JPS5959241A - 排熱利用設備付原料粉末予熱装置 - 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、セメント原料や水酸化アルミニウム等の粉末
状原料を焼成処理する装置に付設される原料粉末予熱装
置、例えばサイクロンタイプの多段式予熱装置において
、排ガス顕熱を効率良く回収利用することのできる装置
に関するものである。

第１図は、セメント原料を予熱・焼成するときに用いら
れる装置の一例を示すもので、この装置は主として原料
粉末捕集器としてのサイクロンＣ１〜Ｃ３、分離サイク
ロンＣ４並びに最下位の熱交換段を構成する岐焼装置付
の仮焼炉２を上下方向に配列してなる予熱装置１、焼成
炉８及びタリンカー冷却機４よシ構成される。そしてこ
れらの操業に当って、原料粉末Ａは供給機５からダクト
７ａ円に送られ、ダクト７ａ内を上昇する熱ガスによっ
て加熱された後、サイクロンＣＩで熱ガスから分離され
、原料シュー）８ａを通して次位のガスダク）７ｂに入
シ、以後同様の工程を経て順次加熱される。そして最後
にバーナ６ａを備えた仮焼炉２で仮焼された後分離サイ
クロンＣ４に入り、次イで原料シュー）８ｄから焼成炉
入口端盤１２を経て焼成炉３へ導入される。

焼成炉３には冷却機４からの高温空気とバーナ６ｂから
の焼成用燃料が尋人されており、高温下で焼成を受けた
クリンカーはクリンカー冷却（艮４に入って冷却され、
更にタリンカーコンベア１１によって搬出される。ｔｒ
ｒ　９は余剰空気誘引曲風機、１０は押込送風機、１３
は抽気ダクト、１４は排ガス鋺引仙風稠、１５は排ガス
ダクトを夫々示す。

この様な焼成装置における予熱装置１の最上段サイクロ
ンＣＩから排出される排ガスの温度は、予熱装置１の熱
交換方式や段数にもよるが通常３５０〜４００°Ｃ程度
であシ、未だ相当の熱エネルギーが残されている。そこ
でこの排ガス顕熱を更に有効利用する為、第１図に示し
た如く排ガスダクト１５の途中にボイラ１６等の排熱利
用設備を設置し、高温排ガスとの熱交換によシ蒸気を発
生させてこれを発電等に利用することにより熱経済性の
向上を図っている。尚ボイラ１６の水管７５＝破損した
場合等に対応する為、ボイラ１６を迂回するバイパスダ
クト１７を設けると共に、ダクト本管１５にダンパ１８
Ｂ、バイパスダクト１７にダンパ１８ｂを設け、これら
の開Ｗ］ＦＡ作によって焼成装置の運転を継続して行な
うことができる様にしている。

ところがこの様な従来の排熱利用設備では、排ガスダク
ト１５内の排ガス温度がそれ程高温でない為、ポイ−７
１６における発生蒸気の温度及び圧力が充分に上がらず
、タービンでの発電効率が低い。しかも予熱装置ｌの排
ガスは一般に原料粉末乾燥用の熱源としても使用される
ので、その余剰分しかボイ′ｙ１６での加熱に利用する
ことができず、結局利用可能なガス顕熱が不足して発電
用タービンの効率が十分に亮いものとなっていない。

こうした熱Ｊル不足を補う方法として、排ガスダクト１
５の適所に燃焼室を設け、燃料及び然焼用壁電を供給し
て排ガス温度を高めることも考えられるが、焼成炉や仮
焼炉以外に燃焼部を設けるのは、設備的にも操業的にも
好ましいことではな匹。

しかも燃料として安価な石脚を利用する場合は、燃焼室
で発生する燃焼残灰の処理が厄介になる。

本発明者は上記の様な挙情に着目し、排ガス顕熱を増大
して発電タービン用ポイヲの様な排熱利用設備の熱利用
効率を高めるべく研究を行った。

本発明はこうした研究の結果完成されたものであって、
その構成は、第１図に示した如く焼成炉の入口端盤の上
方に複数の原料粉末捕集器を縦方向に配列し、当該原料
粉末捕集器間及び最下段の原料粉末捕集器と前記入口端
盤との間を夫々ガスダク）Ｋよシ按続してなる予熱装置
の排ガス系統に排熱利用設備を付属してなる原料粉末予
熱装置において、該排熱利用設備へ導入される排ガス温
度を高めてその熱利用効率を高める為に、一端を下方段
のガスダクト又は焼成炉の入口端盤に開口すると共に、
他端を上方段のガスダクト又は排ガス系統の排熱利用設
備に至るまでの排ガスダクトに開口する短絡ガス導管を
配設してなるところに要旨が存在する。

以下実施例を示す図面ンご基づいて本発明の構成及び作
用効果を説明するが、下記は代表例であって本発明を限
定する性質のものではなく、原料粉末捕集器の種類、槽
重、段数等はもとよシ、排熱利用設備の具体的な構成等
を適宜設計変更して実施することはすべて本発明の技術
的範囲に含まれる。

第２図は本発明の実施例を示す概略説明図であシ、全体
的な構成は第１図に準じて理解すればよい。本例におけ
る特徴的な部分は、予熱装＠１からボイラ１６等の排熱
利用設備に至るまでの排ガスダク）１５と予熱装置１内
のガスダクト（図−は７Ｆ１）とを短絡ガス４管１９に
よって接続し、ガスダクト７ａから最上段のサイクロン
ＣＩを失格して抽気した熱ガスをサイクロン（，１から
排とされる排ガスと合流させてボイラｔ６へ導＜ｅｉく
したところにある。犀ちガスダクト７ａがら抽負される
熱ガスは、該抽剣部よシも下流側（ガス（流れ方向にみ
た下流側で、以下同じ）における用料粉末との熱交換に
使用されておらず高温をボｕしているので、これを排ガ
スダクト１５中の排父スと合流させると、最終的にボイ
ラ１６へ導入づれる排ガスの温度は上昇する。従ってポ
イ′５１６での回収熱が大巾に増加すると同１寺に、発
生蒸彌の温度及び圧力が高くなるのでタービンでのＪａ
？ｔｊ効率が著るしく改善される。尚熱ガスの抽檗位Ｉ
ｆｆは図例に限定されず、ガヌダク）７ｂ、７Ｇ、７ｄ
から抽９℃したシ、あるいは仮焼炉２や焼成炉８の入口
端盤１２から直接抽気することも、又必要に応じて複数
個所から抽気することもできる。この際上流側から抽気
するほど熱ガスの調度は高温であるので、一定の排ガス
温度に高めるための抽気とが少なくてすむ。一方排ガス
’１Ｍｒ度は上記熱ガスｊ　　　の抽気量によって変わ
シ、これを増加させる程排３　　　ガス温度は上昇する
ので、第２図に示す如く短絡ガス導管１９の適所に流量
調整器２０を設けて卦こ　　　き、排熱利用設備を効率
良く作動させるのに必要）　　　な温度に応じて流量調
整器２０により短絡熱ガスｔｊ１ｉを１．！Ｉ整すれば
、排熱利用設備へ導入される排ガス温度を任意の温度す
で高めることができる。更°　　　に図示した如ぐ排ガ
スダクト１５への短絡ガス導管１９の接合部よりも下流
側に湿度検８器２１を配置すると共に、流量調整器２０
に開度調節器２２を連設し、且つ該検出２ｇ２１と調節
器２２を制御Ｆｉ置２８に接続して、検出器２１で検出
される排ガス湿度が所定値となる様に短絡ガス量を制御
すれば、焼成装置の操朶状態が変動した場合でも排熱利
用設備へ導入される排ガスの温度を可及的一定に維持す
ることができる。その結果排熱利用設備へ供給される熱
量が一定となってその稼動伏態が安定化し、発電装置の
場合は常に一定の電力を得られる様になる。又必要に応
じズ発電所の設定をＷ４節することができ、更に高温熱
ガスの一部を短絡することによる焼成装置での燃料使用
量の増加を最少に迎えることができる。倚短絡ガスに伴
われて原料粉末が予熱装置から排ガス系統へ排出するの
を防止するためには、図示した様に短絡ガス導管１９の
途中に集塵器２４を設け、熱ガスと共に排出される微粉
末を捕捉し、シュート２５を通して下方の熱交換段ある
いは仮焼炉８や焼成炉８の入口端ａ！ｔ１２へ戻せばよ
い。

第３図は本発明の他の実施例を示したもので、予熱装置
１は仮焼炉を付属せず、最下段サイクロンＣ４はガスダ
ク）７ｄにより直接焼成・加入口端捻１２に接続する他
、熱ガスの油気位置及び集塵器２４で捕捉した微粉末の
返送位置を廷吏した他は、第２図の例と構成的に同様で
あるが、短絡する熱交換段数が多いため短絡ガス導管１
９の横断面積及び集趙器が小さくてすみ、必要に応じて
複数段のＳ部器を股１対することができる。

第４図は本究明の更に他の実施例を示す要部説明図であ
ル、短絡ガス導管１９をガスダク）７０とガスダクト７
ＦＬのｔｕＪＩｌｃ接続し、上流側から抽気した熱ガス
ｄ一部をその下流側へ短絡して流す様にしている。即ち
この例であれば、抽気された熱ガスは少なくともサイク
ロンｃ３及び同ｃ２を含む熱交換段で熱交換を行なうこ
とな（品温状態でダクト７ａ内のガスと合流するので、
該ダク）７Ａ内の熱ガス温度が高まシ、最終的にサイク
ロンｃ１から排出される排ガス温度は上昇する。この様
に本発明では短絡ガス導管１９を予熱装置１内で短絡的
に配管したシ、あるいは仮焼炉２や焼成炉８の入口端盤
を予熱装置ｌの適所との間で短絡的に配管することもで
き、短絡ガスと共に原料粉末の一部を予熱装置の上部へ
ｗＪ環する様に構成することもできる。第４図の様な配
置によれば短絡熱ガスは最終的にサイクロンｃ１を通過
するので、短絡ダクトに集厘器を別途設けなくてもよく
、従って配置が特に簡素化され、又通気抵抗も少ないた
めに短絡ダクトの横断面積が小さくてすむ。又この場合
も排ガｙ１ｆＡ度の調整は流量調整器２ｏにょる短絡熱
ガヌ社の制御によって行なえはよい。

この様に本発明では、予熱装置内の高温熱ガスの一部を
原料粉末との熱交換を行なわせることなく下流側へ短絡
的に誘導し、予熱装置ｉ″ｔ１における原料粉末の予熱
効率を若干ト、１性にして１ノ１ガス１Ｉｉｉｉ　７１
Ｍを高めるものであり、それに伴って仮焼炉２又は焼成
炉３における燃料便用須を増加させる心安が生じる。し
かしとの増加熱量は、排ガス温度の上昇による排熱利用
設備の効果的利用によって十分に回収されるものであシ
、全体のエネルギー経済からすれば従来例よυも相当改
善される。しかも仮焼炉２や焼成炉８で元々使用する学
科を増加するだけであるから、排ガス系統に燃料を供給
する場合に較べて設備的、操業的な負担が増加する恐れ
もない。加えて燃料として藏粉戻尋の固体燃料を使用す
る場合でも、燃焼によシ生ずる灰分は焼成装置内でセメ
ント原料の一部として消費されるので、特別な灰処理設
備も不要である。

また本発明では、第８図に示した如（仮焼炉２を省略し
た装置としても使用することができる旨説明したが、焼
成ｆＡ８の操業条件を女定化する上では、予熱装置１の
最下段ガスダクトに燃焼装置を備えた仮焼炉２を接続し
、予熱装置１での熱ガス抽気によって生ずる温度変化を
仮焼炉２の操業条件の調整によって吸収するのが好まし
い。また本発明では排熱利用設備の熱利用効率を亮める
為に、前述の如く予熱効率を犠牲にして排ガス温度を高
めるものであるから、Ｕｒ熱利用設備を稼動させない場
合には、例えば第２〜４図における流量調整器２０を全
閉として熱ガスの短絡を行わず、予熱装置１が最高の熱
効率を発揮する様にして使用する。

同図では１基の焼成炉８に対して１基列の予熱装置を組
合せた例を示したが、この他１基の焼成炉に対して２基
列以上の予熱装置を併設してそのうちの少なくとも１基
列に本発明の技術を適用し、複数系列からの排ガスを合
流させて排熱利用設備へ導くこともできる。また排熱利
用設備としては、図示した様な発電タービン用ボイラの
他、ロータリードライヤ等の原料乾燥装置、あるいはロ
ーラミルやボールミル停を用いた原料乾燥・同時粉砕装
置ｉ＆の様な焼成設備の各種付帯装置や近υｒの各線熱
Ｗｊ要般備が吊けられる。

本発明は概略以上の様に構成されるが、いは上流側の熱
ガスの一部を、少なくとも１段の熱交換段を飛ばしてそ
の下流側へ短絡させる構成とすることにより排ガス温度
を高めることができ、それＫよシ排熱利用設備への供給
熱量を増大させると共にその熱利用効率を大幅に高め得
ることになった。そしてこの回収エネルギー量の増加は
、焼成炉等における燃料増加分を袖って余シあるもので
あシ、予熱・焼成及び排熱利用設備全体としてのエネル
ギー経済性を大幅に静めることができた。

冑本発明装ｆｔｔはその４１ｉ１ｉ成が極めて簡単であ
シ、イ」：熱利用設備を付属した既存設備への適用も容
易である。更に予熱装置の短絡熱交換段における通過ガ
スルの減少に伴い予熱装置の圧損が減少したシ、或いは
短絡ガスによシ燃焼ガス中のアルカリ分など有害成分が
循環・蓄積するのが軽減される等の副次的効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の原料粉末子熱・焼成及び排熱利用設置＃
ｉを示す説明図、第２図は本発明の実施例を示す説明図
、第３．４図は本発明の他の実施例を示す要部説明図で
ある。 ■・・・予熱装置　　　　２・・・仮焼炉ＣＩ−ｃ４・
・・原料粉末子熱器 ３・・・焼成炉　　　　　　４・・・タリンカー冷却機
７・・・ガスダクト　　　１５・・・排ガスダクトｌｆ
ｊ・・・４非熱利用設備　　１９・・・帰路ガス導管２
０・・・流承調′９器 出λ調人　　株式会社神戸ｖ　ｅＪｉ所代卯人　　升坤
士　槓木久了°゛７） 劃）′ 第３図 力 手続補正書 昭和５８年ＩＯ月　４［」 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１７２３１８号 ２、発明の名称 排熱利用設備付原料粉末予熱装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁目３番１８号 （１１９）株式会社　神戸製鋼所 代表者　　牧　　　冬　彦 ４、代理人　〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコーヒル 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の各欄並びに図面 （１）「特許請求の範囲」を別紙の通り訂正します。 （２）明細書の所定筒所を別紙正誤表の通り訂正します
。 （３）第２図を別紙のものと差し替えます。 特許請求の範囲 （１）焼成炉の入口端盤の上方に複数の原料粉末捕集器
を縦方向に配列し、当該原料粉末捕集器間及び最下段の
原料粉末捕集器と前記入目端盤との間を夫々ガスダクト
によシ接続してなる予熱装置の排ガス系統に排熱利用設
備を付属してなる原料粉末子熱装置において、下方段の
ガスダクト又は焼成炉の入口端盤から、上方段のガスダ
クト又は排ガス系統の排熱利用設備に至るまでの排ガス
ダクトへ、熱ガスの一部を短絡させる短絡ガス導管を配
設してなることを特徴とする排熱利用設備付原料粉末予
熱装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、短絡ガス導管の
途中に集塵器を配設し、該集塵器の粉末排出口を予熱装
置の適所又は焼成炉の入口端盤に接続してなる原料粉末
子熱装置。 （３）特許請求の範囲第１又は２項において、最下段の
原料粉末捕集器と焼成炉の入口端盤とを接続するガスダ
クトに、燃焼装置を備えた仮焼炉を接続してなる原料粉
末子熱装置。 （４）特許請求の範囲第１〜３項のいずれかにおいて、
排熱利用設備に至るまでの排ガスダクトへ温度検出器を
設置すると共に、短絡ガス導管には通過ガスの流量調整
器と当該調整器用の開度調節器を設け、且つ上記温度検
出器で検出される温度が所定値となる様に、該検出器の
信号によって前記開度調節器を作動させる制御装置を設
けてなる原料粉末子熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）焼成炉の入口端機の上方に複数の原料粉末捕集器
   を縦方向に配列し、当核原料粉本抽集器間及び最下段の
   原料粉末ｊ］η集器と前記入口端盤との間を夫々ガスダ
   クトによシ接続してなる予熱装置の排ガス系統に排熱利
   用設備を付属してなる原料粉末予熱装置において、下方
   段のガスダクト又は焼成炉の入目端盤から、上方段のガ
   スダクト又は排ガス系統の排熱利用設備に至るまでの排
   ガスダクトへ、熱ガスの一部を短絡させる短絡ガス導管
   を配設してなることを特徴とする排熱利用設備付原料粉
   末予熱装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、短絡ガス導管の
   途中に集塵器を配設し、該集塵器の粉末排出口を予熱装
   置の適所又は焼成炉の入口端盤に接続してなる原料粉末
   予熱装置。 （３）特許請求の範囲第１又は２項において、最下段の
   原料粉末捕集器と焼成炉の入口端盤とを接続するガスダ
   クトに、燃焼装置を備えた仮焼熔を接続してなる原料粉
   末予熱装置。 （４）特許請求の範囲第１〜８項のいずれかにおいて、
   排熱利用設備に至るまでの排ガスダクトへ温度検出器を
   設置すると共に、短絡ガス導管には通過過ガスの流量調
   整器と当該調整器用の開度調節器を設け、且つ上記温度
   検出器で検出される温度が所定値となる様に、該検出器
   の信号によって前記開度調節器を作ωノさせる制御装置
   を設けてなる原料粉末予熱装置。