JPH08281057A - セメントロータリーキルンからの煙道ガスの乾式脱硫方法 - Google Patents
セメントロータリーキルンからの煙道ガスの乾式脱硫方法Info
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- JPH08281057A JPH08281057A JP8079231A JP7923196A JPH08281057A JP H08281057 A JPH08281057 A JP H08281057A JP 8079231 A JP8079231 A JP 8079231A JP 7923196 A JP7923196 A JP 7923196A JP H08281057 A JPH08281057 A JP H08281057A
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- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/364—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
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- C04B11/02—Methods and apparatus for dehydrating gypsum
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＯ２結合のために供給される、たとえば生
石灰および／または水和石灰のような適当な添加剤の経
済的利用を義務に合致する脱硫度で達成可能にする、セ
メントロータリーキルンからの煙道ガスの乾式脱硫方法
を提供する。 【解決手段】 添加剤をキルン端部の煙道ガス案内帯域
中へ、キルン軸に対して２〜１２゜傾斜した吹き込み角
度でかつ２０〜８０ｍ／ｓの吹き込み速度で送入する。
石灰および／または水和石灰のような適当な添加剤の経
済的利用を義務に合致する脱硫度で達成可能にする、セ
メントロータリーキルンからの煙道ガスの乾式脱硫方法
を提供する。 【解決手段】 添加剤をキルン端部の煙道ガス案内帯域
中へ、キルン軸に対して２〜１２゜傾斜した吹き込み角
度でかつ２０〜８０ｍ／ｓの吹き込み速度で送入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念部による乾式煙道ガス脱硫方法に関する。
念部による乾式煙道ガス脱硫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】異なる起源の煙道ガスの乾式脱硫のため
に、種々の方法が公知である。
に、種々の方法が公知である。
【０００３】それで、吸収剤（添加剤）としてたとえば
乾燥水和石灰を使用する、石炭焚発電所または塵芥焼却
装置の煙道ガスの乾式脱硫および他の汚染物の除去のた
めに、ドイツ国特許出願公開第３１１７６０１号にはこ
のような方法が提案されている。この方法によれば、添
加物は直接に生ガス区間中へ、場合によりこの区間に存
在する反応器の前で送入され、後接されたフィルターに
供給される。此処に生じる固形物排出分は１つまたは幾
つかのサイクロン分離器を通過し、次いで所属する装置
から浄化された排ガスとは別に排出することができる。
乾燥水和石灰を使用する、石炭焚発電所または塵芥焼却
装置の煙道ガスの乾式脱硫および他の汚染物の除去のた
めに、ドイツ国特許出願公開第３１１７６０１号にはこ
のような方法が提案されている。この方法によれば、添
加物は直接に生ガス区間中へ、場合によりこの区間に存
在する反応器の前で送入され、後接されたフィルターに
供給される。此処に生じる固形物排出分は１つまたは幾
つかのサイクロン分離器を通過し、次いで所属する装置
から浄化された排ガスとは別に排出することができる。
【０００４】この乾式浄化のほかに、“湿式法”も公知
である。
である。
【０００５】ドイツ国特許出願公開第３３４１０６号明
細書には、吸収剤（添加剤）としてアルカリ性Ｃａ化合
物を液状で生ガス中へ噴射する湿式法が開示されてい
る。この方法の欠点は、有害物に対して数倍化学量論的
量で添加される添加剤を十分に激しく反応させることが
できず、殊に変動の際に配量の最適適合が殆ど不可能で
あることである。
細書には、吸収剤（添加剤）としてアルカリ性Ｃａ化合
物を液状で生ガス中へ噴射する湿式法が開示されてい
る。この方法の欠点は、有害物に対して数倍化学量論的
量で添加される添加剤を十分に激しく反応させることが
できず、殊に変動の際に配量の最適適合が殆ど不可能で
あることである。
【０００６】添加剤の良好な利用および高い煙道ガス脱
硫度は、ドイツ国特許出願公開第４００４８６６号明細
書によれば粉砕−および火格子燃焼を有するボイラーに
対して、二酸化硫黄結合添加剤を含有する懸濁液を公知
ノズル装置により高めた圧力で煙道ガス案内自由空間中
へ送入することにより達成される。
硫度は、ドイツ国特許出願公開第４００４８６６号明細
書によれば粉砕−および火格子燃焼を有するボイラーに
対して、二酸化硫黄結合添加剤を含有する懸濁液を公知
ノズル装置により高めた圧力で煙道ガス案内自由空間中
へ送入することにより達成される。
【０００７】この方法における欠点はなかんずく、懸濁
液の温度が圧力上昇後は特定の値を上回るかないしは下
回ってはならず；それで懸濁液は間接的熱伝導により、
その温度が浄化すべき煙道ガスの水蒸気露点の温度より
も少なくとも１０℃高いが、ノズル前方の懸濁液の圧力
に所属する沸騰温度よりも最高３゜Ｋ低いように調節し
なければならないことである。
液の温度が圧力上昇後は特定の値を上回るかないしは下
回ってはならず；それで懸濁液は間接的熱伝導により、
その温度が浄化すべき煙道ガスの水蒸気露点の温度より
も少なくとも１０℃高いが、ノズル前方の懸濁液の圧力
に所属する沸騰温度よりも最高３゜Ｋ低いように調節し
なければならないことである。
【０００８】さらに、硫黄含有石炭を燃料として使用す
るのは、同時に煙道ガスが脱硫される場合にのみ有用で
あるにすぎないことも公知である。しかし、このために
必要な化学薬品および装置の費用は、石炭の価格上の利
点を少なくとも部分的に相殺する。これらの燃料が競争
できるか否かおよびどの程度競争できるかは、本質的
に、煙道ガスの脱硫によって支出される付帯費用に依存
し、この付帯費用の減少がこの石炭の競争性を改善す
る。
るのは、同時に煙道ガスが脱硫される場合にのみ有用で
あるにすぎないことも公知である。しかし、このために
必要な化学薬品および装置の費用は、石炭の価格上の利
点を少なくとも部分的に相殺する。これらの燃料が競争
できるか否かおよびどの程度競争できるかは、本質的
に、煙道ガスの脱硫によって支出される付帯費用に依存
し、この付帯費用の減少がこの石炭の競争性を改善す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、添加剤の経済的利用性を義務に合致する脱硫度で達
成することを可能にする、セメントロータリーキルンか
らの煙道ガスに対する乾式煙道ガス脱硫方法を提供する
ことである。
は、添加剤の経済的利用性を義務に合致する脱硫度で達
成することを可能にする、セメントロータリーキルンか
らの煙道ガスに対する乾式煙道ガス脱硫方法を提供する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
本発明による特徴によって解決される。本発明の有利な
実施形は、従属請求項から明らかである。
本発明による特徴によって解決される。本発明の有利な
実施形は、従属請求項から明らかである。
【００１１】本発明による方法は、セメントクリンカー
製造における煙道ガス脱硫の技術的に簡単な解決法であ
る。本発明による方法は、装置にできるだけ僅かな設備
費で実現することができる。本方法は容易に、プレヒー
ターを有する敏感なレポールキルンならびにエスピーキ
ルン（サスペンションプレヒーターキルン）またはロン
グキルンにおいて使用できる。生じる無水石膏はセメン
トクリンカー中に留まり、その結果一方でフィルターダ
ストは生成せず、他方では作業によりクリンカーに混和
されるＣａＳＯ４の含量は減少する。
製造における煙道ガス脱硫の技術的に簡単な解決法であ
る。本発明による方法は、装置にできるだけ僅かな設備
費で実現することができる。本方法は容易に、プレヒー
ターを有する敏感なレポールキルンならびにエスピーキ
ルン（サスペンションプレヒーターキルン）またはロン
グキルンにおいて使用できる。生じる無水石膏はセメン
トクリンカー中に留まり、その結果一方でフィルターダ
ストは生成せず、他方では作業によりクリンカーに混和
されるＣａＳＯ４の含量は減少する。
【００１２】本発明の根底にある認識は、自体公知の煙
道ガス中への添加剤の吹き込みは方法の重大な点の１つ
であることである。
道ガス中への添加剤の吹き込みは方法の重大な点の１つ
であることである。
【００１３】ＣａＯまたはＣａ（ＯＨ）２のような公知
添加剤による反応ＣａＯ→ＣａＳＯ４の場合、ＳＯ２吸
収速度は時がたつにつれて遅くなる。
添加剤による反応ＣａＯ→ＣａＳＯ４の場合、ＳＯ２吸
収速度は時がたつにつれて遅くなる。
【００１４】これは、ＳＯ２の吸収においては一方でＣ
ａＯ粒子の表面におけるＳＯ２濃度が低下し、他方では
ＣａＯ粒子の表面にＣａＳＯ４層が生成することにより
説明できる。
ａＯ粒子の表面におけるＳＯ２濃度が低下し、他方では
ＣａＯ粒子の表面にＣａＳＯ４層が生成することにより
説明できる。
【００１５】さらに、粉末状の添加剤をキルン帯域に供
給することにより添加剤と排ガスとの間の接触が大きい
空間内で行われるので接触効率が低い。これを別として
も、−添加剤としてＣａ（ＯＨ）２を使用する場合−Ｃ
ａ（ＯＨ）２のＣａＯへの転移は吸熱反応であり、キル
ンガスが冷却する。
給することにより添加剤と排ガスとの間の接触が大きい
空間内で行われるので接触効率が低い。これを別として
も、−添加剤としてＣａ（ＯＨ）２を使用する場合−Ｃ
ａ（ＯＨ）２のＣａＯへの転移は吸熱反応であり、キル
ンガスが冷却する。
【００１６】この背景に対して、本発明によれば添加剤
はキルン端部で空気力で進入脱出可能なランスにより方
向性に吹き込まれ、ここで“キルン端部”とはキルンの
出口とクリンカー冷却器入口との間の移行部を表わす。
その全断面を経て冷却器からの熱い空気は燃焼用空気と
して火炎に供給される。
はキルン端部で空気力で進入脱出可能なランスにより方
向性に吹き込まれ、ここで“キルン端部”とはキルンの
出口とクリンカー冷却器入口との間の移行部を表わす。
その全断面を経て冷却器からの熱い空気は燃焼用空気と
して火炎に供給される。
【００１７】敏感なプレヒーターシステム（たとえばレ
ポールグレート型プレヒーター）を妨害せずかつＣａＯ
粒子の不活性化に対抗するためには、活性剤粒子ができ
るだけ短時間高温帯域（火炎範囲）の煙道ガスと接触し
ていることが重要である。これは本発明によれば、キル
ン軸に対して２〜１２゜傾斜する吹き込み角度を選択し
かつ高い速度で吹き込むことによって行われる。それに
より、高速で通過するかないしは長い距離搬送される添
加剤粒子はキルンの他端で分離される。
ポールグレート型プレヒーター）を妨害せずかつＣａＯ
粒子の不活性化に対抗するためには、活性剤粒子ができ
るだけ短時間高温帯域（火炎範囲）の煙道ガスと接触し
ていることが重要である。これは本発明によれば、キル
ン軸に対して２〜１２゜傾斜する吹き込み角度を選択し
かつ高い速度で吹き込むことによって行われる。それに
より、高速で通過するかないしは長い距離搬送される添
加剤粒子はキルンの他端で分離される。
【００１８】吹き込み速度は、本発明によれば２０〜８
０ｍ／ｓと、殆どキルン円筒の全容積を反応室として利
用することができる程度に高く設定されている。方向性
噴流を形成するためのランスの設計データ（長さ、直
径）は次のパラメーターに依存する： −キルン円筒の寸法（長さ、直径）、 −生石灰−または水和石灰の品質（石灰の含量、微細
度）、 −低下すべきＳＯ２放出の絶対的高さおよび生石灰−ま
たは水和石灰の量、 −供給空気量。
０ｍ／ｓと、殆どキルン円筒の全容積を反応室として利
用することができる程度に高く設定されている。方向性
噴流を形成するためのランスの設計データ（長さ、直
径）は次のパラメーターに依存する： −キルン円筒の寸法（長さ、直径）、 −生石灰−または水和石灰の品質（石灰の含量、微細
度）、 −低下すべきＳＯ２放出の絶対的高さおよび生石灰−ま
たは水和石灰の量、 −供給空気量。
【００１９】本発明の１実施形によれば搬送空気として
周囲空気が使用される。周囲空気の代わりに、クリンカ
ー冷却器からの熱空気を使用することもできる。この熱
空気の温度は、、それと接触する機械の設計データなら
びに搬送供給管の耐熱性に依存するにすぎない。熱空気
の使用はたんにキルン装置のエネルギー節約効果を有す
るだけで、ＳＯ２低下の方法にとっては搬送空気温度の
高さはささいなことである。
周囲空気が使用される。周囲空気の代わりに、クリンカ
ー冷却器からの熱空気を使用することもできる。この熱
空気の温度は、、それと接触する機械の設計データなら
びに搬送供給管の耐熱性に依存するにすぎない。熱空気
の使用はたんにキルン装置のエネルギー節約効果を有す
るだけで、ＳＯ２低下の方法にとっては搬送空気温度の
高さはささいなことである。
【００２０】
【実施例】次に、本発明を図面および実施例につき詳述
する。
する。
【００２１】レポール法により、原料粉末は給湿された
顆粒（ペレット）の形で移床ストーカ６に給送される。
乾燥室１０中で、顆粒は約２００〜３００℃で乾燥さ
れ、高温室９中で１０００℃以上にまでさらに加熱され
る。
顆粒（ペレット）の形で移床ストーカ６に給送される。
乾燥室１０中で、顆粒は約２００〜３００℃で乾燥さ
れ、高温室９中で１０００℃以上にまでさらに加熱され
る。
【００２２】メーンバーナー１の脱硫すべき煙道ガス
は、顆粒層を通して２回吸引され（１回高温室９から第
１吸引室１１中へ、引き続き乾燥室１０から第２吸引室
１２中へ）、第２送風機（煙道ガス送風機）により予熱
範囲を去る。レポールキルンにおける煙道ガスの脱硫
は、予熱範囲内でのＳＯ２添加剤の配量によって次の事
情に基づき失敗する： −これらの物質を高温室９または乾燥室１０または第１
吸引室１１中へ送入する場合、移床ストーカは水和石灰
−または生石灰ダストを短時間に完全に十分に吸い込
む。
は、顆粒層を通して２回吸引され（１回高温室９から第
１吸引室１１中へ、引き続き乾燥室１０から第２吸引室
１２中へ）、第２送風機（煙道ガス送風機）により予熱
範囲を去る。レポールキルンにおける煙道ガスの脱硫
は、予熱範囲内でのＳＯ２添加剤の配量によって次の事
情に基づき失敗する： −これらの物質を高温室９または乾燥室１０または第１
吸引室１１中へ送入する場合、移床ストーカは水和石灰
−または生石灰ダストを短時間に完全に十分に吸い込
む。
【００２３】その場合範囲９と１１の間または１０と１
２の間の強く増加する抵抗に基づき、煙道ガスを不完全
にしか搬送することができず、著量の一酸化炭素が生じ
る。一酸化炭素の生成は付加的ＳＯ２の強い遊離を生起
し、さらに装置の運転に必要な燃料を著しく絞らねばな
らない。これは結局、誤装入を生じる。
２の間の強く増加する抵抗に基づき、煙道ガスを不完全
にしか搬送することができず、著量の一酸化炭素が生じ
る。一酸化炭素の生成は付加的ＳＯ２の強い遊離を生起
し、さらに装置の運転に必要な燃料を著しく絞らねばな
らない。これは結局、誤装入を生じる。
【００２４】−これらの物質が第２吸引室１２中へ送入
される場合またはその後これらの物質はプレヒーターを
去り、フィルター１３中に分離される。
される場合またはその後これらの物質はプレヒーターを
去り、フィルター１３中に分離される。
【００２５】ＳＯ２と生石灰／水和石灰との間の反応は
過剰化学量論に従うので、フィルターダスト中には煙道
ガス石膏分量だけでなく、著量の変動する分量の未反応
水和石灰または生石灰も含有されている。フィルターダ
ストは通例セメント粉砕物に添加され、その際大量の水
和石灰−および生石灰分量がその飛散作用に基づきセメ
ントの特殊な性質を損なうかないしは破壊する。
過剰化学量論に従うので、フィルターダスト中には煙道
ガス石膏分量だけでなく、著量の変動する分量の未反応
水和石灰または生石灰も含有されている。フィルターダ
ストは通例セメント粉砕物に添加され、その際大量の水
和石灰−および生石灰分量がその飛散作用に基づきセメ
ントの特殊な性質を損なうかないしは破壊する。
【００２６】フィルターダストをセメントクリンカーに
混和しない場合には、フィルターダストを廃棄処理しな
ければならず、これが付加的堆積費用を生じさせる。
混和しない場合には、フィルターダストを廃棄処理しな
ければならず、これが付加的堆積費用を生じさせる。
【００２７】上記に記載した理由から、生石灰または水
和石灰の吹き込みは本発明による方法ではキルン端部で
行われ、その際水和石灰／生石灰−搬送空気混合物の吹
き込みは、高い速度（キルンの長さおよび火炎の長さに
より、２０〜８０ｍ／ｓ）でならびにキルン軸に対して
角度αで傾斜し、ランス４を用いる方向性吹き込み噴流
で行われ、それにより臨界的高温帯域の迅速な通過が達
成される。
和石灰の吹き込みは本発明による方法ではキルン端部で
行われ、その際水和石灰／生石灰−搬送空気混合物の吹
き込みは、高い速度（キルンの長さおよび火炎の長さに
より、２０〜８０ｍ／ｓ）でならびにキルン軸に対して
角度αで傾斜し、ランス４を用いる方向性吹き込み噴流
で行われ、それにより臨界的高温帯域の迅速な通過が達
成される。
【００２８】角度α（図２）はロータリーキルンの形状
寸法（直径、長さ）に依存する。この角度は、できるだ
けキルンの全長を反応室として利用することができかつ
プレヒーターが妨げられないように調節される。角度範
囲は、本発明により２゜〜最高１２゜の間にある。
寸法（直径、長さ）に依存する。この角度は、できるだ
けキルンの全長を反応室として利用することができかつ
プレヒーターが妨げられないように調節される。角度範
囲は、本発明により２゜〜最高１２゜の間にある。
【００２９】ランス（図５）は、耐熱性ランスヘッド２
０からなる。出口速度の精密制御のために、ランスに内
装入物２１を装備することもできる。方向性噴流を形成
するためのランスの設計データは、次のパラメーターに
依存する： −キルン円筒の寸法（直径、長さ） −生石灰ーまたは水和石灰の品質（石灰の含量、微細
度） −低下すべきＳＯ２放出（から／まで）およびそれとと
もに生石灰−または水和石灰量 −搬送空気量。
０からなる。出口速度の精密制御のために、ランスに内
装入物２１を装備することもできる。方向性噴流を形成
するためのランスの設計データは、次のパラメーターに
依存する： −キルン円筒の寸法（直径、長さ） −生石灰ーまたは水和石灰の品質（石灰の含量、微細
度） −低下すべきＳＯ２放出（から／まで）およびそれとと
もに生石灰−または水和石灰量 −搬送空気量。
【００３０】図１によれば、生石灰または水和石灰は通
例サイロ１８中にストックされる。適当な排出補助装置
（たとえばサイロ通風装置、排出円錐体）等により、生
石灰／水和石灰は配量装置１６に供給され、搬送空気と
混合される。
例サイロ１８中にストックされる。適当な排出補助装置
（たとえばサイロ通風装置、排出円錐体）等により、生
石灰／水和石灰は配量装置１６に供給され、搬送空気と
混合される。
【００３１】搬送空気の形成は少なくとも１つの搬送空
気用送風機１７により行われ、吸い込まれる空気は室温
を有する（冬季操業約０℃、夏季操業最高７０℃ま
で）。搬送空気用送風機を用いて、集中的空気供給ユニ
ットが考えられていてもよい（キーワード：工場空気の
抽気）。
気用送風機１７により行われ、吸い込まれる空気は室温
を有する（冬季操業約０℃、夏季操業最高７０℃ま
で）。搬送空気用送風機を用いて、集中的空気供給ユニ
ットが考えられていてもよい（キーワード：工場空気の
抽気）。
【００３２】周囲空気に代えて、搬送空気としてクリン
カー冷却器からの熱い冷却空気を使用することもでき
る。この熱空気１９の温度はそれと接触する器械の設計
データならびに供給管１５の耐熱性に依存するにすぎな
い。熱空気の使用は、たんにキルン装置に対するエネル
ギー節約効果を有するだけで、ＳＯ２低下方法に対して
は搬送空気温度の高さはささいなことである。
カー冷却器からの熱い冷却空気を使用することもでき
る。この熱空気１９の温度はそれと接触する器械の設計
データならびに供給管１５の耐熱性に依存するにすぎな
い。熱空気の使用は、たんにキルン装置に対するエネル
ギー節約効果を有するだけで、ＳＯ２低下方法に対して
は搬送空気温度の高さはささいなことである。
【００３３】生石灰／水和石灰／搬送空気の混合物は、
選択的に撓み性の供給管１５を経てランス４に供給さ
れ、キルン中に方向性に吹き込まれる、本発明による方
法はエスピーキルン（図３）またはセメントロータリー
キルン（図４）からの煙道ガス中のＳＯ２含量を低下す
るのにも適当である。レポール法におけるように、添加
剤の経済的利用は義務に合致する脱硫度で達成すること
ができる。
選択的に撓み性の供給管１５を経てランス４に供給さ
れ、キルン中に方向性に吹き込まれる、本発明による方
法はエスピーキルン（図３）またはセメントロータリー
キルン（図４）からの煙道ガス中のＳＯ２含量を低下す
るのにも適当である。レポール法におけるように、添加
剤の経済的利用は義務に合致する脱硫度で達成すること
ができる。
【図１】後続する吸引室を有するレポールキルンの概略
断面図
断面図
【図２】吹き込み角度が認められる、図１によるＡ−Ａ
断面図
断面図
【図３】エスピーキルンの概略断面図
【図４】長い乾燥キルンの概略断面図
【図５】吹き込みランスの構造を示す概略断面図
１ メインバーナー ４ ランス ６ 移床ストーカ ９ 高温室 １０ 乾燥室 １１ 第１吸引室 １２ 第２吸引室 １３ フィルター １５ 搬送導管 １６ 配量装置 １７ 搬送空気用送風機 １８ サイロ １９ 熱空気 ２０ ランスヘッド
Claims (8)
- 【請求項１】 生石灰および／または乾燥水和石灰のよ
うなＳＯ２生成のために適当な添加剤を炉に供給する、
セメントロータリーキルンからの煙道ガスの乾式脱硫方
法において、添加剤をキルン端部で煙ガス案内ゾーン中
へ、キルン軸に対して２〜１２゜傾斜した吹き込み角度
でかつ２０〜８０ｍ／ｓの吹き込み速度で送入すること
を特徴とするセメントロータリーキルンからの煙道ガス
の乾式脱硫方法。 - 【請求項２】 添加剤の供給をランスにより方向性の吹
き込み噴流で行うことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 出口速度の精密制御をランスの形状寸法
の選択により確保することを特徴とする請求項２記載の
方法。 - 【請求項４】 添加剤用搬送空気として周囲空気を適用
することを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 搬送空気としてクリンカー冷却器からの
熱い冷却用空気を使用することを特徴とする請求項２記
載の方法。 - 【請求項６】 セメントロータリーキルンがレポールキ
ルンであること特徴とする請求項１から５までのいずれ
か１項記載の方法 ・ - 【請求項７】 セメントロータリーキルンが少なくとも
１つの熱交換段を有するエスピーキルンであることを特
徴とする請求項１から５までの１ずれか１項記載の方
法。 - 【請求項８】 セメントロータリーキルンがロングキル
ンであることを特徴とする請求項１から５までのいずれ
か１項記載の方法。
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