JPH02243545A - 原料ミールからセメントクリンカを製造する方法及びその装置 - 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） 本発明は懸垂型予熱器のような予熱器と、か焼炉と、静
止型反応炉と、第１及び第２のクリンカ冷却器とを備え
る装置内にて、原料ミールからセメントクリンカを製造
する方法において、原料ミールが予熱器内にてか焼炉か
らの高温の排気ガスにより最初に予熱され、該か焼炉は
、燃料と、第２の冷却器からの予熱された燃焼空気と、
静止型反応炉からの高温の排気ガスとを受け取り、予熱
された原料ミールがか焼炉内にてか焼されて、第１の冷
却器から高温の空気が供給される静止型反応炉に供給さ
れ、か焼された材料は第１の冷却器内にて冷却される前
に静止型反応炉内で焼成されてセメントクリンカとなり
、その後、第２の冷却器内に供給され更に冷却されるよ
うにした、原料ミールからセメントクリンカを製造する
方法に関する。第１及び第２の冷却器は、別個の冷却器
にするか、又は、共通の冷却器の別個の冷却室とするこ
とが出来る。かかる方法は上述した型式のものとして以
下に説明する。

（従来の技術及びその課題） かかる型式の方法は欧州特許第０２２６３２９号の明細
書から公知である。この明細書によると、原料ミールは
固有のか焼チャンバに加えて、該か焼チャンバの真下に
設けられた渦巻き室を備えるか焼炉内にてか焼されるが
、該渦巻き室は第２の冷却器からその上に位置するか焼
炉まで循環状態にて第２の燃焼空気を供給し、さらに、
燃焼空気中に取り込まれて静止型反応炉からか焼炉まで
運ばれたセメントクリンカを分離するための第２の渦巻
き室を更に備えるでいる。この第２の渦巻き室内にて分
離されたセメントクリンカは通路を通じて反応炉まで戻
される。この第２の静止型反応炉内において、か焼され
た原料ミールは流動床内にて焼成されてセメントクリン
カとなり、このセメントクリンカは反応炉の底部から第
１の冷却器内に排出される。この明細書は原料ミールが
か焼炉内にて約８６０℃の温度にて、約８５％程度のか
焼が実現されると説明している。反応炉からの高温の燃
焼空気は混合チャンバを介して第２の渦巻き室に運ばれ
、反応炉からの燃焼空気は混合室内にて第２の冷却器か
らの第２の燃焼空気と混合される。

本発明の目的は上述の公知の方法及び装置よりもはるか
に簡単でかつ複雑でない方法、従って装置を提供するこ
とであり、本発明によれば、上述の型式の方法は静止型
反応炉内での焼成がスパウト型床内にて行われ、原料ミ
ールはか焼炉内にて９５０℃以上の温度にてか焼される
ことと、空気がブロワ−により第１の冷却内に吹き込ま
れかつ該冷却器を通って静止型反応炉の底部内まで上方
に供給されることと、及び該ブロワ−の容量が静止型反
応炉内への空気の流動を維持するのに十分であるように
設定され、所定の寸法以上の仕上げ焼成されたクリンカ
のみが空気の流動に抗して重力下、静止型反応炉から第
１の冷却器内まで通過し得るようにしたこととを特徴と
する。

スパウト型床は通常、下端の載頭円錐形の遷移部分を介
して、ガス入口煙道に接続された直立の円筒状容器から
構成される。この容器に粗い粒子を充填し、円筒状容器
内の固有のガス速度が粒子の落下速度よりも遅いように
設定したならば、粒子は容器の頂部から外部に運ばれず
、ガス流の影響下、粒子は強制されて、流動するガス流
と密着する特徴的な循環流れパターンを採る。ガス供給
源として空気が利用される場合、燃料はスパウト型床に
供給することが出来、ガス及び粒子が密着するため、床
全体を通じて均一な温度を維持することが出来る。この
有利な効果は流動床による公知の利点と同様であるが、
流動床はスパウト型床と異なり、ガスが単一の中央入り
口ではなく、多数の小さい穴を有する底部板を通じて導
入される。

ガスの分布は流動床の断面積全体を通じてより均一であ
るが、クリンカを焼成させるために１３００゜Ｃ以上の
温度が必要とされ、及び空気は１１００℃迄予熱される
ため、かかる高温に耐え得る底部板の材料を得ることは
実質上不可能である。この問題点はスパウト型床の場合
には生じない。

（課題を解決するための手段） 本発明によると、原料ミールはか焼炉内にて略完全にか
焼され、高温のか焼された原料ミールはスパウト型床内
に導入され、ここで寸法の異なる略仕上げられた大量の
クリンカーが循環し、原料ミールは直ちに特に、より小
さいクリンカ粒子に付着し、反応を継続させる。クリン
カ粒子は徐々に堆積し、クリンカが最終的に焼成された
とみなされる所定の所望の寸法に達したならば、クリン
カはその達成された重量のため、第１の冷却器から反応
炉に入る空気流に打ち勝ち、重力下、反応炉の底部方向
に動き、さらに、下降して反応炉の底部に達し、ここで
、クリンカは最終的に、凝固して固体クリンカとなり、
次に、第２の冷却器に供給されて、更に冷却される。

静止型反応炉は燃料が供給されたならば、その燃料は第
１の冷却器からの空気により焼成され、静止型反応炉内
の温度は、燃料の供給量を調節することにより、静止型
反応炉内への第１の空気の供給速度、即ち、所望の空気
流量を変化させることなく、少なくとも一部分制御する
ことが出来る。

このことは、静止型反応炉内への空気流は常に焼成させ
ようとする最大の燃料が焼成するのに必要とされる空気
の供給量を上廻ることを前提とする。

従って、仕上げ焼成されたクリンカの寸法及び反応炉内
にて焼成させるのに必要な温度は別個に調節することが
可能となる。

静止型反応炉内の温度はか焼炉から供給されたか焼され
た原料ミールの温度を調節することにより少な（とも部
分的に制御することが出来る。反応炉内のクリンカの焼
成は発熱プロセス、即ち、熱の発生を伴うプロセスであ
るため、静止型反応炉への燃料の供給が零になる場合も
ある。

原料ミールがか焼されたクリンカに望ましくないアルカ
リ含有率を有している場合、静止型反応炉からの排気ガ
スの一部分はクリンカ内に入る前に除去することが出来
る。これは不可避的にエネルギの損失を伴うが、かかる
損失はスパウト型床へのガス流量及び燃料供給量が少な
いため、無視し得る。

本発明は又、予熱器と、か焼炉と、下端に截頭円錐形の
壁を有する直立の円筒状容器により構成される静止型反
応炉と、第１及び第２のタリンカ冷却器とを備える、本
発明の方法を実施するための装置において、截頭円錐形
の壁の底部が開放しかつ共通の垂直中央煙道を通じて第
１のタリンカ冷却器の頂部と直接的に接続し、高温の空
気が冷却器から反応炉まで通過すると同時に、仕上げ焼
成されたセメントクリンカが反応炉から冷却器まで通過
するのを許容し、容器には、か焼された原料ミールの１
又は２以上の入口が更に設けられる。

反応炉への底部ガス入口煙道を利用して、該煙を通って
反応炉外に出る粒子を分類することにより、均一なタリ
ンカ寸法が得られることは上記の欧州特許第２１１２２
９６号の明細書から公知である。

この明細書は燃焼空気を供給する中央入りロバイブを底
部に有する流動床反応炉を開示しており、該入口バイブ
は仕上げ焼成させたクリンカ用の出口煙道としても機能
する。しかし、この公知の機構はその下方の冷却器から
反応炉に焼成ガスを供給するための複数の煙道及びダン
パを備える極めて複雑なシステムから成り、さらに、組
み合わせた吸気口／クリンカ排出煙道には、タリンカの
通路が設けられる。この構成と対照的に、本発明による
吸気口／クリンカ排出煙道又はパイプは上記の欧州特許
第２１１２２９６号に記載された相対的に複雑な接続部
分を使用することなく、冷却器と簡単に開放接続してい
る。

本発明による装置において、か焼炉は空気、排気ガス、
燃料及び原料ミール用のそれぞれの通路を底部に備え、
浮遊する粒子を有する排気ガスの出口を頂部に有する直
立の円筒状容器とすることが出来る。この出口は分離器
と接続させ、か焼された粒子を排気ガスから分離し、及
び該粒子を静止型反応炉内に供給する。

反応炉の直径はか焼炉の直径よりも小さくし、反応炉は
か焼炉の中央部及び該か焼炉の真下に位置決めされかつ
反応炉からの排気ガスが何等の制限を受けることなく、
か焼炉内まで上方に直接通過することが出来得るような
方法にてか焼炉に接続される。これにより、か焼炉と反
応炉の間に通路、又はその池の圧力低下の原因となる接
続部を備える必要がなくなり、このため、反応炉はか焼
炉の底部に小さいチャンバの形態にて該か焼炉の一体部
分として構成することが出来る点にて上記の公知の装置
に著しく優る利点が得られる。

（実施例） 以下、単に一例として添付図面を参照しながら、本発明
について詳細に説明する。

図面には、３つの予熱サイクロン１．２及び３と、分離
サイクロン５を有するか焼炉４と、該か焼炉４の下方に
位置決めされた静止型反応炉６と、第１及び第２のタリ
ンカ冷却器７．８とを備える懸垂型予熱器を備える、セ
メントクリンカを製造するためのプラントが図示されて
いる。

セメントの原料ミールは入口９からプラントに供給され
、煙道１０を介して、予熱器サイクロン１．２及び３を
通ってか焼炉４まで公知の方法にて運ばれる。か焼炉４
は入口から燃料が供給され、及び第２の冷却器８から１
又は２以上の煙道を通じて燃焼空気が供給される。

か焼炉４内において、予熱された原料ミールは浮遊状態
にて公知の方法にてか焼され、排気ガス及びか焼された
原料ミールは出口５ａを通じて分離サイクロン５に運ば
れ、該サイクロン５から排気ガスは予熱器１．２及び３
に導入され、これらの予熱器を出てから排気ガス出口１
３を通じてプラント外に排出される。分離されたが焼さ
れた原料ミールは分離サイクロン５から煙道１４を介し
て反応炉６内まで下方に導入される。

反応炉６には、パイプ１５を通じて第１の冷却器７から
燃焼空気が供給され、及び入口１６を通じて燃料が供給
される。ブロワ−１７が冷却器に空気を供給し、該冷却
器には、パイプ１５を介して反応炉６から仕上げ焼成さ
れたタリンカが供給される。冷却器内にて最終的に凝固
したクリンカは、第１の冷却器７から煙道１８を通って
第２の冷却器内に入り、最終的に冷却される。

図面から明らかであるように、反応炉６はか焼炉４の底
部に位置決めされ、か焼炉の下方截頭円錐形部分１９の
一体部分として組み込まれており、か焼炉には反応炉６
から直接排気ガスが供給される。

第２図には、円筒状容器２０と、下方截頭円錐形部分２
１と、か焼された原料ミール人口１４と、燃料入口１６
と、燃焼空気用の入口１５と、及びか焼炉４への排気ガ
ス通路２２とを備える反応炉６の垂直部分が図示されて
いる。反応炉６の内部には、断熱耐火性ライニングが設
けられている。

か焼された原料ミールは反応炉６の円錐形壁２１に沿っ
て入口バイブ１４から下方に流動し、煙道１５を通って
上方に流動する燃焼空気により円錐形部分２１の底部に
て補足され、これにより、反応炉の円筒状容器２０内に
てスパウト型床を形成する。円筒状容器２０内に矢印で
示すように、材料は特徴的な垂直パターンにて反応炉内
を循環し、徐々に堆積してクリンカになり、粒子寸法が
増大する。所定の寸法に達し、クリンカの重量が反応炉
内の上昇気流に起因する力を上田るならば、仕上げたク
リンカは円錐形部分２１内に落下し、バイブ１５を経て
第１の冷却器７まで下方に落下する。クリンカの所定の
寸法はバイブ１５を通って上方に流動する空気の容積の
設定値、従って、その空気の流動速度いかんにより決ま
る。

反応炉６内におけるクリンカの特徴的な循環動作のため
、温度は反応炉の全断面積全体に亙って均一に配分され
る。バイブ１５は冷却器７内まで下方に開口する自由開
口部を有し、仕上げ焼成されたクリンカに対する極めて
簡単な仕分は機を提供する。

反応炉６内に供給されるか焼された原料ミールは実際上
、完全にか焼され、原料ミールは９５０℃以上の温度に
て９８％以上のか焼程度までか焼炉内にてか焼される。

反応炉内の発熱プロセスのため、特定の状況下にて反応
炉内に燃料を供給する必要はないが、セメントクリンカ
を焼成させるための温度が自動的に所望の温度まで上昇
するように構成されていない場合には、反応炉には燃料
供給バイブ１６が設けられる。

図面及び上記の説明から、本発明の反応炉による解決手
段は従来技術の装置よりもはるかに簡単な装置、即ち、
か焼炉４及び反応炉６間、及び反応炉６及び第１の冷却
器７間に圧力低下の原因となる接続部分を使用しない装
置を提供するものであることが理解されよう。

さらに、静止型反応炉への燃料空気の流量は反応炉内の
おける燃料の焼成を最大にするのに必要とされる最小空
気量よりもはるかに大きく設定することが出来る。この
ため、反応炉内の温度は、空気量を変化させることなく
、燃料の供給量を調節し、これにより、バイブ１５を通
じて冷却器７に落下するクリンカの所望の寸法を維持す
るだけで制御することが出来る。

これにより、バイブ１５を通って上昇する空気量、従っ
て、仕上げ焼成されたクリンカのクリンカ寸法はブロワ
−１７のみにより制御するこさが可能となる。

第３図には、第１図の変形例が図示されており、ここで
、プラントは排気ガスがか焼炉４に入る前に、反応炉４
から排気ガスを除去し、クリンカのアルカリ成分の含有
率を低下させるための手段をさらに備えている。スパウ
ト型床内の温度が十分に高温である限り、アルカリ成分
は蒸発し、これらのアルカリ成分の一部は排気ガスの上
記部分と共に抽出することが出来る。

この目的のため、出口２４を通じて、排気ガス／アルカ
リ成分を反応炉６から抽出するためのファン２３が設け
られており、排気ガスは例えば、図示するように、混合
室２５に通気され、該混合室２５内にて、新気と混合さ
れ、冷却塔２６を通過しこの冷却塔にて水が添加される
。このようにして凝縮されたアルカリ成分はその後、図
示しない沈殿器内にて分離される一方、排気ガスはスタ
ックに排出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプラントの例を示す線図、第２図
は第１図のプラントに使用される静止型反応炉の縦方向
断面図、 第３図は第１図のプラントと同様ではあるが、軽微な変
形を加えたプラントの線図である。 １．２．３：予熱器 ４：か焼炉　　　　　５；分離サイクロン６：静止型反
応炉　　７：第１の冷却器８：第２の冷却器　１３：排
気ガス出口１４；煙道　　　　　１５；バイブ １７：ブロワ− ２０：円筒状容器　　２１：載頭円錐形部分２３：ファ
ン　　　　２４：出口 ２６：冷却塔 Ｆｉｇ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予熱器と、か焼炉と、静止型反応炉と、第１及び第
   ２のクリンカ冷却器とを備える装置内にて、 原料ミールが予熱器内にてか焼炉からの高温の排気ガス
   により最初に予熱され、該か焼炉は燃料と、第２の冷却
   器からの予熱された燃焼空気と、静止型反応炉からの高
   温の排気ガスとを受け取り、予熱された原料ミールがか
   焼炉内にてか焼されて、第１の冷却器から高温の空気が
   供給される静止型反応炉に供給され、 か焼された材料は第１の冷却器内にて冷却される前に静
   止型反応炉内で焼成されてセメントクリンカとなり、そ
   の後、第２の冷却器内に供給され更に冷却されるように
   した、原料ミールからセメントクリンカを製造する方法
   において、 静止型反応炉内での焼成がスパウト型床内にて行われ、 原料ミールがか焼炉内にて９５０℃以上の温度にてか焼
   され、 空気がブロワーにより第１の冷却器内に吹き込まれかつ
   該冷却器を通って静止型反応炉の底部内まで上方に供給
   され、及び該ブロワーの容量が静止型反応炉内への空気
   の流動を維持するのに十分であるように設定され、所定
   の寸法以上の仕上げ焼成されたクリンカのみが空気の流
   動に抗して重力下、静止型反応炉から第１の冷却器内ま
   で通過可能であるようにしたことを特徴とする方法。 ２、静止型反応炉は更に燃料が供給され、その燃料の焼
   成が第１の冷却器からの空気により助長され、静止型反
   応炉内の温度が、燃料の供給量を調節することにより、
   静止型反応炉内への空気の供給速度、従って、所望の空
   気流量を変化させることなく、少なくとも一部分制御さ
   れるようにしたことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、静止型反応炉内の温度がか焼炉から供給されたか焼
   された原料ミールの温度を調節することにより、少なく
   とも一部分制御されることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の方法。 ４、静止型反応炉からの排気ガスの一部分がか焼炉内に
   入る前に除去されることを特徴とする請求項１乃至３の
   何れか１項に記載の方法。 ５、予熱器（１、２、３）と、か焼炉（４）と、その下
   端に載頭円錐形の壁（２１）を有する直立の円筒状容器
   （２０）により構成される静止型反応炉（６）と、及び
   第１及び第２のクリンカ冷却器（７、８）とを備える、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法を実施するた
   めの装置において、 載頭円錐形の壁（２１）の底部が開放しかつ共通の垂直
   中央ダクト（１５）を通じて第１のクリンカ冷却器（７
   ）の頂部と直接的に接続し、高温の空気が冷却器（７）
   から反応炉（６）まで通過すると同時に、仕上げ焼成さ
   れたセメントクリンカが反応炉（６）から冷却器（７）
   まで通過するのを許容し、容器（２０）には、か焼され
   た原料ミール用の１又は２以上の入り口（１４）がさら
   に設けられることを特徴とする装置。 ６、か焼炉（４）が、空気通路（１２）、排気ガス入口
   （２２）、燃料入口（１１）及び原料ミール用の入口（
   １０）を底部に備え、浮遊する粒子を有する排気ガスの
   出口（５ａ）を頂部に有する直立の円筒状容器であり、
   前記出口（５ａ）が分離器（５）と接続され、か焼され
   た粒子は排気ガスから分離され、及び該粒子は静止型反
   応炉内に供給されることを特徴とする請求項５記載の装
   置。 ７、反応炉（６）の直径がか焼炉（４）の直径よりも小
   さく、反応炉（６）がか焼炉（４）の中央部で該か焼炉
   の真下に位置決めされかつ、反応炉（６）は排気ガスが
   何等の制限を受けることなくか焼炉（４）内まで上方に
   直接通過することが出来得るような方法にてか焼炉に接
   続されることを特徴とする請求項５又は６の何れかに記
   載の装置。 ８、反応炉（６）及びか焼炉（４）間の排気ガス通路（
   ２２）に、排気ガスの一部を抽出する出口（２４）が設
   けられることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項
   に記載の装置。