KR910000709B1 - 분말원료의 열처리방법과 그 장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

분말원료의 열처리방법과 그 장치

제1도는 분말원료의 제2스트림이 응집성물질스트림으로써 현탁물이송도관으로 도입되는 것을 나타낸 2렬형 예열장치.

제2도는 분말원료의 제1스트림이 하소기들로부터 로라이저파이프(kiln riser pipe)까지 그리고 이로부터 침전기를 경유하여 하소실까지 공급되는 동안 분말원료의 제2스트림이 현탁물이송도관으로 도입되는 것을 나타낸 제1도의 유사장치.

제3도는 회전로로부터 나오는 출구가스에 현탁된 분말원료의 제2스트림이 하소실과 침전기사이의 현탁물 이송도관으로 도입하는 것을 나타낸 1렬형 예열장치.

제4도는 로 출구가스와 고온공기의 혼합물에서 예열된 분말원료의 제1스트림의 현탁물을 위한 입구가 하소실에 장치되어 있으며, 분말원료의 제2스트림이 응집성물질스트림으로써 현탁물이송도관으로 도입되는 것을 나타낸 제3도의 유사장치.

제5도는 분말원료의 제2스트림이 로가스에 현탁되고 미립자침전기에서 하소실로부터 회수된 현탁물과 혼합되는 것을 나타낸 제3도의 유사장치.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전로 2 : 공기냉각기

3 : 파이프 4 : 하소실

5 : 연료입구 6 : 분말원료제1스트림입구

7 : 산소를 함유하는 가스입구 8 : 현탁물출구도관

9, 18, 18', 19, 19', 20, 20', 21 : 사이클론

10 : 하소기배출가스출구 11 : 출구도관

12 : 분말원료제2스트림입구 13 : 로 배출가스출구

22, 14' 15, 15', 16, 16', 17 : 라이저파이프

22, 22', 23, 23', 24, 24', 25 : 물질출구도관

26, 26' : 원료입구도관 27, 27' : 배출가스출구

28 : 로라이저파이프 29 : 물질출구도관

33 : 입구 34 : 스프릿팅케이트

36 : 현탁물출구

본 발명은 분말원료물질 특히, 칼슘카보이트를 함유하는 분말원료물질을 가열처리하는 방법에 관한 것으로서, 분말원료물질을 다단계현탁예열기에서 연속적으로 예열시키고, 현탁물하소기에서 하소시킨후 최종적으로 공기냉각기에서 냉각시키되 여기서, 하소단계는 먼저 하소대역에서 산소를 함유하는 가스스트림으로 연료를 연소시킴으로써 발생하는 고온가스스트림에다 원료물질을 현탁시키고, 침전대역에서 현탁물로부터 하소된 물질을 침전시킨후 침전대역으로부터 가스 및 침전물질을 회수하고, 이를 각각 예열을 위해 사용되는 하소기배출가스와 하소제품으로 하는 것으로 이루어진 분말원료의 열처리방법에 관한 것이다.

그리고, 본 발명은 이와 같은 열처리방법을 실행하기 위한 하소장치에 관한 것으로서, 하소실은 직립축을 가지고 있으며, 그 바닥면은 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥면으로 형성되어 있으면서 산소를 함유하는 가스를 위한 중앙입구가 형성되어 있고, 또 상기 하소실에는 그 바닥면으로 연료와 원료분말의 제1스트림이 도입되게 되는 입구과 그 상단에 현탁물출구가 형성되어 있으며, 하소실의 현탁물출구로부터 하소기출구가스와 하소된 제품의 출구가 형성되어 있는 미립자침전기의 현탁물입구까지 현탁물이송도관이 연결설치되어 있는 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 방법과 장치는 분말원료를 하소시킬때 사용되는 것으로서, 하소제품이 냉각기에서 연속냉각되어 최종제품으로 회수하게 된다. 본 발명에서는 석회석, 알루미늄 및 인산광물등을 분말원료로 사용하고 있으며 하소제품이 더 많은 열처리를 필요로 하는 중간제품일때, 즉, 분말시멘트원료 특히, CaO : 60-67중량

, SiO₂: 17-25중량

, Al₂O₃: 3-8중량

, Fe₂O₃: 0.5-6중량

, MgO : 0.1-5.5중량

, Na₂O+K₂O : 0.5-1.3중량

, SO₃: 1-3중량

의 산화물분석치(극도로 가열하여 유리시킨 기준에 의함)를 갖는 포틀랜드시멘트분말원료를 하소시킬때나, 알루미늄실리케이트 착화물을 디칼슘실리케이트 및 수용성알루미네이트로 전한시키는 석회나 석회/소다법의 출발물질을 하소시킬때에는 사용된다.

특히, 상기 방법과 장치는 시멘트제조공장에서 시멘트분말원료 즉, 포틀랜드시멘트분말원료를 하소시키는데 적합하다. 시멘트클링커제조는 다음과 같은 4단계로 구성되게 된다.

1) 분말원료를 대략 750℃로 예열하고, 2) 예열된 분말원료를 약 850℃에서 하소시키고, 3) 하소된 원료를 소결온도로 가열하여 대략 1400℃에서 시멘트클링커로 소결시키고, 4) 상기 시멘트클링커를 대략 100℃로 냉각한다.

지난 20년동안에 실시된 실례를 통해 볼때, 4단계수행은 분리장치상에서 수행하는 것이 유익한 것으로 판명되었다.

즉, 1) 다단계현탁물 예열기에서, 2) 침전실에 연결된 하소실을 구성하면서 연료공급을 분리시키는 현탁물 하소기에서, 3) 연료공급을 분리시키는 회전로에서, 4) 공기냉각기에서, 배출공기는 하소기 및 회전로에서 연료를 연소시킬때 사용되며, 하소기 및/또는 회전로에서 배출되는 가스는 예열기의 열원으로 사용된다.

"현탁물"이라 함은 고체, 액체 또는 기체상으로 분산된 미분체로 구성되는 2상계를 말한다. 그러나, 본 명세서상의 "현탁물"은 비말동반(飛沫同伴)된 가스/입자현탁물, 즉, 가스스트림에서 분산되었거나 가스스트림에 의해 비말동반된 미분자로 구성되는 2상계를 말한다.

종래에도 분말원료를 현탁물상태로 하소시키는 방법 및 장치가 수없이 제안되어 대규모의 공업에 성공적으로 사용되어 왔다. 그중 예열물질을 가스발생기로부터 배출되는 고온가스에서 현탁시키거나 이 고온가스로 하소시키는 하소실과 연결된 분리용 연소실 즉, 고온가스발생기로 구성된 현탁물하소기에 관한 기술이 로자(Rosa)에 이한 미국특허 제3,203,681호에 제안되어 있다. 그러나 로자방법에 의해 예열된 원료를 바람직하게 하소시키는 데에는 지극히 많은 양의 고온가스가 요구되었다. 그렇기 때문에, 분리용 고온가스발생기와 하소실에 대한 구조에 관해서는 개발을 포기하게 되었고, 열을 필요로 하는 곳 즉, 하소실에 열을 공급하는 하소기를 개발하여 더욱 균일하게 하소된 최종제품 및 하소조건을 갖춤은 물론, 안정조작으로 최적의 최종제품을 생산하는 것이 필요하게 되었다. 공업적으로 유용한 하소방법의 폭넓은 조사내용은 월터 에이취.두다, 시멘트-테이타북, 맥도날드 및 에반스, 런던, 2판 1977, 407-436페이지에 기술되어 있다. 그러나 여기에서도 하소방법은 다음 기준에 따라 분류되어 언급되어 있을 뿐이다.

ⅰ) 현탁물의 나선형/비나선형운동.

ⅱ) 현탁물의 운동방향 : 위쪽/아래쪽/다른방향.

ⅲ) 응집성스트림으로써 하소기로 도입된/가스 즉, 고온공기에서 현탁된 분말원료.

ⅳ) 하나/2 이상의 곳에 도입된 원료.

ⅴ) 하나/2 이상의 곳에 도입된 가스.

ⅵ) 하나/2 이상의 곳에 도입된 원료.

영국특허 제1,463,124에 기술된 하소기는 비나선형, 윗방향, 응집성스트림원료하소기로써 가스입구가 하나장치되어 있고 원료 및 연료입구가 적어도 한개가 장치되어 있다. 하소기연료로써 모든 형태의 가스 오일 및 분말석탄이 사용되나 가스나 오일은 값이 비싼 이유때문에 분말석탄 특히, 90미크론의 시이브(sieve)상에 10-30

가 걸려지는 미세성을 지닌 탄진(炭塵)의 사용이 관심을 끌어 왔다.

그러나, 경험에 비추어 볼때 모든 형태의 탄진은 하소기연료로써 적합하지 못했다.

특히, 휘발성물질(ASTM 표준 D3175에 따라 결정된)의 함량이 30

이하이고, 입자분포가 넓고/또는 조립자를 상당량 갖는 탄진은 특히, 석탄조립자가 완전연소되지 못한다는 난점이 있었다. 이는 침전실에서 바람직하지 못한 부분연소와 침전실로부터 회수된 하소제품에서의 바람직하지 못한 비연소석탄이 부분적으로 산출된다는 것을 말해 주는 것이다. 또한 하소기연료로 가스를 사용하면 하소온도에서의 가스연소속도가 너무 느리기 때문에 상기와 상응하는 난점이 발생한다.

US-A-4,071,309호에도 같은 종류의 방법이 기술되어 있고, 제멘트-칼크-깁스, 12/1977, 페이지 597-606, 도면 제11도 및 21도에도 같은 종류의 방법과 하소장치가 기술되어 있다. 그러나 이러한 기술들은 본래 하소실을 형성하는 보로로 내부에서 약 850℃의 통상적인 온도로 하소를 실시하는 통상적인 하소기술로써, 여기에서도 상술한 바와 같이 불완전연소의 문제점이 남게 된다.

따라서, 본 발명은 이러한 난점을 해소하고 본 발명에 따른 방법을 제공하는데 그 목적이 있는바, 즉 연료와 산소를 함유하는 가스스트림 및 분말원료의 제1스트림을 하소대역의 고온부에 도입시켜서 이 하소대역의 고온부에서 원료물질의 제1스트림을 900~1250℃의 온도로 하소시키고, 하소대역의 고온부에서의 가스정체 시간을 0.5~5초로 하고, 하소대역의 고온부에서 회수되는 현탁물을 하소대역의 저온부에서 현탁시켜 그 온도를 100~300℃ 만큼 낮아진 800~1000℃의 표준하소온도로 하고, 현탁물이 침전대역에서 침전되기 직전에 현탁물에 있는 분말원료의 제1스트림을 하소대역의 고온부로부터 회수하여 하소시키는 것을 특징으로 한다.

가스는 물론 상기와 같이 난점을 지닌 석탄에 대해서도 연소대역의 온도로 조작하여 연소시간을 감소시킬 수 있다는 것은 놀랄만한 사실인바,이때의 연소대역온도는 하소대역에서의 과열, 핫 스폿트(hot spot), 베이킹(baking)등의 문제발생없이 표준 하소조건의 온도보다 100-300℃ 높다.

분말원료의 제1스트림은 하소대역의 가스스트림에서 현탁되며, 나중에 고온으로 인하여 상기 대역에서 거의 완전하게 하소된다. 같은 이유로, 연료와 산소간의 반응속도는 가스 및 상기 난점을 지닌 석탄을 완전히 연소시킬 만큼 충분히 빠르다. 분말원료의 제2스트림은 하소대역으로부터 회수되는 고온현탁물에 도입 현탁되어, 고온현탁물을 매우 효과적으로 냉각시키게 되고 분말원료의 제2스트림은 이에 사용해서 가열되게 된다. 또한 실질적으로 분말원료의 제2스트림을 요구되는 정도, 즉 침전대역으로부터 회수된 하소제품에 요구되는 정도로 하소시킬 수가 있는데, 이는 분말원료의 제1 및 제2스트림간의 질량비율에 좌우된다.

한편, 하소대역온도를 950~1150℃로, 가스정체시간을 1~3초로 유지시키게 되면 연료를 효과적으로 완전 연소시키고 분말원료의 과열로 인한 손상우려를 최소화시킬 수가 있는데, 하소대역으로부터 회수된 현탁물의 온도를 150~250℃ 만큼 낮춘 850~950℃로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 950℃ 이상으로 하면 예열기의 온도수준이 너무 높아지고, 850℃ 이하로 하면 하소제품의 하소정도가 약 85

이하로 되기 때문이다.

분말원료가 시멘트원료일때, 하소제품은 소결대역 즉, 회전로에서 다시 열처리되며 상기 소결제품을 상술한 바와 같이 공기냉각기에서 냉각시킨다. 공기, 특히, 최종제품을 냉각시키는 냉각기의 고온공기, 냉각기의 고온공기와 로출구가스의 혼합물 또는 5부피

의 산소함량을 갖는 로출구가스가 산소를 함유하는 가스로 사용되기도 한다. 원료로서는 중유같은 액체연료, 천연가스 같은 기체연료, 탄진과 같은 고체연료가 사용된다.

분말원료의 제2스트림은 응집성물질스트림으로써 하소대역으로부터 회수된 현탁물에서 현탁되며, 또 불활성가스중에 현탁된 상기 제2스트림은 상기 현탁물에 도입되어 현탁되기도 하는데, "불활성가스"란 5부피

이하의 산소함량을 갖는 가스를 말하고 이때 로출구가스가 불활성가스로 사용하기도 한다. 분말원료의 제2스트림은 하소대역으로부터 회수된 현탁물이 침전대역으로 도입되기 전이나 도입된 후에 상기 현탁물에 도입되어 현탁된다.

상기 경우에 있어서, 전자의 경우는 고온현탁물과 분말원료의 제2스트림간을 효과적으로 접촉, 즉, 하소대역과 침전대역간을 효과적으로 냉각시켜 주기 때문에 바람직하다. 또 분말원료의 제2스트림은 하소대역과 침전대역을 연결하는 도관에 도입되기도 한다.

분말원료의 제2스트림이 하소대역의 고온부로부터 회수되는 현탁물에서 현탁되는 위치와 침전대역의 입구 사이에 있는 하소대역의 저온부에서의 가스정체시간은 0.1~3초, 바람직하게는 0.2~1.5초로서 바람직한 냉각을 위해서 적당한데, 이러한 하소기출구가스(및 회전로의 출구가스)는 분말원료를 500~850℃로 예열시키는데 사용되어 상기 온도 바람직하게는, 600~830℃를 갖는 2개의 분말원료스트림을 형성하게 된다. 상기 2개의 분말원료스트림은 분리용 병류예열기에서 제조되거나, 분말원료의 고온스트림을 2개의 스트림으로 분리 시키므로써 제조된다.

상기 두번째 경우에서, 스트림은 공지방법 즉, 스프리팅게이트수단에 의하거나 상기 물질의 현탁물을 2개의 스트림으로 분리시키므로써 그리고, 상기 2개의 스트림을 분리용 침전사이클론에 도입시켜 분리한다.

상기 언급된 바와 같이, 하소대역의 고온현탁물온도는 분말원료의 제2스트림을 적당량 현탁시켜 낮추어주는 것이 바람직한데, 이렇게 온도를 감소시키기 위해서는 분말원료의 제1 및 제2스트림간의 질량비를 10~1로 유지시키면 바람직하게 온도를 감소시킬 수가 있다.

또한, 본 발명은 상기 발명에 따르는 방법을 수행하는 하소장치에 관한 것으로서, 이송도관이 분말원료의 제2스트림을 도관으로 유도하기 위한 입구수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하고 있는데, 여기서 도관은 하소실과 분말원료의 제2스트림을 위한 입구수단사이에 또다른 입구수단을 포함하고 있지는 않는다. 이러한 하소실의 구조는 특히 연료를 효율적으로 연소시키고 분말원료의 제1스트림을 효율적으로 현탁시킬 수 있도록 되어 있다.

그 구조의 일예로서, 유입가스용 도관을 분말원료의 제2스트림이 유입되는 입구를 가지며, 현탁물이송도관으로 유도되게 된다.

또다른 일례의 구조로서는, 현탁물이송도관에 분말원료의 제2스트림을 위한 입구가 설치되어져 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

회전로(1)에는 연소기(도면상에 나타나 있지 않음)와 공기냉각기(2)가 설치되어 있으며 냉각기출구공기의 일부는 파이프(3)를 통해서 하소기 즉, 하소실(4)로 도입되는데, 이 하소실(4)은 연료입구(5), 분말원료의 제1스트림입구(6), 산소를 함유하는 가스입구(7)로 구성되어 있으며, 현탁물출구도관(8)을 통해서 하소기배출가스의 출구(10)가 있는 미립자침전기인 싸이클론(9)과 연결되어 있다. 그리고, 하소물질은 하소물질의 출구도관(11)을 통해서 회전로(1)에 도입되게 된다. 또한, 상기 하소기장치에는 분말원료의 제2스트림을 위한 입구(12)가 연결되어 있다.

하소기배출가스출구(10)와 회전로의 배출가스를 위한 출구(13)는 각각, 싸이클론(18, 18', 19, 19', 20, 20' 및 21)에 연결되어 있는 라이저파이프(14, 14', 15, 15', 16, 16' 및 17)로 구성된 다단계싸이클론 예열기와 서로 통할수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 다단계싸이클론 예열기에는 도면에 나타나 있지 않은 여과기 및 통풍기와 연결된 분말원료입구도관(26, 26')과 배출가스출구(27, 27')가 장치되어 있다. 따라서 이들이 동작될 경우에, 예열기에서 분말원료가 예열되고, 이 예열된 두개의 원료스트림이 각각 싸이클론(18, 18')(제1-4도)으로부터 회수되거나 싸이클론(18)(제5도)으로부터 분리되게 된다. 이 두개의 예열된 원료스트림은 하소기에 도입되어 하소되고 싸이클론(9)으로부터 하소된 물질은 침전회수되어 회전로(1)에서 열처리 된다.

제1도에서, 예열기는 각각, 하소기와 회전로의 배출가스가 공급되는 2개의 병렬싸이클론을 갖는 2렬형 예열기로 구성되어 있다. 여기서 하소기장치에서 예열된 물질이 물질출구도관(22')을 경유하여 분말원료의 제1스트림으로써 하소실에 도입되고, 로장치에서 예열된 물질은 물질출구도관(22)을 경유하여 제2스트림으로써 도입되어 하소대역으로부터 회수된 현탁물에서 응집성물질스트림으로써 현탁되게 한다.

상기 하소실의 구조는 청구범위 제14항과 같으며, 산소를 함유하는 가스입구(7)는 고온공기파이프(3)에 연결된 형태로 되어 있다.

제2도에서 예열기는 2개의 병렬싸이클론을 갖는 2렬 예열기로 구성된다. 그러나, 하소기장치에서 예열된 물질은 물질출구도관(29)을 경유하여 분말원료의 제1스트림으로써 로라이저파이프(28)에 도입되면서 현탁되어 로배출가스에 부분 하소된 상기 현탁물은 침전싸이클론(9)에 공급되고, 여기서 처리된 원료는 도관(22')을 경유하여 하소실(4) 바닥에 공급되어 더욱 열처리되게 된다. 또 로장치에서는 예열된 분말원료의 제2스트림은 도관(22)을 경유하여 하소물질의 현탁물과 함께 침전기싸이클론(9')에 도입되게 된다. 제1도와 비교해보면, 제2도의 장치는 하소기장치에서 예열된후 분말원료의 제1스트림과 보다 많은 스트림을 더욱 예열시켜 주게 되고 또한, 하소실에 공급되기전에 로장치의 최저단계에서 부분적으로 예비하소되기도 하여 로장치의 잔류단계에서 원료의 예열을 적게해 주게 된다. 반면에, 상기 로장치의 전단계에서 저온으로 예열된후 분말원료의 제2스트림과 보다 적은 스트림은 바람직한 온도저하효과에 따라 하소실로부터 회수된 현탁물에 도입되도록 회수되게 된다.

제3도에서, 예열기는 마지막 예열기단계에서 원료를 분리시키게 되는 1렬 예열기로 구성된다. 즉, 라이저파이프(14)가 싸이클론(18, 18')에 연결된 연결관을 둘로 분리시키는데, 이때 두개의 스트림간의 질량비는 도면에 나타나 있지 않은 댐퍼 또는 싸이클론(18)의 가스출구도관에 장착된 댐퍼나 밸브(도면에 나타나지 않음)에 의하여 조절되게 된다. 하소실은 제1도 및 제2도와 동일한 구조로 되어 있다. 예열된 원료분말의 제1스트림은 물질유출도관(22')을 경유하여 하소시에 도입되고, 원료분말의 제2스트림은 도관(22)을 경유하여 로출구가스가 통과하게 되는 라이저파이프(28)에 도입되어 로출구가스에 현탁되고 로가스를 서서히 냉각시키게되므로서 로가스의 출구에서의 베이킹에 따른 위험성을 감소시키게 된다. 이러한 분말원료/로가스현탁물은 두개의 현탁물이 혼합되게 되는 현탁물출구도관(8)에 도입된다.

여기서, 하소실로부터 회수된 현탁물은 냉각되고 상기 혼합된 현탁물은 라이저파이프(14)와 연결된 배출가스출구(10)가 있는 싸이클론(9)에 도입되게 된다.

제4도에서, 예열기는 제3도와 같은 구조이다.

분말원료의 제2스트림의 입구는 제1도와 같이 배치되어 있다. 그리고 하소실(4)은 직립(直立)축, 하방 및 안쪽으로 기울어진 환상(換狀)바닥과 그 바닥에 형성된 산소를 함유하는 가스를 위한 입구(7)등으로 구성된 원통형실로써, 여기서 상기 바닥은 분말원료의 제1스트림의 입구와 고온공기파이프(3)에 연결된 입구(33)가 있는 라이저파이프(28)를 통해서 회전로(1)의 배출가스출구(13)에 연결되어 있다. 조작에 있어서는, 예열된 분말원료의 제1스트림은 로배출가스에 도입현탁되고, 고온공기는 파이프(3)를 통해서 상기 현탁물에 도입되며, 이에 따라 산소를 함유하는 가스내의 분말원료의 제1스트림현탁물은 하소실의 밑으로부터 도입되게 된다. 하소실의 밑부분에서 상기 현탁물은 연료와 접촉되어 분말원료의 제2스트림이 현탁물출구도관(8)에 도입되므로서 냉각되게 된다. 이때 현탁물가스와 싸이클론(9)에서 침전되고 회전로(1)에서 더욱 열처리된 현탁물질간에는 부분적으로 열팽창이 일어나게 된다.

한편 제5도에서, 예열기는 스프릿팅게이트(34)에 의해 2개의 스트림으로 나누어지게 되는 예열된 분말원료의 한쪽 응집성스트림을 운반하는 계통적 1렬 예열기로 구성되어 있다. 즉, 예열된 분말원료의 제1스프림은 물질출구도관(22')을 경유하여 제1도 및 제2도에서와 같이 이에 상응하는 실로 이루어진 하소실(4)에 도입되게 된다.

상기 하소실에 있는 현탁물출구도관(8)은 싸이클론(9)의 제1현탁물입구통로와 연결되어 있고, 예열된 분말원료의 제2스트림은 물질유출도관의 제2연결된(22)을 통해서 싸이클론(9)의 또다른 현탁물입구와 연결된 로배출가스라이저파이프(28)에 도입되게 된다.

상기 두 현탁물은 침전과 냉각이 동시에 일어나는 싸이클론(9)에서 혼합된다.

본 발명의 다른 구현예로서 제1~5도에서 나타난 구조를 변형시킬 수 있는바, 즉, 제1도나 제2도의 예열기로부터 회수되는 상기 두개의 물질스트림중 어느하나를 상술한 바와 같이 보조스트림(substream)으로 분리시킬 수 있으며, 이 보조스트림중의 하나는 다른 스트림과 합쳐지도록 할수 있다.

이러한 배열은 하소기에 도입되게 되는 두개의 분말원료스트림간의 질량비를 양호하게 조절하게 된다.

제3도와 제4도에서, 분말원료는 라이저파이프(14)로 분리시켜 나누어지도록 하는 대신에 제5도의 스프릿팅게이트로 분리시키게 되는데, 이들은 서로 대응되게도 한다. 분말원료의 제2스트림의 온도를 약간 낮추어서 작동시키는 것이 바람직한 경우에 분말원료는 마지막 예열단계에서 뿐만 아니라 전처리단계중의 한 단계에서도 분리되게 된다. 이에 따라 한개의 스트림은 약간 낮은 온도를 갖는 분말원료의 제2스트림으로 초기단계에 예열기로부터 회수되게 되고 다른 스트림은 분말원료의 제1스트림으로 최종단계에서 더욱 예열되고 회수되게 된다. 예열기에서의 싸이클론의 수는 도면에 나타난 수보다 많을 수도 있고 적게 할 수도 있다. 분말원료의 제1스트림의 하소실도입은 상기 스트림을 2개의 보조스트림으로 분리시키므로써 구성되는데, 하나는 가스가 하소실밑부분을 통해서 도입되기전에 산소를 함유하는 가스에 현탁되어지게 되고, 다른 하나는 경사진 하소실밑부분이나 근처에서 응집성스트림으로 도입되게 된다.

[실시예]

종래 방법의 상태와 마찬가지로 본 발명에 의한 방법의 장치시험은 하소실의 장치에서 수행되는데, 상기 하소실은 직립축과, 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥벽, 가스를 함유하는 산소의 입구로서 상기 바닥에 형성된 중앙입구, 연료 및 분말원료의 제1스트림을 상기실의 저부나 근처에 유출시키는 분리용도관 그리고 상기실 저부에 있는 현탁물배출구로 이루어진 관형태의 하소실로서 내경이 900mm, 높이 5000mm이며, 길이 5000mm의 현탁물이송도관을 경유하여 미립자침전기로써 작동하는 싸이클론과 연결되며, 싸이클론유입구로부터 2000mm의 거리에 있는 분말원료의 제2스트림입구의 평균내경은 300mm이다.

본 발명에 의한 방법의 대표적인 시험에서, 750℃의 온도를 갖는 공기를 시간당 1200Nm³, 700℃의 온도로 탄진을 시간당 155Kg을 하소실밑부분에 도입시킨다.

상기 탄진은 완전연소문제에 난점을 지닌 것으로 알려져 있으며, 휘발성분은 용적의 18

이고 90미크론의 체에 10

잔류물이 걸러질 정도의 미세한 것이다. 하소대역에서의 가스정체시간은 2.0초이었고, 하소대역현탁물출구에서의 현탁물온도는 1035℃이었다. 20℃의 시멘트원료를 분말원료의 제2스트림입구도관을 통하여 하소실로부터 회수된 고온현탁물에 시간당 400Kg씩 도입시킨다. 싸이클론입구에서 현탁물의 온도는 880℃로 측정되었다. 싸이클론배출가스는 산소함량이 2.9

, 온도는 850℃이었다. 싸이클론으로부터 회수된 하소체품은 하소정도가 90

, 탄소함량 0.2

이었다. 이때 탄소함량은 탄소를 제거시킨 하소제품의 양을 청량하고 탄소가 제거된 물질에 존재하는 탄소를 연소시키고 상기 이산화탄소연소제품을 이산화탄소흡수기에 흡수시켜 흡수된 이산화탄소의 양을 측정함으로써 결정되게 된다. 한편, 비교시험에서, 하소기를 공지기술에 의해 작동시켜 시멘트연료의 한 스트림만을 도입시켰다. 750℃의 온도를 갖는 공기를 시간당 1300Nm³, 750℃로 예열된 포틀랜트 시멘트원료를 시간당 2300Kg, 제1단계에서 사용된 탄진을 시간당 175Kg을 하소실밑부분에 도입시킨다. 하소대역에서의 가스정체시간은 2.0이었고, 하소대역현탁물출구에서의 현탁물온도는 930℃이었다.

상기 현탁물은 분말원료의 제2스트림입구도관을 통하여 시멘트원료가 도입되지 않은 상태에서 싸이클론에 직접 유입되게 된다. 싸이클론입구에서의 현탁물온도는 885℃로 측정되었고, 싸이클론출구가스의 온도는 열손실이 약 30℃의 온도강하를 일으켰음에도 불구하고 보통 885℃보다 높았다. 이는 현탁물가스가 싸이클론에서 여전히 타고 있음을 나타낸다. 싸이클론배출가스의 산소함량은 2.2

이었다. 싸이클론으로부터 회수된 하소제품은 하소정도가 92

, 탄소함량이 0.8

이었다.

상기 두가지 시험들을 비교해 보면, 본 발명의 방법은 싸이클론에서의 바람직하지 못했던 연소지연을 해소시켰으며, 적합치 못한 수준(0.80

)으로부터 적합한 수준(0.2

)까지 하소제품의 탄소함량을 감소시켰다. 유사한 시험으로 연소가스와 산소를 함유하는 가스와 같은 공기의 혼합물로 작동시킨 결과, 하소제품의 탄소함량이 감소되었고 싸이클론에서의 연소지연이 해결되었다.

Claims (8)

1. 하소대역에서 산소를 함유하는 가스스트림에 연료를 연소시킴으로인해 발생하게 되는 고온가스스트림에다 분말원료를 현탁시키고, 이 현탁물을 상기 하소대역에서 회수하여 침전대역에 침전시킨후, 이로부터 회수한 가스와 침전물질을 각각 하소기출구와 하소제품으로하는 특히, 탄산칼슘을 함유하는 분말원료의 하소방법에 있어서, 연료와, 산소를 함유하는 가스스트림 및 분말원료의 제1스트림을 하소대역의 고온부에 도입시켜 상기 분말원료의 제1스트림을 900 내지 1250℃의 온도로 하소대역의 고온부에서 하소시키고, 하소대역의 고온부에서의 가스정체시간을 0.5~5초내로 하면서 하소대역의 고온부에서 회수되는 현탁물을 하소대역의 저온부에서 현탁시킴에 따라 그 현탁물의 온도가 100 내지 300℃ 낮아진 800 내지 1000℃의 표준하소온도로 되도록 하고, 현탁물의 침전대역에서 침전되기 직전에 현탁물에 있는 분말원료의 제2스트림을 하소대역의 고온부로부터 회수하여 분말원료의 제2스트림을 하소시켜서 됨을 특징으로 하는 분말원료의 열처리방법.
2. 제1항에 있어서, 분말원료의 제2스트림은 하소대역으로부터 회수된 현탁물에 도입되기 전에 불활성가스에 현탁시켜서 됨을 특징으로 하는 분말원료의 열처리방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분말원료의 제2스트림은 하소대역으로부터 회수된 현탁물에 침전대역에 도입되기 전에 현탁물에 현탁시켜서 됨을 특징으로 하는 분말원료의 열처리방법.
4. 제3항에 있어서, 분말원료의 제2스트림이 하소대역의 고온부로부터 회수된 현탁물에 현탁되는 곳과 침전대역의 입구사이에 있는 하소대역의 저온부에서의 가스정체시간을 0.1~3초가 되도록 함을 특징으로 하는 분말원료의 열처리방법.
5. 제1항에 있어서, 분말원료의 제1 및 제2스트림은 500~850℃의 온도에서 예열시켜서 됨을 특징으로 하는 분말원료의 열처리방법.
6. 제1항에 있어서, 분말원료의 제1 및 제2스트림간의 질량비는 1~10으로 유지시켜서 됨을 특징으로 하는 분말원료의 열처리방법.
7. 직립축과 하방 및 안쪽으로 기울어진 환상바닥면(35)을 갖의 상기 바닥면에는 산소를 함유하는 가스를 위한 중앙입구(7)가 형성되어 있고, 연료 및 분말원료의 제1스트림이 상기 바닥면으로 인도될 수 있도록 하는 입구(5, 6) 및 현탁물출구(36)가 상단에 각각 형성되어 있는 원통형하소실(4)과, 하소기배출가스와 하소된 제품이 배출되는 출구(10, 11)가 형성되어 있는 미립자침전실(9, 9'의 현탁물입구와 하소실의 현탁물출구를 연결하게 되는 현탁물이송도관(8)으로 이루어져 있으면서, 상기 이송도관(8)은 분말원료의 제2스트림을 이 도관(8)으로 인도하게 되는 입구수단(12)을 가지고 있음과 아울러 상기 도관(8)에는 하소실(4)과 분말원료의 제2스트림을 위한 입구수단사이에 어떤 입구수단을 포함하고 있지 않는 것을 특징으로 하는 원료분말의 열처리장치.
8. 제7항에 있어서, 불활성가스의 도관(28)은 분말원료의 제2스트림을 위한 입구(12)를 가지고 있으면서 현탁물이송도관과 연결되어 설치된 것임을 특징으로 하는 원료분말의 열처리장치.

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