JPS606905B2 - セメント焼成方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セメント焼成方法及びその装置、特に焼成工
程において発生する高温の排ガス熱量を有効に利用する
ことを目的としたセメント焼成方法およびその装置に関
するものである。

一般に、セメント製造工程において焼成工程は最も重要
な工程であり、現在主流となっている仮競炉付きセメン
ト焼成装置においては、プレヒータの原料の投入、予熱
、仮暁炉内での仮競、ロータリーキルン中における焼成
競結、クーラー中における冷却、及び排出等の一連の過
程を経てクリンカーが完成されることは周知である。

そして仮暁炉から排出される廃ガスは一般に８００ｑＣ
〜９００ｏｏと高温のため、プレヒータに投入さ０れた
原料と３〜４回熱交換し、子熱された原料は仮焼炉へ投
入され、また３００〜４００ｑｏになった排ガスは最上
段サイクロンで原料と分離され、誘引排風機により排出
される。

上記した従来方式について第１図によって説明夕する。

図において、１はロータリーキルンであって、前記ロー
タリーキルン内で燃料の燃焼により生じた高温の排ガス
は、キルン排ガス導管２を経て仮暁炉３に導入される。
そして前記高温の排ガスは仮嬢炉３内においてバーナ４
から供給される０燃料と、燃焼用空気導管５を介して供
給されるクリンカー冷却装置からの高温空気により生じ
た燃焼ガスと混合された後、仮暁されたセメント原料粉
末を分離するためのサイクロン６を経て順次その上段の
サイクロン７，８，９へと導かれ、そのタ間にセメント
原料粉末との熱交換が行なわれて排ガス温度を低下させ
、誘引排風機１０によって排出されるようになっている
。ここでサイクロンの段数は建設費、熱効率及び操業電
力等を勘案し、経済性の観点から従来より４段が採用さ
れており、最近に至り５段のサイクロンも一部で稼動し
ている。

しかしながら誘引擬風機１０を介して排出される最上段
サイクロン９からの排ガスは、そのガス温度が３００〜
４００ｏｏ程度であり、保有熱量の一部が原料の乾燥に
利用されるが、余った熱量はそのまま無駄に棄てられて
いるのが現状である。

そこで上記の如く無駄に棄てられている熱量を減少させ
、熱効率を向上させる手段として更にサイクロンの段数
を増加させる方法も考えられるが、前記サイクロンを増
加させると、仮焼炉及びサイクロンを含む子熱装置の架
横高さが大となって建設費が著しく増加するばかりか、
更に排ガスの圧力損失が増加し、誘引排風機の消費電力
が増大する等の問題がある。

一方、最上段サイクロンから排出される排ガスを廃熱回
収装置に導き「水その他の媒体と熱交換させ、これを重
油の加熱及び冷暖房等に利用することも考えられるが、
セメント製造工程においてはそれ程多くを必要としない
。

即ち、電力を多量に消費するセメント製造工程にあって
は、廃熱を回収した媒体を蒸気の形でタービンに導き、
前記タービンに連結された発電機によって電力に変換す
るのが最も望ましい。しかしながらサイクロン段数が４
段又は５段の従来方式による仮焼炉付きセメント焼成装
置を用いて発電を行なおうとする場合、最上段サイクロ
ンより排出される排ガス温度が前記の如く３００〜４０
０ｏ０と比較的低く、しかも排ガスの保有する熱量から
原料の乾燥に必要な熱量を差引し、た熱量「即ち、発電
に利用可能な熱量がクリンカーｌｋ９当り３０〜７０Ｋ
ｃａｌ程度と少ないために発電出力が低い。

従って比較的クリンカー生産量の多い大型のセメント焼
成装置以外では、廃熱回収装置を含む発電設備の建設費
が割高になるという問題があって、中４・規模のセメン
ト焼成装置への適用は経済性の面から困難である。本発
明は上記問題点を解決することを目的としてなされたも
のであり、セメント焼成装置としての性能を従来と比較
して全く損なうことなく、しかも比較的小規模装置にお
いても経済的な廃熱回収発電が可能なセメント焼成方法
及びその装置を提供することを目的としている。

以下図面を参照しつつ実施例を説明する。

第２図は本発明によるセメント焼成方法及びその装置を
説明するための一実施例構成図、第３図はサイクロン段
数と発電出力との関係を示す特性図、第４図はサイクロ
ン段数と発電コストとの関係を示す特性図である。第２
図において「図中の符号１なし、し８及び１０，１１，
１２は夫々第１図に対応している。

１３はボィラであって最上段サイクロン８と誘引８Ｅ風
機１０との間にもうけられる。

１４は蒸気管であって蒸気タービン１５に接続され、前
記ボイラー１３からの蒸気をタービン１５に供給する。

１７は発電機であってシャフト１６を介しててタービン
１５に接続される。１８はバイパス導管であってボィラ
１３をバイパスして誘引榎Ｅ風機１０との間にもうけら
れる。

１９はダンパであってバイパス導管１８にもうけられ、
譲引費Ｅ風機１０１こ流入する排ガス温度が原料の乾燥
に支障をきたさないように、原料水分の変化に応じて開
閉制御される。

上記構成から明らかな如く「サイクロン段数が３段であ
り、しかも最上段にあるサイクロン８から直接ボィラ１
３に接続される一連の工程を有している。

したがってロータリーキルンーから排出される１０００
〜１２００ｏｏの高温のキルン排ガスは、キルン排ガス
導管２を介して一旦、仮焼炉３へ導入される。

前記仮暁炉３には図示しないクリンカー冷却装置から抽
出された高温の燃焼用空気が燃焼用空気導管５を介して
供給されると共に、バ−ナ４から燃料が供給されて燃焼
が行なわれ、前記キルン排ガスと十分混合されて原料粉
末の仮蛾が行なわれる。そして仮焼炉３から排出される
８００〜９０ぴ○の排ガスは原料粉末と共にサイクロン
６に流入し、前記サイクロン６において原料粉末は排ガ
スと分離され、原料導管１２を介してロータリーキルン
ーに供給される。一方、排ガスは更に上段にもうけられ
たサイクロン７，８を順次通過し、その間に原料供給装
置１１から供給される原料と熱交換される。なおサイク
ロンを３段とすることにより、仮暁炉３に投入される原
料粉末の温度は低下するが、発明者らの実験により、前
記仮暁炉３内の温度を４段サイクロンの場合に鮫でて１
０〜２０℃上昇させることにより原料粉末の仮競率を従
来と変化しないで運転でき、かつ生産量も低下しないこ
とが判明した。この場合、３段目‘こもうけられた最上
段サイクロン８を出る排ガス温度は４００〜５００ｑｏ
であって、これが前記サイクロン８と誘引排風機１０と
の間にもうけられたボイラー１３を通過する際、給水管
２川こよって供給される水と熱交換して蒸気を発生させ
、蒸気管１４を介してタービン１５を駆動させ、更に出
力軸に直結または減速機を介してＺ連結された発電機１
７を回転させる。

第３図は上記セメント焼成方法及び装置によるクリンカ
ー生産量と発電出力との関係をサイクロン段数をパラメ
ーターとして示した特性図である。

即ち、上記した如く、最上段サイクロンからＺの排ガス
温度は４００〜５００ｏｏとなって、従来方式による４
段又は５段のサイクロンの場合に比し１００〜２０００
０温度上昇する結果、第３図々示の如く熱量が大幅に増
加し、焼成工程に要する全操業電力をまかなうことがで
きることは勿論のこと、余った電力は原料工程または仕
上工程にて使うことが可能である。第４図はクリンカー
生産量と発電コストとの関係をサイクロン段数をパラメ
ーターとして示した特性図であり、図からわかる如く設
備の減価償却費、人件費を含む発電コストは充分低下し
、安価な電力が得られる結果、中小規模のセメント焼成
装置においても経済的に成り立つことが確認できる。

以上説明した如く、本発明によればサイクロン段数を３
段としてボイラーに接続すると共に、仮競温度を１０〜
２０ｏｏ上昇させるよう構成した一連の工程としたので
クリンカーの生産量及び品質を低下させることなく、セ
メント製造工程に必要な電力を安価、かつ無公害に得る
ことができることは勿論、下記の如き数々の効果を奏す
る。

‘１｝ サイクロンを３段としたので従来焼成装置に比
して建設費を少くすることができる■ 最上段サイクロ
ンと譲引排風機との間にボィラを設置することにより、
排ガスの圧力損失は増加するが、ボィラを出た後の排ガ
ス温度は２５０００前後に低下するので、結果として誘
引排風機の所要電力を少なくすることができ、かつ排風
機の寿命の大幅延長が可能となる。

糊 サイクロンを３段とすることは燃料消費量の増加を
もたらすが、これによる損失は上記各利益に比べてはる
かに少なく、セメント製造原価を大幅に低減させること
ができる。‘４） クリンカ−の生産量及び品質は従来
方式のものと全く同じに維持できる。

（５１ 仮暁炉付セメント焼成装置は硫黄酸化物及び窒
素酸化物が少ないことが周知であるが、この特徴はサイ
クロン段数を３段にしても変らない。

従って重油、石炭のような燃料を使用する通常の火力発
電設備あるいは内燃機関による発電設備のように脱硫装
置や脱硝装置を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の仮焼炉付きセメント焼成装置の説明図、
第２図は本発明によるセメント焼成方法及びその装置を
説明するための一実施例構成図、第３図はサイクロン段
数と発電出力との関係を示す特性図、第４図はサイクロ
ン段数と発電コストとの関係を示す特性図である。 １……ロータリーキルン、２……キルン排ガス導管、３
・・・・・・仮焼炉、４…・・・バーナ、５・・・・・
・燃焼用空気導管、６，７，８，９・・・・・・サイク
ロン、１０・・・・・・議引接Ｅ風機、１ １・・・・
・４原料供給装置、１２・・・・・・原料導管、１３…
…ボィラ、１４……蒸気管、１５…・・・タービン、１
６……出力軸、１７・・・夕・・・発電機、１８・・・
・・・バイパス導管、１９・・・・・・ダンパ、２０・
・・・・・給水管。 第１図 第２図 鰐３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数段のサイクロンを介して順次原料を予熱し、仮
   焼炉によって燃焼ガスと混合した後、ロータリキルンに
   て焼成焼結するようにしたセメント焼成方法において、
   前記サイクロン段数を３段として最上段サイクロンから
   の排出ガス温度を上昇させることにより、廃熱回収装置
   にて熱交換させて発電すると共に、前記仮焼炉出口温度
   を従来方式の場合よりも１０°〜２０℃上昇させること
   を特徴とするセメント焼成方法。 ２ 複数段のサイクロンを介して順次原料を予熱し、仮
   焼炉によって燃焼ガスと混合した後、ロータリキルンに
   て焼成焼結するようにしたセメント焼成装置において、
   原料予熱のために設けた３段構成のサイクロンと、最上
   段に設けたサイクロンと誘引排風機との間に設けたボイ
   ラーと、前記ボイラーからの蒸気が供給される発電設備
   と、ロータリキルンからのキルン排ガスと焼成用空気と
   バーナからの供給燃料にて焼成が行なわれる仮焼炉を夫
   々備え、前記仮焼炉の出口温度を従来方式の場合よりも
   １０°〜２０℃上昇させるよう設定したことを特徴とす
   るセメント焼成装置。