JP5740875B2 - セメント製造装置およびセメント製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、焼成後のクリンカに残存するフリーライム量を低減することにある。
[セメント製造装置の概要]
図1は、参考の形態1におけるセメント製造装置の模式図である。セメント製造装置は、ロータリーキルン1、サスペンションプレヒータ2、クリンカクーラ3、原料ミル4、仕上げミル5、混合器6、電気集塵機7、および排ガス供給手段100を有する。なお、破線矢印は排ガス供給手段100における排ガスの流れを示す。
排ガス供給手段100はファン8−原料ミル4間の配管31と混合器6とを連通する配管であって、ファン8を介して排出されたCO2含有排ガスを混合器6に供給する。排ガス供給手段100には集塵機101および熱交換器102が設けられ、排ガス中のダストを一部捕集するとともに排ガス温度を低下させる。
混合器6は、内部で排ガスを循環させ、循環する排ガス流にクリンカ粉を浮遊させて流動層を形成し、クリンカ粉表面に排ガスを接触させる。流動層を形成することにより、クリンカ粉と排ガスとの接触を効率よく行うものである。
混合器6内のクリンカ粉は、排ガス供給手段100から供給された排ガスと接触する。その際、排ガスに含まれるCO2、および大気中または排ガス中に含まれる水分によってクリンカに残存するフリーライムが炭酸化する。具体的には以下(1),(2)式により炭酸カルシウムが生成する。
CaO+H2O→Ca(OH)2・・・(1)
Ca(OH)2+H2O+CO2 → Ca(OH)2+H++HCO3 −
→ CaCO3+2H2O・・・(2)
これにより、クリンカ中の残存フリーライムが低減される。また、排ガスに含まれるCO2の一部をフリーライムの炭酸化により消費するため、セメント製造装置の系外に排出されるCO2の量が低減される。
分が増加する。水分が増加した排ガスをクリンカ粉に接触させた場合、クリンカ粉の水和
が進行してセメント品質が低下するおそれがある。したがって原料ミル4通過前の配管3
1における排ガスを混合器6に供給することにより、セメント品質の低下を抑制する。な
お、セメント原料の含水率が低い場合はこのような問題は少ないため、レイアウト上の制
約も併せ、原料ミル4−電気集塵機7間の配管32、電気集塵機7の出口33と排ガス供
給手段100を接続してもよい(参考の形態2,3参照)。
(1)(7)クリンカを焼成する焼成手段(ロータリーキルン1)と、
クリンカを粉砕する粉砕手段(仕上げミル5)と
を有するセメント製造装置であって、
粉砕手段によって粉砕されたクリンカを滞留させる滞留手段(混合器6)と、
滞留手段に対し、前記ロータリーキルンから排出され、クリンカ粉と接触することでクリンカ中の残存フリーライムと反応して硫酸カルシウムを生成する程度の硫黄分を含む排ガスを供給する供給手段(排ガス供給手段100)と
を備えることとした。
…(略)…
サスペンションプレヒータ2は、仮焼炉21、ライジングダクト22、窯尻23、およびサイクロンC1〜C4を有し、
排ガスは、サスペンションプレヒータ2から抽気または排出されるガスであることとした。
サスペンションプレヒータ2から抽気または排出されるガスを用いて、上記(1)の効果を得ることができる。
排ガスは、複数のサイクロンC1〜C4のうち、最も鉛直上方に設けられたトップサイ
クロンC4から排出されるガスであることとした。
…(略)…
供給手段(排ガス供給手段100)は、集塵機101を介し、滞留手段(混合器6)に
対し排ガスを供給することとした。
…(略)…
滞留手段は、仕上げミル4から排出されたクリンカの粉を一時貯留し、排ガスとクリン
カの粉とを気流混合させる混合器6であることとした。
…(略)…
[参考の形態1−1]
図2は、参考の形態1において排ガス供給手段100を仕上げミル5に接続した例である。混合器6は省略されるため、構成が簡素となる。
[参考の形態1−2]
図3は、参考の形態1においてさらにセメントサイロ61を設け、このセメントサイロ61に排ガス供給手段100を接続した例である。セメントサイロ61では粉砕後のクリンカ粉と石膏等が混合されるため、このセメントサイロ61に排ガスを供給し、石膏等の混合とフリーライムの炭酸化を同時に行う。
各参考の形態1−1、1−2においても、参考の形態1と同様の効果が得られる。
[排ガス供給手段:原料ミル−電気集塵機間に接続]
図4は、参考の形態2を示す図である。基本構成は参考の形態1と同様である。参考の形態1では排ガス供給手段100を配管31に接続したが、参考の形態2では原料ミル4−電気集塵機7間の配管32に接続する点で異なる。
(2)セメント原料を粉砕するとともに、排ガスによりセメント原料を乾燥させる原料ミル4をさらに備え、
供給手段(排ガス供給手段100)は、セメント原料を乾燥させた後の排ガスを、滞留手段(混合器6)に供給することとした。
原料ミル出口ガスを用いて上記(1)の効果を得ることができる。また、原料ミル4出口排ガスは原料乾燥後の湿分を含むため、この原料ミル出口排ガスを用いることにより、フリーライムの炭酸化をより促進することができる。
[参考の形態2−1]
図5は、排ガス供給手段100を仕上げミル5に接続した例である。なお、参考の形態1−2のようにセメントサイロ61を設けて排ガス供給手段100を接続してもよい。
参考の形態2−1においても、参考の形態2と同様の効果が得られる。
[排ガス供給手段:電気集塵機出口に接続]
図6は、参考の形態3を示す図である。基本構成は参考の形態1と同様である。参考の形態1では集塵機101を用いて排ガス中のダストを捕集したが、参考の形態3では電気集塵機7を用い、排ガス供給手段100を電気集塵機7の出口33に接続する点で異なる。
参考の形態3では、排ガス供給手段100を電気集塵機7の出口33に接続することとした。レイアウト上、排ガス供給手段100を配管31,32に接続できない場合、電気集塵機7の出口33に接続することにより、フリーライムの炭酸化を行うことができる。
[参考の形態3−1]
図7は、排ガス供給手段100を仕上げミル5に接続した例である。なお、参考の形態1−2のようにセメントサイロ61を設けて排ガス供給手段100を接続してもよい。
参考の形態3−1においても、参考の形態3と同様の効果が得られる。
[排ガス供給手段:窯尻に接続]
図8は、実施の形態1を示す図である。実施の形態1では、排ガス供給手段100をサスペンションプレヒータ2における窯尻23に接続する点で異なる。窯尻23に抽気ダクト24を設け、この抽気ダクト24からガスを抽気して排ガス供給手段100に供給する。
SO3+CaO→CaSO4・・・(3)
また、硫黄分をSO2とすれば下記(4)、(5)式となる。
SO2+CaO→CaSO3・・・(4)
CaSO3+1/2SO2→CaSO4・・・(5)
(4)排ガスは、窯尻23から抽気されるガスであることとした。これにより、上記(1)と同様の効果を得ることができる。
なお、参考の形態1〜3と同様、排ガス供給手段を仕上げミル5に接続してもよいし、セメントサイロ61に接続してもよい。
[実施の形態1−1]
[排ガス供給手段:塩素バイパス設備出口に接続]
図9は、排ガス供給手段100に塩素バイパス設備110を介在させた例である。窯尻23から抽気されたガスに含まれるCO2が塩素バイパス設備110を介して混合器6に供給されるため、上記(4)と同様の効果が得られる。
…(略)…
2 サスペンションプレヒータ
3 クリンカクーラ
4 原料ミル
5 仕上げミル
6 混合器
7 電気集塵機
8 ファン
11 窯前
12 バーナ
21 仮焼炉
22 ライジングダクト
23 窯尻
31、32 配管
33 電気集塵機出口
51 サイクロン
100 排ガス供給手段
101 集塵機
102 熱交換器
C1〜C4 サイクロン
Claims (7)
- クリンカを焼成するロータリーキルンを有する焼成手段と、
前記クリンカを粉砕する粉砕手段と
を有するセメント製造装置であって、
前記粉砕手段によって粉砕されたクリンカを滞留させる滞留手段と、
前記滞留手段に対し、前記ロータリーキルンから排出され、クリンカ粉と接触することでクリンカ中の残存フリーライムと反応して硫酸カルシウムを生成する程度の硫黄分を含む排ガスを供給する供給手段と
を備えることを特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1に記載のセメント製造装置において、
セメント原料を粉砕するとともに、前記排ガスにより前記セメント原料を乾燥させる原
料ミルをさらに備え、
前記供給手段は、前記セメント原料を乾燥させた後の排ガスを、前記滞留手段に供給す
ること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1に記載のセメント製造装置において、
セメント原料を予熱するサスペンションプレヒータをさらに備え、
前記サスペンションプレヒータは、仮焼炉、ライジングダクト、窯尻、およびサイクロ
ンを有し、
前記排ガスは、前記サスペンションプレヒータから抽気または排出されるガスであるこ
と
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項3に記載のセメント製造装置において、
前記排ガスは、前記窯尻から抽気されるガスであること
を特徴とするセメント製造装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のセメント製造装置において、
前記排ガス中のダストを集塵する集塵機をさらに備え、
前記供給手段は、前記集塵機を介し、前記滞留手段に対し排ガスを供給すること
を特徴とするセメント製造装置。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のセメント製造装置において、
前記粉砕手段はミルであって、
前記滞留手段は、前記ミルから排出されたクリンカの粉を一時貯留し、前記排ガスと前
記クリンカの粉とを接触させる混合器であること
を特徴とするセメント製造装置。 - ロータリーキルンを有する焼成手段によってクリンカを焼成し、前記クリンカを粉砕するセメント製造方法であって、
粉砕された前記クリンカを滞留させる滞留手段を備え、
前記滞留手段に対し、前記ロータリーキルンから排出され、クリンカ粉と接触することでクリンカ中の残存フリーライムと反応して硫酸カルシウムを生成する程度の硫黄分を含む排ガスを供給すること
を特徴とするセメント製造方法。
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