JPS58115202A - 廃熱回収発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 収して発電に利用する廃熱回収発電装置に関するもので
ある。

セメント焼成プラントは、一般に、サイクロンヲ多段ニ
重ネタサスペンションプレヒ−ｐ（以下、ＳＰ　　と称
す）、ロータリーキルン、クーラを主機として構成され
る。また、この他に肋燃炉（彼焼炉）を含むプラントも
あり、本発明ではとの助燃炉を含まないセメント焼成プ
ラントを対象とするものである。

セメント焼成プラントにおいては、セメント（焼成に必
要な熱は、通常、ロータリーキルンに供給され、原料中
の粘土の結晶水の除去、炭噸塩の賛辞（仮焼）に大半消
費されるが、幅対対流損失、ＳＰ　排ガスおよびダスト
の：Ｊ　熱、クーラ余剰空気およびダストの頭熱、タリ
ンヵ顕熱として系外に排出される。

このうちＳＰ　排ガス・ダストの・・・η熱岐、原料の
乾燥て大部分消費されるが、原料水分が少なく、ＳＰ　
　排ガス量・ＦＲＫが高い場合（ｄ余ることがある。ま
たタリンカ、頭熱は、通常、ｑａｏｃ前後でちるため、
その回収は極めて困難であり、クーラ余剰空気顕熱は、
石炭の乾燥・粉砕に使用されること・″はあるが、大部
分−゛ｄ系外に放出されている。

この系外に放出される廃熱を有効に利用するため１Ｃ、
従来は、次のような廃熱回収発電が行われている。

（１）　　ロータリーキルン亘後に廃熱回収ボイラを設
置し、高幅のロータリーキルン排ガスの熱回収発電を行
う。

（２）　　ＳＰ　　直後に廃熱回収ボイラを設置し、ｓ
ｐ排ガスの熱回収発電を行う。

（３）　　クーラ排気口の後（望壕しくはＨＬ気集塵器
で除熟した後）に廃熱回収ボイラを設置し、クーラ余剰
空気の熱回収発電を行う。

しかし、これらはいずれも、セメント焼成プラントでの
廃熱を最小限に抑制した場合の各部からの廃熱を最大限
に回収するものであって、（１）については、高温で、
アルカリ、硫黄、塩素等の揮発分およびダストが排ガス
に含まれるため、水管へのコーチングトラブルが発生し
易く、しばしばセメント焼成プラントの運転を停止する
こと−ろぷあり、 （２）について１は、通常、その廃熱を原料の乾・腰・
粉砕に用いるだめ、廃熱回収発電にまわすことができる
割合は僅かであり、 （３）については、排ガス温朋が２００℃台で低く、か
つ短周期の変動をしているめで、ボイラ負荷が大きく変
動することになり（ボイラ出口温度１２ｔ、１〜１３０
℃）、廃熱回収発電工程の制御に多大の困碓を生ずる、 といつだ欠点がある。

一方、通常の火力発電プラントは、ボイラでのＮＯｘ発
生はが犬であり、また硫黄分を含む燃料を使用する場合
ＳＯ２が発生し、それぞれ公害防止のために、ボイラ本
体に匹敵、あるいはそれより大きい排ガス処理装置を必
要とする。更に石炭焚発電プラントでは、石炭に含捷れ
る灰分が多いので、その処理の設備・作業の負担が増す
。重油焚発電プラントについても、重金属を含む未燃カ
ーボンの処理が必要となる。

本発明ｌは、主としてｓｐ　排ガスの余剰熱を回収して
発電する装置を提供することを目的とするもので、該装
置をセメント焼成プラントに組込めばセメント焼成プラ
ントに必要な電力の一部を自給でき、総合的にエネルギ
利用率を高めることができる。

また本発明は、特別の脱硝・脱硫装置を設けることなく
、かつ燃料より生ずる灰の特別の処理を必要とせずに発
電険を経済的に高めることをも目的とするものである。

すなわち本発明は、回転炉（以下、ロータリーキルンと
称す）の排ガスを複数段の予熱機群（以下、多段サイク
ロンと称す）よシなるサスペンションプレヒータ（以下
、ｓｐ　　ト称ｔ　）　ニ通す方式のセメント焼成プラ
ントにおいて、上記ロータリーキルン排ガスを最下段サ
イクロンに通した後、一部をｓｐ　　の途中から抜出し
、廃熱回収ボイラに通し、該ボイラで発生するスチーム
を利用して発電する廃熱回収発電装置に関するもので、
上記のガス抜出位置としては螢下段のサイクロン出口あ
るいはその次の段のサイクロン出口が好ましい。

また本発明装置においては、ロータリーキルンの後部に
設けられているクーラからその内部ガスを直接抜出して
廃熱回収ボイラへ導くようにしてもよく、この場合の抜
出位置としてはクーラの上流側とすることが好ましい（
この理由は後述する）。

更に本発明装置においては、セメント原料、あるい１ｄ
燃料として石炭を使用する場合の石炭は、度数や天候に
よってその水分が変動することから、それへの対応のた
めに、ＳＰ　　中間抜出ガスの一部をＳＰ　排ガスと混
じ、この排ガスを原料や石炭の乾・塵・粉砕時の熱源と
して用いるようにしてもよい。

以下、添付図面を参照して本発明装Ｒを詳細に枦１明す
る。

第１図は本発明装置の一実施態様例を示す概略説明図で
ある。

第１図において、１はロータリーキルンで、右端から燃
料供給器１８により石炭等の燃料が供給され、クーラろ
から送られる高温空気と混合し、高温の炎をあげて燃焼
する。また該ロータリーキルン１の左端からは、一部仮
焼済のセメント原料が供給され、ロータリーキルン１の
回転によシ転動しながら右側へ向う間に、高温の炎やガ
スと向流接触し、残シの仮焼、加熱、焼成が行なわれ、
クリンカとなり、クーラ６へ排出される。

一方、セメント原料は、原料供給シュート１６から’、
ｋｊ上段サイクすン７の入口側ガスダクト２６に供給さ
れ、該ガスダクト２６内を流れるガス中に分散し、該ガ
スと熱交換し、該ガスに運ばれて最上段サイクロン７に
入る。該サイクロン７内でガスと原料が分離され、ガス
はガスダクト２７．ファン１４およびガスダクト２７′
を経て図示省略の原料乾燥・粉砕や燃料の石炭乾・象・
粉砕工程へ送られ、原料はシュート１９を経て次段ザイ
クロン乙の入口側ガスダクト２５へ送られる。ことでの
ガスと原料の挙：、ｎ：：）は上記の最上段サイクロン
７の入口Δ則ガスダクト２６内での挙動と１同様であり
、以後原料はサイクロン６、シュート２０、ガスダクト
２４、サイクロン５、シュート２１、ガスダクト２３、
最下段サイクロン４、シュート２２を、１］、−で上記
したように一部仮焼済みの原料とがってロータリーキル
ン１の左端へ送られる。

なお、ロータリーキルン１からの排ガス・な、ガスダク
ト２６、サイクロン４、ガスダクト２４、サイクロン５
、ガスダクト２５、サイクロン６、ガスダクト２６、サ
イクロン７を順次通過し、ガスダクト２７へ導かれろ。

上記のガスダクト２３およびサイクロン４において、ロ
ータリーキルン１から排出される高温のガス中にシュー
ト２１から供給される原料％＋：分散・浮遊される。）
１へ程で、加熱され、一部仮焼される。サイクロン４の
出口ガス温度は、原料の仮焼温度がＣＯ２分圧によって
ほぼ決まることから、約８５０℃になる。このサイクロ
ン４カラ出る約８５０℃のロータリーキルン排ガス１は
、ガスダクト２ル、サイクロン５を舒で、一部が分岐府
２８へ分岐され、廃熱回収ボイラ８へ送られる。

この廃熱回収ボイラ８では、言うまでもなく伝熱管群が
組込まれてなり、該伝熱管群に給水管ろ７から水が供給
され、該伝熱管群の隙間を分岐管２８からの熱ガスが通
過する間にスチームを発生する。このスチームは抜出管
３８から抜出され、図示省略のスチームタービンと発電
機よシなる発電工程へ送られ、発電に利用される。廃熱
回収ボイラ８の排気は、ガスダクト３４、電気集塵器９
、ガスダクト３５を経てファン１５より大気へ放出され
る。なお、クーラ排気ダクト３１からクーラ３の排気を
抜出し、廃熱回収ボイラ８へ導いて、その熱を回収する
ようにしてもよい。

この時、次のようなり−ラ３の排気抜出しをすることが
好ましい。

すなわち、クーラ６の上流側に排気ダクト３１を開口さ
せれば、クーラ３から排気ダクト３１へ抜出されるガス
温度が上昇し、その分ロータリーキルン１へ入る２次空
気温度が下がる。従って、燃料供給器１８からの燃料供
給−一を増加させざるを得す、２次空気量もその分増加
させる必要があり、この（吉果ロータリーキルン１の排
ガス吋が増加する。この増゛叶分をｓｐ　　の中間部か
ら分岐管２８へ余分に抜出して廃熱回収ボイラ８へ送り
、サイクロン７から出るＳＰ　排ガス温度・訃を原料の
乾燥・粉砕等の熱源とじて利用する上で過不足ないよう
にする。

なお、前記したクーラ６ば、一般に、移動グレードある
いは往復グレードが使用され、該グレードによりロータ
リーキルン１から排出されるクリンカを右側へ運び、シ
ュート３６を経て排出する。グレードにより運搬中のク
リンカは、ファン１０，１１．１２より吹込まれる空気
がグレードの下方から上方へ吹抜ける際に冷却される。

冷却に使用された後の空気は、前記した通りロータリー
キルン１へ送られ、またガスダクト３１から抽気され、
それぞれ前述の通りに使用される。

棟た、本発明装置においては、第２図に示すように、分
岐管２８からガスダク）ＡＩを分岐させてファン１４の
下流側ガスダクト２７′へ合流させるようにし、ｓｐ　
排ガスの一部をこの分岐管２８．ガスダクト４１．ガス
ダクト２７′のルートでバイパスさせてＳＰ　　を通過
するガス叶を減少させ、１１ｉＦ、度を低下させたり、
ファン１４の太きさや所要動力を低減させることができ
る。

この他に、このバイパスルートは、セメント原料や燃料
となる石炭の産地や天候によって変動する水分に応じて
セメント原料１万炭の乾燥・粉砕に対処することもでき
る。

以上詳述した本発明装置による効果をまとめると次の通
υである。

（１）　　ＳＰ　　の中間でガスを抜出すため、アルカ
リ。

Ｓ　、　Ｃ７分は最下段サイクロンやその上の段のサイ
クロンで凝縮捕捉され、廃熱回収ボイラ水管へのコーチ
ングやスケール等が防止される。

（２）　　８０２はセメント原料に殆んど全てが吸収さ
れ、また石炭を・燃料とする場合の天分、重油や廃棄物
を燃料とする場合の重金属等はタリンカ鉱物として組込
まれ、無害化されるので、排ガス処理設備や灰処理設備
等は不要である。

（３）　　クーラ３の土流仰１から抽気して廃熱回収ボ
イラ８へ送るようにすれば、前述の通り従来のセメント
焼成プラントに比し、高い温度・号の排ガスが得られ、
セメントクリンカ焼出険尚りの発に腎が増加する。

４図面の惰学な説１）１ ′・篤１図（は本発明装置の一実施叩様例を示す概略説
明図、＋、Ｊ　２図は本発明装置の一部設計変更例を示
す概略説明図である。

律代理人　　内　１）　　明 復代理人　　　萩　　原　　光　　− 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント焼成プラントにおいて、回転炉の排ガスで加熱
   される複数段の予熱機群を流れるガスの一部を分岐する
   分岐管を設け、同分岐管の出口を発電用スチーム発生ボ
   イラに連絡したことを特徴とする廃熱回収発電装置。