專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在制造無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子時(shí)使用的燃燒器以及使用該燃燒器的無(wú)機(jī) 質(zhì)球狀化粒子制造裝置。本申請(qǐng)基于2008年8月4日在日本申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2008-201301號(hào)主張 優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子為在高溫火焰中熔融粉碎了二氧化硅等的原料粉末，利用表面 張力而球狀化得到的粒子。例如，使用硅石作為原料的高純度的球狀二氧化硅被廣泛用作半導(dǎo)體元件的環(huán)氧 密封材料用填充材料，通過(guò)球狀化，可以得到填充材料的流動(dòng)性的提高、高填充、耐磨損性 提高等各種優(yōu)點(diǎn)。而且，在本說(shuō)明書(shū)中，有時(shí)將無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子僅記載為球狀化粒子。對(duì)于無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子的制造，作為現(xiàn)有技術(shù)存在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 4中公開(kāi)的方法。為了原料粉末的球狀化而需要高溫火焰，所以通常使用氧氣、氣體燃燒方式的燃
/jm-nfr ο這些燃燒器存在預(yù)混合型燃燒器和擴(kuò)散型燃燒器。預(yù)混合型指的是預(yù)先使氧氣與 燃料氣體混合并噴出到燃燒場(chǎng)所的情況，擴(kuò)散型指的是分別噴出氧氣和燃料氣體，將它們 在燃燒場(chǎng)所混合的情況。專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的方法中，使用預(yù)混合型燃燒器，專(zhuān)利文獻(xiàn)1、3和4記載的方法 中，使用擴(kuò)散型燃燒器。專(zhuān)利文獻(xiàn)1的擴(kuò)散型燃燒器為同心圓狀的雙層管，在其內(nèi)管與外管之間設(shè)置有多 個(gè)小管。將該燃燒器設(shè)置于立式爐中，使硅質(zhì)原料由燃燒器的中心管(內(nèi)管)自然流下或 加壓流下，向由來(lái)自小管的燃料氣體和來(lái)自外管的氧氣形成的火焰中投入原料粉末，制造 熔融二氧化硅球狀體。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的預(yù)混合型燃燒器中，在燃燒器內(nèi)充分混合原料粉末、氧氣、液 化石油氣(LPG)，向形成在燃燒器頂端的火焰中供給原料粉末。專(zhuān)利文獻(xiàn)3和4中記載的擴(kuò)散型燃燒器為同心圓狀的四層管結(jié)構(gòu)，形成為由中心 將氧氣或富氧氣體作為載氣向燃燒室供給原料粉末，由其外周供給燃料氣體，由其更外周 供給一次氧氣和二次氧氣，在最外周設(shè)置有冷卻燃燒器的冷卻水通路。此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3和4中公開(kāi)了使用這種擴(kuò)散型燃燒器制造無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子的
直ο在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置中，如圖6所示，將原料粉末由 原料供給機(jī)A切出，與由載氣供給裝置A’供給的載氣一起運(yùn)送到燃燒器B中。向該燃燒器 B中供給來(lái)自氧氣供給設(shè)備C的氧氣和來(lái)自L(fǎng)PG供給設(shè)備D的液化石油氣(LPG)。將在立式爐E內(nèi)的火焰中包含球狀化粒子的排出氣體通過(guò)由路徑F導(dǎo)入到立式爐E的底部的空氣進(jìn)行冷卻，用后段的旋風(fēng)分離器G、袋濾器H捕集球狀化粒子。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)昭58-145613號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)昭62-241543號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本專(zhuān)利第3331491號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本專(zhuān)利第3312228號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的預(yù)混合型燃燒器在燃燒器內(nèi)預(yù)先混合氧氣等和LPG等燃料氣 體。這種燃燒器由于從噴嘴頂端噴出氧氣和燃料氣體的混合物，所以有可能會(huì)向燃燒器內(nèi) 回火。另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的擴(kuò)散型燃燒器中，雖然不會(huì)回火，但由于原料噴出 孔與燃料噴出孔鄰接，原料粒子與氧氣的混合不充分而噴出到溫度低的燃料氣體中。因此， 不能通過(guò)火焰得到充分的加熱，存在被稱(chēng)為熔融狀態(tài)不充分、粒子的玻璃化率低的不良問(wèn) 題。認(rèn)為球狀化粒子的玻璃化率不到98%而將其用作半導(dǎo)體元件的密封材料用填充材料 時(shí)，因熱膨脹這點(diǎn)而不優(yōu)選?？墒?，原料粉末通過(guò)在火焰中、主要是通過(guò)來(lái)自火焰的強(qiáng)制對(duì)流傳熱而進(jìn)行加熱、 熔融，利用表面張力而球狀化。專(zhuān)利文獻(xiàn)3和4中記載的擴(kuò)散型燃燒器結(jié)構(gòu)中，設(shè)置了燃燒室，與專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記 載的燃燒器相比，制造的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子的凝聚狀態(tài)得到改善。但是，以相同的燃燒量對(duì)具有各種平均粒徑的原料粉末進(jìn)行球狀化處理時(shí)，隨著 原料粉末的平均粒度減小，凝聚增強(qiáng)，存在可球狀化處理的量減少的趨勢(shì)。此外存在火焰中處理后的球狀粒子的平均粒度大于原料粉末的平均粒度的趨勢(shì)。因此，為了得到平均粒度更小的球狀化粒子，專(zhuān)利文獻(xiàn)3和4中記載的燃燒器是不 充分的。此外，在使用該燃燒器處理通過(guò)球磨粉碎而得到的那類(lèi)粒度分布廣的原料粉末 時(shí)，由于在火焰中發(fā)生微粒之間或微粒與粗粒子的熔融，所以觀察到投入的原料粉末的粒 度分布與得到的球狀化粒子制品的粒度分布不同的情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠不會(huì)回火地制造玻璃化率高的無(wú)機(jī)質(zhì)球 狀化粒子，進(jìn)一步地，可得到原料粉末的平均粒徑在粒狀化的過(guò)程中變動(dòng)少，具有目標(biāo)粒度 分布的球狀化粒子的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器和無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的第一實(shí)施方式為無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器，具備第一原料供給路，用于供給伴隨載氣的原料粉末；燃料供給路，設(shè)置在該第一原料供給路的外周，用于供給燃料氣體；第一氧氣供給路，設(shè)置在該燃料供給路的外周，用于供給含氧氣體；第二原料供給路，設(shè)置在該第一氧氣供給路的外周，用于供給伴隨載氣的原料粉 末；第二氧氣供給路，設(shè)置在該第二原料供給路的外周，用于供給含氧氣體；原料分散室，通過(guò)形成有許多個(gè)小孔的粉末分散板與所述第一原料供給路的頂端連接；和燃燒室，與該原料分散室連接，出口側(cè)的直徑增大，燃料供給路、第一氧氣供給路、第二原料供給路、第二氧氣供給路的頂端在所述燃 燒室的圓錐狀壁面分別開(kāi)口，所述燃料供給路的開(kāi)口部為從燃燒室的壁面，平行于燃燒器中心軸地噴出燃料的 噴出孔，所述第一氧氣供給路的開(kāi)口部為從燃燒室的壁面，在燃燒室內(nèi)形成旋流的方向上 噴出含氧氣體的第一氧氣噴出孔，所述第二原料供給路的開(kāi)口部為與第一氧氣噴出孔相比，在燃燒器頂端側(cè)開(kāi)口的 噴出孔，所述第二氧氣供給路的開(kāi)口部為與第二原料噴出孔相比，在燃燒器頂端側(cè)開(kāi)口的 噴出孔。本發(fā)明的第二實(shí)施方式為無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，包括在爐頂部垂直向下地 設(shè)置有所述燃燒器的立式球狀化爐、以及在該球狀化爐的下游捕集無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子的旋 風(fēng)分離器和袋濾器。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，優(yōu)選具備分別獨(dú)立地控制向所述燃燒器的第一原料 供給路和第二原料供給路供給的載氣和原料粉末的控制單元。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，優(yōu)選具有經(jīng)由旋風(fēng)分離器而與袋濾器連接的通路和 未經(jīng)由旋風(fēng)分離器而與袋濾器連接的通路，且各通路可切換。此外，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，優(yōu)選設(shè)置有向所述燃燒器的第一原料供給路 和第二原料供給路供給不同粒徑的原料粉末的兩臺(tái)原料供給裝置。此外，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，優(yōu)選所述旋風(fēng)分離器捕集粗粒子，袋濾器捕集 微粒。此外，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，優(yōu)選所述袋濾器一并捕集粒子。由于本發(fā)明的燃燒器為擴(kuò)散型燃燒器，所以不會(huì)發(fā)生回火。此外，在第一原料供給 路供給粒徑大的原料粉末，在第二原料供給路供給粒徑小的原料粉末時(shí)，可在火焰外周部 的低溫區(qū)域充分熔融粒徑小的粒子，可在火焰中心部的高溫區(qū)域充分熔融粒徑大的粒子。 此外，由于粒徑小的粒子的分散性不好，所以將其由分散體積變大的第二原料供給路噴射， 從而能夠在火焰中良好地分散。另一方面，由于粒徑大的粒子的分散性好，所以將其由分散體積變小的第一原料 供給路噴射，從而能夠在火焰中良好地分散。因而，根據(jù)本發(fā)明的球狀化粒子的制造裝置， 無(wú)論是大粒徑的粒子還是小粒徑的粒子，均可幾乎維持其粒徑地進(jìn)行球狀化，且得到玻璃 化率高的粒子。因此，可制造具有與投入的原料對(duì)應(yīng)的粒徑或粒度分布的球狀化粒子。


圖1為表示本發(fā)明的燃燒器的一例的概要截面圖。圖2為表示本發(fā)明的燃燒器的一例的概要側(cè)視圖。圖3為表示本發(fā)明的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置的例子的概要結(jié)構(gòu)圖。
圖4為表示實(shí)施例的一次氧氣和二次氧氣的流量比例與玻璃化率的關(guān)系的圖。圖5為表示實(shí)施例的一次氧氣和二次氧氣的流量比例與玻璃化率的關(guān)系的圖。圖6為表示現(xiàn)有的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子的制造裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2表示本發(fā)明的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器(以下有時(shí)僅記載為燃 燒器)的一例。圖1為沿著燃燒器的中心軸切斷的截面圖。圖2為從燃燒器的頂端側(cè)觀察 燃燒器的側(cè)視圖。圖2中僅示出了原料粉末、燃料和氧氣的噴出孔。在這些圖中，符號(hào)1表示第一原料供給管，其內(nèi)部形成供給原料粉末和載氣的混 合物的第一原料供給路1A。載氣使用氧氣、氧氣濃度為20Vol%以上的富氧空氣、空氣等氧 氣濃度為20Vol%以上的含氧氣體。原料粉末使用粒子形態(tài)具有角的非球形粒子的氧化硅、氧化鋁、玻璃等無(wú)機(jī)質(zhì)粉末。原料粉末之中，粗粉是指平均粒徑為約10 μ m以上粒徑的大粉末，細(xì)粒是指平均 粒徑不到約10 μ m粒徑的小粉末。在該原料供給管1的出口端安裝有粉末分散板2。該粉末分散板2將原料粉末和 載氣的混合粉末向著燃燒器出口方向以放射狀噴出，向著斜外方的多個(gè)第一原料噴出孔3、 3…等間隔地形成在圓周上。在第一原料供給管1的外側(cè)設(shè)置同軸的燃料供給管4，原料供給管1與燃料供給 管4之間的空隙形成燃料供給路4A，形成為供給液化石油氣(LPG)等燃料氣體。燃料供給 路4A的出口端形成多個(gè)燃料氣體噴出孔4B、4B···，形成為相對(duì)于燃燒器中心軸平行地噴出 燃料。這些多個(gè)燃料氣體噴出孔4B、4B…等間隔地形成在圓周上。在燃料供給管4的外側(cè)設(shè)置同軸的第一氧氣供給管5，燃料供給管4與第一氧氣供 給管5之間的空隙為第一氧氣供給路5A，形成為供給氧氣、氧氣濃度為20vol %以上的富氧 空氣、空氣等氧氣濃度為20Vol%以上的含氧氣體。構(gòu)成為第一氧氣供給路5A的出口端形成多個(gè)第一氧氣噴出孔5B、5B···，這些第一 氧氣噴出孔5B、5B…的出口向著燃燒器中心軸開(kāi)口，相對(duì)于燃燒器中心軸以直角方向噴射 氧氣，在后述的燃燒室8內(nèi)形成旋流。這些多個(gè)第一氧氣噴出孔5B、5B···等間隔地形成在圓周上，且配置在與上述多個(gè) 燃料噴出孔4B、4B…在圓周上不同位置的兩個(gè)燃料噴出孔4B、4B的中間。在第一氧氣供給管5的外側(cè)設(shè)置同軸的第二原料供給管6，第一氧氣供給管5與第 二原料供給管6之間的空隙形成第二原料供給路6A。第二原料供給路6A的出口部分形成 多個(gè)第二原料噴出孔6B、6B···，形成為相對(duì)于燃燒器中心軸平行地噴出原料。多個(gè)第二原料噴出孔6B、6B…等間隔地形成在圓周上。在第二原料供給管6的外側(cè)設(shè)置同軸的第二氧氣供給管7，第二原料供給管6與第 二氧氣供給管7之間的空隙形成第二氧氣供給路7A。該第二氧氣供給路7A與第一氧氣供 給路5A相比，其截面積變大，形成為可供給更多的氧氣。第二氧氣供給路7A的出口端形成 多個(gè)第二氧氣噴出孔7B、7B···，該第二氧氣噴出孔7B、7B···等間隔地形成在圓周上。這些第 二氧氣噴出孔7B、7B…相對(duì)于燃燒器中心軸在平行方向上開(kāi)口，形成為相對(duì)于燃燒器中心軸以平行方向噴出含氧氣體。此外，第二氧氣供給管7，其厚度增厚，在其內(nèi)部形成循環(huán)流通冷卻水的冷卻水通 路71，可冷卻燃燒器自身。進(jìn)一步地，燃燒器的頂端部分凹陷為向外方擴(kuò)展的研缽狀，該部分形成燃燒室8。S卩，燃燒室8的傾斜的壁部分通過(guò)傾斜地形成第二氧氣供給管7、第二原料供給管 6和第一氧氣供給管5的頂端部分來(lái)構(gòu)成，燃燒室8的底部連接著圓筒狀的原料分散室9。 原料分散室9通過(guò)原料供給管1的出口端部相比粉末分散板2向燃燒器的頂端方向變得更 薄地圓筒狀地延伸而形成。進(jìn)而，燃料氣體噴出孔4B、4B···、第一氧氣噴出孔5B、5B···、第二原料噴出孔6B、 6B…、第二氧氣噴出孔7B、7B…分別在燃燒室8的圓錐狀壁面上開(kāi)口。此外，上述第二原料噴出孔6B與第一氧氣噴出孔5B相比，在燃燒器的頂端側(cè)開(kāi) 口，上述第二氧氣噴出孔7B與第二原料噴出孔6B相比，在燃燒器的頂端側(cè)開(kāi)口。如此構(gòu)造的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器由于通過(guò)第一原料供給路IA的頂端 具有多個(gè)小孔的粉末分散板2與原料分散室9連接，設(shè)置在第一原料供給路IA的外周的燃 料氣體供給路4A和設(shè)置在該燃料氣體供給路4A的外周的第一氧氣供給路5A向著與各供 給路的頂端連接的出口側(cè)直徑擴(kuò)大的燃燒室8開(kāi)口，所以燃燒器火焰中的原料粉末的分散 性提高。如果分別向第一原料供給路IA和第二原料供給路6A供給粒度不同的原料粉末， 則可效率良好地使平均粒度大的粒子分散在火焰中心部的高溫區(qū)域并進(jìn)行處理，使平均粒 度小的粒子分散在火焰外周部的低溫區(qū)域并進(jìn)行處理。由于平均粒度大的粒子比較容易分散，所以由分散面積小、位于火焰中心部的第 一原料供給路IA供給，由于平均粒度小的粒子分散困難，所以由分散面積大的第二原料供 給路6A向火焰中供給。如此，可使原料粉末效率良好地分散在火焰中。因此，在本發(fā)明中，可在一個(gè)燃燒器中以最佳狀態(tài)一次處理平均粒度大的粒子和 平均粒度小的粒子。圖3為表示本發(fā)明的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置的一例，圖中符號(hào)11表示球狀化 爐。該球狀化爐11為圓筒形立式爐，在其頂板部使其頂端側(cè)面對(duì)爐內(nèi)地垂直安裝有上述燃
燒器12 ο球狀化爐11的底部附近形成有空氣導(dǎo)入口 13，在此向內(nèi)部導(dǎo)入冷卻用空氣，形成 為可降低排出的燃燒氣體的溫度。球狀化爐11的底部附近形成有燃燒氣體排出口 14，由燃燒氣體搬送并導(dǎo)出在此 生成的球狀化粒子，形成為通過(guò)管道15、風(fēng)閥16送至旋風(fēng)分離器17的入口。管道15在該風(fēng)閥16的上游側(cè)分支連接管道18，該管道18連接著袋濾器19的入□。管道18形成為在其中途中設(shè)置有空氣導(dǎo)入孔20，通過(guò)由該孔20將適當(dāng)空氣引入 管道18中，可降低并調(diào)節(jié)管道18內(nèi)流動(dòng)的燃燒氣體的溫度。此外，旋風(fēng)分離器17的出口與管道21連接，該管道21通過(guò)風(fēng)閥22連接著袋濾器 19的入口。燃燒器2的第一原料供給路IA連接著第一原料供給管(圖示略)，該第一原料供給管連接著第一原料進(jìn)料器23。第一原料進(jìn)料器23形成為儲(chǔ)存粒徑大的粗粒的原料粉末， 送入來(lái)自載氣供給源M的載氣，該載氣運(yùn)送規(guī)定量的原料粉末并通過(guò)上述第一原料供給 管送至燃燒器2的第一原料供給路1A。第一原料進(jìn)料器23具備有根據(jù)來(lái)自未圖示的控制裝置的原料粉末供給量控制信 號(hào)送出規(guī)定量的原料粉末的送出機(jī)構(gòu)。載氣使用氧氣、富氧空氣、空氣等氧氣濃度為20Vol%以上的含氧氣體。載氣供給源M也具備有根據(jù)來(lái)自未圖示的控制裝置的載氣供給量控制信號(hào)，將 規(guī)定量的載氣分別送入第一原料進(jìn)料器23和第二原料進(jìn)料器25的流量調(diào)節(jié)閥。燃燒器2的第二原料供給路6A連接著第二原料供給管(圖示略)，該第二原料供 給管連接著第二原料進(jìn)料器25。第二原料進(jìn)料器25形成為儲(chǔ)存粒徑小的細(xì)粒的原料粉末， 送入來(lái)自載氣供給源M的載氣，該載氣運(yùn)送規(guī)定量的原料粉末并通過(guò)上述第二原料供給 管送至燃燒器2的第二原料供給路6A。第二原料進(jìn)料器25具備有根據(jù)來(lái)自未圖示的控制裝置的原料粉末供給量控制信 號(hào)送出規(guī)定量的原料粉末的送出機(jī)構(gòu)。燃燒器2的燃料供給路4A連接著燃料供給管(圖示略)，該燃料供給管連接著燃 料氣體供給源26。燃料氣體供給源沈形成為儲(chǔ)存液化石油氣(LPG)、液化天然氣(LNG)等 燃料氣體，并將其送出，通過(guò)上述燃料氣體供給管向燃燒器2的燃料供給路4A送入規(guī)定量 的燃料氣體。燃料氣體供給源沈具備有根據(jù)來(lái)自未圖示的控制裝置的燃料氣體供給量控制信 號(hào)送出規(guī)定量的燃料氣體的送出機(jī)構(gòu)。燃燒器2的第一氧氣供給路5A連接著第一氧氣供給管(圖示略)，該第一氧氣供 給管連接著第一氧氣供給源27。第一氧氣供給源27形成為儲(chǔ)存上述含氧氣體，并將其送 出，通過(guò)上述第一氧氣供給管向燃燒器2的第一氧氣供給路5A送入規(guī)定量的含氧氣體。第一氧氣供給源27具備有根據(jù)來(lái)自未圖示的控制裝置的第一氧氣供給量控制信 號(hào)送出規(guī)定量的含氧氣體的送出機(jī)構(gòu)。燃燒器2的第二氧氣供給路7A連接著第二氧氣供給管(圖示略)，該第二氧氣供 給管連接著第二氧氣供給源觀。第二氧氣供給源觀形成為儲(chǔ)存上述含氧氣體，并將其送 出，通過(guò)上述第二氧氣供給管向燃燒器2的第二氧氣供給路7A送入規(guī)定量的含氧氣體。第二氧氣供給源觀具備有根據(jù)來(lái)自未圖示的控制裝置的第二氧氣供給量控制信 號(hào)送出規(guī)定量的含氧氣體的送出機(jī)構(gòu)。而且，可使第一氧氣供給源27和第二氧氣供給源觀一體化，對(duì)其設(shè)置兩臺(tái)送出機(jī) 構(gòu)，由各自的送出機(jī)構(gòu)分別對(duì)第一氧氣供給管和第二氧氣供給管送入含氧氣體，也可分別 對(duì)燃燒器2的第一氧氣供給路5A和第二氧氣供給路7A供給規(guī)定量的含氧氣體。接著，對(duì)使用此制造裝置的球狀化粒子的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。由第一原料進(jìn)料器23將平均粒度10 μ m以上的粗粒的原料粉末送入燃燒器12的 第一原料供給路1A，由第一原料噴出孔3通過(guò)原料分散室9向燃燒室8噴出。由第二原料 進(jìn)料器25將例如平均粒度不到10 μ m的細(xì)粒的原料粉末送入燃燒器12的第二原料供給路 6A，由第二原料噴出孔6B向燃燒室8噴出。在此，在原料粉末供給前以其平均粒度10 μ m進(jìn)行區(qū)分的理由在于，不到10 μ m的原料粉末具有難以分散的特性。將規(guī)定量的含氧氣體分別由第一氧氣供給源27、第二氧氣供給源觀送入燃燒器 12的第一氧氣供給路5A、第二氧氣供給路7A，經(jīng)過(guò)第一氧氣噴出孔5B、第二氧氣噴出孔7B 向燃燒室8噴出。將規(guī)定量的燃料氣體由燃料氣體供給源沈送入燃燒器12的燃料供給路 4A，經(jīng)過(guò)燃料氣體噴出孔4B向燃燒室8噴出。噴出到火焰中的粒徑不同的兩種原料粉末分別在火焰的高溫中心區(qū)域、低溫的外 側(cè)區(qū)域加熱熔融，進(jìn)行球狀化成為粒徑不同的球狀化粒子。該球狀化粒子浮游在由燃燒器2生成的燃料氣體和由空氣導(dǎo)入口 13導(dǎo)入的空氣 的氣體中，由球狀化爐11的燃燒氣體排出口 14經(jīng)管道15、風(fēng)閥16送入旋風(fēng)分離器17。通 過(guò)將空氣與燃燒氣體混合，導(dǎo)入旋風(fēng)分離器17的氣體溫度下降，變成旋風(fēng)分離器17中的適 合粒子捕集的溫度。旋風(fēng)分離器17捕集在氣體中浮游的球狀化粒子中的粗粒的球狀化粒子。由旋風(fēng) 分離器17排出的氣體通過(guò)管道21送入袋濾器19，在此捕集球狀化粒子中的細(xì)粒的球狀化 粒子。此外，根據(jù)需要，也可將管道15的風(fēng)閥16關(guān)閉，使氣體流過(guò)管道18直接送入袋濾 器19，并在此捕集全部的球狀化粒子。此時(shí)，需要使氣體溫度降低時(shí)，也可由空氣導(dǎo)入孔20 將適量的空氣混入氣體中。通過(guò)以上操作，可效率良好地得到與原料粉末的粒度幾乎一致的粒度的球狀化粒子。實(shí)施例以下，示出具體例。(例1)使用圖3所示的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置制造球狀化粒子。用由7. 5Nm3/h的氧氣構(gòu)成的載氣運(yùn)送作為原料粉末的總量為20kg/h的二氧化硅 粉末。供給作為燃料氣體的5Nm3/h的LPG。將作為含氧氣體的總量為20Nm3/h的氧氣分成 兩份導(dǎo)入燃燒器12來(lái)制造球狀化粒子，尋求得到98%以上玻璃化率的球狀化處理能力。此時(shí)，根據(jù)原料粉末的粒度，在一次氧氣0 100%、二次氧氣100 0%的范圍內(nèi) 改變供給到上述第一氧氣噴出孔5B (—次氧氣)和第二氧氣噴出孔7B (二次氧氣)的氧氣 比例來(lái)研究可實(shí)現(xiàn)98%以上的玻璃化率的條件。對(duì)平均粒度30 μ m和平均粒度2 μ m的原料粉末的處理結(jié)果示于圖4、圖5、表1中。處理30 μ m原料時(shí)，由第一原料噴出孔3噴出原料粉末，處理2 μ m原料時(shí)，由第二 原料噴出孔6B噴出原料粉末。對(duì)于30 μ m的原料粉末，用旋風(fēng)分離器17捕集，對(duì)于2 μ m的原料，不通過(guò)旋風(fēng)分 離器17，用袋濾器19 一并捕集。而且，為了與現(xiàn)有技術(shù)比較，使用與專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化裝置相同 型號(hào)的裝置在上述條件下制造球狀化粒子。[表1]
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器，具備 第一原料供給路，用于供給伴隨載氣的原料粉末；燃料供給路，設(shè)置在該第一原料供給路的外周，用于供給燃料氣體； 第一氧氣供給路，設(shè)置在該燃料供給路的外周，用于供給含氧氣體； 第二原料供給路，設(shè)置在該第一氧氣供給路的外周，用于供給伴隨載氣的原料粉末； 第二氧氣供給路，設(shè)置在該第二原料供給路的外周，用于供給含氧氣體； 原料分散室，通過(guò)形成有許多個(gè)小孔的粉末分散板與所述第一原料供給路的頂端連 接；和燃燒室，與該原料分散室連接，出口側(cè)的直徑增大，燃料供給路、第一氧氣供給路、第二原料供給路、第二氧氣供給路的頂端在所述燃燒室 的圓錐狀壁面分別開(kāi)口，所述燃料供給路的開(kāi)口部為從燃燒室的壁面，平行于燃燒器中心軸地噴出燃料的噴出孔，所述第一氧氣供給路的開(kāi)口部為從燃燒室的壁面，在燃燒室內(nèi)形成旋流的方向上噴出 含氧氣體的第一氧氣噴出孔，所述第二原料供給路的開(kāi)口部為與第一氧氣噴出孔相比，在燃燒器頂端側(cè)開(kāi)口的噴出孔，所述第二氧氣供給路的開(kāi)口部為與第二原料噴出孔相比，在燃燒器頂端側(cè)開(kāi)口的噴出孔。
2.一種無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，包括在爐頂部垂直向下地設(shè)置有權(quán)利要求1所 述的燃燒器的立式球狀化爐；以及在該球狀化爐的下游捕集無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子的旋風(fēng)分離 器和袋濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，具備分別獨(dú)立地控制向所述燃 燒器的第一原料供給路和第二原料供給路供給的載氣和原料粉末的控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，具有經(jīng)由旋風(fēng)分離器而與袋濾 器連接的通路和未經(jīng)由旋風(fēng)分離器而與袋濾器連接的通路，且各通路能夠切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，設(shè)置有向所述燃燒器的第一原 料供給路和第二原料供給路供給不同粒徑的原料粉末的兩臺(tái)原料供給裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，所述旋風(fēng)分離器捕集粗粒子， 袋濾器捕集微粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造裝置，所述袋濾器一并捕集粒子。
全文摘要
本發(fā)明的無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子制造用燃燒器，具備第一原料供給路(1A)，用于供給伴隨載氣的原料粉末；燃料供給路(4A)，設(shè)置在該第一原料供給路(1A)的外周，用于供給燃料氣體；第一氧氣供給路(5A)，設(shè)置在該燃料供給路(4A)的外周，用于供給含氧氣體；第二原料供給路(6A)，設(shè)置在該第一氧氣供給路(5A)的外周，用于供給伴隨載氣的原料粉末；第二氧氣供給路(7A)，設(shè)置在該第二原料供給路(6A)的外周，用于供給含氧氣體；原料分散室(9)，通過(guò)形成有許多個(gè)小孔的粉末分散板(2)與所述第一原料供給路(7A)的頂端連接；和燃燒室(8)，與該原料分散室(9)連接，出口側(cè)的直徑增大。
文檔編號(hào)B01J19/00GK102112217SQ200980130260
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者山本康之, 萩原義之 申請(qǐng)人:大陽(yáng)日酸株式會(huì)社