CN102219412B - 水泥熟料的制造装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供通过取出含有卤元素的水泥原料和/或燃料的一部分并进行烧成，促进阿利特的生成，且防止投入到高温的烧成工序中时的热损失，由此减少水泥熟料的烧成热量的水泥熟料的制造装置和制造方法。该水泥熟料的制造装置为具有使用含有卤元素的水泥原料和/或燃料进行预热的预热器，和在该预热器的下游侧将上述水泥原料烧成的旋转窑的水泥熟料的制造装置，其中，具有从预热器(3)的旋风分离器(4)的滑槽(5)取出上述水泥原料的一部分的取出管路(6)，将由该取出管路(6)取出的上述水泥原料烧成的烧成设备(7)，和将在该烧成设备(7)中烧成的上述水泥原料的一部分返回到旋转窑(1)中的返回管路(9)。

Description

水泥熟料的制造装置及制造方法

技术领域

本发明涉及制造水泥熟料时的烧成热量减少的水泥熟料的制造装置以及制造方法。

背景技术

近年的熟料制造技术的大变化为减少水泥熟料的烧成热量的技术的进步。即，从向调合原料中加入水并均匀化后进行烧成，而需要大量的烧成热量的湿式烧成法，过渡到通过在利用热风将水泥原料干燥后粉碎并烧成，而减少烧成热量的干式烧成法，又开发了下述新型悬浮方式，所述新型悬浮方式中，将调整原料通过预热器煅烧，将得到的煅烧原料投入到旋转窑中，由此进一步减少烧成热量。

此外，除了上述方法之外，作为减少水泥熟料的烧成热量的对策，有改变调合原料的主要化学组成，增加烧成时的液相量，即使在比较低的温度下也易生成水泥熟料的方法；将促进烧成反应的萤石(氟化钙)等矿化剂添加到水泥原料中的方法。此外，也有利用废弃物作为原燃料的方法。

但是，通过改变调合原料的主要化学组成，增加氧化铝、铁、硫等的含量，形成高温下的液相量增加、或易在比较低的温度下生成的矿物组成，因此熟料矿物组成与泛用的波特兰水泥不同。因此，形成混凝土、灰浆时，表现出特异的流动性质、强度表现性，存在不能如用户用惯的普通波特兰水泥那样，用于宽范围的用途中的问题。

此外，将萤石等矿化剂添加到水泥原料中的方法中，其构成成分的元素在旋转窑内挥发，附着在旋转窑、悬浮式预热器(以下称为预热器)的内壁上，有导致涂层故障、由于构成成分的作用而形成特异物性的水泥、或偶尔导致由于矿化剂添加量的变动而熟料在水泥窑内熔融附着等问题。

由于这些问题，上述两种方法并非减少熟料的烧成热量的主要对策，易仅成为次要性的对策。

因此，发明人由下述专利文献1和2中新发现的熟料矿物的结晶生长机理，进行了下述主旨的发明，所述主旨为，将在熟料烧成时具有比熟料中的液层的温度高的熔点，且形成作为熟料的主要矿物的阿利特的生成的核的物质或含有该形成阿利特的生成的核的物质的含核物从原料工序和旋转炉(以下称为旋转窑)的窑前侧投入，促进阿利特的生成，实现烧成热量的减少。

该发明的目的在于，不改变泛用的波特兰水泥的主要化学组成和矿物组成，而利用作为主要熟料矿物的阿利特的生长机理，在更低的温度促进其生成，以比以往少的烧成热量制造熟料，着眼于在阿利特以其它物质作为核开始结晶生长时，若在液相生成时共存成为核的物质，则以其伴随着作为结晶核在约1250℃以上的温度下生成液相，阿利特开始结晶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3969445号公报

专利文献2：日本特许第4010339号公报

发明内容

通常熟料的液相在1200～1300℃间开始生成，成为核的物质优选为即使与液相接触也不会分解或熔解，在用旋转窑烧出的熟料中以固相方式稳定存在的物质。

因此，成为核的物质优选熔点为1300℃以上的物质，例如作为在水泥工厂中易得到的物质，可以举出水泥熟料。通过将该水泥熟料用作成为核的物质，阿利特的生成得到促进，从而熟料的烧成热量减少。

此外，成为阿利特的核的物质可以预先混入到水泥原料中，或在原料烧成中投入到旋转窑的温度比液相生成区域低的低温侧。因此，成为核的物质的粒径越小则效果越大而越优选。

由此，上述专利文献1和2的发明中，将由在原料工序中混合的多种水泥原料形成的调合原料在烧成工序中烧成，制造含有阿利特的水泥熟料时，将具有比上述水泥熟料的液相的温度高的熔点、且成为上述水泥熟料的生成的核的水泥熟料、水泥或耐火砖粉碎，在上述原料工序中混入到上述水泥原料和上述调合原料中的至少一种中，由此在旋转窑内促进阿利特的生成。

但是在上述专利文献1和2的发明中，将成为结晶核的物质在上述原料工序中混入到上述水泥原料和上述调合原料中的至少一种中时，使用粉碎了的熟料粉碎物、集尘得到的熟料粉末，因此该熟料粉碎物、熟料粉末通常冷却至100℃以下，因此投入到高温的烧成工序中存在导致热损失的问题。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供通过取出含有卤元素的水泥原料和/或燃料的一部分进行烧成，促进阿利特的生成，且防止投入到高温的烧成工序中时的热损失，减少水泥熟料的烧成热量的水泥熟料的制造装置和制造方法。

为了解决上述问题，方案1中记载的发明，为具有对水泥原料进行预热的预热器，和在该预热器的下游侧将上述水泥原料烧成的旋转窑的水泥熟料的制造装置，其特征在于，具有由上述预热器的旋风分离器的滑槽取出上述水泥原料的一部分的取出管路，将由该取出管路取出的上述水泥原料烧成的烧成设备，和将在该烧成设备中烧成的上述水泥原料的一部分返回到上述旋转窑中的返回管路。

此外，方案2记载的发明的特征在于，在方案1记载的发明中，上述烧成设备为在1200℃以上进行烧成的烧成炉，且具有供给含有卤元素的物质的供给管路。

方案3记载的发明的特征在于，在方案1或2记载的发明中，上述烧成设备具有含卤素物燃料化系统，该含卤素物燃料化系统具有：使由上述取出管路供给的上述水泥原料与含有卤素的含卤素物直接接触生成含有上述卤素的可燃性气体和残留物的卤素分离设备，和从由上述卤素分离设备排出的含有上述卤素的可燃性气体回收上述卤素的卤素回收设备，和将通过该卤素回收设备回收上述卤素后的上述可燃性气体作为上述水泥熟料的制造装置的燃料供给的气体供给管路。

进一步地，方案4记载的发明的特征在于，在方案1～3中任意一项记载的发明中，上述旋转窑的窑尾具有回收排气的一部分的氯回收设备。

此外，方案5记载的发明，为使用方案1或2记载的水泥熟料装置的水泥熟料的制造方法，其特征在于，向将内部保持在1200℃以上的温度气氛的上述烧成设备中，从上述预热器的旋风分离器的滑槽供给上述水泥原料的一部分并进行烧成，将烧成的上述水泥原料的一部分供给到上述旋转窑中。

方案6记载的发明，为使用上述方案3记载的水泥熟料的制造装置的水泥熟料的制造方法，其特征在于，向将内部保持在1200℃以上的温度气氛的上述卤素分离设备中，从上述预热器的旋风分离器的滑槽供给上述水泥原料的一部分并进行烧成，将烧成的上述水泥原料的一部分供给到上述旋转窑中，且将通过上述卤素回收设备回收上述卤素后的上述可燃性气体作为燃料供给到上述水泥熟料制造装置中。

方案1～4中记载的水泥熟料的制造装置和方案5～6中记载的水泥熟料的制造方法中，将水泥原料用预热器预热后，供给到通过上述燃料的燃烧排气将内部保持在高温气氛的旋转窑中，并进行烧成，由此制造水泥熟料时，由于具有由上述预热器的旋风分离器的滑槽取出上述水泥原料的一部分的取出管路，将由该取出管路取出的上述水泥原料烧成的烧成设备，和将在该烧成设备中烧成的上述水泥原料的一部分返回到上述旋转窑中的返回管路，因此，通过取出含有卤元素的上述水泥原料的一部分，将该水泥原料低温烧成，来促进上述水泥原料中含有的阿利特的生成，通过将该烧成的上述水泥原料返回到上述旋转窑中，在上述旋转窑内，其一部分或全部成为阿利特的结晶核，由低的温度促进阿利特的生成，可以减少水泥熟料的烧成热量。由此，不会改变上述水泥原料的主要化学组成，即使为比较低的温度，也可以制造水泥熟料，且可以用于泛用的波特兰水泥中。

方案2中记载的发明中，上述烧成设备为在1200℃以上烧成的烧成炉，因此由上述预热器的旋风分离器的滑槽取出的上述水泥原料的一部分，促进上述水泥原料中含有的阿利特的生成的同时，可以进行烧成，并且可以将烧成的上述水泥原料在高温的状态下供给到上述旋转窑内。结果，在上述旋转窑内将水泥熟料烧成时，可以消除热损失，且可以缩短上述旋转窑的长度，从而实现设备费用、动力费用、进而维护费用的降低。

进一步地，上述烧成炉中具有供给含有卤元素的物质的供给管路，因此可以促进供给到上述烧成炉内的上述水泥原料的烧成。由此，可以抑制上述烧成炉中使用的燃料成本。

根据方案3中记载的发明，上述烧成设备具有含卤素物燃料化系统，该含卤素物燃料化系统具有使由上述取出管路供给的上述水泥原料与含有卤素的含卤素物直接接触生成含有上述卤素的可燃性气体和残留物的卤素分离设备，从由上述卤素分离设备排出的含有上述卤素的可燃性气体回收上述卤素的卤素回收设备，和将通过该卤素回收设备回收上述卤素后的上述可燃性气体作为上述水泥熟料制造装置的燃料供给的气体供给管路，因此可以容易地消除由上述预热器的旋风分离器的滑槽取出的上述水泥原料的一部分中含有的氯、溴等卤素所导致的弊病，并且可以促进上述水泥原料的一部分中含有的阿利特的生成的同时进行烧成。结果可以在上述旋转窑内促进水泥熟料的烧成。

根据方案4中记载的发明，在上述旋转窑的窑尾，具有回收在上述烧成设备中烧成的上述水泥原料的排气的一部分或全部的氯回收设备，因此在上述旋转窑内，供给上述水泥原料，将水泥熟料烧成时，即使在上述旋转窑内滞留氯的情况下，也可以容易、迅速地除去，可以得到高品质的水泥熟料。

附图说明

[图1]为表示本发明的水泥熟料的制造装置的第一实施方式的结构示意图。

[图2]为表示本发明的水泥熟料的制造装置的第一实施方式的变形例的结构示意图。

[图3]为表示本发明的水泥熟料的制造装置的第二实施方式的结构示意图。

[图4]为表示本发明的水泥熟料的制造装置的第三实施方式的结构示意图。

符号说明

1旋转窑

2窑尾

3预热器

4旋风分离器

5滑槽

6取出管路

7烧成设备

8烧成炉

9返回管路

10供给管路

11热介质供给管路(取出管路)

12卤素分离设备

13卤素回收设备

14供给管路

15回收管路(返回管路)

16氯回收设备

17氯旁通管

18袋滤器

19主燃烧器

20熟料冷却器

21煅烧炉

具体实施方式

(实施方式1)

图1表示本发明的水泥熟料的制造装置的第一实施方式，图2表示其变形例。

如图1所示，第一实施方式具有用于将水泥原料烧成的旋转窑1，串联设置在该旋转窑1的图中左方的窑尾2的用于对水泥原料进行预热的预热器3，在图中右方的窑前24用于对内部进行加热的主燃烧器19，在窑前24用于冷却烧成后的水泥熟料的熟料冷却器20，由预热器3的最下段的旋风分离器4的滑槽5取出水泥原料的取出管路6，与该取出管路6连接的烧成炉8，和将在该烧成炉8中烧成的上述水泥原料返回到旋转窑1的窑尾2的返回管路9而大致构成。

其中，上述预热器3通过串联配置在上下方向上的多段(图中为4段)的旋风分离器4a～4d构成，向第一段旋风分离器4a供给水泥原料。此外，在第三段的旋风分离器4c与第四段的旋风分离器4d之间设置有煅烧炉21，该煅烧炉21中，由旋转窑1的窑尾2向其下端部导入燃烧排气，且内部设置有从未图示的燃料供给管路供给的煤等燃料的燃烧装置。

供给到最上段的旋风分离器4a中的上述水泥原料，随着依次落下到下方的旋风分离器4，被从下方上升的来自旋转窑1的高温的排气预热，进而由从下开始第二段的旋风分离器4c取出，送入到煅烧炉21中，在该煅烧炉21中烧成后，从最下段的旋风分离器4d通过滑槽5导入到旋转窑1的窑尾2中。

进一步地，由旋转窑1排出的燃烧排气通过煅烧炉21送入到最下段的旋风分离器4d中，依次送入到上方的旋风分离器中，对上述水泥原料进行预热，同时最终从最上段的旋风分离器4a的上部，利用排气扇23通过排气管路22排出。

此外，在预热器3中，设置有从最下段的旋风分离器4d的滑槽5取出上述水泥原料的取出管路6，该取出管路6的前端部与烧成炉8连接。由此，来自预热器3的上述水泥原料的一部分导入到烧成炉8内。该烧成炉8设置有将上述水泥原料连续加热至1200℃以上的燃烧器。此外，烧成炉8可以由旋转窑1供给燃烧排气，形成例如流化床式。而且，烧成炉8设置有供给含有卤元素的物质的供给管路10，同时与将在烧成炉8内烧成的上述水泥原料返回到旋转窑1内的返回管路9连接。

进一步地，图2所示的上述第一实施方式的变形例中，设置由旋转窑1的窑尾2将排气送入到煅烧炉21的导管与氯旁通管17连接，将通过该氯旁通管17取出的排气的一部分送入到后段的袋滤器18中来除去氯成分的氯回收设备。

接着对使用上述第一实施方式所示的水泥熟料的制造装置的本发明的水泥熟料的制造方法的一实施方式进行说明。

首先，投入到预热器3的第一段的旋风分离器4a中的水泥原料，随着如图中实线箭头所示依次落下到下方的旋风分离器4b～4d，被从下方上升的来自旋转窑1的高温排气预热，最终从最下段的旋风分离器4d的滑槽5导入到旋转窑1的窑尾2中。

此时，上述水泥原料的一部分被从与最下段的旋风分离器4d的滑槽5连接的取出管路6取出，供给到烧成炉8中。从该最下段的旋风分离器4d的滑槽5取出的上述水泥原料的量，为上述水泥原料总量的5％以下，优选为1％以下。而且，由与烧成炉8连接的供给管路10将含有卤元素的物质供给到烧成炉8中。含有该卤元素的物质为氟化钙、氟化镁、废塑料、氯旁通粉尘等。此时，在烧成炉8内烧成的上述水泥原料的F(氟)量为0.2％以上，优选为0.3％以上，此外，由于MgO也具有熔剂的作用，在烧成炉8内烧成的上述水泥原料中的MgO量为1.0％以上，优选为1.5％以上。

然后，对供给到烧成炉8中的上述水泥原料的一部分和含有卤元素的物质，通过设置在烧成炉8中的燃烧器进行连续加热，在1200℃以上的温度下进行烧成。通过将上述水泥原料在1200℃以上烧成，随着上述水泥原料的液相的生成，阿利特结晶出来。然后，将该结晶出阿利特的上述水泥原料，从与烧成炉8连接的返回管路9导入到旋转窑1的窑尾2。

如此，导入到旋转窑1的窑尾2中的上述水泥原料，在旋转窑1内，在从窑尾2侧缓慢地送入到窑前24侧的过程中，被来自主燃烧器19的燃烧排气加热，被烧成而形成熟料。此时，由烧成炉8导入的上述水泥原料的一部分已经开始结晶出阿利特，因此其成为结晶核，在旋转窑1内由最下段的旋风分离器4d的滑槽5直接导入的上述水泥原料的阿利特的生成得到促进，从而水泥熟料的烧成热量减少。

而水泥原料中含有的氯成分、碱金属成分，在旋转窑1内的高温(约1400℃)气氛中挥发而转移到排气中。该排气从旋转窑1的窑尾2，排到预热器3侧，依次从下方上升到上方的旋风分离器4d～4a时，对水泥原料进行预热而冷却，该排气中含有的氯成分再次转移到水泥原料侧。

结果，氯成分在包含上述旋转窑1和预热器3的系统内循环，因此由于由新的燃烧排气或水泥原料带入到系统内的氯成分，内部的氯浓度慢慢上升，进而堵塞预热器3的旋风分离器，对运转带来障碍。

为此，第一实施方式的变形例中，如图2所示，使用氯回收设备16定期地从氯旁通管17取出上述排气的一部分，进行冷却，由此将氯成分以碱金属氯化物的形式在后段的袋滤器18中回收，从而防止系统内的氯浓度上升。

然后，到达窑前24的水泥熟料，如图中箭头所示，落下到熟料冷却器20内而送入到图中右方。此时，通过供给到熟料冷却器20内的空气而冷却至规定温度，最终从该熟料冷却器20取出。

(实施方式2)

图3表示本发明的水泥熟料的制造装置的第二实施方式，对于与图1所示相同的结构部分，同样地附以相同的符号并简化其说明。

如图3所示，第二实施方式中，在具有旋转窑1、包含4段的旋风分离器4的预热器3和煅烧炉21等的水泥熟料的制造装置中，作为烧成设备7，设置用于对含氯的可燃性塑料废弃物进行前处理，并将其导入到旋转窑1中的废弃物燃料化系统。

该废弃物燃料化系统中设置有在该废弃物燃料化系统的最上游侧设置的分选装置25。该分选装置25通过比重分选或红外线分选等将要处理的可燃性塑料废弃物分离为聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等氯含量多的废弃物(以下简称为含氯的塑料)，和聚乙烯、聚丙烯等氯含量少的废弃物(以下称为低氯浓度塑料)。

然后，通过该分选装置25分离的低氯浓度塑料，通过废弃物燃料供给管路26，由旋转窑1的窑前24作为其燃料的一部分投入到内部。而且，废弃物燃料供给管路26可以设置成将上述低氯浓度塑料作为燃料的一部分投入到煅烧炉21中而不是旋转窑1中。另一方面，通过分选装置25分离的含氯的塑料，由热分解管路27导入到后段的热分解炉(卤素分离设备)12中。

该热分解炉12为以沿轴线自由旋转的方式设置的、向内部供给含氯的塑料的圆筒状的热分解炉，其一端侧与热分解管路27连接，另一端侧与回收管路(返回管路)15连接。此外，其一端侧与用于向内部导入下水污泥的供给管29连接。进一步地，在热分解炉12的内部设置有用于将上述水泥原料烧成的燃烧器。

其中，上述下水污泥主要作为附着防止材料而供给，也可以适用粘土等土质材料、纸材、木材、塑料膜等来替代上述下水污泥。此时，若替代使用下水污泥、建筑废木材或废塑料膜等废弃物，则可以同时进行这些废弃物的处理。

进一步地，热分解炉12的一端侧与用于由最下段的旋风分离器4d的滑槽5取出上述水泥原料，并将其作为热介质供给到热分解炉12中的热介质供给管路(取出管路)11连接。

另一方面，热分解炉12的另一端部，与用于将含有在该热分解炉12中烧成的热分解残渣的上述水泥原料返回到旋转窑1的窑尾2中的回收管路15连接。此外，该热分解炉12的上部与将在该热分解炉12中生成的热分解气体送入到后段的气体洗涤装置(卤素回收设备)13的分解气体取出管路30连接。

该气体洗涤装置13，用于使由热分解炉12排出的上述热分解气体(可燃性气体)与由供给管13a添加的氢氧化钙等碱性成分接触，将该热分解气体中含有的氯成分以氯化钙等盐方式从热分解气体中除去，可以适用湿式或干式的各种气体洗涤装置。其中，图中符号13b为上述氯化钙水溶液等的排出管，符号13c为将含有未反应的碱性成分的热分解气体返回到气体洗涤装置13的入口的返回管。

而且，该气体洗涤装置13的排出侧与用于将通过该气体洗涤装置13洗涤的可燃性的热分解气体作为燃料的一部分供给到煅烧炉21内的气体供给管路14连接。

而且，在预热器3中，由旋转窑1的窑尾2导入的燃烧排气，在依次送入到上方的旋风分离器4d～4a的过程中，通过对水泥原料进行预热而逐渐冷却。因此，在最上段的旋风分离器4a中约270℃的上述水泥原料，在最下段的旋风分离器4d中达到约879℃，因此从任意一个旋风分离器4a～4d取出上述水泥原料，都可以将上述热分解所需要的约250℃～900℃的高温水泥原料供给到热分解炉12中。

因此，本实施方式中，作为一例，对由最下段的旋风分离器4d的滑槽5取出上述高温水泥原料的情况进行了说明，但是也可以考虑上述废弃物的性质、可燃性气体的方法用途等，适当选择取出旋风分离器4a～4d来选择上述加热温度。

此外，如图2所示的上述第一实施方式的变形例那样，也可以设置氯回收设备16。此时，由旋转窑1的窑尾2将排气送入到煅烧炉21中的导管与氯旁通管17连接，将通过该氯旁通管17取出的排气的一部分送入到后段的袋滤器18中而除去氯成分。此外，可以通过氯旁通管17与热介质供给管路11(图2虚线)连接，取出含有大量氯的粉尘状的高温水泥原料并将其供给到上述热分解炉12中。

而且，此时，由于排气中含有粉尘状的上述水泥原料，优选在热介质供给管路11的中间部另外安装旋风分离器等粉尘收集设备，仅将收集的粗粒的水泥原料供给到热分解炉12中。

接着对使用上述第二实施方式所示的水泥熟料的制造装置的本发明的水泥熟料的制造方法的一实施方式进行说明。

首先，投入到预热器3的第一段的旋风分离器4a中的水泥原料，随着如图中实线箭头所示，依次落下到下方的旋风分离器4b～4d，被从下方上升的来自旋转窑1的高温的排气预热，最终从最下段的旋风分离器4d导入到旋转窑1的窑尾2中。

然后，在该旋转窑1内，在从窑尾2侧缓慢地送入到窑前24侧的过程中，通过来自主燃烧器19的燃烧排气而加热，被烧成形成熟料。接着，到达窑前24的熟料如图中箭头所示落下到熟料冷却器20内并送入到图中右方。此时，通过供给到熟料冷却器20内的空气冷却至规定温度，最终从该熟料冷却器20取出。

而在该第二实施方式中，水泥原料中含有的氯成分、碱金属成分，在旋转窑1内的高温(约1400℃)气氛中挥发而转移到排气中。该排气从旋转窑1的窑尾2排气到预热器3侧，依次从下方上升到上方的旋风分离器4d～4a时，通过对水泥原料进行预热而冷却，该排气中含有的氯成分再次转移到水泥原料侧。

结果由于氯成分在包含上述旋转窑1和预热器3的系统内循环，因此由于由新的燃烧排气或水泥原料带入到系统内的氯成分，内部的氯浓度缓慢上升，进而堵塞预热器3的旋风分离器，对运转带来障碍。因此，如图2所示，通过使用上述第一实施方式的变形例的氯回收设备16，可以防止系统内的氯浓度上升。

与以上的水泥熟料的制造同时，将含有含氯的塑料的要处理的可燃性废弃物投入到分选装置25中，分离为含有氯的塑料和其它的低氯浓度塑料等废弃物。而且，对于低氯浓度塑料，通过废弃物燃料供给管路26直接从旋转窑1的窑前24侧投入到内部，由此在旋转窑1内燃烧，用作其燃料的一部分。

另一方面，对于通过分选装置25分离的含氯的塑料，从热分解管路27导入到后段的热分解炉12中。与此同时，通过热介质供给管路11，由最下段的旋风分离器4d或氯旁通管17(图2)取出水泥原料，并将其供给到热分解炉12中。

于是，在热分解炉12内，含氯的塑料与上述水泥原料直接接触，由此被热分解。结果，在热分解炉12内，生成主要含有氯化氢的热分解气体和以除去了大部分的卤素的碳化物作为主要成分的热分解残渣。此外，通过燃烧器来连续加热热分解炉12，将上述水泥原料在1200℃以上烧成，由此随着上述水泥原料的液相的生成，阿利特结晶出来。

此时，通过由下水污泥的供给管29供给的下水污泥，防止上述含氯的塑料、其热分解残渣附着在热分解炉12的内壁上。此外，通过下水污泥中含有的大量的水分形成水蒸气，上述热分解时的来自废弃物的氯的挥发得到促进，且与此同时该下水污泥中含有的氨成分与挥发的氯反应，生成氯化铵。结果将氯在热分解残渣中的残留抑制在最小限度。

然后，将含有上述热分解残渣的上述水泥原料由回收管路15导入到旋转窑1的窑尾2中。由此，水泥原料和热分解残渣，与其它的水泥原料一起最终送入到旋转窑1中并进行烧成。此时，热分解残渣中含有的可燃成分，用作煅烧炉21或旋转窑1内的燃料的一部分，且由回收管路15供给的上述水泥原料已经开始结晶出阿利特，因此，由最下段的旋风分离器4d的滑槽5直接导入到旋转窑1内的上述水泥原料的阿利特的生成得到促进，进而水泥熟料的烧成热量减少。

另一方面，对于上述可燃性的热分解气体，在气体洗涤装置13中除去氯成分等卤素之后，通过气体供给管路14供给到煅烧炉21内，用作燃料的一部分。此外，由于在气体洗涤装置13中，除去上述热分解气体中含有的氯成分等后，返回到煅烧炉21中，因此得到与包含氯旁通管17和袋滤器18的氯回收设备16相同的功能。

如此，可以对含氯的可燃性废弃物在水泥熟料的制造装置中顺利地进行处理，且不会产生上述废弃物中含有的氯等所导致的弊病，而将其放热量有效地灵活用作水泥熟料制造的燃料的一部分。

(实施方式3)

图4表示本发明的水泥熟料的制造装置的第三实施方式，对于与图1和图3所示相同的结构成分，同样地附以相同的符号并简化其说明。

如图4所示，第三实施方式中，作为烧成设备7，设置图1所示的第一实施方式的烧成炉8，同时设置有具有第二实施方式中使用的热分解炉12的用于对含氯的可燃性塑料废弃物进行前处理，并将其导入到旋转窑1中的废弃物燃料化系统。

该第三实施方式中，上述第一实施方式中说明的由下段的旋风分离器4d的滑槽5取出上述水泥原料的取出管路6与上述第二实施方式中说明的热介质供给管路11连接。而且，上述废弃物燃料化系统的热分解炉12与将由该热分解炉12排出的上述水泥原料返回到旋转窑1的窑尾2中的回收管路15连接。在该回收管路15中安装用于对由热分解炉12排出的上述水泥原料等进行水洗涤，除去盐类的粉尘洗涤装置31。

此外，从送入到与热分解炉12连接的后段的气体洗涤装置13的分解气体取出管路30，分支有将该热分解炉12中生成的热分解气体的一部分供给到烧成炉8中的热分解气体供给管路28。此外，与气体洗涤装置13连接的由上述热分解气体除去的氯化钙水溶液的排出管13b与将该氯化钙水溶液的一部分供给到烧成炉8中的氯化钙水溶液供给管13d连接。

此外，如图2所示的上述第一实施方式的变形例那样，也可以设置氯回收设备16。此时，由旋转窑1的窑尾2将排气送入到煅烧炉21中的导管，与氯旁通管17连接，将通过该氯旁通管17取出的排气的一部分送入到后段的袋滤器18中而除去氯成分。此外，可以通过氯旁通管17与热介质供给管路11(图2虚线)连接，取出含有大量氯的粉尘状的高温水泥原料并将其供给到上述热分解炉12中。

而且，此时，由于排气中含有粉尘状的上述水泥原料，优选在热介质供给管路11的中间部另外安装旋风分离器等粉尘收集设备，仅将收集的粗粒的水泥原料供给到热分解炉12中。

接着对使用上述第三实施方式所示的水泥熟料的制造装置的本发明的水泥熟料的制造方法的一实施方式进行说明。

与上述第一实施方式同样地，投入到预热器3的第一段的旋风分离器4a中的水泥原料随着依次落下到下方的旋风分离器4b～4d，被从下方上升的来自旋转窑1的高温的排气预热，最终从最下段的旋风分离器4d的滑槽5导入到旋转窑1的窑尾2中。

此时，上述水泥原料的一部分从与最下段的旋风分离器4d的滑槽5连接的取出管路6取出，供给到烧成炉8中。进一步地，从取出的上述水泥原料的一部分，通过与取出管路6连接的热介质供给管路11，将上述水泥原料供给到热分解炉12中。此时，热分解炉12，在该热分解炉12内，含氯的塑料通过与上述水泥原料直接接触而热分解。结果热分解炉12内，生成主要含有氯化氢的热分解气体和以除去了大部分的卤素的碳化物作为主要成分的热分解残渣。

然后，将含有上述热分解残渣的上述水泥原料，由回收管路15首先送入到粉尘洗涤装置31中，在其内部进行水洗，由此将上述水泥原料等中含有的卤素洗涤而除去。然后，将经过该粉尘洗涤装置31的水泥原料和热分解残渣由回收管路15送入到旋转窑1的窑尾2中。

该第三实施方式中，水泥原料中含有的氯成分、碱金属成分，在旋转窑1内的高温(约1400℃)气氛中挥发而转移到排气中。该排气从旋转窑1的窑尾2排到预热器3侧，依次从下方上升到上方的旋风分离器4d～4a时，通过对水泥原料进行预热而冷却，该排气中含有的氯成分再次转移到水泥原料侧。

结果由于氯成分在包含上述旋转窑1和预热器3的系统内循环，因此由于由新的燃烧排气或水泥原料带入到系统内的氯成分，内部的氯浓度慢慢上升，进而堵塞预热器3的旋风分离器，对运转带来障碍。因此，如图2所示，通过使用上述第一实施方式的变形例的氯回收设备16，可以防止系统内的氯浓度上升。而且，此时也可以省略粉尘洗涤装置31。

另一方面，在热分解炉12内产生的可燃性的热分解气体，在气体洗涤装置13中除去氯成分等卤素之后，通过气体供给管路14供给到煅烧炉21内，用作燃料的一部分。进一步地，将上述热分解气体作为含有卤元素的物质或燃料的一部分，通过由分解气体取出管路30分支的热分解气体供给管路28，供给到烧成炉8中。

此外，在气体洗涤装置13中，使由热分解炉12排出的上述热分解气体与由供给管13a添加的氢氧化钙等碱性成分接触，将该热分解气体中含有的氯成分以氯化钙等盐方式从热分解气体中除去，然后通过由排出上述氯化钙水溶液的氯化钙水溶液排出管13b分支的氯化钙水溶液供给管13d，将上述氯化钙水溶液的一部分作为含有卤元素的物质喷雾到烧成炉8中。

然后，将含有上述热分解残渣的上述水泥原料，由回收管路15首先送入到粉尘洗涤装置31中，在其内部进行水洗，由此将上述水泥原料等中含有的卤素洗涤而除去。然后，将经过该粉尘洗涤装置31的水泥原料和热分解残渣由回收管路15送入到旋转窑1的窑尾2中。由此，将水泥原料和热分解残渣，与其它的水泥原料一起最终送入到旋转窑1中并进行烧成。此时，热分解残渣中含有的可燃成分用作煅烧炉21或旋转窑1内的燃料的一部分。

另一方面，向烧成炉8中供给由最下段的旋风分离器4d的滑槽5取出的上述水泥原料的一部分，同时由与烧成炉8连接的供给管路10将含有卤元素的物质供给到烧成炉8中。进一步地，通过热分解气体供给管路28供给上述热分解气体，以及通过氯化钙水溶液供给管13d供给上述氯化钙水溶液。

供给到烧成炉8中的上述水泥原料的一部分和含有卤元素的物质，进而上述热分解气体和上述氯化钙水溶液，通过设置在烧成炉8中的上述燃烧器而连续加热，在1200℃以上的温度下进行烧成。通过将上述水泥原料在1200℃以上烧成，随着上述水泥原料的液相的生成阿利特结晶出来。接着，将结晶出阿利特的上述水泥原料由与烧成炉8连接的返回管路9导入到旋转窑1的窑尾2中。

如此，导入到旋转窑1的窑尾2中的上述水泥原料，在旋转窑1内，在从窑尾2侧缓慢地送入到窑前24侧的过程中，被来自主燃烧器19的燃烧排气加热，进行烧成形成熟料。此时，由烧成炉8导入的上述水泥原料的一部分已经开始结晶出阿利特，因此其成为结晶核，在旋转窑1内由最下段的旋风分离器4d的滑槽5直接导入的上述水泥原料的阿利特的生成得到促进，从而水泥熟料的烧成热量减少。进一步地，可以对含氯的可燃性废弃物在水泥熟料的制造装置中顺利地进行处理，且不会产生上述废弃物中含有的氯等所导致的弊病，而将其放热量有效地灵活用作水泥熟料制造的燃料的一部分。

根据上述实施方式的水泥熟料的制造装置和制造方法，在制造水泥熟料时，由与预热器3的旋风分离器4的滑槽5连接的取出管路6，取出上述水泥原料的一部分，并将其供给到烧成炉8中，同时在该烧成炉8中在1200℃以上进行烧成，将上述水泥原料的一部分由返回管路9返回到旋转窑1中，因此通过将含有卤元素的上述水泥原料的一部分低温烧成，促进上述水泥原料中含有的阿利特的生成，通过将该烧成的上述水泥原料返回到上述旋转窑中，在上述旋转窑内，其一部分或全部成为阿利特的结晶核，在低的温度促进阿利特的生成，可以减少水泥熟料的烧成热量。由此，可以在不改变上述水泥原料的主要化学组成的情况下在比较低的温度下，也可以制造水泥熟料，且可以用于泛用的波特兰水泥。进一步地，在旋转窑1内将水泥熟料烧成时，可以消除热损失，同时可以缩短上述旋转窑的长度，从而实现设备费用、动力费用、进而维护费用的降低。

此外，烧成炉8具有供给含有卤元素的物质的供给管路10，因此可以促进供给到上述烧成炉8内的上述水泥原料的烧成。由此，可以抑制上述烧成炉中使用的燃料成本。

而且，烧成设备7具有含卤素物燃料化系统，该含卤素物燃料化系统具有由预热器3的最下段的旋风分离器4d的滑槽5取出加热至250℃以上的上述水泥原料的一部分的热介质供给管路11，使由该热介质供给管路11供给的上述水泥原料与含有卤素的含卤素物直接接触，生成含有上述卤素的可燃性气体和残留物，同时在1200℃以上加热进行烧成的热分解炉12，从由热分解炉12排出的含有上述卤素的可燃性气体回收上述卤素的卤素气体洗涤装置13，供给通过该卤素气体洗涤装置13回收上述卤素后的上述可燃性气体作为上述水泥熟料的制造装置的燃料的气体供给管路14，和将由热分解炉12排出的上述水泥原料和残留物返回到旋转窑1的窑尾中的回收管路15，由于具有上述含卤素物燃料化系统，因此可以容易地消除上述水泥原料的一部分中含有的氯、溴等卤素所导致的弊病，并且可以在促进上述水泥原料的一部分中含有的阿利特的生成的同时进行烧成。结果可以在上述旋转窑内促进水泥熟料的烧成。

进一步地，在上述旋转窑1的窑尾2具有包含回收排气的一部分的氯旁通管17和袋滤器18的氯回收设备16，因此在上述旋转窑1内，供给上述水泥原料，将水泥熟料烧成时，即使在上述旋转窑1内滞留氯的情况下，也可以容易且迅速地除去，可以得到高品质的水泥熟料。

而且，上述实施方式中，仅对通过分选装置25将废弃物分离为含氯的塑料和低氯浓度塑料的情况进行了说明，但是不限于此，也可以通过不设置上述分选装置25，不分选含氯塑料和低氯浓度塑料，而都导入到热分解炉12中。进一步地，要处理的废弃物含有大量的含氯塑料时，通过采用该结构，可以实现系统整体的简化而优选。

此外，将由热分解炉12排出的高温水泥原料和残留物从回收管路15返回到旋转窑1的窑尾2中，但是不限于此，可以将上述水泥原料等返回到上段的旋风分离器4a或其上游侧的未图示的用于混合水泥原料的干式磨等中。

此外，对于取出高温水泥原料的位置也不限于上述最下段的旋风分离器4d的滑槽5、氯旁通管17，也可以从其上方的旋风分离器4a～4c取出。特别是从上段的旋风分离器4a等取出时，虽然其温度比较低，但是由于该高温水泥原料中氯类的含有物少，因此从热分解炉12排出后，可以直接返回到旋风分离器4a、上述干式磨或水泥原料的贮藏设备中。

产业实用性

可以用于水泥熟料的制造中。

Claims (1)

1.水泥熟料的制造装置，其为具有对水泥原料进行预热的预热器，和在该预热器的下游侧将上述水泥原料烧成的旋转窑的水泥熟料的制造装置，

其特征在于，具有由上述预热器的旋风分离器的滑槽取出上述水泥原料的一部分的取出管路，将由该取出管路取出的上述水泥原料烧成的烧成设备，和将在该烧成设备中烧成的上述水泥原料的一部分返回到上述旋转窑中的返回管路，

上述烧成设备具有含卤素物燃料化系统，该含卤素物燃料化系统具有：

使由上述取出管路供给的上述水泥原料与含有卤素的含卤素物直接接触生成含有上述卤素的可燃性气体和残留物的卤素分离设备，

从由上述卤素分离设备排出的含有上述卤素的可燃性气体回收上述卤素的卤素回收设备，和将通过该卤素回收设备回收上述卤素后的上述可燃性气体作为上述水泥熟料的制造装置的燃料供给的气体供给管路。

2. 如权利要求1所述的水泥熟料的制造装置，其特征在于，上述烧成设备为在1200℃以上进行烧成的烧成炉，且具有供给含有卤元素的物质的供给管路。

3. 如权利要求1或2所述的水泥熟料制造装置，其特征在于，上述旋转窑的窑尾具有回收排气的一部分的氯回收设备。

4. 水泥熟料的制造方法，其为使用权利要求1或2所述的水泥熟料装置的水泥熟料的制造方法，其特征在于，

向将内部保持在1200℃以上的温度气氛的上述烧成设备中，从上述预热器的旋风分离器的滑槽供给上述水泥原料的一部分并进行烧成，将烧成的上述水泥原料的一部分供给到上述旋转窑中。

5. 水泥熟料的制造方法，其为使用权利要求1所述的水泥熟料的制造装置的水泥熟料的制造方法，其特征在于，

向将内部保持在1200℃以上的温度气氛的上述卤素分离设备中，从上述预热器的旋风分离器的滑槽供给上述水泥原料的一部分并进行烧成，将烧成的上述水泥原料的一部分供给到上述旋转窑中的同时，将通过上述卤素回收设备回收上述卤素后的上述可燃性气体作为燃料供给到上述水泥熟料制造装置中。