JPH0717332U - 粉末原料の予熱・焼成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 代替エネルギー源として都市ゴミを利用す
る。 【構成】 多段式予熱装置１２と多段式予熱装置１２に
接続されたロータリーキルン２とクリンカークーラ１９
とを有する粉末原料の予熱・焼成装置において、サイク
ロン型の仮焼炉２８の渦巻室２７に、クリンカークーラ
１９の抽気ダクト３０を接続し、仮焼炉２８の下部に設
けたグリズリ３６から２方向へ分岐するシュート３７，
３８を設け、未燃焼燃料を導くシュート３７を抽気ダク
ト３０に接続し、他のシュート３８を多段式予熱装置１
２の最下部のサイクロン６へ接続し、抽気ダクト３０に
設けた燃料供給口３１の下流側に、前記最下部のサイク
ロン６直前のサイクロン５のシュート２４を接続した構
成としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、粉末原料の予熱・焼成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来のセメントなどの粉末原料の予熱・焼成装置の一例の概略を表すも のである。下流側の端部が低くなるように所定の傾斜角度をもって回転自在に据 え付けられ且つ下流側の端部にバーナ１を備えた円筒状のロータリーキルン２の 上流側の上方に、４台のサイクロン３，４，５，６を順次予熱ダクト７，８，９ により接続し、最上部の１段サイクロン３に連通する１段予熱ダクト７に原料供 給口１０を設け、最下部の４段サイクロン６とロータリーキルン２とをシュート １１により連結して多段式予熱装置１２を構成し、前記の原料供給口１０から投 入した常温の原料１３が各サイクロン３，４，５により予熱・分離され、サイク ロン３，４の直下に連なる各シュート１４，１５を経て予熱ダクト８，９によっ て下流側へ導かれ、下部の３段サイクロン５から後述のシュート２４を経て仮焼 炉２１へ投入されるときには、所定の温度に昇温されるように形成されている。

【０００３】 前記ロータリーキルン２の下流側に、該ロータリーキルン２により焼成される 原料１３を冷却ファン１６により供給される冷却用空気１７によって冷却し、ク リンカー１８として取り出すクリンカークーラ１９を接続している。

【０００４】 また、前記のロータリーキルン２上流側端部の上方に、該ロータリーキルン２ から延びる立上りダクト２０を介してロータリーキルン２と接続した仮焼炉２１ を設け、該仮焼炉２１の下部に、前記のクリンカークーラ１９の排ガスを導く抽 気ダクト２２を接続し、仮焼炉２１の上部と前記多段式予熱装置１２の４段サイ クロン６の上部とを予熱ダクト２３により接続し、さらに、前記多段式予熱装置 １２の３段サイクロン５のシュート２４を前記仮焼炉２１の下部に接続し、該シ ュート２４を介して前記３段サイクロン５で分離された原料１３を仮焼炉２１へ 導入し、仮焼炉２１に設けた仮焼バーナ２５により供給される燃料の燃焼熱によ って仮焼を行ない、仮焼した原料１３を前記４段サイクロン６へ予熱ダクト２３ を介して導くように形成している。なお、２６は前記の多段式予熱装置１２の最 上部の１段サイクロン３に接続され、該多段式予熱装置１２から高温の排ガスを 吸引して、原料の乾燥や粉砕などを行なう他の装置（図示せず）へ送給する吸引 ファンである。

【０００５】 前述の装置において、多段式予熱装置１２の最上部の１段予熱ダクト７に設け た原料供給口１０から供給された原料１３は、前記１段予熱ダクト７内の上昇ガ ス流に乗って最上部の１段サイクロン３に導かれ、該１段サイクロン３により分 離された原料１３は、２段サイクロン４と３段サイクロン５とを接続する２段予 熱ダクト８へシュート１４を介して供給され、該２段予熱ダクト８内の上昇ガス 流に乗って２段サイクロン４に導かれ、該２段サイクロン４により分離された原 料１３は、３段サイクロン５と４段サイクロン６とを接続する３段予熱ダクト９ へシュート１５を介して供給され、該３段予熱ダクト９内の上昇ガス流に乗って ３段サイクロン５に導かれ、この間に所要の予熱が行なわれる。

【０００６】 予熱され、前記３段サイクロン５により分離された原料１３は、シュート２４ を通して仮焼炉２１へ投入され、抽気ダクト２２を介して供給されるクリンカー クーラ１９の排ガス中に分散浮遊し、立上りダクト２０を介して供給されるロー タリーキルン２の排ガスの高いポテンシャルの熱によって一部仮焼され、さらに 、仮焼バーナ２５から噴出し仮焼炉２１内で排ガス及び原料１３と拡散混合しな がら燃焼する燃料の燃焼熱によって仮焼される。

【０００７】 仮焼炉２１により仮焼された原料１３は、仮焼炉２１と４段サイクロン６とを 連結している予熱ダクト２３を介して４段サイクロン６へ導かれ分離されたのち シュート１１を通ってロータリーキルン２へ投入され、該ロータリーキルン２に よって焼成される。

【０００８】 ロータリーキルン２によって焼成された原料１３は、ロータリーキルン２の下 流側のクリンカークーラ１９へ送出され、該クリンカークーラ１９内で、冷却フ ァン１６によって供給される冷却用空気１７により冷却されたのち、クリンカー １８として取り出される。

【０００９】 前記の仮焼炉２１は、セメントを焼成する場合、ＣａＣＯ₃の殆どを、立上り ダクト２０を介してロータリーキルン２から導入される排ガス熱と、仮焼バーナ ２５によって供給される燃料を抽気ダクト２２を介してクリンカークーラ１９か ら導入される排ガス（高温の二次空気）によって燃焼させた燃焼熱とによって、 ＣａＯ＋ＣＯ₂に分解する仮焼反応を行なう。

【００１０】 而して、前記仮焼炉２１に使用されている燃料は、石炭、Ｃ重油、天然ガスな ど天然のエネルギー源であるが、近年、このエネルギー源を節減するために都市 ゴミ等の可燃性産業廃棄物を燃料として利用することが提案されている。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述の粉末原料の予熱・焼成装置では、気体である天然ガス燃 料、平均直径５０μに粉砕した石炭を空気流にのせて送給する微粉炭燃料、及び 加圧したＣ重油を噴霧ノズルを通して１００〜３００μの粒子として送給するＣ 重油燃料など、燃焼時間の比較的短い燃料を燃焼させ得るように計画された仮焼 炉２１が用いられており、破砕後でも２０〜３０ｍｍ程度の雑多な大きさを有し 燃焼速度が遅い都市ゴミを燃料とすると、多量の未燃焼物を排出し、該未燃焼物 が４段サイクロン６により捕集されてロータリーキルン２内に送り込まれ、炭化 物として製品を汚染してしまう。また、従来の仮焼炉２１の考え方では、炉容積 を５〜１０倍にしないと、都市ゴミの焼却は困難であるという問題がある。

【００１２】 本考案は、前述の実情に鑑み、原料と燃料とに旋回流を与え、且つクリンカー クーラの抽気ダクトを介して循環させることにより、燃料の燃焼を促進し、原料 の仮焼を進行させ得る仮焼炉を提供することを目的としてなしたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数のサイクロンを予熱ダクトにより順次連結した多段式予熱装置 を有し、該多段式予熱装置の最下部のサイクロンにシュートを介して接続された ロータリーキルンと、該ロータリーキルンの下流側端部に連結されたクリンカー クーラとを有する粉末原料の予熱・焼成装置において、旋回流を発生させ得る渦 巻室を有するサイクロン型仮焼炉の前記渦巻室にクリンカークーラの抽気ダクト を接続し、前記仮焼炉の下部に未燃焼燃料と粉末原料とを分離し得る分離装置を 設け、該分離装置から２方向へ分岐するシュートを設け、未燃焼燃料を導くため のシュートを前記抽気ダクトに接続し、他のシュートを前記多段式予熱装置の最 下部のサイクロンへ接続し、前記抽気ダクトの所定部分に燃料供給口を設け、該 燃料供給口の下流側に、前記多段式予熱装置の最下部のサイクロン直前のサイク ロンのシュートを接続した構成としている。

【００１４】

【作用】

従って、本考案では、抽気ダクトの燃料供給口から投入された燃料は、クリン カークーラの排ガスと抽気ダクト中において拡散混合して抽気ダクトから仮焼炉 内へ流動しながら燃焼する。多段式予熱装置により予熱され、最下部のサイクロ ン直前のサイクロンからシュートを経て抽気ダクト内に導かれた原料は、前記燃 焼ガス中に分散浮遊して、仮焼炉の上部に吸引され、前記燃料とともに渦巻室に よる旋回流に巻き込まれ仮焼炉内に均一に拡散し、燃料の燃焼熱によって仮焼さ れる。仮焼炉内で分離され、さらに仮焼炉下部の分離装置により原料と分離され た未燃焼燃料は、シュートを経て抽気ダクトから仮焼炉へ循環し、その間に再度 燃焼される。また、前記分離装置で分離された原料はシュートを経て最下部のサ イクロンへ導かれ、該サイクロンで分離された原料はシュートを経てロータリー キルンへ投入される。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００１６】 図１及び図２は本考案の粉末原料の予熱・焼成装置の第１の実施例の概略を表 す構成図であり、図中、図４と同じものには同じ符号を付すことにより説明を省 略する。

【００１７】 本実施例では、ロータリーキルン２の上流側端部近傍の上方に、頭部に円筒内 旋回流を発生させ得る渦巻室２７を有するサイクロン型の仮焼炉２８を設け、該 仮焼炉２８の頂部と多段式予熱装置１２の４段サイクロン６の頭部とを予熱ダク ト２９により連結し、前記仮焼炉２８の渦巻室２７にクリンカークーラ１９の抽 気ダクト３０を接続し、該抽気ダクト３０の仮焼炉２８に近い部分に燃料供給口 ３１を設け、該燃料供給口３１近傍の下流側の抽気ダクト３０に多段式予熱装置 １２の３段サイクロン５のシュート２４を接続している。

【００１８】 前記の燃料供給口３１には、上部が燃料搬入用のバケットエレベータ３２に連 通し、下部にロータリーバルブ３３を備えたホッパ３４が設けられており、前記 ロータリーバルブ３３によって排ガスの漏洩や大気の侵入を防ぎつつ、前記バケ ットエレベータ３２により供給される燃料３５を受け入れられるように形成され ている。因みに、前記の燃料３５は、都市ゴミを粉砕乾燥後、適宜の形状に成形 （例えばペレット状）したもの、或いは破砕されたままのものである。

【００１９】 また、前記仮焼炉２８の下部から流出する未燃焼燃料３５ａと原料１３とを分 離するため、仮焼炉２８の下方に、前記抽気ダクト３０側へ向いた下り勾配を有 する耐熱鋼製のグリズリ３６を分離装置として設け、該グリズリ３６により分離 される未燃焼燃料３５ａを抽気ダクト３０へ循環させるため、該グリズリ３６の 延設方向へ延び、且つ抽気ダクト３０に連通するシュート３７を設け、前記グリ ズリ３６の間を通った原料１３などを多段式予熱装置１２の最下部の４段サイク ロン６へ導くため、グリズリ３６直下で前記シュート３７から分岐して後述の立 上りダクト３９方向へ延び、且つ該立上りダクト３９に連通するシュート３８を 設ける（図２参照）。

【００２０】 さらに、ロータリーキルン２の上流側端部から上方へ延びる立上りダクト３９ を、４段サイクロン６の頭部に接続されている前記予熱ダクト２９に連結する。

【００２１】 次に作動について説明すると、バケットエレベータ３２により搬入され、ホッ パ３４、及びロータリーバルブ３３を介して抽気ダクト３０に設けた燃料供給口 ３１から抽気ダクト３０へ投入された燃料３５は、クリンカークーラ１９の排ガ スと抽気ダクト３０中において拡散混合して抽気ダクト３０から仮焼炉２８の渦 巻室２７に導かれ、該渦巻室２７によって円筒内旋回流を与えられ、且つ同時に 抽気ダクト３０内と仮焼炉２８内にかけて循環流動しながら燃焼する。

【００２２】 また、図４に示す従来例の作動と同様に、多段式予熱装置１２により予熱され 、多段式予熱装置１２の３段サイクロン５により分離され、該３段サイクロン５ からシュート２４を経て抽気ダクト３０内に導かれた原料は、前記燃料３５の燃 焼による燃焼ガス中に分散浮遊して仮焼炉２８頭部の渦巻室２７に吸引され、渦 巻室２７による円筒内旋回流に巻き込まれて仮焼炉２８内に均一に拡散し、燃料 ３５の燃焼熱によって仮焼される。

【００２３】 仮焼炉２８内で仮焼された原料１３及び未燃焼燃料３５ａなどは仮焼炉２８の 下部からグリズリ３６上に流出し、さらに該グリズリ３６により原料１３と分離 された未燃焼燃料３５ａは、グリズリ３６上を滑落しシュート３７を経て抽気ダ クト３０へ流出し、該抽気ダクト３０内の上昇ガス流に乗って仮焼炉２８へ還流 し、抽気ダクト３０中と仮焼炉２８内で燃焼する。

【００２４】 また、前記グリズリ３６の間を通って下方へ落下することにより前記未燃焼燃 料３５ａと分離されシュート３８を経て立上りダクト３９へ流出し該立上りダク ト３９内の上昇ガス流に乗り予熱ダクト２９を介して４段サイクロン６へ導かれ た原料１３及び灰分４０などと、燃焼ガスとともに仮焼炉２８の頂部から予熱ダ クト２９を経て多段式予熱装置１２の４段サイクロン６へ導かれた原料１３とは 、４段サイクロン６で燃焼ガスと灰分４０や原料１３とに分離され、分離された 原料１３はシュート１１を経てロータリーキルン２へ投入され、該ロータリーキ ルン２によって焼成される。

【００２５】 ロータリーキルン２によって焼成された原料１３は、ロータリーキルン２の下 流側のクリンカークーラ１９へ送出され、該クリンカークーラ１９内で、冷却フ ァン１６によって供給される冷却用空気１７により冷却されたのち、クリンカー １８として取り出される。

【００２６】 前記によれば、内部に円筒内旋回流が得られる渦巻室２７を有するサイクロン 型の仮焼炉２８を設け、クリンカークーラ１９の排ガスの抽気ダクト３０を前記 渦巻室２７に連通し、前記抽気ダクト３０の仮焼炉２８近くに燃料供給口３１を 設け、前記仮焼炉２８の下部にグリズリ３６を設け、該グリズリ３６により分離 した未燃焼燃料３５ａを抽気ダクト３０及び仮焼炉２８へ循環させ得るように形 成したので、抽気ダクト３０及び仮焼炉２８内において燃料３５の滞留時間が延 長されるため安定した燃料３５の燃焼が得られ、また抽気ダクト３０及び仮焼炉 ２８内において原料１３の滞留時間が延長されるので十分なる原料仮焼の進行を 得ることができる。

【００２７】 図３は本考案の粉末原料の予熱・焼成装置の第２の実施例の概略を表す構成図 であり、図中、図１及び図２と同じものには同じ符号を付すことにより説明を省 略する。

【００２８】 本実施例では、ロータリーキルン２の上流側端部から上方へ延びる立上りダク ト４１を、仮焼炉２８の渦巻室２７に連通されている抽気ダクト３０に設けられ た燃料供給口３１の上流側の抽気ダクト３０に接続している。

【００２９】 また、前記仮焼炉２８の下部から流出する未燃焼燃料３５ａと原料１３とを分 離し得るように仮焼炉２８の下方に設けたグリズリ３６の間を通った原料１３な どを多段式予熱装置１２の最下部の４段サイクロン６へ導くため、グリズリ３６ 直下でシュート３７から分岐して４段サイクロン６方向へ延びるシュート３８の 先端を、仮焼炉２８の頂部と多段式予熱装置１２の４段サイクロン６の頭部とを 連結する予熱ダクト４２に接続している。

【００３０】 次に作動について説明すると、バケットエレベータ３２により搬入され、ホッ パ３４、及びロータリーバルブ３３を介して抽気ダクト３０に設けた燃料供給口 ３１から抽気ダクト３０へ投入された燃料３５は、クリンカークーラ１９の排ガ ス、及び立上りダクト４１を介して供給されるロータリーキルン２の排ガスと抽 気ダクト３０中において拡散混合して抽気ダクト３０から仮焼炉２８の渦巻室２ ７に導かれ、該渦巻室２７によって円筒内旋回流を与えられ、且つ同時に抽気ダ クト３０内と仮焼炉２８内にかけて循環流動しながら燃焼する。

【００３１】 また、図４に示す従来例の作動と同様に、多段式予熱装置１２により予熱され 、多段式予熱装置１２の３段サイクロン５により分離され、該３段サイクロン５ からシュート２４を経て抽気ダクト３０内に導かれた原料は、前記の各排ガスと 燃料３５の燃焼による燃焼ガス中に分散浮遊して仮焼炉２８頭部の渦巻室２７に 吸引され、渦巻室２７による円筒内旋回流に巻き込まれて仮焼炉２８内に均一に 拡散し、ロータリーキルン２の排ガスの高いポテンシャルの熱と燃料３５の燃焼 熱とによって仮焼される。

【００３２】 仮焼炉２８内で仮焼された原料１３及び未燃焼燃料３５ａなどは仮焼炉２８の 下部からグリズリ３６上に流出し、さらに該グリズリ３６により原料１３と分離 された未燃焼燃料３５ａは、グリズリ３６上を滑落しシュート３７を経て抽気ダ クト３０へ流出し、該抽気ダクト３０内の上昇ガス流に乗って仮焼炉２８へ循環 し、抽気ダクト３０中と仮焼炉２８内で燃焼する。

【００３３】 また、前記グリズリ３６の間を通って下方へ落下することにより前記未燃焼燃 料３５ａと分離されシュート３８を経て予熱ダクト４２へ流出し該予熱ダクト４ ２内のガス流に乗って４段サイクロン６へ導かれた原料１３及び灰分４０などと 、燃焼ガスとともに仮焼炉２８の頂部から予熱ダクト４２を経て多段式予熱装置 １２の４段サイクロン６へ導かれた原料１３とは、４段サイクロン６で燃焼ガス と灰分４０や原料１３とに分離され、分離された原料１３はシュート１１を経て ロータリーキルン２へ投入され、該ロータリーキルン２によって焼成される。

【００３４】 ロータリーキルン２によって焼成された原料１３は、ロータリーキルン２の下 流側のクリンカークーラ１９へ送出され、該クリンカークーラ１９内で、冷却フ ァン１６によって供給される冷却用空気１７により冷却されたのち、クリンカー １８として取り出される。

【００３５】 前記によれば、内部に円筒内旋回流が得られる渦巻室２７を有するサイクロン 型の仮焼炉２８を設け、クリンカークーラ１９の排ガスの抽気ダクト３０を前記 渦巻室２７に連通し、前記抽気ダクト３０の仮焼炉２８近くに燃料供給口３１を 設け、前記仮焼炉２８の下部にグリズリ３６を設け、該グリズリ３６により分離 した未燃焼燃料３５ａを抽気ダクト３０及び仮焼炉２８へ循環させ得るように形 成したので、抽気ダクト３０及び仮焼炉２８内において燃料３５の滞留時間が延 長されるため安定した燃料３５の燃焼が得られ、また抽気ダクト３０及び仮焼炉 ２８内において原料１３の滞留時間が延長されるので、十分なる原料仮焼の進行 を得ることができる。

【００３６】 なお、本考案は前述の実施例にのみ限定されるものではなく、燃料としては都 市ゴミ以外にもおが屑、プラスチック屑等の可燃性産業廃棄物を利用し得、且つ 従来の天然エネルギー源と混焼させても良いこと、その他、本考案の要旨を逸脱 しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３７】

【考案の効果】

本考案の粉末原料の予熱・焼成装置によれば、下記のごとき種々の優れた効果 を奏し得る。

【００３８】 Ｉ）従来の粉末原料の予熱・焼成装置では受け入れられなかった都市ゴミ等の 可燃性産業廃棄物を燃料として利用できるので、エネルギー源の多様化を図るこ とが可能となる。

【００３９】 ＩＩ）高価な天然エネルギー源の代替エネルギー源として都市ゴミ等の可燃性 産業廃棄物を利用できるので、焼成製品の製造コストを大幅に削減することでで きる。

【００４０】 ＩＩＩ）現在、焼却又は埋蔵されている都市ゴミ等の可燃性産業廃棄物を燃料 として利用することにより、エネルギーの回収と灰分の製品化が可能となり、ま た燃焼と仮焼反応とが同一空間内で行なわれるので、低温燃焼となり（ゴミ焼却 炉よりも低温）ＮＯｘ（サーマルＮＯｘ）の発生量が抑制されるため、環境問題 の改善に寄与できる。

【００４１】 ＩＶ）都市ゴミ等の可燃性産業廃棄物中に高発熱量を有するものが混在してい ても、粉末原料中で燃焼されるので粉末原料の仮焼反応によって吸熱されるため 、炉壁の過熱やゴミの溶着を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の粉末原料の予熱・焼成装置の第１の実
施例の概略を表す構成図である。

【図２】図１におけるグリズリ周辺構造の詳細図であ
る。

【図３】本考案の粉末原料の予熱・焼成装置の第２の実
施例の概略を表す構成図である。

【図４】従来の粉末原料の予熱・焼成装置の概略を表す
構成図である。

【符号の説明】

２ ロータリーキルン ３ １段サイクロン ４ ２段サイクロン ５ ３段サイクロン ６ ４段サイクロン ７ １段予熱ダクト ８ ２段予熱ダクト ９ ３段予熱ダクト １１ シュート １２ 多段式予熱装置 １９ クリンカーカーラ ２４ シュート ２７ 渦巻室 ２８ 仮焼炉 ３０ 抽気ダクト ３１ 燃料供給口 ３６ グリズリ（分離装置） ３７ シュート ３８ シュート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のサイクロンを予熱ダクトにより順
   次連結した多段式予熱装置を有し、該多段式予熱装置の
   最下部のサイクロンにシュートを介して接続されたロー
   タリーキルンと、該ロータリーキルンの下流側端部に連
   結されたクリンカークーラとを有する粉末原料の予熱・
   焼成装置において、旋回流を発生させ得る渦巻室を有す
   るサイクロン型仮焼炉の前記渦巻室にクリンカークーラ
   の抽気ダクトを接続し、前記仮焼炉の下部に未燃焼燃料
   と粉末原料とを分離し得る分離装置を設け、該分離装置
   から２方向へ分岐するシュートを設け、未燃焼燃料を導
   くためのシュートを前記抽気ダクトに接続し、他のシュ
   ートを前記多段式予熱装置の最下部のサイクロンへ接続
   し、前記抽気ダクトの所定部分に燃料供給口を設け、該
   燃料供給口の下流側に、前記多段式予熱装置の最下部の
   サイクロン直前のサイクロンのシュートを接続したこと
   を特徴とする粉末原料の予熱・焼成装置。