JPS6230812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、細粒材料、好適には、セメント原料
の、特に、冷却器から取出された部分二次空気の
軽焼き帯の中への直接的な供給及び高温領域から
の排ガスとの混合による軽焼きのための方法及び
これに属する装置に関するものである。

公知の技術的解決の特徴 前置された熱交換器を有しているロータリーキ
ルンの中における原料のクリンカ燃焼過程のより
良好な準備のために、原料の軽焼きが、分離され
た軽焼き反応器内において実施されることは、公
知となつている。軽焼き反応器は、１個又は多数
の燃料投入装置を装備されている。軽焼き反応器
の中への燃料ないしは熱エネルギーの供給によつ
て、装入された原料の脱炭を90％まで達成させる
ことが可能である。その後、予備軽焼きされた材
料のそれ以上の熱処理が、焼結反応器、例えば、
ロータリーキルンの中において行なわれ、一方、
ロータリーキルン及び軽焼き反応器の排ガスは、
原料の予熱のために使用される。

ドイツ特許第2510312号公報から、脱炭を特別
な軽焼き反応器の中では無く、ロータリーキルン
と、後続されている熱交換器系統との間のガス導
溝内において行なうことが、公知となつている。
この場合、必要とされる燃焼空気は、ロータリー
キルン及び別個のガス導管を経て冷却器から連結
導管に供給され、そこで混合される。

ドイツ特許公開第2416528号公報によると、材
料の軽焼きが、円すい状及び円筒状の軽焼き反応
器の中において行なわれるが、この反応器の中に
おいて、同様に、炉排ガスの冷却空気との混合が
行なわれる。

この装置は、炉排ガスの二次空気との混合によ
つて、別個の軽焼き反応器内における燃料の燃焼
の際に、低い酸素濃度が存在するという欠点があ
る。

ドイツ特許公開第2436079号公報から、複流式
予熱器の一つにおいて、ロータリーキルンの排ガ
スによつて、また、他の予熱器を軽焼き反応器の
排ガスによつて運転することが、公知となつてい
る。この場合、軽焼き反応器に、燃焼空気とし
て、単に、部分二次空気が供給されるだけであ
り、従つて、この領域内における燃料の燃焼状態
は改善される。しかしながら、この装置は、軽焼
き装置の複雑な始動状態が欠点である。なぜなら
ば、不十分に予熱された部分二次空気によつて、
作動されなければならないからである。

軽焼き反応器内における材料の軽焼き度合いを
向上させるために、ドイツ特許公開第2724654号
公報から、軽焼き過程を２段に実施することが、
公知となつている。この場合、種々の燃料を装入
することが可能であり有利である。この場合、燃
焼過程が、燃焼の困難な燃料の場合に、介装され
た分離器によつて分離され、又は、中断されると
いう欠点があるが、このことは、全体の軽焼き過
程を遅延させ、設備のより大きな建設高さを必要
とする。

ドイツ特許第2344583号明細書から、多数の室
から成立つている軽焼き反応器が知られており、
この反応器は、その最下部の室は、冷却器の濁つ
た空気を供給されるようになつている。最上方の
室の上端部の近くにおいて、炉排ガス導管が、軽
焼き反応器に接線方向に接合されている。この接
線状のガス供給は、予備軽焼きされた材料を、軽
焼き反応器から運び出す任務を有している。

軽焼き反応器の中において低性能の燃料の使用
の際には、反応器の建設高さは比較的に大きくな
る。なぜならば、燃料は長い燃焼距離を必要とす
るからである。

イギリス特許第960863号明細書から、材料の軽
焼きを、旋回層反応器として形成された軽焼き反
応器の中において行なうことが、公知となつてい
る。この場合、軽焼き反応器内における燃焼空気
として、冷却器からの二次空気の一部分が使用さ
れる。焼結機構から出て来る高温排ガスは、軽焼
き反応器からの排ガスと、サイクロン予熱器内へ
の入口の前において混合される。

この発明は、軽焼き反応器としての旋回層反応
器によつて、材料のほんのわずかな軽焼きの度合
いが達成されるだけであるので、不利である。な
ぜならば、より高い軽焼き度合いにおいては、材
料は焼き付く傾向となり、これが、反応器内にお
ける障害となるからである。

ドイツ特許第79961及び81433号によると、サイ
クロンとして形成された軽焼き反応器を、シヤフ
ト予熱器の下部に配置し、これが炉進入導溝を介
してロータリーキルンと直接的に連結すること
が、公知となつている。材料は、反応器に、上方
から、絞り等によつて、炉排ガスに抗して装入さ
れ、それを下方に同様に対応する絞りを経て去
る。軽焼き反応器の円筒状部分の中に、高温に加
熱された二次空気のための供給導管並びに接線状
に且つ変移されて配置された点火するためのバー
ナが設けられている。

軽焼き反応器として追加の段の配置によつて、
予熱器の建設高さが大きくされる。それ故、追加
の建設費並びに追加の経費が、材料に対する輸送
装置によつて生ずる。

その上、既に、軽焼き段を有している複流式の
予熱系統が知られている。この場合、いずれの予
熱器も、単に材料が一つの系統に供給されるだけ
である軽焼き反応器が後置されてもいなければ、
両方の系統の予熱された材料が、一つの反応器に
供給されもしない。

本発明の目的 本発明の目的は、上述の欠点を除去すること並
びに軽焼き過程を改良すること及び同時に建設費
を減少することにある。

本発明の本質の説明 本発明の課題は、固体燃料及び低熱量の燃料の
使用の場合にも、複雑でない始動状態及び長い燃
焼距離の達成の下に、一般的に利用可能であるよ
うに、細粒材料、好適には、セメント原料を高い
軽焼き度合いに軽焼きするための方法及びそのた
めの装置を得ることにある。

本発明によると、この課題は、軽焼きのため
に、部分二次空気が、直接的に一つの流れで、ま
た、燃結帯からの高温排ガスが、好適には、２個
の部分流れで供給されることによつて解決され
る。部分二次空気は、三次空気として接線状に軽
焼き帯の中に進入する。この場合、部分二次空気
は、旋回流に変換され、予熱された材料及び燃料
がこの旋回流の中に装入される。高温排ガスの部
分流が、焼結帯から軸方向に下方から軽焼き帯の
中に導かれ、これによつて、強力な混合が遅延さ
れ、単に、徐々に行なわれるだけであるようにす
る。焼結帯からの第二の排ガスの部分流れが、軽
焼き帯の端部において、ガスと材料との混合物に
附加され、同時的なあと軽焼きの下に、分離及び
焼結のために継送される。

軽焼き領域へのこの部分ガスの導入によつて、
最善の軽焼きが、特に、材料及び燃料の酸素の十
分な空気との強力な混合によつて保証される。

第二に、軸方向に供給された部分排ガスは、そ
の高い熱含有量によつて、軽焼き過程を援助する
ように作用する。材料の一部分は旋回流の中を下
方に動き、焼結帯に装入される。

炉排ガスの２個の部分流への調節によつて、同
時に、材料の装入の調節の可能性が達成される。

燃料の供給は、軽焼き領域の１箇所又は数箇所
において行なわれ、あるいは、燃料は部分二次空
気に軽焼き帯の中への進入の前に、装入される。

本発明装置は、多段のサイクロン予熱器と、軽
焼き反応器と、ロータリーキルンと、冷却器とか
ら成立つている。軽焼き反応器は、好適には、垂
直に立つているシヤフトとして形成される。シヤ
フトは、円すい形の横断面積の縮少ないしは拡張
された部分及び円筒状部分を設けられている。軽
焼き反応器は、横断面積縮少の形の絞り部を介し
てロータリーキルンの入口導溝に連結されてい
る。軽焼き反応器には、あと反応器導溝が接続さ
れており、これはサイクロン分離器に導かれてい
る。このサイクロン分離器の前には、材料導管が
ロータリーキルンの入口に導かれている。軽焼き
反応器の下方部分の中には、ガス導管が部分二次
空気の供給のために接線状に流入している。この
領域の中において、燃料装入口及び材料装入口が
配置されている。焼結帯からの排ガスに対する部
分ガス導管が、炉入口導溝から、軽焼き反応器の
上方部分の中に導かれている。この部分ガス導管
の中には、制御部材がある。

複流運転の場合には、軽焼きは、２個の前後に
配置された段の中において行なわれる。炉排ガス
及び部分二次空気は、軽焼き段に分割される。両
方の材料の流れの方向において最後から二番目の
予熱段から、材料は一つの軽焼き段に装入され
る。材料の一部分は、この段から運び出され、分
離器及び導管を介して第二の軽焼き段に装入さ
れ、これから焼結帯に到達する。

実施例の説明 以下、本発明をその実施例を示す添附図面の第
１〜３図に基づいて詳細に説明する。

第１及び２図に示すように、ロータリーキルン
１２から出る高温の炉排ガスは、炉の入口導溝９
の領域内において２個の部分流に分割される。炉
排ガスの一つの部分流は、軸方向に円すい形及び
円筒形の横断面積の拡張部ないしは縮少部を設け
られたシヤフト状の軽焼き反応器１に供給され
る。軽焼き反応器１は、この部分流によつて、好
適には、軸方向に下方から上方に貫流され、ま
た、下方領域においては、接線状に供給される部
分二次空気によつて貫流されるが、この部分二次
空気は、部分二次空気導管４の接線状の接続によ
つて、旋回流に変換される。この場合、炉排ガス
の部分流は、軽焼き反応器１に供給される部分二
次空気よりも、より大きな垂直速度を有してい
る。好適には、部分二次空気の流入部の上部に供
給される材料は、酸素の十分な部分二次空気によ
つて旋回状に上方に運搬され、同時的な燃料供給
によつて、軽焼きされる。この場合、軽焼きされ
た材料の一部分は、ガス流から分離され、軽焼き
反応器１の絞り部２を通り、流入円すい１５を通
り、炉の入口導溝を経て焼結部に供給される。

炉排ガスの他の部分流は、部分ガス導管５を介
して軽焼き帯の上方領域内に供給される。ガス流
と、材料との強力な混合によつて、あと軽焼き導
溝６の領域内においてあと軽焼きが行なわれる
が、この導溝６は、軽焼き反応器１をサイクロン
分離器７に連結している。軽焼き反応器１から、
あと軽焼き導溝６への移行部は、円すい３によつ
て形成されている。サイクロン分離器７の中にお
いて、予備軽焼きされた材料がガス流から分離さ
れ、焼結部に材料導管８を介して供給され、一
方、ガス流は材料の予熱のために、サイクロン予
熱器１６の中に導かれる。

軽焼き反応器１内における燃焼状態の調節のた
めに、炉排ガスの部分流がとの中に導かれる部分
ガス導管５の中に、制御部材１０が配置されてい
る。この制御部材１０によつて、炉排ガス流の分
割が行なわれる。部分ガス導管５の下方領域の
中、又は、炉の進入導溝の領域内にバイパス導管
１１が配置されている。これによつて、高い分量
の有害元素を有しているセメント原料の準備の際
におけるこの方法の適用のために、炉排ガスは、
炉の進入導溝９ないしは部分ガス導管５の領域か
ら取り除かれることができる。予熱された材料に
対する材料の運び込み導管１４は、好適には、部
分二次空気導管４の流入部の上方の領域内に配置
される。燃料の運び込み口１３は、部分二次空気
導管４の軽焼き反応器１の中への入口領域におい
て、燃料が直接的に軽焼き反応器１の中及び（又
は）部分二次空気導管４の中に、この部分二次空
気導管４が軽焼き反応器１の中へ流入する前に、
装入されるように配置される。

第３図に示す本発明装置は、サイクロン予熱器
１６を有している複流式予熱器から成立つてい
る。材料導管２３が、サイクロン段１９及び２０
から軽焼き反応器２１の中に導かれている。これ
らの材料導管２３は、好適には、部分二次空気導
管４並びに燃料装入口１３の接線状の接続の領域
内において流入している。軽焼き反応器２１は、
導管を介して炉の進入導溝９に連結されている。
分離器１８が、ガス流の方向において、軽焼き反
応器２１に後置されている。分離器１８の運び出
しは、材料導管２４を介して軽焼き反応器２２に
連結されている。この材料導管２４は、軽焼き反
応器２２の中に、軽焼き反応器２１への材料導管
に類似して流入している。分離器１７が、ガス流
の方向において、軽焼き反応器２２に後置されて
いる。分離器１７からの材料導管２５は、ロータ
リーキルン１２への流入領域の中に終つている。

装入された原料は、サイクロン予熱器１６の中
における予熱の後の、まず、一緒に、軽焼き反応
器２１に装入される。軽焼き反応器２１に、炉排
ガスの部分流が、軸方向に下方から供給される。
冷却器からの部分二次空気が、三次空気として軽
焼き反応器に接線状に供給される。この領域の中
において、必要とされる燃料の供給も行なわれ
る。軽焼き反応器２１から軽焼きされた材料の一
部分が、下方に炉流入導溝９を経て直接的にロー
タリーキルン１２の中に到達する。残りの材料
は、後置された分離器１８の中に到達し、そこか
ら、材料導管２４を介して軽焼き反応器２２に装
入される。軽焼き反応器２２は、軽焼き反応器２
１に類似して配置されている。分離器１７を介し
て分離された材料は、ロータリーキルン１２に装
入される。

本発明方法及び装置の本質的な利点は、非常に
良好な利用が、軽焼き反応器及び燃料の熱にも、
ロータリーキルン排ガスの熱にも、達成されるこ
とにある。軽焼き反応器及びあと反応導溝が、必
要な材料の滞留時間を保証する。

炉排ガスに対する部分ガス導入、長い燃焼経路
及び燃料と酸素の十分な予熱空気との強力な混合
が、固い且つ低性能でもある燃料の良好な燃焼を
可能とさせる。

本発明による予熱器及び冷却器を備えた軽焼き
反応器によつて、複雑でない始動基準及び運転基
準が可能とされる。同時に、軽焼き反応器と燃料
との持分が、運転条件に応じて、それぞれ、調節
可能とされる。

他の利点は、本発明が、単流の予熱器に対して
も、複流の予熱器に対しても、設置可能であり、
また、両方の分岐は、一様に作動されることがで
きることにある。この場合、実現される長い反応
径路にもかかわらず、サイクロン予熱器の構造高
さが、超過されることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１実施例を示す縦断面
図、第２図はその軽焼き反応器の変形を備えた実
施例の縦断面図、第３図は２個の軽焼き段を有し
ている複流式予熱器を備えている実施例の縦断面
図である。 １，２１，２２……軽焼き反応器；２……絞り
部分；３……円すい形部；４……部分二次空気導
管；５……部分ガス導管；６……あと反応導溝；
７……サイクロン分離器；８……材料導溝；９…
…炉流入導溝；１０……調節機構；１１……バイ
パス導管；１３……燃料運び口；１８……分離
器；１９，２０……サイクロン段；２３……材料
導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細粒材料、好適には、セメント原料の、特
   に、部分二次空気の直接的な供給及び焼結帯から
   の排ガスとの混合による軽焼きのための熱処理方
   法において、焼結帯からの高温炉排ガスが２個の
   部分流に分割され、冷却帯からの部分二次空気が
   軽焼き帯の中への接線状の供給によつて旋回流に
   転換され、同時に、高温炉排ガスの部分流が、よ
   り大きな垂直速度を有して旋回流を軸方向に下方
   から上方に中央領域の中を貫通し、この場合、材
   料の上向き運動と一緒に同時的な燃料の供給及び
   引き続く強力な混合により材料の軽焼きが行なわ
   れ、その後に、高温炉排ガスの第二の部分流が供
   給され、他の強力な混合により材料のあと軽焼き
   が行なわれ、引き続いて、一緒に導かれた材料が
   ガス流から分離され、焼結帯に供給され、一方、
   ガス流は材料を予熱し、また、材料の一部分は軽
   焼きの後にガス流から分離され、焼結帯に供給さ
   れ、また、高温炉排ガスの部分流は調節可能であ
   るようにしたことを特徴とする方法。 ２ 複流式の場合に、高温炉排ガス及び部分二次
   空気が、それぞれの軽焼き反応器に分割され、両
   方の、材料の流れの方向において最後から二番目
   の予熱段から分離された材料が一緒に一つの軽焼
   き段に装入され、これから分離された材料が、第
   二の軽焼き段に、より高い軽焼き度合いを有して
   供給され、この第二段の軽焼きされた材料が直接
   的に、ないしは、分離段を介して焼結帯に到着
   し、この場合、両方の軽焼き段の中への材料の供
   給が、部分二次空気の供給の領域内に横たわつて
   いる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 多段のサイクロン予熱器と、軽焼き反応器
   と、ロータリーキルンと、冷却器とを有してい
   る、特に、セメント原料の熱処理装置において、
   軽焼き反応器１が、円すい形の横断面面縮小ない
   しは拡大を有する部分と、円筒部とを有している
   垂直に立つているシヤフトとして形成され、これ
   が横断面積縮小の形状の絞り部を介して炉流入導
   溝９に連結されると共に上方部分においてあと反
   応導溝６に終わつており、軽焼き反応器１の下方
   部分の中には部分二次空気導管４が接線状に接合
   しており、この領域内には、燃料運び口１３並び
   に材料運び口１４が配置されており、炉流入導溝
   ９から出発する部分ガス導管５が、軽焼き反応器
   １の上方領域内に終わつていることを特徴とする
   装置。 ４ 軽焼き反応器１の反応室に、絞り部２及び円
   すい形部３が接続されている特許請求の範囲第３
   項記載の装置。 ５ 部分ガス導管５の上方領域の中に、調節機構
   １０が配置されている特許請求の範囲第３又は４
   項記載の装置。 ６ 部分ガス導管５の下方領域内、又は、炉流入
   導溝９の領域内にバイパス導管１１が配置されて
   いる特許請求の範囲第３、４又は５項記載の装
   置。 ７ サイクロン分離器７が、材料導管８を介して
   炉流入導溝９に連結されている特許請求の範囲第
   ３〜６項のいずれかに記載の装置。 ８ 燃料運び口１３が、軽焼き反応器１の１個又
   は多数の箇所において、部分空気導管４の軽焼き
   反応器１の中への流入部の上方及び（又は）部分
   二次空気導管４に、その軽焼き反応器の中への入
   口の前に配置されている特許請求の範囲第３〜７
   項のいずれかに記載の装置。 ９ 複流式の予熱器と軽焼き反応器とを備え、軽
   焼き段が２個の軽焼き反応器２１及び２２から成
   り立つており、これらが、別個の高温炉排ガスの
   供給及び三次空気の供給並びに燃料の供給の際
   に、材料流れの方向において、材料導管２３がサ
   イクロン段１９及び２０から軽焼き段２１の中に
   流入すると共に材料導管２４が分離器１８から軽
   焼き反応器２２の中に流入するように順順に接続
   されている特許請求の範囲第３〜６項のいずれか
   に記載の装置。