JPS6039075Y2 - サスペンシヨンプレヒ−タの熱回収装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、セメント原料、水酸化アルミニウムなどの粉
末状原料予熱用サスペンションプレヒータから放散され
る熱を効率良く回収し有効利用できる様にした熱回収装
置に関するものである。

第１図は、本考案が適用される焼成装置の一例としてセ
メント原料を予熱・焼成する装置を示すもので、この装
置は主として原料予熱用サイクロンＣ１〜Ｃ３を縦方向
に配列してなるサスペンションプレヒータ１、仮焼炉２
、焼成炉３及びクリンカー冷却機４より構成されている
。

原料粉末ＡはＣ□〜Ｃ３のサイクロンによって順次予熱
されながら下降し、仮焼炉２で仮焼された後最下段の分
離サイクロンＣ２に入り、次いで接続ハウジング５を経
て焼成炉３に導入される。

焼成炉３には冷却機４からの高温空気とバーナ１１から
の焼成用燃料が導入されており、高温下にて焼成を受け
たクリンカーはクリンカー冷却機４に入って冷却され、
更にクリンカーコンベア６によって搬出される。

尚７は排ガス誘引通風機、８は余剰空気誘引通風機、９
は押込送風機、１０は抽気ダクト、１１は焼成炉バーナ
、１２は仮焼炉バーナを夫々示す。

ところでサスペンションプレヒータ１の上から２段目以
降に配置したサイクロンＣ２，Ｃ３及び分離サイクロン
Ｃ１は高温にさらされるものである為、内面に耐火断熱
材を張ってサイクロン鉄皮の保護と熱の放散防止を図っ
ている。

これに対し最上段のサイクロンＣ１にハ、耐火耐熱材を
内張すしないのが普通である。

その理由は、■最上段サイクロンＣ１のガス温度はサス
ペンションプレヒータ１の熱交換方式や段数にもよるが
通常３００〜４５０℃程度であり、耐火断熱材を内張す
しなくとも鉄皮がガス温度に十分耐え得ること、■サイ
クロンの捕集効率を高めてダストの排出を可及的に防止
する為には、耐火材を内張すしない方が好ましいこと、
等を考慮した為である。

その結果最上段サイクロンＣ１からは相当の熱が放散さ
れるが、従来はこの熱を放散するにまかせるか、あるい
はせいぜい熱放散の防止を計っているにすぎず、この熱
を積極的に回収して有効利用しようとする配慮は全くな
されていない。

一方セメント原料の予熱・仮焼・焼成工程において、原
料中の石灰成分が分解（ＣａＣＯ３−１−ＣａＯ＋Ｃ０
２）を開始する温度（８００℃程度）を境界点温度とす
ると、これよりも低温側の熱量（低位熱量）は、境界点
温度よりも高温側の熱量（高位熱量）に比べて余剰気味
であり、余剰分の熱は最上段サイクロンＣ１からの排ガ
スと共に系外へ排出されている。

この為境界点温度付近にある高熱ガスと同所付近にある
原料の温度は比較的接近しているが、サスペンションプ
レヒータ１から排出される排ガスは相当高温になってい
る。

そして保温材を内張すしない場合の最上段サイクロンＣ
□からの放散熱量は、成品クリンカー１ｋｇ当り５〜ｌ
ＱＫｃａｌ程度である。

また、最上段サイクロンＣ１に断熱加工を施こして熱の
放散を防止する場合には放散熱量自体を著るしく減少さ
せることはできるが、サイクロンＣ１からの放散熱は低
位の熱であり、前述の如く低位熱量は元々余剰気味であ
る為放散熱の低減量に較べて焼成又は仮焼用燃料消費の
低減には僅かしか寄与せず、断熱処理によって得られる
燃費の低減は阻止した放散熱の２０％程度にすぎない。

本考案者等は前述の様な事情を考慮し、最上段サイクロ
ンからの放熱を阻止するよりはこの熱を回収して有効利
用する方が得策であるとの考えに沿って研究を進めてき
た。

本考案はかかる研究の結果完成されたものであって、そ
の構成は、原料予熱用サスペンションプレヒータの最上
段サイクロンに断熱材を内張すせず、該サイクロン外周
の一部又は全部を覆板で包囲し、覆板に外気取入口及び
加熱空気取出口を設け、最上段サイクロン内熱ガスと取
入空気との間で熱交換させて有効利用できる様にしたと
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考案の構成及び作用
効果を説明するが、図例は実用新案登録請求の範囲に記
載した実施態様と同様本考案を限定する性質のものでは
なく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲の設計変更はす
べて本考案の範囲に含まれる。

第２図は本考案の実施例を示す概略説明図で、最上段サ
イクロンＣ１の直筒部及び逆円錐部を構成する外周面の
一部を覆板１３で包囲する。

モして覆板１３には外気取入口１４を設け、押込送風機
１５等によって外気を覆板１３内に送り込む。

送り込まれた外気はサイクロン外周の外周面から熱を奪
って加熱される。

この加熱空気は覆板１３に設けた加熱空気取出口１６か
ら取り出し、例えば仮焼炉又は焼成炉での燃焼用１次空
気あるいは仮焼炉での２段燃焼用空気として利用する。

尚覆板１３内への外気の取り入れに当っては、加熱空気
取出口１６に接続した加熱空気取出管に誘引ファン１７
を配設し、その吸引力で行ってもよい。

この様に本考案では覆板１３によって外部への熱の放散
を防止しつつ、サイクロンＣ１の周壁で熱交換させるこ
とにより、サスペンションプレヒータ１から加熱空気を
効率良く回収し得ることになった。

またこの方法は、前述の如く元々余剰気味の低位熱量を
回収する方法であるから、この部分での熱回収による仮
焼用或は焼成用の燃費増大は僅かであり、回収された熱
量の約２０％程度の熱量を増加させるだけでよい。

これに対して熱交換を受けた加熱空気を仮焼炉や焼成炉
の燃焼用空気として供給すると、回収された熱の全てが
高位熱量の増加分として有効に活用されるから、装置全
体として回収した熱量と同程度の燃費を低減できる。

しかも熱交換によって冷却された排ガスはその降温性だ
け体積が減少するので排ガス誘引通風機７の動力を低減
できる。

尚、一般にはサスペンションプレヒータからの排熱を回
収する方法として、誘引通風機７まての間の排気ダクト
部分で熱交換を行う方が原料の予熱と関係なく排熱回収
できるため好便とも考えられるが、この方法では満足な
温度の加熱空気が得られない。

その理由は次の様に考えられることができる。

即ちサイクロンＣ０の内部では高温ガスが強力に旋回し
ている為にサイクロン鉄皮の内面側にガスの境界層が極
く僅かしか形成されず、排ガスの保有熱は鉄皮を介して
外周側に効率良く放散されるが、排ガスダクト内では排
ガスが層流状態で流れ、ダクト内面側にガスの境界層が
できるため、内部を流れている熱ガスの温度は同程度で
あるが最上段サイクロンＣ１に較べてガス保有熱の放散
が十分に行われず、熱回収率は低下する。

即ち本考案では、最上段サイクロンＣ１の直筒部及び逆
円錐部を構成する外周面で熱交換を行うことにより、熱
回収率を最高度に発揮する。

第３図は本考案で使用する覆板１３の好適例を示す一部
破断見取り図で、覆板１３の外面に断熱材１８を被装し
て回収熱の逸散を阻止し、熱回収率を高める様にしてい
る。

同様の趣旨で覆板１３の内面及び加熱空気取出管に断熱
材を施すことも有効である。

第４図は熱回収率を高める他の構成を示す一部破断見取
り図で、覆板１３とサイクロンＣ１との間に螺旋方向に
フィン１９を設けており、外気がサイクロンＣ１のまわ
りを旋回しながら流れる様に誘導案内することにより熱
交換効率の向上を図っている。

この場合フィン１９を熱伝導度の高い素材で作製し且つ
サイクロンＣ１の外周面に接合しておけは、フィン１９
の表面が熱伝達の有効面として作用するから熱交換効率
は更に高められる。

第５図は熱回収率を高める更にの手段を示す見取り図（
斜め下方から見た図）であり、外気取入口１４を覆板１
３の円周方向に複数個設けると共に、各取入口１４の向
きがす″イタロンＣ１の逆円錐部外周面に対して接線方
向となる様に設けている。

即ち外気はサイクロンＣ□の外周面に効率良く接触しな
がらサイクロンＣ１内部の旋回流と逆方向又は同方向の
旋回流を形成するから、熱交換効率が高められる。

更には第３〜５図に示した様な構成を適当に組合わせる
ことも極めて有効である。

本考案は概略以上の様に構成されており、その効果を要
約すれば下記の通りである。

（１）余剰気味の低位熱量を回収する方法であるから、
焼成装置での燃料消費量を殆んど増加することなく多量
の熱を回収できる。

この際、サイクロン内部の旋回流にはとづき効率良く熱
を回収できる。

（２）回収された熱（加熱空気）を仮焼用又は焼成用の
燃焼空気として利用することにより、焼成装置全体とし
ての燃費を相当低減できる。

（３）加熱空気はダストを含まない清浄空気であるため
、給湯或は暖房設備等の熱源として利用することもでき
る。

（４）排ガス温度の降温に伴って排ガスの体積が減少す
るから、誘引通風機の動力も低減できる。

（５）最上段サイクロンの外周に覆板を配置し送風ライ
ンを設けるだけであるから、既存設備への適用が容易で
あり、しかもあらゆるタイプのサスペンションプレヒー
タに適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセメント原料の予熱・焼成装置を示す概略説明
図、第２図は本考案の実施例を示す概略説明図、第３，
４図は本考案で使用される覆板を例示する一部破断見取
り図、第５図は覆板の更に他の例を示す見取り図である
。 １・・・・・・サスペンションプレヒータ、Ｃ１・・・
・・・最上段サイクロン、２・・・・・・仮焼炉、３・
・・・・・焼成炉、４・・・・・・クリンカー冷却機、
１３・・・・・・覆板、１４・・・・・・外気取入口、
１５・・・・・・外気吹込ファン、１６・・・・・・加
熱空気取出口、１７・・・・・・誘引ファン、１８・・
・・・・断熱材、１９・・・・・・フィン。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）原料予熱用サスペンションプレヒータの最上段サ
   イクロンに断熱材を内張り施工せず、該サイクロン外周
   の一部又は全部を覆板で包囲し、覆板に外気取入口及び
   加熱空気取出口を設けてなることを特徴とするサスペン
   ションプレヒータの熱回収装置。
2. （２）実用新案登録請求の範囲第１項において、覆板の
   外面又は内面に保温材を被装してなるサスペンションプ
   レヒータの熱回収装置。
3. （３）実用新案登録請求の範囲第１又は２項において、
   加熱空気取出口に加熱空気取出管を接続し、該取出管を
   仮焼炉及び／又は焼成炉に接続してなるサスペンション
   プレヒータの熱回収装置。