JP5806029B2 - Cement kiln exhaust gas extraction treatment apparatus and its operation method - Google Patents

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Description

本発明は、例えばSP(サスペンションプレヒーター)付セメントキルン設備やNSP(ニューサスペンションプレヒーター)付セメントキルン設備などのセメントキルン設備でセメントクリンカーを焼成する場合にプレヒーター等の内部壁面に発生し、コーティングの原因となる揮発性成分(アルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩など)をセメントキルン設備から除去する為に、セメントキルン排ガスの一部を抽気して処理する装置及びその運転方法に関する。ここでプレヒーター等の内部壁面とは仮焼炉、SPまたはNSPの最下段サイクロン、及びキルンの原料入り口部及びそれに接続されるキルン排ガスの通過するダクト類を指す。   The present invention occurs, for example, on an inner wall surface of a preheater when cement clinker is fired in a cement kiln facility such as a cement kiln facility with SP (suspension preheater) or a cement kiln facility with NSP (new suspension preheater), The present invention relates to an apparatus for extracting and treating a part of exhaust gas from a cement kiln in order to remove volatile components (alkali chloride, alkali sulfate, etc.) that cause coating from a cement kiln facility, and an operation method thereof. Here, the inner wall surface of the preheater or the like refers to a calcining furnace, the lowest cyclone of SP or NSP, and a raw material inlet of the kiln and ducts through which the kiln exhaust gas connected thereto passes.

セメントキルン設備の排ガス中にはアルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分が含まれている。これらの揮発性成分はプレヒーターとキルンの間を循環しながら次第に濃縮され、クリンカ中に取り込まれてセメントの品質に悪影響を及ぼすほか、プレヒーター等の内部壁面にコーティングとして付着して、プレヒーター等の内部壁面を閉塞させる原因になる。そのため、セメントキルン設備内の揮発性成分を低減するために、いわゆる塩素バイパス法やアルカリバイパス法と言われる排ガス抽気処理が行われてきた。この方法は、セメントキルン排ガスの一部を抽気管で抽気することで、排ガス中の揮発性成分濃度を低減するという方法である。   The exhaust gas from the cement kiln facility contains volatile components such as alkali chlorides and alkali sulfates. These volatile components are gradually concentrated while circulating between the preheater and the kiln, and are taken into the clinker to adversely affect the quality of the cement and adhere to the inner wall of the preheater as a coating. This may cause the inner wall surface to be blocked. Therefore, in order to reduce the volatile components in the cement kiln facility, exhaust gas extraction treatment called so-called chlorine bypass method or alkali bypass method has been performed. This method is a method of reducing the concentration of volatile components in the exhaust gas by extracting a part of the exhaust gas from the cement kiln with an extraction pipe.

抽気されるセメントキルン排ガスは1000℃以上の高温であり、この温度状態であれば揮発性成分が液化又は固化して抽気処理装置内でコーティングを生じさせることはないが、排ガスが冷却されていき、融点または昇華点以下の揮発性成分が抽気処理装置の内壁に接触すると、揮発性成分が内壁にコーティングとして付着してしまう。そのため、塩素バイパス法を実施する上では、排ガス中の揮発性成分が抽気処理装置内でコーティングを生じないように冷却することが望まれるため、これを目的とした各種の技術が提案されている。   Cement kiln exhaust gas to be extracted is at a high temperature of 1000 ° C. or higher, and at this temperature state, volatile components will not be liquefied or solidified to cause coating in the extraction processing apparatus, but the exhaust gas will be cooled. When a volatile component having a melting point or lower than the sublimation point comes into contact with the inner wall of the extraction device, the volatile component adheres to the inner wall as a coating. Therefore, in implementing the chlorine bypass method, it is desired to cool the volatile components in the exhaust gas so as not to form a coating in the extraction processing apparatus, and various techniques for this purpose have been proposed. .

例えば、特開平9−175847号公報(特許文献1)には、抽気管で抽気したセメントキルン排ガスを冷却室に導き、該冷却室内壁および該抽気管の窯尻側先端部に至るまでの内壁面に沿って冷却用空気の旋回流が生じるように、チャンバ出口における該排ガス温度を350℃以下まで冷却するのに十分な冷却用空気を該冷却室内の外周から吹き込み、該冷却室に接続した冷却室出口ダクトで該旋回流を維持させることで徐々に該排ガスと該冷却用空気を混合し、次いでチャンバに導いて、該旋回流を乱すことで該排ガスと該冷却用空気を混合して350℃以下まで冷却すると共に塊状物を除去した後、集塵機に導いて粉状物を除去することを特徴とする、抽気セメントキルン排ガスの処理方法が開示されている(請求項1)。
特許文献1の段落0008には以下の(1)〜(5)が開示されている。
(1)冷却室の外周から内壁面に沿って冷却用空気を吹き込んで、冷却用空気の旋回流で冷却室および冷却室出口ダクトの内壁を保護することにより、冷却室内におけるコーティングの発生が抑制できること。
(2)冷却室内における旋回流を強くすると、抽気管内におけるコーティング発生も抑制されること。
(3)冷却室出口ダクトの長さ、形状を適当なものにすることにより、冷却室で発生した旋回流が冷却室出口ダクト内においても維持され、該ダクト内でのコーティング発生も抑制されること。
(4)冷却室および冷却室出口ダクト内で旋回流を維持しながら徐々に混合して所定温度以下まで冷却してチャンバに導き、チャンバ内では旋回流を乱して排ガスと冷却用空気を混合すると、チャンバ及びそれ以降におけるコーティング発生が抑制されること。
(5)混合後のガスの温度は350℃以下となり、この温度では排ガスに含まれていた除去対象とする揮発性成分の固化は完全であり、ヒュームとして集塵機で取り除くことが可能であること。
特許文献1の段落0011には、抽気管部の内壁を、ファンから冷却室に吹き込まれる冷却用空気の旋回流の逆流によるエアカーテンで保護して、該個所におけるコーティングの発生を抑制したことが記載されている。
特許文献1の段落0019には、冷却用空気吹込口を複数個設け、冷却用空気を複数個所から吹き込むと、冷却室内の旋回流が均一になり、低い風速で抽気管部における逆流を均一に起こすことが可能になり、抽気管や冷却室におけるコーティング発生を抑制するのに有効であるとも記載されている。
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-175847 (Patent Document 1), cement kiln exhaust gas extracted by an extraction pipe is guided to a cooling chamber, and the inside of the cooling chamber wall and the tip of the extraction pipe on the kiln bottom side is described. Cooling air sufficient to cool the exhaust gas temperature at the outlet of the chamber to 350 ° C. or lower was blown from the outer periphery of the cooling chamber so as to generate a swirling flow of cooling air along the wall surface, and connected to the cooling chamber. The exhaust gas and the cooling air are gradually mixed by maintaining the swirling flow in the cooling chamber outlet duct, and then introduced into the chamber, and the exhaust gas and the cooling air are mixed by disturbing the swirling flow. Disclosed is a method for treating a bleed cement kiln exhaust gas, which is cooled to 350 ° C. or lower and removed lump and then guided to a dust collector to remove powder (Claim 1).
In paragraph 0008 of Patent Document 1, the following (1) to (5) are disclosed.
(1) By blowing cooling air from the outer periphery of the cooling chamber along the inner wall surface and protecting the inner wall of the cooling chamber and the cooling chamber outlet duct with the swirling flow of cooling air, the generation of coating in the cooling chamber is suppressed. What you can do.
(2) When the swirl flow in the cooling chamber is strengthened, the occurrence of coating in the extraction pipe is also suppressed.
(3) By making the length and shape of the cooling chamber outlet duct appropriate, the swirling flow generated in the cooling chamber is maintained also in the cooling chamber outlet duct, and the occurrence of coating in the duct is also suppressed. about.
(4) Gradually mixing while maintaining the swirling flow in the cooling chamber and the cooling chamber outlet duct, cooling to a predetermined temperature or lower, leading to the chamber, disturbing the swirling flow in the chamber, and mixing exhaust gas and cooling air Then, the occurrence of coating in the chamber and beyond is suppressed.
(5) The temperature of the gas after mixing is 350 ° C. or less. At this temperature, the volatile component to be removed contained in the exhaust gas is completely solidified and can be removed as a fume by a dust collector.
In paragraph 0011 of Patent Document 1, the inner wall of the bleed pipe portion is protected by an air curtain caused by the backflow of the swirling flow of cooling air blown from the fan into the cooling chamber, thereby suppressing the occurrence of coating at the location. Have been described.
In paragraph 0019 of Patent Document 1, when a plurality of cooling air inlets are provided and cooling air is blown from a plurality of locations, the swirling flow in the cooling chamber becomes uniform, and the back flow in the extraction pipe portion becomes uniform at a low wind speed. It is also described that it is effective in suppressing the occurrence of coating in the bleed pipe and cooling chamber.

特開平11−35355号公報(特許文献2)には、効率良くキルンバイパスにおける排ガスを急冷できるようにすることを目的として、二重管構造のプローブをキルン排ガス流路に連通させ、該プローブの内管を介してキルン排ガスの一部を抽気するとともに、該プローブの内管と外管との間の流体通路に冷却気体を供給するキルンバイパスにおける排ガス冷却方法において、前記冷却気体を内管の先端部内方に案内して該プローブの先端部に混合急冷域を形成することを特徴とするキルンバイパスにおける排ガス冷却方法が開示されている(請求項1)。特許文献2には、当該方法において、この冷却気体の流速を内管側の流速より遅くすること(請求項2)、冷却気体のプローブ長手方向の吐出流速を内管内の抽気ガスの流速の1/3〜2/3とすること(請求項3)、冷却気体を旋回流れとすること(請求項4)も開示されている。
また、特許文献2には、キルン排ガス流路に連通する二重管構造のプローブを備え、該プローブがキルン排ガスの一部を抽気する内管と、該内管の先端部より突出する外管と、内管と外管との間に形成され、冷却気体が供給される流体通路とを有する排ガス冷却装置において、前記冷却気体を内管の先端部内方に導くための案内手段を設け、該プローブの先端部に混合急冷域を形成したことを特徴とするキルンバイパスにおける排ガス冷却装置が開示されている(請求項5)。特許文献2には、当該排ガス冷却装置において、前記案内手段を、先端に向かって次第に小径となる外管の先端部とすること(請求項6)、案内手段を、内管の先端部と外管の先端部との間に設けられた傾斜板と、内管の先端部に設けられた冷却空気孔とで構成すること(請求項7)、傾斜板に、プローブ先端保護用空気孔を備えること(請求項8)、外管の先端部に、プローブ先端保護用冷却手段を備えること(請求項9)、プローブ先端保護用冷却手段を、リング状の水冷管とすること(請求項10)も開示されている。
この発明により、抽気ガスはプローブ先端部の混合急冷域で急冷却されるため、抽気ガス中のアルカリや塩素分等を効率よく凝固させ、抽気ガス中のダストの微粉部分に濃縮させることができるとされており、また、冷却空気は内管の先端部内方に案内されるので、ロータリーキルン内への吹き抜けを防止することができるとされる(段落0039)。また、混合急冷域において、抽気ガスが塩素化合物の融点部600〜700℃まで急冷却されることも記載されている(段落0026)。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-35355 (Patent Document 2) discloses that a probe having a double-pipe structure is communicated with a kiln exhaust gas flow path in order to efficiently cool the exhaust gas in the kiln bypass. In the exhaust gas cooling method in a kiln bypass in which a part of the kiln exhaust gas is extracted through the inner pipe and the cooling gas is supplied to the fluid passage between the inner pipe and the outer pipe of the probe, the cooling gas is supplied to the inner pipe. An exhaust gas cooling method in a kiln bypass is disclosed in which a mixed quenching region is formed at the tip of the probe by guiding the tip inward (Claim 1). Patent Document 2 discloses that in this method, the flow rate of the cooling gas is made slower than the flow rate on the inner pipe side (Claim 2), and the discharge flow rate of the cooling gas in the probe longitudinal direction is 1 of the flow rate of the extracted gas in the inner tube. / 3 to 2/3 (Claim 3) and the cooling gas as a swirl flow (Claim 4) are also disclosed.
Further, Patent Document 2 includes a probe having a double-pipe structure communicating with a kiln exhaust gas flow path, and the probe extracts an inner pipe from which a part of the kiln exhaust gas is extracted, and an outer pipe protruding from the tip of the inner pipe And an exhaust gas cooling device having a fluid passage formed between the inner tube and the outer tube and supplied with cooling gas, provided with guiding means for guiding the cooling gas to the inside of the tip of the inner tube, An exhaust gas cooling device in a kiln bypass characterized in that a mixed quenching region is formed at the tip of the probe is disclosed (claim 5). In Patent Document 2, in the exhaust gas cooling apparatus, the guide means is a tip portion of an outer tube that gradually decreases in diameter toward the tip (Claim 6), and the guide means is connected to the tip portion of the inner tube and the outer portion. It is comprised by the inclination board provided between the front-end | tip parts of a pipe | tube, and the cooling air hole provided in the front-end | tip part of an inner pipe. (Claim 7), The inclination board is equipped with the air hole for probe tip protection. (Claim 8) The probe tip protection cooling means is provided at the tip of the outer tube (Claim 9), and the probe tip protection cooling means is a ring-shaped water-cooled tube (Claim 10). Is also disclosed.
According to the present invention, the extraction gas is rapidly cooled in the mixing and quenching region at the tip of the probe, so that alkali, chlorine, etc. in the extraction gas can be efficiently solidified and concentrated to a fine powder portion of the dust in the extraction gas. In addition, since the cooling air is guided to the inside of the tip of the inner tube, it is possible to prevent the air from flowing into the rotary kiln (paragraph 0039). It is also described that the extraction gas is rapidly cooled to the melting point 600-700 ° C. of the chlorine compound in the mixed quenching zone (paragraph 0026).

特許文献1や特許文献2に記載の発明では、冷却空気を抽気系へ吹き込むためのファンと抽気のためのファンがそれぞれ必要であったり、抽気管を特別な二重構造にする必要があったりする。そこで、特開2001−335348号公報(特許文献3)では、抽気系の構造を簡略化し、運転時の調整を容易にすることを目的として、セメントキルン排ガスをキルン入口フッドから抽気管で抽気すると共に、抽気した排ガスを冷却用空気と混合して排ガス温度を下げて処理するセメントキルン排ガス抽気処理装置において、先端に向かって徐々に広がる拡径部を有する吸引ダクトの先端部内に、抽気管の出口側端部が周囲に隙間を持って差し込まれており、しかも、吸引ダクト内を負圧にして、抽気管から吸引ダクトに排ガスを抽気すると共に上記隙間から外気を冷却用空気として吸引して吸引ダクトに流入させる抽気吸引装置が吸引ダクトに接続されていることを特徴とするセメントキルン排ガス抽気処理装置が提案されている(請求項1)。
この発明によれば、吸引ダクト内に冷却用空気を送り込むためのファンを用いることなく抽気管と吸気ダクトの隙間から外気を冷却用空気として取り入れることができ、簡単な構造にて外気による排ガスの冷却を行うことができるとされる(段落0040)。
In the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a fan for blowing cooling air into the extraction system and a fan for extraction are required, respectively, or the extraction pipe needs to have a special double structure. To do. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-335348 (Patent Document 3), for the purpose of simplifying the structure of the extraction system and facilitating the adjustment during operation, the cement kiln exhaust gas is extracted from the kiln inlet hood with an extraction pipe. In addition, in the cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus that mixes the extracted exhaust gas with cooling air to reduce the exhaust gas temperature, the extraction pipe is disposed in the tip of the suction duct having a diameter-expanding portion that gradually expands toward the tip. The outlet side end is inserted with a gap around it, and the inside of the suction duct is set to a negative pressure, and exhaust gas is extracted from the extraction pipe to the suction duct, and outside air is sucked as cooling air from the gap. There has been proposed a cement kiln exhaust gas bleeder treatment device characterized in that a bleeder suction device that flows into the suction duct is connected to the suction duct (contract). Section 1).
According to the present invention, outside air can be taken in as cooling air from the gap between the extraction pipe and the intake duct without using a fan for sending cooling air into the suction duct, and the exhaust gas generated by the outside air can be generated with a simple structure. It is assumed that cooling can be performed (paragraph 0040).

特許第4435273号公報(特許文献4)には、セメントキルン排ガスの一部を抽気するための円筒状の第一の抽気管と、第一の抽気管の管壁において円筒状に開いた一つの、又は円周方向に均等間隔で配列された複数の冷却用旋回空気流導入口と、冷却用旋回空気流導入口が設置された箇所において第一の抽気管の周囲を同心円状に囲み、円周方向に均等間隔で配列された複数の旋回羽根を収容した旋回強化ユニットと(ここで、各旋回羽根は、冷却用空気が冷却用旋回空気流導入口から第一の抽気管内に入って第一の抽気管の内壁に沿った旋回流を生じさせることができるように、第一の抽気管の内壁の接線方向又はそれよりも外側を向いている。)、旋回強化ユニットの外壁の略接線方向に流体連通した一本、又は円周方向に均等間隔で配列された複数本の冷却用空気搬送ダクトと(ここで、旋回羽根の数は冷却用空気搬送ダクトの数よりも多い。)を備えるセメントキルン排ガス抽気処理装置が提案されている(請求項1)。
この発明によれば、セメントキルン排ガス中に含まれるアルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分を除去するためにセメントキルン排ガスの一部を抽気管で抽気する塩素バイパス法を実施するに当たり、簡便に均一な旋回流を発生させることができる。また、旋回空気流に加えて直進空気流を流すことによって、冷却用空気が抽気管内を逆流するのを防止することも記載されている(段落0046)。
In Japanese Patent No. 4435273 (Patent Document 4), a cylindrical first extraction pipe for extracting a part of the cement kiln exhaust gas, and a cylindrical opening on the tube wall of the first extraction pipe are provided. Alternatively, a plurality of cooling swirling air flow inlets arranged at equal intervals in the circumferential direction and a concentric circle around the first bleeder pipe at a place where the cooling swirling air flow inlets are installed, A swirl strengthening unit containing a plurality of swirl vanes arranged at equal intervals in the circumferential direction (here, each swirl vane enters the first bleed pipe from the swirl air flow inlet for cooling into the first extraction pipe) The tangential direction of the inner wall of the first bleed pipe or the outside thereof so that a swirl flow along the inner wall of the one bleed pipe can be generated. One in fluid communication in the direction, or evenly in the circumferential direction A cement kiln exhaust gas bleed processing device is proposed that includes a plurality of cooling air conveyance ducts arranged in the above (where the number of swirl vanes is larger than the number of cooling air conveyance ducts). 1).
According to this invention, in order to remove the volatile components such as alkali chlorides and alkali sulfates contained in the cement kiln exhaust gas, in order to remove the cement kiln exhaust gas with a bleed pipe, a chlorine bypass method of extracting part of the cement kiln exhaust gas, A uniform swirling flow can be easily generated. In addition, it is also described that a straight air flow is flowed in addition to a swirl air flow to prevent the cooling air from flowing backward in the extraction pipe (paragraph 0046).

特開平9−175847号公報JP-A-9-175847 特開平11−35355号公報JP-A-11-35355 特開2001−335348号公報JP 2001-335348 A 特許第4435273号公報Japanese Patent No. 4435273

特許文献1に記載の発明では、冷却用空気を冷却室の内壁に沿った旋回流とすることによって、内壁に沿って旋回する冷却空気によるエアカーテンを形成させ、高温の排ガスは、中心部を旋回しながら冷却空気と徐々に混合されて冷却することを狙ったものであり、冷却室内でのコーティングの防止に一定の効果はある。また、冷却用空気吹込口を複数個設け、冷却用空気を複数箇所から吹き込むと、冷却室内の旋回流が均一になることも記載されている。
しかしながら特許文献1に記載の冷却室の構造では、空気吹込口の数を増やすとそれだけ冷却用空気の配管レイアウトが複雑化してコスト高となり、スペース上の制約からも吹込口を多数設けることは現実的ではない。また、旋回流を冷却室から抽気管先端へ向けて逆流させることで、抽気管の内壁におけるコーティングの発生を抑制することを狙っているが、特許文献1に記載の冷却室の構造では、冷却用空気が逆流するとセメントキルン排ガスとの混合によって、抽気管の内壁に接触するガスの温度がコーティングの生成しやすい400〜900℃の範囲に入りやすい。
In the invention described in Patent Literature 1, the cooling air is swirled along the inner wall of the cooling chamber, thereby forming an air curtain by the cooling air swirling along the inner wall. It aims at cooling by gradually mixing with cooling air while turning, and has a certain effect in preventing coating in the cooling chamber. It is also described that when a plurality of cooling air blowing ports are provided and cooling air is blown from a plurality of locations, the swirling flow in the cooling chamber becomes uniform.
However, in the structure of the cooling chamber described in Patent Document 1, if the number of air blowing ports is increased, the piping layout of the cooling air becomes complicated and the cost becomes high, and it is a reality that a large number of blowing ports are provided due to space constraints. Not right. In addition, it is aimed to suppress the generation of coating on the inner wall of the extraction pipe by causing the swirling flow to flow backward from the cooling chamber toward the leading end of the extraction pipe. However, in the cooling chamber structure described in Patent Document 1, When the working air flows backward, mixing with the cement kiln exhaust gas tends to cause the temperature of the gas in contact with the inner wall of the extraction pipe to fall within a range of 400 to 900 ° C. at which coating is likely to be generated.

特許文献2には、二重管構造のプローブをキルン排ガス流路に連通させ、該プローブの内管を介してキルン排ガスの一部を抽気するとともに、該プローブの内管と外管との間の流体通路に冷却気体を供給するキルンバイパスにおける排ガス冷却方法において、前記冷却気体を内管の先端部内方に案内するために、先端に向かって次第に小径となる外管の先端部とすることが記載されている。
しかしながら、特許文献2ではプローブ先端部で抽気ガスを混合させて瞬時に融点部600〜700℃まで急冷却することを意図しており、このような温度状態ではプローブの内壁にコーティングが発生する可能性が大である。すなわち、特許文献2に記載の方法ではプローブ先端で冷却気体と抽気ガスを一気に混合させる手法を採用しているため、内管を流れる混合ガスは旋回流が乱れた状態となっており、内管の内壁へのコーティング付着を防止するのに十分なエアカーテンが形成されにくい。
In Patent Document 2, a probe having a double pipe structure is communicated with a kiln exhaust gas flow path, and a part of the kiln exhaust gas is extracted through the inner pipe of the probe, and between the inner pipe and the outer pipe of the probe. In the exhaust gas cooling method in the kiln bypass that supplies the cooling gas to the fluid passage of the inner pipe, in order to guide the cooling gas to the inside of the tip portion of the inner tube, the tip portion of the outer tube that gradually becomes smaller in diameter toward the tip may be used. Have been described.
However, Patent Document 2 intends to mix the extracted gas at the tip of the probe and instantaneously cool it to the melting point 600 to 700 ° C. In such a temperature state, the inner wall of the probe may be coated. Sex is great. That is, the method described in Patent Document 2 employs a method in which the cooling gas and the extraction gas are mixed together at the tip of the probe, so that the mixed gas flowing through the inner tube is in a state where the swirl flow is disturbed. It is difficult to form an air curtain sufficient to prevent the coating from adhering to the inner wall of the glass.

特許文献3に記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置の構造では、吸引ダクトの先端部よりも上流側にある抽気管内の排気ガスに対する手当がなされていないため、抽気管内でコーティングが発生する危険性が高い。また、吸引ダクト内においても旋回流によるエアカーテンが生成しないため、コーティングの抑制効果は十分でない。   In the structure of the cement kiln exhaust gas bleeder described in Patent Document 3, there is no risk of coating in the bleeder pipe because there is no allowance for the exhaust gas in the bleeder pipe upstream from the tip of the suction duct. high. Further, since the air curtain due to the swirling flow is not generated in the suction duct, the effect of suppressing the coating is not sufficient.

特許文献4に記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置では、冷却用空気の抽気管内壁に沿った旋回流が均一に形成され、抽気管内壁を高温のセメントキルン排ガスから保護するエアカーテンが抽気管の軸方向に長く持続することで、冷却用空気流導入口から下流側でのコーティングは抑制されるが、冷却用空気流導入口から上流側では、冷却用空気の抽気管内壁に沿った旋回流が形成されない為、コーティグ生成の懸念は残る。   In the cement kiln exhaust gas extraction device described in Patent Document 4, a swirl flow along the inner wall of the extraction pipe for cooling air is uniformly formed, and an air curtain for protecting the inner wall of the extraction pipe from the high-temperature cement kiln exhaust gas is provided in the extraction pipe. The coating on the downstream side from the cooling air flow inlet is suppressed by maintaining the axial direction for a long time, but the swirl flow along the inner wall of the extraction pipe of the cooling air is upstream from the cooling air flow inlet. As a result, the concern about the generation of coating remains.

そこで、本発明は、冷却用空気流導入口の上流側及び下流側でのコーティング発生を効果的に防止することのできるセメントキルン排ガス抽気処理装置及びその運転方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus which can prevent effectively the coating generation | occurrence | production in the upstream and downstream of a cooling airflow inlet, and its operating method.

本発明は一側面において、セメントキルン排ガスが上方に流れるセメントキルン排ガス流路からセメントキルン排ガスの一部を抽気し、抽気した排ガスを冷却用空気と混合して排ガス温度を下げて処理するセメントキルン排ガス抽気処理装置であって、
a)冷却用空気を導入するための導入口を側面に有する円筒状の胴体部と、該胴体部の上流側に同心軸状に連結され、該導入口から導入された冷却用空気を旋回させながら上流側に向かって流すためのテーパー部とを有するサイクロン、ここで、サイクロンのテーパー部の先端はセメントキルン排ガス流路と連通している;
b)サイクロンの胴体部に下流側から上流側に向かって同心軸状に一部挿入された抽気管;及び
c)サイクロンのテーパー部の上流側の先端に同心軸状に連結され、上流側に向かって内径の大きくなる逆テーパー状のセメントキルン排ガス導入壁、ここで、セメントキルン排ガス導入壁はセメントキルン排ガス流路内に形成される;
を備えたセメントキルン排ガス抽気処理装置である。
In one aspect of the present invention, a cement kiln for extracting a part of the cement kiln exhaust gas from a cement kiln exhaust gas flow path in which the cement kiln exhaust gas flows upward, mixing the extracted exhaust gas with cooling air, and reducing the exhaust gas temperature for processing. An exhaust gas extraction device,
a) A cylindrical body having an inlet for introducing cooling air on its side surface, and a concentric shaft connected to the upstream side of the body, and the cooling air introduced from the inlet is swirled. A cyclone having a tapered portion for flowing toward the upstream side, wherein the tip of the tapered portion of the cyclone is in communication with the cement kiln exhaust gas flow path;
b) a bleed tube partially inserted concentrically from the downstream side toward the upstream side of the cyclone body; and c) concentrically connected to the upstream end of the tapered portion of the cyclone, and upstream. A reverse-tapered cement kiln exhaust gas introduction wall with an increasing inner diameter, wherein the cement kiln exhaust gas introduction wall is formed in the cement kiln exhaust gas passage;
It is the cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus provided with.

本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の一実施形態においては、セメントキルン排ガス抽気処理装置の中心軸の水平面に対する角度をθ°とすると、20°≦θ°≦70°である。   In one embodiment of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention, when the angle of the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus with respect to the horizontal plane is θ °, 20 ° ≦ θ ° ≦ 70 °.

本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の別の一実施形態においては、セメントキルン排ガス抽気処理装置の中心軸に対するセメントキルン排ガス導入壁の拡開角α°が5°≦α°≦90−θ°である。   In another embodiment of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention, the expansion angle α ° of the cement kiln exhaust gas introduction wall with respect to the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus is 5 ° ≦ α ° ≦ 90−θ. °.

本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の更に別の一実施形態においては、α°=90−θ°である。   In still another embodiment of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention, α ° = 90−θ °.

本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の更に別の一実施形態においては、セメントキルン排ガス導入壁の母線の長さHが、サイクロンのテーパー部の先端の内径D1の1/2よりも大きい。   In still another embodiment of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention, the length H of the bus bar of the cement kiln exhaust gas introduction wall is larger than ½ of the inner diameter D1 of the tip of the tapered portion of the cyclone.

本発明は別の一側面において、上記記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法であって、サイクロンの胴体部の冷却用空気導入口から冷却用空気がサイクロン内に流入する工程と、サイクロン内に流入した冷却用空気がサイクロンの内壁を旋回しながら上流側に進んでいき、テーパー部の先端で方向転換した後、更に、抽気管の内壁を旋回しながら下流に進行していく工程と、セメントキルン排ガス流路からセメントキルン排ガスの一部がセメントキルン排ガス導入壁を通ってサイクロンに流入する工程と、サイクロンに流入したセメントキルン排ガスがその周囲を旋回する冷却用空気と混合することにより冷却される工程とを含む運転方法である。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for operating the above-described cement kiln exhaust gas extraction apparatus, wherein the cooling air flows into the cyclone from the cooling air inlet of the body portion of the cyclone, The cooling air that has flown into the cyclone advances upstream while swirling the inner wall of the cyclone, changes direction at the tip of the tapered portion, and further proceeds downstream while swirling the inner wall of the extraction pipe; A part of the cement kiln exhaust gas flows from the cement kiln exhaust gas flow path through the cement kiln exhaust gas introduction wall into the cyclone, and the cement kiln exhaust gas flowing into the cyclone is mixed with the cooling air swirling around it. The operation method including the process to be performed.

本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法の一実施形態においては、サイクロンの内壁及び抽気管の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスの温度を350℃以下に保持する。   In one embodiment of the operation method of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention, the temperature of the mixed gas of cooling air and cement kiln exhaust gas contacting the inner wall of the cyclone and the inner wall of the extraction pipe is maintained at 350 ° C. or lower. .

本発明によれば、セメントキルン排ガス中に含まれるアルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分を除去するためにセメントキルン排ガスの一部を抽気管で抽気する塩素バイパス法を実施するに当たり、冷却用空気流導入口の上流側及び下流側でのコーティング発生を効果的に防止することができる。   According to the present invention, in order to remove the volatile components such as alkali chloride and alkali sulfate contained in the cement kiln exhaust gas, in order to remove a part of the cement kiln exhaust gas with an extraction pipe, The occurrence of coating on the upstream side and downstream side of the cooling airflow inlet can be effectively prevented.

本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置を備えたセメントキルン設備の一構成例である。It is an example of 1 composition of cement kiln equipment provided with the cement kiln exhaust gas extraction processing device concerning the present invention. 本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の一実施形態について、中心軸を通る垂直断面から見たときの模式図である。It is a schematic diagram when one embodiment of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention is viewed from a vertical section passing through the central axis. 本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の一実施形態について、中心軸に直角な断面からサイクロンの胴体部に設置された冷却用空気導入口を見たときの模式図である。1 is a schematic view of an embodiment of a cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention when a cooling air introduction port installed in a body part of a cyclone is viewed from a cross section perpendicular to a central axis. 例1(比較例)におけるセメントキルン排ガス抽気処理装置について、中心軸を通る垂直断面から見たときの模式図である。It is a schematic diagram when it sees from the vertical cross section which passes along a center axis | shaft about the cement kiln waste gas extraction processing apparatus in Example 1 (comparative example). 例1(比較例)におけるセメントキルン排ガス抽気処理装置について、350℃の等温線を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a 350 degreeC isotherm about the cement kiln waste gas extraction processing apparatus in Example 1 (comparative example). 例2(発明例)におけるセメントキルン排ガス抽気処理装置について、350℃の等温線を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an isotherm of 350 degreeC about the cement kiln waste gas extraction processing apparatus in Example 2 (invention example). 例3〜6(発明例)におけるセメントキルン排ガス抽気処理装置について、中心軸を通る垂直断面から見たときの模式図である。It is a schematic diagram when it sees from the vertical cross section which passes along a center axis | shaft about the cement kiln waste gas extraction processing apparatus in Examples 3-6 (invention example). 例7(発明例)におけるセメントキルン排ガス抽気処理装置について、350℃の等温線を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an isotherm of 350 degreeC about the cement kiln waste gas extraction processing apparatus in Example 7 (invention example).

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<1.セメントキルン設備>
図1は、本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置101を備えたセメントキルン設備の一構成例を示す。ロータリーキルン102から排出された揮発性成分を含有する排ガスは、主として、プレヒーター103とロータリーキルン102を連結するダクトの屈曲部であるキルン入口フッド104、キルン入口フッド104から直上に延びたライジングダクト105、予熱されたセメント原料を仮焼する仮焼炉106、及びサイクロン107を図中の点線に沿って順に通過していき、キルンIDFファンなどの排気吸引装置108へと向かう。排気吸引装置108を出た後は、ドライヤー109、スタビライザー110、電気集塵機111を経て、煙突から排気される。
<1. Cement kiln equipment>
FIG. 1 shows a configuration example of a cement kiln facility provided with a cement kiln exhaust gas extraction apparatus 101 according to the present invention. Exhaust gas containing volatile components discharged from the rotary kiln 102 mainly includes a kiln inlet hood 104 which is a bent portion of a duct connecting the pre-heater 103 and the rotary kiln 102, a rising duct 105 extending right above the kiln inlet hood 104, A pre-calcining furnace 106 for pre-calcining the preheated cement raw material and a cyclone 107 are sequentially passed along the dotted line in the figure, and are directed to an exhaust suction device 108 such as a kiln IDF fan. After exiting the exhaust suction device 108, it is exhausted from the chimney through the dryer 109, the stabilizer 110, and the electrostatic precipitator 111.

キルン入口フッド104、ライジングダクト105、及び仮焼炉106などセメントキルン排ガスが上方に流れるセメントキルン排ガス流路の何れかの壁面にセメントキルン排ガス抽出口112を設けることができる。コーティング生成の原因となる揮発性成分がキルン排ガス中濃縮しやすい温度域にあるので、キルン入口フッド104又はライジングダクト105の壁面から抽気するのが好ましい。また、セメントキルン排ガス処理抽気装置101はセメントキルン側の壁面(図1中、右側の壁面)に取り付けるのが、キルン排ガスの流速が主流に比べ相対的に遅くなっている理由により好ましい。   The cement kiln exhaust gas extraction port 112 can be provided on any wall surface of the cement kiln exhaust gas flow path through which the cement kiln exhaust gas flows upward, such as the kiln inlet hood 104, the rising duct 105, and the calcining furnace 106. Since the volatile component that causes the generation of the coating is in a temperature range in which it is easy to concentrate in the kiln exhaust gas, it is preferable to extract from the wall surface of the kiln inlet hood 104 or the rising duct 105. Moreover, it is preferable to attach the cement kiln exhaust gas treatment extraction device 101 to the wall surface on the cement kiln side (the wall surface on the right side in FIG. 1) for the reason that the flow rate of the kiln exhaust gas is relatively slower than the mainstream.

セメントキルン排ガス処理抽気装置101の取り付け方向は特に制限はないが、排ガスは上に向かって流れることから、上斜め方向に排ガスが抽気されるように取り付けるのが好ましい。ただし、水平方向に排ガスが抽気されるように取り付けることも可能である。上斜め方向に排ガスが抽気されるように取り付ける場合、セメントキルン排ガス流路内へ挿入されたセメントキルン排ガス抽気処理装置の中心軸の水平面に対する角度をθ°とすると、0<θ°<90とすることができるが、θが小さすぎるとセメントキルン排ガスが上方向に流れているので抽気しにくい一方でθが大きすぎると抽出装置の設置スペースの観点から装置構造が複雑化するので、20°≦θ°≦70°とするのが好ましく、30°≦θ°≦60°とするのがより好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the attachment direction of the cement kiln exhaust gas treatment extraction apparatus 101, Since exhaust gas flows upwards, it is preferable to attach so that exhaust gas is extracted in the diagonally upward direction. However, it is also possible to install the exhaust gas in the horizontal direction. When the exhaust gas is attached so as to be extracted in an obliquely upward direction, if the angle of the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction device inserted into the cement kiln exhaust gas flow path with respect to the horizontal plane is θ °, 0 <θ ° <90 However, if θ is too small, it is difficult to extract the cement kiln exhaust gas in the upward direction. On the other hand, if θ is too large, the structure of the apparatus becomes complicated from the viewpoint of the installation space of the extraction device. ≦ θ ° ≦ 70 ° is preferable, and 30 ° ≦ θ ° ≦ 60 ° is more preferable.

<2.セメントキルン排ガス抽気処理装置>
次に、図2及び図3を参照しながら本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の一実施形態を説明していく。図2は、ライジングダクト105に連結された本実施形態に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置101の中心軸を通る垂直断面から見たときの模式図である。図3は、本実施形態に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置101の中心軸に直角な断面からサイクロンの胴体部に設置された冷却用空気導入口を見たときの模式図である。なお、本明細書においては、抽気されたセメントキルン排ガスがセメントキルン排ガス抽気処理装置を通って流れていく方が下流であり、その逆が上流である。
<2. Cement kiln exhaust gas extraction system>
Next, an embodiment of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic view of the cement kiln exhaust gas extraction treatment apparatus 101 according to this embodiment connected to the rising duct 105 as viewed from a vertical cross section passing through the central axis. FIG. 3 is a schematic view of the cooling air inlet installed in the body of the cyclone from a cross section perpendicular to the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction apparatus 101 according to the present embodiment. In the present specification, the direction in which the extracted cement kiln exhaust gas flows through the cement kiln exhaust gas extraction processing device is downstream, and the reverse is upstream.

セメントキルン排ガス抽気処理装置101は、冷却用空気130を導入するための導入口121を側面に有する円筒状の胴体部122と、該胴体部122の上流側に同心軸状に連結され、該導入口121から導入された冷却用空気130を旋回させながら上流側に向かって流すための円錐台状のテーパー部124とを有するサイクロン120を備える。ライジングダクト105内にテーパー部124の先端123が斜め上方から一部挿入されていることにより、セメントキルン排ガス抽気処理装置101はライジングダクト105と連通している。また、セメントキルン排ガス抽気処理装置101は、前記サイクロン120の胴体部122に下流側から上流側に向かって同心軸状に一部挿入された抽気管128を備える。   The cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus 101 is connected to a cylindrical body 122 having an inlet 121 for introducing cooling air 130 on its side surface, and a concentric shaft on the upstream side of the body 122, and the introduction A cyclone 120 having a truncated cone-shaped tapered portion 124 for flowing the cooling air 130 introduced from the port 121 toward the upstream side while swirling is provided. The cement kiln exhaust gas bleeder 101 is in communication with the rising duct 105 because the tip 123 of the tapered portion 124 is partially inserted into the rising duct 105 obliquely from above. Further, the cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus 101 includes an extraction pipe 128 partially inserted concentrically from the downstream side toward the upstream side in the body portion 122 of the cyclone 120.

このような構成を有するセメントキルン排ガス抽気処理装置101の動作について説明する。冷却用空気130の導入口121から流入した冷却用空気130は、サイクロン120内で旋回しながら上流側に進んでいき、テーパー部124の先端123で、下流側に方向転換する。下流側に向かう冷却用空気130はテーパー部124の先端123の内径D1に応じた直径を有する旋回流となって、上流側に向かう冷却用空気130よりも中心軸に近い領域を旋回しながらサイクロン120を通って抽気管128内へと進む。すなわち、冷却用空気130はサイクロン120の内壁を旋回しながら上流側に進んでいき、先端123で方向転換した後、更に、抽気管128の内壁を旋回しながら下流に進行していく為、サイクロン120、抽気管128の内壁に高温のセメントキルン排ガスが接触する事を防ぐエアカーテンが形成される。   Operation | movement of the cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus 101 which has such a structure is demonstrated. The cooling air 130 that has flowed in from the inlet 121 of the cooling air 130 travels upstream while turning in the cyclone 120, and turns downstream at the tip 123 of the tapered portion 124. The cooling air 130 toward the downstream side becomes a swirling flow having a diameter corresponding to the inner diameter D1 of the tip 123 of the tapered portion 124, and the cyclone is swirling in a region closer to the central axis than the cooling air 130 toward the upstream side. Proceed through 120 and into the extraction tube 128. That is, the cooling air 130 advances upstream while swirling the inner wall of the cyclone 120, changes direction at the tip 123, and further proceeds downstream while swirling the inner wall of the extraction pipe 128. 120, an air curtain is formed to prevent high temperature cement kiln exhaust gas from contacting the inner wall of the extraction pipe 128.

一方、ライジングダクト105内を流れるセメントキルン排ガス131は、テーパー部124の開口した先端123の中心軸部分に吸い込まれるようにしてサイクロン120内に流入する。サイクロン120に流入したセメントキルン排ガス131は冷却用空気130と混合することにより冷却されるが、冷却用空気130は方向転換した後も旋回流が維持されていることで、セメントキルン排ガス131は、冷却用空気130と一気に混ざり合うことはなく、サイクロン120の中心軸付近を下流側に流れながらその周囲を旋回する冷却用空気130と徐々に混合される。   On the other hand, the cement kiln exhaust gas 131 flowing in the rising duct 105 flows into the cyclone 120 so as to be sucked into the central axis portion of the tip 123 having the tapered portion 124 opened. The cement kiln exhaust gas 131 that has flowed into the cyclone 120 is cooled by mixing with the cooling air 130, but the cooling air 130 maintains a swirling flow even after the direction is changed. It does not mix with the cooling air 130 at a stretch, but gradually mixes with the cooling air 130 swirling around the center axis of the cyclone 120 while flowing downstream.

更に、セメントキルン排ガス抽気処理装置101は、ライジングダクト105内に挿入されたテーパー部124の先端123に同心軸状に連結され、上流側に向かって内径の大きくなる逆テーパー状のセメントキルン排ガス導入壁125を有する。本実施形態においては、セメントキルン排ガス導入壁125によって形成される空間は、テーパー部124の先端123が形成する開口面を底面とする円錐台状である。図2から分かるように、セメントキルン排ガス導入壁125は、セメントキルン排ガス流路内に形成されている。   Further, the cement kiln exhaust gas extraction apparatus 101 is connected to the tip 123 of the taper portion 124 inserted into the rising duct 105 in a concentric shaft shape, and introduces a reverse-tapered cement kiln exhaust gas whose inner diameter increases toward the upstream side. It has a wall 125. In the present embodiment, the space formed by the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 has a truncated cone shape with the opening surface formed by the tip 123 of the tapered portion 124 as the bottom surface. As can be seen from FIG. 2, the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 is formed in the cement kiln exhaust gas flow path.

ライジングダクト105内を上昇するセメントキルン排ガス131は、導入壁125によって与えられる流体抵抗によって速度が遅くなる。これにより、サイクロン120に流入したセメントキルン排ガス131が蛇行せずに直進的に流れやすくなるので、サイクロン120や抽気管128の内壁に高温のガスが接触しにくくなる。   The cement kiln exhaust gas 131 rising in the rising duct 105 is slowed down by the fluid resistance provided by the introduction wall 125. As a result, the cement kiln exhaust gas 131 that has flowed into the cyclone 120 is easy to flow straight without meandering, so that high-temperature gas is less likely to contact the inner walls of the cyclone 120 and the extraction pipe 128.

すなわち、セメントキルン排ガス導入壁125が存在しない状態では、セメントキルン排ガス131は上方向への流速が高い状態でテーパー部124の先端123の開口に流入することになるが、この場合、流入したセメントキルン排ガス131が蛇行することによって冷却用空気130によるエアカーテンが乱れやすくなり、サイクロン120や抽気管128の内壁に高温のガスが接触しやすくなる。一方、セメントキルン排ガス導入壁125が存在することで、テーパー部124の先端123の開口に流入するセメントキルン排ガス131の上方向への流速が軽減されることによって、流入した排ガス131の直進性が向上する。これによって、冷却用空気の旋回流の乱れが減少し、エアカーテンを長く維持することが可能となる。その結果、コーティング発生のリスクが軽減される。   That is, in the state where the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 does not exist, the cement kiln exhaust gas 131 flows into the opening of the tip 123 of the tapered portion 124 with a high flow rate in the upward direction. When the kiln exhaust gas 131 meanders, the air curtain by the cooling air 130 is likely to be disturbed, and high-temperature gas easily comes into contact with the inner walls of the cyclone 120 and the extraction pipe 128. On the other hand, the presence of the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 reduces the upward flow rate of the cement kiln exhaust gas 131 flowing into the opening of the tip 123 of the tapered portion 124, thereby reducing the straightness of the inflowing exhaust gas 131. improves. Thereby, the disturbance of the swirling flow of the cooling air is reduced, and the air curtain can be maintained for a long time. As a result, the risk of coating occurrence is reduced.

また、導入壁125が存在することによって、テーパー部124の先端123の開口から冷却用空気が漏れ出にくくなり、導入した冷却用空気を効率的にサイクロン120及び抽気管128の内壁保護のためのエアカーテンの形成に利用することができる。   Further, the presence of the introduction wall 125 makes it difficult for the cooling air to leak out from the opening of the tip 123 of the tapered portion 124, and the introduced cooling air is efficiently used for protecting the inner walls of the cyclone 120 and the extraction pipe 128. It can be used to form an air curtain.

セメントキルン排ガス抽気処理装置の中心軸に対するセメントキルン排ガス導入壁125の拡開角をα°とすると、αが過度に大きいと排ガス流路への冷却用空気の吹き出しが多くなり冷却効率が低下することからαは小さい方が好ましいが、αが過度に小さくなると導入壁の厚みを一定とすればセメントキルン排ガス導入壁125の母線の長さHが長くなってセメントキルン排ガスの上昇流や異物の衝突によって導入壁125が損傷しやすくなる。そこで、5°≦α°≦90−θ°(ただし、θ°≦85°)とするのが好ましく、10°≦α°≦90−θ°(ただし、θ°≦80°)とするのがより好ましく、20°≦α°≦90−θ°(ただし、θ°≦70°)とするのが更により好ましい。従って、典型的には5°≦α°≦70°であり、より典型的には10°≦α≦60°である。   If the expansion angle of the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 with respect to the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction processing device is α °, if α is excessively large, cooling air is blown out into the exhaust gas flow path and cooling efficiency decreases. Therefore, it is preferable that α is small. However, if α is excessively small, the length H of the bus bar of the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 becomes long if the thickness of the introduction wall is constant. The introduction wall 125 is easily damaged by the collision. Therefore, 5 ° ≦ α ° ≦ 90−θ ° (however, θ ° ≦ 85 °) is preferable, and 10 ° ≦ α ° ≦ 90−θ ° (where θ ° ≦ 80 °) is preferable. More preferably, 20 ° ≦ α ° ≦ 90−θ ° (where θ ° ≦ 70 °) is even more preferable. Therefore, typically 5 ° ≦ α ° ≦ 70 °, and more typically 10 ° ≦ α ≦ 60 °.

また、セメントキルン排ガス導入壁125の母線の長さHは適宜調節すればよいが、母線が短すぎるとセメントキルン排ガスの上方への流れを妨害してサイクロン120内に引き込む効果が少なくなり、エアカーテンの持続性向上効果が小さくなる一方で、母線が長すぎるとセメントキルン排ガスの上昇流や異物の衝突によって導入壁125が損傷したり、セメントキルン排ガス流路を流れる排ガスの上方向への流れの邪魔となったりすることが懸念される。母線Hはテーパー部124の先端の内径D1と、0.5×D1≦Hの関係にあることが好ましく、0.8×D1≦H≦5×D1の関係にあることがより好ましく、D1≦H≦3×D1の関係にあることが更により好ましく、D1≦H≦2×D1の関係にあることが更により好ましい。   Moreover, the length H of the bus bar of the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 may be adjusted as appropriate. However, if the bus bar is too short, the effect of blocking the upward flow of the cement kiln exhaust gas and drawing it into the cyclone 120 is reduced. While the sustainability improvement effect of the curtain is reduced, if the bus is too long, the introduction wall 125 may be damaged by the upward flow of cement kiln exhaust gas or collision of foreign matter, or the upward flow of exhaust gas flowing through the cement kiln exhaust gas flow path There is a concern that it may be an obstacle. The bus H is preferably in a relationship of 0.5 × D1 ≦ H, more preferably in a relationship of 0.8 × D1 ≦ H ≦ 5 × D1, and D1 ≦≦ the inner diameter D1 of the tip of the tapered portion 124. It is even more preferable that the relationship is H ≦ 3 × D1, and it is even more preferable that the relationship is D1 ≦ H ≦ 2 × D1.

また、図2に示すように、セメントキルン排ガス導入壁125の最下部の母線がライジングダクト105等のセメントキルン排ガス流路の内壁と一体化していることが好ましい。この場合、α=90−θとなる。このような構成とすることで、ライジングダクト105の内壁近傍を流れる排ガス131がスムーズにセメントキルン排ガス抽気処理装置101内に流入される。ただし、図7に示すように、セメントキルン排ガス導入壁125の最下部の母線がライジングダクト105などのセメントキルン排ガス流路の内側に突出する形態とすることも可能である。   In addition, as shown in FIG. 2, it is preferable that the lowermost bus bar of the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 is integrated with the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage such as the rising duct 105. In this case, α = 90−θ. With such a configuration, the exhaust gas 131 flowing in the vicinity of the inner wall of the rising duct 105 flows smoothly into the cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus 101. However, as shown in FIG. 7, the lowermost bus bar of the cement kiln exhaust gas introduction wall 125 may be configured to protrude inside the cement kiln exhaust gas passage such as the rising duct 105.

サイクロン120の胴体部122の側面に設置される冷却用空気流導入口121は、円筒状に開いているか、又は円周方向に均等間隔で配列されていることが均一な旋回流を形成する上で好ましい。更に、図3を参照すると、均一な旋回流を形成するために、導入口121が設置された箇所において胴体部122の周囲を同心円状に囲み、円周方向に均等間隔で配列された複数の旋回羽根126を収容した旋回強化ユニット127を備えることができる。更には旋回羽根126をすべて同じ形状と大きさで作ることが好ましい。   In order to form a uniform swirling flow, the cooling air flow inlets 121 installed on the side surface of the body portion 122 of the cyclone 120 are open in a cylindrical shape or arranged at equal intervals in the circumferential direction. Is preferable. Further, referring to FIG. 3, in order to form a uniform swirl flow, a plurality of concentric circles surrounding the body portion 122 at locations where the introduction ports 121 are installed and arranged at equal intervals in the circumferential direction. A swirl strengthening unit 127 that houses swirl vanes 126 can be provided. Furthermore, it is preferable to make all the swirl vanes 126 with the same shape and size.

各旋回羽根126は、冷却用空気130が導入口121から胴体部122に入って胴体部122及びテーパー部124の内壁に沿った旋回流を生じさせることができるように、前記胴体部の内壁の接線方向又はそれよりも外側を向いているようにすることが好ましい。好ましい実施形態において、各旋回羽根126は胴体部122を中心軸方向から観察して、胴体部122の内壁の接線方向に対して10〜40°の角度βだけ外側を向いている。   Each swirl vane 126 is provided on the inner wall of the body portion so that the cooling air 130 can enter the body portion 122 through the inlet 121 and generate a swirl flow along the inner walls of the body portion 122 and the tapered portion 124. It is preferable to face the tangential direction or outward. In a preferred embodiment, each swirl vane 126 faces the outside by an angle β of 10 to 40 ° with respect to the tangential direction of the inner wall of the trunk portion 122 when the trunk portion 122 is observed from the central axis direction.

旋回強化ユニット127の円筒状の外壁の略接線方向に一本、又は円周方向に均等間隔で配列された複数本の冷却用空気搬送ダクト129を流体連通することができる。サイクロン120内で安定な旋回流を生じさせるために、複数の冷却用空気搬送ダクト129が旋回強化ユニット127の円周方向に均等間隔に配列されていることが好ましい。冷却用空気搬送ダクト129の本数が多ければ、それだけ生成する旋回流も安定化し、必要な冷却用空気流量も全体として減らすことができるが、スペース上の制約やダクトのレイアウトが複雑化するという問題から、冷却用空気搬送ダクト129は2、3、又は4本程度とするのが好ましい。   A plurality of cooling air conveyance ducts 129 arranged in a substantially tangential direction of the cylindrical outer wall of the swirl strengthening unit 127 or arranged at equal intervals in the circumferential direction can be in fluid communication. In order to generate a stable swirl flow in the cyclone 120, it is preferable that a plurality of cooling air transport ducts 129 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the swirl strengthening unit 127. If the number of cooling air transport ducts 129 is large, the generated swirl flow can be stabilized, and the required cooling air flow rate can be reduced as a whole, but the problem is that the space constraints and the duct layout are complicated. Therefore, the number of the cooling air conveyance ducts 129 is preferably about 2, 3, or 4.

サイクロン120の形状は、サイクロンとして機能する限り特に制限はないが、以下に例示する。本発明に係るサイクロン120の一実施形態においては、テーパー部124の先端123の内径D1と、胴体部122の内径D2は、D1/D2=0.4〜0.9の関係を満たしている。D1/D2は小さい方が抽気管128内でエアカーテンを長く維持するのには適しているが、D1/D2が小さいと圧損が大きくなって抽気に必要なエネルギーも大きくなり、また、サイクロン120のテーパー部先端123で冷却用空気が方向転換する場所が下流側に移動するため、テーパー部の先端123における温度が高くなりやすい。そこで、エアカーテンの持続効果、サイクロン120内での冷却効果、及び経済性のバランスからみれば、D1/D2=0.7〜0.8の関係を満たしているのが好ましい。   The shape of the cyclone 120 is not particularly limited as long as it functions as a cyclone, but is exemplified below. In one embodiment of the cyclone 120 according to the present invention, the inner diameter D1 of the tip 123 of the tapered portion 124 and the inner diameter D2 of the body portion 122 satisfy the relationship D1 / D2 = 0.4 to 0.9. A smaller D1 / D2 is suitable for keeping the air curtain longer in the bleeder tube 128, but a smaller D1 / D2 results in a larger pressure loss and a larger energy required for the bleed. Since the place where the cooling air changes direction at the tapered portion tip 123 moves to the downstream side, the temperature at the tip 123 of the tapered portion tends to increase. Therefore, in view of the balance between the air curtain sustaining effect, the cooling effect in the cyclone 120, and the economy, it is preferable that the relationship of D1 / D2 = 0.7 to 0.8 is satisfied.

また、抽気管128の挿入長さL2は、短すぎると抽気管128の内壁に十分な旋回流が生じにくくなる一方で、長すぎると抽気管128の上流側先端に高温ガスが接触してコーティングが発生しやすくなる。従って、本発明に係るサイクロン120の一実施形態においては、胴体部122の長さL1、抽気管128の挿入長さL2、及びテーパー部124の軸長さL3は、L1<L2<L1+L3を満たしており、好ましい実施形態においてはL1<L2<L1+0.5×L3を満たしている。   On the other hand, if the insertion length L2 of the extraction pipe 128 is too short, it becomes difficult to generate a sufficient swirling flow on the inner wall of the extraction pipe 128. Is likely to occur. Therefore, in one embodiment of the cyclone 120 according to the present invention, the length L1 of the body portion 122, the insertion length L2 of the extraction tube 128, and the axial length L3 of the taper portion 124 satisfy L1 <L2 <L1 + L3. In a preferred embodiment, L1 <L2 <L1 + 0.5 × L3 is satisfied.

また、本発明に係るサイクロン120の典型的な一実施形態においては、抽気管128の内径D3と、テーパー部124の先端123の内径D1は、D1/D3=0.5〜1.5を満たしており、より典型的な実施形態においてはD1/D3=0.6〜1.3を満たしている。   In a typical embodiment of the cyclone 120 according to the present invention, the inner diameter D3 of the extraction tube 128 and the inner diameter D1 of the tip 123 of the tapered portion 124 satisfy D1 / D3 = 0.5 to 1.5. In a more typical embodiment, D1 / D3 = 0.6 to 1.3 is satisfied.

セメントキルン排ガス抽気処理装置101は装置内部、とりわけサイクロン120及び抽気管128の内壁でのコーティングの発生が効果的に抑制できる条件で運転することが望まれる。そのためにはまず、サイクロン120及び抽気管128の内壁に接触する冷却用空気130とセメントキルン排ガス131の混合ガスの温度を350℃以下に保持するのに十分な流量の冷却用空気を導入することが望まれる。サイクロン120及び抽気管128の内壁に接触する該混合ガスの温度が350℃以下であれば、アルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分は完全に固化して粉体となっているので、内壁への付着が実質的に防止できる。十分な流量の冷却用空気130をサイクロン内に送り込んだ結果として、サイクロン120のテーパー部124の開口先端123から冷却用空気130が部分的にライジングダクト105等のセメントキルン排ガス流路内に吹き出しても構わない。   It is desired that the cement kiln exhaust gas bleeder 101 is operated under conditions that can effectively suppress the occurrence of coating in the inside of the device, in particular, on the inner walls of the cyclone 120 and the bleed pipe 128. For this purpose, first, the cooling air having a flow rate sufficient to keep the temperature of the mixed gas of the cooling air 130 and the cement kiln exhaust gas 131 contacting the inner walls of the cyclone 120 and the extraction pipe 128 at 350 ° C. or less is introduced. Is desired. If the temperature of the mixed gas in contact with the inner wall of the cyclone 120 and the extraction pipe 128 is 350 ° C. or less, volatile components such as alkali chlorides and alkali sulfates are completely solidified into powder, Adhesion to the inner wall can be substantially prevented. As a result of sending the cooling air 130 having a sufficient flow rate into the cyclone, the cooling air 130 partially blows into the cement kiln exhaust gas flow path such as the rising duct 105 from the opening tip 123 of the tapered portion 124 of the cyclone 120. It doesn't matter.

前述したように、サイクロン120に流入したセメントキルン排ガス131は冷却用空気130と混合することにより冷却されるが、冷却用空気130が方向転換した後も旋回流によるエアカーテンを長く維持するためには、セメントキルン排ガス131によって容易に破壊されることのない強い旋回流が形成されていることが望ましい。そのため、セメントキルン排ガス131の流量に対して冷却用空気130の流量は質量比で5倍以上であることが好ましく、8倍以上であることがより好ましい。ただし、必要以上に冷却用空気を送り込むのは経済性を悪化させることから、典型的には20倍以下であり、10倍以下とすることもできる。   As described above, the cement kiln exhaust gas 131 that has flowed into the cyclone 120 is cooled by mixing with the cooling air 130, but in order to maintain a long air curtain due to the swirling flow even after the cooling air 130 changes direction. It is desirable that a strong swirl flow that is not easily destroyed by the cement kiln exhaust gas 131 is formed. Therefore, the flow rate of the cooling air 130 with respect to the flow rate of the cement kiln exhaust gas 131 is preferably 5 times or more in mass ratio, and more preferably 8 times or more. However, supplying cooling air more than necessary deteriorates the economic efficiency, and is typically 20 times or less, and may be 10 times or less.

以下、クレイドル社の熱流体解析ソフトSCRYU/Tetraを用いたシミュレーションにより、本発明の効果を検証する。   Hereinafter, the effect of the present invention is verified by a simulation using the thermal fluid analysis software SCRYU / Tetra manufactured by Cradle.

<例1(比較)>
図4に示されるような、導入壁のないセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションにより調べた。セメントキルン排ガス抽気処理装置の構造及び運転条件は表1に示した通りである。
シミュレーションの結果を図5に模式的に示す。図5から分かるように、350℃の等温線が抽気管内で大きく蛇行し、350℃以上の高温ガスが抽気管に接触していることが分かる。このような状況では抽気管128内でコーティグが生成する危険性が高い。
<Example 1 (comparison)>
When a cement kiln exhaust gas extraction apparatus without an introduction wall as shown in FIG. 4 was used, the temperature distribution of the gas flowing through the apparatus was examined by simulation. The structure and operating conditions of the cement kiln exhaust gas extraction treatment apparatus are as shown in Table 1.
The result of the simulation is schematically shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, it can be seen that the isotherm of 350 ° C. greatly meanders in the extraction pipe, and high-temperature gas of 350 ° C. or higher is in contact with the extraction pipe. In such a situation, there is a high risk that a coating will be generated in the extraction pipe 128.

<例2(発明例)>
図2に示されるような、例1に対して導入壁を取り付けたセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションにより調べた。セメントキルン排ガス抽気処理装置の構造及び運転条件は表1に示した通りである。ここでは、導入壁の拡開角α°を50°とし、母線の長さHを400mmとした。また、セメントキルン排ガス導入壁の最下部はセメントキルン排ガス流路の内壁と一体化している(すなわち、α°=90°−θ°)。
シミュレーションの結果を図6に模式的に示す。図6から分かるように、350℃の等温線が抽気管内で中心軸に対してほぼ対称に存在し、サイクロン120及び抽気管128の内壁に接触するガスの温度が350℃以下となっていることが分かる。
<Example 2 (Invention example)>
The temperature distribution of the gas flowing in the apparatus when the cement kiln exhaust gas extraction apparatus with the introduction wall attached to Example 1 as shown in FIG. 2 was examined by simulation. The structure and operating conditions of the cement kiln exhaust gas extraction treatment apparatus are as shown in Table 1. Here, the expansion angle α ° of the introduction wall is 50 °, and the length H of the busbar is 400 mm. Further, the lowermost part of the cement kiln exhaust gas introduction wall is integrated with the inner wall of the cement kiln exhaust gas flow path (that is, α ° = 90 ° −θ °).
The result of the simulation is schematically shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, an isotherm of 350 ° C. exists almost symmetrically with respect to the central axis in the extraction tube, and the temperature of the gas contacting the inner walls of the cyclone 120 and the extraction tube 128 is 350 ° C. or less. I understand.

<例3(発明例)>
導入壁の拡開角α°を40°とし、母線の長さHを509mmとした他は例2と同様の条件で装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションした例である。ここでは、図7に示すように、セメントキルン排ガス導入壁の最下部はセメントキルン排ガス流路の内壁と一体化しておらず、導入壁は全体的にセメントキルン排ガス流路の内壁から突出している(すなわち、α°<90°−θ°)。
結果は例2とほぼ同様であったが、例2に比べて、350℃の等温線の下流側先端がやや上流側に移動した。また、抽気管の内壁に接触するガスの温度も例2に比べて全体的に低下した。結果は図示せず。
<Example 3 (Invention example)>
This is an example in which the temperature distribution of the gas flowing in the apparatus is simulated under the same conditions as in Example 2 except that the expansion angle α ° of the introduction wall is 40 ° and the length H of the busbar is 509 mm. Here, as shown in FIG. 7, the lowermost part of the cement kiln exhaust gas introduction wall is not integrated with the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage, and the introduction wall protrudes entirely from the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage. (Ie, α ° <90 ° −θ °).
The result was almost the same as in Example 2, but compared to Example 2, the downstream end of the 350 ° C. isotherm moved slightly upstream. Further, the temperature of the gas contacting the inner wall of the bleed pipe was also reduced as a whole compared to Example 2. Results are not shown.

<例4(発明例)>
導入壁の拡開角α°を30°とし、母線の長さHを533mmとした他は例2と同様の条件で装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションした例である。ここでは、図7に示すように、セメントキルン排ガス導入壁の最下部はセメントキルン排ガス流路の内壁と一体化しておらず、導入壁は全体的にセメントキルン排ガス流路の内壁から突出している。
結果は例3とほぼ同様であったが、例3に比べて、350℃の等温線の下流側先端が更に上流側に移動した。また、抽気管の内壁に接触するガスの温度も例3に比べて全体的に低下した。結果は図示せず。
<Example 4 (Invention)>
This is an example in which the temperature distribution of the gas flowing in the apparatus is simulated under the same conditions as in Example 2 except that the expansion angle α ° of the introduction wall is 30 ° and the length H of the busbar is 533 mm. Here, as shown in FIG. 7, the lowermost part of the cement kiln exhaust gas introduction wall is not integrated with the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage, and the introduction wall protrudes entirely from the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage. .
The result was almost the same as that in Example 3, but compared to Example 3, the downstream end of the 350 ° C. isotherm further moved to the upstream side. Further, the temperature of the gas contacting the inner wall of the bleed pipe was also reduced as a whole as compared with Example 3. Results are not shown.

<例5(発明例)>
導入壁の拡開角α°を20°とし、母線の長さHを691mmとした他は例2と同様の条件で装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションした例である。ここでは、図7に示すように、セメントキルン排ガス導入壁の最下部はセメントキルン排ガス流路の内壁と一体化しておらず、導入壁は全体的にセメントキルン排ガス流路の内壁から突出している。
結果は例4とほぼ同様であったが、例4に比べて、350℃の等温線の下流側先端が更に上流側に移動した。また、抽気管の内壁に接触するガスの温度も例4に比べて全体的に低下した。結果は図示せず。
<Example 5 (Invention)>
This is an example in which the temperature distribution of the gas flowing in the apparatus is simulated under the same conditions as in Example 2 except that the expansion angle α ° of the introduction wall is 20 ° and the length H of the bus bar is 691 mm. Here, as shown in FIG. 7, the lowermost part of the cement kiln exhaust gas introduction wall is not integrated with the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage, and the introduction wall protrudes entirely from the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage. .
The result was almost the same as in Example 4, but compared to Example 4, the downstream end of the 350 ° C. isotherm further moved to the upstream side. In addition, the temperature of the gas contacting the inner wall of the bleed pipe was also reduced as a whole compared to Example 4. Results are not shown.

<例6(発明例)>
導入壁の拡開角α°を10°とし、母線の長さHを1,143mmとした他は例2と同様の条件で装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションした例である。ここでは、図7に示すように、セメントキルン排ガス導入壁の最下部はセメントキルン排ガス流路の内壁と一体化しておらず、導入壁は全体的にセメントキルン排ガス流路の内壁から突出している。
結果は例5とほぼ同様であったが、例5に比べて、350℃の等温線の下流側先端が更に上流側に移動した。また、抽気管の内壁に接触するガスの温度も例5に比べて全体的に低下した。結果は図示せず。
<Example 6 (Invention)>
This is an example in which the temperature distribution of the gas flowing in the apparatus is simulated under the same conditions as in Example 2 except that the expansion angle α ° of the introduction wall is 10 ° and the length H of the busbar is 1,143 mm. Here, as shown in FIG. 7, the lowermost part of the cement kiln exhaust gas introduction wall is not integrated with the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage, and the introduction wall protrudes entirely from the inner wall of the cement kiln exhaust gas passage. .
The result was almost the same as in Example 5, but compared to Example 5, the downstream end of the 350 ° C. isotherm moved further upstream. In addition, the temperature of the gas contacting the inner wall of the bleed pipe was also reduced as a whole compared to Example 5. Results are not shown.

(考察)
例2〜例6より、拡開角α°に関わらず、サイクロン及び抽気管内において、コーティングの生成を抑制できる350℃以下を達成できることが分かる。また、拡開角α°を小さくし、導入壁の母線の長さHが長くなるにつれて、抽気管内を流れるガスの温度が低下していることが分かる。これは、セメントキルン排ガス流路に吹き出す冷却用空気が減少したことにより、逆にサイクロン及び抽気管内を流れる冷却用空気の流量が増加し、冷却効率が上昇した事によると考えられる。
(Discussion)
From Examples 2 to 6, it can be seen that, regardless of the expansion angle α °, 350 ° C. or less can be achieved in the cyclone and the bleed tube, which can suppress the formation of the coating. It can also be seen that the temperature of the gas flowing in the extraction pipe decreases as the spread angle α ° is decreased and the length H of the bus bar of the introduction wall is increased. This is considered to be due to the fact that the cooling air blown out into the cement kiln exhaust gas flow path decreased, and conversely the flow rate of the cooling air flowing through the cyclone and the extraction pipe increased and the cooling efficiency increased.

<例7(発明例)>
テーパー部124の先端123の内径D1を例2に比べて半分とし、母線Hの長さを533mmとした他は、例2と同様の条件で装置内を流れるガスの温度分布をシミュレーションした例である。
結果を図8に示す。例2〜6とは異なり、350℃の等温線が下流側にほぼ平行に延長していることが分かる。これは、冷却用空気によって強力なエアカーテンが形成されたことによると考えられる。但し、サイクロンのテーパー部の開口先端において350℃を超えている箇所が見られた。
<Example 7 (Invention)>
In this example, the temperature distribution of the gas flowing in the apparatus is simulated under the same conditions as in Example 2 except that the inner diameter D1 of the tip 123 of the tapered portion 124 is halved compared to Example 2 and the length of the bus H is 533 mm. is there.
The results are shown in FIG. Unlike Examples 2-6, it turns out that the 350 degreeC isotherm is extended in parallel substantially downstream. This is considered to be due to the formation of a powerful air curtain by the cooling air. However, a portion exceeding 350 ° C. was observed at the opening tip of the tapered portion of the cyclone.

101 セメントキルン排ガス抽気処理装置
102 ロータリーキルン
103 プレヒーター
104 キルン入口フッド
105 ライジングダクト
106 仮焼炉
107 サイクロン
108 排気吸引装置
109 ドライヤー
110 スタビライザー
111 電気集塵機
120 サイクロン
121 冷却用空気導入口
122 胴体部
123 テーパー部の先端
124 テーパー部
125 導入壁
126 旋回羽根
127 旋回強化ユニット
128 抽気管
130 冷却用空気
131 セメントキルン排ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus 102 Rotary kiln 103 Preheater 104 Kiln inlet hood 105 Rising duct 106 Calcining furnace 107 Cyclone 108 Exhaust suction device 109 Dryer 110 Stabilizer 111 Electric dust collector 120 Cyclone 121 Cooling air inlet 122 Body part 123 Taper part Tip 124 of taper part 125 introduction wall 126 swirl vane 127 swirl strengthening unit 128 bleed pipe 130 cooling air 131 cement kiln exhaust gas

Claims (7)

セメントキルン排ガスが上方に流れるセメントキルン排ガス流路からセメントキルン排ガスの一部を抽気し、抽気した排ガスを冷却用空気と混合して排ガス温度を下げて処理するセメントキルン排ガス抽気処理装置であって、
a)冷却用空気を導入するための導入口を側面に有する円筒状の胴体部と、該胴体部の上流側に同心軸状に連結され、該導入口から導入された冷却用空気を旋回させながら上流側に向かって流すためのテーパー部とを有するサイクロン、ここで、サイクロンのテーパー部の先端はセメントキルン排ガス流路と連通している;
b)サイクロンの胴体部に下流側から上流側に向かって同心軸状に一部挿入された抽気管;及び
c)サイクロンのテーパー部の上流側の先端に同心軸状に連結され、上流側に向かって内径の大きくなる逆テーパー状のセメントキルン排ガス導入壁、ここで、セメントキルン排ガス導入壁はセメントキルン排ガス流路内に形成される;
但し、抽気されたセメントキルン排ガスがセメントキルン排ガス抽気処理装置を通って流れていく方を下流とし、その逆を上流とする、
を備えたセメントキルン排ガス抽気処理装置。
A cement kiln exhaust gas extraction device that extracts a portion of cement kiln exhaust gas from a cement kiln exhaust gas flow path in which the cement kiln exhaust gas flows upward, mixes the extracted exhaust gas with cooling air, and lowers the exhaust gas temperature. ,
a) A cylindrical body having an inlet for introducing cooling air on its side surface, and a concentric shaft connected to the upstream side of the body, and the cooling air introduced from the inlet is swirled. A cyclone having a tapered portion for flowing toward the upstream side, wherein the tip of the tapered portion of the cyclone is in communication with the cement kiln exhaust gas flow path;
b) a bleed tube partially inserted concentrically from the downstream side toward the upstream side of the cyclone body; and c) concentrically connected to the upstream end of the tapered portion of the cyclone, and upstream. A reverse-tapered cement kiln exhaust gas introduction wall with an increasing inner diameter, wherein the cement kiln exhaust gas introduction wall is formed in the cement kiln exhaust gas passage;
However, the direction where the extracted cement kiln exhaust gas flows through the cement kiln exhaust gas extraction processing device is the downstream, and the opposite is the upstream,
Cement kiln exhaust gas extraction equipment with
セメントキルン排ガス抽気処理装置の中心軸の水平面に対する角度をθ°とすると、20°≦θ°≦70°である請求項1に記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。   The cement kiln exhaust gas extraction treatment apparatus according to claim 1, wherein the angle of the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction processing device with respect to a horizontal plane is θ °, 20 ° ≤θ ° ≤70 °. セメントキルン排ガス抽気処理装置の中心軸に対するセメントキルン排ガス導入壁の拡開角α°が5°≦α°≦90−θ°である請求項2に記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。   The cement kiln exhaust gas extraction treatment apparatus according to claim 2, wherein an expansion angle α ° of the cement kiln exhaust gas introduction wall with respect to the central axis of the cement kiln exhaust gas extraction processing device is 5 ° ≤α ° ≤90-θ °. α°=90−θ°である請求項3に記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。   The cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus according to claim 3, wherein α ° = 90−θ °. セメントキルン排ガス導入壁の母線の長さHが、サイクロンのテーパー部の先端の内径D1の1/2よりも大きい請求項1〜4の何れか一項に記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。   The cement kiln exhaust gas extraction processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the length H of the bus bar of the cement kiln exhaust gas introduction wall is larger than ½ of the inner diameter D1 of the tip of the tapered portion of the cyclone. 請求項1〜5何れか一項記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法であって、サイクロンの胴体部の冷却用空気導入口から冷却用空気がサイクロン内に流入する工程と、サイクロン内に流入した冷却用空気がサイクロンの内壁を旋回しながら上流側に進んでいき、テーパー部の先端で方向転換した後、更に、抽気管の内壁を旋回しながら下流に進行していく工程と、セメントキルン排ガス流路からセメントキルン排ガスの一部がセメントキルン排ガス導入壁を通ってサイクロンに流入する工程と、サイクロンに流入したセメントキルン排ガスがその周囲を旋回する冷却用空気と混合することにより冷却される工程とを含む運転方法。   A method for operating a cement kiln exhaust gas extraction apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the cooling air flows into the cyclone from the cooling air inlet of the body portion of the cyclone, and the cyclone. The cooling air that has flowed in progresses upstream while swirling the inner wall of the cyclone, changes direction at the tip of the tapered portion, and further proceeds downstream while swirling the inner wall of the bleed pipe. A part of the cement kiln exhaust gas flows from the kiln exhaust gas passage through the cement kiln exhaust gas introduction wall into the cyclone, and the cement kiln exhaust gas flowing into the cyclone is cooled by mixing with cooling air swirling around the process. The operation method including the process. サイクロンの内壁及び抽気管の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスの温度を350℃以下に保持する請求項6に記載の運転方法。   The operation method according to claim 6, wherein the temperature of the mixed gas of cooling air and cement kiln exhaust gas contacting the inner wall of the cyclone and the inner wall of the extraction pipe is maintained at 350 ° C. or lower.
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