JPS58176153A

JPS58176153A - 粉粒体予熱方法及びその装置

Info

Publication number: JPS58176153A
Application number: JP5871482A
Authority: JP
Inventors: 土田　鎮夫
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1983-10-15

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、粉粒体予熱方法および、それを実施する装置
に関するものである。

従来、セメント原料などＯ粉粒体を加熱、焼成する炉に
おいて、熱エネルギー節約の目的で、粉粒体予熱装置と
して、サイクロン式サスペンションプレヒーターが多く
採用されている。その理由は他の予熱機と比較して、そ
の構造が簡巣かつスケールアップが容易であることなど
、多くの利点を有することＫある。

上ＩＬ４スペンションプレヒーターａ、気体−粉粒体間
の熱交換を行なう機能と分離を行なう機能を、一つのユ
ニットに持たせ、当該ユニットを単数または複数組み合
わせて構成されている。上記ユニットを多段化し、熱交
換回数を増すことで、熱交換性能を向上させている。し
かし、サイクロンは圧力損失が大きいため、多段化する
ことによる燃料費減のメリットと圧力損失増加に伴う動
力エネルギー増加のデメリットの両方を考慮する必要が
ある。セメント焼成キルンでは、この点から、通常４段
式のものを使用している。

一方、最近、サイクロンの圧力損失を減らす研究が行わ
れて、軸流サイクロン、横型サイクロンなどが開発され
、実用に供されつつある。

しかし、これらのサイクロンは、従来のサイクロンと比
較して圧力損失は減少しているものの、その構造がより
複雑と表り、安定運転上、問題を生じる可能性が強かっ
た。また、その圧力損失低減効果も大幅なものでないな
ど、多くの欠点を有していた。

さらに１複数個所に狭隘部を持つ垂直な熱交換機内を上
昇貫流するガスと粉粒体を対向渦流させ、熱交換を行な
う装置が提案されているが（％公！！８４６−２２４８
０）、この装ｆｌｌｌＫよると、ガス自体４渦流となる
ので、圧力損失が大となり、また粉粒体が熱交換機側部
に堆積する欠点があった。

本発明は、上記の従来技術の欠点を解消するべくなされ
たもので、拡大傾斜部を持つ容器内に、下部よ）上向き
に噴流状をなしてガスを導入し、ガス速度を上部に向う
など低下させ、当該ガス流に粉粒体を容器側部よ）投入
し、粉粒体を下部において加速し、上部において減速し
、その一部が沈降するように噴流層を上記傾斜部に形成
させ、それＫよってガスと粉粒体との間の熱交換を行な
い、ガスは容器の天井部から該容器の外側に排出し、上
部側壁に連結して複数個の分離機を設け、粉粒体は分離
様底部から排出するようＫしたことを特徴とする粉粒体
予熱方法およびそれを実施するための装置を提供するも
のであＺｏ以下に添付図面に示した実施例を参照しながら本発明を
説明する。

第１（Ａ）、（Ｂ）図は、本発明の粉粒体予熱方法に使
用する装置のユニットを示し、＃ユニットは、熱交換機
と２つの分離機からなる。１は熱交換機、２は分離機、
３はガス導入口、４は粉粒体導入口、５はガス移送口、
６はガス排出口、７は粉粒体排出口である。

上記熱交換機１は、傾斜した側壁８によって形成した拡
大傾斜部りを備えており、粉粒体の堆積を防ぐために１
儒壁８の傾斜α、が５５°以下とならぬように構成され
、しか４拡大傾斜部の上部８′のガス速度がガス導入口
３でのガス速度の１／２以下となるように構成されてい
る。ガス導入口３は絞り部を形成しており、図示の吃の
はスロート状に構成されている。

粉粒体導入口４は側壁８の所定の場所に設ゆられる。上
記ガス移送口５は、熱交換機１のガス送出口であるとと
４１に、分離機２のガス導入口でもある。

ガス排出口６は拡大傾斜部りの天井ＩＳ９に設けられて
いる。

＃！２図は、ｆｓ１図に示し九実施例の他の例を示し、
第１図と同一符号は同一部分を示す。この実施例は下段
からのガス導入口３′を側壁８に設け、分離機上部にガ
ス排出口ｌＯを設けた点において第１図の実施例と相逃
している、上記ガス導入口３′から拡大傾斜部内に、下
段予熱装置の分離機上部より排出され良ガスが導入され
る。

！　３　Ｅ　（Ａ）、（Ｂ）ＦｉｆｉｆＪＲ（Ｄａ−＝
　ｙ　）　ｔｙｐ　Ｌ、１、は熱交換機、１２はガス導
入口、１３Ｆｉ粉粒体導入口、１４はガス移送口、謁は
ガス排出口、１６は分離機、１７は粉粒体排出口である
。

上記熱交換機１１は傾斜した側壁１８によって形成した
拡大傾斜部を備えており、粉粒体の堆積を防ぐために、
側壁１８の傾斜鶴が５５°以下とならぬように構成され
、しかも拡大傾斜部１８の上部１８’のガス速度がガス
導入口１２でのガス速度の１／２以下となるように構成
されている。ガス導入口１２Ｆｉ絞り部を形成しており
、図示のものは、スロート状に構成されている。粉粒体
導入口１３は側壁１８の所定の場所に１個または複数個
設けられる。

第４図は第３図に示し九実施例の他の例を示し、第３図
と同一符号は同一部分を示す。この実施例は、下段から
のガス導入口１２′を側壁１８に設けた点において第３
図の実施例と相違している。上記ガス導入口１２’から
下段予熱装置の分離機上部より排出されたガスが導入さ
れる。

最下段は第２図に示される実施例においてガス導入口３
′を除いたものを用いる。

上記第１図と第２図に示す実施例において、粉粒体導入
口４から入った粉粒体（図中実線矢印Ａ）は、ガス導入
口３，３′からの上向きガス（図中点線矢印Ｂ）と合流
する。ガスＢＦｉ、１５〜４　Ｏｎ７ｍの速度でスロー
ト部を通過し、粉粒体Ａと合流し、拡大傾斜部８内に噴
流層Ｃを形成する。スロート部ガス流はその速度を調節
することＫよって、スロート部より粉粒体が下部に落下
するのを防止する仁とが好ましい。

上記噴流層Ｃにおいて、上向きの噴流ガスによって粉粒
体は上下に移動するとと４に、ガス流によって細目も粉
粒体が加速を受ける。ガスＢと粉粒体Ａとの熱交換Ａと
の熱交換は、粉粒体がガス流によって加速を受けている
ときＫと〈Ｋ激しく行なわれるので、上記噴流層におい
て効率の良い熱交換が行なわれる。なお、従来方法によ
っても、ガス中に粉粒体が均一に分散できれば、本発明
と同程度の効率で熱交換がなされるはずであるが、実際
の装置においては、粉粒体の均一な分散は非常に困難で
あり、効率的な熱交換が不可能であっ九。さらに、熱交
換機の拡大傾斜部の傾斜αを５５°以上にするととによ
って、粉粒体が側壁に堆積しないで、噴流層の形成を容
易にして熱交換の効率が改善された。

一般にガス−粉粒体の混合物では、固気比を高めると、
固気比が低い時は単一粒子として挙動していたものが、
粒子群として挙動する傾向が強まり、見掛上、粗大粒子
と同じ働きをするようＫなる。

上記実施例では、熱交換機内に噴流層Ｃを形成させ、そ
れＫよって固気比を高め（すなわち、粉粒体濃度を高め
）るので側壁近傍の噴流層の粉粒体祉見掛上粗大粒子と
しての挙動を示すため、熱交換を完了した粉粒体は、上
部側壁に分離機を設けるととＫより、圧力損失のｔｌと
んどないガス−粉粒体の分離が可能となる。さらに分−
機は、その下部がホッパー状に形成されているので、下
部の粉粒体排出口より粉粒体が円滑に排出される。また
、排出口に接続される排出シュー）Ｋは、ガスの逆流に
よる粉粒体の再飛散を防止する目的で、フラップダンパ
ー等のエアロツク装置を設けることが好ましい。

従来のサイクロンは、その分離効率を高めるために１サ
イクロンの入口風速を高めることが必要であり、圧力損
失は大＠に増加した。そこで最終段のサイクロンは排オ
ス処理、ダスト処理の便のため分離効率を９５−前抜と
し、他殺のサイクロンについては６０〜９０−の分離効
率に留めざるを得なかった。従来のサイクロンでは、粒
子群に遠心力を与え、粒子群を破壊し、壁際に移送して
ガス速度を遅くし、粉粒体を沈降させていた。さらに１
対向渦流を用いた熱交換機では、ガス自体が渦流になる
ため圧力損失が大きくな抄、また粉粒体が熱交換機の側
壁に堆積して熱交換の効率を悪くさせ、同時に粉粒体の
排出を妨げていた。

本発明では、熱交換機を、下段の熱交換機のガス排出口
を上段の熱交換機のガス導入口に連結することによって
上下に複数段般社ることがで本、分離機の構造が簡単で
あり、自立型の構造を採ることができ、サイクロン型分
離機を使わないため、圧力損失が小さい。

上記のように１本発明では、熱交換機に噴流機能があり
、粉粒体が繰り返しガス流によって加速され、熱交換が
行なわれるため、従来の気流方式より熱交換性が優れて
いる。また、分離機は遠心分離によるガス、粉粒体の分
離作用を用いることなしに１粉粒体の凝集作用（粒子群
化）を利用したものであるため、高い分離効率が低圧力
損失で得られる。さらに１熱交換機、分離機とも構造が
単純である。

第５図（ａ）〜（ｅ）ｕ本発明に使用することのできる
熱交換機の他の実施例を示す。

本図（Ａ）ｉｉ、ガス導入口３をオリフィス状にし、天
井部を円形ＫＬｔタイプ、（ｂ）は、ガス導入口をスロ
ート状ＫＬ、天井部９を円形にしたタイプ、（ｃ）は天
井部９を平ら圧しガス導入口３をオリフィス状にしたタ
イプ、（ｄ）は上部を円筒状にしたタイプ、（０）はタ
イプ（ｄ）の天井部９を円形にしたタイプである。

上記いずれの実施例によって４、効率の良い熱交換と分
離を行なわせることができる。

本発明の粉粒体予熱方法を適用した多段式プレヒーター
を第６図と第７図と菖８図に示す。

第６図と第７図において％　１１〜１４は熱交換機、２
Ｉ〜２４は分離機、加はロータリーキルン、力は接続ダ
クトであり、図中実線矢印は粉粒体の挙動を示し、点線
矢印はガス流を示す。

また、第６図と第７図に示す多段式プレヒーターの最下
段の熱交換機にバーナとクーラー抽気ダクトを設け、仮
焼炉としての作用をもたせること本できる。この場合、
熱交換機はもう一台増設する。

第８図において、館６図と同一符号は同一部分を示す。

同図に示すものは、上記多段式プレヒータの最下段のガ
ス導入口に％願昭５１−８１３４４に開示された装置の
サイクロン上部ガス排出口を接続したもので、ηはスロ
ート部、乙はバーナ、必は仮焼炉、５は２次空気導入口
、２６は拡大空間部、４はサイクロンを示す。

上記実施例において、最上段の分離機２＋に電気集塵機
（図示せず）を付設してもよい。

上述の実施例装置は、従来のサイクロン式サスペンショ
ンプレや一タに比して熱効率カニ高く、圧力損失が極め
て小さく、構造が単純で装置の配置が楽になるなど種々
の利点がある。

本発明によれば、構造の単純な圧力損失の極めて小さい
粉粒体予熱方法および装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）、第２図、第３図、および第
４図は本発明Ｋかかる粉粒体予熱装置の横断面図及び縦
断面図、第５図−）〜（ｅ）は熱交換機の実施例の横断
面図である。第６図と第７図は本発明を多段式プレヒー
ターに適用した場合の立面図、第８図は本発明な仮焼炉
付き多段式プレヒーターに適用した場合の立面図である
。ｌ・・・・・・熱交換機、　　　２，１６・・・・・・
分離機、３　、３’、１２’・・・・・・ガス導入口、
４、玲・・粉粒体導入口、５・１５°°°゛°°力ス移
送口・６　、１０　、１４・・・・・・ガス排出口、７
，１７・・・・・・粉粒体排出口、６．ｉｓ・・・・・
・側壁、加・・・・・・ロータリーキルン、力・・・・
・・接続ダクト、Ｉ・・・・・・仮焼炉、　　　　　初
・・・・・・燃料バーナー。第１図（Ａ）第２図第３図（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　下部よシ上向きに噴流状をなしてガスを容器
内に導入し、その容ｌ！ｋＫ形成した拡大傾斜部によっ
てガス速度を上部に向うほど低下させ、鋏ガス流に粉粒
体を容器側部より導入し、粉粒体を下部においては加速
し、上部においては減速し、その一部が沈降するようＫ
して噴流層を上記拡大傾斜部に形成させ、それによって
ガスと粉粒体との熱交換を行ない、ガスは容器の天井部
から排出し、容器の外側に容器の上部側壁に連結して１
個を走は複数個の分離機を設は粉粒体は該分離様底部か
ら排出することを特徴とする粉粒体予熱方法。
（２）　　上記の容器側部に１個ま九は複数個のガス導
入口を設けて、ガスを容暮下部と側部より導入し、容器
天井部と該分離機上部に設けたガス排出口よりガスを排
出することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の粉粒体予熱方法。
（３）上記の粉粒体とガスの熱交換と分離が複数段にわ
九って行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の粉粒体予熱方法。
（４）下部に小径のガス導入口、側部に粉粒体導入口、
上部にガス排出口を設け、ガス導入口から上方に拡大傾
斜部を設けた熱交換機と、鋏熱交換機の上部側壁に連結
され九ホッパー状の分離機とからなるユニットを備えた
ことを特徴とする粉粒体予熱装置。
（５）上記熱交換機のガス排出口を上段の熱交換機の下
部ガス導入口に連結し、上段の分離機の下部排出口を下
段の熱交換機の粉粒体導入口に連結して上記ユニットを
複数段連結してなる特許請求の範囲第（４）項記載の粉
粒体予熱装置。
（６）上記熱交換機のガス排出口を上段の熱交換機の下
部ガス導入口に％腋分離機のガス排出口を上段の熱交換
機の側部ガス導入口に連結し、上段の分離機の下部排出
口を下段の熱交換機の粉粒体導入口に連結して上記ユニ
ットを複数段連結してなる特許請求の範囲第（４）　＊
記載の粉粒体予熱装置。
（７）　　最上段の上記ユニットの分離機がサイクロン
分離機である特許請求の範囲第（５）項または第（６）
項記載の粉粒体予熱装置。
（８）最下段の上記ユニットを仮焼炉および／ｌたは焼
成炉に連結してなる特許請求の範囲第（５）項または第
（６）項記載の粉粒体予熱装置。