JPH09278501A

JPH09278501A - セメント製造装置におけるアルカリ、塩素類の低減方法

Info

Publication number: JPH09278501A
Application number: JP9782796A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Yamazaki; 正康山崎; Koichi Hashimoto; 光一橋本; Michiro Ishizaki; 倫朗石崎
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】バイパスした排ガスの処理設備を要すること
なく、粉末予熱装置におけるコーティングを抑制してセ
メント製造装置を安定して操業でき、製品の品質や歩留
まりの低下を抑制する。【解決手段】複数のサイクロン２１ａ〜２１ｄを上下
方向にダクト２６ａ〜２６ｄを介して設置してなる粉末
予熱装置２１によりセメント原料粉末を予熱し、この予
熱されたセメント原料粉末を粉末焼成装置２２により焼
成してセメントを製造するときに、サイクロン２１ａ〜
２１ｄに投入して焼成装置２２の排ガスによりアルカ
リ、塩素類が付着したセメント原料粉末の一部を分取
し、この分取したセメント原料粉末を水洗してアルカ
リ、塩素類を除去し、このアルカリ、塩素類を除去した
セメント原料粉末を脱水して新規なセメント原料粉末と
して再利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉末予熱装置により
セメント原料粉末を予熱した後、この原料粉末を粉末焼
成装置により焼成するセメント製造装置に関する。更に
詳しくは、このセメント製造装置におけるセメント原料
粉末、或いは原料乾燥機又は原料粉砕機で利用される前
又は後の粉末予熱装置の排ガス中のダストからアルカ
リ、塩素類等の有害物質を除去し、この有害物質を低減
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロータリキルンのような粉末焼成装置に
供給されるセメント原料粉末は、サスペンションプレヒ
ータのような粉末予熱装置で予熱された後、粉末焼成装
置に供給される。この粉末予熱装置における熱源に粉末
焼成装置の排ガスを利用することにより、セメント原料
粉末の焼成のための燃料消費量を少なくし、かつ大量生
産できるようにしている。従来のセメント製造装置は、
図３に示すように複数のサイクロン１ａ〜１ｄを上下方
向にダクト６ａ〜６ｄを介して設置して構成される粉末
予熱装置１と、クリンカ焼成用のロータリキルン等の粉
末焼成装置２と、焼成したクリンカを冷却するクリンカ
冷却装置３とを備える。この予熱装置１ではシュート４
より実線矢印に示すように原料粉末を投入する。投入さ
れた原料粉末はサイクロン１ａ〜１ｄ及びダクト６ａ〜
６ｄを経由しながら順次降下し、一方排ガスは誘引ファ
ン７により吸引され、破線矢印に示すように原料粉末と
反対に順次上昇して装置外部に排出される。これにより
投入された原料粉末は熱せられた排ガスによって徐々に
加熱された後、最下段のサイクロン１ｄに供給され、次
いでシュート８及び接続ハウジング９を経て焼成装置２
に導入される。焼成装置２にはクリンカ冷却装置３から
供給されてくる高温空気とバーナ１１から送られてくる
焼成用燃料が導入され、ここで焼成されたクリンカはク
リンカ冷却装置３で冷却される。更に、誘引ファン７よ
り排出された排ガスは原料乾燥機１０及び原料粉砕機１
１に送込まれる。原料乾燥機１０及び原料粉砕機１１で
は、それぞれ粉末予熱装置１の排ガスの熱を利用して効
率よく原料を乾燥し、粉砕する。原料乾燥機１０及び原
料粉砕機１１で利用された排ガスは、誘引ファン７より
排出されたときに含んでいたダストの他に、原料の乾
燥、粉砕中に生じた微粉をも含む。これらのダストや微
粉を含む排ガスは誘引ファン１５ａにより誘引され、集
塵機１５ｂでダスト等を除去した後、煙突１５ｃより大
気に放出される。

【０００３】セメント原料粉末やロータリキルンの燃料
の石炭や重油には、不純物としてアルカリ（Ｋ，Ｎ
ａ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）等の種々の化合物、例
えばＫ₂ＳＯ₄，Ｎａ₂ＳＯ₄，ＫＣｌ，ＮａＣｌ等（以
下、アルカリ、塩素類という）が含まれている。これら
のアルカリ、塩素類は粉末予熱装置１及び粉末焼成装置
２内で蒸発及び凝縮を繰返して蓄積され、やがて焼成装
置２の入口部や予熱装置１のダクト６ａ〜６ｄやサイク
ロン１ａ〜１ｄの内壁面に多量に付着する。これを放置
しておくとその付着物（コーティング）が経時的に成
長、増大してセメント製造装置の安定操業を阻害する。
一方、セメントクリンカにはアルカリ、塩素類が混入し
て製品の品質が低下するようになる。

【０００４】これらの点を解消するために、従来、有害
なアルカリ、塩素類を系外に排出させる手段として、気
化したアルカリ、塩素類を高濃度に含有している排ガス
をバイパスさせて系外に抜き出すバイパス方式が採用さ
れている。この方式では、図３に示すように予熱装置１
と焼成装置２とを接続するハウジング９にバイパス導管
１２を接続し、蒸気の状態にあるアルカリ、塩素類を焼
成装置２の排ガスの一部とともにバイパスガス排出ファ
ン１３により吸引する。一方、バイパス導管１２の途中
にバイパスガス冷却装置１４を配置し、この冷却装置１
４にファン１６により冷風を抽入してアルカリ、塩素類
を超微粒の霧状体に凝縮させた上、バイパスガス中に含
まれるダストを集塵機１７で取除くようにしている。こ
こでバイパスガスの排出量は、原料及び燃料中に含まれ
るアルカリ、塩素類の量、或いは要求される製品の品質
などにより決定される。またバイパスガス冷却装置で高
温のバイパスガスが急冷され、後続の集塵機や排気設備
の熱的保護が図られ、同時にバイパス導管へのコーティ
ングの付着防止が図られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バイパス導管
内で超微粒の霧状体に凝縮したアルカリ、塩素類の多く
は、ダスト表面に付着するため、集塵機１７で捕集され
たダストは比較的多量のアルカリ、塩素類を含有し、焼
成装置に再供給することができない。またこのダストを
廃棄した場合には、このダストは既に脱炭酸反応のかな
り進行した酸化カルシウム（ＣａＯ）が主成分となって
いるため、製品の歩留まりを低下させてしまう。一方、
原料乾燥機や原料粉砕機で利用され、集塵機１２で捕集
されたダストにも上記と同様の問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、粉末予熱装置におけるコ
ーティングを抑制してセメント製造装置を安定して操業
でき、製品の品質や歩留まりの低下を抑制する、セメン
ト製造装置におけるアルカリ、塩素類の低減方法を提供
することにある。本発明の別の目的は、粉末予熱装置の
排ガス中のダストからアルカリ、塩素類等の有害物質を
除去し、この有害物質を低減する方法を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように複数のサイクロン２１ａ，２１ｂ，２
１ｃ，２１ｄを上下方向にダクト２６ａ，２６ｂ，２６
ｃ，２６ｄを介して設置してなる粉末予熱装置２１によ
りセメント原料粉末を予熱し、この予熱されたセメント
原料粉末を粉末焼成装置２２により焼成してセメントを
製造する方法において、サイクロン２１ａ〜２１ｄに投
入された後、粉末焼成装置２２の排ガスによりアルカ
リ、塩素類が付着したセメント原料粉末の一部を分取
し、この分取したセメント原料粉末を水洗してアルカ
リ、塩素類の水溶性の部分を除去し、このアルカリ、塩
素類の水溶性の部分を除去したセメント原料粉末を脱水
して新規なセメント原料粉末として再利用することを特
徴とするセメント製造装置におけるアルカリ、塩素類の
低減方法である。

【０００８】アルカリ、塩素類が付着したセメント原料
粉末の一部を分取することにより、焼成装置２２におけ
るアルカリ、塩素類の蒸発量が減少し、予熱装置２１に
おけるコーティングと製品品質の低下が抑制される。分
取したセメント原料粉末を処理して再利用することによ
り、製品歩留まりが低下しない。図１では、図３に示し
たセメント製造装置と共通する要素を、その符号に２０
を加えて示している。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、セメント原料粉末の一部を分取する箇所が
最下段のサイクロン２１ｄ、最下段のダクト２６ｄ又は
最下段のサイクロン２１ｄから粉末焼成装置２２に原料
粉末を供給するシュート２８であるアルカリ、塩素類の
低減方法である。サイクロン２１ｄ、ダクト２６ｄ又は
シュート２８には高濃度のアルカリ、塩素類が付着した
原料粉末が流れているため、これらをより効率よく低減
できる。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、セメント原料粉末が全体量の０．０
５〜１０重量％であるアルカリ、塩素類の低減方法であ
る。セメント原料粉末及びダストの分取割合が０．０５
重量％未満では、アルカリ、塩素類の低減効果に乏し
い。またセメント原料粉末の分取割合が１０重量％を越
えると、熱損失が著しく増大する。

【００１１】請求項４に係る発明は、図２に示すように
複数のサイクロン２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを上
下方向にダクト２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを介し
て設置してなる粉末予熱装置２１の排ガスを原料乾燥機
３０及び又は原料粉砕機３１に利用し、この原料乾燥機
３０及び又は原料粉砕機３１で処理されたセメント原料
粉末を粉末予熱装置２１により予熱し、この予熱された
セメント原料粉末を粉末焼成装置２２により焼成してセ
メントを製造する方法において、原料乾燥機３０又は原
料粉砕機３１に利用される前又は後で粉末予熱装置２１
の排ガス中のアルカリ、塩素類が付着したダストの一部
又は全部を採取し、この採取したダストを水洗してアル
カリ、塩素類の水溶性の部分を除去し、このアルカリ、
塩素類の水溶性の部分を除去したダストを脱水して新規
なセメント原料粉末として再利用することを特徴とする
セメント製造装置におけるアルカリ、塩素類の低減方法
である。

【００１２】アルカリ、塩素類が付着したダストの一部
又は全部を採取し、この採取したダストを処理して再利
用することにより、製品歩留まりが低下しない。図２で
は、図３に示したセメント製造装置と共通する要素を、
その符号に２０を加えて示している。

【００１３】請求項５に係る発明は、請求項４に係る発
明であって、ダストの採取割合が全体量の０．１〜１０
０重量％であるアルカリ、塩素類の低減方法である。ダ
ストの分取割合が０．１重量％未満では、アルカリ、塩
素類の低減効果に乏しい。またダストを全量採取して
も、熱損失が著しく増大することはないため、上限は１
００重量％に決められる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の粉末予熱装置２１は、サ
スペンション式（ＳＰ式）、これに仮焼炉を設けたニュ
ーサスペンション式（ＮＳＰ式）などである。また粉末
焼成装置２２はロータリキルンに代表される焼成炉を有
する装置などである。請求項１に係る方法におけるセメ
ント原料粉末の分取箇所は、アルカリ、塩素類が付着し
た原料粉末が流れる図１に示す粉末予熱装置２１のサイ
クロン２１ａ〜２１ｄ、ダクト２６ａ〜２６ｄ又はシュ
ート２８である。

【００１５】請求項１に係る方法を実施するための装置
は、図１に示すように粉末予熱装置２１の最下段のサイ
クロン２１ｄの側壁に、またサイクロン２１ｄから粉末
焼成装置２２に原料粉末を供給するシュート２８の途中
に、更に最下段のダクト２６ｄに、それぞれ原料粉末を
抽出するための分取ダンパ３８，３９及び４０が設けら
れる。これらのダンパ３８，３９及び４０には導管３８
ａ，３９ａ及び４０ａの各一端が接続され、これらの導
管３８ａ〜４０ａの各他端は導管４１に接続される。導
管４１の途中には抽出した原料粉末を冷却ファン４２ａ
により冷却するための冷却装置４２が設けられる。導管
４１の他端は粉末洗浄装置であるシックナ４３に導かれ
る。アルカリ、塩素類の付着程度に応じて、ダンパ３
８，３９及び４０のいずれか１つ又は２以上のダンプか
ら原料粉末が連続的に又は間欠的に分取される。シック
ナ４３には図示しないが、原料粉末からアルカリ、塩素
類を洗い落とす洗浄水導管が接続される。シックナ４３
で洗浄され沈降した、アルカリ、塩素類の除去されたス
ラッジは導管４４を介してフィルタプレスのような脱水
機４５で脱水される。脱水機４５からの廃液４６は貯留
槽４７に貯えられた後、廃液処理される。脱水されたス
ラッジケーキ４７は一旦貯留された後、ホッパ４８に投
入され、コンベア４９を介してクラッシャ５１に供給さ
れる。ここでスラッジケーキは粗粉砕されてホッパ５
２、コンベア５３、ホッパ５４及びコンベア５６を介し
てロータリキルンのような乾燥機５７に供給され、ここ
で絶乾状態になるまで乾燥される。この粗粉砕された乾
燥物５８は新規なセメント原料粉末として、再利用され
る。

【００１６】請求項４に係る方法を実施するための装置
は、図２に示すように原料工程として原料乾燥機３０及
び原料粉砕機３１を備える。石灰石、粘土、ケイ石、酸
化鉄原料などからなるセメント原料粉末は含水量に応じ
て、各原料が乾燥機３０を経由して或いは乾燥機３０を
経由せずに直接粉砕機３１に送られる。誘引ファン２７
から出る排ガス、即ち粉末予熱装置２１の排ガスは乾燥
機３０と粉砕機３１に導入され、ここで乾燥と粉砕処理
を効率よく行う。処理中に生じた微粉を伴ったダストを
含有する排ガスは、誘引ファン３５ａにより電気集塵機
３５ｂに送込まれ、ここでダストを捕集した後、煙突３
５ｃを経由して大気中に排出される。集塵機３５ｂで捕
集されたダストの一部又は全部が採取され、導管５０に
導かれる。導管５０の下端は請求項１に係る方法を実施
するための装置と同じ粉末洗浄装置であるシックナ４３
に導かれる。この分取したダストの処理装置は図１と同
様に構成される。なお、原料乾燥機３０及び原料粉砕機
３１に導入される前の排ガスを集塵機３５ｄに通し、こ
の集塵機３５ｄで捕集されたダストの一部又は全部を導
管５５に導くこともできる。集塵機３５ｄでダストが除
去された排ガスは誘引ファン３５ｅにより煙突３５ｃを
経由して大気中に排出される。また図示しないが、乾燥
機３０や粉砕機３１の前後に接続される排ガスのダクト
にホッパやチャンバを設置し、このホッパやチャンバを
経由してダストを導管５０又は５５に導いてもよいし、
或いは集塵機３５ｂ又は３５ｄで捕集されたダストを輸
送する系統にダスト採取手段を設け、この採取手段を用
いてダストを導管５０又は５５に導いてもよい。

【００１７】粉末予熱装置２１のダストを含む排ガス
は、乾燥機３０又は粉砕機３１に導入される前に自然冷
却され、或いは乾燥機３０又は粉砕機３１で熱消費され
ることにより冷却される結果、それぞれ含有していたア
ルカリ、塩素類が凝縮してダストの表面に付着する。こ
のダストは集塵機３５ｂ，３５ｅで集塵され、残りのガ
スはファン３５ａ，３５ｅ及び煙突３５ｃを介して大気
中に排出される。採取したダストは導管５０，５５を介
してシックナ４３に投入され、以下請求項１に係る方法
と同様に処理され、アルカリ、塩素類の除去された乾燥
した微粒のセメント原料粉末に再生される。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。＜実施例１＞図１に示す生産量が２０００ｔ／日のセメ
ント製造装置において、予熱装置２１のダクト２６ｄに
設けた分取ダンパ４０から２０ｔ／日の割合で原料粉末
を分取した。この原料粉末を洗浄装置４３で水洗し、脱
水機４５で脱水し、乾燥機５７で乾燥した後、微粉砕し
てセメント原料粉末の供給工程で新規な原料粉末と混合
して操業した。この操業を１ヶ月実施した後でダンパ４
０から分取した原料粉末の塩素濃度を測定したところ、
分取前の原料粉末の塩素濃度が約１００００ｐｐｍであ
ったものが、１ヶ月間で約２５００ｐｐｍまで低下し、
予熱装置２１のコーティング付着落とすための作業時間
も大幅に軽減することができた。

【００１９】＜実施例２＞図２に示す生産量が２０００
ｔ／日のセメント製造装置において、集塵機３５ｂで捕
集したダストを２０ｔ／日の割合で採取した。このダス
トを導管５０を介して洗浄装置４３で水洗し、以下実施
例１と同様に脱水し、乾燥した後、微粉砕してセメント
原料粉末の供給工程で新規な原料粉末と混合して操業し
た。この操業を１ヶ月実施した後で、粉末予熱装置２１
の最下段のダクト２６ｄに設けられたダンパ４０から原
料粉末を分取し、この原料粉末の塩素濃度を測定したと
ころ、分取前の原料粉末の塩素濃度が約１００００ｐｐ
ｍであったものが、１ヶ月間で約７５００ｐｐｍまで低
下していた。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、従来焼成装置の排ガ
スをバイパスしてアルカリ、塩素類を低減していたもの
を、請求項１に係る発明では、アルカリ、塩素類の付着
した原料粉末の一部を分取することにより、粉末予熱装
置におけるコーティングを抑制してセメント製造装置を
安定して操業でき、製品の品質や歩留まりの低下を抑制
することができる。また排ガスをバイパスしないため、
バイパスガスの処理設備が不要となり、シンプルで安価
なセメント製造装置でアルカリ、塩素類を低減できる。
また請求項２に係る発明では、集塵機で取除いたダスト
の一部又は全部を採取して処理することにより、製品の
歩留まりの低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末予熱装置から原料粉末を分取して
再生する装置の構成図。

【図２】本発明の粉末予熱装置からの排ガスを利用する
ときに集塵機で捕集されたダストを採取して再生する装
置の構成図。

【図３】従来のバイパスガス方式を示す装置の構成図。

【符号の説明】

２１粉末予熱装置２１ａ〜２１ｄサイクロン２２粉末焼成装置２３クリンカ冷却装置２６ａ〜２６ｄダクト２８シュート２９接続ハウジング３０原料乾燥機３１原料粉砕機３５ｂ，３５ｄ集塵機３８〜４０分取ダンパ４３洗浄装置４５脱水機５７乾燥機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石崎倫朗福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱マテリアル株式会社セメント開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のサイクロン(21a,21b,21c,21d)を
上下方向にダクト(26a,26b,26c,26d)を介して設置して
なる粉末予熱装置(21)によりセメント原料粉末を予熱
し、この予熱されたセメント原料粉末を粉末焼成装置(2
2)により焼成してセメントを製造する方法において、前記サイクロン(21a,21b,21c,21d)に投入された後、前
記粉末焼成装置(22)の排ガスによりアルカリ、塩素類が
付着したセメント原料粉末の一部を分取し、前記分取したセメント原料粉末を水洗して前記アルカ
リ、塩素類の水溶性の部分を除去し、前記アルカリ、塩素類の水溶性の部分を除去したセメン
ト原料粉末を脱水して新規なセメント原料粉末として再
利用することを特徴とするセメント製造装置におけるア
ルカリ、塩素類の低減方法。
【請求項２】セメント原料粉末の一部を分取する箇所
が最下段のサイクロン(21d)、最下段のダクト(26d)又は
最下段のサイクロン(21d)から粉末焼成装置(22)に原料
粉末を供給するシュート(28)である請求項１記載のアル
カリ、塩素類の低減方法。
【請求項３】セメント原料粉末の分取割合が全体量の
０．０５〜１０重量％である請求項１又は２記載のアル
カリ、塩素類の低減方法。
【請求項４】複数のサイクロン(21a,21b,21c,21d)を
上下方向にダクト(26a,26b,26c,26d)を介して設置して
なる粉末予熱装置(21)の排ガスを原料乾燥機(30)及び又
は原料粉砕機(31)に利用し、前記原料乾燥機(30)及び又
は原料粉砕機(31)で処理されたセメント原料粉末を前記
粉末予熱装置(21)により予熱し、この予熱されたセメン
ト原料粉末を粉末焼成装置(22)により焼成してセメント
を製造する方法において、前記原料乾燥機(30)又は原料粉砕機(31)に利用される前
又は後で粉末予熱装置(21)の排ガス中のアルカリ、塩素
類が付着したダストの一部又は全部を採取し、前記採取したダストを水洗して前記アルカリ、塩素類の
水溶性の部分を除去し、前記アルカリ、塩素類の水溶性の部分を除去したダスト
を脱水して新規なセメント原料粉末として再利用するこ
とを特徴とするセメント製造装置におけるアルカリ、塩
素類の低減方法。
【請求項５】ダストの採取割合が全体量の０．１〜１
００重量％である請求項４記載のアルカリ、塩素類の低
減方法。