JPS62182592A - 原料粉末予熱装置 - 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 この発明は、原料粉末予熱装置に関し、特にたとえばセ
メント、アルミナ、石灰等の粉粒体原料の予熱及び焼成
に有用な原料粉末予熱装置に関する。

従来技術 従来から、この種の原料粉末予熱装置（以下、予熱装置
という）は、たとえば、サイクロン等よりなる原料粉末
補集器、ガスダクト及び原料シュート等を有する熱交換
ユニットが、複数個、これらガスダクト及び原料シュー
ト等を介して多段状の熱交換段として連接されたものが
知られている。

このように構成される予熱装置への原料供給に際しては
、予熱装置あるいは後続の焼成装置の熱経済的観点から
、全ての原料粉末を最上段の熱交換ユニットに供給する
のが通例である。

しかし、次のような目的のために、たとえば、上記予熱
装置に投入する原料粉末の少なくとも一部を上記最上段
の熱交換ユニットよりも下方段に位置する熱交換ユニッ
トに供給する場合がある。

■　セメント原料粉末を予熱する予熱装置において、こ
の予熱装置からの排ガスを併設の排熱ボイラで利用する
に際し、この排ガス温度をより上昇させて上記ボイラで
高温・高圧の蒸気を得るため、 ■　アルミナ原料粉末を予熱する予熱装置において、こ
の予熱装置の最上段の熱交換ユニットに流入する熱ガス
のＢＱｆ、４５を増加させて、この最上段の熱交換ユニ
ットにおける供給原料の乾燥を効率的に行うため、 ■　石灰原料粉末を予熱する予熱装置において、この予
熱装置の下方段の熱交換ユニットの温度を低下させて、
当該−ト方段における予熱装置内壁への石灰原料の付着
を防止するため、 などである。

このような目的に合致する予熱装置の一例として、たと
えば、排熱ボイラを装備したセメント原料焼成装置の系
統図を第４図において示す。なお、この第４図示のセメ
ント原料焼成装置は、本願出願人の先願である特開昭５
９−６４５５４号公報に開示されている。

第４図では、セメント原料粉末（以下、原料粉末という
）を予熱、仮焼、焼成、冷却する工程が線図的に示され
、図中実線矢印は熱風の流れを、又破線矢印は原料粉末
の流れを示している。

この装置は、主として、原料粉末の捕集器としてのサイ
クロンＣ５〜Ｃ３と、原料粉末排出口が後述する焼成炉
３の入目端覆１２に接続された分離サイクロンＣ４を付
属し且つ最下位の熱交換段を構成する仮焼炉２とを縦方
向に配列してなる予熱装置１を具備し、加えて、クリン
カ焼成用のロータリキルン等の焼成炉３、及びタリン力
冷却装置４より構成されている。

このようなセメント原料焼成装置では、スクリューコン
ベヤ等からなる原料供給装置５８によって送られてきた
原料粉末Ａは、たとえば、併設の２つの供給ｆｉ５Ｉ、
、５ｃを通じて適宜分割され、供給機５に、５ｃに接続
された原料供給シュート６ａ、Ｅｚ、を介してこれら原
料供給装置から予熱装置１側に送られる。

この場合、上記原料供給シュート６ａに投入された原料
粉末Ａの一部は、最上位の熱交換段を構成するカスダク
ト７ａに送られ、上記原料供給シュー）６ｂに投入され
た原料粉末Ａの他の一部は、次位の熱交換段を構成する
ガスダクト７Ｉ、に短絡して送られる。

原料供給シュート６Ｉｌからガスダクト７ａに供給され
た原料粉末は、このガスダクト７ａ内の上昇気流と共に
最上段のサイクロンＣ１へ送られる。

そして、最上段のサイクロンＣＩで補集された原料粉末
、及び原料供給シュート６トからガスダクト７Ｉ、に供
給された原料粉末は、このガスダクト７１、内の上昇気
流と共にサイクロンＣ２へ送られこれにより、最上位の
熱交換段へ供給される原料粉末は減少し、この減少分に
相当して、予熱装置１における熱効率が低下する。この
結果、予熱装置１から排出される排ガスの温度が上昇し
、たとえば、最上段のサイクロンＣＩから延設される排
ガスダクト１５の途中に排熱利用のボイラ１６等を設置
しておけば、この排熱ボイラ１６での回収熱が大幅に増
加することになる。

上述の如くして、原料粉末Ａは、各サイクロンＣ１〜Ｃ
３を経由しながら順次降下する。これに対して、焼成炉
３及びこの焼成炉３の入口端ｆｆ１１２に連通して設け
られた仮焼炉２から排出される高温の排ガスは、誘引通
風機１４によって吸引されて予熱装置１内を上昇する。

従って、ダクト７ａ〜７ｃ内及びサイクロンＣ８〜Ｃ３
内において、原料粉末と高温ガスとの混合、熱交換およ
び分離が繰り返される。

予熱された原料粉末Ａは、サイクロンＣ３から予熱原料
シュート１７を通って仮焼炉２へ導入される。仮焼炉２
にはクリンカ冷却装置４に連通する抽気ダクト１３が接
続され、クリンカ冷却装置４において生じた高温空気は
仮焼炉２に導入される。仮焼炉２では、この高温の燃焼
用二次空気と、独自に専有するバーナ８ａから燃焼用−
次空気と共に供給される燃料とによって燃焼が起こり、
その燃焼熱と焼成炉３から導入された排ガスのもつ熱を
受けることにより原料粉末量が仮焼される。

こうして、仮焼された原料粉末Ａは、仮焼炉２の燃焼ガ
ス出口２ｆ側に接続されている分離サイクロンＣ１に燃
焼ガスと共に入って分離された後、仮焼原料シュート１
８を介して入目端覆１２に送られ、焼成炉３に導入され
る。

次いで、原料粉末Ａは、焼成炉３の下端側に設置されて
いるバーナ８Ｉ、から供給される燃料の燃焼熱により、
焼成炉３内で必要な熱処理が施されて、クリンカになっ
たのち冷却袋Ｗ４で冷却される。

尚、クリンカ冷却用の空気は押し込み送風機１０によっ
て供給され、クリンカと熱交換を行って昇温した空気の
一部は、上述の如（仮焼炉２及び焼成炉３に分配導入さ
れるが、余剰の空気は誘引送風機９により排出される。

そして、クリンカ冷却装置４から出たクリンカはコンベ
ヤ１１によって次工程へ搬出される。

従来技術の問題点 ところが、このような従来の予熱装置１では、第４図に
おける説明から分かるように、最上段の熱交換ユニット
（サイクロンＣ１を含む）ばかりか、下方段の熱交換ユ
ニット（サイクロンＣ７又はＣ３等を含む）にも同時に
原料粉末の一部が供給され、しかも全供給原料が上述の
目的に応じて、単に量的に配分されるだけであるので、
イ）下方段の熱交換ユニットへ供給される原料粉末は、
予熱袋Ｗｌ内を通過する熱交換段数が少くなり、最上段
の熱交換ユニットに供給される原料粉末に比べて、急速
に加熱されることになる。

急速に加熱される程度は、たとえばアルミナ原料の予熱
装置の場合の様に、予熱装置における熱交換ユニットの
段数が少ない設備の場合に特に顕著である。

このような原料粉末の急速加熱の結果、下方段の熱交換
ユニットに供給される原料粉末中の比較的粒度の大きい
粗粉は、粒子の中心部まで十分に加熱が行われず、特に
仮焼炉でこの粗粉原料の高度な仮焼処理を行おうとして
も、その達成には困難を伴う。

口）また、下方段の熱交換ユニットに供給される原料粉
末量の増加に応じて、相対的に最上段の熱交換ユニット
に供給される原料粉末量が減少する。このため、最上段
のサイクロンＣＩに流入する熱ガス中の原料混合比（原
料粉末濃度）が低下する。

ところで、このようなサイクロン等の粉末捕集器では、
流入する熱ガス中の原料混合比が低下すると、一般に捕
集効率が低下する。したがって、最上段の熱交換ユニッ
トに供給される原料粉末量が減少しても、この最上段で
の粉末補集器ＣＩから排ガス誘引通風機１４に向かって
流れる排ガス中のダスｌ−１はそれ程減らないばかりか
、逆に増加する場合もある。

そして、排ガス中のダスト量が増加すると、特に第４図
示のように、排ガス系統（排ガスダクト１５）に排熱ボ
イラ１６を設置しているタイプのものでは、この排熱ボ
イラ内の水管（図示せず）に付着する上記ダストの付着
量が増加し、伝熱効率を損なうなどの問題が生じる。

発明の目的 それゆえに、この発明の主たる目的は、供給される原料
粉末のうち、比較的粒径が大きい粗粉側原料に対してこ
れを十分に予熱し、この予熱に後続する仮焼においても
、容易に高い仮焼率を達成するばかりか、比較的粒径が
小さい細粉側原料に対しても十分な予熱及び仮焼を達成
する原料粉末予熱装置を提供することである。

また、この発明の他の目的は、上方段の粉末捕集器での
捕集を容易とし、たとえば、排ガス中のダスト量を低減
させる原料粉末予熱装置を提供することである。

発明の構成 上記目的を達成するために、この発明が採用する主たる
手段は、サイクロン等よりなる原料粉末捕集器及びガス
ダクトを有し、それぞれの原料粉末補集器が前記ガスダ
クトを介して上下方向に連接される複数段の熱交換ユニ
ットと、前記複数段の熱交換ユニット中、最上段に配置
される熱交換ユニット及びこの熱交換ユニットより下方
段に配置される熱交換ユニットに適宜原料供給シュート
を介して接続される原料供給装置とを備えてなる原料粉
末予熱装置において、前記原料供給装置が原料粉末を粗
粉側原料と細粉側原料とに分級する原料分級装置を装備
し、前記原料分級装置に設けられる粗粉側原料排出口が
前記最上段の熱交換ユニットに接続され、又前記原料分
級装置に設けられる細粉側原料排出口が前記下方段の熱
交換ユニットに接続されている点である。

作用 予熱装置に供給される原料粉末は、原料分級装置により
粗粉側原料と細分側原料とに分級される。

このうち、粗粉側原料が複数段の熱交換ユニット中の最
上段に配置される熱交換ユニットに供給されると、粗粉
側原料は予熱装置の全熱交換ユニットを通過して徐々に
加熱される。これにより、粗粉粒子はその中心部まで十
分に予熱され、後続する仮焼炉において高度に仮焼され
る。

一方、細粉側原料が前記最上段の熱交換ユニットより下
方段に配置される熱交換ユニットに供給されると、細粉
側原料が通過する熱交換ユニットの段数は少なくなり、
それだけ細粉側原料の予熱装置中での滞留時間が短縮さ
れ、従って細粉側原料の加熱速度が大きくなる。しかし
、この場合、細粉側原料の各粒子径は小さいので、滞留
時間が比較的短くても各粒子の中心部まで十分に予熱さ
れ且つ仮焼される。

次いで、粗粉側原料はその各粒子径が大きいので、最上
段の熱交換ユニットに供給されると、この熱交換ユニッ
トを構成する原料粉末補集器により容易に捕集される。

発明の効果 この発明によれば、上記の如き構成を採り及び作用を奏
するので、供給される原料粉末のうち、粗粉側原料に対
してこれを十分に予熱し、この予熱に後続する仮焼にお
いて、容易に高い仮焼率を達成することができ、且つ細
粉側原料に対しても十分な予熱及び仮焼を行うことがで
きる。

また、最上段に配置される熱交換ユニットを構成する原
料粉末補集器での原料粉末の捕集を容易に行うことがで
き、たとえば、排ガスダクト中のダスト量を低減させる
ことができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及び利点は
図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層
明らかとなろう。

実施例 第１図はこの発明の一実施例にかかる原料粉末予熱装置
を装備したセメント原料焼成装置の線図的系統図、第２
図は第１図示の原料粉末予熱装置におけるサイクロン式
分級機の内部構造を示す平面視説明図、第３図はこの発
明の他の実施例にかかる原料粉末予熱装置を装備したセ
メント原料焼成装置の線図的系統図である。

尚、以下の実施例はこの発明の一具体例にすぎず、この
発明の技術的範囲がこの実施例によって限定されるもの
ではない。また、第４図に示した従来のセメント原料焼
成装置と共通する要素には同一の符号を使用して説明す
る。

第１図において、この予熱装置１′の場合、第４図に示
した予熱装置１に比べて異なる点は、原料分級装置の一
例となるサイクロン式分級機２０と集塵ｔａ２１とが原
料供給装置側に装備されている点である。すなわち、サ
イクロン式分級機２０では、その下部排出口２０．が供
給機５ｂに接続され、その上部排出口２０Ｉ、は空気輸
送配管２４を介して集塵機２１に接続されており、原料
粉末Ａを輸送用空気に乗せて系外から搬送してくる空気
輸送管２３がサイクロン式分級機２０の側壁上部に接続
されている。

この場合、サイクロン式分級機２０は、空気輸送配管２
３を通って供給されてくる原料粉末Ａをサイクロンの作
用によって、粗粉側原料と細粉側原料とに分級し、この
うち粗粉側原料を捕集するものである。

また、集塵機２１は、その下部排出口２１．が供給ｔｌ
ａ５ｃに接続されており、併設の誘引通風機２２により
、空気輸送配管２４を介して上記サイクロン式分級機２
０で分級された細粉側原料を捕集するものである。

従って、第１図に示す予熱装置１′において、原料粉末
Ａが空気輸送配管２３内を輸送されてサイクロン式分級
機２０に供給されてくると、ここで粗粉側原料と細粉側
原料とに分級される。粗粉側原料は、サイクロン式分級
機２０の下部に設けられた下部排出口２０．から供給機
５ｂにより供給シュート６１１を通して、予熱装置１′
の最上段の熱交換ユニットを構成するガスダクト７１１
に供給される。

一方、サイクロン式分級機２０で分級された細粉側原料
は、空気輸送配管２４により接続された集塵機２１に導
入されて捕集される。そして、集塵機２１で補集された
細粉側原料は、下部排出口２１、から供給機５ｃにより
供給シュート６ｂを通して、たとえば、予熱装置１′の
最上段から２段目の熱交換ユニットを構成するガスダク
ト７ｂに供給される。

尚、サイクロン式分級機２０の流入部には、第２図に示
すように、回転軸３０に揺動可能に取り付けられた調整
板３１が適宜数配置されており、原料粉末Ａ（第１図参
照）の分級量を調整する機構が構成されている。すなわ
ち、この調整板３１の角度を調整することにより、粗粉
側原料と細粉側原料との量的比率が調整されるようにな
っている。

例えば、調整板３１の先端３１．がサイクロン式分級機
２０の中心側にまわされると、サイクロン式分級機２０
において捕集される粗粉側原料が減らされ、集塵機２１
において捕集される細粉側原料が増大することとなる。

このような分級量調節機構を設けることにより、粗粉側
原料と細粉側原料との量的比率を容易に調節することが
でき、これに応じて、予熱装置１′の上方段と下方段へ
の原料供給量の比率を調節でき、予熱袋ｆｌ’からの排
ガス温度を適宜調節することができるのは従来例につき
既に説明の通りである。

次に、第３図に、この考案にかかる他の実施例装置を示
す。第３図に示す実施例予熱装置１“では、第１図示の
原料分級装置を基本構造とした原料分級装置を採用しい
てる。ただし、この場合、サイクロン式分級機２０の粗
粉側原料排出口２０゜は、粗粉側原料供給装置２７．供
給機５ｔ、及び粗粉側原料供給シュート２５から予熱装
置１″の最上段ガスダクト７Ｉｌに接続されると共に、
同粗粉側原料供給装置２７．供給機５ａ及び粗粉側原料
供給シュート２５′から後述の細粉側原料供給シュート
２６を介して最上段から二段目のガスダクト７Ｌにも接
続されている。

一方、集塵機２１の細粉側原料排出口２１８は、細粉側
原料供給装置２Ｂ、供給機５ｃ及び途中で粗粉側原料供
給シュート２５′と接続する細粉側原料供給シュート２
６を介して予熱装置ｌ“の最上段から二段目のガスダク
ト７トに接続されると共に、同細粉側原料供給装置２８
．供給機５ｅ及び途中で粗粉側原料供給シュート２５と
接続する細粉側原料供給シュート２６′を介して最上段
のガスダクト７１Ｉにも接続されている。

このような構成により、予熱装置１“の最上段のガスダ
クト７ＩＩと二段目のガスダクト７Ｉ、に供給される原
料粉末Ａの量的比率を比較的広範囲に調節することがで
きる。すなわち、原料供給Ｉａ５゜及び５ａを一時休止
させて、原料供給機５し及び５ｅを作動させる場合には
、全原料粉末が最上段の熱交換ユニットに供給されるこ
とになるので、排熱ボイラ１６を使用しない場合などに
予熱装置１“を四段タイプの熱交換装置として、排ガス
温度を下げながら使用することができる。

また、原料供給機５Ｉ、及び５ｅを一時休止させて、原
料供給機５゜及び５ａを作動させる場合には、全原料粉
末が最上段から二段目の熱交換ユニットに供給されるこ
とになるので、予熱装置１“を三段タイプの熱交換装置
として使用することができ、排熱ボイラ１６を高温条件
下で稼動させることができる。そして同時に、最上段の
サイクロンＣ１では、最上段から二段目のサイクロンＣ
２から流出するダストの捕集が行われるため、排熱ボイ
ラ１６に流入するダストの量が最少となる。

しかも、供給機５Ｉ、〜５ｅのそれぞれの調節により、
この間の任意の比率で原料粉末を最上段の熱交換ユニッ
トと二段目の熱交換ユニットとに分配して供給すること
が可能となり、このとき原料分級装置の分級量調節手段
と原料供給装置５１．〜５ｅの調節により、可及的に粗
粉側原料を予熱装置１″の最上段の熱交換ユニットへ、
又細粉側原料を予熱装置１“の二段目の熱交換ユニット
へ夫々供給できることとなる。

尚、以上の各実施例に用いられる原料分級装置としては
、たとえば、上述のようなサイクロン式分級機の他に、
分級量調節手段を備えたグリッドセパレータや慣性式分
級機あるいは重力式分級機等その種類は適宜自由に選択
しうる。また、原料粉末の種類や予熱装置の形式１段数
、系列数、あるいは細粉側原料の予熱装置下方段への投
入部位やその数等についても特に制限されることはない
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる原料粉末予熱装置
を装備したセメント原料焼成装置の線図的系統図、第２
図は第１図示の原料粉末予熱装置におけるサイクロン式
分級機の内部構造を示す平面視説明図、第３図はこの発
明の他の実施例にかかる原料粉末予熱装置を装備したセ
メント原料焼成装置の線図的系統図、第４図はこの発明
の背景となる原料粉末予熱装置を装備したセメント原料
焼成装置の線図的系統図である。 （符号の説明） Ａ・・・原料粉末 ０１〜Ｃ９・・・原料粉末補集器 Ｃ４・・・分離サイクロン １．１’、１″・・・予熱装置 ２・・・仮焼炉 ３・・・焼成炉 ４・・・冷却装置 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ａ、５ｅ・・・原料供給装置６１
．６＋、・・・原料供給シュート ７ａ＋　　７＋、、７ｃ・・・ガスダクト１５・・・排
ガスダクト １６・・・排熱ボイラ ２０・・・サイクロン式分級機　　２１・・・集Ｍ機２
５．２５’・・・粗粉側原料供給シュート２６．２６’
・・・細粉側原料供給シュート２７・・・粗粉側原料供
給装置 ２８・・・細粉側原料供給装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原料粉末捕集器及びガスダクトを有し、それぞれの
   原料粉末補集器が前記ガスダクトを介して上下方向に連
   接される複数段の熱交換ユニットと、 前記複数段の熱交換ユニット中、最上段に配置される熱
   交換ユニット及びこの熱交換ユニットより下方段に配置
   される熱交換ユニットに適宜原料供給シュートを介して
   接続される原料供給装置とを備えてなる原料粉末予熱装
   置において、 前記原料供給装置が原料粉末を粗粉側原料と細粉側原料
   とに分級する原料分級装置を装備し、前記原料分級装置
   に設けられる粗粉側原料排出口が前記最上段の熱交換ユ
   ニットに接続され、又前記原料分級装置に設けられる細
   粉側原料排出口が前記下方段の熱交換ユニットに接続さ
   れていることを特徴とする原料粉末予熱装置。 ２、前記原料分級装置が、粗粉側原料と細粉側原料との
   分級量調節手段を備えたものである特許請求の範囲第１
   項記載の原料粉末予熱装置。 ３、前記細粉側原料排出口が、上方より二段目の熱交換
   ユニットに接続されてなる特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の原料粉末予熱装置。