ロータリーキルンは、縦軸の周りをゆっくりと回転する円筒形の炉で、原料を均一に加熱し、特定の化学反応や物理反応を引き起こすように設計されている。傾斜したドラムの上端に原料を投入すると、回転によって原料が転がりながら下方に移動する。熱は、内部（直接加熱）または外部（間接加熱）のいずれかに印加され、通常800～2,200°Fの範囲で目的の温度に達する。このプロセスには、ガスの流動、燃料の燃焼、熱伝達が含まれ、材料が物理的・化学的変化を経て最終製品を形成する。ロータリーキルンは、脱炭酸、焼却、熱脱着、有機燃焼などのプロセスで広く使用されている。
ポイントを解説
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基本構造と機能:
- ロータリーキルンは、水平からわずかに傾いた円筒形の容器で、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、キルンの回転に伴って原料が下方に移動し、連続処理が可能になる。
- キルンは内部加熱（直接加熱）または外部加熱（間接加熱）され、目的の反応に必要な温度に達する。
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材料の移動と混合:
- 原料は、スクリューフィーダーのような供給装置を使ってキルンの上端に供給される。
- キルンが回転すると、原料はタンブリングしながら下方に移動し、常に攪拌・混合されます。
- このタンブリング作用により、均一な加熱と高温ガスへの暴露が保証され、一貫した反応が促進される。
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加熱と熱伝達:
- 熱の発生は、外部炉か、キルン内のバーナーパイプから投射される炎によって行われる。
- 火炎の燃料は、ガス、石油、微粉炭、微粉コークスである。
- 高温のガスはキルンに沿って、原料の流れと同じ方向（向流）または反対方向（向流）に流れ、効率的な熱伝達を確保します。
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温度範囲と用途:
- ロータリーキルンは800～2,200°Fの温度で作動するため、高温プロセスに適している。
- 一般的な用途には、脱炭酸、焼却、熱脱着、有機物の燃焼、ヒートセットなどがある。
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ガスの流れと燃焼:
- 動作原理には、ガスの流れ、燃料の燃焼、熱伝達が含まれる。
- キルンは、燃料が完全に燃焼し、燃焼熱が効果的に材料に伝達されるようにする。
- このプロセスにより、セメント製造におけるクリンカなど、最終製品の形成に必要な物理的・化学的変化が促進される。
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内部構成と調整:
- キルンの内部構成を調整することで、タンブリングを増加させたり、材料が出口から出るまでに多くの熱にさらすことができる。
- この柔軟性により、所望の反応または製品品質を達成するためのプロセスの最適化が可能になります。
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主な特徴:
- 回転式リアクターは、軸を傾けた長い水平シリンダーで、運動学的または熱力学的な理由から高いベッド温度を必要とする特定のベッド反応を駆動するように設計されています。
- このシステムは、様々な材料やプロセスに対応できるように設計されており、様々な産業用途に汎用性がある。
これらの原理を理解することで、機器や消耗品の購入者は、それぞれの産業ニーズに合ったロータリーキルンの選択と運用について、十分な情報を得た上で決定することができる。
総括表
| アスペクト | 詳細 |
|---|---|
| 構造 | 円筒形、軸周りに回転する傾斜容器 |
| 加熱方式 | 直接（内部）または間接（外部）加熱 |
| 温度範囲 | 800°F～2,200°F |
| 材料の移動 | タンブリング作用により均一な加熱と混合を実現 |
| 用途 | 焼成、焼却、熱脱着、有機燃焼 |
| 燃料の種類 | ガス、石油、微粉コークス、石炭 |
| 主な特徴 | 最適化された反応のための調整可能な内部構成 |
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