JP2012056801A - セメント製造装置およびセメント製造方法 - Google Patents
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Abstract
焼成後のクリンカに残存するフリーライム量を低減する。
【解決手段】
クリンカを焼成する焼成手段と、前記クリンカを粉砕する粉砕手段とを有するセメント製造装置であって、前記粉砕手段によって粉砕されたクリンカを滞留させる滞留手段と、前記滞留手段に対し、前記焼成手段から排出される排ガスを供給する供給手段とを備えることとした。
【選択図】 図1
Description
本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、焼成後のクリンカに残存するフリーライム量を低減することにある。
[セメント製造装置の概要]
図1は、実施の形態1におけるセメント製造装置の模式図である。セメント製造装置は、ロータリーキルン1、サスペンションプレヒータ2、クリンカクーラ3、原料ミル4、仕上げミル5、混合器6、電気集塵機7、および排ガス供給手段100を有する。なお、破線矢印は排ガス供給手段100における排ガスの流れを示す。
排ガス供給手段100はファン8−原料ミル4間の配管31と混合器6とを連通する配管であって、ファン8を介して排出されたCO2含有排ガスを混合器6に供給する。排ガス供給手段100には集塵機101および熱交換器102が設けられ、排ガス中のダストを一部捕集するとともに排ガス温度を低下させる。
混合器6は、内部で排ガスを循環させ、循環する排ガス流にクリンカ粉を浮遊させて流動層を形成し、クリンカ粉表面に排ガスを接触させる。流動層を形成することにより、クリンカ粉と排ガスとの接触を効率よく行うものである。
混合器6内のクリンカ粉は、排ガス供給手段100から供給された排ガスと接触する。その際、排ガスに含まれるCO2、および大気中または排ガス中に含まれる水分によってクリンカに残存するフリーライムが炭酸化する。具体的には以下(1),(2)式により炭酸カルシウムが生成する。
CaO+H2O→Ca(OH)2・・・(1)
Ca(OH)2+H2O+CO2 → Ca(OH)2+H++HCO3 −
→ CaCO3+2H2O・・・(2)
これにより、クリンカ中の残存フリーライムが低減される。また、排ガスに含まれるCO2の一部をフリーライムの炭酸化により消費するため、セメント製造装置の系外に排出されるCO2の量が低減される。
(1)(8)クリンカを焼成する焼成手段(ロータリーキルン1)と、
クリンカを粉砕する粉砕手段(仕上げミル5)と
を有するセメント製造装置であって、
粉砕手段によって粉砕されたクリンカを滞留させる滞留手段(混合器6)と、
滞留手段に対し、焼成手段から排出される排ガスを供給する供給手段(排ガス供給手段100)と
を備えることとした。
クリンカ中に未反応のフリーライムが含まれる場合、セメントの品質低下につながるおそれがある。したがって、粉砕後のクリンカを滞留させる場所にCO2を含む排ガスを供給することにより、焼成後のクリンカに含まれるフリーライムの炭酸化を促進させる。よって、セメントの品質を向上させることができる。何らかの理由でロータリーキルン1における焼成が不十分となった場合はクリンカの残存フリーライムが増加する傾向にあるため、本願の効果がより顕著となる。
サスペンションプレヒータ2は、仮焼炉21、ライジングダクト22、窯尻23、およびサイクロンC1〜C4を有し、
排ガスは、サスペンションプレヒータ2から抽気または排出されるガスであることとした。
サスペンションプレヒータ2から抽気または排出されるガスを用いて、上記(1)の効果を得ることができる。
排ガスは、複数のサイクロンC1〜C4のうち、最も鉛直上方に設けられたトップサイクロンC4から排出されるガスであることとした。
トップサイクロンから排出されるガスを用いて上記(1)の効果を得ることができる。なお、トップサイクロンC4から排出後、原料ミル4通過前のガスは原料ミル4におけるリークが存在しないため、原料ミル4通過後のガスに対しCO2濃度が高い。よって、トップサイクロンC4から排出され、原料ミル4通過前の配管31における排ガスを混合器6に供給することで、フリーライムの炭酸化をより促進することができる。
また、原料ミル4通過後はセメント原料の乾燥に伴い排ガス中の水分も増加するため、原料ミル4通過前の配管31における排ガスを供給することにより、セメント品質の低下を抑制することができる。
供給手段(排ガス供給手段100)は、集塵機101を介し、滞留手段(混合器6)に対し排ガスを供給することとした。
排ガス中のダストには、最終製品であるセメントの品質を劣化させる成分も含まれる場合がある。そのため、集塵機101によって排ガス中のダストを予め低減ないし除去することにより、セメント品質の劣化を抑制することができる。
滞留手段は、仕上げミル4から排出されたクリンカの粉を一時貯留し、排ガスとクリンカの粉とを気流混合させる混合器6であることとした。
クリンカ粉を排ガスと気流混合させることで、循環する排ガス流にクリンカ粉を浮遊させて流動層を形成し、クリンカ粉表面に排ガスを効率よく接触させることができる。
[実施の形態1−1]
図2は、実施の形態1において排ガス供給手段100を仕上げミル5に接続した例である。混合器6は省略されるため、構成が簡素となる。
[実施の形態1−2]
図3は、実施の形態1においてさらにセメントサイロ61を設け、このセメントサイロ61に排ガス供給手段100を接続した例である。セメントサイロ61では粉砕後のクリンカ粉と石膏等が混合されるため、このセメントサイロ61に排ガスを供給し、石膏等の混合とフリーライムの炭酸化を同時に行う。
各実施の形態1−1、1−2においても、実施の形態1と同様の効果が得られる。
[排ガス供給手段:原料ミル−電気集塵機間に接続]
図4は、実施の形態2を示す図である。基本構成は実施の形態1と同様である。実施の形態1では排ガス供給手段100を配管31に接続したが、実施の形態2では原料ミル4−電気集塵機7間の配管32に接続する点で異なる。
(2)セメント原料を粉砕するとともに、排ガスによりセメント原料を乾燥させる原料ミル4をさらに備え、
供給手段(排ガス供給手段100)は、セメント原料を乾燥させた後の排ガスを、滞留手段(混合器6)に供給することとした。
原料ミル出口ガスを用いて上記(1)の効果を得ることができる。また、原料ミル4出口排ガスは原料乾燥後の湿分を含むため、この原料ミル出口排ガスを用いることにより、フリーライムの炭酸化をより促進することができる。
[実施の形態2−1]
図5は、排ガス供給手段100を仕上げミル5に接続した例である。なお、実施の形態1−2のようにセメントサイロ61を設けて排ガス供給手段100を接続してもよい。
実施の形態2−1においても、実施の形態2と同様の効果が得られる。
[排ガス供給手段:電気集塵機出口に接続]
図6は、実施の形態3を示す図である。基本構成は実施の形態1と同様である。実施の形態1では集塵機101を用いて排ガス中のダストを捕集したが、実施の形態3では電気集塵機7を用い、排ガス供給手段100を電気集塵機7の出口33に接続する点で異なる。
実施の形態3では、排ガス供給手段100を電気集塵機7の出口33に接続することとした。レイアウト上、排ガス供給手段100を配管31,32に接続できない場合、電気集塵機7の出口33に接続することにより、フリーライムの炭酸化を行うことができる。
[実施の形態3−1]
図7は、排ガス供給手段100を仕上げミル5に接続した例である。なお、実施の形態1−2のようにセメントサイロ61を設けて排ガス供給手段100を接続してもよい。
実施の形態3−1においても、実施の形態3と同様の効果が得られる。
[排ガス供給手段:窯尻に接続]
図8は、実施の形態4を示す図である。実施の形態4では、排ガス供給手段100をサスペンションプレヒータ2における窯尻23に接続する点で異なる。窯尻23に抽気ダクト24を設け、この抽気ダクト24からガスを抽気して排ガス供給手段100に供給する。
SO3+CaO→CaSO4・・・(3)
また、硫黄分をSO2とすれば下記(4)、(5)式となる。
SO2+CaO→CaSO3・・・(4)
CaSO3+1/2SO2→CaSO4・・・(5)
(4)排ガスは、窯尻23から抽気されるガスであることとした。これにより、上記(1)と同様の効果を得ることができる。
なお、実施の形態1〜3と同様、排ガス供給手段を仕上げミル5に接続してもよいし、セメントサイロ61に接続してもよい。
[実施の形態4−1]
[排ガス供給手段:塩素バイパス設備出口に接続]
図9は、排ガス供給手段100に塩素バイパス設備110を介在させた例である。窯尻23から抽気されたガスに含まれるCO2が塩素バイパス設備110を介して混合器6に供給されるため、上記(4)と同様の効果が得られる。
また、本願のようにNSP方式のセメント製造装置を用いる場合、CO2濃度は石灰石(炭酸カルシウム)の脱炭酸が行われる仮焼炉22が最も高くなることが多い。したがって、設備構造上の問題がなければ、窯尻23に代えて仮焼炉22からガスを抽気して混合器6に供給してもよい。
2 サスペンションプレヒータ
3 クリンカクーラ
4 原料ミル
5 仕上げミル
6 混合器
7 電気集塵機
8 ファン
11 窯前
12 バーナ
21 仮焼炉
22 ライジングダクト
23 窯尻
31、32 配管
33 電気集塵機出口
51 サイクロン
100 排ガス供給手段
101 集塵機
102 熱交換器
C1〜C4 サイクロン
Claims (8)
- クリンカを焼成する焼成手段と、
前記クリンカを粉砕する粉砕手段と
を有するセメント製造装置であって、
前記粉砕手段によって粉砕されたクリンカを滞留させる滞留手段と、
前記滞留手段に対し、前記焼成手段から排出される排ガスを供給する供給手段と
を備えることを特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1に記載のセメント製造装置において、
セメント原料を粉砕するとともに、前記排ガスにより前記セメント原料を乾燥させる原料ミルをさらに備え、
前記供給手段は、前記セメント原料を乾燥させた後の排ガスを、前記滞留手段に供給すること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1に記載のセメント製造装置において、
セメント原料を予熱するサスペンションプレヒータをさらに備え、
前記サスペンションプレヒータは、仮焼炉、ライジングダクト、窯尻、およびサイクロンを有し、
前記排ガスは、前記サスペンションプレヒータから抽気または排出されるガスであること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項3に記載のセメント製造装置において、
前記排ガスは、前記窯尻から抽気されるガスであること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項3に記載のセメント製造装置において、
前記サイクロンは、複数のサイクロンから構成され、
前記排ガスは、前記複数のサイクロンのうち、最も鉛直上方に設けられたトップサイクロンから排出されるガスであること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のセメント製造装置において、
前記排ガス中のダストを集塵する集塵機をさらに備え、
前記供給手段は、前記集塵機を介し、前記滞留手段に対し排ガスを供給すること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のセメント製造装置において、
前記粉砕手段はミルであって、
前記滞留手段は、前記ミルから排出されたクリンカの粉を一時貯留し、前記排ガスと前記クリンカの粉とを接触させる混合器であること
を特徴とするセメント製造装置。 - セメント焼成手段によってクリンカを焼成し、前記クリンカを粉砕するセメント製造方法であって、
粉砕された前記クリンカを滞留させる滞留手段を備え、
前記滞留手段に対し、前記セメント焼成手段の排ガスを供給すること
を特徴とするセメント製造方法。
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