JPS5814940A - 原料粉末用仮焼炉への燃料および燃焼用抽気の導入方法並びに装置 - 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】 本発明は原料予熱装置と焼成炉との間に配置された原料
粉末用仮焼炉に関し、殊に仮焼炉内でＮ０Ｗ（１１素醇
化物）の発生を抑制しつつ供給燃料を燃焼させると同時
に、焼成炉排ガス中に含まれるＢｏｘの一部を効果的に
脱硝させることにより、原料予熱装置からの排ガス中の
Ｈｏｇ含有鰍を低減させる仁とのできるようｔこした原
料粉末用仮焼炉への燃料および燃焼用抽気の有機的な導
入方法およびその装置に関するものであり、特に微粉炭
等の窒素含有分の高い燃料に適した燃焼方法及びその配
置構成を提供するものである。

セメント、アルミナ等粉末原月の近代的セメント焼成装
置は、原料予熱装置と焼成炉との間−こ、独立した熱源
を有する仮焼炉を配置して構成される。ｌｉ１図は、セ
メント原料粉末を予熱・仮焼・焼成・冷却する工程を示
す線図的系統図で、図中の実線矢印は熱風の流れ、破線
矢印は原料粉末の流れを示す、尚、装置の概要は、サイ
クロン０１〜Ｃ１およびダクト７等より構成される原料
予熱装置１、サイクロン０４を付属する仮焼炉２、ロー
タリー４ルン等の焼成炉８及びクリンカー冷却機４から
成り、練料投入シ、−ト５から供給されたセメント原料
粉末は第１〜第８の各サイクロンＣｌ−０ｓを順次降下
し、他方焼成炉°８及び仮焼炉２がらの高温排ガスは誘
引通風機８ｃより吸引されて廁月予熱装置１内を上昇す
るから、ダクト７円及びサイクロンＣ＊　’１３ｘ内に
て原料粉末と高温ガスとの熱交換が繰返されろ。予熱さ
れた原料粉末は第８サイクロンＣｍから予熱原料シュー
ト１４を通して仮焼炉２へ導入される。他方クリンカー
冷却機４がら抽気ダクト１８を通して仮焼炉２へ導入さ
れろ高温の燃焼用抽気と、燃料供給装置としてのバーナ
６１から燃焼用１次空気と共に供給される燃料１こ［っ
て仮焼炉２内で燃焼が起り、その燃焼熱と焼成炉排ガス
のも、っ熱を受けることにより原料粉末が仮焼される。

仮焼された原料粉末は燃焼ガスと共ｔこ仮焼炉２からサ
イクロンＣ４に入って分離、されたのち、仮焼原料シュ
ート１５より入口端Ｗ１１２を通して焼成炉ａｃ入り、
焼成炉８の下端側に設置したバーナ６ｂから供給される
燃料の＠焼熱くより焼成炉８内で必要な熱処理を受けて
クリンカーｔ０１（、た、Ｄ、、、＞ｈカ、４１ヤヨ、
わ６．ヵ１，１．ツカ−ゆ　　□動用の空気は押込送風
機１ｏによって供給され、クリンカーと熱交換を行なっ
て昇温した空気の一部は、上述の如く仮焼炉２及び焼成
炉８に分配導入されるが、余剰の空気は、誘引通風機９
により排出される。そしてクリンカー冷却機４から出た
クリンカーはコンベヤ１１によって次工程へ搬出される
。

第２図は第１図における仮焼炉付近の構成をより詳細に
示す概念図で、これらの図により仮焼炉の＊ａ及び機能
を説明すると下記の通りである。

即ち、仮焼炉２は本嘴成例では円筒状竪型で、絞り部２
・を境にして互いに連通した下方の燃焼室２１と上方の
混合室２ｂとで構成され、燃焼室２−の下端は下方に向
けて漸次断面を縮少して逆円錐体状部とし、開口２ｄに
より入口地覆１２を介して焼成炉８に接続されでいる。

又燃焼室２−の下部側壁には、半径方向または接線方向
に冷却機４からの燃焼用抽気を案内する。抽気ダクト１
８が導入口２＠に開口・接続され、当該抽気導入口２ｅ
付近には燃焼室２１１こ流入する燃焼用抽気に指向して
バーナ６楓を設置し、さらに燃焼室２ｍ”側壁の適宜位
置には原料予熱装置１ｖ１のサイクロンＣＩからの′予
熱腺利シェード１４が接続され、一方混合室２ｂの燃焼
ガスおよび仮焼廁利粉末出口２ｆはサイクーＯ：／　Ｃ
４Ｉｃ接続されでいる。

これらの装置を用いるに当って、焼成炉８￥−・おいで
は、バーナ６ｂからｔＩＡ料を供給して焼成炉８内に形
成する燃焼雰囲気が非常゛に高温であるため゛、燃焼空
気中の窒素と酸素が結合して所謂サーフ４Ｎｏｚを大量
に発生する。これらのＮｏｔは焼成炉琲ガス中に含まれ
たままで仮焼炉２の下部開口２ｄから燃焼室２蟲内に上
昇・流入する。他方燻焼室２・くは、サイクロンＣＳか
らシＡ−１−１４を通して予熱籟利粉末が供給され、燃
焼室２自内にて混合・攪拌されて噴流層を形成している
。

当該噴流−内には抽気導入口２・より燃焼用抽気が導入
され、この抽気に指向してバーナ６−より吹込まれた燃
料の燃焼が行われるが、燃焼域には高濃度の原料粉末が
介在するため、燃焼Ｗｌｆは低く維持され尿。この様な
状部で燃焼空気か充分ｌこ存在すると、燃料中−こ含ま
れる窒素が燃焼空気中の酸素と結合して新調７ユーエル
ＮＯＸが発生し、特に徽粉炭等燃月中に窒素分を多く含
有する場合をこはＮＯｘ発生量も多くなる。これらの焼
成炉８及び仮焼炉２で発生したＮＯｘは排ガスと共に原
料予熱装置１から排出され、大量を汚染することになる
。この様なＮｏｗの排出量を減少させるために抽気導入
口２・と焼成炉排ガス導入口２ｄとの間に／Ｎ−す６＠
を設け、上昇する焼成炉排ガス中へ燃料の一部を供給し
て逆円錐体状部−こ還元性ガス雰囲気を形成し、ＮＯｘ
の分解・脱硝を行う場合もあるが、焼成炉排ガス中のＮ
Ｏｘの低減には効果があっても仮焼炉燃焼室でのＮＯｘ
発生を抑制することはできない。

このような仮焼炉内でのＮＯｘ発生の原因を究明すべく
、仮焼炉内燃焼条件を詳細に検討した結果次のことが判
明した１、即ち、仮焼炉での煤焼用空気としては、抽気
導入口２１１からの高温抽気、バーナ６−からの燃焼用
１次空気と燃料搬送用空気（固体燃料の場合）、および
焼成炉排ガス中の余剰空気から成るが、燃料が燃焼用抽
気に指向して供給される場合には、燃料の初期煤焼に際
して燃焼用抽気とバーナからの導入空気が消費される。

これら初期燃焼用空気の空気比（燃焼用空気供給皿と変
料の燃焼に必要な理−空気量との比）は、焼成炉と仮焼
炉への′ｆ？料供給比率、焼成炉排ガス中の余剰空気量
、仮焼炉排ガス中、に含まれるべき余−！ど気鰍などに
より異なるが一般に１．１　　乃至１８の範囲となって
いる。

他方、仮焼炉内の温度領域（８００〜１１００′ｃ）に
おいで、燃料燃焼時の空気比とＮＯｘ発生量との関係は
未だ充分には解明されていない点があり、又憾利の種類
、燃料中の窒素含有分、燃料の導入形賎、燃焼雰囲気中
の原料粉末一度など多くの要因１こ影響されるが、一般
＃Ｃ第８図（ＮＯｘ発生量は粧月中に含有する窒素分の
Ｎｏｔへの転化率で示（。）の傾向にある。即ち、平均
的に空気比が１．１　　乃至１２程変以下にで空気比の
減少と共に発生ＮＯｘ鯖はめ激に減少し、逆に空気比が
１．４　　乃至１．５程度以上Ｃ・は発生ＮＯｘ嵩の増
加がゆるやか′になり、従来′ろ〃、ｔこよろ仮焼炉内
での燃焼条件は一例として図中の８点で表わされる。尚
、これらのＮｏｗは燃焼の初期段階においてその発生が
著るしく、また特に燃料として窒素含有量の多い微粉炭
等の固体燃料を使用する場合ｔこは仮焼炉内で大量のＮ
Ｏｘを発生し、原料予熱装置からこれを排出して大気を
汚染する原因とｄっでいる。゛ 本発明は従来技術のもつ上記問題点を解消し、仮焼炉内
での燃料の燃焼に際してＮＯｘの発生量を着るしく低減
できると共に、焼成炉排ガス中に含まれるＮＯｘを部分
的に脱硝できるようにした仮焼炉への燃料および燃焼用
抽気の導入方法とその装置を提供しようとするものであ
る。

しかして本発明は、仮焼炉側壁のは望同一平面上にクリ
ンカー冷却機からの燃焼用抽気導入口を複数開口させ、
各導入口から仮焼炉に導入する燃焼用抽気に指向して燃
料を供給するに当り、各抽気導入口への燃料および／ま
たは燃焼用抽気を伯よって配分する点ｔこその要旨があ
る。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明するが、図は具
体的な実施の一例を示すもので、本発明はこれらの図示
例に限定されず、前・後記の趣旨に沿って他の構成とし
たり、或いは一部の設計を変更しても同様に実施するこ
とができる。

第４図は本発明の一実施例を示す仮焼炉燃焼室の噴断面
図で、クリンカー冷却機よりの抽気ダクト１８が２本に
分岐されて仮焼炉側壁のはゾ同一平面上で仮焼炉の中心
に相対向して開口するが、この際一方の抽気ダクト１８
’ａの仮焼炉２への導入口断面積が他方の抽気ダクトＢ
ｉｂのそれより大きくなるように形成されており、夫々
の抽気導入口の上方位置には仮焼炉内へ導入する燃焼用
抽気に指向してほり同−容置の燃料供給装置６龜が配設
される。尚、抽気ダクト１８の分岐部には風量分配ダン
パー１６が取付けられる。

上記構成をとることにより、全体的には従来と同様の空
気比で燃焼用抽気が導入されるが、抽気ダクト１８ｂの
導入口においては空気比が１．０以下となるよう各抽気
ダクトおよび抽気導入［］の断面偵が選定される。

従って、燃焼の初期段階においては酸素不足の状態の下
に燃料の分解および部分的な燃焼反応が進行し、局部的
な還元性ガス雰囲気が形成されてＮＯＸの発生が抑制さ
れる結果、第８図のＢ点のよう？こなる。他方、抽気ダ
クト１８畠の導入口ｔこおいては、逆に供給燃料当りの
燃焼抽気量が増加して儒８図の１点となり、ＮＯｘ発生
量は増加するが、仮焼炉全体としての発生量はＭ点のよ
うをこなり、従来方法による場合の８点に較べて発生Ｎ
Ｏｘ　ＩＩｋは着るしく減少する。２つの抽気導入口で
の燃料供給装置が同−容量の場合に、一方の抽気導入口
での空気比を１．０以下とするためには、抽気ダクト１
８ｍ、１８ｂの導入口における断面積の比を８：２ある
いはそれ以上に′相違させることが必要である。

以上の如き燃焼形態をとるため、仮焼炉内での燃焼に際
し燃料中の窒素分にもとづく７ユーエルＮｏｔの発生が
著るしく抑制されるばかりでなく、抽気ダク）　１８ｂ
の導入口において発生した還元性ガスは引続いて仮焼炉
の下部開口２ｄから流入して上昇する焼成炉排ガスの一
１１部と混合し、当該排ガス中に含まれるＮＯｘを分解
・還元するのに役立つ。

更に、１ＩＩＩ記抽気ダクト１８８．１８ｂの導入口に
おいて生成した燃焼ガスは上方に流れるｔこつれ次…に
相互に混合しつつ絞り部２・を通過して髭合室２に導入
されるが、絞り部２・を通過する際の加謙および減速に
よる拡散効果と混合室２ｂ内（発生する乱流により攪拌
・混合が促進され、混合室２１に【燃焼、ガス中に含ま
れる可燃成分の完全燃焼を行ったのら、開口２ｆよりサ
イクロン０４に排出される。

この際、抽気ダクト１８ｂからの燃焼用抽気−か−正以
上に減少すれば、燃焼性が低下しで仮焼φ排ガス中の未
燃分が増加したり、排ガス中の余剰空気を多くする必要
が生じ、逆に抽気量ダクト１８しからの燃焼用抽気量が
増加すればＮＯｘ発生量が増加する傾向にあるため、各
抽気ダクトからの謔焼用抽気導入量は抽気ダクト１８の
分岐部ｔこ設置し／、′風量分配ダンパー１６により最
適に調節される。Ｃれにより運転条件が変動しても８０
１発４：唾をＭＭに制御することができ、常に安定して
低く抑制することが可能とな、る。尚、燃焼用抽気の導
入層と＃ｃ％１［４よ。へ。や□やぉ、ゆ、い、６ｏ　
　［とけ勿論である。

以上の説明においで、少くとも一つの抽気導入口での空
気比を１．０以下にするためｔこ、は望同、−容量の燃
料供給装置を配設するも抽気導入口の断面積が異なるよ
うに構成したが、同様の効果は各、抽気導入口の断面積
をほり同等とするも各抽気導入口へ容量の異なる燃料供
給装置を配設することによっても達成する仁とが可能で
あり、この際燃料供給装置の容量を８−＝２あるいはそ
、れ以上ｔこ差を付けて選定することが必要である。さ
らに抽気導入口の大きさと燃料供給装置容量の両方が各
抽気導入口毎に異なる配置とすることによっても同様の
効果を得ることができ、燃料および燃焼用油気量を偏よ
って配分するための手段を規制するものではなく、この
際仮焼炉内での燃焼性を阻害しない範囲で還元性ガス剪
囲気を形成する側の抽気導入口への燃料供給量を増すほ
どＮＯｘ低減効果が大きい。

さらに抽気導入口が８つ以上開口する場合にも、少くと
も１つの抽気導入口での空気比が１．０以下となるよう
に燃料および／または燃焼用抽気を偏よって配分するこ
とにより７　ＮＯｘの排出鰍を低く維持することができ
る。

これらの仮焼炉において、仮焼炉断面の形状、および燃
料の種類や燃料供給装置の型式、・配置などは目的にＪ
じて自由に選択できる。。例えば、固体燃料を使用する
場合にはバーナ６りこ替えで刑事１供給シュートを配設
し粉末状固体燃料を小カーこより燃焼室２−へ落下・投
入す゛ることができる。ｖ１燃焼室２−の逆錐体状部に
別個のバーナを設置するなど、ＮＯｘ発生の抑制または
脱硝（関する他の手段と組合せることもできる。９！に
は、原料予熱装置の型式（サイクロン型、基型等）、系
列数、段数、各段を構成するサイクロンの数等についＣ
も全く制限されない。

本発明は以上の如く構成されており、仮焼炉側壁のは夏
同一平面上１こ複数個開口する燃焼用抽気の導入口へ燃
料および／または燃焼用抽気を−よりで配分し、少くと
も一つの抽気導入口での空気比を１．０以下とすること
により、仮焼炉でのＮＯｘ発生を抑制するとｌＲ１時に
、焼成炉排ガス中に含まれるＮＯｘを部分的１こ脱硝さ
せ、原料予熱装置からのＮ０ｗ排出量を著るしく低減さ
せることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセメントクリンカ−製造工程を示す線図
的系統図、第２図は第１図における仮焼炉付近の概念図
、第８図１劣仮焼炉の抽気導入１」−ζおける空気比と
ＮＯｘ発生量との関係を傾向的に小すグラフ、第４図は
本発明の一実施例を小す叡焼炉の横断面図である。 １・・・・・・・・・原料予熱装置 ２・・・・・−・・仮鳴炉　　２ａ・−・・・・燃焼室
２ｂ・・・・・・・・・混合室　　２・・・・・・・絞
り部２・・・・・・・・・・　抽気導入口　　　　　４
・・・・・・・・・クリンカー冷ｆ４１１１８・・・・
・・・・・焼成炉　　８・・・・・−・・誘引通風機６
ｍ、　６ｂ、　６・・・・・・−・・　撚輪供給装置１
８、　Ｉｔｓ、　１８ｂ　・・・・・・・・・・・・抽
気ダクト１４・・・・・−・・・　予熱原料シュート　
１５・・−・−・・仮焼原料シュート１６・・・・・・
・・・　風量分配ダンパーＣＩ□−・・・・・・・・・
・・・サイクロン特許出願人株式会社神戸製鋼所 電 ゝで

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）仮焼炉の下端から焼成炉排ガスを導入すると共に
   、側部からクリンカー冷却機よりの燃焼用抽気を導入し
   て煤刺を燃焼させ、仮焼炉に供給した予熱原料粉末の大
   部分を仮焼したのち、上端付近から燃焼ガスと仮焼原料
   粉末を排出するようにした原料粉末用仮焼炉への燃料お
   よび燃焼用油気の導入方法において、仮焼炉側壁のはり
   同一平面上に前記燃焼用抽気の導入口を複数開口させ、
   各導入口から仮焼炉に導入する燃焼用抽気に指向して燃
   料を供給するに当り、少くとも一つの抽気導入口での空
   気比が１．０以下となるように各抽気導入口への燃料お
   よび／または燃焼用油気を偏よって配分することを特徴
   とする原料粉末用仮焼炉への燃料および燃焼用抽気の導
   入方法。
2. （２）原料予熱装置と焼成炉との間に配置し、下端に焼
   成炉排ガス導入口を開口させ、＠壁にクリンカー冷却機
   からの抽気ダクトと原料予熱装置からの予熱原料シュー
   トを接続すると共に、仮焼炉と抽気ダクトとの接続部付
   近に燃料供給装置を配設し、又上端付近に燃焼ガスと仮
   焼原料粉末の排出口を開口させた原料粉＊用板焼炉への
   燃料および燃焼用抽気の導入装置４おいて、仮焼炉側壁
   のはソ同一平面上で複数の燃焼用抽気導入口を開口させ
   、夫々の抽気導入口から仮焼炉内へ導入する燃焼用抽気
   に指向して燃料供給装置を配設するに当り、少くとも二
   つの抽気導入口においてその開口断面積および／または
   燃料供給装置の容態を互いに異なるようにしｔ：