JPH06287035A - セメントクリンカの焼成装置 - Google Patents

セメントクリンカの焼成装置

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JPH06287035A
JPH06287035A JP7388293A JP7388293A JPH06287035A JP H06287035 A JPH06287035 A JP H06287035A JP 7388293 A JP7388293 A JP 7388293A JP 7388293 A JP7388293 A JP 7388293A JP H06287035 A JPH06287035 A JP H06287035A
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Katsuharu Mukai
克治 向井
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俊幸 石鉢
Isao Hashimoto
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三樹雄 村尾
Shozo Kanamori
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    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44Burning; Melting
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメントクリンカの焼成装置における脱硝効
果を高める。 【構成】 セメントクリンカは、予熱装置10によって
予熱され、噴流層または流動層造粒炉21によって造粒
され、流動層焼成炉22によって焼成され、流動層クー
ラ23および充填層クーラ24によって冷却されて形成
される。予熱装置10中には、仮焼炉15が含まれる。
仮焼炉15の底部からは、噴流層または流動層造粒炉2
1からの排ガス40が供給される。一部の排ガス41
は、ノズル43,44から旋回流を形成するように吹き
込まれる。絞り45の下部に吹き込まれる排ガスは、バ
ーナ42からの燃料と、燃料供給シュート46からの原
料粉末とで混合され、燃焼によって原料の吸熱分解反応
を促進させる。この吸熱分解反応は、850〜900℃
で行われ、還元性雰囲気であるので、脱硝効果が高い。
残存する燃料は、絞り45の上部でノズル44からの排
ガスによって2次燃焼される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントクリンカの焼
成装置、特にその脱硝効率の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、セメントクリンカの焼成装置
においては、石灰質原料と粘土質原料などが混合され、
ロータリキルンと呼ばれる窯で一部分溶融するまで加熱
される。加熱温度は、たとえば1400℃程度であり、
大型のロータリキルンでは、火炎温度が最高2000℃
にまで達する場合もある。このような高温度で燃焼を行
うと、空気中の窒素が酸化され、窒素酸化物(NOx)
が発生する。窒素酸化物は大気汚染物質であるので、そ
の排出は極力抑制する必要がある。セメントクリンカの
焼成装置から窒素酸化物を除去することについての先行
技術は、たとえば特開昭53−6267号公報、特開昭
55−33510号公報、特開昭58−40411号公
報、および実開昭62−18510号公報などで開示さ
れている。図3は、特開昭53−6267号公報で開示
されている先行技術の一例を示す。セメントクリンカを
焼成するためのキルン1の頂部には、立上りダクト2が
接続される。立上りダクト2の上方には、絞り3を介し
て仮焼炉4が接続される。仮焼炉4には、原料供給シュ
ート5を介して550〜650℃に予熱された原料が供
給される。絞り3の上方寄りに、バーナ6が設けられ
る。バーナ6には、燃料が供給される。バーナ6の上方
には、2次空気導入口7が設けられ、空気または酸素ガ
スが供給される。仮焼炉4の頂部は、サイクロン8に接
続され、仮焼炉4からの排ガス中に含まれているセメン
トの原料が回収される。
【0003】仮焼炉4内では、絞り3の付近に噴流層
(I)が形成され、その上部には、浮遊層(II)が形
成される。噴流層(I)内では、吸熱分解反応であるセ
メント原料の仮焼が行われ、820〜950℃の温度に
維持される。燃焼は、キルン1からの排ガス中の酸素を
用いて行われるので、酸素が不足し、還元性雰囲気での
燃焼となる。この還元性雰囲気は脱硝効果を有し、窒素
酸化物の含有量を低下させる。浮遊層(II)では、残
存する燃料を完全燃焼させる。燃焼が不充分であると、
仮焼炉4に続くサイクロン8内などでも燃焼が継続し、
熱効率が悪い。
【0004】特開昭55−33510号公報では、流動
層からの排ガスを再循環させて、窒素酸化物の発生を抑
制するめたの構成が開示されている。特開昭58−40
411号公報では、2段の流動層を用いて窒素酸化物と
硫黄酸化物とを低減するための構成が開示されている。
実開昭62−18510号公報では、複数段の燃焼によ
って窒素酸化物を低減するための構成が開示されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3に示されるような
特開昭53−6267号公報の先行技術では、2次空気
導入口7からフレッシュな空気や酸素ガスを導入して燃
焼させるので、局部的に高温になる。このため、流動層
(I)で減少した窒素酸化物が、浮遊層(II)で再び
形成されるおそれがある。また、噴流層(I)内では、
燃料、酸素ガスおよび原料粉の混合を充分に行うことが
困難であるので、脱硝反応が不充分である。さらに、フ
レッシュ空気または酸素ガスを2次空気導入口7から導
入するので、還元性雰囲気である範囲が狭い。絞りを複
数段積み重ねる構成も開示されているけれども、中間絞
りの下部も酸化雰囲気となり、脱硝効果が低い。
【0006】流動層で2段燃焼や排ガス再循環を行う先
行技術では、セメントクリンカの焼成のような1300
℃以上の流動層に対して、脱硝効果はほとんど生じな
い。
【0007】本発明の目的は、窒素酸化物の還元率を高
めることができるセメントクリンカの焼成装置を提供す
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、セメント原料
粉を、予熱手段によって予熱してから噴流層または流動
層造粒炉に投入し、造粒物を流動層炉で焼成するセメン
トクリンカの焼成装置において、造粒炉の直上から上方
に延びて底部に造粒炉からの排ガスが供給され、中間高
さ位置に絞りが形成される仮焼炉を含み、仮焼炉の絞り
の下部には、予熱手段によって予熱されたセメント原料
粉と燃料とが投入され、造粒炉からの排ガスの一部が旋
回流を形成するように導入されることを特徴とするセメ
ントクリンカの焼成装置である。
【0009】また本発明は、前記仮焼炉の絞りの上部
に、造粒炉からの排ガスの一部が旋回流を形成するよう
に導入されることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に従えば、セメント原料粉は予熱してか
ら噴流層または流動層造粒炉で造粒され、流動層炉で焼
成される。造粒炉の直上には、上方に延びる仮焼炉が設
けられる。仮焼炉の底部には、造粒炉からの排ガスが供
給される。仮焼炉の中間高さ位置には絞りが形成され
る。仮焼炉の絞りの下部には、予熱されたセメント原料
粉と燃料とが投入され、造粒炉からの排ガスの一部が旋
回流を形成するように導入される。旋回流によって原料
と燃料と排ガスとの混合が迅速に行われ、燃焼および原
料の分解反応が非常に速く行われる。燃焼は、造粒炉か
らの燃焼排ガス中に含まれる残存酸素(O2)によって
行われるので、還元性雰囲気で行われ、窒素酸化物の還
元率が高い。また反応は均一に行われ、原料の分解によ
る吸熱反応によって、温度が850〜900℃程度に保
たれ、脱硝率が高くなる。
【0011】また本発明に従えば、絞りの上部にも旋回
流を形成するように造粒炉からの排ガスが導入される。
排ガスは高温であるので、絞り上部での2次燃焼を確実
に熱効率よく行うことができる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の一実施例によるセメントク
リンカの焼成装置の構成を示す。予熱装置10には、4
段のサイクロン(C1〜C4)11〜14と、仮焼炉1
5が含まれる。4段目のサイクロン14からの排ガス
は、吸引ファン16を介して排出される。原料は、粉末
の状態で原料供給口17に供給される。原料供給口17
は、3段目のサイクロン13から4段目のサイクロン1
4の排ガス流路に設けられる。供給された原料はサイク
ロン14まで気流搬送される。サイクロン14内では、
排ガスと原料とが分離される。補集された原料は、サイ
クロン12からサイクロン13へ排ガスを導く管路に投
入される。以下サイクロン13、サイクロン12を経
て、原料粉は仮焼炉(PC)15に供給される。
【0013】仮焼炉15は、噴流層または流動層造粒炉
21(SBK)の直上に設けられる。噴流層または流動
層造粒炉21では、原料粉を1300℃程度に加熱し、
造粒が行われる。噴流層または流動層造粒炉21の直下
には、流動層焼成炉(FBK)22が設けられる。流動
層焼成炉22では、造粒された原料粉が1400℃程度
に加熱され、焼成される。焼成された後は、流動層クー
ラ(FBQ)23で急冷され、さらに充填層クーラ(P
BC)24で冷却される。
【0014】仮焼炉15からの排ガスは、サイクロン1
1に導かれ、排ガスと原料粉とが分離される。分離され
た原料粉は供給シュート25を介してエゼクタ26に導
かれる。エゼクタ26には、押込ブロア27からの空気
が供給され、供給ライン28を介し、気流搬送によって
原料が噴流層または流動層造粒炉21内に供給される。
噴流層または流動層造粒炉21内では、流動層焼成炉2
2からの排ガスによって噴流層または流動層が形成さ
れ、バーナで加熱される。造粒された粉末は、排出シュ
ート29を介して、L−バルブ30に貯留される。L−
バルブ30は、マテリアルシールによって気密封止を行
いながら、必要に応じて貯留された造粒物を投入シュー
ト31を介して流動層焼成炉22に投入する。
【0015】流動層焼成炉22内では、流動層を形成し
ながらバーナ加熱による焼成が行われる。焼成された粉
末は、供給シュート32によって流動層クーラ23に導
かれ、セメントとしての品質を向上するために急冷され
る。流動層クーラ23からの排ガスは、流動層焼成炉2
2の上部に導かれ、噴流層または流動層造粒炉21内へ
供給される。流動層クーラ23には、押込みブロア34
から給気ライン35を介して冷却用の空気が供給され
る。急冷された粉末は、排出シュート36を介して排出
される。
【0016】排出シュート36は、充填層クーラ24に
接続される。充填層クーラ24には、押込みブロア37
から冷却用の空気が供給される。充填層クーラ24の排
ガスは、排気ダクト38を介して流動層焼成炉22の風
箱に供給される。充填層クーラ24からは、排出装置3
9を介して製品のセメントクリンカが排出される。
【0017】噴流層または流動層造粒炉21からの排ガ
スは、仮焼炉15の底部に導入される排ガス40と、仮
焼炉15の途中から導入される排ガス41とに分割され
る。分割される排ガス41は、全体の一部であり、0〜
30%の範囲であることが望ましい。
【0018】図2は、仮焼炉15についての構成を拡大
して示す。仮焼炉15の下部は、コーン形状を有する。
このコーン形状の部分に、バーナ42およびノズル43
が設けられる。バーナ42には燃焼用の燃料が供給され
る。ノズル43には、バルブ43aを介して、分離され
た排ガス41が供給される。ノズル43からは、仮焼炉
15内部に旋回流を形成するように排ガスが噴出する。
仮焼炉15の上部にもノズル44が設けられ、バルブ4
4aを介して分離された排ガス41が供給される。ノズ
ル44も仮焼炉15内に旋回流を形成するように排ガス
を吹き込む。仮焼炉15のノズル44より下側の中間高
さ位置には、絞り45が形成される。絞り45の下方
に、原料供給シュート46が設けられ、2段目のサイク
ロン12からの原料粉が投入される。
【0019】仮焼炉15の絞り45よりも下側の空間で
は、原料供給シュート46を介して投入された原料粉
と、バーナ42から供給される燃料と、排ガス40とが
混合され、さらにノズル43を介して、排ガス41の一
部が旋回流を形成するように供給される。これによって
迅速な混合が行われ、排ガス40,41中に5〜10%
程度残留する酸素(O2)および排ガス40,41の高
温度によって燃焼が生じる。しかしながら酸素濃度が低
いので、還元性雰囲気の燃焼となる。さらに原料の仮焼
反応は、吸熱反応であるので、温度は850〜900℃
に均一に保たれる。そのため窒素酸化物は還元され、脱
硝効果が高い。
【0020】絞り45の上部では、ノズル44から排ガ
ス41の一部が供給される。排ガス41の温度は、高温
であるので、燃え残りの燃料が確実に燃焼する。これに
よって熱効率を向上させることができる。
【0021】以上のように本実施例によれば、仮焼炉1
5の還元性雰囲気を用いて脱硝効果を高めることができ
る。また焼成は流動層焼成炉22を用いて効率的に行
い、加熱温度も1400℃程度であるので、火炎温度が
2000℃程度まで達する大型ロータリキルンなどより
も窒素酸化物の発生量を少なくすることができる。しか
も仮焼工程において脱硝効果を高めることができ、燃焼
条件も安定であるので、窒素酸化物の発生を充分に抑制
することができる。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、仮焼炉内
の燃焼および原料の分解反応を、還元性雰囲気中で迅速
かつ均一温度で行うことができるので、脱硝率および熱
効率を高めることができる。
【0023】また本発明によれば、2次燃焼を確実かつ
熱効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略的な系統図である。
【図2】図1に示す仮焼炉15を簡略化した断面図であ
る。
【図3】従来からのセメントクリンカの焼成装置におけ
る脱硝のための構成を示す簡略化した断面図である。
【符号の説明】
10 予熱装置 11〜14 サイクロン 15 仮焼炉 21 噴流層または流動層造粒炉 22 流動層焼成炉 23 流動層クーラ 24 充填層クーラ 40,41 排ガス 42 バーナ 43,44 ノズル 43a,44a バルブ 45 絞り 46 原料供給シュート
フロントページの続き (72)発明者 向井 克治 東京都千代田区神田美土代町1番地 住友 セメント株式会社内 (72)発明者 石鉢 俊幸 東京都千代田区神田美土代町1番地 住友 セメント株式会社内 (72)発明者 橋本 勲 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石技術研究所内 (72)発明者 村尾 三樹雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 金森 省三 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント原料粉を、予熱手段によって予
    熱してから噴流層または流動層造粒炉に投入し、造粒物
    を流動層炉で焼成するセメントクリンカの焼成装置にお
    いて、 造粒炉の直上から上方に延びて底部に造粒炉からの排ガ
    スが供給され、中間高さ位置に絞りが形成される仮焼炉
    を含み、 仮焼炉の絞りの下部には、予熱手段によって予熱された
    セメント原料粉と燃料とが投入され、造粒炉からの排ガ
    スの一部が旋回流を形成するように導入されることを特
    徴とするセメントクリンカの焼成装置。
  2. 【請求項2】 前記仮焼炉の絞りの上部に、造粒炉から
    の排ガスの一部が旋回流を形成するように導入されるこ
    とを特徴とする請求項1記載のセメントクリンカの焼成
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002173349A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Hitachi Cement Kk セメント原料の焼成方法および焼成装置
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