(57)【要約】  セメント製造プラントが少なくとも１つの排出低減機構を有することができる。いくつかの実施形態では、排出低減機構が、反応器を通過する固体粒子材料を取り扱うために、反応器を通過する複数のパルス化されるガスを利用することができる。パルス化される反応ガスが反応器を介してパルス化され得、その結果、パルス化されたガスが反応器のミドル部分から反応器の第１の端部まで通過し、反応器の第１の部分において固体粒子が反応器の中に供給され得る。いくつかの実施形態では、反応ガスが第１の端部から降下管または他の反応ガス導管に産出され得、トリートメントデバイスまで移送される。【選択図】図２
2021525163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出低減装置であって、前記排出低減装置が：
第１の端部、前記第１の端部の反対側にある第２の端部、および前記第１の端部と前記第２の端部との間にあるミドル部分を有する反応器
を備え、
前記反応器の前記第１の端部が固体粒子導管に接続されるように構成され得、前記固体粒子導管を通して固体粒子が前記反応器に供給可能であり、
前記反応器の前記第２の端部がガス導管に接続されるように構成され、その結果、前記反応器を通過する固体粒子が前記ガス導管まで通過可能となり、
前記反応器の前記ミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能であり、その結果、前記反応ガスの供給源からの反応ガスが複数のパルスとして前記反応器の前記ミドル部分の中に供給可能となる、
排出低減装置。
【請求項２】
前記反応器の前記ミドル部分が、前記反応器の前記第１の端部と前記反応器の前記第２の端部との間にある、前記反応器の中間セクションであり、前記反応器の前記ミドル部分が前記反応器の前記第１の端部の下方にあり、前記反応器の前記第２の端部の下方にある、請求項１に記載の排出低減装置。
【請求項３】
前記反応ガスの前記複数のパルスが各パルスが予め選択されるパルス時間を有することになるように構成され、前記パルス時間において、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分の中に供給され、前記予め選択されるパルス時間の直後に、中断時間において、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分の中に供給されるのを停止され、前記中断時間が、前記予め選択されるパルス時間の終了の直後に開始される、請求項２に記載の排出低減装置。
【請求項４】
前記予め選択されるパルス時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒である、請求項３に記載の排出低減装置。
【請求項５】
前記反応器の前記ミドル部分が輸送ガス供給源に接続されるように構成され、その結果、輸送ガスが複数のパルスとして前記反応器の前記ミドル部分の中に供給可能となり、その結果、前記輸送ガスが前記反応器の前記ミドル部分から前記反応器の前記第２の端部まで通過可能となる、請求項２に記載の排出低減装置。
【請求項６】
前記反応器の前記ミドル部分が前記反応ガスの供給源に接続可能であり、その結果、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分から前記反応器の前記第１の端部まで通過することになる、請求項５に記載の排出低減装置。
【請求項７】
前記反応器が全体的にＵ形または全体的にＶ形を有する、請求項１に記載の排出低減装置。
【請求項８】
セメント製造装置であって、前記セメント製造装置が：
か焼器へのセメント原料ミールを予加熱するための、前記か焼器に接続された予熱器であって、前記予熱器が：
第１のセパレータデバイスと；
第２のセパレータデバイスと；
前記第１のセパレータデバイスと前記第２のセパレータデバイスとの間に配置される排出低減装置であって、前記排出低減装置が：
第１の端部、前記第１の端部の反対側にある第２の端部、および前記第１の端部と前記第２の端部との間にある少なくとも１つのミドル部分を有する反応器であって；
前記反応器の前記第１の端部がセメント原料ミール導管に接続され、その結果、前記第１のセパレータデバイスから産出されるセメント原料ミールが前記反応器の前記第１の端部に供給可能となり；
前記反応器の前記第２の端部が燃焼排ガス導管に接続され、その結果、前記反応器を通過する前記セメント原料ミールが前記反応器の前記第２の端部から前記燃焼排ガス導管まで通過可能となり、その結果、前記セメント原料ミールが前記燃焼排ガス導管を介して前記第２のセパレータデバイスまで誘導され；
前記反応器の前記少なくとも１つのミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能であり、その結果、前記反応ガスの供給源からの反応ガスが複数のパルスとして前記反応器の前記ミドル部分の中に供給可能となる
反応器
を備える、排出低減装置と
を備える、予熱器
を備える、セメント製造装置。
【請求項９】
前記反応器の前記少なくとも１つのミドル部分が、前記反応器の前記第１の端部と前記反応器の前記第２の端部との間にある、前記反応器の中間セクションから構成され、前記反応器の前記ミドル部分が前記反応器の前記第１の端部の下方にあり、前記反応器の前記第２の端部の下方にある、請求項８に記載のセメント製造装置。
【請求項１０】
前記反応ガスの前記複数のパルスが各パルスが予め選択されるパルス時間を有することになるように構成され、前記パルス時間において、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分の中に供給され、前記予め選択されるパルス時間の直後に、中断時間において、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分の中に供給されるのを停止され、前記中断時間が、前記予め選択されるパルス時間の終了の直後に開始される、請求項９に記載のセメント製造装置。
【請求項１１】
前記予め選択されるパルス時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒である、請求項１０に記載のセメント製造装置。
【請求項１２】
前記反応器の前記少なくとも１つのミドル部分が輸送ガス供給源に接続され、その結果、輸送ガスが複数のパルスとして前記反応器の前記ミドル部分の中に供給可能となり、その結果、前記輸送ガスが前記反応器の前記ミドル部分から前記反応器の前記第２の端部まで通過可能となる、請求項９に記載のセメント製造装置。
【請求項１３】
前記反応器の前記少なくとも１つのミドル部分が前記反応ガスの供給源に接続され、その結果、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分から前記反応器の前記第１の端部まで通過することになる、請求項１２に記載のセメント製造装置。
【請求項１４】
前記反応器が全体的にＵ形または全体的にＶ形を有し、
前記ミドル部分が前記反応器の中央セクションである、
請求項９に記載のセメント製造装置。
【請求項１５】
セメント製造プラントの予熱器に少なくとも１つの排出低減装置を追加設置する方法であって、前記方法が：
前記予熱器の中の第１のセパレータデバイスと第２のセパレータデバイスとの間に排出低減装置を配置するステップであって、前記排出低減装置が：
第１の端部、および前記第１の端部の反対側にある第２の端部を有する反応器であって、
前記反応器の前記第１の端部がセメント原料ミール導管に接続可能であり、その結果、前記第１のセパレータデバイスから産出されるセメント原料ミールが前記反応器の前記第１の端部に供給可能となり、
前記反応器の前記第２の端部が燃焼排ガス導管に接続可能であり、その結果、前記反応器を通過する前記セメント原料ミールが前記反応器の前記第２の端部から前記燃焼排ガス導管まで通過可能となり、その結果、前記セメント原料ミールが前記燃焼排ガス導管を介して前記第２のセパレータデバイスまで誘導され、
前記反応器が第１の反応器ステージから構成され、前記第１の反応器ステージが、前記反応器の前記第１の端部と前記第２の端部との間にあるミドル部分を有し、前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能であり、その結果、前記反応ガスの供給源からの反応ガスが複数のパルスとして前記反応器の前記ミドル部分の中に供給可能となる；
反応器
を備える、ステップと；
前記反応器を通るようにセメント原料ミールを通過させるために前記第１のセパレータデバイスから前記反応器の前記第１の端部までセメント原料ミールを供給するステップと；
前記セメント原料ミールが前記反応器を通過させられるときに前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分の中への前記反応ガスを複数のパルスとするようにパルス化するステップであって、その結果、前記セメント原料ミールが前記反応器の前記第１の端部から前記反応器の前記ミドル部分まで移動するときに前記セメント原料ミールが前記パルス化された反応ガスに接触することになる、ステップと；
前記反応器の前記ミドル部分を介して前記セメント原料ミールが前記パルス化された反応ガスに接触した後で前記反応器の前記第２の端部から前記燃焼排ガス導管まで前記セメント原料ミールを産出するステップと
を含む
方法。
【請求項１６】
前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分が、前記反応器の前記第１の端部と前記反応器の前記第２の端部との間にある、前記第１の反応器ステージの中間セクションであり、前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分が前記反応器の前記第１の端部の下方にある、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記反応ガスの前記複数のパルスが各パルスが予め選択されるパルス時間を有することになるように構成され、前記パルス時間において、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分の中に供給され、前記予め選択されるパルス時間の直後に、中断時間において、前記反応ガスが前記反応器の前記ミドル部分の中に供給されるのを停止され、前記中断時間が、前記予め選択されるパルス時間の終了の直後に開始される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分が輸送ガス供給源に接続可能であり、その結果、輸送ガスが前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分の中に供給可能となり、前記方法が：
前記反応器の前記ミドル部分から前記反応器の前記第２の端部まで前記輸送ガスを通過させるために前記輸送ガスを前記第１の反応器ステージの前記ミドル部分の中にパルスとして供給するステップ
をさらに含む
請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記セメント原料ミールが前記反応器を通過させられるときに前記反応器の第２の反応器ステージのミドル部分の中への前記反応ガスを複数のパルスとするようにパルス化することであって、その結果、前記セメント原料ミールが前記反応器の前記第１の端部から前記反応器の前記第２の端部まで移動するときに前記セメント原料ミールが前記パルス化された反応ガスに接触することになる、ステップ
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の反応器ステージが全体的にＵ形または全体的にＶ形を有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術革新は固体粒子の処理に関する。このような処理は、例えば、セメント製造およびセメント原料ミール（ｃｅｍｅｎｔ  ｒａｗ  ｍｅａｌ）または原料ミールの処理で行われ得る。例えば、本技術革新の実施形態は、セメントクリンカの生産における原料ミールの処理に関連して望ましくない構成物の排出を低減するのを補助するように構成される装置と、セメント製造プラント内にある１つまたは複数の装置の構成と、少なくとも１つのこのような装置を有するようにセメント製造プラントをアップグレードするためのキットと、同装置を作って使用する方法と、を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
セメント工場またはセメントプラントはしばしばセメントミールダスト（ｃｅｍｅｎｔ  ｍｅａｌ  ｄｕｓｔ）を処理する。セメント製造工場またはセメント製造プラントの例は、米国特許第４，９９７，３６３号、米国特許第５，８００，６１０号、米国特許第５，９５４，４９９号、米国特許第６，０００，９３７号、米国特許第７，０５２，２７４号、米国特許第７，３９０，３５７号、米国特許第７，９７２，４１９号、米国特許第８，１６３，０８２号、および米国特許第８，４７４，３８７号、米国特許出願公開第２０１０／０１８０８０３号、ならびに国際公開ＷＯ２００４／０３１０９２、ＷＯ２０１４／０４８４３、ＷＯ２０１７／０６０３６９、およびＷＯ２０１７／１２５５７９から確認され得る。このようなセメント製造は、しばしば、一連のサイクロンを利用する可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書では、排出低減装置と、少なくとも１つの排出低減装置を有するセメント製造装置と、少なくとも１つの排出低減装置を有するように予熱器に対して追加設置を行うためのキットと、同排出低減装置を作って使用する方法とが提供される。実施形態が、環境へのガス排出の改善される制御をさらに可能にするようなオペレーションの改善される運用を促進するように構成され得る。
【０００４】
例えば、セメント製造装置の実施形態が、か焼器へのセメント原料ミールを予加熱するための、か焼器に接続された予熱器を有することができる。予熱器が、第１のセパレータデバイスと、第２のセパレータデバイスと、第１のセパレータデバイスと第２のセパレータデバイスとの間に配置される排出低減装置とを有することができる。排出低減装置が、第１の端部と、第１の端部の反対側にある第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間にあるミドル部分とを有する反応器を有することができる。反応器の第１の端部がセメント原料ミール導管に接続され得、その結果、第１のセパレータデバイスから産出されるセメント原料ミールが反応器の第１の端部に供給可能である。反応器の第２の端部が燃焼排ガス導管に接続され得、その結果、反応器を通過するセメント原料ミールが反応器の第２の端部から燃焼排ガス導管まで通過可能であり、その結果、セメント原料ミールが燃焼排ガス導管を介して第２のセパレータデバイスまで誘導される。反応器のミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能となり得、その結果、反応ガスの供給源からの反応ガスが、複数のパルスとして反応器のミドル部分の中へ供給可能となる。
【０００５】
反応器のミドル部分が、反応器の第１の端部と反応器の第２の端部との間にある、反応器の中間セクションであってよい。ミドル部分は反応器の中央部分にある必要はないが、いくつかの実施形態では、反応器の中央部分内に位置してもよい。
【０００６】
セメント製造装置のいくつかの実施形態では、反応器のミドル部分が反応器の第１の端部の下方にあり、反応器の第２の端部の下方にある。複数のステージを有する反応器の場合、各ステージが、そこで輸送ガスおよび／または反応ガスが供給可能となるようなそれ自体のそれぞれの中間部分を有することができ、ここでは、ミドル部分がこのステージの両端部の間にある。このような実施形態では、各ステージのミドル部分が、ステージのインテイク端部と産出端部の下方に配置され得る。このような例示の反応器のミドル部分が、反応器ステージのこれらのミドル部分のうちのいずれかのミドル部分であってよい。複数のステージを利用する実施形態の場合、ステージが直列に配置され得、その結果、第１のステージが処理された原料ミールを第２のステージに供給し、第２のステージが、処理された原料ミールを、第２のステージの下流にある別のステージ（例えば、第３のステージ）に産出するか、または原料ミールを第２のステージの下流にある別のステージに送る。セメント原料ミールを上流のステージからすぐ隣の下流のステージまで直接に誘導するために、および最後のステージにより、処理されたセメント原料ミールを産出するために、直列に配置される任意の数のステージが存在してよい。
【０００７】
反応ガスの複数のパルスが各パルスが予め選択されるパルス時間を有することになるように構成され得、このパルス時間において、反応ガスが反応器のミドル部分の中に供給され、この予め選択されるパルス時間の直後に、中断時間において、反応ガスが反応器のミドル部分の中に供給されるのを停止され、この中断時間が、予め選択されるパルス時間の終了の直後に開始される。予め選択されるパルス時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒、あるいは別の予め選択される時間であってよい。中断ピリオドがパルスの間に休止時間を画定するようにパルスを分けることができ、その結果、各パルスが流体の離散的な流れであり、複数のパルスが流体の連続的な流れではない。各中断ピリオドが等しい時間であってよいかまたは異なる時間であってよい。例えば、中断時間が、特定のパルスの後の予め選択される中断時間であってよい。例示の中断時間は、最大１マイクロ秒、最大１ミリ秒、最大０．０００１秒、最大０．０１秒、最大５ミリ秒、最大１０ミリ秒、最大０．５秒、最大１秒、最大２秒、最大２５秒、最大１分、などであってよい。特定のパルスの後の中断時間が、バルブに接続される制御装置によって実装されるかまたは反応器の中への反応ガスの供給を促進する他の反応ガス流れ制御機構に接続される制御装置によって実装される制御ループによって画定され得る。制御ループが、異なる運転状態のために、またはセンサおよびこれらのセンサに接続される制御装置によって監視され得る別のパラメータのために、パルス時間および中断時間の変化量を画定することができる。第１の反応器のための制御ループの設定値が、予熱器内に存在していてよい他の反応器（例えば、第２の反応器および／または第３の反応器）のための制御ループの設定値と異なっていてよく、それにより特定のセットの動作目的を満たすことを目的として異なる反応器の位置での異なる条件に対応する。したがって、いくつかの実施形態では、各反応器が、独自のパルス時間の設定値および独自の中断時間の設置値を有することができる。加えて、これらのパルス時間および中断時間を変化させるのを可能にする手法も、反応器の位置に応じて異なっていてよいか、または特定のセットの動作目的を満たすために等しくなるように構成されてもよい。
【０００８】
反応器のミドル部分が輸送ガス供給源に接続され得、その結果、輸送ガスが複数のパルスとして反応器のミドル部分の中に供給可能となり、その結果、輸送ガスが反応器のミドル部分から反応器の第２の端部まで通過可能となる。反応器のミドル部分がさらに、反応ガスの供給源に接続され得、その結果、反応ガスが反応器のミドル部分から反応器の第１の端部まで通過することになる。反応ガスが同様にパルスとして反応器の中に供給され得る。これらのパルスは輸送ガスのパルスに同期にされていてもまたは輸送ガスのパルスに同期されていなくてもよい。他の実施形態では、反応ガスが、パルスを介して反応器の中にガスが供給される前に、輸送ガスと予混合されていてよい。いくつかの実施形態では、一定の割合の輸送ガスおよび／または反応ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。このような実施形態の場合、輸送ガスおよび／または反応ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしてのこのようなガスの流れを増やすことができる。したがって、ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的としてガスの一定の流れを補完するために、反応ガスおよび／または輸送ガスのパルス化が行われ得る。
【０００９】
反応器が特定の種類の形状を有するように構成され得る。例えば、反応器は、全体的にＷ状の形状、全体的にＵ形状、または全体的にＶ形状を有するように構成され得る。
排出低減装置の実施形態が、第１の端部と、第１の端部の反対側にある第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間にあるミドル部分とを有する反応器を有することができる。反応器の第１の端部が固体粒子導管に接続されるように構成され得、固体粒子導管を通して固体粒子が反応器に供給され得る。反応器の第２の端部がガス導管に接続されるように構成され得、その結果、反応器を通過する固体粒子がガス導管まで通過可能となる。反応器のミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能であってよく、その結果、反応ガスの供給源からの反応ガスが複数のパルスとして反応器のミドル部分の中に供給可能となる。
【００１０】
反応器のミドル部分が、反応器の第１の端部と反応器の第２の端部との間にある、反応器の中間セクションであってよい。反応器のミドル部分が反応器の中央セクションであってよいか、または反応器の別の中間セクションであってもよい（例えば、第１の端部と第２の端部との間において第１の端部の方に接近しているかまたは第２の端部の方に接近している、など）。反応器のミドル部分が反応器の第１の端部の下方に配置され得、さらに反応器の第２の端部の下方にあってよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、排出低減装置の反応器のミドル部分が反応器の第１の端部の下方にあってよく、さらに反応器の第２の端部の下方にあってよい。複数のステージを有する反応器の場合、各ステージが、そこで輸送ガスおよび／または反応ガスが供給可能となるようなそれ自体のそれぞれのミドル部分を有することができ、ここでは、ミドル部分がこのステージの両端部の間にある。このような実施形態では、各ステージのミドル部分が、ステージのインテイク端部および産出端部の下方に配置され得る。このような例示の反応器のミドル部分が、反応器ステージのこれらのミドル部分のうちのいずれかのミドル部分であってよい。
【００１２】
反応ガスの複数のパルスが各パルスが予め選択されるパルス時間を有することになるように構成され得、このパルス時間において、反応ガスが反応器のミドル部分の中に供給され、この予め選択されるパルス時間の直後に、中断時間において、反応ガスが反応器のミドル部分の中に供給されるのを停止され、この中断時間が、予め選択されるパルス時間の終了の直後に開始される。予め選択されるパルス時間が、特定のセットの設計基準を満たすように選択される予め選択される任意の時間であってよい。例えば、予め選択されるパルス時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒であってよい。中断時間が、同様に、特定のセットの設計基準を満たすように選択される予め選択される任意の時間であってよい。例えば、予め選択される中断時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒であってよい。パルス時間および中断時間が、反応器の位置およびその反応器のための動作目的に応じて、異なる反応器ごとに異なっていてよい。また、パルス時間および中断時間が、予熱器の動作パラメータに対応することを目的としてまたは特定のセットの動作目的を満たすことを目的として、運転中に変化させられてもよい。いくつかの実施形態では、一定の割合の反応ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。このような実施形態の場合、反応ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての反応ガスの流れを増やすことができる。したがって、反応ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として反応ガスの一定の流れを補完するために、反応ガスのパルス化が行われ得る。
【００１３】
反応器のミドル部分がさらに、輸送ガス供給源に接続されるように構成され得、その結果、輸送ガスが複数のパルスとして反応器のミドル部分の中へ供給可能となり、その結果、輸送ガスが反応器のミドル部分から反応器の第２の端部まで通過可能となる。反応器のミドル部分がさらに、反応ガスの供給源に接続可能であってよく、その結果、反応ガスが反応器のミドル部分から反応器の第１の端部まで通過するようになる。いくつかの実施形態では、輸送ガスが、反応器の中にガスが供給される前に、反応ガスと予混合されていてよい。他の実施形態では、輸送ガスおよび反応ガスが同期パルスまたは非同期パルスとして反応器の中へ別個に供給され得る（例えば、同じパルス継続時間を有する同じパルスにおいて同じタイミングで、異なるパルス継続時間を有する異なるパルスにおいて同じタイミングで、あるいは同じ種類のパルスまたは異なるパルスを使用して異なるタイミングで）。
【００１４】
反応器が全体的にＵ形または全体的にＶ形を有することができる。他の実施形態では、反応器がＷ状の形状または他の形状を有することができる。他の実施形態では、排出低減装置が、直列に配置される複数の反応器を有するものとみなされてよい。
【００１５】
例えば、排出低減装置のいくつかの実施形態が、第１の端部と、第１の端部の反対側にある第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間にあるミドル部分とを有する第１の反応器を有することができる。第１の反応器の第１の端部が固体粒子導管に接続されるように構成され得、固体粒子導管を通して固定粒子が反応器に供給可能である。第１の反応器の第２の端部が第２の反応器の第１の端部に接続されるように構成され得る。第２の反応器が、第２の反応器の第１の端部と第１の反応器の第２の端部との間の接続部を介して第１の反応器から固体粒子を受け取ることができる。第２の反応器が、第２の端部と、第２の反応器の第１の端部と第２の反応器の第２の端部との間にあるミドル部分とを有することができる。第２の反応器の第２の端部がガス導管に接続可能であってよく、その結果、第２の反応器を通過する（第１の反応器も通過した後の）固定粒子がガス導管まで通過可能となる。第１の反応器のミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能であってよく、その結果、反応ガスの供給源からの反応ガスが複数のパルスとして第１の反応器のミドル部分の中に供給可能となる。さらに、第２の反応器のミドル部分が反応ガスの供給源（第１の反応器のミドル部分と同じ反応ガスの供給源、または反応ガスの別の供給源）に接続可能となり得、その結果、反応ガスの供給源からの反応ガスが、複数のパルスとして第２の反応器のミドル部分の中へ供給可能となる。
【００１６】
直列の反応器を有する排出低減装置のいくつかの実施形態では、排出低減装置が、２重のＵ状の形状、３重のＵ状の形状、または他の種類の形状（例えば、２重のＶ状の形状、など）を有するものとみなされてよい。排出低減装置のいくつかの実施形態が、直列に位置合わせされる複数の反応器を有するものとみなされる代わりに、単一の反応器を画定するように直列に配置される第１および第２の反応器ステージを有するものとみなされてよい。
【００１７】
第１および／または第２の反応器に供給される反応ガスが輸送ガスと予混合されていてよい。別法として、少なくとも１つの輸送ガス供給源が第１の反応器に接続され得、少なくとも１つの輸送ガス供給源が第２の反応器に接続され得、それにより輸送ガスを反応器に供給する。輸送ガスが、中に供給される反応ガスと同期されるかまたは中に供給される反応ガスと同期されないパルスとして反応器の中に供給され得る。
【００１８】
セメント製造プラントの予熱器に少なくとも１つの排出低減装置を追加設置する方法が、予熱器の中の第１のセパレータデバイスと第２のセパレータデバイスとの間に排出低減装置を配置することを含むことができる。排出低減装置が、第１の端部と、第１の端部の反対側にある第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間にあるミドル部分とを有する反応器を有することができる。反応器の第１の端部がセメント原料ミール導管に接続可能となり得、その結果、第１のセパレータデバイスから産出されるセメント原料ミールが反応器の第１の端部に供給可能となる。反応器の第２の端部が燃焼排ガス導管に接続可能となり得、その結果、反応器を通過するセメント原料ミールが反応器の第２の端部から燃焼排ガス導管まで通過可能であり、その結果、セメント原料ミールが燃焼排ガス導管を介して第２のセパレータデバイスまで誘導される。反応器のミドル部分が反応ガスの供給源に接続可能となり得、その結果、反応ガスの供給源からの反応ガスが、複数のパルスとして反応器のミドル部分の中へ供給可能となる。この方法が、反応器を通るようにセメント原料ミールを通過させるために第１のセパレータデバイスから反応器の第１の端部までセメント原料ミールを供給することと、セメント原料ミールが反応器を通過させられるときに反応器のミドル部分の中への反応ガスを複数のパルスとするようにパルス化することであって、その結果、セメント原料ミールが反応器の第１の端部から反応器のミドル部分まで移動するときにセメント原料ミールがパルス化された反応ガスに接触することになる、ことと、反応器のミドル部分を介してセメント原料ミールがパルス化された反応ガスに接触した後で反応器の第２の端部から燃焼排ガス導管までセメント原料ミールを産出することと、をさらに含むことができる。
【００１９】
この方法の実施形態では、排出低減装置の反応器のミドル部分が、反応器の第１の端部と反応器の第２の端部との間にある、反応器の中間セクションであってよい。例えば、反応器のミドル部分が反応器の中央セクションであってよいか、または、反応器の中央セクションではなく、反応器の第１の端部と第２の端部との間にある部分であってもよい。いくつかの実施形態では、反応器のミドル部分が反応器の第１の端部の下方にあってよく、さらに反応器の第２の端部の下方にあってよい。
【００２０】
この方法のいくつかの実施形態では、排出低減装置の反応器のミドル部分が反応器の第１の端部の下方にあってよく、さらに反応器の第２の端部の下方にあってよい。複数のステージを有する反応器の場合、各ステージが、そこで輸送ガスおよび／または反応ガスが供給可能となるようなそれ自体のそれぞれのミドル部分を有することができ、ここでは、ミドル部分がこのステージの両端部の間にある。このような実施形態では、各ステージのミドル部分が、ステージのインテイク端部および産出端部の下方に配置され得る。このような例示の反応器のミドル部分が、反応器ステージのこれらのミドル部分のうちのいずれかのミドル部分であってよい。反応ガスが反応器の各ステージの各ミドルセクションの中にパルスとして供給され得る。例えば、方法が、セメント原料ミールが反応器を通過させられるときに第１の反応器ステージのミドル部分の中への反応ガスを複数のパルスとするようにパルス化することであって、その結果、セメント原料ミールが反応器の第１の端部から反応器の第２の端部まで移動するときにセメント原料ミールがパルス化された反応ガスに接触することになる、ことと、セメント原料ミールが反応器を通過させられるときに第２の反応器ステージのミドル部分の中への反応ガスを複数のパルスとするようにパルス化することであって、その結果、セメント原料ミールが反応器の第１の端部から反応器の第２の端部まで移動するときにセメント原料ミールがパルス化された反応ガスに接触することになる、ことと、含むことができる。
【００２１】
複数のステージを利用する排出低減装置の実施形態の場合、ステージが直列に配置され得、その結果、第１のステージが処理された原料ミールを第２のステージに供給し、第２のステージが、処理された原料ミールを、第２のステージの下流にある別のステージ（例えば、第３のステージ）に産出するか、または原料ミールを第２のステージの下流にある別のステージに送る。セメント原料ミールを上流のステージからすぐ隣の下流のステージまで直接に誘導するために、および最後のステージにより、処理されたセメント原料ミールを産出するために、直列に配置される任意の数のステージが存在してよい。
【００２２】
反応ガスの複数のパルスが各パルスが予め選択されるパルス時間を有することになるように構成され得、このパルス時間において、反応ガスが反応器のミドル部分の中に供給され、この予め選択されるパルス時間の直後に、中断時間において、反応ガスが反応器のミドル部分の中に供給されるのを停止され、この中断時間が、予め選択されるパルス時間の終了の直後に開始される。予め選択されるパルス時間が、特定のセットの設計基準を満たすように選択される予め選択される任意の時間であってよい。例えば、予め選択されるパルス時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒であってよい。中断時間が、同様に、特定のセットの設計基準を満たすように選択される予め選択される任意の時間であってよい。例えば、予め選択される中断時間が、最大、０．０１秒、１マイクロ秒、１ミリ秒、５ミリ秒、１０ミリ秒、または１秒であってよい。パルス時間および中断時間が、反応器の位置およびその反応器のための動作目的に応じて、異なる反応器ごとに異なっていてよい。また、パルス時間および中断時間が、予熱器の動作パラメータに対応することを目的としてまたは特定のセットの動作目的を満たすことを目的として、運転中に変化させられてもよい。いくつかの実施形態では、一定の割合の反応ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。本方法のこのような実施形態の場合、反応ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての反応ガスの流れを増やすことができる。したがって、反応ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として反応ガスの一定の流れを補完するために、反応ガスのパルス化が行われ得る。
【００２３】
反応器のミドル部分が輸送ガス供給源に接続可能となり得、その結果、輸送ガスが反応器のミドル部分の中へ供給可能となる。このような実施形態の場合、この方法が、反応器のミドル部分から反応器の第２の端部まで輸送ガスを通過させるために輸送ガスを反応器のミドル部分の中にパルスとして供給することをさらに含むことができる。輸送ガスがパルスとして反応器のミドル部分の中に供給され得、その結果、輸送ガスが反応ガスと同期でまたは反応ガスと非同期で供給される。本方法のいくつかの実施形態では、一定の割合の輸送ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。本方法のこのような実施形態の場合、輸送ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての輸送ガスの流れを増やすことができる。したがって、輸送ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として輸送ガスの一定の流れを補完するために、輸送ガスのパルス化が行われ得る。
【００２４】
本方法のいくつかの実施形態では、排出低減装置が直列に配置される複数の反応器を有することができるか、または直列に位置決めされる複数の反応器ステージを有する反応器を有することができる。このような反応器のいくつかの実施形態が、２重のＵ状の形状、３重のＵ状の形状、または他の種類の形状（例えば、２重のＶ状の形状、Ｗ状の形状、など）を有するように構成され得る。
【００２５】
排出低減装置と、セメント製造プラントと、プラントに少なくとも１つの排出低減装置を追加設置するためのキットと、このようなプラントのための予熱器に少なくとも１つの排出低減装置を追加設置するためのキットと、同排出低減装置を作って使用する方法と、の他の詳細、対象、および利点が、その特定の例示の実施形態の以下の説明が進むにつれて明らかとなる。
【００２６】
排出低減装置と、セメント製造プラントと、プラントに少なくとも１つの排出低減装置を追加設置するためのキットと、セメントクリンカの生産プロセスにおいてセメント原料ミールを処理するセメント製造プラント内で使用されるための排出低減装置と、同排出低減装置を作って使用する方法と、の例示の実施形態が添付図面に示される。図面で使用される同様の参照符号が同様の構成要素を示していてよいことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】セメント製造プラントの第１の例示の実施形態を示す概略図である。
【図２】セメント製造プラントの第１の例示の実施形態に含まれ得る例示の排出低減装置を示す概略部分図である。
【図３】セメント製造プラントの第１の例示の実施形態に含まれ得る例示の排出低減装置を示す概略部分図である。
【図４】セメント製造プラントの第１の例示の実施形態に含まれ得る例示の排出低減装置を示す概略部分図である。
【図５】セメント製造プラントの第１の例示の実施形態に含まれ得る例示の排出低減装置を示す概略部分図である。
【図６】セメントクリンカ生産プロセスにおいて原料ミールを処理するための例示の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜６を参照すると、セメント製造プラント１００が、燃料を燃焼するものであるかまたは燃料を燃焼させる燃焼器からの高温ガスを利用するものであるか焼器（または、キルン）を有することができる。燃焼器または高温ガスを排出する他のプロセス要素からのエグゾーストガスまたは燃焼排ガスが、セメント原料ミールをか焼器または他の処理デバイスに供給する前にセメント原料ミール材料（例えば、セメントの形成のための処理で使用される固体粒子）を予加熱するための予熱器２を通過させられ得る。いくつかの実施形態では、か焼器および／またはキルン内で処理されるセメント原料ミールがキルンまたはか焼器からクリンカクーラ４まで産出され得る。
【００２９】
セメント原料ミールは、例えば石灰石などの原料材料を粉砕することにより得られる粒子であってよく、粉砕された材料に追加され得る添加物などの他の材料（例えば、予熱器２に供給されるセメント原料ミールのための所望の構成物を提供するのを補助することができるような、粘土、砂、鉄鉱石、または他の添加物）をさらに含むことができる。セメント原料ミールは、小さいサイズ範囲を有する固体粒子（例えば、固体粒子の粉末など）であってよい。セメント原料ミールのための例示のサイズ範囲は、１００〜５０マイクロメートルの範囲、１５０〜２５マイクロメートルの範囲、または他の小さいサイズ範囲であってよい。
【００３０】
予熱器２が一連のセパレータデバイス３を有することができる。各セパレータデバイスが、粒子を混入させているガスから固体粒子を分離するように構成され得る。含まれるセパレータデバイス３の数は、予め選択される設計基準のセットによって決定される。例えば、一連のセパレータデバイス３が、第１のセパレータデバイスと、第２のセパレータデバイスと、第３のセパレータデバイスと、第４のセパレータデバイスと、第５のセパレータデバイスとを含むことができる複数のセパレータデバイス３を有することができる。例えば、頂部側のセパレータデバイス３、底部側のセパレータデバイス３、および頂部側のセパレータデバイス３と底部側のセパレータデバイス３との間にある１つまたは複数の中間のセパレータデバイス３が存在してよい。セパレータデバイスが、いくつかの実施形態では、サイクロンまたはサイクロンセパレータとして構成され得る。燃焼排ガスが、か焼器を接続しているところの燃焼器から底部側のセパレータデバイス３まで通過することができ、次いで予熱器２内の底部側のセパレータデバイス３の上方に配置される１つまたは複数の中間のセパレータデバイス３を通過し、次いで予熱器２の頂部側のセパレータデバイス３を通過する。
【００３１】
図１に示される例示の実施形態から分かるように、セメント原料ミールが頂部側のセパレータデバイス３を介して予熱器２の中に供給され得る。供給導管１７または他の種類の供給機構が、セメント原料ミールを頂部側のセパレータデバイス３の中に供給するのを促進することができる。図１で分かるように、頂部側のセパレータデバイス３による処理のためにセメント原料ミールを供給するための２つ以上のこのような供給導管１７が存在してよい。例えば、いくらかの量のセメント原料ミールが、下側のセパレータデバイス３から頂部側のセパレータデバイス３まで通過する燃焼排ガスの中にセメント原料ミールを導入する供給導管１７を介して頂部側のセパレータデバイス３の中に供給され得（例えば、燃焼排ガスをセパレータデバイスの中に供給することができる燃焼排ガス導管７の中で）、対して別の供給導管がセメント原料ミールを頂部側のセパレータデバイス３に提供する。頂部側のセパレータデバイス３の中で加熱されるセメント原料ミールが、上側のセパレータデバイス３から燃焼排ガス導管７まで延在することができるセメント原料ミール出口導管１８を介して別の下側のステージのセパレータデバイス３まで移送され得、ここでは燃焼排ガス導管７が燃焼排ガスを下側のステージのセパレータデバイス３に供給するものであり、その結果、セメント原料ミールが燃焼排ガスに相互混合され、その後、下側のステージのセパレータデバイス３の中に供給され、それにより燃焼排ガスから分離され、別の下側のステージのセパレータデバイス３に産出される。
【００３２】
セメント原料ミールが、燃焼排ガスの逆流としてセパレータのうちの１つまたは複数のセパレータを通過することができ、か焼器４に対しての供給のために、セパレータデバイス３から出て焼器４に向かって通過するときに燃焼排ガスから熱を吸収することができる。加熱されたセメント原料ミールがセパレータデバイス３の底部側の出口または他の出口から出る形で通過することができ、それによりセメント原料ミール導管１８（例えば、固定粒子導管の１つの種類）を介して別の予熱器要素まで移送される。燃焼排ガスが、予熱器の１つのセパレータデバイス３から別のセパレータデバイス３まで延在することができる燃焼排ガス導管７に流体連通される燃焼排ガス排出口または燃焼排ガス出口５のところにあるセパレータデバイス３の頂部領域または上側領域の近くで、セパレータデバイス３から出る形で通過することができる。
【００３３】
各セパレータデバイス３が、セメント原料ミール出口導管１８ならびに燃焼排ガス入口６および燃焼排ガス出口５に流体連通される内側チャンバを画定するボディを有することができ、その結果、入口および出口がセパレータデバイスのボディによって画定される内側チャンバに連通され、それにより燃焼排ガスの進入および脱出ならびにセメント原料ミールの受け取りおよび産出を促進する。ボディが、セパレータデバイスのボディ内で燃焼排ガスをセメント原料ミールに混合させるように構成され得、その結果、固体粒子のセメント原料ミールが燃焼排ガスによって加熱され、底部側のまたは下側のセメント原料ミール出口導管１８を通過する粒子および上側の燃焼排ガス出口５の導管を通って燃焼排ガス導管７まで通過する燃焼排ガス（高温の燃焼排ガスおよび低温のセメント原料ミールからの熱伝達のために燃焼排ガスに相互混合される固体粒子を有さない）により燃焼排ガスから分離される。
【００３４】
セメント原料ミール導管１８がセパレータデバイスのセメント原料ミール出口から燃焼排ガス導管７まで延在することができ、ここでは燃焼排ガス導管７が下側のセパレータデバイス３の燃焼排ガス出口５から上側のセパレータデバイスの燃焼排ガス入口６まで延在する。最も底側のセパレータデバイス３が、最も底側のセパレータデバイス３のセメント原料ミール出口から産出されるセメント原料ミールをか焼器４に供給するための導管に接続され得る。予熱器２が、少なくとも１つの排出低減装置２１をさらに有することができる。
【００３５】
例えば、いくつかの実施形態では、第１の排出低減装置２１が頂部側のセパレータデバイスと上から２番目のセパレータデバイスとの間に（例えば、第１のステージのセパレータデバイス３と第２のステージのセパレータデバイス３との間に）配置され得る。他の実施形態では、図１において破線で示されるように、第１の排出低減装置２１が、第２のステージのセパレータデバイス３と、第２のステージのセパレータデバイス３の下方にある第３のステージのセパレータデイバス３との間に設けられ得る。他の実施形態では、予熱器２が、異なるセパレータデバイスのステージの間に位置する複数の排出低減装置２１を有することができる（例えば、図１において実線で示されるような、第１のセパレータのステージと第２のセパレータのステージとの間にある第１の排出低減装置２１、および図１において破線で示されるような、第２のステージと第３のステージとの間にある第２の排出低減装置２１、の両方を含む、など）。１つまたは複数の排出低減装置２１を有する実施形態の場合、セパレータデバイス３から産出されるセメント原料ミールが処理のためにセメント原料ミール導管１８を介して排出低減装置２１まで運ばれ得、その後、処理されたセメント原料ミールが下側のステージのセパレータデバイスの燃焼排ガス導管７まで供給され、ここでは燃焼排ガス導管７がこのセパレータデバイス３の燃焼排ガス入口６を介して下側のステージのセパレータデバイス３まで燃焼排ガスを供給する。セメント原料ミールから望ましくない構成物質を取り除くことを目的として排出低減装置２１を介してセメント原料ミールを処理するのに利用され得るプロセスガスが、排出低減装置２１からトリートメントデバイス３１またはセメント原料ミール供給導管に産出され得、トリートメントデバイス３１またはセメント原料ミール供給導管が予熱器２の頂部側のセパレータデバイス３または第１のステージのセパレータデバイス３にセメント原料ミールを供給する。
【００３６】
図２を参照すると、第１および第２のステージのセパレータデバイス３の間に配置される排出低減装置２１を有するセメント製造プラント１００の第１の例示の実施形態が、排出低減装置２１のための例示の構成をより良好に例示するために示されている。頂部側のセパレータデバイス３内で分離されるセメント原料ミールが、セメント原料ミール導管１８を介して、排出低減装置２１の反応器２１に産出される。反応器２１ａが、反応器２１ａの中に供給される少なくとも１つの反応ガスとのセメント原料ミールの所望の反応を促進することを目的として、予め選択される形状（例えば、Ｕ形プロフィール、Ｖ形プロフィール、Ｖ状形状のプロフィール、Ｕ状形状のプロフィール、など）を有する管状の構造または導管タイプの構造として構成され得る。図２に示される反応器２１ａのボディが、セメント原料ミール導管１８に結合される第１の端部２１ｂから第２の端部２１ｃまで延在する管状の構造（例えば、セメント原料ミールをそこを通して通過可能にするところの内側チャンバを画定するパイプ、管、多角形形状の導管、など）を有することができる。反応器２１ａの第２の端部２１ｃが、燃焼排ガス導管７に結合される反応器セメント原料ミール出口導管２２に接続され得る。反応器２１ａがその第１の端部２１ｂと第２の端部２１ｃとの間を延在することができ、その結果、反応器２１ａの管状の構造が全体的にＵ状の形状または全体的にＶ状の形状を有する。もちろん、反応器２１ａのボディが、Ｃ形、Ｙ形、Ｊ形、または他の種類の形状（例えば、図４および５に示されるＷ状の形状、など）、などの他の形状を有することもできる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、反応器２１の形状が、第１の端部２１ｂと第２の端部２１ｃとの間の高さの差を比較的小さくするように、構成され得る。このような特徴により、反応器２１ａのための高さプロフィールの要求条件による予熱器の高さの要求条件に対しての影響を最小にすることが可能となる。
【００３８】
反応器２１ａが、その第１の端部２１ｂとその第２の端部２１ｃとの間にあるミドル部分２１ｄを有することができる。いくつかの構成では、ミドル部分２１ｄが反応器２１ａの底部分であってよく、セメント原料ミールが反応器２１ａを通過するときにセメント原料ミールの粒子がこの底部分に集まることができる。反応ガスのパルスが、反応ガス供給源３３から、底部分またはミドル部分２１ｄにおいて、反応器の中へと通過させられ得る。反応ガス供給源３３からの反応ガスの流量および流れの継続時間が、反応ガス供給源３３と反応器２１ａとの間にあるバルブを介して制御され得、ここでは反応器２１が反応ガス供給源供給導管に接続されており、この反応ガス供給源供給導管を通過する反応ガスが反応ガス供給源３３から反応器２１ａに供給されることになる。さらに、反応器のミドル部分２１ｄ内にある反応ガス供給入口のところにあるバルブまたはノズルを制御することにより反応ガスの流れが制御され得、反応器のミドル部分２１ｄのところで、反応ガスが、反応器２１ａを通過するセメント原料ミールに接触するために反応器２１ａの中へ通過させられる。反応ガスのパルス化は、特定のインターバルでパルスを発生させるように制御され得る。例えば、反応ガスの各パルスは、予め選択されるパルス時間にわたって継続的に反応器２１ａの中へガスを通過させるように発生させられ得、この予め選択されるパルス時間が終了すると、予め選択される中断時間にわたって反応ガスが反応器の中に流れることが防止される。パルスはポンプまたはファンの動作を始動させるかまたは修正することによって制御され得、ここでは、反応ガスを反応器２１ａの中に供給するときの入口圧力が変更され、その結果、増大した反応ガス流れのパルスが反応器の中の供給されることになるかまたは反応ガスの他のパルスが反応器の中に供給されることになる（例えば、反応ガスのパルスの間で継続する中断時間では反応ガスが反応器の中に供給されないようにするために反応ガスのパルスが供給される）。加えて（または、別法として）、反応器の中に供給される反応ガスの流量を調整するために移動可能であるバルブおよび／またはノズルが、反応器の中への反応ガスのパルスの供給を制御するのにも使用され得る。ポンプ、ファン、または他の種類の流体入口圧力制御機構の使用が、反応器２１ａの中に供給される反応ガスのパルスを提供するためのバルブ、ノズル、および／または他の流れ制御要素の利用との組み合わせで、またはそれに対しての別法として、利用され得る、ことを理解されたい。
【００３９】
パルス化は繰り返し行われ得、パルスの継続時間および中断時間の継続時間が予熱器の特定の設計目的または動作条件（例えば、燃焼排ガスおよびセメント原料ミールの流量、温度条件、圧力条件、予熱器の始動フェーズ、予熱器の停止動作フェーズ、など）を満たすように調整または変更され得る。
【００４０】
反応ガスのパルスを提供するために利用可能となり得るバルブ、ノズル、ポンプ、ブロア、またはファン要素の制御が制御装置によって実現され得る。制御装置が、非一時的メモリおよび少なくとも１つの送受信機に接続されるプロセッサを有するハードウェアを有するコンピュータデバイスであってよい。制御装置が反応ガス流れ制御要素（例えば、ファン、ブロア、ポンプ、バルブ、ノズル、流れセンサ、温度センサ、圧力センサ、など）に通信可能に接続され得、それにより、反応器２１ａのミドル部分２１ｄの中に反応ガスをパルスとして供給するために、これらの要素と通信し、および／またはこれらの要素を制御する。
【００４１】
例示のパルス時間が、反応器２１ａのミドル部分２１ｄ（例えば、底部分）の中に供給されている反応ガスのマイクロ秒またはミリ秒のパルスを促進するように構成され得る。もちろん、特定の設計目的を満たすために他のパルス時間が使用されてもよい。例示のパルス時間には、例えば、最大１マイクロ秒、最大１ミリ秒、最大０．０００１秒、最大０．５秒、最大１秒、最大２秒、最大２５秒、最大１分、最大０．０１秒、最大５ミリ秒、最大１０ミリ秒、などが含まれ得る。例示の中断時間が、パルス時間に一致するような、または、例えば、最大１マイクロ秒、最大１ミリ秒、最大０．０００１秒、最大０．０１秒、最大５ミリ秒、最大１０ミリ秒、最大０．５秒、最大１秒、最大２秒、最大２５秒、最大１分などの、別の時間に一致するような、時間となるように構成され得る。
【００４２】
パルス時間および中断時間が、予熱器２内の反応器の位置およびその反応器のための動作目的に応じて、各反応器で変更され得、さらには特定の予熱器内の異なる反応器ごとに変更され得る。例えば、パルス時間および中断時間は、予熱器の動作パラメータに対応することを目的としてまたは特定のセットの動作目的を満たすことを目的として運転中に変更され得る。いくつかの実施形態では、一定の割合の輸送ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。このような実施形態の場合、反応ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての輸送ガスの流れを増やすことができる。反応ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として反応ガスの一定の流れを補完するために、反応ガスのパルス化が行われ得る。
【００４３】
予熱器の各反応器２１ａにおいて、パルスの間の中断時間の継続時間、およびパルス時間が、運転中に変更され得る。特定のセットの動作目的を満たすことを目的として予熱器の検出される動作パラメータに対応するために、このような時間の変更が行われ得る。反応ガス（および／または、輸送ガス）の拍動の制御が、制御装置によって動作させられる制御ループによって画定され得る。制御ループの動作によりパルス時間および中断時間の変更が行われ得る。このような時間の変更は、制御ループを画定する手法、および特定のセットの予め画定される動作目的を満たすことを目的として反応器の中に供給されるパルスを調整するための制御ループにおいて画定される感知される状態に起因するものとなり得る。予熱器内の異なる反応器内において供給される反応ガスおよび／または輸送ガスのパルスを制御するために異なる制御ループが利用されてよいことを理解されたい。例えば、反応器の位置決め、および予熱器内の反応器の異なる位置に起因して存在すると予期される動作条件に対応することを目的として、異なる反応器２１ａのために使用される異なる制御ループのために異なるパルスパラメータが利用され得る。異なる制御装置がこれらの異なる制御ループを動作させることができるか、または単一の制御装置が予熱器内の異なる反応器に割り当てられる複数の制御ループを実装することができる。
【００４４】
セメント原料ミールのための例示のサイズ範囲は、１００〜１マイクロメートルの範囲、１５０〜０マイクロメートルの範囲、または他の小さいサイズ範囲であってよい。このような小さい粒子サイズを有する粉末が一体に凝集することができ、一般にはＧｅｌｄａｒｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｃの粒子と分類される。これにより、粒子凝集によって生じ得るチャネリングを原因として、大量の下向きの粒子流量を有するような、またガス／固体の接触を低減するような、粉末ベッドを通るガスの流れが得られることが確認された。このような要因により、粒子がガスと相互接触することが最小になることで、熱伝達または質量移動が低減される可能性がある。ガスのパルスを使用することにより粒子凝集およびチャネリングの形成が防止され得ることが確認された。これにより、粒子流量を大幅に改善することおよびガス／固体の接触を改善することを提供するのを補助することができ、それにより熱伝達および質量移動を大幅により効率的にすることが可能となり得る。反応器２１ａのための全体的にＵ形またはＶ形のタイプの構造との組み合わせでガスのパルスを使用することにより（ここでは、反応器のミドル部分２１ｄが反応器の底部である）、チャネリングの低減（排除とは言わないまでも）および下向きの粒子流量の大幅な改善に寄与するのを補助することもでき、その結果、反応ガスとセメント原料ミールとの間で起こる熱伝達および質量移動のための固体／ガスの接触時間が大幅に改善される。このような特徴は、反応ガスとセメント原料ミールとの間の相互作用を改善するのに大きく寄与することができ、その結果、反応ガスがセメント原料ミールからの要素を効果的に吸収することができ、それにより予熱器および／またはプラントからの望ましくない排出を低減することができる。
【００４５】
反応器の底部を画定するかまたは反応器の底部である反応器２１ａのミドル部分２１ｄは、第１の端部２１ｂと第２の端部２１ｃとの間の任意の中間部分であってよい。いくつかの実施形態では、反応器２１ａの底部である反応器のミドル部分２１ｄが第１の端部２１ｂと第２の端部２１ｃとの間の反応器２１ａの中央部分であってよい。したがって、このように配置することにより、反応ガス／セメント原料ミールの接触のための所望の流れプロフィールを提供することが補助され得る。他の実施形態では、ミドル部分２１ｄが、反応器の第１の端部２１ｂと第２の端部２１ｂとの間の反応器２１ａの中心を外れた中間部分であってよい。
【００４６】
反応器２１を通過するセメント原料ミールの流れは、水銀（Ｈｇ）、アンモニアなどの、望ましくない種々の構成元素を含む可能性がある。反応ガスは、このような望ましくない要素を取り除くかまたは低減するように選択または構成され得る。例えば、反応ガスの構成物および温度ならびに反応器２１を通してパルス化される反応ガスの流量は、１つまたは複数の望ましくない要素の低減のための特定のセットの設計基準を満たす多数の適切な値のうちの任意の値であってよい。例えば、反応ガス供給源３３が、原料ミール中の水銀（Ｈｇ）を酸化するように構成されるハロゲン化物を含む反応ガスを提供することができ、その結果、反応器２１ａを通過するセメント原料ミールに水銀が結合され、その結果、予熱器２から外へ排出される（例えば、降下管などを介して）ガスの中に水銀が存在しなくなる。
【００４７】
加えて（または別法として）、反応ガス供給源３３を介して供給される反応ガスが、反応器２１ａを通過するセメント原料ミールからの望ましくない構成物の要素を取り除くことを目的としてまたはそれらを他の形で低減することを試みることを目的として、セメント原料ミールを処理するための１つまたは複数の他の構成物質を含むことができる。例えば、反応ガス供給源３３の反応ガスが、セメント原料ミール中に存在する有機窒素の化学種の熱変換からの反応生成物をアンモニア（ＮＨ３）から亜酸化窒素（ＮＯＸ）へとシフトするように構成され得る圧縮空気または酸素（Ｏ２）富化圧縮空気を含むことができる。このような処理がＮＨ３の排出を低減することができ、他方でＮＯＸの排出をわずかにのみ増大させる可能性がある。許容されるＮＨＸの排出レベルはしばしば許容されるＮＨ３の排出レベルより高いことから、排出の構成物質のこのような変化が、プラントおよび／または予熱器２からの排出の排出レベルを大幅に向上させることができる。加えて（または別法として）、反応ガス供給源３３からの反応ガスが、二酸化硫黄（ＳＯ２）の排出（黄鉄鉱の硫化物を含むセメント原料ミールの場合に有意である可能性がある）、塩化水素（ＨＣｌ）の排出を軽減するのを促進するように、有機炭素総量（ＴＯＣ）の排出を低減するのを補助するように、および／または他の要素の排出を低減するのを補助するように、構成される構成物および温度を有することができる。
【００４８】
セメント原料ミールに接触するためにミドル部分２１ｄのところにおいて反応器２１ａを通過する反応ガスが第１の端部２１ｂの方に向かうように反応器２１ａを通過させられ得、それにより反応ガス出口導管２３を介して産出される。反応ガス出口導管２３が、利用された反応ガスを産出するために、頂部側のセパレータデバイス３に接続される降下管に接続され得る。反応器２１ａから燃焼排ガス導管７の中に供給される処理された原料ミールが、燃焼排ガス導管７を通過する燃焼排ガスを介して、別のセパレータデバイス３に供給され得、その結果、セメント原料ミールがさらに予加熱され得、次いで燃焼排ガスから分離され得る。
【００４９】
さらに、輸送ガス供給源３５（図２において破線で示される）が反応器２１ｂのミドル部分２１ｄに接続され得、それにより、反応器２１ａを通した反応ガスの移送を促進するのを補助し、十分な流量で反応ガスをパルス化するのを促進するのを補助し、および／または反応器２１ａを通るセメント原料ミールの所望される流量を促進するのを補助する。さらに、輸送ガスが、反応器を通過するセメント原料ミールから要素を切り離すこと、および反応器２１ａ内でセメント原料ミールが反応ガスと反応した後で輸送ガスから取り除かれ得るセメント原料ミールから望ましくない構成物質を取り除くこと、を補助するように機能することができる。輸送ガスが、空気、圧縮空気、窒素（Ｎ２）、または予め選択される設計基準を満たす別の適切なガスなどの、任意適切なガスであってよい。輸送ガスを反応器２１ａに供給するときの流量およびパルス継続時間が、反応ガスの流れを制御するときと同じ手法で制御され得る（例えば、バルブ、ポンプ、ファン、制御装置、および／または他の要素を使用する）。
【００５０】
例えば、輸送ガスのパルスを提供するために利用可能となり得るバルブ、ノズル、ポンプ、ブロア、またはファン要素の制御が制御装置によって実現され得る。制御装置が、非一時的メモリおよび少なくとも１つの送受信機に接続されるプロセッサを有するハードウェアを有するコンピュータデバイスであってよい。制御装置が輸送ガス流れ制御要素（例えば、ファン、ブロア、ポンプ、バルブ、ノズル、流れセンサ、温度センサ、圧力センサ、など）に通信可能に接続され得、それにより、反応器２１ａのミドル部分２１ｄの中に輸送ガスをパルスとして供給するために、これらの要素と通信し、および／またはこれらの要素を制御する。輸送ガスの制御のために利用される制御装置は、反応ガスのパルス化を制御するために使用され得るのと同じ制御装置であってよいかまたは別個の制御装置であってよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、さらに、一定の割合の輸送ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。このような実施形態の場合、輸送ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての輸送ガスの流れを増やすことができる。さらに、反応ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として輸送ガスの一定の流れを補完するために、輸送ガスのパルス化が行われ得る。
【００５２】
パルスを介して反応ガスおよび輸送ガスの両方が反応器に供給されるような実施形態では、反応ガスが底部側のミドル部分２１ｄのところにおいて反応器の中に供給され得、その結果、反応ガスがミドル部分２１ｄから反応器２１ａの第１の端部２１ｂまで移動することになる。Ｕ状のまたはＶ状の形状を有する反応器形状の場合、反応ガスのこのような上方の流れが、第１の端部２１ｂからミドル部分２１ｄまで通過するセメント原料ミールに接触した後で反応ガス出口導管２３の方に移動させるように反応ガスを動かすことができる。輸送ガスがパルスを介して輸送ガス供給源（例えば、圧縮空気、反応器２１まで空気を動かすための周囲空気に流体連通されるファン、など）から供給され得、その結果、輸送ガスが反応器のミドル部分２１ｄから反応器の第２の端部２１ｃまで通過する。輸送ガスのこの動きが、存在する可能性がある望ましくない化学種をセメント原料ミールから切り離すように機能することができ、その結果、このような望ましくない化学種が、予熱器２を通過させられることになる燃焼排ガスと混合される。さらに、パルス化された輸送ガスが、燃焼排ガス導管７の中への供給のために反応器２１ａの第２の端部２１ｃまでセメント原料ミールを動かすのを補助することができ、それにより、処理されたセメント原料ミールを、燃焼排ガスからの分離のためのさらには予加熱のための下流のセパレータデバイス３の方に誘導する。
【００５３】
図３を参照すると、排出制御装置２１が予熱器２の上側のセパレータデバイス３と下側のセパレータデバイス３との間に配置され得、それにより、このセパレータデバイス３のセメント原料ミール出口に接続されるセメント原料ミール導管１８を介して上側のセパレータデバイス３から産出されるセメント原料ミールを受け取る。いくつかの実施形態では、上側のセパレータデバイス３が、頂部側のセパレータデバイスまたは上から２番目のセパレータデバイス３（例えば、第２のステージのセパレータデバイス）であってよい。下側のセパレータデバイス３が下側のステージのセパレータデバイス３（例えば、上側のセパレータデバイスが第１のステージのデバイスである場合は、第２のステージのセパレータデバイスであり、上側のセパレータデバイスが第２のステージのデバイスである場合は、第３のステージのセパレータデバイスである、など）であってよい。
【００５４】
セメント原料ミールが反応器２１ａの第１の端部２１ｂを通過することができ、反応器２１ａの第２の端部２１ｃの方に移動させられ得る。反応ガス供給源３３および輸送ガス供給源３５からの反応ガスおよび輸送ガスのパルスが反応器のミドル部分２１ｄに供給され得、それにより所望の動作パラメータの範囲内で特定の望ましくない排出（例えば、水銀、アンモニア、など）を所望の割合で低減することを試みることを目的として原料ミールを処理する。いくつかの実施形態では、反応ガスが反応器２１ａの中に供給され得、その結果、反応ガスが反応器のミドル部分２１ｄから反応器の第１の端部２１ｂまで通過してそれにより反応器２１ａの最初の脚部または通路内でセメント原料ミールに接触し、その後、トリートメントデバイスに結合されるガス産出導管２７を介して産出され、それにより使用された反応ガスをトリートメントデバイス３１まで移送する。トリートメントデバイス３１は、予熱器２から離れたところにあるデバイスであってよいかあるいは予熱器２の上にまたは予熱器２に隣接するところに配置されるデバイスであってよい。トリートメントデバイス３１が、使用された反応ガス中のＮＯＸの構成物を低減するように、使用された反応ガス中のＮＨ３を低減するように、または反応器２１ａの通過時にセメント原料ミールから反応ガスが吸収した望ましくない構成元素を取り除くことを目的として使用された反応ガスを他の形で処理するように、構成され得る。トリートメントデバイス３１が、例えば、ガス流れに対しての液体洗浄を実現することができる洗浄ユニット、ガスから特定の構成元素を濾過することができる濾過デバイス、および／またはプラント１００から最終的に排出されるガスから望ましくない構成物質を低減するように構成される他のトリートメント機構を有することができる。
【００５５】
輸送ガスが、反応器２１ａのミドル部分２１ｄに流体連通される輸送ガス供給源３５を介して反応器２１ａの中に供給され得る。さらに、輸送ガスがパルスを介して反応器２１ａの中に供給され得る。輸送ガスが反応器２１ａの中に誘導され得、ここでは、輸送ガスが、反応器のミドル部分２１ｄから反応器２１ａの第２の端部２１ｃまでにおいて反応器２１ａを通してパルス化されるストリッピングガス（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ  ｇａｓ）として機能することになる。輸送ガスが、セメント原料ミールから望ましくない化学種を取り除くのを補助するために十分な温度を有してよく、またこれを行うための構成物であってよく、その結果、望ましくない要素が輸送ガス中で吸収されることになる。次いで、輸送ガスが、反応器の第２の端部２１ｃを接続しているところの燃焼排ガス導管７内で燃焼排ガスと混合され得、その結果、輸送ガスによってセメント原料ミールから切り離された望ましくない化学種が予熱器を通過させられて降下管まで誘導され、プラント１００から排出される、および／または他の処理を受ける。
【００５６】
図４および５を参照すると、排出低減装置２１のいくつかの実施形態が、Ｗ状の形状を有する反応器などの、直列の複数の反応器２１ａとして構成される反応器２１ａを有するように構成され得、または直列に配置される複数の反応器を有する排出低減装置２１とみなされ得る。Ｗ状の形状を有する反応器が角度のついた垂直方向のセグメントを有する必要があるというわけではないことを理解されたい。垂直方向のセグメントがある角度をつけられて延在するのではなく、完全に垂直であってもよく、その結果、セグメントが垂直方向および水平方向に延在することになる。例えば、Ｗ状の形状は、「Ｗ」形状の構成および／または「ＶＶ」タイプの構成の他に、「ＵＵ」タイプの構成を有してもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態では、第１の反応器２１ａがその第１の端部２１ｂを介してセメント原料ミールを受けることができ、その第２の端部２１ｃから第２の反応器２１ａの第１の端部２１ｂの中へセメント原料ミールを直接に供給することができる。他の実施形態では、第３の反応器が、第１および第２の反応器と直列となるように第２の反応器の下流に配置され得、それにより第２の反応器からセメント原料ミールを直接に受け取る。他の実施形態では、排出低減装置２１が２つの反応器のみを有してもよいか、または４つ以上の反応器を有してもよい。直列に位置合わせされる複数の反応器２１ａを有する排出低減装置２１の実施形態の場合、排出低減装置２１が、加えて（または別法として）、直列に配置される複数の反応器ステージ２１ｋを有する単一の反応器として構成されるものとして見なされてもよい（例えば、第１の反応器が第１の反応器ステージとみなされてよく、第２の反応器が第２の反応器ステージとみなされてよく、（存在する場合の）第３の反応器が第３の反応器ステージとみなされてよい、などである）。各反応器ステージ２１ｋのミドル部分２１ｄが、このような排出低減装置２１のための単一の反応器のミドル部分であってよい。
【００５８】
複数の反応器ステージ２１ｋまたは複数の反応器２１ｃを有するように構成され得る排出低減装置２１のいくつかの実施形態では、排出低減装置２１が、装置２１内で原料ミールを処理するためにセメント原料ミールのための流れ経路を画定するのを補助するように構成され得る。例えば、第１の反応器２１ａ（または第１の反応器ステージ２１ｏ）が、セメント原料ミール出口導管１８からセメント原料ミールを受け取る第１の端部２１ｂを有することができる。第１の反応器２１ａ（または反応器ステージ２１ｏ）が全体的にＵ状の形状またはＶ状の形状を有するように構成され得、その結果、セメント原料ミールがこのステージの第１の端部２１ｂから第２の端部２１ｃの方に通過することになり、その結果、セメントミールが、第１の端部２１ｂより下側にあってさらに第２の端部２１ｃより下側にある下側のミドル部分２１ｄを通過することになる。このミドル部分の流れ経路が、第１のステージ２１ｏの第１の端部２１ｂと上側出口端部２１ｒとの間に位置する第１のミドル部分２１ｇであってよい。
【００５９】
第１の反応器ステージ２１ｏの出口端部２１ｒが第２の反応器ステージ２１ｐの第１の端部２１ｓに流体連通され得、その結果、第１の反応器ステージ２１ｏからのセメント原料ミールが、第１の反応器ステージ２１ｏから第２の反応器ステージ２１ｐに、直接に供給され得る。第２の反応器ステージ２１ｐが、その第１の端部２１ｓからその第２の端部２１ｚまでの通路を画定するボディを有することができ、その結果、セメント原料ミールが、第１の端部２１ｓと第２の端部２１ｚとの間で第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈを通過することができる。第２の反応器ステージ２１ｐが、第１の端部２１ｓから第２の端部２１ｚまで延在するバイパス通路２１ｙをさらに有することができ、その結果、流体が、第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈの領域を通過することなく、第２の反応器ステージ２１ｐを通過させられ得る。このバイパス通路２１ｙが第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈの上方に配置され得、さらに第２の反応器ステージ２１ｐの第１の端部２１ｓと第２の端部２１ｚとの間を線形的に延在することができる。いくらかの量のセメント原料ミールが、第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈを通って流れるのではなく、バイパス通路２１ｙを通過することが可能であることも可能である。
【００６０】
バルブまたは他の要素が、バイパス通路を通過可能となり得るセメント原料ミールの量を調整することを目的としてバイパス通路２１ｙの各端部（または、少なくとも、第２の反応器ステージ２１ｐの上側の第１の端部２１ｓに流体連通される上側の端部２１ｖ）のところに位置していてよい（例えば、バルブが、セメント原料ミールまたは流体が通路を通過するのを防止するために閉じられたり、異なる複数の開位置（例えば、完全な開位置、実質的な開位置、部分的な開位置、および閉位置との間）まで開けられたりされ得、それにより第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈを迂回するように、ある程度の量の流体およびある程度の量のセメント原料ミールが通路を通過することが可能となる）。
【００６１】
第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈが第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇの下方に配置され得る。下側の位置は、第２の反応器ステージ２１ｐの第１の端部２１ｓから第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈまで延在する通路２１ｔの長さによって画定され得る。この通路２１ｔの長さは、第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇから、第２の反応器ステージ２１ｐの第１の端部２１ｓの口部分に流体連通される第１の端部２１ｒの口部分まで延在する第１の反応器ステージ２１ｏの通路の長さの２倍〜５倍（例えば、３倍または３．７３倍など）であってよい。
【００６２】
第１の反応器ステージ２１ｏおよび第２の反応器ステージ２１ｐの寸法は異なっていてもまたは等しくてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第１の反応器ステージ２１ｏのための反応器通路が、第２の反応器ステージ２１ｐの対応する通路と比較して、より小さい直径または幅、およびより小さい長さを有することができる。第２の反応器ステージ２１ｐの通路がより幅広のまたはより大きい直径を有することができ、さらに、より長い通路セグメントを有することができる。例えば、第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈから第２の反応器ステージ２１ｐの第１の端部２１ｓの入口の口部分まで延在する第２の反応器２１ｐの通路の長さおよび幅の両方が、第１の端部２１ｂの入口の口部分から第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇまで延在する第１の反応器２１ｏの対応する通路の長さおよび幅より大きくてよい。別の実施例として、第２の反応器２１ｐのミドル部分２１ｈから第２の端部２１ｚの出口の口部分まで延在する第２の反応器２１ｐの産出通路２１ｘの長さが、第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇから第１の反応器ステージ２１ｏの第２の端部２１ｒの出口の口部分まで延在する第１の反応器ステージ２１ｏの対応する出口通路より大きくてよい。さらに、第２の反応器ステージ２１ｐの通路の内径または幅が第１の反応器ステージ２１ｏの通路の内径または幅より大きくてよい。
【００６３】
第３の反応器ステージが含まれるような他の実施形態では、対応する通路の長さおよびこの通路の内径または幅が第２の反応器ステージ２１ｐの通路より大きくてよいかまたは小さくてよい。他の実施形態では、第１の反応器ステージ２１ｏが、より大きい長さならびに／あるいはより大きい内側の幅または内径を有する第２の反応器ステージ２１ｐの通路に対応する通路を有することができることが企図される。
【００６４】
第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇが、反応ガスの供給源３３および輸送ガスの供給源３５に接続され得る。さらに、第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈが、反応ガスの供給源３３および輸送ガスの供給源３５に接続され得る。第２の反応器ステージ２１ｐが、第１の反応器ステージ２１ｏと同じ反応ガスおよび輸送ガスの供給源に接続され得るか、または追加の供給源に接続され得る。反応ガスのパルスが、反応ガス供給源３３から、底部分２１ｇまたはミドル部分２１ｈのところで反応器ステージ２１ｋの中まで通過させられ得る。反応ガス供給源３３から第１の反応器ステージ２１ｏまでの反応ガスの流れの流量および継続時間が、反応ガス供給源３３と反応器２１ａとの間にあるバルブを介して制御され得、ここでは反応器２１ａが反応ガス供給源供給導管に接続されており、この反応ガス供給源供給導管を通過する反応ガスが反応ガス供給源３３から第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇまで供給されることになる。加えて（または別法として）、ポンプ、ファン、または他の種類の流体入口圧力制御機構が、第１の反応器ステージ２１ｏの中に供給される反応ガスのパルスを提供することを目的として、第１の反応器ステージ２１ｏの中に供給されている反応ガスの入口圧力を変化させるように異なる設定で動作することができる。
【００６５】
さらに、反応ガス供給源３３から第２の反応器ステージ２１ｐまでの反応ガスの流れの流量および継続時間が、反応ガス供給源３３と反応器ステージ２１ｐとの間にあるバルブを介して制御され得、ここでは反応器ステージ２１ｐが反応ガス供給源供給導管に接続されており、この反応ガス供給源供給導管を通過する反応ガスが反応ガス供給源３３から第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈまで供給されることになる。さらに、反応器のミドル部分２１ｄ内にある反応ガス供給入口のところにあるバルブまたはノズルを制御することにより反応ガスの流れが制御され得、反応器のミドル部分２１ｄのところで、反応ガスが、反応器を通過するセメント原料ミールに接触するために反応器の中へ通過させられる。加えて（または別法として）、ポンプ、ファン、または他の種類の流体入口圧力制御機構が、第２の反応器ステージ２１ｐの中に供給される反応ガスのパルスを提供することを目的として、第２の反応器ステージ２１ｐの中に供給されている反応ガスの入口圧力を変化させるように異なる設定で動作することができる。
【００６６】
反応ガスのパルス化は、特定のインターバルでパルスを発生させるように制御され得る。例えば、反応ガスの各パルスは、予め選択されるパルス時間にわたって継続的に第１の反応器ステージ２１ｏの中へガスを通過させるように発生させられ得、この予め選択されるパルス時間が終了すると、予め選択される中断時間にわたって反応ガスが反応器の中に流れることが防止される。別の実施例として、反応ガスの各パルスは、予め選択されるパルス時間にわたって継続的に第２の反応器ステージ２１ｐの中へガスを通過させるように発生させられ得、この予め選択されるパルス時間が終了すると、予め選択される中断時間にわたって反応ガスが反応器の中に流れることが防止される。パルス化は繰り返し行われ得、パルスの継続時間および中断時間の継続時間が予熱器の特定の設計目的または動作条件（例えば、燃焼排ガスおよびセメント原料ミールの流量、温度条件、圧力条件、予熱器の始動フェーズ、予熱器の停止動作フェーズ、など）を満たすように調整または変更され得る。第１の反応器ステージ２１ｏおよび第２の反応器ステージ２１ｐの中へ反応ガスが供給されるときの拍動は同期（例えば、同じタイミングかつ等しいパルス継続時間）であってもまたは非同期（例えば、異なるタイミング、または異なるタイミングかつ異なるパルス継続時間）であってもよい。
【００６７】
すべての実施形態において、反応ガスのパルスを提供するために利用可能となり得るバルブ、ノズル、ポンプ、ブロア、またはファン要素の制御が制御装置によって実現され得る。制御装置が、非一時的メモリおよび少なくとも１つの送受信機に接続されるプロセッサを有するハードウェアを有するコンピュータデバイスであってよい。制御装置が反応ガス流れ制御要素（例えば、ファン、ブロア、ポンプ、バルブ、ノズル、流れセンサ、温度センサ、圧力センサ、など）に通信可能に接続され得、それにより、反応器２１ａのミドル部分２１ｄの中に反応ガスをパルスとして供給するために、これらの要素と通信し、および／またはこれらの要素を制御する。
【００６８】
さらに、輸送ガス供給源３５（図２において破線で示される）が反応器２１ｂのミドル部分２１ｄに接続され得、それにより、反応器２１ａを通した反応ガスの移送を促進するのを補助し、十分な流量で反応ガスをパルス化するのを促進するのを補助し、および／または反応器２１ａを通るセメント原料ミールの所望される流量を促進するのを補助する。さらに、輸送ガスが、反応器を通過するセメント原料ミールから要素を切り離すこと、および反応器２１ａ内でセメント原料ミールが反応ガスと反応した後で輸送ガスから取り除かれ得るセメント原料ミールから望ましくない構成物質を取り除くこと、を補助するように機能することができる。輸送ガスが、空気、圧縮空気、窒素（Ｎ２）、または予め選択される設計基準を満たす別の適切なガスなどの、任意適切なガスであってよい。輸送ガスを反応器２１ａに供給するときの流量およびパルス継続時間が、反応ガスの流れを制御するときと同じ手法で制御され得る（例えば、バルブ、ポンプ、ファン、制御装置、および／または他の要素を使用する）。
【００６９】
例えば、輸送ガスのパルスを提供するために利用可能となり得るバルブ、ノズル、ポンプ、ブロア、またはファン要素の制御が制御装置によって実現され得る。制御装置が、非一時的メモリおよび少なくとも１つの送受信機に接続されるプロセッサを有するハードウェアを有するコンピュータデバイスであってよい。制御装置が輸送ガス流れ制御要素（例えば、ファン、ブロア、ポンプ、バルブ、ノズル、流れセンサ、温度センサ、圧力センサ、など）に通信可能に接続され得、それにより、反応器２１ａのミドル部分２１ｄの中に輸送ガスをパルスとして供給するために、これらの要素と通信し、および／またはこれらの要素を制御する。輸送ガスの制御のために利用される制御装置は、反応ガスのパルス化を制御するために使用され得るのと同じ制御装置であってよいかまたは別個の制御装置であってよい。
【００７０】
輸送ガスが、パルスを介して輸送ガスおよび反応ガスの両方が反応器に供給されるような形で、排出低減装置２１の各反応器ステージの中に供給され得、その結果、反応ガスが、反応器２１ａのミドル部分２１ｄから第１の端部２１ｂまで反応ガスが移動する。Ｕ状のまたはＶ状の形状を有する反応器形状の場合、反応ガスのこのような上方の流れが、第１の端部２１ｂから第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇまでまたは第２の反応器ステージ２１ｐの第１の端部２１ｓから第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈまで通過するセメント原料ミールに接触した後で、反応器の第１の端部２１ｂに流体連通される反応ガス出口導管２３の方に移動させるように反応ガスを動かすことができる。輸送ガスがパルスを介して輸送ガス供給源３５（例えば、圧縮空気、反応器２１ａまで空気を動かすための周囲空気に流体連通されるファン、など）から供給され得、その結果、輸送ガスが第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇから反応器の第２の端部２１ｃまで通過し、輸送ガスが、第２の反応器ステージ２１ｐの中で、第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈに隣接するところに供給され、それにより第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈから反応器の第２の端部２１ｃの方に向かうセメント原料ミールの移送が促進される。さらに、輸送ガスの供給、およびこのガスの動きが、存在する可能性がある望ましくない化学種をセメント原料ミールから切り離すように機能することができ、その結果、このような望ましくない化学種が、予熱器２を通過させられることになる燃焼排ガスと混合される。さらに、パルス化された輸送ガスが、燃焼排ガス導管７の中への供給のために反応器２１ａの第２の端部２１ｃまでセメント原料ミールを動かすのを補助することができ、それにより、処理されたセメント原料ミールを、燃焼排ガスからの分離のためのさらには予加熱のための下流のセパレータデバイス３の方に誘導する。パルス化される輸送ガスはまた、バイパス通路２１ｙを通過させるために輸送ガスの少なくとも一部をバイパス通路２１ｙまで動かすように、パルス化され得る。セメント原料ミールから切り離される任意の要素と共に輸送ガスを産出するためのガス導管が、このガスを降下管まで産出するためのバイパス通路、燃焼排ガス導管、トリートメントデバイス３１までガスを移送するための導管、またはセメント原料ミール製造設備の他の要素、に接続され得る。
【００７１】
例示のパルス時間が、反応器のミドル部分２１ｄ（例えば、第１の反応器ステージ２１ｏのミドル部分２１ｇ、および第２の反応器ステージ２１ｐのミドル部分２１ｈ）の中に供給されている反応ガスのマイクロ秒またはミリ秒のパルスを促進するように構成され得る。もちろん、特定の設計目的を満たすために他のパルス時間が使用されてもよい。例示のパルス時間には、例えば、最大１マイクロ秒、最大１ミリ秒、最大０．０００１秒、最大０．５秒、最大１秒、最大２秒、最大２５秒、最大１分、最大０．０１秒、最大５ミリ秒、最大１０ミリ秒、などが含まれ得る。例示の中断時間が、パルス時間に一致するような、または、例えば、最大１マイクロ秒、最大１ミリ秒、最大０．０００１秒、最大０．０１秒、最大５ミリ秒、最大１０ミリ秒、最大０．５秒、最大１秒、最大２秒、最大２５秒、最大１分などの、別の時間に一致するような、時間となるように構成され得る。
【００７２】
パルス時間および中断時間が、予熱器２内の反応器の位置およびその反応器のための動作目的に応じて、各反応器で変更され得、さらには特定の予熱器内の異なる反応器ごとに変更され得る。例えば、パルス時間および中断時間は、予熱器の動作パラメータに対応することを目的としてまたは特定のセットの動作目的を満たすことを目的として運転中に変更され得る。いくつかの実施形態では、一定の割合の反応ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。このような実施形態の場合、反応ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての反応ガスの流れを増やすことができる。反応ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として反応ガスの一定の流れを補完するために、反応ガスのパルス化が行われ得る。いくつかの実施形態では、さらに、一定の割合の輸送ガスが一定の流量で供給され得ることが企図される。このような実施形態の場合、輸送ガスのパルスが同様に反応器の中に供給され得、それによりパルスとしての輸送ガスの流れを増やすことができる。さらに、反応ガスの増大した流量のパルスを提供することを目的として輸送ガスの一定の流れを補完するために、輸送ガスのパルス化が行われ得る。他の実施形態では、反応器の中に供給されるガスの一定の流れが常に存在するわけではないという形で、パルスが反応器の中に供給され得、その結果、パルスの中断時間中、反応器２１または反応器ステージ２１ｋの中に供給されるガスの流れが存在しない。例えば、反応ガスのパルスの中断時間中、この中断時間において反応器ステージの中に供給される反応ガスの流れが一切存在しない可能性があり、輸送ガスのパルスの中断時間中、この中断時間において反応器ステージの中に供給される輸送ガスの流れが一切存在しない可能性がある。
【００７３】
図６を参照すると、予め存在するプラントに１つまたは複数の排出低減装置２１を追加設置して、次いでプラントを稼働させるための例示の方法が、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５に提示されている。これらのステップには、セメントクリンカ生産プロセスにおいて原料ミールを処理するセメント製造設備の中に少なくとも１つの排出低減機構を設置する、というＳ１０１が含まれる。この方法がＳ１０２をさらに含むことができ、ここでは、セメント原料ミールが導管を介して第１のセパレータデバイス３から第２のセパレータデバイスまで通過させられ、その結果、セメント原料ミールが第１のセパレータデバイス３から第２のセパレータデバイス３まで移動するとき、セメント原料ミールが反応器を通過させられることになる。ステップＳ１０３では、ガスがパルスとして反応器の中に導入され得る（例えば、反応ガス、反応ガスおよび輸送ガス、など）。ガスのパルスは、反応器２１ａの中へのガスの供給サイクルの離間される継続時間であってよく、ここでは、ガスの継続的な流れが予め選択される流量で反応器２１ａの中まで通過させられ、次いでパルス時間の終了の直後に開始される中断時間においてガスの流れが停止される。中断時間およびパルス時間は、各々、０．５〜５ミリ秒の範囲、または本明細書で考察される何らかの他の時間範囲（例えば、マイクロ秒のパルス範囲、ミリ秒のパルス範囲、１００分の１秒のパルス範囲、など）であってよく、本明細書で考察されるように制御され得る。ステップＳ１０４で、セメント原料ミール（セメント原料ミールから望ましくない化学種を切り離すのに使用されるパルス化された任意の輸送ガスと共に）が反応器２１ａから燃焼排ガス供給導管７を介して第２のセパレータデバイス３に産出され得、ここでは第２のセパレータデバイス３に反応器２１ａが接続されている（例えば、セメント原料ミール出口導管２２を介して）。セメント原料ミールから望ましくない化学種を取り除くために反応器２１ａを通過させられるパルス化された反応ガスが、反応器２１ａの第１の端部２１ｂから、さらなる処理のためにおよび／または周囲空気に排出されるためにトリートメントデバイス３１または降下管に産出され得る。反応器２１ａの第２の端部２１ｃから産出されるセメント原料ミールが予熱器２の別のセパレータデバイス３を通過させられ得、その後、ステップＳ１０５に示されるように、か焼器またはキルンに供給され得る。反応器２１ａから産出されるセメント原料ミールはさらに、予加熱されたり、１つまたは複数の他のセパレータデバイス３を介して燃焼排ガスから分離されたりされ得るが、いくつかの実施形態では、反応器の第２の端部２１ｃから産出されるセメント原料ミールが他のセパレーデバイスタを一切通過させらずに代わりにか焼器４に直接に供給されてもよいことも企図される。
【００７４】
少なくとも１つの排出低減装置２１を設置するのを容易にするためにキットが提供され得る。このキットが少なくとも１つの反応器２１ａを有することができる。このキットが、導管、バルブ、センサ、少なくとも１つの制御装置、ｄｅｓｉｇｎ  ｐｌａｎ、設置具、および／または設置ツールなどの、他の要素をさらに有することができる。このキットは、販売のために提供され得、ならびに／あるいは１つまたは複数の排出低減装置２１を有させるように従来のプラントまたは予熱器に追加設置を行うために使用され得る。例えば、このキットの実施形態が、プラント１００において、または粉末状であるサイズ範囲などの比較的小さいサイズを有する固体粒子材料（例えば、その後の処理のための材料を提供することができる破砕回路または粉砕回路からの微粉状材料のストリームと一体である包含物）の流れを利用することができる別の種類の機構において、少なくとも１つの排出低減装置２１を予熱器２の中に設置するのに利用され得る。
【００７５】
反応器２１ａのサイズおよび形状は、予め存在する予熱器２の高さのいかなる変化も最小にすることを試みるように、および／またはコンパクトな予熱器２で特定のセットの設計基準に対応するのを可能にするように、構成され得る。これは追加設置を行うのに特に有用である。その理由は、特定の形状の反応器２１ａの使用が、予め存在する予熱器２の中への嵌め込みを行うように設計され得るからである。例えば、入口の高さおよび出口の高さ（例えば、第１の端部２１ｂおよび第２の端部２１ｃの高さ）を比較的小さい範囲でオフセットすることができるＵ形またはＶ形の反応器または他の形状の反応器は、予熱器２の構造を有意に変化させることなく、または少なくとも１つの排出低減装置２１を追加設置されることになる予熱器２の高さを変更するのを必要とすることなく、セメント原料ミールに接触するガスにより排出低減装置２１を提供するのを可能にすることができる。
【００７６】
排出低減装置２１の反応器２１ａの実施形態が効率的な機構を提供するように構成され得、この効率的な機構を用いることにより、セメント原料ミールから１つまたは複数の望ましくない化学種を取り除くことを目的としてセメント原料ミールを取り扱うために、反応ガスが、エネルギー損失を有意に犠牲することなく、予熱器の高さを増大させるのを必要とすることなく、過剰量の反応物質を使用するのを必要とすることなく、および反応器２１を通過させる過剰なガス流れを必要とすることなく、粉末（例えば、比較的小さい粉末状のサイズを有するセメント原料ミールサイズの粒子）に接触させられ得る。このような利点により、性能を向上させるような、ならびにプラント１００および／または予熱器２からの排出を改善するような、コスト効率の高い実装形態が可能となる。このような動作上の利点に加えて、排出低減装置の実施形態が、予熱器の高さに対して（影響を与えるにしても）無視できる程度の影響しか与えないような比較的小さい設置面積を有することができ、それにより、予熱器にこの装置を含めることに付随する資本コストを比較的低く抑えるのを補助することができる。したがって、排出低減装置２１の実施形態が、予熱器および／またはプラント１００からの排出をコスト効率の高い形で改善するためのコスト効率の高い手段を提供することができる。排出低減装置２１の実施形態が、ＳＯ２の排出（例えば、セメント原料ミール材料中に存在する黄鉄鉱の硫化物からの）、ＮＨ３の排出、Ｈｇの排出、ＨＣｌの排出、および／または原料ミール中に存在する有機物質に起因し得るＴＯＣの排出、を軽減するように構成され得る。
【００７７】
セメント製造プラント１００の多様な実施形態および排出低減機構の多様な実施形態が特定のセットの設計基準を満たすために多様な構成を利用することができることを認識されたい。例えば、各セパレータデバイス３の幾何形状、高さ、幅（または直径）が特定の設計目的を満たすようにサイズ決定され得る（例えば、プラント１００または予熱器２の予め存在する支持構造に対応すること、所望の処理能力に対応すること、などのために）。別の実施例として、セパレータデバイス３の数が特定のセットの設計基準によって決定され得る。いくつかの実施形態では、１つのセパレータデバイス３のみが必要となる可能性があるかまたは底部側のおよび頂部側のセパレータデバイスのみが必要となり得ることが企図される。他の実施形態では、３つのセパレータデバイス３が使用され得るかまたは５つ以上のセパレータデバイスが使用されてもよい（例えば、５つ、６つ、７つ、など）。各ボディの幾何形状および形状が、特定のセットの設計基準を満たす任意の特定の構成であってよい。別の実施例として、実施形態が以下のことを目的として構成され得る：予熱器２、特定のセパレーションデバイス３、および予熱器２に含まれる他の要素の動作のための、および／またはか焼器の動作のための、流量、所望の温度範囲、および所望の圧力範囲を満たすように、供給導管、燃焼排ガス導管、または他の導管のサイズおよび構成を構成する。別の実施例として、反応ガスの種類、反応ガスの温度、および反応ガスの流量が、特定のセットの設計基準（例えば、予熱器２またはプラント１００の運転プロフィール、特定の種類の元素（例えば、Ｈｇ、ＮＨ３、ＳＯ２、ＨＣｌ、ＴＯＣ、およびこれらの組み合わせ、など）を低減するためにセメント原料ミールから取り除かれるべき化学種、など）に対応するための任意適切なおよび任意適切な構成物を有することができる。
【００７８】
別の実施例として、反応ガスおよび／または輸送ガスのパルス化、ならびにこのようなパルス化の手法が、特定のセットの設計基準を満たすように制御および／または調整される。多様な構成および／または組み合わせの、バルブ、ノズル、ポンプ、ブロア、ファン、および／または他の流れ制御要素が、予め選択されるセットの動作目的を満たすことを目的として所望の反応器ベッドの状態を実現するようなパルスを提供するのに使用され得る。運転中、特定のセットの動作目的を満たすために、これらの要素を介して、反応ガスの入口圧力、パルス時間、パルスの間の中断時間、構成物、および／または輸送ガスの構成物が変えられ得る。このような変化は、いくつかの実施形態では、これらの要素の動作を制御することを目的として、１つまたは複数の制御装置によって動作させられる１つまたは複数の制御ループによって画定され得る。いくつかの実施形態では、このような制御装置の各々が、多様な制御装置の設定値または制御ループの設定値を調整するときに操作者が使用することができるプロセス制御プログラムを実行するワークステーションに通信可能に接続され得る。このワークステーションがさらに、センサ、バルブ、ポンプ、ファン、または他のプロセス要素に通信可能に接続され得る。
【００７９】
別の実施例として、排出低減装置２１の実施形態が微粉状材料のストリームと協働するように含まれ得る。このストリームは、（例えば、予熱器２に供給される前、などで）別のプラントプロセスに供給されることになる材料を処理することができる摩鉱回路または破砕回路を介して提供され得る。いくつかの実施形態では、排出低減装置２１が、例えば、セメント原料ミールを予熱器２に供給する前にセメント原料ミールを取り扱うために予熱器２の上流に配置され得る。このような排出低減装置２１の反応器２１ａが、セメント原料ミールのハロゲン化物を取り扱うように、および／またはセメント原料ミール中に存在する可能性がある水銀を酸化するように、構成され得、その結果、酸化水銀が、予加熱されたセメント原料ミールから切り離されたり煙道ガス（セメント原料ミールが予熱器２を通過するときに加熱されることの結果として発生し得る）中に排出されたりする代わりにセメント原料ミールに結合され得る。
【００８０】
他の実施形態では、排出低減装置２１が、この粉末材料を取り扱うのに、粉末状のサイズを有する材料の微粉状の固体粒子の流れが利用されるような、他のプラントまたはプロセスでも利用され得ることが企図される。したがって、排出低減装置２１がセメント原料ミールの処理と併せた使用のみに限定されないことを理解されたい。（セメント原料ミールに加えてまたはセメント原料ミールの代わりとして）他の固体粒子材料が排出低減装置２１と協働する形で取り扱われ得る（例えば、排出低減装置が、プラントまたは設備で利用される固体粒子材料の流れを取り扱うために、他の種類のプラントまたは設備内で利用され得る）。
【００８１】
また、いくつかの構成要素、特徴、および／または構成が１つの特定の実施形態のみに関連させて説明され得るが、これらの同じ構成要素、特徴、および／または構成が多くの他の実施形態に適用され得るかまたはそのような多くの他の実施形態と共に使用され得、したがって、特に明記されない限り、あるいはこれらの構成要素、特徴、および／または構成を他の実施形態と共に使用することが技術的に不可能ではない限り、他の実施形態に適用可能であるとみなされるべきである、ということを認識されたい。したがって、種々の実施形態の構成要素、特徴、および／または構成が任意の手法で一体に組み合わせされ得、このような組み合わせは本言及により明示的に企図および開示されるものとする。
【００８２】
したがって、上記において、排出低減装置、セメント製造プラント、プラントに少なくとも１つの排出低減装置を追加設置するためのキット、および同排出低減装置を作って使用する方法、の特定の例示の実施形態を示して説明してきたが、本発明がこれらの特定の例示の実施形態のみに限定されず、以下の特許請求の範囲内で多様な形で具現化および実施され得ることが明確に理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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