ロータリーキルンは、様々な工業用途で原料を高温に昇温するために使用される多目的の熱処理装置である。
その作動原理は、水平から傾いた円筒形の容器をその長手軸を中心にゆっくりと回転させることである。
材料はキルンの上端に供給され、徐々に下端に向かって移動し、乾燥、加熱、化学反応などの変化を受ける。
キルンは熱交換器として作動し、高温のガスがキルンに沿って通過し、多くの場合、原料に対して向流となる。
このセットアップにより、効率的な熱伝達が可能になり、材料に望ましい化学的・物理的変化をもたらすことができる。
5つのポイントを解説ロータリーキルンの原理
作動原理
円筒容器と傾斜:キルンは、水平からわずかに傾斜した円筒形の容器で、長手方向の軸を中心にゆっくりと回転する。この傾斜により、原料は徐々に下端に向かって移動する。
材料の移動と変形:キルンの回転に伴い、原料は下方に移動し、攪拌や混合が行われる。原料は、乾燥、加熱、化学反応などの一連の変化を経験し、幅広い温度範囲に及ぶ。
熱交換メカニズム:高温ガスはキルンに沿って通過し、多くの場合、材料と向流になって熱伝達効率を高める。高温ガスは外部から発生させる場合と内部から発生させる場合があり、後者はバーナーパイプから噴出させる。
構造と部品
シェルと耐火物ライニング:キルンは、シェルと、シェルを高温と化学反応から保護する耐火物ライニングで構成される。
サポートシステム:キルンはタイヤ（ライディングリング）とローラーによって支持され、回転を助けます。
駆動装置:駆動ギアと内部熱交換器により、回転と熱交換を促進します。
用途
幅広い産業分野:ロータリーキルンは、セメント、石灰、耐火物、金属抽出など様々な産業で使用されています。材料の高温処理を必要とするプロセスには不可欠です。
効率性と持続可能性:キルンは、廃棄物の回収や副産物の再利用を中心に、効率を改善し、新しいプロセスを開発するためにますます使用されるようになっています。
操作パラメータ
傾斜角度と回転速度:シリンダーの傾斜角度と回転速度は、材料の移動と熱伝達にとって重要です。
温度と流量:運転温度、原料流量、排出量はキルンの性能に大きく影響する。
制御システム:これらのパラメーターを効果的に制御することは、キルンが信頼できる熱交換器と反応器として機能することを保証し、最適な運転に不可欠です。
熱伝達と原料移動
直接加熱と間接加熱:ロータリーキルンは、内部炎による直接加熱と外部熱源による間接加熱が可能です。この柔軟性により、材料や希望する反応に応じて加熱方法を調整することができます。
物理化学的変化:材料が受ける熱は一連の物理的・化学的変化を引き起こし、最終的にセメント製造におけるクリンカのような最終製品を形成する。
要約すると、ロータリーキルンは、回転する傾斜した円筒容器内での熱交換と物質変換の原理に基づいて作動する。その構造と運転パラメータは、効率的な熱伝達と材料処理を促進するように設計されており、多くの高温工業プロセスにおける要となっています。
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