JPH11294970A - 予熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体の高さが低くなるようにした予熱装置を
提供する。 【解決手段】 水平に配置された複数のサイクロン２０
〜２４と、該各サイクロンの頂部から下向きに所要長さ
延び且つ下部屈曲部３３を介し上向きに折り返して次の
順番にあたるサイクロンの側部に連結された複数の連結
ダクト２５〜２８と、一番目のサイクロン２０に高温ガ
ス９ｘを送給する熱源（ロータリーキルン２９、仮焼炉
３０）と、最後のサイクロン２４の頂部から高温ガス９
ｘを抜き出す排風機３１と、連結ダクト２８のガス上昇
部３４に付設された原料入口シュート３７と、各サイク
ロンの下端部から原料（セメント原料４）を滑落させて
一つ前のサイクロンに高温ガス９ｘを流入する連結ダク
トのガス上昇部３４に導く原料投下シュート３５とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の原料を高
温ガスと熱交換させて予熱する予熱装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図５はセメント原料を予熱するようにし
た一般的なセメント製造設備の一例を示す概略図であっ
て、排風機１で吸引されるようになっている上下方向に
配置された多段のサイクロン２からなるセメント原料予
熱装置３により、粉粒体のセメント原料４を高温ガス９
ｘと熱交換して予熱し、予熱したセメント原料４を前記
セメント原料予熱装置３の下部に配設した仮焼炉５に投
入して仮焼し、更にロータリーキルン６からなるセメン
ト焼成炉１６に投入して焼成することによりセメントク
リンカ７とし、得られたセメントクリンカ７をグレート
式クーラ８からなる冷却装置１７に投入して冷却するよ
うにしてある。

【０００３】更に詳述すれば、前記セメント原料予熱装
置３を構成する複数のサイクロン２は、上下方向に千鳥
状に配置されており、下段側のサイクロン２の頂部中央
から上方に立ち上がる連結ダクト２ａを途中で横向きに
屈曲して上段側のサイクロン２の側部に連結し、且つ上
段側のサイクロン２の下端部から下方に延ばした原料投
下シュート２ｂを下段側の連結ダクト２ａに連結した構
造としてあり、最上段の連結ダクト２ａに連結した原料
入口シュート２ｃから投入したセメント原料４を、最上
段のサイクロン２の頂部中央に連結した排風機１による
吸引で各段のサイクロン２を連結ダクト２ａを介して上
昇してくる高温ガス９ｘと熱交換しながら順次各段のサ
イクロン２により捕集して下方の仮焼炉５へと落下させ
るようにしてある。

【０００４】また、前記ロータリーキルン６は、仮焼炉
５側が高く、冷却装置１７側が低い状態に傾斜配置され
た大型の管形状を有し、長手方向複数箇所を対の回転ロ
ーラ１８上に支持されて回転駆動されるようになってお
り、仮焼炉５にて仮焼されてセメント原料予熱装置３か
らロータリーキルン６の上端側に供給されたセメント原
料４を、ロータリーキルン６の回転によって該ロータリ
ーキルン６の低い側へ移動し、ロータリーキルン６に備
えた焼成バーナ１０の燃焼により焼成してセメントクリ
ンカ７とし、ロータリーキルン６下端の落下口１９から
冷却装置１７に投入するようにしてある。

【０００５】更に、前記冷却装置１７に落下投入された
セメントクリンカ７は、グレート式クーラ８の可動格子
板の往復移動により徐々に図５の右方に送られながら、
可動格子板のスリットから噴出する冷却用空気９によっ
て冷却され、冷却されたセメントクリンカ７はグレート
式クーラ８の右端の取出口から外部へ取り出されるよう
になっている。

【０００６】一方、グレート式クーラ８でセメントクリ
ンカ７を冷却して高温となった空気９の一部は、ロータ
リーキルン６の焼成バーナ１０の燃焼用に、また、他の
一部はダスト沈降室１１を有する燃焼空気送入管１２を
通って前記仮焼炉５の仮焼バーナ１３の燃焼用に用いら
れ、低温側の余剰の空気９は電気集塵機１４を介して煙
突１５から大気に捨てられるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセメント製造設備は、近年次第に大型化してきてお
り、上下方向に配置された多段のサイクロン２からなる
セメント原料予熱装置３の高さも高くなる傾向になって
きたが、セメント原料予熱装置３では、どうしても若干
の粉塵が漏れ出てしまうことが避けられない為、その高
さが高くなると粉塵が風に乗って周りに飛散する到達距
離が大きくなり、環境面から好ましくないという問題が
あった。

【０００８】また、上下方向に配置された多段のサイク
ロン２からなるセメント原料予熱装置３を建設する場合
には、架構を組んで下から順次サイクロン２を上へ組み
付けていくので、その高さが高くなると架構も巨大にな
って人荷用のエレベータも必要になり、建設の為の工期
も長くかかって建設後の保全も高所作業を伴うことにな
り困難になってくる。

【０００９】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、全体の高さが低くなるようにした予熱装置を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明は、水平に配置され
た複数のサイクロンと、該各サイクロンの頂部から下向
きに所要長さ延び且つ下部屈曲部を介し上向きに折り返
して次の順番にあたるサイクロンの側部に連結された複
数の連結ダクトと、一番目のサイクロンに高温ガスを送
給する熱源と、最後のサイクロンの頂部から高温ガスを
抜き出す排風機と、最後のサイクロンに高温ガスを流入
する連結ダクトのガス上昇部に付設された原料入口シュ
ートと、前記各サイクロンの下端部から原料を滑落させ
て一つ前のサイクロンに高温ガスを流入する連結ダクト
のガス上昇部に導く原料投下シュートとを備えたことを
特徴とするものである。

【００１１】このようにすれば、複数のサイクロンを水
平配置としたことより高さを低く抑えることが可能とな
り、高温ガスは熱源から排風機に向かってサイクロン及
び連結ダクトを順次通過し、一方、原料入口シュートか
ら投入された原料は、連結ダクトのガス上昇部を上昇す
る高温ガスに吹き上げられて良好に流れに乗り、最後の
サイクロンから一番目のサイクロンに向かって各サイク
ロンで捕集されては原料投下シュートを滑落して連結ダ
クトのガス上昇部を介し一つ前のサイクロンに導入され
るという手順を繰り返され、この間に高温ガスと熱交換
されて原料の予熱が行われる。

【００１２】また、本発明においては、各連結ダクトの
下部屈曲部に、高温ガスの流れから離脱した原料を空気
噴出により流動化させて再び高温ガスの流れに乗せる堆
積防止手段を備えることが好ましく、より具体的には、
堆積防止手段を、各連結ダクトの下部屈曲部における底
面に配置された散気板と、該散気板の直下に設けられた
風箱と、該風箱に接続された圧縮空気供給管とにより構
成することが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１４】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図１は本発明をセメント原料予熱装置と
して適用した形態例の概念図であって、斯かるセメント
原料予熱装置においては、複数のサイクロン２０，２
１，２２，２３，２４が水平に隣接するように配置され
ており、これら隣接する複数のサイクロン２０，２１，
２２，２３，２４の相互は、一つのサイクロンの頂部中
央と隣接するサイクロン上端の側部接線方向とが連結ダ
クト２５，２６，２７，２８によって順次連結されてい
る。

【００１５】このように連結ダクト２５，２６，２７，
２８によって順次連結されている複数のサイクロン２
０，２１，２２，２３，２４のうちの一番目のサイクロ
ン２０には、焼成バーナを備えたロータリーキルン２９
と、仮焼炉３０とが熱源として接続されていて、ロータ
リーキルン２９及び仮焼炉３０で発生した高温ガス９ｘ
が送給されるようになっている。

【００１６】また、最後（五番目）のサイクロン２４の
頂部中央には、排風機３１を備えた吸引ダクト３２が接
続されていて、ロータリーキルン２９及び仮焼炉３０か
らサイクロン２０に送給された高温ガス９ｘを、サイク
ロン２０から連結ダクト２５、サイクロン２１、連結ダ
クト２６、サイクロン２２、連結ダクト２７、サイクロ
ン２３、連結ダクト２８、サイクロン２４を順次通して
外部に排出するようになっている。尚、図中におけるサ
イクロン２４は、高温ガス９ｘに対する最終の除塵にな
るので、二基並列に設置して高い集塵効率が得られるよ
うにしてある。

【００１７】このように一番目のサイクロン２０に送給
されて排風機３１に向けて流れる高温ガス９ｘによりセ
メント原料４を予熱する場合には、該セメント原料４
を、高温ガス９ｘの流れ方向の１つ前にあるサイクロン
の入り側の連結ダクト内を上昇してくる高温ガス９ｘと
熱交換させながら順次サイクロンにより捕集して、高温
ガス９ｘの流れの最も上流側にあるロータリーキルン２
９や仮焼炉３０に供給する必要がある。

【００１８】この為、連結ダクト２５，２６，２７，２
８は、各サイクロン２０，２１，２２，２３の頂部中央
から下向きに折り返して所要長さ延び且つ下部屈曲部３
３を介し上向きに折り返して次の順番にあたるサイクロ
ン２１，２２，２３，２４の側部に連結されるループ形
状とし、また、各サイクロン２２，２３，２４の下端部
から原料投下シュート３５を斜めに延ばし、該各原料投
下シュート３５の下端を、一つ前のサイクロン２１，２
２，２３に高温ガス９ｘを流入する連結ダクト２５，２
６，２７のガス上昇部３４に夫々接続し、サイクロン２
１，２０の下端部から延びる原料投下シュート３６は、
高温ガス９ｘの流れの最も上流側にある仮焼炉３０の下
端部及びロータリーキルン２９の原料入口に夫々接続し
ており、最後のサイクロン２４に高温ガス９ｘを流入す
る連結ダクト２８のガス上昇部３４には、セメント原料
４を投入する為の原料入口シュート３７を設けてある。

【００１９】ここで、原料投下シュート３５，３６は、
各サイクロン２０，２１，２２，２３，２４で捕集した
セメント原料４を自然落下させる必要がある為、安息角
以上の傾斜を付ける必要があり、水平に配置されている
各サイクロン２０，２１，２２，２３，２４の相互間の
距離があまり離れてしまうと、原料投下シュート３５，
３６を安息角以上の傾斜を保持しながら下方へ延ばさな
ければならなくなり、これによって、連結ダクト２５，
２６，２７，２８の下部屈曲部３３の位置を必要以上に
下げなければならなくなって連結ダクト２５，２６，２
７，２８全体の長さが長くなり、相対的にサイクロン２
０，２１，２２，２３，２４の高さが無駄に高くなって
しまうことが考えられる。

【００２０】要するに、サイクロン２０，２１，２２，
２３，２４の高さを無駄に高くならないようにするに
は、サイクロン２０，２１，２２，２３，２４相互を極
力接近させて配置することが重要であり、このようにす
れば、原料投下シュート３５，３６の長さが短くてすむ
ようになり、連結ダクト２５，２６，２７，２８の下部
屈曲部３３の位置もそれ程下げなくてすみ、サイクロン
２０，２１，２２，２３，２４の高さを必要最小限とし
て低くすることができる。

【００２１】水平に配置したサイクロン２０，２１，２
２，２３，２４相互を接近させた配置の一例としては、
図２及び図３に示す配置が好適である。

【００２２】つまり、図２に平面的に示すように、サイ
クロン２０，２１を仮焼炉３０に近接するように並べて
配置し、その先にはサイクロン２２，２３を並べ、しか
も、サイクロン２２がサイクロン２１に近接し、サイク
ロン２３がサイクロン２０に近接するように配置し、更
にその先のサイクロン２２，２３に近接した位置に二基
のサイクロン２４を並列に設置するようにすれば良い。

【００２３】これによって、安息角以上の傾斜を付けた
原料投下シュート３５，３６は極めて短い長さになり、
連結ダクト２５，２６，２７，２８の下部屈曲部３３の
位置を下げなくてすみ、サイクロン２０，２１，２２，
２３，２４の高さも低くなる。

【００２４】尚、図２においては、サイクロン２０から
サイクロン２１に高温ガス９ｘを流入する連結ダクト２
５と、サイクロン２１からサイクロン２２に高温ガス９
ｘを流入する連結ダクト２６とが平面的に交差すること
になるが、図３に示すように、連結ダクト２５と連結ダ
クト２６の夫々の下部屈曲部３３の高さ位置を替えて相
互を干渉なく交差させるようにすれば良い（ただし、図
３では説明の便宜上からサイクロン２０，２１，２２，
２３を図２の図示より離間させて配置してある）。

【００２５】また、各連結ダクト２５，２６，２７，２
８を、各サイクロン２０，２１，２２，２３の頂部中央
から下向きに折り返して所要長さ延び且つ下部屈曲部３
３を介し上向きに折り返して次の順番にあたるサイクロ
ン２１，２２，２３，２４の側部に連結されるループ形
状としたことにより、連結ダクト２５，２６，２７，２
８の下部屈曲部３３でセメント原料４が高温ガス９ｘの
流れから離脱して堆積する虞れがある為、各連結ダクト
２５，２６，２７，２８の下部屈曲部３３には、高温ガ
ス９ｘの流れから離脱したセメント原料４を空気噴出に
より流動化させて再び高温ガス９ｘの流れに乗せる堆積
防止手段を備えることが好ましく、より具体的には、図
４に示す如く、各連結ダクト２５，２６，２７，２８の
下部屈曲部３３における底面に散気板３８を配置し、該
散気板３８の直下に風箱３９を設け、該風箱３９にはバ
ルブ４０を有する圧縮空気供給管４１を接続して風箱３
９に圧縮空気を供給し得るようにすると良い。

【００２６】而して、このように構成したセメント原料
予熱装置では、ロータリーキルン２９及び仮焼炉３０で
発生した高温ガス９ｘが、サイクロン２０、連結ダクト
２５、サイクロン２１、連結ダクト２６、サイクロン２
２、連結ダクト２７、サイクロン２３、連結ダクト２
８、サイクロン２４、吸引ダクト３２を順次通過して排
風機３１に吸引される。

【００２７】一方、原料入口シュート３７に投入された
セメント原料４は、連結ダクト２８のガス上昇部３４を
上昇する高温ガス９ｘに吹き上げられて良好に流れに乗
り、最後のサイクロン２４に導入されて捕集される間に
高温ガス９ｘと熱交換され、サイクロン２４下端部の原
料投下シュート３５を滑落して一つ前のサイクロン２３
に高温ガス９ｘを流入する連結ダクト２７のガス上昇部
３４に導入され、これ以降は、前述と同様にして各サイ
クロン２３，２２で捕集されては原料投下シュート３５
を滑落して一つ前のサイクロン２２，２１に導入される
という手順を繰り返され、この間に高温ガス９ｘと熱交
換されて原料の予熱が行われる。

【００２８】ただし、図示するセメント原料予熱装置の
場合では、サイクロン２１で捕集されたセメント原料４
が、原料投下シュート３６を滑落して仮焼炉３０の下端
部に導入され、ロータリーキルン２９からの高温ガス９
ｘに吹き上げられて仮焼炉３０で仮焼された後に一番目
のサイクロン２０に導入され、該サイクロン２０で最終
的に捕集されてロータリーキルン２９の原料入口に導入
される。

【００２９】このように原料入口シュート３７に投入さ
れたセメント原料４は、サイクロン２４，２３，２２，
２１，２０並びに連結ダクト２８，２７，２６，２５を
経由し、この間に高温ガス９ｘと熱交換して予熱された
後にロータリーキルン２９に供給されることになる。

【００３０】従って、上記形態例によれば、複数のサイ
クロン２０，２１，２２，２３，２４を水平配置とした
ことよりセメント原料予熱装置の高さを低く抑えること
ができるので、粉塵が周りに飛散する到達距離を大幅に
縮小して環境への影響を著しく軽減することができ、ま
た、建設時において巨大な架構や人荷用のエレベータを
不要とし、各サイクロン２０，２１，２２，２３，２４
の組み付けを地上作業にて並行して行うことができるの
で、建設の為の工期を大幅に短縮することができ、建設
後の保全も高所作業なく容易に行うことができる。

【００３１】また、特に本形態例においては、各連結ダ
クト２５，２６，２７，２８の下部屈曲部３３における
底面に散気板３８を配置し、該散気板３８の直下に風箱
３９を設け、該風箱３９にはバルブ４０を有する圧縮空
気供給管４１を接続して風箱３９に圧縮空気を供給し得
るように構成しているので、高温ガス９ｘの流れから離
脱したセメント原料４を空気噴出により流動化させて再
び高温ガス９ｘの流れに乗せることができ、セメント原
料４の堆積による連結ダクト２５，２６，２７，２８の
閉塞を未然に防止することができる。

【００３２】尚、本発明の予熱装置は、上述の形態例に
のみ限定されるものではなく、図示例では、セメント原
料の予熱を例にして説明したが、製紙工場において石灰
石を砕いて水に溶かし、泥状にしたライムマッドを乾燥
して仮焼する場合や、水酸化アルミニウムを仮焼してア
ルミナにする場合等にも適用できること、その他、本発
明の要旨を離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。

【００３３】

【発明の効果】上記した本発明の予熱装置によれば、下
記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００３４】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、複数のサイクロンを水平配置としたことより予熱
装置の高さを低く抑えることができるので、粉塵が周り
に飛散する到達距離を大幅に縮小して環境への影響を著
しく軽減することができ、また、建設時において巨大な
架構や人荷用のエレベータを不要とし、各サイクロンの
組み付けを地上作業にて並行して行うことができるの
で、建設の為の工期を大幅に短縮することができ、建設
後の保全も高所作業なく容易に行うことができる。

【００３５】（ＩＩ）本発明の請求項２、３に記載の発
明によれば、各連結ダクトの下部屈曲部において高温ガ
スの流れから離脱した原料を空気噴出により流動化させ
て再び高温ガスの流れに乗せることができ、原料の堆積
による連結ダクトの閉塞を未然に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概念図であ
る。

【図２】図１の各サイクロンの具体的な配置例を示す平
面図である。

【図３】図２の部分的な詳細を示す斜視図である。

【図４】図１の連結ダクトの下部屈曲部の詳細を示す断
面図である。

【図５】従来例を示す概略図である。

【符号の説明】

４ セメント原料（原料） ９ｘ 高温ガス ２０ サイクロン ２１ サイクロン ２２ サイクロン ２３ サイクロン ２４ サイクロン ２５ 連結ダクト ２６ 連結ダクト ２７ 連結ダクト ２８ 連結ダクト ２９ ロータリーキルン（熱源） ３０ 仮焼炉（熱源） ３１ 排風機 ３３ 下部屈曲部 ３４ ガス上昇部 ３５ 原料投下シュート ３７ 原料入口シュート ３８ 散気板（堆積防止手段） ３９ 風箱（堆積防止手段） ４１ 圧縮空気供給管（堆積防止手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に配置された複数のサイクロンと、
   該各サイクロンの頂部から下向きに所要長さ延び且つ下
   部屈曲部を介し上向きに折り返して次の順番にあたるサ
   イクロンの側部に連結された複数の連結ダクトと、一番
   目のサイクロンに高温ガスを送給する熱源と、最後のサ
   イクロンの頂部から高温ガスを抜き出す排風機と、最後
   のサイクロンに高温ガスを流入する連結ダクトのガス上
   昇部に付設された原料入口シュートと、前記各サイクロ
   ンの下端部から原料を滑落させて一つ前のサイクロンに
   高温ガスを流入する連結ダクトのガス上昇部に導く原料
   投下シュートとを備えたことを特徴とする予熱装置。
2. 【請求項２】 各連結ダクトの下部屈曲部に、高温ガス
   の流れから離脱した原料を空気噴出により流動化させて
   再び高温ガスの流れに乗せる堆積防止手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の予熱装置。
3. 【請求項３】 堆積防止手段が、各連結ダクトの下部屈
   曲部における底面に配置された散気板と、該散気板の直
   下に設けられた風箱と、該風箱に接続された圧縮空気供
   給管とにより構成されていることを特徴とする請求項２
   に記載の予熱装置。