JPS6337056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はセメント原料粉末等の焼成装置に関
するものである。

一般に、セメント原料粉末等の焼成において、
サイクロン型熱交換器または渦室型熱交換器を適
数段配設して原料粉末を最上段より順次最下段に
向つて導くと同時に、ロータリキルン等の焼成炉
からの熱ガスを最下段より順次最上段に向つて導
くことにより、その間に原料粉末を加熱熱交換し
て焼成炉へ供給するようにした浮遊式予熱装置
（サスペンシヨンプレヒータ）は従来より多く使
用されている。

しかしながら、このような従来の装置において
は下記に述べるような欠点を有していた。

すなわち、このロータリキルンとサスペンシヨ
ンプレヒータの組合せを考えてみた場合、熱量は
すべてロータリキルンで与えられるので、それが
サスペンシヨンプレヒータへ移行するまでにかな
りの損失がある。また、大量の熱を吸収する仮焼
反応はロータリキルンのようなあまり熱効率のよ
くない熱交換器に投入される以前に浮遊状態にお
いて終了させておくのが理想的である。この移行
部分における機械構造的な問題あるいは取り扱わ
れる原料の特性（例えば粘着性）のため、ガス温
度をある程度以下に抑えなければならない等の理
由により未だ十分なものであるとは言えない。

これを完全なものに近づけるためには、結局多
くの熱量を消費するこのような反応のための熱源
をそれが必要とされる部分で与えてやればよい。
例えばサスペンシヨンプレヒータを構成するサイ
クロンにバーナを取り付け、ここで燃料を供給
し、燃焼熱を補給するという、いわゆる仮焼炉を
設けることが考えられた。しかし、これとても仮
焼炉の中の激しい浮遊混合乱流層中で、原料粉末
が数秒間という比較的短時間の間に火焔から、そ
の燃焼熱を吸収して全粒子が100％に近い脱炭酸
を瞬時に完了してしまうことは期待できず、仮焼
率は約85％にとどまることになる。

したがつて、十分な仮焼反応を起させるために
は必要以上の燃料を供給することにすれば、その
ためサイクロンから排出され誘引通風機に導入さ
れる熱ガスはかなり高温となり、また、熱量負荷
の増大により、仮焼炉内筒およびサイクロン内筒
ならびに各ダクト内の耐火物損傷の危険が増すば
かりでなく、各ガスの径路において原料の溶着固
化などのコーチングトラブルを発生する。こうし
て、機械的、熱的トラブルに加えて熱量原単位を
も増大させ、装置の安定連続運転を阻害すること
になる。

本発明では、こうした上述の弊害を起すことな
く、原料の脱炭酸を粒径分布に拡がりのある各粒
子ともほぼ均一に脱炭酸させることに着目して、
最下段のサイクロンに脱炭酸の進行しにくい比較
的粗い粒子群と、瞬時に火焔に接触して脱炭酸を
完了する比表面積の大きな微粒群とに分離できる
分級作用を行なわしめる機能を持たせることによ
り、熱量供給量は抑えて原料の平均脱炭酸率を向
上させ、装置全体の熱量原単位を低下させること
を主な目的とするものである。

以下、図面を参照して本発明を実施した一実施
例を説明する。

第１図において、１は最下段サイクロン、２，
３は中段サイクロン、４は最上段サイクロンであ
る。これらのサイクロン群はダクト１１，２４，
２５，２６によつて結合され、浮遊式予熱装置
（サスペンシヨンプレヒータ）５を形成する。

最下段サイクロン１は第２図に示すように本体
の下部は円錐状に形成され、（外部円錐筒１ａと
する）その内部に空間１ｂを距てて内部円錐筒１
ｃを設置する。内部円錐筒１ｃの上端は外部円錐
筒１ａ内に開口する。

外部円錐筒１ａの下端はセメント原料の排出管
１５によつてつぎに述べる比重差分級装置７の上
部に連通する。

また、内部円錐筒１ｃの下端はセメント原料の
送入シユート１８によつてロータリキルンの原料
送入口に連通する。

最下段サイクロン１の上部は円筒状を形成（円
筒部１ｄとする）する。円筒部１ｄの上部には第
３図に示すように渦巻室１ｅを設け、内部円錐筒
１ｃの上部に一部を開口した内円筒１ｆをとりつ
ける。例えば内円筒１ｆと渦巻室１ｅとの間に渦
巻室１ｅから流入してくる含塵ガスを半径方向に
２分することのできる可動ベーン１９を設ける。
可動ベーン１９は、その一端を回動容易にとりつ
けている。

６は仮焼炉、７は比重差分級装置、８はサイク
ロン、９はロータリキルン、１０はクリンカクー
ラ、１２は排風機、１３はロータリキルン窯尻
室、１４，１５，１６，２３はセメント原料の排
出管、１７はサイクロン８によつてダストを除去
した後の気流を仮焼炉６に送る通路、２０はキル
ン排ガスダクト、２１はクリンカクーラの熱ガス
抽気管、２２はバーナである。

比重差分級装置７とは含塵ガスを内部に設けた
壁に衝突させた後に気流を反転させ、上昇気流の
風速を高比重粒子の終末速度以下にして沈降さ
せ、低比重粒子を上昇気流に乗せることにより比
重差分級を行わせるものである。

仮焼炉６はサスペンシヨンプレヒータ５とロー
タリキルン９との間において、ロータリキルン窯
尻室１３の直上に立設配置される。原料粉末は、
その経路が実線矢符で示されるようにダクト１１
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、最上段サイクロン４で捕集され
て下段に落下する。同様な過程を経て原料粉末は
中段サイクロン３→中段サイクロン２に至るとと
もに、より一層熱交換を行なつて昇温され、原料
中の石灰石の脱炭酸は約10％程度進行する。中段
サイクロン２で捕集された原料粉末は排気管１４
を経由して落とされ、ロータリキルン窯尻室１３
より上昇して来るキルン排ガスに吹き上げられて
仮焼炉６に入り、脱炭酸をほぼ完了して最下段サ
イクロン１に至る。

最下段サイクロン１に流入してくる原料粉末
は、ある範囲の粒径分布を持つた粒子群を形成し
ているが、これをたとえば第２図および第３図に
示すようにサイクロン構造を二重円錐式にするこ
とにより粗粒群と微粒群に二分する。粗粒群は外
円錐回りに高速気流とともに旋回捕集し、また微
粒群は通常のサイクロン原理によつて気流より微
粒を捕集する。

こうして粗粒群は気流とともに比重差分級装置
７に入れる。

比重差分級装置７において、粗粒のうち未だ脱
炭酸が不十分であつて、そのため真比重が大きい
粒子のみは選択的に気流より分離され、脱炭酸を
完了するため排出管１６およびキルン排ガスの排
出管２０を経由して再び仮焼炉６へ送られる。

また、粗粒群のうち既に脱炭酸を完了して真比
重を減じた粒子は、気流とともに比重差分級装置
７から、サイクロン８に入る。サイクロン８にお
いて粒子は捕集され、排出管２３および１８を経
てロータリキルン９内へ入る。

一方、最下段サイクロン１の内円錐により捕集
された微粒群は、直ちに上記の循環ラインより離
脱して排出管１８を経てロータリキルン９内へ入
る。

以上の説明により、ある粒度範囲を持つた粒子
群はキルン排ガスとともに仮焼炉６へ入るが、比
表面積の大きい微粒子と、比表面積が小さく熱伝
達にハンデイキヤツプがあり、微粒子と同程度の
脱炭酸を完了させるためには伝熱時間をより多く
要する粗粒子とを、最下段サイクロン１により粒
径による第１次分級を行なつて微粒群と分離す
る。しかるのち、脱炭酸の程度により粒子の真比
重が小さくなることに着目し、比重差分級装置７
を利用して比重差による第２次分級を行ない、焼
けの悪い粒子のみを選択的にとに出し、仮焼炉６
へ再循環するシステムを採用することによつて、
ロータリキルン９へ入る原料粉末の仮焼率を均一
化することができる。最下段サイクロン１へ入る
原料粒子群のうち、粗粒群と微粒群との分級点の
コントロールは第３図に示す可動ベーン１９の回
転操作により変更することができる。たとえば粗
粒群を少なくする場合は可動ベーン１９を点線表
示１９′の位置に変更する。

以上述べたように本発明によれば、均一にかつ
ほぼ完全に仮焼の完了した原料をロータリキルン
内に送入することが出来るので、良質のクリンカ
が得られるばかりでなく、仮焼炉での燃焼熱は効
率よく、粒度範囲にある程度の拡がりを持つ粒子
群の全体に亘つて、従来の予熱装置よりはるかに
均一に熱伝達を行なうことが可能となり、仮焼炉
の焚き量を少なく調整することが出来で、熱効率
を向上させることができる。

また、設備面でも仮焼炉を従来より小型にする
ことができる。

さらに、仮焼炉での焚き量の減少による熱量負
荷の減少と仮焼率の均一化による一部粒子の過焼
の可能性減少により原料ならびに燃料含有のアル
カリによるコーチングトラブルも減少するので長
期連続安定運転が達成でき、そのため維持費の低
減も期待することができる。一方、ロータリキル
ンについては熱効率は一般に悪いとされている
が、仮焼率のほぼ完了した原料を送り込むことに
よつて原料の脱炭酸等の予熱は従来より少なくな
るので、サスペンシヨンプレヒータ系、キルン系
を合わせた総合熱効率も一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した一実施例の全体系統
図、第２図は最下段サイクロンの拡大縦断面図、
第３図は第２図のＡ―Ａ断面図、第４図は比重差
分級装置およびサイクロンの詳細断面図である。 １は最下段サイクロン、１ａは最下段サイクロ
ン１の外部円錐筒（以下１ｆまで最下段サイクロ
ンの関連部分である）、１ｃは内部円錐筒、１ｅ
は渦巻室、１ｆは内円筒、２，３は中段サイクロ
ン、４は最上段サイクロン、５は浮遊式予熱装置
（サスペンシヨンプレヒータ）、６は仮焼炉、７は
比重差分級装置、８はサイクロン、９はロータリ
キルン、１０はクリンカクーラ、１３はロータリ
キルン窯尻室、１４，１５，１６，２３はセメン
ト原料の排出管、１７はガスの通路、１８は送入
シユート、１９は可動ベーン、２０はキルン排ガ
スのダクト管、２１はクリンカクーラの熱ガス抽
気管、２２はバーナである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浮遊式予熱装置とロータリキルンとの間に最
   下段サイクロンに連通された仮焼炉を設け、仮焼
   炉の下部はロータリキルンの排ガスダクトを介し
   てロータリキルン窯尻室に連通し、また最下段サ
   イクロンの外部円錐筒は比重差分級装置に導通
   し、前記比重差分級装置のセメント原料排出管を
   前記ロータリキルンの排ガスダクトに連通し、入
   口管を前記比重差分級装置に導通し、かつ、出口
   管を仮焼炉に連通するサイクロンを設け、該サイ
   クロンのセメント原料排出管を前記最下段サイク
   ロンの内部円錐筒より垂下しロータリキルン窯尻
   室に連通する送入シユートに連通させたことを特
   徴とするセメント原料粉末等の焼成装置。 ２ 最下段サイクロンの上部に設けた渦巻導入管
   より流入してくる含塵ガスに対向して、外部円錐
   筒と内部円錐筒の空間内に一端を内部円錐筒半径
   位置に回動容易にとりつけ他端を自由端とし、か
   つ、外部より開度調整可能な可動ベーンを設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセ
   メント原料粉末等の焼成装置。