JPS62258987A - セメント原料などの焼成装置 - 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 本発明は、焼成炉尻上に立設された仮焼炉を備乏たセメ
ント原料などの焼成装置に関し、特に、との仮焼炉の改
良に関する。

在米技術 従来のＣヅ規炉は、水平新面力Ｃｆｔ形または円形で・
あり、その高さ方向中間部は直筒状であるか、あるいは
１個所に絞りｆｌｌを有していた。

発明が′Ａ子決しようとｒる間石点 このような構造の仮焼炉では、例えば、低発熱（１，炭
あるいはオイルコークスのような代品位燃料を使用した
場合、それらの燃焼速度が遅いため、仮焼炉′内で殊焼
を完了させるに充分な滞留時間が不足する。その結果、
後段のダクトやサイクロン内での後燃え現象が発生し、
徘〃ス温度の上昇を米たし、また、未燃の燃料が原料と
ともにキルンへ送られることになり、燃料消費率の悪化
をもたらす。

一方、これら燃焼遅れに対処するためには、仮焼炉の容
積を大きくｒる方法もあるが、仮焼炉の容積を増加させ
ることは、仮焼炉の設＠費が窩むのみならず、サスペン
ションプレヒータ全体の高さら高くなる。この高さを制
限しようとすればダクト配・置が複雑とならざるを得ず
、これによる圧力損失の増加や、ダスト堆積量が増加す
るなどの問題が派生することになる。

本発明は上記問題点が派生することなく、低品位燃料を
使ｍしても完全燃焼が期待でさる仮焼炉を提供すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明の構成は次の通すとする
。すなわち、焼成が尻に立設して形成された仮焼炉に、
サスペンションプレヒータの下から′！段目のサイクロ
ンからの原料を投入するシュートが接続されてなるセメ
ント原料などの焼成装ｒｒＬ−二おいて、 前記仮焼炉は上下２個所に絞り部を持ち、この絞り部に
より下から順に高濃度噴流ｆｆＩ域と、完全＠焼領域と
、混合領域とに区分され、前記高濃度噴流領域は他の領
域に比べて小容積とされ、下部に第１の噴流層が形成さ
れるよう焼成炉徘〃ス噴入口が設けられ、また、該領域
には複数のバーナからの燃料の噴出口と、その燃料のｍ
焼用２次空気取入口と、該取入口の上方に、前記シュー
トからの原料の投入口が設けられ、下部の第１絞り部は
軸線方向に沿って一様の内径を有し、その上方の完全燃
焼Ｗｔｋａ、の下部に第２噴流層を形成し、完全燃焼領
域には２次空気取入口が２次２気を側壁に対して接線方
向に導入するよう設けられ、上部の第２絞り部は、周壁
に、軸線方向に沿うｇＩ数の拡散溝が設けられて、その
上方の混合領域下部に第３噴流層を構成し、混合領域は
前記サスペンションプレヒータの最下段のサイクロンと
接続され、スサイクロン内に導入された原料を焼成炉に
送入するようにしたことである。

作　　用 原料粉末が、サスペンションプレヒータの最上部のダク
トに投入されると、下方からの熱ブスに吹き上げられて
熱交換し、最上段のサイクロンで捕集され、それより下
段に設置された複数のダクト、サイクロンを経て、下か
ら２段目のサイクロンに至り、その間に６００〜７００
℃程度まで予熱され、原料中の石灰石は５〜１０％まで
脱炭酸される。下から２段口のサイクロンから原料粉末
はシュートを介して仮焼炉に導かれて略完全に脱炭酸さ
れる。こうして仮焼された原料は徘ガスとともにダクト
を経て最終段のサイクロンに至り、捕集されて焼成炉に
送入される。焼成炉では原料を焼成してタリンカとし、
冷却されて製品となる。

焼成炉内の熱ガスは、焼成炉尻から９００〜１１００℃
程度の４Ｊ＃〃スとなって仮焼炉の炉底に至る。

−力クリンカクーラから抽気された６００〜８０（）℃
程度の高温の燃焼用２次空気が２次空気ダクトから仮焼
炉内に導入される。仮焼炉がらの熱がスは前記ｙ１数の
ダクト、サイクロンの経路を経て原料粉末と熱交換した
のち、送風機により電気集塵機等を通って溝用排出され
る。

実施例 以下本発明を図面：二示す一実施例にもとづいて裏町す
る。ｍ１図はセメント原料の焼成装置の系統図である。

仮焼炉１０は、サスペンションプレヒータ２０と焼成炉
であるロータリキルン３０との間においてキルン尻３２
の直上にスロート部１４を介して立設配ｆａ　ｆ：れる
、第１図において原料粉末は、その経路が実線矢符で示
されるように、並列するダク）２１ａ＊２１１＋に投入
された後、下方からの熱ガスに吹き上げられて熱交換さ
れ、す、ｆクロン２２ａ、２２ｂで！＋Ｉｌ集されて下
段に落下し、このような過程を経て、ダク）２３ａ、２
３ｂ→サイクロン２４ｍ、２４ｂ−ダクト２５ａ、２５
ｂ−サイクロン２Ｇａ、２Ｇｂに至り、その結果、６０
０−７００℃程度よでＴ８され、がっ、原料中の石灰石
は５〜１０％程度まで脱炭酸される。サイクロン２０ａ
、２６ｂからの原料粉末は、シュート２７ＩＩ１２７ｂ
を介して略同−量が仮焼炉１０に導かれほぼ完全に脱炭
酸される。こうして仮焼された原料は、排ガスととも１
ニグクト２８を経てサイクロン２つに至り、ここで捕集
されてロータリキルン３０に送入される。ロータリキル
ン３０では原料がバーナ３１によって焼成されてタリン
カとなり、クリンカクーラ４０で冷却され、製品となる
。

熱〃スの経路は破線矢符で示される。ロータリキルン３
０の原料入口側、すなわち、ロータリキルン尻３２から
の９（）０〜１１００“Ｃ程度の燃焼排〃スはスロート
０１４を経て仮焼炉１０の炉底に至る。一方、クリンカ
クーラ４０から抽気された６００〜８００℃程度の高温
の燃焼７１２次空気は、ダストチャンバ５０から２次空
気ダクト５１を通り仮焼炉１０に至る。仮焼炉１０から
の熱〃スは、ダクト２８→サイクロン２９→グクト２５
ａ、２５ｂ→サイクロン２６ａ、２Ｇｂ−ダクト２３ａ
。

２３ｂ−、サイクロン２４ａ、２４ｂ−ダクト２１ａ、
２１１＋→サイクロン２２ａ、２２ｂの経路で導かれ、
原料粉末と熟文換して送風Ｉ蔑６０から電気集収手幾６
１を経て誘引排出される。

第２図は本発明にがかる仮焼炉１０の縦断正面を示し、
第３図は仮焼炉１０の平面を示し、第４図は第２図のＩ
Ｖ−ＩＶ断面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ断面図である
０以上の図においで、Ｖｉ焼炉１０は、キルン尻３２上
部の固定スｏ　　）　ｇｌ　４に接続された下部逆円ｔ
ＨＢ７１と、それから上方へ順に高濃度噴流領域を形成
する下部箭１！！’Ｉｓ　１１と、第１絞り部７２と、
完全燃焼頭載を形成する中日筒部１２と、第２絞りｆｓ
７３と、混合領域を形成する下部筒部１３と、上絞り部
７４とが立設されて成る。下部逆円錐部７１と下部筒部
１１の下部分とには、炉内へ燃料を噴射する複数のバー
ナ７５が円周方向又は接線方向に沿ってＦＦＡｉｚれて
いる。下部ｆｉｌｉｌｌの下部分および中日筒部１２の
下部分には、夫々側壁に対し、接線方向に２次空気ダク
ト５１がら分岐された空気グク）５２．５３が接続され
る。

下部筒部１１の前記２次空気の取入ロアロの上方に該取
入口と一本となってシュー）２７１＋の原料投入ロア８
ｂが、また、該投入ロア８ｂに対向する側の下部筒部１
１の上部分には、シュート２７ａの原料投入ロア　０ａ
が設けられる。これら両投入ロア８ａ、７８１＋は何れ
も、その軸心が水平面に対して５５度の傾斜角を有して
下向する。バーナ７５は１次空気吹込箭を具備してもよ
い、下部筒部１１は他の同径の中、下部筒部１２．１３
よりも小径または同径で円筒部良さが縮少されたものに
選定されている。

第２絞り部７３には、第４図示の如く円孔の四方に該孔
の軸心に沿う拡散溝７３１＋が設けられてなる。

高濃度噴流領域（下部筒部１１）において、バーナ７５
から送入される燃料は下部筒部１１が小径であるためそ
の中心付近まで達する。−力、原料粉末はこの領域の上
部および燃焼用２次空気取入部付近から投入され、キル
ンからの噴流が上部へ吹き抜けるのを阻止するとともに
、接線方向に導入された２次２気の旋回流が下向流とな
るのを助艮する。すなわち、焼成炉排ガス噴入口８０が
ら直進上昇されるキルン排ガスは、下部逆円！１部７１
の上方において破線矢符８１のように上下方向に旋回す
る噴流層を内壁に沿って環状に形成する。

側壁に対して接線方向に破線矢符７９のように送入され
る空気ダクト５２がらの２次空気は、内壁に沿って水平
方向に旋回する。原料投入口２７ａ。

２７１＋からの原料は取入ロアロからの２次空気よりも
上方から投入されるため、２次空気は下部逆円錐部７１
へ流下されて上昇が抑えられる。したがって、下部逆円
ｍ部の炉壁近傍には、高濃度の２次２気の旋回層ができ
る。この高濃度２次空気旋回Ｊ！Ｉにバーナ７５から燃
料が噴射されて燃焼帯７５ａが形成される。原料は、２
次空気の水平旋回流かキルン排ガスの上昇噴流に接して
上昇速度の遅くなった部分に流れるので、燃焼帯７５１
１を−・点鎖線８３のように覆い、こうして仮焼反応室
Ｉ？１１８２が形成される。そのため原料は、燃焼帯７
５ａをキルン排ガスに対してンールし、安定がつ速やか
な燃料の燃焼酸化を可能とする。原料は２次空気と均一
にｉｎ合されて火炎に接触するので、効率よく仮焼され
、燃料による燃焼熱を直ちに吸収する。そのため炉壁は
局部加熱を生ずることなく比較的低温に保持され、また
、Ｎ　Ｏｘの発生量が低減される。

仮焼反応空間８２において所望の脱炭１！２率にまでｇ
Ｊｉ焼された原料は、噴流層８１よりも上方へ水平方向
に旋回しながら上昇するが、上方には第１絞り部７２が
形成されているので、キルン排ガスの中心流が絞られる
。取入ロアロからの２次′！Ｉ！気の旋回流によっても
また、キルン排ガスの中心流が絞られる。したがって、
キルン排ガスが万円筒部１１を吹抜けてしまうことが防
がれ、下回筒部１１内において高温ガスと原料との流れ
が乱れて両者が激しく混合し、かつ、万円筒部１・１内
での原料の滞留時間が長くなる。さらに、絞り部７２に
よって万円筒部１１の内圧が高くなり、＠規効率が向上
し、Ｆｌ論燃焼に近づく、こうして万円筒部１１におい
て高効率の熱交換が達成される６第１絞り部７２は、中
周筒部１２内において上下刃向に旋回ｒる第２の噴ンｉ
コｗＩ（矢符３６）を形成ｒるとともに、空気ダクト５
３がらの２次空気）二より水平方向・＼の旋回流（矢符
８７）も（−Ｆ　ｔ３−される。

絞り部７２は、中口筒部１２内・＼送られた原料が元の
下田０３１Ｓ１１内へ再落下しないだけの内径と長さを
有する。したがって、高濃度噴流領域は１Ｍに・定の高
濃度に保たれるため、原料のスロート部１４・＼の直落
や詰りの問題は発生しない。

高濃度噴流領域（万円筒部１１）で燃焼をＥｌ始した燃
料は、完全燃焼領域（中周筒部１２）に入り、前記空気
ダクト５３から接線方向にユ、７人される２次空気によ
る水平方向旋回流と、上下に設けられた絞り部７３．７
２によって付−ダ、される前記上下方向旋回流の撹拌作
用を受けて、充分な滞留時間を鍔て、完全な燃料の燃焼
が達成される。

第２絞り１％７３には四方に軸心方向に沿う拡散溝７３
１＋が設けられたため、完全燃焼領域（中周筒部１２）
から送られる原料ｉｕ合徘〃スは；ｒＬ会頭域（１円１
２部１３）内に拡散し、濃度が周方向に不均一となる。

すなわち、拡散ｒ！ｔ７３Ｉ）を通って上昇干る原料混
ひ碧〃スは破線・矢符８４で示されるように混合領域内
においで半径方向外力へ向かって流れ、円孔内周面７３
１１を通るそれは、破線矢符８５の如く内方へ向いて流
れ、更に原料とガスとの混合が高められ、熱交換が有効
となる。また゛、脱炭、ｌ！２が充分に行なわれなかっ
た比重の大きい原料は、訊ｉ２絞り部７３がら完全燃焼
領域に再落下するが、゛この拡散溝７３ｂ、によってそ
の落下が一様でなく、分散するため、熱交換効率がさＣ
）に高められ脱炭酸率も向上する。

これら第１、第２絞り部７２．７３はその火ささを、適
当に選＋Ａｉことによってこれら絞り部を通過するガス
速度が設定されることとなり、原料投入口２７ａ、２７
ｂからの原料のうち、万円筒部１１において分へイされ
た比重の小さいＣａＯなと・のみを上進させ、未分解の
比重の大きいＣａＣ０，’のみが矢符８８，８９のよう
に下方の円０部へ降下して、再度加熱されるようにする
ことが可能であワ、原料を完全；二分解ｒることができ
る。

上回筒部１３の上部に設けられた上絞り部７４は、第２
絞り部との間に上回筒部１３内で混合空間を形成するた
めのらのである。第２絞り部を上５、：、　して第３の
噴流層をつくるキルン・排ガスに末、燃分が含まれてい
ても、その未燃分は２次空気を含む水平旋回流と充分混
合し、この混合空間において燃焼を完了することができ
る。したがって、後燃え現象が防がれ、これにより、特
に下から２段目のサイクロン２＋３ｍ、２Ｇｂｌこ末子
するフルカリコーチングによるｒＸＩｘが防がれる。

仮焼炉１０の風量は、２次空気ダクト５１に介装゛され
た゛ダンパ（図示せず）によ−ノで容易に最適値に：Ａ
９！することができる。

２次空気はその取入ロアロから仮焼炉１０内・＼接線方
向に導入されたが、仮焼炉ｌＯの軸線に向かって導入さ
れ□てもよい、タリンカクーラからの２次２ＰＡに代え
て室温大気が導入されてらよ・、１゜また、２次空気ダ
クト５１を設けず、２次空気をロータリキルン（焼成炉
）３０を通し、スロート部１４を経て導入してもよい。

なお、ロータリキルンに代えて他の焼成炉が泪いられて
らよい。

発明の効果 本発明の焼成装置は仮焼炉において、下部から上方へ順
に、下部逆円錐部と、高濃度噴流領域となった下回筒部
と、第１絞り部と、完全燃焼領域となっｒこ中口０部と
、周壁に軸線方向へ沿うｆｆｌ数の拡散溝が設けられた
第２絞り部と、混合頭載となった上回筒部と、上絞り部
とが形成され、前記Ｉｉ′２ｉ濃度噴流領域は他の１１
域に比べて小容積とされ、下部に第１の噴流層が形成さ
れるように焼成炉徘〃ス噴入口が設けられるとともに、
複数のバーナからの燃料の噴射口と、その燃料の燃焼用
２次空気取入口と、譲取入口の上方に、前記シュートか
らの原料の投入口が設けられ、前記第１絞り部は軸線方
向に沿って一様の内径を有し、完全燃焼領域の下部に第
２噴流層が形成されるとともに２次！！ｌ！Ｘ取入口が
２次空気を側壁に対し接線方向に導入するよう設けられ
、第２絞り部は、周壁に、紬７腺方向に沿う複数の拡散
溝が設けられ、五合望域下部に第３噴流層を構成し、混
合頭載は１１「記すスベンンヨンプレヒータの最下段の
サイクロンと接続され、註サイクロン内に導入された原
料を焼成炉に送入するようにしている。したがって、燃
焼が安定、かつ、速やかに行なわれることになり、完全
燃焼によるｍ焼熱が効率よく原料に伝達される。そのた
めＶｉ焼炉は小形でよく、設＠費も底広化され、燃料の
節約にもなる。また、仮焼炉内における原料の滞留時間
が艮くなり効率の良い熱文換が行なわれ、−酸化炭素が
発生せず、後燃え現象が防止され、熱消費の増大もなく
、サイクロンの１１１木も生じにくい。

更に、高濃度噴流頭載と完全燃焼領域の組合わせにより
、バーナに低品位燃料を使用してら仮焼炉内で完全に燃
焼する。拡散溝をもっ；昆合望域では、熱又換効率が高
められ、仮焼炉出口原料の脱炭酸率を上げることがでさ
る。

このように本発明は、仮焼炉の容積を増大させな（でも
低品位燃料を使用することが可能となり、熱渭費工の低
減、脱炭酸率の上昇をもたらすことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は第
１図の仮焼炉の拡大縦断面図、第３図は仮焼炉の工面図
、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ断面図、第５図は第２図
の■−■断面図である。 １０・・・仮焼炉、１４・・・スロート部、２０・・・
サスペンションプレヒータ、２７ａ１２７ｂ・・・原料
投入シュート、３０・・・ロータリキルン（焼成炉）１
．ＳＯ・・・クリンカクーラ、５２．５３・・・２Ｚダ
クト、７１・・・下部逆円錐部、１２・・・下回筒部、
７２・・・第１絞り部、１３・・・中円筒部、７３・・
・第２絞り部、７５・・・バーナ、７５ｍ・・・燃焼帯
、？（ｉ、７７・・・２次空気取入口、７８ａ、７８Ｌ
＋・・・原料投入口、８０・・・焼成炉徘〃ス噴入口、
８２・・・仮焼反応空間、８３・・・原料

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 焼成炉尻に立設して形成された仮焼炉に、サスペンシヨ
   ンプレヒータの下から２段目のサイクロンからの原料を
   投入するシュートが接続されてなるセメント原料などの
   焼成装置において、 前記仮焼炉は上下２個所に絞り部を持ち、この絞り部に
   より下から順に高濃度噴流領域と、完全燃焼領域と、混
   合領域とに区分にされ、前記高濃度噴流領域は他の領域
   に比べて小容積とされ、下部に第１の噴流層が形成され
   るよう焼成炉排ガス噴入口が設けられ、また、該領域に
   は複数のバーナからの燃料の噴射口と、その燃料の燃焼
   用２次空気取入口と、該取入口の上方に、前記シュート
   からの原料の投入口が設けられ、下部の第１絞り部は軸
   線方向に沿つて一様の内径を有し、その上方の完全燃焼
   領域の下部に第２噴流層を形成し、完全燃焼領域には２
   次空気取入口が２次空気を側壁に対して接線方向に導入
   するよう設けられ、上部の第２絞り部は、周壁に軸線方
   向に沿う複数の拡散溝が設けられて、その上方の混合領
   域下部に第３噴流層を構成し、混合領域は前記サスペン
   シヨンプレヒータの最下段のサイクロンと接続され、該
   サイクロン内に導入された原料を焼成炉に送入するよう
   にしたことを特徴とするセメント原料などの焼成装置。