JPS62112986A - 仮焼炉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】 「産業上の利用分野」 この発明は、仮焼炉付原料粉末予熱装置に関し、特にた
とえばセメント原料、アルミナ原料又は石灰石粉末等の
粉粒体原料の焼成に用いられる仮焼炉付粉末予熱装置に
関する。

「従来技術」 この種の仮焼炉付原料粉末予熱装置については、先に本
願出願人が創案したものであって、既に先願の特願昭５
１−１８８３９４号として出願したものがある。まず、
第４図および第５図を用いて、この出願に供された仮焼
炉付原料粉末予熱装置の概略を説明する。

第４図はセメント原料粉末を予熱、仮焼、焼成、冷却す
る工程を示す線図的系統図で、図中の実線矢印は熱風の
流れを、又破線矢印は原料粉末の流れを示している。

この装置は、主として、原料粉末予熱用のサイクロン等
の粉末分離器Ｃ，−Ｃ３を縦方向に配列してなる予熱装
置１．原料粉末排出口を後述する焼成炉３の入目輪環１
２に接続した分離サイクロンＣ１を付属する仮焼炉２．
クリンカ焼成用のロータリキルン等の焼成炉３．及びク
リンカ冷却装置４より構成されている。

このようなセメント原料焼成装置では、投入シュート５
より投入された原料粉末は、粉末分離器０１〜Ｃ１を経
由しながら順次降下する。これに対して、焼成炉３及び
この焼成炉３の入目輪環１２に連通して設けられた仮焼
炉２から排出される高温の排ガスは、誘引通風４１３１
８によって吸引されて原料予熱装置１内を上昇する。従
って、ダクト７内及び粉末分離器ｃ、−Ｃ，内において
、原料粉末と高温ガスとの混合、熱交換および分離が繰
り返される。

予熱された原料粉末は、原料予熱装置１から予熱原料シ
ュート１４を通って仮焼炉２へ導入される。′仮焼炉２
にはクリンカ冷却装置４に連通する抽気ダクト１３が接
続され、クリンカ冷却装置４において生じた高温空気は
仮焼炉２に導入される。

仮焼炉２では、この高温の燃焼用二次空気と、独自に専
有するバーナ６、から燃焼用−次空気と共に供給される
燃料とによって燃焼が起こり、その燃焼熱と焼成炉から
導入された排ガスのもつ熱を受けることにより原料粉末
が仮焼される。

こうして、仮焼された原料粉末は、仮焼炉２の燃焼ガス
出口２１側に接続されている分離サイクロンＣ◆に燃焼
ガスと共に入って分離された後、仮焼原料シュート１５
を介して入口端Ｗｉ１２に送られ、焼成炉３に導入され
る。次いで、原料粉末は、焼成炉３の下端側に設置され
ているバーナ６ｔ。

から供給される燃料の燃焼熱により、焼成炉３内で必要
な熱処理が施されて、クリンカになったのち冷却装置４
で冷却される。

尚、クリンカ冷却用の空気は押し込み送風機１０によっ
て供給され、クリンカと熱交換を行って昇温した空気の
一部は、上述の如く仮焼炉２及び焼成炉３に分配導入さ
れるが、余剰の空気は誘引通風ｆｉ９により排出される
。そして、クリンカ冷却装置４から出たクリンカはコン
ベヤ１１によって次工程へ搬出される。

第５図は、第４図における仮焼炉付近の構成をより詳細
に示す概念図であって、直接的に本発明の背景となる部
分を示し、これらの図により仮焼炉の構造及び機能を説
明すると次の通りである。

即ち、仮焼炉２は略円筒状竪型で、絞り部２ｃを境にし
て互いに連通した下方の燃焼室２ａと上方の混合室２Ｉ
、とから構成されている。燃焼室２１１の下端は、下方
に向けて漸時断面を縮小する逆円錐体状部となっており
、・開口２Ｊにより入目輪環１２を介して焼成炉３に接
続されている。

また、燃焼室２ａの下部側壁には、その半径方向又は接
線方向に、クリンカ冷却装置４から高温の燃焼用二次空
気を案内する抽気ダクト１３が開口２ｅを介して接続さ
れており、当該抽気ダクト１３の天井壁が燃焼室２．の
側壁と接合する付近番には、燃焼室２８番こ流入する高
温空気に指向して、−次空気と共に燃料を吹き込むバー
ナ６ａが設置されている。そして、燃焼室２８及び混合
室２ｂには、原料予熱装置１の最下段の粉末分離器Ｃ９
に連通する一対の予熱原料シュート１４（３６゜４０）
がそれぞれ接続されており、一方混合室２Ｌの燃焼ガス
出口２１は、分離サイクロンＣ吟に接続されている。

このうち、予熱袋Ｗ１の最下段の粉末分離器Ｃ３は、細
粉分離器３２と粗粉分離器３４とからなり、細粉分離器
３゛２の円筒状外周壁部には、第６図に示す如く開口部
３０が形成され、この開口部３０にはポケット状の粗粉
分離器３４が付設されている。

この場合、細粉分離器３４では、細粉分離器３２内に生
じる旋回気流に乗って旋回しつつ下方へ移動する原料の
うち、比較的粒度が粗く大きな遠心力を受ける粗粉原料
を、細粉分離器３２から前記開口部３０を通して粗粉分
離器３４へ捕捉できるように構成されている。

また、比較的細い粒度の原料粉末は′、細粉分離器３２
の内側を通り、前記旋回気流に乗って細粉分離器３２の
逆円錐体状部３３に降下し、ここで気流の旋回半径が小
さくなることにより遠心力が強化され、捕捉されて細粉
分離器３２の下端から排出される。

次いで、粗粉分離器３４には、第５図に示す如く、その
下端番こ逆円錐体状のテーバ部３５が形成され、その下
端に接続された粗粉シュート３６は、後述する細粉シュ
ート４０と共に第４図示の一対の予熱原料シュート１４
を構成するものであって、燃焼室２ａの側壁に設けられ
た粗粉供給部３７に接続されている。また、細粉分離器
３２の細粉原料出口３８と混合室２＋、の側壁に形成さ
れた細粉供給部３９とは、適宜細粉シュート４０により
接続されている。

従って、たとえば、第５図に示す仮焼炉付近の構成では
、仮焼炉２内の燃焼ガスが混合室２＋、からガス導管２
６を通って分離サイクロンＣ＋へ導入され、ここで旋回
を生じたのち更にガスダクト７を経て、予熱装置！の最
下段粉末分離器Ｃ３の細粉分離器３２に供給され、ここ
で再度旋回気流を生じたのちガス排出口から上方段の粉
末分離器Ｃ２（第４図参照）へ排出されていく。

一方、上方段の粉末分離器Ｃ２によっ′ζ捕捉された粉
末原料は、原料シュート３１からガスダクト７に供給さ
れ、燃焼排ガスの流れに乗って細粉分離器３２へ導入さ
れる。ここで、細粉分離器３２の円筒内面を旋回下降す
る原料粉末中の比較的粒度の大きい粗粉が、粗粉分離器
３４へ放出され、粗粉シュート３６を通って仮焼炉２の
上流側の原料供給口である粗粉供給部３７へ供給される
。

また、粗粉分離器３４によって捕捉しきれない細粉は、
細粉分離器３２内における前、記旋回気流に乗って旋回
下降した後、細粉原料排出口３８から細粉シュート４０
を経て、仮焼炉２の下流側の原料供給口である細粉供給
部３９から仮焼炉２の混合室２ｔ、内へ供給される。

そして、このように構成される仮焼炉では、機能的に次
のような特徴を備えることができる。

■　燃焼室２．には、予熱原料の一部しか供給されない
ので、燃焼室２．内を高温に保持することができ、燃料
の燃焼性が向上する。

したがって、固体燃料や低品位燃料の使用にも適してお
り、又過剰空気が少なくてすむため、燃料消費が低減さ
れる。

■　燃焼室２ａへ供給された粗粉原料の仮焼を高温下で
行えるため、仮焼反応を促進できる。

なお、細粉原料については、仮焼炉２内の滞留時間が短
くなるが、仮焼炉２の上部となる混合室２ト及び分離サ
イクロンＣ，内で必要な仮焼反応を進行させることがで
きる。

「発明が解決しようとする問題点」 上述のような原料粉末予熱装置では、たとえば、高温排
ガスの一部が細粉シュート４０および粗粉シュート３６
を経由して仮焼炉２から短絡的に細粉分離器３２および
粗粉分離器３４へ上昇するのを防止するために、細粉シ
ュート４０や粗粉シュート３６には、適宜仕切弁４２お
よび４１を設ける必要がある。また、仕切弁４１．４２
から上の部分に、予熱原料粉末がこのシュート内に適当
高さに堆積して仕切効果を高めるための長さが必要とな
り、また同仕切弁４１．４２の下方又は上方に、シュー
ト３６．４０の熱膨張を吸収するための継手（図示せず
）が必要となる。

ところが、仮焼炉２の下側に接続されて比較的長い距離
を延びる粗粉シュート３６の場合はよいとしても、仮焼
炉２の上側に接続される細粉シュート４０の場合では、
上述のように細粉シュート４０が有すべき構成及び具備
すべき機能に基づき、予熱装Ｗ１の最下段となる粉末分
離器Ｃ３（細粉分離器３２）の仮焼炉２からの高さ方向
の位置■は、細粉シュート４０の必要長さによって規制
されることとなり、しかもその高さ方向の位置Ｖは、上
述のように相当高い位置に設けられることになって、予
熱装置全体が背高になるという問題が生じる。

またこの装置では、細粉分離器３２の水平方向の位置が
仮焼炉２の位置から離れ、その中心間距離Ｈが大きくな
ればなる程、シュートの傾斜部分は原料粉末の安息角よ
りも大きい傾斜をもたせる必要があるため、相対的に細
粉分離器３２を高く配置しなければならず、逆に細粉分
離器３２の位置を不必要に高くしないようにするには、
当該細粉分離器３２の細粉原料出口３８の水平方向位置
を出来るだけ仮焼炉２の側壁に近づけて配置する必要が
あり、このため細粉分離器３２の配置面で制約を受ける
という問題があった。

特に、粉末分離器Ｃ３の仮焼炉２からの相対的高さＶ及
び水平方向距離Ｈが既に決っている既設の予熱装置の場
合では、これらの制約によって、細粉シュート４０を追
加的に接続することが困難となり、前記したように最下
段の粉末分離器Ｃ３で仮焼原料を粗粉と細粉とに分離し
て仮焼炉に供給することに優れた長所があるにもかかわ
らず、これらの技術を通用することができないという不
便な点があった。

「発明の目的」 それゆえに、この発明の主たる目的は予熱装置の最下段
に位置する粉末分離器（ｍ粉分離器）の高さ位置を低く
することによって、装置全体の背を低くすることができ
る仮焼炉付原料粉末予熱装置を提供することである。

また、この発明の他の目的は、予熱装置の最下段に位置
する粉末分離器（細粉分離器）の高さ位置を高めること
なく、当該粉末分離器の水平方向位置に融通性をもたせ
ることのできる仮焼炉付原料粉末予熱装置を提供するこ
とである。

更にまた、この発明の他の目的は、既設の予熱装置に対
し”ζも容易に適用可能の仮焼炉付原料粉末予熱装置を
提供することである。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明が採用する主たる
手段は、少なくとも１つの粉末分離器を装備した予熱装
置と、原料粉末の流れ方向に見て、前記予熱装置と焼成
炉との間に配置され、分離サイクロンを付属する仮焼炉
とを有する仮焼炉付原料粉末予熱装置において、前記予
熱装置の最下段に配置した粉末分離器は、前記仮焼炉に
粗粉原料を送るための粗粉分離手段と、同仮焼炉に細粉
原料を送るための細粉分離手段とを具備し、前記仮焼炉
には、炉内原料粉末の流れ方向に見て下流側となる前記
仮焼炉の上部側壁に上端を接続し、前記仮焼炉の上部に
適宜熱風を送り込む搬送ダクトを接続してなり、前記細
粉分離手段に一端が接続された細粉シュートの他端を上
記搬送ダクトの途中に接続し、前記粗粉分離手段に一端
が接続された粗粉シュートの他端を前記仮焼炉に対する
搬送ダクトの接続位置よりも、炉内原料粉末の流れ方向
に見て上流側に接続してなる点である。

「作用」 予熱装置の細粉分離器から仮焼炉の下流側（上側）に細
粉シュートを介して供給される細粉原料は、上端を仮焼
炉の下流側に接続した搬送ダクトに一旦供給され、搬送
ダクト内を上部する高温気流に乗せられて、気流と共に
仮焼炉内に搬送される。これによって、細粉原料を直接
的に仮焼炉に供給する場合における細粉シュートの仮焼
炉への接続位置に対し、搬送ダクトを介して間接的に仮
焼炉に供給する場合における細粉シュートの搬送ダクト
への接続位置の方が下位に設定され、又細粉分剤器が仮
焼炉から水平方向に多少隔って配置される場合にも、細
粉シュートを搬送ダクトに接続するのが比較的容易とな
る。

「発明の効果」 この発明によれば、予熱装置の最下段粉末分離器（細粉
分離器）の設置高さを低くすることができるので、予熱
装置全体の高さを低くすることができる。

また、予熱装置の最下段粉末分離器の高さ方向位置を高
くすることなく、当該粉末分離器の水平方向での設置位
置に融通性を持たせることができる。

従って、最下段粉末分離器と仮焼炉との高さ方向及び水
平方向の相対位置が予め決まっている既設の予熱装置に
対しても、比較的容易に適用可能となる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及び利点は
図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層
明らかとなろう。

「実施例」 第１図はこの発明の一実施例にがかる仮焼炉付原料粉末
予熱装置の仮焼炉付近の構成を概略的に示す系統図、第
２図は第１図示の実施例装置の変形例を概略的に示す系
統図、第３図は第１図示の実施例装置の他の変形例を概
略的に示す系統図である。

なお、以下の実施例はこの発明の一具体例に過ぎず、こ
の発明の技術的範囲がこの実施例によって限定されるも
のではない。また、第５図に示した仮焼炉付近の構成と
共通する要素には同一の符号を使用して説明する。

第１図において、この予熱装置の場合、第５図に示した
同装置に比べて異なる点は、上端４３゜が仮焼炉２′上
部の混合室２らに接続され、且つ下端４３ｂが焼成炉３
の入口＃Ｎ１２又は該入口端ｆｉｌ１２から仮焼炉２′
に至る間の排ガスダクトに接続された搬送ダクト４３を
具備し、この搬送ダクト４３の途中に細粉供給部３９′
を介して細粉分離器３２の細粉原料排出口３Ｂから伸び
る細粉シュート４０が接続されている点である。そして
、この搬送ダクト４３には、焼成炉３からの高温排ガス
の一部が細粉原料の搬送ガスとして送り込まれる。

したがって、この予熱装置では、このような構成をとる
ことによって、予熱装置の最下段に位置する粉末分離器
Ｃ３を構成する細粉分離器３２からの細粉原料が一旦搬
送ダクト４３に供給されることになる。そして、この搬
送ダクト４３に供給された細粉原料は、搬送ダクト４３
内を上昇する焼成炉３からの高温排ガスによって仮焼炉
２′の混合室２ｔ、に送り込まれる。

このとき、前記第５図示のように、細粉シュート４０を
介して、細粉原料を直接仮焼炉２に供給する場合の仮焼
炉２への供給位置３９よりも、第１図に示す搬送ダクト
４３を介して、細粉原料を仮焼炉２′に供給する場合の
搬送ダクト４３への供給位置３９′の方が十分に低く設
定され得る。

ｌに れに応じて、仮焼炉２′番二対する粉末分離器Ｃ３（細
粉分離器３２）の相対的高さＶ′が低く設けられる。

しかも、仮焼炉２′の側面から離れて装備される搬送ダ
クト４３に、細粉シュート４０が接続されるので、搬送
ダクト４３の水平方向での取り付は位置に応じて、仮焼
炉２′と細粉分離器３２との間の水平方向における中心
間比ＭＨ’が大きくても、細粉シュート４０を搬送ダク
ト４３に比較的容易に接続することができ、従って仮焼
炉２′に対する細粉分離器３２の水平方向における配置
において、融通性が与えられる。

なお、この実施例では、焼成炉３から仮焼炉２′へ供給
される高温排ガスの一部が、燃焼室２１を迂回して直接
混合室２らに導入されるので、燃焼室２．への供給ガス
の平均酸素濃度が上昇し、燃料供給装置６１から燃焼室
２８に供給される燃料の燃焼性がより一層改善される。

次に、第２図を参照して、第１図示の実施例装置の変形
例を説明する。この変形例では、まず、搬送ダクト４４
の下端４４．が冷却装置から仮焼炉２′へ燃焼用空気を
案内する抽気ダクト１３に直接接続され、仮焼炉２′で
の燃焼用空気の一部が細粉原料の搬送ガスとして利用さ
れる。

このような配置によれば、燃焼室２ａでの燃料の燃焼が
酸素不足の状態で行われるため、燃焼時のＮ０ｘ（窒素
酸化物）の発生が著しく減少するのみなく、仮焼炉２′
に導入される焼成炉３からの排ガス中のＮＯｘの低減に
も効果的である。なお、燃焼室２１で発生する不完全燃
焼ガスは引き続いて混合室２ｂに導入され、搬送ダクト
４４を通して供給される残りの燃焼用空気と混合して完
全燃焼される。この際、燃焼室２Ｒと混合室２トとに導
入される燃焼用空気の量的比率は、抽気ダクト１３に設
けたダンパ１３．により調節される。

また、この変形例では、粗粉分離器３４と細粉分離器３
２の出口側ガスダクト７ａとが、ダンパ４５、を備えた
短絡ガスダクト４５を介して連通されている。これによ
り、接続ダクト７→細粉分離器３２→粗粉分離器３４→
短絡ガスダクト４５−出口側ガスダクト７ａの順に流れ
る短絡ガス流が生じる。したがって、粗粉分離器３４に
捕捉される粗粉原料の量的比率が増加すると同時に、短
絡ガス量に応じて、細粉分離器３２の圧損が減少する。

この場合、短絡ガス量はダンパー４５．により制御され
る。

更に、細粉シュート４０がその適宜中間位置において分
岐され、この分岐部４０ｃに設けられた分配弁（図示せ
ず）から、搬送ダクト４４に接続される細粉シュート４
０６と、仮焼炉２′の燃焼室２１１に接続される細粉シ
ュート４０トとに分けられている。従って、このような
配置によれば、細粉原料の一部が細粉シュート４０ｂか
ら燃焼室２、に供給され、細粉シュート４０ａとの量的
比率が分岐部４０ｃに設けられた分配弁によって調節さ
れるので、燃焼室２１の温度が制御され得るという利点
がある。

なお、この変形例の場合、仮焼炉２′に対する粉末分離
器Ｃ３（細粉分離器３２）の高さ■“及び仮焼炉２′と
粉末分離器Ｃ３との中心間距離１１″については、第１
図示の実施例装置の場合と同様に設定され得るので、こ
こでの説明は省略する。

次いで、第３図を参照して第１図示の実施例装置の他の
変形例を説明する。この変形例は、燃焼用空気が仮焼炉
２“の下端に接続された抽気ダクト１３Ｉ、から導入さ
れ、焼成炉３からの排ガスが仮焼炉２“に導入されない
場合の適用例であり、たとえば、搬送ダクト４８の下端
４８ｂは仮焼炉２“の燃焼室２８に接続されている。な
お、焼成炉排ガスは、ダクト４９から図示しない別系統
の予熱装置に導入されるかあるいはそのまま系外に排出
される。

また、この変形例での粉末分離器Ｃ７は、細粉分離器と
してのサイクロン３２′と、差込み長さが調節可能の衝
突壁４７を備えた粗粉分離器４６とからなっている。

なお、上述の実施例装置において、搬送ダクト内に通す
搬送ガスとしては、焼成炉排ガス、クーラ抽気の他、系
外空気などが選ばれ、その種類は問わない。また、粗粉
分離器と細粉分離器から構成される予熱装置の最下段粉
末分離器の構造も適宜段重変更され得る。

更に、仮焼炉の種類、仮焼炉に対する搬送ダクトの本数
、或いは予熱装置の種１ｍ（系列数２段数）等について
も特に制限を受けることはない。

そして、上記それぞれの実施例装置に示す様に、仮焼炉
への搬送ダクト上端の接続部と、粗粉シュートの接続部
との間の仮焼炉側壁に絞り部を設けた場合には、仮焼炉
に供給した細粉原料が仮焼炉内上流側の粗粉原料供給部
まで落下して混合することがなく、また、該絞り部で消
費する圧力損失のため搬送ダクトの横断面積が小さくて
も、十分な量の搬送ガスを通過させることができるなど
多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの、発明の一実施例にかかる仮焼炉付原料粉
末予熱装置の仮焼炉付近の構成を概略的に示す系統図、
第２図は第１図示の実施例装置の変形例を概略的に示す
系統図、第３図は第１図示の実施例装置の他の変形例を
概略的に示す系統図、第４図はこの発明の背景となる仮
焼炉付原料粉末予熱装置を含む原料粉未焼成装置の線図
的系統図、第５図は第４図における仮焼炉付近の構成を
拡大し且つより詳細に示した要部系統図、第６図は第５
図に示すＡ−Ａ矢視図である。 （符号の説明） Ｃ１・・・粉末分離器　Ｃ１・・・分離サイフロント・
・予熱装置　　　２．２’　、２”・・・仮焼炉２ａ・
・・燃焼室　　　２ｂ・・・混合室２Ｃ・・・絞り部　
　　３・・・焼成炉３２．３２’・・・細粉分離器 ３４・・・細粉分離器 ３６・・・粗粉シュート　　４０・・・細粉シュート４
３．４４．４８・・・搬送ダクト ４６・・・粗粉分離器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの粉末分離器を装備した予熱装置と
   、 原料粉末の流れ方向に見て、前記予熱装置と焼成炉との
   間に配置され、分離サイクロンを付属する仮焼炉とを有
   する仮焼炉付原料粉末予熱装置において、 前記予熱装置の最下段に配置した粉末分離器は、前記仮
   焼炉に粗粉原料を送るための粗粉分離手段と、同仮焼炉
   に細粉原料を送るための細粉分離手段とを具備し、 前記仮焼炉には、炉内原料粉末の流れ方向に見て下流側
   となる前記仮焼炉の上部側壁に上端を接続し、前記仮焼
   炉の上部に適宜熱風を送り込む搬送ダクトを接続してな
   り、 前記細粉分離手段に一端が接続された細粉シュートの他
   端を上記搬送ダクトの途中に接続し、前記粗粉分離手段
   に一端が接続された粗粉シュートの他端を前記仮焼炉に
   対する搬送ダクトの接続位置よりも、炉内原料粉末の流
   れ方向に見て上流側に接続してなる仮焼炉付原料粉末予
   熱装置。 ２、前記搬送ダクトの下端が、前記焼成炉の入口端覆又
   は前記焼成炉の排ガスダクトに接続されてなる特許請求
   の範囲第１項記載の仮焼炉付原料粉末予熱装置。 ３、前記搬送ダクトの下端が、前記仮焼炉に燃焼用空気
   を供給する空気導管に接続されてなる特許請求の範囲第
   １項記載の仮焼炉付原料粉末予熱装置。 ４、前記搬送ダクトの下端が、前記仮焼炉内原料粉末の
   流れ方向に見て上流側の仮焼炉側壁に接続されてなる特
   許請求の範囲第１項記載の仮焼炉付原料粉末予熱装置。 ５、前記搬送ダクトの上端が接続される前記仮焼炉の下
   流側と、前記粗粉シュートが接続される前記仮焼炉の上
   流側との間に絞り部を形成してなる特許請求の範囲第１
   項乃至第４項のいずれかに記載の仮焼炉付原料粉末予熱
   装置。 ６、前記細粉分離手段が、側部に開口部を設けたサイク
   ロン状粉末分離器を含み、 前記粗粉分離手段が、前記開口部に接続されると共に、
   下部に粗粉原料の排出口を有するポケット部を含む特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の仮焼炉
   付原料粉末予熱装置。