ロータリーキルンは、熱伝導と原料の移動を容易にするため、わずかに傾斜した円筒形のドラムを回転させることで作動する。原料は上端から入り、重力と回転によって徐々に下方に移動し、乾燥、焼成、焼結などの工程を経る。熱は直接燃焼または間接燃焼によって供給され、均一な暴露とエネルギー効率を保証します。この設計は連続処理をサポートするため、セメント、石灰、化学製造などの産業には不可欠です。その熱効率と制御された材料フローは、環境への影響を低減しながら、費用対効果の高い大規模製造を可能にする。
ポイントを解説
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基本構造と運動メカニズム
- ロータリーキルンは、やや傾斜した長い円筒形のドラムが軸を中心にゆっくりと回転する。
- 原料は上端（後端）に投入され、重力とドラムの回転によって下端（前端）に向かって移動する。
- 傾斜（通常3～4°）により、進行が制御され、熱処理に十分な時間をかけることができます。
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熱伝達方法
- 直接加熱:燃焼ガスが直接材料に接触する（セメントキルンでは一般的）。
- 間接加熱:熱は、別個のチャンバー（例えば、いくつかの石灰窯では 石灰窯 )、エネルギー損失を削減する。
- 燃料の燃焼は効率のために最適化され、廃熱を再利用するための熱回収システムが組み込まれることも多い。
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材料変換段階
- 乾燥:低温での水分除去
- 焼成:熱分解（例：石灰石→石灰＋CO₂）。
- 焼結:クリンカを形成する部分溶融(セメント製造など)。
- 各段階は、キルンの長さに沿った特定の温度帯で起こる。
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産業用途
- セメント製造:石灰石や粘土などの原料からクリンカを生成する。
- 石灰製造:石灰石の焼成
- 廃棄物処理:有害廃棄物の焼却または安定化。
- 鉱物・化学物質:アルミナ、二酸化チタン、リン酸塩処理。
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利点
- 高い熱効率:均一な熱分布とエネルギー回収でコストを削減。
- 拡張性:大量連続生産に適しています。
- 環境制御:バッチ式に比べ低排出ガスで排ガス処理が簡単。
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新たな用途
- 炭素捕獲のような持続可能なプロセス（例えば、キルンフィード中のCO₂の無機化）。
- リサイクル用途（例：電子廃棄物からの金属回収）。
機械的な回転と精密な熱制御を組み合わせることで、ロータリーキルンは、経済性と環境要求のバランスを取りながら、安定した高品質の生産物を得ることを可能にします。
総括表
| 側面 | 概要 |
|---|---|
| 基本構造 | 傾斜した回転ドラム（3～4°の傾斜）により、材料の移動を制御。 |
| 熱伝達 | 燃焼による直接/間接加熱、効率化のためのエネルギー回収システム。 |
| 材料段階 | 乾燥 → 焼成 → 特定の温度ゾーンでの焼結 |
| 用途 | セメント、石灰、廃棄物処理、鉱物、化学薬品 |
| 利点 | 高い熱効率、拡張性、低排出ガス。 |
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