JP6344867B2 - セメント焼成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、セメント焼成装置から塩素を除去するため、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスを処理する塩素バイパスシステムが付設されたセメント焼成装置に関する。
廃棄物のセメント原料化及び燃料化が推進される中、廃棄物の処理量が増加するのに伴い、セメントキルンに持ち込まれる塩素等の揮発成分の量も増加している。そのため、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因になると共に、製品の品質に影響を与える塩素分を除去する塩素バイパスシステムが不可欠となっている。
この塩素バイパスシステムは、図１１に示すように、セメントキルン８２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ８１をプローブ８３で抽気すると同時に、冷却ファン８４からの冷風で抽気ガスＧ８１をＫＣｌ等の塩素化合物の融点以下（６００℃以下）に冷却し、サイクロン８５で粗粉Ｄ８１を分離した後の抽気ガスＧ８３に含まれる、塩素が濃縮した１０μｍ程度以下の微粉Ｄ８２をバグフィルタ８８で微粉Ｄ８４として回収する。この微粉Ｄ８４と、冷却器８６から回収された微粉Ｄ８３とを塩素バイパスダストＤ８５として系外に排出し、効率よく塩素を除去する。一方、バグフィルタ８８の排ガスＧ８４は、排気ファン９０によってセメントキルン８２の排ガス系に戻される（特許文献１、２）。
しかし、プローブ８３による抽気ガスＧ８１中の原料ダスト濃度が上昇すると、ＫＣｌ等が原料ダストの表面へ析出し、サイクロン８５で分離される粗粉Ｄ８１と共にセメントキルン８２に戻されて循環塩素量が上昇し、微粉Ｄ８２の塩素濃度が低下して塩素の除去効率が低下するという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、抽気ガス中の原料ダスト濃度を低減することのできるセメント焼成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのセメントキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、抽気された燃焼ガスを処理するセメント焼成装置において、上面視で矩形状の排ガス流路を有するライジングダクトに穿設された抽気口の下方に、該抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に固定されると共に、該内壁から離れる方向に延設された邪魔板を備え、前記抽気口は、短径方向が水平面に対して平行な楕円形に形成され、前記邪魔板は、上面視で、前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に沿って前記短径以上の幅を有すると共に、前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に対して垂直な内壁の長さの１／３以下の長さを有することを特徴とする。
本発明によれば、燃焼ガスの抽気口の下方に邪魔板を備えるため、抽気ガス中の原料ダストが窯尻部で舞い上がったような場合でも、原料ダストが抽気口に流入することを防止することができ、抽気ガス中の原料ダスト濃度を低減し、効率よく低融点揮発成分を除去することができる。この効率が向上した分の抽気ガス量を低減することで、廃棄物処理量を維持したまま熱損失の低減を図ることができる。一方、抽気ガス量を維持した場合には、熱損失の低減を図ることはできないが、廃棄物の処理量を増加させることができる。
また、前記邪魔板の上面と、前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁とのなす角度を４５度以上９０度以下とすることができる。
さらに、前記抽気口の中心から該抽気口の長径の１／２下方の位置と、該抽気口の中心から該抽気口の長径の３／２下方の位置との間で、前記邪魔板の上面が前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に当接するように構成することができる。
以上のように、本発明によれば、セメントキルンの抽気ガス中の原料ダスト濃度を低減することが可能となる。
図１は、本発明に係るセメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムの第１の参考例を示し、この塩素バイパスシステム１は、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気する抽気装置３と、抽気装置３から排出された抽気ガスＧ２中のダスト濃度を低下させる除塵装置としてのサイクロン４と、サイクロン４から排出された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ３を冷却ファン６からの冷却空気により冷却する冷却装置５と、冷却装置５から排出された抽気ガスＧ４をさらに冷却する冷却器７と、冷却器７から排出された排ガスＧ５から微粉を回収するバグフィルタ８と、バグフィルタ８の排ガスＧ６を系外に排出する排気ファン９等で構成される。
抽気装置３は、上記キルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気するだけで冷却は行わない。抽気装置３には、従来の塩素バイパスシステムで用いられているプローブと同様の構造のものを用いてもよく、高温に耐え得るその他の抽気装置を用いてもよい。
サイクロン４は、抽気ガスＧ２中の粗い原料ダストを回収して抽気ガスＧ２中のダスト濃度を低下させるために備えられる。サイクロン４以外にも、耐熱温度の高いセラミックフィルタ等のフィルター式装置や、その他の除塵装置を用いることもできる。
冷却装置５は、微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ３を６００℃以下に冷却するために備えられ、従来塩素バイパスシステムで用いられているプローブと同様の構造のものを用いてもよく、その他の冷却装置を用いてもよい。また、冷却装置５を直列に２段にわたって配置し、各々の冷却装置に冷却ファンを設けて冷却してもよい。
冷却器７、バグフィルタ８、排気ファン９は、図１１に示した従来の塩素バイパスシステム８１の冷却器８６、バグフィルタ８８、排気ファン９０と同様の構造を有する。尚、冷却器７で抽気ガスＧ４を２００〜６００℃に低下させた場合には、バグフィルタ８に耐熱温度の高いセラミックスフィルタを備えるものを用いることができ、冷却器７で抽気ガスＧ４を２００℃以下に低下させた場合には、バグフィルタ８に耐熱耐酸ナイロンフェルトを備えるものを用いることができる。
次に、上記塩素バイパスシステム１の動作について、図１を参照しながら説明する。
セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気装置３によって抽気し、抽気ガスＧ２をサイクロン４に導入し、粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ３とに分離し、粗粉Ｄ１をセメントキルン系に戻す。これによって、抽気ガスＧ３中のダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。
次に、８００〜１１００℃程度の抽気ガスＧ３を冷却装置５においてＫＣｌ等の塩素化合物の融点である６００℃以下、好ましくは４００℃以下にまで冷却する。これによって、抽気ガスＧ３中のＫＣｌ等の塩素化合物が析出し、微粉Ｄ２の表面等に付着する。
次に、抽気ガスＧ４を冷却器７で集塵装置の耐熱温度まで冷却し、冷却器７の排ガスＧ５をバグフィルタ８に導入して微粉Ｄ４を回収し、冷却器７から回収した微粉Ｄ３と共に塩素バイパスダストＤ５とする。この塩素バイパスダストＤ５をセメントキルン２の系外に排出装置で排出し、例えば、セメント粉砕工程でセメントクリンカと共に粉砕したり、水洗により塩素を除去した後、セメント原料等として利用する。バグフィルタ８の排ガスＧ６は、排気ファン９によってセメントキルン２の排ガス系に戻される。
以上のように、上記塩素バイパスシステム１によれば、抽気ガスＧ１中のダスト（原料ダスト）を冷却する前に、ダストの一部をサイクロン４で除去するため、ＫＣｌ等の塩素化合物のダスト表面への析出が抑制されて塩素化合物の単結晶の析出が促進される。そのため、ダストによる塩素循環量が減少し、塩素除去効率が向上する。
次に、本発明に係るセメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムの第２の参考例について、図２を参照しながら説明する。
この塩素バイパスシステム１１は、上記塩素バイパスシステム１の冷却器７、バグフィルタ８、排気ファン９に代えて、湿式集塵機１２、排気ファン１６、溶解槽１７、固液分離機１８を設けたものであり、抽気装置３〜冷却ファン６は上記塩素バイパスシステム１と同様のものを用いる。
湿式集塵機１２は、抽気ガスＧ４に含まれるダストを捕集しつつ、抽気ガスＧ４を水と接触させ、抽気ガスＧ４中の塩素化合物を主とする水溶性成分を溶解させるために備えられる。また、湿式集塵機１２は、抽気ガスＧ４に含まれる硫黄分を、サイクロン４から供給された粗粉Ｄ１等に含まれる生石灰が水と反応して生じた消石灰と反応させて石膏を生じさせる。
この湿式集塵機１２は、スクラバー１３、循環液槽１４及び洗浄塔１５から構成され、スクラバー１３と循環液槽１４との間には、スラリーＳを循環させるためのポンプ１４ａが設けられる。また、スラリー循環路１４ｂにはサイクロン４から粗粉Ｄ１が供給される。また、粗粉Ｄ１の代わりに消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）等の薬剤を使用することもできる。
湿式集塵機１２の後段には、スラリーＳに含まれる塩素化合物等の水溶性成分を水にさらに溶解させるため溶解槽１７と、スラリーＳを固液分離するための固液分離機１８等が設けられる。
次に、上記塩素バイパスシステム１１の動作について、図２を参照しながら説明する。
セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気装置３によって抽気し、抽気ガスＧ２をサイクロン４に導入し、粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ３とに分離し、粗粉Ｄ１を循環液槽１４のスラリー循環路１４ｂに供給する。これによって、抽気ガスＧ３中のダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。
次に、８００〜１１００℃程度の抽気ガスＧ３を冷却装置５においてＫＣｌ等の塩素化合物の融点である６００℃以下、好ましくは４００℃以下にまで冷却する。これによって、抽気ガスＧ３中のＫＣｌ等の塩素化合物が析出して微粉Ｄ２の表面等に付着する。
次に、抽気ガスＧ４を湿式集塵機１２のスクラバー１３に導入し、スクラバー１３と循環液槽１４との間でスラリーＳを循環させる。湿式集塵機１２で生成されるスラリーＳには、サイクロン４から供給された粗粉Ｄ１等に含まれる生石灰（ＣａＯ）が水と反応して生じた消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）が存在するため、抽気ガスＧ４中に存在する硫黄分（ＳＯ2）と以下のように反応する。
ＳＯ2＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏ＋１／２Ｈ2Ｏ
ＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏ＋１／２Ｏ2＋３／２Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ
これにより、抽気ガスＧ４中の硫黄分が除去され、石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）が生成される。湿式集塵後の排ガスは、洗浄塔１５から排気ファン１６によってセメントキルン２の排ガス系に戻される。
ＳＯ2＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏ＋１／２Ｈ2Ｏ
ＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏ＋１／２Ｏ2＋３／２Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ
これにより、抽気ガスＧ４中の硫黄分が除去され、石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）が生成される。湿式集塵後の排ガスは、洗浄塔１５から排気ファン１６によってセメントキルン２の排ガス系に戻される。
次に、湿式集塵機１２の循環液槽１４から排出されたスラリーＳを溶解槽１７でさらに水と混合し、固液分離機１８で固液分離し、石膏ケーキＣと、ろ液Ｆとして塩水が得られる。石膏ケーキＣは、セメント製造やその他の原料として用いることができ、塩水は、セメントミルへ添加するか、排水処理後に下水へ放流してもよく、塩回収工程で工業塩を回収してもよい。
以上のように、上記塩素バイパスシステム１１によれば、上記塩素バイパスシステム１と同様に、抽気ガスＧ２中のダストの一部をサイクロン４で除去してダスト濃度を低下させた後冷却するため、塩素化合物のダスト表面への析出が抑制されてダストによる塩素循環量が減少し、塩素除去効率が向上する。また、サイクロン４からの粗粉Ｄ１や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）等の薬剤を用いて抽気ガスＧ４の脱硫を行うと共に、回収した石膏ケーキＣをセメント製造等に利用することができる。
次に、本発明に係るセメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムの第３の参考例について、図３を参照しながら説明する。
この塩素バイパスシステム２１は、上記塩素バイパスシステム１の構成にさらに、冷却装置５の後段にサイクロン２２を設けたことを特徴とし、その他の装置構成は、塩素バイパスシステム１と同様である。
サイクロン２２は、冷却装置５で冷却された抽気ガスＧ１４中のダスト濃度を低下させる除塵装置として機能し、サイクロン２２以外にも、セラミックフィルタ等のフィルター式装置や、その他の除塵装置を用いることもできる。
次に、上記塩素バイパスシステム２１の動作について、図３を参照しながら説明する。
セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ１１を抽気装置３によって抽気し、抽気ガスＧ１２をサイクロン４に導入し、粗粉Ｄ１１と、微粉Ｄ１２を含む抽気ガスＧ１３とに分離し、粗粉Ｄ１１をセメントキルン系に戻す。これによって、抽気ガスＧ１３中のダスト濃度を３００ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。
次に、８００〜１１００℃程度の抽気ガスＧ１３を冷却装置５においてＫＣｌ等の塩素化合物の融点である６００℃以下、好ましくは４００℃以下にまで冷却する。これによって、抽気ガスＧ１３中のＫＣｌ等の塩素化合物が析出し、微粉Ｄ１２の表面等に付着する。
次に、抽気ガスＧ１４をサイクロン２２に供給し、抽気ガスＧ１５中のダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。サイクロン２２で回収されたダストＤ１３は、セメントキルン系に戻す。
その後の工程は、第１の参考例における塩素バイパスシステム１と同様であり、サイクロン２２から排出された抽気ガスＧ１５を冷却器７で冷却し、冷却器７の排ガスＧ１６をバグフィルタ８に導入し、排ガスＧ１６に含まれる微粉Ｄ１５を回収し、冷却器７から回収した微粉Ｄ１４と共に塩素バイパスダストＤ１６とする。この塩素バイパスダストＤ１６をセメントキルン２の系外に排出し、セメント粉砕工程でセメントクリンカと共に粉砕したり、水洗により塩素を除去した後、セメント原料等として利用する。バグフィルタ８の排ガスＧ１７は、排気ファン９によってセメントキルン２の排ガス系に戻される。
上記塩素バイパスシステム２１は、抽気ガス（燃焼ガスの一部）Ｇ１１中のダスト濃度が比較的高いセメントキルンに好適に適用することができ、サイクロン４によって抽気ガスＧ１３中のダスト濃度を３００ｇ/ｍ3Ｎ以下とした後、冷却装置５で６００℃以下、好ましくは４００℃以下に冷却し、さらにサイクロン２２でダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させることで、ＫＣｌ等のダスト表面への析出が抑制されてＫＣｌ等の単結晶の析出が促進され、ダストによる塩素循環量が減少し、塩素除去効率が向上する。
次に、本発明に係るセメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムの第４の参考例について、図４を参照しながら説明する。
この塩素バイパスシステム３１は、図３に示した塩素バイパスシステム２１の冷却器７、バグフィルタ８、排気ファン９に代えて、湿式集塵機１２、排気ファン１６、溶解槽１７、固液分離機１８を設けたものであり、抽気装置３〜冷却ファン６、及びサイクロン２２は、上記塩素バイパスシステム２１と同様のものを用いる。
湿式集塵機１２は、抽気ガスＧ１５に含まれるダストを捕集しつつ、抽気ガスＧ１５を水と接触させ、抽気ガスＧ１５中の塩素化合物を主とする水溶性成分を溶解させるために備えられる。また、湿式集塵機１２は、抽気ガスＧ１５に含まれる硫黄分を、サイクロン４、２２から供給された粗粉Ｄ１１、Ｄ１３等に含まれる生石灰が水と反応して生じた消石灰と反応させて石膏を生じさせる。粗粉Ｄ１１、Ｄ１３の代わりに消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）等の薬剤を用いて石膏を生じさせることもできる。
この湿式集塵機１２は、スクラバー１３、循環液槽１４及び洗浄塔１５から構成され、スクラバー１３と循環液槽１４との間には、スラリーＳを循環させるためのポンプ１４ａが設けられる。また、スラリー循環路１４ｂにはサイクロン４、２２から粗粉Ｄ１１、Ｄ１３が供給される。
湿式集塵機１２の後段には、スラリーＳに含まれる塩素化合物等の水溶性成分を水にさらに溶解させるため溶解槽１７と、スラリーＳを固液分離するための固液分離機１８等が設けられる。
次に、上記塩素バイパスシステム３１の動作について、図４を参照しながら説明する。
セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ１１を抽気装置３によって抽気し、抽気ガスＧ１２をサイクロン４に導入し、粗粉Ｄ１１と、微粉Ｄ１２を含む抽気ガスＧ１３とに分離し、粗粉Ｄ１１を循環液槽１４のスラリー循環路１４ｂに供給する。これによって、抽気ガスＧ１４中のダスト濃度を３００ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。
次に、８００〜１１００℃程度の抽気ガスＧ１３を冷却装置５においてＫＣｌ等の塩素化合物の融点である６００℃以下、好ましくは４００℃以下にまで冷却する。これによって、抽気ガスＧ１３中のＫＣｌ等の塩素化合物が析出して微粉Ｄ１２の表面等に付着する。
次いで、抽気ガスＧ１４をサイクロン２２に供給し、抽気ガスＧ１５中のダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。サイクロン２２で回収されたダストＤ１３は、循環液槽１４のスラリー循環路１４ｂに供給する。
その後の工程は、第２の参考例における塩素バイパスシステム１１と同様であり、抽気ガスＧ１５を湿式集塵機１２のスクラバー１３に導入し、サイクロン４、２２から供給された粗粉Ｄ１１、Ｄ１３等に含まれる生石灰（ＣａＯ）が水と反応して生じた消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）により、抽気ガスＧ１５中の硫黄分が除去され、石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）が生成される。湿式集塵後の排ガスは、洗浄塔１５から排気ファン１６によってセメントキルン２の排ガス系に戻される。
さらに、循環液槽１４から排出されたスラリーＳを溶解槽１７でさらに水と混合し、固液分離機１８で固液分離し、石膏ケーキＣと、ろ液Ｆとして塩水が得られる。石膏ケーキＣは、セメント製造やその他の原料として用いることができ、塩水は、セメントミルへ添加するか、排水処理後に下水へ放流してもよく、塩回収工程で工業塩を回収してもよい。
上記塩素バイパスシステム３１も、上記塩素バイパスシステム２１と同様、抽気ガスＧ１１中のダスト濃度が比較的高いセメントキルンに好適に適用することができると共に、サイクロン４、２２からの粗粉Ｄ１１、Ｄ１３を用いて抽気ガスＧ１５の脱硫を行い、回収した石膏ケーキＣをセメント製造等に利用することができる。
図５は、本発明に係るセメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムの第５の参考例を示し、この塩素バイパスシステム６１は、セメントキルン６３の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ６１を抽気して冷却する抽気冷却装置６２と、抽気冷却装置６２から排出された微粉を含むガスＧ６２をさらに冷却する冷却器６４と、冷却器６４から排出された排ガスＧ６３から微粉Ｄ６３を回収するバグフィルタ６５と、バグフィルタ６５の排ガスＧ６４を系外に排出する排気ファン６６等で構成される。本参考例は、上記図１に示した塩素バイパスシステム１の抽気装置３、サイクロン４及び冷却装置５に代えて抽気冷却装置６２を設けたことを特徴としている。
図６は、抽気冷却装置６２を示し、この抽気冷却装置６２は、セメントキルン６３からの燃焼ガスの一部Ｇ６１を抽気する管路からなる抽気部６２ａと、有蓋円筒部６２ｂ及びコーン部６２ｃからなり、抽気ガスＧ６１を遠心力によって粗粉Ｄ６１と、微粉を含むガスＧ６２とに分離する分級部６２ｄと、冷却用ガスＡが通過する管路からなる冷却部６２ｅとで構成される。
分級部６２ｄの有蓋円筒部６２ｂには、抽気ガスＧ６１の入口部（不図示）と、微粉を含むガスＧ６２の出口部６２ｇとが形成され、コーン部６２ｃの最下部は粗粉Ｄ６１の排出口となっている。
冷却部６２ｅは、コーン部６２ｃを貫通し、コーン部６２ｃ及び有蓋円筒部６２ｂの中心部を通過して出口部６２ｇに連通し、内部を冷却用ガスＡが通過する。コーン部６２ｃ及び有蓋円筒部６２ｂの中心部に位置する冷却部６２ｅにはガス流入口６２ｆが穿設され、ガス流入口６２ｆから粗粉Ｄ６１が分離された微粉を含むガスＧ６２が流入する。
冷却器６４、バグフィルタ６５、排気ファン６６は、図１１に示した従来の塩素バイパスシステム８１の冷却器８６、バグフィルタ８８、排気ファン９０と同様の構造を有する。尚、冷却器６４で微粉を含むガスＧ６２を２００〜６００℃に低下させた場合には、バグフィルタ６５に耐熱温度の高いセラミックスフィルタを備えるものを用いることができ、冷却器６４で微粉を含むガスＧ６２を２００℃以下に低下させた場合には、バグフィルタ６５に耐熱耐酸ナイロンフェルトを備えるものを用いることができる。
次に、上記塩素バイパスシステム６１の動作について、図５及び図６を参照しながら説明する。
セメントキルン６３の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ６１を抽気冷却装置６２の抽気部６２ａによって抽気し、抽気ガスＧ６１を分級部６２ｄにおいて粗粉Ｄ６１と、微粉を含むガスＧ６２とに分離し、粗粉Ｄ６１をセメントキルン系に戻す。これによって、微粉を含むガスＧ６２中のダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させる。
次に、ガス流入口６２ｆから冷却部６２ｅに導入された８００〜１１００℃程度の微粉を含むガスＧ６２に冷却用ガスＡを吹き付け、微粉を含むガスＧ６２をＫＣｌ等の塩素化合物の融点である６００℃以下、好ましくは４００℃以下にまで冷却する。これによって、微粉を含むガスＧ６２中のＫＣｌ等の塩素化合物が析出し、微粉の表面等に付着する。
次に、抽気冷却装置６２から排出した微粉を含むガスＧ６２を冷却器６４で集塵装置の耐熱温度まで冷却し、冷却器６４の排ガスＧ６３をバグフィルタ６５に導入して微粉Ｄ６３を回収し、冷却器６４から回収した微粉Ｄ６２と共に塩素バイパスダストＤ６４とする。この塩素バイパスダストＤ６４をセメントキルン６３の系外に排出装置で排出し、例えば、セメント粉砕工程でセメントクリンカと共に粉砕したり、水洗により塩素を除去した後、セメント原料等として利用する。バグフィルタ６５の排ガスＧ６４は、排気ファン６６によってセメントキルン６３の排ガス系に戻される。
以上のように、本参考例によれば、抽気ガスＧ６１を粗粉Ｄ６１と、微粉を含むガスＧ６２とに分離し、微粉を含むガスＧ６２のみを冷却するため、抽気ガスＧ６２中の原料ダスト濃度が上昇した場合でも、塩素化合物が粗粉ダストの表面に析出することがなく、循環塩素量の上昇を回避し、塩素バイパスダストの塩素濃度が低下して塩素の除去効率が低下することを防止することができる。また、燃焼ガスの抽気、分級、及び冷却を抽気冷却装置６２のみで行うことができるため、装置コストを低減することができ、冷却風量を低く抑えることで運転コストを低減することもできる。
また、詳細説明を省略するが、本参考例における抽気冷却装置６２を上記図２〜図４に示した塩素バイパスシステムに適用することもでき、その場合も上記と同様の効果を奏する。
尚、上記図１〜図５に示した塩素バイパスシステムにおいて、図１及び図５に示した冷却器７、６４で回収した微粉Ｄ３、Ｄ６２及びバグフィルタ８、６５で回収した微粉Ｄ４、Ｄ６３は塩素濃度が高く、これに伴い粘性が高くなって極めてハンドリング性が悪化している。そこで、抽気ガス（微粉を含むガス）Ｇ４、Ｇ６２に石灰石の微粉末、セメントキルンのプレヒータに投入されているセメント原料等を投入することで、これらの微粉のハンドリング性を改善することができる。
次に、本発明に係るセメント焼成装置の一実施の形態について図７〜図１０を参照しながら説明する。
図９は、従来のセメント焼成装置の窯尻部を示し、セメントキルン７２には、インレットフッド７６を介して上方の仮焼炉に連続するライジングダクト（セメントキルン７２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのセメントキルン排ガス流路の一部）７３が接続され、ライジングダクト７３には、上方の最下段サイクロンからの原料シュート７４と、燃焼ガスの一部を抽気するためのプローブ７５が設けられる。ライジングダクト７３には、原料シュート７４からの原料の供給口７４ａと、プローブ７５による抽気のための抽気口７５ａが穿設される。
この窯尻部では、原料シュート７４から供給口７４ａを通過してセメントキルン７２にセメント原料（以下「原料」という。）Ｒが供給され、セメントキルン７２内で焼成されるが、原料Ｒの一部は、窯尻部での燃焼ガス流れに乗って矢印で示す方向に流れる。
本発明者らは、通常状態では燃焼ガス流れに乗って仮焼炉側に流れる原料Ｒの量はそれほど多くはなく、プローブ７５によって抽気される燃焼ガス中のダスト濃度は高くはないが、次に示す３つの要因によりセメント抽気ガス中の原料ダスト濃度が高くなることを見出し本発明をなすに至った。すなわち、図１０に示すように、
（１）インレットフッド７６の下部にコーチングＣが生成すると、原料シュート７４からの原料Ｒがセメントキルン７２内へ進入することが妨げられ、ライジングダクト７３の内部に舞い上がり、抽気口７５ａから吸引される。
（２）原料シュート７４の供給口７４ａからセメントキルン７２の入口までの原料流路（斜面）７３ｂに段差等があり、滑らかでないと、原料シュート７４からの原料Ｒがライジングダクト７３の内部に舞い上がり、抽気口７５ａから吸引される。
（３）セメントキルン７２の回転数が一定の範囲以上又は以下の場合に、原料Ｒがスムーズにセメントキルン７２内に流れ込まずにライジングダクト７３の内部に舞い上がり、抽気口７５ａから吸引される。
（１）インレットフッド７６の下部にコーチングＣが生成すると、原料シュート７４からの原料Ｒがセメントキルン７２内へ進入することが妨げられ、ライジングダクト７３の内部に舞い上がり、抽気口７５ａから吸引される。
（２）原料シュート７４の供給口７４ａからセメントキルン７２の入口までの原料流路（斜面）７３ｂに段差等があり、滑らかでないと、原料シュート７４からの原料Ｒがライジングダクト７３の内部に舞い上がり、抽気口７５ａから吸引される。
（３）セメントキルン７２の回転数が一定の範囲以上又は以下の場合に、原料Ｒがスムーズにセメントキルン７２内に流れ込まずにライジングダクト７３の内部に舞い上がり、抽気口７５ａから吸引される。
図７は、本発明に係るセメント焼成装置の一実施の形態を示し、このセメント焼成装置７１は、ライジングダクト７３に穿設された、プローブ７５による抽気のための抽気口７５ａの下方に、上記のようにして舞い上がった原料Ｒが抽気口７５ａに吸い込まれるのを抑制する邪魔板７７を備える。
この邪魔板７７は、例えば耐火物を施工して形成することができ、図７（ａ）に示すように、ライジングダクト７３の内壁７３ａに対する角度θを４５度以上９０度以下に設定する。また、図７（ｃ）に示すように、内壁７３ａの寸法を上面視でＬ１（セメントキルン７２の軸線方向の内壁の長さ）、Ｌ２（セメントキルン７２の軸線方向に対して垂直方向の内壁の長さ）とした場合、邪魔板７７の寸法（角度θに関わらず内壁７３ａから突出した矩形状部分の寸法）は、長辺ａを楕円形の抽気口７５ａの短径Ｄ１以上Ｌ１以下とし、短辺ｂを（Ｌ２）／３以下に設定する。また、邪魔板７７の取付高さＬ（抽気口７５ａの中心から、邪魔板７７の上面が内壁７３ａに当接する位置までの距離）は、抽気口７５ａの中心から、抽気口７５ａの長径Ｄ２の１／２倍以上３／２以下下方の位置に設定する。これらの角度θや、邪魔板７７の寸法ａ、ｂ及び取付高さＬは、抽気ガス中の原料ダストの抽気口７５ａへの流入状況に合わせて適宜変更する。尚、プローブ７５や邪魔板７７の取付位置は、図７（ｃ）に限定されず、ライジングダクト７３の全周面のいずれであってもよい。
この邪魔板７７を設けることで、図８に示すように、セメントキルン７２からライジングダクト７３に流入する燃焼ガスやダストの流れを抽気口７５ａから離間するように変化させることができる。これにより、燃焼ガス中のダストは慣性力によって抽気口７５ａから離間する方向に流れ、抽気口７５ａへのダストの吸い込み量を低減することができ、抽気ガス中の原料ダスト濃度を３０ｇ/ｍ3Ｎ以下に低下させることができる。
１ 塩素バイパスシステム
２ セメントキルン
３ 抽気装置
４ サイクロン
５ 冷却装置
６ 冷却ファン
７ 冷却器
８ バグフィルタ
９ 排気ファン
１１ 塩素バイパスシステム
１２ 湿式集塵機
１３ スクラバー
１４ 循環液槽
１４ａ ポンプ
１４ｂ スラリー循環路
１５ 洗浄塔
１６ 排気ファン
１７ 溶解槽
１８ 固液分離機
２１ 塩素バイパスシステム
２２ サイクロン
３１ 塩素バイパスシステム
６１ 塩素バイパスシステム
６２ 抽気冷却装置
６２ａ 抽気部
６２ｂ 有蓋円筒部
６２ｃ コーン部
６２ｄ 分級部
６２ｅ 冷却部
６２ｆ ガス流入口
６２ｇ 出口部
６３ セメントキルン
６４ 冷却器
６５ バグフィルタ
６６ 排気ファン
７１ セメント焼成装置
７２ セメントキルン
７３ ライジングダクト
７３ａ 内壁
７３ｂ 原料流路
７４ 原料シュート
７４ａ 供給口
７５ プローブ
７５ａ 抽気口
７６ インレットフッド
７７ 邪魔板
２ セメントキルン
３ 抽気装置
４ サイクロン
５ 冷却装置
６ 冷却ファン
７ 冷却器
８ バグフィルタ
９ 排気ファン
１１ 塩素バイパスシステム
１２ 湿式集塵機
１３ スクラバー
１４ 循環液槽
１４ａ ポンプ
１４ｂ スラリー循環路
１５ 洗浄塔
１６ 排気ファン
１７ 溶解槽
１８ 固液分離機
２１ 塩素バイパスシステム
２２ サイクロン
３１ 塩素バイパスシステム
６１ 塩素バイパスシステム
６２ 抽気冷却装置
６２ａ 抽気部
６２ｂ 有蓋円筒部
６２ｃ コーン部
６２ｄ 分級部
６２ｅ 冷却部
６２ｆ ガス流入口
６２ｇ 出口部
６３ セメントキルン
６４ 冷却器
６５ バグフィルタ
６６ 排気ファン
７１ セメント焼成装置
７２ セメントキルン
７３ ライジングダクト
７３ａ 内壁
７３ｂ 原料流路
７４ 原料シュート
７４ａ 供給口
７５ プローブ
７５ａ 抽気口
７６ インレットフッド
７７ 邪魔板
Claims (3)
- セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのセメントキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、抽気された燃焼ガスを処理するセメント焼成装置において、
上面視で矩形状の排ガス流路を有するライジングダクトに穿設された抽気口の下方に、該抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に固定されると共に、該内壁から離れる方向に延設された邪魔板を備え、
前記抽気口は、短径方向が水平面に対して平行な楕円形に形成され、
前記邪魔板は、上面視で、前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に沿って前記短径以上の幅を有すると共に、前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に対して垂直な内壁の長さの１／３以下の長さを有することを特徴とするセメント焼成装置。 - 前記邪魔板の上面と、前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁とのなす角度が４５度以上９０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のセメント焼成装置。
- 前記抽気口の中心から該抽気口の長径の１／２下方の位置と、該抽気口の中心から該抽気口の長径の３／２下方の位置との間で、前記邪魔板の上面が前記抽気口が穿設されたライジングダクトの内壁に当接することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント焼成装置。
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