JPH0424629B2 - - Google Patents

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、アルミナ、石灰等の粉
末状原料用の複数系統型予熱装置に関する。

（従来の技術） 従来、粉末原料予熱装置は種々に構成されてお
り、その中には焼成炉からの排ガスを主として使
用する排ガス系統予熱装置と、焼成物用冷却装置
からの高温の排出空気を用いて仮焼炉内で燃料を
燃焼させ、これにより発生させた燃焼ガスを主と
して使用する燃焼ガス系統予熱装置との複数系統
を有するものがある。

上記のようにガスの流れに見て並列に各予熱装
置を設置する仮焼方式では、焼成炉排ガスが燃焼
ガス系統に配置された仮焼炉内を通過しないた
め、仮焼炉における燃料の燃焼性能に優れている
と共に、仮焼炉をコンパクトに構成できるという
長所を有している。

しかし、上記のような仮焼方式において、燃焼
ガス系統予熱装置では供給する燃料の量的調整に
より粉末原料を高度に仮焼することができるが、
排ガス系統予熱装置では1000〜1100℃程度の温度
で導入される焼成炉の排ガスが上記予熱装置内で
850〜950℃程度の温度まで低下する間に粉末原料
の仮焼のために利用しうる熱量が、前記予熱装置
から前記排ガスが350〜450℃程度まで低下して排
出されるまでの間に粉末原料の予熱のために利用
しうる熱量に対して不足するため、排ガス系統予
熱装置から焼成炉に排出される粉末原料の仮焼率
を高くすることができないか、或いは高度に仮焼
しうる程度に排ガス系統予熱装置に供給する粉末
原料の量を制限すれば、予熱のために利用しうる
熱量が余剰して予熱装置から排出されるガス温度
が上昇することになる。このような不都合を解消
するために、排ガス系統予熱装置内下部を通過す
る粉末原料の一部を、燃焼ガス系統の仮焼炉もし
くはこの仮焼炉近傍のガスダクトに供給すること
が従来より行われている。

この従来例を第３図のセメント原料焼成装置の
系統図により具体的に説明する。

図において、１はセメント原料を焼成してクリ
ンカを得る焼成炉、２は焼成炉１から排出される
クリンカを空気流により冷却する冷却装置であ
る。

上記焼成炉１にはこの焼成炉１からの排ガスで
粉末原料を予熱する排ガス系統予熱装置３が連結
されると共に、同上冷却装置２にはこの冷却装置
２からの排出空気を用いて燃料を燃焼させてこの
燃焼ガスで粉末原料を予熱する燃焼ガス系統予熱
装置４が連結される。また、上記焼成炉１は冷却
装置２に接続され、冷却装置２からの高温の排出
空気は焼成炉１での燃料燃焼用としてこの焼成炉
１に送り込まれる。

上記排ガス系統予熱装置３について説明する。

この排ガス系統予熱装置３は上下方向に積重し
たサイクロン等の粉末分離器C₁₁〜C₁₄を有し、各
粉末分離器のガス排出口とこの粉末分離器上方の
他の粉末分離器のガス導入口とがそれぞれガスダ
クト７ａにより連結される。また、焼成炉１の入
口覆５と最下段の粉末分離器C₁₄のガス導入口も
ガスダクト７ａにより接続される。更に、最上段
の粉末分離器C₁₁のガス排出口は排ガスフアン１
２ａにガスダクト７ｃにより接続される。

上記各粉末分離器のガス導入口と、この粉末分
離器上方の他の粉末分離器の粉末排出口とがそれ
ぞれ原料シユート１３により連結される。また、
最上段の粉末分離器C₁₁のガス導入口側ガスダク
ト７ａには粉末原料を投入する原料供給口１６が
設けられる。

次に、上記燃焼ガス系統予熱装置４について説
明する。

この燃焼ガス系統予熱装置４は上記排ガス系統
予熱装置３と同様に構成され、上下方向に積重し
た粉末分離器C₂₁〜C₂₄及び排ガスフアン１２ｂを
有していると共に、これらを接続するガスダクト
７ａ，７ｂ，７ｃ及び原料シユート１３を有して
いる。また、この燃焼ガス系統予熱装置４では最
下段の粉末分離器C₂₄のガス導入口側ガスダクト
７ｂと、この粉末分離器C₂₄上方に位置する粉末
分離器C₂₃の粉末排出口との間に冷却装置２から
の排出空気を用いて燃料を燃焼させて粉末原料を
予熱する仮焼炉８が介設される。この仮焼炉８は
排出空気ダクト９により冷却装置２に接続される
と共に、上記仮焼炉８には独立した燃料供給装置
１０が設けられる。

また、燃焼ガス系統予熱装置４の最下段の粉末
分離器C₂₄の粉末排出口が焼成炉１の入口覆５に
原料シユート１４ｂにより接続されると共に、排
ガス系統予熱装置３の最下段の粉末分離器C₁₄の
粉末排出口が上記粉末分離器C₂₄の粉末排出口か
らの原料シユート１４ｂの中途部に原料シユート
１４ａにより接続される。

更に、前記排ガス系統予熱装置３における下か
ら２段目の粉末分離器C₁₃の粉末排出口からの原
料シユート１３の中途部が燃焼ガス系統予熱装置
４の下から２段目の粉末分離器C₂₃の粉末排出口
からの原料シユート１３の中途部に分岐シユート
１５により接続される。

そして、上記冷却装置２でクリンカを冷却した
高温の排出空気は焼成炉１で燃焼されて排ガスと
なり、排ガス系統予熱装置３においては、排ガス
フアン１２ａにより吸引されて最下段の粉末分離
器C₁₄から最上段の粉末分離器C₁₁へと流される。
また、燃焼ガス系統予熱装置４においては、上記
冷却装置２からの排出空気は仮焼炉８で燃焼さ
れ、このガスは排ガスフアン１２ｂにより吸引さ
れて最下段の粉末分離器C₂₄から最上段の粉末分
離器C₂₁へと流される（図中排ガスの流れは実線
矢印で示す）。

一方、各原料供給口１６，１６から投入される
粉末原料は、上記高温のガスにより加熱されなが
ら各予熱装置３，４の最上段の粉末分離器C₁₁，
C₂₁から下方段へ向つて流れ、焼成炉１で焼成さ
れてクリンカとなり、冷却装置２で冷却されて次
工程へ移送される（図中粉末原料の流れは破線矢
印で示す）。

上記の場合、排ガス系統予熱装置３における下
から２段目の粉末分離器C₁₃から排出される予熱
された粉末原料の一部が燃焼ガス系統予熱装置４
の仮焼炉８へ分岐供給される。従つて、上記粉末
分離器C₁₃から最下段の粉末分離器C₁₄のガス導入
口側ガスダクト７ｂへ投入される粉末原料の量的
比率は少なくなる。このため、排ガス系統予熱装
置３における最下段の粉末分離器C₁₄から焼成炉
１に供給される粉末原料は上記ガスダクト７ａ内
を流れる間に高度な仮焼が達成される。なお、燃
焼ガス系統予熱装置４では、燃料供給装置１０か
ら仮焼炉８内に供給する燃料の調整により粉末原
料を高度に仮焼することができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のような複数系統から成る予熱
装置では、元来排ガス系統予熱装置３と燃焼ガス
系統予熱装置４とは装置別に独立して配置される
ものである。このため、排ガス系統予熱装置３の
下から２段目の粉末分離器C₁₃と燃焼ガス系統予
熱装置４の仮焼炉８とを連通する分岐シユート１
５の水平距離は比較的大きい寸法を必要とする。
特に、既設の排ガス系統予熱装置３に燃焼ガス系
統予熱装置４を追加設置する場合には分岐シユー
ト１５の水平距離は大きい寸法となつている。

この場合、上記分岐シユート１５内での粉末原
料の堆積を防止するためには水平面に対する傾斜
角をある程度大きく、例えば50〜55゜以上に採る
必要があり、このため、上記分岐シユート１５で
連結される両装置間には大きな垂直距離が必要と
される。しかし、このように大きな垂直距離を採
ろうとすると、装置が全体として大形化する。ま
た、他の予熱装置を新設する場合にも、上記分岐
シユート１５に所定角度を確保する必要上、各粉
末分離器や仮焼炉の配置に大きな制限が与えられ
るという不都合がある。

更に、既設の排ガス系統予熱装置３に燃焼ガス
系統予熱装置４を追加設置すれば焼成装置全体の
能力を、例えば、最大2.5倍程度まで増加させる
ことができる。そして、この様な改造工事を行う
場合には、併せて既設の排ガス系統予熱装置３の
圧力損失を低減させて排ガスフアン１２ａの駆動
力を減らして省エネルギー化を図ろうとすること
がある。

しかし、焼成炉１から排ガス系統予熱装置３に
導入される排ガス量は、主として両系統の予熱装
置３，４から焼成炉１に供給される粉末原料の温
度及び仮焼度合によつて決定されるものであり、
上記両系統予熱装置内を通過するガス量は相互に
調整されるものでない。このため、上記改造に伴
なう能力増加程度を決定すると、既設の排ガス系
統予熱装置３への焼成炉１からの導入ガス量が決
定され、これに伴つて排ガス系統予熱装置３内の
圧力損失が決定される関係にある。よつて、予熱
装置全体としての能力増加を図ろうとすると排ガ
ス系統予熱装置３での圧力損失が増加するおそれ
があり、逆に上記圧力損失を低減させようとすれ
ば能力増加も制限せざるを得ない状況にあつた。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなさ
れたもので、排ガス系統予熱装置の適所と燃焼ガ
ス系統予熱装置の適所とを連結し、これら装置の
うちの一方から他方へ粉末原料を搬送させるに当
つて、この連結部に粉末原料が堆積しにくい構成
にすると共に、装置が全体として大形化しないよ
うにし、かつ、排ガス系統予熱装置内を通過する
排ガスの圧力損失を低減させることを目的とす
る。

（発明の構成） 上記目的を達成するためにこの発明の特徴とす
るところは、排ガス系統予熱装置の下から２段目
の粉末分離器のガス導入口側を、上記燃焼ガス系
統予熱装置の上部の経路に粉末分離手段を介して
連結すると共に、この粉末分離手段の粉末排出口
を燃焼ガス系統予熱装置の下部の経路に連結し、
この粉末分離手段に対して風量調節手段を設けた
点にある。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図と第２図によ
り説明する。なお、これら実施例は前記従来例と
基本構成は同一である。よつて、同一構成のもの
は同一符号を付し、その説明は省略する。

第１図は第１実施例を示すものである。

前記排ガス系統予熱装置３における下から２段
目の粉末分離器C₁₃のガス導入口側ガスダクト７
ａにおいて、下から３段目の粉末分離器C₁₂の粉
末排出口から原料シユート１３を通して供給され
た粉末原料が前記ガスダクト７ａ内を上昇する熱
ガス中に分散されたのち、粉末原料の一部が熱ガ
スと共に燃焼ガス系統予熱装置４側へ分配供給さ
れるように、前記ガスダクト７ａの燃焼ガス系統
予熱装置４の下から３段目の粉末分離器C₂₂とが
連結ダクト１８により接続される。

上記連結ダクト１８の中途部には粉末分離手段
たる慣性粉末分離器C₀₁が介設される。この慣性
粉末分離器C₀₁の粉末排出口は燃焼ガス系統予熱
装置４の下から２段目の粉末分離器C₂₃の粉末排
出口からの原料シユート１３中途部に原料シユー
ト１９を介して接続される。また、上記慣性粉末
分離器C₀₁のガス排出口側の連結ダクト１８には、
この連結ダクト１８を開閉する風量調節手段たる
ダンパ２０が設けられる。更に、燃焼ガス系統予
熱装置４の仮焼炉８へ通じる空気ダクト９にはダ
ンパ２１が設けられる。

そして、排ガス系統予熱装置３の原料供給口１
６から投入された粉末原料は、ガスと共に上記粉
末分離器C₁₃と慣性粉末分離器C₀₁に分岐供給さ
れ、慣性粉末分離器C₀₁でガスと粉末原料とに分
離されて、この粉末原料は燃焼ガス系統予熱装置
４の仮焼炉８へ投入される。また、上記慣性粉末
分離器C₀₁からの排ガスはダンパ２０を通り上記
粉末分離器C₂₂に導入される。

このようにして排ガス系統予熱装置３から燃焼
ガス系統予熱装置４へ分岐配分される熱ガスおよ
び粉末原料の量は、排ガス系統予熱装置３に導入
されるそれぞれの量の10〜40％が適当である。そ
して、これらの分岐配合量は両系統での温度平衡
状態に合せて連結ダクト１８に設けた前記ダンパ
２０により調節される。

第２図は第２実施例で、排ガス系統予熱装置３
および燃焼ガス系統予熱装置４がそれぞれ上下方
向に積重された５段の粉末分離器群C₁₀〜C₁₄およ
びC₂₀〜C₂₄を有している。

そして、排ガス系統予熱装置３と燃焼ガス系統
予熱装置４とを接続する連結ダクト１８に介設さ
れる粉末分離手段がサイクロン粉末分離器C₀₂と
され、このサイクロン粉末分離器C₀₂のガス排出
口は燃焼ガス系統予熱装置４の下から４段目の粉
末分離器C₂₁のガス導入口側ガスダクト７ａに連
結ダクト１８により接続される。また、このサイ
クロン粉末分離器C₀₂の粉末排出口は燃焼ガス系
統予熱装置４の下から２段目の粉末分離器C₂₃の
ガス導入口側ガスダクト７ａに原料シユート２３
により接続される。

更に、排ガス系統予熱装置３の最下段の粉末分
離器C₁₄のガス導入口側ガスダクト７ｂに独立し
た燃料供給装置２４が備えられる。

従つて、排ガス系統予熱装置３の下から２段目
のガスダクト７ａからガスと共にサイクロン粉末
分離器C₀₂へ分岐供給された粉末原料は、この粉
末分離器C₀₂にてガスから分離されたのち上記粉
末分離器C₂₃のガス導入口側ガスダクト７ａに排
出され、燃焼ガス系統予熱装置４の原料供給口１
６から投入された粉末原料と共に粉末分離器C₂₃
を経由して仮焼炉８に供給される。そして、仮焼
炉８内で高度に仮焼が達成される。

また、上記排ガス系統予熱装置３の下から２段
目の粉末分離器C₁₃から最下段の粉末分離器C₁₄の
ガス導入口側ガスダクト７ｂに投入された粉末原
料は、上記ガスダクト７ｂ内を上昇する焼成炉１
からの排ガス中に燃料供給装置２４から必要に応
じて燃料を供給して燃焼させることにより、より
一層仮焼される。そして、このように仮焼された
のち、燃焼ガス系統予熱装置４での仮焼原料と共
に焼成炉１に排出される。

なお、上記排ガス系統予熱装置３の最下段粉末
分離器C₁₄のガス導入口側ガスダクト７ｂに、燃
料供給装置２４を配備するに際し、上記ガスダク
ト７ｂを仮焼炉状に構成しても良く、また燃焼ガ
ス系統予熱装置４の仮焼炉８と同様に、冷却装置
２と空気ダクト９で接続しても良い。

また、排ガス系統予熱装置３及び燃焼ガス系統
予熱装置４の各系統を構成する予熱装置の系列
数、或いは連結ダクト１８に介設する粉末分離手
段の種類や各予熱装置を構成する粉末分離器の種
類や段数、仮焼炉の種類等は上記各実施例に限定
されるものではない。

（発明の効果） この発明によれば、排ガス系統予熱装置の下か
ら２段目の粉末分離器のガス導入口側を、上記燃
焼ガス系統予熱装置の上部の経路に粉末分離手段
を介して連結すると共に、この粉末分離手段の粉
末排出口を燃焼ガス系統予熱装置の下部の経路に
連結したため、排ガス系統予熱装置に投入された
粉末原料の一部は一旦焼成炉からの排ガスの流れ
で粉末分離手段に搬送され、ここで分離された粉
末原料とガスはそれぞれ燃焼ガス系統予熱装置の
適所に供給される。即ち、排ガス系統予熱装置側
から粉末分離手段に至る粉末原料の搬送は排ガス
の流れでなされるため、排ガス系統予熱装置側か
ら粉末分離手段に至る水平距離を十分に大きくし
ても、その経路中で粉末原料が堆積して操業が阻
害されることは防止される。従つて、上記粉末分
離手段を必要に応じて水平距離で十分排ガス系統
予熱装置から離すことによつてこれを燃焼ガス系
統予熱装置の近傍に配置し、この粉末分離手段の
粉末排出口を燃焼ガス系統予熱装置の下部経路に
必要とされる大きな傾斜角で連結させることがで
きる。よつて、この経路中でも粉末原料が堆積す
ることは防止される。この結果、排ガス系統予熱
装置と燃焼ガス系統予熱装置とを連結する場合
に、この連結部に粉末原料が堆積することは防止
される。しかも、この場合、排ガス系統予熱装置
と燃焼ガス系統予熱装置の間には大きな高低差を
必要としないことから、これら装置全体が大形化
することは防止される。

しかも、排ガス系統予熱装置に投入された粉末
原料の一部を燃焼ガス系統予熱装置に搬送するた
めに、前述の如く粉末原料の仮焼に利用できる熱
量に較べて予熱に利用できる熱量が余剰している
焼成炉排ガスの一部を使用するようにしたもので
あり、排ガス系統予熱装置における最下段の仮焼
域から排出されて上方の予熱域へ流れる熱ガスの
一部が仮焼域へ供給される直前の予熱原料を随伴
した状態で排ガス系統予熱装置から粉末分離手段
を経由して燃焼ガス系統予熱装置へ向けて抜き出
される。

この際、上記粉末分離手段に対して風量調節手
段が設けられたため、これら排ガス系統予熱装置
と燃焼ガス系統予熱装置との温度平衡状態に合わ
せて上記風量調節手段により排ガス系統予熱装置
から燃焼ガス系統予熱装置へ分岐供給される熱ガ
スおよび粉末原料の量を調節することができる。
従つて、両予熱装置で粉末原料の仮焼を共に高度
に達成できると共に、これら両予熱装置における
仮焼と予熱に必要な熱量の平衡を保つことができ
る。

また、排ガス系統予熱装置から燃焼ガス系統予
熱装置への熱ガスの移動に伴つて、上記排ガス系
統予熱装置内上部を通過する排ガス量が減少する
ことから、この排ガス系統予熱装置内上部におけ
る圧力損失の低減が達成される。

特に、排ガス系統予熱装置の最下段ガスダクト
に燃焼供給装置を配備した場合には、排ガス系統
予熱装置における仮焼のための不足熱量を補給す
ることができるので、燃焼ガス系統予熱装置へ分
岐供給する粉末原料およびガスの量を少なくする
必要がある。即ち、両予熱装置へ供給する燃料の
配分を調節することにより、排ガス系統予熱装置
から燃焼ガス系統予熱装置へ分岐供給する粉末原
料およびガスの量、従つて両予熱装置の上部を通
過する熱ガス量が調節されることになり、この結
果、両系統での粉末原料の予熱および仮焼仕事の
分担を広い範囲に渡つて調節することができ、経
済的な設備設計および運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の実施例を示し、
第１図は第１実施例でセメント原料焼成装置の系
統図、第２図は第２実施例で第１図に相当する
図、第３図は従来例で第１図に相当する図であ
る。 １……焼成炉、２……冷却装置、３……排ガス
系統予熱装置、４……燃焼ガス系統予熱装置、７
ａ……ガスダクト、７ｂ……ガスダクト、８……
仮焼炉、１０……燃料供給装置、１３……原料シ
ユート、１４ａ……原料シユート、１４ｂ……原
料シユート、１８……連結ダクト、１９……原料
シユート、２０……ダンパ、２３……原料シユー
ト、２４……燃料供給装置、C₁₀〜C₁₄……粉末分
離器、C₂₀〜C₂₄……粉末分離器、C₀₁……慣性粉
末分離器（粉末分離手段）、C₀₂……サイクロン粉
末分離器（粉末分離手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉末原料を焼成する焼成炉と、この焼成炉か
   ら排出される焼成物を空気流で冷却する冷却装置
   と、上記焼成炉からの排ガスで粉末原料を予熱す
   る排ガス系統予熱装置と、上記冷却装置からの排
   出空気を用いて燃料を燃焼させてこの燃焼ガスで
   粉末原料を予熱する燃焼ガス系統予熱装置とを設
   け、上記各予熱装置が上下方向に積重されて互い
   に接続された複数の粉末分離器群をそれぞれ有
   し、各予熱装置の最下段の粉末分離器の粉末排出
   口をそれぞれ焼成炉に連結し、一方、上記燃焼ガ
   ス系統予熱装置の最下段に位置する粉末分離器の
   ガス導入口とこの粉末分離器上方の他の粉末分離
   器の粉末排出口との間に冷却装置からの排出空気
   を用いて燃料を燃焼させて粉末原料を予熱する仮
   焼炉を介設した粉末原料焼成装置において、上記
   排ガス系統予熱装置の下から２段目の粉末分離器
   のガス導入口側を、上記燃焼ガス系統予熱装置の
   上部の経路に粉末分離手段を介して連結すると共
   に、この粉末分離手段の粉末排出口を燃焼ガス系
   統予熱装置の下部の経路に連結し、この粉末分離
   手段に対して風量調節手段を設けたことを特徴と
   する複数系統型粉末原料予熱装置。 ２ 排ガス系統予熱装置の最下段の粉末分離器の
   ガス導入口側に独立した燃料供給装置を備えたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の複
   数系統型粉末原料予熱装置。 ３ 粉末分離手段をサイクロン粉末分離器とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは
   第２項に記載の複数系統型粉末原料予熱装置。