【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はセメント原料の仮焼方法に関するもの
である。
近年重油価格高騰のために、セメント焼成用燃
料を重油から石炭に転換しつつあるが、従来の仮
焼方法において、燃料を重油から石炭に転換した
場合、仮焼炉内で大量の窒素酸化物が発生してし
まう欠点があつた。
この窒素酸化物が大量に発生する原因は重油と
石炭の燃焼機構の差による。即ち、重油燃焼の場
合、燃焼過程において、重油が分解することによ
り、メタン、エタンなどの炭化水素および燃焼中
間物の一酸化炭素が容易に生成するために、窒素
酸化物がセメント原料を触媒として炉内で還元さ
れやすい。これに対し、石炭燃焼の場合、燃料中
の室素分が重油の0.2％に対し1.0〜1.5％と多いこ
と、窒素酸化物の還元を燃焼過程で生成する一酸
化炭素および揮発分中に含まれる少量の炭化水素
に頼らざるを得ないこと、さらに燃焼過程で生成
する揮発成分であるHCN（シアン化水素）、NH3
（アンモニア）中の窒素がセメント原料を触媒と
して窒素酸化物に転換しやすいことから窒素酸化
物の生成量が多くなり、この量は全体の窒素含量
の40％にも達する。
本発明は上記のような燃焼機構の差に起因する
石炭燃料またはそれに類する燃料における窒素酸
化物の生成を抑制するようにしたセメント原料の
仮焼方法を提供するものである。
以下付図について本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明によるセメント原料の仮焼方法に
使用する仮焼炉のうち、噴流仮焼炉の一実施例を
説明する概略図で、１は噴流仮焼炉本体、２は高
温燃焼室で、これは仮焼炉本体１の入口に面して
設けた囲い２′と該囲い２′の底部に設けた石炭バ
ーナーからなる。４は仮焼炉燃焼用空気ダクト、
５はキルン排ガス導入管、６は原料保給管、７は
１次空気吹込風車である。噴流仮焼炉本体１の上
部炉体８は、例えば、サスペンジヨンプレヒータ
ーに連結される。
上記実施例においてはまず、
(1) 石炭バーナー３により高温燃焼室２内で仮焼
用石炭微粉末を酸素不足の還元状態で燃焼させ
る。この際、燃焼フレームは囲い２′によつて
かこわれているので高温となる。この高温度に
よつて石炭中の揮発分を揮発させ、その中の窒
素分から生成するNH3HCNを高温下でN2（窒
素ガス）に分解する。このとき、揮発分中の炭
化水素および燃焼過程で生成する一酸化炭素で
窒素酸化物になるのを抑制する。さらに還元雰
囲気により高温燃焼状態で生成する窒素酸化物
いわゆるサーマルNOxの発生は防止される。
なお、この高温燃焼状態は石炭中の揮発分がほ
ぼ完全に揮発する時間保たれれば良く。このた
め、上記高温燃焼室２の囲い２′の長さは通常
フレーム1/3以上収容可能とするものであれば
良い。
(2) 上記のようにして石炭中の窒素分が大部分窒
素ガスになつたのち、石炭の未燃分を仮焼炉内
に導入し、通常の仮焼方法のごとく仮焼炉本体
１内で800〜1000℃にて石炭を完全燃焼させる。
第２図は、本発明によるセメント原料の仮焼方
法に使用する仮焼炉のうち、気流仮焼炉について
の実施例を説明する概略図で、第１図と同一機能
を有する部分を同一符号で示す。なお、本仮焼炉
を使用する仮焼方法も上記第１の場合とほぼ同様
である。すなわち、石炭微粉末はバーナー３から
高温燃焼室２に吹き込まれ、その燃焼フレームは
囲い２′によつて原料の流れから保護され、酸素
不足の状態で高温に保たれる。高温燃焼室２内に
おける石炭微粉末の燃焼および窒素酸化物をN2
に転換させる反応は上記噴流仮焼炉の場合と同様
である。
この仮焼炉の場合、原料はキルン排ガス流中に
供給され、クーラ抽気と共に仮焼炉１に入る。一
方、上記石炭微粉末の未燃分は原料と共に仮焼炉
１に入り、ここで完全燃焼する。
上記実施例中の石炭は勿論オイルコークス、亜
炭あるいはコークスと置き換えることもできる。
なお、上記高温燃焼室２中にはなるべく原料が入
り込まぬように設計することが好ましい。
本発明によるセメント原料の仮焼方法は上記の
ように、仮焼炉用微炭粉バーナーのフレームを1/
３以上囲い、その囲の中で微粉炭を酸化不足の状
態で燃焼させることにより、有効に窒素酸化物の
発生を抑制することができるので、公害防止上の
観点からその効果は大きい。
実施例
第１図に示す噴流式仮焼炉を用いて、フレーム
を囲う割合を変えたときの窒素酸化物排出濃度を
測定したその結果を第１表に示す。
The present invention relates to a method for calcination of cement raw materials. Due to the recent rise in the price of heavy oil, the fuel for cement firing is being changed from heavy oil to coal, but in the conventional calcining method, when the fuel is changed from heavy oil to coal, a large amount of nitrogen oxide is generated in the calcining furnace. There was a drawback that this occurred. The reason why large amounts of nitrogen oxides are generated is due to the difference in the combustion mechanisms of heavy oil and coal. That is, in the case of heavy oil combustion, hydrocarbons such as methane and ethane and carbon monoxide, which is a combustion intermediate, are easily generated as the heavy oil decomposes during the combustion process. Easily reduced in the furnace. In contrast, in the case of coal combustion, the nitrogen content in the fuel is high at 1.0-1.5% compared to 0.2% in heavy oil, and the reduction of nitrogen oxides is contained in carbon monoxide and volatile matter produced during the combustion process. In addition, HCN (hydrogen cyanide), which is a volatile component produced during the combustion process, and NH 3
Nitrogen in (ammonia) is easily converted into nitrogen oxides using the cement raw materials as a catalyst, resulting in a large amount of nitrogen oxides being produced, reaching up to 40% of the total nitrogen content. The present invention provides a method for calcining cement raw materials that suppresses the formation of nitrogen oxides in coal fuel or similar fuels due to the difference in combustion mechanism as described above. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a jet calcination furnace among the calcination furnaces used in the method for calcination of cement raw materials according to the present invention, in which 1 is the main body of the jet calcination furnace, and 2 is a high-temperature combustion chamber. This consists of a enclosure 2' provided facing the entrance of the calciner body 1 and a coal burner provided at the bottom of the enclosure 2'. 4 is a calciner combustion air duct;
5 is a kiln exhaust gas introduction pipe, 6 is a raw material storage pipe, and 7 is a primary air blowing windmill. The upper furnace body 8 of the jet calciner body 1 is connected to, for example, a suspension preheater. In the above embodiment, first, (1) fine coal powder for calcining is burned in a reduced state with insufficient oxygen in the high temperature combustion chamber 2 by the coal burner 3; At this time, the combustion flame becomes hot because it is surrounded by the enclosure 2'. This high temperature evaporates the volatile matter in the coal, and the NH 3 HCN generated from the nitrogen in the coal is decomposed into N 2 (nitrogen gas) at high temperatures. At this time, hydrocarbons in the volatile matter and carbon monoxide generated during the combustion process are suppressed from turning into nitrogen oxides. Furthermore, the reducing atmosphere prevents the generation of nitrogen oxides, so-called thermal NOx, which are generated in high-temperature combustion conditions.
Note that this high-temperature combustion state may be maintained for a period of time until the volatile matter in the coal is almost completely volatilized. Therefore, the length of the enclosure 2' of the high-temperature combustion chamber 2 may be such that it can normally accommodate one-third or more of the frame. (2) After most of the nitrogen content in the coal has been converted into nitrogen gas as described above, the unburned coal is introduced into the calciner, and the inside of the calciner body 1 is heated as in the normal calcining method. The coal is completely combusted at 800-1000℃. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an airflow calcination furnace among the calcination furnaces used in the method for calcination of cement raw materials according to the present invention, and parts having the same functions as those in FIG. Indicated by Note that the calcination method using the present calcination furnace is almost the same as the first case. That is, fine coal powder is blown from the burner 3 into the high-temperature combustion chamber 2, the combustion flame of which is protected from the flow of raw materials by the enclosure 2' and maintained at high temperature in an oxygen-deficient condition. The combustion of fine coal powder and nitrogen oxides in the high-temperature combustion chamber 2 are
The reaction for converting into is the same as in the case of the above-mentioned jet calciner. In this calciner, the raw material is fed into the kiln exhaust gas stream and enters the calciner 1 together with the cooler bleed air. On the other hand, the unburned portion of the pulverized coal powder enters the calciner 1 together with the raw material and is completely combusted there. Coal in the above embodiments can of course be replaced with oil coke, lignite or coke.
Note that it is preferable to design the high-temperature combustion chamber 2 so that the raw material does not enter into the high-temperature combustion chamber 2 as much as possible. As described above, the method for calcination of cement raw materials according to the present invention is as follows:
By enclosing three or more enclosures and burning the pulverized coal in an underoxidized state within the enclosure, it is possible to effectively suppress the generation of nitrogen oxides, which is highly effective from the viewpoint of pollution prevention. Example Using the jet calcining furnace shown in FIG. 1, the concentration of nitrogen oxide emissions was measured when the ratio of surrounding the frame was changed. Table 1 shows the results.
【表】
この結果から、フレームを1/3以上囲えば窒素
酸化物排出濃度が急激に減少することが認められ
た。[Table] From the results, it was confirmed that if the frame was enclosed by more than 1/3, the concentration of nitrogen oxide emissions decreased rapidly.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図、第２図は本発明によるセメント原料の
仮焼方法に使用する仮焼炉の概略図である。
１……仮焼炉本体、２……高温燃焼室、３……
石炭バーナー、４……仮焼炉燃焼用空気ダクト、
５……キルン排ガス導入管、６……原料保給管、
７……１次吹込風車。
FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams of a calcining furnace used in the method of calcining cement raw materials according to the present invention. 1...Calcination furnace main body, 2...High temperature combustion chamber, 3...
Coal burner, 4... Calciner combustion air duct,
5...Kiln exhaust gas introduction pipe, 6...Raw material storage pipe,
7...Primary blowing windmill.