JPS58199754A

JPS58199754A - 粉粒体予熱方法及びその装置

Info

Publication number: JPS58199754A
Application number: JP8080482A
Authority: JP
Inventors: 土田　鎮夫
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-11-21
Also published as: JPH0375500B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、粉粒体予熱方法および、それを実施する装置
に関するものである。

従来、セメント原料などの粉粒体を加熱、焼成する炉に
おいて、熱エネルギー節約の目的で、粉粒体予熱装置と
して、サイクロン式サスペンションプレヒーターが多く
採用されている。その理由は他の予熱機と比較して、そ
の構造が簡単かつスケールアップが容易であることなど
、多くの利点を有することにある。

上記サスペンションプレヒーターｔｆ、気体−粉粒体間
の熱交換を行なう機能と分離を行なう機能を、一つのユ
ニットに持たせ、当該ユニットを単数または複数組み合
わせて構成されている。上記ユニットを多段化し、熱交
換回数を増すことで、熱交換性能を向上させている。し
かし、サイクロンは圧力損失が大きい丸め、多段化する
ことによる燃料費減のメリットと圧力損失増加に伴う動
力エネルギー増加のデメリットの両方を考慮する必要が
ある。セメント焼成キルンでは、この点から、通常４段
式のものを使用している。

一方、最近、サイクロンの圧力損失を減らす研究が行わ
れて、細流サイクロン、横型サイクロンなどが開発され
、実用に供されつつある。

しかし、これらのサイクロンは、従来のサイクロンと比
較して圧力損失は減少しているものの、その構造がより
複−となシ、安定運転上、間融を生じ４可能性が強かっ
た。また、その圧力損失低減効果も大幅な本のでないな
ど、多くの欠点を有していた。

さらに、複数個所に狭隘部を持つ垂直な熱交換機内を上
昇貫流するガスと粉粒体を対向渦流させ、熱交換を行な
う装置が提案されているが（％公昭４６−２２４８０７
　、この装置によると、ガス自体も渦流となるので、圧
力損失が大と愈り、また傾斜部の傾斜角度が小であるた
め、粉粒体が熱交換機側部に堆積する欠点が６つ九。

本発明は、上記の従来技術の欠点を解消するべくなされ
たもので、拡大傾斜部を持つ容器内に、下部よ抄上向き
に噴流状をなしてガスを導入し、ガス速度を上部に向う
ほど低下させ、当該ガス流に粉粒体を容器側部よ抄投入
し、粉粒体を下部において加速し、上部にお埴て減速し
、その一部が沈降するように噴流層を上記傾斜部に形成
させ、それによってガスと粉粒体との間の熱交換を行な
い、ガスは容器の天井部から該容器の外側に排出し、側
壁に連結してｌＩｌまたは複数個の分離管を設け、粉粒
体は分離管底部から排出するようにしたことを特徴とす
る粉粒体予熱方法およびそれを実施するための装置を提
供するものである・以下に添付図面に示し九実施例を参照しながら本発明を
説明する。

第１（Ａ）、（Ｂ）図は、本発明の粉粒体予熱方法に使
用する装置のユニットを示し、（Ｂ）図は四回に示すＤ
　−Ｄ’部の断面図である。該ユニットは、熱交換機と
４つの分離管からなる。１は熱交換機、２は分離管、３
はガス導入口、４は粉粒体導入口、５は粉粒体移送口、
６ｔｉガス排出口である。

一ヒ記熱交換機、ｌは、傾斜した側壁８によって形成し
た拡大傾斜部Ｌ−を備えており、粉粒体の堆積を防ぐた
めに、側壁８の傾斜αｌが５５°以下とならぬように構
成され、しかも拡大傾斜部の上部８′のガス速度がガス
導入口３でのガス速度の１／２以下となるように構成さ
れている。ガス導入口３は絞９部を形成してお９、図示
のものはスロート状に構成されている。

粉粒体導入口４は側壁８の所定の場所に設けられる。上
記粉粒体移送口５は、熱交換機ｌで熱交換された原料の
排出口であると□ともに、分離管２の粉粒体導入口でも
ある。

ガス排出ロ６Ｆｉ拡大傾斜部りの天井部９に設けられて
いる。

第２図は、第１図に示した実施例の他の例を示し、第１
図と同一符号は同一部分を示す。この実施例は分離管を
側ＩＲ８の傾斜部の途中に設けた点において第１図の実
施例と相違して−る。

第３図は最上段のユニットを示し、１０は熱交換機、１
１はガス導入口、１２は粉粒体導入口、１３はガス移送
口、１４Ｆｉガス排出口、１５はサイクロン、１６は粉
粒体排出口である。

上記熱交換機１０Ｆｉ傾斜した側壁１７によって形成し
た拡大傾斜部を備えており、粉粒体の堆積を防ぐために
、側壁１７の傾斜α？が５５°以下とならぬように構成
され、しかも拡大傾斜部の上部１７′でのガス連間がガ
ス導入口１１でのガス速度の１７２以下となるように構
成されている。ガス導入口１１Ｆｉ絞り部を形成してｉ
す、図示のものは、スロート状に構成されている。粉粒
体導入口１２は側壁１７の所定の場所に１個または複数
個設けられる。

上記第１図と第２図に示す実施例において、粉粒体導入
口４から入った粉粒体（図中実線矢印ＡＪは、ガス導入
口３からの上向きガス（図中点線矢印Ｂ）と合流する。

ガスＢは、１５〜４０ｒｒｍｓの速度でスロート部を通
過し、粉粒偉人と合流し、拡大傾斜部り内に噴流層Ｃを
形成する。

スロート部ガス流はその速度を調節することによって、
スロート部より粉粒体が下部に落下するのを防止するこ
とが好ましい。

上記噴流層Ｃにおいて、上向きの噴流ガスによって粉粒
体は上下に移動するとともに、ガス流によって何回も粉
粒体が加速を受ける。ガスＢと粉粒体Ａとの熱交換は、
粉粒体がガス流によって加速を受けているときにとくに
激しく行なわれるので、上記噴流層において効率の良い
熱交換が行なわれ、る。なお、従来方法によっても、ガ
ス中に粉ｉ体が均一に分散できれば、本発明と同程度の
効率で熱交換がなされるはずであるが、実際の装置にお
いては、粉粒体の均一な分散は非常に困難であり、効率
的な熱交換が不可能であった。さらに、熱交換機の拡大
傾斜部の傾斜αを５５°以上にすることによって、粉粒
体が側壁に堆積しないで、噴流層の形成を容易にして熱
交換の効率が改善され丸。

一般にガス−粉粒体の混合物では、固気比を高めると、
固気比が低い時は単一粒子として挙動していたものが、
粒子群として挙動する傾向が強まり、見掛上、粗大粒子
と同じ働きをするようになる。

上記実施例では、熱交換機内に噴流層Ｃを形成させ、そ
れによって固気比を高め（すなわち、粉粒体濃度を高め
）るので側壁近傍の噴流層の粉粒体は見掛上粗大粒子と
しての挙動を示すため、熱交換を完了した粉粒体は、上
部側壁に分離管を設けることにより、圧力損失のほとん
どないガス−粉粒体の分離が可能となる。また、排出口
に接続される排出シュートには、ガスの逆流による粉粒
体の再飛散を防止する目的で、フラップダンパー等のエ
アロツク装置を設けることが好ましい。

従来のサイクロンは、その分離効率を高めるために、サ
イクロンの入口風速を高めることが必要であり、圧力損
失は大幅に増加した。そこで最終段のサイクロンは排ガ
ス処理、ダスト処理の便のだめ分離効率を９５チ前後と
し、他殺のサイクロンについては６０〜９０％の分離効
率に留めざるを得なかった。従来のサイクロンでは、粒
子群に遠心力を与え、粒子群を破壊し、壁際に移送して
ガス速度を遅くし、粉粒体を沈降させていた。さらに、
対向渦流を用いた熱交換機では、ガス自体が渦流になる
ため圧力損失が大きくなり、また粉粒体が熱交換機の側
壁に堆積して熱交換の効率を悪くさせ、同時に粉粒体の
排出を妨げていた。

本発明では、熱交換機を、下段の熱交換機のガス排出口
を上段の熱交換機の熱交換部のガス導入口に連結するこ
とによって上下に複数段設けることができ、分離管の構
造が簡単であり、熱交換部と分離管を一体とし、自立型
の構造を採ることができ、サイクロン型分離機を使わな
いため、圧力損失が小さい。

上記のように、本発明では、熱交換機に噴流機能があり
、粉粒体が繰ヤ返しガス流によって加速され、熱交換が
行なわれるため、従来の気流方式より熱交換性が優れて
いる。まえ、粉粒体とガスの分離管は遠心分離によるガ
スと粉粒体の分離作用を用いることなしに、粉粒体の凝
集作用（粒子群化）を利用したものであるため、高い分
離効率が低圧力損失で得られる。さらに、熱交換機の構
造が単純である。

第４図（＋）〜ｆｃ）は本発明に使用することのできる
熱交換機の他の実施例を示す。

本図（ａ）は、ガス導入口３をオリフィス状にし、天井
部を円形にしたタイプ、（ｂｌは、ガス導入口をスロー
ト状にし、天井部９を円形にしたタイプ、（Ｃ）は天井
部９を平らにしガス導入口３をオリフィス状にしだタイ
プである。

上記いずれの実施例によって４、効率の良い熱交換と分
離を行表わせることができる。

本発明の粉粒体予熱方法を適用した多段式プレヒーター
を第５図と第６図に示す。

第５図において、１１〜１４ｔｉ熱交換機、２１〜２４
は分離管、１９はロータリーキルン、２０は接続ダクト
であり、図中実線矢印は粉粒体の挙動を示し、点線矢印
はガス流を示す。

また、第５図に示す多段式プレヒーターの最下段の熱交
換機にバーナとクーラー抽気ダクトを設け、仮焼炉とし
ての作用をもたせることもできる。この場合、熱交換機
はもう一台増設する。

第６図において、第５図と同−附号は同一部分を示す。

同図に示すものは、上記多段式プレヒータの最下段のガ
ス導入口に特願昭５１−８１３４４に開示された装置の
サイクロン上部ガス排出口を接続したもので、２１はス
ロート部、ｎはバーナ、２３は、仮焼炉、２４Ｆｉ２次
空気導入口、５は拡大空間部゛゛□、あけサイクロンを
示す。

上記実施例において、最上段の分離管２１に電気集塵機
（図示せず）を付設してもよい。

上述の実施例装置は、従来のサイクロン式サスペンショ
ンプレヒーターに比して熱効率が高く、圧力損失が極め
て小さく、構造が単純で装置の配置が楽Ｋｎる力ど種々
の利点がある。

本発明によれば、構造の単純な圧力損失の極めて小さい
粉粒体予熱方法および装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、第２図囚、（同、第３図は本発
明にかかる粉粒体予熱装置の横断面図及び縦断面図、第
４図１ａ）〜ｆｃ）は熱交換機の実施例の横断面図であ
る。第５図は本発明を多段式ブレヒーターに適用した場
合の立面−図、第６図は本発明を仮焼炉付き多段式プレ
ヒーターに適用した場合の立面図である。１．１０・・・・・・熱交換機、２．１５・・・・・・
分離管、３．１１・・・・・・ガス導入口、４．１２・・・・・・粉粒体導入口、５．１３・・・・・・粉粒体移送口、６．１４・・・・・・ガス排出口、７．１６・・・・・・粉粒体排出口、８．１７・・・・・・側壁、１９・・・・・・ロータリーキルン、２０・・・・・・接続ダクト、　ｎ・・・・・・仮焼炉
、４・・・・・・燃料バーナー。第１図（Ａ）（Ｂ）第２図（Ａ）（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下部より上向きに噴流状をなしてガスを容器内に
導入し、その容器に形成し九拡大傾斜部によってガス速
度を上部に向う１はど低下させ、容器側部より該ガス流
に粉粒体を導入し、粉粒体を下部においては加速し、上
部においては減速し、その一部が沈降するようにして噴
流層を上記拡大傾斜部に形成させ、それによってガスと
粉粒体との熱交換を行ない、ガスは容器の天井部から排
出し、一方粉粒体は容器の側部に連結された１個または
複数個の分離管から排出することを特徴とする粉粒体予
熱方法。
（２）上記の粉粒体とガスとの熱交換と分離が複数段に
わたって行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の粉粒体予熱方法。
（３）下部に小径のガス導入口、側部に粉粒体導入口、
上部にガス排出口を設け、ガス導入口から上方に向けて
拡大傾斜部を設けた熱交換機と、該熱交換機の上部側壁
に連結された分離管とからなるユニットを備えたことを
特徴とする粉粒体予熱装置。
（４）上記熱交換機のガス排出口を上段の熱交換機の下
部ガス導入口に連結し、上段の分離管の下部排出口を下
段の熱交換機の粉粒体導入口に連結して上記ユニットを
複数段連結してなる特許請求の範囲第（３）項記載の粉
粒体予熱装置。。
（５）上記熱交換機のガス排出口を上段の熱交換機の下
部ガス導入口に連結し、上段の分離管の下部排出口を下
段の熱交換機の粉粒体導入口に連結して上記ユニットを
複数段連結してなる特許請求の範囲第（３）項または第
（４）項記載の粉粒体予熱装置。
（６）最上段の上記ユニットの分離装置がサイクロン分
離機である特許請求の範囲第（４）項または第（５）項
記載の粉粒体予熱装置。
（７）最下段の上記ユニットな仮焼炉および／を九は焼
成炉に連結してなる特許請求の範囲第（４）項または第
（５）項記載の粉粒体予熱装置。