JPH02116650A - セメント焼成設備のプレヒータにおける内壁表面付着物の除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセメント焼成設備の一部として設けられ、キル
ン排ガス等を利用して粉体のセメント原料を予熱するた
めのプレヒータにおける内壁付着物の除去装置に関し、
詳しくは該プレヒータ内部に付着したスケールを水蒸気
爆発によって速やかに除去するための装置に関するもの
である。

（従来の技術） 周知の如く、セメント焼成設備においては、セメントタ
リンカーを焼成するロータリーキルンから出るキルン排
ガスを利用してセメント原料を予熱しており、このため
に複数のサイクロン等をダクトで接続したサスペンショ
ンプレヒータ（一般にＳＰと通称される）やニューサス
ペンションプレヒータ（一般にＮＳＰと通称される）が
設けられている。なお本発明の適用に関してはＳＰ、Ｎ
ＳＰに区別がないので以下ではＳＰで代表して説明を行
なうものとする。

第５図はＳＰの構造例を概略的に示したものであり、サ
イクロン式分離器２．３，４，５゜６．７．８を上下段
に複数段配置し、ロータリーキルン１からのキルン排ガ
スを立上りダクト４１から排ガスダクト１８を通して最
下段サイクロン２．３に導くと共に、図の破線で示して
いるように排ガスダクト１９．２０．２１．２２．２３
テ順次に上段のサイクロンに向かって通し、主排風機３
０を通して原料粉砕工程へと送られる。

他方、図の実線で示しているように原料貯蔵槽３２から
パケットエレベータ３１でＳＰＰ上段に運ばれたセメン
ト原料をロータリーフィーダ２５゜２６を通して原料シ
ュート１８．１７．１４．１５．１２゜１３、１１．　
９．１０の順に下方に移送させながら、上記のように反
対方向に流れるキルン排ガスとの間で熱交換を行なわせ
、該セメント原料の予熱を行なわせる。このセメント原
料は一般に石灰石、粘土、珪石、鉄原料等を混合して乾
燥粉砕した粉体状のものである。

ところでセメント焼成設備では、セメント原料や焼成燃
料から持ち込まれるアルカリ分や塩素分が高温のロータ
リーキルンで分解蒸発してキルン排ガスに含まれ、これ
がＳＰに通される途中で上記熱交換により低温となると
凝結してセメント原料に付着し再びロータリーキルンに
持ち込まれ、これを繰返しながら循環して次第に高濃度
の平衡状態に至る。モしてキルン排ガスに含まれるガス
状のアルカリ分や塩素分は低融点化合物を形成してダク
ト壁面に付着し所謂スケーリングを生じ易く、これがた
めにＳＰのダクトやサイクロン・のコーン部等では、ス
ケールの付着蓄積によりセメント原料の詰まりが発生し
たり、あるいはキルン排ガスの通気不良、熱交換率の低
下、安全運転の阻害、更に著しい場合にはサイクロンの
コーン部等の狭路の閉塞という問題を招くことがあるこ
とが知られている。特に付着物の落下等に原因するサイ
クロンの閉塞は急激に起こり、設備の緊急停止を招く点
で操業上の大きな解決課題とされている。

付着スケール除去等の問題、特に上記のようなＳＰ内部
の狭路の閉塞の問題は、スケール付着の防止が技術的に
容易でないとか、極めて迅速な対応が要求されるとかの
点や、数十メートルにも及ぶ高さがあり、また高温のガ
スや粉体が通っているＳＰが保守、管理の対象物である
点などから、実際面ではその解決が極めて難かしいもの
の一つである。例えばサイクロンの閉塞が発生した場合
には直ちに設備の運転を停止しないとＳＰ塔全全体閉塞
を招いてその回復には大きな負担が伴なう。

そこで従来一般には、ＳＰにおける例えばサイクロンの
コーン部やシュートの内壁等のスケールが付着成長し易
い箇所に、外部から開閉できる作業窓（一般に１５０ｍ
ｍ程度の開口が必要でガツト口と呼ばれる）２ａを数十
箇所に設け、作業者が内壁に付着したスケールを除去す
る作業を定期的に行なうようにしている場合が多い。こ
の作業は、通常３〜５ｍ程度の長さのノズルを用いて、
これを上記ガツト口より内部に挿入し、先端から高圧エ
アーや高圧水を付着スケールに吹き付けてその圧力で除
去するのが普通である。

しかしその作業は、ＳＰの高所において一般に高温ガス
等が通気するサイクロンなどの周囲で行なわれるもので
あって、しかも上記ガツト口を開けてする作業であるた
め、高温ガス、粉体原料の吹き出しなどがある環境下で
の危険を伴なったものでもある。

そこでこのような好ましくない環境下での人為的作業が
必要であるという問題を改善するために、スケール除去
のための装置をサイクロン等の内部に設置しておくこと
が考えられている０例えばサイクロンのコーン部等のス
ケール付着や原料詰まりが発生し易い箇所に、高圧エア
の吹き出し装置を設置しておき、外部から高圧エアを送
って該スケール除去のための高圧エアの噴出を行なわせ
るようにした装置も提案されている（特開昭８０−２１
８３５号）。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記の高圧エア噴出方式の装置では、装置内壁に
付着したスケールが比較的薄い軟質なものである場合に
はその除去に一定程度効果を期待できるとしても、付着
スケールが硬くまたその付着が著しく厚くなったような
場合、更にサイクロン上部の付着スケールや耐火レンガ
等が脱落した場合などでは、サイクロンの下部コーン部
等の狭路がこれにより急にふさがれ、その上にセメント
原料が堆積して急激に閉塞に至るような事態の防止には
実質的に対応できないという問題がある。例えば第５図
の最下段サイクロン２．３における容量を約５０コ、サ
イクロンの原料通過量を３．５ｋｇ／ｓｅｃ、セメント
原料の容重を１．３ｔ／ｒｎ’とすると、閉塞原因の発
生から３０数分程度でサイクロンが満杯となってしまう
、したがってこのようなサイクロンのコーン部の詰まり
が発生した場合には、極めて迅速なる除去作業を効率よ
く行なわないと、最終的にｓｐに対する原料投入の停止
の事態を招至する結果となるが、上記高圧エアの噴出に
よってこれに対処することは実質的にで包ないからであ
る。

このような対処には、上述したエア圧による除去方式、
あるいは更に高圧水の噴出を利用して行なう方式として
も十分でなく、実際には十分な除去が達せられていない
。このため結局のところ、従来からの定期的な除去作業
の省略や、定期的な除去作業の削減を実現することはで
きなかった。

本発明は以上のような従来の問題点を根本的に改善する
ためになされたものであり、その目的の一つは、ＳＰの
サイクロン等の内壁に付着したスケールの除去、特にサ
イクロンのコーン部やシュート等の狭路において発生す
ることがある閉塞発生に対し、これを機械的にかつ効率
よく除去できる装置を提供せんとするものである。

また本発明の特に重要な目的は、上記のような閉塞に伴
なう原料投入の中止、設備の緊急停止等の不都合の発生
を防止できるように、可及的に速やかに付着物や閉塞物
を除去できる装置をｔ是イ共するところにある。

また本発明の他の目的は、上記サイクロンコーン部等の
詰まり発生を未然に防止するために行なっていた人的作
業の負担を軽減ないし解消することを可能とし、機械的
にまた遠隔操作も可能である付着物除去装置を提供する
ところにある。

（課題を解決するための手段） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なるセメント焼成設備のプレヒータにおける付着物除去
装置の特徴は、セメント焼成設備のプレヒータにおける
サイクロン。

シュート等のセメント原料が通る通路の内壁に配置され
た水噴出用のノズルと、該ノズルを覆ってスケールが付
着蓄積したことを検出できるモニター手段と、該付着蓄
積したスケール内部で水の過加熱による水蒸気爆発を行
なわせるために、該付着蓄積した通常数１００ｔの高温
のスケール内部に上記ノズルから水を噴出させる水噴出
手段とを有するところにある。

上記構成におけるノズルの設置箇所は、サイクロンのコ
ーン部や原料シュート等の管路が狭くなって詰まりを生
じ易くなっている場所を対象として設置すれば、特に閉
塞に対する緊急的な除去に有効に機能することができる
点で有効である。またこのノズルは、壁表面に付着した
スケールを内部から水蒸気爆発の爆発力で吹き飛ばすこ
とを目的として設けられるものであるから、該スケール
の内部に水を噴出できるものであることが必要があり、
壁面よりあまり離れた位置にノズルを設置したのでは該
ノズルを覆うまでに要するスケール付着量（厚み）が多
くなってしまう。したがってできるだけ内壁面に近接し
て該ノズルを固定するか、あるいは壁面にノズルの水噴
出口を開口させて設けることが好ましい。また、ノズル
口から噴出する水が壁面に沿うようにに設けることが、
スケール内部での水蒸気爆発を行なわせる上で適当な場
合が多い、ノズルから噴出させる高圧水の圧力、量は、
スケールの内部に圧出させた水により水蒸気爆発を行な
わせるのに必要十分なものであればよく、実験的に適宜
選択して定めることができる。

本発明を構成するノズルを固定する場所としては、特に
閉塞に対する対処の観点からは、代表的には第５図で示
した最下段サイクロン２．３のコーン部、原料シュート
９，１０が例示される。その他、上段側のサイクロン５
〜８、特にそのコーン部や原料シュート１１〜１５等に
設けることもできる。

また本発明の水蒸気爆発を利用した除去装置と共に、従
来からのエア圧によるノズルからの噴出気体圧力あるい
は水圧で付着物を除去する方式の装置や、ガツト口から
の人的作業による除去の手段を併設してよいことは言う
までもない。

本発明の装置において、スケールの付着状態や詰まりの
状態を検出するためのモニター手段としては、最下段サ
イクロン出口ドラフトの検出計、又は原料シュート内に
設置する原料温度計等のものを例示することができる。

また本発明の好ましい実施態様としては、上記モニター
手段により、例えば設備の運転制御ルームでＳＰの詰ま
り状況を監視し、必要に応じてノズルから水を噴出させ
ることを遠隔操作できるようにしておくことも特に好ま
しい態様として例示できる。このようにすれば、上述し
たような例えば上部スケールの脱落による急激な閉塞の
発生にも迅速に対処でき、付着物除去のための作業員を
常時に待機させておく必要性も解消できるという利点が
ある。

なお水噴出のためのノズルの先端口がスケール等により
強固に塞がれることがないように、水噴出時を除いて該
ノズルからは常時エアを吹き出させておくようにことも
好ましい方法として例示される。

（作　　　用） 本発明は前記の構成をなすことによって、内壁表面に固
定したノズルを覆うまで付着物が蓄積した場合には、こ
れに対し水を噴出させ、該ｓｐ内部の高温（一般に７０
０℃程度）で該水が過加熱、過加圧の状態となって、所
謂水蒸気爆発の現象を生じて周囲のスケール等を吹き飛
ばし、従来の気体あるいは液体の高圧吹か付は方式に比
べて飛躍的に優れた除去作用を発揮することができる。

（実　施　例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の付着物除去装置を、上述第５図のＳＰ
における最下段サイクロン３のコーン部３３、および原
料シュートｌＯに設けた場合の例として示したものであ
る。

すなわち、最下段サイクロン３のコーン部３３には、第
２図に示したノズル３４をそのコーン部の周方向に隔設
して複数配置固定し、これを電磁弁３６を介して高圧水
の供給装置（図示せず）に連なる高圧水ライン３７に接
続している。このノズル３４の固定は、第２図で示して
いるようにサイクロン３のコーン部３３の傾斜壁面に開
口して設けた開口部３３ａに、該コーン部からサイクロ
ン外部に筒状のノズル取付は座３８を延出させ、これに
該ノズル３４を気密的に嵌挿固定させてなっている。本
例ではノズル３４の先端吐出口は上記コーン部３３の内
壁と面一とされ、内壁面上にスケールが比較的薄く付着
した場合にも、水吐出による水蒸気爆発の作用が利用で
きるように設計されている。

第３図及び第４図は、原料シュート１０に設けたノズル
を示したものであり、原料シュート１０の下側位置に配
置した第３図のノズル３５は、上記第２図のノズル３４
と同様に原料シュートの内壁面に面一となるようにノズ
ル取付は座３８に嵌挿固定して設置されている。噴出水
の噴出方向は垂直下方とされている。他方第４図に示し
たノズル３９，３９．３９は、原料シュートｌＯの内壁
面から内側に突出しかつ該内壁面に沿って水を噴出する
ように図示のように屈曲された先端部３９ａを有するよ
うにされている。ノズル取付は座に嵌挿固定されている
構造は上記の場合と同じである。またこれらのノズル３
５．３９は電磁弁３６を途中に介設した高圧水ライン３
７を経て高圧水の供給装置に接続されているのは上記第
２図のノズル３４の場合と同様である。

以上の付着物除去装置を使用して実際の付着物除去の試
験を行なった。なお本例におけるスケール付着状態のモ
ニターは、最下段サイクロン出ロドラフト計により検出
するドラフトの変動により行ない、上記高圧水の噴出は
、電磁弁３６の開閉をセメント焼成設備の中央操作室か
らの遠隔操作により行なうようにした。

この試験によれば、サイクロンのコーン部や原料シュー
トに付着したスケールに対して噴出された高王水が水蒸
気爆発を起こしていることは装置外部からの衝撃観察に
より確認され、またスケールの除去状態もモニターによ
り確認された。これにより従来の定期的な除去作業を行
なわずに長期間の連続運転ができた。

（発明の効果） 本発明によれば、プレヒータ内部のノズル設置箇所にお
けるスケール付着を、迅速かつ安全に効率よく除去する
ことができ、従来人的作業に願っていた作業の省力化と
共に、作業上の安全性の著しい向上、設備稼動停止の虞
れの軽減による稼動率の向上が得られるという効果があ
る。

またスケール除去の定期的な作業を減少あるいは不要と
でき、その結果、稼動設備の運転の乱れ要因が減少し、
製造されるセメントクリンカ−の品質が安定するという
利点ある。

また特に、サイクロンのコーン部等における閉塞発生等
のトラブルに対し、極めて迅速に閉塞物を除去するとい
う対処ができ、閉塞トラブルの発生に伴なって生ずるこ
とがあった設備の稼動停止、故障、損失の悪影響が大幅
に減少され、しかも作業員の負担も軽減するという実際
の設備稼動における大きな負担の軽減が実現されるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明よりなる付着物
除去装置の構成概要−例を示す図、第２図〜第４図は該
付着物防止装置のノズル固定部分を拡大して示した図、
第５図は本発明適用するセメント焼成設備のＳＰの概要
を示した図、第６図はサイクロンのコーン部における閉
塞の状態を説明するための図である。 １・・・ロータリーキルン　２〜８・・・サイクロン９
〜１７・・・原料シュート１８〜２４・・・排ガスダク
ト２５、２６・・・ロータリーフィーダ ２７・・・スユクリューコンベア ２８・・・バイパス　　　　　２９・・・ＳＰボイラー
３０・・・主排風機　　　　　３１・・・コンベア３２
・・・原料貯蔵槽 ３３・・・コーン部３３　ａ・・・開口３４．３５．３
９・・・ノズル　　　３６・・・電磁弁３７・・・高圧
水ライン　　　３８・・・ノズル取付は座他４名 第２図 嘉１図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　セメント焼成設備のプレヒータにおけるサイクロン
   、シュート等のセメント原料が通る通路の内壁に配置さ
   れた水噴出用のノズルと、該ノズルを覆ってスケールが
   付着蓄積したことを検出できるモニター手段と、該付着
   蓄積したスケール内部で水の過加熱による水蒸気爆発を
   行なわせるために、該付着蓄積した高温のスケール内部
   に上記ノズルから水を噴出させる水噴出手段と、を有す
   ることを特徴とするセメント焼成設備のプレヒータにお
   ける内壁付着物の除去装置。 ２　上記ノズルが、セメント原料が通る狭路の内壁に沿
   って水を噴出するもの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設備のプレヒータにおける内壁付
   着物の除去装置。 ３　上記ノズルが、セメント原料が通る狭路の内壁面で
   開口した噴出口を有するもの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設備のプレヒータにおける
   内壁付着物の除去装置。 ４　上記ノズルの設置箇所が、サイクロンのコーン部あ
   るいはシュート等の狭路の内壁であることを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれかに記載のセメント焼成設備の
   プレヒータにおける内壁付着物の除去装置。