JP3475701B2 - セメント原料焼成装置 - Google Patents
セメント原料焼成装置Info
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- cement raw
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント原料焼成
系内における塩化アルカリ等の揮発性成分の存在量を低
減するために、セメントキルン排ガスの一部を抽気して
処理する装置を備えたセメント原料焼成装置に関する。
系内における塩化アルカリ等の揮発性成分の存在量を低
減するために、セメントキルン排ガスの一部を抽気して
処理する装置を備えたセメント原料焼成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年セメント産業では、セメント原料の
一部として産業廃棄物の利用が進められているが、産業
廃棄物にはナトリウム、カリウム等のアルカリや塩素、
硫黄等、種々の揮発性の不純物が含まれており、ＳＰキ
ルン（サスペンションプレヒータ方式）やＮＳＰキルン
（仮焼炉付きサスペンションプレヒータ方式）等のセメ
ントキルンに利用すると、揮発性の低融点化合物である
塩化アルカリ等が生成する。セメント原料や燃料からＳ
Ｐキルン、ＮＳＰキルン等セメント原料焼成系内に持ち
込まれた揮発性の不純物は、高温となっているキルン内
では気化しているが、キルン内より低温であるプレヒー
タ内では低融点化合物となって再度キルン内に持ち込ま
れることで系内を循環し、次第に濃縮されて揮発性成分
の濃度も高くなる。揮発性成分は必然的にクリンカ中に
取り込まれてセメントの品質低下を招くだけでなく、低
融点化合物、主として塩化アルカリがプレヒータ等セメ
ント原料焼成系内に付着していわゆるコーチングを発生
・成長させて経路の閉塞を起こすため、運転停止等を余
儀なくされる原因となっている。これらの問題点を解決
する方法として、従来、セメント原料焼成系内から揮発
性成分を含むセメントキルン排ガスの一部を抽気、処理
して主に塩化アルカリを除去することにより焼成系内の
アルカリ塩化物を低減させる所謂アルカリバイパスまた
は塩素バイパスと呼ばれている方法が知られている。
一部として産業廃棄物の利用が進められているが、産業
廃棄物にはナトリウム、カリウム等のアルカリや塩素、
硫黄等、種々の揮発性の不純物が含まれており、ＳＰキ
ルン（サスペンションプレヒータ方式）やＮＳＰキルン
（仮焼炉付きサスペンションプレヒータ方式）等のセメ
ントキルンに利用すると、揮発性の低融点化合物である
塩化アルカリ等が生成する。セメント原料や燃料からＳ
Ｐキルン、ＮＳＰキルン等セメント原料焼成系内に持ち
込まれた揮発性の不純物は、高温となっているキルン内
では気化しているが、キルン内より低温であるプレヒー
タ内では低融点化合物となって再度キルン内に持ち込ま
れることで系内を循環し、次第に濃縮されて揮発性成分
の濃度も高くなる。揮発性成分は必然的にクリンカ中に
取り込まれてセメントの品質低下を招くだけでなく、低
融点化合物、主として塩化アルカリがプレヒータ等セメ
ント原料焼成系内に付着していわゆるコーチングを発生
・成長させて経路の閉塞を起こすため、運転停止等を余
儀なくされる原因となっている。これらの問題点を解決
する方法として、従来、セメント原料焼成系内から揮発
性成分を含むセメントキルン排ガスの一部を抽気、処理
して主に塩化アルカリを除去することにより焼成系内の
アルカリ塩化物を低減させる所謂アルカリバイパスまた
は塩素バイパスと呼ばれている方法が知られている。
【０００３】この塩素バイバス法の原理は、抽気ガスを
バイパス経路内で冷却し、含まれる揮発性アルカリを液
化または固化して捕集・除去し、結果としてセメント原
料焼成系内を循環する揮発性成分の量を低減するもので
あるが、ボール、鎖等の固体冷媒を使用する一部のもの
を除いて、冷却空気または水散布で冷却し、抽気ガスに
同伴するセメント原料ダスト上に揮発性成分の大部分を
固定化して捕集・除去する方式が採用されている。すな
わち、塩素バイパス法では抽気ガスにセメント原料が同
伴するのは不可避であるが、一方では、抽気される揮発
性成分がその表面に冷却固定化される媒体としての働き
を有しており、塩素バイパスの主流である空気または水
冷却方式においては、装置の運転上、不可欠の成分とな
っている。しかし、抽気ガスにセメント原料が同伴する
ことによる原料ロス及び、高温のキルン排ガスの一部を
抽気することによる熱エネルギーのロスは不可避である
ため、多量のセメント原料の同伴は、原料ロス、熱エネ
ルギーロスの増大に繋がるだけでなく、バイパス経路内
での閉塞の原因となり、処理装置の安定運転に支障を来
す原因となる。従って、抽気ガスに同伴するセメント原
料の量は、処理装置の本来目的とする、セメント原料焼
成装置からの揮発性成分の低減が達成される限り低い方
が良い。
バイパス経路内で冷却し、含まれる揮発性アルカリを液
化または固化して捕集・除去し、結果としてセメント原
料焼成系内を循環する揮発性成分の量を低減するもので
あるが、ボール、鎖等の固体冷媒を使用する一部のもの
を除いて、冷却空気または水散布で冷却し、抽気ガスに
同伴するセメント原料ダスト上に揮発性成分の大部分を
固定化して捕集・除去する方式が採用されている。すな
わち、塩素バイパス法では抽気ガスにセメント原料が同
伴するのは不可避であるが、一方では、抽気される揮発
性成分がその表面に冷却固定化される媒体としての働き
を有しており、塩素バイパスの主流である空気または水
冷却方式においては、装置の運転上、不可欠の成分とな
っている。しかし、抽気ガスにセメント原料が同伴する
ことによる原料ロス及び、高温のキルン排ガスの一部を
抽気することによる熱エネルギーのロスは不可避である
ため、多量のセメント原料の同伴は、原料ロス、熱エネ
ルギーロスの増大に繋がるだけでなく、バイパス経路内
での閉塞の原因となり、処理装置の安定運転に支障を来
す原因となる。従って、抽気ガスに同伴するセメント原
料の量は、処理装置の本来目的とする、セメント原料焼
成装置からの揮発性成分の低減が達成される限り低い方
が良い。
【０００４】 抽気ガスに同伴するセメント原料濃度
は、抽気場所は勿論、抽気率にも依存することが考えら
れるが、抽気率の影響を検討したものはなく、従来のア
ルカリバイパス技術では、一般に、１容量％以上の高い
抽気率が採用されている。例えば、特開平２−１１６６
４９号公報には、抽気率をキルン排ガスの１〜２容量％
とする技術が開示されており、特開昭６３−２６５８４
７号公報には、２〜５容量％とする技術が開示されてい
る。特公平３−７２０２７号公報では抽気率は更に大き
く、１０〜２０容量％のものが開示されている。しか
し、こういう高い抽気率では、抽気ガスに同伴するセメ
ント原料濃度も高くなり、それに起因する種々のトラブ
ルの回避は不可能である。尚、ここでいう抽気率は、セ
メント原料焼成系を単位時間に流れるキルン排ガス容量
（標準状態換算）に対する、単位時間に抽気される抽気
ガス容量（標準状態換算）の割合として定義される。
は、抽気場所は勿論、抽気率にも依存することが考えら
れるが、抽気率の影響を検討したものはなく、従来のア
ルカリバイパス技術では、一般に、１容量％以上の高い
抽気率が採用されている。例えば、特開平２−１１６６
４９号公報には、抽気率をキルン排ガスの１〜２容量％
とする技術が開示されており、特開昭６３−２６５８４
７号公報には、２〜５容量％とする技術が開示されてい
る。特公平３−７２０２７号公報では抽気率は更に大き
く、１０〜２０容量％のものが開示されている。しか
し、こういう高い抽気率では、抽気ガスに同伴するセメ
ント原料濃度も高くなり、それに起因する種々のトラブ
ルの回避は不可能である。尚、ここでいう抽気率は、セ
メント原料焼成系を単位時間に流れるキルン排ガス容量
（標準状態換算）に対する、単位時間に抽気される抽気
ガス容量（標準状態換算）の割合として定義される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セメント原
料焼成装置系内からの揮発性成分の低減は勿論のこと、
抽気ガス処理装置自体の長期安定運転および処理装置の
簡素化を可能にする、抽気した排ガス中に含まれるセメ
ント原料濃度の低い抽気装置を具備したセメント原料焼
成装置の提供を目的とする。
料焼成装置系内からの揮発性成分の低減は勿論のこと、
抽気ガス処理装置自体の長期安定運転および処理装置の
簡素化を可能にする、抽気した排ガス中に含まれるセメ
ント原料濃度の低い抽気装置を具備したセメント原料焼
成装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、ライジン
グダクトまたはインレットフッド内の特定の位置に設定
され、キルン排ガスから１容量％未満のキルン排ガスを
抽気するための抽気管を有する抽気排ガス処理装置を備
えたセメント原料焼成装置が、上記課題を解決する装置
となることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本
発明は、セメントキルン排ガスの一部を抽気して、セメ
ント原料焼成系内の塩化アルカリ等の揮発性成分を低減
させる抽気排ガス処理装置を備えるセメント原料焼成装
置において、セメント原料予熱装置の最下部でキルンと
連結した曲がり部ダクト（以下インレットフッドと称
す）から概ね上方に延びているキルン排ガス煙道（以下
ライジングダクトと称す）のキルン側の側面で、且つ、
ライジングダクト下端からキルン径に相当する高さの範
囲に、抽気処理するガスとしてキルン排ガス量の１容量
％未満を抽気するための抽気管が接続された構造を有す
ることを特徴とするセメント原料焼成装置に関する。ま
た、本発明は、セメントキルン排ガスの一部を抽気し
て、セメント原料焼成系内の塩化アルカリ等の揮発性成
分を低減させる抽気排ガス処理装置を備えるセメント原
料焼成装置において、インレットフッドのキルン側の面
で、且つ、キルン最上部よりキルン径の１／３下方の位
置からインレットフッド上端までの高さの範囲に、抽気
処理するガスとしてキルン排ガス量の１容量％未満を抽
気するための抽気管が、抽気口面積の８割以上が位置す
るように接続された構造を有することを特徴とするセメ
ント原料焼成装置に関する。以下に本発明を説明する。
グダクトまたはインレットフッド内の特定の位置に設定
され、キルン排ガスから１容量％未満のキルン排ガスを
抽気するための抽気管を有する抽気排ガス処理装置を備
えたセメント原料焼成装置が、上記課題を解決する装置
となることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本
発明は、セメントキルン排ガスの一部を抽気して、セメ
ント原料焼成系内の塩化アルカリ等の揮発性成分を低減
させる抽気排ガス処理装置を備えるセメント原料焼成装
置において、セメント原料予熱装置の最下部でキルンと
連結した曲がり部ダクト（以下インレットフッドと称
す）から概ね上方に延びているキルン排ガス煙道（以下
ライジングダクトと称す）のキルン側の側面で、且つ、
ライジングダクト下端からキルン径に相当する高さの範
囲に、抽気処理するガスとしてキルン排ガス量の１容量
％未満を抽気するための抽気管が接続された構造を有す
ることを特徴とするセメント原料焼成装置に関する。ま
た、本発明は、セメントキルン排ガスの一部を抽気し
て、セメント原料焼成系内の塩化アルカリ等の揮発性成
分を低減させる抽気排ガス処理装置を備えるセメント原
料焼成装置において、インレットフッドのキルン側の面
で、且つ、キルン最上部よりキルン径の１／３下方の位
置からインレットフッド上端までの高さの範囲に、抽気
処理するガスとしてキルン排ガス量の１容量％未満を抽
気するための抽気管が、抽気口面積の８割以上が位置す
るように接続された構造を有することを特徴とするセメ
ント原料焼成装置に関する。以下に本発明を説明する。
【０００７】本発明者らは先ず、小規模のセメントキル
ン排ガス処理用テスト装置による実験を行った。これに
より、抽気位置によってセメント原料同伴量は大きく異
なるが、揮発性成分の除去量すなわち焼成系からの揮発
性成分除去効果はほとんど変わらないことを知った。ま
た、抽気排ガスに同伴するセメント原料濃度がテスト装
置内のコーチング成長速度に影響を及ぼし、この濃度が
高いとコーチング成長が速いことが確かめられた。更
に、抽気ガスに同伴するセメント原料濃度が抽気率の低
下と共に低下することから、抽気ガスに同伴するセメン
ト原料量の低下率は抽気率の低下率より大となり、結果
として、抽気率が下がると捕集ダスト中に含まれる揮発
性成分濃度が高くなることを見出した。小規模テスト装
置で得られたこれ等の結果を総合すると、セメント原料
焼成系からの揮発性成分の除去は、セメント原料同伴量
が成るべく少なくなるように抽気する方が好ましいこ
と、そのためには、キルン排ガス中に含まれるセメント
原料濃度の低い部分から抽気することおよび抽気率は、
セメント原料焼成系内からの揮発性成分の目的除去量を
達成できる範囲内では、出来るだけ小さくする方が良い
ということが示唆された。
ン排ガス処理用テスト装置による実験を行った。これに
より、抽気位置によってセメント原料同伴量は大きく異
なるが、揮発性成分の除去量すなわち焼成系からの揮発
性成分除去効果はほとんど変わらないことを知った。ま
た、抽気排ガスに同伴するセメント原料濃度がテスト装
置内のコーチング成長速度に影響を及ぼし、この濃度が
高いとコーチング成長が速いことが確かめられた。更
に、抽気ガスに同伴するセメント原料濃度が抽気率の低
下と共に低下することから、抽気ガスに同伴するセメン
ト原料量の低下率は抽気率の低下率より大となり、結果
として、抽気率が下がると捕集ダスト中に含まれる揮発
性成分濃度が高くなることを見出した。小規模テスト装
置で得られたこれ等の結果を総合すると、セメント原料
焼成系からの揮発性成分の除去は、セメント原料同伴量
が成るべく少なくなるように抽気する方が好ましいこ
と、そのためには、キルン排ガス中に含まれるセメント
原料濃度の低い部分から抽気することおよび抽気率は、
セメント原料焼成系内からの揮発性成分の目的除去量を
達成できる範囲内では、出来るだけ小さくする方が良い
ということが示唆された。
【０００８】小規模のテスト装置に代え、実装置と同規
模の実験装置で行なった結果でも、小規模テスト装置で
得られた結果を確認することが出来た。すなわち、ライ
ジングダクト内のキルン排ガス流れが弱い位置を選択し
て、キルン排ガスの１容量％未満を抽出することが出来
る抽気管を設置し、抽気率を１容量％未満とすると抽気
排ガスにはセメント原料がほとんど同伴しないこと、抽
気率１容量％未満でもセメント原料焼成装置内を循環す
る揮発性成分量を目的とする値まで低減することが可能
であることを確認した。また、この方法では、抽気ガス
中にセメント原料をほとんど含まないことから、従来の
装置では必要であったサイクロン等のセメント原料と揮
発性成分を分離する装置や、セメント原料の排出という
複雑な操作が不要となり、装置の簡略化が図れるだけで
なく、コーチング成長を抑制できることから装置の長期
安定運転が可能なことも確かめられ、本発明を完成し
た。
模の実験装置で行なった結果でも、小規模テスト装置で
得られた結果を確認することが出来た。すなわち、ライ
ジングダクト内のキルン排ガス流れが弱い位置を選択し
て、キルン排ガスの１容量％未満を抽出することが出来
る抽気管を設置し、抽気率を１容量％未満とすると抽気
排ガスにはセメント原料がほとんど同伴しないこと、抽
気率１容量％未満でもセメント原料焼成装置内を循環す
る揮発性成分量を目的とする値まで低減することが可能
であることを確認した。また、この方法では、抽気ガス
中にセメント原料をほとんど含まないことから、従来の
装置では必要であったサイクロン等のセメント原料と揮
発性成分を分離する装置や、セメント原料の排出という
複雑な操作が不要となり、装置の簡略化が図れるだけで
なく、コーチング成長を抑制できることから装置の長期
安定運転が可能なことも確かめられ、本発明を完成し
た。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を示す図面
を参照して、本発明のセメントキルン排ガスの処理装置
の詳細を説明する。尚、図１〜図４において、同一部分
においては同一符号が付されている。また、揮発性アル
カリ化合物はほとんどが塩化アルカリとして存在してい
るので、揮発性アルカリ化合物濃度について言及する場
合には、揮発性アルカリ化合物濃度に代えて塩素濃度で
表わすことにする。
を参照して、本発明のセメントキルン排ガスの処理装置
の詳細を説明する。尚、図１〜図４において、同一部分
においては同一符号が付されている。また、揮発性アル
カリ化合物はほとんどが塩化アルカリとして存在してい
るので、揮発性アルカリ化合物濃度について言及する場
合には、揮発性アルカリ化合物濃度に代えて塩素濃度で
表わすことにする。
【００１０】図１は、本発明のセメント原料焼成装置構
成の概略を示す図であり、ライジングダクト１Ｂのキル
ン側壁面に抽気管２を接続した例を示す。
成の概略を示す図であり、ライジングダクト１Ｂのキル
ン側壁面に抽気管２を接続した例を示す。
【００１１】図２は、前記焼成装置の内の抽気排ガス処
理工程を示す概略図である。ライジングダクト１Ｂのキ
ルン側壁面には、キルン排ガスの１容量％未満を抽気す
るための抽気管２が接続されており、ライジングダクト
１Ｂから約１１００℃の排ガスが、抽気管２を経由して
冷却室３に導かれる。この抽気管２は、キルン排ガス量
の１容量％未満を抽気出来るように設計されている。冷
却室３に導入された排ガスは、冷却室３内において冷却
空気ファン４によって入口３Ａから冷却室の接線方向に
向かって吹き込まれた空気の旋回流によって３５０℃以
下、好ましくは約２８０℃以下に冷却される。尚、冷却
室へ吹き込まれた冷却用空気の旋回流の一部は、抽気管
２内壁に沿って抽気口方向へ逆流してエアカーテンを形
成し抽気管２内壁におけるコーチング発生を抑制出来る
ことから、抽気ガス流速を、エアカーテンが抽気管先端
まで到達可能であり、且つ、経済的な流速である８〜１
５ｍ／秒の範囲に設定して、抽気管２の内壁におけるコ
ーチング発生を完全に防止することにより、抽気排ガス
処理装置の稼動を更に円滑にすることができる。排ガス
中の揮発性成分は、冷却室３、チャンバ５を経由される
間に十分冷却されてヒュームとなり、排気ファンに吸引
されて集塵機６で捕集、除去されるが、含まれるセメン
ト原料濃度が低くなるように抽気しているため、集塵機
６で捕集されるダストにはセメント原料はほとんど含ま
れない。
理工程を示す概略図である。ライジングダクト１Ｂのキ
ルン側壁面には、キルン排ガスの１容量％未満を抽気す
るための抽気管２が接続されており、ライジングダクト
１Ｂから約１１００℃の排ガスが、抽気管２を経由して
冷却室３に導かれる。この抽気管２は、キルン排ガス量
の１容量％未満を抽気出来るように設計されている。冷
却室３に導入された排ガスは、冷却室３内において冷却
空気ファン４によって入口３Ａから冷却室の接線方向に
向かって吹き込まれた空気の旋回流によって３５０℃以
下、好ましくは約２８０℃以下に冷却される。尚、冷却
室へ吹き込まれた冷却用空気の旋回流の一部は、抽気管
２内壁に沿って抽気口方向へ逆流してエアカーテンを形
成し抽気管２内壁におけるコーチング発生を抑制出来る
ことから、抽気ガス流速を、エアカーテンが抽気管先端
まで到達可能であり、且つ、経済的な流速である８〜１
５ｍ／秒の範囲に設定して、抽気管２の内壁におけるコ
ーチング発生を完全に防止することにより、抽気排ガス
処理装置の稼動を更に円滑にすることができる。排ガス
中の揮発性成分は、冷却室３、チャンバ５を経由される
間に十分冷却されてヒュームとなり、排気ファンに吸引
されて集塵機６で捕集、除去されるが、含まれるセメン
ト原料濃度が低くなるように抽気しているため、集塵機
６で捕集されるダストにはセメント原料はほとんど含ま
れない。
【００１２】図３及び図４は、コンピュータシミュレー
ションにより求めた、キルン、インレットフッド、ライ
ジングダクト部におけるキルン排ガスの流れ図である。
図３は、キルン、インレットフッド、ライジングダクト
部に抽気口を設けなかった場合のａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−
ｃの断面における流線の概略を夫々、（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）で示す。ライジングダクトのある部分にキルン排
ガス流が弱くなっている澱みが形成されていることが分
かる。また、図４には、上記、ライジングダクトのキル
ン排ガス流が弱くなっている澱み部分に抽気口を設け、
１容量％未満［図４（ａ）］、１容量％以上［図４
（ｂ）］の抽気率で抽気した場合の、キルン排ガス流の
流線の概略を示す。抽気率が低いと、ガスのほとんどが
澱み部分から抽気されるが、抽気率が高くなると、澱み
部分からだけでなく煙道中心付近を流れるガスも抽気さ
れることが分かる。
ションにより求めた、キルン、インレットフッド、ライ
ジングダクト部におけるキルン排ガスの流れ図である。
図３は、キルン、インレットフッド、ライジングダクト
部に抽気口を設けなかった場合のａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−
ｃの断面における流線の概略を夫々、（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）で示す。ライジングダクトのある部分にキルン排
ガス流が弱くなっている澱みが形成されていることが分
かる。また、図４には、上記、ライジングダクトのキル
ン排ガス流が弱くなっている澱み部分に抽気口を設け、
１容量％未満［図４（ａ）］、１容量％以上［図４
（ｂ）］の抽気率で抽気した場合の、キルン排ガス流の
流線の概略を示す。抽気率が低いと、ガスのほとんどが
澱み部分から抽気されるが、抽気率が高くなると、澱み
部分からだけでなく煙道中心付近を流れるガスも抽気さ
れることが分かる。
【００１３】図５及び図６には、本発明のセメント原料
焼成装置が具備する抽気ガス処理装置の抽気部の概略図
を示す。図５は、本発明の一実施例であり、ライジング
ダクト１Ｂのキルン側壁面に抽気口を設定した場合であ
る。この部分は、図３に示すように、窯尻部テーパーの
存在とインレットフッド１Ａの急な曲がりによって、キ
ルン排ガス流れの弱い部分すなわち澱みが形成され、キ
ルン排ガス中のセメント原料濃度が低くなっている場所
である。図４（ａ）の流線が示すように、ここから抽気
率を１容量％未満に抑えてガスを抽気すると、塩素濃度
を低下させずに、抽気部近傍のセメント原料濃度が低い
部分（ダスト濃度１０〜５０ｇ／Ｎｍ3 ）からだけの抽
気が可能となり、集塵機６で捕集されるダスト中にはセ
メント原料はほとんど含まれない。しかし、図４（ｂ）
の流線が示すように、抽気率が１容量％以上になると、
抽気口近傍に留まらず、抽気口から遠い、キルン排ガス
流の流れが強くセメント原料濃度の高い部分（ダスト濃
度約１３０ｇ／Ｎｍ3 ）からも一部抽気され、集塵機６
で捕集されるダスト中に含まれるセメント原料が多くな
るが、抽気ガス中の揮発性成分量はほとんど変化しない
ので、ダスト中の塩素濃度は低くなる。
焼成装置が具備する抽気ガス処理装置の抽気部の概略図
を示す。図５は、本発明の一実施例であり、ライジング
ダクト１Ｂのキルン側壁面に抽気口を設定した場合であ
る。この部分は、図３に示すように、窯尻部テーパーの
存在とインレットフッド１Ａの急な曲がりによって、キ
ルン排ガス流れの弱い部分すなわち澱みが形成され、キ
ルン排ガス中のセメント原料濃度が低くなっている場所
である。図４（ａ）の流線が示すように、ここから抽気
率を１容量％未満に抑えてガスを抽気すると、塩素濃度
を低下させずに、抽気部近傍のセメント原料濃度が低い
部分（ダスト濃度１０〜５０ｇ／Ｎｍ3 ）からだけの抽
気が可能となり、集塵機６で捕集されるダスト中にはセ
メント原料はほとんど含まれない。しかし、図４（ｂ）
の流線が示すように、抽気率が１容量％以上になると、
抽気口近傍に留まらず、抽気口から遠い、キルン排ガス
流の流れが強くセメント原料濃度の高い部分（ダスト濃
度約１３０ｇ／Ｎｍ3 ）からも一部抽気され、集塵機６
で捕集されるダスト中に含まれるセメント原料が多くな
るが、抽気ガス中の揮発性成分量はほとんど変化しない
ので、ダスト中の塩素濃度は低くなる。
【００１４】図６は、本発明の他の実施例を示すもので
あり、プレヒータのライジングダクト１Ｂ前面のキルン
側の壁面の、排ガス流れの比較的弱い、キルン１からプ
レヒータへ戻るセメント原料濃度が低くなっている位置
に抽気管２を接続し、且つ、その上方にひさし１Ｃを設
けた例である。この壁面の流れの弱い部分には、図３に
示した通り、主流と逆の流れが生じており、そのためセ
メント原料の一部が壁面に沿って上から下へと流れる。
この部分の内壁の抽気管２の上方にひさし１Ｃを設ける
と、逆流に乗って流れるセメント原料は抽気管２上方
で、排ガス流れの強い主流に戻され、抽気管２から抽気
されるセメント原料の量を低減することが可能となる。
ひさし１Ｃは、小さすぎると逆流に乗ってくるセメント
原料を主流側に押し戻す効果が十分でなく、また、大き
すぎるとダクト内の排ガス全体の流れを妨害するため、
セメント原料焼成装置全体の運転状況が悪化するので好
ましくない。従って、ひさし１Ｃの幅は、抽気管径の
１．５〜５倍、好ましくは２〜３倍とし、ダクト内での
出っ張り長さは同じく抽気管径の１／３〜２倍、好まし
くは１／２〜１．５倍とするのが良い。ひさし１Ｃを取
り付けることにより、ほヾセメント原料濃度の低いガス
（ダスト濃度１０〜５０ｇ／Ｎｍ3 ）のみよりなるガス
の抽気が可能となり、集塵機６で捕集されるダストに含
まれる塩素の量は、通常３０重量％、最低でも１５重量
％と高く、セメント原料焼成系内からの塩化アルカリの
低減は十分達せられる。
あり、プレヒータのライジングダクト１Ｂ前面のキルン
側の壁面の、排ガス流れの比較的弱い、キルン１からプ
レヒータへ戻るセメント原料濃度が低くなっている位置
に抽気管２を接続し、且つ、その上方にひさし１Ｃを設
けた例である。この壁面の流れの弱い部分には、図３に
示した通り、主流と逆の流れが生じており、そのためセ
メント原料の一部が壁面に沿って上から下へと流れる。
この部分の内壁の抽気管２の上方にひさし１Ｃを設ける
と、逆流に乗って流れるセメント原料は抽気管２上方
で、排ガス流れの強い主流に戻され、抽気管２から抽気
されるセメント原料の量を低減することが可能となる。
ひさし１Ｃは、小さすぎると逆流に乗ってくるセメント
原料を主流側に押し戻す効果が十分でなく、また、大き
すぎるとダクト内の排ガス全体の流れを妨害するため、
セメント原料焼成装置全体の運転状況が悪化するので好
ましくない。従って、ひさし１Ｃの幅は、抽気管径の
１．５〜５倍、好ましくは２〜３倍とし、ダクト内での
出っ張り長さは同じく抽気管径の１／３〜２倍、好まし
くは１／２〜１．５倍とするのが良い。ひさし１Ｃを取
り付けることにより、ほヾセメント原料濃度の低いガス
（ダスト濃度１０〜５０ｇ／Ｎｍ3 ）のみよりなるガス
の抽気が可能となり、集塵機６で捕集されるダストに含
まれる塩素の量は、通常３０重量％、最低でも１５重量
％と高く、セメント原料焼成系内からの塩化アルカリの
低減は十分達せられる。
【００１５】図７は、本発明を利用した、クリンカ日産
量４８００ｔのセメント原料焼成装置に、塩素含有量７
０ｐｐｍ（クリンカ換算）の新原料を供給しながら、
０．９容量％の抽気率で抽気排ガス処理装置を運転した
ときの、プレヒ−タの最下段サイクロンで捕集される原
料（以下Ｃ１原料と称す）中に含まれる塩素濃度の経時
変化を示す。図７において、縦軸はＣ１原料中の塩素濃
度（ｐｐｍ）を、横軸は抽気排ガス処理装置運転時間
（時間）を示す。排ガス処理装置運転開始２４時間後に
は、Ｃ１原料中の塩素濃度は、セメント原料焼成装置本
体のトラブルがほヾ回避可能である濃度（一般に１００
００ｐｐｍ未満といわれている）以下にまで低減されて
おり、塩素バイパスとして十分な性能を示している。こ
のことは、プレヒ−タの各部に付着するコ−チングの量
が大幅に減少し、セメント原料焼成系のコーチングトラ
ブルの発生が抑えられたことからも確かめられた。集塵
機６で捕集されるダスト量は平均で４３ｋｇ／時間と非
常に少なく、セメント原料と捕集ダストを分離する装置
が不要となり抽気排ガス処理装置の簡略化が図れると同
時に、装置の長期安定運転が可能であることも確認され
た。
量４８００ｔのセメント原料焼成装置に、塩素含有量７
０ｐｐｍ（クリンカ換算）の新原料を供給しながら、
０．９容量％の抽気率で抽気排ガス処理装置を運転した
ときの、プレヒ−タの最下段サイクロンで捕集される原
料（以下Ｃ１原料と称す）中に含まれる塩素濃度の経時
変化を示す。図７において、縦軸はＣ１原料中の塩素濃
度（ｐｐｍ）を、横軸は抽気排ガス処理装置運転時間
（時間）を示す。排ガス処理装置運転開始２４時間後に
は、Ｃ１原料中の塩素濃度は、セメント原料焼成装置本
体のトラブルがほヾ回避可能である濃度（一般に１００
００ｐｐｍ未満といわれている）以下にまで低減されて
おり、塩素バイパスとして十分な性能を示している。こ
のことは、プレヒ−タの各部に付着するコ−チングの量
が大幅に減少し、セメント原料焼成系のコーチングトラ
ブルの発生が抑えられたことからも確かめられた。集塵
機６で捕集されるダスト量は平均で４３ｋｇ／時間と非
常に少なく、セメント原料と捕集ダストを分離する装置
が不要となり抽気排ガス処理装置の簡略化が図れると同
時に、装置の長期安定運転が可能であることも確認され
た。
【００１６】表１には、抽気率を変えた場合の、集塵機
６における捕集ダスト量および捕集ダスト中の塩素濃度
の変化を示す。測定は、図１に示すセメント原料焼成装
置を使用し、Ｃ１原料中の塩素濃度がほヾ定常状態にな
った時点で行なった。
６における捕集ダスト量および捕集ダスト中の塩素濃度
の変化を示す。測定は、図１に示すセメント原料焼成装
置を使用し、Ｃ１原料中の塩素濃度がほヾ定常状態にな
った時点で行なった。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１の結果は、０．５％の抽気率でもＣ１
原料中の塩素含有量を、プレヒータにおけるコーチング
トラブルの回避が可能な１００００ｐｐｍ以下にするだ
けでなく、抽気排ガスに同伴するセメント原料量の大幅
な低減が可能であることを示している。一方、抽気率を
１．３％と大きくすると、Ｃ１原料中の塩素濃度は５０
００ｐｐｍまで低減できたが、抽気排ガス処理装置の運
転は、セメント原料焼成装置運転条件の僅かな変動で大
きな影響を受けた。例えば、集塵機６における捕集ダス
ト量が激しく変動するため、キルン排ガス処理装置の運
転が非常に不安定となり、長期連続運転は困難であっ
た。抽気率１容量％のときも同様であった。
原料中の塩素含有量を、プレヒータにおけるコーチング
トラブルの回避が可能な１００００ｐｐｍ以下にするだ
けでなく、抽気排ガスに同伴するセメント原料量の大幅
な低減が可能であることを示している。一方、抽気率を
１．３％と大きくすると、Ｃ１原料中の塩素濃度は５０
００ｐｐｍまで低減できたが、抽気排ガス処理装置の運
転は、セメント原料焼成装置運転条件の僅かな変動で大
きな影響を受けた。例えば、集塵機６における捕集ダス
ト量が激しく変動するため、キルン排ガス処理装置の運
転が非常に不安定となり、長期連続運転は困難であっ
た。抽気率１容量％のときも同様であった。
【００１９】実際の抽気率は固定したものではなく、新
原料中塩素濃度、クリンカ中塩素濃度およびＣ１原料中
の塩素濃度、および、プレヒータ内でのコーチング発生
状況等に依存して、定常運転時は、０．２〜０．９％の
範囲において、好適に実施できる。
原料中塩素濃度、クリンカ中塩素濃度およびＣ１原料中
の塩素濃度、および、プレヒータ内でのコーチング発生
状況等に依存して、定常運転時は、０．２〜０．９％の
範囲において、好適に実施できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によると、セメントキルンのライ
ジングダクトから排ガス量の１％未満を抽気するだけ
で、セメント原料焼成系内を循環し、コ−チングトラブ
ルやクリンカの品質低下を招く揮発性成分を効果的に除
去できるので、セメント原料焼成装置の安定運転が可能
となる。その際、抽気したキルン排ガス中に含まれるセ
メント原料の含有量が低減されているので、後工程でセ
メント原料と塩化アルカリ等の揮発性成分とを分離する
装置が不要となり、セメントキルン排ガスの処理装置が
簡素化できるだけでなく、キルン排ガス処理装置内にお
けるコ−チング発生がほとんど起こらず長期安定運転が
容易に行える。さらに、セメント原料のセメント原料焼
成装置系外への排出量が極めて少ないので、熱量原単位
の悪化防止も可能となる。
ジングダクトから排ガス量の１％未満を抽気するだけ
で、セメント原料焼成系内を循環し、コ−チングトラブ
ルやクリンカの品質低下を招く揮発性成分を効果的に除
去できるので、セメント原料焼成装置の安定運転が可能
となる。その際、抽気したキルン排ガス中に含まれるセ
メント原料の含有量が低減されているので、後工程でセ
メント原料と塩化アルカリ等の揮発性成分とを分離する
装置が不要となり、セメントキルン排ガスの処理装置が
簡素化できるだけでなく、キルン排ガス処理装置内にお
けるコ−チング発生がほとんど起こらず長期安定運転が
容易に行える。さらに、セメント原料のセメント原料焼
成装置系外への排出量が極めて少ないので、熱量原単位
の悪化防止も可能となる。
【図１】本発明を利用したセメント原料焼成装置構成の
概略図。
概略図。
【図２】抽気排ガス処理工程の概略図。
【図３】コンピュータシミュレーションによる、キル
ン、インレットフッド、ライジングダクト内のキルン排
ガス流れ図。抽気なし。
ン、インレットフッド、ライジングダクト内のキルン排
ガス流れ図。抽気なし。
【図４】コンピュータシミュレーションによる、キル
ン、インレットフッド、ライジングダクト内の排ガス流
れ図。抽気率０．９容量％（ａ）、抽気率１．３容量％
（ｂ）。
ン、インレットフッド、ライジングダクト内の排ガス流
れ図。抽気率０．９容量％（ａ）、抽気率１．３容量％
（ｂ）。
【図５】本発明の抽気部一例の概略図。
【図６】本発明の抽気部一例の概略図。
【図７】プレヒ−タの最下段サイクロンで捕集される原
料（Ｃ１原料）中の塩素濃度経時変化を示す図。
料（Ｃ１原料）中の塩素濃度経時変化を示す図。
１ キルン
１Ａ インレットフッド
１Ｂ ライジングダクト
１Ｃ ひさし
２ 抽気管
３ 冷却室
３Ａ 冷却用空気採入口
４ ファン
５ チャンバ
６ 集塵機
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 7/36 - 7/60
Claims (3)
- 【請求項１】セメントキルン排ガスの一部を抽気して、
セメント原料焼成系内の塩化アルカリ等の揮発性成分を
低減させる抽気排ガス処理装置を備えるセメント原料焼
成装置において、セメント原料予熱装置の最下部でキル
ンと連結した曲がり部ダクト（以下インレットフッドと
称す）から概ね上方に延びているキルン排ガス煙道（以
下ライジングダクトと称す）のキルン側の側面で、且
つ、ライジングダクト下端からキルン径に相当する高さ
の範囲に、抽気処理するガスとしてキルン排ガス量の１
容量％未満を抽気するための抽気管が接続された構造を
有することを特徴とするセメント原料焼成装置。 - 【請求項２】 セメントキルン排ガスの一部を抽気し
て、セメント原料焼成系内の塩化アルカリ等の揮発性成
分を低減させる抽気排ガス処理装置を備えるセメント原
料焼成装置において、インレットフッドのキルン側の側
面で、且つ、キルン最上部よりキルン径の１／３下方の
位置からインレットフッド上端までの高さの範囲に、抽
気処理するガスとしてキルン排ガス量の１容量％未満を
抽気するための抽気管が、抽気口面積の８割以上が位置
するように接続された構造を有することを特徴とするセ
メント原料焼成装置。 - 【請求項３】抽気管から抽気管径の１／２〜３倍上方の
インレットフッドまたはライジングダクトの内側に、幅
が抽気管径の１．５〜５倍で、出っ張り長さが抽気管径
の１／３〜２倍のひさしを設けた、請求項１または２に
記載のセメント原料焼成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06115797A JP3475701B2 (ja) | 1996-03-19 | 1997-03-14 | セメント原料焼成装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264696 | 1996-03-19 | ||
| JP8-62646 | 1996-03-19 | ||
| JP06115797A JP3475701B2 (ja) | 1996-03-19 | 1997-03-14 | セメント原料焼成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09309751A JPH09309751A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3475701B2 true JP3475701B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=26402194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06115797A Expired - Lifetime JP3475701B2 (ja) | 1996-03-19 | 1997-03-14 | セメント原料焼成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3475701B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5183865B2 (ja) * | 2005-08-05 | 2013-04-17 | 宇部興産株式会社 | 固気分離方法及び装置 |
| JP4483946B2 (ja) * | 2008-01-10 | 2010-06-16 | 宇部興産株式会社 | セメントの製造方法 |
| JP4998639B1 (ja) | 2011-07-25 | 2012-08-15 | 三菱マテリアル株式会社 | セメント製造設備 |
| WO2015090333A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Flsmidth A/S | Apparatus for cooling kiln exhaust gas in a kiln by-pass |
| JP6338496B2 (ja) * | 2014-09-24 | 2018-06-06 | 太平洋セメント株式会社 | 抽気冷却装置並びにこれを用いた塩素バイパスシステム及びセメントキルン抽気ガスの処理方法 |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP06115797A patent/JP3475701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09309751A (ja) | 1997-12-02 |
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