JPH0220919B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 セメント焼成用キルンの能力向上方法として、
従来キルンに入る原料を仮焼能力の大きい流動層
で予じめ処理した後、キルンに供給することが考
えられていた。

従来のセメント仮焼用流動層付キルンの概略図
を第１図について説明すると、セメント原料は原
料供給装置１からサスペンシヨンプレヒータ（第
１図では４段の場合）の最上段のサイクロンダク
ト２ａに投入される。次いで投入された原料は各
サイクロン２，２……を経て、下方から送入され
てキルン３より排出される高温の燃焼ガスと熱交
換しながら加熱され、サイクロンの原料シユート
４より１部、又は全量の予熱されたセメント原料
が仮焼炉５に供給される。

仮焼炉５内ではバーナ等の熱源によりセメント
原料の仮焼が行なわれ、仮焼ずみのセメント原料
は排ガスに同伴されて排ガスダクト６より排出さ
れる。排出されたセメント原料はキルン窯尻３′
に導入され、ここでキルン排ガスに同伴されてサ
スペンシヨンプレヒータの最下段サイクロン２′
に導入し、排ガスと分離後キルン３へ投入され
る。

前記仮焼炉５は第２図に示す構造をしており、
第１図に示すセメント燃焼過程に於いて次のよう
な作用を有する。

即ち、仮焼炉５内では、原料シユート４を通つ
て供給されたセメント原料による流動層７が形成
されるが、この流動層７は、クリンカクーラ８か
ら除塵機９を経た排ガスが、流動化ガス吹込口１
０より押込ブロワ１１で流動化ノズル１２を通し
て吹込まれることにより形成される。またこの排
ガスはセメント原料の流動化と共に重油バーナ１
３の燃焼用空気として供給される。

また流動層７内では、バーナ１３より重油を噴
霧状に吹き込み、同流動層７内のセメント原料を
加熱して均一な温度で仮焼を行なつている。次い
で仮焼炉５内で仮焼されたセメント原料は、排ガ
スにより同伴されて排ガスダクト６からプレヒー
タの最下段サイクロン２′に導かれ、ガスと分離
捕集されて１段上のサイクロン２より供給された
セメント原料と混合してキルン３に供給される。
また仮焼炉５の排ガスは、上段のサイクロン２，
２……へ順次導かれて行くので、セメント原料の
予熱にも使用される。

ところで仮焼炉５本体の構造、形状は仮焼能力
の目標、セメント原料の流動化に必要な風速、炉
床単位面積当りの熱負荷より決められる。一方キ
ルン３の焼成能力を高める場合、仮焼炉５の形状
自体も大きくする必要がある。また仮焼炉５内の
セメント原料の仮焼を行なう場合、流動化ガス１
０による流動層７内重油燃焼だけでなく、流動層
上でも重油燃焼を行なわせる構造の仮焼炉も出現
している。

これは流動化ガス１０の量はバーナ１３からの
重油量に対して不十分で、流動層７の中では１部
しか燃焼できていないために、また重油が加熱に
よりガス化された段階では、原料に付着した状態
で層上に出て来るために、流動化ガスとは別の空
気供給ダクトを設けて燃焼を促進させる構造を有
している。この種の仮焼炉の構造を第３図に示
す。第３図の仮焼炉の特長は、二次燃焼用空気吸
込口としてクーラ抽気ダクト１４が存在している
ことである。なお、第１図〜第３図に於いて１５
は引込みブロワ、１６はガスチヤンバー、１７は
排気ダクトである。

さて従来の仮焼炉では、第２図のように流動層
７の層内でのみ燃焼を行なう構造のものか、或は
第３図のようにクリンカクーラ８の高温ガスを仮
焼炉内の流動層上部に導くクーラ抽気ダクト１４
を設け、二次的な燃焼用空気を供給して流動層７
上での燃焼も期待する構造となつていた。

また第２図の構造の仮焼炉では焼成上の理由で
決められるセメント原料の粒度、流動層としての
成立条件（質量、速度、圧力損失等）に加えて、
焼成上の条件を合せて考慮する必要があり、設計
は極めて複雑になる。従つて押込みブロアの負荷
が大きくなると共に、流動化空気のみではバーナ
からの重油の燃焼に対して空気量が不十分である
などの欠点があつた。また第３図に示す従来の仮
焼炉では、十分にセメント原料と空気、重油の混
合が行なわれておらず、所期の性能が達成できな
い欠点があつた。

そこで本発明者等は前記従来の欠点を除去する
ことができる仮焼炉を得ようと実験を重ねた結
果、前記欠点が生ずるのは、第３図の仮焼炉では
仮焼炉壁面に対し接線方向から導気するクーラ抽
気ダクトを有する構成となつているのが原因であ
ることが判明した。

このためクーラ抽気の吹込みガスは、仮焼炉内
では第４図に示すような単一の旋回流となり、流
動層の下から吹込まれたガスは旋回の中心を抜け
て流れている。従つてセメント原料、重油と燃焼
に必要なクーラ抽気との混合が十分に行なわれな
い事態が必然的に生じている。

仮焼炉の中での燃焼を良くするためには、流動
層内でセメント原料と混つた重油、或は気化した
可燃物とクーラ抽気（空気）との混合を良くする
必要がある。

本発明は前記従来のクーラ抽気ダクト形状、配
置に起因する仮焼炉内でのセメント原料、燃焼用
空気及び重油との混合の不均一性を除去するため
に提案されたもので、キルンとサスペンシヨン式
原料予熱装置との間に設けられ、内部に流動層を
形成する仮焼炉に於いて、前記流動層の下部に一
次燃焼用空気供給部を、仮焼炉の両側に２本配設
された二次燃焼空気供給部を夫々設け、同二次燃
焼用空気供給部は、仮焼炉の中央部を挟み、かつ
互に軸線をずらして対峙し、同仮焼炉壁面に接続
する個所で水平面内に於いて平行する空気供給口
を分岐してなるもので、クーラ抽気ダクト形状を
従来のものと変えることにより、前記欠点を解消
した流動層式セメント原料の仮焼炉を提供せんと
するものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する
と、本発明はクーラ抽気ダクト形状を第１図〜第
３図の従来のものと異にするが、他の部分の構造
は同一であるので、これらの同一部分については
同一の符号を用いて説明することにする。

さて第５図に於いて、セメント原料は図示しな
い原料シユート（第３図の原料シユート４と同
じ）より仮焼炉５内に供給される。次いで図示し
ない流動化ノズル（第３図の流動化ノズル１２と
同じ）を通つたガスはセメント原料を流動化し、
流動層（第３図の流動層７と同じ）を形成する。
また図示しないバーナ（第３図のバーナ１３と同
じ）により噴霧された重油と混合し、同流動層内
で燃焼させる。

１８はクーラ抽気ダクトの主管、１９ａ，１９
ｂ，１９ｃ，１９ｄは同ダクトの副管で、同副管
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを通して吹込ま
れた二次的燃焼空気により、浮遊するセメント原
料を撹拌してこれと混合させる。また流動層上に
於いて未燃分重油の燃焼も行なわれる。仮焼され
たセメント原料は、排出ダクト１７（第７図ロ）
を通して燃焼排ガスにより搬送され、キルン排ガ
スと共に最下段のサイクロン（第１図のサイクロ
ン２′と同じ）に送られる。

ここで第５図に於いてクーラ抽気ダクトを更に
詳細に説明すると、クーラ抽気ダクト主管１８は
仮焼炉５の両側に２本配設されている。即ち、同
２本の主管１８は直立円筒状仮焼炉５本体に対し
て相対する両側から炉本体に向い、更に同主管１
８は仮焼炉５に接続する個所で水平面内に於いて
平行する前記各２個の副管１９ａ，１９ｂ及び１
９ｃ，１９ｄに分岐し、同各副管１９ａ，１９ｂ
と１９ｃ，１９ｄは直立円筒状仮焼炉軸心に対
し、点対称に近い位置に配置されている。即ち、
副管１９ａと１９ｃ及び１９ｂと１９ｄは仮焼炉
５の中央部を挾み、かつ管軸をずらして対峙し、
夫々同一水平面内で平行に位置している。

以上説明した如く副管１９ａ，１９ｂ，１９
ｃ，１９ｄは構成されているため、第５図の断面
で示す如く、２つの気流渦２０ａ，２０ｂが仮焼
炉５内のクーラ抽気ダクト部断面に発生する。こ
の気流渦２０ａ，２０ｂのため、流動層上でのセ
メント原料、重油及びクーラ抽気（空気）の乱流
混合が十分に行なわれ、仮焼炉５内での燃焼を向
上させることができる。

第８図は第５図と異なる実施例を示し、他の装
置との関係、配管との取合いによつては副管は主
管に対して第５図の如く90度曲げて取付ける必要
はなく、例えば第８図のような形状にしてもよ
い。なお、配管の取合いによつては同じ副管形状
であると、流量配分が不均一な状態でクーラ抽気
ガスが吹込まれる可能性がある。このため第５図
の副管１９ａと１９ｂ、或は１９ｃと１９ｄの間
は第８図の２１に示すレンガ積みの仕切りにして
おき、流動配分により各断面を決定するような構
造とすることもできる。

本発明のクーラ抽気ダクトを使用した場合のク
ーラ抽気と流動層から上昇するガスとの混合の均
一性の効果を、第７図に於いて実験結果を例に示
す。

実験では流動化空気にCO₂ガスをトレーザとし
て混ぜ、クーラ抽気との混合状態をCO₂ガスの濃
度分布で評価した。なお、実験は実機との相似則
をレイノズル数を合せることによつて行なつた。

第６図は従来型クーラ抽気による仮焼炉内の
CO₂ガス濃度分布を示す。第７図は本発明のクー
ラ抽気ダクトによりガス吹込みを行なつた場合の
CO₂ガス濃度分布を示す。流動層上で燃焼する場
合、できるだけ流動層近くでセメント原料、重
油、空気は均一化する必要がある。第６図と第７
図を比較すると分るように、第７図によるクーラ
抽気形状では，で著しくガスの混合が向上し
ている。

第６図ではクーラ抽気が仮焼炉軸心回りに旋回
しているため、中央部を主として流動化ガスが流
れていることが分る（第６図では中央部のCO₂ガ
ス濃度が高い）。これに対し第７図に示す如く本
発明によるクーラ抽気ダクト形状では、断面で
十分に混合されていることが分る。

以上詳細に説明した如く本発明は構成されてい
るため、二次燃焼用空気供給部断面に２つの互に
反対方向に回る気流渦が発生する。従つてこの気
流渦のため流動層上でのセメント原料、重油及び
クーラ抽気（空気）の乱流混合が十分に行なわ
れ、仮焼炉内での燃焼を著しく向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセメント仮焼用流動層付キルン
の概略を示す正面図、第２図は従来の仮焼炉の１
例を示す正面断面図、第３図イは第２図と異なる
構造の従来の仮焼炉の正面断面図、第３図ロは第
３図イのＡ〜Ａ断面図、第３図ハは第３図イのＢ
〜Ｂ断面図、第４図は従来の仮焼炉のクーラ抽気
ダクト部に於けるフローパターンを示す説明図、
第５図は本発明の実施例に於ける仮焼炉のクーラ
抽気ダクト部の形状を示す平面断面図、第６図イ
は従来の仮焼炉内の混合状態を説明する平面図、
同ロは同正面断面図、第７図イは本発明に於ける
仮焼炉内の混合状態を示す平面図、同ロは同正面
断面図、第８図は本発明の仮焼炉の第５図と異な
る実施例を示す平面断面図である。 図の主要部分の説明、４……原料シユート、５
……仮焼炉、７……流動層、１０……流動化ガス
吹込口（一次燃焼用空気供給部）、１８……クー
ラ抽気ダクト主管（二次燃焼用空気供給部）、１
９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ……クーラ抽気ダ
クト副管（空気供給口）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ キルンとサスペンシヨン式原料予熱装置との
   間に設けられ、内部に流動層を形成する仮焼炉に
   於いて、前記流動層の下部に一次燃焼用空気供給
   部を、仮焼炉の両側に２本配設された二次燃焼空
   気供給部を夫々設け、同二次燃焼用空気供給部
   は、仮焼炉の中央部を挟み、かつ互に軸線をずら
   して対峙し、同仮焼炉壁面に接続する個所で水平
   面内に於いて平行する空気供給口を分岐してなる
   ことを特徴とする流動層式セメント原料の仮焼
   炉。