JP2926493B1

JP2926493B1 - 流動層セメント焼成・制御方法及び装置

Info

Publication number: JP2926493B1
Application number: JP20013998A
Authority: JP
Inventors: 橋本　　勲; 省三金森; 昇市谷; 克治向井; 俊幸石鉢
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2018-07-15
Also published as: JP2000034144A

Abstract

【要約】【課題】原料中や燃料中に含まれるアルカリ、塩素、
硫黄、重金属等の有害物質の変化に対応し、複雑な運転
操作の必要なく、常に安定した連続操業ができるように
する。【解決手段】原料予熱系統から造粒炉１１に導入する
予熱原料をサンプリングして有害物質を分析し、分析結
果が目標値になるように造粒炉１１のフリーボード３３
に循環導入する排ガス流量を制御するとともに、抽気抜
出し部３４からの排ガスが５００〜８００℃の範囲にな
るようにサイクロン４６の出口（又は入口）の排ガス温
度を検出して冷却用空気流量を制御し、かつ、集塵機５
８から系外に排出する排ガス流量を冷却用空気流量と略
等しくして抽気排ガス流量が循環排ガス流量と略同量と
なるように、冷却用空気流量及び系外排出の排ガス流量
を検出して系外排出の排ガス流量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動層式もしくは
噴流層式の造粒炉と流動層焼成炉との２炉を備え、造粒
炉から造粒物を分級排出して焼成炉に投入する流動層セ
メント焼成装置、又は流動層式の造粒・焼成炉の１炉を
備え、造粒・焼成炉から造粒・焼成物を分級排出して冷
却する流動層セメント焼成装置において、原料・燃料中
に含まれるアルカリ、塩素、硫黄、重金属等の有害物質
量の変化に対応して各部の流量を制御することにより、
排ガス中の有害物質を効率よく除去し、かつ、常に安定
した連続操業を可能とする方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】セメント原料中に含まれるアルカリ（Ｎ
ａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ）、塩素化合物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｃ
ａＣｌ₂）、硫酸化合物（Ｎａ₂ＳＯ₄、Ｋ₂ＳＯ₄、
ＣａＳＯ₄）、炭酸化合物（Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂Ｃ
Ｏ₃）等の低融点化合物は、いわゆる２炉方式の造粒炉
又はいわゆる１炉方式の造粒・焼成炉で加熱され揮発
（ガス化）する。これらは排ガスとともにサスペンショ
ンプレヒータ、又は仮焼炉及びサスペンションプレヒー
タに入り、ここで凝縮固化して粉体と一緒に、再度、造
粒炉（２炉方式の場合）又は造粒・焼成炉（１炉方式の
場合）に入り、再度揮発してサスペンションプレヒー
タ、又は仮焼炉及びサスペンションプレヒータへと流
れ、造粒炉又は造粒・焼成炉と、サスペンションプレヒ
ータ、又は仮焼炉及びサスペンションプレヒータとの間
にアルカリ、塩素等のサイクル現象が生じ、アルカリ、
塩素等は循環され濃縮されていく。

【０００３】そして、次々に入ってくる原料から揮発し
たアルカリ、塩素等がサイクルに加わって濃縮され、そ
の濃度がある限界値以上になると、例えば、原料予熱系
統が仮焼炉及びサスペンションプレヒータから構成され
る場合は、２炉方式における造粒炉の上部又は１炉方式
における造粒・焼成炉の上部と仮焼炉の下部との間の排
ガス通路で、濃縮されたアルカリ、塩素等の低融点化合
物が凝縮・付着してコーチングが発生し、その除去作業
に多大の労力を要している。また、脱落したコーチング
（大塊）の排出が困難なため、装置の連続運転を阻害す
る原因となっている。

【０００４】このような問題に対して、従来、アルカ
リ、塩素等の揮発分濃厚ガスの一部を抽気して系外に取
り出す、いわゆるアルカリバイパス方式が知られてお
り、下記の示すような種々の方法及び装置が提案されて
いるが、いずれも実用上何らかの問題が未解決であっ
た。すなわち、従来技術の問題点として、（１）抽気ダ
クト内にコーチングが発生する。（２）原料（ダスト）
損失が多い。（３）熱損失が多い。（４）原料が直落
し、安定な操業ができない。が挙げられるが、従来のア
ルカリバイパス方式は、いずれも実用上、（１）〜
（４）のうちの少なくともいずれかが解決されていな
い。このため、従来のロータリキルン式セメント焼成装
置における、アルカリ、塩素等の揮発分濃厚ガスの一部
を抽気して系外に取り出す方式、いわゆるアルカリバイ
パス方式に相当する流動層セメント焼成装置に適する対
策が必要となる。

【０００５】特開平６−１９９５５３号公報には、流動
層焼成炉のフリーボードのコーチングを防止するため
に、コーチングの発生する温度領域１０００〜１２００
℃を避けるよう、焼成炉のフリーボード又は／及び流動
層クーラのフリーボードにバーナ等の加熱手段を設けて
１３００℃程度に昇温するようにしたセメントクリンカ
の焼成装置が記載されている。また、特開平６−２８７
０４１号公報には、流動層造粒炉のスロートや分散板の
下面等のコーチングを防止するために、コーチングの発
生する温度領域１０５０〜１２００℃を避けるよう、流
動層クーラからの排空気（８００〜９００℃）を流動層
焼成炉のフリーボード又はその上方のスロートに導入し
て降温させるようにしたセメントクリンカの焼成装置が
記載されている。

【０００６】また、特開昭６２−２５２３４９号公報に
は、いわゆるアルカリバイパス方式として、ロータリキ
ルン排ガスの一部に空気を供給して６００〜７００℃に
冷却した後、分級器に導入して１０μm 程度以上のダス
トを分離してロータリキルンに戻し、サイクロン排ガス
をボイラで熱交換した後、集塵機で微粉を除去するセメ
ントキルン排ガスの処理方法が記載されている。また、
特開昭５４−１３８０２１号公報には、いわゆるアルカ
リバイパス方式として、ロータリキルン排ガス全量に空
気を供給して８００℃以下に冷却してサイクロンに導入
し、このサイクロンでダストを捕集してロータリキルン
に戻し、サイクロン排ガスを熱交換器に導入して熱回収
した後、電気集塵機で除塵して排出し、ダストを廃棄す
るようにしたセメント焼成方法が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−１９９５５
３号公報記載の方式は、コーチングを防止するために、
バーナ等の加熱手段を設けて、コーチングの発生する温
度領域以上にガス温度を昇温させるもので、アルカリ、
塩素等の有害物質の循環・濃縮を防止するものではなく
（根本的な原因対策ではなく）、長期的な効果を得るこ
とはできない。また、造粒炉出口部のコーチングは逆に
増加することになる。また、特開平６−２８７０４１号
公報記載の方式は、コーチングを防止するために、流動
層クーラからの排空気でコーチングの発生する温度領域
以下にガス温度を降温させるもので、この場合も、アル
カリ、塩素等の有害物質の循環・濃縮を防止するもので
はなく（根本的な原因対策ではなく）、長期的な効果を
得ることができない。また、造粒炉出口部のコーチング
は逆に増加することになる。

【０００８】また、特開昭６２−２５２３４９号公報記
載の方式では、高温の排ガスの系外排出に際し、できる
だけ熱損失、原料損失を少なくするようにしているが、
この公報記載の技術は、ロータリキルン式焼成炉に関す
るものであり、また、排ガスを抽気するとその分だけ原
料予熱系統へ流入するガス量が減るので、窯尻へ原料が
直落するという問題があり、さらに、装置の構成、機能
が異なる流動層セメント焼成装置に対しては、最適（効
果が優れている）とはいえない。また、特開昭５４−１
３８０２１号公報記載の方式は、高温の排ガスの系外排
出に際し、できるだけ熱損失、原料損失を少なくするよ
うにしているが、排ガスの抽気量の変化に伴う窯尻への
原料の直落の問題が解決されておらず、ロータリキルン
式焼成炉には適していても、装置の構成、機能が異なる
流動層セメント焼成装置に対しては、最適（効果が優れ
ている）とはいえない。

【０００９】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、流動層式もしくは噴流層式の造粒
炉と流動層焼成炉との２炉を備え、造粒炉から造粒物を
分級排出して焼成炉に投入する流動層セメント焼成装
置、又は流動層式の造粒・焼成炉の１炉を備え、造粒・
焼成炉から造粒・焼成物を分級排出して冷却する流動層
セメント焼成装置において、原料中や燃料中に含まれる
アルカリ、塩素、硫黄、重金属等の有害な低融点化合物
の変化に対応して、抽気排ガス流量（循環排ガス流
量）、冷却用空気流量及び系外排出の排ガス流量を制御
することにより、複雑な運転操作を行うことなく、排ガ
ス中の有害な低融点化合物を効率よく除去して、２炉方
式における造粒炉の上側又は１炉方式における造粒・焼
成炉の上側の排ガス通路等に低融点化合物が凝縮・付着
してコーチングが発生するのを抑制でき、それによっ
て、常に安定した連続操業が可能となり、しかも、原料
損失及び熱損失が少なくなり、原料の直落の問題が起こ
らない流動層セメント焼成・制御方法及び装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の流動層セメント焼成・制御方法は、原料
予熱系統で予熱されたセメント原料粉を流動層式又は噴
流層式の造粒炉に導入して造粒し、ついで、造粒炉から
造粒物を分級排出して流動層焼成炉に投入し焼成した
後、焼成物を冷却器に導入して冷却するセメントクリン
カの焼成方法（２炉方式）において、造粒炉排ガスの一
部を造粒炉のフリーボードから抽気するとともに、抽気
抜出し部に冷却用空気を噴出・供給して抽気排ガスを５
００〜８００℃の範囲に冷却した後、この冷却排ガスを
サイクロンに導入して粗粒ダストを分離捕集し、捕集さ
れた粗粒ダストの少なくとも一部を造粒炉に戻すととも
に、サイクロン排ガスの一部を造粒炉のフリーボードに
循環導入し、サイクロン排ガスの残部を系外に排出する
方法であって、原料予熱系統から造粒炉に導入する予熱
原料粉をサンプリングして有害物質含有量を分析し、分
析結果が目標値になるように造粒炉のフリーボードに循
環導入する排ガス流量を制御するとともに、この循環排
ガスと略等しい流量である抽気排ガスが冷却されて５０
０〜８００℃の範囲になるようにサイクロン入口又はサ
イクロン出口の排ガス温度を検出して冷却用空気流量を
制御し、かつ、系外に排出する排ガス流量を冷却用空気
流量と略等しくして抽気排ガス流量が循環排ガス流量と
略同量となるように、冷却用空気流量及び系外排出の排
ガス流量を検出して系外排出の排ガス流量を制御するこ
とを特徴としている（図１〜図８参照）。

【００１１】また、本発明の流動層セメント焼成・制御
方法は、原料予熱系統で予熱されたセメント原料粉を流
動層式の造粒・焼成炉に導入して造粒・焼成し、つい
で、造粒・焼成炉から造粒・焼成物を分級排出して冷却
器に導入し冷却するセメントクリンカの焼成方法（１炉
方式）において、造粒・焼成炉排ガスの一部を造粒・焼
成炉のフリーボードから抽気するとともに、抽気抜出し
部に冷却用空気を噴出・供給して抽気排ガスを５００〜
８００℃の範囲に冷却した後、この冷却排ガスをサイク
ロンに導入して粗粒ダストを分離捕集し、捕集された粗
粒ダストの少なくとも一部を造粒・焼成炉に戻すととも
に、サイクロン排ガスの一部を造粒・焼成炉のフリーボ
ードに循環導入し、サイクロン排ガスの残部を系外に排
出する方法であって、原料予熱系統から造粒・焼成炉に
導入する予熱原料粉をサンプリングして有害物質含有量
を分析し、分析結果が目標値になるように造粒・焼成炉
のフリーボードに循環導入する排ガス流量を制御すると
ともに、この循環排ガスと略等しい流量である抽気排ガ
スが冷却されて５００〜８００℃の範囲になるようにサ
イクロン入口又はサイクロン出口の排ガス温度を検出し
て冷却用空気流量を制御し、かつ、系外に排出する排ガ
ス流量を冷却用空気流量と略等しくして抽気排ガス流量
が循環排ガス流量と略同量となるように、冷却用空気流
量及び系外排出の排ガス流量を検出して系外排出の排ガ
ス流量を制御することを特徴としている（図９〜図１５
参照）。

【００１２】上記のように、予熱原料粉をサンプリング
して、アルカリ、塩素等の有害物質の少なくとも１つを
分析し、分析結果が目標値になるように、排ガスの抽気
抜出し量（循環流量）を制御するとともに、抽気抜出し
部の冷却用空気量を制御して、冷却排ガスの温度を５０
０〜８００℃の範囲のうち適切な温度に決定する。５０
０℃未満の場合は熱損失が大きくなり、８００℃を超え
ると除去すべき揮発有害物質の凝縮が少なくなる。な
お、５００〜８００℃の範囲で、アルカリ、塩素等の揮
発有害成分の大部分が凝縮する。

【００１３】また、上記の本発明の方法において、系外
に排出されるサイクロン排ガスを、熱回収又は冷却した
後、集塵機に導入して微粒ダストを除去することが好ま
しい（図１、図９参照）。また、上記の本発明の方法に
おいて、抽気抜出し部を空冷ボックス構造にして多数の
空気噴出孔から冷却用空気を抽気排ガス中に噴出させ、
抽気抜出し部の全面を均一に冷却することが好ましい
（図１〜図３、図５、図９〜図１１、図１３参照）。ま
た、上記の本発明の方法において、サイクロンで捕集さ
れた粗粒ダストの一部を系外に排出する構成とすること
ができる（図１、図９参照）。また、サイクロンとして
は、粒径１０μm 程度以上の粗粒ダストを捕集できるも
のを、１基又は複数基並列に接続して用いることが好ま
しい。

【００１４】本発明の流動層セメント焼成・制御装置
は、サスペンションプレヒータと仮焼炉とからなる原料
予熱系統と、予熱された原料を造粒する流動層式又は噴
流層式の造粒炉と、造粒炉の側部の排出シュートから分
級排出された造粒物を焼成する流動層焼成炉と、流動層
焼成炉からの焼成物を冷却する冷却器とを備えたセメン
ト焼成装置（２炉方式）において、造粒炉のフリーボー
ドに排ガスの一部を抽気するための抽気抜出し部を設
け、この抽気抜出し部に冷却用空気供給管を接続すると
ともに、この抽気抜出し部に抽気排ガス導管を介して１
基又は並列複数基のサイクロンを接続し、該サイクロン
の底部と造粒炉とを捕集ダスト回収管を介して接続し、
該サイクロンの排ガス出口導管を分岐し、一方のサイク
ロン排ガス導管を造粒炉のフリーボードに接続し、他方
のサイクロン排ガス導管に熱交換器又は冷却器、及び集
塵機を直列に設けた装置であって、原料予熱系統から造
粒炉に予熱原料粉を導入する予熱原料導入管に有害物質
を分析するための分析計が接続され、この分析計とサイ
クロンから造粒炉のフリーボードに排ガスを循環導入す
るサイクロン排ガス導管に設けられた排ガス循環流量調
節弁とが、循環排ガス流量を制御して前記分析計での分
析値が目標値になるような排ガス流量に制御できるよう
に連動接続され、かつ、前記抽気排ガス導管のサイクロ
ン入口又は前記排ガス出口導管のサイクロン出口に温度
センサーが配設され、循環排ガスと略等しい流量である
抽気排ガスが目標とする温度に冷却されるように、温度
センサーと冷却用空気供給管に設けられた冷却用空気流
量調節弁とが連動接続され、さらに、この冷却用空気供
給管に冷却用空気流量計が配設され、集塵機からの排ガ
ス導管に排ガス流量計が配設され、系外排出の排ガス流
量を冷却用空気流量と略等しくして抽気排ガス流量が循
環排ガス流量と略同量となるように、冷却用空気流量計
及び排ガス流量計と、集塵機からの排ガス導管に設けら
れた排ガス流量調節弁とが連動接続されるように構成さ
れている（図１〜図８参照）。

【００１５】また、本発明の流動層セメント焼成・制御
装置は、サスペンションプレヒータと仮焼炉とからなる
原料予熱系統と、予熱された原料を造粒・焼成する流動
層式の造粒・焼成炉と、造粒・焼成炉の側部の排出シュ
ートから分級排出された造粒・焼成物を冷却する冷却器
とを備えたセメント焼成装置（１炉方式）において、造
粒・焼成炉のフリーボードに排ガスの一部を抽気するた
めの抽気抜出し部を設け、この抽気抜出し部に冷却用空
気供給管を接続するとともに、この抽気抜出し部に抽気
排ガス導管を介して１基又は並列複数基のサイクロンを
接続し、該サイクロンの底部と造粒・焼成炉とを捕集ダ
スト回収管を介して接続し、該サイクロンの排ガス出口
導管を分岐し、一方のサイクロン排ガス導管を造粒・焼
成炉のフリーボードに接続し、他方のサイクロン排ガス
導管に熱交換器又は冷却器、及び集塵機を直列に設けた
装置であって、原料予熱系統から造粒・焼成炉に予熱原
料粉を導入する予熱原料導入管に有害物質を分析するた
めの分析計が接続され、この分析計とサイクロンから造
粒・焼成炉のフリーボードに排ガスを循環導入するサイ
クロン排ガス導管に設けられた排ガス循環流量調節弁と
が、循環排ガス流量を制御して前記分析計での分析値が
目標値になるような排ガス流量に制御できるように連動
接続され、かつ、前記抽気排ガス導管のサイクロン入口
又は前記排ガス出口導管のサイクロン出口に温度センサ
ーが配設され、循環排ガスと略等しい流量である抽気排
ガスが目標とする温度に冷却されるように、温度センサ
ーと冷却用空気供給管に設けられた冷却用空気流量調節
弁とが連動接続され、さらに、この冷却用空気供給管に
冷却用空気流量計が配設され、集塵機からの排ガス導管
に排ガス流量計が配設され、系外排出の排ガス流量を冷
却用空気流量と略等しくして抽気排ガス流量が循環排ガ
ス流量と略同量となるように、冷却用空気流量計及び排
ガス流量計と、集塵機からの排ガス導管に設けられた排
ガス流量調節弁とが連動接続されるように構成されてい
る（図９〜図１５参照）。

【００１６】上記の本発明の装置において、抽気抜出し
部を、内管に多数の噴出孔を有する二重管からなる空冷
ボックス構造とすることが好ましい（図１〜図３、図
５、図９〜図１１、図１３参照）。また、上記の本発明
の装置において、サイクロンの底部に、捕集ダスト回収
管を設けるとともに、捕集したダストの一部を系外に排
出するための捕集ダスト排出管を設ける構成とすること
ができる（図１、図９参照）。また、原料予熱系統とし
ては、上記のようなサスペンションプレヒータと仮焼炉
とから構成されるニューサスペンションプレヒータ（Ｎ
ＳＰ）方式の他に、仮焼炉を省略してサスペンションプ
レヒータのみで構成されるサスペンションプレヒータ
（ＳＰ）方式を採用することも勿論可能である。また、
サイクロンとして、例えば、上側部に接線方向に排ガス
を導入する排ガス導入口を有するとともに、上面中央部
に排ガス排出管を有する円筒胴体の下部に、略逆円錐胴
体を連設し、この略逆円錐胴体の下部に拡大壁部を連設
し、さらに、この拡大壁部に略逆円錐胴部を連設し、略
逆円錐胴体の下端部内径Ｄ1と排ガス排出管の内径ｄが
Ｄ1≧ｄの関係を有し、円筒胴体の内径Ｄと拡大壁部の
下端部内径Ｄ2との間にＤ2＝（０．８〜１．０）×Ｄの
関係を有するようにした高効率サイクロンを用いること
が好ましい（図７参照）。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することができるもので
ある。図１は、本発明の実施の第１形態による流動層セ
メント焼成・制御装置（２炉方式）を示している。図１
において、Ｃ1はサスペンションプレヒータの構成要素
であるサイクロン（サスペンションプレヒータについて
は後述する）、１０は仮焼炉、１１は流動層造粒炉、１
２は流動層焼成炉、１４は空冷式の流動層クーラ（１次
冷却器）、１６は空冷式の充填層クーラ（２次冷却器）
である。後述の原料予熱系統（サスペンションプレヒー
タと仮焼炉１０とから構成される）で予熱されたセメン
ト原料を造粒炉１１で造粒し、造粒炉１１の側部の排出
シュート１７から分級排出された造粒物は、流動層焼成
炉１２で焼成され、流動層焼成炉１２から排出されたセ
メントクリンカは流動層クーラ１４で冷却された後、充
填層クーラ１６で冷却され、ついで、少量の石膏を加え
て再粉砕されて製品となる。流動層クーラ１４の上部
と流動層焼成炉１２のフリーボード１８とは排空気導管
２０を介して接続され、充填層クーラ１６の上部と流動
層焼成炉１２の風箱２２とは排空気導管２４を介して接
続されている。２６、２８は冷却用空気供給ファン、３
０、３２は冷却用空気流量調節弁（例えば、ダンパ）、
３１は排ガス通路である。

【００１８】流動層造粒炉１１のフリーボード３３に
は、排ガスの一部を抽気するための抽気抜出し部３４が
設けられ、この抽気抜出し部３４に冷却用空気供給管３
６が接続されている。３８は冷却用空気供給ファン、４
０は冷却用空気流量調節弁（例えば、ダンパ）である。
また、抽気抜出し部３４には抽気排ガス導管４４を介し
てサイクロン４６が接続され、このサイクロン４６の底
部と造粒炉１１とが捕集ダスト回収管４８を介して接続
されている。なお、図１の破線で示すように、サイクロ
ン４６の底部に捕集ダスト排出管４９を設けて、捕集し
たダストの一部を系外に排出する構成とすることもでき
る。このサイクロン４６の排ガス出口導管５０は２本に
分岐しており、一方のサイクロン排ガス導管５２は造粒
炉１１のフリーボード３３に接続され、他方のサイクロ
ン排ガス導管５４には熱交換器５６及び集塵機（例え
ば、電気集塵機、バグフィルタ）５８が直列に設けられ
ている。熱交換器５６の代わりに、水を散布して排ガス
温度を下げる冷却器、例えば、スタビライザーを設ける
ことも可能である。６０は排ガスファン、６２は排ガス
流量調節弁（例えば、ダンパ）、６３は排ガス循環流量
調節弁（例えば、ダンパ）、６４は排ガス循環ファンで
ある。

【００１９】サイクロンＣ1から造粒炉１１に予熱原料
を導入する予熱原料導入管６５には、アルカリ、塩素等
の有害物質を分析するための分析計６６が接続されてい
る。６７はサンプル採取用の排出機である。なお、排出
機の代わりに弁等を用いてもよい。そして、分析計６６
とサイクロン排ガス導管５２に設けられた排ガス循環流
量調節弁６３とが連動接続されて、分析計６６での分析
値が目標値になるように、サイクロン４６から造粒炉１
１のフリーボード３３に循環導入される排ガス流量が制
御される。分析計６６と排ガス循環流量調節弁６３との
間には制御器が設けられるが図示を省略している。な
お、分析計６６の分析値により排ガス循環流量調節弁６
３を自動的に制御する代わりに、手動により排ガス循環
流量調節弁６３を制御する場合もある。また、サイクロ
ン４６出口の排ガス出口導管５０には温度センサー６９
が配設され、排ガスのサイクロン出口温度が５００〜８
００℃のうちの目標とする温度になるように、温度セン
サー６９と冷却用空気供給管３６に設けられた冷却用空
気流量調節弁４０とが連動接続されている。なお、サイ
クロン４６入口の抽気排ガス導管４４に温度センサー６
９を配設して、排ガスのサイクロン入口温度を検出する
構成とすることも可能である。さらに、冷却用空気供給
管３６に冷却用空気流量計７１が配設され、一方、集塵
機５８からの排ガス導管７３に排ガス流量計７５が配設
されており、冷却用空気流量計７１及び排ガス流量計７
５と、排ガス導管７３に設けられた排ガス流量調節弁６
２とが制御器７７を介して連動接続されて、系外排出の
排ガス流量が冷却用空気流量と略同量となるように制御
される。上記のように、冷却用空気流量調節弁４０及び
排ガス流量調節弁６２により、抽気抜出し部３４に供給
する冷却用空気量と、熱交換器５６及び集塵機５８を通
って系外に排出されるサイクロン排ガス量とが等しくな
るように制御すれば、必然的に抽気排ガス量と循環導入
排ガス量とは等しくなる。このようにすれば、抽気排ガ
ス量が変動しても、この抽気排ガス量と同量の循環導入
排ガスが造粒炉１１に入ってくるので、仮焼炉１０に流
れるガス量は変動せず、仮焼炉１０スロート（排ガス通
路３１）のガス流速が確保され、原料が直落することな
く安定運転を継続することができる。

【００２０】図２は、図１における抽気抜出し部３４の
一例を示し、図３は図２におけるＢ−Ｂ線断面の一例を
示している。この抽気抜出し部３４は、内管６８に多数
の空気噴出孔７０を有する二重管からなる空冷ボックス
構造に形成されている。７２は外管、７４は空気入口、
７６は空冷ボックスである。この場合、図３に示すよう
に、空気入口７４を外管７２の接線方向に接続し、空気
噴出孔７０からのガス流が旋回流となるようにすること
が好ましい。このように構成すれば、より効率よく内管
６８及び抽気排ガスを冷却することができる。なお、内
管６８から空気が斜め方向に噴出されてガス流が旋回流
となるように、内管６８に多数の斜め方向の空気噴出ノ
ズルを設ける構成とすることも可能である。図５は抽気
抜出し部３４ａの他の例を示している。この抽気抜出し
部３４ａは、内管６８内にプラグダンパ７８を設けたも
のである。他の番号は図２における番号と同じ部材を示
している。原料中のアルカリ、塩素等の有害物質が少な
い場合は、抽気する必要がないので、このような場合に
は、プラグダンパ７８を閉位置（図５における二点鎖線
で示す位置）に移動させて、抽気量を零とする。

【００２１】図４は、図１における流動層造粒炉１１の
横断面の一例の概略を示している。ただし、流動層の図
示を省略している。すなわち、流動層造粒炉１１は、ガ
ス分散板８０の上面の延長上に造粒物落下口８２を有
し、ガス分散板８０から造粒物落下口８２に至る排出溝
部８４が形成され、この排出溝部８４にノズル８６が設
けられ、造粒物落下口８２に排出シュート１７が連設さ
れ、この排出シュート１７の下部から分級用空気が供給
されるように構成されている。図１及び図４に示すよう
な構造の流動層造粒炉１１を用いることにより、分級性
能の向上を図ることができる。また、図６は、図１にお
ける流動層造粒炉１１のＡ−Ａ線断面の一例の概略を示
している。図６では、造粒炉１１のフリーボード３３に
おいて排ガス流が旋回流を形成するように、抽気抜出し
部３４を造粒炉１１の炉壁の接線方向に接続するととも
に、フリーボード３３から抽気排ガスが流れていく方向
とサイクロン排ガス導入口８８からサイクロン排ガスが
流れてくる方向とがフリーボード３３内で同じ旋回方向
となるように、サイクロン排ガス導入口８８を造粒炉１
１の炉壁の接線方向に接続している。

【００２２】サイクロン４６を複数基並列に設置する場
合もある。この場合は、サイクロンの径が、１基設置の
場合に比べて小さくなるので、より細かいダストを捕集
することができる。サイクロン４６としては、例えば、
実公平７−４６３５７号公報に示されているような高効
率サイクロンを用いることが好ましい。この高効率サイ
クロンは、図７に示すように、上側部に接線方向に排ガ
スを導入する排ガス導入口９０を有するとともに、上面
中央部に排ガス排出管９２を有する円筒胴体９４の下部
に、略逆円錐胴体９６を連設し、この略逆円錐胴体９６
の下部に拡大壁部９８を連設し、さらに、この拡大壁部
９８に略逆円錐胴部１００を連設し、略逆円錐胴体９６
の下端部内径Ｄ1と排ガス排出管９２の内径ｄがＤ1≧ｄ
の関係を有し、円筒胴体９４の内径Ｄと拡大壁部９８の
下端部内径Ｄ2との間にＤ2＝（０．８〜１．０）×Ｄの
関係を有するように構成されたものである。このような
構造のサイクロンを使用することにより、１０〜２０μ
m 程度以上のダストを効率よく捕集することができる。

【００２３】図８は、図１で図示を省略した原料予熱系
統の詳細を示している。なお、図８では流動層造粒炉１
１における抽気抜出し部３４等の構成は省略している。
図８はサスペンションプレヒータと仮焼炉とから原料予
熱系統を構成するニューサスペンションプレヒータ（Ｎ
ＳＰ）方式を示している。図８において、１０２はサス
ペンションプレヒータで、複数基（図８では、一例とし
て、４基）のサイクロンＣ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4からなって
いる。このサスペンションプレヒータ１０２と仮焼炉１
０とで原料予熱系統が構成され、仮焼炉１０の下端は流
動層造粒炉１１の上部に接続されている。１０４は排ガ
スファンである。なお、仮焼炉を省略してサスペンショ
ンプレヒータのみで原料予熱系統を構成するサスペンシ
ョンプレヒータ（ＳＰ）方式を採用することも勿論可能
であり、本発明は、ＮＳＰ方法、ＳＰ方式のいずれにも
適用できるものである。

【００２４】上記のように構成された流動層セメント焼
成・制御装置において、造粒炉１１からの１２００〜１
３００℃前後の排ガスは仮焼炉１０及びサスペンション
プレヒータ１０２に導入され、これらを順次に、原料の
流れとは反対方向に通過して原料を予熱し、排ガスファ
ン１０４により系外に排出される。予熱された原料は造
粒炉１１の流動層に供給されて造粒され、造粒物は造粒
物落下口８２から排出シュート１７に落下する際に、分
級用空気により微粒は造粒炉１１に戻され、大粒のみが
排出シュート１７を落下して焼成炉１２に投入される。
焼成物は流動層クーラ１４で１次冷却された後、充填層
クーラ１６で２次冷却される。

【００２５】造粒炉１１のフリーボード３３における排
ガスは、１２００〜１３００℃前後の温度を有し、か
つ、原料ダスト、及び霧化又は気化した状態のアルカ
リ、塩素化合物等を含んでいる。霧化又は気化した状態
のアルカリ等は次第に濃縮されて、造粒炉１１のフリー
ボード３３上部と仮焼炉１０下部との間の排ガス通路３
１等に凝縮・付着する可能性がある。そこで、造粒炉排
ガスの一部を造粒炉１１のフリーボード３３から抽気す
るとともに、抽気抜出し部３４に冷却用空気を多数の空
気噴出孔７０から、例えば、２０〜３０m／sの流速で噴
出し、抽気排ガスを５００〜８００℃の範囲で設定され
た温度（原料中の成分により異なる）に冷却する。

【００２６】このように、抽気排ガスは５００〜８００
℃に急激に冷却される。この場合、アルカリ蒸気等はき
わめて小さい粒子に凝固するものと、原料ダストに付着
・凝固するものとがある。そして、アルカリ等有害物質
の大半は粒径１０〜２０μm以下のダスト中に含まれ
る。５００〜８００℃に冷却された排ガスはサイクロン
４６に導入されて、粗粒ダストが分離捕集される。この
場合、粒径１０〜２０μm 程度以上、好ましくは、粒径
１０μm 程度以上の粗粒ダストを捕集できるようなサイ
クロンが用いられる。捕集された粗粒ダストは、アルカ
リ分等の少ない原料ダストが大部分を占めるので、これ
を造粒炉１１内に戻す。また、サイクロン排ガスの一部
を造粒炉１１のフリーボード３３に循環導入する。この
場合、粗粒ダストの一部を系外に排出することも可能で
ある。また、サイクロン排ガスの残部を熱交換器５６に
導入して熱回収した後、集塵機（例えば、電気集塵機、
バグフィルタ）５８に導入してアルカリ等を主成分とす
る１０〜２０μm 以下の微粒ダストを除去した後、系外
に排出する。なお、熱交換器５６の代りに、スタビライ
ザー等の冷却器を設ける場合は、熱回収が行われずに冷
却された排ガスが集塵機５８に導入される。

【００２７】次に、上記の制御方法を図１に基づいて具
体的に説明する。造粒炉１１へ導入する予熱原料をサン
プリングして、分析計６６によりアルカリ、塩素等の有
害物質の少なくとも１つの含有量を分析し、分析結果が
予め定められた目標値になるように、サイクロン４６か
ら造粒炉１１のフリーボード３３に循環導入する排ガス
流量を、排ガス循環流量調節弁６３を自動開閉すること
により制御する。同時に、排ガスのサイクロン出口温度
が５００〜８００℃のうちの予め定められた目標値にな
るように、サイクロン出口ガス温度を温度センサー６９
で検出して冷却用空気流量調節弁４０を自動開閉し冷却
用空気流量を制御する。なお、サイクロン入口ガス温度
を検出する構成でもよい。また、同時に、冷却用空気流
量計７１で冷却用空気流量を検出するとともに、排ガス
流量計７５で系外排出の排ガス流量を検出して、集塵機
５８から系外に排出される排ガス流量が冷却用空気流量
と略等しくなるように、排ガス流量調節弁６２を自動開
閉して排ガス流量を制御する。

【００２８】例えば、分析計６６による分析値が目標値
よりも高い場合は、サイクロン４６から造粒炉１１のフ
リーボード３３に循環導入する排ガス流量を、排ガス循
環流量調節弁６３を開方向に制御することにより増加さ
せて抽気排ガス量を増加させる。抽気排ガス流量が増加
すると、サイクロン４６の出口（及び入口）の排ガス温
度が上昇するので、温度センサー６９での検知温度が上
がると、冷却用空気流量調節弁４０を開方向に制御して
冷却用空気流量を増加させる。この時の冷却用空気流量
を冷却用空気流量計７１で検出して制御器７７に送り、
制御器７７において、冷却用空気流量と排ガス流量計７
５からの排ガス流量とを比較してその差を検知し、系外
排出の排ガス流量と冷却用空気流量とが略等しくなるよ
うに、排ガス流量調節弁６２を制御する。この結果、造
粒炉１１のフリーボード３３からの抽気排ガス流量と、
造粒炉１１のフリーボード３３への循環排ガス流量とが
略等しくなり、仮焼炉１０へ噴入するガス量が常に略一
定になって、仮焼炉１０からの原料の直落が防止され、
常に安定した連続操業を行うことができる。

【００２９】図９は、本発明の実施の第２形態による流
動層セメント焼成・制御装置（１炉方式）を示してい
る。図９において、Ｃ1はサスペンションプレヒータの
構成要素であるサイクロン（サスペンションプレヒータ
については後述する）、１０は仮焼炉、１０６は流動層
造粒・焼成炉、１０８は空冷式の充填層クーラである。
なお、充填層クーラの代わりに流動層クーラを用いるこ
とも可能である。後述の原料予熱系統（サスペンション
プレヒータと仮焼炉１０とから構成される）で予熱され
たセメント原料を造粒・焼成炉１０６で造粒・焼成し、
造粒・焼成炉１０６の側部の排出シュート１１０から分
級排出された造粒・焼成物は、充填層クーラ１０８で冷
却された後、少量の石膏を加えて再粉砕されて製品とな
る。１１２はスロート、３１は排ガス通路である。

【００３０】流動層造粒・焼成炉１０６のフリーボード
１１４には、排ガスの一部を抽気するための抽気抜出し
部３４が設けられ、この抽気抜出し部３４に冷却用空気
供給管３６が接続されている。また、抽気抜出し部３４
には抽気排ガス導管４４を介してサイクロン４６が接続
され、このサイクロン４６の底部と造粒・焼成炉１０６
とが捕集ダスト回収管４８を介して接続されている。な
お、図９の破線で示すように、サイクロン４６の底部に
捕集ダスト排出管４９を設けて、捕集したダストの一部
を系外に排出する構成とすることもできる。このサイク
ロン４６の排ガス出口導管５０は２本に分岐しており、
一方のサイクロン排ガス導管５２は造粒・焼成炉１０６
のフリーボード１１４に接続され、他方のサイクロン排
ガス導管５４には熱交換器５６及び集塵機（例えば、電
気集塵機、バグフィルタ）５８が直列に設けられてい
る。

【００３１】サイクロンＣ1から造粒・焼成炉１０６に
予熱原料を導入する予熱原料導入管６５には、アルカ
リ、塩素等の有害物質を分析するための分析計６６が接
続されている。６７はサンプル採取用の排出機である。
そして、分析計６６とサイクロン排ガス導管５２に設け
られた排ガス循環流量調節弁６３とが連動接続されて、
分析計６６での分析値が目標値になるように、サイクロ
ン４６から造粒・焼成炉１０６のフリーボード１１４に
循環導入される排ガス流量が制御される。分析計６６と
排ガス循環流量調節弁６３との間には制御器が設けられ
るが図示を省略している。なお、分析計６６の分析値に
より排ガス循環流量調節弁６３を自動的に制御する代わ
りに、手動により排ガス循環流量調節弁６３を制御する
場合もある。また、サイクロン４６出口の排ガス出口
導管５０には温度センサー６９が配設され、排ガスのサ
イクロン出口温度が５００〜８００℃のうちの目標とす
る温度になるように、温度センサー６９と冷却用空気供
給管３６に設けられた冷却用空気流量調節弁４０とが連
動接続されている。なお、サイクロン４６入口の抽気排
ガス導管４４に温度センサー６９を配設して、排ガスの
サイクロン入口温度を検出する構成とすることも可能で
ある。さらに、冷却用空気供給管３６に冷却用空気流量
計７１が配設され、一方、集塵機５８からの排ガス導管
７３に排ガス流量計７５が配設されており、冷却用空気
流量計７１及び排ガス流量計７５と、排ガス導管７３に
設けられた排ガス流量調節弁６２とが制御器７７を介し
て連動接続されて、系外排出の排ガス流量が冷却用空気
流量と略同量となるように制御される。上記のように、
冷却用空気流量調節弁４０及び排ガス流量調節弁６２に
より、抽気抜出し部３４に供給する冷却用空気量と、熱
交換器５６及び集塵機５８を通って系外に排出されるサ
イクロン排ガス量とが等しくなるように制御すれば、必
然的に抽気排ガス量と循環導入排ガス量とは等しくな
る。このようにすれば、抽気排ガス量が変動しても、こ
の抽気排ガス量と同量の循環導入排ガスが造粒・焼成炉
１０６に入ってくるので、仮焼炉１０に流れるガス量は
変動せず、仮焼炉１０スロート（排ガス通路３１）のガ
ス流速が確保され、原料が直落することなく安定運転を
継続することができる。

【００３２】図１０は、図９における抽気抜出し部３４
の一例を示し、図１１は図１０におけるＤ−Ｄ線断面の
一例を示している。この抽気抜出し部３４は、内管６８
に多数の空気噴出孔７０を有する二重管からなる空冷ボ
ックス構造に形成されている。この場合、図１１に示す
ように、空気入口７４を外管７２の接線方向に接続し、
空気噴出孔７０からのガス流が旋回流となるようにする
ことが好ましい。このように構成すれば、より効率よく
内管６８及び抽気排ガスを冷却することができる。図１
３は抽気抜出し部３４ｂの他の例を示している。この抽
気抜出し部３４ｂは、内管６８内にプラグダンパ７８を
設けたものである。他の番号は図１０における番号と同
じ部材を示している。原料中のアルカリ、塩素等の有害
物質が少ない場合は、抽気する必要がないので、このよ
うな場合には、プラグダンパ７８を閉位置（図１３にお
ける二点鎖線で示す位置）に移動させて、抽気量を零と
する。

【００３３】図１２は、図９における流動層造粒・焼成
炉１０６の横断面の一例の概略を示している。ただし、
流動層の図示を省略している。すなわち、流動層造粒・
焼成炉１０６は、ガス分散板１１６の上面の延長上に造
粒物落下口１１８を有し、ガス分散板１１６から造粒物
落下口１１８に至る排出溝部１２０が形成され、この排
出溝部１２０にノズル１２２が設けられ、造粒物落下口
１１８に排出シュート１１０が連設され、この排出シュ
ート１１０の下部から分級用空気が供給されるように構
成されている。図９及び図１２に示すような構造の流動
層造粒・焼成炉１０６を用いることにより、分級性能の
向上を図ることができる。また、図１４は、図９におけ
る流動層造粒・焼成炉１０６のＣ−Ｃ線断面の一例の概
略を示している。図１４では、造粒・焼成炉１０６のフ
リーボード１１４において排ガス流が旋回流を形成する
ように、抽気抜出し部３４を造粒・焼成炉１０６の炉壁
の接線方向に接続するとともに、フリーボード１１４か
ら抽気排ガスが流れていく方向とサイクロン排ガス導入
口８８からサイクロン排ガスが流れてくる方向とがフリ
ーボード１１４内で同じ旋回方向となるように、サイク
ロン排ガス導入口８８を造粒・焼成炉１０６の炉壁の接
線方向に接続している。

【００３４】図１５は、図９で図示を省略した原料予熱
系統の詳細を示している。なお、図１５では流動層造粒
・焼成炉１０６における抽気抜出し部３４等の構成は省
略している。図１５はサスペンションプレヒータと仮焼
炉とから原料予熱系統を構成するニューサスペンション
プレヒータ（ＮＳＰ）方式を示している。図１５におい
て、１０２はサスペンションプレヒータで、複数基（図
１５では、一例として、４基）のサイクロンＣ1、Ｃ2、
Ｃ3、Ｃ4からなっている。このサスペンションプレヒー
タ１０２と仮焼炉１０とで原料予熱系統が構成され、仮
焼炉１０の下端は流動層造粒・焼成炉１０６の上部に接
続されている。なお、仮焼炉を省略してサスペンション
プレヒータのみで原料予熱系統を構成するサスペンショ
ンプレヒータ（ＳＰ）方式を採用することも勿論可能で
ある。

【００３５】上記のように構成された流動層セメント焼
成・制御装置において、造粒・焼成炉１０６からの１２
００〜１３００℃前後の排ガスは仮焼炉１０及びサスペ
ンションプレヒータ１０２に導入され、これらを順次
に、原料の流れとは反対方向に通過して原料を予熱し、
排ガスファン１０４により系外に排出される。予熱され
た原料は造粒・焼成炉１０６の流動層に供給されて造粒
・焼成され、造粒・焼成物は造粒物落下口１１８から排
出シュート１１０に落下する際に、分級用空気により微
粒は造粒・焼成炉１０６に戻され、大粒のみが排出シュ
ート１１０を落下して充填層クーラ１０８に投入されて
冷却される。

【００３６】造粒・焼成炉１０６のフリーボード１１４
における排ガスは、１２００〜１３００℃前後の温度を
有し、かつ、原料ダスト、及び霧化又は気化した状態の
アルカリ、塩素化合物等を含んでいる。霧化又は気化し
た状態のアルカリ等は次第に濃縮されて、造粒・焼成炉
１０６のフリーボード１１４上部と仮焼炉１０下部との
間の排ガス通路３１等に凝縮・付着する可能性がある。
そこで、造粒・焼成炉排ガスの一部を造粒・焼成炉１０
６のフリーボード１１４から抽気するとともに、抽気抜
出し部３４に冷却用空気を多数の空気噴出孔７０から、
例えば、２０〜３０m／sの流速で噴出し、抽気排ガスを
５００〜８００℃の範囲で設定された温度（原料中の成
分により異なる）に冷却する。

【００３７】このように、抽気排ガスは５００〜８００
℃に急激に冷却される。この場合、アルカリ蒸気等はき
わめて小さい粒子に凝固するものと、原料ダストに付着
・凝固するものとがある。そして、アルカリ等有害物質
の大半は粒径１０〜２０μm以下のダスト中に含まれ
る。５００〜８００℃に冷却された排ガスはサイクロン
４６に導入されて、粗粒ダストが分離捕集される。この
場合、粒径１０〜２０μm 程度以上、好ましくは、粒径
１０μm 程度以上の粗粒ダストを捕集できるようなサイ
クロンが用いられる。捕集された粗粒ダストは、アルカ
リ分等の少ない原料ダストが大部分を占めるので、これ
を造粒・焼成炉１０６内に戻す。また、サイクロン排ガ
スの一部を造粒・焼成炉１０６のフリーボード１１４に
循環導入する。この場合、粗粒ダストの一部を系外に排
出することも可能である。また、サイクロン排ガスの残
部を熱交換器５６に導入して熱回収した後、集塵機５８
に導入してアルカリ等を主成分とする１０〜２０μm 以
下の微粒ダストを除去した後、系外に排出する。

【００３８】次に、上記の制御方法を図９に基づいて具
体的に説明する。造粒・焼成炉１０６へ導入する予熱原
料をサンプリングして、分析計６６によりアルカリ、塩
素等の有害物質の少なくとも１つの含有量を分析し、分
析結果が予め定められた目標値になるように、サイクロ
ン４６から造粒・焼成炉１０６のフリーボード１１４に
循環導入する排ガス流量を、排ガス循環流量調節弁６３
を自動開閉することにより制御する。同時に、排ガスの
サイクロン出口温度が５００〜８００℃のうちの予め定
められた目標値になるように、サイクロン出口ガス温度
を温度センサー６９で検出して冷却用空気流量調節弁４
０を自動開閉し冷却用空気流量を制御する。なお、サイ
クロン入口ガス温度を検出する構成でもよい。また、同
時に、冷却用空気流量計７１で冷却用空気流量を検出す
るとともに、排ガス流量計７５で系外排出の排ガス流量
を検出して、集塵機５８から系外に排出される排ガス流
量が冷却用空気流量と略等しくなるように、排ガス流量
調節弁６２を自動開閉して排ガス流量を制御する。

【００３９】例えば、分析計６６による分析値が目標値
よりも高い場合は、サイクロン４６から造粒・焼成炉１
０６のフリーボード１１４に循環導入する排ガス流量
を、排ガス循環流量調節弁６３を開方向に制御すること
により増加させて抽気排ガス量を増加させる。抽気排ガ
ス流量が増加すると、サイクロン４６の出口（及び入
口）の排ガス温度が上昇するので、温度センサー６９で
の検知温度が上がると、冷却用空気流量調節弁４０を開
方向に制御して冷却用空気流量を増加させる。この時の
冷却用空気流量を冷却用空気流量計７１で検出して制御
器７７に送り、制御器７７において、冷却用空気流量と
排ガス流量計７５からの排ガス流量とを比較してその差
を検知し、系外排出の排ガス流量と冷却用空気流量とが
略等しくなるように、排ガス流量調節弁６２を制御す
る。この結果、造粒・焼成炉１０６のフリーボード１１
４からの抽気排ガス流量と、造粒・焼成炉１０６のフリ
ーボード１１４への循環排ガス流量とが略等しくなり、
仮焼炉１０へ噴入するガス量が常に略一定になって、仮
焼炉１０からの原料の直落が防止され、常に安定した連
続操業を行うことができる。他の構成及び作用等は、実
施の第１形態の場合と同様である。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。（１）原料中や燃料中に含まれるアルカリ、塩素、硫
黄、重金属等の有害な低融点化合物の変化に対応して、
抽気排ガス流量（循環排ガス流量）、冷却用空気流量及
び系外排出の排ガス流量を制御するので、排ガス中の有
害な低融点化合物を効率よく除去して、２炉方式におけ
る造粒炉の上側又は１炉方式における造粒・焼成炉の上
側の排ガス通路等に低融点化合物が凝縮・付着してコー
チングが発生するのを抑制できる。また、複雑な運転操
作の必要なく、常に安定した連続操業が可能となり、し
かも、高品質のセメントクリンカを得ることができる。（２）造粒炉又は造粒・焼成炉のフリーボードから抽
気する抽気排ガス量と略同量のサイクロン排ガスを、造
粒炉又は造粒・焼成炉のフリーボードに戻すように制御
されるので、抽気排ガス量が変動しても、この抽気排ガ
ス量と同量の排ガスが造粒炉又は造粒・焼成炉に入るこ
とになり、仮焼炉スロートのガス流速が確保され、原料
が直落することなく安定運転を継続することができる。
また、フリーボードの温度が低下するので、さらに付着
防止の効果が大きい。（３）２炉方式における造粒炉の上部又は１炉方式に
おける造粒・焼成炉の上部と仮焼炉の下部との間の排ガ
ス通路や、その他の部位のコーチングの発生を抑制でき
るので、凝縮・付着物の除去作業の労力が大幅に軽減さ
れるとともに、装置の連続運転が可能となる。（４）抽気抜出し部に冷却用空気を噴出・供給するの
で、抽気抜出し部の冷却及び抽気排ガスの冷却を効率よ
く行うことができる。とくに、抽気抜出し部を空冷ボッ
クス構造として、多数の空気噴出孔から冷却用空気を噴
出させる場合は、抽気抜出し部が全面均一に冷却され、
また、空気はほぼ全量が抽気の冷却に有効利用される。（５）抽気抜出し部で抽気排ガスは５００〜８００℃
に急冷されるので、それ以降の系統での付着、すなわち
コーチングはなくなる。（６）サイクロンとして、分離粒径１０μm 程度の高
効率サイクロンを用いる場合は、アルカリ等有害物質の
含有量の少ないダストを効率よく捕集することができ、
比較的高温のままで捕集した粗粒ダストの大半を造粒炉
又は造粒・焼成炉に戻すので、原料損失・熱損失がきわ
めて少なくなる。この場合、サイクロンを複数基並列に
設置すれば、１基当たりの径が小さくなり、より効率よ
くダスト分離することができる。（７）サイクロン排ガスの大半を造粒炉又は造粒・焼
成炉に戻して熱回収（原料の予熱・仮焼）するので、熱
損失はきわめて少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態による流動層セメント
焼成・制御装置（２炉方式）の概略構成図である。

【図２】図１における抽気抜出し部の一例を示す断面説
明図である。

【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１における造粒炉の横断面説明図である。た
だし、流動層の図示を省略している。

【図５】図１における抽気抜出し部の他の例を示す断面
説明図である。

【図６】図１における造粒炉のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】図１におけるサイクロンの一例を示す立面説明
図である。

【図８】図１における原料予熱系統まわりの一例で、サ
スペンションプレヒータと仮焼炉とで原料予熱系統を構
成するニューサスペンションプレヒータ（ＮＳＰ）方式
の場合を示す概略構成図である。

【図９】本発明の実施の第２形態による流動層セメント
焼成・制御装置（１炉方式）の概略構成図である。

【図１０】図９における抽気抜出し部の一例を示す断面
説明図である。

【図１１】図１０におけるＤ−Ｄ線断面図である。

【図１２】図９における造粒・焼成炉の横断面説明図で
ある。ただし、流動層の図示を省略している。

【図１３】図９における抽気抜出し部の他の例を示す断
面説明図である。

【図１４】図９における造粒・焼成炉のＣ−Ｃ線断面図
である。

【図１５】図９における原料予熱系統まわりの一例で、
サスペンションプレヒータと仮焼炉とで原料予熱系統を
構成するニューサスペンションプレヒータ（ＮＳＰ）方
式の場合を示す概略構成図である。

【符号の説明】

Ｃ1〜Ｃ4 サイクロン１０仮焼炉１１流動層造粒炉１２流動層焼成炉１４流動層クーラ１６、１０８充填層クーラ１７、１１０排出シュート１８、１１４フリーボード２０、２４排空気導管２２風箱２６、２８、３８冷却用空気供給ファン３０、３２、４０冷却用空気流量調節弁３１排ガス通路３３フリーボード３４、３４ａ、３４ｂ抽気抜出し部３６冷却用空気供給管４４抽気排ガス導管４６サイクロン４８捕集ダスト回収管４９捕集ダスト排出管５０排ガス出口導管５２、５４サイクロン排ガス導管５６熱交換器５８集塵機６０、１０４排ガスファン６２排ガス流量調節弁６３排ガス循環流量調節弁６４排ガス循環ファン６５予熱原料導入管６６分析計６７排出機６８内管６９温度センサー７０空気噴出孔７１冷却用空気流量計７２外管７３排ガス導管７４空気入口７５排ガス流量計７６空冷ボックス７７制御器７８プラグダンパ８０、１１６ガス分散板８２、１１８造粒物落下口８４、１２０排出溝部８６、１２２ノズル８８サイクロン排ガス導入口９０排ガス導入口９２排ガス排出管９４円筒胴体９６略逆円錐胴体９８拡大壁部１００略逆円錐胴部１０２サスペンションプレヒータ１０６流動層造粒・焼成炉１１２スロート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市谷昇神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者向井克治東京都千代田区神田美土代町１番地住友大阪セメント株式会社内 (72)発明者石鉢俊幸東京都千代田区神田美土代町１番地住友大阪セメント株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 7/60 C04B 7/45

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原料予熱系統で予熱されたセメント原料
粉を流動層式又は噴流層式の造粒炉に導入して造粒し、
ついで、造粒炉から造粒物を分級排出して流動層焼成炉
に投入し焼成した後、焼成物を冷却器に導入して冷却す
るセメントクリンカの焼成方法において、造粒炉排ガス
の一部を造粒炉のフリーボードから抽気するとともに、
抽気抜出し部に冷却用空気を噴出・供給して抽気排ガス
を５００〜８００℃の範囲に冷却した後、この冷却排ガ
スをサイクロンに導入して粗粒ダストを分離捕集し、捕
集された粗粒ダストの少なくとも一部を造粒炉に戻すと
ともに、サイクロン排ガスの一部を造粒炉のフリーボー
ドに循環導入し、サイクロン排ガスの残部を系外に排出
する方法であって、原料予熱系統から造粒炉に導入する予熱原料粉をサンプ
リングして有害物質含有量を分析し、分析結果が目標値
になるように造粒炉のフリーボードに循環導入する排ガ
ス流量を制御するとともに、この循環排ガスと略等しい
流量である抽気排ガスが冷却されて５００〜８００℃の
範囲になるようにサイクロン入口又はサイクロン出口の
排ガス温度を検出して冷却用空気流量を制御し、かつ、
系外に排出する排ガス流量を冷却用空気流量と略等しく
して抽気排ガス流量が循環排ガス流量と略同量となるよ
うに、冷却用空気流量及び系外排出の排ガス流量を検出
して系外排出の排ガス流量を制御することを特徴とする
流動層セメント焼成・制御方法。
【請求項２】原料予熱系統で予熱されたセメント原料
粉を流動層式の造粒・焼成炉に導入して造粒・焼成し、
ついで、造粒・焼成炉から造粒・焼成物を分級排出して
冷却器に導入し冷却するセメントクリンカの焼成方法に
おいて、造粒・焼成炉排ガスの一部を造粒・焼成炉のフ
リーボードから抽気するとともに、抽気抜出し部に冷却
用空気を噴出・供給して抽気排ガスを５００〜８００℃
の範囲に冷却した後、この冷却排ガスをサイクロンに導
入して粗粒ダストを分離捕集し、捕集された粗粒ダスト
の少なくとも一部を造粒・焼成炉に戻すとともに、サイ
クロン排ガスの一部を造粒・焼成炉のフリーボードに循
環導入し、サイクロン排ガスの残部を系外に排出する方
法であって、原料予熱系統から造粒・焼成炉に導入する予熱原料粉を
サンプリングして有害物質含有量を分析し、分析結果が
目標値になるように造粒・焼成炉のフリーボードに循環
導入する排ガス流量を制御するとともに、この循環排ガ
スと略等しい流量である抽気排ガスが冷却されて５００
〜８００℃の範囲になるようにサイクロン入口又はサイ
クロン出口の排ガス温度を検出して冷却用空気流量を制
御し、かつ、系外に排出する排ガス流量を冷却用空気流
量と略等しくして抽気排ガス流量が循環排ガス流量と略
同量となるように、冷却用空気流量及び系外排出の排ガ
ス流量を検出して系外排出の排ガス流量を制御すること
を特徴とする流動層セメント焼成・制御方法。
【請求項３】系外に排出されるサイクロン排ガスを、
熱回収又は冷却した後、集塵機に導入して微粒ダストを
除去する請求項１又は２記載の流動層セメント焼成・制
御方法。
【請求項４】抽気抜出し部を空冷ボックス構造にして
多数の空気噴出孔から冷却用空気を抽気排ガス中に噴出
させ、抽気抜出し部の全面を均一に冷却する請求項１、
２又は３記載の流動層セメント焼成・制御方法。
【請求項５】サイクロンで捕集された粗粒ダストの一
部を系外に排出する請求項１〜４のいずれかに記載の流
動層セメント焼成・制御方法。
【請求項６】サイクロンとして、粒径１０μm 程度以
上の粗粒ダストを捕集できるものを、１基又は複数基並
列に接続して用いる請求項１〜５のいずれかに記載の流
動層セメント焼成・制御方法。
【請求項７】サスペンションプレヒータと仮焼炉とか
らなる原料予熱系統と、予熱された原料を造粒する流動
層式又は噴流層式の造粒炉と、造粒炉の側部の排出シュ
ートから分級排出された造粒物を焼成する流動層焼成炉
と、流動層焼成炉からの焼成物を冷却する冷却器とを備
えたセメント焼成装置において、造粒炉のフリーボード
に排ガスの一部を抽気するための抽気抜出し部を設け、
この抽気抜出し部に冷却用空気供給管を接続するととも
に、この抽気抜出し部に抽気排ガス導管を介して１基又
は並列複数基のサイクロンを接続し、該サイクロンの底
部と造粒炉とを捕集ダスト回収管を介して接続し、該サ
イクロンの排ガス出口導管を分岐し、一方のサイクロン
排ガス導管を造粒炉のフリーボードに接続し、他方のサ
イクロン排ガス導管に熱交換器又は冷却器、及び集塵機
を直列に設けた装置であって、原料予熱系統から造粒炉に予熱原料粉を導入する予熱原
料導入管に有害物質を分析するための分析計が接続さ
れ、この分析計とサイクロンから造粒炉のフリーボード
に排ガスを循環導入するサイクロン排ガス導管に設けら
れた排ガス循環流量調節弁とが、循環排ガス流量を制御
して前記分析計での分析値が目標値になるような排ガス
流量に制御できるように連動接続され、かつ、前記抽気
排ガス導管のサイクロン入口又は前記排ガス出口導管の
サイクロン出口に温度センサーが配設され、循環排ガス
と略等しい流量である抽気排ガスが目標とする温度に冷
却されるように、温度センサーと冷却用空気供給管に設
けられた冷却用空気流量調節弁とが連動接続され、さら
に、この冷却用空気供給管に冷却用空気流量計が配設さ
れ、集塵機からの排ガス導管に排ガス流量計が配設さ
れ、系外排出の排ガス流量を冷却用空気流量と略等しく
して抽気排ガス流量が循環排ガス流量と略同量となるよ
うに、冷却用空気流量計及び排ガス流量計と、集塵機か
らの排ガス導管に設けられた排ガス流量調節弁とが連動
接続されたことを特徴とする流動層セメント焼成・制御
装置。
【請求項８】サスペンションプレヒータと仮焼炉とか
らなる原料予熱系統と、予熱された原料を造粒・焼成す
る流動層式の造粒・焼成炉と、造粒・焼成炉の側部の排
出シュートから分級排出された造粒・焼成物を冷却する
冷却器とを備えたセメント焼成装置において、造粒・焼
成炉のフリーボードに排ガスの一部を抽気するための抽
気抜出し部を設け、この抽気抜出し部に冷却用空気供給
管を接続するとともに、この抽気抜出し部に抽気排ガス
導管を介して１基又は並列複数基のサイクロンを接続
し、該サイクロンの底部と造粒・焼成炉とを捕集ダスト
回収管を介して接続し、該サイクロンの排ガス出口導管
を分岐し、一方のサイクロン排ガス導管を造粒・焼成炉
のフリーボードに接続し、他方のサイクロン排ガス導管
に熱交換器又は冷却器、及び集塵機を直列に設けた装置
であって、原料予熱系統から造粒・焼成炉に予熱原料粉を導入する
予熱原料導入管に有害物質を分析するための分析計が接
続され、この分析計とサイクロンから造粒・焼成炉のフ
リーボードに排ガスを循環導入するサイクロン排ガス導
管に設けられた排ガス循環流量調節弁とが、循環排ガス
流量を制御して前記分析計での分析値が目標値になるよ
うな排ガス流量に制御できるように連動接続され、か
つ、前記抽気排ガス導管のサイクロン入口又は前記排ガ
ス出口導管のサイクロン出口に温度センサーが配設さ
れ、循環排ガスと略等しい流量である抽気排ガスが目標
とする温度に冷却されるように、温度センサーと冷却用
空気供給管に設けられた冷却用空気流量調節弁とが連動
接続され、さらに、この冷却用空気供給管に冷却用空気
流量計が配設され、集塵機からの排ガス導管に排ガス流
量計が配設され、系外排出の排ガス流量を冷却用空気流
量と略等しくして抽気排ガス流量が循環排ガス流量と略
同量となるように、冷却用空気流量計及び排ガス流量計
と、集塵機からの排ガス導管に設けられた排ガス流量調
節弁とが連動接続されたことを特徴とする流動層セメン
ト焼成・制御装置。
【請求項９】抽気抜出し部が、内管に多数の噴出孔を
有する二重管からなる空冷ボックス構造である請求項７
又は８記載の流動層セメント焼成・制御装置。
【請求項１０】サイクロンの底部に、捕集ダスト回収
管を設けるとともに、捕集したダストの一部を系外に排
出するための捕集ダスト排出管を設けた請求項７、８又
は９記載の流動層セメント焼成・制御装置。
【請求項１１】原料予熱系統が、仮焼炉を省略してサ
スペンションプレヒータのみで構成されている請求項７
〜１０のいずれかに記載の流動層セメント焼成・制御装
置。
【請求項１２】サイクロンが、上側部に接線方向に排
ガスを導入する排ガス導入口を有するとともに、上面中
央部に排ガス排出管を有する円筒胴体の下部に、略逆円
錐胴体を連設し、この略逆円錐胴体の下部に拡大壁部を
連設し、さらに、この拡大壁部に略逆円錐胴部を連設
し、略逆円錐胴体の下端部内径Ｄ1と排ガス排出管の内
径ｄがＤ1≧ｄの関係を有し、円筒胴体の内径Ｄと拡大
壁部の下端部内径Ｄ2との間にＤ2＝（０．８〜１．０）
×Ｄの関係を有するようにした高効率サイクロンである
請求項７〜１１のいずれかに記載の流動層セメント焼成
・制御装置。