(57)【要約】【課題】均一な旋回流を発生させることのできるセメントキルン排ガス抽気処理装置を提供する。【解決手段】セメントキルン排ガスの一部を抽気するための円筒状の第一の抽気管と、第一の抽気管の管壁において円筒状に開いた一つの、又は円周方向に均等間隔で配列された複数の冷却用旋回空気流導入口と、冷却用旋回空気流導入口が設置された箇所において第一の抽気管の周囲を同心円状に囲み、円周方向に均等間隔で配列された複数の旋回羽根を収容した旋回強化ユニットと（ここで、各旋回羽根は、冷却用空気が冷却用旋回空気流導入口から第一の抽気管内に入って第一の抽気管の内壁に沿った旋回流を生じさせることができるように、第一の抽気管の内壁の接線方向又はそれよりも外側を向いている。）、旋回強化ユニットの外壁の略接線方向に流体連通した一本、又は円周方向に均等間隔で配列された複数本の冷却用空気搬送ダクトと（ここで、旋回羽根の数は冷却用空気搬送ダクトの数よりも多い。）を備えるセメントキルン排ガス抽気処理装置。【選択図】図３
2011032130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルン排ガスの一部を抽気し、抽気した排ガスを冷却用空気と混合して排ガス温度を下げて処理するセメントキルン排ガス抽気処理装置であって、
セメントキルン排ガスの一部を抽気するための円筒状の第一の抽気管と、
第一の抽気管の管壁において円筒状に開いた一つの、又は円周方向に均等間隔で配列された複数の冷却用旋回空気流導入口と、
冷却用旋回空気流導入口が設置された箇所において第一の抽気管の周囲を同心円状に囲み、円周方向に均等間隔で配列された複数の旋回羽根を収容した旋回強化ユニットと、ここで、各旋回羽根は、冷却用空気が冷却用旋回空気流導入口から第一の抽気管内に入って第一の抽気管の内壁に沿った旋回流を生じさせることができるように、第一の抽気管の内壁の接線方向又はそれよりも外側を向いており、
旋回強化ユニットの外壁の略接線方向に流体連通した一本、又は円周方向に均等間隔で配列された複数本の冷却用空気搬送ダクトと、ここで、旋回羽根の数は冷却用空気搬送ダクトの数よりも多い、
を備えるセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項２】
各旋回羽根は第一の抽気管の内壁の接線方向に対して１０〜４０°の角度外側を向いている請求項１記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項３】
各旋回羽根は第一の抽気管内を流れるセメントキルン排ガスの流れ方向に対して鋭角に取り付けられている請求項１又は２記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項４】
冷却用空気搬送ダクトの数が２、３、又は４本である請求項１〜３何れか一項記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項５】
旋回羽根の数が１５〜３６枚である請求項１〜４何れか一項記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項６】
旋回羽根が第一の抽気管の周囲を回転することができるように回転自在に取り付けられている請求項１〜５何れか一項記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項７】
冷却用旋回空気流導入口の下流側に第一の抽気管に対して同心円環状の冷却用直進空気流導入口を更に備えており、冷却用直進空気流導入口は第一の抽気管よりも管径の大きな第二の抽気管に第一の抽気管の下流側先端を同心円状に差し込まれて形成されている請求項１〜６何れか一項記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項８】
冷却用直進空気流の流れを規定する冷却用空気搬送管を更に旋回強化ユニットの下流に備えており、冷却用空気搬送管は第一及び第二の抽気管よりも管径が大きく、第一及び第二の抽気管を同心円状に囲んでおり、冷却用空気を流入させるために下流側先端が開放されており、流入した冷却用空気が第二の抽気管の外周をセメントキルン排ガスの流れ方向とは逆の方向に流れた後、第一の抽気管と第二の抽気管の差し込み口のところで反転して冷却用直進空気流導入口へ向かうことができるように上流側先端が閉鎖されている請求項７記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置。
【請求項９】
請求項１〜６何れか一項記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法であって、第一の抽気管の断面積をＡｅ（ｍ2）、第一の抽気管入口を流れるセメントキルン排ガスの平均流速をＵe（ｍ／ｓ）、密度をρe（ｋｇ／ｍ3）、冷却用空気搬送ダクトの数をＮ（本）、冷却用空気搬送ダクトの一本当たりの断面積をＡｔ（ｍ2）、冷却用空気搬送ダクト出口における冷却用空気の平均流速をＵｔ（ｍ／ｓ）、密度をρｔ（ｋｇ／ｍ3）としたとき、
（Ａｔ・Ｎ・ρｔ・Ｕｔ2）／（Ａｅ・ρｅ・Ｕｅ2）＝  ０．３５〜１０
Ｎ≧２
を満たす条件でセメントキルン排ガス抽気処理装置を運転する方法。
【請求項１０】
請求項７又は８記載のセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法であって、第一の抽気管の断面積をＡｅ（ｍ2）、第一の抽気管入口を流れるセメントキルン排ガスの平均流速をＵe（ｍ／ｓ）、密度をρe（ｋｇ／ｍ3）、冷却用空気搬送ダクトの数をＮ（本）、冷却用空気搬送ダクトの一本当たりの断面積をＡｔ（ｍ2）、冷却用空気搬送ダクト出口における冷却用空気の平均流速をＵｔ（ｍ／ｓ）、密度をρｔ（ｋｇ／ｍ3）、冷却用直進空気流導入口の断面積をＡｄ（ｍ2）、冷却用直進空気流導入口における冷却用空気の平均流速をＵｄ（ｍ／ｓ）、密度をρｄ（ｋｇ／ｍ3）としたとき、
（Ａｔ・Ｎ・ρｔ・Ｕｔ2）／（Ａｅ・ρｅ・Ｕｅ2）＝０．１５〜５
かつ
（Ａｄ・ρｄ・Ｕｄ2）／（Ａｅ・ρe・Ｕe2）＝２．２〜３６０
Ｎ≧２
を満たす条件でセメントキルン排ガス抽気処理装置を運転する方法。
【請求項１１】
第一及び存在する場合は第二の抽気管の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスの温度を冷却用旋回空気流導入口の下流側で３５０℃以下に保持する請求項９又は１０記載の運転方法。
【請求項１２】
第一及び存在する場合は第二の抽気管の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスについて、セメントキルン排ガスの濃度を冷却用旋回空気流導入口の下流側で前記混合ガスのうち最も高温の部分の温度が３５０℃以下に冷却されるまで１０体積％未満に保持する請求項９〜１１何れか一項記載の運転方法。
【請求項１３】
冷却用旋回空気流及び存在する場合は冷却用直進空気流が、第一及び存在する場合は第二の抽気管の下流に直接的又は間接的に連結されたセメントキルン設備のメイン排気ダクト用の排気吸引装置からの吸引力によって抽気管内を負圧にすることで発生する請求項９〜１２何れか一項記載の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＳＰ（サスペンションプレヒーター）付セメントキルン設備やＮＳＰ（ニューサスペンションプレヒーター）付セメントキルン設備などのセメントキルン設備でセメントクリンカーを焼成する場合にプレヒーター等の内部壁面に発生し、コーティングの原因となる揮発性成分（アルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩など）をセメントキルン設備から除去する為に、セメントキルン排ガスの一部を抽気して処理する装置及びその運転方法に関する。ここでプレヒーター等の内部壁面とは仮焼炉、ＳＰまたはＮＳＰの最下段サイクロン、及びキルンの原料入り口部及びそれに接続されるキルン排ガスの通過するダクト類を指す。
【背景技術】
【０００２】
セメントキルン設備の排ガス中にはアルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分が含まれている。これらの揮発性成分はプレヒーターとキルンの間を循環しながら次第に濃縮され、クリンカ中に取り込まれてセメントの品質に悪影響を及ぼすほか、プレヒーター等の内部壁面にコーティングとして付着して、プレヒーター等の内部壁面を閉塞させる原因になる。そのため、セメントキルン設備内の揮発性成分を低減するために、いわゆる塩素バイパス法やアルカリバイパス法と言われる排ガス抽気処理が行われてきた。この方法は、セメントキルン排ガスの一部を抽気管で抽気することで、排ガス中の揮発性成分濃度を低減するという方法である。
【０００３】
抽気されるセメントキルン排ガスは１０００℃以上の高温であり、この温度状態であれば揮発性成分が液化又は固化して抽気処理装置内でコーティングを生じさせることはないが、排ガスが冷却されていき、融点または昇華点以下の揮発性成分が抽気処理装置の内壁に接触すると、揮発性成分が内壁にコーティングとして付着してしまう。そのため、塩素バイパス法を実施する上では、排ガス中の揮発性成分が抽気処理装置内でコーティングを生じないように冷却することが望まれるため、これを目的とした各種の技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平９−１７５８４７号公報（特許文献１）には、抽気管で抽気したセメントキルン排ガスを冷却室に導き、該冷却室内壁および該抽気管の窯尻側先端部に至るまでの内壁面に沿って冷却用空気の旋回流が生じるように、チャンバ出口における該排ガス温度を３５０℃以下まで冷却するに十分な冷却用空気を該冷却室内の外周から吹き込み、該冷却室に接続した冷却室出口ダクトで該旋回流を維持させることで徐々に該排ガスと該冷却用空気を混合し、次いでチャンバに導いて、該旋回流を乱すことで該排ガスと該冷却用空気を混合して３５０℃以下まで冷却すると共に塊状物を除去した後、集塵機に導いて粉状物を除去することを特徴とする、抽気セメントキルン排ガスの処理方法が開示されている（請求項１）。
特許文献１の段落０００８には以下の（１）〜（５）が開示されている。
（１）冷却室の外周から内壁面に沿って冷却用空気を吹き込んで、冷却用空気の旋回流で冷却室および冷却室出口ダクトの内壁を保護することにより、冷却室内におけるコーティングの発生が抑制できること。
（２）冷却室内における旋回流を強くすると、抽気管内におけるコーティング発生も抑制されること。
（３）冷却室出口ダクトの長さ、形状を適当なものにすることにより、冷却室で発生した旋回流が冷却室出口ダクト内においても維持され、該ダクト内でのコーティング発生も抑制されること。
（４）冷却室および冷却室出口ダクト内で旋回流を維持しながら徐々に混合して所定温度以下まで冷却してチャンバに導き、チャンバ内では旋回流を乱して排ガスと冷却用空気を混合すると、チャンバ及びそれ以降におけるコーティング発生が抑制されること。
（５）混合後のガスの温度は３５０℃以下となり、この温度では排ガスに含まれていた除去対象とする揮発性成分の固化は完全であり、ヒュームとして集塵機で取り除くことが可能であること。
特許文献１の段落００１１には、抽気管部の内壁を、ファンから冷却室に吹き込まれる冷却用空気の旋回流の逆流によるエアカーテンで保護して、該個所におけるコーティングの発生を抑制したことが記載されている。
特許文献１の段落００１９には、冷却用空気吹込口を複数個設け、冷却用空気を複数個所から吹き込むと、冷却室内の旋回流が均一になり、低い風速で抽気管部における逆流を均一に起こすことが可能になり、抽気管や冷却室におけるコーティング発生を抑制するのに有効であるとも記載されている。
【０００５】
特開平１１−３５３５５号公報（特許文献２）には、効率良くキルンバイパスにおける排ガスを急冷できるようにすることを目的として、二重管構造のプローブをキルン排ガス流路に連通させ、該プローブの内管を介してキルン排ガスの一部を抽気するとともに、該プローブの内管と外管との間の流体通路に冷却気体を供給するキルンバイパスにおける排ガス冷却方法において、前記冷却気体を内管の先端部内方に案内して該プローブの先端部に混合急冷域を形成することを特徴とするキルンバイパスにおける排ガス冷却方法が開示されている（請求項１）。この発明により、抽気ガスはプローブ先端部の混合急冷域で急冷却されるため、抽気ガス中のアルカリや塩素分等を効率よく凝固させ、抽気ガス中のダストの微粉部分に濃縮させることができるとされており、また、冷却空気は内管の先端部内方に案内されるので、ロータリーキルン内への吹き抜けを防止することができるとされる（段落００３９）。
【０００６】
特許文献１や特許文献２に記載の発明では、冷却空気を抽気系へ吹き込むためのファンと抽気のためのファンがそれぞれ必要であったり、抽気管を特別な二重構造にする必要があったりする。そこで、特開２００１−３３５３４８号公報（特許文献３）では、抽気系の構造を簡略化し、運転時の調整を容易にすることを目的として、セメントキルン排ガスをキルン入口フッドから抽気管で抽気すると共に、抽気した排ガスを冷却用空気と混合して排ガス温度を下げて処理するセメントキルン排ガス抽気処理装置において、先端に向かって徐々に広がる拡径部を有する吸引ダクトの先端部内に、抽気管の出口側端部が周囲に隙間を持って差し込まれており、しかも、吸引ダクト内を負圧にして、抽気管から吸引ダクトに排ガスを抽気すると共に上記隙間から外気を冷却用空気として吸引して吸引ダクトに流入させる抽気吸引装置が吸引ダクトに接続されていることを特徴とするセメントキルン排ガス抽気処理装置が提案されている（請求項１）。
この発明によれば、吸引ダクト内に冷却用空気を送り込むためのファンを用いることなく抽気管と吸気ダクトの隙間から外気を冷却用空気として取り入れることができ、簡単な構造にて外気による排ガスの冷却を行うことができるとされる（段落００４０）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７５８４７号公報
【特許文献２】特開平１１−３５３５５号公報
【特許文献３】特開２００１−３３５３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の発明では、冷却用空気を冷却室の内壁に沿った旋回流とすることによって、内壁に沿って旋回する冷却空気によるエアカーテンを形成させ、高温の排ガスは、中心部を旋回しながら冷却空気と徐々に混合されて冷却することを狙ったものであり、冷却室内でのコーティングの防止に一定の効果はある。
【０００９】
しかしながらこの冷却方法は未だ改善の余地が残っている。特許文献１には、冷却用空気吹込口を複数個設け、冷却用空気を複数個所から吹き込むと、冷却室内の旋回流が均一になることが記載されている。旋回流が均一化することで冷却空気によるエアカーテンが安定化されるので、コーティング防止効果は高まるが、特許文献１に記載されているような構造の空気吹込口の数を増やすとそれだけ冷却用空気の配管レイアウトが複雑化してコスト高となる。スペース上の制約からも吹込口を多数設けることは現実的ではない。
【００１０】
また、特許文献１に記載の発明は、旋回流を冷却室から抽気管先端へ向けて逆流させることで、抽気管の内壁におけるコーティングの発生を抑制することを狙ったものであるが、冷却用空気が逆流するとセメントキルン排ガスとの混合によって、抽気管の内壁に接触するガスの温度がコーティングの生成しやすい４００〜９００℃の範囲に入りやすいことが分かった。
【００１１】
一方、特許文献２や特許文献３に記載の発明は、抽気されたセメントキルン排ガスを冷却空気と速やかに混合して急速に排ガスを冷却することを意図しているが、均一な旋回流は得られない。また、抽気管入口部における急速混合過程において、混合完了までの間、抽気管の内壁近傍でコーティグの原因となる揮発性成分を含む抽気ガスが高濃度で、４００〜９００℃の温度域に部分的に存在するので、コーティング生成の懸念は残る。
【００１２】
そこで、本発明は、複雑な配管の取り回しを必要とせずに、均一な旋回流を発生させることのできるセメントキルン排ガス抽気処理装置及びその運転方法を提供することを第一の課題とする。本発明は、冷却用空気の逆流を防止可能なセメントキルン排ガス抽気処理装置及びその運転方法を提供することを第二の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究を重ねたところ、冷却用空気の導入口の構造を工夫することで、冷却用空気の抽気管内壁に沿った旋回流がより均一に形成され、抽気管内壁を高温のセメントキルン排ガスから保護するエアカーテンが抽気管の軸方向に長く持続することを見出した。
【００１４】
すなわち、本発明は一側面において、セメントキルン排ガスの一部を抽気し、抽気した排ガスを冷却用空気と混合して排ガス温度を下げて処理するセメントキルン排ガス抽気処理装置であって、
セメントキルン排ガスの一部を抽気するための円筒状の第一の抽気管と、
第一の抽気管の管壁において円筒状に開いた一つの、又は円周方向に均等間隔で配列された複数の冷却用旋回空気流導入口と、
冷却用旋回空気流導入口が設置された箇所において第一の抽気管の周囲を同心円状に囲み、円周方向に均等間隔で配列された複数の旋回羽根を収容した旋回強化ユニットと、ここで、各旋回羽根は、冷却用空気が冷却用旋回空気流導入口から第一の抽気管内に入って第一の抽気管の内壁に沿った旋回流を生じさせることができるように、第一の抽気管の内壁の接線方向又はそれよりも外側を向いており、
旋回強化ユニットの外壁の略接線方向に流体連通した一本、又は円周方向に均等間隔で配列された複数本の冷却用空気搬送ダクトと、ここで、旋回羽根の数は冷却用空気搬送ダクトの数よりも多い、
を備えるセメントキルン排ガス抽気処理装置である。
【００１５】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は一実施形態において、各旋回羽根は第一の抽気管の内壁の接線方向に対して１０〜４０°の角度外側を向いている。
【００１６】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は別の一実施形態において、各旋回羽根は第一の抽気管内を流れるセメントキルン排ガスの流れ方向に対して鋭角に取り付けられている。
【００１７】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は更に別の一実施形態において、冷却用空気搬送ダクトの数が２、３、又は４本である。
【００１８】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は更に別の一実施形態において、旋回羽根の数が１５〜３６枚である。
【００１９】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は更に別の一実施形態において、旋回羽根は第一の抽気管の周囲を回転することができるように回転自在に取り付けられている。
【００２０】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は更に別の一実施形態において、冷却用旋回空気流導入口の下流側に第一の抽気管に対して同心円環状の冷却用直進空気流導入口を更に備えており、冷却用直進空気流導入口は第一の抽気管よりも管径の大きな第二の抽気管に第一の抽気管の下流側先端を同心円状に差し込まれて形成されている。
【００２１】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は更に別の一実施形態において、冷却用直進空気流の流れを規定する冷却用空気搬送管を更に旋回強化ユニットの下流に備えており、冷却用空気搬送管は第一及び第二の抽気管よりも管径が大きく、第一及び第二の抽気管を同心円状に囲んでおり、冷却用空気を流入させるために下流側先端が開放されており、流入した冷却用空気が第二の抽気管の外周をセメントキルン排ガスの流れ方向とは逆の方向に流れた後、第一の抽気管と第二の抽気管の差し込み口のところで反転して冷却用直進空気流導入口へ向かうことができるように上流側先端が閉鎖されている。
【００２２】
本発明は別の一側面において、本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法であって、第一の抽気管の断面積をＡｅ（ｍ2）、第一の抽気管入口を流れるセメントキルン排ガスの平均流速をＵe（ｍ／ｓ）、密度をρe（ｋｇ／ｍ3）、冷却用空気搬送ダクトの数をＮ（本）、冷却用空気搬送ダクトの一本当たりの断面積をＡｔ（ｍ2）、冷却用空気搬送ダクト出口における冷却用空気の平均流速をＵｔ（ｍ／ｓ）、密度をρｔ（ｋｇ／ｍ3）としたとき、
（Ａｔ・Ｎ・ρｔ・Ｕｔ2）／（Ａｅ・ρｅ・Ｕｅ2）＝  ０．３５〜１０
Ｎ≧２
を満たす条件でセメントキルン排ガス抽気処理装置を運転する方法である。
【００２３】
本発明は更に別の一側面において、本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法であって、第一の抽気管の断面積をＡｅ（ｍ2）、第一の抽気管入口を流れるセメントキルン排ガスの平均流速をＵe（ｍ／ｓ）、密度をρe（ｋｇ／ｍ3）、冷却用空気搬送ダクトの数をＮ（本）、冷却用空気搬送ダクトの一本当たりの断面積をＡｔ（ｍ2）、冷却用空気搬送ダクト出口における冷却用空気の平均流速をＵｔ（ｍ／ｓ）、密度をρｔ（ｋｇ／ｍ3）、冷却用直進空気流導入口の断面積をＡｄ（ｍ2）、冷却用直進空気流導入口における冷却用空気の平均流速をＵｄ（ｍ／ｓ）、密度をρｄ（ｋｇ／ｍ3）としたとき、
（Ａｔ・Ｎ・ρｔ・Ｕｔ2）／（Ａｅ・ρｅ・Ｕｅ2）＝０．１５〜５
かつ
（Ａｄ・ρｄ・Ｕｄ2）／（Ａｅ・ρe・Ｕe2）＝２．２〜３６０
Ｎ≧２
を満たす条件でセメントキルン排ガス抽気処理装置を運転する方法である。
【００２４】
本発明に係る運転方法は一実施形態において、第一及び存在する場合は第二の抽気管の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスの温度を冷却用旋回空気流導入口の下流側で３５０℃以下に保持する。
【００２５】
本発明に係る運転方法は別の一実施形態において、第一及び存在する場合は第二の抽気管の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスについて、セメントキルン排ガスの濃度を冷却用旋回空気流導入口の下流側で前記混合ガスのうち最も高温の部分の温度が３５０℃以下に冷却されるまで１０体積％未満に保持する。
【００２６】
本発明に係る運転方法は更に別の一実施形態において、冷却用旋回空気流及び存在する場合は冷却用直進空気流が、第一及び存在する場合は第二の抽気管の下流に直接的又は間接的に連結されたセメントキルン設備のメイン排気ダクト用の排気吸引装置からの吸引力によって抽気管内を負圧にすることで発生する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、セメントキルン排ガス中に含まれるアルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分を除去するためにセメントキルン排ガスの一部を抽気管で抽気する塩素バイパス法を実施するに当たり、簡便に均一な旋回流を発生させることができる。また、本発明の好適な実施形態においては、冷却用空気が抽気管内を逆流するのを防止することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置を備えたセメントキルン設備の一構成例である。
【図２−１】本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の第一の実施形態を、抽気管の中心軸に直角な正面方向からみた図である。
【図２−２】本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の第一の実施形態を、抽気管の中心軸方向からみた図である。
【図３】本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の第二の実施形態を、抽気管の中心軸に直角な正面方向からみた図である。
【図４−１】比較用のセメントキルン排ガス抽気処理装置の例を、抽気管の中心軸に直角な正面方向からみた図である。
【図４−２】比較用のセメントキルン排ガス抽気処理装置の例を、抽気管の中心軸方向からみた図である。
【図５】抽気管の中心軸に直角な正面方向からみた実施例Ｎｏ．４−４の等温線図である。
【図６】抽気管の中心軸に直角な正面方向からみた実施例Ｎｏ．４−４の等濃度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３０】
＜１．セメントキルン設備＞
図１は、本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置１０１を備えたセメントキルン設備の一構成例を示す。ロータリーキルン１０２から排出された揮発性成分を含有する排ガスは、主として、プレヒーター１０３とロータリーキルンを連結するダクトの屈曲部であるキルン入口フッド１０４、キルン入口フッド１０４から直上に延びたライジングダクト１０５、予熱されたセメント原料を仮焼する仮焼炉１０６、及びサイクロン１０７を図中の点線に沿って順に通過していき、キルンＩＤＦファンなどの排気吸引装置１０８へと向かう。排気吸引装置を出た後は、ドライヤー１０９、スタビライザー１１０、電気集塵機１１１を経て、煙突から排気される。
【００３１】
キルン入口フッド１０４、ライジングダクト１０５、及び仮焼炉１０６の何れかの壁面にセメントキルン排ガス抽出口１１２を設けることができる。セメントキルン排ガス処理抽気装置の一部を構成する第一の抽気管１１３が該抽出口１１２に連結されており、ここを通ってセメントキルン排ガスの一部が抽気される。コーティング生成の原因となる揮発性成分がキルン排ガス中濃縮しやすい温度域にあるので、キルン入口フッド１０４、ライジングダクト１０５の壁面から抽気するのが好ましい。また、第一の抽気管１１３はセメントキルン側の壁面（図中、右側の壁面）に取り付けるのが、キルン排ガスの流速が主流に比べ相対的に遅くなっている理由により好ましい。
【００３２】
＜２．セメントキルン排ガス抽気処理装置の第一の実施形態＞
次に、図２−１及び図２−２を参照しながら本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の第一の実施形態を説明していく。第一の抽気管１１３に流入したセメントキルン排ガスは、旋回強化ユニット２０１を通って第一の抽気管１１３に流入してくる冷却用空気と合流するが、冷却用空気は第一の抽気管１１３内を旋回しているので、両者は一気に混ざり合うことはなく、これらが下流に進行していくにつれて徐々に混合される。すなわち、冷却用空気は第一の抽気管１１３の内壁を旋回しながら進んでいき、これにより内壁に高温のセメントキルン排ガスが接触するのを防ぐエアカーテンが形成される。
【００３３】
第一の抽気管１１３は円筒状である。第一の抽気管１１３に流入した冷却用空気が管内で旋回しながら進んで行くようにするためである。冷却用空気は、第一の抽気管１１３の管壁において円筒状に開いた一つの、又は円周方向に均等間隔で配列された複数の冷却用旋回空気流導入口２０２から流入する。冷却用旋回空気流導入口２０２の面積が小さいと圧力損失が大きくなって必要な冷却用空気流量が確保しづらくなるので、冷却用旋回空気流導入口２０２の面積は大きい方が好ましい。
【００３４】
円筒状に開いた一つの冷却用旋回空気流導入口２０２を設ける場合は、第一の抽気管１１３を断面方向に２箇所切断することで形成することができる。図２−２は、この場合にセメントキルン排ガス抽気処理装置を抽気管１１３の中心軸方向からみた断面図を示している。中央に点線で描かれた円は切り取られた抽気管の管壁の位置を示す。一方、冷却用旋回空気流導入口２０２を複数設ける場合には、旋回流が安定化するように、第一の抽気管１１３の円周方向に均等間隔で複数配列することが望ましく、更にはすべて同一形状及び大きさとすることが望ましい。
【００３５】
円周方向に均等間隔で配列された複数の旋回羽根２０３を収容した旋回強化ユニット２０１が、冷却用旋回空気流導入口２０２が設置された箇所において、第一の抽気管１１３の周囲を同心円状に囲むように設置される。旋回強化ユニット２０１内に収容された旋回羽根２０３は、冷却用空気が冷却用旋回空気流導入口２０２から第一の抽気管１１３内に入って第一の抽気管１１３の内壁に沿った旋回流を生じさせることができるように、第一の抽気管１１３を中心軸方向から観察して、第一の抽気管１１３の内壁の接線方向又はそれよりも外側を向いている。
【００３６】
第一の抽気管１１３の上流側への冷却用空気の逆流又は逆拡散を抑制するためには、一実施形態において、各旋回羽根は第一の抽気管１１３を中心軸方向から観察して、第一の抽気管１１３の内壁の接線方向に対して１０〜４０°の角度αだけ外側を向いているのが好ましい。この角度が１０°未満だと十分な旋回流が得られず、４０°を超えると逆流が起きやすくなる。
【００３７】
第一の抽気管１１３の上流側への冷却用空気の逆流又は逆拡散を抑制するためには、別の一実施形態において、各旋回羽根２０３は第一の抽気管１１３内を流れるセメントキルン排ガスの流れ方向に対して鋭角に、例えば１〜１０°の角度βで取り付けることができる。
【００３８】
第一の抽気管１１３内で円周方向に均一な旋回流を生じさせるために、旋回羽根２０３は第一の抽気管１１３の円周方向に均等間隔に配列されているのが好ましく、更にはすべて同じ形状と大きさで作ることが好ましい。
【００３９】
更に、旋回強化ユニット２０１の円筒状の外壁の略接線方向に一本、又は円周方向に均等間隔で配列された複数本の冷却用空気搬送ダクト２０５が流体連通されている。第一の抽気管１１３内で安定な旋回流を生じさせるために、複数の冷却用空気搬送ダクト２０５が旋回強化ユニット２０１の円周方向に均等間隔に配列されていることが好ましい。冷却用空気搬送ダクト２０５の本数が多ければ、それだけ生成する旋回流も安定化し、必要な冷却用空気流量も全体として減らすことができるが、スペース上の制約やダクトのレイアウトが複雑化するという問題から、冷却用空気搬送ダクト２０５は２、３、又は４本程度とするのが好ましい。
【００４０】
抽気管内を流れる旋回流が円周方向に均一化するという目的からみて、旋回羽根２０３の数は冷却用空気搬送ダクト２０５の数よりも多くすることが重要となる。旋回羽根２０３の数が冷却用空気搬送ダクト２０５の数よりも多くなることで円周方向に冷却用空気が分散されて第一の抽気管１１３に送り込まれるので、冷却用空気搬送ダクト２０５から旋回羽根２０３を介さずに直接に第一の抽気管１１３に送り込むよりも、冷却用空気搬送ダクト２０５から流入する冷却用空気は第一の抽気管１１３内で円周方向の旋回流が均一化されることになる。
【００４１】
そのため、旋回羽根２０３の数は基本的には多い方がよいが、あまり多くても効果が実質的に飽和するため、１５〜３６枚程度が一般的であり、２０〜３０枚程度が好ましい。
【００４２】
旋回羽根２０３は、第一の抽気管１１３の周囲を回転することができるように回転自在に取り付けることが好ましい。これにより、各旋回羽根２０３を介して第一の抽気管１１３内に流入する冷却用空気の流量がより均一化されるので、旋回流も円周方向に均一化する。例えば、第一の抽気管１１３の中心軸を中心にして第一の抽気管１１３の外壁の周囲を滑らかに回転し、冷却用空気が通過するための開口部を有する円筒状の回転体に対して、旋回羽根２０３を取り付けることができる。
【００４３】
旋回羽根２０３が回転する場合、旋回羽根２０３を長くし、旋回強化ユニット２０１の円筒状の内壁と旋回羽根２０３の先端の距離を短くする方が回転速度は大きくなり、旋回流も強化される。例えば、第一の抽気管１１３の中心軸からその外壁までの距離をＤ１、第一の抽気管１１３の中心軸から旋回強化ユニット２０１の円筒の内壁までの距離をＤ２、旋回羽根２０３の径方向の距離をｄとすると、ｄ／（Ｄ２―Ｄ１）は０．５以下とすることができ、好ましくは０．２以下とすることができる。
【００４４】
一方、旋回羽根２０３が旋回強化ユニット２０１内で動かないで固定されている場合には、旋回羽根２０３と旋回ユニットの内壁の間には冷却用空気搬送ダクト２０５から流入した冷却空気流が旋回ユニット全体に行き渡るように十分なクリアランスを設けるのが望ましい。従って、例えば、ｄ／（Ｄ２―Ｄ１）は０．５以上とすることが好ましい。
【００４５】
＜３．セメントキルン排ガス抽気処理装置の第二の実施形態＞
次に、図３を参照しながら本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の第二の実施形態を説明していく。第二の実施形態に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は、第一の実施形態で説明した装置構成に加えて、冷却用旋回空気流導入口２０２の下流側に第一の抽気管１１３に対して同心円環状の冷却用直進空気流導入口３０１を備える。冷却用直進空気流導入口３０１は第一の抽気管１１３よりも管径の大きな第二の抽気管３０２に第一の抽気管１１３の下流側先端を同心円状に差し込むことで形成することができる。冷却用空気は第一の抽気管１１３と第二の抽気管３０２の隙間から流入し、第二の抽気管３０２の内壁に沿ってセメントキルン排ガスの進行方向と同一方向に直進していく。
【００４６】
先に述べた旋回空気流に加えて直進空気流を流すことによって、抽気管内壁を高温のセメントキルン排ガスから保護するエアカーテンが強化されるので、抽気管の内壁付近のガス流の温度を低温に保ち、また、内壁付近のセメントキルン排ガスの濃度を低下させる効果が増強される。また、旋回空気流のみだと冷却用空気の逆流が生じやすくなるが、直進空気流を併用することで冷却に必要な旋回空気流を減らすことができる。そのため、冷却用空気が逆流するのを防止する効果がある。
【００４７】
本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置は更に、冷却用直進空気流の流れを規定する冷却用空気搬送管３０３を備えることができる。冷却用空気搬送管３０３は第一及び第二の抽気管よりも管径が大きく、第一及び第二の抽気管を同心円状に囲んでおり、冷却用空気を流入させるために下流側先端が開放されている。そして、流入した冷却用空気が第二の抽気管３０２の外周をセメントキルン排ガスの流れ方向とは逆の方向に流れた後、第一の抽気管１１３と第二の抽気管３０２の差し込み口のところで反転して冷却用直進空気流導入口３０１へ向かうことができるように上流側先端が閉鎖されている。第二の抽気管３０２の外周を流れる冷却用空気によって、第二の抽気管３０２が冷却される効果が得られる。
【００４８】
＜４．セメントキルン排ガス抽気処理装置の運転方法＞
セメントキルン排ガス抽気処理装置１０１は装置内部、とりわけ第一及び存在する場合には第二の抽気管の内壁でのコーティングの発生が効果的に抑制できる条件で運転することが望まれる。そのためにはまず、第一及び存在する場合には第二の抽気管３０２の内壁に接触する冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスの温度を冷却用旋回空気流導入口２０２の下流側で３５０℃以下に保持するのに十分な流量の冷却用空気を導入することが望まれる。抽気管の内壁に接触する混合ガスの温度が３５０℃以下であれば、アルカリ塩化物やアルカリ硫酸塩などの揮発性成分は完全に固化して粉体となっているので、内壁への付着が実質的に防止できる。
【００４９】
また、第一及び存在する場合には第二の抽気管の内壁に接触する上記混合ガス中のセメントキルン排ガスの濃度は、冷却用旋回空気流導入口２０２の下流側において冷却用空気とセメントキルン排ガスの混合ガスのうち最も高温の部分（一般には抽気管の中心軸付近）の温度が３５０℃以下に冷却されるまでは、１０体積％未満、好ましくは５体積％未満に保持されるように冷却用空気流量を調節することがコーティングの発生を抑制する上で望ましい。逆に言えば、上記混合ガスの最も高温の部分が３５０℃以下であれば、内壁に接触する上記混合ガス中のセメントキルン排ガスの濃度を気にする必要はないので、旋回流を乱して冷却用空気とセメントキルン排ガスを一気に混合させることができる。このとき、コーティングが発生する心配はほとんどない。発生した粉体は排気吸引装置の上流側に集塵機１１５を設けることで回収することができる。
【００５０】
本発明者の検討結果によれば、本発明に係る第一の実施形態に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置１０１を運転する場合、第一の抽気管１１３の断面積をＡｅ（ｍ2）、第一の抽気管１１３入口を流れるセメントキルン排ガスの平均流速をＵe（ｍ／ｓ）、密度をρe（ｋｇ／ｍ3）、冷却用空気搬送ダクト２０５の数をＮ（本）、冷却用空気搬送ダクト２０５の一本当たりの断面積をＡｔ（ｍ2）、冷却用空気搬送ダクト２０５出口における冷却用空気の平均流速をＵｔ（ｍ／ｓ）、密度をρｔ（ｋｇ／ｍ3）としたとき、
（Ａｔ・Ｎ・ρｔ・Ｕｔ2）／（Ａｅ・ρｅ・Ｕｅ2）＝  ０．３５〜１０、好ましくは１〜１０
及びＮ≧２
を満たす条件でセメントキルン排ガス抽気処理装置を運転することで、抽気管内に均一な旋回流が生成し、エアカーテンを安定に持続させることができる。
【００５１】
本発明者の検討結果によれば、本発明に係る第二の実施形態に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置１０１を運転する場合、第一の抽気管１１３の断面積をＡｅ（ｍ2）、第一の抽気管１１３入口を流れるセメントキルン排ガスの平均流速をＵe（ｍ／ｓ）、密度をρe（ｋｇ／ｍ3）、冷却用空気搬送ダクト２０５の数をＮ（本）、冷却用空気搬送ダクト２０５の一本当たりの断面積をＡｔ（ｍ2）、冷却用空気搬送ダクト２０５出口における冷却用空気の平均流速をＵｔ（ｍ／ｓ）、密度をρｔ（ｋｇ／ｍ3）、冷却用直進空気流導入口３０１の断面積をＡｄ（ｍ2）、冷却用直進空気流導入口３０１における冷却用空気の平均流速をＵｄ（ｍ／ｓ）、密度をρｄ（ｋｇ／ｍ3）としたとき、
（Ａｔ・Ｎ・ρｔ・Ｕｔ2）／（Ａｅ・ρｅ・Ｕｅ2）＝０．１５〜５、好ましくは０．１５〜４かつ
（Ａｄ・ρｄ・Ｕｄ2）／（Ａｅ・ρe・Ｕe2）＝２．２〜３６０、好ましくは２．２〜１００
及びＮ≧２
を満たす条件でセメントキルン排ガス抽気処理装置を運転することで、抽気管内に均一な旋回流が生成し、エアカーテンを安定に持続させることができる。
【００５２】
また、本発明に係るセメントキルン排ガス抽気処理装置の運転条件の一例では、抽気流量（Ａｅ・Ｕｅ）に対する冷却空気流量（Ｎ・Ａｔ・Ｕｔ＋Ａｄ・Ｕｄ）の比を１〜１０とすることができ、典型的な例では１〜５とすることができ、更には１〜２とすることができる。すなわち、本発明によれば、冷却用空気の均一な旋回流が得られ、安定なエアカーテンが形成されるため、コーティングの発生を防止するのに必要な冷却空気量が少なくて済む。
【００５３】
冷却用空気は、冷却用空気搬送ダクト２０５及び／又は冷却用空気搬送管３０３の上流側に送風機を設けて冷却用空気を抽気管内に押し込むように供給してもよいが、装置構成の簡便性の観点からは、抽気管の下流に直接的又は間接的に連結された排気吸引装置からの吸引力によって抽気管内を負圧にすることで引き込むように供給することもできる。排気吸引装置は個別に設けることもできるが、図１に記載のように、セメントキルン設備のメイン排気ダクト用の排気吸引装置１０８に兼務させるのが簡便であり、装置の簡素化にも寄与する。
【実施例】
【００５４】
以下、コンピュータ（CRADLE社製のSCRYU  Tetraソフト）によるシミュレーションを使った本発明の実施例を説明する。
【００５５】
＜例１（比較）：旋回強化ユニットがないセメントキルン排ガス抽気処理装置＞
図４−１及び図４−２に例示されるような、旋回強化ユニットがないセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、抽気管内の温度分布及び排ガスの濃度分布をコンピュータシミュレーションにより調べた。当該抽気処理装置は円筒状に開いた一つの冷却用旋回空気流導入口を有する。装置の運転条件は以下である。
・抽気管断面積Ａｅ：０．１９６ｍ2
・抽気流速Ｕｅ：１３．２ｍ／ｓ
・セメントキルン排ガス密度ρｅ：０．２５９ｋｇ／ｍ3
・冷却用空気搬送ダクト数：２本（均等間隔）
・冷却用空気搬送ダクト断面積Ａｔ：０．０４ｍ2／本
・冷却用旋回空気流速Ｕｔ：９．４８ｍ／ｓ
・冷却用旋回空気密度ρｔ：１．２３ｋｇ／ｍ3
・セメントキルン排ガス温度：１１００℃
・冷却用旋回空気温度：２０℃
【００５６】
シミュレーションの結果、冷却用旋回空気流導入口の上流側のガス温度が低下している様子が見られた。これは冷却空気が抽気管を逆流していることを示している。また、この付近のガス温度は上流側から下流側に向かって約１１００℃から約１５０℃まで分布しており、コーティングの発生しやすい４００〜９００℃のガスが抽気管内壁に接触している様子が見られた。また、抽気管内壁に接触している４００〜９００℃の混合ガス中の排ガス濃度は高く、１０体積％以上であった。
【００５７】
＜例２（発明例）：旋回強化ユニットを設けたセメントキルン排ガス抽気処理装置＞
例１に対して、図２−１及び図２−２に例示したタイプの旋回強化ユニットを設けたセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、抽気管内の温度分布及び排ガスの濃度分布をコンピュータシミュレーションにより調べた。装置の運転条件は以下の条件で旋回羽根を設けた以外は例１と同一とした。
・旋回羽根本数：２４枚（均等間隔）
・各旋回羽根の接線方向に対する角度α：６０°
・各旋回羽根の排ガスの流れ方向に対する角度β：０°
・旋回羽根の回転の有無：無し
・クリアランスｄ／（Ｄ２―Ｄ１）：０．５
【００５８】
シミュレーションの結果、冷却空気が抽気管を逆流する様子は観察されたが、抽気管の中心軸方向から抽気管内の等温線を観察した場合、例１に比べ、乱れが少なくなり、同心円状に近づいた。
【００５９】
＜例３（発明例）：旋回強化ユニットを設けたセメントキルン排ガス抽気処理装置＞
各旋回羽根の接線方向に対する角度αを３０°にした以外は、例２と同一の運転条件とした。
【００６０】
シミュレーションの結果、冷却空気の逆流が例１に比べ顕著に抑制されていた。また、抽気管の中心軸方向から抽気管内の等温線を観察した場合、例１に比べ、乱れが少なくなり、同心円状に近づいた。
【００６１】
＜例４：旋回空気と直進空気の併用＞
旋回強化ユニットを設け、更に冷却用直進空気流導入口を備えた図３に例示したタイプのセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、抽気管内の温度分布及び排ガスの濃度分布をコンピュータシミュレーションにより調べた。ここでは、旋回空気流と直進空気流の合計流量を概ね３ｍ3／ｓにして、旋回空気流と直進空気流の比率を変化させた。
装置の運転条件は以下である。
・抽気管断面積Ａｅ：０．１９６ｍ2
・抽気流速Ｕｅ：１３．２ｍ／ｓ
・セメントキルン排ガス密度ρｅ：０．２５９ｋｇ／ｍ3
・冷却用空気搬送ダクト数：４本（均等間隔）
・冷却用空気搬送ダクト断面積Ａｔ：０．０４ｍ2／本
・冷却用旋回空気流速Ｕｔ：表１参照
・冷却用旋回空気密度ρｔ：表１参照
・冷却用直進空気流導入口断面積Ａｄ：０．０３０６ｍ2
・冷却用直進空気流速Ｕｄ：表１参照
・冷却用直進空気密度ρｄ：表１参照
・セメントキルン排ガス温度：１１００℃
・冷却用旋回空気温度：２０℃
・旋回羽根本数：２４枚（均等間隔）
・各旋回羽根の接線方向に対する角度α：３０°
・各旋回羽根の排ガスの流れ方向に対する角度β：０°
・旋回羽根の回転の有無：無し
・クリアランスｄ／（Ｄ２―Ｄ１）：０．５
【００６２】
シミュレーションの結果を表１に示す。同量の冷却空気を流す場合には、直進流のみよりも、旋回流のみ又は直進流と旋回流の組み合わせの方が抽気管の内壁近傍のガス温度及び排ガス濃度が下流に向かって低く維持され、エアカーテンの保持効果が高かった。また、旋回流の比率を高くするにつれてエアカーテンの保持効果は向上した。一方で、直進流の比率を高くした方が逆流は少なかった。参考用に、Ｎｏ．４−４の等温線図を図５に、等濃度線図を図６に示す。
評価は、冷却用旋回空気流導入口の下流側で、抽気管の内壁に接触する３５０℃を超えるガスが存在せず、且つ、ガスの最も高温の部分の温度が３５０℃以下に冷却されるまで抽気管の内壁に接触するガスのセメントキルン排ガスの濃度が１０体積％未満に維持できた場合を◎、冷却用旋回空気流導入口の下流側で、抽気管の内壁に接触する３５０℃を超えるガスが存在しなかった場合を○、冷却用旋回空気流導入口の下流側で、抽気管の内壁に接触する３５０℃を超えるガスが一部存在した場合を△、冷却用旋回空気流導入口の下流側で、抽気管の内壁に接触する３５０℃を超えるガスが多く存在した場合を×とした。
【００６３】
【表１】
2011032130.tif 000003
【００６４】
＜例５：導入する合計冷却空気量の影響＞
旋回強化ユニットを設け、更に冷却用直進空気流導入口を備えたセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、抽気管内の温度分布及び排ガスの濃度分布をコンピュータシミュレーションにより調べた。ここでは、旋回空気流と直進空気流の合計流量を変化させた。
装置の運転条件は以下である。
・抽気管断面積Ａｅ：０．１９６ｍ2
・抽気流速Ｕｅ：１３．２ｍ／ｓ
・セメントキルン排ガス密度ρｅ：０．２５９ｋｇ／ｍ3
・冷却用空気搬送ダクト数：４本（均等間隔）
・冷却用空気搬送ダクト断面積Ａｔ：０．０４ｍ2／本
・冷却用旋回空気流速Ｕｔ：表２参照
・冷却用旋回空気密度ρｔ：表２参照
・冷却用直進空気流導入口断面積Ａｄ：０．０３０６ｍ2
・冷却用直進空気流速Ｕｄ：表２参照
・冷却用直進空気密度ρｄ：表２参照
・セメントキルン排ガス温度：１１００℃
・冷却用旋回空気温度：２０℃
・旋回羽根本数：２４枚（均等間隔）
・各旋回羽根の接線方向に対する角度α：３０°
・各旋回羽根の排ガスの流れ方向に対する角度β：０°
・旋回羽根の回転の有無：無し
・クリアランスｄ／（Ｄ２―Ｄ１）：０．５
【００６５】
シミュレーションの結果を表２に示す。合計の冷却空気の流量が増加するにつれて、抽気管の内壁近傍のガス温度及び排ガス濃度が下流に向かって低く維持され、エアカーテンの保持効果が高かった。効果と経済性の兼ね合いからみて、Ｎｏ．５−４以上に空気流量を増やす必要性はない。
【００６６】
【表２】
2011032130.tif 000004
【００６７】
＜例６：冷却用空気搬送ダクト数の影響＞
旋回強化ユニットを設け、更に冷却用直進空気流導入口を備えたセメントキルン排ガス抽気処理装置を用いたときの、抽気管内の温度分布及び排ガスの濃度分布をコンピュータシミュレーションにより調べた。ここでは、旋回空気流と直進空気流の合計流量を概ね３ｍ3／ｓにして、冷却用空気搬送ダクト数を変化させた。
装置の運転条件は以下である。
・抽気管断面積Ａｅ：０．１９６ｍ2
・抽気流速Ｕｅ：１３．２ｍ／ｓ
・セメントキルン排ガス密度ρｅ：０．２５９ｋｇ／ｍ3
・冷却用空気搬送ダクト数：図３参照（均等間隔）
・冷却用空気搬送ダクト断面積Ａｔ：０．０４ｍ2／本
・冷却用旋回空気流速Ｕｔ：表３参照
・冷却用旋回空気密度ρｔ：表３参照
・冷却用直進空気流導入口断面積Ａｄ：０．０３０６ｍ2
・冷却用直進空気流速Ｕｄ：表３参照
・冷却用直進空気密度ρｄ：表３参照
・セメントキルン排ガス温度：１１００℃
・冷却用旋回空気温度：２０℃
・旋回羽根本数：２４枚（均等間隔）
・各旋回羽根の接線方向に対する角度α：３０°
・各旋回羽根の排ガスの流れ方向に対する角度β：０°
・旋回羽根の回転の有無：無し
・クリアランスｄ／（Ｄ２―Ｄ１）：０．５
【００６８】
シミュレーションの結果を表３に示す。合計の冷却空気の流量が同じでも冷却用空気搬送ダクト数が増加するにつれて、抽気管の内壁近傍のガス温度及び排ガス濃度が下流に向かって低く維持され、エアカーテンの保持効果が高かった。
【００６９】
【表３】
2011032130.tif 000005
【符号の説明】
【００７０】
１０１    セメントキルン排ガス抽気処理装置
１０２    ロータリーキルン
１０３    プレヒーター
１０４    キルン入口フッド
１０５    ライジングダクト
１０６    仮焼炉
１０７    サイクロン
１０８    排気吸引装置
１０９    ドライヤー
１１０    スタビライザー
１１１    電気集塵機
１１２    セメントキルン排ガス抽出口
１１３    第一の抽気管
１１４    吸引ダクト
１１５    集塵機
２０１    旋回強化ユニット
２０２    冷却用旋回空気流導入口
２０３    旋回羽根
２０５    冷却用空気搬送ダクト
３０１    冷却用直進空気流導入口
３０２    第二の抽気管
３０３    冷却用空気搬送管
【図１】
2011032130.tif 000006
【図５】
2011032130.tif 000007
【図６】
2011032130.tif 000008
【図２−１】
2011032130.tif 000009
【図２−２】
2011032130.tif 000010
【図３】
2011032130.tif 000011
【図４−１】
2011032130.tif 000012
【図４−２】
2011032130.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月13日(2009.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
旋回羽根２０３が回転する場合、旋回羽根２０３を長くし、旋回強化ユニット２０１の円筒状の内壁と旋回羽根２０３の先端の距離を短くする方が回転速度は大きくなり、旋回流も強化される。例えば、第一の抽気管１１３の中心軸からその外壁までの距離をＤ１、第一の抽気管１１３の中心軸から旋回強化ユニット２０１の円筒の内壁までの距離をＤ２、旋回羽根２０３の先端から旋回強化ユニット２０１の円筒の内壁までの径方向の距離をｄとすると、ｄ／（Ｄ２―Ｄ１）は０．５以下とすることができ、好ましくは０．２以下とすることができる。