JPS61101237A - ガスによる微粒子加熱装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はガスによる微粒子加熱装置に関する。

（従来の技術） 公知の従来技術として、例えばセメント、アルミナ等の
焼成プラントでは、第３図に示すように、サイクロン４
．５．６．７を多段に積重ね配置シタ、サスペンション
ブレヒータ及び仮焼炉２、ロータリキルン１、クーラ３
を主機として構成されている。即ち１はキルンで右端か
ら石炭（又は重油）が供給され、クーラ５から送られて
くる高温空気と混合し、燃焼する。燃焼によシ発生した
高温ガスはロータリキルン１の左端からサイクロン４．
５．６．７を径で、ファン９によって系外に導かれる。

一方粉状のセメント原料は、原料シュート８から供給さ
れ、下方から上昇してくる高温ガス中に分散し、同ガス
と熱交換しながら、同ガスに運ばれて、最上段サイクロ
ン７へ入る。同サイクロン７でガスと原料が分離され、
ガスはサイクロン７上部から７７ン９によって系外へ導
かれ、原料は下降し、前述の原料供給シュート８からサ
イクロン７までと同じ挙動を繰返して、サイクロン６．
５を径て仮焼炉２へ送られる。同似焼炉２はクーラ３か
ら抽気した空気と、供給される石炭（又は重油）とファ
ンにより底部から吹込まれる空気とが混合し、石炭（又
は重油）が燃焼する。この燃焼によυ、サイクロン５か
ら入って来た原料は仮焼され、仮焼炉２からの排ガスに
同伴されて、サイクロン４へ送られる。同サイクロン４
によリ、ガスと仮焼された原料が分離され、ガスは上方
のサイクロン５へ入り、前述の挙動を繰返し、一方原料
はサイクロン４下部から排出され、ロータリキルン１の
左端に供給される。供給された仮焼原料はロータリキル
ン１の回転により、流動しながら右側へ移動する間に１
高温の炎やガスと向流接触し、加熱、焼成され、クリン
カとなり、クーラ３へ排出される。同クリンカはクーラ
３下部からプロアによって吹き上げられる冷却空気によ
って冷却され、クーラ３右端から図示省略の仕上粉砕工
程へ導かれる。尚クーラ３後方より排気ダクトにより、
排気は集塵装置１０を経て誘引通風機１１によシ、大気
に放出される。

以上が従来型暇焼炉付サスペンションプレヒータ焼成プ
ラントの構成である。

この種の従来装置は現在世界的に広く普及しており有用
な装置として評価も高いが、なお燃料消費、電力消費、
建設費の一層の低減が求められている。それぞれまった
く低減の可能性はないとは言い難いが、いずれか１つの
低減は他の１つあるいは２つの増加につながり、総合的
にメリットある改善については限界に近いところまで来
ている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の装置の改善余地がほとんどないことの原因は微粉
をサスペンションプレヒータで扱うことに存在する。す
なわちサスペンションブレヒータを構成するものは、サ
イクロンとガスダクトと言ってよい。そのうち熱交換が
主として行なわれる部分は、ガスダクトであ）、サイク
ロンはガスと微粉とを分離し、それぞれ前者は上段のガ
スダクト、サイクロンへ、後者は下段のガスダクトへ送
るために不可欠の分離装置である。この分離効率が低い
ことは折角ガスと熱交換して昇温した微粉の一部を再び
上流側のガスダクト、サイクロンへもどすことになシ、
熱効率とさげるととＫなる。この分離装置としてのサイ
クロンを小さくシ、圧損失をさげることができれば、要
求をかなえられることはできるが、セメント原料として
微粉を扱っているため、総合的にさらにメリットを出す
ことは困難である。

このことから微粉のかわりに粗粒子を熱媒としてロータ
リキルン、仮焼炉排ガスと熱交換させ、得られた高温の
粗粒子と微粉とを接触させることが、上記要求をかなえ
る上に効果があることを見出した。

そうすることにより、粗粒子とガスとの熱交換装置にお
いては分離の問題が大幅に解消され、しかも圧損失の大
きいサイクロンを不要とするようになった。

また、粗粒子と微粉とは、本出願と同日付の出願によっ
て提案した粗粒子・微粒子熱交換装置の適用が可能なる
ことを見出した。

（問題点を解決するだめの手段） 上記知見に基づき、本発明は、次の装置より構成される
。

１）粗粒子とガスとが向流になるよう接触する直立の格
式熱交換装置 ２）粗粒子、微粉とが下層、上層を形成し、互に反対向
きに流れながら接触し、熱交換する横形流動層式熱交換
装置 ３）上記１）、２）の間に粗粒循環装置を設ける。

すなわち、本発明は粗粒子とガスとを向流接触させる格
式固気熱交換装置と同装置で加熱された粗粒子と別の微
粒子とを向流接触させる横形流動層式粗粒子・微粒子熱
交換装置と、粗粒子を両装置間に循環させる輸送ライン
とからなることを特徴とする微粒子のガスによる加熱装
置である。

以下、本発明の一実施態様を、第１図に従って詳述する
。

（１）格式固気熱交換装置 断面積の広い部分と細い部分（喉部）とが交互に重なる
格式固気熱交換装置１２０の頂部１１９はガス排出口と
粗粒子供給を兼ねている。底部１２１は側面にガス供給
口１１８下端に粗粒子集合排出口１１７が設けである。

塔式固気熱交換装置１２０頂部１１９はすイクロン１２
２を径でファン１２３につながる。

また塔弐同気熱交換装置１２０へのガスはロータリキル
ン１２６、仮焼炉１２４よりサイクロン１２５を径で供
給されるよう配管されている。

（２）粗粒子・微粒子との横形流動層式熱交換装置 横形の流動層ケーシング１０１、分散板または複数のノ
ズル（往復稼動グレートも可）１０２、プロワ１０３、
粗粒子供給管１０４、仕切板（壁）あるいは絞り１０５
．１０５’、微粒子排出口１０６、風篩管１０８、粗粒
子排出口１０７、ロータリバルブ１０９、微粒子層１１
Ｇ、粗粒子層１１１、微粒子供給菅１１４、流動空気排
出管１１５より成立っている。

流動層ケーシング１０１は第１図のＸ−Ｘ断面図である
第２図に示すように、分散板またはノズル１０２の設置
された底部は福が小さく、上部に移るにしたがって幅が
大きくなることが望ましい。

流動層ケーシング１０１の微粒子排出口１０６側は微粒
子層１１０の高さを一定に保ち、そこから溢流するよう
壁あるいは堰のを設ける。また粗粒子出口１０７側は粗
粒子層１１１の高さを一定に保ち、そこから粗粒子が浴
出可能なように一定高さの壁あるいは堰■が設けである
。

分散板あるいはノズル１０１については公知のものを使
用することが可能であり、説明は省略する。

仕切板（壁）あるいは絞り１０５．１０ダは一例として
図のように設けられているが、粒子の移動方向（横方向
）の混合を抑えるためのものであシ、これに限定される
ものではない。

粗粒子排出口１０７下には風篩管１０８が設けてあり、
粗粒子と微粒子とを分け、粗粒子のみ下方へ抜出すよう
になっている。

（３）その他 粗粒子を横形流動層式熱交換装置１０１から基或固気熱
交換装置１２０の頂部に戻すための輸送ライン１１３ｏ
’ サイクロン１２２で捕集した微粒子を横形流動層式熱交
換装置１０１へもどすライン１２９、横形流動層式熱交
換装置１０１排気中の微粉捕集用サイクロン１１６、固
サイクロン排気を塔式固気熱交換装置１２０上部へも導
くライン１２８、捕集粉を横形流動層式熱交換装置１０
１へ導くシュート１２９、基或固気熱交換装置底部１２
１、粗粒子集合排出口１１７よりの粗粒を横形流動層式
熱交換装置１０１へ導くシュート１１２゜ がそれぞれ設けである。

（作用） （１）　　ロータリキルン１２６排ガス、仮焼炉１２４
排ガスの流れ ロータリキルン１２６、仮焼炉１２４の排ガスはそれぞ
れサイクロン１２５を径て、塔式固気熱交換装置１２０
の底部１２１のガス供給口１１８より入り、同装置１２
０内を上昇し、粗粒子と向流熱交換し、頂部１１９より
排出される。このガスの誘引はファン１２３により行な
われ、ダストはサイクロン１２２で捕集される。

（２）粗粒子（熱媒）の流れ 粗粒子（熱媒）は塔式固気熱交換装置１２０の下から上
へ上昇するガスと接触し、熱交換しながら落下し、粗粒
子排出口１１７、シュート１１２、粗粒供給管１０４を
径で、横形流動層式熱交換装置１０１に供給される。

横形流動層式熱交換装置１０１内では分散板１０２上、
下部に粗粒子層１１１が形成され１．流動化されつつ、
出口側に向かって移動し、堰■を越えて、粗粒子排出口
１０７に排出され、風篩管１０８、ロータパルプ１０９
、循環ライン１１３を通って塔式固気熱交換装置１２０
の頂部１１９に戻される。この間粗粒子層１１１の上方
に形成され、粗粒子層１１１とは反対方向に移動する微
粒子層１１０と接触し、冷却される。この粗粒子層１１
１と微粒子層１１０との接触を促進するものは、横形流
動層熱交換装置１０１の底部の分散板１０２より噴出す
る空気である。横形流動層式熱交換装置１０１は第３図
に示すような断面になっているため、粗粒子は一分散板
１０２の直上は上昇し、微粒子層１１０内に跳び込むが
、ガス流速が低下するため失速し、両側に分れ、壁面近
くを下降すると言う対流現象を示す。これが粗粒子層１
１１と微粒子層１１０との接触、熱交換を促す。

（３）微粒子の流れ 微粒子はその供給管１１４により、横形流動層式熱交換
装置１０１の粗粒子供給側の反対側に供給される。粗粒
子は微粒子に比べ上昇ガス流に対する抵抗が大きいので
、粗粒子は下方に沈み、微粒子はその上方に浮び、それ
ぞれ粗粒子層１１１、微粒子層１１０の二層が形成され
る。各層の高さは堰の、■によってきめられる。

反対側に移動した微粒子は粗粒子によって加熱され、堰
のを越え、微粒子排出口１０６を径て仮焼炉１２４に送
られる。仮焼炉１２４では燃料・空気が供給され、燃料
が燃焼し、その熱によって原料は仮焼される。原料はガ
スに同伴され、さらにロータリキルン１２６排ガスと合
体、す・ｆクロン１２５へ導かれる。

と＼で固気分離され、微粒子はロータリキルン１２６へ
供給される。

（４）その他 横形流動層式熱交換装置１０１の下部ヘプロワ１０３に
よって供給された空気は、粗粒子層１１１、微粒子層１
１０を流動化させたあと流動空気排出管１１５を径で、
サイクロン１１６に入り、ダストを分離し塔式固形熱交
換装置１２０上部へ送られる。

（効果） （１）粗粒子とロータリキルン１２６、仮焼炉１２４排
ガスとを向流接触させ、高熱効率で熱交換させるのに、
簡単で、圧損失の低い塔式固気熱交換装置１２０を採用
し、 （２）さらに粗粒子の得た熱を微粒子に効率的に与える
のに簡単で、動力消費の少い横形流動層式熱交換装置１
０１を採用することＫより従来のサスペンションプレヒ
ータニ比シ、■　熱効率が高く、微粉の温度が上昇、排
ガス温度が低下する等結果として全体の燃料消費量が低
減する。

■　サイクロンの使用段数も減り、塔式固気熱交換装置
１２０ラインの圧損失が低下し、横形流動層式熱交換装
置１０１ラインの動力も小さく、全体として動力消費が
低下する。

＠　全体として装置全体が小さくなり、架構も簡単にな
るため、建設費が低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様の説明図、第２図は第１図
のＸ−Ｘ線断面図、第３図は従来の加熱方式の説明図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粗粒子とガスとを向流接触させる塔式固気熱交換装置と
   同装置で加熱された粗粒子と別の微粒子とを向流接触さ
   せる横形流動層式粗粒子・微粒子熱交換装置と、粗粒子
   を両装置間に循環させる輸送ラインとからなることを特
   徴とする微粒子のガスによる加熱装置。