JPS6256340A - セメント原料粉末の焼成装置 - 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」 この発明は、セメント原料粉末の焼成装置に関する。

「従来技術」 従来から、この種の焼成装置は、典型的には、焼成に先
立って原料粉末を予熱しておく原料予熱装置と、この予
熱された原料粉末を焼成する焼成炉とを備えたものが知
られている。このような焼成装置では、焼成のための燃
料の消費量が少なく、かつ大量生産に通した方式である
ため、近年益々多用される様になってきている。

ここで、従来例に係る焼成装置について説明するために
、第３図に従来のセメント原料焼成装置の一例を全体系
統図で示す０図中、原料粉末の流れを破線矢印で示し、
熟ガスの流れを実線矢印で示している。

この装置は、主として、原料粉末子防用のサイクロン等
の粉末捕集器Ｃ，〜Ｃ４を縦方向に配列してなる予熱装
置１と、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、予熱用サイクロン０１〜Ｃ
３を経由しながら順次降下し、その間に排ガス誘引通風
機８により吸引されてダクト７を上昇する熱ガスによっ
て徐々に予熱された後、最下段の分離サイクロンＣ◆に
供給され、次いで原料シュート１５及び接続ハウジング
１２を経て焼成炉３に導入される。

焼成炉３には、前記クリンカ冷却装置４から供給されて
くる高温空気と、バーナ６Ｆ、から送られてくる焼成用
燃料とが導入されており、高温下で焼成を受けたクリン
カはクリンカ冷却装置４に排出される。

ところで、セメント原料や燃料中には、不純物としてア
ルカリ　（Ｋ、Ｎ、）、塩素＜ＣＩ＞、硫黄（Ｓ）等の
種々の化合物（例えばに、Ｓｏ、。

Ｎ、２Ｓｏ、、ＫＣＪ、Ｎ、ＣＩ等）が含まれている。

これら化合物は、原料予熱装置１及び焼成炉３を含む焼
成装置内で蒸発及び凝縮を繰り返して蓄積され、やがて
原料予熱装置１のダクト７や各サイクロンＣ，〜Ｃ４の
内壁面に多量のコーチングが生成されて操業に支障をき
たしたり、セメントクリンカに上記不純物が混入して製
品の品質を低下させることになる。

そこで、従来、上記のような有害化合物を系外に排出さ
せる手段として、第３図に示す如く、焼成炉３の入口端
覆１２にバイパス導管１６を接続し、蒸気の状態にある
有害化合物を焼成炉３の排ガスの一部と共にバイパスガ
ス排風機２０により吸引する一方、バイパス導管１６の
途中にバイパスガス冷却装置１７を配設し、当該冷却装
置１７に急冷送風機」８による冷風を抽入して有害化合
物を凝縮させた上、バイパスガス中に含まれるダストを
集塵機１９により取り除くようにするということが行わ
れている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、このようなバイパス方式において、バイパス
ガスの排出量は、原料及び燃料中に含まれる不純物の量
、或いは要求される製品の品質等により決定されるが、
元来、焼成炉の排ガスをバイパスして系外に排出するこ
とは比較的大きな熱損失を伴うものである。

又、前記バイパスガス急冷装置は、高温のバイパスガス
を急冷することにより、後続の集塵及び排風設備の熱的
保護とバイパス導管内へのコーチングの付着防止とを図
り、同時、に、バイパスガス中に含まれている前記不純
物の一部を超微粒の霧状体に＃縮させ、ダスト集塵機を
素通りさせて大気中に放出させるという役目を果たすも
のである。

しかしながら、不純物の多くはダスト表面に付着して凝
縮するため、集塵機で捕集された状態での該ダストは、
比較的多量の不純物を含有したままとなる。従って、焼
成装置へ再供給することは出来ず、また、環境汚染の点
で安易な廃棄もできず、極めて具合の悪い問題が生じる
。

しかも、このダストを投棄するとなれば、焼成装置の生
産量をその分減少させることになると共に、このダスト
は、既に脱炭酸反応の可成り進行した酸化カルシウム（
Ｃ，Ｏ）が主成分となっているため、これを投棄するこ
とは製品の歩留りを低下させるだけでなくバイパスに伴
う熱損失を倍加させるという欠点につながるものである
。

「発明の目的」 それゆえに、この発明の主たる目的は、原料粉末の焼成
処理工程において操業に支障をきたし、かつ製品（クリ
ンカ）の品質を低下させるを富化合物を効率よく除去す
ることのできるセメント原料粉末の焼成装置を提供する
ことである。

即ち、セメント原料焼成装置から有害化合物を含むガス
状体と共に抽出されたダストを原料粉末として再利用可
能とするため製品の分留りが良く、又前記ダストを廃棄
した場合の熱損失を防止する原料粉末の焼成装置を提供
することであり、さらにまた、ダストの投棄に伴う環境
汚染を解消することのできるセメント原料粉末の焼成装
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、原料粉末を予熱する予熱装置と、前記予熱され
た原料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセメント原料粉
末の焼成装置において、前記焼成炉にガス導入部を介し
て接続され、前記焼成炉内に生じたガス状体を適宜ダス
トと共に導入して加熱するダスト加熱炉と、前記ダスト
加熱炉の出口側に接続され、前記ダスト加熱炉によって
加熱処理されたダストを前記予熱装置または前記焼成炉
に環流させるダスト分離器とを装備し、前記ガスの流れ
方向に見て、前記ダスト分離器の下流側にガス冷却装置
及びダスト集ｍ機を順に配設すると共に、前記ダスト集
塵機から排出されたダストが、ダスト搬送手段を介して
前記ダスト加熱炉に搬送されてなる点であり、 また、原料粉末を予熱゛する予熱装置と、前記予熱され
た原料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセメント原料粉
末の焼成装置において、前記焼成炉にガス導入部を介し
て接続され、前記焼成炉内に生じたガス状体を適宜ダス
トと共に導入して加熱するダスト加熱炉と、前記ダスト
加熱炉の出口側に接続され、前記ダスト加熱炉によって
加熱処理されたダストを前記予熱装置または前記焼成炉
に環流させるダスト分離器とを装備し、前記ガスの流れ
方向に見て、前記ダスト分離器の下流＋１１１に、ガス
冷却装置、ダスト予熱装置及びダスト集塵機を順に配設
すると共に、前記ダスト集塵機から排出されたダストが
、ダスト搬送手段を介して前記ダスト予熱装置を経て前
記ダスト加熱炉に搬送されてなる点である。

「作用」 焼成装置から抽出したガス状体に伴われたバイパスガス
は、ダスト加熱炉を経由して同加熱炉に付属のダスト分
離器でガス状体がら分離する一方、同分離器で分離でき
なかったダストはガス冷却装置を経由してダスト集塵機
で捕集された後、再びダスト加熱炉に導入される。ダス
ト加熱炉内でダストが高温に加熱されると、このダスト
の表面に凝縮・付着していた不純物（有害化合物）の一
部が再蒸発させられ、次いでダストはダスト分離器でガ
ス状体から分離される０分離されたダストは、焼成装置
に環流され、原料粉末として再利用される。

この際、ダストの加熱に焼成装置から抽出されたガス状
体の顕熱が有効に利用され、熱経済の向上が図られる。

「発明の効果」 この発明によれば、原料粉末の焼成処理工程において、
操業に支障をきたし、かつ製品の品質を低下させる有害
化合物を効率よく除去することができ、有害化合物を除
去後の高温ダストを原料粉末として再利用することがで
きる。

また、前記ダストを廃棄した場合の熱損失を防止するこ
とができ、さらにまた、ダストの投棄に伴う環境汚染を
解消することができる。

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ｊ 第１図はこの発明の一実施例にかかるセメント原料粉末
の焼成装置の線図的系統図、第２図はこの発明の他の実
施例にかかるセメント原料粉末の焼成装置の線図的系統
図である。

なお、以下の実施例はこの発明の一具体例にすぎず、こ
の発明の技術的範囲がこれらの実施例によって限定され
るものではない。

また、第３図に示した従来の原料粉末の焼成装置と共通
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、セメント原料粉末の焼成装置Ｓは、ダ
スト加熱炉２６を接続している。ダスト加熱炉２６は下
部にバイパスガス導入口２０と、たとえばバーナ等から
なる燃料供給装置２２とを備え、上部においてダスト分
離器２４を装備している。このうち、バイパスガス導入
口２０は、焼成炉３の入口端覆１２に設けられたバイパ
ス導管１６に接続されており、燃料供給装置２２はダス
ト加熱炉２６内を高温状態に加熱する。このようなダス
ト加熱炉２６には、公知の流動層型又は噴流層型のもの
などが適しており、後続のダスト集塵機２８において捕
集されたダストが、たとえば、コンベア２９□及びリフ
ト２９し等を含むダスト搬送装置２９を介して循環供給
されるようになっている。

尚、バイパス導管１６には、従来装置（第３図参照）と
同様、急冷送風機１８に接続されたガス冷却袋Ｗ１７が
設けられており、焼成炉３からダスト加熱炉２６に導入
されるバイパスガスが所定の温度に冷却される。この場
合のガス冷却装置Ｉ７はバイパス導管１６内に原料粉末
のコーチングが発生するのを防止するためのものであり
、ここで冷却されるバイパスガスの温度としては、８０
０℃〜９００℃が適当である。

一方、ダスト分離器２４は、ダスト加熱炉２６内におい
て、不純物（有害化合物）の除去されたダストを分離し
て再び焼成炉３に環流させ、更に、ダスト加熱炉２６か
ら排出されたバイパスガスを後続のダスト集塵器２８に
向けて送り出す、このようなダスト分離器２４として、
図ではサイクロン型の分離器が使用されている。そのた
め、ダスト分離器２４のダスト排出口２４８は焼成炉３
の入口端覆１２に接続されており、ダスト分離器２４の
バイパスガス排出口２４トはダスト集塵機２８偏に接続
される。尚、ダスト分離器２４とダスト集塵機２８との
間には、搬送されてきたバイパスガスをダスト集塵機の
手前側で急冷するガス冷却装置３０が設けられている。

この冷却装置３０には、撒水式あるいは冷気式のものが
選ばれる。

これにより、バイパスガス中の不純物であるを富化合物
は、霧状体に凝縮されてダストｓ塵機２８を素通しやす
くなる。

この場合、ダスト加熱炉２６内でダスト中の不純物を効
果的に蒸発させるためには、ダスト加熱炉２６内をでき
るだけ高温にすることが望ましい。

しかしながら、ダスト加熱炉２６内を高温にしすぎると
、ダスト分離器２４に、例えば、熱損等が発生したり、
或いはダストによる閉塞を生じたりするようになる０、
シたがって、ダスト加熱炉２６からダスト分離器２４に
送られるバイパスガスの温度は１０００℃程度以下に維
持される必要がある。

従って、ダスト加熱炉２６の温度が高温になりすぎる場
合には、原料予熱装置ｌにおいて適当温度に予熱されて
いる原料粉末の一部をダスト加熱炉２６の出口近傍に供
給して、ダスト分離器２４に導入されるバイパスガスの
温度を前記程度の温度に調節する必要がある。尚、ダス
ト集塵器２８で捕集したダストをダスト加熱炉２６へ供
給するに当たっては、燃料の燃焼によりダスト加熱炉２
６内に形成される高温域に指向して投入するのが有害化
合物の尊発に極めて有効である。

この他、上記ダスト集Ｊａｉｔ８２８としては、電気集
塵器やマルチクロン等におけるような霧状体の通過に通
したタイプのものが望ましい、特に、電気集塵器の場合
には、ガス冷却袋Ｗ、３０において冷却処理されたバイ
パスガスの温度が２００℃前後にされることによって霧
状体の通過性が改善される。

尚、ダスト集塵機２８で捕集されたダストは、その全量
がダスト加熱炉２６に循環供給される必要はなく、一部
が廃棄される場合には、ダスト集塵機２８のガス出口側
での捕集ダスト２８１を廃棄すると、を富化合物の濃度
が高くなって効果的である。

次に、第１図を参照して、以上のような構成を採るセメ
ント原料粉末の焼成装置の機能について説明する。まず
、焼成炉３から抽出されたバイパスガスは、必要に応じ
て、ガス冷却装置１７による冷却を受けながら、ダスト
加熱炉２６に導入される。ダスト加熱炉２６に導入され
たバイパスガスには、燃料供給装置２２によって燃料が
供給され、更に、バイパスガスに随伴されて焼成炉３側
から流入してくるダスト及び後続のダスト集塵機２８か
ら適宜搬送装置２９を介して循環供給されてくるダスト
が供給され加熱される。このとき、補給燃料に必要な燃
焼用空気は、必要に応じてダスト加熱炉２６に供給され
る。

こうして、ダスト中に含まれている不純物は、ダスト加
熱炉２６において加熱され、部分的にバイパスガス中に
揮発化する。揮発化してガス状体となった不純物を含む
バイパスガスは、続いて、隣接するダスト分離器２４に
導入される。ここで、不純物が減少したダストは分離さ
れ、焼成炉３側に環流される。

一方、ダスト分離器２４から排出され、かつ蒸気状の不
純物を含んだバイパスガスはガス冷却装置３０に向けて
送り出され、この冷却装置３０において急冷処理される
。この急冷処理によって、バイパスガス中の不純物は霧
状体に凝縮され、後続のダスト集Ｗ１機２日において捕
集されることなく系外に排出される。

しかしながら、蒸気状の不純物の一部は、ダスト分離器
２４で分離・捕集されなかった微細なダストの表面に凝
縮された状態となり、このような不純物については、こ
のダスト集塵機２８においてダストと共に捕集され、か
つダスト集塵機２８からダスト搬送装置２９を介してダ
スト加熱炉２６に環流される。

こうして、バイパスガス中の不純物の一部は、いわばダ
ストを媒体として、ダスト加熱炉２６−ガス冷却装置３
０−ダスト集塵機２８−ダスト加熱炉２６と循環するが
、これもまたいずれはダスト集屡機２Ｂを素通りして系
外へ排出されることになる。

続いて、第２図を参照して、この発明の他の実施例装置
について説明する。ここでの実施例装置は、上述の第３
図に示した原料予熱装置に仮焼炉が含まれる場合を示す
。

仮焼炉３５は、冷却装置４から抽気ダクト１３を介して
導入される高温の燃焼用二次空気と、燃焼用−次空気と
共にバーナ６１から供給される燃料とによって燃焼が起
こされる部分であって、その燃焼熱と焼成炉排ガスの熱
を受けることによりサイクロンＣ３から原料シュート１
４を通して供給される原料粉末が仮焼される。焼成炉３
には、上述のように、仮焼された原料粉末と燃料及び燃
焼用空気が導入され、第３図において説明した場合と同
様にしてタリン力が焼成される。

そして、このような構成をとる原料予熱装置１′に対し
て設けられる実施例の装置Ｓ′としては、第１図の実施
例に比べて、以下の点で相違する。

先ず、焼成炉３の入口端環１２に、焼成炉排ガスの温度
を調整するための独自のバーナ６ｃを設けた分配室３８
を介して、ダスト加熱炉２６′が形成されていることで
ある。このダスト加熱炉２６′は、第１図における実施
例装置Ｓに使用されたものと同様のものが用いられてい
る。この場合、分配室３８は、焼成炉３からの排ガスが
バイパスガスとしてダスト加熱炉２６′に供給される前
に一旦導入される部所であって、焼成炉排ガスの一部を
原料予熱装置１′側に予熱用の熱ガスとして供給するべ
く、熱ガス導管４１を介して仮焼炉３５に接続されてい
る。

また、仮焼炉３５は、ダスト加熱炉２６′に装備されて
いるダスト分離器２４′ともシュートを介して接続され
ており、ダスト分離器２４’から送られて（る加熱ダス
トが仮焼炉３５に導入される。そして、加熱ダストは上
述の予熱原料粉末と充分に混合された後分離サイクロン
Ｃ＋から珂び焼成炉３に還流される。

他の相違点として、バイパスガスの流れ方向に見て、ダ
スト分離器２４′の下流側には、空冷式のガス急冷袋！
！１７’が設けられている。又、この急冷装置１７’　
と更にｔ＆続のダスト集塵［２８との間には、このダス
ト集塵機２８からダスト加熱炉２６′に搬送されるダス
トの再予熱装置３９が配置されており、急冷装置１７′
で急冷後のガス顕熱の有効利用が図られている。尚、急
冷後のバイパスガスの温度は、蒸気状の不純物を霧状化
できる範囲で可能な限り高ければ良く、例えば、４００
℃〜５００℃程度に選ばれる。

次いで、ダスト集Ｉｌ１機２８と上記再予熱装置３９と
の間を接続するシュート４０′には、捕集されたダスト
が一旦スドックされ、定量的に切り出されてダストの再
予熱装置３９に送り出されるダスト貯蔵槽４０が設けら
れている。

したがって、このような構成を採る第２図の実施例装置
では、仮焼炉３５を含む原料予熱装ｗ１′が焼成炉３か
らの排ガスを導入しない場合にも支障なく運転できるよ
うになっているので、バイパスガス量が多い場合に極め
て好適である。

例えば、この実施例装置Ｓ′の分配室３Ｂと仮焼炉３５
とを結ぶ熱ガス導管４１にダンパー（図示せず）を設け
、当該ダンパーを全開とする場合には、焼成炉３からの
排ガスがダスト加熱炉２６′側と仮焼炉３５側とに振り
分けられる状態となり、又ダンパを全閉とする場合には
同排ガスの全量がダスト加熱炉２６′側に供給されるこ
とになり、いわゆる焼成炉排ガスのバイパス率が広い範
囲に亘って適宜所望する程度に調整される。

又、バイパスダストがダスト分子１Ｗ２４’から仮焼炉
３５に供給され、予熱原料粉末と充分に混合されたのち
焼成炉３に供給されるようになっているので、焼成炉３
の運転がバイパスダストの循環供給により乱されること
がないという利点もある。

更に、ダスト集ｊ！！ｔａ１２８により捕集されたバイ
パスダストは、ダスト分離器２４′からダスト集屋機２
Ｂに向けて排出されるバイパスガスにより予熱されたの
ちダスト加熱炉２６′に供給されるようになっているの
で、バイパスガスの顕熱がより一層有効に利用される。

尚、以上の説明においてダスト加熱炉、ダスト分離器、
ダスト集塵機、ダスト予熱装置やガス冷却装置の型式及
び構成等は自由に選定できる。

【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セメント原料粉末
の焼成装置の線図的系統図、第２図はこの発明の他の実
施例にかかるセメント原料粉末の焼成装置の線図的系統
図、第３図はこの発明の背景となる従来のセメント原料
粉末の焼成装置の線図的系統図である。 （符号の説明） ｓ、ｓ’・・・セメント原料粉末の焼成装置１．１′・
・・原料予熱装置 ３・・・焼成炉　　　　　　１２・・・入口端覆１６・
・・バイパス導管 １７．１７’・・・ガス冷却装置 ２４．２４’−・・ダスト分離器 ２６．２６’・・・ダスト加熱炉 ２８・・・ダスト集塵機 ２９・・・ダスト搬送装置 ３０・・・ガス冷却装置　　３５・・・仮焼炉３８・・
・分配室 ０１〜Ｃ◆・・・サイクロン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原料粉末を予熱する予熱装置と、前記予熱された原
   料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセメント原料粉末の
   焼成装置において、 前記焼成炉にガス導入部を介して接続され、前記焼成炉
   内に生じたガス状体を適宜ダストと共に導入して加熱す
   るダスト加熱炉と、 前記ダスト加熱炉の出口側に接続され、前記ダスト加熱
   炉によって加熱処理されたダストを前記予熱装置または
   前記焼成炉に環流させるダスト分離器とを装備し、 前記ガスの流れ方向に見て、前記ダスト分離器の下流側
   にガス冷却装置及びダスト集塵機を順に配設すると共に
   、 前記ダスト集塵機から排出されたダストが、ダスト搬送
   手段を介して前記ダスト加熱炉に搬送されてなるセメン
   ト原料粉末の焼成装置。 ２、原料粉末を予熱する予熱装置と、前記予熱された原
   料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセメント原料粉末の
   焼成装置において、 前記焼成炉にガス導入部を介して接続され、前記焼成炉
   内に生じたガス状体を適宜ダストと共に導入して加熱す
   るダスト加熱炉と、 前記ダスト加熱炉の出口側に接続され、前記ダスト加熱
   炉によって加熱処理されたダストを前記予熱装置または
   前記焼成炉に環流させるダスト分離器とを装備し、 前記ガスの流れ方向に見て、前記ダスト分離器の下流側
   に、ガス冷却装置、ダスト予熱装置及びダスト集塵機を
   順に配設すると共に、 前記ダスト集塵機から排出されたダストが、ダスト搬送
   手段を介して前記ダスト予熱装置を経て前記ダスト加熱
   炉に搬送されてなるセメント原料粉末の焼成装置。