(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント原料を予熱するプレヒータと、
該予熱したセメント原料を熱間造粒する熱間造粒装置と、
キルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが５以上１０以下であり、前記熱間造粒したセメント原料を焼成するロータリーキルンとを備え、
前記熱間造粒装置は、燃焼用空気及び噴流層形成用ガスとして、前記ロータリーキルンに付設されたクリンカクーラの排ガスを用いることを特徴とするセメント焼成装置。
【請求項２】
前記プレヒータと前記熱間造粒装置との間に仮焼炉を備え、該仮焼炉において前記プレヒータで予熱したセメント原料を仮焼し、仮焼したセメント原料を前記熱間造粒装置で熱間造粒することを特徴とする請求項１に記載のセメント焼成装置。
【請求項３】
前記熱間造粒装置において、前記セメント原料を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に造粒することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリンカ生産能力を高く維持しながら、セメントクリンカの焼成に要する熱量を低減したセメント焼成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なセメント焼成装置は、図２に示すように、サスペンションプレヒータ（以下、「プレヒータ」という）２２と、仮焼炉２３と、ロータリーキルン２５と、クリンカクーラ２６と、排気風車２７等で構成される。
【０００３】
プレヒータ２２は、サイクロンが多段（本例では４段）にわたって配列され、最上段サイクロン２２ａの入口ガスダクトにセメント原料Ｒが供給され、最下段サイクロン２２ｂの原料出口部に連結されたシュート２２ｃがロータリーキルン２５に接続される。
【０００４】
仮焼炉２３は、微粉炭等の燃料Ｆ１を噴出するバーナ（不図示）を備え、クリンカクーラ２６からの高温空気Ｈが燃焼用空気として導入される。
【０００５】
ロータリーキルン２５は、キルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが、１１〜２０であって、最下段サイクロン２２ｂから供給された脱炭酸原料Ｍを焼成するため、微粉炭等の燃料Ｆ３を噴出するバーナ（不図示）を備える。
【０００６】
クリンカクーラ２６は、ロータリーキルン２５から排出されたセメントクリンカＣを冷却空気Ａによって冷却するために備えられる。
【０００７】
排気風車２７は、クリンカクーラ２６に導入された冷却空気Ａ等をロータリーキルン２５、仮焼炉２３、プレヒータ２２を介して誘引し、後段の廃熱発電を行うボイラ等に導入する。
【０００８】
上記構成を有するセメント焼成装置２１では、プレヒータ２２にセメント原料Ｒを投入して各サイクロンの内部で予熱し、仮焼炉２３で仮焼し、ロータリーキルン２５で焼成してセメントクリンカＣが生成される。ロータリーキルン２５から排出されたセメントクリンカＣは、クリンカクーラ２６で冷却空気Ａによって冷却された後、セメント粉砕工程へ送られる。
【０００９】
しかし、上記セメント焼成装置２１では、ロータリーキルン２５の装置規模が大きいため、放散熱が大きくなると共に、設備の据付け占有面積及び駆動用動力の増大等を招くこととなる。
【００１０】
そこで、特許文献１等には、プレヒータと、噴流層造粒炉（熱間造粒装置）と、流動層焼成炉及び冷却装置とで構成されるセメント焼成装置が開示されている。このような構成を有するセメント焼成装置では、ロータリーキルンを用いないため放散熱を低減することができ、クリンカ冷却装置からの回収熱を効率よく利用することができると共に、セメント粉末原料をペレット状に造粒した後焼成することで固相反応であるクリンカ焼成が容易に進行するため、セメントクリンカ焼成の熱量原単位を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−２３０６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記特許文献１等に記載の噴流層造粒炉、流動層焼成炉及び冷却装置等を備えたセメント焼成装置は、クリンカ生産量の増加に比例して所要空気量が増加するため、１日当たりのクリンカ生産量が２０００トン程度以下の規模のものに限られ、大型化することが困難である。そのため、２０００ｔ／ｄ程度を越える生産量を得るためには、上記セメント焼成装置を複数基設置する必要があり、設備コスト及び運転コストの上昇を招くこととなる。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、クリンカ生産能力を高く維持しながら、セメントクリンカの焼成に要する熱量を低減することのできるセメント焼成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、セメント焼成装置であって、セメント原料を予熱するプレヒータと、該予熱したセメント原料を熱間造粒する熱間造粒装置と、キルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが５以上１０以下であり、前記熱間造粒したセメント原料を焼成するロータリーキルンとを備え、前記熱間造粒装置は、燃焼用空気及び噴流層形成用ガスとして、前記ロータリーキルンに付設されたクリンカクーラの排ガスを用いることを特徴とする。
【００１５】
そして、本発明によれば、熱間造粒装置においてセメント原料を高温で熱間造粒することでセメント原料が溶融状態で造粒されるため、従来のロータリーキルン内で行われていたプロセスの一部を熱間造粒装置で行うことができ、本発明におけるロータリーキルンのキルン長を従来の約半分にすることができる。これにより、ロータリーキルンのシェルからの放散熱を大幅に低減することができ、クリンカ生産能力を高く維持しながら、セメントクリンカ焼成の熱量原単位を、従来のロータリーキルンを用いた場合に比較して３〜８％程度削減することができる。
【００１６】
また、従来のロータリキルンに供給される原料は、粉末であるため、キルンの内壁に付着するなどしてキルン内の移動速度が安定しないという問題があったが、本発明では、熱間造粒により原料が粒状となっているため、キルン内の移動速度が比較的安定すると共に熱伝達が良好となり、熱量原単位の低減に繋がる。
【００１７】
さらに、本発明では、ロータリキルンから排出されてクリンカクーラに入るクリンカに存在する粉末が減少することにより、クリンカクーラにてクリンカと冷却空気との熱交換が良好になり、クリンカの品質が改善される共に、キルンの燃焼空気として利用される二次空気が高温となり、熱量原単位のさらなる低減が可能となる。
さらにまた、熱間造粒装置において、燃焼用空気及び噴流層形成用ガスとして、ロータリーキルンに付設されたクリンカクーラの排ガスを用いるため、セメント焼成装置で発生した高温の空気を用いることで、熱量原単位をさらに低減することが可能となる。
【００１８】
上記セメント焼成装置において、前記プレヒータと前記熱間造粒装置との間に仮焼炉を設け、該仮焼炉において前記プレヒータで予熱したセメント原料を仮焼し、仮焼したセメント原料を前記熱間造粒装置で熱間造粒することができる。本発明によれば、上記発明と同様に、下流側のロータリーキルンのキルン長を短くすることができ、キルンシェルからの放散熱を低減することで、クリンカ生産能力を高く維持しながら、セメントクリンカ焼成の熱量原単位を低減することができる。
【００２０】
また、上記セメント焼成装置において、前記熱間造粒装置において、前記セメント原料を１ｍｍ以上２０ｍｍ以下に造粒することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、クリンカ生産能力を高く維持しながら、セメントクリンカの焼成に要する熱量を低減することのできるセメント焼成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るセメント焼成装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】従来のセメント焼成装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態について、図１を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係るセメント焼成装置の一実施の形態を示し、このセメント焼成装置１は、プレヒータ２と、仮焼炉３と、熱間造粒装置４と、ロータリーキルン５と、クリンカクーラ６と、排気風車７等で構成される。
【００２６】
プレヒータ２は、サイクロンが多段（本実施の形態では４段）にわたって配列され、最上段サイクロン２ａの入口ガスダクトにセメント原料Ｒが供給され、最下段サイクロン２ｂの原料出口部に連結されたシュート２ｃが熱間造粒装置４に接続される。尚、サイクロンの段数は、４段に限定されない。
【００２７】
仮焼炉３は、微粉炭等の燃料Ｆ１を噴出するバーナ３ａを備え、クリンカクーラ６の高温空気Ｈが燃焼用空気として導入される。この仮焼炉３には、流動層式、噴流層式又は気流式の燃焼炉を使用することができる。
【００２８】
熱間造粒装置４は、微粉炭等の燃料Ｆ２を噴出するバーナ４ａを備え、装置の下方から吹き上げられる上記高温空気Ｈによって噴流層を形成し、供給されたセメント原料Ｒを溶融させながら造粒するために備えられる。熱間造粒装置４の下部に設けられたシュート４ｂがロータリーキルン５に接続される。
【００２９】
ロータリーキルン５は、キルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが、５〜１０であって、熱間造粒装置４から供給された溶融造粒物Ｐを焼成するため、微粉炭等の燃料Ｆ３を噴出するバーナ５ａを備える。
【００３０】
クリンカクーラ６は、ロータリーキルン５から排出されたセメントクリンカＣを冷却するために備えられ、複数の格子板を有する格子要素と、格子要素に連通する格子ビームと、格子ビーム及び格子要素を介して冷却空気Ａを格子板の上方に供給する空気供給手段等で構成される。
【００３１】
排気風車７は、クリンカクーラ６に導入された冷却空気Ａ等をロータリーキルン５、熱間造粒装置４、仮焼炉３、プレヒータ２を介して誘引し、後段の廃熱発電を行うボイラや、排ガスＧ２の調温・調湿を行うスタビライザ（調湿塔）や、プレヒータ２に供給するセメント原料Ｒを生成するためのドライヤ、ミル等の原料系に導入する。
【００３２】
次に、上記構成を有するセメント焼成装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００３３】
クリンカクーラ６に冷却空気Ａを導入し、この冷却空気Ａ等を排気風車７で誘引し、ロータリーキルン５で燃焼用空気として用いてバーナ５ａから噴出した燃料Ｆ３を燃焼させると共に、仮焼炉３においてバーナ３ａから噴出した燃料Ｆ１を燃焼させ、熱間造粒装置４でバーナ４ａから噴出した燃料Ｆ２を燃焼させ、これらの装置及びプレヒータ２の各サイクロンの内部を昇温させる。
【００３４】
プレヒータ２にセメント原料Ｒを投入して各サイクロンの内部で予熱し、その後仮焼炉３に投入して仮焼する。仮焼された脱炭酸原料Ｍは、仮焼炉３から最下段サイクロン２ｂ、シュート２ｃを経て熱間造粒装置４に供給される。
【００３５】
熱間造粒装置４の内部は、バーナ４ａから噴出した燃料Ｆ２の燃焼により１３００℃程度となり、脱炭酸原料Ｍは、熱間造粒装置４の内部の中心部で溶融しながら、クリンカクーラ２６からの高温空気Ｈによって噴流層が形成されて粒径が整えられ、粒径１ｍｍ〜２０ｍｍ程度の溶融造粒物Ｐとなる。この溶融造粒物Ｐは、シュート４ｂを介してロータリーキルン５の窯尻に投入され、ロータリーキルン５で焼成されてセメントクリンカＣが生成される。ロータリーキルン５から排出されたセメントクリンカＣは、クリンカクーラ６で冷却空気Ａによって冷却された後、セメント粉砕工程へ送られる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、熱間造粒装置４によってセメント原料を溶融造粒するため、下流側のロータリーキルン５のキルン長を短縮することができる。これにより、クリンカ生産能力を高く維持しながら、ロータリーキルン５のシェルからの放散熱を大幅に低減することができ、セメントクリンカの焼成に要する熱量を大幅に低減することができる。
【００３７】
尚、上記実施の形態においては、セメント焼成装置１に仮焼炉３を設けたが、仮焼炉３
を設けずに、熱間造粒装置４においてセメント原料Ｒの仮焼と熱間造粒の両方を行うこと
もできる。
【符号の説明】
【００３８】
１  セメント焼成装置
２  プレヒータ
２ａ  最上段サイクロン
２ｂ  最下段サイクロン
２ｃ  シュート
３  仮焼炉
３ａ  バーナ
４  熱間造粒装置
４ａ  バーナ
４ｂ  シュート
５  ロータリーキルン
５ａ  バーナ
６  クリンカクーラ
７  排気風車
【図１】
0005911091.tif 000002
【図２】
0005911091.tif 000003