図は前記のサイクロン燃焼炉においてデO0の位相差を
もった原料送入口コ1、コbと燃料送入口J&、3bの
側壁複数位置にそれぞれ一個の送入口をW&ゆている例
て、JIIJ図と同様の断面図を示したものである。
法について説明したが、ga図は第1図における水冷方
式のサイクロン燃焼炉とは異なり、別M橡のサイクロン
燃焼炉の断面図であシ、第JvAはその水平方向の断面
図を表わしたものである。このサイクロン燃焼炉は1次
燃焼炉内のガスと粒子の流れを調整する丸め、スロート
tは上方に折れ−クた部分l&を持ち、燃焼ガスおよび
融液は夫々スロー)fおよびそのバイパス口lbよルコ
次燃焼炉に流下するようにしてめシ、原料送入口コは第
3図で見るように燃料送入口Jに対して位相が90°お
くれた構造よりなっているものである。史にl541L
図は前記のサイクロン燃焼炉においてデO0の位相差を
もった原料送入口コ1、コbと燃料送入口J&、3bの
側壁複数位置にそれぞれ一個の送入口をW&ゆている例
て、JIIJ図と同様の断面図を示したものである。
このように本発明は前記の条件が満たされる@9、種々
の瀝式構造をもったものが適宜選択されることが理解で
きよう。九ソ、前記第−図又#i第41Eの如きサイク
ロン燃焼炉にて操業する場合、バイパス口zbの閉塵が
生じ易い小容量規模の炉では追歯でな−かも知れない。
の瀝式構造をもったものが適宜選択されることが理解で
きよう。九ソ、前記第−図又#i第41Eの如きサイク
ロン燃焼炉にて操業する場合、バイパス口zbの閉塵が
生じ易い小容量規模の炉では追歯でな−かも知れない。
かくして本発明においては、操業するに尚シ、最初スタ
ートアップ用ガス又は油バーナーおよび必嶽に応じて補
助バーナーを燃焼して炉内温[を上昇させ、次いで1次
空気流と共に燃料を送入し操業温度以上になったところ
で原料組成物を1次空気流と混合して炉内に吹き込む。
ートアップ用ガス又は油バーナーおよび必嶽に応じて補
助バーナーを燃焼して炉内温[を上昇させ、次いで1次
空気流と共に燃料を送入し操業温度以上になったところ
で原料組成物を1次空気流と混合して炉内に吹き込む。
定常状態においては、原料組成物および燃料は所定の空
気比の空気流に従って激しい旋回流【形成し、融液およ
び燃焼ガスは並流で一次燃焼炉へ降下する。融液は2次
燃焼炉に限られfc組待時間滞留後タップホールよυ取
シ出され、約Skg/cys”の水圧で急冷水砕される
。これを常法により乾燥および必要に応じて粉砕メロ分
級して製品とする。他方燃焼排ガスは前記の説明のよう
に最終的には洗浄したのちに放出する。ボイラ用サイク
すン燃焼炉の場合と違ってNoXもこの過程で規制基準
以下に低減可能である。又排ガスからの熱回収は、従来
の掘々の技術を組合せて適用することが可能でib、高
い熱効率が期待される。
気比の空気流に従って激しい旋回流【形成し、融液およ
び燃焼ガスは並流で一次燃焼炉へ降下する。融液は2次
燃焼炉に限られfc組待時間滞留後タップホールよυ取
シ出され、約Skg/cys”の水圧で急冷水砕される
。これを常法により乾燥および必要に応じて粉砕メロ分
級して製品とする。他方燃焼排ガスは前記の説明のよう
に最終的には洗浄したのちに放出する。ボイラ用サイク
すン燃焼炉の場合と違ってNoXもこの過程で規制基準
以下に低減可能である。又排ガスからの熱回収は、従来
の掘々の技術を組合せて適用することが可能でib、高
い熱効率が期待される。
実施例1
第1図に示す装置においてH−0,14、RmOJO。
1次燃焼炉と1次燃焼炉の有効容積比/:コ、6とし、
1次燃焼炉のジャケット参に冷却水を通し、予熱用ガス
バーナー6aに点火して徐々に炉内の温度を上げ約3時
間後に1次燃焼炉内の温度は放射高温針で測定して71
00℃となっ丸この時点で徐々に燃料供給口Jから1次
空気流に乗せて粉疑(4JOIka*1 kg )の給
送を開始し、空気比が八〇4となるようKJI料供給口
コからコ次空気のみを送シはじめる。7状態−炉内が1
4110℃となつ友とζろで、ガスバーナーを停止し、
原料供給口からコ次空気tltWc乗せて少しづり蛇絨
岩と燐鉱石の粉末混合物を送入する。送入蓋を増して最
終的に粉炭IIi湿量でクコ1111b 、フロリダ
燐鉱石粉末コクzkg7h、蛇−一岩粉末14参に47
h(この両原料は、あらかじめ粉砕、混合してから予熱
装置七鮭て供給した。)の割合で送り続けた。7次燃焼
炉内側の面には、耐火物ライニングと溶成燐肥がSp合
ったような#固層が形成され、融液は一状態tsFの底
に滞留し、その下部は凝固し友。タップホール10よ如
融液を流出させ、常法によj) j kg/adの水圧
のノズルからの水流によシ急冷、水砕し九。製品の溶成
燐肥の生成割合は、ヂOX峠/hでめった。得られ九熔
成燐肥の組成は次の通)である。
1次燃焼炉のジャケット参に冷却水を通し、予熱用ガス
バーナー6aに点火して徐々に炉内の温度を上げ約3時
間後に1次燃焼炉内の温度は放射高温針で測定して71
00℃となっ丸この時点で徐々に燃料供給口Jから1次
空気流に乗せて粉疑(4JOIka*1 kg )の給
送を開始し、空気比が八〇4となるようKJI料供給口
コからコ次空気のみを送シはじめる。7状態−炉内が1
4110℃となつ友とζろで、ガスバーナーを停止し、
原料供給口からコ次空気tltWc乗せて少しづり蛇絨
岩と燐鉱石の粉末混合物を送入する。送入蓋を増して最
終的に粉炭IIi湿量でクコ1111b 、フロリダ
燐鉱石粉末コクzkg7h、蛇−一岩粉末14参に47
h(この両原料は、あらかじめ粉砕、混合してから予熱
装置七鮭て供給した。)の割合で送り続けた。7次燃焼
炉内側の面には、耐火物ライニングと溶成燐肥がSp合
ったような#固層が形成され、融液は一状態tsFの底
に滞留し、その下部は凝固し友。タップホール10よ如
融液を流出させ、常法によj) j kg/adの水圧
のノズルからの水流によシ急冷、水砕し九。製品の溶成
燐肥の生成割合は、ヂOX峠/hでめった。得られ九熔
成燐肥の組成は次の通)である。
燐酸全量(PmOs として) −〇、16饅〈溶性
燐酸(’tOsとして)−〇、tO*く溶率
tt、り/Sなお以上の操作で、原料の予
熱温度は200°0.2次空気の予熱温度、4Ioo’
0.i状態焼炉の火炉負荷j X / 0” kcal
/ml −h火炉負荷と!状態焼炉円筒内#k(θ、#
ダrn)の積は^λ×701.1次燃焼炉か゛ら出る溶
成燐肥融液の温度/J!0”Olを状態焼炉からの放熱
は供給熱蓋の3%であった。
燐酸(’tOsとして)−〇、tO*く溶率
tt、り/Sなお以上の操作で、原料の予
熱温度は200°0.2次空気の予熱温度、4Ioo’
0.i状態焼炉の火炉負荷j X / 0” kcal
/ml −h火炉負荷と!状態焼炉円筒内#k(θ、#
ダrn)の積は^λ×701.1次燃焼炉か゛ら出る溶
成燐肥融液の温度/J!0”Olを状態焼炉からの放熱
は供給熱蓋の3%であった。
排ガスの酸素濃度から、空気比は八〇4となるように調
節した。綜合的な熱効率は81%でめった。
節した。綜合的な熱効率は81%でめった。
実施例コ
実施例1と同じ装置を用いて、スロートt。
部分の7ランジを取外し、水冷、耐火物2イニングのし
はシを挿入してスμ−゛トの開口比tm々変化させた以
外は実施例1と同じ操作条件で運転し、状況を観察した
。その結果は次の通)である。
はシを挿入してスμ−゛トの開口比tm々変化させた以
外は実施例1と同じ操作条件で運転し、状況を観察した
。その結果は次の通)である。
実施例J
実施例1と全く同一の装置のスロートの部分のフラ′ン
ジを取外し、水冷のしは9t−挿入してスロートの開口
比Rt″本発明の範囲内で槍々に変え、同時に、燃料送
入口の高さII f:0. 参からO,ttで喬直巴筒
部を交換し九以外は実施例1と同じ操業条件で運転した
。その結果は次の通ルである。
ジを取外し、水冷のしは9t−挿入してスロートの開口
比Rt″本発明の範囲内で槍々に変え、同時に、燃料送
入口の高さII f:0. 参からO,ttで喬直巴筒
部を交換し九以外は実施例1と同じ操業条件で運転した
。その結果は次の通ルである。
(注) 次式にRを代入して求めたHの下方限界値
HO,コク十〇、ダJR
HO,コク十〇、ダJR
第1図は本発明の実施態様を示すす1クロン燃焼炉の断
面略図を中心とした製造工程図、縞λ図シよび第参図は
サイクロン燃焼炉の例を示す断面図、第3図はそれらの
水平方向断面図を表わす。また、第5図は1次燃焼炉か
らの放熱をl016以下に保つための7次燃焼炉火炉負
荷の下限と同内径の関係を示すグラブである。 l・・1次燃焼炉、/&・・@壁鉄皮、/b・・耐火物
2イニング、 Ja%コ、コb ・・原料送入口、 J
IL、 J、Jb ・・燃料送入口、ダ・・ジャケッ
ト、ja・・冷却水入口、rb・・冷却水出口、6&・
・スタートIツブ用ガス又は油バーナ−,4b・・補助
バーナー、り・・3次空気送入口、ta・・スロートの
折れ曲った部分、111・スロート、jtl・・スロー
トのバイハス口、デ・・コ次燃焼炉、1o−−タップホ
ール、ll・・融液滞留層、lj・・コ次燃焼炉炉壁、
is・・空気予熱機、llI・・原料予熱績、lj・・
原料ホッパー、14・・集塵機、lり・・排ガス洗浄機
、ll・・燃料貯槽。 231− す3団 せ II 圀 X 10’ りf図 Q(嘗1) 手続補正書(方式) %式% 1事件の表示 昭和l4III−轡許願第1ttooJ号2、発明の名
称 溶成燐肥の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏 名 (llり工業技術院長石板誠−4、代理人(
日本化学工業株式会社の)b、復代履人(工業技術院長
の) 7、補正の対象 (1)願 書 (11)ill細書 (8)委任状 8、補正の内容 (1)願書の浄書を別紙のとおり提出する。(内容に変
更なし)(11)明細書の浄書を別紙のとおり提出する
。(内容に変更なし)(8)姿任状−通を別紙のとおり
提出する。
面略図を中心とした製造工程図、縞λ図シよび第参図は
サイクロン燃焼炉の例を示す断面図、第3図はそれらの
水平方向断面図を表わす。また、第5図は1次燃焼炉か
らの放熱をl016以下に保つための7次燃焼炉火炉負
荷の下限と同内径の関係を示すグラブである。 l・・1次燃焼炉、/&・・@壁鉄皮、/b・・耐火物
2イニング、 Ja%コ、コb ・・原料送入口、 J
IL、 J、Jb ・・燃料送入口、ダ・・ジャケッ
ト、ja・・冷却水入口、rb・・冷却水出口、6&・
・スタートIツブ用ガス又は油バーナ−,4b・・補助
バーナー、り・・3次空気送入口、ta・・スロートの
折れ曲った部分、111・スロート、jtl・・スロー
トのバイハス口、デ・・コ次燃焼炉、1o−−タップホ
ール、ll・・融液滞留層、lj・・コ次燃焼炉炉壁、
is・・空気予熱機、llI・・原料予熱績、lj・・
原料ホッパー、14・・集塵機、lり・・排ガス洗浄機
、ll・・燃料貯槽。 231− す3団 せ II 圀 X 10’ りf図 Q(嘗1) 手続補正書(方式) %式% 1事件の表示 昭和l4III−轡許願第1ttooJ号2、発明の名
称 溶成燐肥の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏 名 (llり工業技術院長石板誠−4、代理人(
日本化学工業株式会社の)b、復代履人(工業技術院長
の) 7、補正の対象 (1)願 書 (11)ill細書 (8)委任状 8、補正の内容 (1)願書の浄書を別紙のとおり提出する。(内容に変
更なし)(11)明細書の浄書を別紙のとおり提出する
。(内容に変更なし)(8)姿任状−通を別紙のとおり
提出する。
Claims (1)
- (1) サイクロン燃焼炉によル熔成燐肥原料組成物を
加熱法−して溶成燐肥を製造するに癲択画直巴箇状1次
燃焼炉とその下部にスーートによって接続堪れ九−次燃
焼炉との有効内容積比が1 : 0.γ〜l:りの範1
lIlにめるサイクロン燃焼炉KOJI科組成−と燃料
とを送入して火炉負荷と円筒内径の積がルJコX10・
以上で鉄組成物を加熱S鵬し、溶融物と燃焼ガスを並流
で下部の1次燃焼炉に導くことを特徴とする溶成燐肥の
製造方法。 (jal /次燃焼炉は一直円筒金最に対する垂直円
筒下端から最下位燃料送入口までの高さの比翼と円筒内
径に対するスロート開口径の比翼とが、次式 %式% ) の関係にめることを特徴とする特詐−求の範囲第1項記
載の溶成燐肥の製造方法。 (3+ /次燃焼炉は、その側壁に同−又は複数位置
の水平断面内側の円周に対して切線方向を向いた夫々1
個又は豪数個の燃料および溶成燐肥原料組成物の送入口
を設け、かつ水平断面上の旋回流方向に対して原料送入
口が燃料送入口よシも約−00以上位相がおくれている
ことをIf!i微とする特許請求の範囲第1項又はコ項
記載の溶成燐肥の製造方法。 ζ41 /次燃焼炉翻壁構成材料のJOO℃〜/44
00℃の平均熱伝導度を参kcal/m−h・℃以上と
し、同炉を空気比/、0未満で操業することを特徴とす
る*t!l:t*求の範囲第1〜3項いずれか記載の溶
成燐肥の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56188002A JPS5889939A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 熔成燐肥の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56188002A JPS5889939A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 熔成燐肥の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5889939A true JPS5889939A (ja) | 1983-05-28 |
JPS6319477B2 JPS6319477B2 (ja) | 1988-04-22 |
Family
ID=16215916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56188002A Granted JPS5889939A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 熔成燐肥の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5889939A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS478567A (ja) * | 1970-10-19 | 1972-05-06 | ||
JPS547704A (en) * | 1977-07-26 | 1979-01-20 | Takechi Komusho Kk | Method of executing sheet pile |
-
1981
- 1981-11-24 JP JP56188002A patent/JPS5889939A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS478567A (ja) * | 1970-10-19 | 1972-05-06 | ||
JPS547704A (en) * | 1977-07-26 | 1979-01-20 | Takechi Komusho Kk | Method of executing sheet pile |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6319477B2 (ja) | 1988-04-22 |
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