JPS5964554A - 原料粉末予熱装置の排熱利用方法 - 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】 等の粉末状原料を焼成処理する装置に付設される原料粉
末子熱装置、例えばサイクロンタイプの多段式予熱装置
における打Ｉガス顕熱を効率良く回収利用する方法に関
するものである。

第１図は、セメント原料を予熱・焼成するときに用いら
れる装置の一例を示すもので、この装：夕は主として原
べ粉末捕集器としてのサイクロンＣＩ−Ｃ３、分ｉ１Ｊ
ｆｌサイクロンＣ４並ひに最下位の熱交換段を構成する
燃焼装置付の仮焼炉２を上下方向に配列してなる予熱装
置１、焼成炉３及びクリンカー冷却機４より構成される
。

スクリューコンベヤ等の供給装置５ａによって送られて
きた原ん粉末Ａは、供給機５ｂを通して　、、。

ダクト７ａに送られ、ダクト７ａ内の上昇気流と共に最
上段のサイクロンＣＩへ送られる。そしてＣｌ−０３の
サイクロンを経由しながら１１１０次１降下し、その間
ダクト７ａ，７ｂ，７ｃを上昇する熱風によって順次加
熱され、バーナ５　＋ｌ　′Ｐ：４ｉ：ｉえた仮焼成炉
２に入って仮焼された後分ｉ＃−リイクＩＪンＣ４に入
り、次いで焼成炉人口Ｘｉ、ｉ　＋＜１１２を経て焼成
炉３に導入される。

焼成炉３には冷即機４からの高温空気とバーナ６ｂから
の焼成用燃料が導入されており、ｌ”！ｉ渦下で焼成を
受けたタリンカーはタリンヵー冷却機４に入って冷却さ
れ、更にタリンヵーコンベア１１によって搬出される。

尚９は余剰空気誘引通風機、１０は押込送風機、１３は
抽気ダク１−１１４は＋Ｊ＋ガス誘引通風機、１５はＥ
ガスダグ１へを夫々示す。

この様な焼成装置ρにおける予熱装置１°・“（１あ最
上段サイクロンＣ］から抽出される拮ガスのｆｆｌ’Ａ
　Ｉψは、予熱装置１の熱交換方式や段数にもよるが通
常３５０〜４００°Ｃ程度であり、未だ相当の熱エネル
ギーが残されている。そこでこの排ガス顕熱を更に有効
利用する為、第１図に示した如くυ１ガスダクト１５の
途中にボイラ１６等の排熱利用設備を設置し、高温ＩＩ
ガスとの熱交換により蒸気を発生させてこれを発電等に
利用することにより熱経済性の向上を図っている。尚ボ
イラ１６の水管が破損した場合等に対処する為、ボイラ
１６を迂回するバイパスダク１−１７を設けると共に、
ダクト本管１５にダンパ１８ａ１バイパスダクト１７に
ダンパ１８ｂを設け、これらの開閉操作によって焼成装
置の運転を継続して行なうことができる様にしている。

ところかこの様な従来の排熱利用方法では、（Ｊ１ガス
ダクト１５内の排ガス温度がそれ程冒温てない為、ボイ
ラ１６における発生蒸気の温度及び圧力か充分に上がら
ず、タービンでの発電効率が低い。しかも予熱装置１の
υ１カスは一般に原料粉末乾燥用の熱隙としても＋２用
されるので、その余剰分しかボイラ１６での加熱に利用
することがてきず、結局利用可能なガス顕熱が不足して
発′＾を用タービンの効率が十分に高いものとなってい
ない。

こうした熱は不足を補う方法として、ＩＶＩガスダクト
１５の適所に燃焼室を設け、燃料及び燃焼用空気を供給
して排ガス温度を高める方法も考えられるが、焼成炉や
仮焼炉以外に燃焼部を設けるのは、設備的にも操業的に
も好ましいことではない。

しかも燃ＭＳ＋として安価な石炭を利用する場合は、燃
焼室で発生する燃焼残灰の処理が厄介になる。

本発明者は」７記の様な事情に着目し、（Ｊ１ガス顕熱
の不足を予熱装置の熱交換プロセスの工夫によって補い
、発電タービン用ボイラの１コ（な（ノ１熱利用設イｉ
ｈの熱利用効率を高めるべく研究を行なった。

本発明はこうした研究の結果完成されたものであって、
その４．′４成は、第１図に例承した如く原石粉末捕集
器が複数の熱交換段を４１η成する様に夫々ガスダクト
を介して上下方向に連接されてなる原利粉末子熱装置を
使用して原ん粉末の予熱を行なうと同時に、当該予熱装
置からの４１１ガスを排熱利用設備の熱源として利用す
るに当り、前記予熱装置へ供給する原′Ｂ粉末又は捕集
器で分離した原石粉末の少なくとも一部を、１段以上の
熱交換段を飛ばしてより下位の熱交換段又は焼成炉へ短
絡して送ることにより、前記予熱装置から前記ｆｉｌ熱
利用設備へ導入する排ガス温度を高め、以って該排熱利
用設備の熱利用効率を高めるところに要旨が存在する。

以下実施例を示す図面に基づいて本発明の構成及び作用
効果を説明するが、下記は代表例であって本発明を限定
する性質のものではなく、原料粉末捕集器の種類、構造
、段数等はもとより、短絡経路の接続位置や回収熱の利
用態様を必要に応じて適宜変ヂすることはすべて本発明
の技術的範囲に含まれる。

第２図は本発明の実施例を示す概略説明図であり、全体
的なＡ’＋’ｌｊ成は第１図に準して理解すればよい。

本例における特徴的な部分は、供給装置５ａにより搬送
する原料粉末へを供給磯５１〕及び５Ｃから分割して予
熱装置１へ供給するところにあり、一部の原料粉末Ａは
従来通り最上位の熱交換段を構成するカスダクト７ａへ
送り、他の一部は最上位の熱交換段を飛はして次位のガ
スダクト７ｂへ短絡して送る。その結果、最上位の熱交
換段へ供給する原料粉末の減少分に相当して予熱装置１
における熱効率が低下し、この結果最終的に予熱装置１
から排出される排ガス温度が上昇し、ボイラ１６での回
収熱が人ｒｌｊに増加すると同時に、発生蒸気のγ！ｉ
ａ度及び圧力が高くなるのでタービンでの発電効率が著
るしく改善される。この際、制ガス温度は供給ｆｉ５ｂ
、５Ｃから供給する原′Ａ耳粉末の分配比によって変わ
り、ガスダク１−７ａへの供給は比を高めれば排ガス温
度は降下し、反対にガスダクト７ｂへの供給量比を高め
れば刊ガス温度は」７昇する。従ってす１熱利用設（Ｎ
ｆｉを効率長く作動させるのに必要な温度に応じて供給
機５１＋、５ｃへの分配比を変えることにより、侵１ガ
ス温度を調整することができ、その温度が一定となる様
に制御することもできる。尚」７記ては原旧粉末へを最
上位の熱交換段を構成するガスダクト７ａと次位のガス
ダクト７１］とに分配して供給する例を示したが、後者
については第３段目以降の熱交換段へ分配して供給した
り、あるいは最下段の仮焼炉２や焼成炉３へ直接供給す
ることもできる。また第３図（要部説明図）に示す如く
、予熱装置１への原料粉末Ａは全て最上位の熱交換段に
供給し、ここで分離した原料粉末を次位の熱交換段（サ
イク・ンＣ２に係る）とそれよシも更に下位の適宜の熱
交換段へ分配して送ることも本発明に含まれ、上記の様
な分配手段を複数組合せて採用してもよい。

更に分配した原料粉末の供給投入位置は各カスダクト部
に限定される訳ではなく、第３図のサイクロンＣ１から
仮焼炉２への短絡供給において示す如く、下位のサイク
ロンで分層した原料粉末の排出用シュートへ供給したり
、あるいは第４図（要部説明図）に示す如く短絡経路を
通して直接サイクロンへ供給することもてきる。

この様に本発明ては、予熱装置へ供給する原料粉末又は
捕集器で分腹しノだ原料・粉末の少なくとも一部を次位
の熱交換段より更に下位の熱交換段又は焼成炉へ短絡し
て供給し、予熱装置１における原料粉末の予熱効率を若
干犠牲にして排ガス温度を高めるものであり、それに伴
って仮焼炉２又は焼成炉３における燃料使用を増加させ
る必要が生じる。しかしこの増加熱量は、排ガス温度の
上昇による排熱利用設備での熱回収量の増加及び熱利用
効率の向上のために利用されるものであり、全体のエネ
ルギー経済からすれば従来例よりも相当改善される。し
かも仮焼炉２や焼成炉３で元々使用する燃料を増加する
だけであるから、１ノ１ガス系統に燃℃を供給する場合
に較べて設備的、操業的な負担が増加する恐れもない。

加えて＠料として微粉炭等の固体燃料を使用する場合で
も、燃焼により生ずる灰分は焼成装置内でセメン１−原
おトの一部として消費されるので、特別な灰処理設備も
不要である。本発明によって得られる史に他の利点とし
て、ボイラ１６等の水管への微粉末の付着抑制効果が拳
げられる。ＲＩＪち従来例の様に最。に段の熱交換段へ
原料粉末の全）ルを供給する場合には、サイクロンＣ１
で捕捉しきれなかった多１１七の微粉が拮ガスと共にボ
イラ１６方向へ送られ、これが水管に付着して伝熱効率
を低下させるが、本発明の様に供給原料を第２段目以降
の熱交換段へ分配して供給すると、サイクロンＣＩから
拮ガスと共に持ち出される微粉の量が減少し、ボイラ１
６の水管への付着及びそれに伴う伝熱効率の低下が抑制
されると共に、付着した微粉を除去する為の蒸気ブロー
等の処理頻度を少なくすることができる。

前述の様に原料粉末を分配供給する位置は種々考えられ
るが、最も好ましいのは、第２図に示した様に原料供給
装置４５ａにより最上位熱交換段と第２段目の熱交換段
へ供給原料を分配できる構成とする場合である。その理
由は、ｑ）原料供給装置ｉ？ｆ５ａから供給するＩ＆Ｈ
粉末粉末量も低温であって複数熱交換段への分配が容易
であること、及び■原料粉末の全１１土を第２熱交換段
へ供給することができ、この場合最上位のサイクロンＣ
Ｉは粉末捕集専用に使用されるため排熱利用設（ＩＮへ
流入する原料粉末ｆ１’ｔを最少に抑えられること、等
に県づく。

この様な構成になる一実施例において原お１粉末の全量
をガスダクト７ｂへ供給したとき、同じく全量をガスダ
クト７ａへ供給する従来例に較べて予熱装置１のｍガス
温度は約６０６Ｃ上昇し、仮焼炉　　　　　　　　□２
における燃料使用量の増加はＩ　Ｋ９クリンカー当り４
ＱＩ（ｃａｌ程度であった。

また本発明の様な排熱利用を行なう場合に、図示した如
く最下位の熱交換段に独立した燃焼装置をもつ仮焼炉２
を設けた予熱方式を採用し１．予熱装置１全体の沼１度
少化を該仮焼炉２の１〜き光条件の調整によって吸収し
、焼成炉３の１へ８業条件を安定化するのか１ｉ２も好
ましいが、仮焼炉を具（Ｈｉｔ　Ｌｌ　ｆＪい通常タイ
プの予熱袋ＩＫψへの適用が除外される訳ではない。ま
た本発明では＋ＪＩＩ熱利用設備の熱利用効率を尚める
為しこ、重連の如く予熱効率を′１１゛１ｌＩｌ／Ｉ−
にしてｉ１１ガス温度を高めたものであるから、排熱利
用設備を稼動させない場合には、例えは第２図における
供給機５ｃを全開、供給１茂５１］を全開にして原料粉
末への短絡供給を行わず、予熱装置１か最高の熱効率を
発揮する様にして便用する。

内因では１基の焼成炉３に対して１基列の予熱装置１を
組合せた例を示したが、この他Ｉ　Ｊ、Ｉ、の焼成炉に
対して２基列以」二の予熱装置を併設してそのうちの少
なくとも１系ダ１に本発明の方法を適用し、複数系列か
らの排ガスを合流させてＩＪＩ熱利用設備に導くことを
でき、あるいは予熱装；：゛予へ供給する原料粉末をク
リンカー冷却へ４の余剰？気を利用して予備加熱するこ
ともＨＪ　能であり、これらの適度の変可はすべて本発
明の技術的範囲内の実施とみるべきである。また排熱利
用設ル１ｕとしては、図丞したＩＱな発電タービン用ボ
イラの他、ロータリードライヤ笠の原料乾燥装置、ある
いはローラミルやホールミルニアを用いた原２’：’Ｉ
乾す；■・同時勅使、−装置への様な焼成設備の各種細
帯装置ぺや近隣の各種熱需要設ｍｉが挙げられる。

本発明は概略以上の様に構゛成さねるか、要は原わ１粉
末の−Ｂにを、少なくとも１段の熱父換段を飛はして史
に下位の熱交換段へ短絡させることにより４Ｊ１力ス温
度を高めることができ、それによりり１熱利用設（＃ｉ
への供給熱−１を増大させると共にその熱利用効４くを
大幅に高め得ることになった。そしてこの回収エネルキ
−１７」、の増加は、焼成炉等における態別増加分を補
って余りあるものであり、予熱・焼成及び排熱利用設′
６１ｈ全体としてのエネルキー経済性を大巾に高めるこ
とができた。尚本発明方法は構成が極めて簡単であり、
１）１熱利用設備をイリ属した既存設備への適用も容易
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の原料粉末子熱・焼成及び排熱利用例を示
す説明図、第２図は本発明の実施例を示す説明図、第３
．４は本発明の他の実施例を示す要部説明１図である。 １・・予熱装置　　　　２・・仮焼炉 Ｃ１〜Ｃ４・・原オニ１粉末（１０史器３・・焼成炉　
　　　　４　・タリン力−／令却ｌ！′＆５・・原オこ
１供給装置　　７・・ガスダク１〜１５・・初ガスダク
１−　１６・・＋Ｊｌ熱利用、投備Ａ・・原Ｅ粉末 出願人　　株式会社神戸製鋸６所 ３５２ 第２図 １１ ３５３− 第３図 Δ 毛糸売補ｊｌ−書　（ブＪ式） 昭和５８年３月　３日 １、事件の表示 昭和５７年特訪願第１７６０００　！３２、発明の名称 原料粉末予熱装置の拮熱利用方法 ３、補正をする者 １バ件との関係　　特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁］」３番１８号（１１９）株式
会社　神戸製鋼所 代表者　高橋孝吉 ４、代　理　人　　　〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコービル 昭和５８年２月２２日　（発送８） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第１３頁第２行の「第３．４は」を「第３
．４図は」と訂正します。 手続補正書 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１７６０００号 ２、発明の名称 セメント原ネ′ｌ粉末子熱装置の排熱利用方法（本日訂
正） ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁目３番１８号 （１１９）株式会社　神戸製鋼所 代表者　　牧　　　冬　彦 ４、代　　理　　人　　　　〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコーヒル 明細書の「発明の名称」、「特許請求の範囲」、「発明
の詳細な説明」及び「図面の簡単な説明」の各欄並びに
図面 （１、発明の名称を「セメント原料粉末予熱装置の拮熱
利用方法」に訂正します。 （２、特許請求の範囲」を別紙の通り訂正します。 （３）明細書の所定箇所を別紙正誤表の通り訂正します
。 （４）第３図を別紙のものと差し替えます。 特許請求の範囲 （１）原料粉末捕集器が４段以上の熱交換段を構成する
様に夫々ガスダクトを介して上下方向に連接さｈ−て々
る予熱装置を使用してセメント原料粉末の予熱を１丁な
うと同時に、当該予熱装置からの排ガスを発電用ボイラ
の熱源として利用するに当り、前記予熱装置へ供給する
原料粉末又は捕集器で分離した原料粉末の少なくとも一
部を、１段以上の熱交換段を飛ばしてよシ下位の熱交換
段又は焼成炉へ短絡して送ることにより、前記予熱装置
から前記発電用ボイラへ導入する排ガス温度を高めるこ
とを特徴とするセメント原料粉末予熱装置の排熱利用方
法。 （２、特許請求の範囲第１項において、予熱装置へ供給
する原料粉末の少なくと・も一部を最上位より一段下位
の熱交換段へ供紹する排熱利用方法。 （３）特許請求の範囲第１又は２項において、予熱装置
の最下位の熱交換段に独立した熱源を設けてなる排熱利
用方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）原料粉末捕集器が複数の熱交換段を構成する様に
   夫々ガスダクトを介して上下方向に連接されてなる原料
   粉末予熱装置を使用して原お１粉末の予熱を行なうと同
   時に、当該予熱装置からの排ガスを（Ｊ１゛熱利用設備
   の熱源として利用するに当り、前記予熱装置へ供給する
   原料粉末又は捕東器で分１１１１Ｎした原料・粉末の少
   なくとも一部を、１段以上の熱交換段を飛ば″してより
   下位の熱交換段又は焼成炉へ短絡して送ることにより、
   前記予熱装置から前記排熱利用設備へ導入する排ガス温
   度を高めることを特徴とする原粕粉末子熱装置の１，１
   １熱利用方法。 （２、特許請求の範囲第１項において、予熱装置へ供給
   する原料粉末の少なくとも一部を最上位より一段下位の
   熱交換段へ供給するり１熱利用力法。 （３）特許請求の範囲第１又は２項において、予熱装置
   の最下位の熱交換段に独立した熱源を設けてなる排熱利
   用方法。