JP2001508394A - セメントクリンカーの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、サイクロン予備加熱器と、予備 装置と、炉と、冷却塔とを用いた、粉砕された微粒原料からのセメントクリンカーの製造に関する。予備加熱器からの粉塵排出ガスから濾過した粉塵はまた、確実に予備加熱され、予備 され、それから炉中で焼成されてセメントととなるために、第１ステージの後、原料の小部分量が分岐されて、フィルターからの全部の粉塵と混合され、最上部の予備 装置に供給され、この材料混合物は、予備 装置の頂上から底部まで通過して、燃焼空気及び投入された燃料の共通の流れによって案内され、それによって、予備 され、それから炉入り口に導入される。

Description

【発明の詳細な説明】 セメントクリンカーの製造方法及び装置 本発明は、粉砕された微粒の原料からセメントクリンカーを製造するための請 求項１の前文に記載された方法と、同様に請求項１１の前文に示された装置とに 関する。 従来、前述したタイプの方法及び装置の種々の例が知られている。新たな原料 、即ち粉砕された微粒の成分からなる新たな材料混合物は、多段の浮流式（サス ペンション）予備加熱器、一般には、サイクロン予備加熱器中で予備加熱される 。この場合の処理は、一般には、次の通りである。全原料が予備加熱器中を熱い 炉の排気ガスに対向して、頂上から底部へ予備加熱器を通過し、それによって予 備 充分に脱酸されるか、あるいは部分的に又は全体的に加熱された材料の一部は分 岐され、より低位置のサイクロンステージに導入され、燃焼用の燃料と空気とを 材料の残りと共に、炉（一般的な回転炉）の入り口に導入され、その最初の部分 焼成されてクリンカーとなる。炉から取り出された熱いクリンカーは、冷却塔内 で冷却空気によって冷却される。予備加熱器の最上部のステージからでた排出ガ スは、適当に冷却された後、フィルターで浮遊粉塵を除去される。排出ガスの冷 却は、一般的に、特別な冷却塔及び／又は原料粉砕装置（原料ミル）内で行われ る。 多くの知られた構造において、特に、比較的大量の粉末原料を、予備加熱に供 給する場合には、予備加熱器の排出ガスから粉塵を抽出する間、比較的大量の粉 塵がフィルターにおいて、沈殿するので常に問題が生じる。この粉塵をフィルタ ーから原料混合物へ戻すことが行われてきた。これは、例えば原料粉砕装置で行 われるか、あるいは、フィルターから直接予備加熱ステージに導入することによ って行われる。しかしながら、実際は、この粉塵及び残りのセメント原料は、比 較的混合されにくいので、ある種の粉塵の循環が少なくとも最上部の予備加熱ス テージとフィルターとの間の領域で起きてしまう。これは、一方で、フィルター が非常に厳しい負荷を受け、他方では、仕上げセメントクリンカーにおいて材料 組成の品質劣化を生じることから好ましくない。 従って、本発明の目的は、予備加熱器の排出ガスから濾しとられた粉塵を同様 ーが少なくとも粉塵の循環からす句無くとも充分に開放できるように、請求項１ の前文による方法及び請求項１１の前文による装置を改善することにある。 この目的は、本発明によれば、一方（方法に関しては）では、請求項１の特徴 部分によって達成され、他方（装置に関しては）では、請求項１１の特徴部分に よって達成される。 本発明の好ましい実施例及びさらなる改良点は、従属請求項の要部である。 本発明による方法を用いると、処理は次の通りである。部分的に予熱された原 料が最上部の予備過熱ステージの一つの材料出口で分配され、その場合、その最 大の材料分配部分が第１の部分量として、更なる予備加熱のために続く予備加熱 ステージに搬送される。一方、第２の部分量として少量の材料の分配部分が、フ 焼装置を頂上から底部まで通過し、供給される燃焼用空気と燃料との流れ中を案 式予備加熱器の最大段ステージに入り、そこで、更に、予備加熱される原料の予 最上の予備加熱器ステージのーつから、すでに部分的に予備加熱された少量の材空気とともに、これらの材料を案内する混合流は、それから、必要な量の燃料の 供給を受けながら、すでに予備加熱された第２の部分量の材料及びフィルターか 料の少なくとも大半が、塊になるか粒状にされ、供給された粉塵は、充分に且つ 下部の予備加熱ステージにおいて、そこで予備加熱された材料と再び結着され、 そして炉の入り口に供給される。 本発明によれば、予備加熱器中で部分的に予備加熱された原料の全量から分離 された第２の部分量は、約１０％〜３０％の範囲に設定することが好ましい。実 際の分離割合の設定は、種々の要因、即ち、特に種々の原料成分からなる原料組 成に依存し、また、フィルターからの粉塵の量に依存し(しかしながら、この場 質と品質に依存する。この燃料は、通常の燃料、即ち、固体、液体、又はガス燃 料であっても良く、しかも、また、−少なくとも一部は一産廃から得た燃料（例 えば、スクラップタイヤ、廃棄物、廃石炭など）であっても良い。 多段サイクロン予備加熱器は、好ましくは、一般的に、浮流式予備加熱器とし て用いられる。この場合、部分的に予備加熱された原料（全原料粗粒混合物）の 分配は、最上段のサイクロン予備加熱器の材料出口の下方で行われる。 本発明によれば、処理はまた、次の通りである。部分的に過熱された第２の部 焼装置の上端に供給される。 導入されるが、本発明の好ましい実施例によれば、約７００〜９００℃，好まし くは、約６００〜８５０℃まで予備加熱されている冷却塔からの排出空気が、形 適温度は、基本的に冷却塔の対応する高温領域から排出空気を取り出すことによ って得られる得られ。 も一部は廃棄物から得られた燃料によって与えられ、従って、全燃料は複数の部 分量で供給される。 もし、少なくともフィルターからの粉塵と燃料が、分岐ゲート装置，例えば， 考えられる。当然、予備加熱器中で部分的に予備加熱された原料の第２の部分量 装置内に導入される第３の空気の量は、対応する調整翼等によって調整される。 が、好ましくは回転炉として構成された炉の第１部分で行われることを保証して 素早く起こるので、前述の方法によって炉の入り口及び多分その下方のパイプ部 分又は予備加熱器の下段がそこで、加熱された材料片によって、詰まることを確 実に防止している。 以下、本発明を図面に示されたセメントタリンカーの製造装置に関して詳細に 説明する。単一の図はこの装置を概略的に示したものである。 この装置は、実質的に上下方向に配置された４つのサイクロンステージを備え たサイクロン予備加熱器１の形式で、多段の浮流式予備加熱器を有している。こ の４つのサイクロンステージは、最も下のサイクロンステージ１ａ、２番目に低 いサイクロンステージ１ｂ、３番目に低いサイクロンステージ１ｃ、及び最上部 のサイクロンステージ１ｄである。全ての予備加熱器、即ち、サイクロンステー ジ１ａ〜１ｄは、互いに充分にガス及び材料パイプによる通常の方法で次のよう に連結されている。即ち、最上部のサイクロンステージ１ｄに、矢印２に示され るように、投入された全原料又は全原料混合物は、原料（実線）及び上昇する炉 排出ガス（破線）との間の一般的な対向流で充分に予備加熱される。 炉は、材料の流れ（実線）に対してサイクロン予備加熱器１の下流に配置され ている。そしてこの炉は、好ましくは、図示されるように、回転炉３であり、通 常の方法で構築され、作動される。原料の一部は、後に詳しく説明するように、 なる。熱いセメントクリンカーは、出口端部３ｂで回転炉から落下し、続いて適 当な冷却塔，即ち、クリンカー冷却塔中に投入され、そこで、破線によって示さ れるように、冷却空気によって冷却される。 最上部のサイクロンステージ１ｄから予備加熱器１を出た排出ガスは、ガスパ イプ６及び任意に取り付けられたファン７によって、充分な冷却がされた後に、 フィルターに送られる。このフィルターは、好ましくは静電フィルター８によっ て形成されている。予備加熱器からの排出ガスの必要な冷却は、本質的に知られ た方法で行われるので、分別の冷却塔及び／又は原料粉砕プラントとして図示さ れていない。 分岐結合９ａ，９ｂを備えた分配装置９は、最上部の予備加熱ステージ、特に 、最上部の予備加熱器、即ち、サイクロンステージ１ｄの一つに、その材料出口 １ｄ’で結合している。一つの分岐結合９ａは第１の材料分岐パイプ１０によっ て、第２の下部サイクロンステージ１ｂから第３の下部サイクロンステージ１ｃ （そして、それゆえ、下部サイクロンステージ１ｃ，１ｂ，１ａに続く）へ誘導 するガスパイプ１１に接続されている。他方の分岐結合９ｂは第２の材料分岐パ イプ置９は、第１の材料分岐パイプ10によって、部分的に予備加熱された材料の最も 多い分配量を次の下段の予備加熱サイクロンステージに導くように、一方、第 導入されるように適切に構成され配置されている。そして、第２の材料分岐パイ プ１２のこの小ない分配量は、約１０％〜約３０％の範囲内に、すでに前述した ように設定されうる。 部の予備加熱ステージ１ｄからの材料の少ない分配量のための第２の材料分岐パ イプ１２とともにあるいは平行に導入するために回転翼ゲート１４が設けられた は重要である。 冷却塔５からの第３の空気パイプ１５は、少なくとも一つの燃料供給パイプ、 好ましくは、少なくとも２つのそのような燃料供給パイプ１６ａ，１６ｂと同様 パイプ１５中に配置されるのが好ましく、また、適当な割り当てまたはゲート装 置、例えば、自由流体燃料の場合には、回転翼ゲート１７が燃料供給ライン１６ ａ，１６ｂに配置されている。この方法によって、第３の空気として、燃焼用の 供給される。一種類の燃料又は複数の異なるタイプの燃料を適当な方法や及び量 をもって供給することが可能である。この複数の燃料のうち、少なくともいくら かは、廃棄物より得た燃料である。 された材料及び排出ガスのためのパイプ１８によって、入り口端部３ａの前に配 置された回転炉３の入り口端部３ａ又はその入り口端部３ａの前に配置された入 りロハウジング３ｃに接続されておりそこには、また、下段の予備加熱サイクロ ンステージの出口１ａ’が連絡している。 して、分配量分の材料フィルターからの粉塵、燃焼用空気（第３の空気）で動作 くとも一つの狭まる又は絞られた横断面を有している。図示される実施例におい て、３つのそのような絞り１９ａが高さ方向に互いに適当な距離を置いて設けら れている。シャフトの横断面における狭まり、即ち絞り１９ａの寸法、数、及び シャフトの絞り１９ａは、材料とガスとの間の改善された熱交換を保証する乱流 を生じる。また、熱い燃焼ガス又は燃焼用の熱い空気、即ち、第３の空気は、比 較的粘性があることが知られており、それゆえ、供給された粉塵や、また供給さ れた材料の残り部分と混合することは、通常非常に難しいということに注意すべ 材料（粉塵を含む）と第３の空気との間の混合が明らかに改善される。それゆえ 、 予備加熱器１に並列に適当で且つ小占有面積をもって配置される。この場合にお かに小さな構造となり得る。 くる炉排出ガスによって、炉排出ガスパイプ２０中に破線で示すように上方に取 り込まれ、予備加熱器１の最も低いサイクロンステージ１ａに導入される。第２ に低いサイクロンステージ１ｂからの予熱された材料も、また、この炉排出ガス パイプ２０に導入され、それゆえ、この材料は、上昇する排出ガスによって最も 炉３からの）まだかなり高温の排出ガスとの強い熱交換にさらされる。この炉排 出ガスパイプ２０に導入された予熱された材料が、下方に向かって入り口ハウジ ング３ｃ内に落下することを防ぐために、絞り点２０ａが図示のように、炉排出 ガスパイプの下端に形成されている。とにかく、予備加熱器を頂上から底部に渡 って通過する材料は、特に高く予備加熱されるばかりか、それらのある部分も、 度に応じて、もしくは、ある動作条件に適合するように、最も低い予備加熱サイ クロンステージ１ａの下方の材料出口１ａ’から出た材料は、材料パイプ２１に に）直接導入されるか、又はパイプ１８に接続されたもう一つの材料パイプ２２ 一緒にされる。後者の場合は、予備加熱器１で予備加熱された材料は、まず、予 される。両方のパイプの可能性（材料パイプ２１及び２２）を持つことができる ように、適当な供給器、即ち、調節フラップ２３を最も下のステージ１ａの材料 出口１ａ’の下に配置することができる。 また、予備加熱器からの排出ガス中のＮＯｘ放出を減少させるために、予備加 熱器をその下方の端部、即ち、特に炉排出ガスパイプ２０の領域を還元雰囲気と して、動作させることもできる。この場合、新しい空気を、例えば、回転炉の入 り口端部３ａと入り口ハウジング３ｃとの連結部に導入することもできる。 図面に概略的に示した装置の説明から、上記した本発明による方法が、この装 置において、非常に改善されていることが理解できる。この点に関して、最後に 、セメント原料からセメントクリンカーを製造する、即ち、焼成するために必要 な分量の燃料又は複数の燃料が回転炉３のバーナー３ｄ及び燃料供給路（燃料供 給パイプ１６ａ，１６ｂ）へ必要な方法で分配されることを付言しておく。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粉砕された微粒の原料からセメントクリンカーを製造する方法において、 ａ）原料を多段ステージ浮流式予備加熱器（１）中で、上昇する炉排出ガスとの 熱交換によって予備加熱することと、 ｂ）予備加熱器（１）のステージへ分岐された部分的に加熱された材料の分配分 クリンカーにすることと、 ｄ）それから炉（３）から取り出した熱いクリンカーを冷却塔（５）内で冷却す ることと、 ｅ）予備加熱器（１）からの充分に冷却された排出ガスから、フィルター（８） によって粉塵を取り出すこととを備え、 ｆ）部分的に予備加熱された原料の分岐が、上部の予備加熱ステージ（１ｄ）の 一つの材料出口（１ｄ’）で行い、その場合に、第１の分配分としての最大量分 配材料を，続く予備加熱ステージに更に予備加熱するために搬送し、他方では、 第２の分配分としての少量の材料と、フィルター（８）からの全部の粉塵とを一 過しながら，燃焼用空気と供給された燃料との流れによって案内され、それによ するセメントクリンカーの製造方法。 ２．請求項１記載の方法において、部分的に予備加熱された原料の総量から分岐 された第２の分配分は、約１０％〜約３０％であることを特徴とする方法。 ３．請求項１記載の方法において、サイクロン予備加熱器は、浮流式予備加熱器 として用いられ，部分的に予備加熱された原料の分岐は、最上部の予備加熱サ イクロンステージ（１ｄ）の材料出口（１ｄ’）の下方で行われることを特徴と する方法。 ４．請求項１記載の方法において、部分的に予備加熱された第２の分岐分の材 （４）の上端（４ａ）に供給されることを特徴とする方法。 ５．請求項１記載の方法において、約７００℃〜９００℃、好ましくは、８００ 〜８５０℃に予備加熱された冷却塔（５）からの排出空気は、第３の空気の形 部が廃物から得られた燃料によって与えられ、全燃料は、複数の部分量の材料で 与えられることを特徴とする方法。 ７．請求項１記載の方法において、少なくともフィルターからの粉塵と前記燃 方法。 ８．請求項１記載の方法において、予備加熱器（１）で予備加熱され、それに 材料出口（１ａ’）からの第１の分配分の材料は、予備加熱装置（４）の出口（ ４ れることを特徴とする方法。 ９．請求項１記載の方法において、予備加熱器で予備加熱され、それにより部 （１ａ’）からの第１の分配分の材料は、直接、炉（３）の入り口（３ａ）に導 入されることを特徴とする方法。 徴とする方法。 １１．粉砕された微粒原料からセメントタリンカーを製造する装置において、 ａ）原料と炉排出ガスとの対向流で動作される多段ステージサイクロン予備加熱 器（１）と、 ｂ）少なくとも部分的に予備加熱された原料が燃焼のための空気及び燃料ととも の下方に配置された分配装置（９）に材料分岐パイプ（１２）によって接続され 料が最終的に焼成されてセメントクリンカーになる炉と、 ｄ）熱いクリンカーを冷却するために、炉の後に配置された冷却塔（５）と、 ｅ）サイクロン予備加熱器（１）からの充分に冷却された排出ガスから粉塵を凝 集させるためのフィルターとを備え、 ｆ）前記分配装置（９）は、部分的に予備加熱された材料の最大量の分配分のた めの第１の材料分岐パイプ（１０）が、続くより低位置の予備加熱器サイクロン ステージ（１ｃ）に導かれるように、最上部の予備サイクロンステージ（１ｄ） のうちの一つに配置され、一方、小量の分配分のための第２の材料分岐パイプ（ １２）とフィルター（８）から全粉塵を誘導するためのダストパイプ（１３）と 、 部によって頂上から底部に導かれる流れの場合に、混合流によって動作するよう に接続され、 入り口（３ａ）に接続され、これに最下部の予備加熱サイクロンステージ（１ａ ）の材料出口（１ａ’）が又連通していることを特徴とする装置。 １２．請求項１１記載の装置において、少なくとも一つの燃料供給部（１６ａ、 置。 １３． 請求項１２記載の装置において、少なくとも燃料の一部が廃物から得た 燃料の形で投入されることを特徴とする装置。 １４．請求項１１及び１２記載の装置において、ゲート装置、好ましくは、各場 合において、回転翼ゲート（１４，１７）が、少なくともダストパイプ（１３） 及び燃料供給部（１６ａ，１６ｂ）内に配置されていることを特徴とする装置。 １５．請求項１１記載の装置において、冷却塔（５）からの予備加熱された排出 空気を送るための燃焼空気パイプが、第３の空気パイプ（１５）であることを特 徴とする装置。 くともーつの絞り（１９ａ）を備えていることを特徴とする装置。 １７．請求項１１記載の装置において、最下部の予備加熱器サイクロンステー の最下端（４ｂ）を燃料入り口（３ａ）に接続するパイプ（１８）に接続されて いることを特徴とする装置。 １８．請求項１１記載の装置において、最下部の予備加熱器サイクロンステージ （１ａ）の材料出口（１ａ’）は材料パイプ（２２）によって、炉入り口（３ａ ）に直接接続されていることを特徴とする装置。 １９． 請求項１１記載の装置において、フィルターは、静電フィルター（８） によって形成されていることを特徴とする装置。