JPH0212141B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセメント又はアルミナ原料、石灰石粉
等の原料粉末の仮焼装置に係り、特に分離サイク
ロンを利用して仮焼装置内における原料粉末の滞
留時間を延長させることにより、仮焼反応の促進
を図らんとするものである。

まず、セメント原料粉末を例にとり、従来例に
係る仮焼装置の問題点について言及する。

従来のセメント原料焼成設備の全体系統図の一
例を第１図に示す。図中、原料粉末の流れを破線
矢印で示し、熱ガスの流れを実線矢印で示してい
る。

この装置は主として、原料粉末予熱用のサイク
ロン等の粉末捕集器C₁〜C₃を縦方向に配列して
なる予熱装置１、分離サイクロンC₄を付属した
仮焼炉２、クリンカ焼成用のロータリキルン等の
焼成炉３、及びクリンカ冷却装置４より構成され
ている。

このようなセメント原料焼成装置では、投入シ
ユート５より投入された原料粉末は、C₁〜C₃の
予熱用サイクロンを経由しながら順次降下し、そ
の間に排ガス誘引通風機８により吸引されてガス
ダクト７を上昇する熱ガスによつて徐々に予熱さ
れた後、仮焼炉２に供給される。

仮焼炉２へは抽気ダクト１３を通してクリンカ
冷却装置４からの高温空気と、接続ハウジング１
２を通して焼成炉３からの燃焼排ガスとが導入さ
れていると共に、バーナ６ａから仮焼用燃料が供
給されており、これらの熱を受けて仮焼炉２へ供
給された原料粉末が仮焼される。仮焼された原料
粉末は、最下段の分離サイクロンC₄に入り、次
いで原料シユート１５及び接続ハウジング１２を
経て焼成炉３に導入される。

焼成炉３には、前記クリンカ冷却装置４からの
高温空気と、バーナ６ｂからの焼成用燃料とが導
入されており、高温下で焼成を受けたクリンカは
クリンカ冷却装置４に排出され、次いで冷却装置
４の通気性格子上を移送される過程で、押込送風
機１０から送り込まれる冷風によつて冷却された
後、コンベア１１によつて次工程へ搬出される。
尚、クリンカ冷却装置４での余剰空気は、誘引通
風機９により吸引されて排出される。

上記したような従来の分離サイクロンC₄を付
属した仮焼炉２よりなる仮焼装置では、仮焼炉２
内を熱ガスに随伴して原料粉末が運ばれる間に仮
焼反応を行わせる必要があるが、熱ガスが仮焼炉
を通過するに要する時間は僅かであり、原料粉末
の仮焼炉２内における滞留時間が極めて短い為、
原料粉末、取り分け粗粉原料の仮焼率（脱炭酸
率）が低く、その後の焼成炉３における比能力が
十分でないという問題を有している。その為仮焼
炉２における温度を高めることにより短時間で仮
焼反応を促進させるようにした場合には、原料粉
末の粘着性が増して操業面での障害になると共
に、前記予熱装置１を通つて排出される熱ガスの
温度が上昇し、燃料消費量の増大となる。

また仮焼炉２での燃料として微粉炭等の固体燃
料を使用した場合には、上記と同様の理由により
仮焼炉２内における燃料の滞留時間が短く、又同
時に燃焼雰囲気が比較的低温である為、特に粗粉
燃料の完全燃焼が困難であり、燃料消費量の増大
を招来する。

そこで、上記熱ガスと原料粉末との接触時間を
伸ばす手段として、第２図に示すように、仮焼炉
２から分離サイクロンC₄へのガス導管７ｂの途
中に邪魔板２１を備えた捕集器２０を設け、該捕
集器２０により捕集された原料粉末を再度仮焼炉
２に循環させる手段がある。

しかし、捕集器２０として分離効率の高い捕集
器は圧力損失が大きく、動力消費が増加するとい
う欠点があり、逆に圧力損失の低い捕集器は分離
効率が低く、循環量が少ない為原料粉末の滞留時
間を十分長くできないという欠点があつた。更に
分離サイクロンC₄の他に捕集器２０を設置する
必要があり、又分離サイクロンC₄に対する捕集
器２０の位置が限定される為、予熱装置支持架台
も大きなものとしなければならない等の欠点を有
していた。

又、分離サイクロンC₄の入口側ガス導管７ｂ
に第２図示の如き捕集器２０を設ける替わりに、
分離サイクロンC₄の下部に接続する原料粉末取
り出しシユート１５を分岐させ、その一方１５ａ
を仮焼炉２に接続して、分離サイクロンC₄での
捕集粉末の一部を仮焼炉２へ循環する手段も考え
られるが、原料粉末取り出しシユート１５の分岐
管１５ａを仮焼炉２へ接続する為には分離サイク
ロンC₄の位置を高くする必要があり、設備費の
上昇を招来すると共に、仮焼の比較的進んだ細粉
原料も循環されることになり、仮焼効率の低下を
招く欠点がある。

従つて、本発明は前記従来技術による原料粉末
の仮焼装置に内在する欠点を解決し、圧損の増加
がなく、構造が簡単で、原料粉末の仮焼効率の向
上と燃料消費量の低減を図つた仮焼装置を提供す
るものであり、その要旨とするところが、原料粉
末の流れの方向に見て、複数段の粉末捕集器を上
下方向に積重してなる予熱装置と焼成炉との間に
配置され、独立した燃料供給装置を備える仮焼炉
と、該仮焼炉に付設される分離サイクロンよりな
る原料粉末の仮焼装置において、前記分離サイク
ロンの側壁に開口部を設け、該開口部に下部に原
料粉末排出口を有するポケツト部を接続し、上記
原料粉末排出口を上記分離サイクロンへのガス導
入部上流側に循環シユートを介して接続した点に
ある原料粉末の仮焼装置を提供するものである。

続いて第３図以下の添付図面を参照しつつ、本
発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の
理解に供する。

ここに第３図は本発明の第１の実施例に係る仮
焼装置の平面図、第４図は同側面図、第５図は第
４図におけるＡ−Ａ矢視断面図、第６図は同仮焼
装置に用いる分離サイクロン内での流れを示す平
面図、第７図は同側断面図、第８図は本発明の第
２の実施例に係る仮焼装置に用いる分離サイクロ
ンの平面図、第９図は同側面図、第１０図は本発
明の第３の実施例に係る仮焼装置に用いる分離サ
イクロンの平面図、第１１図は同側面図、第１２
図及び第１３図は本発明の第４及び第５の実施例
に係る仮焼装置に用いることのできる分離サイク
ロンの側面図、第１４図は第１３図におけるＢ−
Ｂ矢視断面図である。尚、第１図、第２図に示す
従来例に使用した構成要素と共通する要素には同
一の符号を使用して説明する。

第３図及び第４図に示すように、仮焼炉２にガ
ス導管７ｂを介して接続された分離サイクロン
C₄内のガス流の流れ方向に見て、上記ガス導管
７ｂを接続した開口１９の手前側（上流側）の円
筒部１７の側壁に開口部１７ａが設けられ、該開
口部１７ａには調整板２５の設けられた短いダク
ト２３を介して、上部が円筒状で下部が逆円錐台
形状となつているポケツト部２４が取り付けられ
ている。上記ポケツト部２４の下部には、該ポケ
ツト部２４により捕集された原料粉末を排出する
排出口２６が設けられ、該排出口２６は仕切板２
８の取り付けられている循環シユート２７を介し
て分離サイクロンC₄の入口側に接続された前記
仮焼炉２の下部室、即ちクリンカ冷却装置４から
の高温空気が導入される高温空気導管１３の接続
部近傍の高さに接続されている。

続いて、上記実施例をその作用に付き第６図、
第７図を参照して詳しく説明する。予熱装置１を
通つて予熱された原料粉末は、サイクロンC₃か
らシユート１４を通つて仮焼炉２へ供給され、こ
こで高温空気導管１３より供給された高温空気
と、燃料の燃焼によつて加熱され、ガス導管７ｂ
を通り、開口１９から矢印Ａで示す如く分離サイ
クロンC₄内へ導入される。分離サイクロンC₄の
円筒部１７において原料粉末を随伴したガスは、
矢印A₁の如く円筒部１７内を旋回し、該旋回に
伴う遠心力により原料粉末は円筒部１７の内壁の
方向に付勢され、その内特に質量の大きい粗粉は
円筒部１７に設けられた開口部１７ａから矢印
A₅に示す如くポケツト部２４に放出される。該
ポケツト部２４へ放出された原料粉末は重力によ
り落下して下部の排出口２６に集められた後、循
環シユート２７を通つて再度仮焼炉２内に投入さ
れ、投入された原料粉末は仮焼炉２内を上昇する
熱ガスに乗つて再度上記工程を経て分離サイクロ
ンC₄に案内される。

ポケツト部２４に入らず分離サイクロンC₄内
を旋回しつつ降下する原料粉末は、分離サイクロ
ンC₄の下部に集められ、排出口１８ａから取り
出され、取り出しシユート１５を通り接続ハウジ
ング１２から焼成炉３へ供給される。また分離サ
イクロンC₄の底部で原料粉末と分離した排ガス
は小径の旋回流となつて矢印A₃，A₄で示す如く
上昇し、ガスダクト７ｃを経て予熱装置１へ導か
れる。

このようにして、原料粉末と、熱ガスとの熱交
換が行われるが、原料粉末の一部が仮焼炉２→ガ
ス導管７ｂ→分離サイクロンC₄→ポケツト部２
４→取り出しシユート２７→仮焼炉２というよう
に循環するので、原料粉末の仮焼装置内における
滞留時間が長くなり、仮焼反応が促進される。

特にガス導管７ｂから分離サイクロンC₄に導
入された原料粉末のうち、粒子径の比較的大きい
粗粉原料がポケツト部２４に捕捉されやすく、こ
れが仮焼炉２へ循環されて再度熱交換が行われる
ので、長い滞留時間を必要とするこれら大径の粗
粉原料でも上述の仮焼反応を十分に行うことがで
きる。また、ポケツト部２４への原料粉末の分離
に際して、分離サイクロンC₄内に存在する熱ガ
スの旋回流を利用するものであるから圧損の増加
を伴うことなく、原料粉末の仮焼装置内における
滞留時間の延長を図ることができる。又仮焼炉２
での燃料を微粉炭等の固体燃料とした場合は、粒
径が大で従つて未燃焼の固体燃料をポケツト部２
４で捕集し、再度仮焼炉２に投入するので、粗粉
燃料の完全燃焼が容易となる。尚、開口部１７ａ
からダクト２３を介してポケツト部２４へ分離す
る原料粉末の量は、必要に応じて開口部１７ａ付
近に設けた調整板２５の挿入長さの調節によつて
最適に調整することができる。上記のような原料
粉末のポケツト部２４への放出量の調節は、この
ような摺動式の上記調整板２５による外、第５図
に示す如く、回転軸２５ａのまわりに回動可能の
邪魔板２５ｂにより行うことも可能である。

更に、ポケツト部２４は分離サイクロンC₄側
壁の円周方向のどの位置に配置することもできる
ので、仮焼炉２に近い位置にポケツト部２４を配
設することにより熱交換装置の高さを増すことな
く実施することができる。

次に、第８図及び第９図に本発明の第２の実施
例を示すが、上記第１の実施例と相違する点は、
開口部１７ａが分離サイクロンC₄に接続されて
いるガス導管７ｂより下方の円筒部１７に設けら
れ、該開口部１７ａにダクト２３を介してポケツ
ト部２４が接続されていることである。

このように構成することにより、原料粉末は旋
回流により円筒部１７の側壁に十分付勢された後
ポケツト部２４へ押しやられるので、ポケツト部
２４へ十分な量の原料粉末の捕集が可能となる。

第１０図及び第１１図には、本発明の第３の実
施例を示すが、先に述べた第１及び第２の実施例
と相違する点は、ポケツト部２４の天井と分離サ
イクロンC₄の出口側ガス導管７ｃとを接続する
短絡ガス導管３０が設けられている点である。
尚、上記短絡ガス導管３０にはダンパ３１が設け
られている。

このように構成することにより分離サイクロン
C₄→ダクト２３→ポケツト部２４→短絡ガス導
管３０→出口側ガス導管７ｃを流れるガス流が生
じるので、ポケツト部２４の原料粉末の捕捉効率
を向上することができると同時に、短絡ガス量に
応じて分離サイクロンC₄の圧損を低減すること
ができる。この場合、ダンパ３１により短絡ガス
量を制御し適当な流量にすることができる。

更に、上記第３の実施例においては、ポケツト
部２４と分離サイクロンC₄とを接続するダクト
２３をポケツト部２４の側壁外周に対して略接線
方向又は円周方向に向けて接続し、ポケツト部２
４をサイクロン状に構成しているので、短絡ガス
導管３０を通る短絡ガスに伴われ、出口側ガス導
管７ｃへ漏出する原料粉末の量を最少に抑えるこ
とができる。

ポケツト部２４は上記の実施例に示した場所の
外、分離サイクロンC₄の側壁部であれば、種々
の場所に設けることが可能である。第１２図に示
した第４の実施例では、ポケツト部２４が分離サ
イクロンC₄の逆円錐体状部１８に設けられてい
る。このように円筒部１７又は逆円錐体状部１８
のどの高さ位置にポケツト部２４を設けるかによ
つて分離する原料粉末の量及び粒度分布を調整す
ることが可能となる。

第１３図及び第１４図に示した第５の実施例で
は、分離サイクロンC₄の円筒部１７から下方の
逆円錐体状部に亘る開口１７a′を設け、分離サイ
クロンC₄の内面に溝状のポケツト部２４′を形成
している。かかる溝状のポケツト部２４′は分離
サイクロンC₄の内面に施行する耐火物によつて
形成することができる。

以上述べたようなポケツト部２４，２４′から
循環シユート２４を介して還流する部所は、上記
のような仮焼炉２にのみ限定されるものではな
く、要するに分離サイクロンC₄のガス導入部側
へ接続され、仮焼作用を繰り返し受け得る場所で
あればよい。

例えば第１５図に示した第６の実施例では、仮
焼炉２′から排出される高温燃焼ガスと、焼成炉
３から排出される高温排ガスとが混合室３２にお
いて合流した後、ガス導管７ｄを経て分離サイク
ロンC₄に流入するように構成されており、ポケ
ツト部２４で捕集された原料粉末は循環シユート
２７を経て上記混合室３２へ還流され、該混合室
３２内を流れる熱ガスに乗つて再度分離サイクロ
ンC₄へ戻される。

これまでの例では、ポケツト部２４で捕集され
た原料粉末は仮焼炉２又は仮焼炉２′の出口側へ
戻されているが、第１６図に一例に示す如く仮焼
炉への流入側の焼成炉排ガス又は燃焼用空気中に
戻してもよい。また第４図に示した例では仮焼炉
２を焼成炉３の接続ハウジング１２の上部に立設
し、仮焼炉２の下端からは噴流層形成用の気体と
して焼成炉３からの排ガスが導入されていたが、
このような噴流層形成用の気体としては必ずしも
焼成炉３からの排ガスを用いる必要はなく、前記
したクリンカ冷却装置４からの燃焼用高温空気を
使用してもよい。この場合焼成炉３からの排ガス
は上記仮焼炉とは別に処理されるか、或いは予熱
装置へ直接導入することもでき、いずれの場合も
比較的高濃度の炭酸ガスを含有する焼成炉排ガス
を仮焼炉へは導入しないようにすることができる
ので、仮焼炉内の炭酸ガス分圧をより一層低減す
ることができ、原料粉末の仮焼及び燃料の燃焼を
一段と促進することができる。

第１６図に示した第７の実施例においては、上
記のような仮焼炉２″の下端から吹き込まれる噴
流層形成用の気体として、クリンカ冷却装置４か
らの燃焼用高温空気を導入するべく仮焼炉２″の
下端に高温空気導管１３が接続され、当該高温空
気導管に分離サイクロンC₄からの循環シユート
２７が接続され、仮焼炉２″への高温空気と共に
ポケツト部２４で捕集された原料粉末が循環され
る。

以上の説明において、本発明は原料粉末の種類
は勿論のこと熱交換の種類（加熱、冷却）や、熱
ガスの種類（燃焼ガス、空気等）については全く
制限されず、また分離サイクロンやガス導入部の
形状或いはポケツト部の構造、配置等について自
由に設計変更することも可能であり、例えば１基
の分離サイクロンに対して複数のポケツト部を配
設したりすることも可能である。

以上述べた通り、本発明は原料粉末の流れの方
向に見て、複数段の粉末捕集器を上下方向に積重
してなる予熱装置と焼成炉との間に配置され、独
立した燃料供給装置を備える仮焼炉と、該仮焼炉
に付設される分離サイクロンよりなる原料粉末の
仮焼装置において、前記分離サイクロンの側壁に
開口部を設け、該開口部に下部に原料粉末排出口
を有するポケツト部を接続し、上記原料粉末排出
口を上記分離サイクロンへのガス導入部上流側に
循環シユートを介して接続したことを特徴とする
原料粉末の仮焼装置であるから、圧損を増加させ
ることなく原料粉末の仮焼装置内での滞留時間を
長くすることができ、中でも仮焼反応に長い時間
を要する比較的大きい粗粉原料についての滞留時
間が長くなる為、仮焼反応を著しく促進すること
ができる。また仮焼炉の燃料を微粉炭等の固体燃
料とした場合は、粒径が大で従つて未燃焼の固体
燃料をポケツト部で捕集し、再度該仮焼炉に投入
するので、熱交換及び仮焼反応と同時に燃焼反応
も十分に行われる。更にポケツト部はサイクロン
の側壁のどの部分にでも取り付けることができ、
構造も簡単であるので配置的に制限を受けず、支
持架構を大きくする必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に係るセメント原料焼成設備の
線図的系統図、第２図は従来例に係る仮焼装置の
側面図、第３図は本発明の第１の実施例に係る仮
焼装置の平面図、第４図は同側面図、第５図は同
実施例に用いることのできる循環量調整装置の平
断面図、第６図は同仮焼装置に用いる分離サイク
ロンの平面図、第７図は同側断面図、第８図は本
発明の第２の実施例に使用する分離サイクロンの
平面図、第９図は同側面図、第１０図は本発明の
第３の実施例に使用する分離サイクロンの平面
図、第１１図は同側面図、第１２図、第１３図は
本発明の第４、第５の実施例に使用する分離サイ
クロンの側面図、第１４図は第１３図におけるＢ
−Ｂ矢視図、第１５図、第１６図は本発明の第
６、第７の実施例に係る仮焼装置の側面図であ
る。 （符号の説明）、７ｂ…ガス導管、１５…取り
出しシユート、１７ａ…開口部、C₄…分離サイ
クロン、２４…ポケツト部、２６…排出口、２７
…循環シユート、３０…短絡ガス導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料粉末の流れの方向に見て、複数段の粉末
   捕集器を上下方向に積重してなる予熱装置と焼成
   炉との間に配置され、独立した燃料供給装置を備
   える仮焼炉と、該仮焼炉に付設される分離サイク
   ロンよりなる原料粉末の仮焼装置において、前記
   分離サイクロンの側壁に開口部を設け、該開口部
   に下部に原料粉末排出口を有するポケツト部を接
   続し、上記原料粉末排出口を上記分離サイクロン
   へのガス導入部上流側に循環シユートを介して接
   続したことを特徴とする原料粉末の仮焼装置。 ２ 仮焼炉が分離サイクロンへのガス導入部上流
   側の一部を形成して配設され、ポケツト部の原料
   粉末排出口が、循環シユートを介して上記仮焼炉
   に接続されてなる特許請求の範囲第１項に記載し
   た原料粉末の仮焼装置。 ３ ポケツト部の原料粉末排出口が、循環シユー
   トを介して仮焼炉と分離サイクロンとを連結する
   燃焼ガス導管に接続されてなる特許請求の範囲第
   １項に記載した原料粉末の仮焼装置。 ４ ポケツト部の原料粉末排出口が、循環シユー
   トを介して仮焼炉への導入ダクトに接続されてな
   る特許請求の範囲第１項に記載した原料粉末の仮
   焼装置。