JPS5935850B2 - 粉状原料のか焼方法およびそのプラント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石灰を含む粉状の予熱された原料、特にセメ
ント原料の少くとも部分燻焼に関し、原料は燻焼抜ロー
タリーキルン内でもしあらば最終燗焼処理、および焼結
の如き最終熱処理を受け、そして通常引続きキルン外で
冷却空気により冷却作用を受けるようになっている。

こ匁にいつ■焼とはＣａＣＯ３がらＣＯ２を排除するこ
とで、実質的な熱供給を要する吸熱処理である。

セメント原料を順序通り予熱、■焼および焼結処理に向
けてセメントクリンカを製造するには、一連のサイクロ
ン予熱装置の如き別個の多段浮遊予熱装置内で予熱を、
燻焼装置内で少くとも１部の燻焼を、ロータリーキルン
内で焼結を行うという傾向にある。

燻焼は予熱装置の下方段で始まりそして引続（焼結の前
に処理されつＮある原料がロータリーキルンに送られる
までには完了しない。

予熱装置の最下方段は燻焼装置を構成するが或は燻焼の
実質的部分が起る燻焼装置として働くがしている。

処理されつ又ある原料の大部分の燻焼がロータリーキル
ン外で起るようなプラント装置において、燻焼用の熱を
与える燃料および燃焼空気を種々の方法で供給すること
ができる。

例えば、特開昭５０−１３３２２１号において、最終予
熱装置段の立上り管は■焼装置として働くように構成さ
れ、最終予熱装置段からロータリーキルンの原料入口端
部に入ってくる二部燻焼した高温の原料は固体または液
体燃料と混合し、燃料は高温の原料との出会いにより、
可燃ガスを放出する。

この可燃ガスは、キルン排ガスと共に、燻焼装置を通過
し、この燻焼装置内で最終段から２番目の子熱装置段か
ら出る予熱された原料が混合ガス中を浮遊する。

酸素含有ガスが暇焼装置に供給され、可燃ガスが発火し
予熱された原料が所望程度まで燻焼されるようになって
いる。

前記公報に述べているように、酸素含有ガスはキルンを
通じてまたはキルンをバイパスする別個の供給装置を通
じて■焼装置に供給することができる。

酸素含有ガスをキルンを通じ供給する場合には、キルン
内の熱処理を実施するためキルン内で燃える火炎をキル
ン内で助長するに必要な量より以上の酸素含有ガスをキ
ルンの下方端に供給しなければならない。

しかしながら、キルンガスがキルン内の熱処理に必要な
反応温度をもつように、過剰量の酸素含有ガスを反応温
度まで高めるため、余分の燃料をキルン内で燃やさなけ
ればならない。

しかし過剰量の酸素含有ガスの存在のためキルンにおけ
る反応は大量の熱を必要とせず、その結果キルンの上方
端部でキルンから文士るキルンガスはより高温となり、
実に、キルンの上方口、これに隣接のロータリー封じ装
置およびキルンからの排出ガスを導きかつ燻焼装置とし
て働く立上り管の下方端部の如き部分を損傷するような
高温度となる。

高温度のガスは、アルカリ、塩素および硫黄を含有する
化合物が多量にセメント原料内に存在する場合に有害な
効果をもつことが少なくない。

これら化合物は、便宜のために、アルカリと称されるが
、高温の排ガス中に蒸発した状態で存在する。

これらガスがキルンの上方口に隣接した前述の部分、特
に立上り管の下方端部を流れる際、ガス状アルカリが原
料の埋った厄介な固体の被覆としてこれら部分上に凝縮
する。

キルン排ガスがキルンを出た後十分な燻焼を行うに足る
程高温になるようにキルンの下方端部で余分の燃料を燃
やすことにより燻焼用の熱が与えられる場合にも、先と
同様に温度上のトラブルが生ずる。

本発明の方法は、石灰を含む粉状の予熱された原料が傾
斜したロータリーキルンを通過して該キルン内で熱処理
を達成する前原料の少くとも部分■焼を行う方法であっ
て、原料はロータリーキルンの上方端に連結した多段浮
遊子熱装置内で予熱され、原料がキルン排ガス中を浮遊
してキルンがら運び出されかつ浮遊中にガスに含まれる
キルンの上方および／または下方端部に加えた燃料を燃
やすことにより生じた熱により少くとも＝部燻焼され、
燃料の燃焼はキルンの下方端部を通じ導入される空気ま
たは他の酸素含有ガスにより概ね助長するような仕方で
、高温の原料なキルンの上方端部でキルン排ガスと接触
せしめ、続いて原料をガスから分離しかつキルン排ガス
によりキルン外に運び出されることなくさらに熱処理を
受けるべく原料がキルンな通過するような仕方で分離し
た原料をキルンの上方端部に送り込むようになっている
。

キルン排ガスはキルンの上方端部で予熱された原料と接
触してその熱を燻焼に消費し始めるから、キルン排ガス
の温度は概ね低下してキルン上方口に近い構造部分の損
傷を回避しかつか又る構造部分上における被覆の形成を
回避し得るようになる。

構造部分上におけるアルカリの凝縮は起らない、と℃・
うのはガスの温度が低下するや否やガス状アルカリは、
比較的低温の構造部分上に凝縮する代りに、ガス中に微
細粒子となって固化するからである。

さらに重要な利点は、与えられたサイズの回転キルンか
ら増加した出力を得たり、あるいは与えられた出力に対
して回転キルンのサイズをいくらか縮小できることであ
る。

与えられたキルンに対する増加した出力は、生原料の増
加とキルン内での燃料及び燃焼空気の消費量増大とを表
わす。

この利点は、予熱された生原料がキルンを離れる直前の
高温キルンガスと接触して高温キルンガスの温度を即座
にわずかだげ低下させることにより、キルン全体のガス
を従来よりも高温で運転することができるという事実に
基づいている。

原料を多段浮遊子熱装置内で予熱することが望ましく、
予熱装置の最終段から２番目の段から予熱された原料が
キルンの上方端部でキルン排ガスと接触するようにもた
らされかつ続いて予熱装置の最終段でガスから分離され
る。

多段浮遊予熱装置はで連のサイクロン予熱装置とするこ
とができ、予熱装置の最終段を構成する最下方サイクロ
ンの立上り管により形成される収焼装置内で少くとも１
部の燻焼が起るようになっている。

原料の予熱および燻焼に必要な熱の全量は、ロータリー
キルンの下方端部で十分な燃料を燃やすことにより作ら
れるキルン排ガスとの接触により原料に伝達され、暇焼
は少くとも一部性われかつ予熱はキルン外部で行われる
。

これとは別に、余分Ｏ燃料をキルンの上方端部に供給し
てキルンを通過するキルン排ガスに供給した追加の酸素
含有ガスと燃焼することもできる。

この方法は■焼用の熱がキルンの上方端部に供給した追
加の燃料を燃やすことにより与えられるという利点があ
る。

原料の個々の粒子に関する限り、熱は、消費個所、つま
り原料粒子が可燃ガス中に浮遊している個所で発生する
。

それ故、■焼はほぼ等温的でかつ比較的低温で起る。

キルンの上方端部に供給される燃料は、原料がキルンの
上方端部内のキルン排ガスと接触する前、予熱された原
料と混合する、たｇしこの予混合は必須なものではない
。

燃料はガスまたは粉炭の如き固体燃料、或は油の如き液
体燃料であって、高温の予熱された原料との密接な混合
により可燃ガスを放出する。

予熱された原料はキルン排ガスと接触するようにもたら
される直前に流動化する。

か（て原料は、例えば特開昭４９−９９１２３号に開示
されているように、流動化用ガスを供給する下流分岐管
までＶ状管を通じ供給される。

流動化用ガスは空気により構成されるか、或は追加の燃
料が供給される場合、燃料および／または空気により構
成される。

流動化のため空気がキルンの上流端に供給される際、こ
の空気は熱処理されてキルンを文士る原料が続いて冷却
される冷却装置内で加熱された冷却廃空気により与える
ことができる。

予熱装置内における原料の予熱および■焼に必要な熱は
、キルン内における熱処理反応後キルンの下方端部で燃
焼した燃料からキルン排ガスに与えられる熱平衡と共に
、キルンの上方端部に供給される追加の燃料の燃焼によ
り与えられる。

かくて原料の予熱および暇焼並びに最終熱処理に要する
総熱はキルンの下方端部における燃料の燃焼とキルンの
上方端部に供給される追加の燃料の燃焼により与えられ
、従って両燃料の分量が調節される。

しかしながら、必要な総熱の７５％程度がキルンの上方
端部に供給される追加の燃料の燃焼により与えられる。

本発明はまた前述の新規な方法を実施するためのプラン
ト装置を提供するもので、このプラント装置は傾斜せる
ロータ・リーキルンを備え、このキルンの上方端部は原
料予熱装置および分離装置に接続し、キルンの下方端部
は最終熱処理製品用の冷却装置に接続し、原料がキルン
排ガスに随伴し一部暇焼しなからキルンから分離装置に
運び出されるように予熱装置からキルンの上方端部に原
料を供給する第１装置と、分離装置から少くとも一部燻
焼した原料をキルンに通過せしめるべくキルンの上方端
部に送り込む第２装置とを備えている。

予熱装置および分離装置は、望ましくは、一連のサイク
ロン予熱装置により構成され、その最終サイクロン段の
立上り管は暇焼装置を構成しかつキルンの上方端部に封
着され、第１装置は最終段から２番目のサイクロン段か
ら原料をキルンの上方端部に送り込み、原料はキルン排
ガスに随伴され燻焼装置として働く最下方サイクロン段
の立上り管に搬送され、第２装置は最下方サイクロン段
からキルン内に原料を送り込んでキルンを通過せしめる
。

最も簡便に、第２装置は第１装置の放出位置の下流側で
キルンの上方端部内に放出している。

２つ以上の多段予熱装置を平行に設置することもでき、
予熱装置の最終段および最終から２番目の段から出る原
料はキルンの上方端部に個別に連絡するか、或はキルン
に達する前他方の予熱装置から出てくる原料と（になる
。

本発明の方法を実施するためのプラント装置の実施例が
図面に示されており、以下これにつき説明する。

第１図に示すプラント装置は傾斜したロータリーキルン
１を備え、キルン１はクリンカを固定のフード２を通じ
クリンカ冷却装置３内に放出している。

バーナー管４がキルンの下方端部内を伸長している。

キルンの他端部は多段サイクロン予熱装置に接続してい
る。

予熱装置は第１立上り管５、通常の立上り管６，７，８
および廃ガス出口９を有し、第１立上り管５はフード５
ａによりキルン１の上方端部に封着され、廃ガス出口９
は集じん装置（図示されていない）を通じ廃ガスを大気
に放出している。

従来様式に従い立上り管はサイクロン１０，１１，１２
および１３を相互連結している。

原料は管１４を通じ弁１５の制御の下に予熱装置に供給
される。

また従来様式に従いサイクロン１２および１３はこれら
サイクロン内で分離した原料を出口１６，１７を通じ立
上り管に排出している。

しかしながら最終段から２番目のサイクロン１１から出
る原料は終端部がＶ状となっている管１８に連絡し、そ
の下流分岐管１９がキルン１の上方口に連絡している。

最終段サイクロン１０かも出る原料は管２１を通じキル
ン１の上方口に連絡し管１９の原料放出個所から下流側
に排出される。

分岐管１９を通じキルンの上方口に流入する原料は管２
０を通じ供給される空気により流動化される。

この空気は例えば冷却装置３かもの冷却廃空気により与
えられる。

原料を流動状態でキルン内に吹込ませるためにごく小量
の空気のみで十分である。

しかしながら、この空気の量はキルンの上方口に加えら
れる燃料の燃焼に対し如何なる程度にせよ貢献するには
十分なものではない。

か〜る燃焼用の目的に必要な酸素はキルンガス内に含ま
れている。

第２図にキルン上方口の構造が詳細に示されている。

同図において、管２２を通じ燃料が分岐管１９内の流動
化した原料に随時加えられるようになっている。

フード５ａは傾斜床２３とロータリー封じ装置２４を有
し、封じ装置２４はキルンの上方端とプラント装置の静
止部分間に設けである。

管１９からキルンの上方口に放出される原料は、キルン
ガスに随伴され燻焼装置を構成する立上り管５内に運び
込まれる。

第３図は２個の別個の平行したサイクロン予熱装置から
管１８および１８′が分岐管１９および１９′に連結し
ている状態を示している。

両管１８゜１８′はキルンに達する前第３図に単一管２
１で教示するように、一本の管に接続することができ、
単一管２１は２個の平行したサイクロン予熱装置におけ
る最終段サイクロンからの２本の管２１゜２１′の延長
と考えることができる。

第２図において管２２を通じて燃料が加えられない場合
、最終熱処理つまり（常にキルン内で起る）焼結、燻焼
および原料の予熱は、キルンの下方端における燃焼空気
の存在内でバーナー管−４からの燃料を燃やすことによ
り与えられる。

その結果、非常に高温の燃焼ガスがキルンを流れその上
方口から出て行（。

予熱された原料が管１９を通じ加えられなかったならば
、つまり従来方法に従い最終段から２番目のサイクロン
１１から原料が立上り管５の上部に供給されたならば、
高温ガスはキルン１の上方口、封じ装置２４および立上
り管５の下方部分（フード５ａ）を損傷しまた多分これ
ら構造部分は固形物でおおわれることになる。

本発明の目的はか瓦る状態を阻止することであり、第１
，２および３図に示す構造において、か又る状態の阻止
は、予熱された原料を管１９を通じキルンの上方端部に
吹き込むことにより達成される。

原料が高温ガスと出会うや否や、その″暇焼が始まりま
たガスがキルン口を通過してしまう前に実質的な■焼が
起る。

しかしガス中に浮遊した原料が立上り管５を通過する間
燻焼は続けられ、また原料がループ５，１０，２１を通
ってキルン１を流下するまで■焼は完了しないこともあ
る。

燻焼は熱消費処理法である。

それ故、キルンガスはキルン口を文士る前にその熱の大
部分を燻焼のために放出し、つまりその温度はかなり低
下し、この温度低下は成程度燻焼装置として働いている
立上り管５を通過する間続く。

該当する局部個所に原料を導入することにより狙いとす
ることが達成される。

予熱、燻焼および燃結に必要な燃料の総量の通常７５％
までの燃料が管１９を通じ加えられる場合、これに応じ
、下方端部で燃焼空気の存在の下にバーナー管４に燃や
されかつ導入される燃料の量は少くなる。

しかしながら、キルンの上方口に加えられる燃料の燃焼
を助長するためキルンガス内に十分な酸素があるように
燃焼用空気を供給しなげればならない。

云い換えれば、これらガスは酸素を含有しておりキルン
の下方端部には少量の燃料が導入され、ガスが多くの酸
素を含有すればする程これらガスの温度は低い。

燃料がキルン上方口近（で加えられた際、燃料は長手高
温の酸素含有キルンガスと出会って燃焼し、その結果ガ
スは温度上昇を受ける。

この温度上昇はキルン口により多量の燃料が加えられれ
ば太き（なる。

キルンの上方口に予熱された原料が同時に加えられなか
ったならば、これらガスは先に指摘したような有害な結
果をもたらす。

しかしながら、この場合、加えられた原料によってガス
に含まれた熱は個焼に費され、そこでガスの温度が低下
するようになる。

十分燻焼されたまたは殆ど十分に■焼された原料が、管
２１を通じ、管１９の出口に関しガスの流れの上流個所
で、キルンの底部つまり原料がキルン内の装入物に沈下
または殆ど沈下する個所の近くに、キルン内部に運び込
まれる。

管２１の位置は、管１９から流出する原料がガスに捕え
られる場合と対照的に、管から流出する原料がキルンガ
スに捕えられることがないような状況になっている。

第４図は変形例を示し、管１８が上方からキルン上方口
に放出している。

第２図と同様に、第４図は燃料を随時管２２を通じ加え
るようになっている。

しかしながら、これとは別に、燃料を点線矢印２２′で
示すように下方から加えることもできる。

この変形例を応用した場合、原料および燃料は前取って
混合していない力瓢しかし燃料はキルン口内に浮遊した
原料によって作られた裂しい渦巻きの中に吹き込まれる
から非常に密な混合を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセメント焼成プラントの概要図、
第２図は第１図の丸囲み部分Ｃの断面図、第３図は第２
図の左方からみた側面図、第４図は変形例であって第２
図と同様の図である。 １・・・・・・ロータリーキルン、３・・・・・・冷却
装置、５・・・・・・燻焼装置として働く立上り管、１
０，１１゜１２．１３・・・・・・原料予熱装置および
分離装置、１８・・・・・・第１装置、２１・・・・・
・第２装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石灰を含む粉状の予熱された原料が傾斜したロータ
   リーキルンを通過して該キルン内で熱処理を完了する前
   原料の少くとも部分燻焼を行う方法であって、原料がキ
   ルン排ガス中に浮遊してキルン外に運び出されかつ浮遊
   中に、ガスに含まれキルンの上方および／または下方端
   部に加えた燃料を燃やすことにより生じた熱により少く
   とも二部燻焼されかつ燃料の燃焼をキルンの下方端部を
   通じ導入した空気または他の酸素含有ガスにより概ね助
   長するような仕方で、高温の原料をキルンの上方端部で
   キルン排ガスと接触せしめ、続いて原料をガスから分離
   しかつキルン排ガスによりキルン外に運び出されること
   なくさらに熱処理を受けるべく原料がキルンを通過する
   ような仕方で、分離した原料をキルンの上方端部に送り
   込むようにした粉状原料の■焼去法。 ２ 石灰を含む粉状原料の熱処理用プラント装置であっ
   て、傾斜したロータリーキルンを備え、該キルンの上方
   端部を原料予熱装置および分離装置に接続し、またキル
   ンの下方端部を最終熱処理製品用の冷却装置に接続し、
   原料がキルン排ガスに随伴されかつ一部燻焼しなからキ
   ルンから分離装置に運び出されるように予熱装置からキ
   ルンの上方端部へ原料を送り込む第１装置と、分離装置
   から少くとも一部燻焼した原料をキルンに通過せしめる
   べくキルンの上方端部に送り込む第２装置とを備えてな
   る熱処理用プラント装置。