JP5703851B2 - Cement clinker manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents

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本発明は、セメントクリンカを製造する際の焼成熱量を低減させるセメントクリンカの製造装置および製造方法に関するものである。   The present invention relates to a cement clinker manufacturing apparatus and a manufacturing method for reducing the calorific value when a cement clinker is manufactured.

近年のセメント製造技術の大きな変化は、セメントクリンカの焼成熱量を減らす技術の進歩であったといえる。すなわち、調合原料に水を加えて均一化した後に焼成することによって、大きな焼成熱量を必要としていた湿式焼成法から、セメント原料を熱風により乾燥した後に粉砕し焼成することによって、焼成熱量を減らす乾式焼成法へと移行し、そして予め調整原料をプレヒータによりか焼し、得られたか焼原料をロータリーキルンに投入することによって、焼成熱量をさらに低減させるニューサスペンション方式の開発といった一連の流れである。   It can be said that the major change in the cement manufacturing technology in recent years was the progress of technology to reduce the calorific value of cement clinker. In other words, from the wet firing method that required a large calorific value by adding water to the blended raw material and then firing it, the dry material that reduces the calorific value by crushing and calcining the cement raw material after drying with hot air This is a series of developments such as the development of a new suspension system that further shifts to the firing method, and calcines the adjusted raw material in advance with a pre-heater, and puts the obtained calcined raw material into a rotary kiln to further reduce the calorific value.

また、上記の方法以外にセメントクリンカの焼成熱量を減らす対策としては、調合原料の主要化学組成を変更して、焼成時の液相量を増やし、比較的低温でもセメントクリンカが生成しやすくする方法や、焼成反応を促進させる蛍石(フッ化カルシウム)などの鉱化剤をセメント原料に添加する方法がある。また、廃棄物を原燃料として利用する方法もある。   In addition to the above method, as a measure to reduce the calorific value of cement clinker, the main chemical composition of the blended raw material is changed to increase the amount of liquid phase at the time of firing, making it easier to produce cement clinker even at relatively low temperatures. Alternatively, there is a method of adding a mineralizer such as fluorite (calcium fluoride) that promotes the firing reaction to the cement raw material. There is also a method of using waste as raw fuel.

しかし、調合原料の主要化学組成の変更では、アルミナ、鉄、硫黄などの含有量を増やして、高温での液相量を増やしたり、比較的低温で生成しやすい鉱物組成にするため、汎用のポルトランドセメントとは、クリンカ鉱物組成が異なる。このため、コンクリートやモルタルにした場合には、特異な流動性状や強度発現性を示し、ユーザーが使い慣れた普通ポルトランドセメントのように、広範囲の用途に供することはできないという問題がある。   However, by changing the main chemical composition of the raw material, the content of alumina, iron, sulfur, etc. is increased to increase the amount of liquid phase at high temperatures or to make the mineral composition easy to generate at relatively low temperatures. The clinker mineral composition is different from Portland cement. For this reason, when concrete or mortar is used, there is a problem that it exhibits unique fluidity and strength and cannot be used in a wide range of applications like ordinary Portland cement that users are accustomed to.

また、蛍石などの鉱化剤をセメント原料に添加する方法は、その構成成分の元素がロータリーキルン内で揮発し、ロータリーキルンやサスペンション式予熱器(以下、プレヒータ)の内壁に付着して、コーチングトラブルの原因となったり、構成成分の作用で特異な物性のセメントになったり、希には鉱化剤添加量の変動によりセメントキルン内でクリンカの融着の原因となったりするなどの問題が生じる。   In addition, a method of adding mineralizers such as fluorite to cement raw materials causes the constituent elements to volatilize in the rotary kiln and adhere to the inner wall of the rotary kiln or suspension type preheater (hereinafter referred to as preheater), causing coating problems. Cause the cement to have unique physical properties due to the action of the constituents, or rarely cause the clinker to fuse in the cement kiln due to fluctuations in the amount of mineralizer added. .

これらの問題により、上記2つの方法は、クリンカの焼成熱量を減らす主要な対策ではなく、副次的な対策に留まるのみとなりやすかった。   Due to these problems, the above two methods are not only main measures for reducing the calcining heat of the clinker, but tend to be only secondary measures.

そこで、発明者等は、下記特許文献1および2において、新発見したクリンカ鉱物の結晶成長機構から、クリンカ焼成時にクリンカ中の液層の温度より高い融点を有し、かつクリンカの主要鉱物であるエーライトの生成の核となる物質または該エーライトの生成の核となる物質を含む核含有物を、原料工程と回転炉(以下、ロータリーキルン)の窯前側から投入し、エーライトの生成を促進させて、焼成熱量の低減を図るという主旨の発明を行った。   Therefore, the inventors have the melting point higher than the temperature of the liquid layer in the clinker at the time of clinker firing, and are the main minerals of the clinker, based on the newly discovered clinker mineral crystal growth mechanism in the following Patent Documents 1 and 2. Accelerate the generation of alite by introducing a material that forms the core of alite or a nuclear material containing the material that forms the core of alite from the front side of the raw material process and the rotary kiln (hereinafter referred to as a rotary kiln). Thus, the invention of the purpose of reducing the calorific value was performed.

この発明は、汎用のポルトランドセメントの主要化学組成及び鉱物組成を変えることなく、主要クリンカ鉱物であるエーライトの成長機構を利用して、その生成をより低温から促進させ、従来より少ない焼成熱量でクリンカを製造することを目的としたものであり、エーライトが他の物質を核として結晶成長を開始する際に、核になる物質を液相生成時に共存させると、それを結晶核として約1250℃以上の温度で液相の生成にともなって、エーライトが晶出し始めることに注目したものである。   The present invention uses the growth mechanism of alite, the main clinker mineral, without changing the main chemical composition and mineral composition of general-purpose Portland cement. The purpose is to produce a clinker. When alite starts crystal growth using another substance as a nucleus, if the substance that becomes the nucleus coexists at the time of liquid phase formation, it becomes about 1250 as a crystal nucleus. It is noted that alite begins to crystallize with the formation of the liquid phase at temperatures above ℃.

特許第3969445号公報Japanese Patent No. 3969445 特許第4010339号公報Japanese Patent No. 4010339

ところで、一般にクリンカの液相は、1200〜1300℃間で生成し始めるため、核となる物質は、液相と接触しても分解したり融解せずに、ロータリーキルンで焼き出されたクリンカ中で固相として安定して存在する物質が好ましい。   By the way, since the liquid phase of clinker generally starts to be generated between 1200 to 1300 ° C., the core substance does not decompose or melt even if it comes into contact with the liquid phase, and is baked in a rotary kiln. A substance that exists stably as a solid phase is preferred.

そのため、核となる物質は、融点が1300℃以上の物質がふさわしく、例えば、セメント工場で入手しやすい物質としてセメントクリンカがあげられる。このセメントクリンカを核となる物資として用いることにより、エーライトの生成が促進されて、クリンカの焼成熱量の減少につながることになる。   For this reason, a substance having a melting point of 1300 ° C. or higher is suitable as a core substance. For example, a cement clinker is an easily available substance in a cement factory. By using this cement clinker as a core material, the generation of alite is promoted, leading to a decrease in the calorific value of the clinker.

また、エーライトの核となる物質は、予めセメント原料中に混入しても、原料を焼成中にロータリーキルンの液相生成域より低温側に投入しても良い。したがって、核となる物質の粒径は細かいほど効果が大きくなり好ましい。   In addition, the substance that becomes the core of alite may be mixed in the cement raw material in advance, or the raw material may be charged to a lower temperature side than the liquid phase generation region of the rotary kiln during firing. Therefore, the finer the particle size of the substance serving as the nucleus, the greater the effect, which is preferable.

以上のことから、上記特許文献1および2の発明では、原料工程で混合した複数のセメント原料からなる調合原料を焼成工程で焼成し、エーライトを含むセメントクリンカを製造する際に、前記セメントクリンカの液相の温度より高い融点を有し、かつ、前記セメントクリンカの生成の核となるセメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガを粉砕して、前記原料工程にて前記セメント原料および前記調合原料のうち少なくとも1つに混入することにより、ロータリーキルン内でエーライトの生成を促進させるに至ったのである。   From the above, in the inventions of Patent Documents 1 and 2, the cement clinker is produced when a blended raw material composed of a plurality of cement raw materials mixed in the raw material step is fired in the firing step to produce a cement clinker containing alite. A cement clinker, cement or refractory brick that has a melting point higher than the temperature of the liquid phase and is the core of the production of the cement clinker, and at least the cement raw material and the blended raw material in the raw material step Mixing into one led to the promotion of alite formation in the rotary kiln.

ところが、上記特許文献1および2の発明において、結晶核となる物質を上記原料工程にて、上記セメント原料および上記調合原料のうち少なくとも1つに混入する際に、粉砕したクリンカ粉砕物や集塵したクリンカ粉を使用するため、このクリンカ粉砕物やクリンカ粉は、通常100℃以下に冷却されていることから、高温の焼成工程に投入することにより、熱損失になるという問題がある。   However, in the inventions of Patent Documents 1 and 2, when a substance serving as a crystal nucleus is mixed in at least one of the cement raw material and the blended raw material in the raw material step, the pulverized clinker pulverized material and dust collection Since the clinker powder thus used is used, the clinker pulverized product and the clinker powder are usually cooled to 100 ° C. or lower, and there is a problem that heat loss occurs when the clinker powder is put into a high-temperature baking process.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ハロゲン元素を含むセメント原料および/または燃料の一部を取り出して焼成することによりエーライトの生成を促進させ、かつ高温の焼成工程に投入する際の熱損失を防いでセメントクリンカの焼成熱量を減少させるセメントクリンカの製造装置および製造方法を提供することを課題とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by taking out a part of a cement raw material and / or fuel containing a halogen element and firing it, the production of alite is promoted and put into a high-temperature firing process. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for a cement clinker that prevent heat loss at the time and reduce the calorific value of the cement clinker.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ハロゲン元素を含むセメント原料および/または燃料を用いて、上記セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータの下流側に上記セメント原料を焼成するロータリーキルンとを備えたセメントクリンカの製造装置であって、上記プレヒータのサイクロンのシュートから上記セメント原料の一部を抜き出す抜出ラインと、この抜出ラインから抜き出された上記セメント原料を焼成する焼成手段と、この焼成手段において焼成されてエーライトが晶出した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに戻す戻りラインとを備えていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a preheater for preheating the cement raw material using a cement raw material and / or fuel containing a halogen element, and the cement raw material is disposed downstream of the preheater. A cement clinker manufacturing apparatus comprising a rotary kiln for firing, an extraction line for extracting a part of the cement raw material from a cyclone chute of the preheater, and firing the cement raw material extracted from the extraction line And a return line for returning a part of the cement raw material that has been baked in the baking means and crystallized alite to the rotary kiln.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記焼成手段は、1200℃以上で焼成する焼成炉であるとともに、ハロゲン元素を含む物質を供給する供給ラインを備えていることを特徴とするものである。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the firing means is a firing furnace for firing at 1200 ° C. or higher, and further includes a supply line for supplying a substance containing a halogen element. It is characterized by being.

そして、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記焼成手段は、上記抜出ラインから供給された上記セメント原料にハロゲンを含むハロゲン含有物を直接接触させて上記ハロゲンを含む可燃性ガスと残留物とを生成させるハロゲン分離手段と、上記ハロゲン分離手段から排出された上記ハロゲンを含む可燃性ガスから上記ハロゲンを回収するハロゲン回収手段と、このハロゲン回収手段によって上記ハロゲンが回収された後の上記可燃性ガスを上記セメントクリンカの製造装置の燃料として供給するガス供給ラインとを備えたハロゲン含有物燃料化システムを有することを特徴とするものである。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the firing means directly contacts a halogen-containing material containing halogen to the cement raw material supplied from the extraction line. Halogen separation means for generating a flammable gas containing halogen and a residue, halogen recovery means for recovering the halogen from the flammable gas containing halogen discharged from the halogen separation means, and the halogen recovery means And a gas supply line for supplying the combustible gas after the halogen is recovered as a fuel for the cement clinker manufacturing apparatus.

さらに、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、上記ロータリーキルンの窯尻には、排ガスの一部を回収する塩素回収手段が備えられていることを特徴とするものである。   Furthermore, the invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the kiln bottom of the rotary kiln is provided with chlorine recovery means for recovering a part of the exhaust gas. It is a feature.

また、請求項5に記載の発明は、上記請求項1または2に記載のセメントクリンカ装置を用いたセメントクリンカの製造方法であって、内部が1200℃以上の温度雰囲気に保持された上記焼成手段に、上記プレヒータのサイクロンのシュートから上記セメント原料の一部を供給して焼成し、この焼成によってエーライトが晶出した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに供給することを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 is a method for producing a cement clinker using the cement clinker apparatus according to claim 1 or 2, wherein the inside is maintained in a temperature atmosphere of 1200 ° C. or higher. in, and calcined by supplying a part of the cement material from the chute of the cyclone of the preheater, a portion of the cement raw materials alite crystallized out by the calcination characterized in that supplied to the rotary kiln is there.

そして、請求項6に記載の発明は、上記請求項3に記載のセメントクリンカの製造装置を用いたセメントクリンカの製造方法であって、内部が1200℃以上の温度雰囲気に保持された上記ハロゲン分離手段に、上記プレヒータのサイクロンのシュートから上記セメント原料の一部を供給して焼成し、焼成した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに供給するとともに、上記ハロゲン回収手段によって、上記ハロゲンが回収された後の上記可燃性ガスを上記セメントクリンカ製造装置に燃料として供給することを特徴とするものである。   A sixth aspect of the present invention is a cement clinker manufacturing method using the cement clinker manufacturing apparatus according to the third aspect, wherein the halogen separation is performed in a temperature atmosphere of 1200 ° C. or higher. A part of the cement raw material is supplied from the cyclone chute of the preheater to the means and fired, a part of the fired cement raw material is supplied to the rotary kiln, and the halogen is recovered by the halogen recovery means. After that, the combustible gas is supplied as fuel to the cement clinker production apparatus.

請求項1〜4に記載のセメントクリンカの製造装置および請求項5〜6に記載のセメントクリンカの製造方法においては、ハロゲン元素を含むセメント原料および/または燃料を用いて、上記セメント原料をプレヒータで予熱した後に、上記燃料の燃焼排ガスにより内部が高温雰囲気に保持されたロータリーキルンに供給して焼成することによって、セメントクリンカを製造する際に、上記プレヒータのサイクロンのシュートから、上記セメント原料の一部を抜き出す抜出ラインと、この抜出ラインから抜き出された上記セメント原料を焼成する焼成手段と、この焼成手段において焼成されてエーライトが晶出した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに戻す戻りラインとを備えているため、ハロゲン元素を含む上記セメント原料の一部を抜き出し、そのセメント原料を低温焼成することにより、上記セメント原料に含まれるエーライトの生成を促進させ、この焼成された上記セメント原料を上記ロータリーキルンに戻すことにより、上記ロータリーキルン内において、その一部または全部がエーライトの結晶核となって、低い温度からエーライトの生成が促進され、セメントクリンカの焼成熱量を減少させることができる。これにより、上記セメント原料の主要化学組成を変更することなく、比較的低い温度でもセメントクリンカを製造することができるとともに、汎用のポルトランドセメントに用いることができる。 In the cement clinker manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4 and the cement clinker manufacturing method according to any one of claims 5 to 6, the cement raw material may be preheated using a cement raw material and / or fuel containing a halogen element. A part of the cement raw material is extracted from the cyclone chute of the preheater when the cement clinker is manufactured by preheating and supplying the calcined exhaust gas to a rotary kiln maintained in a high-temperature atmosphere and firing it. An extraction line for extracting the cement material, a firing means for firing the cement raw material extracted from the extraction line, and a part of the cement raw material that has been fired in the firing means and crystallized alite is returned to the rotary kiln. And the above cement raw material containing a halogen element. A part is extracted and the cement raw material is fired at a low temperature to promote the generation of alite contained in the cement raw material. By returning the fired cement raw material to the rotary kiln, A part or all of them become crystallites of alite, and the generation of alite can be promoted from a low temperature, and the calorific value of cement clinker can be reduced. This makes it possible to produce a cement clinker even at a relatively low temperature without changing the main chemical composition of the cement raw material, and it can be used for general-purpose Portland cement.

請求項2に記載の発明においては、上記焼成手段は、1200℃以上で焼成する焼成炉であるため、上記プレヒータのサイクロンのシュートから抜き出した上記セメント原料の一部が、上記セメント原料に含まれているエーライトの生成を促しながら、焼成することができるとともに、焼成された上記セメント原料を高温のまま上記ロータリーキルン内に供給することができる。この結果、上記ロータリーキルン内においてセメントクリンカを焼成する際に、熱損失をなくすことができるとともに、上記ロータリーキルンの長さを短縮することができ、設備費や動力費、さらにはメンテナンス費用の削減につながる。   In the invention described in claim 2, since the firing means is a firing furnace that fires at 1200 ° C. or higher, a part of the cement raw material extracted from the cyclone chute of the preheater is included in the cement raw material. It can be fired while promoting the generation of alite, and the fired cement raw material can be fed into the rotary kiln at a high temperature. As a result, when firing cement clinker in the rotary kiln, heat loss can be eliminated and the length of the rotary kiln can be shortened, leading to a reduction in equipment costs, power costs, and maintenance costs. .

さらに、上記焼成炉には、ハロゲン元素を含む物質が供給される供給ラインが備えられているため、上記焼成炉内に供給された上記セメント原料の焼成を促進することができる。これにより、上記焼成炉に用いられる燃料コストを抑えることができる。   Furthermore, since the firing furnace is provided with a supply line for supplying a substance containing a halogen element, firing of the cement raw material supplied into the firing furnace can be promoted. Thereby, the fuel cost used for the said baking furnace can be held down.

請求項3に記載の発明によれば、上記焼成手段が、上記抜出ラインから供給された上記セメント原料にハロゲンを含むハロゲン含有物を直接接触させて、上記ハロゲンを含む可燃性ガスと残留物とを生成させるハロゲン分離手段と、上記ハロゲン分離手段から排出された上記ハロゲンを含む可燃性ガスから、上記ハロゲンを回収するハロゲン回収手段と、このハロゲン回収手段によって上記ハロゲンが回収された後の上記可燃性ガスを、上記セメントクリンカの製造装置の燃料として供給するガス供給ラインとを備えたハロゲン含有物燃料化システムを有しているため、上記プレヒータのサイクロンのシュートから抜き出した上記セメント原料の一部に含まれる、塩素や臭素などのハロゲンに起因する弊害を取り除きやすくできるとともに、上記セメント原料の一部に含まれているエーライトの生成を促進を促しながら焼成することができる。この結果、上記ロータリーキルン内において、セメントクリンカの焼成を促進することができる。   According to invention of Claim 3, the said baking means makes the halogen-containing substance containing a halogen contact the said cement raw material supplied from the said extraction line directly, The combustible gas containing the said halogen, and a residue Separating the halogen from the flammable gas containing the halogen discharged from the halogen separating means, and the halogen after the halogen is collected by the halogen collecting means. Since it has a halogen-containing fuel conversion system that includes a gas supply line that supplies combustible gas as fuel for the cement clinker manufacturing apparatus, one of the cement raw materials extracted from the cyclone chute of the preheater In addition to easily removing harmful effects caused by halogens such as chlorine and bromine in the parts, The generation of alite, which is included as part of the serial cement material can be fired while encouraging accelerated. As a result, firing of the cement clinker can be promoted in the rotary kiln.

請求項4に記載の発明によれば、上記ロータリーキルンの窯尻に、上記焼成手段において焼成された上記セメント原料の排ガスの一部または全てを回収する塩素回収手段が備えられているため、上記ロータリーキルン内において、上記セメント原料を供給し、セメントクリンカを焼成する際に、上記ロータリーキルン内に塩素が滞留した場合でも、速やかに取り除くことができやすくなり、高品質のセメントクリンカを得ることができる。   According to the invention of claim 4, the rotary kiln is provided with chlorine recovery means for recovering part or all of the exhaust gas of the cement raw material fired in the firing means at the bottom of the rotary kiln. When the cement raw material is supplied and the cement clinker is fired, even if chlorine stays in the rotary kiln, it can be easily removed and a high-quality cement clinker can be obtained.

本発明のセメントクリンカの製造装置の第1の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 1st Embodiment of the manufacturing apparatus of the cement clinker of this invention. 本発明のセメントクリンカの製造装置の第1の実施形態の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of 1st Embodiment of the manufacturing apparatus of the cement clinker of this invention. 本発明のセメントクリンカの製造装置の第2の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 2nd Embodiment of the manufacturing apparatus of the cement clinker of this invention. 本発明のセメントクリンカの製造装置の第3の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 3rd Embodiment of the manufacturing apparatus of the cement clinker of this invention.

(実施の形態1)
図1は、本発明のセメントクリンカの製造装置の第1の実施形態を示し、図2は、その変形例を示すものである。
図1に示すように、第1の実施形態は、セメント原料を焼成するためのロータリーキルン1と、このロータリーキルン1の図中左方の窯尻2に、直列的に設けられるセメント原料を予熱するためのプレヒータ3と、図中右方の窯前24に内部を加熱するための主バーナ19と、窯前24に焼成後のセメントクリンカを冷却するためのクリンカクーラ20と、プレヒータ3の最下段のサイクロン4のシュート5からセメント原料を抜き出す抜出ライン6と、この抜出ライン6に接続された焼成炉8と、この焼成炉8において焼成されてエーライトが晶出した上記セメント原料をロータリーキルン1の窯尻2に戻す戻りライン9とを備えて概略構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a first embodiment of the cement clinker production apparatus of the present invention, and FIG. 2 shows a modification thereof.
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a rotary kiln 1 for firing cement raw material and a cement raw material provided in series on the left kiln bottom 2 in the figure of the rotary kiln 1 are preheated. Preheater 3, a main burner 19 for heating the inside of the furnace front 24 on the right side of the figure, a clinker cooler 20 for cooling the cement clinker after firing to the furnace front 24, and the lowermost stage of the preheater 3 The extraction line 6 for extracting the cement raw material from the chute 5 of the cyclone 4, the firing furnace 8 connected to the extraction line 6, and the cement raw material baked in the firing furnace 8 to crystallize the alite are rotary kiln 1. And a return line 9 for returning to the kiln bottom 2 is schematically configured.

ここで、上記プレヒータ3は、上下方向に直列的に配置された複数段(図では4段)のサイクロン4a〜4dによって構成されており、1段目のサイクロン4aにセメント原料が供給されている。また、3段目のサイクロン4cと4段目のサイクロン4dとの間には、下端部にロータリーキルン1の窯尻2から燃焼排ガスが導入されるとともに、内部に図示されない燃料供給ラインから供給される石炭等の燃料の燃焼装置が設けられた仮焼炉21が設けられている。     Here, the preheater 3 is composed of a plurality of (four in the figure) cyclones 4a to 4d arranged in series in the vertical direction, and the cement raw material is supplied to the first cyclone 4a. . Further, between the third-stage cyclone 4c and the fourth-stage cyclone 4d, combustion exhaust gas is introduced from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the lower end portion and supplied from a fuel supply line (not shown) to the inside. A calcining furnace 21 provided with a combustion apparatus for fuel such as coal is provided.

そして、最上段のサイクロン4aに供給された上記セメント原料が、順次下方のサイクロン4へと落下するにしたがって、下方から上昇するロータリーキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、さらに下から2段目のサイクロン4cから抜き出されて仮焼炉21に送られ、この仮焼炉21において焼成された後に、最下段のサイクロン4dからシュート5を介してロータリーキルン1の窯尻2に導入されるようになっている。   The cement raw material supplied to the uppermost cyclone 4a is preheated by the high-temperature exhaust gas from the rotary kiln 1 that rises from below as the cement raw material sequentially falls to the lower cyclone 4, and the second stage from the bottom. After being extracted from the cyclone 4 c and sent to the calcining furnace 21, and fired in the calcining furnace 21, the cyclone 4 d at the lowermost stage is introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 through the chute 5. ing.

さらに、ロータリーキルン1から排出された燃焼排ガスは、仮焼炉21を介して最下段のサイクロン4dへと送られ、順次上方のサイクロンへと送られて、上記セメント原料を予熱するとともに、最終的には最上段のサイクロン4aの上部から、排気ファン23によって排気ライン22を介して排気されて行くようになっている。   Further, the combustion exhaust gas discharged from the rotary kiln 1 is sent to the lowermost cyclone 4d through the calcining furnace 21, and is sequentially sent to the upper cyclone to preheat the cement raw material, and finally Is exhausted from the upper part of the uppermost cyclone 4 a by the exhaust fan 23 through the exhaust line 22.

また、プレヒータ3においては、最下段のサイクロン4dのシュート5から、上記セメント原料を抜き出す抜出ライン6が設けられ、この抜出ライン6の先端部が焼成炉8に接続されている。これにより、プレヒータ3からの上記セメント原料の一部が、焼成炉8内に導入されるようになっている。この焼成炉8は、上記セメント原料を1200℃以上に連続加熱するバーナが設けられている。また、焼成炉8は、ロータリーキルン1から燃焼排ガスを供給した流動層にして対応可能である。そして、焼成炉8には、ハロゲン元素を含む物質を供給する供給ライン10が設けられているとともに、焼成炉8内で焼成した上記セメント原料をロータリーキルン1に戻す戻りライン9が接続されている。   Further, in the preheater 3, an extraction line 6 for extracting the cement raw material from the chute 5 of the lowermost cyclone 4 d is provided, and the leading end of the extraction line 6 is connected to the firing furnace 8. Thereby, a part of the cement raw material from the preheater 3 is introduced into the firing furnace 8. The firing furnace 8 is provided with a burner for continuously heating the cement raw material to 1200 ° C. or higher. Further, the firing furnace 8 can correspond to a fluidized bed supplied with combustion exhaust gas from the rotary kiln 1. The firing furnace 8 is provided with a supply line 10 for supplying a substance containing a halogen element, and is connected with a return line 9 for returning the cement raw material fired in the firing furnace 8 to the rotary kiln 1.

さらに、図2に示す上記第1の実施形態の変形例では、ロータリーキルン1の窯尻2から仮焼炉21へ排ガスを送るダクトに、塩素バイパス管17が接続され、この塩素バイパス管17によって抜き取られた排ガスの一部を、後段のバッグフィルタ18に送って塩素分を除去する塩素回収手段が設けられている。   Further, in the modification of the first embodiment shown in FIG. 2, a chlorine bypass pipe 17 is connected to a duct that sends exhaust gas from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the calcining furnace 21, and is extracted by the chlorine bypass pipe 17. Chlorine recovery means for removing a chlorine content by sending a part of the exhausted gas to the bag filter 18 at the subsequent stage is provided.

次に、上記第1の実施形態に示したセメントクリンカの製造装置を用いた本発明に係るセメントクリンカの製造方法の一実施形態について説明する。
先ず、プレヒータ3の1段目のサイクロン4aに投入されたセメント原料は、図中実線矢印で示すように、順次下方のサイクロン4b〜4dへと落下するにしたがって、下方から上昇するロータリーキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、最終的に最下段のサイクロン4dのシュート5からロータリーキルン1の窯尻2に導入される。
Next, an embodiment of a cement clinker manufacturing method according to the present invention using the cement clinker manufacturing apparatus shown in the first embodiment will be described.
First, as shown by the solid line arrow in the figure, the cement raw material charged into the first-stage cyclone 4a of the preheater 3 is dropped from the rotary kiln 1 that rises from below as the cyclones 4b to 4d are sequentially lowered. Preheated by high-temperature exhaust gas, and finally introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d.

このときに、上記セメント原料の一部が、最下段のサイクロン4dのシュート5に接続された抜出ライン6から抜き出されて、焼成炉8に供給される。この最下段のサイクロン4dのシュート5から抜き出す上記セメント原料の量は、上記セメント原料全量の5%以下とし、望ましくは、1%以下である。そして、焼成炉8に接続された供給ライン10から、ハロゲン元素を含む物質が焼成炉8に供給される。このハロゲン元素を含む物質は、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、廃プラ、塩素バイパスダストなどである。この際に、焼成炉8内で焼成された上記セメント原料のF(フッ素)量は、0.2%以上、好ましくは0.3%以上とし、またMgOにもフラックスの作用があるため、焼成炉8内で焼成された上記セメント原料中のMgO量は、1.0%以上、好ましくは1.5%以上とすることが望ましい。   At this time, a part of the cement raw material is extracted from the extraction line 6 connected to the chute 5 of the lowermost cyclone 4 d and supplied to the firing furnace 8. The amount of the cement raw material extracted from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d is 5% or less of the total amount of the cement raw material, preferably 1% or less. Then, a substance containing a halogen element is supplied to the firing furnace 8 from a supply line 10 connected to the firing furnace 8. Examples of the substance containing a halogen element include calcium fluoride, magnesium fluoride, waste plastic, and chlorine bypass dust. At this time, the amount of F (fluorine) in the cement raw material fired in the firing furnace 8 is 0.2% or more, preferably 0.3% or more, and MgO also acts as a flux. The amount of MgO in the cement raw material fired in the furnace 8 is 1.0% or more, preferably 1.5% or more.

そして、焼成炉8に供給された上記セメント原料の一部およびハロゲン元素を含む物質は、焼成炉8に設けられたバーナによって連続加熱され、1200℃以上の温度で焼成される。上記セメント原料を1200℃以上で、焼成することにより、上記セメント原料の液相の生成にともないエーライトが晶出する。そして、このエーライトが晶出した上記セメント原料を焼成炉8に接続された戻りライン9から、ロータリーキルン1の窯尻2に導入される。   The part of the cement raw material and the halogen-containing substance supplied to the firing furnace 8 are continuously heated by a burner provided in the firing furnace 8 and fired at a temperature of 1200 ° C. or higher. When the cement raw material is fired at 1200 ° C. or higher, alite is crystallized as the liquid phase of the cement raw material is generated. Then, the cement raw material from which the alite is crystallized is introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 through a return line 9 connected to the firing furnace 8.

このように、ロータリーキルン1の窯尻2に導入された上記セメント原料は、ロータリーキルン1内において、窯尻2側から窯前24側へと徐々に送られる過程において、主バーナ19からの燃焼排ガスによって加熱され、焼成されてクリンカとなる。この際に、焼成炉8から導入された上記セメント原料の一部が、既にエーライトが晶出し始めているため、これが結晶核となり、ロータリーキルン1内に最下段のサイクロン4dのシュート5から直接導入された上記セメント原料のエーライトの生成が促進され、ひいてはセメントクリンカの焼成熱量が減少する。   Thus, the cement raw material introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 is caused by the combustion exhaust gas from the main burner 19 in the process of being gradually sent from the kiln bottom 2 side to the front kiln 24 side in the rotary kiln 1. It is heated and baked to become a clinker. At this time, since a portion of the cement raw material introduced from the firing furnace 8 has already started to crystallize, this becomes a crystal nucleus and is directly introduced into the rotary kiln 1 from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d. Further, the generation of alite as the cement raw material is promoted, and as a result, the calorific value of the cement clinker is reduced.

ところで、セメント原料に含まれる塩素分やアルカリ分は、ロータリーキルン1内における高温(約1400℃)雰囲気下において、揮発して排ガス中に移行する。そして、この排気ガスは、ロータリーキルン1の窯尻2からプレヒータ3側に排気されて順次下方から上方のサイクロン4d〜4aへと上昇する際に、セメント原料を予熱することにより冷却され、当該排ガス中に含まれる塩素分が再びセメント原料側に移行してしまう。   By the way, the chlorine content and alkali content contained in the cement raw material are volatilized and transferred into the exhaust gas in a high temperature (about 1400 ° C.) atmosphere in the rotary kiln 1. And when this exhaust gas is exhausted from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the pre-heater 3 side and rises sequentially from the lower part to the upper cyclones 4d to 4a, it is cooled by preheating the cement raw material, The chlorine content contained in the material will again move to the cement raw material side.

この結果、塩素分は上記ロータリーキルン1およびプレヒータ3からなる系内を循環するために、新たに燃焼排ガスまたはセメント原料から系内に持ち込まれる塩素分によって、内部の塩素濃度が徐々に上昇し、ひいてはプレヒータ3のサイクロンを閉塞させ、運転に支障をきたす。   As a result, since the chlorine content circulates in the system composed of the rotary kiln 1 and the preheater 3, the internal chlorine concentration gradually rises due to the chlorine content newly introduced into the system from the combustion exhaust gas or the cement raw material. The cyclone of the pre-heater 3 is blocked, and the operation is hindered.

そこで、第1の実施形態の変形例では、図2に示すように、塩素回収手段16を用いて、定期的に塩素バイパス管17から上記排ガスの一部を抜き取り、冷却することで塩素分をアルカリ塩化物として後段のバッグフィルタ18において回収することにより、系内の塩素濃度が上昇することを防止している。   Therefore, in the modification of the first embodiment, as shown in FIG. 2, by using the chlorine recovery means 16, a part of the exhaust gas is periodically extracted from the chlorine bypass pipe 17 and cooled to reduce the chlorine content. By collecting it as an alkali chloride in the bag filter 18 at the subsequent stage, an increase in the chlorine concentration in the system is prevented.

そして、窯前24に到達したセメントクリンカは、図中矢印で示すように、クリンカクーラ20内に落下して図中右方に送られる。この際に、クリンカクーラ20内に供給された空気によって所定温度まで冷却されて最終的に当該クリンカクーラ20から取り出される。   And the cement clinker which reached | attained before the kiln 24 falls in the clinker cooler 20, and is sent to the right side in a figure as shown by the arrow in a figure. At this time, the air is cooled to a predetermined temperature by the air supplied into the clinker cooler 20 and finally taken out from the clinker cooler 20.

(実施の形態2)
図3は、本発明に係るセメントクリンカの製造装置の第2の実施形態を示すもので、図1に示したものと同一構成部分については、同様に同一付してその説明を簡略化する。
図3に示すように、第2の実施形態では、ロータリーキルン1、4段のサイクロン4からなるプレヒータ3よび仮焼炉21等を有するセメントクリンカの製造装置に、焼成手段7として、塩素を含む可燃性プラスチック廃棄物を前処理してロータリーキルン1に導入するための廃棄物燃料化システムが設けられている。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a second embodiment of the cement clinker manufacturing apparatus according to the present invention. The same components as those shown in FIG.
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, a combustor containing chlorine is used as a firing means 7 in a cement clinker manufacturing apparatus including a preheater 3 composed of a rotary kiln 1, a four-stage cyclone 4, a calciner 21, and the like. A waste fueling system is provided for pre-treating the plastic waste and introducing it into the rotary kiln 1.

この廃棄物燃料化システムには、この廃棄物燃料化システムの最上流側に設けられた選別装置25が設けられている。この選別装置25は、処理すべき可燃性プラスチック廃棄物を、比重選別あるいは赤外線選別等によって、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等の塩素含有量の多い廃棄物(以下、塩素含有プラスチックと略す。)と、ポリエチレンやポリプロピレン等の塩素含有量が少ない廃棄物(以下、低塩素濃度プラスチックと略す。)とに分離するものである。   The waste fueling system is provided with a sorting device 25 provided on the most upstream side of the waste fueling system. This sorting device 25 treats combustible plastic waste to be treated with high chlorine content such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride by specific gravity sorting or infrared sorting (hereinafter abbreviated as chlorine-containing plastic). And wastes with low chlorine content such as polyethylene and polypropylene (hereinafter abbreviated as low chlorine concentration plastics).

そして、この選別装置25によって分離された低塩素濃度プラスチックは、廃棄物燃料供給ライン26を介して、ロータリーキルン1の窯前24から内部にその燃料の一部として投入されるようになっている。なお、廃棄物燃料供給ライン26は、ロータリーキルン1に代えて仮焼炉21に上記低塩素濃度プラスチックをその燃料の一部として投入するようにしてもよい。他方、選別装置25によって分離された塩素含有プラスチックは、熱分解ライン27から後段の熱分解炉(ハロゲン分離手段)12に導入されるようになっている。   And the low chlorine concentration plastic separated by this sorter 25 is thrown into the inside from the kiln 24 of the rotary kiln 1 as a part of the fuel via the waste fuel supply line 26. The waste fuel supply line 26 may be charged with the low chlorine concentration plastic as part of its fuel in the calcining furnace 21 instead of the rotary kiln 1. On the other hand, the chlorine-containing plastic separated by the sorting device 25 is introduced from the thermal decomposition line 27 into the subsequent thermal decomposition furnace (halogen separation means) 12.

この熱分解炉12は、軸線回りに回転自在に設けられて内部に塩素含有プラスチックが供給される円筒状の熱分解炉であり、その一端側に熱分解ライン27が接続され、他端側に回収ライン(戻りライン)15が接続されている。また、この一端側には、内部に下水汚泥を導入するための供給管29が接続されている。さらに、熱分解炉12の内部には、上記セメント原料を焼成するためのバーナが設けられている。   The pyrolysis furnace 12 is a cylindrical pyrolysis furnace provided rotatably around an axis and supplied with chlorine-containing plastic. A pyrolysis line 27 is connected to one end of the pyrolysis furnace 12 and the other end is provided. A recovery line (return line) 15 is connected. Further, a supply pipe 29 for introducing sewage sludge is connected to the one end side. Further, a burner for firing the cement raw material is provided inside the pyrolysis furnace 12.

ここで、上記下水汚泥は、主として付着防止材として供給するものであり、これに代えて、粘土等の土質材、紙材、木材、プラスチックフィルム等が適用可能である。この際に、下水汚泥、建築廃木材あるいは廃プラスチックフィルム等の廃棄物を代替使用すれば、これらの廃棄物の処理も同時に行うことが可能になる。   Here, the sewage sludge is supplied mainly as an adhesion preventing material, and instead of this, a soil material such as clay, a paper material, wood, a plastic film, or the like is applicable. At this time, if waste such as sewage sludge, construction waste wood or waste plastic film is used instead, it is possible to simultaneously treat these wastes.

さらに、熱分解炉12の一端側には、熱媒体として最下段のサイクロン4dのシュート5から上記セメント原料を抜き出して熱分解炉12に供給するための熱媒体供給ライン(抜出ライン)11が接続されている。   Furthermore, a heat medium supply line (extraction line) 11 for extracting the cement raw material from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d as a heat medium and supplying it to the pyrolysis furnace 12 is provided at one end side of the pyrolysis furnace 12. It is connected.

他方、熱分解炉12の他端部には、この熱分解炉12において焼成した熱分解残渣を含む上記セメント原料をロータリーキルン1の窯尻2に戻すための回収ライン15が接続されている。また、この熱分解炉12の上部には、この熱分解炉12において生成した熱分解ガスを、後段のガス洗浄装置(ハロゲン回収手段)13へと送る分解ガス抜き出しライン30が接続されている。   On the other hand, the other end of the pyrolysis furnace 12 is connected to a recovery line 15 for returning the cement raw material containing the pyrolysis residue fired in the pyrolysis furnace 12 to the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1. In addition, a cracked gas extraction line 30 is connected to the upper portion of the pyrolysis furnace 12 to send the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace 12 to a gas cleaning device (halogen recovery means) 13 in the subsequent stage.

このガス洗浄装置13は、熱分解炉12から排出された上記熱分解ガス(可燃性ガス)に、供給管13aから添加される水酸化カルシウム等のアルカリ成分を接触させて、当該熱分解ガス中に含まれる塩素分を、塩化カルシウム等の塩として熱分解ガスから除去するためのもので、湿式あるいは乾式の各種ガス洗浄装置が適用可能である。ここで、図中符号13bは、上記塩化カルシウム水溶液等の排出管であり、符号13cは、未反応のアルカリ成分を含む熱分解ガスをガス洗浄装置13の入口に戻す戻り管である。   The gas cleaning device 13 is configured to bring an alkali component such as calcium hydroxide added from a supply pipe 13a into contact with the pyrolysis gas (combustible gas) discharged from the pyrolysis furnace 12, and in the pyrolysis gas. In order to remove the chlorine content contained in the salt as a salt such as calcium chloride from the pyrolysis gas, various wet or dry gas cleaning apparatuses can be applied. Here, reference numeral 13 b in the figure is a discharge pipe for the calcium chloride aqueous solution and the like, and reference numeral 13 c is a return pipe for returning the pyrolysis gas containing unreacted alkali components to the inlet of the gas cleaning device 13.

そして、このガス洗浄装置13の排出側には、このガス洗浄装置13によって洗浄された可燃性の熱分解ガスを、仮焼炉21内に燃料の一部として供給するためのガス供給ライン14が接続されている。   A gas supply line 14 for supplying the combustible pyrolysis gas cleaned by the gas cleaning device 13 as part of the fuel into the calcining furnace 21 is provided on the discharge side of the gas cleaning device 13. It is connected.

なお、プレヒータ3においては、ロータリーキルン1の窯尻2から導入される燃焼排ガスが、順次上方のサイクロン4d〜4aへと送られる過程で、セメント原料を予熱することにより、漸次冷却される。このため、最上段のサイクロン4aにおいて約270℃であった上記セメント原料は、最下段のサイクロン4dにおいて約879℃になるため、いずれのサイクロン4a〜4dから上記セメント原料を抜き出したとしても、上記熱分解に必要な約250℃〜900℃の範囲の高温セメント原料を熱分解炉12に供給することが可能である。   In the preheater 3, the combustion exhaust gas introduced from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 is gradually cooled by preheating the cement raw material in the course of being sequentially sent to the upper cyclones 4d to 4a. For this reason, since the cement raw material which was about 270 ° C. in the uppermost cyclone 4a becomes about 879 ° C. in the lowermost cyclone 4d, the above-mentioned cement raw material is extracted from any of the cyclones 4a to 4d. A high-temperature cement raw material in the range of about 250 ° C. to 900 ° C. necessary for pyrolysis can be supplied to the pyrolysis furnace 12.

したがって、本実施形態においては、一例として最下段のサイクロン4dのシュート5から上記高温セメント原料を抜き出す場合について示しているが、上記廃棄物の性状や可燃性ガスの仕様用途等を勘案して、抜き出すサイクロン4a〜4dを適宜選択することにより、上記加熱温度を選択することが可能である。   Therefore, in the present embodiment, as an example, the case where the high temperature cement raw material is extracted from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d is shown, but considering the properties of the waste and the specification use of the combustible gas, The heating temperature can be selected by appropriately selecting the cyclones 4a to 4d to be extracted.

また、図2に示す上記第1の実施形態の変形例のように、塩素回収手段16を設けることも可能である。この場合には、ロータリーキルン1の窯尻2から仮焼炉21へ排ガスを送るダクトに、塩素バイパス管17が接続され、この塩素バイパス管17によって抜き取られた排ガスの一部を、後段のバッグフィルタ18に送って塩素分を除去する。また、塩素バイパス管17に熱媒体供給ライン11(図2点線)を接続することにより、塩素を多く含むダスト状の高温セメント原料を抜き出して上記熱分解炉12に供給するようにしてもよい。   Moreover, it is also possible to provide the chlorine collection | recovery means 16 like the modification of the said 1st Embodiment shown in FIG. In this case, a chlorine bypass pipe 17 is connected to a duct for sending the exhaust gas from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the calcining furnace 21, and a part of the exhaust gas extracted by the chlorine bypass pipe 17 is removed from the bag filter at the rear stage. 18 to remove chlorine. Further, by connecting the heat medium supply line 11 (dotted line in FIG. 2) to the chlorine bypass pipe 17, a dusty high-temperature cement raw material containing a large amount of chlorine may be extracted and supplied to the pyrolysis furnace 12.

なお、この場合には、排ガス中に上記セメント原料がダスト状に含まれているために、熱媒体供給ライン11の中間部に、別途サイクロン等のダスト収集手段を介装し、収集された粗粒のセメント原料のみを熱分解炉12に供給することが好ましい。   In this case, since the cement raw material is contained in the exhaust gas in the form of dust, the collected coarse particles are additionally provided in the middle of the heat medium supply line 11 with a dust collecting means such as a cyclone. It is preferable to supply only the granular cement raw material to the pyrolysis furnace 12.

次に、上記第2の実施形態に示したセメントクリンカの製造装置を用いた本発明に係るセメントクリンカの製造方法の一実施形態について説明する。
先ず、プレヒータ3の1段目のサイクロン4aに投入されたセメント原料は、図中実線矢印で示すように、順次下方のサイクロン4b〜4dへと落下するにしたがって、下方から上昇するロータリーキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、最終的に最下段のサイクロン4dからロータリーキルン1の窯尻2に導入される。
Next, an embodiment of a cement clinker manufacturing method according to the present invention using the cement clinker manufacturing apparatus shown in the second embodiment will be described.
First, as shown by the solid line arrow in the figure, the cement raw material charged into the first-stage cyclone 4a of the preheater 3 is dropped from the rotary kiln 1 that rises from below as the cyclones 4b to 4d are sequentially lowered. Preheated by high-temperature exhaust gas, and finally introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 from the lowermost cyclone 4d.

そして、このロータリーキルン1内において、窯尻2側から窯前24側へと徐々に送られる過程において、主バーナ19からの燃焼排ガスによって加熱され、焼成されてクリンカとなる。次いで、窯前24に到達したクリンカは、図中矢印で示すように、クリンカクーラ20内に落下して図中右方に送られる。この際に、クリンカクーラ20内に供給された空気によって所定温度まで冷却されて最終的に当該クリンカクーラ20から取り出される。   And in this rotary kiln 1, in the process gradually sent from the kiln bottom 2 side to the kiln front 24 side, it is heated by the combustion exhaust gas from the main burner 19 and baked to become a clinker. Next, the clinker that has reached the front of the kiln 24 falls into the clinker cooler 20 and is sent to the right in the drawing, as indicated by an arrow in the drawing. At this time, the air is cooled to a predetermined temperature by the air supplied into the clinker cooler 20 and finally taken out from the clinker cooler 20.

ところで、この第2の実施形態においても、セメント原料に含まれる塩素分やアルカリ分は、ロータリーキルン1内における高温(約1400℃)雰囲気下において、揮発して排ガス中に移行する。そして、この排気ガスは、ロータリーキルン1の窯尻2からプレヒータ3側に排気されて順次下方から上方のサイクロン4d〜4aへと上昇する際に、セメント原料を予熱することにより冷却され、当該排ガス中に含まれる塩素分が再びセメント原料側に移行してしまう。   By the way, also in this 2nd Embodiment, the chlorine content and alkali content which are contained in a cement raw material volatilize in the high temperature (about 1400 degreeC) atmosphere in the rotary kiln 1, and transfer to waste gas. And when this exhaust gas is exhausted from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the pre-heater 3 side and rises sequentially from the lower part to the upper cyclones 4d to 4a, it is cooled by preheating the cement raw material, The chlorine content contained in the material will again move to the cement raw material side.

この結果、塩素分は上記ロータリーキルン1およびプレヒータ3からなる系内を循環するために、新たに燃焼排ガスまたはセメント原料から系内に持ち込まれる塩素分によって、内部の塩素濃度が徐々に上昇し、ひいてはプレヒータ3のサイクロンを閉塞させ、運転に支障をきたす。このため、図2に示すように、上記第1の実施形態の変形例の塩素回収手段16を用いることにより、系内の塩素濃度が上昇することを防止することができる。   As a result, since the chlorine content circulates in the system composed of the rotary kiln 1 and the preheater 3, the internal chlorine concentration gradually rises due to the chlorine content newly introduced into the system from the combustion exhaust gas or the cement raw material. The cyclone of the pre-heater 3 is blocked, and the operation is hindered. For this reason, as shown in FIG. 2, it is possible to prevent the chlorine concentration in the system from increasing by using the chlorine recovery means 16 of the modification of the first embodiment.

以上のセメントクリンカの製造と並行して、塩素含有プラスチックを含む処理すべき可燃性廃棄物を選別装置25に投入し、塩素含有プラスチックと、他の低塩素濃度プラスチック等の廃棄物とに分離する。そして、低塩素濃度プラスチックについては、廃棄物燃料供給ライン26を介して直接ロータリーキルン1の窯前24側から内部に投入することにより、ロータリーキルン1内で燃焼させて、その燃料の一部として利用する。   In parallel with the production of the cement clinker, the combustible waste to be treated containing chlorine-containing plastic is put into the sorting device 25 and separated into chlorine-containing plastic and other wastes such as low chlorine-concentration plastic. . The low chlorine concentration plastic is directly injected into the rotary kiln 1 from the front 24 side of the kiln 1 through the waste fuel supply line 26 to be burned in the rotary kiln 1 and used as a part of the fuel. .

他方、選別装置25によって分離された塩素含有プラスチックについては、熱分解ライン27から後段の熱分解炉12に導入する。これと平行して、熱媒体供給ライン11によって最下段のサイクロン4dまたは塩素バイパス管17(図2)からセメント原料を抜き出して、熱分解炉12に供給する。   On the other hand, the chlorine-containing plastic separated by the sorting device 25 is introduced from the thermal decomposition line 27 into the subsequent thermal decomposition furnace 12. In parallel with this, the cement raw material is extracted from the lowermost cyclone 4 d or the chlorine bypass pipe 17 (FIG. 2) by the heat medium supply line 11 and supplied to the pyrolysis furnace 12.

すると、熱分解炉12内において、塩素含有プラスチックが上記セメント原料と直接接触することによって熱分解される。この結果、熱分解炉12内には、主に塩化水素を含む熱分解ガスと、大部分のハロゲンが除去された炭化物を主成分とする熱分解残渣とが生成する。また、熱分解炉12をバーナにより連続加熱して、上記セメント原料を1200℃以上で焼成することにより、上記セメント原料の液相の生成にともないエーライトが晶出するThen, in the pyrolysis furnace 12, the chlorine-containing plastic is pyrolyzed by directly contacting the cement raw material. As a result, a pyrolysis gas mainly containing hydrogen chloride and a pyrolysis residue mainly composed of carbide from which most of the halogen has been removed are generated in the pyrolysis furnace 12. Further, a pyrolysis furnace 12 is continuously heated by the burner, by calcining the cement raw material at 1200 ° C. or higher, alite with the generation of the liquid phase of the cement material crystallizes out.

この際に、下水汚泥の供給管29から供給された下水汚泥によって、上記塩素含有プラスチックやその熱分解残渣が熱分解炉12の内壁に付着することが防止される。また、下水汚泥に含まれる大量の水分が水蒸気となることにより、上記熱分解時における廃棄物からの塩素の揮発が促進されるとともに、これと併行して当該下水汚泥に含まれるアンモニア分が、揮発した塩素と反応して塩化アンモニウムを生成する。この結果、熱分解残渣への塩素の残留が最小限に抑えられる。   At this time, the sewage sludge supplied from the sewage sludge supply pipe 29 prevents the chlorine-containing plastic and its pyrolysis residue from adhering to the inner wall of the pyrolysis furnace 12. In addition, when a large amount of water contained in the sewage sludge becomes water vapor, volatilization of chlorine from the waste during the thermal decomposition is promoted, and in parallel, the ammonia content contained in the sewage sludge is Reacts with volatilized chlorine to produce ammonium chloride. As a result, the residue of chlorine in the thermal decomposition residue is minimized.

そして、上記熱分解残渣を含む上記セメント原料は、回収ライン15からロータリーキルン1の窯尻2に導入される。これにより、セメント原料および熱分解残渣は、他のセメント原料とともに、最終的にロータリーキルン1に送られて焼成される。この際に、熱分解残渣に含まれる可燃分は、仮焼炉21またはロータリーキルン1内における燃料の一部として利用されるとともに、回収ライン15から供給された上記セメント原料は、既にエーライトが晶出し始めているため、ロータリーキルン1内に最下段のサイクロン4dのシュート5から直接導入された上記セメント原料のエーライトの生成が促進され、ひいてはセメントクリンカの焼成熱量が減少する。   Then, the cement raw material containing the pyrolysis residue is introduced from the recovery line 15 to the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1. Thereby, a cement raw material and a thermal decomposition residue are finally sent to the rotary kiln 1 with other cement raw materials, and are baked. At this time, the combustible component contained in the pyrolysis residue is used as a part of the fuel in the calcining furnace 21 or the rotary kiln 1, and the cement raw material supplied from the recovery line 15 has already been crystallized from alite. Since it begins to be taken out, the production | generation of the alite of the said cement raw material directly introduced into the rotary kiln 1 from the chute | shoot 5 of the lowermost cyclone 4d is accelerated | stimulated, and the baking calorie | heat amount of a cement clinker reduces by extension.

他方、上記可燃性の熱分解ガスについては、ガス洗浄装置13において塩素分等のハロゲンを除去したうえで、ガス供給ライン14によって仮焼炉21内に供給され、燃料の一部として利用される。また、ガス洗浄装置13において、上記熱分解ガス中に含まれる塩素分等を除去した後に、仮焼炉21に戻しているので、塩素バイパス管17とバッグフィルタ18とからなる塩素回収手段16と同様の機能が得られる。   On the other hand, the combustible pyrolysis gas is supplied into the calcining furnace 21 by the gas supply line 14 after removing halogen such as chlorine in the gas cleaning device 13 and used as part of the fuel. . Further, since the gas cleaning device 13 removes chlorine and the like contained in the pyrolysis gas and then returns to the calcining furnace 21, the chlorine recovery means 16 comprising the chlorine bypass pipe 17 and the bag filter 18; Similar functions are obtained.

このようにして、塩素を含む可燃性廃棄物を、セメントクリンカの製造装置において円滑に処理することができ、かつ上記廃棄物に含まれる塩素等に起因する弊害を生じることなくその発熱量をセメントクリンカ製造の燃料の一部として有効に活用することができる。   In this way, combustible waste containing chlorine can be processed smoothly in a cement clinker manufacturing apparatus, and the calorific value of the combustible waste can be reduced without causing adverse effects due to chlorine contained in the waste. It can be effectively used as a part of fuel for clinker production.

(実施の形態3)
図4は、本発明に係るセメントクリンカの製造装置の第3の実施形態を示すもので、図1および図3に示したものと同一構成部分については、同様に同一付してその説明を簡略化する。
図4に示すように、第3の実施形態では、焼成手段7として、図1に示す第1の実施形態の焼成炉8が設けられるとともに、第2の実施形態に用いられた熱分解炉12を有する塩素を含む可燃性プラスチック廃棄物を前処理して、ロータリーキルン1に導入するための廃棄物燃料化システムが設けられている。
(Embodiment 3)
FIG. 4 shows a third embodiment of the cement clinker production apparatus according to the present invention. The same components as those shown in FIGS. Turn into.
As shown in FIG. 4, in the third embodiment, the firing furnace 8 of the first embodiment shown in FIG. 1 is provided as the firing means 7, and the pyrolysis furnace 12 used in the second embodiment. A waste fueling system is provided for pre-treating and introducing the combustible plastic waste containing chlorine with a rotary kiln 1.

この第3の実施形態では、上記第1の実施形態において説明した下段のサイクロン4dのシュート5から上記セメント原料を抜き出す抜出ライン6に、上記第2の実施形態において説明した熱媒体供給ライン11が接続されている。そして、上記廃棄物燃料化システムの熱分解炉12には、この熱分解炉12から排出された上記セメント原料を、ロータリーキルン1の窯尻2に戻す回収ライン15が接続されている。この回収ライン15には、熱分解炉12から排出された上記セメント原料等を水洗浄して塩類を除去するためのダスト洗浄装置31が介装されている。   In the third embodiment, the heating medium supply line 11 described in the second embodiment is added to the extraction line 6 for extracting the cement raw material from the chute 5 of the lower cyclone 4d described in the first embodiment. Is connected. And the recovery line 15 which returns the said cement raw material discharged | emitted from this pyrolysis furnace 12 to the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 is connected to the pyrolysis furnace 12 of the said waste fuel conversion system. The recovery line 15 is provided with a dust cleaning device 31 for cleaning the cement raw material discharged from the pyrolysis furnace 12 with water to remove salts.

また、熱分解炉12に接続された後段のガス洗浄装置13へと送る分解ガス抜き出しライン30に、この熱分解炉12において生成した熱分解ガスの一部を、焼成炉8に供給する熱分解ガス供給ライン28が分岐している。また、ガス洗浄装置13に接続された上記熱分解ガスから取り除いた塩化カルシウム水溶液の排出管13bに、この塩化カルシウム水溶液の一部を焼成炉8に供給する塩化カルシウム水溶液供給管13dが接続されている。   In addition, a pyrolysis gas is supplied to the firing furnace 8 by supplying a part of the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace 12 to a cracking gas extraction line 30 that is sent to a gas cleaning device 13 connected to the pyrolysis furnace 12. The gas supply line 28 is branched. Further, a calcium chloride aqueous solution supply pipe 13 d for supplying a part of the calcium chloride aqueous solution to the firing furnace 8 is connected to the calcium chloride aqueous solution discharge pipe 13 b removed from the pyrolysis gas connected to the gas cleaning device 13. Yes.

また、図2に示す上記第1の実施形態の変形例のように、塩素回収手段16を設けることも可能である。この場合には、ロータリーキルン1の窯尻2から仮焼炉21へ排ガスを送るダクトに、塩素バイパス管17が接続され、この塩素バイパス管17によって抜き取られた排ガスの一部を、後段のバッグフィルタ18に送って塩素分を除去する。また、塩素バイパス管17に熱媒体供給ライン11(図2点線)を接続することにより、塩素を多く含むダスト状の高温セメント原料を抜き出して上記熱分解炉12に供給するようにしてもよい。   Moreover, it is also possible to provide the chlorine collection | recovery means 16 like the modification of the said 1st Embodiment shown in FIG. In this case, a chlorine bypass pipe 17 is connected to a duct for sending the exhaust gas from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the calcining furnace 21, and a part of the exhaust gas extracted by the chlorine bypass pipe 17 is removed from the bag filter at the rear stage. 18 to remove chlorine. Further, by connecting the heat medium supply line 11 (dotted line in FIG. 2) to the chlorine bypass pipe 17, a dusty high-temperature cement raw material containing a large amount of chlorine may be extracted and supplied to the pyrolysis furnace 12.

なお、この場合には、排ガス中に上記セメント原料がダスト状に含まれているために、熱媒体供給ライン11の中間部に、別途サイクロン等のダスト収集手段を介装し、収集された粗粒のセメント原料のみを熱分解炉12に供給することが好ましい。   In this case, since the cement raw material is contained in the exhaust gas in the form of dust, the collected coarse particles are additionally provided in the middle of the heat medium supply line 11 with a dust collecting means such as a cyclone. It is preferable to supply only the granular cement raw material to the pyrolysis furnace 12.

次に、上記第3の実施形態に示したセメントクリンカの製造装置を用いた本発明に係るセメントクリンカの製造方法の一実施形態について説明する。
上記第1の実施形態と同様に、プレヒータ3の1段目のサイクロン4aに投入されたセメント原料が、順次下方のサイクロン4b〜4dへと落下するにしたがって、下方から上昇するロータリーキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、最終的に最下段のサイクロン4dのシュート5からロータリーキルン1の窯尻2に導入される。
Next, an embodiment of a cement clinker manufacturing method according to the present invention using the cement clinker manufacturing apparatus shown in the third embodiment will be described.
As in the first embodiment, the high temperature from the rotary kiln 1 that rises from below as the cement raw material charged into the first-stage cyclone 4a of the preheater 3 falls sequentially to the lower cyclones 4b to 4d. The exhaust gas is preheated and finally introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d.

このときに、上記セメント原料の一部が、最下段のサイクロン4dのシュート5に接続された抜出ライン6から抜き出されて、焼成炉8に供給される。さらに、抜き出された上記セメント原料の一部から、抜出ライン6に接続された熱媒体供給ライン11を介して、熱分解炉12に上記セメント原料が供給される。この際に、熱分解炉12は、この熱分解炉12内において、塩素含有プラスチックが上記セメント原料と直接接触することによって熱分解される。この結果、熱分解炉12内には、主に塩化水素を含む熱分解ガスと、大部分のハロゲンが除去された炭化物を主成分とする熱分解残渣とが生成される。   At this time, a part of the cement raw material is extracted from the extraction line 6 connected to the chute 5 of the lowermost cyclone 4 d and supplied to the firing furnace 8. Further, the cement raw material is supplied to the pyrolysis furnace 12 from a part of the extracted cement raw material through a heat medium supply line 11 connected to the extraction line 6. At this time, the pyrolysis furnace 12 is pyrolyzed in the pyrolysis furnace 12 by direct contact of the chlorine-containing plastic with the cement raw material. As a result, a pyrolysis gas mainly containing hydrogen chloride and a pyrolysis residue mainly composed of carbide from which most of the halogen has been removed are generated in the pyrolysis furnace 12.

そして、上記熱分解残渣を含む上記セメント原料は、回収ライン15から先ずダスト洗浄装置31に送られ、その内部で水洗されることによって、上記セメント原料等に含まれていたハロゲンが洗浄されて除去される。次いで、このダスト洗浄装置31を経たセメント原料および熱分解残渣を、回収ライン15からロータリーキルン1の窯尻2に導入する。   Then, the cement raw material containing the pyrolysis residue is first sent from the recovery line 15 to the dust cleaning device 31 and washed with water therein, so that the halogen contained in the cement raw material is cleaned and removed. Is done. Next, the cement raw material and the pyrolysis residue that have passed through the dust cleaning device 31 are introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 from the recovery line 15.

ところで、この第3の実施形態においても、セメント原料に含まれる塩素分やアルカリ分は、ロータリーキルン1内における高温(約1400℃)雰囲気下において、揮発して排ガス中に移行する。そして、この排気ガスは、ロータリーキルン1の窯尻2からプレヒータ3側に排気されて順次下方から上方のサイクロン4d〜4aへと上昇する際に、セメント原料を予熱することにより冷却され、当該排ガス中に含まれる塩素分が再びセメント原料側に移行してしまう。   By the way, also in this 3rd Embodiment, the chlorine content and alkali content which are contained in a cement raw material volatilize in the high temperature (about 1400 degreeC) atmosphere in the rotary kiln 1, and transfer to waste gas. And when this exhaust gas is exhausted from the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 to the pre-heater 3 side and rises sequentially from the lower part to the upper cyclones 4d to 4a, it is cooled by preheating the cement raw material, The chlorine content contained in the material will again move to the cement raw material side.

この結果、塩素分は上記ロータリーキルン1およびプレヒータ3からなる系内を循環するために、新たに燃焼排ガスまたはセメント原料から系内に持ち込まれる塩素分によって、内部の塩素濃度が徐々に上昇し、ひいてはプレヒータ3のサイクロンを閉塞させ、運転に支障をきたす。このため、図2に示すように、上記第1の実施形態の変形例の塩素回収手段16を用いることにより、系内の塩素濃度が上昇することを防止することができる。なお、この場合はダスト洗浄装置31を省略することもできる。   As a result, since the chlorine content circulates in the system composed of the rotary kiln 1 and the preheater 3, the internal chlorine concentration gradually rises due to the chlorine content newly introduced into the system from the combustion exhaust gas or the cement raw material. The cyclone of the pre-heater 3 is blocked, and the operation is hindered. For this reason, as shown in FIG. 2, it is possible to prevent the chlorine concentration in the system from increasing by using the chlorine recovery means 16 of the modification of the first embodiment. In this case, the dust cleaning device 31 can be omitted.

他方、熱分解炉12内で発生した可燃性の熱分解ガスは、ガス洗浄装置13において塩素分等のハロゲンを除去したうえで、ガス供給ライン14によって仮焼炉21内に供給され、燃料の一部として利用される。さらに、上記熱分解ガスをハロゲン元素を含む物質または燃料の一部として、分解ガス抜き出しライン30から分岐した熱分解ガス供給ライン28を介して、焼成炉8に供給される。   On the other hand, the combustible pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace 12 is supplied into the calcining furnace 21 by the gas supply line 14 after removing halogen such as chlorine in the gas cleaning device 13, Used as part. Further, the pyrolysis gas is supplied to the firing furnace 8 through the pyrolysis gas supply line 28 branched from the cracking gas extraction line 30 as a part of the substance or fuel containing the halogen element.

また、ガス洗浄装置13において、熱分解炉12から排出された上記熱分解ガスに、供給管13aから添加される水酸化カルシウム等のアルカリ成分を接触させて、当該熱分解ガス中に含まれる塩素分を、塩化カルシウム等の塩として熱分解ガスから除去した後の
上記塩化カルシウム水溶液等を排出する塩化カルシウム水溶液排出管13bから分岐した塩化カルシウム水溶液供給管13dを介して、上記上記塩化カルシウム水溶液の一部が、ハロゲン元素を含む物質として焼成炉8に噴霧される。
Further, in the gas cleaning device 13, an alkali component such as calcium hydroxide added from the supply pipe 13 a is brought into contact with the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis furnace 12, and chlorine contained in the pyrolysis gas The calcium chloride aqueous solution is supplied via a calcium chloride aqueous solution supply pipe 13d branched from a calcium chloride aqueous solution discharge pipe 13b for discharging the calcium chloride aqueous solution and the like after being removed from the pyrolysis gas as a salt such as calcium chloride. A part is sprayed to the firing furnace 8 as a substance containing a halogen element.

そして、上記熱分解残渣を含む上記セメント原料は、回収ライン15から先ずダスト洗浄装置31に送られ、その内部で水洗されることによって、上記セメント原料等に含まれていたハロゲンが洗浄されて除去される。次いで、このダスト洗浄装置31を経たセメント原料および熱分解残渣を、回収ライン15からロータリーキルン1の窯尻2に導入する。これにより、セメント原料および熱分解残渣は、他のセメント原料とともに、最終的にロータリーキルン1に送られて焼成される。この際に、熱分解残渣に含まれる可燃分は、仮焼炉21またはロータリーキルン1内における燃料の一部として利用される。   Then, the cement raw material containing the pyrolysis residue is first sent from the recovery line 15 to the dust cleaning device 31 and washed with water therein, so that the halogen contained in the cement raw material is cleaned and removed. Is done. Next, the cement raw material and the pyrolysis residue that have passed through the dust cleaning device 31 are introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 from the recovery line 15. Thereby, a cement raw material and a thermal decomposition residue are finally sent to the rotary kiln 1 with other cement raw materials, and are baked. At this time, the combustible component contained in the pyrolysis residue is used as part of the fuel in the calcining furnace 21 or the rotary kiln 1.

一方、焼成炉8には、最下段のサイクロ4dのシュート5から抜き出された上記セメント原料の一部が供給されるとともに、焼成炉8接続された供給ライン10から、ハロゲン元素を含む物質が焼成炉8に供給される。さらに、熱分解ガス供給ライン28を介して、上記熱分解ガスと、塩化カルシウム水溶液供給管13dを介して、上記上記塩化カルシウム水溶液が供給される。   On the other hand, a part of the cement raw material extracted from the chute 5 of the lowermost cyclo 4d is supplied to the firing furnace 8, and a substance containing a halogen element is supplied from a supply line 10 connected to the firing furnace 8. It is supplied to the firing furnace 8. Further, the pyrolysis gas and the calcium chloride aqueous solution are supplied via the pyrolysis gas supply line 28 and the calcium chloride aqueous solution supply pipe 13d.

そして、焼成炉8に供給された上記セメント原料の一部およびハロゲン元素を含む物質、さらには上記熱分解ガスおよび上記上記塩化カルシウム水溶液は、焼成炉8に設けられた上記バーナによって連続加熱され、1200℃以上の温度で焼成される。上記セメント原料を1200℃以上で焼成することにより、上記セメント原料の液相の生成にともないエーライトが晶出する。そして、このエーライトが晶出した上記セメント原料を焼成炉8に接続された戻りライン9から、ロータリーキルン1の窯尻2に導入される。   Then, a part of the cement raw material supplied to the firing furnace 8 and the substance containing a halogen element, further, the pyrolysis gas and the calcium chloride aqueous solution are continuously heated by the burner provided in the firing furnace 8, Baking is performed at a temperature of 1200 ° C. or higher. By firing the cement raw material at 1200 ° C. or higher, alite is crystallized as the liquid phase of the cement raw material is generated. Then, the cement raw material from which the alite is crystallized is introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 through a return line 9 connected to the firing furnace 8.

このように、ロータリーキルン1の窯尻2に導入された上記セメント原料は、ロータリーキルン1内において、窯尻2側から窯前24側へと徐々に送られる過程において、主バーナ19からの燃焼排ガスによって加熱され、焼成されてクリンカとなる。この際に、焼成炉8から導入された上記セメント原料の一部が、既にエーライトが晶出し始めているため、これが結晶核となり、ロータリーキルン1内に最下段のサイクロン4dのシュート5から直接導入された上記セメント原料のエーライトの生成が促進され、ひいてはセメントクリンカの焼成熱量が減少する。さらには、塩素を含む可燃性廃棄物を、セメントクリンカの製造装置において円滑に処理することができ、かつ上記廃棄物に含まれる塩素等に起因する弊害を生じることなくその発熱量をセメントクリンカ製造の燃料の一部として有効に活用することができる。   Thus, the cement raw material introduced into the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 is caused by the combustion exhaust gas from the main burner 19 in the process of being gradually sent from the kiln bottom 2 side to the front kiln 24 side in the rotary kiln 1. It is heated and baked to become a clinker. At this time, since a portion of the cement raw material introduced from the firing furnace 8 has already started to crystallize, this becomes a crystal nucleus and is directly introduced into the rotary kiln 1 from the chute 5 of the lowermost cyclone 4d. Further, the generation of alite as the cement raw material is promoted, and as a result, the calorific value of the cement clinker is reduced. Furthermore, combustible waste containing chlorine can be processed smoothly in a cement clinker manufacturing device, and its calorific value is produced without causing any harmful effects due to chlorine contained in the waste. It can be effectively used as part of the fuel.

上述の実施形態によるセメントクリンカの製造装置および製造方法によれば、セメントクリンカを製造する際に、プレヒータ3のサイクロン4のシュート5に接続された抜出ライン6から、上記セメント原料の一部を抜き出し、焼成炉8に供給するとともに、この焼成炉8において1200℃以上で焼成して、上記セメント原料の一部を戻りライン9からロータリーキルン1に戻すため、ハロゲン元素を含む上記セメント原料の一部を低温焼成することにより、上記セメント原料に含まれるエーライトの生成を促進させ、この焼成されてエーライトが晶出した上記セメント原料を上記ロータリーキルンに戻すことにより、上記ロータリーキルン内において、その一部または全部がエーライトの結晶核となって、低い温度からエーライトの生成が促進され、セメントクリンカの焼成熱量を減少させることができる。これにより、上記セメント原料の主要化学組成を変更することなく、比較的低い温度でもセメントクリンカを製造することができるとともに、汎用のポルトランドセメントに用いることができる。さらに、ロータリーキルン1内においてセメントクリンカを焼成する際に、熱損失をなくすことができるとともに、上記ロータリーキルンの長さを短縮することもでき、設備費や動力費、さらにはメンテナンス費用の削減につながる。 According to the cement clinker manufacturing apparatus and method according to the above-described embodiment, when manufacturing the cement clinker, a part of the cement raw material is extracted from the extraction line 6 connected to the chute 5 of the cyclone 4 of the preheater 3. A part of the cement raw material containing a halogen element is extracted and supplied to the firing furnace 8 and fired at 1200 ° C. or higher in the firing furnace 8 to return a part of the cement raw material from the return line 9 to the rotary kiln 1. Is produced at a low temperature to promote the formation of alite contained in the cement raw material, and the cement raw material that has been baked to crystallize alite is returned to the rotary kiln, thereby partially Or all of them become alite crystal nuclei, producing alite from low temperature It is promoted, thereby reducing the sintering heat of cement clinker. This makes it possible to produce a cement clinker even at a relatively low temperature without changing the main chemical composition of the cement raw material, and it can be used for general-purpose Portland cement. Furthermore, when cement clinker is fired in the rotary kiln 1, heat loss can be eliminated, and the length of the rotary kiln can be shortened, leading to reductions in equipment costs, power costs, and maintenance costs.

また、焼成炉8には、ハロゲン元素を含む物質が供給される供給ライン10が備えられているため、焼成炉8内に供給された上記セメント原料の焼成を促進することができる。これにより、上記焼成炉に用いられる燃料コストを抑えることができる。   In addition, since the firing furnace 8 is provided with a supply line 10 for supplying a substance containing a halogen element, firing of the cement raw material supplied into the firing furnace 8 can be promoted. Thereby, the fuel cost used for the said baking furnace can be held down.

そして、焼成手段7は、プレヒータ3の最下段のサイクロン4dのシュート5から、250℃以上に加熱された上記セメント原料の一部を抜き出す熱媒体供給ライン11と、この熱媒体供給ライン11から供給された上記セメント原料にハロゲンを含むハロゲン含有物を直接接触させて上記ハロゲンを含む可燃性ガスと残留物とを生成させるとともに、1200℃以上で加熱して焼成する熱分解炉12と、熱分解炉12から排出された上記ハロゲンを含む可燃性ガスから上記ハロゲンを回収するハロゲンガス洗浄装置13と、このハロゲンガス洗浄装置13によって上記ハロゲンが回収された後の上記可燃性ガスを上記セメントクリンカの製造装置の燃料として供給するガス供給ライン14と、熱分解炉12から排出された上記セメント原料および残留物をロータリーキルン1の窯尻に戻す回収ライン15とを備えたハロゲン含有物燃料化システムを有しているため、上記セメント原料の一部に含まれる、塩素や臭素などのハロゲンに起因する弊害を取り除きやすくできるとともに、上記セメント原料の一部に含まれているエーライトの生成を促進を促しながら焼成することができる。この結果、上記ロータリーキルン内において、セメントクリンカの焼成を促進することができる。   The firing means 7 is supplied from the heat medium supply line 11 for extracting a part of the cement raw material heated to 250 ° C. or more from the chute 5 of the lowermost cyclone 4 d of the preheater 3 and the heat medium supply line 11. A pyrolysis furnace 12 that directly contacts a halogen-containing material containing halogen to the cemented raw material to generate a combustible gas containing the halogen and a residue, and heats and fires at 1200 ° C. or higher, and pyrolysis A halogen gas cleaning device 13 for recovering the halogen from the combustible gas containing the halogen discharged from the furnace 12, and the combustible gas after the halogen is recovered by the halogen gas cleaning device 13 is supplied to the cement clinker. A gas supply line 14 that is supplied as fuel for the manufacturing apparatus, and the cement material discharged from the pyrolysis furnace 12 And a halogen-containing material fueling system including a recovery line 15 for returning the residue to the kiln bottom of the rotary kiln 1, which is caused by halogen such as chlorine and bromine contained in a part of the cement raw material. It can be easily removed, and can be fired while promoting the generation of alite contained in a part of the cement raw material. As a result, firing of the cement clinker can be promoted in the rotary kiln.

さらに、ロータリーキルン1の窯尻2に、排ガスの一部を回収する塩素バイパス管17およびバッグフィルタ18からなる塩素回収手段16が備えられているため、ロータリーキルン1内において、上記セメント原料を供給し、セメントクリンカを焼成する際に、ロータリーキルン1内に塩素が滞留した場合でも、速やかに取り除くことができやすくなり、高品質のセメントクリンカを得ることができる。   Furthermore, since the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1 is equipped with chlorine recovery means 16 including a chlorine bypass pipe 17 and a bag filter 18 for recovering a part of the exhaust gas, the cement raw material is supplied in the rotary kiln 1, Even when chlorine stays in the rotary kiln 1 when the cement clinker is fired, it can be easily removed and a high-quality cement clinker can be obtained.

なお、上記実施形態においては、選別装置25によって廃棄物を塩素含有プラスチックおよび低塩素濃度プラスチックに分離した場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、上記選別装置25を設置しないことにより塩素含有プラスチックおよび低塩素濃度プラスチックを選別することなく、共に熱分解炉12に導入してもよい。さらに、処理すべき廃棄物が塩素含有プラスチックを多量に含む場合に、当該構成を採用することにより、システム全体の簡易化を図ることができて好適である。   In the above embodiment, only the case where the waste is separated into the chlorine-containing plastic and the low chlorine concentration plastic by the sorting device 25 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the sorting device 25 is not installed. Thus, both the chlorine-containing plastic and the low chlorine concentration plastic may be introduced into the pyrolysis furnace 12 without being selected. Furthermore, when the waste to be treated contains a large amount of chlorine-containing plastic, adopting this configuration is preferable because the entire system can be simplified.

また、熱分解炉12から排出された高温セメント原料および残留物を、回収ライン15からロータリーキルン1の窯尻2に戻すようにしたが、これに限るものではなく、上記セメント原料等を上段のサイクロン4aあるいはその上流側の図示されないセメント原料を混合するための乾式ミル等に戻すことができる。   Further, the high-temperature cement raw material and the residue discharged from the pyrolysis furnace 12 are returned from the recovery line 15 to the kiln bottom 2 of the rotary kiln 1, but the present invention is not limited to this. It is possible to return to 4a or a dry mill for mixing cement raw material (not shown) on the upstream side thereof.

また、高温セメント原料を抜き出す位置についても、上述した最下段のサイクロン4dのシュート5や塩素バイパス管17に限らず、その上方のサイクロン4a〜4cから抜き出すこともできる。特に、上段のサイクロン4a等から抜き出した場合には、その温度が比較的低いものの当該高温セメント原料には塩類の含有物が少ないために、熱分解炉12から排出した後に、そのままサイクロン4aや、上記乾式ミルあるいはセメント原料の貯蔵設備に戻すことが可能である。   Further, the position for extracting the high-temperature cement raw material is not limited to the above-described chute 5 or the chlorine bypass pipe 17 of the lowermost cyclone 4d, but can be extracted from the upper cyclones 4a to 4c. In particular, when extracted from the upper cyclone 4a and the like, although the temperature is relatively low, since the high-temperature cement raw material has a small amount of salt, the cyclone 4a or the like as it is after being discharged from the pyrolysis furnace 12, It is possible to return to the dry mill or the cement raw material storage facility.

セメントクリンカの製造に利用することができる。   It can be used for the production of cement clinker.

1 ロータリーキルン
2 窯尻
3 プレヒータ
4 サイクロン
5 シュート
6 抜出ライン
7 焼成手段
8 焼成炉
9 戻りライン
10 供給ライン
11 熱媒体供給ライン(抜出ライン)
12 ハロゲン分離手段
13 ハロゲン回収手段
14 供給ライン
15 回収ライン(戻りライン)
16 塩素回収手段
17 塩素バイパス管
18 バッグフィルタ
19 主バーナ
20 クリンカクーラ
21 仮焼炉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary kiln 2 Kiln bottom 3 Preheater 4 Cyclone 5 Chute 6 Extraction line 7 Firing means 8 Firing furnace 9 Return line 10 Supply line 11 Heat medium supply line (extraction line)
12 Halogen separation means 13 Halogen recovery means 14 Supply line 15 Recovery line (return line)
16 Chlorine recovery means 17 Chlorine bypass pipe 18 Bag filter 19 Main burner 20 Clinker cooler 21 Calciner

Claims (6)

ハロゲン元素を含むセメント原料および/または燃料を用いて、上記セメント原料を予熱するプレヒータと、このプレヒータの下流側に上記セメント原料を焼成するロータリーキルンとを備えたセメントクリンカの製造装置であって、
上記プレヒータのサイクロンのシュートから上記セメント原料の一部を抜き出す抜出ラインと、この抜出ラインから抜き出された上記セメント原料を焼成する焼成手段と、この焼成手段において焼成されてエーライトが晶出した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに戻す戻りラインとを備えていることを特徴とするセメントクリンカの製造装置
A cement clinker manufacturing apparatus comprising a preheater for preheating the cement raw material using a cement raw material and / or fuel containing a halogen element, and a rotary kiln for firing the cement raw material downstream of the preheater,
An extraction line for extracting a part of the cement raw material from the cyclone chute of the preheater, a baking means for baking the cement raw material extracted from the extraction line, and an alite crystal baked in the baking means. a part of the cement material which issued to and a return line for returning to the rotary kiln apparatus for manufacturing cement clinker according to claim.
上記焼成手段は、1200℃以上で焼成する焼成炉であるとともに、ハロゲン元素を含む物質を供給する供給ラインを備えていることを特徴とする請求項1に記載のセメントクリンカの製造装置。   2. The cement clinker manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the firing means is a firing furnace that fires at a temperature of 1200 ° C. or more and includes a supply line that supplies a substance containing a halogen element. 上記焼成手段は、上記抜出ラインから供給された上記セメント原料にハロゲンを含むハロゲン含有物を直接接触させて上記ハロゲンを含む可燃性ガスと残留物とを生成させるハロゲン分離手段と、
上記ハロゲン分離手段から排出された上記ハロゲンを含む可燃性ガスから上記ハロゲンを回収するハロゲン回収手段と、このハロゲン回収手段によって上記ハロゲンが回収された後の上記可燃性ガスを上記セメントクリンカの製造装置の燃料として供給するガス供給ラインとを備えたハロゲン含有物燃料化システムを有することを特徴とする請求項1また2に記載のセメントクリンカの製造装置。
The calcination means is a halogen separation means for generating a flammable gas and a residue containing halogen by directly contacting a halogen-containing substance containing halogen to the cement raw material supplied from the extraction line;
Halogen recovery means for recovering the halogen from the flammable gas containing the halogen discharged from the halogen separation means, and the combustor after the halogen is recovered by the halogen recovery means, the cement clinker manufacturing apparatus 3. The cement clinker manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising: a halogen-containing fuel conversion system including a gas supply line that supplies the fuel as a fuel for the first fuel.
上記ロータリーキルンの窯尻には、排ガスの一部を回収する塩素回収手段が備えられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセメントクリンカ製造装置。   The cement clinker manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a chlorine recovery means for recovering a part of the exhaust gas is provided at a kiln bottom of the rotary kiln. 上記請求項1または2に記載のセメントクリンカ装置を用いたセメントクリンカの製造方法であって、
内部が1200℃以上の温度雰囲気に保持された上記焼成手段に、上記プレヒータのサイクロンのシュートから上記セメント原料の一部を供給して焼成し、この焼成によってエーライトが晶出した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに供給することを特徴とするセメントクリンカの製造方法。
A method for producing a cement clinker using the cement clinker apparatus according to claim 1 or 2,
Inside the said firing means is maintained at a temperature atmosphere of more than 1200 ° C., from the chute of the cyclone of the preheater calcined by supplying a part of the cement material, the cement raw materials alite crystallized out by the calcination A method for producing a cement clinker, characterized in that a part is supplied to the rotary kiln.
上記請求項3に記載のセメントクリンカの製造装置を用いたセメントクリンカの製造方法であって、
内部が1200℃以上の温度雰囲気に保持された上記ハロゲン分離手段に、上記プレヒータのサイクロンのシュートから上記セメント原料の一部を供給して焼成し、焼成した上記セメント原料の一部を上記ロータリーキルンに供給するとともに、上記ハロゲン回収手段によって、上記ハロゲンが回収された後の上記可燃性ガスを上記セメントクリンカ製造装置に燃料として供給することを特徴とするセメントクリンカの製造方法。
A method for producing a cement clinker using the cement clinker production apparatus according to claim 3,
Part of the cement raw material is supplied and fired from the cyclone chute of the preheater to the halogen separation means whose interior is maintained in a temperature atmosphere of 1200 ° C. or higher, and part of the fired cement raw material is transferred to the rotary kiln. A method for producing a cement clinker, characterized in that the flammable gas after the halogen is collected is supplied as fuel to the cement clinker production apparatus while being supplied by the halogen collecting means.
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