JPS62270447A - ロ−タリキルン排ガスよりアルカリ，硫黄並びに塩素を除去する方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少なくともサスペンションプレヒータとロー
タリキルンとを用いて粉末原料を予熱・焼成する方法に
関するもので、更に詳しくはロータリキルンの排ガスよ
りアルカリ、硫黄並びに塩素（以下アルカリ等と記す）
を除去することにより、アルカリ含有量の低いセメント
の製造および安定した操業を達成し得る方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

セメントクリンカ、アルミナ等はそれぞれの粉末原料を
予熱・焼成して製造されている。

これ等の製造方法をセメントクリンカを例として説明す
れば、石灰石・粘土・珪石・鉄原料等の粉末より成る粉
末原料を一般にロータリーキルンな用いて約１４５０℃
で焼成しており、燃料消費量を減少させるために、粉末
原料を約１０００℃のロータリキルン排ガスと熱交換さ
せることにより予熱してロータリキルンに供給している
。

粉末原料の予熱には一般にサイクロン式分離器を１−下
段に複数段設置したプレヒータが用いられ、このプレヒ
ータは、サイクロンに流入する排ガス中に粉末原料を投
入して排ガスと粉末原料との間にて熱交換させた後、両
者を分離し、排ガスは１段上段のサイクロンへ、粉末原
料は１段下段のサイクロンへ導入させるものである。

セメントタリン力用粉末原料にはアルカリ等を含有して
おり、燃料の石炭・重油には硫黄および塩素を含有して
いる。

粉末原料および燃料により持ち込まれるアルカリ等はロ
ータリキルン内で気化してキルン排ガスに含有されてｌ
−出されるが、プレヒータ導入粉末原料の表面に凝着し
て再びロータリキルンに持ち込まれて所謂るアルカリ循
環を生じ、その一部はブレヒータの内部やロータリキル
ンの入口に固着してコーチングとなってキルンの安定操
業を阻害する。

アリカリはその殆どが粉末原料によって持ち込まれ、ア
ルカリの持ち込み品が多くなるとクリンカ中のアルカリ
が増大し、このアルカリの増大したタリンカを用いたセ
メントはアルカリ骨材反応を起こす恐れがあるので、ク
リンカ中のアルカリ含有量を抑制することが必要な場合
がある。また、原料中のアリカリ等が増加すると、プレ
ヒータに付着するコーチングの成長が促進され安定操業
が阻害されるので人力または機械装置によりコーチング
を除去する必要がある。

クリンカ中のアルカリ含有量の増加およびブレヒータに
付着するコーチングの成長を防ぐために、気化したアル
カリ等を高濃度に含有しているキルン排ガスに着［１し
、その一部を予熱・焼成系より抜き出すか、若しくは温
度を下げてアルカリ等を凝縮させて除去する方法が試み
られた。

前者の方法としては。

Ａ：　ロータリキルンより排出直後の排ガスの一部ある
いは全量を抜き１１Ｊシ、冷却してアリカリ等を凝縮さ
せた後、排ガスおよび排ガスに随伴した粉末原料ととも
に廃棄する。

Ｃ以下Ａ法という。） 後者の方法としては、 Ｂ：　ロータリキルンとブレヒータとを連結する導管の
内面を冷却し、ここにアルカリ等を含有するコーチング
を積極的に付着させ、このコーチングを人力または機械
装置を用いて剥落させて廃棄する。（以下Ｂ法という、
） Ｃ：　ロータリキルンとブレヒータとを連結する導管に
石灰石塊または鋼球などの付着媒体を落下させ、アルカ
リ等を一旦付着媒体の表面に凝着させた後これから剥離
して廃棄する。（以ドＣ法という。） Ｄ＝　アルカリ除去装置内のキルン排ガス温度を低下さ
せるとともに、少量の原料粉末をｔ部より導入し、この
粉末を核として装置内にアルカリ等を含有するコーチン
グを付着させるアルカリ除去装置に、ロータリキルンよ
り排出直後の排ガスの一部を導入してコーチングを付着
させた後、アルカリ除去装置への排ガスの導入を停止し
てこの装置を冷却してコーチングを剥落させて廃棄する
。（以下り法という。） が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の各方法はそれぞれ次の問題点がある。

Ａ法：　約１０００℃の高温ガスを抜き出すので、熱損
失が大きく、冷却するために調湿器或は排熱ボイラ等を
必要とし、これ等の装置は大規模かつ高価であるばかり
でなく、抜き出されたガス中のアルカリ等が装置内に凝
着して順調な操業を妨げる。

Ｂ法：　キルン排ガスの冷却が導管内面の煉瓦を冷却す
ることによって行われ、しかもキルンを運転中はこの冷
却によって凝着したコーチングを介して排ガスの冷却が
行われているので冷却の効果が小さく、排ガスの大部分
は導管内面に接触せず全く冷却されずにブレヒータに導
入され、かつ剥脱されたコーチングは不定形の粉塊混合
物のため取り扱いに困難性をもっている。

Ｃ法：　石灰石塊または鋼球をキルン排ガス内に落下さ
せるため、キルン排ガスとの接触時間は極めて短く熱交
換は不充分であるばかりでなく、石灰石塊または鋼球は
表面に凝着したアルカリ等を振動篩等で剥離して除去し
た後、再び導管に返送しなければならないので、装置は
複雑かつ大規模なものとなる。

Ｄ法：　特殊な形状のアルカリ除去装置を要するだけで
なく、このアルカリ除去装置に凝着したコーチングを剥
落させるにはこの装置へのキルン排ガスの導入を停止（
−シて冷却しなければならず、キルンの安定した操業が
阻害される。

本発明は前記各方法の問題点を解決し、簡単な装置によ
り連続して、例えばセメントクリンカのアルカリ含有１
翳の低下およびブレヒータ等でのコーチングの封着を防
止するため、ロータリキルン排ガスよりアルカリ等を除
去する方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するためのｆ段〕

前記の問題点を解決するために、本発明はロータリーキ
ルンｌとロータリキルンの排ガスの下流に設けられた分
離サイクロン２との間の排ガスに粉体を投入することに
より、排ガスの温度な９００℃以下５００℃以上に低下
させて排ガスに含有されているアルカリ等をこの粉体に
凝着させたのち、この粉体を分離サイクロン２にて排ガ
スより分離することを手段とするものである。

〔作用〕

本発明を図により説明する。

第１図はセメントクリンカを焼成する本発明の１実施例
に用いる装置の要部説明図である。

ロータリキルン１の排ガスは、ロータリキルン１と分離
サイクロン２とを結ぶ第１の導管３により分離サイクロ
ン２に導入された後、分離サイクロン２とサスペンショ
ンブレヒータの最下段サイクロン５とを結ぶ第２の導管
４により最下段サイクロン５に導入され、最下段サイク
ロン５で分離された排ガスはサスペンションプレヒータ
のより４二段の各サイクロンを逐次上昇し粉末原料と熱
交換を行う。

セメントタリン力焼成用粉末原料は、サスペンションプ
レヒータの最上段サイクロンに導入される排ガス中に投
入され、排ガスと熱交換しつつより下段の各サイクロン
を経て逐次降下し、サスペンションブレヒータの最下段
サイクロン５より１段上のサイクロンで分離された粉末
原料が、粉末原料シュート６によりバーナｌＧを有する
流動仮焼炉１１に供給され、最下段サイクロン５、粉末
原料シュート７を経由してロータリキルンｌに供給され
ている。

流動仮焼炉１１において、１２は整流板、１３は流動用
空気供給管、１４は燃焼用空気供給管である。

第２図はセメントクリンカを焼成する末完ＩＪＪの他の
実施例に用いるプレヒータ組込型板焼炉１５を備えた装
置の要部説明図である。

第２図に示した装置による方法が第１図に示した装置に
よる方法と異る点は、仮焼炉としてプレヒータ組込型板
焼炉１５を用い、分離サイクロン２で分離された排ガス
が直ちに、プレヒータ組込型板焼炉に導入され、サスベ
ンジ目ンブレヒータの最下段サイクロン５より１段−１
−のサイクロンで分離された粉末原料が粉末原料シュー
ト６により、プレヒータ組込型板焼炉１５に送給されて
いることである。

粉体供給シュート８、分離サイクロン２および分離粉末
排出シュート９のなかった従来の装置において、ロータ
リキルン１の排ガスは噴流用ガスとして直接プレヒータ
組込型板焼炉１５に導入され、クーラ抽気も燃焼用空気
として供給されており、噴流用ガスと燃焼用空気のバラ
ンスをとるため、ロータリキルン１とプレヒータ組込型
板焼炉１５との間の導管に絞りを入れる等の抵抗部分を
設けているため、この部分でガスの流れが乱されるので
コーチングが付着し易く操業状態が不安定となっている
。

従来の装置の絞り等の抵抗部分を本発明における分離サ
イクロン２にて置換することにより、抵抗部分による操
業状態の不安定化も避けることができる。

第２図に示した装置による方法においても、本発明の作
用・効果は第１図に示した装置による方法の場合と同様
である。

アルカリ等を凝着させる粉体は第１の導管３に粉体供給
シュート８により投入されてキルン排ガス中に分散し、
ロータリキルンの約１０００℃の排ガスはこの粉体によ
って冷却されてアルカリ等はこの粉体および１Ｊガス中
の粉末原料に凝着し、分離サイクロン２によって分離さ
れた分離粉末は分離粉末排出シュート９によって排出さ
れる。

ロータリキルンの排ガス中に含有されていたアルカリ等
の一部は分離粉末に凝着された後除去されるのでアルカ
リ循環が低減され、セメントクリンカのアルカリ含有量
が抑制されるとともに、コーチング付着による通風抵抗
の増大の並びにサイクロンの閉塞を軽減することができ
る。

本発明においては、排ガスの温度を９００℃以下に低下
させる必要があり、低下させた排ガスの温度が９００℃
を超える場合には、アルカリ等の凝着はないか、あって
も極めて少量である。

排ガスの温度を更に低下させるとアルカリ等の除去率は
−１−昇するが、排ガスの温度並びに凝縮用粉体の供給
酸は、製品に許容されるアルカリ量により決定されるが
、全体の熱原単位を考慮すれば分離サイクロン出口温度
は８００℃前後とするのが好ましい。

排ガスの温度を５００℃未満に低下させても、アルカリ
等の凝着量の増加は極めて少量であるのに対し、必要と
する粉体の投入量が多量となるので、排ガスの温度を５
００℃未満に低下させる必要はない。

粉体の粉末度は特に限定されるものではなく、第１の導
管３の中で排ガス中に分散して同伴され、分離サイクロ
ン２で排ガスより分離され得るものであれば使用し得る
。

粉体の温度は特に限定されるものではなく、温度が低け
れば粉体の使用量が減少し、装置も小型化し得る。

粉体は乾燥されているものに限られるものではなく、水
分を含有していても排ガス中に投入されて乾燥され、充
分分散し得るものならば使用可能であるばかりでなく、
水の蒸発潜熱による冷却効果も併せ保有する。

粉体の種類は特に限定されるものではないが、粉末原料
と同一組成のものを用いることが製品の品質上好ましい
。

なお分離粉末は、分離粉末および粉末原料のアルカリ含
有４１を検１書・１のし、アルカリ含有量が限定されて
いないセメントクリンカの焼成に用いることが可能であ
る。

〔実施例〕

流動仮焼炉を設けた第１図に示した方式のサスペンショ
ンブレヒータ付ロータリキルンを用い、セメントクリン
カを焼成した。

粉末原料の供給ｊｌｌは２００ｔ／ｈとし、ロータリキ
ルンとロータリキルンの排ガスの下流に設けられた分離
サイクロンとの間の排ガスに粉体として粉末原料を１５
ｔ／ｈ供給して排ガス温度を８００℃に低下させ、表面
にアルカリ等が凝着した粉体を分離サイクロンで排ガス
より分離して抜き出した。

コーチングの成長は極めて軽微で操業は順調であった。

得られたクリンカ中のアリカリ含有量を第１表に示した
。

なお、本実施例に用いた装置における第１の導管３、粉
体供給シュート８、分離サイクロン２、分離粉末排出シ
ュート９および第２の導管４を具備せず、キルン排ガス
が直接最下段サイクロン５に導入され、このキルン排ガ
スに流動仮焼炉１１の排ガスが仮焼法粉末原料とともに
導入されている従来の方法により、本実施例と同様な組
成および供給量の粉末原料を焼成し、得られたクリンカ
中のアリカリ含有量も比較例として第１表に示した。

第　　　１　　　表　　　　　　（％）零Ｒ２０＝　（
Ｎ　ａ２ｏ）　＋ｏ、ｅ　５８　（Ｋ２０）アルカリ、
特にに２０が顕著に低下した。

〔発明の効果〕

本発明においてはキルン排ガスの冷却を粉体で行ってい
るので、 イ）　排ガス中に直に完全に分散し排ガスと熱交換する
ので、真に必要な縫の投入のみでよい。

口）　比表面積が極めて大きいのでアルカリ等の凝着を
促進し、排ガス温度の不必要な低下を防ぐことができる
。

ハ）　アルカリ等を凝着した後も粉状であるので取扱い
が容易である。

二〕　用いる装置が一般的に用いられている装置と同様
の装置のみなので１価格が安く保守が容易である。

ホ）通常のセメントと低アルカリセメントの製造を同一
原料で行える。

以上の効果によって、少なくともサスペンションプレヒ
ータとロータリキルンとを用いて粉末原料を予熱・焼成
する方法において、簡単な方法および装置によって、ロ
ータリキルン排ガスよりアルカリ等を効果的に除去する
ことができ、例えばセメントクリンカの焼成においては
、タリンカの低アルカリ化およびコーチング成長の抑制
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に用いる装置の要部説明図で
ある。第２図は本発明の他の実施例に用いる装置の要部
説明図である。 ｌ・・・ロータリキルン、２・・・分離サイクロン、３
・・・第１の導管、４・・・第２の導管、５・・・最下
段サイクロン、６．７・・・粉末原料シュート、８・・
・粉体供給シュート、９・・・分離粉末排出シュート、
１０・・・バーナ、１１・・・流動仮焼炉、１２・・・
整流板、１３・・・流動用空気供給管、１４・・・燃焼
用空気供給管、１５・・・ブレヒータ組込型板焼炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくともサスペンションプレヒータとロータリキ
   ルンとを用いて粉末原料を予熱・焼成する方法において
   、該ロータリキルンと該ロータリキルンの排ガスの下流
   に設けられた分離サイクロンとの間の該排ガス中に粉体
   を投入することにより、該排ガスの温度を ９００℃以下５００℃以上に低下させて該排ガスに含有
   されているアルカリ、硫黄並びに塩素を該粉体に凝着さ
   せた後、該粉体を該分離サイクロンにて該排ガスより分
   離することを特徴とする、ロータリキルン排ガスよりア
   ルカリ、硫黄並びに塩素を除去する方法。