JPH0432792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、セメント原料粉末の焼成装置に関
する。

「従来技術」 従来から、この種の焼成装置は、典型的には、
焼成に先立つて原料粉末を予熱しておく原料予熱
装置と、この予熱された原料粉末を焼成する焼成
炉とを備えたものが知られている。このような焼
成装置では、焼成のための燃料の消費量が少な
く、かつ大量生産に適した方式であるため、近年
益々多用される様になつてきている。

ここで、従来例に係る焼成装置について説明す
るために、第３図に従来のセメント原料焼成装置
の一例を全体系統図を示す。図中、原料粉末の流
れを破線矢印で示し、熱ガスの流れを実線矢印で
示している。

この装置は、主として、原料粉末予熱用のサイ
クロン等の粉末捕集器C₁〜C₄を縦方向に配列し
てなる予熱装置１と、クリンカ焼成用のロータリ
キルン等の焼成炉３、及びクリンカ冷却装置４よ
り構成されてなる。

このようなセメント原料焼成装置では、投入シ
ユート５より投入された原料粉末は、予熱用サイ
クロンC₁〜C₃を経由しながら順次降下し、その
間に排ガス誘引通風機８により吸引されてダクト
７を上昇する熱ガスによつて徐々に予熱された
後、最下段の分離サイクロンC₄に供給され、次
いで原料シユート１５及び接続ハウジング１２を
経て焼成炉３に導入される。

焼成炉３には、前記クリンカ冷却装置４から供
給されてくる高温空気と、バーナ６ｂから送られ
てくる焼成用燃料とが導入されており、高温下で
焼成を受けたクリンカはクリンカ冷却装置４に排
出される。

ところで、セメント原料や燃料中には、不純物
としてアルカリ（Ｋ、N_a）、塩素（Cl）、硫黄
（Ｓ）等の種々の化合物（例えばK₂SO₄、
Na₂SO₄、KCl、NaCl等）が含まれている。これ
ら化合物は、原料予熱装置１及び焼成炉３を含む
焼成装置内で蒸発及び凝縮を繰り返して蓄積さ
れ、やがて原料予熱装置１のダクト７や各サイク
ロンC₁〜C₄の内壁面に多量のコーチングが生成
されて操業に支障をきたしたり、セメントクリン
カに上記不純物が混入して製品の品質を低下させ
ることになる。

そこで、従来、上記のような有害化合物を系外
に排出させる手段として、第３図に示す如く、焼
成炉３の入口端覆１２にバイパス導管１６を接続
し、蒸気の状態にある有害化合物を焼成炉３の排
ガスの一部と共にバイパスガス排風機２０により
吸引する一方、バイパス導管１６の途中にバイパ
スガス冷却装置１７を配設し、当該冷却装置１７
に急冷送風機１８による冷風を抽入して有害化合
物を凝縮させた上、バイパスガス中に含まれるダ
ストを集塵機１９により取り除くようにするとい
うことが行われている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、このようなバイパス方式において、
バイパスガスの排出量は、原料及び燃料中に含ま
れる不純物の量、或いは要求される製品の品質等
により決定されるが、元来、焼成炉の排ガスをバ
イパスして系外に排出することは比較的大きな熱
損失を伴うものである。

又、前記バイパスガス急冷装置は、高温のバイ
パスガスを急冷することにより、後続の集塵及び
排風設備の熱的保護とバイパス導管内へのコーチ
ングの付着防止とを図り、同時に、バイパスガス
中に含まれている前記不純物の一部を超微粒の霧
状体に凝縮させ、ダスト集塵機を素通りさせて大
気中に放出させるという役目を果たすものであ
る。しかしながら、不純物の多くはダスト表面に
付着して凝縮するため、集塵機で捕集された状態
での該ダストは、比較的多量の不純物を含有した
ままとなる。従つて、焼成装置へ再供給すること
は出来ず、また、環境汚染の点で容易な廃棄もで
きず、極めて具合の悪い問題が生じる。

しかも、このダストを投棄するとなれば、焼成
装置の生産量をその分減少させることになると共
に、このダストは、既に脱炭酸反応の可成り進行
した酸化カルシウム（CaO）が主成分となつてい
るため、これを投棄することは製品の歩留りを低
下させるだけでなくバイパスに伴う熱損失を倍加
させるという欠点につながるものである。

「発明の目的」 それゆえに、この発明の主たる目的は、原料粉
末の焼成処理工程において操業に支障をきたし、
かつ製品（クリンカ）の品質を低下させる有害化
合物を効率よく除去することのできるセメント原
料粉末の焼成装置を提供することである。

即ち、セメント原料焼成装置から有害化合物を
含むガス状体と共に抽出されたダストを原料粉末
として再利用可能とするため製品の歩留りが良
く、又前記ダストを廃棄した場合の熱損失を防止
する原料粉末の焼成装置を提供することであり、
さらにまた、ダストの投棄に伴う環境汚染を解消
することのできるセメント原料粉末の焼成装置を
提供することである。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明が採用す
る主たる手段は、原料粉末を予熱する予熱装置
と、前記予熱された原料粉末を焼成する焼成炉と
を備えたセメント原料粉末の焼成装置において、
前記焼成炉にガス導入部を介して接続され、前記
焼成炉内に生じたガス状体を適宜ダストと共に導
入して加熱するダスト加熱炉と、前記ダスト加熱
炉の出口側に接続され、前記ダスト加熱炉によつ
て加熱処理されたダストを前記予熱装置または前
記焼成炉に環流させるダスト分離器とを装備し、
前記ガスの流れ方向に見て、前記ダスト分離器の
下流側にガス冷却装置及びダスト集塵機を順に配
設すると共に、前記ダスト集塵機から排出された
ダストが、ダスト搬送手段を介して前記ダスト加
熱炉に搬送されてなる点であり、 また、原料粉末を予熱する予熱装置と、前記予
熱された原料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセ
メント原料粉末の焼成装置において、前記焼成炉
にガス導入部を介して接続され、前記焼成炉内に
生じたガス状体を適宜ダストと共に導入して加熱
するダスト加熱炉と、前記ダスト加熱炉の出口側
に接続され、前記ダスト加熱炉によつて加熱処理
されたダストを前記予熱装置または前記焼成炉に
環流させるダスト分離器とを装備し、前記ガスの
流れ方向に見て、前記ダスト分離器の下流側に、
ガス冷却装置、ダスト予熱装置及びダスト集塵機
を順に配設すると共に、前記ダスト集塵機から排
出されたダストが、ダスト搬送手段を介して前記
ダスト予熱装置を経て前記ダスト加熱炉に搬送さ
れてなる点である。

「作用」 焼成装置から抽出したガス状体に伴われたバイ
パスダストは、ダスト加熱炉を経由して同加熱炉
に付属のダスト分離器でガス状体から分離する一
方、同分離器で分離できなかつたダストはガス冷
却装置を経由してダスト集塵機で捕集された後、
再びダスト加熱炉に導入される。ダスト加熱炉内
でダストが高温に加熱されると、このダストの表
面に凝縮・付着していた不純物（有害化合物）の
一部が再蒸発させられ、次いでダストはダスト分
離器でガス状体から分離される。分離されたダス
トは、焼成装置に環流され、原料粉末として再利
用される。

この際、ダストの加熱に焼成装置から排出され
たガス状体の顕熱が有効に利用され、熱経済の向
上が図られる。

「発明の効果」 この発明によれば、原料粉末の焼成処理工程に
おいて、操業に支障をきたし、かつ製品の品質を
低下させる有害化合物を効率よく除去することが
でき、有害化合物を除去後の高温ダストを原料粉
末として再利用することができる。

また、前記ダストを廃棄した場合の熱損失を防
止することができ、さらにまた、ダストの投棄に
伴う環境汚染を解消することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及
び利点は図面を参照して行う以下の実施例の詳細
な説明から一層明らかとなろう。

「実施例」 第１図はこの発明の一実施例にかかるセメント
原料粉末の焼成装置の線図的系統図、第２図はこ
の発明の他の実施例にかかるセメント原料粉末の
焼成装置の線図的系統図である。

なお、以下の実施例はこの発明の一具体例にす
ぎず、この発明の技術的範囲がこれらの実施例に
よつて限定されるものではない。

また、第３図に示した従来の原料粉末の焼成装
置と共通する要素には同一の符号を使用して説明
する。

第１図において、セメント原料粉末の焼成装置
Ｓは、ダスト加熱炉２６を接続している。ダスト
加熱炉２６は下部にバイパスガス導入口２０と、
たとえばバーナ等からなる燃料供給装置２２とを
備え、上部においてダスト分離器２４を装備して
いる。このうち、バイパスガス導入口２０は、焼
成炉３の入口端覆１２に設けられたバイパス導管
１６に接続されており、燃料供給装置２２はダス
ト加熱炉２６内を高温状態に加熱する。このよう
なダスト加熱炉２６には、公知の流動層型又は噴
流層型のものなどが適しており、後続のダスト集
塵機２８において捕集されたダストが、たとえ
ば、コンベア２９ａ及びリフト２９ｂ等を含むダ
スト搬送装置２９を介して循環供給されるように
なつている。

尚、バイパス導管１６には、従来装置（第３図
参照）と同様、急冷送風機１８に接続されたガス
冷却装置１７が設けられており、焼成炉３からダ
スト加熱炉２６に導入されるバイパスガスが所定
の温度に冷却される。この場合のガス冷却装置１
７はバイパス導管１６内に原料粉末のコーチング
が発生するのを防止するためのものであり、ここ
で冷却されるバイパスガスの温度としては、800
℃〜900℃が適当である。

一方、ダスト分離器２４は、ダスト加熱炉２６
内において、不純物（有害化合物）の除去された
ダストを分離して再び焼成炉３に還流させ、更
に、ダスト加熱炉２６から排出されたバイパスガ
スを後続のダスト集塵機２８に向けて送り出す。
このようなダスト分離器２４として、図ではサイ
クロン型の分離器が使用されている。そのため、
ダスト分離器２４のダスト排出口２４ａは焼成炉
３の入口端覆１２に接続されており、ダスト分離
器２４のバイパスガス排出口２４ｂはダスト集塵
機２８側に接続される。尚、ダスト分離器２４と
ダスト集塵機２８との間には、搬送されてきたバ
イパスガスをダスト集塵機の手前側で急冷するガ
ス冷却装置３０が設けられている。この冷却装置
３０には、撤水式あるいは冷気式のものが選ばれ
る。これにより、バイパスガス中の不純物である
有害化合物は、霧状体に凝縮されてダスト集塵機
２８を素通しやすくなる。

この場合、ダスト加熱炉２６内でダスト中の不
純物を効果的に蒸発させるためには、ダスト加熱
炉２６内をできるだけ高温にすることが望まし
い。しかしながら、ダスト加熱炉２６内を高温に
しすぎると、ダスト分離器２４に、例えば、熱損
等が発生したり、或いはダストによる閉塞を生じ
たりするようになる。。したがつて、ダスト加熱
炉２６からダスト分離器２４に送られるバイパス
ガスの温度は1000℃程度以下に維持される必要が
ある。

従つて、ダスト加熱炉２６の温度が高温になり
すぎる場合には、原料予熱装置１において適当温
度に予熱されている原料粉末の一部をダスト加熱
炉２６の出口近傍に供給する等の手段により、ダ
スト分離器２４に導入されるバイパスガスの温度
を前記程度の温度に調節する必要がある。尚、ダ
スト集塵器２８で捕集したダストをダスト加熱炉
２６へ供給するに当たつては、燃料の燃焼により
ダスト加熱炉２６内に形成される高温域に指向し
て投入するのが有害化合物の蒸発に極めて有効で
ある。

この他、上記ダスト集塵機２８としては、電気
集塵器やマルチクロン等におけるような霧状体の
通過に適したタイプのものが望ましい。特に、電
気集塵器の場合には、ガス冷却装置３０において
冷却処理されたバイパスガスの温度が200℃前後
にされることによつて霧状体の通過性が改善され
る。

尚、ダスト集塵機２８で捕集されたダストは、
その全量がダスト加熱炉２６に循環供給される必
要はなく、一部が廃棄される場合には、ダスト集
塵機２８のガス出口側での捕集ダスト２８ａを廃
棄すると、有害化合物の濃度が高くなつて効果的
である。また集塵機２８を直列状に配置した一次
集塵機と、二次集塵機とで構成し、一次集塵機で
の捕集ダストをダスト加熱炉２６に循環供給し、
二次集塵機での捕集ダスト２８ａを廃棄すること
により、同様の効果が得られ、この際、一次集塵
機にダスト捕集量の調節手段を設けることによ
り、廃棄ダスト量を調節することができる。

次に、第１図を参照して、以上のような構成を
採るセメント原料粉末の焼成装置の機能について
説明する。まず、焼成炉３から抽出されたバイパ
スガスは、必要に応じて、ガス冷却装置１７によ
る冷却を受けながら、ダスト加熱炉２６に導入さ
れる。ダスト加熱炉２６に導入されたバイパスガ
スには、燃料供給装置２２によつて燃料が供給さ
れ、更に、バイパスガスに随伴されて焼成炉３側
から流入してくるダスト及び後続のダスト集塵機
２８から適宜搬送装置２９を介して循環供給され
てくるダストが供給され加熱される。このとき、
補給燃料に必要な燃焼用空気は、必要に応じてダ
スト加熱炉２６に供給される。

こうして、ダスト中に含まれている不純物は、
ダスト加熱炉２６において加熱され、部分的にバ
イパスガス中に揮発化する。揮発化してガス状体
となつた不純物を含むバイパスガスは、続いて、
隣接するダスト分離器２４に導入される。ここ
で、不純物が減少したダストは分離され、焼成炉
３側に環流される。

一方、ダスト分離器２４から排出され、かつ蒸
気状の不純物を含んだバイパスガスはガス冷却装
置３０に向けて送り出され、この冷却装置３０に
おいて急冷処理される。この急冷処理によつて、
バイパスガス中の不純物は霧状体に凝縮され、後
続のダスト集塵機２８において捕集されることな
く系外に排出される。

しかしながら、蒸気状の不純物の一部は、ダス
ト分離機２４で分離・捕集されなかつた微細なダ
ストの表面に凝縮された状態となり、このような
不純物については、このダスト集塵機２８におい
てダストと共に捕集され、かつダスト集塵機２８
からダスト搬送装置２９を介してダスト加熱炉２
６に環流される。

こうして、バイパスガス中の不純物の一部は、
いわばダストを媒体として、ダスト加熱炉２６→
ガス冷却装置３０→ダスト集塵機２８→ダスト加
熱炉２６と循環するが、これもまたいずれはダス
ト集塵機２８を素通りして系外へ排出されること
になる。

続いて、第２図を参照して、この発明の他の実
施例装置について説明する。ここでの実施例装置
は、上述の第３図に示した原料予熱装置に仮焼炉
が含まれる場合を示す。

仮焼炉３５は、冷却装置４から抽気ダクト１３
を介して導入される高温の燃焼用二次空気と、燃
焼用一次空気と共にバーナ６_aから供給される燃
料とによつて燃焼が起こされる部分であつて、そ
の燃焼熱と焼成炉排ガスの熱を受けることにより
サイクロンC₃から原料シユート１４を通して供
給される原料粉末が仮焼される。焼成炉３には、
上述のように、仮焼された原料粉末と燃料及び燃
焼用空気が導入され、第３図において説明した場
合と同様にしてクリンカが焼成される。

そして、このような構成をとる原料予熱装置
１′に対して設けられる実施例の装置S′としては、
第１図の実施例に比べて、以下の点で相違する。
先ず、焼成炉３の入口端覆１２に、焼成炉排ガス
の温度を調整するための独自のバーナ６_cを設け
た分配室３８を介して、ダスト加熱炉２６′が形
成されていることである。このダスト加熱炉２
６′は、第１図における実施例装置Ｓに使用され
たものと同様のものが用いられている。この場
合、分配室３８は、燃焼炉３からの排ガスがバイ
パスガスとしてダスト加熱炉２６′に供給される
前に一旦導入される部所であつて、焼成炉排ガス
の一部を原料予熱装置１′側に予熱用の熱ガスと
して供給するべく、熱ガス導管４１を介して仮焼
炉３５に接続されている。

また、仮焼炉３５は、ダスト加熱炉２６′に装
備されているダスト分離器２４′ともシユートを
介して接続されており、ダスト分離器２４′から
送られてくる加熱ダストが仮焼炉３５に導入され
る。そして、加熱ダストは上述の予熱原料粉末と
充分に混合された後分離サイクロンC₄から再び
焼成炉３に還流させる。

他の相違点として、バイパスガスの流れ方向に
見て、ダスト分離器２４′の下流側には、空冷式
のガス急冷装置１７′が設けられている。又、こ
の急冷装置１７′と更に後続のダスト集塵機２８
との間には、このダスト集塵機２８からダスト加
熱炉２６′に搬送されるダストの再予熱装置３９
が配置されており、急冷装置１７′で急冷後のガ
ス顕熱の有効利用が図られている。尚、急冷後の
バイパスガスの温度は、蒸気状の不純物を霧状化
できる範囲で可能な限り高ければ良く、例えば、
400℃〜500℃程度に選ばれる。また、再予熱装置
３９からの排ガスがダスト集塵機２８対して高温
すぎる場合には、該集塵機２８の入口側ダクトに
も、ガス冷却装置が配設される。

次いで、ダスト集塵機２８と上記再予熱装置３
９との間を接続するシユート４０′には、捕集さ
れたダストが一旦ストツクされ、定量的に切り出
されてダストの再予熱装置３９に送り出されるダ
スト貯蔵槽４０が設けられている。

したがつて、このような構成を採る第２図の実
施例装置では、仮焼炉３５を含む原料予熱装置
１′が焼成炉３からの排ガスを導入しない場合に
も支障なく運転できるようになつているので、バ
イパスガス量が多い場合に極めて好適である。

例えば、この実施例装置S′の分配室３８と仮焼
炉３５とを結ぶ熱ガス導管４１にダンパー（図示
せず）を設け、当該ダンパーを全開とする場合に
は、焼成炉３からの排ガスがダスト加熱炉２６′
側と仮焼炉３５側とに振り分けられる状態とな
り、又ダンパを全開とする場合には同排ガスの全
量がダスト加熱炉２６′側に供給されることにな
り、いわゆる焼成炉排ガスのバイパス率が広い範
囲に亘つて適宜所望する程度に調整される。

又、バイパスダストがダスト分離器２４′から
仮焼炉３５に供給され、予熱原料粉末と充分に混
合されたのち焼成炉３に供給されるようになつて
いるので、焼成炉３の運転がバイパスダストの循
環供給により乱されることがないという利点もあ
る。

更に、ダスト集塵機２８により捕集されたバイ
パスダストは、ダスト分離器２４′からダスト集
塵機２８に向けて排出されるバイパスガスにより
予熱されたのちダスト加熱炉２６′に供給される
ようになつているので、バイパスガスの顕熱がよ
り一層有効に利用される。

尚、以上の説明においてダスト加熱炉、ダスト
分離器、ダスト集塵機、ダスト予熱装置やガス冷
却装置の型式及び構成等は自由に選定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかるセメント
原料粉末の焼成装置の線図的系統図、第２図はこ
の発明の他の実施例にかかるセメント原料粉末の
焼成装置の線図的系統図、第３図はこの発明の背
景となる従来のセメント原料粉末の焼成装置の線
図的系統図である。 （符号の説明）、Ｓ，S′……セメント原料粉末
の焼成装置、１，１′……原料予熱装置、３……
焼成炉、１２……入口端覆、１６……バイパス導
管、１７，１７′……ガス冷却装置、２４，２
４′……ダスト分離器、２６，２６′……ダスト加
熱炉、２８……ダスト集塵機、２９……ダスト搬
送装置、３０……ガス冷却装置、３５……仮焼
炉、３８……分配室、C₁〜C₄……サイクロン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料粉末を予熱する予熱装置と、前記予熱さ
   れた原料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセメン
   ト原料粉末の焼成装置において、 前記焼成炉にガス導入部を介して接続され、前
   記焼成炉内に生じたガス状体を適宜ダストと共に
   導入して加熱するダスト加熱炉と、 前記ダスト加熱炉の出口側に接続され、前記ダ
   スト加熱炉によつて加熱処理されたダストを前記
   予熱装置または前記焼成炉に環流させるダスト分
   離器とを装備し、 前記ガスの流れ方向に見て、前記ダスト分離器
   の下流側にガス冷却装置及びダスト集塵機を順に
   配設すると共に、 前記ダスト集塵機から排出されたダストが、ダ
   スト搬送手段を介して前記ダスト加熱炉に搬送さ
   れてなるセメント原料粉末の焼成装置。 ２ 原料粉末を予熱する予熱装置と、前記予熱さ
   れた原料粉末を焼成する焼成炉とを備えたセメン
   ト原料粉末の焼成装置において、 前記焼成炉にガス導入部を介して接続され、前
   記焼成炉内に生じたガス状体を適宜ダストと共に
   導入して加熱するダスト加熱炉と、 前記ダスト加熱炉の出口側に接続され、前記ダ
   スト加熱炉によつて加熱処理されたダストを前記
   予熱装置または前記焼成炉に環流させるダスト分
   離器とを装備し、 前記ガスの流れ方向に見て、前記ダスト分離器
   の下流側に、ガス冷却装置、ダスト予熱装置及び
   ダスト集塵機を順に配設すると共に、 前記ダスト集塵機から排出されたダストが、ダ
   スト搬送手段を介して前記ダスト予熱装置を経て
   前記ダスト加熱炉に搬送されてなるセメント原料
   粉末の焼成装置。