JPH0310587B2 - - Google Patents

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JPH0310587B2
JPH0310587B2 JP57031621A JP3162182A JPH0310587B2 JP H0310587 B2 JPH0310587 B2 JP H0310587B2 JP 57031621 A JP57031621 A JP 57031621A JP 3162182 A JP3162182 A JP 3162182A JP H0310587 B2 JPH0310587 B2 JP H0310587B2
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fluidized bed
bed reactor
gas
clinker
clinkerization
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Shumitsuto Hansuuberunaa
Baisubengaa Hansu
Ree Rootaa
Fuorio Arubeeru
Bariaaru Moorisu
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Publication of JPH0310587B2 publication Critical patent/JPH0310587B2/ja
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44—Burning; Melting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
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    • F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、セメント粉末原料をサスペンジヨ
ン型熱交換器で予熱し、予備焼成装置で脱酸し、
流動床でクリンカー化し、次いでクリンカーを冷
却することからなるセメントクリンカーの製造法
に関するものである。
セメントクリンカーの製造において、セメント
粉末原料から機械的にそして化学的に結合されて
いる水をサスペンジヨン型熱交換器中で分離し、
脱酸をある程度行ない、次いでロータリーキルン
で更に脱酸およびクリンカー化を行なうことは一
般的である。
この方法では、実質的な部分の脱酸がロータリ
ーキルン中で行なわれるので、特に生産量を高く
するためには、そのロータリーキルンの寸法を大
きくしなければならないというプラントエンジニ
アリング上望ましくない欠点がある。
したがつて、セメント粉末原料ロータリーキル
ンに供給する前にできるだけそのセメント粉末原
料の脱酸をする数多くの試みがこれまでなされて
きた。このために、例えば、原料を更に加熱しそ
して脱酸するために、サスペンジヨン型熱交換器
の最下段に別々に燃料を供給する方式が提案され
ている（ドイツ連邦共和国特許出願公告第
2324565号）。しかしながら、この方式は、原料が
加熱領域に滞留する時間が非常に短いという欠点
があり、その効果は限定されたものである。
セメントクリンカーの製造を更に発展させた方
式では、サスペンジヨン型熱交換器とロータリー
キルンとの間に接続された別のユニツト中で原料
の脱酸をできるだけ十分に行うようにしている。
そのユニツトとして、サスペンジヨン型熱交換器
から取り出された原料をロータリーキルンの前に
接続されたサイクロンに供給する加熱可能なコン
ベヤー（フランス国特許第2197827号）や、原料
がそこから煙室およびサイクロンを介してロータ
リーキルンに導かれる流動床式反応器（ドイツ連
邦共和国特許出願公告第2344094号）が知られて
いる。これら２つの場合においては、充分な脱酸
をするのに必要な滞留時間を調節するのは、特に
原料の粒径が異なるために、非常に困難である。
また粗大な粒子を取り除くのも困難である。
更に、サスペンジヨン型熱交換器と予備焼成装
置からなるユニツトを用いてのセメント粉末原料
の燃焼方式においてクリンカー化工程を流動床中
で行なうことが知られている（ヨーロツパ特許出
願公開第0000739号）。この方法では、クリンカー
工程において、品質のよいセメントを得るために
必要な滞留時間を均一にするように実際上調節で
きないという欠点がある。
この発明は、公知の、特に前述した方法の欠点
を排除し、そして、クリンカー化のための流動床
式反応器に導入する前にセメント粉末原料の脱酸
を実用上完全に行ない得て、かつ、設備の附随す
る投資を減少させ得る方法を提供するものであ
る。
この発明の方法は、セメント粉末原料を、流動
床式反応器、サイクロン分離器および再循環用ダ
クトからなる循環系で850℃以上の温度で、少く
とも95％脱酸し、焼成工程およびクリンカー化工
程に必要な炭素を含有する燃料を、セメント粉末
原料らセメントクリンカーを製造するのに必要な
全熱要求量に対して少くとも65％になるように脱
酸のための流動床式反応器に、そして、上記全熱
要求量に対して少くとも10％になるようにクリン
カー化のための流動床式反応器に供給し；上記脱
酸のための流動床式反応器に供給した燃料を燃焼
するに当つて、酸素含有ガスを少くとも２分流に
して、その１分流を流動化ガスとして、また、よ
り高いレベルから供給する他の分流を二次ガスと
して二段階で使用すると共に、燃焼を全燃焼工程
において実質的に化学量論的に行ない、そして、
流動化ガスの二次ガスに対する容量比が１：１な
いし１：10の範囲になるように流動化ガス量と二
次ガス量とを分配することによつて、上記脱酸の
ための流動床式反応器における流動化ガス用導入
口と二次ガス用導入口との間のゾーン中の平均懸
濁密度を100ないし300Kg／m3に、また、二次ガス
用導入口の上方のゾーン中の平均懸濁密度を５な
いし30Kg／m3になるように調節することからなつ
ている。
この発明に使用される流動床式反応器、サイク
ロン分離器および再循環用ダクトからなる循環系
の流動床式反応器においては、その流動状態は、
密な相がその上方に存在するガス空間から密度の
急激な変化によつて明確に分かれて分離されてい
る「古典的な」オーソドツクスな流動床とは異な
つて、明確な境界層がない分布状態である。この
ように、この発明に使用される脱酸のための流動
床式反応器では、密な相とその上方に存在するガ
ス空間との間に密度の急激な変化はなく、その反
応器での固体物質濃度は下方から上方に連続的に
減少している。
成程、ドイツ連邦共和国特許出願公告第
1767628号には、発熱工程を実施する方法、すな
わち、ある種のセメント粉末原料を燃焼する方法
が記載されていて、その方法では、処理すべき原
料を、多段式サスペンジヨン型熱交換器中で予備
脱水および／または加熱を行ない、分離器を通つ
て、再循環用サイクロンに附属した流動床式炉に
供給し、次に得られた反応生成物を、流動床式炉
と再循環用サイクロンからなる循環系から取り出
し、そして、いわゆる「循環式流動床」の原理を
利用した多段式流動床式冷却器に供給されるよう
になつている。しかしながら、この場合には、脱
酸とクリンカー化は共通の流動床中で行なわれて
いる。このために、この方法は、脱酸自体には必
要でない高いクリンカー化温度で脱酸が行なわ
れ、それによつて、高い容量割合で高温の廃ガス
が生成し、かつ、それに応じて燃料消費量も高く
なるという欠点を有している。種々の出発物質を
使用する場合に、更に生ずる欠点としては、２工
程に分けて脱酸とクリンカー化を行なう場合より
も、生成物の品質が劣るということが挙げられ
る。
この発明の方法の操作条件を、フルード（Fro
−ude）・アルキメデス（Archimedes）数によつ
て定義すれば、次のような範囲が得られる。
0.5≦3/4・Fr2・ρg／ρK−ρg≦50 たは0.01≦Ar≦10 式中、Ar＝dK 3・ｇ（ρK−ρg）／ρg・υ2 Fr2＝u2／ｇ・dK ｕ＝ガス相対速度（ｍ／秒） Ar＝アルキメデス数 ρg＝ガス密度（Kg／m3） ρK＝固体粒子密度（Kg／m3） dK＝球状粒子の直径（ｍ） υ＝動粘度（m2／秒） ｇ＝動力定数（ｍ／sec2） Fr＝フルード数 この発明の方法では、脱酸のために流動床式反
応器に供給される燃料のほとんどの量は、二次ガ
ス用導入口の下方に供給される。このことと、燃
焼に必要な全ての酸素含有ガスを異なるレベルか
ら供給する二分流に分配することとによつて、二
段階の緩和な燃焼を行なうことができ、それによ
つて、流動床式反応器中にホツトスポツトが局在
することを避けることができる。更に、酸化窒素
類を例えば、100ppm以下の値にまで強く抑制す
ることができる。
この発明に使用する流動床式反応器の断面は、
長方形、直角形、円形などいずれでもよい。その
流動床式反応器の下部は円錐形状に形成されてい
てよく、この形状は、特に反応器の断面を大きく
する場合に有利である。
この発明において、流動床式反応器における二
次ガス用導入口上方でのガス流速は、通常の場
合、常圧下で５ｍ／秒以上であつて、15ｍ／秒に
まで上げることができる。
流動床式反応器の高さに対する直径の比は、ガ
ス滞留時間が0.5ないし8.0秒、好ましくは１ない
し４秒になるように選択すればよい。
この発明において、二次ガスは、複数のレベル
からでも、また各レベルに設けた複数個の導入口
からでも供給するのが適当であり、そして流動床
式反応器の全長に対して30％までの高さ、ただ
し、流動化ガス用導入口より少くとも１ｍ高い高
さに供給するのが適当である。二次ガスが複数の
レベルから供給される場合には、その最上段の二
次供給ガス用導入口の位置は前述した反応器全長
の30％の高さを超えないようにするのがよい。こ
のような高さにすれば、一方では、第１の燃焼段
階にとつて充分に大きな空間が提供され、それに
よつて炭素含有物質と酸素含有流動化ガスとの反
応をほぼ完全に進行させることができると共に、
他方では、二次ガス用導入口の上方の反応器の上
部空間において、選択した化学量論割合で酸素を
反応させることが可能である。
燃料としては、燃料油、石炭、特に褐炭、廃炭
のような高灰分石炭、オイルシエール、必要に応
じて家庭廃物も使用できる。クリンカー化工程に
とつては、熱量が高い燃料を使用するのが好まし
い。
燃料の分配については、焼成工程とクリンカー
化工程に必要な燃料が、セメント粉末原料からセ
メントクリンカーを製造するのに必要な全熱要求
量に対して少なくとも65％になるように脱酸のた
めの流動床式反応器に、そして、上記全熱要求量
に対して少なくとも10％になるようにクリンカー
化のための流動床式反応器に供給される。このよ
うに少くとも65％及び少くとも10％にしたのはで
きる限り高い脱酸、すなわち少くとも95％脱酸す
ることを確実に実現するためである。かかる高度
な脱酸によりクリンカー化工程においては事実上
クリンカーの形成のみが行われ、その結果として
流動床式反応器は小さい寸法で設計されることが
できる。特に、全熱要求量に対して70ないし85％
になるように脱酸のための流動床式反応器に、上
記全熱要求量に対して15ないし30％になるように
クリンカー化のための流動床式反応器に供給する
のが特に適している。クリンカー化のための流動
床反応器に供給される燃料は、脱酸のための流動
床式反応器から出てきた原料の流れを加熱し、そ
して、幅射損失を補充するために主に使用されて
いる。
原料の脱酸を少くとも95％まで行なうために
は、その滞留時間は好ましくは３ないし15分間、
特に５ないし10分間になるように調節するのがよ
い。循環系中の温度を好ましくは950℃ないし
1150℃の範囲に調節することによつて、粒径分布
が広範囲であつても、または粗大な粒子が含有さ
れていても、実質的に全ての原料を効果的に処理
することができる。循環系中の温度を一定にし、
そして、定められた固体物質の滞留時間にすれ
ば、均質性の高い脱酸した生成物を得ることがで
きる。
固体状の炭素含有燃料を使用する場合には、平
均粒径dp50を約500μｍ以下、好ましくは約100な
いし300μｍの範囲に調節すればよい。ここで、
平均粒径dp50とは、その物質の50重量％がその
平均粒径の値よりも大きく、かつ残りの50重量％
がその平均粒径の値よりも小さいことを意味す
る。
焼成したセメント粉末原料のクリンカー化は、
古典的なオーソドツクスな流動床中で行なうこと
ができ、この場合の流動化ガス速度は約２ないし
４ｍ／秒に調節するのがよい。
しかしながら、クリンカー化工程にも循環式流
動床を使用するのが特に好ましく、その流動床
は、脱酸工程のための循環式流動床とは異なつ
て、二次ガスを供給せずに作動させる。反応器全
長に亘つて分布されている懸濁密度は、約100な
いし300Kg／m3の範囲になるように調節するのが
適している。供給すべき焼成した原料は、反応器
のできるだけ下方のレベルに、また、場合によつ
ては、流動化ガス用導入口中に供給することも適
当である。このことは燃料の供給にも同様に適用
することができる。
クリンカー化のための循環式流動床中で調節す
べきガス流速は、クリンカーの平均粒径が200な
いし500μｍである場合には、約２ないし６ｍ／
秒になるように調節するのがよい。
クリンカーの冷却は、少くとも部分的に焼成工
程およびクリンカー化工程に供給される酸素含有
ガスを加熱することによつて行なうのが好まし
い。この場合、冷却は直接的にも、または間接的
にも行なうことが有利である。
冷却器としては、好ましくは、複数個の分離さ
れた室または１つのユニツトに構成された室を有
する流動床式冷却器などの流動床式冷却器が特に
適当である。第１の室で加熱された最も高温の酸
素含有ガス流は、流動化ガスとしてクリンカー工
程の流動床式反応器に供給するのが適当である。
冷却工程で得られた別の加熱ガス流は、脱酸に
使用される流動床に導入されるのが有利である。
この場合、間接的に加熱された酸素ガスを流動化
ガスとして、そして、直接的に加熱された酸素含
有ガスを二次ガスとして使用するのが有利であ
る。場合によつて、残留ガス流をサスペンジヨン
型熱交換器に供給することも可能である。
循環系の廃ガス流は、サスペンジヨン型熱交換
器に通常定量的に供給される。クリンカー化のた
めの流動床式反応器の廃ガス流は同様にサスペン
ジヨン型熱交換器に供給することが可能である。
セメント供給原料が高含量の揮発性アルカリ物質
を含有している場合には、そのアルカリ含量に応
じて、廃ガスの部分流の量をより多くしたり、ま
たは、より小さくしてサスペンジヨン型熱交換器
にバイパスさせることもできる。極端な場合に
は、すなわち、特に高いアルカリ含量の場合に
は、廃ガスを100％バイパスさせることも必要で
ある。
この発明の方法の優れた利点は、循環系にて原
料滞留時間が充分に調節でき、そして、コントロ
ールできるので、原料の脱酸の割合が実質的には
全然変化しないということである。更にまた、循
環系においては、温度が実質的に一定であり、そ
して、この段階で望ましくない揮発反応を生ずる
温度ピークを避けることができる。更に、この循
環系は、クリンカー化のための流動床式炉中に原
料を一定に供給することができ、それによつて、
クリンカーの品質を高くすることができる。ま
た、この方法では、循環系中の脱酸の割合を高く
することができるので、クリンカー化のための流
動床式炉の負担を軽減し、それによつてクリンカ
ーを形成する燃焼だけを実質的に行なうことがで
きる。したがつて、クリンカー化のための流動床
式炉の容量を小さくすることができ、それによつ
て熱放射を減少させ、かつ、エネルギー要求を少
なくすることができる。
この発明の方法では、低品質の燃料を使用する
ことができ、そして、その出発物質を非常に小さ
い粒径に細砕することが必要でない。いわゆる
「天然セメント」に生成される出発物質（セメン
ト生成成分の均一な混合物からなる出発物質）を
使用する場合には、より大きな粒径に細砕するだ
けで充分である。バイパスによつて供給する必要
があるアルカリ含量が多い出発物質の場合には、
クリンカー化工程から取り出されるガスが少ない
ので熱損失も小さくなる。
この発明を、図面ならびに実施例によつて更に
詳細に説明する。
第１図 セメント粉末原料は、導管１を通つて、サスペ
ンジヨン型熱交換器２（２個のサイクロン型分離
器と１個のベンチユリー型反応器からなる単純な
形式に示されている）に供給され、そして、３に
おいて循環系から排出された廃ガスによつて予熱
した後、導管４を通つて焼成のために循環系に供
給される。
その循環系は、流動床式反応器５、サイクロン
分離器６および再循環用ダクト７から構成されて
いる。流動床式反応器５には、ダクト８を通つ
て、流動化ガスが、そして、流動床式反応器５の
近くにリング状ダクトとして形成するのが適当で
あるダクト９を通つて、二次ガスが供給される。
燃料の供給は、ランス１０を通して行なわれる。
原料の流れは、ランスによつてコントロールさ
れた排出装置１１を通つて導管１２によつて排出
され、そして、更に流動床式反応器１３、サイク
ロン分離器１４および再循環用ダクト１５を有す
る第２の循環系に供給される。第２の循環系で
は、導管１６を通つて供給された比較的少量の燃
料でもつて加熱することによつてクリンカー化が
行なわれる。
セメント粉末原料を脱酸するための循環系５，
６，７と異なつて、第二の循環系では、温度ピー
ク（局所的過熱）によつて、燃料を燃焼するため
に必要な全ての酸素含有ガスを一つの場所に供給
するのが望ましい。
充分に長い滞留時間を経過した後に、得られた
セメントクリンカーは、ランスによつてコントロ
ールされた第２の排出装置１７と導管１８を通つ
て流動床式冷却器１９に供給される。原料の流れ
から見て第１番目の室２０において、流動床式反
応器１３のための流動化空気が加熱され、そし
て、導管２１を通つて取り出される。後続する冷
却室２２および２３は互いに結合され、そして、
それらの冷却室内に設けられた冷却面２４を有し
ていて、その内部で流動床式反応器５のための流
動化空間が間接的に加熱されるようになつてい
る。冷却室２２，２３中で直接加熱された空気
は、フード２５中に集められ、そして、ダクト９
を通つて、流動床式反応器５に二次ガスとして導
入される。その後、冷却されたクリンカーは導管
２６を通して取り出される。
流動床式反応器１３の廃ガスは、ガクト２７を
通つて、サスペンジヨン型熱交換器２に供給され
る。必要な場合には、ダクト２８を介して、廃ガ
スの部分流（極端な場合には廃ガスの全部）は、
サスペンジヨン型熱交換器２をバイパスされる。
このガスは次いで通常ガス冷却器（図示せず）中
で冷却、精製される。
第２図 第２図のフローシートでは、導管１２を通つて
循環系５，６，７から取り出された焼成物のクリ
ンカー化は、オーソドツクスタイプの流動床２９
によつて行なわれる。すなわち、流動床条件は、
流動床が定められた面を形成しうるように選択す
る。ガス流に同伴された微粉状の固体はサイクロ
ン３０によつて分離され、そして導管３１を介し
て流動床式反応器２９に再循環される。
その流動床式反応器２９から、クリンカーは、
オーバーフロー式導管１８によつて排出され、そ
して、別個に構成されている流動床式冷却器１９
の第１の冷却室２０に供給される。冷却の場合に
得られた加熱冷却用空気は、ダクト２１を通つて
流動床式反応器２９に導入される。クリンカー
は、更に、流動床式冷却器の冷却室２２，２３で
冷却される。
第２図における他の全てのユニツトならびに導
管などは、第１図のものと同じであつて、同一符
号によつて示されている、 実施例（第２図を参照して） 平均粒径30μｍのセメント粉末原料を、１時間
当り、3.1トンの割合で、供給ユニツト１を介し
てサスペンジヨン型熱交換器２に供給した。粉末
原料は次の組成からなつていた。
石灰石（CaCO3） 2.40トン 石英砂（SiO2） 0.25トン 粘土（高アルカリ含量） 0.45トン ダクト３において循環系から取り出された1150
℃の廃ガスによつて、原料はサスペンジヨン型熱
交換器２中で、約950℃に予熱され、次いで導管
４を介して流動床式反応器５に導入された。流動
床式反応器５には更に、導管１０を介して、平均
粒径200μｍおよび熱量Hu12MJ／Kgの石炭を１時
間当り0.5トンの割合で供給し、そして、ダクト
８，９を介して、450℃の流動化ガスを１時間当
り560m3 Nの割合で、また、710℃の二次ガスを１
時間当り1320m3 Nの割合で供給した。この場合、
全熱要求量に対する燃料（石炭）の焼成工程にお
ける配分割合は、約86.6％であつた。
流動床式反応器５、サイクロン分離器６および
再循環用ダクト７からなる循環系中においては、
温度は1150℃に維持された。ガス流の量と分流の
数に基づいて、流動床式反応器５における二次ガ
ス用導入口９の下方における平均懸濁密度は150
Kg／m3、また、二次ガス用導入口９の上部におけ
る平均懸濁度は10Kg／m3であつた。循環系中での
平均滞留時間は８分間であつて、脱酸の割合は
99.2％であつた。
燃焼されたセメント粉末原料は、排出装置１１
を介して１時間当り２トンの割合で排出され、そ
して、導管１２を介して流動床式反応器２９に供
給された。その流動床式反応器２９には更に、ラ
ンス１６を介して、90μｍ以上の平均粒径のもの
が20％であつて、25MJ／Kgの熱量Huを有する石
炭を１時間当り0.037トンの割合で供給し、また
流動床式冷却器１９の冷却室２０中で1280℃に加
熱された空気を１時間当り264m3 Nの割合でダクト
２１を介して供給した。この場合、全熱要求量に
対する燃料（石炭）のクリンカー化工程における
配分割合は、約13.4％であつた。流動床式反応器
２９中の温度は1400℃であつた。また、全熱要求
量は、１時間当り6925MJであつた。更に、流動
床式反応器２９の床中の懸濁密度は200Kg／m3で
あつて、流動化ガス速度は（空の反応器に基づい
て）２ｍ／秒であつて、そして、平均粒径は
300μｍであつた。
次に、クリンカーは、導管１８を介して流動床
式冷却器１９の第１の冷却室２０に供給され、そ
こで、流動化ガス264m3 N／ｈでもつて冷却した。
その結果、流動化ガスは1280℃に加熱された。そ
の空気は、前述したようにダクト２１を介して流
動床式反応器２９に供給された。
更に、流動床式反応器１９の冷却室２２，２３
において、1320m3 N／ｈの割合で流動化空気で直
接的に、そして、560m3 N／ｈの割合の冷却用空気
で間接的に冷却された。この冷却用空気は、冷却
面２４に沿つて導入された。その結果、空気流
は、それぞれ710℃と450℃に加熱され、そして、
ダクト９と８を介して、二次ガス用空気と流動化
用空気として流動床式反応器５に供給された。ク
リンカー生産量は２トン／時間であつた。
流動床式反応器２９から排出された廃ガスは、
アルカリ含量が多いために、ダクト２８を介し
て、全量サスペンジヨン型熱交換器２をバイパス
させ、そして、ガス冷却器（図示せず）にて冷却
し、精製された。
この発明を実施例を要約して説明すると、次の
通りである。セメント粉末原料をサスペンジヨン
型熱交換器で予熱し、予備焼成装置中で脱酸し、
流動床中でクリンカー化し、そして、クリンカー
を冷却することによつてセメントクリンカーを製
造するに当つて、流動床式反応器５、サイクロン
分離器６および再循環用ダクト７からなる循環系
において脱酸を850℃以上の温度で、かつ少くと
も95％になるように行つている。燃焼工程および
クリンカー工程に必要な炭素含有燃料は、セメン
ト粉末原料からセメントクリンカーを製造するの
に必要な全熱要求量に基づいて少くとも65％にな
るように流動床式反応器５に、そして、同様に少
くとも10％になるように流動床式反応器１３に供
給される。流動床式反応器５に供給された燃焼
は、流動化ガス８と二次ガス９によつて二段階で
そして、ほぼ化学量論的に行なわれる。流動ガス
の二次ガスに対する容量比が１：１ないし１：10
の範囲になるように流動化ガス量と二次ガス量と
を分配することによつて、また二次ガスに対する
流動化ガスの容量比を分配することによつて、流
動化ガス用導入口８と二次ガス用導入口９との間
のゾーンで、平均懸濁密度が100ないし300Kg／m3
に、また二次ガス用導入口９の上方のゾーンで、
平均懸濁密度が５ないし30Kg／m3になるように調
節される。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、この発明の方法を実施
するための装置の構成を示す具体例をそれぞれ示
す。なお図面に用いられている符号において、 ５，１３，２９……流動床式反応器、６，１４
……サイクロン分離器、７，１５……再循環用ダ
クト、８……流動化ガス用導入口、９……二次ガ
ス用導入口、１９……流動床式冷却器、２０，２
２，２３……冷却室である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ セメント粉末原料をサスペンジヨン型熱交換
    器で予熱し、予備焼成装置で脱酸し、流動床でク
    リンカー化し、次いでクリンカーを冷却すること
    からなるセメントクリンカーの製造法であつて； 上記セメント粉末原料を、流動床式反応器、サ
    イクロン分離器および再循環用ダクトからなる循
    環系で、850℃以上の温度で、少くとも95％脱酸
    し； 焼成工程およびクリンカー化工程に必要な炭素
    を含有する燃料を、セメント粉末原料からセメン
    トクリンカーを製造するのに必要な全熱要求量に
    対して少くとも65％になるように脱酸のための流
    動床式反応器に、そして、上記全熱要求量に対し
    て少くとも10％になるようにクリンカー化のため
    の流動床式反応器に供給し； 上記脱酸のための流動床式反応器に供給した燃
    料を燃焼するに当つて、酸素含有ガスを少くとも
    ２分流にして、その１分流を流動化ガスとして、
    また、より高いレベルから供給する他の分流を二
    次ガスとして二段階で使用すると共に、燃焼を全
    燃焼工程において実質的に化学量論的に行ない； そして、流動化ガスの二次ガスに対する容量比
    が１：１ないし１：10の範囲になるように流動化
    ガス量と二次ガス量とを分配することによつて、
    上記脱酸のための流動床式反応器における流動化
    ガス用導入口と二次ガス用導入口との間のゾーン
    中の平均懸濁密度を100ないし300Kg／m3に、ま
    た、二次ガス用導入口の上方のゾーン中の平均懸
    濁密度を５ないし30Kg／m3になるように調節する
    ことを特徴とする方法。 ２ 焼成工程およびクリンカー化工程に炭素を含
    有する必要な燃料を、セメント粉末原料からセメ
    ントクリンカーを製造するのに必要な全熱要求量
    に対して70ないし85％になるように脱酸のための
    流動床式反応器に、そして、上記全熱要求量に対
    して15ないし30％になるようにクリンカー化のた
    めの流動床式反応器に供給することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 脱酸工程の循環系における固体の滞留時間が
    ３ないし15分間であることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の方法。 ４ 滞留時間が５ないし10分間であることを特徴
    とする特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 脱酸工程の循環系における温度を950ないし
    1150℃に維持することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。 ６ 平均粒径dp50（ここで、平均粒径dp50とは、
    その物質の50重量％がその平均粒径の値よりも大
    きく、かつ残りの50重量％がその平均粒径の値よ
    りも小さいことを意味する）が500μｍ以下の固
    体状炭素含有燃料を使用することを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７ 平均粒径dp50（ここで、平均粒径dp50とは、
    その物質の50重量％がその平均粒径の値よりも大
    きく、かつ残りの50重量％がその平均粒径の値よ
    りも小さいことを意味する）が100から300μｍま
    での範囲であることを特徴とする特許請求の範囲
    第６項に記載の方法。 ８ クリンカー化を流動床式反応器、サイクロン
    分離器および再循環用ダクトからなる循環系で行
    なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の方法。 ９ 少くとも部分的に脱酸工程および／またはク
    リンカー化工程に供給される酸素含有ガスを加熱
    することによつてクリンカーの冷却を行なうこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。 １０ クリンカーの冷却の場合に酸素含有ガスが
    直接的にまたは間接的に加熱されることを特徴と
    する特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １１ クリンカーを、脱酸のための流動床式反応
    器およびクリンカー化のための流動床式反応器と
    は別の第３の流動床中で冷却することを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項または第１０項に記載の
    方法。 １２ 上記第３の流動床が複数の室になつてい
    て、その室がそれぞれ分離されているかまたは１
    つの構造ユニツトに結合されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３ 上記第３の流動床式冷却器の第１の冷却室
    において直接加熱された酸素含有ガスを、クリン
    カー化工程の流動床式反応器に流動化ガスとして
    供給することを特徴とする特許請求の範囲第９項
    ないし第１２項のいずれか１項に記載の方法。
JP57031621A 1981-02-28 1982-02-27 セメントクリンカ−の製造法 Granted JPS5874547A (ja)

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