JPS59128237A - セメント原料又は石灰石類の仮焼方法および仮焼炉 - 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、セメントや石灰石の焼成技術における仮焼方
法及びとの方法を実施する仮焼炉に関するものである。

セメント焼成は、従来一般には第１図に示すような態様
で行われている。

第１図において、１はサスペンションプレヒ−タ（浮遊
式予熱器〕、５は仮焼炉、７はロータリーキルン、９は
クーラ、１０はクーラ用空気供給ファン、１１はサスペ
ンションプレヒータ１の排ガス導管、１２はよりＦ　（
誘引ファン）である。

サスペンショングレヒータＮ−Ｊ−１通常４段ノサイク
ロン２ａ、２ｂ、２０，２（ｌを、これらのサイクロン
相互を結ぶ管路５ｈ、３ｂ、３ａ。

３ｄおよび原料シュート４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで連結
して上下に配列されたものでｓｂ、ロータリーキルン７
から出てくる１１００℃程度の高温の排ガス（Ｏｘ　　
濃度１〜３％程度）を利用してセメント原料を予熱する
。またこれらの全系はよりＦ　１２によシ吸引されて運
転されている。

仮焼炉５は、流動化用空気供給ブロワ６ｃ。

流動化用空気ダク）６ａ、クー２７から７００℃程度の
熱風を供給するための抽気ダク）６ｂ。

サイクロン２ｃからの原料シュート４ｄ１燃料供給管６
ｄおよび排ガスダクト６ｅよ多構成されている。この仮
焼炉５は、燃料供給管６ｄからの燃料を流動化用空気ダ
ク）６ａと抽気ダクト６ｂからの空気で燃焼させて、原
料シュート４ｄから入るセメント原料を７５０〜ａｓｏ
ｃに加熱し、セメント原料中の石灰石を仮焼（脱炭酸）
させるものである。仮焼炉５内で脱炭酸されたセメント
原料と排ガスは、排ガスダクト６ｅを通シ、管路６ｄ内
のキルン排ガスと合流してサイクロン２ｄに輸送され、
該サイクロン２ｄで固気分離され、セメント原料のみシ
ュー）４ｅを通つそ゛ロータリーキルン７に供給される
。

ロータリーキルン７け、バーナ８から供給される燃料の
燃焼熱によ１１４５０’Ｃ程度までセメント原料を加熱
し、反応させてクリンカに変えるものである。クーラ９
はキルン７よシ排出されるクリンカの冷却装置であり、
ファン１゜からの空気でクリンカを１５０〜２５０℃ま
で冷却し、ライン１３から取出す。なお、クーラ９で加
熱された空気の一部は抽気ダクト６ｂによ多仮焼炉５へ
供給され、残シはライン１４から系外へ放出される。

第２図は、第１図に示す従来の仮焼炉５の詳細を示す図
である。第２図において、仮焼炉５の炉底には多数のノ
ズル（開口）からなる空気分散板６ｆを有し、その上方
側壁に原料シュート４ｄ１燃料供給管６ｄ、さらＫこれ
らの上方側壁に炉周方向に配置された１〜４本の抽気ダ
クト６ｂを有している。空気分散板６ｆの下方には流動
化用空気ダク）６ａ、空気室６ｇ、空気分散板６ｆの中
心近傍に粉体の排出管６ｈ。

その下端部に排出バルブ６１を有している。

第３図は、第２図のＡ−Ａ断面を示す。通常、仮焼炉５
では、燃料供給管６ｄよ）供給される燃料の燃焼に必要
な空気量の約１０〜２０％を流動化用空気ダク）６ａか
ら、残シの必要空気を抽気ダクト６ｂから供給している
。また仮焼炉５内の温度がセメント原料の脱炭酸反応の
ため７５０〜８５０℃の低温に保たれていることと、セ
メント原料自体の触媒作用とのために、仮焼炉内でのＫ
Ｏｘ発生量は低く、石炭燃料の場合は１００〜５００　
ｐｐｍ程度である。

なお、仮焼炉５としては、第２．３図に示したような流
動層を胸用する形式のものの１１かには、旋回流を利用
するもの、簡単な噴流層を利用するもの、および旋回流
と簡単な噴流層とを併用するものなどがある。

ところで、最近は燃料コストの観点から急速に、燃料が
液体燃料（主として重油）から固体燃料（主として微粉
炭）へかえられておシ、それにともなって前述の仮焼炉
５では下記の欠点を有することが明らかとなってきた。

（１）旋回流や噴流層を利用した仮焼炉では、一般に、
流動層を利用したものに比べて原料および燃料の炉内滞
留時間が短く、また比較的酸素濃度の低い雰囲気、で燃
料の燃焼が行われるので、原料および燃料が充分に脱炭
酸あるいは燃焼しないうちに炉外に排出されることが多
い。そうすると原料の脱炭酸率が低下するのみならず、
燃料が仮焼炉内で完全燃焼せず、サスベンショングレヒ
ータ１の最下段サイクロン２ｄまたはそれよシ上段のサ
イクロンやサイクロン間のダクトにおいて燃料の２次燃
焼が生じ、それらの個所におけるコーチングトラブルや
サスペンションプレヒータの排ガス温度を上昇させ、セ
メント焼成装置全体の安定運転に支障をきたしたシ燃消
費量を増加させるなどの不都合を生じる。

（２）　　ロータリーキ、ルン７では、焼成反応部は約
１４５０℃の非常に高い温度を必要とするために、発生
するａＯＸ　（いわゆるサーマルＮＯｘ　）が多く、４
００〜８００　ｐｐｍに達する。したがって、第１図に
示したような、低ＮＯＸの仮焼炉排ガスと高ＮＯＸのキ
ルン排ガスを混合して排出する方式では、高［１ｘのキ
ルン排ガスを低ＮＯｘの仮焼炉排ガスで稀釈する効果が
主体となル、高ｔｆｌｏｚのキルン排ガス自体の脱ＨＯ
ｘ作用は殆んどない。

本発明は、以上の諸点に鑑みキルン排ガスの脱ＲＯｘ性
を持たせた運転安定性の高い仮焼方法と、該方法を実施
するのに適した小形（小容積）仮焼炉を提供するもので
ある。

すなわち本発明は、 （１）予熱されたセメント原料又は石灰石類と燃料粉末
とを空気吹込みにより流動化させた後、該流動層形成物
をクリンカクーラ排ガスによって炉中央部に飛散させて
混合、燃焼させながらその一部を自重によって炉中央下
部に落下させ、これをキルン排ガスによって吹上げなが
ら燃料粉末を燃焼させて還元性雰囲気を形成させると共
に、炉中央部に浮遊する残部の原料及び燃料粉末を攪拌
、混合しながら長時間炉内に滞留させることを特徴とす
るセメント原料又は石灰石類の仮焼方法、 （２）下端部をキルン排ガスダクトに接続され上端の開
放したロート状の脱硝室と、該脱硝室の上端から外部に
張出した円筒部と、該円筒部の上端からさらに外部に張
出した逆円錐台部とによって構成される混合・燃焼室と
、該混合・燃焼室の上部に燃焼・脱炭酸室を設け、前記
円筒部の下面である棚段の少くとも一部に載置された多
数の開口を有する空気分散板、該分散板の下方に開口す
る流動化用空気ダクト、前記分散板の上部側方に開口す
る燃料供給管及び他方をサスペンションプレヒータの下
から２段目のサイクロンに接続された原料シュート、前
記円筒部外周の接線方向に接続され他方をクリンカクー
ラに接続された抽気ダクトを備え、前記燃焼・脱炭酸室
と最下段サイクロンとを接続する排ガスダクトとからな
ることを特徴とするセメント原料又は石灰石類の仮焼炉
、 に関するものである。

本発明のアイデアとして新しい点は脱硝反応を生起させ
やすい位置に置いた噴流式あるいは旋回流式仮焼炉に流
動層を組合せることによシ、小容積の炉でセメント原料
又は石灰石類と石炭との混合性を改善し、かつセメント
原料又は石灰石類と石炭の滞留時間を増すことによシ、
石炭の着火、完全燃焼を容易にして、かつ仮焼反応を効
率的に行うと共に脱硝反応を生起させて仮焼炉の性能を
高めることにある。

第４図は本発明の方法および仮焼炉をセメント焼成に適
用した場合の一実施態様例を示す図である。第４図中、
第１〜３図と同一符号は第１〜３図と同一部を示す。

第４図において、ロータリーキルン７からのキルン排ガ
スダクト２６と最下段サイクロン２ｄを連結する管路の
途中に本発明に係る仮焼炉２５を設け、その排ガスダク
ト３ｂをサスペンションプレヒータの最下段サイクロン
２ｄと結合する。この仮焼炉２５には、以上のダクトの
ほかに、クーラ９からの抽気ダクト２７、最下段よりも
一段上方（下から２段目）のサイクロンの原料シュート
４ｄ、燃料供給管２８および流動化用ブロワ３０、流動
化用空気ダクト２９が配設されている。

第５図は本発明仮焼炉の一具体例を示す図である。

第５図において、仮焼炉２５は、脱硝室３２、混合燃焼
室３３および燃焼・脱炭酸室３４よ多構成される。脱硝
室３２は、ロート状で、その下端にキルン排ガスダクト
２６、その上端が外部に張出し、混合燃焼室３６につな
がる構造である。混合燃焼室３３は、円筒部３３−１と
該円筒部３３−１の上端からさらに外部に張出した逆円
錐台部３３−２によって構成され、側壁に抽気ダクト２
７、原料シュート４ｄ１燃料供給管２８が接続され、円
筒部３３−１の下面である棚段３６の一部に仕切板６７
を有する空気分散板５５が、棚段３６の内側には脱硝室
３２との連結開口部があシ、上端は燃焼・脱炭酸室３４
とつながる構造である。燃焼・脱炭酸室５４は、その下
端が混合・燃焼室３３と接続し、上端が排ガスダクト３
１とつながる構造である。

第６図は第５図のＢ−Ｂ矢視断面を示す図である。空気
分散板６５は、混合・燃焼室３３の円筒部３３−１下面
の棚段３６を利用して設置されており、その周方向位置
は、混合・燃焼室３３に接線方向に接続され九抽気ダク
ト２７の出口近傍にある。この分散板３５が存在する側
壁の周長範囲内に原料シュー）４ｄおよび石炭供給管２
６を有する。

第５図、第６図に示した本発明仮焼炉では、下記の作用
が生じる。

（１）原料シュー）４（ｌよ）供給されるセメント原料
と石炭供給管２８よ）供給される燃料は、空気分散板５
５上で、分散板３５から供給される空気によシ流動化さ
れ、流動層状態となる。

（２）上記（１）によシ流動化されたセメント原料と燃
料は、抽気ダクト２７からの噴出空気によ如飛散されて
、混合燃焼室３３の中心方向に移動する。

（３）上記（２）によシ中心方向に移動したセメント原
料と燃料は、その混合物のうちの一部は脱硝室３２へと
落下し、キルン排ガスダクト２６からのキルン排ガスと
混合しながら脱硝室３２下端でキルン排ガスによシ吹き
上げられ、燃料の燃焼及び原料の仮焼が起る。下方に落
下する燃料は脱硝室６２内を還元性雰囲気に保つ。

（４）一方、上記（２）によシ混合・燃焼室３３の中心
側に移動したセメント原料と燃料の大部分は、抽気ダク
ト２７からの流入空気と混合しながら燃焼・脱炭酸室３
４に搬送され、脱炭酸された後、排ガスダクト３１よル
流出し、上方のサイクロンにはいる。

以上の作用によシ、下記の効果が発揮できろう（１）上
記（１）の流動化作用のために、燃料の仮焼炉内滞留時
間が長くなシ、燃料の着火は容易になる。炉内燃焼の不
安定化が防止できる。またセメント原料の滞留時間も流
動層によ如延長される。

（ｉｉ）　　上記（１）の流動化作用のために、セメン
ト原料と燃料を均一に混合でき、燃焼による発熱量と脱
炭酸による吸熱量を炉中のいたる所でバランスさせるこ
とができる。

（ｉｉＤ　　上記（３）の作用によシ一部のセメント原
料と燃料を脱硝室３３に供給する。この時、燃料は高温
のキルン排ガス中の０２　　分と接触して燃焼し、脱硝
室６２内の雰囲気を還元性に保つため、脱硝触媒として
のセメント原料の存在によ）キルン排ガスを脱硝するこ
とができる。

員　従って、上記（１）における滞留時間の増加、上記
（２）における炉内の脱炭酸基分布と温度分布の均一化
によシ、安定燃焼化が図られ、これによシ運転の安定化
と炉の小形化が実現できる。

同時にキルン排ガスの脱硝も行われ、低公害化が達成さ
れる。

以上詳述したように、本発明は、脱硝反応を生起させや
すい構造の仮焼炉に流動層を組み合わせてセメント原料
と燃料との混合の均一化を促進し、またその混合物を脱
硝室や燃焼脱炭酸室に供給しキルン排ガスの脱硝作用を
促進させることを特徴とするものである。従って、第６
図における空気分散板３５の設置範囲は張シ出し部３６
全面にわたってもよく、また仕切板３７はなくてもよい
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般のセメント焼成プロセスを示す図、第２図
は従来の仮焼炉を示す図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視
断面図、第４図は本発明の方法および仮焼炉をセメント
焼成プロセスに適用する場合の一実施態様例を示す図、
第５図は本発明仮焼炉の一具体例を示す図、第６図は第
５図のＢ−Ｂ矢視断面図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 第１図 １ 第５図 第１頁の続き ■出　願　人　三菱鉱業セメント株式会ネ東京都千代田
区丸の内−−」 番１号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予熱されたセメント原料又は石灰石類と燃料粉末
   とを空気吹込みによ〕流動化させた後、該流動層形成物
   をクリンカクーラ排ガスによって炉中央部に飛散させて
   混合、燃焼させながらその一部を自重によって炉中央下
   部に落下させ、これをキルン排ガスによって吹上げなが
   ら燃料粉末を燃焼させて還元性雰囲気を形成させると共
   に、炉中央部に浮遊する残部の原料及び燃料粉末を攪拌
   、混合しながら長時間炉内に滞留させることを特徴とす
   るセメント原料又は石灰石類の仮焼方法。
2. （２）下端部をキルン排ガスダクトに接続され上端の開
   放したロート状の脱硝室と、該脱硝室の上端から外部に
   張出した円筒部と該円筒部の上端からさらに外部に張出
   した逆円錐台部とによって構成される混合燃焼室と、該
   混合燃焼室の上部に燃焼脱炭酸室を設け、前記円筒部の
   下面である棚１段の少くとも一部に載置された多数の開
   口を有する空気分散板、該分散板の下方に開口する流動
   化用空気ダクト、前記分散板の上部側方に開口する燃料
   供給管及び他方をサスペンションプレヒータの下から２
   段目のサイクロンに接続された原料シュート、前記円筒
   部外周の接線方向に接続され他方をクリンカクーラに接
   続された抽気ダクトを備え、前記燃焼脱炭酸室と最下段
   サイクロンとを接続する排ガスダクトとからなることを
   特徴とするセメント原料又は石灰石類の仮焼炉。