JPS59112180A - 熱的に予備処理された微粒状材料を急速に燃焼させる装置 - Google Patents

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、火焔を有する燃焼室々らびに火焔と同じ流れ
でかつ火焔の領域に材料を装入するだめの装置を有する
熱反応器を備えた、熱的に予備処理された、特に■焼さ
れた微粒状材料を急速に燃焼させてセメントタリンカー
にするための装置に関する。

現代のおよび産業上使用される普通のセメント製造用装
置は、原粉が熱いガスに対向する流れで予熱されかつ燃
料を供給して過度に■焼される浮遊ガス−熱交換器と、
熱的に予備処理された材料が材料床で比較的ゆつくシと
焼成温度に加熱されかつバーナの火焔ガスに対向する流
れで最終焼成するまで加熱されて焼成される回転窯とを
有する。

火焔ガスをいっそう良くかつ迅速に利用するために、火
焔と材料の間の密接な接触を配慮しなければならないこ
とが′すでに早くから認められていた（　ＤＥ−ＰＳ　
３３７３１２．１９２１年５月）。

その解決のために分割された回転窯が提案された。その
焼成部分は他の部分よりおそく回転し、その際焼成点近
くまで熱するのに役立つ炉が非常に高い速度で回転する
ことにより、材料が炉の頂部近くまでもち上げられて、
そこから炉の横断面を通って自由に落ちる。しかしなが
ら、過度の塵の攻撃と摩耗に依り装置が実現されなかっ
た・ エネルギー論のおよび反応動力学の根拠がら、原粉の■
焼抜および約１３５０〜１４５０’Ｃで最終焼成後でき
るだけ高い加熱勾配で約９００℃の間の温度差で加熱を
実施することが有利でアルトイう認識は、例エバ（ＤＬ
−ＰＳ　９７４０９）いわゆる急速燃焼の提案になシ、
しかもこれは、反応器において、車状のあるいは集塊を
なした混合物が流動床で迅速に加熱されて最終焼成にま
で焼成されることにある。上記の刊行物は、微粒状の材
料を約１１０Ｑと１３００’Ｃの間の温度範囲で非常に
高い加熱勾配で燃焼させることがきわめて有利であると
いう教示を含んでいる。利点として最終焼成時間が約７
０％だけ降下することが、そこに帰因する確実な効果、
例えば最終焼成反応器を縮小できること、またはその加
工原料の量が増加すること、あるいはいっそう低い温度
で普通の滞留時間で最終焼成を実施できることと共に挙
げられる。

これらの利点は、非常に高い加熱勾配で、燃焼すべき材
料における非活性化を避けることにより生ずる。

しかし々から、この迅速な加熱に適する装置をどのよう
に形成しおよび／または創造すべきかについて具体的な
技術的教示を前述の刊行物から取り出すことができ々い
。

本発明の課題は、例えば８５０℃と、約１２５０／１３
５０℃の焼成反応の始めとの間の温度領域で、非常に高
い加熱勾配で塵の攻撃や摩耗の不利益を受けずに、加熱
を問題な〈実施できる、熱的に予備処理された、特に蝦
焼された微粒状材料を急速に燃焼させる装置を企てるこ
とである。その場合、熱い原粉が熱反応器の燃焼領域に
できるだけ広がって搬送され、かつ燃焼室の容積にわた
って特に火焔の放射領域と対流領域にできるだけ均一に
分配されなければならない。

その課題を解決するために、燃焼室および火焔を有する
熱反応器と、材料を火焔と同じ流れでかつ火焔の領域に
材料を装入する装置とを有゛する冒頭に述べた種類の装
置において、本発明によシ、装入装置が、燃焼室の領域
に接合する降下立て筒を含み、この降下立て筒の口部領
域には、実質的に重力の下に運動のエネルギーで配置す
ることを提案する。

とれにより、？’！ｆ’ｌ’火焔と平行する浮遊物中の
熱い粉が燃焼室の最も熱い領域に到達し、その際粉末の
雲の形態の固形粒子が粉砕される結果、非常に高い活性
の表面にょシ材料が非常に急速に加熱されて有利である
。この有利な結果は付加的に、熱い粉と火焔ガスの緊密
な混合にょシ補助され、そのためほぼ８５０と１２５０
／１５５０℃の間の前述の温度差における加熱過程なら
びに少なくとも焼成過程の一部が、高いおよび最も高い
温度勾配で浮遊物中で過度に実施されることになる。

その装置の発展例によシ、そらせ板が降下立の筒の軸線
に対し鈍角をなして、実質的に軸方向に見られる立て部
槽断面の投影にわたって延びているようにする。

これにより、集合的に注ぎ込む材料流の過度な粉砕が成
しとげられて有利である。

熱い粉と火焔の最適な緊密な混合を達成するには、装入
装置が火焔の上方で燃焼室に接合するようにすれば良い
。

注ぎ込む粉状の材料をできるだけ均質な飛塵雲になるよ
うに噴霧するのを援助するために、および同時に、注ぎ
込む熱い原粉が、そらせ板に突き当ったときに激しい浸
食現象を惹起するのを防止するために、装置の発展例で
はさらに、降下立て筒の口部領域にそらせ板の上方近く
に後方から、噴射ガスのための供給部が接合し、その供
給部の軸線が火焔に対しはぽ平行に走υ、かつ供給部が
圧力ガス源に接続されている。

この配置によシ、噴射ガスが、注ぎ込むガス流とそらせ
板の間に静空気圧の保護フィルλとして吹き込まれ、そ
してガスの量と圧力を相応して調整したときに固形粒子
とそれら板を分離する。このようにして、そらせ板の摩
耗の問題が制御下に保たれて非常に有利である。

さらＫ、合目的な発展例にでは、装入装置の口部領域を
漏斗状に広がるように形成し、その広がシは、開口の高
さに対する割合が数倍だけいっそう幅の広い平たんな口
部片に終るようにする。

この発展例によれば、別の提案に従って後方から口部片
に少なくとも二つの、好適には三つの噴射ガス用供給部
が接合するときに特に取シわけ好都合な流れ状態が得ら
れる。

本発明の本質的な発展例により、装置を少なくとも一つ
の燃料用供給部に接続してバーナとして形成する。これ
により、両成分の熱粉と燃料の最適な混合が燃焼室に一
緒に搬入したときに達成されて非常に有利である。その
上、熱粉が高温（約８００〜９ｏｏ℃）なため、燃料が
自然に発火し、その際遊離する熱が特に直接の接触と放
射により直かに飛塵雲の個々の粒子に移行する。それに
より、熱伝達は、回転窯で材料床が閉鎖されたときの関
係と比較して著しく改良される。有利な熱伝達率に依り
エネルギーが節約され、それに従って排ガス温度が下る
。

そして、最後にバーナがなくなって、本発明による装置
にょシ取替えられ、それによって燃焼経過を改良すると
同時に装置が著しく単純化される。

これと共に、バーナとして形成された装置において口部
の領域に点火バーナを配置するのは利点であシうる。し
かしながら、この点火バーナは、注ぎ込む材料がなお点
火温度に達しない限りでは、開始過程でしか必要になら
ない。

装置を発展させるための同様なまたはそれに代る提案に
よシ、噴射ガスのための一つまたは複数の供給部に、ガ
スを燃料と混合する装置を形成するか、または前記供給
部を例えば天然ガス源のような燃料源に接続する。この
ために、例えば噴射ガスに加えるのに適していてガス状
、流動状まだは固体状のような原理的に各種の燃料が考
慮される。

本発明の装置を搬送された材料による激しい放射熱また
は過熱が作用する前に保護するために、さら拠、降下型
て筒の壁と冷却外被の間に冷却媒体の流路ができ為よう
に降下型て筒を少表くとも所々で、特に燃焼室の範囲で
冷却外被と間隔をおいて囲み、そしてとの流路を冷却媒
体源に接続する。

この際、冷却媒体のための流路がそらせ板の上方近くで
これに対し冷却媒体のための出口開口を解放するのが合
目的である。それによシ。

冷却媒体が、予熱されたガスとしてそらせ板の上方に口
部の方向に出て、そしてその際噴射ガスの作用を援助す
るかまたはその機能を引受けることができ、非常に有利
である。

次に、本発明をその利益と共に実施例について図面によ
り詳細に説明する。

第１図による装入装置が降下型て筒１を包囲しており、
この降下型て筒１は浮遊ガス予熱器の下段にまたは・暇
焼炉に接続されている。熱的に予備処理されかつ過度に
■焼された材料の矢印２による流れが約８５０〜９００
℃で降下型て筒１に上方から入り、そして重力の影響の
下にならびにその流動性が非常に良いため降下型て筒か
ら出るまで比較的高い流動速度を達成する。燃焼室３の
外方にまたは冷却立て筒４の外方にほぼ垂直に走る降下
型て筒１の部分が燃焼室３に入る直前で垂線に対し鋭角
で曲げられ、かつ回転窯３のバーナ側の密閉壁５を通っ
て導かれるか、またはそこに固定されている。口部領域
７がバーナ８の上方で回転窯６′の燃焼室６に突出して
いる。この場合、装入装置の口部平面７′がバーナ８の
口部平面８′とほぼ平行に走っている。装入装置の口部
領域７には、そらせ板１１が、回転窯６′に突出する降
下型て筒１の部分１′の軸線に対し鈍角をなしてほぼ水
平に配置されているととＫより、そらせ板１１は、降下
型て筒部分１′の流れ横断面の、この軸線の方向に見ら
れる投影をおおっている。これは、例えば拡大尺度の第
４図による表現から明らかに認められる。

そらせ板を配置することにより、噴射している材料がバ
ーナ８の火焔１２の方向に向きを変え、そしてそのとき
浮遊粒子の雲１３に粉砕される。それによシ、火焔１２
と浮遊粒子１３の緊密な混合が行われ、その結果非常に
高い勾配での加熱および材料の高い反応性ｉケげられて
有利である。

材料の温度が高いためおよび火焔放射のため、降下型て
筒一部分１′が保護外被１４、例えば耐火性材料で取シ
囲まれている。

第２７２ａ図および第３７３ａ図は、壁５を通る通路の
位置に炉側端部１′を有する降下型て筒１′の口部領域
７を示す。この表現は、平らなノズルの形を有する口部
７′へ漏斗状に拡がっていることを示している。その開
口はその高さをより実質的に幅が広い。この場合、第３
７３ａ図は、噴射ガスの供給導管９を有する実施例を示
す。

第４図は、取り囲む冷却外被１５を有する降下型て筒端
部１′の発展例を示す。冷却外被１５の内壁１５′と降
下型て筒１′の壁１６の間に冷却媒体のための流路１８
が形成されている。このような冷却媒体として例えば空
気が問題になる。

この流路１８は、そらせ板１１の上方に出口開口１７を
有する。そこを出る少し温められた冷却空気は矢印１９
により示されているが、同時に噴射空気として用いられ
て、材料の流れを加速するためならびにそらせ板１１の
摩耗保護のために役立つ。

本発明による装置のバーナとしての発展例を第５７５ａ
図に示す。この場合、装置が後方から見て出口方向に二
つの同心の導管２０と２１に接続されている。その口部
領域７′が、導管２１の直径に対応する直径を有する。

そこには、円筒状外被部分の形のそらせ板１１が使用さ
れている。後方から接続された導管２１は、燃焼空気と
噴射空気を供給するのに役立ち、かつ流れチャンネル２
１′を形成して内側導管２０を取り囲んであシ、内側導
管２０は搬送ガスで炭塵を供給するために設けられてい
る。口部領域７′において、降下立て筒１′から装入さ
れた熱い材料の流れが、矢印２３に相当する予熱された
燃焼空気および矢印２４による燃料と突き当って混合さ
れる。この場合、特に火焔でかつ回転窯６′に入った直
後に集合する。燃料と燃焼材料の理想的な混合が生ずる
。ここで材料が高いおよび最も高い温度勾配で加熱され
、そして場合によってはクリンカーの形成まで燃焼する
。引き続き、材料がガスから脱落して材料床として回転
窯３′に集まる。回転窯６′の傾斜に相応して材料床が
ガスチャージの流れに対向して運び戻され、そして完全
にクリンカーに温度調節後冷却器に搬出される。

【図面の簡単な説明】

第１図はバーナを有する回転窯の冷却側端部にある装置
の断面図、第２／２ａ図および第３７５＆図は噴射ガス
用供給部を有するおよび有しない装置の口部範囲の漏斗
状構造を部分正面と部分断面で示す図、第４図は冷却外
被を有する降下立て筒の、燃焼室に突出する端部の断面
図、第５１５ａ図は燃料、燃焼空気および熱粉のだめの
供給部を有する、バーナとして形成された装入装置の部
分断面図（第５図）および正面図（第５ａ図）である。 １．１′・・・降下立て筒 ３・・・燃焼室 ６′・・・回転窯 ７．７′・・・口部領域 ８・・・バーナ １１　・・・そらせ板 １２・・・火焔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）火焔を有する燃焼室ならびに材料を火焔と同じ流
   れでかつ火焔の領域に装入する装置を有する熱反応器を
   備えた、熱的に予備処理された、特に■焼された微粒状
   材料を急速に燃焼させてセメントクリンカ−にするため
   の装置において、装入装置が、燃焼室（３）の領域に接
   合する降下立て筒（１，１’）を有し、この降下立て筒
   の口部領域（７，７つには、実質的に重置することを特
   徴とする装置。 （２）そらせ板（１１）が、降下立て筒（１つの軸線に
   対し純角をなして、軸方向に見られる立て筒横断面の投
   影にわたって延びている、特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 （６）装入装置が火焔（１２）の上方で垂線に対し鋭角
   をなして燃焼室（６）に接合する、特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の装置。 （４）降下立て筒（１″）の口部領域（７，７’）に、
   そらせ板（１１）の上方近くで後方から、噴射ガスのた
   めの供給部（９）が接合しており、その供給部の軸線が
   火焔（１２）に対しほぼ平行に走りかつ供給部が圧力ガ
   ス源に接続されている、特許請求の範囲第１項から第３
   項までのうちのいずれか一つに記載の装置。 （５）装入装置の口部領域（７，７’）が漏斗状の拡大
   部を有し、この拡大部は、開口の高さに対する割合が数
   倍だけいっそう幅の広い平たんな口部片（７′）に終っ
   ている、特許請求の範囲第１項から第４項までのうちの
   うちのいずれか一つに記載の装置。 （６）後方から口部片（７′）に、少なくとも二つの、
   好適には三つの噴射ガス用供給部（９）が接合する。特
   許請求の範囲第５項記載の装置。 （７）装置が少なくとも一つの燃料用供給部（２０）に
   接続され、かつバーナとして形成されている、特許請求
   の範囲第１項から第６項までのうちのいずれか一つに記
   載の装置。 （８）バーナとして形成された装置において、点火バー
   ナが口部（７）の領域に配置されている、特許請求の範
   囲第７項記載の装置。 （９）噴射ガスのための一つまたは複数の供給部（９）
   に、噴射ガスを燃料と混合する装置が形成され、または
   前記供給部が例えば天然ガス源のような燃料源に接続さ
   れている、特許請求の範囲第１項から第８項までのうち
   のいずれか一つに記載の装置。 （１０）降下立て筒（１′）の壁（１６）と冷却外被（
   １５，１５つの間に冷却媒体の流路０８）ができるよう
   に、降下立て筒（１，１つが少なくとも所々で、特に燃
   焼室（３）の範囲で冷却外被（１５，１５’）と間隔を
   おいて囲まれ、かつこの流路が冷却媒体源に接続されて
   いる、特許請求の範囲第１項記載の装置。 （１１）冷却媒体用流路（１８）がこれに対するそらせ
   板（１１）の領域に冷却媒体の出口開口（１７）を有す
   る、特許請求の範囲第１０項記載の装置。