JP3552463B2

JP3552463B2 - Method and apparatus for firing cement raw material

Info

Publication number: JP3552463B2
Application number: JP14205197A
Authority: JP
Inventors: 昌樹藤本; 正成藤原; 正機三隅
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: JPH10330136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントキルン排ガスの一部を抽気・処理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量を低減させることによりセメント原料焼成系内におけるコーチングトラブルを防止したセメント原料焼成方法、および、それを可能に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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント原料や燃料からＳＰ（サスペンションプレヒータ方式）キルン、ＮＳＰ（仮焼炉付サスペンションプレヒータ方式）キルン等セメントキルン焼成系内に持ち込まれた揮発性の不純物は、高温であるキルン内では気化し、気流に乗ってセメント原料予熱装置（以下プレヒータと称す）へ戻される。揮発した不純物は、キルン内より低温であるプレヒータ内では液化または固化し、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度が濃くなり、ついにはプレヒータ等セメント原料焼成系内壁に付着して所謂コーチングを発生、成長させて経路の閉塞を起こすに至り、運転停止を余儀なくされる原因となっている。
この問題を解決する方法として、従来、セメント原料焼成系内からセメントキルン排ガスの一部を抽気、処理して塩化アルカリを主成分とする揮発性成分の一部を除去し、焼成系内におけるコーチングトラブルを抑制する塩素バイパスまたはアルカリバイパスと呼ばれる方法が知られており、例えば、特公平５−５０４５８号、同平６−７６２３７号、特開昭６３−２６５８４７号の各公報等に開示されている。
【０００３】
この塩素バイパス法の原理は、抽気ガスが流れる経路、すなわち抽気排ガス処理装置内で抽気ガスを冷却し、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もの及び水を冷媒とする一部のものを除いて、冷却空気で冷却し、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させて捕集・除去する方式が採用されている。従って、抽気排ガス処理装置からは、抽気排ガスに同伴したセメント原料および冷却固化析出した塩化アルカリを主成分とする揮発性成分が固形物として排出されるだけでなく、環境基準値を一般的に上回るＳＯ_ｘを含む排ガスが排出されることになり、それ等の処理が問題となるが、これについては幾つかの方法が開示されている。
排ガス処理装置から排出される排ガスについては、例えば、特開平２−１１６６４９号公報および特公平３−７２０２７号公報にはセメント原料焼成系プレヒータ後流に戻す方法が、また、特公平５−５８７６４号公報にはプレヒータに戻す方法が開示されている。しかし、抽気排ガスの冷却に使用される空気の量が常に加算されるために、これ等の方法の実施に当たっては、セメント原料焼成系の排ガスファンとして容量の大きなものが必要となる。
【０００４】
一方、集塵機で捕集される固形物については、例えば、特公平１−３５２７６号公報には単に廃棄することが記載され、また、特開昭６２−２５２３５１号、特開平２−１１６６４９号および特開平４−７７３３７号の各公報には、水洗による除アルカリを行なった後、セメント原料として再利用する方法が記載されている。
廃棄は簡単明快な方法であるが、強アルカリで且つ重金属を含む固形物の廃棄場所は限定されるためその実現は非常に困難であるだけでなく、排ガス処理装置から排出されるダストには抽気排ガスに同伴したセメント原料が含まれており、その廃棄は有効資源の浪費に繋がる。
それに対し、水洗処理は、塩化アルカリが水に易溶性であることから、セメント原料の回収・再利用には確かに良い方法であるが、洗浄水中にはＰｂやＳｅ等の除去が困難な金属も溶出するため、それ等を排水基準値以下の濃度まで除去するには複雑な多段処理工程が必要である欠点を有する。
【０００５】
塩素バイパス法では、抽気排ガスにはセメント原料が同伴するが、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、抽気排ガス処理装置内における閉塞の原因となり、延いては処理装置の安定運転に支障を来すことになる。従って、抽気ガスに同伴するセメント原料量は、出来るだけ少なくすることが望まれる。
【０００６】
キルン排ガス流中においてセメント原料は一様に分布しているのではなく、抽気排ガス量が同じであっても、抽気排ガスに同伴するセメント原料量は抽気口設定位置によって変わることが考えられ、従って、適当な位置に抽気口を設定すれば、抽気排ガスに含まれるセメント原料濃度の低減が可能となることが予想される。
従来技術では、抽気口は、特公平７−９６４６４号公報の仮焼炉後流側に設けたものを除いて、予熱装置の前流側すなわちセメント原料予熱装置とキルンとを連結する曲がり部ダクト（以下インレットフッドと称す）、またはそこ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）に設定されている。これは、排ガスの温度を考慮すると当然の選択であるが、インレットフッドまたはライジングダクト部内における効果的な抽気口設定位置について言及しているものは少ない。
その内の一つである、特開平２−１１６６４９号公報には、インレットフッド中心部を流れるキルン排ガス中において塩素濃度（すなわち、塩化アルカリ濃度）が高いとして、少ない抽気量で効率的に除塩素を行なうために抽気管先端をインレットフッドのほヾ中心部に設定することが記載されている。また、特公昭５６−４００９７号公報では、ダストの同伴量を減らしバイパス経路内での閉塞を防止するため、インレットフッド曲がり部の内側すなわちキルン側を流れる排ガス流中のダスト濃度が低いとして、内側側面に抽気口を設定する方法が記載されている。
前者では、抽気装置の構造が複雑になるだけでなく、キルン排ガスのセメント原料濃度の高い部分からの抽気となり、抽気排ガス処理工程で閉塞その他の問題が生じる虞がある。また、後者においては、抽気ガス量に同伴するセメント原料量を低減するにはある程度の効果があるが、抽気ガス量が増えると、抽気口から離れた、セメント原料濃度が高い部分のキルン排ガスが抽気ガスに混入するため、多量のセメント原料が同伴することにより生起する問題の根本的な解決にはならない。
【０００７】
また、塩素バイパス法では、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が不可避であるが、本来の目的である予熱装置内でのコーチング生成抑制を達成する範囲内で抽気率は低くする方が良いはずである。更に、抽気ガスに同伴するセメント原料濃度は抽気場所だけでなく、抽気率にも依存することが予想され、適当な抽気率を設定することにより、抽気ガスに同伴するセメント原料の低減も可能になることが考えられる。
しかし、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２−１１６６４９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６３−２６５８４７号公報には、２〜５容量％とする技術が開示されている。特開平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発生の可能性が高くなる。
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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、セメントクリンカ焼成装置系内におけるコーチングトラブルが抑制されるだけでなく、セメント原料焼成装置本体排気ファン容量を増大すること無しに、集塵機を通過した後の排ガス処理および／または抽気排ガス処理経路内の集塵機で捕集されたダストの処理が不要となるセメント原料焼成方法の提供、および、それを可能にする抽気排ガス処理装置を具備したセメント原料焼成装置の提供を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、抽気排ガス処理経路の集塵機を通過した後の排ガスをセメント原料焼成系の燃料燃焼用空気として利用する方法、および／または、集塵機で捕集されたダストを直接クリンカに添加する方法が上記課題を解決する方法となること、および、それを可能にする構造を具備し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、キルン排ガスの一部を抽気するための、集塵機を有する空気冷却方式の抽気排ガス処理装置が接続されたセメント原料焼成装置において、該抽気排ガス処理装置の集塵機で揮発性成分を含むダストを除去した後のガスをセメント原料焼成系の燃料燃焼用空気として利用することを特徴とするセメント原料焼成方法および装置に関する。
また、本発明は、キルン排ガスの一部を抽気するための、集塵機を有する空気冷却方式の抽気排ガス処理装置が接続されたセメント原料焼成装置において、該抽気排ガス処理装置の集塵機で捕集した、揮発性成分を含むダストを直接クリンカに添加することを特徴とするセメント原料焼成方法および装置に関する。
以下に本発明を説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
抽気排ガス処理装置内の集塵機を通過した後の抽気排ガス（以下抽気排ガス処理装置集塵機排ガスと称す）は、成分的に大気とほとんど差異がなく、また、その温度は１００〜３００℃であり、セメント原料焼成系の燃料燃焼用空気またはクリンカクーラー冷却用空気として十分使用可能な特性を有している。抽気排ガス装置集塵機排ガスをこの様に利用すると、抽気排ガス装置集塵機排ガス中に数十〜数百ｐｐｍの濃度で含まれるＳＯ_ｘは、クリンカおよび／またはセメント原料に吸着され、気体として系外へ排出されるのを防止することができる。また、この方法は、焼成装置運転中は常時添加されているセメント原料焼成系の燃料燃焼用空気またはクリンカクーラー冷却用空気の一部を抽気排ガス装置集塵機排ガスで代替することであり、セメント原料焼成装置本体の排気ファンの容量増しは必要でない。すなわち、この方法では、セメント原料焼成装置プレヒータ中仮焼炉後流側またはプレヒータ後流側に返す方法とは異なり、焼成系排ガス用ファンの容量を増すことなしに、気体として環境基準値を上回るＳＯ_ｘ量がセメント焼成系外に排出されるのを防ぐことが出来る。
抽気排ガス装置集塵機排ガスをセメント原料焼成系の燃料燃焼用空気としての使用は、抽気排ガス装置集塵機排ガスラインを、クリンカクーラー用空気取り入れ口、メインバーナー用空気取入口、及びＮＳＰでは仮焼炉バーナー用空気取り入れ口も含めた、少なくとも一つに接続することにより達成することができる。尚、抽気排ガス装置集塵機排ガスラインをクリンカクーラー冷却用空気取り入れ口に接続した場合には、クーラーを出た後の空気は燃料燃焼部に到達し、その一部は燃料燃焼に使用されることになる。
実装置において、焼成系排ガス用ファンの容量を増すことなしに集塵機通過後の排ガスを、クリンカクーラーの冷却空気またはセメント原料焼成系のバーナー用空気として利用することを、集塵機通過後の排ガスラインをクリンカクーラー用空気取り入れ口、および、セメント原料焼成系のバーナー用空気取り入れ口のどちらか一方に接続した場合について検討したが、何れの場合においても何等問題は生じず、この方法の有効性が確かめられた。
勿論、集塵機通過後排ガスラインを、クリンカクーラーの冷却空気取り入れ口またはセメント原料焼成系のバーナー用空気取り入れ口の何れか一つに接続し、集塵機通過後排ガスの全量を、夫々の目的に専用利用する以外に、集塵機通過後の排ガスラインをクリンカクーラーと、セメント原料焼成系のバーナー用空気取り入れ口のどちらか一方に接続し、両ラインで排ガスを適当な割合で分配し、双方の目的に同時に使用しても何等差し支えがない。
【００１１】
塩化アルカリ等の揮発性成分の大半はセメント原料に同伴してセメントクリンカ焼成装置系内に持ち込まれるが、通常のセメント原料を使用している限り、その全量がクリンカに混入してもセメントの品質に問題が生じることはない。すなわち、抽気排ガス処理装置の集塵機で捕集されるダストを処理することなくセメントクリンカに添加してもセメントクリンカの品質に問題は生じないことが考えられる。
実際に、集塵機で捕集される塩化アルカリを含むダストをダスト輸送機を経由して直接クリンカに添加するラインを設け、集塵機での捕集ダストを未処理のままセメントクリンカに添加することを検討したが、生成するセメントクリンカの品質には後述するように、何等問題がないことが確認された。
すなわち、原料に同伴し焼成装置に導入される塩化アルカリの一部をキルンを通過させずにバイパスさせる構造とすることにより、予熱装置でのコーチングトラブルを抑制できるだけでなく、水洗等の捕集ダストの処理が不要となる利点がもたらされるのである。
尚、集塵機で捕集される塩化アルカリを含むダストのクリンカへの添加位置は、揮発性成分が再度気化することのない温度の場所であれば何処でも良いが、クリンカクーラーから取り出されたクリンカに直接添加するのが最も簡便な方法である。
【００１２】
排ガス処理装置の集塵機捕集ダストまたは集塵機通過後排ガスは、夫々上記した方法を採用することにより夫々の問題を個別に解決できるが、排ガス処理装置の集塵機通過後の排ガスをクリンカクーラの冷却空気および／またはセメント原料焼成系のバーナー用空気として利用するためセメント原料焼成系に戻すラインと、集塵機捕集ダストをクリンカに添加するラインとを併設することにより、抽気排ガス処理装置から排出される、ＳＯ_ｘを含む気体および固形物についての問題を、特別な処理を要することなく同時に解決することが可能となる。
【００１３】
排ガス処理装置の集塵機捕集ダストおよび／または集塵機通過後排ガスの処理問題は、今まで述べてきた方法で解決できるが、抽気排ガスに同伴するセメント原料濃度が抽気排ガス処理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予想されるため、その濃度は低いに越したことはない。
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を使用し、抽気排ガスに同伴するセメント原料濃度に影響を与える要因の検討を行った。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。このことは、キルンからプレヒータに戻る揮発性成分は、その大半がガス状で存在し、固体又は液体としてセメント原料に付着した状態で存在するものは少ないことを示している。
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化合物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な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。
【００１４】
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は、小規模テスト装置で得られた前記予測が間違っていないことを示していた。
また、計算機シミュレーションの結果は、キルン窯尻部における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、排ガス流れが比較的弱く、キルンからプレヒーターへ流れる気流に乗って戻るセメント原料濃度の比較的低い部分が発生することを示している。この部分に抽気口を設ければ、セメント原料濃度の低いガスの抽気が可能となることが示唆された。
しかし、抽気率が高いと、抽気口近傍のセメント原料濃度の比較的低い部分だけに留まらず、ライジングダクト内の排ガス流が強くセメント原料濃度の高い部分の排ガスも抽気する。この場合には、抽気率を１容量％未満に抑えることにより、抽気口近傍の排ガス流が弱く、セメント原料濃度の低い部分からだけの抽気が可能になることも見出した。
すなわち、インレットフッドまたは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化合物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。
【００１５】
更に、この様に抽気を行なうと、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物質を分離する装置や、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、抽気排ガス処理経路内でのコーチング成長も抑制され、排ガス処理装置の長期安定運転が可能なことも確かめられた。
【００１６】
【実施例】
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抽気排ガスの処理方法および処理装置の詳細を説明する。尚、図１〜図３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、揮発性成分はそのほとんどが塩化アルカリとして存在しているので、揮発性成分濃度について言及する場合には、揮発性成分濃度に代えて塩素濃度で表わすことにする。
【００１７】
図１は、本発明を利用したセメントキルン排ガス処理装置の一実施例の概略図であり、ライジングダクト１Ｂのキルン長手方向から見てキルン側の壁面に抽気管２を接続し、集塵機排ガスをクリンカクーラ用として利用する場合の例を示す。ライジングダクト１Ｂのキルン側の壁面には、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が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８〜１５ｍ／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のが望ましい。
【００１８】
排ガス中の揮発性成分は、冷却室３で十分に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。集塵機６を出た排ガスは、本例の場合、排ガスダクト９を経てクリンカクーラに導入され、クリンカ冷却用ガスとして利用される。
一方、集塵機６で捕集された塩化アルカリを主成分とするダストは、ダスト輸送機７を経由してクリンカへのダスト添加装置８に送られ、定重量フィーダまたは定容量フィーダを使用して定量的に、クリンカクーラーから送り出されるクリンカに添加される。
ダスト輸送機７としては、圧縮空気を用いる粉体輸送機またはエアスライド粉体輸送機等の空気輸送機が好適に使用され、クリンカへの添加位置までの位置関係により、適宜選択することになる。
【００１９】
図２及び図３は、計算機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２において、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が夫々、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示されている。インレットフッドおよび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。
この澱みの位置に抽気口を設けることにより、含まれるセメント原料濃度の低いガスを抽気できるが、この様な位置としては図１に示す、インレットフッドまたはライジングダクトの、キルン長手方向から見て、キルン側の壁面の他、側面内で側面を二等分する鉛直線よりキルン寄りの位置を選ぶことができる。
また、図３には、キルン側の壁面に抽気口を設け、１容量％未満［図３（ａ）］、１容量％以上［図３（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。
図３（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、抽気口近傍のセメント原料濃度が低い部分（セメント原料を主成分とするダスト濃度１０〜５０ｇ／Ｎｍ^３）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３（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（セメント原料を主成分とするダスト濃度約１３０ｇ／Ｎｍ^３）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のに反し、その中の塩素濃度は低くなる。
【００２０】
図４は、図１にその構成を示す、本発明を利用した、クリンカ日産量約５０００ｔのセメント原料焼成装置に、塩素含有量７０ｐｐｍ（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４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１００００ｐｐｍ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約５０ｋｇ／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。また、捕集ダスト量が少ないことから、簡易な空気輸送機で、捕集ダストの全量をクリンカへの添加位置まで輸送することが可能であることも確認された。
【００２１】
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。
【００２２】
【表１】

【００２３】
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５０００ｐｐｍ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。
【００２４】
セメント中の塩素濃度のＪＩＳ規格は２００ｐｐｍ以下であり、クリンカ中の塩素濃度の変動を考慮すれば、セメント原料焼成装置内に導入する新原料中の塩素濃度許容量は、クリンカ換算で１５０ｐｐｍ程度が限度となる。
クリンカ換算で７０ｐｐｍおよび１５０ｐｐｍの塩素を含む新原料を供給した場合のクリンカ中塩素濃度およびＣ１原料中の塩素濃度を、抽気なしの場合および抽気量１容量％の場合について検討した結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】

【００２６】
表２の結果は、仕込新原料中の塩素濃度が１５０ｐｐｍのときも、抽気率０．９容量％で抽気すれば、Ｃ１原料中の塩素濃度は９８００ｐｐｍとなるが、これは、プレヒータ内でのコーチングトラブルを十分回避できる濃度であり、１容量％未満の抽気率でも、プレヒータ内でのコーチングトラブルが抑制可能であることを示している。また、クリンカ中の塩素量も２００ｐｐｍ以下に抑えられており、集塵機捕集ダストの全量をクリンカに戻してもセメント品質には問題はない。
すなわち、揮発性成分の一部をバイパスしてクリンカに戻す本発明の方法、装置によれば、プレヒータ内でのコーチングトラブルが抑制出来るだけでなく、ダストを副生物として系外に出さず、且つ、品質的に満足できるセメントの製造が可能となることが分かる。
【００２７】
尚、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容量％の範囲において、好適に実施できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の方法によると、セメント原料焼成系内を循環し予熱装置内におけるコ−チングトラブルを招く揮発性成分を効果的に除去して、セメント原料焼成装置の安定運転が可能となるだけでなく、セメント原料焼成装置排ガスファン容量をアップすることなく排ガス処理装置集塵機で揮発性成分を除去した後の抽気排ガス処理を行なうことが出来る。また、排ガス処理装置集塵機で捕集されたダストを直接クリンカに加えることにより、塩化アルカリを主成分とする捕集ダストが副生物として系外に出ないのでその処理が不要な利点も付加することが出来る。
更に、セメントキルンのインレットフッドまたはライジングダクトの特定の位置からキルン排ガス量の１容量％未満を抽気する方法とすることにより、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を低減させ、抽気排ガスの処理装置が簡素化できるだけでなく、抽気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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を利用したセメント原料焼成装置の一実施例の構成を示す概略図である。
【図２】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の流れを示す図である。抽気なし。
【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の流れを示す図である。抽気率０．９容量％（ａ）、抽気率１．３容量％（ｂ）。
【図４】プレヒ−タの最下段サイクロンで捕集される原料（Ｃ１原料）中の塩素濃度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１キルン
１Ａインレットフッド
１Ｂライジングダクト
２抽気管
３冷却室
４ファン
５チャンバー
６集塵機
７ダスト輸送機
８ダスト添加装置
９排ガスダクト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a cement raw material firing method in which a part of the exhaust gas from a cement kiln is bled and treated to reduce the amount of volatile components such as alkali chlorides in the cement raw material firing system, thereby preventing a coaching trouble in the cement raw material firing system. The present invention relates to a cement raw material firing apparatus provided with a bleed exhaust gas treatment apparatus that makes it possible.
[0002]
[Prior art]
Volatile impurities introduced into cement kiln firing systems such as SP (suspension preheater type) kilns and NSP (suspension preheater type kilns) kilns from cement raw materials and fuels are vaporized in the kiln where the temperature is high and the air flow To return to the cement raw material preheating device (hereinafter referred to as preheater). The volatilized impurities are liquefied or solidified in the preheater, which is at a lower temperature than in the kiln, and circulated through the system by being brought back into the kiln, whereupon the concentration gradually increases, and finally adheres to the inner wall of the cement raw material firing system such as the preheater. Thus, so-called coaching occurs and grows to cause blockage of the route, which causes the operation to be stopped.
As a method for solving this problem, conventionally, a part of a cement kiln exhaust gas is extracted and treated from a cement raw material firing system to remove a part of a volatile component mainly composed of alkali chloride, and a coating method in the firing system is performed. A method called a chlorine bypass or an alkali bypass for suppressing troubles is known, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication Nos. 5-50458, 6-76237, and JP-A-63-265847. .
[0003]
The principle of the chlorine bypass method is that the extracted gas is cooled in a path through which the extracted gas flows, that is, the extracted gas is cooled, and the volatile alkali contained therein is liquefied or solidified to collect and remove it. It is intended to reduce the amount of volatile components circulating inside, except for those using solid refrigerants such as balls and chains, and some that use water as a refrigerant, and is cooled with cooling air to extract gas. A method is adopted in which most of the volatile components are fixed on the cement raw material dust that accompanies the air and collected and removed. Therefore, from the bleed exhaust gas treatment device, not only the cement raw material accompanying the bleed exhaust gas and the volatile component mainly composed of the alkali chloride precipitated by cooling and solidification are discharged as solids, but also generally exceed the environmental standard value. SO _x The exhaust gas containing is discharged, and the treatment thereof becomes a problem, and several methods have been disclosed for this.
Regarding the exhaust gas discharged from the exhaust gas treatment device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-116649 and Japanese Patent Publication No. 3-72027 disclose a method of returning to the wake of a preheater of a cement raw material firing system, and Japanese Patent Publication No. 5-58764. The publication discloses a method of returning to the preheater. However, since the amount of air used for cooling the extracted exhaust gas is always added, a large-capacity exhaust gas fan for a cement raw material firing system is required in implementing these methods.
[0004]
On the other hand, for solid matter collected by a dust collector, for example, Japanese Patent Publication No. 1-35276 describes that it is simply discarded, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-252351, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-116649, and JP-A-4-77337 describes a method in which alkali is removed by washing with water and then reused as a cement raw material.
Disposal is a simple and straightforward method, but it is extremely difficult to realize because the place where solid substances containing strong alkali and heavy metals are disposed is limited, and the dust discharged from the exhaust gas treatment device is bled. The waste gas contains cement raw materials, and its disposal leads to waste of effective resources.
On the other hand, the water washing treatment is certainly a good method for recovering and reusing the cement raw material because the alkali chloride is easily soluble in water, but it is difficult to remove Pb, Se, etc. in the washing water. Also has the drawback that complicated multi-stage treatment steps are required to remove them to a concentration below the wastewater standard value.
[0005]
In the chlorine bypass method, the bleed exhaust gas is accompanied by a cement raw material, but the entrainment of a large amount of cement raw material not only leads to an increase in raw material loss and thermal energy loss, but also causes clogging in the bleed exhaust gas treatment device, and As a result, the stable operation of the processing apparatus is hindered. Therefore, it is desired that the amount of the cement raw material accompanying the bleed gas be as small as possible.
[0006]
In the kiln exhaust gas flow, the cement raw material is not uniformly distributed, and even if the amount of the extracted exhaust gas is the same, the amount of the cement raw material accompanying the extracted exhaust gas may vary depending on the extraction port setting position. If the bleeding port is set at an appropriate position, it is expected that the concentration of the cement raw material contained in the bleed exhaust gas can be reduced.
In the prior art, a bleed port is provided on a downstream side of a preheating apparatus, that is, a bent duct for connecting a cement raw material preheating apparatus and a kiln, except for a port provided on a downstream side of a calciner in Japanese Patent Publication No. 7-96464. (Hereinafter referred to as an inlet hood) or a kiln flue gas flue (hereinafter referred to as a rising duct) extending substantially upward therefrom. Although this is a natural choice in consideration of the temperature of the exhaust gas, few mention the effective bleeding port setting position in the inlet hood or the rising duct.
One of them, JP-A-2-116649, discloses that chlorine concentration (ie, alkali chloride concentration) in a kiln exhaust gas flowing through the center of an inlet hood is high and that chlorine is efficiently removed with a small amount of extracted air. It is described that the bleeding tube tip is set at approximately the center of the inlet hood in order to perform the above operation. In Japanese Patent Publication No. 56-40097, in order to reduce the amount of dust entrained and to prevent blockage in the bypass path, it is assumed that the dust concentration in the exhaust gas flow flowing inside the bent portion of the inlet hood, that is, the kiln side, is low. A method for setting a bleed port on the side is described.
In the former case, not only the structure of the extraction device becomes complicated, but also the extraction is performed from a portion of the kiln exhaust gas where the cement raw material concentration is high, which may cause blockage and other problems in the extraction exhaust gas treatment process. In the latter case, there is a certain effect in reducing the amount of cement raw material accompanying the amount of extracted gas.However, when the amount of extracted gas increases, the kiln exhaust gas away from the extraction port and in the portion where the cement raw material concentration is high is high. Since it is mixed with the bleed gas, it does not fundamentally solve the problem caused by the entrainment of a large amount of cement raw material.
[0007]
In the chlorine bypass method, heat energy loss due to the extraction of a part of the high-temperature kiln exhaust gas is inevitable, but the extraction rate is within the range that achieves the original purpose of suppressing the formation of coaching in the preheating device. Should be lower. Furthermore, it is expected that the concentration of the cement raw material accompanying the bleed gas depends not only on the bleeding place but also on the bleed rate. By setting an appropriate bleed rate, it is possible to reduce the amount of the cement raw material accompanying the bleed gas. It is possible to become.
However, there is no study on the influence of the bleed rate, and a high bleed rate of 1% by volume or more is generally employed in the conventional alkaline bypass technology.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-116649 discloses a technique for adjusting the bleed rate to 1 to 2% by volume of the kiln exhaust gas, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-265847 discloses a technique for setting the extraction rate to 2 to 5% by volume. The technology is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-72027 discloses an air bleeder having a higher bleed rate, that is, 10 to 20% by volume.
However, at such a high bleed rate, the concentration of the cement raw material accompanying the bleed gas is also high, and the possibility of various troubles resulting therefrom is high.
The bleed rate here is defined as the ratio of the volume of bleed gas (converted to standard state) extracted per unit time to the capacity of kiln exhaust gas (converted to standard state) flowing through the cement raw material firing system per unit time.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention not only suppresses a coaching trouble in a cement clinker firing apparatus system, but also treats an exhaust gas and / or an extracted exhaust gas after passing through a dust collector without increasing the exhaust fan capacity of a cement raw material firing apparatus main body. It is an object of the present invention to provide a cement raw material firing method that does not require treatment of dust collected by a dust collector in a passage, and to provide a cement raw material firing apparatus provided with a bleed exhaust gas treatment apparatus that enables the method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors use a method in which exhaust gas after passing through a dust collector in a bleed exhaust gas treatment path is used as fuel combustion air in a cement raw material firing system, and / or directly add dust collected by the dust collector to a clinker. The inventors have found that the method is a method for solving the above-described problem, and that a cement raw material firing apparatus having a structure that enables the method is a device for solving the above-mentioned problem, and thus completed the present invention.
That is, the present invention relates to a cement raw material firing device to which an air-cooled bleed exhaust gas treatment device having a dust collector is connected for bleeding a part of the kiln exhaust gas, wherein volatile components are removed by the dust collector of the bleed exhaust gas treatment device. The present invention relates to a method and an apparatus for sintering a cement raw material, wherein a gas from which dust is removed is used as air for fuel combustion in a sintering system for a cement raw material.
Further, the present invention, for extracting a part of the kiln exhaust gas, in a cement raw material firing device connected to an air-cooled extraction air exhaust gas treatment device having a dust collector, collected by a dust collector of the extraction air exhaust gas treatment device, The present invention relates to a method and an apparatus for sintering cement raw materials, wherein dust containing volatile components is directly added to clinker.
Hereinafter, the present invention will be described.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Extracted exhaust gas after passing through a dust collector in the extracted exhaust gas treatment device (hereinafter referred to as an exhaust gas treatment device dust collector exhaust gas) has almost no difference in composition from the atmosphere, and its temperature is 100 to 300 ° C. It has characteristics that it can be used sufficiently as fuel combustion air or clinker cooler cooling air in a raw material firing system. When the exhaust gas of the bleed gas exhaust device is used in this way, the SO contained in the exhaust gas of the bleed exhaust device at a concentration of several tens to several hundreds ppm is used. _x Can be absorbed by the clinker and / or the cement raw material and prevented from being discharged out of the system as a gas. In addition, this method is to replace a part of the fuel combustion air or the clinker cooler cooling air of the cement raw material firing system, which is constantly added during the operation of the firing device, with the exhaust gas from the bleed gas exhaust system dust collector exhaust gas. It is not necessary to increase the capacity of the exhaust fan of the apparatus body. That is, in this method, unlike the method of returning to the downstream side of the calciner in the preheater or the downstream side of the preheater in the preheater of the cement raw material, the gas exceeds the environmental standard value as a gas without increasing the capacity of the firing exhaust gas fan. SO _x The amount can be prevented from being discharged out of the cement firing system.
Use of the exhaust gas of the bleed gas exhaust device as the air for fuel combustion of the cement raw material firing system uses the exhaust gas line of the bleed exhaust gas device, the air intake for the clinker cooler, the air intake for the main burner, and the NSP for the calciner burner. This can be achieved by connecting to at least one, including the air intake. If the exhaust gas line of the bleed gas exhaust device is connected to the air intake for cooling the clinker cooler, the air after exiting the cooler reaches the fuel combustion section, and part of the air is used for fuel combustion. Become.
In the actual equipment, the exhaust gas after passing through the dust collector was used to utilize the exhaust gas after passing through the dust collector as the cooling air for the clinker cooler or the air for the burner in the cement raw material firing system without increasing the capacity of the firing system exhaust gas fan. We examined the case where it was connected to either the air intake for the clinker cooler or the air intake for the burner of the cement raw material firing system.In either case, no problem occurred, and the effectiveness of this method was confirmed. Was done.
Of course, the exhaust gas line after passing through the dust collector is connected to either the cooling air intake of the clinker cooler or the air intake for the burner of the cement raw material firing system, and the entire amount of exhaust gas after passing through the dust collector is dedicated to each purpose. In addition to this, the exhaust gas line after passing through the dust collector is connected to either the clinker cooler or the air intake for the burner of the cement raw material firing system, and the exhaust gas is distributed at an appropriate ratio in both lines and simultaneously used for both purposes. You can use it without any problem.
[0011]
Most of the volatile components such as alkali chlorides are brought into the cement clinker firing system along with the cement raw material, but as long as ordinary cement raw materials are used, even if the entire amount is mixed into the clinker, the cement quality There is no problem. That is, it is conceivable that there is no problem in the quality of the cement clinker even if the dust collected by the dust collector of the bleed exhaust gas treatment device is added to the cement clinker without processing.
Consider installing a line to add the dust containing alkali chloride collected by the dust collector directly to the clinker via the dust transporter, and consider adding the uncollected dust collected by the dust collector to the cement clinker However, it was confirmed that there was no problem with the quality of the produced cement clinker as described later.
In other words, by having a structure in which part of the alkali chloride introduced into the sintering device accompanying the raw material is bypassed without passing through the kiln, not only the coaching trouble in the preheating device can be suppressed, but also the collected dust such as water washing can be suppressed. This has the advantage of eliminating the need for processing.
The dust may be added to the clinker at any temperature where the volatile components do not vaporize again, but may be added to the clinker taken out of the clinker cooler. Direct addition is the simplest method.
[0012]
The dust collected by the dust collector of the exhaust gas treatment device or the exhaust gas after passing through the dust collector can individually solve the respective problems by adopting the above-described method.However, the exhaust gas after passing through the dust collector of the exhaust gas treatment device is cooled by the cooling air of the clinker cooler and By installing a line for returning to the cement raw material firing system for use as burner air for the cement raw material firing system and a line for adding dust collected by the dust collector to the clinker, SO exhausted from the bleed exhaust gas treatment device is provided. _x Can be solved at the same time without the need for special treatment.
[0013]
The problem of treating the dust collected by the dust collector and / or the exhaust gas after passing through the dust collector of the exhaust gas treatment device can be solved by the method described above. However, the concentration of the cement raw material accompanying the bleed exhaust gas is reduced by the coaching growth rate in the bleed exhaust gas treatment device. Influencing this, it is expected that the higher the concentration, the faster the coaching growth, so that the concentration is not lower.
The present inventors first used a small-scale cement kiln exhaust gas treatment test apparatus to study factors affecting the concentration of cement raw material accompanying the extracted exhaust gas. As a result, the amount of cement raw material entrained greatly differs depending on the bleeding position, but the amount of volatile components removed, that is, the effect of removing volatile components from the calcination system hardly changes. This indicates that most of the volatile components returned from the kiln to the preheater exist in gaseous form, and few exist as solids or liquids attached to the cement raw material.
Furthermore, since the concentration of the cement raw material accompanying the bleed gas decreases with a decrease in the bleed rate, the rate of decrease in the amount of the cement raw material accompanying the bleed gas becomes greater than the decrease rate of the bleed rate, and as a result, the bleed rate decreases. It has been found that the concentration of volatile compounds contained in the collected dust increases.
Summarizing these results obtained by the small-scale test apparatus, it is preferable to remove volatile components from the cement raw material firing system by extracting air so that the amount of entrained cement raw material is as small as possible. It is better to extract air from the low cement material concentration part contained in the kiln exhaust gas, and to make the extraction rate as small as possible as long as the target removal amount of volatile components from the cement raw material firing system can be achieved. It was suggested that it was good.
[0014]
The results performed on an experimental device of the same scale as the actual device instead of the small-scale test device showed that the prediction obtained on the small-scale test device was correct.
In addition, the results of the computer simulation show that due to the presence of the taper at the kiln kiln bottom and the sharp bend of the inlet hood 1A, the exhaust gas flow is relatively weak, and the cement material concentration returning on the airflow flowing from the kiln to the preheater is relatively low. This indicates that a low part occurs. It was suggested that if a bleeding port was provided in this part, bleeding of a gas having a low cement raw material concentration would be possible.
However, when the bleeding rate is high, not only the portion having a relatively low cement material concentration near the bleeding port but also the exhaust gas in the rising duct where the exhaust gas flow is strong and the cement material concentration is high is extracted. In this case, it was also found that by controlling the bleeding rate to less than 1% by volume, the exhaust gas flow near the bleeding port is weak, and bleeding can be performed only from a portion having a low cement raw material concentration.
That is, a position where the flow of the kiln exhaust gas is weak in the inlet hood or the rising duct is selected, and an extraction tube capable of extracting less than 1% by volume of the kiln exhaust gas is installed. It was confirmed that almost no cement material was entrained, and that even if the bleeding rate was less than 1% by volume, the amount of volatile compounds circulating in the cement material firing apparatus could be reduced to a target value.
[0015]
Furthermore, when the bleeding is performed in this manner, since the bleed gas contains almost no cement material, a device for separating the volatile material from the cement material, such as a cyclone, which was required in the conventional apparatus, and a method for separating the cement raw material. It has been confirmed that the complicated operation of discharging is not required, which not only simplifies the device, but also suppresses the growth of coaching in the bleed exhaust gas treatment path, and enables long-term stable operation of the exhaust gas treatment device.
[0016]
【Example】
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of a method and an apparatus for treating a flue gas of a cement kiln according to the present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention. 1 to 3, the same parts are denoted by the same reference numerals. Most of the volatile components are present as alkali chlorides. Therefore, when referring to the volatile component concentration, the volatile component concentration will be represented by the chlorine concentration instead of the volatile component concentration.
[0017]
FIG. 1 is a schematic view of one embodiment of a cement kiln exhaust gas treatment apparatus using the present invention. A bleed pipe 2 is connected to a wall of the rising duct 1B on the kiln side as viewed from the kiln longitudinal direction, and the exhaust gas of the dust collector is clinker. An example in the case of using for a cooler is shown. A bleed pipe 2 for bleeding less than 1% by volume of the kiln exhaust gas is connected to the kiln side wall surface of the rising duct 1B. Exhaust gas of about 1100 ° C. from the rising duct 1B passes through the bleed pipe 2 It is led to the cooling chamber 3. The bleed pipe 2 is designed to bleed less than 1% by volume of the kiln exhaust gas amount.
The exhaust gas introduced into the cooling chamber 3 is cooled to 350 ° C. or less, preferably about 280 ° C. or less by a swirling flow of air blown in the cooling chamber 3 by the cooling air fan 4 in the tangential direction of the cooling chamber. .
In addition, a part of the swirling flow of the cooling air blown into the cooling chamber flows backward in the direction of the bleeding port along the inner wall of the bleeding tube 2 to form an air curtain, thereby suppressing occurrence of coaching on the inner wall of the bleeding tube 2. The bleed gas flow rate is set within the range of 8 to 15 m / sec, which is an economical flow rate at which the air curtain can reach the tip of the bleed pipe, and completely prevents the occurrence of coaching on the inner wall of the bleed pipe 2. It is desirable to do.
[0018]
The volatile components in the exhaust gas are sufficiently cooled in the cooling chamber 3 to become fumes, are sucked by the exhaust fan, are collected and removed by the dust collector 6, and are extracted to reduce the concentration of the contained cement raw material. Therefore, the dust collected by the dust collector 6 contains almost no cement raw material. In the case of the present example, the exhaust gas leaving the dust collector 6 is introduced into the clinker cooler through the exhaust gas duct 9 and is used as a clinker cooling gas.
On the other hand, the dust mainly composed of alkali chloride collected by the dust collector 6 is sent to the dust adding device 8 to the clinker via the dust transporter 7 and quantified using a constant weight feeder or a constant volume feeder. Specifically, it is added to the clinker sent out from the clinker cooler.
As the dust transporter 7, a pneumatic transporter such as a powder transporter using compressed air or an air slide powder transporter is suitably used, and is appropriately selected depending on the positional relationship up to the addition position to the clinker. .
[0019]
2 and 3 are flow charts of kiln exhaust gas in the kiln, the inlet hood, and the rising duct section obtained by computer simulation.
In FIG. 2, streamlines in cross sections of aa, bb, and cc when no bleed ports are provided in the inlet hood and the rising duct are respectively (a), (b), and (c). ). It can be seen that the kiln exhaust gas flow has weakened stagnation in some portions of the inlet hood and the rising duct.
By providing the bleeding port at the position of the stagnation, it is possible to bleed a gas having a low concentration of the cement raw material, but such a position is shown in FIG. 1, when viewed from the kiln longitudinal direction of the inlet hood or the rising duct. In addition to the wall surface on the kiln side, a position closer to the kiln can be selected from a vertical line that bisects the side surface within the side surface.
FIG. 3 shows a kiln in which a bleeding port is provided on a wall surface on the kiln side and bleeding at a bleeding rate of less than 1% by volume [FIG. 3 (a)] and 1% by volume or more [FIG. 3 (b)]. 1 schematically shows streamlines of an exhaust gas flow.
As shown by the streamline in FIG. 3 (a), when gas is extracted with the extraction rate kept below 1% by volume, the portion where the cement raw material concentration is low near the extraction port (cement) without lowering the chlorine concentration. Dust concentration of raw material as main component 10 to 50 g / Nm ³ ) Can be extracted, and the dust collected by the dust collector 6 contains almost no cement material.
However, as shown by the streamline in FIG. 3 (b), when the bleeding rate becomes 1% by volume or more, the portion of the kiln exhaust gas flow that is not located near the bleeding port but far from the bleeding port and where the flow of the kiln exhaust gas flow is strong and the cement material concentration is high (Dust concentration of about 130 g / Nm mainly composed of cement raw material ³ ) Is partially extracted, and the amount of the cement raw material contained in the dust collected by the dust collector 6 is increased, while the chlorine concentration in the dust is reduced.
[0020]
FIG. 4 shows the configuration shown in FIG. 1, which is a 0.9-capacity clinker-based raw material supplied to a cement raw material firing apparatus utilizing the present invention and having a daily production of clinker of about 5,000 tons. 5 shows the change over time in the concentration of chlorine contained in the raw material (hereinafter referred to as the C1 raw material) collected by the lowermost cyclone of the preheater when the bleed exhaust gas treatment device was operated at a bleeding rate of%. In FIG. 4, the vertical axis indicates the chlorine concentration (ppm) in the C1 raw material, and the horizontal axis indicates the operation time (hour) of the bleed exhaust gas treatment device.
Twenty-four hours after the start of the operation of the exhaust gas treatment device, the chlorine concentration in the C1 raw material has been reduced to a concentration (generally less than 10,000 ppm) or less at which troubles in the main body of the cement raw material firing device can be almost avoided. It shows sufficient performance as a chlorine bypass. This was also confirmed from the fact that the amount of coating adhered to each part of the preheater was significantly reduced, and the occurrence of coating trouble in the cement raw material firing system was suppressed.
The amount of dust collected by the dust collector 6 is very small, about 50 kg / hour on average, and a device for separating the cement raw material and the collected dust is not required, thereby simplifying the bleeding exhaust gas treatment device and stabilizing the device for a long time. It was also confirmed that driving was possible. In addition, since the amount of collected dust was small, it was confirmed that the entire amount of collected dust could be transported to the clinker addition position using a simple air transporter.
[0021]
Table 1 shows changes in the amount of collected dust and the concentration of chlorine in the collected dust in the dust collector 6 when the extraction rate is changed. The measurement was carried out using the cement raw material sintering apparatus shown in FIG. 1 when the chlorine concentration in the C1 raw material became almost steady.
[0022]
[Table 1]

[0023]
The results in Table 1 show that not only does the chlorine content in the C1 raw material be reduced to 10,000 ppm or less, which can avoid a coaching trouble in the preheater, even at a bleeding rate of 0.5%, but also that the amount of cement raw material accompanying the bleed exhaust gas greatly increases. This shows that a significant reduction is possible.
On the other hand, when the bleed rate was increased to 1.3%, the chlorine concentration in the C1 raw material could be reduced to 5000 ppm, but the operation of the bleed exhaust gas treatment apparatus was greatly affected by a slight change in the operating conditions of the cement raw material firing apparatus. Was. For example, since the amount of collected dust in the dust collector 6 fluctuates drastically, the operation of the kiln exhaust gas treatment device becomes very unstable, and long-term continuous operation has been difficult. The same was true when the bleeding rate was 1% by volume.
[0024]
The JIS standard of chlorine concentration in cement is 200 ppm or less, and considering the fluctuation of chlorine concentration in clinker, the allowable amount of chlorine concentration in new raw material introduced into the cement raw material firing apparatus is about 150 ppm in clinker conversion. It will be a limit.
Table 2 shows the results of examining the chlorine concentration in the clinker and the chlorine concentration in the C1 raw material when a new raw material containing 70 ppm and 150 ppm of chlorine in terms of clinker was supplied, in the case of no bleeding and in the case of the bleeding amount of 1 vol%. Show.
[0025]
[Table 2]

[0026]
The results in Table 2 show that, even when the chlorine concentration in the new charged raw material is 150 ppm, the chlorine concentration in the C1 raw material becomes 9800 ppm when bleeding is performed at an extraction rate of 0.9% by volume. It is a concentration that can sufficiently avoid a coaching trouble, and indicates that a coaching trouble in the preheater can be suppressed even with an extraction rate of less than 1% by volume. Further, the amount of chlorine in the clinker is also suppressed to 200 ppm or less, and there is no problem in cement quality even if the entire amount of dust collected by the dust collector is returned to the clinker.
That is, according to the method and the apparatus of the present invention in which a part of the volatile component is bypassed and returned to the clinker, not only the coaching trouble in the preheater can be suppressed, but also the dust does not go out of the system as a by-product, and It can be seen that it is possible to produce cement with satisfactory quality.
[0027]
Note that the actual extraction rate is not fixed, and depends on the chlorine concentration in the new raw material, the chlorine concentration in the clinker and the chlorine concentration in the C1 raw material, and the occurrence of coaching in the preheater. , 0.2 to 0.9% by volume.
[0028]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the method of this invention, while circulating in a cement raw material calcination system and effectively removing the volatile component which causes a coating trouble in a preheating apparatus, not only the stable operation of a cement raw material calcination apparatus is enabled, but also In addition, it is possible to perform the bleeding exhaust gas treatment after removing volatile components by the exhaust gas treatment device dust collector without increasing the capacity of the exhaust gas fan of the cement raw material firing device. Also, by adding the dust collected by the exhaust gas treatment device dust collector directly to the clinker, the collected dust mainly composed of alkali chloride does not go out of the system as a by-product, so that an advantage that the treatment is unnecessary is added. Can be done.
Furthermore, by extracting less than 1% by volume of the kiln exhaust gas amount from a specific position of the inlet hood or the rising duct of the cement kiln, the content of the cement raw material contained in the extracted kiln exhaust gas is reduced, and the air is extracted. In addition to simplifying the exhaust gas treatment device, long-term stable operation can be easily performed with almost no occurrence of coating in the bleed exhaust gas treatment device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of a cement raw material firing apparatus utilizing the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing flows of kiln exhaust gas in a kiln, an inlet hood, and a rising duct by computer simulation. No bleed.
FIG. 3 is a diagram showing flows of kiln exhaust gas in a kiln, an inlet hood, and a rising duct by computer simulation. Bleed rate 0.9 volume% (a), Bleed rate 1.3 volume% (b).
FIG. 4 is a diagram showing a change over time of a chlorine concentration in a raw material (C1 raw material) collected by a lowermost cyclone of a preheater.
[Explanation of symbols]
1 Kiln
1A inlet hood
1B Rising duct
2 Bleed tube
3 cooling room
4 fans
5 chambers
6 dust collector
7 Dust transporter
8 Dust addition device
9 Exhaust gas duct

Claims

In order to bleed a part of the kiln exhaust gas , in a cement raw material sintering device connected to an air-cooled bleed exhaust gas processing device having an air-cooled system that has a dust collector and air taken in from outside the cement raw material sintering device system, A method for firing a cement raw material, comprising using a gas at 100 to 300 ° C after removing dust containing volatile components with a dust collector as air for fuel combustion of a cement raw material firing system.

In order to extract a part of the kiln exhaust gas, in a cement raw material firing apparatus to which an air-cooled extraction exhaust gas treatment device having a dust collector is connected, dust containing volatile components collected by the dust extraction device of the extraction exhaust gas treatment device A method for calcining a raw material for cement, characterized by directly adding to a clinker.

In order to extract a part of the kiln exhaust gas, in a cement raw material firing apparatus connected to an air-cooled extraction exhaust gas treatment device having a dust collector, after removing dust containing volatile components with the dust extraction device of the extraction exhaust gas treatment device A gas containing volatile components collected by a dust collector and directly added to a clinker, wherein the gas is used as fuel combustion air for a cement raw material firing system.

A bleed port of the bleed exhaust gas treatment device is located at the bottom of the raw material preheating device of the cement raw material firing device and is connected to a bend duct (hereinafter referred to as an inlet hood) connected to the kiln, or a kiln flue gas flue generally extending upward therefrom. When viewed from the kiln longitudinal direction side, the kiln exhaust gas is set at a position closer to the kiln than a vertical line that bisects the side surface in the kiln side when viewed from the kiln longitudinal direction side. The method for firing a cement raw material according to any one of claims 1 to 3, wherein less than 1% by volume is extracted.

To the inlet hood or the rising duct section of the raw material preheating device, for extracting a part of the kiln exhaust gas, an extraction port of an air-cooled extraction exhaust gas processing device having a dust collector is connected, and a dust extraction outlet of the extraction exhaust gas processing device is connected to A cement raw material firing apparatus having a structure in which a gas line is connected to an air intake for a clinker cooler and / or an air intake for a burner of a cement raw material firing system.

To the inlet hood or the rising duct portion of the raw material preheating device, for extracting a part of the kiln exhaust gas, an air-cooled extraction air exhaust device having a dust collector is connected, and collected by the exhaust gas exhaust device dust collector. A cement raw material firing apparatus having a structure in which a line for directly adding dust containing volatile components to a clinker is provided.

To the inlet hood or the rising duct part of the raw material preheating device, an air-cooled extraction gas exhaust device having a dust collector for extracting a part of the kiln exhaust gas is connected, and the gas line at the dust collector outlet of the extraction gas exhaust device is connected. A line connected to an air intake for a clinker cooler and / or an air intake for a burner of a cement raw material firing system, and for directly adding dust containing volatile components collected by the dust collector to the clinker. Raw material sintering device having the structure described above.

The bleed exhaust gas treatment device is set at a position closer to the kiln than the inlet hood or the rising duct, the surface on the kiln side when viewed from the kiln longitudinal direction, or a vertical line bisecting the side within the side, 8. The cement raw material firing apparatus according to claim 5, wherein an air extraction port for extracting less than 1% by volume, an air extraction pipe, a cooling chamber, a chamber, and a dust collector are arranged in this order. 9.