[发明专利]连续式粉粒体高温气体处理装置和处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及在装置运行时能够连续形成流动层和移动层的连续式粉粒 体高温气体处理装置以及使用该处理装置的粉粒体的处理方法。

背景技术

有机和无机粉粒体的干燥、烧成、焙烧、高温气体反应等高温气体处 理，通常是使原料粉粒体在100～3000℃的高温下与空气、氮、水蒸气、 燃烧气体、反应气体等气氛气体接触一定时间来进行的。作为粉粒体和处 理气体的接触方式，可以列举隧道炉等的固定层式、回转窑(回转炉；rotary kiln)等的移动层式、以及搅拌层和气泡流动层等流动层式。在固定层式、 移动层式接触方式的情况下，各层内容易产生温度分布，难以使粉粒体和 气体均匀接触。而在流动层式接触方式的情况下，虽然在温度分布、气体 接触方面有所改善，但由于层内变成完全混合状态，因此连续操作时产生 处理时间分布，容易产生不均匀的制品(参考化学工学会编著《化学工学 便览改订6版》P458，丸善株式会社)，所以通常大多进行间歇式操作。

如果通过流动层式进行间歇操作，则可实现均匀处理，但需要在加入 原料后将炉加热使反应开始，反应结束后将炉冷却后排出被处理物的操作。 因此，需要每批都上下调整装置的温度，无论是时间还是能源的损失都很 大。而且，这种温度变化造成的热应力变形反复发生，容易产生炉结构材 料的劣化等问题。

众所周知，为了通过连续式的流动层获得均匀的制品，应该尽量减少 处理流方向的混合，缩小装置内滞留时间分布，将装置在处理流方向上以 直列来多级化也很有效(参考宫内照胜，新化学工学讲座14“流系操作和 混合特性”，P10～12、P24，日刊工业新闻社(1960))，但是要得到如 由间歇式操作所获得的均匀处理的话，需要数十级以上的多级化，现实中 做不到。

由此可见，一直以来，要进行均匀的高温气体处理的话，就必须间歇 操作，或者如果为连续装置则必须是多级式，在一定温度下进行将粉粒体 和处理气体均匀地接触处理一定时间的操作是很困难的。

非专利文献1：化学工学会编著《化学工学便览改订6版》P458，丸 善株式会社

非专利文献2：宫内照胜，新化学工学讲座14“流系操作和混合特性”， P10～12、P24，日刊工业新闻社(1960)

发明内容

本发明的目的是提供能够进行粉粒体的均匀的高温气体处理的连续式 粉粒体高温气体处理装置以及使用该连续式粉粒体高温气体处理装置来处 理粉粒体的方法。

本发明的连续式粉粒体高温气体处理装置是为了达到上述目的而开发 的，该装置是在进行在从装置上部连续地供给原料粉粒体，从装置下部排 出制品粉粒体的同时，从装置外部向装置内连续地供给气体，使之与粉粒 体接触，然后从装置上部排出排气的处理时，通过利用供给气体和装置壁 的任一方或两方进行的加热，来进行粉粒体的热处理的装置，其特征在于， 在装置内下部形成移动层，在其上部以与移动层连续的形式形成流动层。

根据本发明，可以提供一种连续式粉粒体高温气体处理装置，该装置 是具备从装置上部供给原料粉粒体的原料供给口、供给处理气体的处理气 体供给口、从装置下部排出处理后的制品的制品排出口、和用处理气体处 理粉粒体的处理室的连续式粉粒体高温气体处理装置，在处理室上部设有 加热装置，构成为在装置运行时在处理室下部形成移动层，在移动层的上 部连续地形成流动层。

在装置内是形成移动层还是形成流动层由在层内向上流动的气体的速 度决定。即，连续地处理粉粒体时，如果流过该粉粒体层的气体速度小于 最小流化速度，则粉粒体不流动而形成移动层，如果为最小流化速度以上 且小于最终沉降速度的气体速度，则形成流动层。粉粒体的最小流化速度 和最终沉降速度可以用本领域技术人员公知的方法求得。另外，装置内的 气体速度可以通过下述方法求得：相对于从装置外部供给的气体流量，增 减通过粉粒体与气体的接触处理而产生或消耗的气体流量，反映各处的温 度状况的总气体体积流量除以装置水平截面积。

为了从装置外部连续地供给处理气体，可以适当采用例如气体分散器 等在该领域公知的任意的装置。气体分散器的安装位置优选为在处理室内 形成流动层的所希望的位置的下方。