JP2014014730A - 高温排ガスの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固化したダストのハンドリング性を向上させた排ガスの冷却装置を提供する。
【解決手段】高温排ガスを抽気する抽気管に、高温排ガス中の揮発性有機化合物を凝集させる凝集手段を設け、凝集手段は、抽気管を流れる高温排ガス流の略中心部に水を噴霧することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメント製造装置の排ガスから塩素等の揮発性化合物を除去する塩素バイパス設備へ導入する高温排ガスの冷却に関する。

従来、セメント製造装置におけるキルン窯尻付近において、高温排ガスの一部を抽気して冷却し、固化した塩素分等のダストを除去する、いわゆる塩素バイパス設備が知られている。

特開２００１−２７８６４３号公報

一般的に塩素バイパス設備では集塵機により固化したダストを除去するため、ダストの粒径が小さいとフィルタ目詰まりが頻発するおそれがある。しかしながら上記従来技術にあっては、単に排ガスを空気で冷却するのみであり、固化したダストの大径化については記載されていない。

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固化したダストを大径化させ、フィルタ目詰まりを低減させた排ガスの冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、
ロータリーキルンと、
前記ロータリーキルンの高温排ガスを抽気し、集塵機により前記高温排ガス中の揮発性化合物を除去する塩素バイパス設備と
を備えたセメント製造装置において、
前記集塵機はフィルタを備え、
前記高温排ガスを抽気する抽気管に、前記高温排ガス中の揮発性有機化合物を凝集させる凝集手段を設け、
前記凝集手段は、前記抽気管を流れる前記高温排ガス流の略中心部に水を噴霧することを特徴とする。

よって、固化したダストのハンドリング性を向上させた排ガスの冷却装置を提供できる。

本発明における塩素バイパス設備を有するセメント製造装置の模式図である。 抽気管の断面図である。 水噴霧の有無と揮発性化合物の粒径の相関である。

［全体構成］
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。
図１に示すセメント製造装置１は、セメント製造工程におけるいわゆる焼成工程を行うものであり、セメント原料を予熱・仮焼するためのタワー型のサスペンションプレヒータ１０と、クリンカを焼成するためのロータリーキルン３０と、ロータリーキルン３０の排出側に設けられたクリンカクーラ３５と、ロータリーキルン３０から排出される高温排ガスの一部を抽気し、塩素分等の揮発性化合物を除去するための塩素バイパス設備５０とを備えている。

サスペンションプレヒータ１０は、複数のサイクロンＣ１〜Ｃ４と、これらサイクロンＣ１〜Ｃ４の下部付近に配置された仮焼炉２１とを有し、ロータリーキルン３０からの高温排ガスの熱と仮焼炉２１からの熱とを利用してセメント原料の予熱・仮焼を行う。サイクロンＣ１〜Ｃ４は４段に構成されており、ダクトを介して直列に接続されている。上段の２つのサイクロンＣ３、Ｃ４を接続するダクトの途中には原料供給部１５が設けられており、ここからセメント原料が投入される。

なお、サスペンションプレヒータは４段に限らず５段のサイクロンＣ１〜Ｃ５を有するものであってもよい。

ロータリーキルン３０は、回転窯とも呼ばれるもので、横長円筒状であって僅かに勾配を付けて配置されている。ロータリーキルン３０の一端側（相対的に低い側）には、ロータリーキルン３０内を加熱するためのキルンバーナ３２が設けられている。ロータリーキルン３０の他端側（相対的に高い側）の窯尻部３０ａには、入口フッド４１が設けられている。

入口フッド４１は、サスペンションプレヒータ１０によって予熱された原料（仮焼原料）の受入れ通路として機能するとともに、高温排ガスの通路としても機能する。入口フッド４１の上端部には、入口フッド４１と仮焼炉２１とを連絡し、仮焼炉２１を介して高温排ガス（高温排ガス）をサスペンションプレヒータ１０内へと供給するためのライジングダクト４２が設けられている。

ロータリーキルン３０や、入口フッド４１およびライジングダクト４２などの構成自体は従来公知であるのでここでは詳細な説明は省略するが、クリンカは概略次のようにして製造される。すなわち、ロータリーキルン３０をゆっくりと回転させながら、サスペンションプレヒータ１０側から予熱されたセメント原料をキルン内へと供給すると、それらのセメント原料はロータリーキルン３０内をクリンカクーラ３５側へと移動していく。

セメント原料はこの移動の間に焼成され、所定の化学変化を伴ってクリンカとなり、クリンカクーラ３５へと排出され、クリンカクーラ３５において急冷されて所望のクリンカが得られる。

塩素バイパス設備５０は、ロータリーキルン３０から排出される高温排ガスの一部を抽気する抽気管５１と、集塵機５８と、排気ファン５９を備えている。抽気管５１は入口フッド４１の側壁部に接続され、この抽気管５１内を流れる高温排ガスを冷却することにより、高温排ガス中の塩素等の揮発性化合物等を凝集・固化させ、集塵機５８内のフィルタ５８ａにおいて捕集・除去するものである。本願においては、高温排ガスは冷却ファン５２からの冷却空気により冷却される。なお、フィルタ５８ａにより捕集された粗粒、および排気ファン５９から排出される塩素バイパス排ガスは、それぞれ別途処理される。

図２は、抽気管５１の詳細である。抽気管５１には、この抽気管５１の略中心部に延在する噴霧器５３（凝集手段）が設けられている。噴霧器５３の先端にはノズル５４が設けられており、これにより供給された冷却用水をノズル５４から噴霧する。この抽気管５１内において、ロータリーキルン３０からの高温排ガス流の略中心部に水噴霧が行われることにより、高温排ガス中の塩素が水滴内に溶け込み、塩化物の結晶を大きくする。

これにより、微細な塩化物の結晶が減少し、集塵機５８におけるフィルタ５８ａの目詰まり等を低減させることができる。

図３では水噴霧の有無と揮発性化合物の粒径の相関を示す。ここでの粒径は、塩素バイパス設備５０のフィルタ５８によって捕集されたダストの粒径であり、水噴霧によって揮発性化合物のダストが大径化していることを示している。
なお、噴霧される水滴径は、２０μｍ〜８０μｍであり、好ましくは４０μｍ〜６０μｍである。噴霧される水滴には塩素等の揮発性化合物が溶け込むが、水滴径が小さすぎると揮発性化合物が十分凝集する前に水分が蒸発してしまい、ダストの大径化が阻害される。逆に水滴径が大きすぎると、揮発性化合物が溶け込んだ水滴が抽気管５１の内面に付着し、揮発性化合物が装置内部に固着する原因となってしまう。

［効果］
ロータリーキルン３０と、
ロータリーキルン３０の高温排ガスを抽気し、集塵機５８により高温排ガス中の揮発性化合物を除去する塩素バイパス設備５０と
を備えたセメント製造装置において、
集塵機５８はフィルタ５８ａを備え、
高温排ガスを抽気する抽気管５１に、高温排ガス中の揮発性有機化合物を凝集させる噴霧器５３（凝集手段）を設け、
噴霧器５３は、抽気管５１を流れる高温排ガス流の略中心部に水を噴霧することとした。
これにより、固化したダストを大径化させ、フィルタ５８ａの目詰まり等を低減させることができる。

１ セメント製造装置
１０ サスペンションプレヒータ
２１ 仮焼炉
３０ ロータリーキルン
３２ キルンバーナ
３５ クリンカクーラ
４１ 入口フッド
４２ ライジングダクト
５０ 塩素バイパス設備
５１ 抽気管
５２ 冷却ファン
５３ 噴霧器（凝集手段）
５４ ノズル
５８ 集塵機
５８ａ フィルタ
５９ 排気ファン
Ｃ１〜Ｃ４ サイクロン

Claims (1)

1. ロータリーキルンと、
   前記ロータリーキルンの高温排ガスを抽気し、集塵機により前記高温排ガス中の揮発性化合物を除去する塩素バイパス設備と
   を備えたセメント製造装置において、
   前記集塵機はフィルタを備え、
   前記高温排ガスを抽気する抽気管に、前記高温排ガス中の揮発性有機化合物を凝集させる凝集手段を設け、
   前記凝集手段は、前記抽気管を流れる前記高温排ガス流の略中心部に水を噴霧すること を特徴とする高温排ガスの冷却装置。

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