ロータリーキルン、特にダイレクトロータリーキルンの 熱効率は、いくつかの要因に影響される。熱媒体の種類、キルンの設計、処理される材料の 特性などである。ダイレクトロータリーキルン は、原料と加熱媒体との間の熱伝達が直接行えるた め、効率が高いと考えられている。しかし、全体的な熱効率は、操業条件や設計の特徴に よって大きく変わる可能性がある。
ロータリーキルンの熱効率に影響を与える5つの主 要因
1.直接熱伝達効率
- 直接ロータリーキルン:材料と熱媒体が直接相互作用するため、効率が高い。プロセスガスは同流または向流で流れ、熱伝達効率を高めます。
- 温度範囲:ダイレクトキルンでは、800～2,372°F (430～1,300°C)の範囲で運転されるため、広い温度範囲で効果的な熱伝達が可能です。
2.効率を高める設計上の特徴
- 耐火物ライニングと炉床:ドラム内の耐火物ライニングとオプションのフライトは、高温を維持し、材料の回転を促進することで、熱伝達の改善に役立ちます。
- カスタマイズ可能なヒートパターン:温度ゾーンの制御が可能なため、製品固有の焼成ニーズに合ったヒートパターンが得られ、熱効率が最適化されます。
3.材料特性と熱伝導率
- 熱伝導率:材料が熱を伝えやすいかどうかは、キルン内での挙動に影響し、保持時間や熱分布に影響を与えます。
- 温度プロファイル:熱重量分析(TGA)による温度プロファイルの把握は、キルン内の最適な温度プロファイルの設定に役立ち、質量損失を防ぎ、均一な加熱を確保することで効率を高める。
4.操業上の課題と改善
- ダストの発生と不均一な品質:これらは、熱効率を低下させる一般的な課題である。床材内の輸送現象の理解向上は、キルンの性能向 上に役立つ。
- 電気加熱式ロータリーキルン:電気加熱式ロータリーキルン : 電気加熱式ロータリーキルン は、ガスフローがなく熱損失が少ないため、熱効率が 非常に高く（95%以上）、特に環境への影響とエネル ギーコストを考慮するシナリオにおいて、高効率のオプ ションとなる。
5.環境と経済性に関する考察
- 電力対直接燃焼システム:従来、電力はより高価であると考えられていたが、CO2税の導入と電気システムの効率化により、競争力が増し、環境にも優しくなっている。
まとめると、ロータリーキルン、特に直火式ロータ リーキルンの熱効率は、設計上の特徴、運転条 件、材料特性の組み合わせに影響される。粉塵の発生や不均一な製品品質などの課題が存在する一方で、設計や操業戦略の進歩は、電気加熱の使用とともに、全体的な効率と環境の持続可能性を高めています。
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