JPH0424630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、仮焼炉原料粉末予熱装置に関し、
特にたとえばセメント原料、アルミナ原料又は石
灰石粉末等の粉粒体原料の焼成に用いられる仮焼
炉付粉末予熱装置に関する。

「従来技術」 この種の仮焼炉付原料粉末予熱装置について
は、先に本願出願人が創案したものであつて、既
に先願の特願昭59−188394号として出願したもの
がある。まず、第４図および第５図を用いて、こ
の出願に供された仮焼炉付原料粉末予熱装置の概
略を説明する。

第４図はセメント原料粉末を予熱、仮焼、焼
成、冷却する工程を示す線図的系統図で、図中の
実線矢印は熱風の流れを、又波線矢印は原料粉末
の流れを示している。

この装置は、主として、原料粉末予熱用のサイ
クロン等の粉末分離器C₁〜C₃を縦方向に配列し
てなる予熱装置１、原料粉末排出口を後述する焼
成炉３の入口端覆１２に接続した分離サイクロン
C₄を付属するか仮焼炉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、粉末分離器
C₁〜C₃を経由しながら順次降下する。これに対
して、焼成炉３及びこの焼成炉３の入口端覆１２
に連通して設けられた仮焼炉２から排出される高
温の排ガスは、誘引通風機８によつて吸引されて
原料予熱装置１内を上昇する。従つて、ダクト７
内及び粉末分離器C₁〜C₃内において、原料粉末
と高温ガスとの混合、熱交換および分離が繰り返
される。

予熱された原料粉末は、原料予熱装置１から予
熱原料シユート１４を通つて仮焼炉２へ導入され
る。仮焼炉２にはクリンカ冷却装置４に連通する
抽気ダクト１３が接続され、クリンカ冷却装置４
において生じた高温空気は仮焼炉２に導入され
る。仮焼炉２では、この高温の燃焼用二次空気
と、独自に専有するバーナ６ａから燃焼用一次空
気と共に供給される燃料とによつて燃焼が起こ
り、その燃焼熱と焼成炉から導入された排ガスの
もつ熱を受けることにより原料粉末が仮焼され
る。

こうして、仮焼された原料粉末は、仮焼炉２の
燃焼ガス出口２_f側に接続されている分離サイク
ルC₄に燃焼ガスと共に入つて分離された後、仮
焼原料シユート１５を介して入口端覆１２に送ら
れ、焼成炉３に導入される。次いで、原料粉末
は、焼成炉３の下端側に設置されているバーナ６
_ｂから供給される燃料の燃焼熱により、焼成炉３
内で必要な熱処理が施されて、クリンカになつた
のち冷却装置４で冷却される。

尚、クリンカ冷却用の空気は押し込み送風機１
０によつて供給され、クリンカと熱交換を行つて
昇温した空気の一部は、上述の如く仮焼炉２及び
焼成炉３に分配導入されるが、余剰の空気は誘引
通風機９により排出される。そして、クリンカ冷
却装置４から出たクリンカはコンベヤ１１によつ
て次工程へ搬出される。

第５図は、第４図における仮焼炉付近の構成を
より詳細に示す概念図であつて、直線的に本発明
の背景となる部分を示し、これらの図により仮焼
炉の構造及び機能を説明すると次の通りである。

即ち、仮焼炉２は略円筒状竪型で、絞り部２_c
を境にして互いに連通した下方の燃焼室２_aと上
方の混合室２_bとから構成されている。燃焼室２_a
の下端は、下方に向けて漸次断面を縮小する逆円
錐体状部となつており、開口２_dにより入口端覆
１２を介して焼成炉３に接続されている。

また、燃焼室２_aの下部側壁には、その半径方
向又は接線方向に、クリンカ冷却装置４から高温
の燃焼用二次空気を案内する抽気ダクト１３が開
口２_eを介して接続されており、当該抽気ダクト
１３の天井壁が燃焼室２_aの側壁と接合する付近
には、燃焼室２_aに流入する高温空気に指向して、
一次空気と共に燃料を吹き込むバーナ６_aが設置
されている。そして、燃焼室２_a及び混合室２_bに
は、原料予熱装置１の最下段の粉末分離器C₃に
連通する一対の予熱原料シユート１４，３６，４
０がそれぞれ接続されており、一方混合室２_bの
燃焼ガス出口２_fは、分離サイクロンC₄に接続さ
れている。

このうち、予熱装置１の最下段の粉末分離器
C₃は、細粉分離器３２と粗粉分離器３４とから
なり、細粉分離器３２の円筒状外周壁部には、第
６図に示す如く開口部３０が形成され、この開口
部３０にはポケツト状の粗粉分離器３４が付設さ
れている。

この場合、粗粉分離器３４では、細粉分離器３
２内に生じる旋回気流に乗つて旋回しつつ下方へ
移動する原料のうち、比較的粒度が粗く大きな遠
心力を受ける粗粉原料を、細粉分離器３２から前
記開口部３０を通して粗粉分離器３４へ捕捉でき
るように構成されている。

また、比較的細い粒度の原料粉末は、細粉分離
器３２の内側を通り、前記旋回気流に乗つて細粉
分離器３２の逆円錐体状部３３に降下し、ここで
気流の旋回半径が小さくなることにより遠心力が
強化され、捕捉されて細粉分離器３２の下端から
排出される。

次いで、粗粉分離器３４には、第５図に示す如
く、その下端に逆円錐体状のテーパ部３５が形成
され、その下端に接続された粗粉シユート３６
は、後述する細粉シユート４０と共に第４図示の
一対の予熱原料シユート１４を構成するものであ
つて、燃焼室２_aの側壁に設けられた粗粉供給部
３７に接続されている。また、細粉分離器３２の
細粉原料出口３８と混合室２_bの側壁に形成され
た細粉供給部３９とは、適宜細粉シユート４０に
より接続されている。

従つて、たとえば、第５図に示す仮焼炉付近の
構成では、仮焼炉２内の燃焼ガスが混合室２_bか
らガス導管２６を通つて分離サイクロンC₄へ導
入され、ここで旋回を生じたのち更にガスダクト
７を経て、予熱装置１の最下段粉末分離器C₃の
細粉分離器３２に供給され、ここで再度旋回気流
を生じたのちガス排出口から上方段の粉末分離器
C₂（第４図参照）へ排出されていく。

一方、上方段の粉末分離器C₂によつて捕捉さ
れた粉末原料は、原料シユート３１からガスダク
ト７に供給され、燃焼排ガスの流れに乗つて微粉
分離器３２へ導入される。ここで、微粉分離器３
２の円筒内面を旋回下降する原料粉末中の比較的
粒度の大きい粗粉が、粗粉分離器３４へ放出さ
れ、粗粉シユート３６を通つて仮焼炉２の上流側
の原料供給口である粗粉供給部３７へ供給され
る。また、粗粉分離器３４によつて捕捉しきれな
い細粉は、細粉分離器３２内における前記旋回気
流に乗つて旋回下降した後、細粉原料排出口３８
から細粉シユート４０を経て、仮焼炉２の下流側
の原料供給口である細粉供給部３９から仮焼炉２
の混合室２_b内へ供給される。

そして、このように構成される仮焼炉では、機
能的に次のような特徴を備えることができる。

燃焼室２_aには、予熱原料の一部しか供給さ
れないので、燃焼室２_a内を高温に保持するこ
とができ、燃料の燃焼性が向上する。

したがつて、固体燃料や低品位燃料の使用に
も適しており、又過剰空気が少なくてすむた
め、燃料消費が低減される。

燃焼室２_aへ供給された粗粉原料の仮焼を高
温下で行えるため、仮焼反応を促進できる。

なお、細粉原料については、仮焼炉２内の滞
留時間が短くなるが、仮焼炉２の上部となる混
合室２_b及び分離サイクロンC₄内で必要な仮焼
反応を進行させることができる。

「発明が解決しようとする問題点」 上述のような原料粉末予熱装置では、たとえ
ば、高温排ガスの一部が細粉シユート４０および
粗粉シユート３６を経由して仮焼炉２から短絡的
に細粉分離器３２および粗粉分離器３４へ上昇す
るのを防止するために、細粉シユート４０や粗粉
シユート３６には、適宜仕切弁４２および４１を
設ける必要がある。また、仕切弁４１，４２から
上の部分に、予熱原料粉末がこのシユート内に適
当高さに堆積して仕切効果を高めるための長さが
必要となり、また同仕切弁４１，４２の下方又は
上方に、シユート３６，４０の熱膨張を吸収する
ための継手（図示せず）が必要となる。

ところが、仮焼炉２の下側に接続されて比較的
長い距離を延びる粗粉シユート３６の場合はよい
としても、仮焼炉２の上側に接続される細粉シユ
ート４０の場合では、上述のように細粉シユート
４０が有すべき構成及び具備すべき機能に基づ
き、予熱装置１の最下段となる粉末分離器C₃（細
粉分離器３２）の仮焼炉２からの高さ方向の位置
Ｖは、細粉シユート４０の必要長さによつて規制
されることとなり、しかもその高さの位置Ｖは、
上述のように相当高い位置に設けられることにな
つて、予熱装置全体が背高になるという問題が生
じる。

またこの装置では、細粉分離器３２の水平方向
の位置が仮焼炉２の位置から離れ、その中心間距
離Ｈが大きくなればなる程、シユートの傾斜部分
は原料粉末の安息角よりも大きい傾斜をもたせる
必要があるため、相対的に細粉分離器３２を高く
配置しなければならず、逆に細粉分離器３２の位
置を不必要に高くしないようにするには、当該細
粉分離器３２の細粉原料出口３８を水平方向位置
を出来るだけ仮焼炉２の側壁に近づけて配置する
必要があり、このため細粉分離器３２の配置面で
制約を受けるという問題があつた。

特に、粉末分離器C₃の仮焼炉２からの相対的
高さＶ及び水平方向距離Ｈが既に決つている既設
の予熱装置の場合では、これらの制約によつて、
細粉シユート４０を追加的に接続することが困難
となり、前記したように最下段、の粉末分離器
C₃で仮焼原料を粗粉と細粉とに分離して仮焼炉
に供給することに優れた長所があるにもかかわら
ず、これらの技術を適用することができないとい
う不便な点があつた。

「発明の目的」 それゆえに、この発明の主たる目的は予熱装置
の最下段に位置する粉末分離器（細粉分離器）の
高さ位置を低くすることによつて、装置全体の背
を低くすることができる仮焼炉付原料粉末予熱装
置を提供することである。

また、この発明の他の目的は、予熱装置の最下
段に位置する粉末分離器（細粉分離器）の高さ位
置を高めることなく、当該粉末分離器の水平方向
位置に融通性をもたせることのできる仮焼炉付原
料粉末予熱装置を提供することである。

更にまた、この発明の他の目的は、既設の予熱
装置に対しても容易に適用可能の仮焼炉付原料粉
末予熱装置を提供することである。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明が採用す
る主たる手段は、少なくとも１つの粉末分離器を
装備した予熱装置と、原料粉末の流れ方向に見
て、前記読熱装置と焼成炉との間に配置され、分
離サイクロンを付属する仮焼炉とを有する仮焼炉
付原料粉末予熱装置において、前記予熱装置の最
下段に配置した粉末分離器は、前記仮焼炉に粗粉
原料を送るための粗粉分離手段と、同仮焼炉に細
粉原料を送るための細粉分離手段とを具備し、前
記仮焼炉には、炉内原料粉末の流れ方向に見て下
流側となる前記仮焼炉の上部側壁に上端を接続
し、前記仮焼炉の上部に適宜熱風を送り込む搬送
ダクトを接続してなり、前記細粉分離手段に一端
が接続された細粉シユートの他端を上記搬送ダク
トの途中に接続し、前記粗粉分離手段に一端が接
続された粗粉シユートの他端を前記仮焼炉に対す
る搬送ダクトの接続位置よりも、炉内原料粉末の
流れ方向に見て上流側に接続してなる点である。

「作用」 予熱装置の細粉分離器から仮焼炉の下流側（上
側）に細粉シユートを介して供給される細粉原料
は、上端を仮焼炉の下流側に接続した搬送ダクト
に一旦供給され、搬送ダクト内を上昇する高温気
流に乗せられて、気流と共に仮焼炉内に搬送され
る。これによつて、細粉原料を直接的に仮焼炉に
供給する場合における細粉シユートの仮焼炉への
接続位置に対し、搬送ダクトを介して間接的に仮
焼炉に供給する場合における細粉シユートの搬送
ダクトへの接続位置の方が下位に設定され、又細
粉分離器が仮焼炉から水平方向に多少隔つて配置
される場合にも、細粉シユートを搬送ダクトに接
続するのが比較的容易となる。

「発明の効果」 この発明によれば、予熱装置の最下段粉末分離
器（細粉分離器）の設置高さを低くすることがで
きるので、予熱装置全体の高さを低くすることが
できる。

また、予熱装置の最下段粉末分離器の高さ方向
位置を高くすることなく、当該粉末分離器の水平
方向での設置位置に融通性を持たせることができ
る。

従つて、最下段粉末分離器と仮焼炉との高さ方
向及び水平方向の相対位置が予め決まつている既
設の予熱装置に対しても、比較的容易に適用可能
となる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及
び利点は図面を参照して行う以下の実施例の詳細
な説明から一層明らかとなろう。

実施例 第１図はこの発明の一実施例にかかる仮焼炉付
原料粉末予熱装置の仮焼炉付近の構成を概略的に
示す系統図、第２図は第１図示の実施例装置の変
形例を概略的に示す系統図、第３図は第１図示の
実施例装置の他の変形例を概略的に示す系統図で
ある。

なお、以下の実施例はこの発明の一具体例に過
ぎず、この発明の技術的範囲がこの実施例によつ
て限定されるものではない。また、第５図に示し
た仮焼炉付近の構成と共通する要素には同一の符
号を使用して説明する。

第１図において、この予熱装置の場合、第５図
に示した同装置に比べて異なる点は、上端４３_a
が仮焼炉２′上部の混合室２_bに接続され、且つ下
端４３_bが焼成炉３の入口端覆１２は該入口端覆
１２から仮焼炉２′に至る間の排ガスダクトに接
続された搬送ダクト４３を具備し、この搬送ダク
ト４３の途中に細粉供給部３９′を介して細粉分
離器３２の細粉原料排出口３８から伸びる細粉シ
ユート４０が接続されている点である。そして、
この搬送ダクト４３には、焼成炉３からの高温排
ガスの一部が細粉原料の搬送ガスとして送り込ま
れる。

したがつて、この予熱装置では、このような構
成をとることによつて、予熱装置の最下段に位置
する粉末分離器C₃を構成する細粉分離器３２か
らの細粉原料が一旦搬送ダクト４３に供給される
ことになる。そして、この搬送ダクト４３に供給
された細粉原料は、搬送ダクト４３内を上昇する
焼成炉３からの高温排ガスによつて仮焼炉２′の
混合室２_bに送り込まれる。

このとき、前記第５図示のように、細粉シユー
ト４０を介して、細粉原料を直接仮焼炉２に供給
する場合の仮焼炉２への供給位置３９よりも、第
１図に示す搬送ダクト４３を介して、細粉原料を
仮焼炉２′に供給する場合の搬送ダクト４３への
供給位置３９′の方が十分に低く設定され得る。
これに応じて、仮焼炉２′に対する粉末分離器C₃
（細粉分離器３２）の相対的高さV′が低く設けら
れる。

しかも、仮焼炉２′の側面から離れて装備され
る搬送ダクト４３に、細粉シユート４０が接続さ
れるので、搬送ダクト４３の水平方向での取り付
け位置に応じて、仮焼炉２′と細粉分離器３２と
の間の水平方向における中心間距離H′が大きく
ても、細粉シユート４０を搬送ダクト４３に比較
的容易に接続することができ、従つて仮焼炉２′
に対する細粉分離器３２の水平方向における配置
において、融通性が与えられる。

なお、この実施例では、焼成炉３から仮焼炉
２′へ供給される高温排ガスの一部が、燃焼室２_a
を迂回して直接混合室２_bに導入されるので、燃
焼室２_aへの供給ガスの平均酸素温度が上昇し、
燃料供給装置６_aから燃焼室２_aに供給される燃料
の燃焼性がより一層改善される。

次に、第２図を参照して、第１図示の実施例装
置の変形例を説明する。この変形例では、まず、
搬送ダクト４４の下端４４_aが冷却装置から仮焼
炉２′へ燃焼用空気を案内する抽気ダクト１３に
直接接続され、仮焼炉２′での燃焼用空気の一部
が細粉原料の搬送ガスとして利用される。

このような配置によれば、燃焼室２_aでの燃料
の燃焼が酸素不足の状態で行われるため、燃焼時
のNOx（窒素酸化物）の発生が著しく減少するの
みなく、仮焼炉２′に導入される焼成炉３からの
排ガス中のNOxの低減にも効果的である。なお、
燃焼室２_aで発生する不完全燃焼ガスは引き続い
て混合室２_bに導入され、搬送ダクト４４を通し
て供給される残りの燃焼用空気と混合して完全燃
焼される。この際、燃焼室２_aと混合室２_bとに導
入される燃焼用空気の量的比率は、抽気ダクト１
３に設けたダンパ１３_aにより調節される。

また、この変形例では、粗粉分離器３４と細粉
分離器３２の出口側ガスダクト７ａとが、ダンパ
４５ａを備えた短絡ガスダクト４５を介して連通
されている。これにより、接続ダクト７→細粉分
離器３２→粗粉分離器３４→短絡ガスダクト４５
→出口側ガスダクト７_aの順に流れる短絡ガス流
が生じる。したがつて、粗粉分離器３４に捕捉さ
れる粗粉原料の量的比率が増加すると同時に、短
絡ガス量に応じて、細粉分離器３２の圧損が減少
する。この場合、短絡ガス量はダンパー４５_aに
より制御される。

更に、細粉シユート４０がその適宜中間位置に
おいて分岐され、この分岐部４０ｃに設けられた
分配弁（図示せず）から、搬送ダクト４４に接続
される細粉シユート４０_aと、仮焼炉２′の燃焼室
２_aに接続される細粉シユート４０_bとに分けられ
ている。従つて、このような配置によれば、細粉
原料の一部が細粉シユート４０_bから燃料室２_aに
供給され、細粉シユート４０_aとの量的比率が分
岐部４０_cに設けられた分配弁によつて調節され
るので、燃焼室２_aの温度が制御され得るという
利点がある。

なお、この変形例の場合、仮焼炉２′に対する
粉末分離器C₃（細粉分離器３２）の高さV″及び仮
焼炉２′と粉末分離器C₃との中心間距離H″につい
ては、第１図示の実施例装置の場合と同様に設定
され得るので、ここでの説明は省略する。

次いで、第３図を参照して第１図示の実施例装
置の他の変形例を説明する。この変形例は、燃焼
用空気が仮焼炉２″の下端に接続された抽気ダク
ト１３_bから導入され、焼成炉３からの排ガスが
仮焼炉２″に導入されない場合の適用例であり、
たとえば、搬送ダクト４８の下端４８_bは仮焼炉
２″の燃焼室２_aに接続されている。なお、焼成炉
排ガスは、ダクト４９から図示しない別系統の予
熱装置に導入されるかあるいはそのまま系外に排
出される。

また、この変形例での粉末分離気C₃は、細粉
分離器としてのサイクロン３２′と、差込み長さ
が調節可能の衝突壁４７を備えた粗粉分離器４６
とからなつている。

なお、上述の実施例装置において、搬送ダクト
内に通す搬送ガスとしては、焼成炉排ガス、クー
ラ抽気の他、系外空気などが選ばれ、その種類は
問わない。また、粗粉分離器と細粉分離器から構
成される予熱装置の最下段粉末分離器の構造も適
宜設計変更され得る。

更に、仮焼炉の種類、仮焼炉に対する搬送ダク
トの本数、或いは予熱装置の種類（系列数、段
数）等についても特に制限を受けることはない。

そして、上記それぞれの実施例装置に示す様
に、仮焼炉への搬送ダクト上端の接続部と、粗粉
シユートの接続部との間の仮焼炉側壁に絞り部を
設けた場合には、仮焼炉に供給した細粉原料が仮
焼炉内上流側の粗粉原料供給部まで落下して混合
することがなく、また、該絞り部で消費する圧力
損失のため搬送ダクトの横断面積が小さくても、
十分な量の搬送ガスを通過させることができるな
ど多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる仮焼炉付
原料粉末予熱装置の仮焼炉付近の構成を概略的に
示す系統図、第２図は第１図示の実施例装置の変
形例を概略的に示す系統図、第３図は第１図示の
実施例装置の他の変形例を概略的に示す系統図、
第４図はこの発明の背景となる仮焼炉付原料粉末
予熱装置を含む原料粉末焼成装置の線図的系統
図、第５図は第４図における仮焼炉付近の構成を
拡大し且つより詳細に示した要部系統図、第６図
は第５図に示すＡ−Ａ矢視図である。 （符号の説明）、C₃……粉末分離器、C₄……分
離サイクロン、１……予熱装置、２，２′，２″…
…仮焼炉、２ａ……燃焼室、２ｂ……混合室、２
ｃ……絞り部、３……焼成炉、３２，３２′……
細粉分離器、３４……粗粉分離器、３６……粗粉
シユート、４０……細粉シユート、４３，４４，
４８……搬送ダクト、４６……粗粉分離器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの粉末分離器を装備した予熱
   装置と、 原料粉末の流れ方向に見て、前記予熱装置と焼
   成炉との間に配置され、分離サイクロンを付属す
   る仮焼炉とを有する仮焼炉付原料粉末予熱装置に
   おいて、 前記予熱装置の最下段に配置した粉末分離器
   は、前記仮焼炉に粗粉原料を送るための粗粉分離
   手段と、同仮焼炉に細粉原料を送るための細粉分
   離手段とを具備し、 前記仮焼炉には、炉内原料粉末の流れ方向に見
   て下流側となる前記仮焼炉の上部側壁に上端を接
   続し、前記仮焼炉の上部に適宜熱風を送り込む搬
   送ダクトを接続してなり、 前記細粉分離手段に一端が接続された細粉シユ
   ートの他端を上記搬送ダクトの途中に接続し、 前記粗粉分離手段に一端が接続された粗粉シユ
   ートの他端を前記仮焼炉に対する搬送ダクトの接
   続位置よりも、炉内原料粉末の流れ方向に見て上
   流側に接続してなる仮焼炉付原料粉末予熱装置。 ２ 前記搬送ダクトの下端が、前記焼成炉の入口
   端覆又は前記焼成炉の排ガスダクトに接続されて
   なる特許請求の範囲第１項記載の仮焼炉付原料粉
   末予熱装置。 ３ 前記搬送ダクトの下端が、前記仮焼炉に燃料
   用空気を供給する空気導管に接続されてなる特許
   請求の範囲第１項記載の仮焼炉付原料粉末予熱装
   置。 ４ 前記搬送ダクトの下端が、前記仮焼炉内原料
   粉末に流れ方向に見て上流側の仮焼炉側壁に接続
   されてなる特許請求の範囲第１項記載の仮焼炉付
   原料粉末予熱装置。 ５ 前記搬送ダクトの上端が接続される前記仮焼
   炉の下流側と、前記粗粉シユートが接続される前
   記仮焼炉の上流側との間に絞り部を形勢してなる
   特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の仮焼炉付原料粉末予熱装置。 ６ 前記細粉分離手段が、側部に開口部を設けた
   サイクロン状粉末分離器を含み、 前記粗粉分離手段が、前記開口部に接続される
   と共に、下部に粗粉原料の排出口を有するポケツ
   ト部を含む特許請求の範囲第１項乃至第５項のい
   ずれかに記載の仮焼炉付原料粉末予熱装置。