JPS60143823A - 多段噴流層式仮焼装置 - 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】 本発明はセメント或いはアルミナ等の粉粒体原料を仮焼
する為に用いられる多段噴流層式仮焼装置に関するもの
である。

以下粉粒体原料をセメント原料とした場合について、そ
の概略を説明すると、セメント原料の焼成反応には、主
として、吸熱反応である石灰石の仮焼（分解）反応と、
発熱反応であるセメントクリンカの生成反応とがあり、
近代的セメント焼成装置では、予熱装置と焼成炉との間
に独立した燃料供給手段を備える仮焼装置を設置し、セ
メント原料粉末を焼成装置に供給するに先立ち、仮焼装
置からの排ガスを利用して予熱装置内において浮遊状態
で予熱した後仮焼装置に導入し、当該仮焼装置に供給す
る燃料の燃焼熱により仮焼反応の大部分をここで完了さ
せ、続いζこの仮焼された原料を同様に独立した燃料供
給手段を備えた焼成装置に供給して、ここで、残余の仮
焼反応とクリンカの住成反応を行わせるようにしている
。

このような仮焼装置には、個別に燃料供給手段を配備し
た複数段の仮焼帯により仮焼工程を構成し、原料粉末を
これら複数段の仮焼帯を順次経由さセることにより仮焼
を行わせるものがあるが、該仮焼装置では仮焼反応が比
較的低温で行われ、仮焼装置の壁面へ原料粉末のコーチ
ングを発生したり、或いは粉末分離器を閉塞させたりす
ることなく、仮焼反応をより一層効果的に促進すること
ができる為、焼成装置の生産性を更に高めることができ
るという特徴を備えている。

第１図はこのようなセメント原料焼成装置を例示する線
図的系統図であり、図中熱ガスの流れを実線矢印で示し
又原料粉末の流れを破線矢印で示す。

装置の概要は原料粉末の予熱工程を司る予熱装置１．前
記仮焼工程を司る仮焼装置２．ロータリキルン等の焼成
炉３及び焼成品の冷却工程を司るタリン力冷却装Ｗ４か
ら成る。

予熱装置ｌは、サイクロン等の粉末分離器０１〜Ｃ３及
びダクト６等より構成され、また仮焼装置２は直列配置
型多段式であって、熱ガスの流れ方向に見て下流側の仮
焼帯２１と上流側の仮焼帯２２との複数段の仮焼帯（第
１図の場合は２段）を直列状に配置して構成され、夫々
の仮焼帯２１．２２は個別に燃料供給装置７ａ、８ａを
備えた仮焼炉７．８及び当該仮焼炉に付属した粉末分離
器Ｃ◆、０５等より構成される。

原料投入シュート５から供給された原料粉末は、予熱装
置ｌを構成する各粉末分離器０１〜ｃ３を順次降下し、
他方、焼成炉３及び仮焼装置２がらの高温排ガスは誘引
通風機１３により１吸引されて予熱装置１内を上昇する
から、ダクト６内及び粉末分離器Ｃ，％Ｃ３内にて原料
粉末と高温ガスとのが１交換及び分離が繰り返される。

予熱された原料わ）末は予熱装置ｌの最下段粉末分離器
ｃ３がら仮焼装置２を構成する下流側の１次仮焼炉７へ
導入され、続いて粉末分離器Ｃ，及び原料シュー）１１
を通して上流側の２次仮焼炉８へ導入される。

他方、２次仮焼炉８からの未だ酸素を充分に含んだ燃焼
排ガスは粉末分離器Ｃ５を経由して１次仮焼炉７へ排出
されるように接続されている為、冷却装置４から高温空
気導管１０を通して２次仮焼炉８へ導入される高温の燃
焼用空気と、各仮焼炉７．８に夫々備えた燃料供給装置
？−，８ａから供給される燃料とによって仮焼炉７，８
内で燃焼が起こり、その燃焼熱と焼成炉３からの排ガス
の持つ熱を受けることにより、原料粉末が順次１次仮焼
帯２１及び２次仮焼帯２２を通過する間に仮焼される。

仮焼された原料粉末は粉末分１ｌＩＩＩ器ｃ５がら原料
シュ７ト１２及び焼成炉入口端覆９を通して焼成炉３に
入り、焼成炉３の出口端覆１９に設置した燃料供給装置
３１から燃焼用１次空気と共に供給される燃料の燃焼熱
により焼成炉３内で必要な熱処理を受けてクリンカにな
った後、冷却装置４で冷却される。

尚、クリンカ冷却用の空気は押込送風機１６によって供
給され、クリンカと熱交換を行って昇温した高温空気の
一部は２次仮焼帯２２及び焼成炉３へ分配導入されるが
、余剰の空気は誘引通風機１゛７により排出される。そ
して冷却装置４から出たクリンカはコンベア１８によっ
て次工程へ搬出される。

第１図に示したようなセメント原料粉末の仮焼装置によ
れば、熱ガスの流れ方向に見て、下流側の仮焼帯２１に
おいて燃料及び原料粉末から発生する炭酸ガスは上流側
の仮焼帯２２へは流入せず、父上流側の仮焼帯２２には
下流側の仮焼帯２１とほぼ同等のガス量が通過するので
、上流側の仮焼釜２２程熱ガス中の炭酸ガス分圧を低減
することができ、又仮焼装置２全体として原料粉末の滞
留時間も長くなる為、仮焼装置２における原料粉末の仮
焼反応を比較的低温で効率良く促進することができる。

このようなセメント原料の仮焼装置における上流側板焼
釜２２の構成例を第２図に示す。図に示すように、仮焼
帯２２を構成する２次仮焼炉８は、下部が夫々逆円錐台
状の噴流層容器として形成された下方の燃料供給装置８
．を備えた燃焼室３６と上方の混合室３７とを、中間頚
部３５を境として上下方向に連通状に積み重ねて構成さ
れ、２次仮焼炉８全体として焼成炉３の排ガスの導入ダ
クト３Ｂを介して焼成炉３の人目鍋温９の上方に立設さ
れている。また上記仮焼炉８の」１方の混合室３７の側
壁３９には、排ガスダクト４０を介して分離サイクロン
Ｃ５が接続され、該分離サイクロンＣ５の原料排出シュ
ート１２は上記入口（ｍｆｆ１９に接続されている。

上記２次仮焼炉８においては、原料投入シュート１１よ
り投入された原料粉末は、高温空気導管１０より送られ
る空気と燃料供給装置＆ａａから供給される燃料との燃
焼による燃焼熱と、焼成炉３からの排ガスの有する熱を
受けて、上方の混合室３７に噴き上げられ排ガスダクト
４０へと流れ出る間に仮焼され、該仮焼された原料粉末
は、分離サイクロンＣ５により排ガスと分離され、原料
排出シュート１２により焼成炉３の入口端型９に導入さ
れるよう構成されている。

ところが、内部の気流の旋回に伴う遠心力により原料を
分離する分離サイクロンＣ５は、焼成炉３の人目鍋温９
の上方に設置される仮焼炉８の側方（水平方向の中心間
距離Ｌ）に設置され、又仮焼法原料は高温で流動性が低
下しており、該分離サイクロンＣ５の原料排出シュート
１２の傾斜角θをあまり小さい角度とできない（セメン
ト予熱原料では５５〜６０°が限度）ので、該分離サイ
クロンＣ５の高さ方向位置によって仮焼炉８の高さが決
まる。従って仮焼帯２２では、仮焼帯２１に較べて燃料
の使用量が１／３程度以下と少ないにも拘わず仮焼炉８
の高さを小さくできず、又各段毎に分離サイクロンを付
属しているので、設備が大型になると同時に仮焼装置２
としての圧力損失が大である等の欠点があった。

本発明は上記欠点を解決し、小型で動力消費の少ない多
段噴流層式仮焼装置を提供することを目的とするもので
あり、その要旨とする処が、焼成炉の人目鍋温の上方に
１．下部が逆円錐台状となっている噴流層容器を、小径
の頚部を介して」―下方向に連通して複数段積重し、鰻
下段の噴流層式容器の下端に焼成炉からの排ガス導入口
を開ｌコすると共に、最上段の噴流層容器を排ガスダク
トを介して分離サイクロンに連結した多段噴流層式仮焼
装置において、各段の上記噴流層容器に夫々燃料供給装
置を、また最上段の上記噴流層容器に原料投入口を設け
、上記分離サイクロンの原料排出し１を」−から２段目
の噴流理容１に接続すると共に、上から２段目以降の噴
流層容器の逆円錐台状の壁面には原料捕集用ホッパを付
役し、当該ホッパの原料排出口をそれより下段の噴流層
容器又は焼成炉の人口Ｐｉｌ覆に接続した点である粉粒
体の多段噴流層式仮焼装置を提供するものである。

続いて添付した図面を参照して本発明を具体化した実施
例について説明し、本発明の理解に供する。尚、第１図
及び第２図に示す従来例に使用した構成要素と共通する
要素には同一の符号を使用して説明する。ここに第３図
乃至第５図は本発明の第１乃至第３の実施例に係る多段
噴流層式仮焼装置の概略側面図を示す。

まず第３図に示す本発明の第１の実施例につぃ　゛てａ
見明する。

図に示すように焼成炉３の入口端型９の上方にその下部
が逆円錐台形状のテーパ部４２を有し、２段目の仮焼帯
２２を構成する噴流層容器３６′が焼成炉排ガスの導入
ダクト３８を介して立役されている。該噴流層容器３６
′のテーバ部４２には原料捕集用のホッパ４３が設けら
れ、該ホッパ４３の原料排出口は、仕切弁４４を備えた
原料シュート４５を介して上記入口端ｆｆ１９に接続さ
れ、ホッパ４３で捕集した原料を入口端型９に導入する
構造となっている。又該噴流層容器３６′の胴部４６下
端部付近には、従来通り燃料供給装置３６、′と冷却装
置４（第１図）よりの高温空気を導く高温空気導管１０
が接続されている。

該噴流層容器３６′の上部には同じくその１部が逆円錐
台状のテーパ部４７を有し、１段目の仮焼帯２１を構成
する噴流層容器４８が、小径の中間頚部３５を介して立
設されζいる。該噴流層容器４８のテーパ部４７には燃
料供給装置４８ａが設けられ、該噴流層容器４８の胴部
４９には原料投入口である原料シュート５０が設けられ
、該噴流１＆＋容器４８の上部には」一部テーバ部５１
を介して仮焼された原料と排ガスを分離サイクロン５３
へ導く排ガスダクト５２が接続されている。また、１−
記分離ザイクロン５３の原料排出口５４は、仕切弁６７
を備えた原料シュート５５を介して−にから２段目の噴
流層容器３６′の胴部４６に接続されている。

続いて上記実施例の作用に付き説明すると、予熱装置ｉ
　（第１図）にて予熱された原料が原料シュート５０か
ら１段目の仮焼帯を構成する噴流層・容器４８に投入さ
れると、該噴流層容器４８内では、燃料供給袋Ｗ４　ｅ
　ａより供給される燃料と、下部の噴流層容器３６′よ
りの未だ充分に酸素を含んだ排ガスとにより燃焼反応が
起こっているので、投入された原料は、その燃焼反応に
よる燃焼熱と排ガスの保有する熱とを受けて１次仮焼さ
れる。

こうして１次仮焼された原料は噴流層容器４８内を上昇
するガス流により噴き上げられ、排ガスダクト５２を通
って分離サイクロン５３に導かれる。ここで排ガスと分
離された原料は、原料シュー＋−（５Ｓを通して２段目
の仮焼帯２２を構成する噴流層容器３６′に投入され、
再度燃料供給装置３６ａ′から供給される燃料の燃焼熱
と排ガスの保有する熱を受けて、未仮焼の原料も仮焼さ
れる。該原料の一部は噴流層容器３６′内を上昇するガ
ス流に噴き上げられて噴流層容器４８へ循環するが、他
の一部は矢印ａで示すような胴部４６の内壁に添って下
降する渦流に巻き込まれ、胴部４６の内壁に添って下降
し、テーパ部４２に達したところで、原料捕集用ホッパ
４３に捕集され、この後原料シュート４５により人口鍋
温９を経−ζ焼成炉３に供給されて焼成を受ける。

従ってこの例では、第２図に示した従来例に係る１段の
仮焼帯とほぼ同程度の高さ内に２段の仮焼帯を構成する
ことができ′、仮焼能率に比して装置の全高を著しく低
くすることが可能である。また、同時に第１図に示した
従来例に係る２段式仮焼装置に較べて２段目の分離サイ
クロンを省略することが出来るので仮焼装置２の圧力損
失を著しく低減することができる。

次に１段目の仮焼帯２１を構成する噴流層容器４８を燃
焼室５６と混合室５７とに分割した本発明の第２の実施
例に係る多段噴流層式仮焼装置について説明する。

第４図に示すように入目鍋温９の上方に２段目の仮焼帯
２２を構成する噴流層容器３６“が導入ダクト３８を介
して立設されているが、該容器３６“の下部及び上部の
テーパ部４２′及び５８は偏心した開口部を有しており
、該偏心した下部のテーパ部４２′の開口部の偏心方向
と反対側のテーパ面４２“に原料捕集用ホッパ４３′が
接続されている。

」−記噴流層容器３６“の上部には、燃料供給装置５６
□の設けられた中間頚部３５を介して噴流層容器３６″
とは逆方向に偏心した下部テーパ部４７′と上部テーパ
部５９とを有している燃焼室５６が連通状に配設されて
おり、該燃焼室５６の上部には中間頚部６０を介して上
記燃焼室５６とは逆方向に偏心した下部テーパ部６１を
有する混合室５７が配設されている。

これらの噴流層容器３６″、燃焼室５６及び混合室５７
を接続する中間頚部３５及び６０の軸芯は焼成炉３の入
目鍋温９の中心を通る垂直線ｍ上に設けられ、且つ該垂
直線（以下中心線ｍという）を基準として、上記噴流層
容器３６“、燃焼室５６及び混合室５７の各胴部は、順
次左−右−左に偏心して取り付けられている。これは下
から上へ噴き上げられるガス流により各噴流層容器３６
“、５６．５７の壁面に沿って矢Ｅｐａで示す渦流の発
生を促進し、原料と熱ガスとの混合及び原料の各仮焼帯
２１．２２内での滞留時間の延長を図って仮焼反応を促
進させる為である。

ところで、原料シュート５０は燃焼室５６の中心線ｍよ
り遠い方の胴部４６に設けられ、該燃焼室５６の中心線
ｍ　ｘ　ｉＪｉい方の胴ｇｌＳ４’６’には、混合室５
７のテーパ部６１に設けられている原料捕集用ホッパ６
２により捕集された原料を導く原料シュート６４が接続
されている。　また上記混合室５７の中心線ｍに近い方
の胴部６５には斜め下向きの直線状ダクト６６が接続さ
れ、原料を分離サイクロン５３に導いている。又、該分
離サイクロン５３の原料排出口５４は原料シュート５５
を介して上から２段目の噴流層容器３６”、に接続され
ている。

上記実施例に係る仮焼装置においては原料シュート５０
より燃焼室５６に投入された原料は燃料供給装置５６．
からの燃料の燃焼熱と噴流層容器３６“からの排ガスの
保有する熱を受けて漸次仮焼され、混合室５７を経由し
て分離サイクロン５３に導かれる。一方該混合室５７内
の渦流（矢印ａ）に巻き込まれ、中心線ｍから遠い方の
胴部６５′の側壁に添って下降する原料はホッパ６２に
より捕集されて燃焼室５６に戻され、再度の仮焼を受け
る。このような循環により原料の噴流闇容″ａ４８′内
での滞留時間が延長され、仮焼反応が促進される。

分離サイクロン５３により捕集された原料は原料シュー
ト５５を介して噴流層容器３６“に導かれ、ここで再度
燃料供給装置３６．”からの燃料の燃焼熱と排ガスの保
有熱を受けて２次仮焼される。

こうして十分な仮焼処理を受けた原料は原料捕集用ホッ
パ４３′にて捕集され、焼成炉３の入目鍋温９に導入さ
れる。

上記実施例の如く偏心した噴流層容器３６“及び４８′
を使用することにより、中心線ｍと遠い方の胴部近傍の
渦流（矢印ａ）の発生を促進し、又混合室５７の胴部か
ら分離サイクロン５３へ向かう斜め下向きの直線状ダク
ト６６を採用することにより、混合室５７上部でのガス
と原料との混合が促進され、更に前記した予熱装置１　
（第１図示）を低い位置に配置できる。又第４図に２点
鎖線で示すように原料シュート６４を２段目の仮焼帯２
２を構成する噴流層容器３６“へ直接接続することも可
能である。また噴流層容器４８′を燃焼室５６と混合室
５７とに分割しているので燃焼が混合室５７内で完了し
、未燃焼ガスが予熱装置１　（第１図）に流入するよう
な不都合がない。

次に本発明の第３の実施例ら係る多段噴流層式仮焼装置
について説明する。第５図に示すように上下方向に第１
．第２及び第３の仮焼帯３１．３２及び３３を構成し、
夫々燃料供給装置７０．。

６９、及び６Ｂ、を有する噴流層容器として形成した燃
焼室７０．６９及び６８が、その入口及び出口を連通し
て３段に積重されている。最下段（３段目）の燃焼室６
８は焼成炉３の入口輪環９の中心線ｍに対称に配設され
ているが、１段目及び２段目の燃焼室７０及び６９は、
その入口及び出口の中心を通る中心線ｍに対して交互に
偏心して配設されている。また上記３段目及び２段目の
燃焼室６８及び６９には、冷却装置４からの高温空気を
導入する高、温空気導管１０及び１０．が接続され、更
に」−記１段目の燃焼室７０には排ガスと原料とを分離
する分離サイクロン５３が、排ガスダクト６６を介して
接続され、該分離サイクロン５３の原料排出口５４は原
料シュート５５を介して２段目の燃焼室６９に接続され
ている。そして、２段目及び３段目の燃焼室６９及び６
Ｂの下部の逆円錐台状テーパ部７１及び４２には原料捕
集用ホッパ７２及び４３が設けられ、その原料排出ロア
３及び４４は夫々原料シュート７４及び４５を介して下
方の燃焼室６８及び入口輪環９へ接続されている。

このような構成の仮焼装置によれば、３段からなる仮焼
帯３１，３２．３３をコンパクトに配置することができ
、原料は順次炭酸ガス濃度の低下した仮焼帯を通過する
間に高度に仮焼されて最終的に焼成炉へ排出される。ま
たこの際、２段目及び３段目の仮焼帯３２，３３には分
離サイクロンを必要としないので仮焼装置での圧力損失
が少なくて済む。尚、各段の噴流層容器の胴部中心を互
いに順次偏心させる替わりに、該胴部は囲み的に配置し
、下端の導入ダクト３８及び中間頚部７５．７６を焼成
炉の中心を通る垂直線に対して順次偏心させて配置する
ことによっても同様の効果を得ることができ、また原料
捕集用ホッパは逆円錐台状の壁面から胴部にまたがっ°
ζ設けることも可能である。更に第５図の配置によれば
、高温空気導管１０ａを２段目の燃焼室６９にも接続し
ているので、最下段の燃焼室６８を通るガス量を減らす
ことができ、該燃焼室６８を更に小型にできる。なお最
下段の高温空気導管１０を省略し、最下段の燃焼室６８
へは焼成炉３内を通して高温空気を導入し、高温空気導
管１０．たけによって冷却装置４（第１図）からの高温
空気を２段目の燃焼室６９に導くことも可能であり、こ
のようにすることにより高温空気導管１０．の配置を簡
素化することもできる。

以上述べた通り本発明は、焼成炉の入口端環の上方に、
下部が逆円錐台状となっている噴流層容器を、小径の頚
部を介して上下方向に連通して複数段積圧し、最下段の
粉粒層容器の下端に焼成炉からの排ガスの導入口を開口
すると共に、最上段の噴流層容器を排ガスダクトを介し
て分離サイクロンに連結した多段噴流層式仮焼装置にお
いて、各段の」二記噴流層容器に夫々燃料供給装置を、
また最上段の上記噴流層容器に原料投入口を設け、」１
記分離サイクロンの原料排出口を上から２段目の噴流層
容器に接続すると共に、上から２段目以降の噴流層容器
の逆円錐台状の壁面には原料捕集用ホッパを付設し、当
該ホッパの原料排出口をそれより下段の噴流層容器又は
焼成炉の入口端環に接続したことを特徴とする多段噴流
層式仮焼装置であるので、仮焼装置を多段に構成しても
全体的高さが小さくなり、更に下方段の分離サイクロン
が省略されると共に、原料シュート長さが短縮されてい
るので、設備費を著しく低減できると同時に、仮焼装置
での圧力損失が低減できるので運転動力が節約できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に係るセメント原料焼成装置の線図的系
統図、第２図は同装置の上流側仮焼帯の側面図、第３図
乃至奉５図は本発明の第１乃至第３の実施例に係る多段
噴流層式仮焼装置の概略側面図である。 （符号の説明） ２・・・仮焼装置　２１，２２．３１，３２．３３・・
・仮焼帯３・・・焼成炉　９・・・入１］端覆 １０．１０□・・・高温空気導管 ３６’、３６”、４８．４８’、６Ｂ、６９．７０・・
・噴流層式容器 ３５．６０，７５．７６・・・頚部 ３６Ｍ　’　、　３６ｍ　”　、４８　＆　、５６　、
．６８　、．６９　。 、７０８・・・燃料供給装置 ４３．４３　’　、６２．７２・・・原料捕集用ホッパ
５２．６６・・・排ガスダクト ５３・・・分離サイクロン ５６・・・ｖＡ塙室　５７・・・混合室。 第１０ 命 一ノ℃１Ｂ 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼成炉の入目端覆の上方に、下部が逆円錐台状と
   なっている噴流層容器を、小径の頚部を介して上下方向
   に連通して複数段積重し、最下段の噴流層容器の下端に
   焼成炉からの排ガスの導入口を開口すると共に、最上段
   の噴流層容器を排ガスダクトを介して分離サイクロンに
   連結した多段噴流層式仮焼装置において、各段の上記噴
   流層容器に夫々燃料供給装置を、また最−Ｆ段の上記噴
   流層容器に原料投入口を設け、上記分離サイクロンの原
   料排出口を上から２段目の噴流層容器に接続すると共に
   、上から２段目以降の噴流層容器の逆円錐台状の壁面に
   は原料捕集用ホッパを付設し、当該ホッパの原料排出口
   をそれより下段の噴流層容器又は焼成炉の入目端覆に接
   続したことを特徴とする多段噴流層式仮焼装置。
2. （２）少なくとも最下段の噴流層容器における側壁の下
   端部付近又は逆円錐台状壁面に燃焼用空気の導入ダクト
   を接続した特許請求の範囲第１項に記載した多段噴流層
   式仮焼装置。
3. （３）少なくとも下から２段目の噴流層容器における側
   壁の下端部付近又は逆円錐台状壁面に燃焼用空気の導入
   ダクトを接続した特許請求の範囲第１項に記載した多段
   噴流層式仮焼装置。
4. （４）最上段の噴流層容器が中間頚部を境として下方の
   燃焼室と上方の混合室とで構成されている特許請求の範
   囲第１項乃至第３項のいずれかに記載した多段噴流層式
   仮焼装置。