JPS5911333B2 - 粉末原料の焼成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセメントクリンカなどの粉末原料の焼成装置に
関する。

たとえば、セメントクリンカの焼成装置において、ある
仮焼炉はサスペンシヨンブレヒータとロータリーキルン
との間に配設されて寂り、クリンカクーラから抽気され
た二次空気が下部から直進上昇して噴流域を形成ムまた
その噴流域の上方に｝いて側部から接線方向に二次空気
が導入されて渦域を彫成し、この渦域上部にキルン排ガ
スが導入されるものである。

このような仮焼炉では粉末原料を充分に浮遊させるため
に下方からの二次空気量を増加すると、側壁から接線方
向に導入される二次空気量が必然的に減少して粉末原料
に与えられる旋回力が弱まり、粉末原料は直進上昇する
：次空気の噴流に伴われて仮焼炉から直ちに持ち去られ
る。そのため粉末原料の仮焼炉内に｝ける平均滞留時間
が減少し、それによつて粉末原料が充分に仮焼されず、
脱炭酸率が低下するだけでなく、サスペンシヨンプレヒ
ータから排出されるガス温度が上昇するなどの現象が生
じ、焼成装置の熱効率が低下する。また他の在来の仮焼
炉は、ロータリーキルン尻からサスペンシヨンプレヒー
タに至る立上り管の位置に形成されて成るものであり、
この場合にも仮焼炉からロータリーキルンに粉末原料が
シヨートバスすることを防止するために噴流風量を増加
すると、上述と同様の問題が生じる。

さらに単一のロータリキルンからの排ガスを、一対の仮
焼炉寂よびサスペンシヨンプレヒータに導くようにした
場合に｝いても、粉末原料を充分に持ち上げるために噴
流風量は一定量確保されねばならず、その結果、旋回風
量が減少し、上述と同様に粉末原料の炉内平均滞留時間
が減少するといつた問題が生ずる。したがつて、本発明
は仮焼・戸内の粉末原料の平均滞留時間を増大させ、脱
炭酸率、伝熱量を向上増加できる粉末原料の焼成装置を
提供することを目的とする。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例のモメントクリンカの焼成装
置の系統図である。仮焼炉１は、予熱手段としてのサス
ペンシヨンプレヒータ２と、焼成炉たとえばロータリー
キルン３との間に配設される。粉末原料はその経路が実
線矢符で示されるようにダクト４に導入されて下方から
の熱ガスに吹き上げられて熱交換され、サイクロン５で
捕集されて、，下段に落下し、このような過程を経て、
ダクト６、サイクロン７、ダクト８、サイクロン９に至
り、その結果６５０〜７５０℃程度まで予熱され、かつ
原料中の石灰石ぱ５〜１０％程度まで脱炭酸される。サ
イクロン９からの粉末原料はシユート１０を介してバー
ナ１１を備える仮焼炉１に導かれてほぼ完全に脱炭酸さ
れる。こうして仮焼された粉末原料は熱ガスとともにダ
クト１２を経てサイクロン１３に至り、ここで捕集され
、シユート１４を介してロータリーキルン３に送入され
る。ロータリーキルン３ではバーナ１５によつて粉末原
料が焼成され、クリンカクーラ１６で冷却されてセメン
トクリンカとなる。熱ガスぱその経路が破線矢符で示さ
れる。

クリンカクーラ１６から抽気された６００〜８００℃程
度の高温の燃焼用二次空気はダストチヤンバ１７から二
次空気ダクト１８を通り、そのｌ部が直進上昇するよう
に仮焼炉１の下部に導入され、また残りの二次空気は仮
焼炉１の下円筒部６８より接線状に導入される。仮焼炉
１からの熱ガスぱ、ダクト１２→サイクロン１３→ダク
ト８→サイクロン９→ダクト６→サイクロン７→ダクト
４→サイクロン５の経路で導かれて原料を熱交換し、送
風機２０から電気集塵器２１を経て誘引排出される。第
２図ぱ第１図の仮焼炉１付近を部分的に切欠いた正面図
であり、第３図はその平面図である。

仮焼炉１は、二次空気ダクト１８が同心に接続される下
部逆円錐部６７と、下円筒部６８と、中間絞り部６９と
、上円筒部７０と、上絞り部７１とが、この順序で連な
つて立設されて成る。下部逆円錐部６７の上部と下円筒
部６８の下部とには、複数のバーナ１１が円周方向に隔
置される。下円筒部６８の上部には、シユート１０の粉
末原料投入口７２が形成される。シユート１０から投入
される粉末原料は、ダクト１８から直進上昇する二次空
気中に浮遊して、バーナ１１によつて仮焼され、熱ガス
に伴われてダクト１２に導出される。仮焼炉１とサイク
ロン１３とを連結するほぼ水平なダクト１２の途中にぱ
、ダクト１２よりも大きい流通面積を有する粒子沈降室
２２を備える捕集手段２３が設けられる。粒子沈降室２
２の下部には下挟まりの捕集室２４が固着されて｝り、
捕集室２４の下端部は、下方に延びるシユート２５を介
して仮焼炉１の下円筒部６８に連結される。仮焼炉１か
らダクト１２に導出された熱ガスの流速は、捕集手段２
３の粒子沈降室２２で低下さムそのために熱ガス中に含
まれる粉末原料の一部が沈降して補集室２４内に落下す
る。そして、その捕集された粉末原料ぱ、シュート２５
を経て仮焼炉１の下円筒部６８に戻されて、仮焼炉１内
で再度加熱される。そのため、仮焼炉１内に｝ける粉末
原料の平均滞留時間が増大さ瓜それに応じて脱炭酸反応
時間が増大されて脱炭酸反応が促進される。またサイク
ロン９（第１図参照）からシユート１０を経て仮焼炉１
内に導入される粉末原料の量に比べて、仮焼炉１から排
出される粉末原料の量が増大されて｝り、したがつて仮
焼炉１内の粉末原料の濃度が増大される。そのため、仮
焼炉１内の粉末原料全体の受熱面積が増大され、それに
応じて伝熱効率が向上されるので、仮焼炉１を小形化す
ることが可能となる。第４図は本発明の他の実施例の仮
焼炉１付近の部分的に切欠いた断面を示す正面図であり
、第５図はその平面図であり、第１図〜第３図の実施例
に対応する部分にぱ同一の参照符を付す。

この実施例では、ダクト１２の途中に、衝突板２６と捕
集室２７とを備える捕集手段２８が設けられる。衝突板
２６は、ダクト１２の天板１２ａに支持されてほぼ鉛直
に垂下される。この衝突板２６の直下方には、ダクト１
２内に開口して下挟まりの捕集室２７が設けられる。捕
集室２７の下端部ぱ、下方に延びるシユート２９を介し
て仮焼炉１の下円筒部６８に連結される。仮焼炉１から
熱ガスに伴なわれてダクト１２に導出された粉末原料の
一部は、衝突板２６に衝突して捕集室２７内に落下し、
シュート２９を経て仮焼炉１に戻される。

衝突板２６の寸法形状｝よび粉末原料を伴う熱ガスの流
過方向（第４図の水平方向）となす角度は、仮焼炉１に
戻される粉末原料の量に応じて定められる。第６図ぱ本
発明の他の実施例の正面図であり、第７図はその平面図
であ９、第８図ぱ第６図の左側面図であり、第１図〜第
３図の実施例に対応する部分には同一の参照符を付す。

仮焼炉１の上部にぱ仮焼炉１の接線方向にほぼ水平に延
びるダクト３０の一端部が接続され、ダクト３０の他端
部は、ダクト３０に対向してほぼ直角な衝突壁３１を備
える水平断面矩形の捕集手段３２に接続される。捕果手
段３２とサイクロン１３とぱ、ダクト３０とほぼ同一平
面内で直角なダクト３３で連結される。捕集手段３２の
下部には、下方に向けて狭められた捕集室３４が備えら
れてづり、捕集室３４の下端部はシユート３５を介して
仮焼炉１の下円筒部６８に連結される。仮焼炉１から熱
ガスに伴われてダクト３０に導出された粉末原料は捕集
手段３２の衝突壁３１に衝突して、捕集室３４内に落下
し、シユート３５を経て仮焼炉１に戻される。ダクト３
３は補集手段３２の衝突壁３１と段差面３６を成して接
続されて訃り、衝突壁３１に衝突した粉末原料は段差面
３６に寄せられて再飛散することなく捕集室３４に落下
する。第９図は本発明の他の実施例の正面図であり、第
１０図はその平面図であり、第１１図は第９図の切断面
線Ｍ−Ｍから見た断面図であり、第１図〜第３図の実施
例に対応する部分には同一の参照符を付す。

仮焼炉１の上部から接続方向ほぼ水平に延びるダクト３
７の端部には、そのダクト３７に対向してほぼ直角な衝
突壁３８とその衝突壁３８にほぼ直角な衝突壁３９とを
備える水平断面矩形の捕集手段４０が接続される。衝突
壁３９に連なつてダクト３７とほぼ同一水平面内で平行
に延びるダクト４１がサイクロン１３に接線方向で接続
される。捕集手段４０の下部に備えられた下挟まりの捕
集室４２の下端部はシユート４３を介して仮焼炉１に連
結される。仮焼炉１からダクト３７に導出された粉末原
料を含む熱ガスは捕集手段４０の衝突壁３８に衝突して
水平面内で直角に方向転換された後、衝突壁３９に衝突
してダクト４１からサイクロン１３内に導入される０こ
の衝突壁３８，３９との衝突によつて熱ガス中の粉末原
料の一部が捕集室４２内に落下し、シュート４３を介し
て仮焼炉１に戻される。

第１２図は本発明の他の実施例の正面図であり、第１３
図ぱその平面図であり、第１４図は第１２図の左側面図
であり、第１図〜第３図の実施例に対応する部分には同
一の参照符を付す。

仮焼炉１の上部から接線方向ほぼ水平に延びるダクト４
４は、捕集手段４５の旋回室４６の一端上部に接線方向
で連結される。ほぼ水平な軸線を有し軸直角断面円形の
旋回室４６の下部にぱ下挟まりの捕集室４７が備えらへ
捕集室４７の下端部はシユ一ト４９を介して仮暁炉１に
連結される。旋回室４６の他端部には軸線を同一にして
ダクト４８の一端部が連結されてづり、ダクト４８の他
端部はサイクロン１３に接線方向で連結される。仮焼炉
１からダクト４４に導出される粉末原料を含む熱ガスは
、旋回室４６の一端部に接線方向に導入されることによ
つて、旋回室４６内で水平軸線まわりに旋回しながら旋
回室４６の他端部に至る。

この旋回室４６内の旋回運動によつて熱ガスに含まれる
粉末原料には遠心力が作用して、粉末原料の一部は捕集
室４７に落下し、シユート４９を介して仮焼炉１に戻さ
れる。第１５図は本発明の他の実施例の正面図であり、
第１６図ぱその平面図であり、第１図〜第３図の実施例
に対応する部分には同一の参照符を付す。

この実施例でぱ、サイクロン１３で捕集した粉末原料を
ロータリキルン３（第１図参照）に導くためのシユート
１４の途中から分岐して、仮焼炉１の下円筒部６８に連
結される分岐シユート５０が設けられる。この分岐シュ
ート５０の分岐位置には、ピン５１で枢支されて揺動自
在のダンパ５２が設けられる。このダンパ５２を操作し
て、分岐シユート５０への開口部５０ａの開口面積νよ
びシュート１４への開口面積を調節することによつてサ
イクロン１３で捕集された粉末原料を仮焼炉１寂よびロ
ータリキルン３に分配することができる。第１７図ぱ本
発明の他の実施例の仮焼炉１付近の正面図であり、第１
８図ぱその平面図であり、第１図〜第３図の実施例に対
応する部分にぱ同一の参照符を付す。

この実施例では、前述の第１図のサスペンシヨンプレヒ
ータ２の最下段の集塵器として＝対のサイクロン５３，
５４を設け、仮焼炉１からの熱ガスをダクト５５，５６
を介してサイクロン５３，５４に分配して導入する。サ
イクロン５３の下端部はシユート５７を介して仮焼炉１
に連結され、サイクロン５４の下端部ぱ、シユート５８
を介してロータリキルン３（第１図参照）に連結される
。このように構成することによつて仮焼炉１からの熱ガ
スがサイクロン５３，５４にそれぞれ導入され、サイク
ロン５３で捕集された粉末原料が仮焼炉１の下円筒部６
８に戻される。仮焼炉１へ循環する粉末原料の量ぱ、サ
イクロン５３・５４の容量を適宜変えることによつて調
整される。第１９図ぱ本発明の他の実施例の仮焼炉１付
近の正面図であり、第２０図ぱその平面図であり、第１
図〜第３図の実施例に対応する部分には同一の参照符を
付す。

この実施例でぱ、前述の第１７図寂よび第１８図Ｑ実施
例と同様に、仮焼炉１からの熱ガスが分割されてサイク
ロン５９，６０にそれぞれ導人される。サイクロン５９
，６０は仮焼炉１を挾んで両側に配置させて寂り、仮焼
炉１の接線方向に延びるダクト６１，６２がサイクロン
５９，６０の接線方向にそれぞれ連結される。サイクロ
ン５９の下端部はシユート６３を介して仮焼炉１に連結
され、サイクロン６０の下端韻まシユート６４を介して
ロータリキルン３（第１図参照）に連結される。前述の
各実施例のようにクリンカクーラ１６（第１図参照）か
ら抽気された二次空気が仮焼炉１の下部から噴流として
導人される場合には、後述の第２１図の実施例のように
クリンカクーラ１６からの二次空気を仮焼炉１の下部に
旋回流として導人する場合に比べて、詳細な実験によれ
ば、仮焼炉１内の粉末原料の濃度したがつて平均滞留時
間は約一〜−であつた。

そのため、仮焼炉１内での脱炭酸反応率を同等にするた
めには、粉末原料の平均滞留時間を約１．５〜３倍に増
大させる必要がある。滞留時間を約１．５倍に増大させ
るためにぱ、シユート１０からの粉末原料投入量をＱと
すると、仮焼炉１からの排出量が１．５Ｑとなるように
すれば良く、仮焼炉１への戻し量は０．５Ｑである。ま
た滞留時間を約３倍に増大させるためには、仮焼炉１か
らの排出量が３Ｑとなるようにすれば良く、仮焼炉１へ
の戻し量は２Ｑである。したがつて、粉末原料の仮焼炉
１への戻し量と、仮焼炉１からの排出量との比を、一＝
−〜−＝一の範囲で選ぶことによつて、仮焼炉１内の粉
末原料の平均滞留時間を約１．５〜３倍に増大させるこ
とができる。第２１図は本発明の他の実施例の仮焼炉１
付近の正面図であり、第１図〜第３図の実施例に対応す
る部分にぱ同一の参照符を付す。

この実施例では仮焼炉１がロータリキルン３のロータリ
キルン尻３ａの直上方にスロート部６５を介して設けら
れて｝り、仮焼炉１の下円筒部６８には、クリンカクー
ラ１６からの二次空気ダクト６６が接線方向に連結され
ている。他の構造に関してぱ前述の第１図〜第３図の実
施例と同様である。このように仮焼炉１の下円筒部６８
にクリンカクーラ１６からの二次空気が接線方向に導入
されている場合に｝いても、仮焼炉１から排出された粉
末原料の一部を補集室２７からシユート２９を介して仮
焼炉１の下部に戻すことによつて仮焼炉１内の粉末原料
の平均滞留時間が従来よりも＝層増加され、それに応じ
て伝熱効率が向上して、仮焼炉１のバーナ１１の燃料消
費量が低減される。前述の各実施例に訃いて、仮焼炉１
のバーナ１１で微粉炭を燃暁させる場合にぱ、粉末原料
とともに仮焼炉１から未然のまま排出される微粉炭粒子
も仮焼炉１に戻されるので、仮焼炉１で微粉炭が完全燃
焼される。

したがつて仮焼炉１に３ける微粉炭の消費量を低減する
ことができる。また、サスペンシヨンブレヒータ２内で
未然の微粉炭粒子か燃焼するいわゆる後燃え現象の発生
も防止できる。さらに、仮焼炉１内に３いて、大粒径の
粉末原料はその脱炭酸反応により長い滞留時間が必要と
されるが、前述の各実施例の捕集手段２３，２８，３２
，４０，４５で頃大粒径の粉末原料の方が捕集されやす
く、したがつて仮焼炉１内に戻される確率が高いので、
好都台である。微粉炭に関しても同様に、大粒径の未然
微粉炭の方が仮焼炉１内に戻され易く、それに応じてサ
スペンシヨンプレヒータ２に未然の微粉炭が流出する割
合が極力抑えられる。上述のごとく本発明によれば、仮
焼炉と集塵器との間に粉末原料の一部を捕集するための
捕集手段を介在レ捕集手段で捕集した粉末原料を仮焼炉
に戻すようにし、また集塵器で捕集された粉末原料の一
部を仮焼炉に戻すようにし、あるいは、捕集した粉末原
料を焼成炉に導くための集塵器のほかに、捕集した粉末
原料を仮焼炉に戻すための集塵器とを仮焼炉に接続した
ので、粉末原料の仮焼炉内に３ける平均滞留時間が増大
される。

それとともに仮焼炉内の粉末原料の濃度が大となるので
、粉末原料全体の受熱面積が増大レそれに応じて仮焼炉
の伝熱効率が向上されて仮焼炉の小形化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ぱ本発明の一実施例のセメントクリンカの焼成装
置の系統図、第２図は第１図の仮焼炉１付近の一部を切
欠いて断面を示す正面図、第３図ぱ第２図の平面図、第
４図は本発明の他の実施例の一部を切欠いて断面を示す
正面図、第５図は第４図の平面図、第６図は本発明の他
の実施例の正面図、第ｒ図は第６図の平面図、第８図は
第６図の左側面図、第９図ぱ本発明の他の実施例の正面
図、第１０図は第９図の平面図、第１１図は第９図の切
断面線Ｍ−Ｍから見た断面図、第１２図は本発明の他の
実施例の正面図、第１３図は第１２図の平面図、第１４
図は第１２図の左側面図、第１５図ぱ本発明の他の実施
例の正面図、第１６図は第１５図の平面図、第１７図は
本発明の他の実施例の正面図、第１８図ぱ第１７図の平
面図、第１９図は本発明の他の実施例の正面図、第２０
図は第１９図の平面図、第２１図は本発明の他の実施例
の正面図である。 １・・・・・・仮焼炉、２・・・・・・サスペンシヨン
プレヒータ、３・・・・・・ロータリキルン、２３，２
８，３２，４０，４５・・・・・・捕集手段、１３，５
３，５４，５９，６０・・・・・・サイクロン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉末手段を予熱手段に投入し仮焼炉からの熱ガスで
   予熱して仮焼炉に導入し、仮焼炉から熱ガスに伴われて
   導出される粉末原料を集塵器で捕集して焼成炉に投入す
   るようにした粉末原料の焼成装置において、仮焼炉と集
   塵器との間に粉末原料の一部を捕集するための捕集手段
   を介在し、捕集手段で捕集した粉末原料を仮焼炉に戻す
   ようにしたことを特徴とする粉末原料の焼成装置。 ２ 前記捕集手段は、粉末原料を含む熱ガスの流速を低
   下させることによつて粉末原料を捕集するように構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   粉末原料の焼成装置。 ３ 前記捕集手段は、粉末原料を含む熱ガスの流過方向
   と交差する衝突部材を備えることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の粉末原料の焼成装置。 ４ 前記捕集手段は、粉末原料を含む熱ガスに旋回流を
   生じさせて遠心力によつて粉末原料を捕集するように構
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   粉末原料の焼成装置。 ５ 粉末原料を予熱手段に投入し仮焼炉からの熱ガスで
   予熱して仮焼炉に導入し、仮焼炉から熱ガスに伴われて
   導出される粉末原料を集塵器で捕集して焼成炉に投入す
   るようにした粉末原料の焼成装置において、前記集塵器
   で捕集された粉末原料の一部を仮焼炉に戻すようにした
   ことを特徴とする粉末原料の焼成装置。 ６ 粉末原料を予熱手段に投入し仮焼炉からの熱ガスで
   予熱して仮焼炉に導入し、仮焼炉から熱ガスに伴われて
   導出される粉末原料を集塵器で捕集して焼成炉に投入す
   るようにした粉末原料の焼成装置において、仮焼炉から
   の熱ガス中に含まれる粉末原料を捕集して仮焼炉に戻す
   ためのもう一つの集塵器を仮焼炉に接続したことを特徴
   とする粉末原料の焼成装置。