JP2001012705A - セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法 - Google Patents
セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法Info
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- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/44—Burning; Melting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可燃性固体粒状物を、微粉砕することなく、
かつ、ロータリーキルンで焼成する製品の品質を低下さ
せることなく使用可能なロータリーキルン用燃焼装置及
び燃焼方法の提供。 【解決手段】 ロータリーキルン用円筒形バーナー内
に、同心円上に配置され、互いに間仕切られた一群の内
側一次空気噴出孔１３ｂ、一群の燃料／搬送用空気混合
物噴出孔１４ｂ、及び一群の内側一次空気噴出孔１５ｂ
を配置し、前記噴出孔１５ｂの内側に、１個の可燃性固
体粒状燃料噴出孔１６ａを配置し、ロータリーキルン内
に二次空気を送入しながら、前記一次空気及び燃料を、
前記噴出孔より噴出孔燃焼させて火炎最高温度域を形成
し、その中を噴出孔１６ａより噴出した粒状燃料を通過
させて可燃性ガスとし、これを燃焼させる。
かつ、ロータリーキルンで焼成する製品の品質を低下さ
せることなく使用可能なロータリーキルン用燃焼装置及
び燃焼方法の提供。 【解決手段】 ロータリーキルン用円筒形バーナー内
に、同心円上に配置され、互いに間仕切られた一群の内
側一次空気噴出孔１３ｂ、一群の燃料／搬送用空気混合
物噴出孔１４ｂ、及び一群の内側一次空気噴出孔１５ｂ
を配置し、前記噴出孔１５ｂの内側に、１個の可燃性固
体粒状燃料噴出孔１６ａを配置し、ロータリーキルン内
に二次空気を送入しながら、前記一次空気及び燃料を、
前記噴出孔より噴出孔燃焼させて火炎最高温度域を形成
し、その中を噴出孔１６ａより噴出した粒状燃料を通過
させて可燃性ガスとし、これを燃焼させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメントロータリ
ーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法に関するものであ
る。更に詳しく述べるならば、本発明は、可燃性固体廃
棄物、例えばプラスチック廃棄物の破砕物を補助燃料と
して使用して燃料コストを低減し、環境を汚染すること
なく、セメントを、その品質を損うことなく製造するこ
とができるセメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及
び燃焼方法に係るものである。
ーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法に関するものであ
る。更に詳しく述べるならば、本発明は、可燃性固体廃
棄物、例えばプラスチック廃棄物の破砕物を補助燃料と
して使用して燃料コストを低減し、環境を汚染すること
なく、セメントを、その品質を損うことなく製造するこ
とができるセメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及
び燃焼方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のセメントロータリーキルン用バー
ナーは、その中心部に一円周に沿って配列され、互いに
間仕切られた一群の内側一次空気用噴射孔と、この内側
一次空気用噴射孔群の外側に、その配列円周と同心の円
周に沿って配列され、互いに間仕切られた一群の燃料
（微粉炭）／搬送用空気混合物用噴射孔と、この燃料／
搬送用空気混合物用噴射孔群の外側に、その配列円周と
同心の円環状に形成された外側一次空気用噴射孔とを有
するものである。
ナーは、その中心部に一円周に沿って配列され、互いに
間仕切られた一群の内側一次空気用噴射孔と、この内側
一次空気用噴射孔群の外側に、その配列円周と同心の円
周に沿って配列され、互いに間仕切られた一群の燃料
（微粉炭）／搬送用空気混合物用噴射孔と、この燃料／
搬送用空気混合物用噴射孔群の外側に、その配列円周と
同心の円環状に形成された外側一次空気用噴射孔とを有
するものである。
【０００３】一方、可燃性固体廃棄物を破砕し、この破
砕粒子を補助燃料としてセメントロータリーキルン用バ
ーナーに使用する技術としては、例えば、 １）特開平６−８２４７号公報に開示されている方法、
すなわち、繊維強化プラスチック廃棄物を、粒径９０μ
ｍ以下に微粉砕し、これを主燃料として用いられる微粉
炭に混合してセメントロータリーキルン用バーナーによ
り混焼する方法。 ２）特開平８−２８３０５２号公報に記載されている方
法、すなわち、微粉炭用バーナーの上側に、可燃性プラ
スチック廃棄物粒子噴射用ノズルを配置し、粒径２０mm
以下のプラスチック廃棄物粒子を微粉炭用バーナーの火
炎中に吹き込み燃焼する方法、などが知られている。
砕粒子を補助燃料としてセメントロータリーキルン用バ
ーナーに使用する技術としては、例えば、 １）特開平６−８２４７号公報に開示されている方法、
すなわち、繊維強化プラスチック廃棄物を、粒径９０μ
ｍ以下に微粉砕し、これを主燃料として用いられる微粉
炭に混合してセメントロータリーキルン用バーナーによ
り混焼する方法。 ２）特開平８−２８３０５２号公報に記載されている方
法、すなわち、微粉炭用バーナーの上側に、可燃性プラ
スチック廃棄物粒子噴射用ノズルを配置し、粒径２０mm
以下のプラスチック廃棄物粒子を微粉炭用バーナーの火
炎中に吹き込み燃焼する方法、などが知られている。
【０００４】また、可燃性固体廃棄物を、各種燃焼炉中
において燃焼させるバーナーとしては、例えば、 ３）特開平７−７１７２８号公報に記載の方法、すなわ
ち、プラスチック廃棄物の着火が容易で、安定した燃焼
を可能にするバーナー、などが知られている。
において燃焼させるバーナーとしては、例えば、 ３）特開平７−７１７２８号公報に記載の方法、すなわ
ち、プラスチック廃棄物の着火が容易で、安定した燃焼
を可能にするバーナー、などが知られている。
【０００５】上記１）の混焼方法においては、補助燃料
として用いられる繊維強化プラスチック廃棄物は、微粉
化され、微粉炭とともに火炎中に供給されるため、燃焼
時間が短かく、燃焼の効率が高く、セメント品質に対す
る悪影響がないという長所を有するが、繊維強化プラス
チック廃棄物の微粉化に大量のエネルギーを必要とし、
従ってそれに要するコストが高く、実用が困難であると
いう問題点を有している。
として用いられる繊維強化プラスチック廃棄物は、微粉
化され、微粉炭とともに火炎中に供給されるため、燃焼
時間が短かく、燃焼の効率が高く、セメント品質に対す
る悪影響がないという長所を有するが、繊維強化プラス
チック廃棄物の微粉化に大量のエネルギーを必要とし、
従ってそれに要するコストが高く、実用が困難であると
いう問題点を有している。
【０００６】上記２）の方法は、補助燃料として使用さ
れるプラスチック廃棄物の粒径は１０〜２０mm程度であ
ればよく、従って、微粉化する必要がないから、その破
砕に大量のエネルギー及び高いコストを必要としないと
いう長所がある。しかし、プラスチック廃棄物粒子を、
主燃料として用いられている微粉炭の燃焼により形成さ
れた火炎中に供給し、これを加熱し燃焼する際、その燃
焼時間を所望の短い時間にするためには、プラスチック
廃棄物粒子の噴射位置を適切にし、かつ、プラスチック
廃棄物粒子の噴射流を細くすることが必要になる。しか
し、このような噴射位置の設定及び前記細流化は、技術
的に困難な問題である。
れるプラスチック廃棄物の粒径は１０〜２０mm程度であ
ればよく、従って、微粉化する必要がないから、その破
砕に大量のエネルギー及び高いコストを必要としないと
いう長所がある。しかし、プラスチック廃棄物粒子を、
主燃料として用いられている微粉炭の燃焼により形成さ
れた火炎中に供給し、これを加熱し燃焼する際、その燃
焼時間を所望の短い時間にするためには、プラスチック
廃棄物粒子の噴射位置を適切にし、かつ、プラスチック
廃棄物粒子の噴射流を細くすることが必要になる。しか
し、このような噴射位置の設定及び前記細流化は、技術
的に困難な問題である。
【０００７】すなわち、噴射位置が不適切であると、プ
ラスチック廃棄物粒子の噴射流が、微粉炭燃焼火炎を通
過せず、従って燃焼時間が長くなり、またプラスチック
廃棄物粒子の噴射流がロータリーキルンのセメント焼成
帯中のセメント原料上に落下して、燃焼を継続するとい
うことになる。また、前記噴射装置が適切であっても、
粒径１０〜２０mmのプラスチック廃棄物粒子を、直径２
０mm以上の噴射孔から噴射すると、この噴射流は、噴射
口から拡大流を形成して、細い噴射流とはならず、噴射
されたプラスチック廃棄物粒子の大部分は、微粉炭燃焼
火炎を通過することなく、前記火炎外で燃焼するため燃
焼時間が長くなり、ロータリーキルンのセメント焼成帯
中のセメント原料上に落下して、さらに燃焼を続けるよ
うになる。このように、セメント原料上において、プラ
スチック廃棄物粒子が燃焼し、空気を消費すると、セメ
ント原料は、還元性雰囲気にさらされることになり、そ
の結果、焼成されたセメントクリンカーの色調が変化
し、その結果、このセメントクリンカーに石こうを添加
し粉砕してセメントを製造すると、得られるセメントの
色調が変化するということになる。セメントの色調は、
セメントの重要な品質であるから、セメント色調の変化
は、セメント製造上きわめて重要な問題となる。
ラスチック廃棄物粒子の噴射流が、微粉炭燃焼火炎を通
過せず、従って燃焼時間が長くなり、またプラスチック
廃棄物粒子の噴射流がロータリーキルンのセメント焼成
帯中のセメント原料上に落下して、燃焼を継続するとい
うことになる。また、前記噴射装置が適切であっても、
粒径１０〜２０mmのプラスチック廃棄物粒子を、直径２
０mm以上の噴射孔から噴射すると、この噴射流は、噴射
口から拡大流を形成して、細い噴射流とはならず、噴射
されたプラスチック廃棄物粒子の大部分は、微粉炭燃焼
火炎を通過することなく、前記火炎外で燃焼するため燃
焼時間が長くなり、ロータリーキルンのセメント焼成帯
中のセメント原料上に落下して、さらに燃焼を続けるよ
うになる。このように、セメント原料上において、プラ
スチック廃棄物粒子が燃焼し、空気を消費すると、セメ
ント原料は、還元性雰囲気にさらされることになり、そ
の結果、焼成されたセメントクリンカーの色調が変化
し、その結果、このセメントクリンカーに石こうを添加
し粉砕してセメントを製造すると、得られるセメントの
色調が変化するということになる。セメントの色調は、
セメントの重要な品質であるから、セメント色調の変化
は、セメント製造上きわめて重要な問題となる。
【０００８】前記３）の特定バーナーは、セメントロー
タリーキルンにおいて、可燃性固体廃棄物の燃焼が、セ
メント品質に与える影響が配慮されていないため、この
バーナーをセメントロータリーキルンに適用すると、得
られるセメントの品質が悪影響を受けるという問題があ
る。
タリーキルンにおいて、可燃性固体廃棄物の燃焼が、セ
メント品質に与える影響が配慮されていないため、この
バーナーをセメントロータリーキルンに適用すると、得
られるセメントの品質が悪影響を受けるという問題があ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、可燃性固体
廃棄物を、補助燃料として利用する際に、その前処理に
過大なエネルギー及びコストを必要とせず、かつ、得ら
れるセメントの品質に悪影響を与えることがないセメン
トロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法を提供
しようとするものである。
廃棄物を、補助燃料として利用する際に、その前処理に
過大なエネルギー及びコストを必要とせず、かつ、得ら
れるセメントの品質に悪影響を与えることがないセメン
トロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法を提供
しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明のセ
メントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法に
より解決することができる。本発明のセメントロータリ
ーキルン用燃料燃焼装置は、セメントロータリーキルン
用円筒形バーナーの外壁の内周面に沿う外側円環内に、
互いに間仕切られて配列されている一群の外側一次空気
用噴出孔；前記外側一次空気噴出孔群の内側に、その前
記外側円環と同心の円周に沿う中間円環内に、互いに間
仕切られて配列されている一群の燃料／搬送用空気混合
物用噴出孔；前記燃料／搬送用空気混合物用噴出孔群の
内側に、その前記中間円環と同心の円周に沿う円環内
に、互いに間仕切られて配列されている一群の内側一次
空気用噴出孔；並びに、前記内側一次空気用噴出孔群の
内側に、配列された１個の可燃性固体粒状燃料／搬送用
空気混合物用噴出孔、を有することを特徴とするもので
ある。本発明のセメントロータリーキルン用燃料燃焼方
法は、前記本発明のセメントロータリーキルン用燃料燃
焼装置を用い、セメントロータリーキルン中に高温の二
次空気を送入しながら、前記燃料／搬送用空気混合物用
噴出孔群より微粉炭及びその搬送用空気を噴出させ、か
つ、前記外側一次空気用噴出孔群及び前記内側一次空気
用噴出孔群より一次空気を噴出させて、前記微粉炭を燃
焼させ、この燃焼により燃焼火炎最高温度域を形成し、
前記可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物用噴出孔か
ら、可燃性固体粒状燃料を噴射して、前記燃焼火炎最高
温度域中を通過させ、それによって、前記可燃性固体粒
状燃料を熱分解して可燃性ガスを発生せしめ、この可燃
性ガスを燃焼させることを特徴とするものである。前記
発明の方法において、前記可燃性固体粒状燃料が、可燃
性固体廃棄物の破砕物であることが好ましい。前記本発
明の方法において、前記可燃性固体粒状燃料が、１〜２
０mmの粒子サイズを有することが好ましい。本発明の方
法において、前記微粉炭燃焼火炎最高温度域を、前記燃
料／搬送用空気混合物用噴出孔の噴射先端から５〜２５
ｍの範囲内に形成することが好ましい。本発明の方法に
おいて、前記可燃性固体粒状燃料を、その噴射孔から１
０ｍ／秒以上の初速で噴射することが好ましい。本発明
の方法において、前記燃焼火炎最高温度域において発生
した可燃性ガスが、この燃焼火炎最高温度域内において
燃焼することが好ましい。
メントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法に
より解決することができる。本発明のセメントロータリ
ーキルン用燃料燃焼装置は、セメントロータリーキルン
用円筒形バーナーの外壁の内周面に沿う外側円環内に、
互いに間仕切られて配列されている一群の外側一次空気
用噴出孔；前記外側一次空気噴出孔群の内側に、その前
記外側円環と同心の円周に沿う中間円環内に、互いに間
仕切られて配列されている一群の燃料／搬送用空気混合
物用噴出孔；前記燃料／搬送用空気混合物用噴出孔群の
内側に、その前記中間円環と同心の円周に沿う円環内
に、互いに間仕切られて配列されている一群の内側一次
空気用噴出孔；並びに、前記内側一次空気用噴出孔群の
内側に、配列された１個の可燃性固体粒状燃料／搬送用
空気混合物用噴出孔、を有することを特徴とするもので
ある。本発明のセメントロータリーキルン用燃料燃焼方
法は、前記本発明のセメントロータリーキルン用燃料燃
焼装置を用い、セメントロータリーキルン中に高温の二
次空気を送入しながら、前記燃料／搬送用空気混合物用
噴出孔群より微粉炭及びその搬送用空気を噴出させ、か
つ、前記外側一次空気用噴出孔群及び前記内側一次空気
用噴出孔群より一次空気を噴出させて、前記微粉炭を燃
焼させ、この燃焼により燃焼火炎最高温度域を形成し、
前記可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物用噴出孔か
ら、可燃性固体粒状燃料を噴射して、前記燃焼火炎最高
温度域中を通過させ、それによって、前記可燃性固体粒
状燃料を熱分解して可燃性ガスを発生せしめ、この可燃
性ガスを燃焼させることを特徴とするものである。前記
発明の方法において、前記可燃性固体粒状燃料が、可燃
性固体廃棄物の破砕物であることが好ましい。前記本発
明の方法において、前記可燃性固体粒状燃料が、１〜２
０mmの粒子サイズを有することが好ましい。本発明の方
法において、前記微粉炭燃焼火炎最高温度域を、前記燃
料／搬送用空気混合物用噴出孔の噴射先端から５〜２５
ｍの範囲内に形成することが好ましい。本発明の方法に
おいて、前記可燃性固体粒状燃料を、その噴射孔から１
０ｍ／秒以上の初速で噴射することが好ましい。本発明
の方法において、前記燃焼火炎最高温度域において発生
した可燃性ガスが、この燃焼火炎最高温度域内において
燃焼することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の燃焼装置および燃焼方法
は、セメントクリンカー、マグネシアクリンカー又は石
灰などの製造に用いられるロータリーキルンに好適に使
用されるものである。本発明において、燃料として、粉
末燃料が用いられ、さらに、可燃性固体粒状燃料、例え
ば可燃性固体廃棄物の破砕物が用いられる。図１に示さ
れているように、ロータリーキルン１の出口部は、製品
冷却装置２の入口部に連結されており、燃料燃焼装置３
はロータリーキルン１の出口部に、その入口部に指向し
て挿入されている。ロータリーキルン１内において製造
された製品は製品冷却装置２に送入され、冷却装置２内
に送入された冷却空気４により冷却され、このときに熱
交換により生成した高温の空気５は二次空気として冷却
装置２の入口部から、ロータリーキルン１内に還流さ
れ、燃料の燃焼に使用される。
は、セメントクリンカー、マグネシアクリンカー又は石
灰などの製造に用いられるロータリーキルンに好適に使
用されるものである。本発明において、燃料として、粉
末燃料が用いられ、さらに、可燃性固体粒状燃料、例え
ば可燃性固体廃棄物の破砕物が用いられる。図１に示さ
れているように、ロータリーキルン１の出口部は、製品
冷却装置２の入口部に連結されており、燃料燃焼装置３
はロータリーキルン１の出口部に、その入口部に指向し
て挿入されている。ロータリーキルン１内において製造
された製品は製品冷却装置２に送入され、冷却装置２内
に送入された冷却空気４により冷却され、このときに熱
交換により生成した高温の空気５は二次空気として冷却
装置２の入口部から、ロータリーキルン１内に還流さ
れ、燃料の燃焼に使用される。
【００１２】本発明のセメントロータリーキルン用燃料
燃焼装置の一実施態様の噴射端面を示す側面図を図２
（Ａ）に示し、この製造の、図２（Ａ）の線Ａ−Ａに沿
う断面図を図２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）及び（Ｂ）に
おいて、セメントロータリーキルン用円筒形バーナー１
１の外壁１２の内周面に沿う外側円環状外側一次空気送
入管路１３が形成され、この送入管路の噴出端は、複数
個の間仕切板１３ａにより互いに間仕切られた複数個の
（一群の）外側一次空気用噴出孔１３ｂが形成されてい
る。この外側一次空気送入管路１３の内側に、その内側
管壁１３ｃを介してその前記円環状外側一次空気送入管
路１３と同心の円周に沿う中間円環状燃料／搬送用空気
混合物用送入管路１４が形成されこの混合物用送入管路
１４は、その噴射端近傍において複数個の（一群）の間
仕切板１４ａにより間仕切られていて、複数個の、燃料
／搬送用空気混合物噴出孔１４ｂが形成されている。
燃焼装置の一実施態様の噴射端面を示す側面図を図２
（Ａ）に示し、この製造の、図２（Ａ）の線Ａ−Ａに沿
う断面図を図２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）及び（Ｂ）に
おいて、セメントロータリーキルン用円筒形バーナー１
１の外壁１２の内周面に沿う外側円環状外側一次空気送
入管路１３が形成され、この送入管路の噴出端は、複数
個の間仕切板１３ａにより互いに間仕切られた複数個の
（一群の）外側一次空気用噴出孔１３ｂが形成されてい
る。この外側一次空気送入管路１３の内側に、その内側
管壁１３ｃを介してその前記円環状外側一次空気送入管
路１３と同心の円周に沿う中間円環状燃料／搬送用空気
混合物用送入管路１４が形成されこの混合物用送入管路
１４は、その噴射端近傍において複数個の（一群）の間
仕切板１４ａにより間仕切られていて、複数個の、燃料
／搬送用空気混合物噴出孔１４ｂが形成されている。
【００１３】この混合物送入管路１４の内側に、その内
側管壁１４ｃを介して、前記円環状混合物用送入管路１
４と同心の円周に沿う内側円環状一次空気送入管路１５
が形成され、この内側一次空気送入管路１５は、その噴
出端近傍において、旋回羽根１５ａにより間仕切られ
て、複数個の（一群の）内側一次空気噴出孔１５ｂを形
成している。この内側一次空気送入管路１５の内側管壁
１５ｃの内側に、１個の可燃性固体粒状燃料／搬送用空
気混合物送入管路１６が設けられており、その噴射端に
は噴射孔１６ａが形成されている。
側管壁１４ｃを介して、前記円環状混合物用送入管路１
４と同心の円周に沿う内側円環状一次空気送入管路１５
が形成され、この内側一次空気送入管路１５は、その噴
出端近傍において、旋回羽根１５ａにより間仕切られ
て、複数個の（一群の）内側一次空気噴出孔１５ｂを形
成している。この内側一次空気送入管路１５の内側管壁
１５ｃの内側に、１個の可燃性固体粒状燃料／搬送用空
気混合物送入管路１６が設けられており、その噴射端に
は噴射孔１６ａが形成されている。
【００１４】外側一次空気送入管路１３及び内側一次空
気送入管路１５は、一次空気供給源（図示されていな
い）に連結されており、燃料／搬送用空気混合物送入管
路１４は、燃料と、搬送用空気との混合物の供給源（図
示されていない）と連結されており、可燃性固体粒状燃
料／搬送用空気混合物送入管路１６は、可燃性固体粒状
燃料と搬送用空気との混合物の供給源（図示されていな
い）に連結されている。内側一次空気噴出孔１５ｂの内
側には混合物噴射孔１６ａとは別に液体燃料用バーナー
（図示されていない）が挿入され液状燃料の供給源と連
結されるように配置されていてもよい。
気送入管路１５は、一次空気供給源（図示されていな
い）に連結されており、燃料／搬送用空気混合物送入管
路１４は、燃料と、搬送用空気との混合物の供給源（図
示されていない）と連結されており、可燃性固体粒状燃
料／搬送用空気混合物送入管路１６は、可燃性固体粒状
燃料と搬送用空気との混合物の供給源（図示されていな
い）に連結されている。内側一次空気噴出孔１５ｂの内
側には混合物噴射孔１６ａとは別に液体燃料用バーナー
（図示されていない）が挿入され液状燃料の供給源と連
結されるように配置されていてもよい。
【００１５】本発明の燃焼装置において、外側一次空気
噴射孔１３ｂは、複数個、好ましくは６〜３６個、より
好ましくは１０〜１２個設けられている。また、燃料／
搬送用空気混合物噴出孔１４ｂは、複数個、好ましくは
４〜１０個、より好ましくは６〜８個設けられている。
さらに、内側一次空気噴出孔１５ｂは、複数個、好まし
くは６〜１６個、より好ましくは１０〜１２個設けられ
ている。これら噴出孔１３ｂ，１４ｂ及び１５ｂの各々
の寸法及び形状に格別の限定はなく、それぞれ、所望の
流量、流速を達成できるように設定すればよい。一般
に、可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物用噴出孔１
６ａは、それが例えば、粒子径が１〜２０mmの可燃性固
体粒状燃料により閉塞することがないように、燃料粒子
のサイズ（粒径）の２倍以上であることが好ましく、よ
り好ましくは２〜４倍の孔径を有し、特に４０〜８０mm
の孔径を有することが好ましい。
噴射孔１３ｂは、複数個、好ましくは６〜３６個、より
好ましくは１０〜１２個設けられている。また、燃料／
搬送用空気混合物噴出孔１４ｂは、複数個、好ましくは
４〜１０個、より好ましくは６〜８個設けられている。
さらに、内側一次空気噴出孔１５ｂは、複数個、好まし
くは６〜１６個、より好ましくは１０〜１２個設けられ
ている。これら噴出孔１３ｂ，１４ｂ及び１５ｂの各々
の寸法及び形状に格別の限定はなく、それぞれ、所望の
流量、流速を達成できるように設定すればよい。一般
に、可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物用噴出孔１
６ａは、それが例えば、粒子径が１〜２０mmの可燃性固
体粒状燃料により閉塞することがないように、燃料粒子
のサイズ（粒径）の２倍以上であることが好ましく、よ
り好ましくは２〜４倍の孔径を有し、特に４０〜８０mm
の孔径を有することが好ましい。
【００１６】本発明のセメントロータリーキルン用燃料
燃焼方法は、本発明の上記燃焼装置を用いて行われ、ロ
ータリーキルン中に、高温の二次空気を送入しながら、
燃焼／搬送用空気混合物噴出孔群１４ｂから、微粉炭及
びその搬送用空気の混合物を噴出させ、かつ、外側一次
空気用噴出孔群１３ｂ及び内側一次空気用噴出孔群１５
ｂより、一次空気を噴出させて、前記微粉炭を燃焼さ
せ、この燃焼により、ロータリーキルン内に、燃焼火炎
最高温度域を形成し、かつ、可燃性固体粒状燃料／搬送
用空気混合物用噴出孔１６ａから、可燃性固体粒状燃料
を噴射して、前記燃焼火炎最高温度域中を通過させ、そ
れによって、前記可燃性固体粒状燃料を熱分解して可燃
性ガスを発生させ、この可燃性ガスを、ロータリーキル
ン内で燃焼させる。
燃焼方法は、本発明の上記燃焼装置を用いて行われ、ロ
ータリーキルン中に、高温の二次空気を送入しながら、
燃焼／搬送用空気混合物噴出孔群１４ｂから、微粉炭及
びその搬送用空気の混合物を噴出させ、かつ、外側一次
空気用噴出孔群１３ｂ及び内側一次空気用噴出孔群１５
ｂより、一次空気を噴出させて、前記微粉炭を燃焼さ
せ、この燃焼により、ロータリーキルン内に、燃焼火炎
最高温度域を形成し、かつ、可燃性固体粒状燃料／搬送
用空気混合物用噴出孔１６ａから、可燃性固体粒状燃料
を噴射して、前記燃焼火炎最高温度域中を通過させ、そ
れによって、前記可燃性固体粒状燃料を熱分解して可燃
性ガスを発生させ、この可燃性ガスを、ロータリーキル
ン内で燃焼させる。
【００１７】本発明方法において、可燃性固体粒状燃料
は、可燃性有機廃棄物、例えば、タイヤ、プラスチック
成形物、ゴム屑、木屑、紙屑などの破砕物、或は、籾殻
などから選択することができ、その粒子サイズは、１〜
２０mmであることが好ましい。また、本発明方法におい
て、噴出孔１４ｂから噴出される燃料は、一般に石炭粉
末、コークス粉末などが用いられる。さらに、本発明方
法において用いられる二次空気は、一般に８００〜１１
００℃の温度を有するものである。
は、可燃性有機廃棄物、例えば、タイヤ、プラスチック
成形物、ゴム屑、木屑、紙屑などの破砕物、或は、籾殻
などから選択することができ、その粒子サイズは、１〜
２０mmであることが好ましい。また、本発明方法におい
て、噴出孔１４ｂから噴出される燃料は、一般に石炭粉
末、コークス粉末などが用いられる。さらに、本発明方
法において用いられる二次空気は、一般に８００〜１１
００℃の温度を有するものである。
【００１８】本発明方法において、外側一次空気噴出孔
１３ｂから、一次空気が６０〜１５０ｍ／秒の噴出速度
で噴射され、内側一次空気噴出孔１５ｂから、一次空気
が６０〜１５０ｍ／秒の噴出速度で噴射されることが好
ましく、さらに燃料は、噴出孔１４ｂから搬送用空気と
ともに、２０〜６０ｍ／秒の噴出速度で噴射されること
が好ましい。
１３ｂから、一次空気が６０〜１５０ｍ／秒の噴出速度
で噴射され、内側一次空気噴出孔１５ｂから、一次空気
が６０〜１５０ｍ／秒の噴出速度で噴射されることが好
ましく、さらに燃料は、噴出孔１４ｂから搬送用空気と
ともに、２０〜６０ｍ／秒の噴出速度で噴射されること
が好ましい。
【００１９】本発明の燃焼方法において、外側一次空気
噴出孔１３ｂと、燃料／搬送用空気混合物用噴出孔１４
ｂと、内側一次空気噴出孔１５ｂとは、同心円の円周上
に配置されているから、これらが、前記噴出速度で噴射
されると、燃料／搬送用空気混合物の噴出流は、外側一
次空気噴出流と内側一次空気噴出流との間に挟さまれ、
これらと急速に混合して渦流を形成し、この渦流中に二
次空気を巻き込んで、燃料を効率よく燃焼させ、噴射孔
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂから離間した火炎最高温度域を
形成する。この火炎最高温度域は、可燃性固体粒状燃料
／搬送用空気混合物噴出孔から、５〜２５ｍの範囲内に
あることが好ましい。
噴出孔１３ｂと、燃料／搬送用空気混合物用噴出孔１４
ｂと、内側一次空気噴出孔１５ｂとは、同心円の円周上
に配置されているから、これらが、前記噴出速度で噴射
されると、燃料／搬送用空気混合物の噴出流は、外側一
次空気噴出流と内側一次空気噴出流との間に挟さまれ、
これらと急速に混合して渦流を形成し、この渦流中に二
次空気を巻き込んで、燃料を効率よく燃焼させ、噴射孔
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂから離間した火炎最高温度域を
形成する。この火炎最高温度域は、可燃性固体粒状燃料
／搬送用空気混合物噴出孔から、５〜２５ｍの範囲内に
あることが好ましい。
【００２０】本発明方法において、噴出孔１６ａから、
可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物が、高速で、好
ましくは、１０ｍ／秒以上、より好ましくは１５〜２５
ｍ／秒の噴出速度で噴射される。このようにすると、可
燃性固体粒状燃料は、その噴出口から５〜２５ｍ離間し
た火炎最高温度域を通過し、その中で、熱分解されて可
燃性ガスを発生し、それがロータリーキルン内で、好ま
しくは火炎最高温度域内で燃焼する。すなわち、可燃性
固体粒状燃料が、火炎最高温度域に達する前に、重力に
より落下して、ロータリーキルンの製品の品質（例えば
色相）を低下させることがなく、或は少なくなる。
可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物が、高速で、好
ましくは、１０ｍ／秒以上、より好ましくは１５〜２５
ｍ／秒の噴出速度で噴射される。このようにすると、可
燃性固体粒状燃料は、その噴出口から５〜２５ｍ離間し
た火炎最高温度域を通過し、その中で、熱分解されて可
燃性ガスを発生し、それがロータリーキルン内で、好ま
しくは火炎最高温度域内で燃焼する。すなわち、可燃性
固体粒状燃料が、火炎最高温度域に達する前に、重力に
より落下して、ロータリーキルンの製品の品質（例えば
色相）を低下させることがなく、或は少なくなる。
【００２１】また、噴出孔１６ａから噴出される可燃性
固体粒状燃料流は、内側一次空気噴出孔１５ｂから噴出
した一次空気流により囲まれているので、火炎最高温度
域に達する前に、落下しようとする燃料粒子も、この一
次空気流により搬送されて、火炎最高温度域に効率よく
到達し、これを通過することができる。火炎最高温度域
を通過した燃料は、その大部分が可燃性ガスに変成さ
れ、その残留固形分はきわめて少なく、しかも、この残
留固形分が、ロータリーキルン内のセメント原料上に落
下したとしても、その燃焼時間は短かく、このため、セ
メント原料が残留固形分の燃焼による還元雰囲気にさら
され、その色相を悪化させることは、きわめて少なくな
る。
固体粒状燃料流は、内側一次空気噴出孔１５ｂから噴出
した一次空気流により囲まれているので、火炎最高温度
域に達する前に、落下しようとする燃料粒子も、この一
次空気流により搬送されて、火炎最高温度域に効率よく
到達し、これを通過することができる。火炎最高温度域
を通過した燃料は、その大部分が可燃性ガスに変成さ
れ、その残留固形分はきわめて少なく、しかも、この残
留固形分が、ロータリーキルン内のセメント原料上に落
下したとしても、その燃焼時間は短かく、このため、セ
メント原料が残留固形分の燃焼による還元雰囲気にさら
され、その色相を悪化させることは、きわめて少なくな
る。
【００２２】
【実施例】本発明を下記実施例によりさらに説明する。参考例及び実施例１〜４ 生産能力が１００トン／時のセメントロータリーキルン
に、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示された構成を有する燃焼
装置を用い、表１に示す条件において、微粉炭及び廃プ
ラスチック破砕粒子燃焼した。但し、参考例及び実施例
１〜４の各々において、内側一次空気噴出孔１５ｂにお
ける一次空気噴出速度は７０ｍ／秒でありかつその流量
は３５ｍ3 ／分であり、外側一次空気噴出孔１３ｂにお
ける一次空気噴出速度は１１０ｍ／秒であり、その流量
は３５ｍ3 ／時であり、一次空気比は１８％であった。
また微粉炭の品位は６３００kcal／kgであり、その粉末
度、（９０μｍメッシュ残分％）は１０％であった。さ
らに、実施例１〜４において用いられたプラスチック破
砕粒子の粒径は５〜１０mmであった。得られたセメント
クリンカーを、テストミルで粉末度３３００cm2 ／ｇま
で粉砕し、その色相（Ｌ値）を、測定した。その結果を
表１に示す。
に、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示された構成を有する燃焼
装置を用い、表１に示す条件において、微粉炭及び廃プ
ラスチック破砕粒子燃焼した。但し、参考例及び実施例
１〜４の各々において、内側一次空気噴出孔１５ｂにお
ける一次空気噴出速度は７０ｍ／秒でありかつその流量
は３５ｍ3 ／分であり、外側一次空気噴出孔１３ｂにお
ける一次空気噴出速度は１１０ｍ／秒であり、その流量
は３５ｍ3 ／時であり、一次空気比は１８％であった。
また微粉炭の品位は６３００kcal／kgであり、その粉末
度、（９０μｍメッシュ残分％）は１０％であった。さ
らに、実施例１〜４において用いられたプラスチック破
砕粒子の粒径は５〜１０mmであった。得られたセメント
クリンカーを、テストミルで粉末度３３００cm2 ／ｇま
で粉砕し、その色相（Ｌ値）を、測定した。その結果を
表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明の燃焼装置及び燃焼方法により、
可燃性固体粒状物、例えば有機廃棄物を、粒子径１〜２
０mmで使用することが可能になり、微細に破砕すること
が不要になり、かつ、この可燃性固体粒状物を、確実に
可燃性ガスに変成して、その燃焼を容易かつ高効率化
し、ロータリーキルン内のセメントクリンカーの品質低
下、例えば色相悪化を防止することが可能になった。
可燃性固体粒状物、例えば有機廃棄物を、粒子径１〜２
０mmで使用することが可能になり、微細に破砕すること
が不要になり、かつ、この可燃性固体粒状物を、確実に
可燃性ガスに変成して、その燃焼を容易かつ高効率化
し、ロータリーキルン内のセメントクリンカーの品質低
下、例えば色相悪化を防止することが可能になった。
【図１】本発明の燃焼装置のロータリーキルン内の配置
を示す説明図。
を示す説明図。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の燃焼装置の一実施態様
の噴出端を示す側面説明図であり、図２（Ｂ）は、図２
（Ａ）の線Ａ−Ａに沿う図２（Ａ）の燃焼装置の断面説
明図である。
の噴出端を示す側面説明図であり、図２（Ｂ）は、図２
（Ａ）の線Ａ−Ａに沿う図２（Ａ）の燃焼装置の断面説
明図である。
１…ロータリーキルン ２…製品冷却装置 ３…燃焼装置 ４…冷却空気 ５…高温の二次空気 １１…セメントロータリーキルン用円筒形バーナー １２…外壁 １３…外側一次空気送入管路 １３ａ…間仕切板 １３ｂ…外側一次空気噴射孔 １３ｃ…外側一次空気送入管路の内壁 １４…燃料／搬送用空気混合物用送入管路 １４ａ…間仕切板 １４ｂ…燃料／搬送用空気混合物用噴射孔 １４ｃ…燃料／搬送用空気混合物用送入管路の内壁 １５…内側一次空気送入管路 １５ａ…旋回羽根 １５ｂ…内側一次空気噴射孔 １５ｃ…内側一次空気送入管路の内壁 １６…可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物用送入用
管路 １６ａ…可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物噴射孔
管路 １６ａ…可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物噴射孔
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月１４日（１９９９．７．１
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【実施例】本発明を下記実施例によりさらに説明する。参考例及び実施例１〜４ 生産能力が１００トン／時のセメントロータリーキルン
に、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示された構成を有する燃焼
装置を用い、表１に示す条件において、微粉炭及び廃プ
ラスチック破砕粒子を燃焼した。但し、参考例及び実施
例１〜４の各々において、内側一次空気噴出孔１５ｂに
おける一次空気噴出速度は７０ｍ／秒でありかつその流
量は３５ｍ3 ／分であり、外側一次空気噴出孔１３ｂに
おける一次空気噴出速度は１１０ｍ／秒であり、その流
量は３５ｍ3 ／分であり、一次空気比は１８％であっ
た。また微粉炭の品位は６３００kcal／kgであり、その
粉末度、（９０μｍメッシュ残分％）は１０％であっ
た。さらに、実施例１〜４において用いられたプラスチ
ック破砕粒子の粒径は５〜１０mmであった。得られたセ
メントクリンカーを、テストミルで粉末度３３００cm2
／ｇまで粉砕し、その色相（Ｌ値）を、測定した。その
結果を表１に示す。
に、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示された構成を有する燃焼
装置を用い、表１に示す条件において、微粉炭及び廃プ
ラスチック破砕粒子を燃焼した。但し、参考例及び実施
例１〜４の各々において、内側一次空気噴出孔１５ｂに
おける一次空気噴出速度は７０ｍ／秒でありかつその流
量は３５ｍ3 ／分であり、外側一次空気噴出孔１３ｂに
おける一次空気噴出速度は１１０ｍ／秒であり、その流
量は３５ｍ3 ／分であり、一次空気比は１８％であっ
た。また微粉炭の品位は６３００kcal／kgであり、その
粉末度、（９０μｍメッシュ残分％）は１０％であっ
た。さらに、実施例１〜４において用いられたプラスチ
ック破砕粒子の粒径は５〜１０mmであった。得られたセ
メントクリンカーを、テストミルで粉末度３３００cm2
／ｇまで粉砕し、その色相（Ｌ値）を、測定した。その
結果を表１に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 7/12 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 7/12 ＺＡＢＺ Ｆ２７Ｂ 7/34 Ｆ２７Ｂ 7/34 (72)発明者 稲津 和喜 東京都千代田区神田美士代町１番地 住友 大阪セメント株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AB02 AC01 BA04 FA05 GA04 GA07 3K065 AA07 AB02 AC01 BA04 CA02 QB09 QC02 QC03 TA06 TA09 TB01 TB13 TC03 TD07 TG04 TH06 TJ03 TJ06 4G012 KA02 4K061 AA08 BA01 DA01
Claims (7)
- 【請求項１】 セメントロータリーキルン用円筒形バー
ナーの外壁の内周面に沿う外側円環内に、互いに間仕切
られて配列されている一群の外側一次空気用噴出孔；前
記外側一次空気噴出孔群の内側に、前記外側円環と同心
の円周に沿う中間円環内に、互いに間仕切られて配列さ
れている一群の燃料／搬送用空気混合物用噴出孔；前記
燃料／搬送用空気混合物用噴出孔群の内側に、その前記
中間円環と同心の円周に沿う円環内に、互いに間仕切ら
れて配列されている一群の内側一次空気用噴出孔；並び
に、前記内側一次空気用噴出孔群の内側に、配置された
１個の可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混合物用噴出
孔、を有することを特徴とするセメントロータリーキル
ン用燃料燃焼装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のセメントロータリーキ
ルン用燃料燃焼装置を用い、セメントロータリーキルン
中に高温の二次空気を送入しながら、前記燃料／搬送用
空気混合物用噴出孔群より微粉炭及びその搬送用空気を
噴出させ、かつ、前記外側一次空気用噴出孔群及び前記
内側一次空気用噴出孔群より一次空気を噴出させて、前
記微粉炭流を燃焼させ、この燃焼により燃焼火炎最高温
度域を形成し、前記可燃性固体粒状燃料／搬送用空気混
合物用噴出孔から、可燃性固体粒状燃料を噴射して、前
記燃焼火炎最高温度域中を通過させ、それによって、前
記可燃性固体粒状燃料を熱分解して可燃性ガスを発生せ
しめ、この可燃性ガスを燃焼させることを特徴とするセ
メントロータリーキルン用燃料燃焼方法。 - 【請求項３】 前記可燃性固体粒状燃料が、可燃性固体
廃棄物の破砕物である、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記可燃性固体粒状燃料が、１〜２０mm
の粒子サイズを有する、請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 前記微粉炭燃焼火炎最高温度域を、前記
燃料／搬送用空気混合物用噴出孔の噴射先端から５〜２
５ｍの範囲内に形成する、請求項２に記載の方法。 - 【請求項６】 前記可燃性固体粒状燃料を、その噴射孔
から１０ｍ／秒以上の初速で噴射する、請求項２に記載
の方法。 - 【請求項７】 前記燃焼火炎最高温度域において発生し
た可燃性ガスが、この燃焼火炎最高温度域内において燃
焼する、請求項２に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18627199A JP3623130B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18627199A JP3623130B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001012705A true JP2001012705A (ja) | 2001-01-19 |
| JP3623130B2 JP3623130B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=16185383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18627199A Expired - Fee Related JP3623130B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法 |
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|---|---|
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| JP2006298685A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Kawai Sekkai Kogyo Kk | 生石灰・軽焼ドロマイトの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105091569B (zh) * | 2015-09-07 | 2018-01-09 | 长沙矿冶研究院有限责任公司 | 中低温还原回转窑的燃烧供热方法及装置 |
-
1999
- 1999-06-30 JP JP18627199A patent/JP3623130B2/ja not_active Expired - Fee Related
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