JPH1135355A - キルンバイパスにおける排ガス冷却方法及びその装置 - Google Patents

キルンバイパスにおける排ガス冷却方法及びその装置

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JPH1135355A
JPH1135355A JP9192825A JP19282597A JPH1135355A JP H1135355 A JPH1135355 A JP H1135355A JP 9192825 A JP9192825 A JP 9192825A JP 19282597 A JP19282597 A JP 19282597A JP H1135355 A JPH1135355 A JP H1135355A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】効率良くキルンバイパスにおける排ガスを急冷
できるようにする。 【解決手段】二重管構造のプローブをキルン排ガス流路
に連通させ、該プローブの内管を介してキルン排ガスの
一部を抽気するとともに、該プローブの内管と外管との
間の流体通路に冷却気体を供給するとともに、該冷却気
体を内管の先端部内方に案内して該プローブの先端部に
混合急冷域を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルカリバイパ
スや塩素バイパスおけるキルンバイパスにおける排ガス
冷却方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、セメントクリンカをＳＰ（サス
ペンションプレヒータ）キルン又はＮＳＰ（ニューサス
スペンションプレヒータ）キルンにて焼成する場合、セ
メント原料及び燃料から持ち込まれる塩素、アルカリ、
硫黄等の揮発性成分は、キルンプレヒータ系内で循環す
ることにより順次濃縮される。しかし、この循環は、数
時間で平衡に達し、セメント原料及び燃料から系内に持
ち込まれる揮発性成分の量とセメントクリンカにより系
外へ持ち出される揮発性成分の量とが等しくなることが
知られている。この場合原料と燃料とが持ち込む揮発性
成分量が多いと、クリンカ中の揮発性成分の量も多くな
り、これらはセメントの品質に悪影響を与える。また、
系内の揮発性成分が多くなると低融点化合物が形成さ
れ、プレヒータの閉塞が頻発するようになり、キルンの
安定操業が損なわれる原因となる。近年、特に産業廃棄
物の有効利用を推進していると、どうしても塩素含有量
の多いものを利用せざるを得ない状況になってきてお
り、効率的な揮発性成分の除去が望まれる状況となって
いる。
【０００３】そこで、キルンプレヒータ系内の揮発性成
分量を減少させるため、いわゆるバイパス設備が設けら
れている（例えば、特開平２−１１６６４９号公報）。
このバイパス設備はロータリキルンの窯尻に連なるキル
ン排ガス用の立上りダクトと、該キルン排ガスの一部を
系外に抜くためにダクト内に先端が臨み、好ましくは、
該ダクト内に突設さたプローブと、このプローブの後端
に接続されたキルン排ガスのガス抽気排出系とを備えて
いる。
【０００４】上記プローブは、上記ガス抽気排出系に接
続されている内管と、この内管のダクト内への突出先端
近傍に大気を導く外管とからなる二重管構造に形成され
ている。
【０００５】このバイパス設備では、内管と外管との間
の空気通路から前記立上りダクト内に空気を導入しなが
ら該導入空気と共にキルン排ガスの一部をダクト外に抽
気している。又、キルン排ガスは塩素のような揮発性成
分は、プローブにおいて６００〜７００゜以下に急冷す
ることによって、キルンバイパスによって発生するバイ
パスダスト中の微粉部分に濃縮されることが判ってい
る。そこで、プローブの後段にバイパスダストの分級手
段を配置し、バイパスダストを揮発性成分濃度の低い粗
粉ダストと濃度の高い微粉ダストに分級し、粗粉ダスト
はキルン系に戻す。一方、微粉ダストのみ系外に排出す
ることによりバイパスダスト量を大幅に低減したキルン
バイパス技術が開発されている。この技術において揮発
性成分を微粉ダストに濃縮させる手段、即ち、プローブ
におけるキルン排ガスの急冷手段は必要不可欠な技術で
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例の二重管構造の
プローブでは、冷却空気は外管と内管との間の空気通路
を通り窯尻の立上りダクトに流れ込み、抽気されるキル
ン排ガスを冷却する。しかし、所謂冷却空気の吹き抜け
が多いため、該プローブ先端部において冷却空気と該キ
ルン排ガスとが十分に混合されない。そのため、プロー
ブ先端部で該抽気ガスを瞬時に急冷することは困難であ
る。
【０００７】そこで、従来のプローブでは、冷却空気量
を増加させることにより急冷できる様にしているが、冷
却空気量を増やすと、プレヒータ系へ吹き抜ける冷却空
気も多くなる。そうすると、プレヒータ系の風量増加に
つながり、熱量ロス、電力ロス、となる。
【０００８】この発明は、上記事情に鑑み、熱量ロス、
電力ロス等を生じることなく効率良くバイパスキルン排
ガスを急冷できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、二重管構造
のプローブをキルン排ガス流路に連通させ、該プローブ
の内管を介してキルン排ガスの一部を抽気するととも
に、該プローブの内管と外管との間の流体通路に冷却気
体を供給するキルンバイパスにおける排ガス冷却方法に
おいて；前記冷却気体を内管の先端部内方に案内して該
プローブの先端部に混合急冷域を形成することを特徴と
するキルンバイパスにおける排ガス冷却方法、である。
【００１０】この発明は、キルン排ガス流路に連通する
二重管構造のプローブを備え、該プローブがキルン排ガ
スの一部を抽気する内管と、該内管の先端部より突出す
る外管と、該内管と外管との間に形成され、冷却気体が
供給される流体通路と、を有するキルンバイパスにおけ
る排ガス冷却装置において；前記冷却気体を内管の先端
部内方に導くための案内手段を設け、該プローブの先端
部に混合急冷域を形成したことを特徴とするキルンバイ
パスにおけう排ガス冷却装置、である。
【００１１】
【発明の実施の形態】セメント焼成設備のキルン排ガス
流路、例えば、窯尻の立上り部、に二重管構造のプロー
ブを連通させる。このプローブの外管の先端部は、内管
の先端部より突出しているが、その突出量は必要に応じ
て適宜選定される。
【００１２】このプローブには、冷却空気を内管の先端
部内方に導くための案内手段が設けられている。
【００１３】この案内手段として、次のものがある。 （１）外筒の先端部を絞り、冷却空気を内管の先端部内
方に案内させる。 （２）内筒と外筒の先端間に傾斜板を設けるとともに、
該内管の先端部にキルン排ガス冷却空気用孔を形成し、
冷却空気を内管の先端部内方に案内させる。
【００１４】この案内手段は、前記(1)(2)に限定される
ものでなく、冷却空気を内管の先端部内方に導き、プロ
ーブ先端部に混合急冷域を形成できるものであれば足り
る。
【００１５】このプローブの先端部に冷却手段を設けて
プローブを冷却し、高温に曝されることによる損傷を防
止する。冷却手段として、例えば、リング状の水冷管や
冷却空気供給管が用いられる。
【００１６】なお、内管の内面に螺旋状の案内羽根を取
り付けることによって、冷却空気と抽気ガスの混合効果
の向上を図るようにしてもよい。
【００１７】
【実施例】この発明の第１実施例を図１〜図３により説
明する。セメント焼成設備のロータリキルン１には、キ
ルン排ガス流路の一部を構成する立上り部２が連結され
ている。この立上り部２にはプローブ５が設けられ、こ
のプローブ５はサイクロン６、熱交換器７を介して集塵
機８に連結されている。
【００１８】プローブ５は、互いに遊嵌合する内管１０
と外管１２とからなり、立上り部２の傾斜した壁面２ａ
に突設されている。なお、プローブ５の突設位置は傾斜
した壁面に限ったものではなく、垂直壁面でもかまわな
い。外管１２の先端部１２ａは、内管１０の先端部１０
ａから突出している。この突出量Ｌは、必要に応じて適
宜選択される。
【００１９】この外管１２の先端部１２ａは絞り込ま
れ、円錐台状に形成されている。この絞り込み角θは必
要に応じて適宜選択される。
【００２０】外管１２の先端部１２ａの上側辺１２ｂが
下側辺１２ｃより長く形成されているが、両辺の長さの
差は必要に応じて適宜選択される。
【００２１】この先端部１２ａの先端内径１２Ｓは、外
管の先端内径１２Ｓ／外管の内径１２Ｌ＝０、４〜０、６
の範囲で選ばれる。
【００２２】外管の外側には耐火物１４が施工され、そ
の内部には、リング状の水冷管１３が埋設されている
が、この管径や配設の仕方等は、必要に応じて適宜選択
される。
【００２３】外管１２の外周面には、プローブ冷却ファ
ン１５に連通する冷却空気入口１６が設けられている。
この入口１６は、外管１２と内管１０との間に形成され
ている流体通路１７に連通している。なお、１８は冷却
器冷却ファン、１９は排気ファン、をそれぞれ示す。
【００２４】次に本実施例の作動につき説明する。ロー
タリキルン１内で発生した約１１００℃のキルン排ガス
Ｇの一部ＧＴをプローブ５を介して抽気する。この抽気
量は、例えば、アルカリバイパスでは窯尻を通過するガ
ス量に対して１０％以上、一方、塩素バイパスでは５％
以下であり、一般的には、２％程度である。
【００２５】この時、プローブ５の流体通路１７には、
外管１２の入口１６を介して冷却空気ＣＡが供給される
が、この冷却空気ＣＡは、旋回流となりながら該流体通
路１７内を流下し、絞り込まれた外管の先端部１２ａに
より内管１０の内方に案内され、内管１０先端部１０ａ
近傍に混合急冷域２０を形成する。この混合急冷域２０
において、抽気ガスＧＴは冷却空気ＣＡと混合し瞬間的
に急冷却され、冷却ガスＣＧとなる。
【００２６】即ち、プローブ先端部５ａに形成された混
合急冷域２０において、抽気ガスＧＴは塩素化合物の融
点部６００〜７００℃まで急冷却されてしまうのであ
る。
【００２７】この時の冷却空気ＣＡの温度は、大気温
度、例えば、１８℃であり、そのプローブ長手方向の吐
出流速は内管１０内のキルン排ガスＣＧのガス速度の１
／３〜２／３に調整されている。
【００２８】この様に冷却空気ＣＡは旋回流で、かつ、
流れ方向及び流速も規制されていため、所謂冷却空気の
吹き抜けがない。そのため、該抽気ガスＧＴと冷却空気
ＣＡとの混合率が著しく向上し、該抽気ガスＧＴは急激
に所望温度迄冷却されるとともに、抽気されないキルン
排ガスＧを冷却空気ＣＡにより冷却してしまうこともな
い。
【００２９】プローブ５で冷却された抽気ガスＧＴは冷
却キルン排ガスＣＧとなってサイクロン６に入り、分級
される。この時の分級点は、例えば、５〜７μｍであ
り、この分級点を超える粉体はそのままロータリキルン
１に戻される。
【００３０】５〜７μｍ以下の微粉を含む冷却キルン排
ガスＣＧは、熱交換器７を通して熱交換された後、集塵
機８で集塵し、該ガスＣＧは大気中に放出される。
【００３１】熱交換器７及び集塵機８で集塵した塩素含
有率の高いダストはセメントキルン系外へ排出される。
この排出された塩素を含むダストは、セメントへ添加さ
れたり、又は、系外処理される。
【００３２】この発明の第２実施例を図４〜図６により
説明する。この実施例と第１実施例（図１〜図３）との
相違点は次の通りである。 （１）外管１２の先端部１２ａと内管１０の先端部１０
ａとの間に円錐台状の傾斜板２５を設けて、流体通路１
７を閉鎖したこと。
【００３３】（２）プローブ先端部５ａの冷却手段とし
て、リング状の水冷管３を用いる代わりに、傾斜板２５
にプローブ先端保護用空気孔２６を設け、この空気孔２
６から冷却空気ＣＡを噴出させてプローブ先端部５ａを
冷却し、プローブ５の熱損傷を防止することである。こ
の空気孔２６の数や径、配設位置等は必要に応じて適宜
選択されるが、例えば、直径の大きさは８〜１０ｍｍに
形成される。
【００３４】（３）内管１０の先端部１０ａにキルン排
ガス冷却空気用孔２８を穿設し、この孔２８から冷却空
気ＣＡを内管１０内に導入し、プローブ先端部に混合急
冷域２０を形成したこと。この孔２８の径の大きさ、
数、配設位置等は必要に応じて適宜選択されるが、例え
ば、直径の大きさは８〜１０ｍｍに形成される。
【００３５】この発明の第３実施例を図７、図８により
説明するが、この実施例と第２実施例（図４〜図６）と
の相違点は、外管１２の上側先端部３２Ｕは内管１０の
上側先端部３０Ｕから突出しているが、その下側先端部
３２ｄと内管１０の下側先端部３０ｄとは同一垂直面上
に位置しており、両下側先端部３２ｄ、３０ｄ間の傾斜
板２５ｄは垂直状で、かつ、プローブ先端保護用空気孔
が設けられていないことである。
【００３６】この発明の第４実施例を図９により説明す
るが、この実施例と第２実施例（図４〜図６）との相違
点は、内管１０の上側先端部４０Ｕがその下側先端部４
０ｄより短く形成されており、外管１２の上側先端部４
２Ｕの内管１０からの突出量ｍが、その下側先端部４２
ｄの内管１０からの突出量ｎより大きいことである。
【００３７】この発明の第５実施例を図１０により説明
する。この実施例は内管１０の内周面５０に螺旋状の案
内羽根５１を設け、混合急冷域２０における冷却空気Ｃ
Ａと抽気ガスＧＴとの混合効率の向上を図るものであ
る。
【００３８】この発明は、塩素バイパスのみならず、ア
ルカリパイパスにも適用できることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、抽
気ガスはプローブ先端部の混合急冷域で急冷却される。
そのため、抽気ガス中のアルカリや塩素分等を効率よく
凝固させ、抽気ガス中のダストの微粉部分に濃縮させる
ことができる。又、冷却空気は内管の先端部内方に案内
されるので、ロータリキルン内への吹き抜けを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図で、セメント焼成
設備の概略図である。
【図２】図１の要部拡大斜視図である。
【図３】図２のIII−III線断面拡大図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図５】図４の要部拡大斜視図である。
【図６】図５のVI−VI線拡大断面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図８】図７の拡大図である。
【図９】本発明の第４実施例を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ロータリキルン ５ プローブ １０ 内管 １２ 外管 １７ 冷却流体通路 ２０ 混合急冷域 Ｇ キルン排ガス ＧＴ 抽気ガス ＣＡ 冷却空気

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】二重管構造のプローブをキルン排ガス流路
    に連通させ、該プローブの内管を介してキルン排ガスの
    一部を抽気するとともに、該プローブの内管と外管との
    間の流体通路に冷却気体を供給するキルンバイパスにお
    ける排ガス冷却方法において；前記冷却気体を内管の先
    端部内方に案内して該プローブの先端部に混合急冷域を
    形成することを特徴とするキルンバイパスにおける排ガ
    ス冷却方法。
  2. 【請求項２】前記冷却気体の流速が、内管内の抽気ガス
    の流速より遅いことを特徴とする請求項１記載のキルン
    バイパスにおける排ガス冷却方法。
  3. 【請求項３】前記冷却気体のプローブ長手方向の吐出流
    速が、内管内の抽気ガスの流速の１／３〜２／３である
    ことを特徴とする請求項１記載のキルンバイパスにおけ
    る排ガス冷却方法。
  4. 【請求項４】前記冷却気体が、旋回流であることを特徴
    とする請求項１記載のキルンバイパスにおける排ガス冷
    却方法。
  5. 【請求項５】キルン排ガス流路に連通する二重管構造の
    プローブを備え、該プローブがキルン排ガスの一部を抽
    気する内管と、該内管の先端部より突出する外管と、該
    内管と外管との間に形成され、冷却気体が供給される流
    体通路と、を有するキルンバイパスにおける排ガス冷却
    装置において；前記冷却気体を内管の先端部内方に導く
    ための案内手段を設け、該プローブの先端部に混合急冷
    域を形成したことを特徴とするキルンバイパスにおける
    排ガス冷却装置。
  6. 【請求項６】前記案内手段が、先端に向かって次第に小
    径となる外管の先端部であることを特徴とする請求項５
    記載のキルンバイパスにおける排ガス冷却装置。
  7. 【請求項７】前記案内手段が、内管の先端部と外管の先
    端部との間に設けられた傾斜板と、該内管の先端部に設
    けられキルン琲ガス冷却空気用孔と、からなることを特
    徴とする請求項５記載のキルンバイパスにおける排ガス
    冷却装置。
  8. 【請求項８】傾斜板が、プローブ先端保護用空気孔を備
    えていることを特徴とする請求項７記載のキルンバイパ
    スにおける排ガス冷却装置。
  9. 【請求項９】外管の先端部が、プローブ先端保護用冷却
    手段を備えていることを特徴とする請求項５記載のキル
    ンバイパスにおける排ガス冷却装置。
  10. 【請求項１０】プローブ先端保護用冷却手段が、リング
    状の水冷管であることを特徴とする請求項９記載のキル
    ンバイパスにおける排ガス冷却装置。
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