JPH08231254A - セメント原料の流動仮焼炉 - Google Patents

セメント原料の流動仮焼炉

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JPH08231254A
JPH08231254A JP3826995A JP3826995A JPH08231254A JP H08231254 A JPH08231254 A JP H08231254A JP 3826995 A JP3826995 A JP 3826995A JP 3826995 A JP3826995 A JP 3826995A JP H08231254 A JPH08231254 A JP H08231254A
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JP
Japan
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air
raw material
fluidized bed
dispersion plate
furnace body
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Withdrawn
Application number
JP3826995A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Nakagawa
靖博 中川
Tsutomu Yubiwa
勤 指輪
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 燃料供給ノズル9Aは、水平面に対し20°
以上の下り勾配(θ>20°)となるように、かつ燃料
供給ノズル9Aの方向が求心方向よりもタンゼンシャル
側となるように設けられている。炉体4Aの上部に凸部
21が周設されている。該凸部21の上側に第2の原料
供給シュート22が設けられており、この原料シュート
から供給された原料粒子は、凸部21の上面に当り、炉
内に分散される。 【効果】 固形燃料の流動層内滞留時間を延長し、ま
た、流動層からフリーボードへ飛散する固形燃料粒子径
を小さくでき、仮焼炉の仮焼効率が向上する。上部フリ
ーボードでの熱交換効率を向上させると共に、上部フリ
ーボードから下部フリーボードへの原料粒子の落下を防
止し、下部フリーボードや流動層の温度を高くすること
ができる。仮焼炉の燃焼効率、熱交換効率が向上し、仮
焼効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセメント原料の流動仮焼
炉に係り、特に燃料として無煙炭等の燃焼速度の小さい
固形燃料を用いる場合に好適なセメント原料の流動仮焼
炉に関する。
【0002】
【従来の技術】流動仮焼装置を備えたセメント製造設備
の従来例(特公昭53−15526号公報)について第
4図を参照して説明する。
【0003】サスペンションプレヒータ1で熱ガスとの
熱交換により加熱された原料は、該サスペンションプレ
ヒータの最下段サイクロン2から排出され、一部は回転
炉(ロータリーキルン)排ガス導管3の中に分散投入さ
れ、残りは流動仮焼炉4の原料供給シュート5及び6に
供給される。
【0004】流動仮焼炉4では流動化用空気吹込口8、
エアチャンバ8A及び空気分散板13を通じて高圧空気
が吹き込まれ、流動層10が形成される。この空気はバ
ーナー9から供給された燃料の一部を燃焼させると共
に、被仮焼原料を流動層10に所定時間滞留させた後、
流動層10上方のフリーボード11に高濃度で飛散させ
る。高温のクリンカークーラー19からの空気が吹込み
口7よりほぼ接線方向に吸入され、フリーボード11に
おいても燃料が燃焼する。それによって、上部原料供給
シュート6から分散投入された原料及び流動層表面より
上方に飛散した原料は効率良くかつ迅速に仮焼される。
【0005】仮焼された原料はその全量が仮焼炉排ガス
に同伴されて分離サイクロン14に入る。一方、回転炉
排ガス導管3内に分散投入された原料も回転炉排ガスに
よって仮焼され、該排ガスと共に分離サイクロン14に
入る。分離サイクロン14で捕集された仮焼原料は原料
シュート15を経て回転炉16に導入される。
【0006】クリンカークーラー19で発生した高温空
気は誘引ファン18の吸引力によって回転炉16と流動
仮焼炉4とにそれぞれ吸入されるが、通風抵抗の小さい
回転炉16への吸入量が過大になるのを防止するため、
回転炉排ガス導管3の一部で断面積を縮小し、かつ流動
仮焼炉4への吸入量をダンパー12によって調節する。
【0007】セメント原料の流動仮焼炉の燃料として石
炭等の固形燃料を用いることが公知である(特公平3−
45020号公報)。
【0008】固形燃料を流動層内に直接に供給する場
合、固形燃料を空気搬送し、空気と共にノズルから流動
層内に吹き込む。従来のこのノズル9は、第3図
(a),(b)の如く略水平に、且つノズルは炉体の中
心に向う求心方向に配置されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】第3図の如く燃料供給
ノズルを水平且つ求心方向に配置した場合、ノズルから
流動層内に供給された燃料粒子が流動層から短時間のう
ちにフリーボードへ飛び出し、流動層内における燃焼が
不十分となり、炉体出口で未燃分がかなり残る。
【0010】分散板から吹き出す空気量を増大させて流
動層内の攪拌作用を強力にすることにより、燃料粒子の
流動層内滞留時間を長くすることができるが、このよう
にすると、流動層からフリーボード部への飛散限界粒子
径が大きくなり、流動層から大きな燃料粒子もフリーボ
ードへ飛散し易くなる。
【0011】なお、無煙炭は、一般の瀝青炭や重油に比
べ着火温度が高く燃焼速度も小さいため、この無煙炭を
燃料として用いると、仮焼炉内では燃焼しきれず、仮焼
炉に接続されたサスペンションプレヒータや回転炉まで
燃焼が継続し易い。そして、これにより、サスペンショ
ンプレヒータの最下段サイクロンやダクトあるいは回転
炉入口付近でコーチング付着等のトラブルが発生し易く
なる。
【0012】本発明は、無煙炭やコークスなど燃焼速度
が小さい固形燃料を効率良く燃焼させることができるセ
メント原料の流動仮焼炉を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1のセメント原料
の流動仮焼炉は、筒軸心方向を上下方向とした筒形の炉
体と、該炉体の底部に略水平に設けられた空気分散板及
び該空気分散板の下側のエアチャンバと、該空気分散板
の上側に原料を供給する原料供給シュートと、該空気分
散板の上側の流動層に固形燃料を供給する燃料供給ノズ
ルと、該空気分散板の上側に2次空気を供給する2次空
気ダクトと、を有するセメント原料の流動仮焼炉におい
て、該燃料供給ノズルは、水平面に対し20°以上の下
り勾配にて、且つ求心方向よりもタンゼンシャル側に偏
向して該炉体に接続されていることを特徴とするもので
ある。
【0014】請求項2のセメント原料の流動仮焼炉は、
筒軸心方向を上下方向とした筒形の炉体と、該炉体の底
部に略水平に設けられた空気分散板及び該空気分散板の
下側のエアチャンバと、該空気分散板の上側に原料を供
給する第1の原料供給シュートと、該空気分散板の上側
の流動層に固形燃料を供給する燃料供給ノズルと、該空
気分散板の上側に2次空気を供給する2次空気ダクト
と、を有するセメント原料の流動仮焼炉において、前記
炉体の上部の内面に凸部を周設し、該凸部よりも上側に
原料を供給する第2の原料供給シートを設けたことを特
徴とするものである。
【0015】請求項3のセメント原料の流動仮焼炉は、
請求項2において、該燃料供給ノズルは、水平面に対し
20°以上の下り勾配にて、且つ求心方向よりもタンゼ
ンシャル側に偏向して該炉体に接続されていることを特
徴とするものである。
【0016】
【作用】請求項1のセメント原料の流動仮焼炉におい
て、固形燃料は第2図の如く流動層内に下向き且つタン
ゼンシャル方向に吹き込まれるため、流動層内における
滞留時間が長くなる。これにより、燃焼速度の小さい固
形燃料であっても流動層内で十分に燃焼するようにな
る。
【0017】請求項2のセメント原料の流動仮焼炉にお
いて、原料の一部を上部の第2の原料供給シュートから
供給する。この第2の原料供給シュートの下側に周設さ
れた凸部の上面に対し該第2の原料供給シュートから投
入された原料が衝突し、該原料がガス中に分散される。
これにより、上部フリーボードでの高温ガスと原料粉末
との熱交換がスムーズに行なわれる。
【0018】また、この凸部を周設したことにより、凸
部内側のフリーボードの上昇ガス流速が該凸部の上及び
下側のフリーボードにおける上昇ガス流速よりも大きく
なる。このため、該凸部に当って分散した原料粒子が該
凸部よりも下側に落下することが防止される。
【0019】請求項3の仮焼炉は請求項1,2の双方の
構成を備えたものであり、双方の作用が奏される。
【0020】
【実施例】第1図は実施例に係るセメント原料の流動仮
焼炉の縦断面図であり、第2図はその作動説明図であ
る。
【0021】水平断面が円筒形の炉体4Aの底部に空気
分散板13が水平に設けられ、その下側にエアチャンバ
8Aが設けられている。
【0022】第1の原料供給シュート5Aから原料粒子
が空気分散板13の上側に供給されると共に、空気吹込
口8から流動化用空気がエアチャンバ8A内に吹き込ま
れ、空気分散板13の上側に流動層10が形成される。
この流動層10に燃料供給ノズル9Aから固形燃料粒子
が空気と共に供給される。この固形燃料粒子は流動層1
0内でその一部が燃焼すると共に、流動層10上に飛び
出した粒子は流動層10上に2次空気ダクト7Aから吹
き込まれた2次空気によっても燃焼する。
【0023】この燃料供給ノズル9Aは、水平面に対し
20°以上の下り勾配(即ち、θ>20°)となるよう
に、かつ燃料供給ノズル9Aの方向が求心方向よりもタ
ンゼンシャル側となるように設けられている。本実施例
では4本の燃料供給ノズル9Aが設けられているが、3
本以下でも5本以上でも良い。好ましい燃料供給ノズル
9Aの本数は、炉体4Aの径にもよるが、4〜8本程度
である。θの好ましい角度は10°〜45°とりわけ2
0°〜30°である。第2図に示す燃料供給ノズル9A
の求心方向からのズレ角度αは、10°〜45°とりわ
け20°〜30°であることが好ましい。
【0024】なお、2次空気ダクト7Aも、燃料供給ノ
ズル9Aと同じタンゼンシャル側を指向するように設け
られている。2次空気ダクト7Aは2〜4本、炉体4A
に接続されるのが好ましい。
【0025】炉体4Aの上部に耐火レンガにより凸部2
1が周設されている。該凸部21の上側に第2の原料供
給シュート22が設けられており、この原料供給シュー
ト22から投入された原料粒子は、凸部21の上面に当
り、炉内に分散される。
【0026】この凸部21は、炉体4Aの内周を周回し
て設けられている。従って、該炉体4A内のフリーボー
ドの水平断面積は、凸部21の箇所において凸部21の
上下のフリーボード11U,11Lよりも小さくなって
おり、下部フリーボード部11L及び上部フリーボード
11Uに比べ凸部21におけるガス上昇流速が大きい。
この結果、凸部21に当って炉内に分散された原料粒子
は、凸部21付近の高流速のガス流によって上方に吹き
上げられるようになり、下部フリーボード11Lへ落下
しないようになる。
【0027】このように構成されたセメント原料の流動
仮焼炉においては、燃料供給ノズル9Aから固形燃料が
搬送用空気と共に下向きかつタンゼンシャル方向に供給
されるため、流動層10に該搬送用空気による攪拌作用
が働く。これにより、流動層10内の原料粒子及び固形
燃料粒子の混合が促進される。また、流動層10内にお
いて旋回流が形成されるようになり、これによっても流
動層10内の混合が促進される。この結果、流動層10
を形成して強い混合作用を発生させるための流動化空気
量(空気分散板13を通過する1次空気量)を削減でき
る。
【0028】このようなことから、固形燃料の流動層1
0内の滞留時間が長くなり、固形燃料が流動層10内に
おいて十分に燃焼する。また、流動化空気量の削減によ
る層内風速の低下に伴って流動層からフリーボードへの
飛散限界粒子径が小さくなる。
【0029】この結果、フリーボード11Lに飛び出す
燃料の粒子径が大幅に小さくなる。燃料の粒子径が小さ
ければ小さいほど大幅に燃焼速度が速くなり、仮焼炉全
体の燃焼効率が向上する。
【0030】また、上部フリーボード11Uにおいて
は、第2の原料供給シュート22から投入された原料粒
子と炉内の燃焼ガスとが効率良く熱交換するため、流動
層10や下部フリーボード11L内の温度を高くしても
炉体4Aの出口のガス温度を900℃以下に抑えること
ができる。流動層10や下部フリーボード11Lの温度
を950〜1000℃程度の高温にすることにより、流
動層10及び下部フリーボード11Lにおける固形燃料
の燃焼速度を大きくできる。
【0031】本発明は、揮発分が10%以下の無煙炭や
コークスを燃料とする場合にきわめて好適であり、その
場合固形燃料の細度は90ミクロン篩残分20%以下と
りわけ5%程度とするのが好ましい。エアチャンバ8A
からの1次空気、2次空気ダクト7Aからの2次空気及
び燃料供給ノズル9Aからの固形燃料搬送用空気の割合
は、1次空気、2次空気及び固形燃料搬送用空気の合計
を100体積部とした場合、1次空気量が10〜30体
積部となり、固形燃料搬送用空気量が4〜8体積部とな
るようにするのが好ましい。
【0032】なお、本実施例では、炉体4Aは鉄板より
なる外皮の内側に耐火物を設けた構成となっている。こ
の外皮はストレートな円筒となっており、凸部21の高
さ及び径方向の大きさが最適寸法となるように炉体を容
易に構築できる。
【0033】
【発明の効果】以上の通り、請求項1のセメント原料の
流動仮焼炉によると、固形燃料の流動層内滞留時間を延
長し、また、流動層からフリーボードへ飛散する固形燃
料粒子径を小さくでき、無煙炭のように着火性の悪い燃
料を用いた場合でも、仮焼炉の仮焼効率が向上する。
【0034】請求項2のセメント原料の流動仮焼炉によ
ると、上部フリーボードでの熱交換効率を向上させると
共に、上部フリーボードから下部フリーボードへの原料
粒子の落下を防止し、下部フリーボードや流動層の温度
を高くすることができる。これにより、無煙炭のように
着火性の悪い燃料を用いた場合でも、仮焼炉の燃焼効
率、熱交換効率が向上し、仮焼効率が向上する。
【0035】請求項3のセメント原料の流動仮焼炉にお
いては、上記の効果が重畳することにより、仮焼効率が
きわめて高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るセメント原料の流動仮焼炉の縦断
面図である。
【図2】実施例に係るセメント原料の流動仮焼炉の作動
説明図であり、(a)図は(b)図のa−a線断面図、
(b)図は要部縦断面図である。
【図3】従来例に係るセメント原料の流動仮焼炉の作動
説明図であり、(a)図は(b)図のa−a線断面図、
(b)図は要部縦断面図である。
【図4】従来例に係るセメント原料の流動仮焼炉の縦断
面図である。
【符号の説明】
4A 炉体 5A 第1の原料供給シュート 7A 2次空気ダクト 8A エアチャンバ 9A 燃料供給ノズル 11L 下部フリーボード 11U 上部フリーボード 21 凸部 22 第2の原料供給シュート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒軸心方向を上下方向とした筒形の炉体
    と、 該炉体の底部に略水平に設けられた空気分散板及び該空
    気分散板の下側のエアチャンバと、 該空気分散板の上側に原料を供給する原料供給シュート
    と、 該空気分散板の上側の流動層に固形燃料を供給する燃料
    供給ノズルと、 該空気分散板の上側に2次空気を供給する2次空気ダク
    トと、を有するセメント原料の流動仮焼炉において、 該燃料供給ノズルは、水平面に対し20°以上の下り勾
    配にて、且つ求心方向よりもタンゼンシャル側に偏向し
    て該炉体に接続されていることを特徴とするセメント原
    料の流動仮焼炉。
  2. 【請求項2】 筒軸心方向を上下方向とした筒形の炉体
    と、 該炉体の底部に略水平に設けられた空気分散板及び該空
    気分散板の下側のエアチャンバと、 該空気分散板の上側に原料を供給する第1の原料供給シ
    ュートと、 該空気分散板の上側の流動層に固形燃料を供給する燃料
    供給ノズルと、 該空気分散板の上側に2次空気を供給する2次空気ダク
    トと、を有するセメント原料の流動仮焼炉において、 前記炉体の上部の内面に凸部を周設し、 該凸部よりも上側に原料を供給する第2の原料供給シー
    トを設けたことを特徴とするセメント原料の流動仮焼
    炉。
  3. 【請求項3】 請求項2において、該燃料供給ノズル
    は、水平面に対し20°以上の下り勾配にて、且つ求心
    方向よりもタンゼンシャル側に偏向して該炉体に接続さ
    れていることを特徴とするセメント原料の流動仮焼炉。
JP3826995A 1995-02-27 1995-02-27 セメント原料の流動仮焼炉 Withdrawn JPH08231254A (ja)

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