(57)【要約】      （修正有）【課題】仮焼室において化石代替燃料を含む燃料を燃焼させるセメントクリンカの製造において、燃焼させた化石代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくして生産の中断を回避するとともに、燃料の供給制御が容易となるセメントクリンカの製造装置及び製造方法の提供。【解決手段】化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給手段３と、燃料供給手段３により供給される前記燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼手段４とを有するセメントクリンカの製造装置において、前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下であり、好ましくは平均粒径１ｍｍ以下であり含水率が５質％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下好ましくは３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであるセメントクリンカの製造装置。【選択図】図１
2017007906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段により供給される前記燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼手段とを有するセメントクリンカの製造装置において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることを特徴とするセメントクリンカの製造装置。
【請求項２】
前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかである請求項１に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項３】
前記仮焼手段が、
バーナーを備え、前記燃料供給手段により前記燃料が供給される仮焼室と、
前記仮焼室の下流に位置する下流仮焼室と、
前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度をＴ１とし、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口近傍の内部温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する制御部と、
を有する請求項１から２のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記仮焼室の前記バーナーの近傍における内部温度をＴ０としたとき、前記Ｔ０を所定の温度範囲内に制御する請求項３に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量Ｘ（℃／１０ｍｉｎ）が所定の範囲外であるとき、燃料として微粉炭のみを前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量Ｙ（℃／１０ｍｉｎ）よりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する請求項４に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項６】
前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下である前記燃料が、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも単位時間あたりの温度変化量が小さくなるように前記燃料供給手段により供給される請求項５に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記下流仮焼室の一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下に制御する請求項３から６のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値に基づき、前記一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下にするように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する請求項７に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記燃料供給手段により供給される前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかを制御する請求項３から８のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項１０】
化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給工程と、前記燃料供給工程により供給される前記化石代替燃料を含有する燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼工程とを含むセメントクリンカの製造方法において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることを特徴とするセメントクリンカの製造方法。
【請求項１１】
前記仮焼工程が、
バーナーを用い、前記燃料供給工程で供給された前記燃料を燃焼させ、前記粉体クリンカ原料を仮焼させる仮焼処理と、
前記仮焼処理の下流に位置する下流仮焼処理と、を含み、
前記燃料供給工程における前記燃料の供給が、前記仮焼処理の温度をＴ１とし、前記下流仮焼処理の温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように制御される請求項１０に記載のセメントクリンカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントクリンカの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメント製造工場では、石灰石などのセメントクリンカの原料を粉砕して仮焼する際に、化石代替燃料として廃油、再生油などの液体代替燃料、又は廃プラスチック、木屑等を粉砕して得られた粉体代替燃料を、仮焼炉（以下、「仮焼室」ということがある。）で用いられる燃料として燃焼させている。
【０００３】
前記仮焼室は、一般的に、予熱装置である多段サイクロンの下部に組み込まれ、前記多段サイクロンで予熱された前記粉体クリンカ原料を仮焼する。仮焼された前記粉体クリンカ原料は、前記仮焼室に隣接してそれぞれ上部で接続している最下段サイクロン（以下、「下流仮焼室」ということがある。）に供給されてからロータリーキルンにより焼成され、セメントクリンカに生成される。
このような前記仮焼室により前記化石代替燃料を燃焼させる目的で、前記廃プラスチックを粉砕し、粒径を２ｍｍ以上１０ｍｍ以下にして燃焼させる処理方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、この処理方法では、前記化石代替燃料を前記仮焼室の中央付近に配置されたバーナーで燃焼させると、前記微粉炭と比べて平均粒径や含水率のばらつきが大きいため、燃焼に対する反応が悪く、前記バーナーの熱を受けてから数秒後に燃え出す「後燃え」現象が発生する場合がある。すると、前記バーナーの熱を受けた前記化石代替燃料が、前記バーナーなどから発生した高温排ガスの気流により前記下流仮焼室に搬送された際に「後燃え」現象が発生し、燃焼過程の前記化石代替燃料が前記下流仮焼室の内壁面に付着（コーチング）してしまう。この状態を放置すると、前記内壁面の付着物が凝集し、前記下流仮焼室の下部に設けられた前記粉体クリンカ原料の排出口に、凝集した前記付着物が落下した場合、前記排出口が閉塞されて前記粉体クリンカ原料の流れが遮断されてしまうことになる。このため、メンテナンスの頻度を高くしなければ、セメントクリンカの生産が中断してしまうという問題がある。
また、前記化石代替燃料が前記下流仮焼室の前記内壁面に付着しないようにするため、平均粒径や含水率がばらついている前記化石代替燃料を含有する燃料を前記仮焼室に供給する際に、前記化石代替燃料の含有率や前記燃料の供給量などの前記燃料の供給制御が困難になるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６９１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、仮焼室において化石代替燃料を含む燃料を燃焼させるセメントクリンカの製造において、燃焼させた化石代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくして生産の中断を回避するとともに、燃料の供給制御が容易となるセメントクリンカの製造装置及び製造方法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】
【０００７】
前記課題を解決するための手段としては、以下のとおりである。即ち、
＜１＞  化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段により供給される前記燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼手段とを有するセメントクリンカの製造装置において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることを特徴とするセメントクリンカの製造装置である。
前記セメントクリンカの製造装置において、前記燃料供給手段は、前記化石代替燃料を含有する燃料を供給する。前記仮焼手段は、前記燃料供給手段により供給される前記燃料を燃焼させて、前記粉体クリンカ原料の仮焼を行い、セメントクリンカを製造する。
なお、前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることにより、前記化石代替燃料が燃焼しやすくなり、前記後燃え現象が抑制され、燃焼した前記化石代替燃料が装置の内壁面に付着されにくくなるため、生産の中断が効果的に回避され、前記燃料が容易に供給制御される。
＜２＞  前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかである前記＜１＞に記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることにより、前記化石代替燃料がより確実に燃焼される。
＜３＞  前記仮焼手段が、
バーナーを備え、前記燃料供給手段により前記燃料が供給される仮焼室と、
前記仮焼室の下流に位置する下流仮焼室と、
前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度をＴ１とし、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口近傍の内部温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する制御部と、
を有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記仮焼室には、前記バーナーが備えられ、前記燃料供給手段により前記燃料が供給される。前記下流仮焼室は、前記仮焼室の下流に位置する。前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度をＴ１とし、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口近傍の内部温度をＴ２としたとき、前記制御部が、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御するため、前記後燃え現象がより効果的に抑制される。
＜４＞  前記制御部が、前記仮焼室の前記バーナーの近傍における内部温度をＴ０としたとき、前記Ｔ０を所定の温度範囲内に制御する前記＜３＞に記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記制御部が、前記仮焼室の前記バーナーの近傍における内部温度をＴ０としたとき、前記Ｔ０を所定の温度範囲内に制御することにより、前記粉体クリンカ原料の仮焼が安定して行われるため、セメントクリンカの品質が維持される。
＜５＞  前記制御部が、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量Ｘ（℃／１０ｍｉｎ）が所定の範囲外であるとき、燃料として微粉炭のみを前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量Ｙ（℃／１０ｍｉｎ）よりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する前記＜４＞に記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記Ｔ０が所定の温度範囲内に制御されている場合であっても、前記Ｘが所定の範囲外であるとき、前記制御部が前記Ｙよりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する。その結果、前記Ｔ０が所定の温度範囲内に制御されている場合であっても、前記Ｔ０の目標値に制御するために前記燃料が含有する前記化石代替燃料の供給量が急激に増大して前記後燃え現象が発生するリスクがあるが、前記化石代替燃料の供給量が急激に増大されず、前記化石代替燃料が燃焼しやすい環境となるため、前記後燃え現象が抑制される。
＜６＞  前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下である前記燃料が、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも単位時間あたりの温度変化量が小さくなるように前記燃料供給手段により供給される前記＜５＞に記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下である前記燃料が、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも単位時間あたりの温度変化量が小さくなるように前記燃料供給手段により供給されることにより、前記化石代替燃料の含有率が５０質量％未満のときよりも前記化石代替燃料の供給量が急激に増大されず、前記化石代替燃料が燃焼しやすい環境となるため、前記後燃え現象がより効果的に抑制される。
＜７＞  前記制御部が、前記下流仮焼室の一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下に制御する前記＜３＞から＜６＞のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記制御部が、前記下流仮焼室の一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下に制御することにより、前記燃料の燃焼による一酸化炭素の発生が抑制されるため、作業者の安全が維持される。
＜８＞  前記制御部が、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値に基づき、前記一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下にするように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する前記＜７＞に記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記制御部が、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値に基づき、前記一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下にするように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御することにより、前記燃料の燃焼による一酸化炭素の発生が抑制されるため、作業者の安全がより確実に維持される。
＜９＞  前記制御部が、前記燃料供給手段により供給される前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかを制御する前記＜３＞から＜８＞のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記制御部が、前記燃料供給手段により供給される前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかを制御することにより、前記化石代替燃料の供給量が急激に増大されず、前記化石代替燃料が燃焼しやすい環境となるため、前記後燃え現象が抑制される。
＜１０＞  前記制御部が、前記化石代替燃料の含有率が０質量％の際の前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量を１００％としたとき、前記燃料における前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記Ｐ値の操作量を３３％以上６７％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上７１％以下とする制御を行う前記＜９＞に記載のセメントクリンカの製造装置である。
前記制御部が、前記化石代替燃料の含有率が０質量％の際の前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量を１００％としたとき、前記燃料における前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記Ｐ値の操作量を３３％以上６７％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上７１％以下とする制御を行うことにより、前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合においては、前記後燃え現象がより確実に抑制される。
＜１１＞  化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給工程と、前記燃料供給工程により供給される前記化石代替燃料を含有する燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼工程とを含むセメントクリンカの製造方法において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることを特徴とするセメントクリンカの製造方法である。
前記セメントクリンカの製造方法において、前記燃料供給工程により、前記化石代替燃料を含有する前記燃料が供給される。前記仮焼工程により、前記燃料供給工程から供給された前記化石代替燃料を含有する燃料が燃焼され、前記粉体クリンカ原料が仮焼され、セメントクリンカが製造される。前記燃料供給工程から供給された前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであることにより、前記化石代替燃料が燃焼しやすくなり、前記後燃え現象が抑制され、燃焼した前記化石代替燃料が装置の内壁面に付着されにくくなるため、生産の中断が効果的に回避され、前記燃料が容易に供給制御される。
＜１２＞  前記仮焼工程が、
バーナーを用い、前記燃料供給工程で供給された前記燃料を燃焼させ、粉体クリンカ原料を仮焼させる仮焼処理と、
前記仮焼処理の下流に位置する下流仮焼処理と、を含み、
前記燃料供給工程における前記燃料の供給が、前記仮焼処理の温度をＴ１とし、前記下流仮焼処理の温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように制御される前記＜１１＞に記載のセメントクリンカの製造方法である。
前記仮焼処理により、バーナーを用い、前記燃料供給工程から供給された前記燃料により仮焼させる。前記下流仮焼処理は、前記仮焼処理の下流に位置する。前記燃料供給工程における前記燃料の供給が、前記仮焼処理の温度をＴ１とし、前記下流仮焼処理の温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように制御されることにより、前記後燃え現象が抑制される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、仮焼室において化石代替燃料を含む燃料を燃焼させるセメントクリンカの製造において、燃焼させた化石代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくして生産の中断を回避するとともに、燃料の供給制御が容易となるセメントクリンカの製造装置及び製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のセメントクリンカの製造方法の一例を、本発明のセメントクリンカの製造装置の一例を用いて実施していることを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（セメントクリンカの製造方法及び製造装置）
本発明のセメントクリンカの製造方法は、燃料供給工程と、仮焼工程と、を含み、更に必要に応じて、その他の工程を含んでなる。
本発明のセメントクリンカの製造装置は、燃料供給手段と、仮焼手段と、を有し、更に必要に応じて、その他の手段を有してなる。
本発明のセメントクリンカの製造方法は、本発明のセメントクリンカの製造装置により好適に用いられる。
以下、本発明のセメントクリンカの製造方法の説明を通して本発明のセメントクリンカの製造装置の詳細についても明らかにする。
【００１１】
＜燃料供給工程及び燃料供給手段＞
前記燃料供給工程としては、燃料を供給できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記燃料供給工程は、前記燃料供給手段により好適に行うことができる。
【００１２】
＜＜燃料＞＞
前記燃料は、化石代替燃料を含んでなり、更に必要に応じて、その他の成分を含んでなる。
【００１３】
−化石代替燃料−
前記化石代替燃料としては、粉体代替燃料及び液体代替燃料の少なくともいずれかであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００１４】
−−粉体代替燃料−−
前記粉体代替燃料は、廃棄物を粉砕して得ることができる。
前記廃棄物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木屑、汚泥、廃白土、廃プラスチック、自動車シュレッダーダスト、石炭灰などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、前記廃棄物は、有償であっても無償であってもよい。
【００１５】
前記廃棄物の粉砕は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粉砕機による粉砕などが挙げられる。
前記粉砕機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、竪型ローラミル、ボールミル、ハンマークラッシャー、ロッドミル、ジョークラッシャー、ロールクラッシャー、カッターミル、ロータリークラッシャーなどが挙げられる。
また、前記廃棄物を前記粉砕機により粉砕する前に、予備破砕を行ってもよい。前記廃棄物の予備破砕には、予備破砕機が好適に用いられる。前記予備破砕機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、回転型カッター式剪断粗砕機などが挙げられる。
【００１６】
前記粉体代替燃料の平均粒径としては、２ｍｍ以下であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｍｍ以下であることが好ましい。
前記粉体代替燃料の平均粒径が２ｍｍを超えると、後述する仮焼室のバーナーの熱に対する燃焼反応が悪くなり、前記バーナーの熱を受けてから数秒後に燃え出す「後燃え」現象が発生しやすくなる。すると、「後燃え」中の前記粉体代替燃料が装置の内壁面に付着してしまうことがあり、燃焼反応が良好な微粉炭と同様に扱えなくなるため、前記仮焼室に対して供給する前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかの制御が必要となることがある。
前記粉体代替燃料の平均粒径が１ｍｍ以下であると、前記後燃え現象を抑制できる点で有利である。
【００１７】
前記粉体代替燃料の平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、振動篩、多段式振動篩、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１の標準篩などを用いて求めることができる。
【００１８】
具体的には、篩分けにより前記粉体代替燃料の粒度分布を求めてから平均粒径を求めるようにすることができる。なお、前記篩分けとしては、乾式であってもよいし、湿式であってもよい。
前記粉体代替燃料の粒度分布は、前記粉体代替燃料を、目開きが大きい順から篩にかけて各篩上の前記粉体代替燃料の質量を測定して求めることができる。
まず、目開きが９．５０ｍｍ、４．７５ｍｍ、２．３６ｍｍ、２．００ｍｍ、１．１８ｍｍ、０．８５ｍｍの篩を用いて、前記粉体代替燃料をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１の７.２.２項に準じて篩分けし、各篩上の前記粉体代替燃料の質量を測定する。次に、測定した各篩上の前記粉体代替燃料の質量をあらかじめ測定した前記粉体代替燃料の全質量で除算することにより、各目開き間の範囲における「質量％」を算出して粒度分布を求める。
前記粉体代替燃料の平均粒径は、前述により求めた前記粒度分布の「質量％」に、前記目開き間の範囲における中心の値をそれぞれ乗算し、これらの和を算出することで求めることができる。
【００１９】
前記粉体代替燃料の含水率としては、１０質量％以下であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５質量％以下であることが好ましい。
前記粉体代替燃料の含水率が１０質量％を超えると、前記粉体代替燃料の平均粒径が２ｍｍを超えたときと同様に、前記仮焼室の前記バーナーの熱に対する燃焼反応が悪くなり、前記「後燃え」現象が発生しやすくなる。すると、「後燃え」中の前記粉体代替燃料が装置の内壁面に付着してしまうことがあり、前記微粉炭と同様に扱えなくなるため、前記含有率及び前記供給量の少なくともいずれかの制御が必要となることがある。
前記粉体代替燃料の含水率が５質量％以下であると、前記後燃え現象を抑制できる点で有利である。
【００２０】
前記粉体代替燃料の含水率を低下させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天日乾燥、乾燥機、又は粉砕乾燥機により乾燥することなどが挙げられる。
【００２１】
前記粉体代替燃料の含水率は、例えば、電磁式含水率計（研精工業株式会社製、ＭＬ−５０）を使用して、前記粉体代替燃料１ｇを１０５℃で加熱し、１分間当たりの質量減少が１．００質量％未満となった時点の質量と加熱前の質量の差を水分の質量として以下の計算方法から算出できる。
含水率（質量％）＝１００×〔（加熱前の粉体代替燃料の質量）−（加熱後の粉体代替燃料の質量）〕／（加熱後の粉体代替燃料の質量）
【００２２】
−−液体代替燃料−−
前記液体代替燃料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、廃油、再生油などが挙げられる。
前記廃油としては、例えば、廃鉱物油、廃機械油、廃溶剤油、含水油などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
前記液体代替燃料の含水率としては、５０質量％以下であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３５質量％以下であることが好ましい。
前記液体代替燃料の含水率が５０質量％を超えると、前記粉体代替燃料の含水率が１０質量％を超えたときと同様に、前記仮焼室の前記バーナーの熱に対する燃焼反応が悪くなり、前記「後燃え」現象が発生しやすくなる。すると、「後燃え」中の前記液体代替燃料が装置の内壁面に付着してしまうことがあり、前記微粉炭と同様に扱えなくなるため、前記含有率及び前記供給量の少なくともいずれかの制御が必要となることがある。
前記液体代替燃料の含水率が３５質量％以下であると、前記後燃え現象を抑制できる点で有利である。
【００２４】
前記液体代替燃料の含水率は、容量滴定方式により測定することができ、例えば、カールフィッシャー水分計（ＭＫＶ−７１０Ｍ、京都電子工業株式会社製）を用いて測定することができる。
【００２５】
前記液体代替燃料の発熱量は、ボンベ式熱量計を用いて測定することができ、例えば、燃研式自動ボンベ熱量計（ＣＡ−４ＡＪ、株式会社島津製作所製）を用いて測定することができる。
【００２６】
前記液体代替燃料の発熱量としては、１９ＭＪ／Ｌ以上が好ましく、２７ＭＪ／Ｌ以上がより好ましい。前記液体代替燃料の発熱量が１９ＭＪ／Ｌを下回ると、前記仮焼室の前記バーナーの熱に対する燃焼反応が悪くなり、前記「後燃え」現象が発生しやすくなる。
【００２７】
前記液体代替燃料の含水率を低くする方法としては、例えば、真空蒸留装置、フィルター分離装置、加熱濃縮装置、比重分離機で前記液体代替燃料の油分を濃縮する方法を用いることが挙げられ、具体的には、エマルジョンセパレーターシステム（ＮＫＳＥ−３．６、株式会社日建製）などを用いることが挙げられる。
前記フィルター分離装置としては、例えば、メンブランフィルター、セラミックフィルターなどが挙げられる。
また、現場で簡易に行うことができる方法としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、アセトン、トルエンなどの廃溶剤を置換したい水分と同じ分だけ前記液体代替燃料に投入して混合する方法がある。
一方、前記液体代替燃料の含水率を高くする方法としては、例えば、前記液体代替燃料に溶剤を添加して加水することなどが挙げられる。
【００２８】
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、微粉炭が好ましい。前記燃料に前記微粉炭が含まれていると、前記化石代替燃料より燃焼しやすく、前記燃料の供給の制御が容易になりやすい点で有利である。
前記微粉炭の原料である石炭としては、例えば、瀝青炭、無縁炭、泥炭、褐炭、亜炭などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記石炭の粉砕は、前記化石代替燃料の粉砕と同様に、前記粉砕機を用いて好適に行うことができる。なお、前記化石代替燃料及び前記石炭の粉砕は、それぞれ別個に行ってもよく、混合させて行ってもよい。
【００２９】
前記燃料における前記化石代替燃料の含有率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０質量％以上１００質量％以下が好ましく、７０質量％以上１００質量％以下がより好ましい。前記化石代替燃料の含有率が好ましい範囲であると、前記化石代替燃料の使用が増えて、化石燃料の使用量を減らすことができ、地球温暖化の原因である二酸化炭素の発生を抑えることができる点で有利である。更に、前記化石代替燃料が木屑などのバイオマス燃料であれば、環境における炭素量に対して中立となり、いわゆる「カーボンニュートラル」となる点でより有利である。
【００３０】
＜＜燃料の供給＞＞
前記仮焼室への前記燃料の供給としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかを前記後燃え現象が発生しないように制御することが好ましい。
本発明の燃料供給手段においては、前記仮焼手段の制御部により前記仮焼室への前記燃料の供給が制御される。
【００３１】
＜仮焼工程及び仮焼手段＞
前記仮焼工程は、粉体クリンカ原料の仮焼を行う工程であり、前記仮焼手段により好適に行うことができる。
前記仮焼手段としては、仮焼室と、下流仮焼室と、制御部とを有していることが好ましい。なお、前記仮焼室で行う処理を仮焼処理と、前記下流仮焼室で行う処理を下流仮焼処理ということがある。
【００３２】
−粉体クリンカ原料−
前記粉体クリンカ原料としては、例えば、石灰石、粘土、その他の原料などを粉砕したものが挙げられる。
前記その他の原料としては、例えば、高炉スラグ、石炭灰、汚泥、スラッジ、ボタ、製鋼スラグ、鋳物砂などが挙げられる。
前記粉体クリンカ原料は、仮焼されることにより脱炭酸反応した後、焼成されてセメントクリンカとなる。
【００３３】
本発明における前記粉体クリンカ原料は、前記燃料の燃焼熱により仮焼される。
前記燃料供給手段により供給される前記燃料は、前記後燃え現象を発生させないように前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記供給量の少なくともいずれかを前記制御部により制御される。
【００３４】
＜＜仮焼室＞＞
前記仮焼室としては、前記バーナーを備え、前記燃料供給手段により前記燃料が供給されれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニューサスペンションプレヒータ等に用いられている仮焼炉などが挙げられる。
また、前記仮焼室としては、第１の温度検出器と、仮焼温度検出器とを備えることが好ましい。
【００３５】
−バーナー−
前記バーナーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記仮焼室における前記バーナーの設置箇所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記仮焼室の中央から下部に設置されていることが好ましい。前記バーナーが前記仮焼室の中央から下部に設置されていると、前記バーナーの燃焼場が増えることで燃焼が良好となり、前記後燃え現象などが発生し難くなる点で有利である。
【００３６】
なお、前記燃料が供給される前記仮焼室の箇所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記仮焼室の下部、及び前記仮焼室の中央部の少なくともいずれかから負圧により前記仮焼室内に吹き込ませて燃焼させてもよく、前記バーナーの燃焼口に投入して燃焼させてもよい。
【００３７】
−第１の温度検出器−
前記第１の温度検出器としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、市販の温度計などが挙げられる。
前記第１の温度検出器は、前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度であるＴ１を検出するため、前記仮焼室の上部に配置されることが好ましい。
【００３８】
−仮焼温度検出器−
前記仮焼温度検出器としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、市販の温度計などが挙げられる。
前記仮焼温度検出器の位置としては、前記バーナーに投入される燃料の燃焼熱を直に受けることなく、前記仮焼室の正確な代表温度である内部温度Ｔ０（以下、「仮焼温度」ということがある。）を計測できる点で、前記バーナーより下部が好ましい。
【００３９】
＜＜下流仮焼室＞＞
前記下流仮焼室としては、前記粉体クリンカ原料の搬送方向における前記仮焼室の下流に位置するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のニューサスペンションプレヒータなどに用いられている前記多段サイクロンのうち前記最下段サイクロンなどが挙げられる。
【００４０】
−第２の温度検出器−
前記第２の温度検出器としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、市販の温度計などが挙げられる。
前記第２の温度検出器は、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口から上部のガス出口付近の内部温度であるＴ２を検出するため、前記下流仮焼室の前記粉体クリンカ原料の搬送方向における上流に配置されることが好ましい。
【００４１】
−一酸化炭素濃度検出器−
前記一酸化炭素濃度検出器としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、市販の一酸化炭素濃度計などが挙げられる。
前記一酸化炭素濃度検出器は、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値を検出するため、前記下流仮焼室の前記粉体クリンカ原料の搬送方向における上流に配置されることが好ましい。
【００４２】
＜＜制御部＞＞
前記制御部は、前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度をＴ１とし、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口近傍の内部温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御することが好ましい。次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御すると、前記後燃え現象を抑制できる点で有利である。
前記燃料の供給を制御する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記下流仮焼室において前記後燃え現象が発生し、次式、Ｔ１≦Ｔ２、の状態となった場合には、前記化石代替燃料の含有率を低減すること、前記燃料の供給量を低減することなどが挙げられる。
【００４３】
また、前記制御部は、前記仮焼室の前記バーナーの近傍における内部温度をＴ０としたとき、前記Ｔ０を所定の温度範囲の範囲内に制御することが好ましい。前記Ｔ０が前記温度範囲の範囲内に制御されると、セメントクリンカの品質が安定する点で有利である。
前記温度範囲としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、８００℃以上９００℃以下が好ましく、８２０℃以上８８０℃以下がより好ましい。
【００４４】
また、前記制御部が、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量Ｘ（℃／１０ｍｉｎ）が所定の範囲外であるか否かを検知するように制御することが好ましい。前記Ｘが所定の範囲外であるか否かを検知するように制御すると、前記Ｔ０が前記温度範囲の範囲外となる前に前記Ｔ０を目標値に戻す制御をすることができる点で有利である。
前記所定の範囲としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、±１０（℃／１０ｍｉｎ）が好ましく、±５（℃／１０ｍｉｎ）がより好ましい。
更に、前記制御部が、前記Ｘ（℃／１０ｍｉｎ）が所定の範囲外であるとき、燃料として微粉炭のみを前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量Ｙ（℃／１０ｍｉｎ）よりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御することが好ましい。前記Ｘが所定の範囲外であるとき前記Ｙよりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御すると前記Ｔ０が所定の温度範囲内に制御されている場合であっても、前記Ｔ０の目標値に制御するために前記燃料が含有する前記化石代替燃料の供給量が急激に増大して前記後燃え現象が発生するリスクがあるが、前記化石代替燃料の供給量が急激に増大されず、前記化石代替燃料が燃焼しやすい環境となるため、前記後燃え現象が抑制される点で有利である。
特に、前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下である前記燃料が、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも単位時間あたりの温度変化量が小さくなるように前記燃料供給手段により供給されることがより好ましい。前記化石代替燃料の含有率が５０質量％未満のときよりも前記化石代替燃料の供給量が急激に増大されず、前記化石代替燃料が燃焼しやすい環境となるため、前記後燃え現象がより効果的に抑制される点で有利である。
【００４５】
前記燃料の供給を制御する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御により行われることが好ましい。
前記ＰＩＤ制御に用いる制御パラメータとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、比例動作にかかるＰ値、積分動作にかかるＩ値、微分動作にかかるＤ値が挙げられる。
【００４６】
前記比例動作は、検出した前記Ｔ０と、前記Ｔ０の目標値との偏差に応じた前記燃料の供給を行う制御動作である。前記Ｐ値が大きいと前記比例動作による前記制御動作が緩やかになる。
ただし、前記比例動作のみの制御では検出した前記Ｔ０と、前記Ｔ０の目標値との間に一定のオフセットが発生してしまい、検出した前記Ｔ０と、前記Ｔ０の目標値とが一致しない。
【００４７】
前記積分動作は、検出した前記Ｔ０と、前記Ｔ０の目標値との偏差の積分値に応じた前記燃料の供給を行う制御動作であるため、前記比例動作と組み合わせて用いると前記オフセットの積分値に応じた前記制御動作を行い、前記オフセットを発生させないようにすることができる。なお、前記Ｉ値が大きいと前記積分動作による制御動作が緩やかになる。
【００４８】
前記微分動作は、外乱などにより前記Ｔ０が変化し始めると、その変化の度合いに応じた前記燃料の供給を行い、検出した前記Ｔ０と、前記Ｔ０の目標値との偏差が小さいうちに大きな制御動作を加え、前記Ｔ０が目標値から大きく変動するのを防ぐ制御動作である。前記Ｄ値が大きいと前記微分動作による制御動作が緩やかになる。なお、外乱などの影響が少ない場合には前記微分動作を用いなくてもよい。
【００４９】
例えば、前記Ｔ０が目標値を大きく下回ってしまった場合、前記Ｐ値、前記Ｉ値、及び前記Ｄ値が小さいと制御動作が激しくなることにより、前記化石代替燃料が含まれる燃料が急激かつ多量に供給されるため、後燃え現象が発生しやすくなる。また、前記Ｐ値、前記Ｉ値、及び前記Ｄ値が大きいと制御動作が緩やかになることにより、前記化石代替燃料が含まれる燃料が緩慢かつ少量に供給されるため、後燃え現象が発生にくくなる。
【００５０】
前述したように、前記燃料における前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量が前記単位時間あたりの温度変化量範囲の範囲外になったときに、前記制御部は、前記化石代替燃料の含有率に応じて前記Ｐ値、前記Ｉ値、前記Ｄ値を切り替えて変更し、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも遅い単位時間あたりの温度変化量になるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御することが好ましい。
【００５１】
更に、前記制御部は、前記下流仮焼室の上部のガス出口の一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下に制御するため、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値に基づき、前記燃料供給手段による前記含有率及び前記供給量の少なくともいずれかを制御することが好ましい。
前記下流仮焼室の一酸化炭素濃度値としては、前記燃料の燃焼上の安全性を確保できる観点から、２，０００ｐｐｍ以下が好ましく、１，０００ｐｐｍ以下がより好ましく、５００ｐｐｍ以下が特に好ましい。
前記燃料の供給を制御する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前述した次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持する際に行った制御と同様に、前記ＰＩＤ制御により行われることが好ましい。
【００５２】
なお、前記制御部には、記憶素子及び制御素子が備えられている。前記記憶素子は、前記燃料供給手段の動作を制御するための制御プログラム、前記Ｔ０、前記Ｔ１、前記Ｔ２、及び前記一酸化炭素濃度値に応じた前記含有率及び前記供給量などを予め記憶し、変数等の動作に必要な情報を逐次記憶する。前記制御素子は、前記記憶素子が記憶する前記制御プログラムに基づいて前記燃料供給手段を動作させるＣＰＵなどである。
また、前記制御部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プロセス制御システムＣＥＮＴＵＭ（横河電気株式会社製）などが挙げられる。
【００５３】
＜その他の工程、及びその他の手段＞
前記その他の工程としては、例えば、原料粉砕工程、予熱工程、焼成工程、冷却工程、集塵工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、原料粉砕手段、予熱手段、焼成手段、冷却手段、集塵手段などが挙げられる。
【００５４】
＜＜原料粉砕工程及び原料粉砕手段＞＞
前記原料粉砕工程は、セメントクリンカの原料を乾燥及び粉砕して分級を行い、所要の構成成分とした前記粉体クリンカ原料を混合及び保管する工程であり、前記原料粉砕手段により好適に行うことができる。
前記乾燥及び前記粉砕は原料粉砕機、前記分級はサイクロン、前記混合はブレンディングサイロ、前記保管は原料ストレージサイロによりそれぞれ好適に行うことができる。
【００５５】
−原料粉砕機−
前記原料粉砕機としては、前記セメントクリンカの原料を乾燥させて粉砕できれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、竪型ローラミル、ボールミルなどが挙げられる。
前記セメントクリンカの原料の乾燥には、熱効率の点で、前記仮焼工程、前記焼成工程、及び前記冷却工程で発生した高温排ガスを用いることが好ましい。
【００５６】
−分級サイクロン−
前記分級サイクロンとしては、前記原料粉砕機から供給された前記粉体クリンカ原料を分級できれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
なお、前記分級サイクロンは、前記原料粉砕機に備えるようにしてもよい。
【００５７】
−ブレンディングサイロ−
前記ブレンディングサイロとしては、前記サイクロンから供給された前記粉体クリンカ原料を均一化できれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
前記ブレンディングサイロにより均一化された前記粉体クリンカ原料は、前記原料ストレージサイロに貯蔵される。
【００５８】
−原料ストレージサイロ−
前記原料ストレージサイロとしては、前記ブレンディングサイロで均一化された前記粉体クリンカ原料を保管できれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
【００５９】
＜＜予熱工程及び予熱手段＞＞
予熱工程は、前記粉体クリンカ原料を予熱する工程であり、前記予熱手段により好適に行うことができる。
前記予熱手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記多段サイクロンのうち前記最下段サイクロンを除く部分により好適に行うことができる。
【００６０】
−多段サイクロン−
前記多段サイクロンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知のニューサスペンションプレヒータなどに用いられている多段サイクロンなどが挙げられる。
前記多段サイクロンは、最上段のサイクロン（以下、「最上段サイクロン」ということもある。）から投入された前記粉体クリンカ原料を、予熱して前記仮焼室を経由させてから前記バーナーの前記高温排ガスによる上昇気流により、前記仮焼室と隣接してそれぞれの上部で接続された前記下流仮焼室（最下段サイクロン）に搬送する。
前記最上段サイクロンから投入された前記粉体クリンカ原料が順次下方のサイクロンへと落下するにつれて、前記高温排ガスにより徐々に高温になるように熱交換され、前記仮焼室で仮焼されて前記最下段サイクロンから前記ロータリーキルンの窯尻に供給されるまで８００℃〜１,０００℃に予熱される。
【００６１】
＜＜焼成工程及び焼成手段＞＞
前記焼成工程は、前記ロータリーキルンの内部で前記粉体クリンカ原料を１，２００℃以上で焼成させる工程であり、前記焼成手段により好適に行うことができる。
前記焼成手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ロータリーキルンが好ましい。
【００６２】
−ロータリーキルン−
前記ロータリーキルンとしては、前記粉体クリンカ原料を１，２００℃以上で焼成できれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
前記ロータリーキルンは、一般に耐火物を内張りした横型円筒形の回転窯であり、窯尻から供給された前記粉体クリンカ原料を窯前へ移動させながら攪拌して焼成するために、回転軸を水平面に対し３°〜５°傾けて配置されている。
なお、前記ロータリーキルンの内部温度は、例えば、株式会社チノー製の炉内温度監視装置により測定することができる。
【００６３】
＜＜冷却工程及び冷却手段＞＞
前記冷却工程は、前記焼成工程により生成されたセメントクリンカを冷却する工程であり、冷却手段により好適に行うことができる。
前記冷却手段としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、エアークエンチングクーラが好ましい。
【００６４】
−エアークエンチングクーラ−
前記エアークエンチングクーラとしては、例えば、前記ロータリーキルンの窯前から落下したセメントクリンカを格子板の上面で受け止め、複数の前記格子板で搬送しながら下方からの送風によりセメントクリンカを冷却するものが挙げられる。
前記格子板としては、例えば、固定格子板及び可動格子板の２種類があり、前記固定格子板及び前記可動格子板をそれぞれ傾斜させて交互に重ねるように複数連設して配置されている。前記可動格子板は、水平方向に往復移動することによりセメントクリンカを搬送するものが挙げられる。
【００６５】
＜＜集塵工程及び集塵手段＞＞
前記集塵工程は、前記高温排ガスに含まれる煤塵を集塵する工程であり、集塵手段により好適に行うことができる。
【００６６】
−高温排ガス−
前記バーナー、前記ロータリーキルン、及び前記エアークエンチングクーラから発生した前記高温排ガスは、前記仮焼室から発生した高温排ガスと合流し、前記多段サイクロンで前記粉体クリンカ原料の予熱に用いられる。前記最上段サイクロンの上部に達した前記高温排ガスは、更に前記原料粉砕工程の前記原料粉砕機で前記粉体クリンカ原料を乾燥させるために用いられ、前記集塵工程により集塵された後、大気中に排出される。
【００６７】
前記集塵手段としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、電気集塵機が好ましい。
【００６８】
−電気集塵機−
前記電気集塵機としては、前記高温排ガスに含まれる煤塵を集塵できれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
具体的には、前記電気集塵機は、約８０ｋＶの直流電圧を印加した放電極と、接地させた集塵極との間に煤塵を含む前記高温排ガスを通過させることにより、コロナ放電で帯電させた煤塵を前記集塵極に付着させて集塵する。前記電気集塵機により集塵された後の前記高温排ガスは、浄化ガスとして煙突から大気中に排出される。
なお、前記電気集塵機の前記浄化ガスの排出口には、煤塵濃度計が設置されていることが好ましい。また、前記煤塵濃度計としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、光透過式の前記煤塵濃度計などが挙げられる。
【００６９】
なお、前記セメントクリンカからセメントを製造する際には、前記冷却工程の後に、仕上げ工程、出荷工程などが追加される。
前記仕上げ工程としては、例えば、前記セメントクリンカに石こうを加え、粉砕してセメントを製造する工程であり、仕上げ手段により好適に行うことができる。
前記仕上げ手段としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ボールミルなどが挙げられる。
前記出荷工程としては、例えば、前記仕上げ工程で製造されたセメントを出荷する工程であり、出荷手段により好適に行うことができる。
前記出荷手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、タンカー、トラックなどが挙げられる。
【００７０】
次に、本発明におけるセメントクリンカの製造方法の一例について図面を参照して説明する。
なお、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【００７１】
図１は、本発明のセメントクリンカの製造方法の一例を、本発明のセメントクリンカの製造装置の一例を用いて実施していることを示す概略図である。図１中、実線矢印が前記粉体クリンカ原料の流れを示しており、点線矢印が前記高温排ガスの流れを示している。
図１に示すように、セメントクリンカの製造装置は、原料粉砕手段１と、予熱手段２と、燃料供給手段３と、仮焼手段４と、焼成手段５と、冷却手段６と、集塵手段７と、を有する。
【００７２】
原料粉砕手段１は、原料粉砕機２０と、分級サイクロン３０と、ブレンディングサイロ４０と、原料ストレージサイロ５０とを有している。
【００７３】
原料粉砕機２０は、石灰石貯蔵庫１１、粘土貯蔵庫１２、及びその他の原料貯蔵庫１３に貯蔵されている前記石灰石、前記粘土、前記高炉スラグなどのその他の原料を、前記高温排ガスにより乾燥させて粉砕し、分級サイクロン３０に供給する。
【００７４】
分級サイクロン３０には、前記粉体クリンカ原料とともに前記高温排ガスが供給される。この分級サイクロン３０は、前記粉体クリンカ原料を分級し、分級した前記粉体クリンカ原料をブレンディングサイロ４０に供給する。ブレンディングサイロ４０に供給された前記粉体クリンカ原料は、均一化された後、原料ストレージサイロ５０に貯蔵されて予熱手段２に供給される。
【００７５】
予熱手段２は、多段サイクロン１０２ａ〜１０２ｄを有している。
多段サイクロン１０２ａ〜１０２ｄでは、投入口１０１から投入された前記粉体クリンカ原料が、ロータリーキルン１１０及びエアークエンチングクーラ１４０から仮焼室１０３ａに集められた高温排ガスにより、順次下方のサイクロンへと落下するにつれて、徐々に高温になるように予熱され、仮焼手段４の仮焼室１０３ａに供給される。
【００７６】
仮焼手段４は、仮焼室１０３ａと、下流仮焼室１０３ｂと、図示しない前記制御部とを有している。なお、一般的には、多段サイクロン１０２ａ〜１０２ｄと、最下段サイクロンとしての下流仮焼室１０３ｂとを合わせて「多段サイクロン」ということがある。また、仮焼室１０３ａは、一般的には「仮焼炉」ということがある。
【００７７】
仮焼室１０３ａには、前記第１の温度検出器としての温度計２１２と、前記仮焼温度検出器としての温度計２１３と、仮焼室バーナー１０４とが配置されている。
温度計２１２は、仮焼室１０３ａの上部に配置され、図示しない前記制御部に接続されており、前記制御部が前記内部温度Ｔ１を読み取って検出する。
温度計２１３は、仮焼室１０３ａの中央部の仮焼室バーナー１０４の近傍に配置され、前記制御部に接続されており、温度計２１３の示す温度を前記内部温度Ｔ０として前記制御部が読み取って検出する。
仮焼室バーナー１０４は、燃料供給手段３から供給された前記燃料を燃焼する。
仮焼室バーナー１０４の前記燃料の燃焼により熱を受けた前記粉体クリンカ原料は、下流仮焼室１０３ｂを経て焼成手段５で用いられるロータリーキルン１１０の窯尻１１０ａに供給される。
【００７８】
下流仮焼室１０３ｂの上部には、前記第２の温度検出器としての温度計２１１と、前記一酸化炭素濃度計としての一酸化炭素濃度計２２１とが配置されている。
温度計２１１は、図示しない前記制御部に接続されており、前記制御部が前記内部温度Ｔ２を読み取って検出する。
一酸化炭素濃度計２２１は、前記制御部に接続されており、前記制御部が前記一酸化炭素濃度値を読み取って検出する。
【００７９】
前記制御部は、前記Ｔ０、前記Ｔ１、前記Ｔ２、及び前記一酸化炭素濃度値に応じた前記燃料における前記化石代替燃料の前記含有率及び前記供給量を燃料供給手段３に指示して仮焼室１０３ａに供給させる。
【００８０】
燃料供給手段３は、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料が得られるように前記廃棄物を粉砕する。
石炭貯蔵庫１５１及び廃棄物貯蔵庫１５２にそれぞれ貯蔵された前記石炭及び前記廃棄物は、粉砕機１６１により粉砕された後、前記制御部により制御された前記燃料として圧縮空気により粉体代替燃料供給ライン１８１を通じて仮焼室１０３ａに供給される。
また、液体代替燃料貯蔵庫１５３に貯蔵された前記液体代替燃料は、粉体代替燃料供給ライン１８１とは別系統で設けられた液体代替燃料供給ライン１８２を介して、ポンプ１６２により仮焼室１０３ａに供給される。なお、液体代替燃料供給ライン１８２の先端は、仮焼室バーナー１０４の燃焼口である場合や仮焼室１０３ａに液体代替燃料をノズルから放出する場合もある。
【００８１】
焼成手段５においては、仮焼手段４により仮焼された前記粉体クリンカ原料が、ロータリーキルン１１０、ロータリーキルンバーナー１２０により１,２００℃以上で焼成される。
【００８２】
ロータリーキルン１１０は、耐火物を内張りした横型円筒形をしており、その円筒の中心軸を回転軸として回転可能に配置されている。このロータリーキルン１１０は、前記回転軸を水平面より３°〜５°傾けた状態で回転することにより、窯尻１１０ａから供給された前記粉体クリンカ原料を攪拌及び移動させながら、窯前１１０ｂに配置されたロータリーキルンバーナー１２０により焼成してセメントクリンカを生成する。生成されたセメントクリンカは、窯前１１０ｂから落下してエアークエンチングクーラ１４０に供給される。
【００８３】
冷却手段６においては、焼成手段５で生成されたセメントクリンカが、エアークエンチングクーラ１４０により冷却される。
【００８４】
集塵手段７においては、前記高温排ガスに含まれる煤塵が、電気集塵機６０により集塵される。
電気集塵機６０は、前記高温排ガスに含まれる煤塵を集塵して浄化ガスにした後、前記浄化ガスを煙突７０から大気中に排出する。
【実施例】
【００８５】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００８６】
（実施例１−１）
＜原料粉砕工程＞
石灰石類を７８質量％、粘土類を１５質量％、けい石類を５質量％、鉄原料他を２質量％の含有率としたセメントクリンカの原料を、前記原料粉砕機により乾燥及び粉砕し、粉砕機内蔵セパレーターにより一次粒子の個数平均粒径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとなるように分級した後、前記ブレンディングサイロにより混合して、前記粉体クリンカ原料を得た。
【００８７】
＜燃料供給工程＞
前記廃棄物としての木屑を、前記予備破砕機としての回転型カッター式剪断粗砕機により目開きが３０ｍｍの篩を通すことができるように予備破砕した後、前記粉砕機としてのハンマー式粉砕機により粉砕して、木屑の粉体代替燃料を得た。
【００８８】
得られた粉体代替燃料を、まず、目開きが９．５０ｍｍ、４．７５ｍｍ、２．３６ｍｍ、２．００ｍｍ、１．１８ｍｍ、０．８５ｍｍの順に、前記粉体代替燃料をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１の７.２.２項に準じて篩分けし、各篩上の前記粉体代替燃料の質量を測定し、測定した各篩上の前記粉体代替燃料の質量をあらかじめ測定した前記粉体代替燃料の全質量でそれぞれ除算することにより、各目開き間の範囲における「質量％」を算出して粒度分布を求めた。次に、求めた前記粒度分布の「質量％」に、前記目開き間の範囲における中心の値をそれぞれ乗算して求めたところ、平均粒径が１．０ｍｍ以下であった。
【００８９】
前記粉体代替燃料の含水率は、電磁式含水率計（研精工業株式会社製、ＭＬ−５０）を使用して、前記粉体代替燃料１ｇを１０５℃で加熱し、１分間当たりの質量減少が１．００質量％未満となった時点の質量と加熱前の質量の差を水分の質量として以下の計算方法から算出した。
含水率（質量％）＝１００×〔（加熱前の粉体代替燃料の質量）−（加熱後の粉体代替燃料の質量）〕／（加熱後の粉体代替燃料の質量）
【００９０】
前記粉体代替燃料の含水率は、前記予備粉砕機に投入する前に天日干しで乾燥させることにより５質量％とした。
【００９１】
また、前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率を１００質量％として、図１に示す粉体代替燃料供給ライン１８１を介して仮焼室１０３ａに供給した。
【００９２】
＜予熱工程＞
前記予熱手段としての図１に示す多段サイクロン１０２ａ〜１０２ｄにより８００℃〜８５０℃に予熱された粉体クリンカ原料を得た。
【００９３】
＜仮焼工程＞
前記燃料供給工程で得た前記燃料を燃焼させ、前記予熱工程で得た前記粉体クリンカ原料を、図１に示す仮焼室１０３ａ及び下流仮焼室１０３により仮焼させた。このとき、前記燃料の前記後燃え現象が発生する場合があるため、前記仮焼室の上部及び前記下流仮焼室の上部の温度を確認し、前記後燃え現象の発生有無についての評価を行い、更に、前記下流仮焼室におけるコーチングの有無についての評価を行った。また、安全性確認のため、一酸化炭素の発生についても評価を行った。
【００９４】
−後燃え現象の抑制についての評価−
前記第一の温度検出部及び前記第二の温度検出部としての２つの熱電対式温度計（山里産業株式会社製）を前記仮焼室の上部及び前記下流仮焼室の上部にそれぞれ設置して、前記仮焼室の上部の内部温度である前記Ｔ１、及び前記下流仮焼室の上部の内部温度である前記Ｔ２を前記燃料の燃焼中に確認し、燃焼中における前記Ｔ１と前記Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）の最小値と、前記Ｔ１のほうが前記Ｔ２よりも高温になるか否かについて（Ｔ１＞Ｔ２）、それぞれ以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
【００９５】
−−（Ｔ１−Ｔ２）の評価−−
［評価基準］
○：Ｔ１−Ｔ２＞１５（後燃え現象発生なし）
△：１５≧Ｔ１−Ｔ２＞０（コーチングが発生する可能性が高くなるが、実使用上では問題なし）
×：Ｔ１≦Ｔ２（後燃え現象発生）
【００９６】
−−（Ｔ１＞Ｔ２）の評価−−
［評価基準］
○：Ｔ１＞Ｔ２（後燃え現象発生なし）
×：Ｔ１≦Ｔ２（後燃え現象発生）
【００９７】
−コーチングの抑制についての評価−
前記燃料を燃焼させた後、前記仮焼室及び前記下流仮焼室の内壁面を目視によりコーチングの有無を確認して以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
［評価基準］
○：コーチングが確認できない
△：コーチングが確認されるが、実使用上問題ないレベル
×：コーチングが確認される
【００９８】
−燃料の燃焼上の安全性の評価−
前記燃料を燃焼させた際に発生する一酸化炭素による中毒を防止する観点から、一酸化炭素濃度計（株式会社リガク製）を前記下流仮焼室の内部に設置し、一酸化炭素濃度値を前記燃料の燃焼中に確認して以下の基準で評価した。結果を表１に示した。
［評価基準］
○：２，０００ｐｐｍ未満
×：２，０００ｐｐｍ以上
【００９９】
−総合評価−
Ｔ１−Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ２、コーチングの抑制、及び燃料の燃焼上の安全性の評価結果に基づき、総合的な評価を以下の基準で行った。結果を表１に示した。
［評価基準］
◎：すべて○
○：△が１つ以上あり、かつ×がない
×：×が１つ以上ある
【０１００】
＜焼成工程＞
前記仮焼工程で仮焼された前記粉体クリンカ原料を焼成させてセメントクリンカを得た。
【０１０１】
＜冷却工程＞
得られたセメントクリンカを、前記エアークエンチングクーラの格子板上で搬送しながら下方より送風することにより、冷却したセメントクリンカを得た。
【０１０２】
（実施例１−２〜１−４及び比較例１−１〜１−８）
実施例１−１において、表１に示すように粉体代替燃料の平均粒径及び含水率を変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、実施例１−２〜１−４及び比較例１−１〜１−８のセメントクリンカを製造し、実施例１−１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【０１０３】
【表１】
2017007906.tif 000003
【０１０４】
表１の結果から、実施例では、前記粉体代替燃料を含有する前記燃料を燃焼させても、コーチングが実使用上問題ないレベルであった。このことより、微粉炭と同様に前記仮焼室で燃焼させることができるため、燃焼させた前記粉体代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくなり生産の中断を回避するとともに、前記燃料の供給制御が容易とすることができることが分かった。
【０１０５】
次に、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量が所定の単位時間あたりの温度変化量範囲を下回った場合（以下、この場合を「異常時」ということもある。）において、下回った前記温度変化量を所定の前記温度変化量範囲の範囲内に戻す制御を行うことにより、前記粉体代替燃料を含有する前記燃料の供給量が増大するため、前記後燃え現象及びコーチングが発生しやすくなる。この場合における前記後燃え現象及びコーチングの発生を抑制するため、制御パラメータを変更する制御により、コーチングが抑制可能か否かなどを評価した。
まず、参考例として、前記仮焼室に供給する前記燃料を微粉炭のみとし、異常時に制御パラメータ設定値を変更せず、下回った前記温度変化量を所定の前記温度変化量範囲の範囲内に戻す制御を行ったことについて説明する。
【０１０６】
（参考例２−１）
前記仮焼室に供給する前記燃料を微粉炭のみとし、前記ＰＩＤ制御における制御パラメータ設定値は、Ｐ値を２２５、Ｉ値を４２０、Ｄ値を０として、異常時であっても制御パラメータ設定値は変更しなかった。
なお、このときの制御パラメータ設定値を基準（１００％）とし、後述する各実施例及び各比較例における異常時の制御パラメータ設定値の操作量を定量的に表すようにした。
前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量範囲を±１０（℃／１０ｍｉｎ）に設定した上で、前記温度変化量範囲を下回る−１５（℃／１０ｍｉｎ）を検知したときに前記制御部が前記燃料を燃焼させて前記仮焼室を昇温させた結果、前記燃料に前記粉体代替燃料が含まれていないため、前記Ｔ２が前記Ｔ１を超えることなく、即ち、前記後燃え現象を発生させることなく前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量を前記単位時間あたりの温度変化量範囲の範囲内に制御することができた。
また、前記燃料を燃焼させた後、前記仮焼室及び前記下流仮焼室の内部を目視によりコーチングの発生の有無を確認した結果、コーチングの発生は確認できなかった。
【０１０７】
−後燃え現象の抑制についての評価−
前述した後燃え現象の抑制についての評価と同様に、前記第一の温度検出部及び前記第二の温度検出部としての２つの熱電対式温度計（山里産業株式会社製）を前記仮焼室の上部及び前記下流仮焼室の上部にそれぞれ設置して、前記仮焼室の上部の内部温度である前記Ｔ１、及び前記下流仮焼室の上部の内部温度である前記Ｔ２を前記燃料の燃焼中に確認し、燃焼中における前記Ｔ１と前記Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）の最小値と、前記Ｔ１のほうが前記Ｔ２よりも高温になるか否かについて（Ｔ１＞Ｔ２）、それぞれ以下の基準で評価した。結果を表２に示す。
【０１０８】
−−（Ｔ１−Ｔ２）の評価−−
［評価基準］
○：Ｔ１−Ｔ２＞１５（後燃え現象発生なし）
△：１５≧Ｔ１−Ｔ２＞０（コーチングが発生する可能性が高くなるが、実使用上では問題なし）
×：Ｔ１≦Ｔ２（後燃え現象発生）
【０１０９】
−−（Ｔ１＞Ｔ２）の評価−−
［評価基準］
○：Ｔ１＞Ｔ２（後燃え現象発生なし）
×：Ｔ１≦Ｔ２（後燃え現象発生）
【０１１０】
−コーチングの抑制についての評価−
前述したコーチングの抑制についての評価と同様に、前記燃料を燃焼させた後、前記仮焼室及び前記下流仮焼室の内壁面を目視によりコーチングの有無を確認して以下の基準で評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
○：コーチングが確認できない
△：コーチングが確認されるが、実使用上問題ないレベル
×：コーチングが確認される
【０１１１】
（実施例２−１）
参考例２−１において、表２に示すように、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下の前記粉体代替燃料を前記燃料に含有させ、前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率を３０質量％としたこと以外は、参考例２−１と同様にして、実施例２−１のセメントクリンカを製造し、参考例２−１と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１２】
（実施例２−２〜２−５）
実施例２−１において、表２に示すように、前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率を変えたこと以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−２〜２−５のセメントクリンカを製造し、実施例２−１と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１３】
（実施例２−６）
実施例２−１において、表２に示すように、異常時に制御パラメータ設定値のＰ値を１８０（８０％）、Ｉ値を３４８（８３％）に変えたこと以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−６のセメントクリンカを製造し、実施例２−１と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１４】
（実施例２−７〜２−１０）
実施例２−６において、表２に示すように、前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率、及び異常時の制御パラメータ設定値を変えたこと以外は、実施例２−６と同様にして、実施例２−７〜２−１０のセメントクリンカを製造し、実施例２−６と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１５】
（比較例２−１）
実施例２−７において、表２に示すように、前記粉体代替燃料の含水率を１５質量％に変えたこと以外は、実施例２−７と同様にして、比較例２−１のセメントクリンカを製造し、実施例２−７と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１６】
（比較例２−２）
実施例２−１０において、表２に示すように、前記粉体代替燃料の含水率を１５質量％に変えたこと以外は、実施例２−１０と同様にして、比較例２−２のセメントクリンカを製造し、実施例２−１０と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１７】
（比較例２−３）
実施例２−２において、表２に示すように、前記粉体代替燃料の含水率を１５質量％に変えたこと以外は、実施例２−２と同様にして、比較例２−３のセメントクリンカを製造し、実施例２−２と同様に評価した。結果を表２に示した。
【０１１８】
【表２】
2017007906.tif 000004
【０１１９】
表２の結果から、実施例２−１〜２−１０と比較例２−１〜２−３とを比べると、比較例では、前記粉体代替燃料の含水率が微粉炭と同様に扱うことができる１０質量％以内を上回る１５質量％であるため、前記ＰＩＤ制御の制御パラメータ設定値変更の有無にかかわらず前記後燃え現象及びコーチングの抑制ができていないことが確認できる。
【０１２０】
また、実施例２−１〜２−５と実施例２−６〜２−１０とを比べると、実施例２−１〜２−５では、制御パラメータ操作量を１００％一定としているため、前記粉体代替燃料の含有率が高くなるにつれて前記後燃え現象及びコーチングの抑制ができていないことが確認できる。一方、実施例２−６〜２−１０では、制御パラメータ操作量を前記粉体代替燃料の含有率に応じて変化させているため、前記粉体代替燃料の含有率が高くなっても前記後燃え現象及びコーチングが抑制できていることが確認できる。
【０１２１】
実施例２−６〜２−１０から、前記Ｔ０の前記単位時間あたりの温度変化量が前記単位時間あたりの温度変化量範囲の範囲外となった場合、前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率に応じて制御パラメータ設定値を変更し、前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御すると、コーチングの発生が確認できなかった。このことより、微粉炭と同様に前記仮焼室で燃焼させることができるため、燃焼させた前記粉体代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくなり生産の中断を回避するとともに、前記燃料の供給制御が容易とすることができることが分かった。
具体的には、前記粉体代替燃料の含有率が０質量％の際の前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量を１００％としたとき、前記燃料における前記粉体代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記制御部により、前記Ｐ値の操作量を３３％以上６７％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上７１％以下とする制御を行うことが好ましく、前記Ｐ値の操作量を３３％以上５３％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上６０％以下とする制御を行うことがより好ましい。また、前記Ｐ値の操作量を３３％以上４３％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上５１％以下とする制御を行うことが更に好ましい。前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量が好ましい範囲であると、前記後燃え現象がより確実に抑制される点で有利である。
【０１２２】
次に、木屑の粉体代替燃料から廃油の液体代替燃料に代えて評価した。
【０１２３】
（実施例３−１）
原料粉砕工程、予熱工程、仮焼工程、焼成工程及び冷却工程は、実施例１−１と同様に行った。
【０１２４】
＜燃料供給工程＞
前記液体代替燃料の含水率は、前記液体代替燃料に工業用水を加水することで調整し、容量滴定方式のカールフィッシャー水分計（ＭＫＶ−７１０Ｍ、京都電子工業株式会社製）を用いて測定した結果、３５質量％であった。
【０１２５】
また、前記液体代替燃料の発熱量は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２７９に基づき、燃研式自動ボンベ熱量計（ＣＡ−４ＡＪ、株式会社島津製作所製）を用いて測定した結果、２７ＭＪ／Ｌであった。
【０１２６】
また、前記燃料における前記液体代替燃料の含有率を１００質量％として、図１に示す液体代替燃料供給ライン１８２を介して仮焼室１０３ａに供給した。
【０１２７】
後燃え現象の抑制についての評価、（Ｔ１−Ｔ２）の評価、（Ｔ１＞Ｔ２）の評価、コーチングの抑制についての評価、燃料の燃焼上の安全性の評価及び総合評価についての説明は実施例１−１と同様であるため省略する。
なお、実施例１−１において、表３に示すように、前記燃料として平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下の粉体代替燃料を、含水率が３５質量％以下の液体代替燃料に代えたことと、前述した含水率の算出方法、含水率の調整方法を変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、実施例３−１のセメントクリンカを製造し、実施例１−１と同様に評価した。結果を表３に示した。
【０１２８】
（実施例３−２〜３−４及び比較例３−１〜３−２）
実施例３−１において、表３に示すように液体代替燃料の含水率を変えたこと以外は、実施例３−１と同様にして、実施例３−２〜３−４及び比較例３−１〜３−２のセメントクリンカを製造し、実施例３−１と同様に評価した。結果を表３に示した。
【０１２９】
【表３】
2017007906.tif 000005
【０１３０】
表３の結果から、実施例３−１〜３−４と比較例３−１〜３−２とを比べると、実施例３−１〜３−４では、前記液体代替燃料の含水率が５０質量以下であったため、前記液体代替燃料を含有する前記燃料を燃焼させても、コーチングが実使用上問題ないレベルとなり、微粉炭と同様に前記仮焼室で燃焼させることができる。それゆえ、燃焼させた前記液体代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくなり、生産の中断を回避するとともに、前記燃料の供給制御が容易とすることができる。
【０１３１】
次に、表２で示した参考例２−１、実施例２−１〜２−１０、比較例２−１〜２−３と同様に、実施例前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量が所定の単位時間あたりの温度変化量範囲を下回った場合において、前記液体代替燃料を含有する前記燃料を前記仮焼室で燃焼させ、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量を所定の単位時間あたりの温度変化量範囲の範囲内に戻す制御を行い、コーチングが抑制可能か否かなどを評価した。結果を表４に示した。
【０１３２】
（参考例４−１）
参考例４−１は、参考例２−１と同じ条件で行った。結果を表４に示した。
【０１３３】
（実施例４−１）
参考例４−１において、表４に示すように、含水率が５０質量％以下の前記液体代替燃料を前記燃料に含有させ、前記燃料における前記液体代替燃料の含有率を３０質量％としたこと以外は、参考例４−１と同様にして、実施例４−１のセメントクリンカを製造し、参考例４−１と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１３４】
（実施例４−２〜４−５）
実施例４−１において、表４に示すように、前記燃料における前記液体代替燃料の含有率を変えたこと以外は、実施例４−１と同様にして、実施例４−２〜４−５のセメントクリンカを製造し、実施例４−１と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１３５】
（実施例４−６）
実施例４−１において、表４に示すように、異常時に制御パラメータ設定値のＰ値を１８０（８０％）、Ｉ値を３４８（８３％）に変えたこと以外は、実施例４−１と同様にして、実施例４−６のセメントクリンカを製造し、実施例４−１と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１３６】
（実施例４−７〜４−１０）
実施例４−６において、表４に示すように、前記燃料における前記液体代替燃料の含有率、及び異常時の制御パラメータ設定値を変えたこと以外は、実施例４−６と同様にして、実施例４−７〜４−１０のセメントクリンカを製造し、実施例４−６と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１３７】
（比較例４−１）
実施例４−７において、表４に示すように、前記液体代替燃料の含水率を６０質量％に変えたこと以外は、実施例４−７と同様にして、比較例４−１のセメントクリンカを製造し、実施例４−７と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１３８】
（比較例４−２）
実施例４−１０において、表４に示すように、前記粉体代替燃料の含水率を６０質量％に変えたこと以外は、実施例４−１０と同様にして、比較例４−２のセメントクリンカを製造し、実施例４−１０と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１３９】
（比較例４−３）
実施例４−２において、表４に示すように、前記粉体代替燃料の含水率を６０質量％に変えたこと以外は、実施例４−２と同様にして、比較例４−３のセメントクリンカを製造し、実施例４−２と同様に評価した。結果を表４に示した。
【０１４０】
【表４】
2017007906.tif 000006
【０１４１】
表４の結果から、実施例４−１〜４−１０と比較例４−１〜４−３とを比べると、比較例４−１〜４−３では、前記液体代替燃料の含水率が微粉炭と同様に扱うことができる５０質量％以内を上回る６０質量％であるため、前記ＰＩＤ制御の制御パラメータ設定値変更の有無にかかわらず前記後燃え現象及びコーチングの抑制ができていないことが確認できる。
【０１４２】
また、実施例４−１〜４−５と実施例４−６〜４−１０とを比べると、実施例４−１〜４−５では、制御パラメータ操作量を１００％一定としているため、前記液体代替燃料の含有率が高くなるにつれて前記後燃え現象及びコーチングの抑制ができていないことが確認できる。一方、実施例４−６〜４−１０では、制御パラメータ操作量を前記液体代替燃料の含有率に応じて変化させているため、前記液体代替燃料の含有率が高くなっても前記後燃え現象及びコーチングが抑制できていることが確認できる。
【０１４３】
実施例４−６〜４−１０から、前記Ｔ０の前記単位時間あたりの温度変化量が前記単位時間あたりの温度変化量範囲の範囲外となった場合、前記燃料における前記液体代替燃料の含有率に応じて制御パラメータ設定値を変更し、前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御すると、コーチングの発生が確認できなかった。このことより、微粉炭と同様に前記仮焼室で燃焼させることができるため、燃焼させた前記液体代替燃料が装置の内壁面に付着しにくくなり生産の中断を回避するとともに、前記燃料の供給制御が容易とすることができることが分かった。
具体的には、前記液体代替燃料の含有率が０質量％の際の前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量を１００％としたとき、前記燃料における前記液体代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記制御部により、前記Ｐ値の操作量を３３％以上６７％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上７１％以下とする制御を行うことが好ましく、前記Ｐ値の操作量を３３％以上５３％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上６０％以下とする制御を行うことがより好ましい。また、前記Ｐ値の操作量を３３％以上４３％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上５１％以下とする制御を行うことが更に好ましい。前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量が好ましい範囲であると、前記後燃え現象がより確実に抑制される点で有利である。
【符号の説明】
【０１４４】
１      原料粉砕手段
２      予熱手段
３      燃料供給手段
４      仮焼手段
５      焼成手段
１０２ａ〜１０２ｄ      多段サイクロン
１０３ａ      仮焼室
１０３ｂ      下流仮焼室
１０４      仮焼室バーナー
１５１      石炭貯蔵庫
１５２      廃棄物貯蔵庫
１５３      液体代替燃料貯蔵庫
１６１      粉砕機
１６２      ポンプ
１８１      粉体代替燃料供給ライン
１８２      液体代替燃料供給ライン
２１１、２１２、２１３      温度計
２２１      一酸化炭素濃度計
【図１】
2017007906.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月30日(2016.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段により供給される前記燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼手段とを有するセメントクリンカの製造装置において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであり、
前記仮焼手段が、
バーナーを備え、前記燃料供給手段により前記燃料が供給される仮焼室と、
前記仮焼室の下流に位置する下流仮焼室と、
前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度をＴ１とし、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口近傍の内部温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する制御部と、
を有することを特徴とするセメントクリンカの製造装置。
【請求項２】
前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかである請求項１に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記仮焼室の前記バーナーの近傍における内部温度をＴ０としたとき、前記Ｔ０を所定の温度範囲内に制御する請求項１から２のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量Ｘ（℃／１０ｍｉｎ）が所定の範囲外であるとき、燃料として微粉炭のみを前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量Ｙ（℃／１０ｍｉｎ）よりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する請求項３に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項５】
前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下である前記燃料が、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも単位時間あたりの温度変化量が小さくなるように前記燃料供給手段により供給される請求項４に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記下流仮焼室の一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下に制御する請求項１から５のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値に基づき、前記一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下にするように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する請求項６に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記燃料供給手段により供給される前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかを制御する請求項１から７のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記化石代替燃料の含有率が０質量％の際の前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量を１００％としたとき、前記燃料における前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記Ｐ値の操作量を３３％以上６７％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上７１％以下とする制御を行う請求項８に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項１０】
化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給工程と、前記燃料供給工程により供給される前記化石代替燃料を含有する燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼工程とを含むセメントクリンカの製造方法において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであり、
前記仮焼工程が、
バーナーを用い、前記燃料供給工程で供給された前記燃料を燃焼させ、前記粉体クリンカ原料を仮焼させる仮焼処理と、
前記仮焼処理の下流に位置する下流仮焼処理と、を含み、
前記燃料供給工程における前記燃料の供給が、前記仮焼処理の温度をＴ１とし、前記下流仮焼処理の温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように制御されることを特徴とするセメントクリンカの製造方法。
【請求項１１】
前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかである請求項１０に記載のセメントクリンカの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月18日(2016.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段により供給される前記燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼手段とを有するセメントクリンカの製造装置において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであり、
前記仮焼手段が、
バーナーを備え、前記燃料供給手段により前記燃料が供給される仮焼室と、
前記仮焼室の下流に位置する下流仮焼室と、
前記仮焼室における前記下流仮焼室への出口近傍の内部温度をＴ１とし、前記下流仮焼室における前記仮焼室からの入口近傍の内部温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する制御部と、
を有することを特徴とするセメントクリンカの製造装置。
【請求項２】
前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかである請求項１に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記仮焼室の前記バーナーの近傍における内部温度をＴ０としたとき、前記Ｔ０を所定の温度範囲内に制御する請求項１から２のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記Ｔ０の単位時間あたりの温度変化量Ｘ（℃／１０ｍｉｎ）が所定の範囲外であるとき、燃料として微粉炭のみを前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量Ｙ（℃／１０ｍｉｎ）よりも前記Ｘが小さくなるように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する請求項３に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項５】
前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下である前記燃料が、前記化石代替燃料の含有率を５０質量％未満とした燃料を前記仮焼室に供給して燃焼させた際の単位時間あたりの温度変化量よりも単位時間あたりの温度変化量が小さくなるように前記燃料供給手段により供給される請求項４に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記下流仮焼室の一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下に制御する請求項１から５のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記下流仮焼室の内部の一酸化炭素濃度値に基づき、前記一酸化炭素濃度値を２，０００ｐｐｍ以下にするように前記燃料供給手段による前記燃料の供給を制御する請求項６に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記燃料供給手段により供給される前記燃料における前記化石代替燃料の含有率及び前記燃料の供給量の少なくともいずれかを制御する請求項１から７のいずれかに記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項９】
ＰＩＤ制御における、比例動作にかかる制御パラメータをＰ値、及び積分動作にかかる制御パラメータをＩ値とすると、
前記制御部が、前記化石代替燃料の含有率が０質量％の際の前記Ｐ値及び前記Ｉ値の操作量を１００％としたとき、前記燃料における前記化石代替燃料の含有率が５０質量％以上１００質量％以下の場合、前記Ｐ値の操作量を３３％以上６７％以下、かつ前記Ｉ値の操作量を４３％以上７１％以下とする制御を行う請求項８に記載のセメントクリンカの製造装置。
【請求項１０】
化石代替燃料を含有する燃料を供給する燃料供給工程と、前記燃料供給工程により供給される前記化石代替燃料を含有する燃料を燃焼させて、粉体クリンカ原料の仮焼を行う仮焼工程とを含むセメントクリンカの製造方法において、
前記化石代替燃料が、平均粒径が２ｍｍ以下であり、かつ含水率が１０質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が５０質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかであり、
前記仮焼工程が、
バーナーを用い、前記燃料供給工程で供給された前記燃料を燃焼させ、前記粉体クリンカ原料を仮焼させる仮焼処理と、
前記仮焼処理の下流に位置する下流仮焼処理と、を含み、
前記燃料供給工程における前記燃料の供給が、前記仮焼処理の温度をＴ１とし、前記下流仮焼処理の温度をＴ２としたとき、次式、Ｔ１＞Ｔ２、を維持するように制御されることを特徴とするセメントクリンカの製造方法。
【請求項１１】
前記化石代替燃料が、平均粒径が１ｍｍ以下であり、かつ含水率が５質量％以下である粉体代替燃料、及び、含水率が３５質量％以下である液体代替燃料のうち少なくともいずれかである請求項１０に記載のセメントクリンカの製造方法。