JPS62204841A - 気密排出装置における粉粒体排出方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気密排出装置における粉粒体排出方法に係り、
詳しくは、セメントや石灰などの焼成設備等における粉
粒体の気密排出装置にあって、粉粒体の貯留層高制御を
実現する粉体排出方法に関するものである。

〔従来技術〕

セメント原料や石灰などの焼成設備には、焼成炉やン６
却装置が設置され、石灰石などの粉粒体が順次投入され
て脱炭酸および冷却され所定の製品とされる。そのよう
な設備にあっては、最近焼成や冷却のために流動層形式
の装置が採用されることが多いが、その粉粒体中の粉体
の取り扱いが厄介な問題となっている。すなわち、流動
層に供給される粉粒体に含ま゜れる粉体は、流動化空気
に伴われて上方空間に吹き上げられるので、これを捕集
して所望個所へ移送しなければならない。その粉体を移
送するにあたり、気密が要求される場合が多く、特殊な
気密排出装置の採用が余儀なくされる。

粉粒体の気密排出装置の一例として、特開昭５８−７９
５３６号公報に記載されたものがある。これは、粉粒体
を移送するシュートの先端におけるシュート設置角度が
、シュート内に充満して堆積する粉粒体の安息角より小
さくした構造のものである。

これによれば、一方の流動層における粉粒体を他方の流
動層に移送させるだけでなく、その粉粒体を意図的に停
滞させることにより、再流動層間の所望外の通気を阻止
することができるようになっている。このように安息角
を利用して粉粒体を停滞させるようにしたものの中でも
、管体をＬ型に構成したものに、特開昭６０−１４３８
２２号公報に記載された固体粒子搬送装置がある。これ
は、垂直管と水平管および傾斜管からなるマテリアルシ
ュートで構成される。これによれば、一方の流動層から
吹き上げられた粉体が別途設けられたサイクロンなどで
捕集され、そこから落下してマテリアルシュートに堆積
すると、水平管内で粉体が安息角を維持して停滞し、垂
直管内に粉体が貯留層をなして滞留するようになってい
る。なお、次々と捕集されて滞留する粉体が多くなると
、水平管近傍のノズルから圧縮空気が噴出されるなどし
て、粉体が他方の流動層に排出される。その際、層高が
低くなり過ぎると再流動層間に作用する高い圧力差によ
って粉体層が吹き飛ばされてしまう。その結果、気密的
に粉体を移送することができな（なるばかりでなく再流
動層間の差圧が維持されず、流動活動が阻害されること
に゛もなる。したがって、一般的には粉体の貯留層が高
くなるよう゛に余裕をもたせたシール層高を形成させる
ようにしている装置が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように２つの流動層間に気密排出装置を設置し
た場合、その装置の排出機能と気密機能を発揮させねば
ならない。従来の気密排出装置では、上述したように堆
積した粉体の貯留層高を気密の保持に十分過ぎるぐらい
にとっているので、装置の大型化を招いたり、長い管体
内における閉塞など無用のトラブルが発生する。そこで
、垂直管内の貯留層高を計測し、所定以上の堆積があれ
ば迅速に排出できるようにしておくことが望ましい。し
かし、セメント原料や石灰などの焼成設備にあっては、
再流動層間を接続する気密排出装置も高温・高圧状態下
にあり、粉体のＪＷ高を検出することは容易でない。一
方、フラップダンパなどの機械式の気密排出装置を採用
すると小型化される利点はあるが、排出装置の上下間に
作用する差圧が８００〜ｂ 保持する能力を有しない。そこで、上述したマテリアル
シール形式の気密排出装置が要求されることになるが、
１０００〜１４００℃の高温では、従来がら存在するレ
ベル検出装置などによる層高の計測精度が低下し、高い
応答性と信頼性が得らない問題がある。その結果、堆積
している粉体の貯留ｊ−高を計測するのが極めて難しい
場合には、層高が低くなって気密機能が損なわれていて
も感知されず、再流動層間の差圧が保持されないで設備
の円滑な稼働に支障をきたす問題が発生ずる。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的
は、高温の雰囲気において高い圧力の下で稼働する気密
排出装置にあって、それによって接続される２つの流動
層間で気密的に粉体を移送し、その間に気密を保持する
に十分なシール層高を維持するために精度よく迅速に制
御することができ、所望の差圧維持機能を小型の装置で
発揮させることができるようにした気密排出装置におけ
る粉粒体排出方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の気密排出装置における粉粒体排出方法の特徴は
、第１図に示すように、気密排出装置ｌの粉粒体貯留層
９の層高を検出し、その層高に応じ”ζ貯留層９下の粉
粒体３を排出するようにしたことである。

その結果、流動層１４を流過した空気に伴われて層上方
空間に吹き上げられた後、排ガスから分離して捕集され
た粉粒体３は、マテリアルシュート７内に落下して堆積
し、その下端部においては安息角以下の傾斜を形成して
滞留する。垂直管７Δにおける粉体貯留層９のシール層
高が、圧力検出や非接触式の装置で検、出され、それが
下限高さＬと上限高さＨの範囲内にあるか判定される。

粉粒体貯留層９０層高が上限高さトＩ以上であれば、過
剰な層高であるので粉粒体３の一部が排出される。排出
するうぢに下限高さしにまで層高が低下すると排出が停
止され、それ以下の層高となるのが防止され、マテリア
ルシール機能が維持される。

したがって、両流動層空気の吹き汰けが生じるようなこ
とはなく、設備に所定の稼働を維持させることができる
。

〔発明の効果〕

本発明の気密排出装置における粉粒体排出方法は、粉粒
体貯留層高を検出し、その層高に応じて貯留層下の粉粒
体を排出するようにしたので、高温に曝され高い差圧の
下に置かれた気密排出装置における吹き抜けが防止され
る。その結果、気密排出装置で接続されている２つの流
動層の差圧が維持される。加えて、粉粒体貯留層の層高
に連動ルで粉粒体を排出することができる。なお、設備
の大型や小型の区別なく適用でき、しかも気密排出装置
自体も小型化される。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図に示す気密排出装置１は、原料石灰石を焼成する
工程に採用されている。この設備２では、粉粒体３の原
料石灰石が投入されるが、それを焼成するための焼成炉
４と冷却装置５とが設置されている。その焼成炉４と冷
却装置５とは共に流動層形式であり、気密排出手段１は
、再流動層のフリーボードを接続する通路に配置される
。すなわち、焼成炉４からの排ガスより粉体を捕集する
サイクロン６があり、その下方に連通ずる垂直管７Ａ、
水平管７Ｂおよび傾斜管７Ｃとより構成されるマテリア
ルシュート７がある。このシュート７の垂直管７Ａには
、貯留された粉体を排出させる圧縮空気を供給するノズ
ル装置８が装着されている。本マテリアルシュート７に
おける気密排出装置１は、貯留層９のＩ−高を高温高圧
下で制御しようとするものであり、層の上下部に作用す
る差圧を基にして層高を計測するようにしている。その
ために、垂直管７Ａ内の粉体層上の空間における圧力と
層内圧力を取り出し、その差圧を計測する差圧計測手段
１０が設けられている。層上の圧力は垂直管７Ａの内部
上空間でもまたサイクロン６の排気ダクト１１内でもほ
とんど変わらないので、本例にあっては排気ダクト１１
に圧力取出部１２が取り付けられる。一方、層内圧力は
粉体の貯留）四が常時形成される個所で計測できれば概
ねどの位置でもよいが、この例では垂直管７Ａの中間高
さ位置に圧力取出部１３が設けられている。ちなみに、
圧力取出部１３が最下部でなければ直接層高圧差を検出
することにならないが、その取り付は位置は固定されて
いるので、一定の補正を加えるなどすれば図示のように
任意に選定した位置であっても、層高計測に支障の生じ
ることはない。

なお、粉体の堆積圧力と層上部空間圧力を加えた圧力が
１頃斜管７Ｃ内に作用する圧力と釣り合うかそれ以上で
あれば、貯留層９による気密は確保され、冷却装置５の
排ガスはマテリアルシュート７を介して排気ダクト１１
に直接吹き抜けることはない。その結果、その排ガスは
後述するように焼成炉４の燃焼用空気または流動化空気
として、所望の方向へ流される。

ここで、本気密排出装置１が適用される石灰焼成設備の
構成を作動と共に説明する。焼成炉４内に流動層１４が
形成され、投入口１５から投入された粉粒状石灰石に、
燃料供給装置１６から微粉炭などの燃料が供給される。

分肢板４ａの下部には風箱４ｂが形成され、冷却装置５
で熱交換した後の高温空気が流動化空気として導入され
るようになっている。その流動層１４で焼成された石灰
のうち粉体は、流動層１４を流過した流動化空気でフリ
ーボード１７へ吹き上げられる。フリーボード１７から
はその空気が排ガスとして排ガスダクト１８に導出され
るが、その排ガスは浮遊する粉体と共にサイクロン６に
導かれる。なお、石灰の粉粒体３は、当初図示しない原
料投入口から複数のサイクロンを経る間に焼成炉排ガス
で予熱され、その後上述のように焼成炉４に投入される
。

一方、冷却装置５も流動層１９を有し、焼成炉４で流動
焼成された粉粒体の石灰を、複数のセルに仕切られた最
初の流動層１９　ａへ供給する移送管２０が接続されて
いる。その移送管２０からは粒体が移送されてくるが、
サイクロン６で捕集され　−た微細な粉体も、粒体と共
に冷却する必要があることから、前述１７たマテリアル
シュート７の傾斜管７Ｃが冷却装置５の流動層１９また
はフリーボード２１に開口するように接続されている。

そのフリーボード２１内の排ガスを焼成炉４の燃焼用空
気に利用するために、冷却装置５と焼成炉４の風箱４ｂ
を結ぶ通風ダクト２２が設置されている。

送風・機２３から風箱５ｂを経て流動層１９を流過する
ことにより粉粒体石灰３を冷却した後例えば６５０℃程
度に昇温した冷却排ガスは、焼成炉４の流動化空気とし
て導出されるようになっている。

したがって、上述したマテリアルシュート７における気
密を保持しておかなければ、冷却排ガスが焼成が４の風
箱４ｂに導入されることなく、マテリアルシュート７を
介して排気ダクト１１に抜けてしまう。なお、冷却装置
５の各セルを移動しながら流動層１９で冷却された石灰
は、払出管２４より製品として取り出される。ちなみに
、気密排出装置１による気密は、冷却排ガスが焼成炉４
の流動層１４を流過させることができる程度でなければ
ならないことは言うまでもない。マテリアルシュート７
における粉体の貯留層９の層高はその圧損に見合う以上
でなければならないので、そのＩｉ高をある程度以上に
常に保持する必要がある。

粉体の層高とそれにより発生する圧力には比例的な相関
関係があるので、２つの圧力取出部１２゜１３から得ら
れた差圧より直ちに層高を計測することができる。層高
を図示したように過剰とならない範囲に保持するために
は、予め上限高さＨと下限高さしとが決定され、その間
に納まるように制御される。すなわち、層高が上限高さ
Ｈになれば粉体の払い出しが開始され、層高が下限高さ
しにまで減ると払い出しが停止される。

このような構成の気密排出装置１によれば、次のように
して粉体が排出される。まず、図示しない原料投入口に
粉粒状原料石灰石が投入されると、粉粒体は上昇する排
ガスと熱交換しながら複数のサイクロンを経て移動する
。その間に予熱された粉粒体は焼成炉４の流動層１４へ
投入口１５から投入される一方、風箱４ｂには冷却排ガ
スである高温空気が燃焼用および流動化空気として導入
され、分散板４ａを介して流動層１４に供給される。

同時に投入される燃料が燃焼して粉粒体は焼成されるが
、そのときの流動層温度は例えば１０００℃にもなり、
石灰は移送管２０方向に向けて移動しながら焼成される
。その際、通風ダクト２２を通って供給された流動化空
気により、粉粒体中の粉体が吹き上げられ、焼成されな
がら排ガスと共にフリーボード１７から排ガスダクト１
８を経てサイクロン６に導入される。一方、焼成排ガス
は排気ダク１−１１から排出され、原料石灰石の予熱に
供される。粉体の石灰はマテリアルシュート７を形成す
る垂直管７Ａの底部７ａに堆積して気密作用する粉粒体
貯留層９を形成し、水平管７Ｂの先端部７ｂの位置で安
息角以下の傾斜を形成して留まる。この場合、滞留状態
を乱すような刺激が加えられない限りそのまま維持され
る。順次、流動層１４から吹き上げられる粉体が貯留層
９を形成して層高が上限高さ■（を越えると、気密を維
持するための層高としては十分なものとなる。このとき
、差圧検出手段１０により検出される差圧は大きくなり
、その圧力信号を受けるとノズル装置８が開いて噴出さ
れた空気により、粉体が水平管７Ｂから傾斜管７Ｃを介
して冷却装置５に供給される。

排出が続（うちに層高が低下し、それに伴って検出され
る差圧も低くなる。所定の圧力より小さくなると、層高
は下限高さしになった信号が出され、ノズル装置８から
の空気の噴出は停止され、粉体の冷却装置５への供給は
止まる。この下限高さしは、冷却装置５からの排ガスを
焼成炉４の流動層１４に流すに十分な圧力を維持するも
のであり、それ以上の層高の低下があると、冷却装置５
のフリーボード２１に作用している圧力によって粉体貯
留ＪＷが吹き飛ばされることになり、気密が解除される
ことになるからである。このような気密排出装置１は、
差圧に基づいてそれぞれの粉体貯留層９の層高を検出す
るので、設備の大型・小型の別なく採用される。

第２図は異なる実施例で、差圧検出により層高を計測す
ることに代えて、放射線・超音波・静電容量式などの非
接触型レベル検出器３１を用いて、粉体貯留層９の層高
を検出するようにしている。

図示の例の非接触型レベル検出器３１は、例えばγ線を
放射する放射部３２と、マテリアルシュート７の垂直管
７Ａを挟んで対向する位置に設けられた受感部３３とか
ら構成される。なお、管内壁に耐火材３４が裏張りされ
ているが、耐火材３４の厚みは予め分かっているので、
それによって減衰する量以上にγ線の受感部が低下する
と、垂直管７Ａのその位置で粉体が存在していることに
なる。このように垂直管７への上限高さＩ（と下限高さ
しの計測個所におけるγ線の減衰の大小を検出するよう
にすれば、上述の実施例の場合と同様にして層高制御す
ることができる。このような層高検出手段の場合は、垂
直管７Ａの径が大きいほど貯留層９の横断距離が長くな
るので、γ線の減衰度が増加して計測精度が高くなる。

それ故、特に大型設備などに適用すると好適である。な
お、γ線に代えて、超音波や静電容量による検出によっ
ても、同様に検出することができる。

以上２つの実施例においては、気密排出装置が粉粒体に
混入する粉体を扱う場合について述べたが、気密排出装
置が粒体や粉粒体など種々なサイズのマテリアルを取り
扱う場合についても、本発明を適用することができるこ
とは述べるまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉粒体排出方法を適用する気密排出装
置が石灰焼成設備に適用された要部系統図、第２図は非
接触型レベル検出器が用いられた気密排出装置の一部断
面図である。 １−気密排出装置、３−粉粒体、９−・貯留層、１０−
ｍ−差圧計測手段、３１・−非接触レベル検出器、■］
−上限高さ、Ｌ−・下限高さ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密排出装置の粉粒体貯留層高を検出し、その層
   高に応じて貯留層下の粉粒体を排出するよにしたことを
   特徴とする気密排出装置における粉粒体排出方法。
2. （２）前記層高を、層上の空間圧力と層内圧との差によ
   り、計測するようにしたことを特徴とするする特許請求
   の範囲第１項記載の気密排出装置における粉粒体排出方
   法。
3. （３）前記層高を、放射線、超音波、静電容量式などの
   非接触レベル検出器を用いて貯留層における特定位置で
   の粉粒体の存否を判定することにより、計測するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気密
   排出装置における粉粒体排出方法。