(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションプレヒータ付キルンのキルン窯尻と混合室とを接続する立上り煙道部に可変絞り装置を設け、該可変絞り装置の絞り弁の絞り量を調整してキルン排ガスの流速を制御する工程と；
該絞り弁の先端面に開口するノズルから脱硝用添加剤を噴出させ前記キルン排ガスに混合せしめる工程と；
を備えたことを特徴とするセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減方法。
【請求項２】
サスペンションプレヒータ付キルンのキルン窯尻と混合室とを接続する立上り煙道部に可変絞り装置を設け、該可変絞り装置の絞り弁の絞り量を調整してキルン排ガスの流速を制御する工程と；
該絞り弁の先端面に開口するノズルから脱硝用添加剤を噴出させ前記キルン排ガスに混合せしめる工程と；
最上段サイクロン出口排ガス中のＮＯｘ含有値を検出し、その検出値に基づいて前記可変絞り装置の絞り量と脱硝用添加剤の供給量とを調整する工程と；
を備えたことを特徴とするセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減方法。
【請求項３】
脱硝用添加剤が、炭素及び炭化水素系の燃料であることを特徴とする請求項１又は２記載のセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減方法。
【請求項４】
炭素及び炭化水素系の燃料が、微粉炭、重油、灯油、ＬＰＧ、ＬＮＧの内の１種類からなる単一添加剤、又は、複数種からなる混合添加剤であることを特徴とする請求項３記載のセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減方法。
【請求項５】
脱硝用添加剤が、アンモニアガス、アンモニア水、尿素水溶液、又は、アンモニア塩の水溶液であることを特徴とする請求項１、又は、２記載のセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減方法。
【請求項６】
サスペンションプレヒータとロータリキルンとを接続する立上り煙道部と；
該立上り煙道部に設けられ、かつ、絞り弁を有する可変絞り装置と；
該絞り弁の先端面に開口し、脱硝用添加剤を噴出せしめるノズルと；
を備えたことを特徴とするセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減装置。
【請求項７】
サスペンションプレヒータの仮焼炉とロータリキルンのキルン窯尻とを接続する立上り煙道部と；
該立上り煙道部に設けられ、かつ、絞り弁を有する可変絞り装置と；
該絞り弁の先端面に開口し、脱硝用添加剤を噴出せしめるノズルと；
最上段サイクロン出口排ガス中のＮＯｘ値を検出するＮＯｘ検出器と；
を備えたことを特徴とするセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減装置。
【請求項８】
サスペンションプレヒータの仮焼炉とロータリキルンのキルン窯尻とを接続する立上り煙道部と；
該立上り煙道部に設けられ、かつ、絞り弁を有する可変絞り装置と；
該絞り弁の先端面に開口し、脱硝用添加剤供給を噴出せしめるノズルと；
最上段サイクロン出口排ガス中のＮＯｘ値を検出するＮＯｘ検出器と；
該ＮＯｘ検出器の検出値に基づき可変絞り装置の絞り量及び脱硝用添加剤の供給量を調整する混合制御手段と；
を備えたことを特徴とするセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減装置。
【請求項９】
絞り弁が、互いに独立して摺動する複数の弁部材からなることを特徴とする請求項６、７、又は、８記載のセメントキルン排ガス中のＮＯｘ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、セメント焼成設備において発生するセメントキルン排ガス中のＮＯｘの低減方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
仮焼炉付ＮＳＰキルンは、ロータリキルンと仮焼炉とで燃料を吹き込み燃焼させている（特公昭５１−３０８６５、特公昭６０−１８２０９、特公平２−５５０９６参照）。
【０００３】
このキルンでセメントを製造する場合にはＮＯｘは主にロータリキルン側の燃料の燃焼によって発生する。それは、ロータリキルン焼点部で原料を半溶融まで加熱して焼成することが必要であり、炎は充分な輻射伝熱を生じるよう高温度が要求されるので、ロータリキルンでのＮＯｘの発生は避けられないのである。
【０００４】
又、仮焼炉側の燃料の燃焼は通常８００℃〜１０００℃の低温領域であるので、ＮＯｘの発生は非常に少ない。
【０００５】
そこで、ＮＯｘを低減する方法として、ロータリキルン側で発生するＮＯｘを抑制するか、又は、低減させることが必要となる。
【０００６】
このＮＯｘの低減方法として、ロータリキルンとサスペンションプレヒータとを接続する立上り煙道部を流れるキルン排ガス中に燃料、アンモニア或いは尿素等の脱硝用添加剤を吹き込み、該キルン排ガスと燃料等とを混合せしめてＮＯｘを低減する方法が採用されている（特開昭５３−１２２１、特公昭５６−２９５８０参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、脱硝効率が悪く、ＮＯｘの値はそれ程下がらない。そのため、立上り煙道部に吹き込む脱硝用添加剤の添加量を増やしたり、又は、吹き込み方法を変えたりして、ＮＯｘ値を所望値迄下げるように努力されていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単、且つ、確実にＮＯｘ値を低減できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、脱硝用添加剤の添加量が多くてもＮＯｘ値が下がらない場合があり、又、添加場所、添加位置、添加方法等でＮＯｘ値が変化することを知るとともに、結局脱硝効果が悪いのはキルン排ガスと添加剤との混合が均一に行なわれていないため、即ち、混合効果が悪いためであることに気がついた。
そこで、本発明者は、混合効果を良くするため本発明を次の様に構成し、前記目的を達成しようとするものである。
【００１０】
サスペンションプレヒータ付キルンのキルン窯尻と混合室とを接続する立上り煙道部に可変絞り装置を設け、該可変絞り装置の絞り弁の絞り量を調整してキルン排ガスの流速を制御する工程と；該絞り弁の先端面に開口するノズルから脱硝用添加剤を噴出させ前記キルン排ガスに混合せしめる工程と；最上段サイクロン出口排ガス中のＮＯｘ含有値を検出し、その検出値に基づいて前記可変絞り装置の絞り量と脱硝用添加剤の供給量とを調整する工程と；を備えたことを特徴とするＮＯｘ低減方法。
【００１１】
【作用】
立上り煙道部内を流れるキルン排ガスは可変絞り装置の絞り弁により絞られて流速が変化するとともに、該絞り弁に衝突したキルン排ガスは流れを乱され渦を巻く様にしながら混合室内に流れ込む。この時、絞り弁の先端面の開口から脱硝用添加剤が噴出され、その添加剤はキルン排ガスの流れを横断する様にしながら、キルン排ガスに混合される。
【００１２】
ＮＯｘ検出手段のＮＯｘ検出値が所望値でない時には、可変絞り装置の絞り弁の絞り量と該添加剤の添加量を調整し、キルン排ガスと該添加剤とが均一に混合するようにする。
【００１３】
【実施例】
この発明の実施例を添付図面により説明する。
仮焼炉付サスペンションプレヒータ付ロータリキルン（以下、ＮＳＰキルンという）において、ロータリキルン１のキルン窯尻２は、立上り煙道部３を介して混合室４に接続されている。
【００１４】
この立上り煙道部３は絞り込まれて、所謂縮流部をなしているが、この煙道部３には煙道部断面積ＡＳ、即ち、キルン排ガスの流路断面積、を変化せしめる可変絞り装置５が設けられている。
【００１５】
この可変絞り装置５には、図３、図４に示す様に、該煙道部３内に出入りする４枚の絞り弁６が設けられている。該絞り弁６は油圧シリンダ７により互いに独立に摺動する。
【００１６】
この絞り弁６は、耐熱金属で構成され、その内部には、脱硝用添加剤供給ノズル８が設けられている。このノズル先端のノズル口８ａは絞り弁の先端面６ａに開口し、又、その後端にはポンプなどを備えた脱硝用添加剤の圧送手段１０が接続されている。
【００１７】
このノズル８は、必要に応じて適宜その形状、種類などが選択されるが、例えば、噴霧ノズルや吹き込みノズルが用いられる。
【００１８】
脱硝用添加剤として、炭素および炭化水素系の燃料、例えば、微粉炭、重油、軽油、灯油、ＬＰＧ、ＬＮＧのうちの１種類からなる単一剤、又は、複数種類からなる混合剤、を用いるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択される。例えば、脱硝用添加剤として、アンモニアガス、アンモニア水、尿素又はアンモニア塩の水溶液、などを用いてもよい。
【００１９】
なお、図において、ＳＢは仮焼炉バーナ、Ｄはクーラ、ＫＢはキルンバーナ、矢印Ａ１は排ガスの流れ方向、矢印Ａ２はセメント原料の流れ方向、Ａ３は燃料燃焼用空気の流れ方向、Ａ４は脱硝用添加剤３０の流れ方向、をそれぞれ示す。又、Ｃ１〜Ｃ４はサイクロン、２０は最上段サイクロンＣ１の出口２０ａに設けられ、プレヒータ排ガス中のＮＯｘ値を測定するＮＯｘ検出器、をそれぞれ示す。
【００２０】
本実施例の作動について説明するが、初めにセメント焼成に用いるＮＳＰキルンの全体的な作動について説明する。
図示しない原料ホッパからキルン排ガスダクトＫＤ１に投入された５０〜１００℃のセメント原料は、最上段サイクロンＣ１、サイクロンＣ２を通り、キルン排ガスダクトＫＤ２、ＫＤ３にそれぞれ投入される。
【００２１】
キルン排ガスダクトＫＤ３に入ったキルン排ガスは、サイクロンＣ３に入る。このサイクロンＣ３により、６００〜７５０℃に加熱された原料が該キルン排ガスから分離される。分離された原料はクーラＤと連通する空気吹込管２１中で３００〜７００℃の熱風に浮遊懸濁させられて仮焼炉Ｓに吹き込まれる。
【００２２】
仮焼炉Ｓ内のセメント原料は、１０００〜１３００℃の高温燃焼ガスと混合、熱交換しながら混合室４内でほぼ９００〜１２００℃のキルン排ガスと混合攪拌され、再度熱交換され８３０〜９５０℃の均一に混合された後、最下段サイクロンＣ４に入り、８２０〜９００℃のセメント原料としてキルン窯尻２を通りロータリキルン１内に送入される。
【００２３】
ロータリキルン１内で発生した該排ガスＡ１は立上り煙道部３において可変絞り装置５により流量を調整され、流速を制御されるとともに、該ノズル８から脱硝用添加剤３０を吹き付けられ混合されながら混合室４に入る。
そして、仮焼炉Ｓで発生した燃焼ガスと混合されるが、仮焼炉Ｓでは低温燃焼のため、この燃焼ガスにはほとんどＮＯｘが含まれていない。
そのため、前記キルン排ガスのＮＯｘは混合室４内で仮焼炉Ｓで発生したＮＯｘと混合し希釈される。
【００２４】
可変絞り装置５は、絞り弁６を油圧シリンダで摺動させることにより、煙道部断面積ＡＳの大きさを変化させ、所謂絞り量を変化させる。この絞り弁６を変位させる場合には図３、図４の実線で示す様に、全部の絞り弁６を同一突出量にしたり、又、図４の鎖線で示す様に対向する一方の絞り弁６の突出量を他方のそれより大きくしてもよい。この絞り弁６の形状や制御方法は必要に応じて適宜選択される。
【００２５】
立上り煙道部３を通る該排ガスＡ１は、絞り弁６により流速を規制されながら脱硝用添加剤３０を吹き付けられるが、この時、該排ガスＡ１は絞り弁６に衝突して流れが乱されるので、絞り弁６の先端面６ａから吹き出される脱硝用添加剤３０は該排ガスの流れの中央部分まで入り込み、良く混合される。
【００２６】
又、該排ガスＡ１は絞り弁６の先端面６ａを洗う様にしながら上昇するので、該先端面６ａに開口している脱硝添加剤供給ノズル８のノズル口８ａが詰まったりすることがない。
【００２７】
更に、該ノズル８は絞り弁６を絞り込めば絞り込む程煙道部３の中心部に近ずくので、該排ガスＡ１の流速が速くなっても十分に該添加剤を混合することができる。
【００２８】
なお、運転中、ＮＯｘ検出器２０により最上段サイクロンＣ１出口排ガスＡ１中のＮＯｘ値を検出し、所望のＮＯｘ値となるよう可変絞り装置５の絞り量と脱硝添加剤３０の供給量が調整される。所望のＮＯｘ値より高い場合には、絞り量を大きくして煙道部断面積ＡＳを小さくし流速を大きくし、又、その逆の場合には絞り量を小さくして煙道部断面積ＡＳ大きくし流速を小さくする。この時の調整される流速は必要に応じて適宜選択されるが、例えば、キルン排ガスの流速が２０ｍ／Ｓ〜４０ｍ／Ｓの範囲内で選択される。
【００２９】
前記実施例では、仮焼炉付サスペンションプレヒータ付キルンについて述べたが、仮燃焼の付かないサスペンションプレヒータ付キルンにおいても同様の要領で、ＮＯｘを低減できることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は以上の様に構成したので、次の様な顕著な効果を奏する。
（１）立上り煙道部に可変絞り装置を設けたので、絞り量を変化させてキルン排ガスの流速を調整し、脱硝用添加剤の混合を均一に行なうことができる。
そのため、ロータリキルンの運転を乱すことなく、熱量の増加もほとんどなく、ＮＯｘを低減することができる。
【００３１】
（２）可変絞り装置の絞り弁の先端面に開口する脱硝添加剤供給ノズルを設けたので、キルン排ガスは該ノズルのノズル口を洗う様にしながら流れる。
そのため、ノズルの詰まりを防止することができる。
又、該ノズル煙道部の内壁面に固定した場合に比べ、キルン排ガスの流れのより中心部側に脱硝添加剤を供給することができるので、より良好な混合効果を得ることができる。
【００３２】
なお、脱硝添加剤３０の吹き込み量を変化させて最上段サイクロン出口排ガス中のＮＯｘ値を測定調整したところ、表１の結果を得た。
但し、この実験における条件は、燃料たき比、即ち、ロータリキルンの燃料量／仮焼炉の燃料量＝４０／６０、キルン窯尻排ガス中のＮＯｘ＝１０００ｐｐｍ、（Ｏ２＝１０％基準）、である。なお、ｆｍは脱硝用添加剤（燃料）のキルン燃料に対する割合（％）、ＮＯｘは最上段サイクロン出口から排出される排ガス中のＮＯｘｐｐｍ（１０％Ｏ２換算値）、である。
【００３３】
【表１】
0003577612.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【符号の説明】
１    ロータリキルン
２    キルン窯尻
３    立上り煙道部
４    混合室
５    可変絞り装置
６    絞り弁
７    油圧シリンダ
８    脱硝用添加剤供給ノズル
【図１】
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【図２】
0003577612.tif 000004
【図３】
0003577612.tif 000005
【図４】
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