JPS596170B2 - 粉粒体原料の仮焼方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１分解性物質を含む予熱された粉粒体原料（例
えばセメント原料粉末等）を仮焼する方法およびこの方
法を実施する装置に関する。

従来の粉粒体原料の仮焼方法および装置においては、粉
粒体原料を仮焼室の上蓋部又は側壁部から供給し、仮焼
用燃料を仮焼室の底部から斜上方に向けて供給していた
。

しかしこの場合、仮焼用燃料の供給は粉粒体原料濃度の
高い部分に必ずしも一致していないこと、仮焼室内の空
間の一部が原料と酸素含有ガスとの混合ゾーン及び燃料
の気化ゾーンとなり仮焼反応の有効容積が小さいこと等
から、上記原料を仮焼するための熱効率や仮焼室の容積
当りの仮焼効率はあまり高くなく、かつ仮焼室内側壁に
燃焼炎が直接当たることにより局部過熱を起こし耐火ラ
イニングの損傷や、アルカリコーチングの付着等の欠点
を有していた。

粉粒体原料を仮焼する熱効率を高めるには、第１に、仮
焼室内を仮焼反応が十分な速度で起こるのに必要な最低
限の温度近辺（約８００℃〜９００°Ｃ）に保つことで
ある。

そのためには、仮焼用燃料が燃焼すると同時にその燃焼
熱を仮焼反応の熱として吸収できるように、原料濃度の
高いゾーンを形成してそこに燃料を供給するようにすれ
ばよい。

このようにすると、熱効率を高めるばかりでなく、仮焼
室内側壁の局部過熱による耐火ライニングの損傷や、ア
ルカリコーチングの付着等も防止できる。

第２に、燃料の焼焼速度をあげることである。

そのためには、エアクエンチングクーラ等により熱せら
れた高温かつ酸素濃度の高いガスを燃焼用の空気として
用いればよい。

本発明は、上記事情に鑑みて、仮焼反応の熱効率を高め
るとともに仮焼室の容積当りの仮焼効率を高め、かつ仮
焼室の耐火ライニングの損傷やアルカリコーチングの付
着等を防止するとともに。

窒素酸化物の発生を低減することができる粉粒体原料の
仮焼方法およびその装置を提供することを目的とする。

以下１本発明による粉粒体原料の仮焼方法およびこの方
法を実施する装置について図面を参照しながら説明する
。

初めに１本発明による粉粒体原料の仮焼方法について説
明する。

まず、第１図において、円筒状仮焼室１の底部中央の入
口４に接続された酸素含有ガス供給管６の途中に予熱さ
れた粉粒体原料の全部又は一部を原料供給管８から投入
する。

このｐ粒体原料は、第１図に示すように、上記酸素含有
ガス供給管６中を下方から上方に向って流れるエアクエ
ンチングクーラ等からの高温の酸素含有ガスによって吹
き上げられて仮焼室１内へ流入する。

ここで流路断面積の急激な増大により上記酸素含有ガス
流に渦流が生じ、この渦流によって上記粉粒体原料は上
記渦流発生部分に懸濁された状態となり、原料濃度の高
いゾーン９が形成される。

次に、上記原料濃度の高いゾーン９に向けて天然ガ＼重
油又は石炭粉末等の仮焼用燃料を一次空気とともに放出
供給する。

なお、上記原料濃度の高いゾーン９は主として仮焼室１
の低部に形成されるので、仮焼用燃料の放出方向は、第
１図に示すように、仮焼室１の側壁から底部に向けて斜
下方に向いている。

なお、このときガス供給管６の途中にも燃料が供給され
、上記原料と懸濁された状態で仮焼室内へ流入する。

上記二つの燃料供給割合は適宜調節でき、どちらか一方
の燃料の供給が零の場合もある。

上記仮焼用燃料は、仮焼室内へ供給されるとほぼ同時に
可燃性ガスとなり短時間に燃焼を完結するが、上述のよ
うに、仮焼用燃料は原料濃度の高いゾーンに供給される
ので、その燃焼熱は懸濁状態にある粉粒体原料に直ちに
吸収され、仮焼反応は比較的低温（例えばＳＯＯ°Ｃ〜
９００°Ｃ）でかつ等温的に進行する。

仮焼室底部にて部分的に仮焼された原料を含むガスは、
仮焼室内部を上昇するが、その間においてもガスの中央
流と仮焼室内側壁との間に形成された渦流部分により仮
焼反応はさらに進行し、仮焼室の上部中央の出口５に接
続された原料排出管７から排出されるまでにほぼ完全に
仮焼される。

上記排出管７から排出された原料及びガスは、それに連
結された気固分離装置に流入して気固分離され、原料は
焼成装置へ、ガスは予熱装置へそれぞれ送られる。

従って、仮焼反応の熱効率は向上し、仮焼用燃料の燃焼
熱は粉粒体原料に直ちに吸収されるので仮焼室内側壁に
上記燃料の燃焼炎が直接当たることなくその局部過熱に
よる耐火ライニングの損傷や、アルカリコーチングの付
着等がなくなる。

本発明による方法の他の実施例は、予熱粉粒体原料を上
記酸素含有ガス供給管中に投入するとともに、上記仮焼
室の側壁からも投入するものである（第２図参照）。

この実施例によると、仮焼室内の原料の濃度分布を調節
することができる。

なお、上記仮焼室への粉粒体原料及び仮焼用燃料の供給
は１円筒状仮焼室の外周を等分割するような複数の箇所
から供給してもよい。

次に１本発明による粉粒体原料の仮焼装置の実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

第１図において、円筒状仮焼室１は、截頭円錐形をした
底壁２及び頂壁３を有し、底壁２にはガスの入口４が穿
設され、頂壁３にはガスの出口５が穿設されている。

上記入口４にはエアクエンチングクーラ等からの高温の
酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス供給管６が接続さ
れ、出口５には仮焼された後の粉粒体原料を後続のサイ
クロン等の気固分離装置へ送る原料排出管７が接続され
ている。

上記酸素含有ガス供給管６の途中には、斜下方に傾斜し
た予熱粉粒体原料供給管８が連結されている。

この原料供給管８からは、第１図に示すように、予熱装
置（図示せず）で予熱された粉粒体原料が、上記ガス供
給管６中に投入され、このガス供給管６中を下方から上
方に向って流れる高温の酸素含有ガスによって吹き上げ
られて仮焼室１内へ流入される。

入口４から仮焼室１内へ流入すると流路断面積の急激な
増大により上記酸素含有ガス流に渦流が生じ、この渦流
によって上記粉粒体原料は、第１図に示すように、上記
渦流発生部分に懸濁された状態となり、原料濃度の高い
ゾーン９が主として仮焼室１の底部に形成される。

上記円筒状仮焼室１の側壁１０の下部には、斜下方に傾
斜して連結された仮焼用燃料供給管１１及び一次空気送
入管１２とからなるバーナ１３が設けられている。

上記燃料供給管１１からは、天然ガス、重油又は石炭粉
末等の仮焼用燃料が、上記原料濃度の高いゾーン９に向
けて放出供給される。

一次空気送入管１２からは、上記高温の酸素含有ガスが
送り込まれることもある。

なお、上記送入管１２からの一次空気は送入されない場
合もある。

上記ガス供給管６に連結された原料供給管８の上方には
、燃料供給管１１′及び一次空気送入管１２′とからな
るバーナ１３′が設けられている。

上記燃料供給管１１′から放出供給された燃料は、上記
ガス供給管６中の原料を含んだ高温の酸素含有ガスと遭
遇して直ちに気化し、高酸素含有ガスのため速い燃焼速
度が得られ、その燃焼熱は仮焼室１内における原料の仮
焼反応の熱源として利用される。

なお、バーナ１３及び１３′からの燃料供給割合は適宜
調節でき、どちらか一方の燃料供給が零の場合もある。

バーナ１３からの仮焼用燃料は、仮焼室１内へ供給され
るとほぼ同時に可燃性ガスとなり短時間に燃焼を完結す
るが、〜上述のように、仮焼用燃料は原料濃度の高いゾ
ーン９に向って供給されるので、その燃焼熱は懸濁状態
にある粉粒体原料に直ちに吸収され、仮焼反応は比較的
低温（例えば８００°Ｃ〜９００°Ｃ）でかつ等温的に
進行する。

仮焼室底部にて部分的に仮焼された原料を含むガスは、
仮焼室１内部を上昇するが、第１図に示すように、その
間においてもガスの中央流と仮焼室内側壁との間に形成
された渦流部分により仮焼反応はさらに進行し、仮焼室
頂壁３の出口５に接続された原料排出管７から排出され
るまでにほぼ完全に仮焼される。

上記排出管７から排出された原料及びガスは、それに連
結された気固分離装置に流入して気固分離され、粉粒体
原料は焼成装置へ。

ガスは予熱装置へそれぞれ送られる。

従って、仮焼反応の熱効率は向上し、仮焼用燃料の燃焼
熱は粉粒体原料に直ちに吸収されるので仮焼室内側壁に
上記燃料の燃焼炎が直接あたることなくその局部過熱に
よる耐火ライニングの損傷や、アルカリコーチングの付
着等を防止することができる。

第２図は第二の実施例を示す説明図である。

この実施例においては、酸素含有ガス供給管６に設けら
れた原料供給管８の他に、仮焼室１の側壁１０にも原料
供給管８′が設けられている。

この場合は、８又は８′からの原料供給量を調節するこ
とにより仮焼室１内の原料の濃度分布を調節することが
できる。

また、仮焼室１内へ供給する原料の量が比較的多い場合
にも有効である。

なお、原料供給管８′は、仮焼室１の外周に複数個設け
てもよＧ）。

また１本実施例の場合、第３図に示すように。

バーナ１３を底壁２に斜上方に向けて設けてもよい。

さらに、第４図に示すように、第３図の場合におけるバ
ーナ１３の周囲からエアクエンチングクーラからの酸素
含有ガスをガス供給管６′で導き。

分流して仮焼室１内へ供給するようにしてもよい。

この場合、ガス供給管６からは、エアクエンチングクー
ラ及びキルンからの排ガスか供給されている。

第５図は第三の実施例を示す平面図である。

この実施例においては、バーナ１３が円筒状仮焼室１の
外周を等分割するように複数個設けられている。

この場合は、仮焼室１内における仮焼用燃料の燃焼を断
面面積に一様に広げることができ仮焼効率を高めること
ができる。

なお、第３図においては、バーナ１３が三本の場合を示
したが、二本でも或は四本以上でもよい。

第６図は第四の実施例を示す説明図である。

この実施例においては、原料供給管８に固体燃料供給管
１１″が連結されている。

石炭粉末などの固体燃料を供給する場合は、この固体燃
料を上記原料供給管８内を流れる予熱された粉粒体原料
と接触させて加熱した後、ガス供給管６へ供給するとそ
こで十分な量の高温の酸素含有ガスと接触し完全に燃焼
する。

第７図は第五の実施例を示す説明図である。

この実施例においては、円筒状仮焼室１の長軸方向の中
央部に喉部１４が形成されている。

従って。仮焼室１は、喉部１４によって１人と１Ｂの王
室に区分される。

この場合は、喉部１４の存在によって仮焼室１Ｂの底部
にも原料を含んだ酸素含有ガスの渦流が生じ、その結果
再度原料濃度の高いゾーンが形成され原料とガスとの熱
交換が助長され、全体として熱効率を向上することがで
きる。

特に、この実施例は、仮焼反応の速度が比較的遅いため
、原料の滞留時間を延長する必要がある原料の場合に適
している。

なお１図示してはいないが上部の仮焼室１Ｂにもバーナ
１３を設けてもよいし、また、喉部１４を三箇所以上設
けて仮焼室を王室以上に区分してもよい。

第８図は第六の実施例を示す説明図である。

この実施例においては、円筒状仮焼室１の長軸方向の中
央部に適宜の形状と大きさの邪魔板１５が設けられてい
る。

この場合は、原料が仮焼室１内のガス中央流によって流
され短時間で原料排出管７から排出されることを防ぎ、
原料の仮焼室１内での滞留時間を長くし十分に仮焼する
ことができる。

第９図は第七の実施例を示す説明図である。

この実施例においては、ガス供給管６から分流管１６を
分岐させ、この分流管１６の先端をバーナ１３の一次空
気送入管１２に連結しである。

上記分流管１６の基端部１７にダンパ１８を設けるとと
もに、上記−天空気送入管１２にもダンパ１９を設けで
ある。

この場合は、運転開始時には、ダンパ１９を開いて専用
の送風機からの冷風を一次空気として流入させるが、通
常の運転時には、上記ダンパ１９を閉じダンパ１８を開
き仮焼室１内と上記分流管１６の基端部１７との静圧差
により。

ガス供給管６内の高温酸素含有ガスが一次空気として供
給される。

従って、この時は上記送風機は運転しなくても一次空気
を確保できる。

なお、上記第一の実施例から第七の実施例までを適宜組
み合わせ実施することもできる。

例えば。第７図において酸素含有ガス供給管６に原料供
給管８及びバーナ１３を設け、仮焼室ＩＡ、ＩＢの側壁
周囲に複数個の原料供給管８及びバーナ１３を設けても
よい。

本発明は以上のように構成され、仮焼室へ流入する手前
で酸素含有ガス供給管６中に粉粒体原料を投入するので
、上記ガス供給管６中で原料と酸素含有ガスとの混合が
行なわれ、仮焼室１内を混合ゾーンとして使用すること
がなくなり、仮焼室１の容積が相対的に大きくなり、仮
焼効率を高めることができる。

特に、上記ガス供給管６中にも燃料を供給するので、仮
焼室１内へ原料が流入する前からある程度仮焼反応が進
行し、仮焼室内へ入ると同時に仮焼反応か起ごろので、
仮焼室１の全内容積を仮焼反応空間としてオリ用でき、
仮焼室の容積当りの仮焼効率を大幅に向上できる。

また。仮焼用燃料は、仮焼室１の底部の原料が懸濁され
て原料濃度か高くされたゾーンに供給されるので。

その燃焼熱が直ちに原料に吸収され、仮焼反応の熱効率
を向上することができるとともに、仮焼室内側壁の局部
過熱をなくシ、仮焼室１の耐火ライニングの損傷や、ア
ルカリコーチングの付着等を防止することができる。

さらにまた、上述の燃料の燃焼熱が原料に直ちに吸収さ
れることから、仮焼反応を比較的低温に抑えることがで
き、環境汚染の源の一つである窒素酸化物の発生量を抑
制することができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による仮焼装置の第一の実施例を示す説
明図、第２図ないし第４図は第二の実施例を示す説明図
、第５図ないし第９図はそれぞれ第三ないし第七の実施
例を示す説明図である。 １・・・・・・円筒状仮焼室、２・・・・・・底壁、３
・・・・・・頂壁。 ４・・・・・・入口、５・・・・・・出口、６．６’・
・・・・・酸素含有ガス供給管、７・・・・・・原料排
出管、８．８’・・・・・・原料供給管、１０・・・・
・・側壁、１３，１３’・・・・・・バーナ。 １４・・・・・・喉部、１５・・・・・・邪魔板、１６
・・・・・・分流管。 １Ｂ、１９・・・・・・ダンパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温の酸素含有ガス流を円筒状仮焼室の内部へ導入
   し、この仮焼室内で仮焼用燃料を燃焼させ。 上記仮焼室内で浮遊する予熱粉粒体原料を仮焼する方法
   において、予熱粉粒体原料の全部又は一部を、上記仮焼
   室へ高温の酸素含有ガス流を導入する酸素含有ガス供給
   管中へ投入し、仮焼用燃料を。 上記原料が上記ガス流とともに仮焼室内へ流入して生ず
   る渦流により懸濁されて原料濃度が高くされた仮焼室底
   部と上記ガス供給管中とに供給することを特徴とする粉
   粒体原料の仮焼方法。 ２ 予熱粉粒体原料を、酸素含有ガス供給管中と円筒状
   仮焼室の側壁から上記仮焼室内とに投入するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉粒体原
   料の仮焼方法。 ３ 截頭円錐形をした底壁および頂壁を有する円筒状仮
   焼室と、この仮焼室の底壁に穿設された入口に接続され
   た酸素含有ガス供給管と、上記仮焼室の頂壁に穿設され
   た出口に接続された原料排出管と、上記仮焼室内へ予熱
   粉粒体原料を供給する原料供給管と、上記仮焼室内へ仮
   焼用燃料を供給するバーナどからなる粉粒体原料の仮焼
   装置において、原料供給管を上記ガス供給の途中に連結
   し。 バーナを上記仮焼室の側壁下部と上記ガス供給管に連結
   された原料供給管の上方にて上記ガス供給管とにそれぞ
   れ斜下方に傾斜させて連結したことを特徴とする粉粒体
   原料の仮焼装置。 ４ 原料供給管を、酸素含有ガス供給管と円筒状仮焼室
   の側壁とに設けたことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の粉粒体原料の仮焼装置。 ５ 円筒状仮焼室の側壁下部に設けられたバーナは、上
   記仮焼室の外周を等分割するように複数個設けられたも
   のである特許請求の範囲第３項又は第４項記載の粉粒体
   原料の仮焼装置。 ６ 円筒状仮焼室の長軸方向の中央部に喉部を形成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項ないし第５項の
   いずれかに記載の粉粒体原料の仮焼装置。