(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント原料を焼成してクリンカを製造するロータリキルン(11)と、前記ロータリキルン(11)に接続されたクリンカクーラ(12)と、前記ロータリキルン(11)のキルン尻ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステム(21)とを備えたセメント製造設備において、
前記塩素バイパスシステム(21)により塩素が除去された後の抽気ガスを前記クリンカクーラ(12)のクリンカ層の中に吹き付けるように前記クリンカクーラ(12)の上流端に導入する抽気ガス導入管(36)を備え、
前記クリンカクーラ(12)の上流側端部が前記ロータリキルン(11)のバーナ側端部より下方に位置し、前記ロータリキルン(11)のバーナ側端部から落下するクリンカを前記クリンカクーラ(12)の上流側に案内する前壁(12a)が設けられ、
前記抽気ガス導入管(36)が前記前壁(12a)を貫通しかつ開口端が前記クリンカ層の中に臨むように設けられ、
前記抽気ガス導入管(36)から前記クリンカ層の中に吹き付けられた前記抽気ガスが、前記クリンカクーラ(12)に冷却ファン(18)により送り込まれて前記クリンカを冷却する以前の冷却用空気と混合されず、かつ前記クリンカを冷却した空気と共に前記クリンカクーラ(12)の上流側に戻るように流れ燃焼用エアとして前記キルン(11)に供給され更に抽気ガス中のＳＯｘがキルン尻で脱硫されるように構成された
ことを特徴とするセメント製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント原料を焼成してクリンカを製造するロータリキルンのキルン尻から排出されるキルン尻ガスの一部を抽気して処理する塩素バイパスシステムを有するセメント製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメント製造設備にあっては、その設備におけるプレヒーターの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素、硫黄、アルカリ等の中で、塩素が特に問題となることに着目し、ロータリキルンの入口フード付近よりキルン尻ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステムが設けられる。この塩素バイパスシステムでは、抽気したキルン尻ガスを冷却して生成したダストの微粉側に塩素が偏在しているため、ダストを分級器によって粗粉と微粉とに分離し、粗粉をロータリキルン系に戻すとともに、分離された塩化カリウム（ＫＣｌ）等を含む微粉を回収してセメント粉砕ミル系に添加するようにしている。これによりプレヒーターの閉塞等の問題を解消できるとともに、廃棄物のセメント原料化又は燃料化によるリサイクルが推進されるとしている。
【０００３】
そして、このようなセメント製造設備では、塩素バイパスシステムにおいて塩素が除去された抽気ガスの一部には硫黄分が含まれるため、抽気ガスをそのまま系外に排出することをせずに、ロータリキルンに付設されたプレヒータに戻し、そこで脱硫させた後に大気に放出させている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−６０２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のセメント製造設備では、抽気したキルン尻ガスを冷却するので塩素が除去された抽気ガスは比較的低温となる。このため、その抽気ガスを原料乾燥工程におけるプレヒータに戻すと、そのプレヒータにおける原料を冷却させるガスとなり、そのプレヒータにおける消費エネルギが増大する不具合があった。一方、塩素が除去された抽気ガスを脱硫処理することなく大気に放出させることは大気を汚染する観点から困難である。
【０００５】
本発明の目的は、エネルギー消費量を増大させることなく塩素が除去された抽気ガスの脱硫処理が可能なセメント製造設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、セメント原料を焼成してクリンカを製造するロータリキルン１１と、ロータリキルン１１に接続されたクリンカクーラ１２と、ロータリキルン１１のキルン尻ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステム２１とを備えたセメント製造設備の改良である。
その特徴ある構成は、塩素バイパスシステム２１により塩素が除去された後の抽気ガスをクリンカクーラ１２のクリンカ層の中に吹き付けるようにクリンカクーラ１２の上流端に導入する抽気ガス導入管３６を備え、クリンカクーラ１２の上流側端部がロータリキルン１１のバーナ側端部より下方に位置し、ロータリキルン１１のバーナ側端部から落下するクリンカをクリンカクーラ１２の上流側に案内する前壁１２ａが設けられ、抽気ガス導入管３６が前壁１２ａを貫通しかつ開口端がクリンカ層の中に臨むように設けられ、抽気ガス導入管３６からクリンカ層の中に吹き付けられた抽気ガスが、クリンカクーラ１２に冷却ファン１８により送り込まれてクリンカを冷却する以前の冷却用空気と混合されず、かつクリンカを冷却した空気と共にクリンカクーラ１２の上流側に戻るように流れ燃焼用エアとしてキルン１１に供給され更に抽気ガス中のＳＯｘがキルン尻で脱硫されるように構成されたところにある。
【０００７】
この請求項１に記載されたセメント製造設備では、塩素が除去された後の抽気ガスを抽気ガス導入管３６を介してクリンカクーラ１２の上流端に導入するので、クリンカを冷却した空気と熱交換がなされた後にその空気とともに燃焼用エアとしてキルン１１に供給されることになる。このため、キルン１１内での熱損失が減少してエネルギーの消費量を減少させるとともに、総排気ガス量の増加を従来より抑制することができる。一方、キルン１１に供給された抽気ガスはロータリキルン１１を通過し、キルン１１尻の温度８００〜１２００℃程度の脱硫領域において、抽気ガス中のＳＯｘが脱硫される。従って、エネルギー消費量を増大させることなく塩素が除去された抽気ガスの脱硫処理が可能となる。
【０００８】
また、クリンカ層の中に抽気ガスを確実に吹き付けることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のセメント製造設備では、塩素バイパスシステムにより塩素が除去された後の抽気ガスをクリンカクーラのクリンカ層の中に吹き付けるようにクリンカクーラの上流端に導入する抽気ガス導入管を備え、クリンカ層の中に吹き付けられた抽気ガスを燃焼用エアとしてキルンに供給するように構成したので、抽気ガス導入管を介してクリンカクーラの上流端に導入された抽気エアは、クリンカを冷却した空気と熱交換がなされた後にその空気とともに燃焼用エアとしてキルンに供給される。このため、キルン内での熱損失が減少してエネルギーの消費量を減少させるとともに、総排気ガス量の増加を従来より抑制することができる。一方、キルンに供給された抽気ガスはロータリキルンを通過し、キルン尻の温度８００〜１２００℃程度の脱硫領域において、抽気ガス中のＳＯｘが脱硫される。従って、エネルギー消費量を増大させることなく塩素が除去された抽気ガスの脱硫処理が可能となる。
【００１０】
この場合、クリンカクーラの上流側端部がロータリキルンのバーナ側端部より下方に位置し、ロータリキルンのバーナ側端部から落下するクリンカをクリンカクーラの上流側に案内する前壁を設け、その前壁を貫通して抽気ガス導入管を設け、その開口端がクリンカ層の中に臨むようにすれば、クリンカ層の中に抽気ガスを確実に吹き付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明のセメント製造設備１０は、ロータリキルン１１と、そのロータリキルン１１に接続されたクリンカクーラ１２とを備える。ロータリキルン１１はセメント原料を焼成してクリンカを製造するためのものであって、そのロータリキルン１１の上流側にはプレヒータ１４が設けられる。プレヒータ１４は、図外の原料ミルにより粉砕されたセメント原料を、後工程のロータリキルン１１により焼成しやすいように、所定温度まで予熱するものである。プレヒータ１４は、多数のサイクロン１４ａを、数階建ての鉄骨架台に搭載して設けられている。ロータリキルン１１は、下流側へ若干下方傾斜した横向き円筒状のキルンシェル１１ａを有しており、キルンシェル１１ａの下流側における端部にはキルン尻に臨むバーナ１６が設けられる。セメント原料は、プレヒータ１４の各サイクロン１４ａを流下中に仮焼され、その後、セメント原料は、ロータリキルン１１の窯尻部へ流れ込むように構成される。キルンシェル１１ａの内壁面には、耐火物１１ｂが張られている。キルンシェル１１ａは周方向へ（軸線回りに）回転しながら、重油や微粉石炭を燃料とするバーナ加熱により、プレヒータ１４から供給されたセメント原料を焼成してクリンカとしつつ、バーナ側に搬送するように構成される。
【００１２】
クリンカクーラ１２は、その上流端がロータリキルン１１のバーナ側端部に接続され、ロータリキルン１１のバーナ側端部から排出されてその上流側に供給された８００〜１０００℃程度のクリンカを冷却ファン１８から送り込まれる２０〜３０℃の大気により冷却するように構成される。このクリンカクーラ１２には床面に複数のプレート１２ｂが上流側から下流側に向かって敷設され、ロータリキルン１１のバーナ側端部から排出された塊状のクリンカは上流側におけるプレート１２ｂ上に落下するように構成される。複数のプレート１２ｂはそれぞれが前後方向に往復移動することによりその上面にあるクリンカを順次下流側のプレート１２ｂ上に案内するように構成される。このため、クリンカクーラ１２内部には複数のプレート１２ｂ上に上流側から下流側に搬送されるクリンカ層が形成され、冷却ファン１８から送り込まれた大気は複数のプレート１２ｂの下方から複数のプレート１２ｂの間から通過してクリンカを冷却するように構成される。なお、冷却されたクリンカはクリンカクーラ１２の下流側端部から排出され、その下流側端部から排出されたクリンカはクリンカサイロ１９に貯蔵されるようになっている。また、冷却ファン１８から送り込まれて複数のプレート１２ｂの間を通過し更にクリンカ層を通過することによりクリンカを冷却した大気は、図２の破線矢印で示すようにそのクリンカ層の上方を上流側に向かい、バーナ１６における燃焼用のエアとしてロータリキルン１１に供給されるように構成される。
【００１３】
また、本発明のセメント製造設備１０には、ロータリキルン１１の尻ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステム２１が備えられる。この塩素バイパスシステム２１は、ロータリキルン１１内で発生した排ガスの一部を抽気するバイパス管２２と、このバイパス管２２に接続されたバイパスファン２３を備える。バイパス管２２の端部は、プレヒータ１４のキルン側端部に連通されている。また、バイパス管２２の途中には、分級器２６と集塵機２８がこの順序で設けられる。バイパス管２２により抽気された塩素化合物を多く含むダストは微粉側に多く存在することから、バイパス管２２により抽気された抽気ガスはその後分級器２６に送られ、その分級器２６で５〜１０μｍを分級点として抽気ガスに含まれるダストは粗粉と微粉とに分離される。そして、分離された粗粉は図示しない調合原料サイロからプレヒータ１４へ投入されるセメント原料に戻すように構成される。一方、分級器２６で粗粉が除去されて微粉を含む抽気ガスはその後集塵機２８に至り、その集塵機２８では、その微粉をバイパスダストとして回収するように構成される。ここで、塩素バイパスシステム２１のバイパス管２２で抽気されるキルン１１の尻ガスの一部、すなわち約１０００℃のキルン尻ガスは相当量のＳＯｘを含んでおり、バイパスファン２３によって誘引され集塵機２８を通過した抽気ガスには例えば５００〜３０００ｐｐｍという相当量のＳＯｘが含まれることになる。なお、この微粉からなるバイパスダストは、その後クリンカサイロ１９から搬出されたクリンカ中に添加され、図示しない仕上ミルで混合した後、セメントサイロに貯蔵される。
【００１４】
本発明の特徴ある構成は、塩素バイパスシステム２１により塩素が除去されて集塵機２８を通過した後の抽気ガスをクリンカクーラ１２のプレート１２ｂ上にあるクリンカ層の中に吹き付けるようにクリンカクーラ１２の上流端に導入する抽気ガス導入管３６を備えたところにある。この抽気ガス導入管３６の一端はバイパスファン２３に接続され、抽気ガス導入管３６の他端はクリンカクーラ１２の上流側端部に接続される。図２に詳しく示すように、クリンカクーラ１２の上流側端部はロータリキルン１１のバーナ側端部より下方に位置し、ロータリキルン１１のバーナ側端部から落下するクリンカをクリンカクーラ１２の上流側におけるプレート１２ｂ上に案内する前壁１２ａが設けられる。抽気ガス導入管３６の他端はこの前壁１２ａを貫通して設けられ、その開口端はクリンカ層から舞い上がる粉塵によってその導入管３６が閉塞しないように斜め下方に傾斜して設けられる。そして、この抽気ガス導入管３６は、複数のプレート１２ｂ上に形成されたクリンカ層の中に下流側に向かって塩素バイパスシステム２１により塩素が除去された後の抽気ガスを吹き付けるように構成される。なお、このクリンカ層の中に吹き付けられた抽気ガスは、図の実線矢印で示すようにその後クリンカクーラ１２内部をロータリキルン１１に向かって移動し、冷却ファン１８から送り込まれてクリンカを冷却した破線矢印で示す大気とともにバーナ１６における燃焼用エアとしてキルン１１に供給されるように構成される。
【００１５】
このように構成されたセメント製造設備１０では、相当量のＳＯｘが含まれている抽気ガスがバイパスファン２３からクーラ１２の上流端に導入され、クリンカを冷却した大気と共にクリンカクーラ１２の上流側に戻るよう流れて、ロータリキルン１１を通過し更にプレヒータ１４へと導かれる。このとき、キルン尻からプレヒータ１４下部の温度８００〜１２００℃程度の脱硫領域において、抽気ガス中のＳＯｘが脱硫される。これにより、最終的に大気中に排出されるガス中のＳＯｘを数ｐｐｍ以下とすることができる。
【００１６】
また、ロータリキルン１１からクリンカクーラ１２に送られた８００〜１０００℃のクリンカは急冷却されるとその品質が向上する特性を有する。そして、冷却ファン１８によりクリンカクーラ１２に送り込まれる大気の温度は２０〜３０℃であり、抽気ガス導入管３６を介してクリンカクーラ１２に導入される抽気ガスの温度は３０℃を遙かに超えるものである。従って、その抽気ガスを冷却ファン１８を介してクリンカクーラ１２に送り込むと、その抽気ガスにより冷却用空気の温度が上昇し、クリンカを急冷却することが困難となって、品質の高いクリンカを得ることが困難となる。
【００１７】
これに対して、本発明では、塩素バイパスシステム２１において塩素が除去された抽気ガスをクリンカクーラ１２の上流側に導入するので、冷却ファン１８によりクリンカクーラ１２に送り込まれてクリンカを冷却する以前の冷却用空気と混合されることはない。このためクリンカを冷却する冷却用空気の温度を上昇させることはなく、クリンカを急冷却することが可能となって、品質の高いクリンカを得ることが可能となる。ここで、前壁１２ａを貫通して抽気ガス導入管３６を設け、その開口端がクリンカ層の中に臨むようにしてその抽気ガス導入管３６をクリンカ層の流れに沿わせたので、その抽気ガス導入管３６がクリンカにより詰まるような事態を回避することができる。
【００１８】
また、本発明では、塩素が除去された抽気ガスをクリンカクーラ１２の上流側に導入するので、図２の実線矢印で示すように、クリンカを冷却した後の破線矢印で示す冷却用空気とクリンカクーラ１２の上流側で混合され、その空気の温度を上昇させてロータリキルン１１に供給される。従って、キルン１１内での熱損失がないばかりでなく、クリンカを冷却する空気との置き換えとなるので総排気ガス量の増加がほとんどない。従って、本発明のセメント製造設備では、エネルギー消費量を増大させることなく塩素が除去された抽気ガスの脱硫処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明実施形態のセメント製造設備の構成図である。
【図２】そのキルンとクーラの接続部分における詳細図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  セメント製造設備
１１  ロータリキルン
１２  クリンカクーラ
１２ａ  前壁
２１  塩素バイパスシステム
３６  抽気ガス導入管
【図１】
0005104461.tif 000002
【図２】
0005104461.tif 000003