JPH11322382A - 仮焼設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉粒体原料を仮焼させるための燃料として難
燃性の燃料を使用できるようにする。 【解決手段】 グレートクーラからの二次空気２２が渦
巻方向から導入されると共に下方よりロータリキルンか
らの排ガスが導入されるようにした渦巻室５の側壁に、
平面的に見て軸線Ｌの延長線がダクト１４の中心で且つ
渦巻室５の略中心２４を通りしかも二次空気２２の入口
部２５に向うよう、バーナ７を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料として難燃性
の石油コークスや無煙炭粉を使用し得るようにした仮焼
設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体原料を予熱、仮焼、焼成の順に処
理してセメントクリンカ等を製造する場合には、仮焼炉
付予熱装置及びロータリキルン並にグレートクーラを組
合せた設備が広く利用されており、該設備の熱源として
は主として易燃性の炭種の微粉炭が使用されている。

【０００３】而して、斯かる設備の一例は図７に示され
ている。

【０００４】図７中、１は下部を逆載頭円錐形状に形成
され中間部を円筒状に形成され上部を載頭円錐形状に形
成された仮焼炉本体であり、該仮焼炉本体１の円筒状部
の外周には、予熱装置を形成する多数のサイクロンのう
ち下から２段目のサイクロン２で分離された粉粒体原料
３の一部を仮焼炉本体１内へ供給し得るよう、粉粒体原
料投入シュート４が接続されている。

【０００５】５は仮焼炉本体１の下端に接続された平面
形状が渦巻状の渦巻室であり、該渦巻室５外周の最大外
径部には、渦巻室５の外周に対し接線方向へ向けて二次
空気２２を送給し得るよう二次空気導入ダクト６が接続
されている。又渦巻室５の天井部５ａには渦巻室５内で
燃料として微粉炭を燃焼させるための複数のバーナ７
が、仮焼炉本体１の下端縁部を包囲するよう円周方向へ
一定の間隔で配設されている。

【０００６】而して、仮焼炉本体１及び渦巻室５並にバ
ーナ７により仮焼炉８が形成されている。

【０００７】９は仮焼炉本体１の頂部に接続されたダク
トであり、該ダクト９の先端は、仮焼炉８と並べて配置
した最下段のサイクロン１０の上側部に接続されてい
る。又サイクロン１０の頂部には、排ガスを多段のサイ
クロンで形成された予熱装置へ送給するためのダクト１
１が接続され、サイクロン１０の下端には、分離された
粉粒体原料１２を下方へ案内する粉粒体原料投入シュー
ト１３が接続されている。

【０００８】１４は渦巻室５の下方に略垂直状に配設さ
れたダクトであり、該ダクト１４の上端は渦巻室５の底
面５ｂに接続されており、ダクト１４の下端には粉粒体
原料投入シュート１３から滑落して来た粉粒体原料１２
が案内されるようにした傾斜案内面１４ａが形成されて
いる。

【０００９】ダクト１４下端の傾斜案内面１４ａの前方
には、傾斜案内面１４ａに案内されて供給された粉粒体
原料１２を粉粒体原料移送方向Ｄ₁下流側へ向け若干下
り傾斜に配置したロータリキルン１５へ投入し得るよ
う、開口１４ｂが形成されており、ダクト１４の高さ方
向中途部には、サイクロン２からの粉粒体原料３の一部
をダクト１４内へ投入し得るよう粉粒体原料投入シュー
ト１６が接続されている。

【００１０】粉粒体原料投入シュート４，１６は上端で
合流し、略垂直状に配置した粉粒体原料案内シュート１
７を介して下から２段目のサイクロン２に接続されてい
る。而して、粉粒体原料投入シュート４と１６の合流部
には、粉粒体原料投入シュート４，１６へ夫々分配され
る粉粒体原料３の流量を調整するために、図８に示すご
とく、駆動装置１８により左右へ回動し、粉粒体原料投
入シュート４，１６上端の開口面積を調整し得るように
したダンパ１９が配設されている。

【００１１】２０はロータリキルン１５の粉粒体原料移
送方向Ｄ₁下流側端部に配置されたバーナ、２１はロー
タリキルン１５の出口にバーナ２０よりも下方に位置す
るよう設置され且つロータリキルン１５で焼成されて生
成された高温クリンカを冷却するためのグレートクーラ
であり、該グレートクーラ２１の上面には、前述の二次
空気導入ダクト６が接続され、高温クリンカを冷却する
ことにより生成された高温の空気は二次空気２２として
渦巻室５へ供給し得るようになっている。

【００１２】而して、仮焼炉８、ダクト１４、二次空気
導入ダクト６、合流部にダンパ１９を備えた粉粒体原料
投入シュート４，１６により仮焼設備が形成されてい
る。

【００１３】又、図中、２３はロータリキルン１５から
ダクト１４へ排出される高温（約１１００℃）の排ガス
である。

【００１４】上述の従来設備においては、予熱装置にお
けるサイクロン２で分離された粉粒体原料３は、粉粒体
原料案内シュート１７を落下してダンパ１９で粉粒体原
料投入シュート４側と１６側に分流され、一部の粉粒体
原料３は粉粒体原料投入シュート１６を経てダクト１４
へ投入され、残りの粉粒体原料３は粉粒体原料投入シュ
ート４を経て仮焼炉本体１内へ投入され、サイクロン１
０で分離された仮焼後の粉粒体原料１２は粉粒体原料投
入シュート１３、ダクト１４の傾斜案内面１４ａを経て
開口１４ｂからロータリキルン１５内へ投入される。

【００１５】一方、ロータリキルン１５内で粉粒体原料
１２を焼成した後、開口１４ｂからダクト１４内へ排出
された約１１００℃の排ガス２３はダクト１４内を上昇
し、粉粒体原料投入シュート１６より投入された粉粒体
原料３を同伴して約９５０℃まで温度が低下した状態で
渦巻室５へ導入され、グレートクーラ２１で高温クリン
カを冷却することにより生成されて二次空気導入ダクト
６を通り渦巻室５へ導入された約７５０℃の二次空気２
２と合流する。なお、排ガス２３の温度が約１１００℃
から約９５０℃に下降するのは、排ガス２３が粉粒体原
料投入シュート１６から投入された粉粒体原料３を加熱
するためである。

【００１６】渦巻室５で合流したガスは、粉粒体原料３
を同伴した状態で渦巻室５内を渦流となり上昇し、仮焼
炉本体１内へ導入される。この際、粉粒体原料３は、バ
ーナ７から噴射される燃料が渦巻室５内で燃焼すること
により生じた熱により加熱、仮焼されつつ仮焼炉本体１
内へ導入される。

【００１７】又、仮焼炉本体１内では、渦巻室５からの
ガスに同伴された粉粒体原料３と、粉粒体原料投入シュ
ート４から投入された粉粒体原料３とが合流し、而して
合流した粉粒体原料３は、渦巻室５から導入された高温
のガスに同伴されて加熱、仮焼され、仮焼炉本体１から
ダクト９へ送出され、ダクト９を経てサイクロン１０へ
導入される。

【００１８】サイクロン１０では、仮焼された粉粒体原
料はガスから分離され、粉粒体原料１２として粉粒体原
料投入シュート１３、ダクト１４の傾斜案内面１４ａを
滑落してロータリキルン１５へ投入され、又サイクロン
１０で粉粒体原料の分離されたガスは頂部に設けたダク
ト１１から排出されて予熱装置の多段のサイクロン及び
各サイクロンを接続するダクトへ送給され、各サイクロ
ンで分離されて落下して来る粉粒体原料を同伴、予熱す
る。而して、予熱装置で予熱された粉粒体原料は、下か
ら２段目のサイクロン２でガスから分離され、上述のご
とくダクト１４及び仮焼炉本体１へ投入される。

【００１９】サイクロン１０からロータリキルン１５へ
投入された粉粒体原料１２は、ロータリキルン１５内で
バーナ２０から噴射された燃料が燃焼することにより生
じる熱により加熱、焼成されつつロータリキルン１５内
を粉粒体原料移送方向Ｄ₁下流側へ移動し、出口から高
温クリンカとしてグレートクーラ２１へ送出される。

【００２０】グレートクーラ２１へ送出された高温クリ
ンカはグレートクーラ２１へ導入される空気により冷却
され、製品クリンカとして更に下流側へ送られ、高温ク
リンカを冷却することにより加熱された空気は、上述の
ごとく二次空気２２として二次空気導入ダクト６へ送出
される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述の設備で使用する
燃料は易燃性の微粉炭であるが、近年難燃性の石油コー
クスや無煙炭粉（微粉炭）を燃料として使用したいとい
う要求がある。

【００２２】而して、従来の設備では微粉炭は微粉炭搬
送用の空気と一緒にバーナ７から渦巻室５へ約４０ｍ／
ｓｅｃ．の速度で噴射される。

【００２３】上述の設備では、易燃性（含有揮発分の多
い）微粉炭の噴射時には周囲温度や酸素濃度等の燃焼条
件が満たされていて、何ら支障はないが、難燃性（含有
揮発分の少ない）の無煙炭とかコークス粉を用いる場合
には、着火性や燃焼速度が低下して、燃焼遅れ（不完全
燃焼）が生じるため、現状設備のままでは適用できな
い。

【００２４】又、バーナ７から渦巻室５へ斜め下方へ向
けて空気と共に比較的低速で噴射された燃料は、ダクト
１４からの排ガス２３に同伴され、反転して渦巻室５か
ら仮焼炉本体１へ送られるため（図９参照）、燃料は酸
素リッチ領域にほとんど滞留できず、従って燃焼の進捗
度が低く（燃焼の進捗度すなわち燃焼速度は酸素濃度に
比例する）、難燃性の燃料の場合には、燃焼が十分に行
われない。

【００２５】更に、燃料を含む空気流はバーナ７から噴
射されてダクト１４からの、粉粒体原料３を含む酸素濃
度３〜４％で温度約９５０℃の比較的低い温度の排ガス
２３中に混じるため、燃焼速度が遅く、難燃性の燃料を
使用した場合は燃焼が十分に行われない。

【００２６】本発明は上述の実情に鑑み、粉粒体原料仮
焼用の燃料として難燃性のものを使用した場合にも、燃
料の燃焼が円滑に行われるようにした仮焼設備を提供す
ることを目的としてなしたものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロータリキル
ンからの排ガスが上昇し得るようにしたダクトの上端
に、該ダクトからの排ガスが導入されるよう、平面的に
見て渦巻状に形成した渦巻室を接続し、該渦巻室の上部
に、渦巻室から導入されたガスにより粉粒体原料の仮焼
を行う仮焼炉本体を接続し、前記渦巻室に、前記ロータ
リキルンで焼成された粉粒体原料を冷却した後の空気を
前記渦巻室の渦巻に沿って導入し得るよう、空気導入ダ
クトを接続し、前記ダクト及び仮焼炉本体に、サイクロ
ンで分離した粉粒体を導入し得るよう、第１、第２の粉
粒体原料投入シュートを接続し、前記渦巻室の側壁に、
渦巻室内に燃料を噴射するバーナを設けた仮焼設備であ
って、前記バーナを、平面的に見てその軸線の延長線が
ダクト及び渦巻室の略中心を通りしかも前記空気ダクト
から渦巻室内へ空気を導入する入口部に向うよう、設置
したものである。

【００２８】又、本発明においては、バーナの軸線の延
長線をバーナ側面から見て渦巻室の中心へ向い下り勾配
に配置している。

【００２９】更に、本発明においては、渦巻室の側壁に
該側壁を貫通して上下へ傾動可能に設けたスリーブに、
軸線と平行な方向へ進退動し得るようバーナを挿通させ
ている。

【００３０】更に又、本発明においては、第１、第２の
粉粒体原料投入シュートの上端合流部に、サイクロンで
分離されて第１、第２の粉粒体原料投入シュートへ分配
される粉粒体原料の単位時間当りの量を調整し得るよ
う、流量調整手段を設けている。

【００３１】本発明では、燃料として難燃性のものを使
用した場合にも、燃料の燃焼が円滑に行われ、従って粉
粒体原料の仮焼が良好に行われる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００３３】図１〜図６は本発明の実施の形態の一例で
あり、本実施の形態においては、バーナ７は渦巻室５の
側壁に上下２段に亘り設置されている。而して、バーナ
７の軸線Ｌの延長線は、図２に示すように、平面的に見
てダクト１４の中心で且つ渦巻室５の略中心２４となる
位置を通り、渦巻室５の二次空気２２が導入される入口
部２５のコーナ部５ｃ近傍（渦巻室５の渦巻の終端近
傍）へ向っており、図１に示すように、正面から見て渦
巻室５の中心に向けて下り勾配となるよう、斜め下方に
向いている。

【００３４】バーナ７の取付け部の詳細は図３〜６に示
されている。すなわち、渦巻室５の側壁には、側壁を貫
通してスリーブ２６が設けられている。而して、スリー
ブ２６の径方向左右両側には水平ピン２７が突設され、
スリーブ２６は水平ピン２７を介し、渦巻室５の側壁に
設けたブラケット２８に、上下方向へ回動し得るよう枢
支されている。

【００３５】スリーブ２６には、軸線Ｌと平行な方向へ
進退動し得るよう、先端側が渦巻室５内へ延在するバー
ナ７が挿通されており、バーナ７の渦巻室５外方の部分
には、空気２９をバーナ７内へ旋回流として導入し得る
よう、空気導入管３０が接続されている。

【００３６】図３中、３１は難燃性の無煙炭の微粉炭等
の燃料３２をバーナ７へ供給し得るよう、バーナ７の後
端に接続されたフレキシブル管、３３は渦巻室５には固
定されないよう、スリーブ２６の外周に固設したシール
用円板、図４中７ａはバーナ７に設けた空気導入孔であ
る。

【００３７】又、本発明の実施の形態で使用される設備
は、バーナ７の配置位置以外は図７に示す設備と略同じ
である。

【００３８】次に、本発明の作動について図７、８をも
参照しつつ説明する。

【００３９】フレキシブル管３１を通り空気に同伴され
て送給されて来た難燃性の微粉炭は、バーナ７内へ送給
され、バーナ７中を、空気導入管３０から導入された空
気２９により旋回流を与えられつつ更に先端側へ送給さ
れ、空気と共に渦巻室５内へ従来よりも高速の８０〜１
２０ｍ／ｓｅｃ．の速度で噴射される。この際、微粉炭
と空気の重量（ｋｇ）の割合は、空気／微粉炭＝０．４
〜０．５程度である。

【００４０】このため、燃料を含む空気は、図２に示す
ごとくビームＸになり、平面的に見てダクト１４の中心
で且つ渦巻室５の略中心２４となる位置を通り、渦巻室
５内を径方向へ貫通し、しかも図１に示すごとく、渦巻
室５の中心側へ向けて若干斜め下方に向う。

【００４１】微粉炭を含む空気のビームＸは、渦巻室５
内を径方向へ貫通するよう高速で流通しつつ、ロータリ
キルン１５から排出されてダクト１４を通り渦巻室５内
へ導入される温度約１１００℃に近い排ガス２３により
加熱され、渦巻室５の入口部２５に到達する。排ガス２
３の温度が従来の場合よりも高温なのは、粉粒体原料投
入シュート１６を通ってダクト１４内へ投入される粉粒
体原料３の単位時間当りの投入量が、従来の場合よりも
少いためである。粉粒体原料投入シュート１６へ導入さ
れる粉粒体原料３の単位時間当りの量の調整は、図８に
示すダンパ１９の開度を調整することにより行う。

【００４２】一方、グレートクーラ２１で高温のクリン
カを冷却した後の、温度約７５０℃で酸素リッチの二次
空気２２は二次空気導入ダクト６を通って渦巻室５の入
口部２５に到達し、微粉炭を含む空気のビームＸと衝突
する。

【００４３】このため、排ガス２３により高温に加熱さ
れたビームＸ内の微粉炭は、渦巻室５の入口部において
グレートクーラ２１からの酸素リッチの空気内で着火・
燃焼し、火炎Ｙが発生する。又、ビームＸの進行方向は
二次空気２２の進行方向に対し略反対方向となっている
ため、火炎Ｙは二次空気２２により反転し、図２に示す
ように二次空気２２に同伴されて渦巻室５内をバーナ７
側へ流れつつ更に排ガス２３に同伴され、渦巻室５から
仮焼炉本体１に導入され、仮焼炉本体１において粉粒体
原料３の仮焼に供される。

【００４４】火炎Ｙは渦巻室５内でビームＸの進行方向
に対し反転させられ、バーナ方向へ進行するため、火炎
Ｙの渦巻室５内における溜留時間が長くなり、微粉炭の
加熱は十分に行われる。このため、燃料が難燃性の微粉
炭の場合でも微粉炭の燃焼は急速に進行し、その結果、
火炎Ｙと粉粒体原料３の反応は良好に行われる。

【００４５】難燃性の微粉炭の燃焼状況によっては、バ
ーナ７の渦巻室５内先端部の位置やバーナ７の傾きを調
整する。これらの調整は、作業員がバーナ７を押引き
し、水平ピン２７を中心として上下に回動させることに
より行う。これは運転中に行っても停止時に行っても良
い。

【００４６】ロータリキルン１５からの排ガス２３中へ
の粉粒体原料３の投入すなわちダクト１４への粉粒体原
料３の投入は、燃料の難燃度によって加減する。例え
ば、燃料の難燃度が高く燃焼しにくい場合には、ダンパ
１９の粉粒体原料投入シュート１６上端の開度を絞り、
ダクト１４へ投入される粉粒体原料３の単位時間当りの
量を少くなるようにする。

【００４７】なお、本発明の実施の形態においては、燃
料として難燃性の微粉炭を用いる場合について説明した
が、微粉炭に限るものではなく、例えば難燃性の燃料と
して石油コークスを採用することも可能なこと、その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ること、等は勿論である。

【００４８】

【発明の効果】本発明の仮焼設備によれば、何れの請求
項においても、燃料が難燃性の場合に燃料の燃焼が円滑
に行われ、このため難燃性の燃料を使用した場合でも、
粉粒体原料の仮焼が良好に行われるという優れた効果を
奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の仮焼設備の実施の形態の一例を示す要
部の概要図である。

【図２】図１のＩＩ方向矢視図である。

【図３】図１、２に示すバーナの渦巻室への取付け状態
を示す縦断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ方向拡大矢視図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ方向拡大矢視図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。

【図７】従来の仮焼設備の一部を破断して示す正面図で
ある。

【図８】図７のＶＩＩＩ部詳細図である。

【図９】従来の仮焼炉の要部の概要図である。

【符号の説明】

１ 仮焼炉本体 ２ サイクロン ３ 粉粒体原料 ４ 粉粒体原料投入シュート ５ 渦巻室 ６ 二次空気導入ダクト（空気導入ダクト） ７ バーナ １４ ダクト １５ ロータリキルン １６ 粉粒体原料投入シュート １９ ダンパ（流量調整手段） ２２ 二次空気（空気） ２４ ダクトの中心で且つ渦巻室の略中心（ダクト及び
渦巻室の略中心） ２５ 入口部 ２６ スリーブ Ｌ 軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータリキルンからの排ガスが上昇し得
   るようにしたダクトの上端に、該ダクトからの排ガスが
   導入されるよう、平面的に見て渦巻状に形成した渦巻室
   を接続し、該渦巻室の上部に、渦巻室から導入されたガ
   スにより粉粒体原料の仮焼を行う仮焼炉本体を接続し、
   前記渦巻室に、前記ロータリキルンで焼成された粉粒体
   原料を冷却した後の空気を前記渦巻室の渦巻に沿って導
   入し得るよう、空気導入ダクトを接続し、前記ダクト及
   び仮焼炉本体に、サイクロンで分離した粉粒体を導入し
   得るよう、第１、第２の粉粒体原料投入シュートを接続
   し、前記渦巻室の側壁に、渦巻室内に燃料を噴射するバ
   ーナを設けた仮焼設備であって、前記バーナを、平面的
   に見てその軸線の延長線がダクト及び渦巻室の略中心を
   通りしかも前記空気ダクトから渦巻室内へ空気を導入す
   る入口部に向うよう、設置したことを特徴とする仮焼設
   備。
2. 【請求項２】 バーナの軸線の延長線をバーナ側面から
   見て渦巻室の中心へ向い下り勾配に配置した請求項１に
   記載の仮焼設備。
3. 【請求項３】 渦巻室の側壁に該側壁を貫通して上下へ
   傾動可能に設けたスリーブに、軸線と平行な方向へ進退
   動し得るようバーナを挿通させた請求項１、又は２に記
   載の仮焼設備。
4. 【請求項４】 第１、第２の粉粒体原料投入シュートの
   上端合流部に、サイクロンで分離されて第１、第２の粉
   粒体原料投入シュートへ分配される粉粒体原料の単位時
   間当りの量を調整し得るよう、流量調整手段を設けた請
   求項１、２又は３に記載の仮焼設備。