JP5939020B2 - Rotary kiln for cement production - Google Patents

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Description

本発明は、廃プラスチック等の可燃性廃棄物を、セメントクリンカ焼成のための補助燃料として活用するセメント製造用ロータリーキルンに関するものである。   The present invention relates to a rotary kiln for manufacturing cement that uses flammable waste such as waste plastic as an auxiliary fuel for firing cement clinker.

廃プラスチック等の可燃性廃棄物は、焼却によって充分な熱量を発生する。このため、その燃焼によって生じる熱量を有効に利用すべく、多くのセメント製造設備においては、上記可燃性廃棄物をセメントクリンカ焼成用のロータリーキルン内に、窯前部から空気流に乗せて吹き込んで燃焼させ、主燃料バーナーにおいて使用する微粉炭の使用量を削減する技術が採用されている。   Combustible waste such as waste plastic generates a sufficient amount of heat by incineration. For this reason, in order to effectively use the amount of heat generated by the combustion, in many cement manufacturing facilities, the above combustible waste is burned by blowing it in an air flow from the front of the kiln into a rotary kiln for cement clinker firing. Technology that reduces the amount of pulverized coal used in the main fuel burner is employed.

ところで、この種の可燃性廃棄物をロータリーキルンへ投入するに際しては、補助バーナーから噴出させた可燃性廃棄物がロータリーキルン内の焼成帯にあるセメントクリンカ上にまとまって大量に着地すると、可燃性廃棄物の酸化作用によって該可燃性廃棄物の周囲のセメントクリンカが還元雰囲気に晒されることになる。そしてこの結果、フリーライムの増加や色の変化が生じ、セメントの品質の低下を来すことになる。   By the way, when this kind of combustible waste is thrown into the rotary kiln, if the combustible waste ejected from the auxiliary burner lands on the cement clinker in the firing zone in the rotary kiln, As a result, the cement clinker around the combustible waste is exposed to a reducing atmosphere. As a result, an increase in free lime and a change in color occur, resulting in a decrease in cement quality.

このため、上記可燃性廃棄物を空気とともに高速で吹き出して、焼成帯を超えた原料の位置に着地させ、原料とともに焼成帯まで移動する前に該可燃性廃棄物の燃焼を完了させようとする技術が提案されているが、上記可燃性廃棄物を空気とともに高速で噴出させようとすると、例えば供給管が摩耗したり、ブロワーの電力消費量が増大したり、あるいは系内における熱損失が増加したりすることにより、却って経済性の悪化を招来する。   For this reason, the combustible waste is blown out at a high speed with air, landed at the position of the raw material beyond the firing zone, and the combustion of the combustible waste is completed before moving to the firing zone together with the raw material. Technology has been proposed, but if the flammable waste is spouted with air at a high speed, for example, the supply pipe will be worn out, the power consumption of the blower will increase, or the heat loss in the system will increase. By doing so, on the contrary, it will cause economic deterioration.

このような問題点を解決すべく、本発明者等は、先に下記特許文献１において、ロータリーキルンの端部を回転自在に支承する窯前部の端壁に、当該ロータリーキルンに向けて可燃性廃棄物を空気と共に吹き出す可燃性廃棄物バーナーを、互いに間隔をおいて複数設置するとともに、これら可燃性廃棄物バーナーの上記端壁からの突出量を２００〜５００ｍｍに設定したロータリーキルンへの可燃性廃棄物の投入構造を提案した。   In order to solve such a problem, the inventors previously disclosed in Patent Document 1 below that the end of the rotary kiln is rotatably supported on the end wall of the front part of the kiln, and combustible disposal toward the rotary kiln. A plurality of combustible waste burners for blowing out objects together with air are installed at intervals, and combustible waste to a rotary kiln in which the amount of protrusion of these combustible waste burners is set to 200 to 500 mm. The input structure was proposed.

上記構成からなる可燃性廃棄物の投入構造によれば、複数本の可燃性廃棄物バーナーを互いに間隔をおいて設けているので、可燃性廃棄物を、ロータリーキルン内の所定の位置に少量ずつ確実に分けて着地させることができる。このため、上記問題点を解消することができるとともに空気を高速で吹き出して可燃性廃棄物を遠方まで飛翔させる必要がないために、可燃性廃棄物バーナーに空気を供給するためのエネルギ消費量の低減を図ることができるといった効果が得られる。   According to the flammable waste input structure having the above-described configuration, a plurality of flammable waste burners are provided at intervals from each other, so that the flammable waste can be reliably and securely placed in a predetermined position in the rotary kiln. It can be divided and landed. For this reason, the above-mentioned problems can be solved and it is not necessary to blow the air at a high speed to fly the combustible waste far away. Therefore, the energy consumption for supplying air to the combustible waste burner is reduced. The effect that reduction can be aimed at is acquired.

しかしながら、上記可燃性廃棄物の投入構造にあっては、複数本の可燃性廃棄物バーナーを設置する必要があるために、窯前部における構造や配管等の設備が複雑化するうえに、少量とはいえ、燃焼される前の可燃性廃棄物がセメントクリンカ上に着地することを防ぐことができないという問題点がある。   However, in the above-mentioned combustible waste input structure, since it is necessary to install a plurality of combustible waste burners, the structure of the front of the kiln and the facilities such as piping are complicated, and a small amount However, there is a problem that it is impossible to prevent the combustible waste before burning from landing on the cement clinker.

特開２００３−９０５２２号公報JP 2003-90522 A

一方、主燃料として微粉炭を用いる上記ロータリーキルンにおいては、主燃料バーナーとして、噴出される微粉炭を効率的に拡散させて燃焼を促進させるために、上記微粉炭を噴出させるための一次空気を、主燃料バーナーからその軸線廻りに旋回させて噴出させる構造が採用されている。   On the other hand, in the rotary kiln using pulverized coal as the main fuel, as the main fuel burner, in order to efficiently diffuse the pulverized coal to be ejected and promote combustion, primary air for injecting the pulverized coal is used. A structure in which the main fuel burner is swung around its axis and ejected is adopted.

そこで、本発明者等は、微粉炭を燃料とし、かつ一次空気を旋回させる主燃料バーナーを用いたロータリーキルンにおいて、キルン本体内に吹き込んだ可燃性廃棄物の着地燃焼を低減し得る方策について鋭意解析研究を行ったところ、上記一次空気の旋回方向と、可燃性廃棄物を噴出する補助バーナーとの位置との間に、上記着地燃焼を確実に低減し得る関係があることを見出した。   Therefore, the present inventors have diligently analyzed measures that can reduce the landing combustion of combustible waste blown into the kiln body in a rotary kiln using pulverized coal as fuel and swirling primary air. As a result of research, it has been found that the landing combustion can be surely reduced between the swirling direction of the primary air and the position of the auxiliary burner for ejecting combustible waste.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、敢えて可燃性廃棄物を空気とともに高速で噴出させることなく、その着地燃焼を確実に低減して、可燃性廃棄物の吹き込みに起因する弊害の発生を回避することができ、よって可燃性廃棄物を効率良く燃焼させて、その熱量を有効に活用することが可能になるセメント製造用ロータリーキルンを提供することを課題とするものである。   The present invention has been made on the basis of the above-mentioned knowledge, and without causing the flammable waste to be jetted together with the air at high speed, the landing combustion is surely reduced, and the harmful effects caused by the blowing of the flammable waste. It is an object of the present invention to provide a rotary kiln for manufacturing cement that can avoid the occurrence and can efficiently burn combustible waste and effectively use the amount of heat.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円筒状のキルン本体が、窯前ハウジングおよび窯尻ハウジング間に回転自在に設けられるとともに、上記窯前ハウジングに、上記キルン本体の断面中心部に向けて微粉炭を噴出して内部を焼成温度に加熱する主燃料バーナーと、上記キルン本体内に可燃性廃棄物を吹き込む補助バーナーとが設けられたセメント製造用ロータリーキルンにおいて、上記主燃料バーナーは、一次空気が上記キルン本体の上記窯前側からの軸線方向視において当該軸線廻りの一方向に旋回するように供給されるとともに、上記補助バーナーは、上記主燃料バーナーの外方であって、かつ上記軸線を通る鉛直線に対して、上記主燃料バーナーの頂部（０°）から上記軸線廻りに上記一方向と逆方向へ１０°〜４５°の範囲内に配置されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a cylindrical kiln main body is rotatably provided between the kiln front housing and the kiln bottom housing, and the cross section of the kiln main body is provided in the front kiln housing. In the rotary kiln for cement production, provided with a main fuel burner that blows pulverized coal toward the center and heats the inside to a firing temperature, and an auxiliary burner that blows combustible waste into the kiln body. The burner is supplied so that the primary air swirls in one direction around the axis in the axial direction view of the kiln main body from the front side of the kiln, and the auxiliary burner is outside the main fuel burner. and with respect to the vertical line passing through the axis, the top portion of the main fuel burners (0 °) from 10 ° to 45 ° to said one direction and opposite direction to the axis around And it is characterized in that it is arranged within a range.

請求項１に記載の発明によれば、微粉炭を主燃料とする主燃料バーナーに、一次空気がキルン本体の窯前側からの軸線方向視において当該軸線廻りの一方向に旋回するように供給される場合に、可燃性廃棄物を噴出する補助バーナーを、上記主燃料バーナーの外方であって、かつ軸線を通る鉛直線に対して、主燃料バーナーの頂部から上記軸線廻りに上記一方向とは逆方向へ１０°〜４５°の範囲内に配置しているために、上記一次空気の旋回流によって、可燃性廃棄物の浮遊が促進され、後述する解析結果において示すように、上記可燃性廃棄物の大部分を浮遊状態で燃焼させることができ、よってセメント原料（またはクリンカ）上への着地率を低減させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the primary air is supplied to the main fuel burner using pulverized coal as the main fuel so that the primary air swirls in one direction around the axis when viewed in the axial direction from the front side of the kiln main body. In this case, the auxiliary burner for injecting the combustible waste is placed in the one direction around the axis from the top of the main fuel burner with respect to the vertical line passing through the axis and outside the main fuel burner. Is disposed in the range of 10 ° to 45 ° in the reverse direction, the swirling flow of the primary air promotes the floating of the flammable waste. As shown in the analysis results described later, the flammability is Most of the waste can be burned in a floating state, and thus the landing rate on the cement raw material (or clinker) can be reduced.

この結果、上述した可燃性廃棄物の着地燃焼に起因するセメントクリンカの品質低下といった弊害の発生を回避することができるとともに、吹き込む空気量を増加させたり、あるいは多数の補助バーナーを設置したりすること無く、当該可燃性廃棄物の大部分を、キルン本体内において浮遊状態で燃焼させることが可能になるために、燃焼効率を向上させて、その熱量を有効に活用することが可能になる。   As a result, it is possible to avoid the adverse effects such as the deterioration of the quality of the cement clinker due to the above-mentioned landing combustion of the combustible waste, and to increase the amount of air to be blown in or to install a large number of auxiliary burners Therefore, since most of the combustible waste can be burned in a floating state in the kiln body, the combustion efficiency can be improved and the amount of heat can be used effectively.

この際に、主燃料バーナーの一次空気による旋回流は、概ねキルン本体の半径の１／２を超えた部分においては、その影響（流速）が小さくなるとともに、主燃料バーナーの火炎から外れた位置に可燃性廃棄物の一部が投入されて燃焼性が悪くなるおそれがある。   At this time, the swirling flow by the primary air of the main fuel burner has a smaller influence (flow velocity) at a portion exceeding the half of the radius of the kiln main body and a position deviated from the flame of the main fuel burner. There is a risk that a part of the flammable waste will be put into the chamber and the flammability will deteriorate.

このため、キルン本体内に吹き込む可燃性廃棄物に対して、所望とする上記一次空気の旋回流による浮遊効果が得られ、かつ主燃料バーナーの火炎によって確実に燃焼させて、焼成のための熱効率を高めるためには、上記補助バーナーを、キルン本体の軸線から当該キルン本体の内半径の１／２までの範囲内に配置することが好ましい。 Therefore, the desired floating effect by the swirling flow of the primary air is obtained with respect to the combustible waste blown into the kiln body, and it is reliably burned by the flame of the main fuel burner, and the thermal efficiency for firing. to increase the returns an upper Symbol auxiliary burner is preferably disposed in the range of from the axis of the kiln body and half the inner radius of the kiln body.

また、補助バーナーの先端面を、上記主燃料バーナーの先端面よりも噴出方向の後方側に配置すれば、上記補助バーナーが、主燃料バーナーからの１４００℃以上の高温の火炎によって熔損することを防止することができる。 Further, the front end surface of the auxiliary burner, by arranging the rear side of the ejection direction than the front end surface of the main fuel burner, the auxiliary burner, be熔損by 1400 ° C. or more high temperature flame from the main fuel burner Can be prevented.

本発明のセメント製造用ロータリーキルンの一実施形態を示す縦断面視した概略構成図である。It is the schematic block diagram which looked at the longitudinal cross-section which shows one Embodiment of the rotary kiln for cement manufacture of this invention. 上記実施形態の横断面視した概略構成図である。It is the schematic block diagram seen from the cross section of the said embodiment. 図１の主燃料バーナーの先端部分を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。FIGS. 2A and 2B show a front end portion of the main fuel burner of FIG. 1, wherein FIG. 1A is a longitudinal sectional view and FIG. 1B is a transverse sectional view. 主燃料バーナーに対する補助バーナーの設置位置に対する主燃料バーナー端面からの距離とキルン本体の断面の平均ガス温度との関係の解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the relationship between the distance from the main fuel burner end surface with respect to the installation position of the auxiliary burner with respect to the main fuel burner, and the average gas temperature of the cross section of a kiln main body. 図４のキルン本体の断面のガス温度分布を示す図である。It is a figure which shows the gas temperature distribution of the cross section of the kiln main body of FIG. 主燃料バーナーに対する補助バーナーの設置位置に対する主燃料バーナー端面からの距離とキルン本体の断面の平均残存酸素濃度との関係の解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the relationship between the distance from the main fuel burner end surface with respect to the installation position of the auxiliary burner with respect to the main fuel burner, and the average residual oxygen concentration of the cross section of the kiln main body. 主燃料バーナーに対する補助バーナーの設置位置に対する主燃料バーナー端面からの距離とキルン本体の断面の平均残存揮発分濃度との関係の解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the relationship between the distance from the main fuel burner end surface with respect to the installation position of the auxiliary burner with respect to the main fuel burner, and the average residual volatile content concentration of the cross section of the kiln main body. 主燃料バーナーに対する補助バーナーの設置位置に対する可燃性廃棄物の着地率の変化の解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the change of the landing rate of the combustible waste with respect to the installation position of the auxiliary burner with respect to the main fuel burner. 図８のキルン本体における可燃性廃棄物の浮遊および着地軌跡を示す縦断面である。It is a longitudinal cross-section which shows the floating and landing locus | trajectory of the combustible waste in the kiln main body of FIG.

図１〜図３は、本発明に係るセメント製造用ロータリーキルンの一実施形態を示すもので、円筒状のキルン本体１が、外周部に設けられたサポートローラ（図示を略す。）によって、一端部に設けられた窯前ハウジング２および他端部に設けられた窯尻ハウジング（図示を略す。）間に回転自在に支持されるとともに、窯前ハウジング２に、キルン本体１内へと互いの軸線を略一致させて延出する微粉炭バーナー（主燃料バーナー）３が設けられ、この微粉炭バーナー３と平行に、廃プラスチック（可燃性廃棄物）をキルン本体１内に吹き込む廃プラバーナー（補助バーナー）４が設けられたものである。   1 to 3 show an embodiment of a rotary kiln for manufacturing cement according to the present invention. A cylindrical kiln main body 1 is provided at one end by a support roller (not shown) provided on an outer peripheral portion. The kiln main body 2 is rotatably supported between the kiln front housing 2 and the kiln bottom housing (not shown) provided at the other end of the kiln main body 1. A pulverized coal burner (main fuel burner) 3 extending substantially in line with the pulverized coal burner 3 is provided, and a waste plastic burner (auxiliary) for blowing waste plastic (combustible waste) into the kiln body 1 in parallel with the pulverized coal burner 3 (Burner) 4 is provided.

ここで、微粉炭バーナー３は、図３に示すように、多重の円筒形状のもので、中心部に着火バーナー挿入孔５が形成されるとともに、その外周側に、内側一次空気流路６が形成されている。そして、この内側一次空気流路６の先端部には、中心部一次空気吹出口６ａおよび内側一次空気吹出口６ｂが穿設されている。また、この内側一次空気流路６の外周側に、微粉炭流路７が形成されるとともに、その先端部に微粉炭吹出口７ａが形成されている。さらに、この微粉炭流路７の外周側に、外側一次空気流路８が形成され、その先端部に外側一次空気吹出口８ａが穿設されている。   Here, as shown in FIG. 3, the pulverized coal burner 3 has a multi-cylindrical shape, an ignition burner insertion hole 5 is formed at the center, and an inner primary air flow path 6 is formed on the outer peripheral side thereof. Is formed. A central portion primary air outlet 6 a and an inner primary air outlet 6 b are formed at the tip of the inner primary air flow path 6. In addition, a pulverized coal flow path 7 is formed on the outer peripheral side of the inner primary air flow path 6, and a pulverized coal outlet 7 a is formed at the front end thereof. Further, an outer primary air flow path 8 is formed on the outer peripheral side of the pulverized coal flow path 7, and an outer primary air outlet 8a is bored at a tip portion thereof.

そして、内側一次空気吹出口６ｂは、微粉炭吹出口７ａの内側に円周方向に密接して多数配列されるとともに、各々微粉炭バーナー３の軸線方向に対して捻れた方向に穿設されることにより、図２に点線矢印で示すように、窯前の後端壁２ａ側からの軸線方向視において、一次空気を、前方かつ微粉炭バーナー３の軸線廻りに一方向（図では、反時計回り方向）に旋回流として噴出するようになっている。この際に、内側一次空気吹出口６ｂの向きを変更することによって、一次空気の旋回方向を変えることができる。   A large number of inner primary air outlets 6b are arranged closely in the circumferential direction on the inner side of the pulverized coal outlet 7a, and are respectively drilled in directions twisted with respect to the axial direction of the pulverized coal burner 3. Thus, as indicated by a dotted arrow in FIG. 2, the primary air flows in one direction around the axis of the pulverized coal burner 3 in the axial direction view from the rear end wall 2 a side before the kiln (in the figure, counterclockwise). In the direction of rotation). At this time, the swirling direction of the primary air can be changed by changing the direction of the inner primary air outlet 6b.

また、これら内側一次空気吹出口６ｂの内側に設けられた中心部周辺一次空気吹出口６ａは、円周方向に沿って多数穿設された微細小孔であり、一次空気を微粉炭バーナー３の軸線方向と平行に吹き出すように形成されている。   Moreover, the center part periphery primary air blower outlet 6a provided inside these inner side primary air blower outlets 6b is a fine small hole drilled along the circumferential direction, and primary air is made into the pulverized coal burner 3 by it. It is formed to blow out in parallel with the axial direction.

他方、微粉炭吹出口７ａを挟んで外側に配された外側一次空気吹出口８ａは、この微粉炭バーナー３の外壁の内側に円周方向に等間隔で配列された多数の小孔であり、一次空気を微粉炭バーナー３０の軸線方向と平行に吹き出すように形成されている。   On the other hand, the outer primary air outlet 8a arranged on the outer side across the pulverized coal outlet 7a is a large number of small holes arranged at equal intervals in the circumferential direction inside the outer wall of the pulverized coal burner 3, The primary air is blown out parallel to the axial direction of the pulverized coal burner 30.

さらに、微粉炭流路７は、微粉炭ホッパ１０からライン１０ａを介して微粉炭が搬送空気とともに供給されるとともに、微粉炭吹出口７ａから主燃料となる微粉炭を、当該微粉炭バーナー３の軸線方向と平行に搬送空気流に乗せて吹き出せるようになっている。   Furthermore, the pulverized coal flow path 7 is supplied with the pulverized coal from the pulverized coal hopper 10 through the line 10a together with the carrier air, and the pulverized coal serving as the main fuel from the pulverized coal outlet 7a is supplied to the pulverized coal burner 3. It can be blown out on the carrier air flow parallel to the axial direction.

そして、この微粉炭バーナー３の外周側に、廃プラスチックをキルン本体１内に吹き込むための廃プラバーナー４が取り付けられている。この廃プラバーナー４は、円筒状の部材で、予め所定のサイズに粉砕されてホッパ１１内に貯留された廃プラスチックが、搬送空気によってライン１１ａから供給されるようになっている。   A waste plastic burner 4 for blowing waste plastic into the kiln body 1 is attached to the outer peripheral side of the pulverized coal burner 3. The waste plastic burner 4 is a cylindrical member, and waste plastic previously pulverized to a predetermined size and stored in the hopper 11 is supplied from the line 11a by carrier air.

この廃プラバーナー４は、図２に示すように、微粉炭バーナー３の外方であって、かつ窯前ハウジング２の後端壁２ａ側からの軸線方向視において、その軸線を通る鉛直線Ｌに対し、微粉炭バーナー３の頂部を０°として、当該頂部から上記軸線廻りに一次空気の旋回方向（図では反時計回り方向）と逆の時計回り方向へ５５°までの範囲内に配置されている。   As shown in FIG. 2, the waste plastic burner 4 is located outside the pulverized coal burner 3, and when viewed in the axial direction from the rear end wall 2 a side of the furnace front housing 2, the vertical line L passing through the axis line L On the other hand, with the top of the pulverized coal burner 3 being 0 °, the pulverized coal burner 3 is disposed within a range of 55 ° in the clockwise direction opposite to the swirling direction of the primary air (counterclockwise in the figure) around the axis from the top. ing.

また、廃プラバーナー４は、微粉炭バーナー３の外方であって、かつ上記軸線からキルン本体１の半径方向への寸法Ｌ１が、キルン本体１の内半径の１／２以内となるように配置されている。さらに、図１に示すように、廃プラバーナー４は、その先端面が微粉炭バーナー３よりも窯前ハウジング２の後端壁２ａ側に位置する長さ寸法Ｌ２に設定されている。 Moreover, the waste plastic burner 4 is outside the pulverized coal burner 3 and the dimension L 1 in the radial direction of the kiln main body 1 from the axis is within ½ of the inner radius of the kiln main body 1. Is arranged. Further, as shown in FIG. 1, the waste plastic burner 4 is set to have a length L 2 in which the front end surface is positioned on the rear end wall 2 a side of the pre-furnace housing 2 with respect to the pulverized coal burner 3.

次に、廃プラバーナー４を、微粉炭バーナー３の頂部から上記軸線廻りに一次空気の旋回方向と逆の時計回り方向へ５５°までの範囲内に配置した根拠について、図４〜図７に示す解析結果に基づいて説明する。
図１および２に示すようなセメント製造用ロータリーキルンのモデルについて、廃プラバーナー４を、微粉炭バーナー３の頂部上方（０°）、頂部から時計回り方向に１０°（右１０°）、同じく３０°離間した位置（右３０°）、同じく４５°離間した位置（右４５°）、同じく５５°離間した位置（右５５°）、同じく６０°離間した位置（右６０°）、同じく９０°（右９０°）、および一次空気の旋回方向と同方向である頂部から反時計回り方向に４５°離間した位置（左４５°）に設置した８種類の場合の各々について、キルン本体１内のガス温度や廃プラの着地率等について解析を行った。 Next, the grounds for disposing the waste plastic burner 4 within the range of 55 ° in the clockwise direction opposite to the swirling direction of the primary air around the axis from the top of the pulverized coal burner 3 are shown in FIGS. 4 to 7. This will be described based on the analysis results shown.
1 and 2, the waste plastic burner 4 is disposed at the top of the pulverized coal burner 3 (0 °), 10 ° clockwise from the top (10 ° on the right), and the same 30 A position separated by 30 ° (right 30 °), a position separated by 45 ° (right 45 °), a position separated by 55 ° (right 55 °), a position separated by 60 ° (60 ° right), and 90 ° (also Gas in the kiln main body 1 for each of the eight types installed 90 degrees to the right and 45 degrees away from the top that is the same direction as the swirl direction of the primary air in a counterclockwise direction (45 degrees left). The temperature and the landing rate of waste plastic were analyzed.

この解析モデルにおいては、キルン本体１の内径を５．０ｍ、長さを８０ｍ、クリンカ生産量１４５ｔ／ｈとし、微粉炭バーナー３から微粉炭を２５ｍ／ｓの速度で吹き込むとともに、廃プラバーナー４から廃プラスチックを２７ｍ／ｓの速度で１１ｔ／ｈの量を吹き込んだ場合を想定し、微粉炭と廃プラスチックの供給量は、熱量比において各５０％とした。また、旋回流を形成するための内側一次空気吹出口６ｂからの噴出し空気量とキルン燃料完全燃焼の理論空気量Ａ0との比を、３．４％とし、旋回方向は窯前の後端壁２ａ側からの軸線方向視において反時計回り方向とした。 In this analysis model, the kiln body 1 has an inner diameter of 5.0 m, a length of 80 m, a clinker production amount of 145 t / h, pulverized coal is blown from the pulverized coal burner 3 at a speed of 25 m / s, and the waste plastic burner 4 Assuming that the amount of 11 t / h was blown into the waste plastic at a speed of 27 m / s, the supply amount of pulverized coal and waste plastic was 50% in terms of the calorie ratio. Further, the blowing ratio of the theoretical air amount A 0 of the air amount and the kiln fuel complete combustion from inside the primary air outlet 6b for forming the swirling flow, and 3.4%, the turning direction after the previous furnace The counterclockwise direction was set when viewed in the axial direction from the end wall 2a side.

図４および図５は、上記廃プラバーナー４の５種類の設置位置について、各々キルン本体１における微粉炭バーナー３の端面からの距離と、各場所でのキルン本体１の断面におけるガス温度との関係を解析した結果を示すものである。   4 and 5 show the distance from the end face of the pulverized coal burner 3 in the kiln main body 1 and the gas temperature in the cross section of the kiln main body 1 at each location for the five types of installation positions of the waste plastic burner 4. The result of analyzing the relationship is shown.

図４から、廃プラバーナー４を、（右３０°）、（右４５°）および（右６０°）に配置した場合の方が、（左４５°）に配置した場合よりもガス温度が高く、よって燃焼性が良いことが判る。また、図５から、同様に廃プラバーナー４を、（右３０°）、（右４５°）および（右６０°）に配置した場合の方が、キルン本体１の断面における温度分布が軸線廻りに集中するために、キルン本体１の内壁を形成する耐熱部材（レンガ）の受熱が均一になり、使用寿命に影響を与える熱負荷が小さくなることが判る。   From FIG. 4, the gas temperature is higher when the waste plastic burner 4 is placed at (right 30 °), (right 45 °) and (right 60 °) than when it is placed at (left 45 °). Therefore, it turns out that combustibility is good. Similarly, from FIG. 5, the temperature distribution in the cross section of the kiln body 1 is around the axis when the waste plastic burner 4 is arranged at (right 30 °), (right 45 °) and (right 60 °). It can be seen that the heat receiving of the heat-resistant member (brick) forming the inner wall of the kiln body 1 becomes uniform and the heat load that affects the service life is reduced.

また、図６および図７に見られるように、廃プラバーナー４を、（０°）〜（右６０°）に配置した方が、（左４５°）に配置するよりも、キルン本体１の窯尻側における未燃焼酸素濃度が低く、かつ残存揮発分濃度が低くなるために、キルン本体１内における廃プラスチックからの揮発分の燃焼がより促進される。この結果、当該廃プラスチックの燃焼性を高めることができる。   Moreover, as seen in FIGS. 6 and 7, the disposition of the waste plaburner 4 at (0 °) to (60 ° to the right) of the kiln main body 1 is arranged at (45 ° to the left). Since the unburned oxygen concentration on the kiln bottom side is low and the residual volatile concentration is low, combustion of volatile components from the waste plastic in the kiln body 1 is further promoted. As a result, the combustibility of the waste plastic can be improved.

次いで、図８は上記廃プラバーナー４の８つの設置位置について、また図９は上記廃プラバーナー４の５つの設置位置について、各々廃プラスチックの着地率を解析した結果を示すものである。なお、着地率とは、廃プラスチックがキルン本体１の底部に着地した時における未燃分の熱量割合（％）である。   Next, FIG. 8 shows the result of analyzing the landing ratio of the waste plastic for each of the eight installation positions of the waste plastic burner 4 and FIG. 9 shows the five installation positions of the waste plastic burner 4. In addition, a landing rate is a calorie | heat amount rate (%) of an unburned part when waste plastics land on the bottom part of the kiln main body 1. FIG.

これらの図から、廃プラバーナー４を、（０°）から（右５５°）の範囲に設置した場合に、特に着地率が低くなり、これにより廃プラスチックの利用効率を向上させることができるとともに、クリンカが還元雰囲気に曝されることに起因する品質の低下や耐火物の損傷等も防ぐことができる。逆に、廃プラバーナー４の設置位置が（右５５°）よりも大きな角度の位置になると着地率が急激に高くなることが判る。   From these figures, when the waste plastic burner 4 is installed in the range of (0 °) to (right 55 °), the landing rate becomes particularly low, thereby improving the utilization efficiency of the waste plastic. Further, it is possible to prevent quality deterioration and damage to refractories caused by exposure of the clinker to a reducing atmosphere. Conversely, it can be seen that the landing rate increases rapidly when the waste plastic burner 4 is installed at an angle larger than (right 55 °).

以上のことから、本発明においては、廃プラバーナー４を、微粉炭バーナー３の頂部（０°）から上記軸線廻りに一次空気の旋回方向と逆の時計回り方向へ５５°までの範囲内に配置したのである。   In view of the above, in the present invention, the waste plastic burner 4 is placed within a range of 55 ° from the top (0 °) of the pulverized coal burner 3 in the clockwise direction opposite to the swirling direction of the primary air around the axis. It was arranged.

以上のように、上記構成からなるセメント製造用ロータリーキルンによれば、微粉炭バーナー３に、一次空気がキルン本体の窯前の後端壁２ａ側からの軸線方向視において当該軸線廻りの反時計回り方向に旋回するように供給される場合に、廃プラバーナー４を、微粉炭バーナー３の外方であって、かつ軸線を通る鉛直線Ｌに対して、微粉炭バーナー３の頂部（０°）から上記軸線廻りの時計回り方向へ５５°までの範囲内に配置しているために、上記一次空気の旋回流によって、可燃性廃棄物の浮遊を促進して、その大部分をキルン本体１内において浮遊状態で燃焼させることができ、よってセメント原料（またはクリンカ）上への着地率を低減させることができる。より好ましくは１０°〜４５°の範囲内、特に２０°〜４０°の範囲内に配置すれば、上記着地率を５％以下まで低減することができる。   As described above, according to the rotary kiln for producing cement having the above-described configuration, the primary air is applied to the pulverized coal burner 3 counterclockwise around the axis when viewed from the rear end wall 2a side of the kiln main body before the kiln. When supplied so as to turn in the direction, the waste plastic burner 4 is placed outside the pulverized coal burner 3 and with respect to a vertical line L passing through the axis, the top (0 °) of the pulverized coal burner 3. Is arranged in a clockwise direction around the axis up to 55 ° so that the swirling flow of the primary air promotes the floating of combustible waste, and most of it is in the kiln body 1. Can be burned in a floating state, and thus the landing rate on the cement raw material (or clinker) can be reduced. More preferably, the landing rate can be reduced to 5% or less by disposing within a range of 10 ° to 45 °, particularly within a range of 20 ° to 40 °.

この結果、可燃性廃棄物の着地燃焼に起因するセメントクリンカの品質低下といった弊害の発生を回避することができるとともに、吹き込む空気量を増加させたり、あるいは多数の補助バーナーを設置したりすること無く、当該可燃性廃棄物の大部分を、キルン本体１内において浮遊状態で燃焼させることが可能になるために、燃焼効率を向上させて、その熱量を有効に活用することが可能になる。   As a result, it is possible to avoid the occurrence of adverse effects such as deterioration of cement clinker quality caused by landing combustion of flammable waste, and without increasing the amount of air blown or installing a large number of auxiliary burners. Since most of the combustible waste can be burned in the kiln body 1 in a floating state, the combustion efficiency can be improved and the amount of heat can be used effectively.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば主バーナーは、一次空気がキルン本体の窯前側からの軸線方向視において軸線廻りの一方向に旋回するように供給されるものである限りにおいて、図３に示したものと異なる構成のものでもよく、また当該旋回流についても、上述した反時計回り方向ではなく、時計回り方向である場合にも同様に適用することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, a main burner is supplied so that primary air may turn in one direction around an axis in the axial direction view from the kiln front side of a kiln main body. As long as it is, the configuration may be different from that shown in FIG. 3, and the swirling flow can be similarly applied to the case of the clockwise direction instead of the above-described counterclockwise direction. .

１ キルン本体
２ 窯前ハウジング
３ 微粉炭バーナー（主燃料バーナー）
４ 廃プラバーナー（補助バーナー）
１０、１１ ホッパ
６ｂ 内側一次空気吹出口
Ｌ 鉛直線 1 Kiln body 2 Housing in front of kiln 3 Pulverized coal burner (Main fuel burner)
4 Waste plastic burner (auxiliary burner)
10, 11 Hopper 6b Inner primary air outlet L Vertical line

Claims (1)

円筒状のキルン本体が、窯前ハウジングおよび窯尻ハウジング間に回転自在に設けられるとともに、上記窯前ハウジングに、上記キルン本体の断面中心部に向けて微粉炭を噴出して内部を焼成温度に加熱する主燃料バーナーと、上記キルン本体内に可燃性廃棄物を吹き込む補助バーナーとが設けられたセメント製造用ロータリーキルンにおいて、
上記主燃料バーナーは、一次空気が上記キルン本体の上記窯前側からの軸線方向視において当該軸線廻りの一方向に旋回するように供給されるとともに、
上記補助バーナーは、上記主燃料バーナーの外方であって、かつ上記軸線を通る鉛直線に対して、上記主燃料バーナーの頂部（０°）から上記軸線廻りに上記一方向と逆方向へ１０°〜４５°の範囲内に配置されていることを特徴とするセメント製造用ロータリーキルン。 A cylindrical kiln main body is rotatably provided between the kiln front housing and the kiln bottom housing, and pulverized coal is jetted toward the center of the cross section of the kiln main body to the firing front temperature. In a rotary kiln for cement production provided with a main fuel burner to be heated and an auxiliary burner for blowing inflammable waste into the kiln body,
The main fuel burner is supplied so that the primary air turns in one direction around the axis in the axial direction view from the kiln front side of the kiln body,
The auxiliary burner 10 be a person outside of the main fuel burner, and with respect to the vertical line passing through the axis, the top portion of the main fuel burners (0 °) from the said one direction and opposite direction to the axis around A rotary kiln for producing cement, wherein the rotary kiln is disposed within a range of from ° to 45 ° .
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