JPS594394B2 - 生の粉末セメントの如き微粒子材の熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロータリーキルンと、該ロータリーキルンの廃
ガスが貫通する多数のサイクロン段より成る予熱器を具
えた、生の粉末セメントの如き微粒子材の熱処理装置で
あって、上記ロータリーキルンから最下位のサイクロン
段に通ずるガスパイプ中に次のサイクロン段から来る材
料供給管が終って居り、この供給管の終端の直下に材料
の流れを解散させる分配器部材が配設され、そして本出
願人による特願昭４９−５４３０３（ドイツ連邦共和国
出願箱Ｐ２３２４５６５．０−４５）（特開昭５０−１
９８２１号公報）にあるごとく該分配器部材下方の上記
ガスパイプ中に燃料管が開いてガスパイプの略々全断面
にひろがりそして少なくとも材料の実質的な部分が一回
以上通過するごとき焙焼領域を形成したような熱処理装
置に係る。

セメント、アルミナ、石灰、マグネサイト、ドロマイト
等の製造に際しては、微粒子材料の熱処理はロータリー
キルンからのあつい廃ガスを使用して多段サイクロンよ
り成る予熱器の中で行われ、次にその材料はロータリー
キルンの中で最終的に焙焼され又は焼結される。

かＸる場合、加熱の大部分はロータリーキルン内で行わ
れ、予熱器内では全熱エネルギの少ない部分のみが供給
される。

ロータリーキルンのより大きい比資本費を考えれば、こ
のことはロータリーキルンと予熱器の間における加熱作
業の最適配分とはいえない。

ロータリーキルンの断面及び／又は長さを一層小さくす
るために、従来予熱器とキルンの間に予熱された材料を
出来るだけ高熱に加熱する予備焙焼領域が設けられた。

かメる予備焙焼領域を設けるについての特殊な問題は確
実に材料へ燃料を極端に一様に供給することであり、そ
れにより個々の粒子の過度焙焼を防止してそれに基づく
ケーキングとか集塊といった不利を防止することである
。

ある周知のプラントではこの予備焙焼領域はバーナで直
接加熱される流動床を有する。

又他の周知のプラントでは材料と燃料が切線方向に出入
りする燃焼室を使用する。

両者とも、この予備焙焼室からの廃ガスはロータリーキ
ルンからの廃ガスと混合する。

これらの方法の欠陥はこの予備焙焼領域の高い資本費に
あって、そのためキルンについて得られた顕著な節約が
再び失われてしまうことである。

更に別の周知のプラントについては、最下位から２番目
のサイクロン段からの材料出口管に加えて、燃料管及び
冷却器空気出口が同様にロータリーキルンからサイクロ
ン予熱器へ通ずるガスパイプの中に終っている。

このようにして、兎に角ロータリーキルンとサイクロン
予熱器の間に存在するガスパイプは上記予備焙焼領域を
与えるように利用される。

然しなから少なくとも熱エネルギの大部分を、ガスパイ
プ中に導入された追加の燃料から粒状材料へ、それが予
熱器のサイクロンの最下段中に沈積する前に伝達するた
めにはこのガスパイプの比較的大きい長さが必要である
ことが判った。

然しなから資本費と空間要求はロータリーキルンとサイ
クロン予熱器の間のガスパイプの長さとともに顕著に増
加する。

もう１つの周知のプラントではロータリーキルンの廃ガ
スが貫流し上方へと拡張する竪簡とそれに続く２個のサ
イクロンが材料を予備加熱するために用意されている。

冷却器から排出されバーナによって加熱された廃気が同
様にこの腎部の底部に供給される。

次の最初のサイクロンの中で分離された材料はこの竪簡
の上方領域中へ供給され、そして入口点の下に更にバー
ナが配設される。

この周知のプラントでは予熱器腎部の中で燃料と材料と
の一様な混合を保証することはできない。

何故ならば成る粒子は過熱され他の粒子は加熱が少なす
ぎるという危険があるからである。

周知構造における上記諸欠陥は本発明により提供される
装置によっては次の如くして回避された。

即ち材料供給管の終端の下に材料の流れを解散するため
の分配器部材が配設され、そしてその分配器部材の下に
燃料管がガスパイプ中に開き、かくしてガスパイプの略
々全断面に拡がり、材料の少なくとも本質的な部分が１
回以上通過するような燃焼領域を形成した。

材料供給口の直下で燃料管の上方にかＸる分配器部材を
配設することはガスパイプに入ると直ちに燃料は材料粒
子と大いに一様に混合することを確実とするので、燃料
の最適燃焼が個々の粒子で又はその極く近くで確実とさ
れる。

ガスパイプの全断面にわたる燃焼領域の拡がりとこの燃
焼領域を材料が何回となく通過することは、燃料から材
料への強力な熱伝達の最適条件を与える。

本発明により提供される装置の一層の開発において、こ
の予備焙焼領域（即ちロータリーキルンと最下位サイク
ロン段の間のガスパイプ中で）の近くで材料の熱処理を
猶更に強化すること及び全材料粒子の熱処理の均質さを
改善することが望ましいことであると判った。

本発明によればこの課題は次の如く解決された。

即ち材料供給管の終端領域で及び上記領域の下方におい
てガスパイプが方向を変更し、そして材料供給管の終端
を、反対側の偏向ガス流をはねかえすガスパイプの壁の
上に設けるのである。

ロータリーキルンから最下位サイクロン段へ通ずるガス
パイプのより低い領域中におけるガス流の顕著な偏向の
ために、偏向領域中のガス流はパイプ断面にわたって不
規則に分配され；パイプ断面の外方部分においてはガス
の小さい流れは互に密接する一方、パイプ断面の内方部
分においては流れに関する限り静かな領域が構成される
。

然し本発明に係る装置においては材料は強いガス流の貫
流する最初に述べた断面領域中へ導入されるので、材料
は直ちにガス流にのせられてしまい、導入された材料は
キルンの中へ”直通″することができない。

一方器い流れを伴う断面部分は最初にガスに乗せられ上
昇させられた材料を今度は上から下方へと、再び燃焼領
域を通過させることができる。

その後ガスパイプの最低部でガス流によって再び捉えら
れそして再び燃焼領域を通過した後で予熱器の最下位サ
イクロン段へと運ばれる。

上記したごときガスパイプの流れ偏向領域中への材料導
入は個々の材料粒子が比較的長期間予備焙焼領域中に留
まることを確実にし：この流れ偏向の近くで材料粒子は
象徴的に”焙焼回路″と呼び得る運動を行う。

かくして最少の熱消費をもって高レベルの予備焙焼又は
脱酸作用が、最下位サイクロン段のサイクロンからキル
ンへ供給された材料の高度に均一な熱処理とともに原料
について達せられるのである。

以下付図を参照しながら本発明を一層詳細に説明しよう
。

生の粉末セメントの如き、微粒材の熱処理に用いられる
装置は、予熱器（部分のみ示す）とロータリーキルン２
（部分のみ示す）を有する。

予熱器１は多段のサイクロン段を有するが、最下位段お
よびそれより２番目の段３及び４を図示する。

サイクロン段３はサイクロン３ａ、３ｂより成り、そし
てサイクロン段４は中央に配した単一サイクロンより成
り、その中にサイクロン３ａ 、３ｂからのガスパイプ
５ａ、５ｂは反対側から切線方向に入る。

ロータリーキルン２と最下位段３のサイクロン３ ａ
ｔ ３ ｂとの連結はガスバイブロによりなされ、ガス
バイブロは一般に次の領域より成る：ロータリーキルン
２に接してガス流を通常垂直方向に偏向する第１領域７
、ガス流を更に偏向させる第２領域８、略々直線で６０
°−７０°好ましくは６５°の角度αだけ水平から傾斜
して走る第３領域９、繰り返し方向を変えながら最下位
サイクロン段３へと通ずる２部分１０ ａ ｔ １０
ｂより成る第４領域１０゜ 最下位より２番目で只１個のサイクロン段４のサイクロ
ンの材料供給管１１はガスバイブロの領域８から領域９
への遷移点付近に終る。

最低位サイクロン段３のサイクロン３ａ 、３ｂの材料
供給管１２ ａ 、１２ ｂはガスバイブロの領域７の
底部に終る。

ガスバイブロ中の供給管１１の終端の下に可調節分配板
として形成された分配器部材１３がある。

この分配器部材１３は材料供給管断面の外方半分の中に
ある偏向されたガス流に対する。

分配器部材１３のや一下方で同様に供給管断面の外方半
分の中に偏向ガス流用として２個のバーナが設けられ、
これはガスバイブロの略々全断面にわたって拡がる燃焼
領域をつくりだす。

追加のバーナ１５を分配器部材１３の僅か上方のパイプ
断面の中央領域に配設してもよい。

上述より明かなどとく、ガスバイブロの中の材料供給管
１１の終端は流れの外側の偏向されたガス流をはねかえ
す壁の中に設けられる。

第３領域９ではガスバイブロはや５正方形断面をもつ、
この直線的第３領域９の長さは断面の一端縁の２．５−
４．５好ましくは３−３．５倍である。

バーナ１４から最下位サイクロン段３のサイクロン３ａ
、３ｂへの入口まで測った、ガスバイブロの長さは約２
５−３５ｍである。

ガスバイブロの中のガスの流速は約１２−２０ｍ／Ｓ好
ましくは１５−１７ｍ、”ｓに選ばれる。

ガスバイブロの中の固体材料の含有量は好ましくは２０
０−４５０ｇ／ｍ３、特に２５０−３００９ ／ ｍ″
とする。

本発明に係る装置の作用はガスバイブロの問題の領域に
おいて次の通りである。

ロータリーキルン２からの廃ガスは一般に矢印１６に示
す流線に従って流れる。

流れの偏向、特にガスバイブロの第２領域８における偏
向のために、パイプ断面の外方半分における小さい流れ
は内方半分におけるより一層密に圧縮される。

ガス流は成程度流れの外側を区分しながらガスパイプの
壁面の方へと片寄せられる。

サイクロン段４の中に沈積した予熱された材料は供給管
１１を通ってガスバイブロの中へ通過する。

こ５で分配器部分１３は導入された固体材料の流れの急
速な強い解散を確実に行う。

この様に分配された材料は直ちに最も強いガス流領域に
到達するので、１７で示す材料の雲は上方へとガス流に
乗せられ、そしてバーナ１４（そして恐らく追加のバー
ナ１５）によってつくられた燃焼領域の第１回の通過を
行う。

然しなから材料のかなりの部分がガスパイプの直線領域
９の中へ落ちて戻る（１８で示す）。

何故ならば偏向した後のガス流は再び略々全断面にわた
って略々一様に分配され従って平均速度が低下するから
である。

ガス流から出たこの材料は断面の低速度領域中へと、主
として第１図に示す通りガスバイブロの右側壁に沿って
下方へと移動し、２０で再び領域７中のガス流に到達す
る。

固体材料はこのガス流と共に再び燃焼領域を通過し最終
的に（それが再び゛焙焼回路″を通過しない場合を除き
）サイクロン３ａ。

３ｂに入り次いで供給管１２ａ、１２ｂを通ってロータ
リーキルンの中へ運ばれる。

以上の記載が、ロータリーキルンとサイクロン予熱器の
間のガスパイプの低い部分におけるガス流の偏向、予熱
された材料のガスパイプ中への導入態様及び上記ガスパ
イプ中の燃焼領域の配設が予備焙焼領域中において材料
に如何に極端に長い滞留を与えその結果材料がロータリ
ーキルンへ入るに先立って原料の高度の一様なレベルの
脱酸作用を与えるものであるかを示していることは明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の部分断面図、第２図は第１
図における矢印Ｈの方向より見た図面で第３図は第１図
における■−■線に沿った断面図である。 １は予熱器、２はロータリーキルン、３，４は最下位サ
イクロン段、６はガスパイプ、７は第１領域、８は第２
領域、９は第３領域、１０は第４領域、１１は材料供給
管、１３は分配器部材、１４．１５はバーナ、１６は流
線、１７は材料の雲である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロータリーキルンと該ロータリーキルンの廃ガスが
   貫流する多数のサイクロン段より成る予熱器を具えた、
   生の粉末セメントの如き微粒子材の熱処理装置であって
   、上記ロータリーキルンから最下位のサイクロン段に通
   ずるガスパイプ中に次のサイクロン段から来る材料供給
   管が終って居り、この供給管の終端の直下の材料の流れ
   を解散させる分配器部材が配設され、そして該分配器部
   材下方の上記ガスパイプ中に燃料管が開いて、ガスパイ
   プの略々全断面にひろがり、そして少なくとも材料の実
   質的な部分が一回以上通過するごとき焙焼領域を形成し
   たような熱処理装置において、上記材料供給管１１の終
   端領域内で及び上記領域の下方において上記ガスバイブ
   ロが方向を変更し、そして上記材料供給管１１の終端が
   流れの外側の偏向されたガス流をはねかえすガスバイブ
   ロの壁に設けられたことを特徴とする生の粉末セメント
   の如き微粒子材の熱処理装置。