特許 7420627 冷却風導入装置、塩素バイパス設備、セメントクリンカ製造設備、及びセメントクリンカの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】冷却風導入装置、塩素バイパス設備、セメントクリンカ製造設備、及びセメントクリンカの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 7/60 20060101AFI20240116BHJP

   C04B 7/44 20060101ALI20240116BHJP

   F27D 17/00 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

C04B7/60

C04B7/44 101

F27D17/00 104D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020062790

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021160967

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】521297587

【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】末益 猛

(72)【発明者】

【氏名】大場 康太

【審査官】田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１３０４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２３４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３５３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００４５７２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２３９４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３２１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７５８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４７４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４６４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２５２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１６０９６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ７／００ － ７／６０

Ｆ２７Ｄ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塩素バイパス設備の抽気管の側面の周方向に沿うように冷却ガスを導入する冷却風導入装置であって、
前記抽気管に導入される前記冷却ガスの導入方向を変えて冷却風の風向を調節する風向調節部を備える冷却風導入装置。

【請求項2】

前記風向調節部は、軸体と、当該軸体に回動又は揺動可能に取り付けられる部材と、を有する、請求項１に記載の冷却風導入装置。

【請求項3】

前記風向調節部は、板状部材及び変形可能な流路壁の少なくとも一つを有する、請求項１又は２に記載の冷却風導入装置。

【請求項4】

前記抽気管、或いは前記抽気管が連通するライジングダクト、セメントキルン及び窯尻から選ばれる少なくとも一つの運転情報を計測する計測部と、前記計測部で計測された運転情報に基づいて、前記風向調節部に前記冷却風の風向を調節する制御信号を出力する制御部と、を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の冷却風導入装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の冷却風導入装置を備える塩素バイパス設備。

【請求項6】

予熱仮焼部と、セメントキルンと、ライジングダクトと、前記ライジングダクト及び／又は前記セメントキルンの窯尻に接続される塩素バイパス設備とを備え、
前記塩素バイパス設備は、請求項１～４のいずれか一項に記載の冷却風導入装置を備える、セメントクリンカ製造設備。

【請求項7】

セメント原料を予熱及び仮焼する予熱仮焼工程と、
予熱及び仮焼された前記セメント原料を焼成して、セメントクリンカを製造する焼成工程と、
塩素バイパス設備の抽気管の側面の周方向に沿うように冷却ガスを導入して、前記抽気管で抽気した抽気ガスを冷却する冷却工程と、を有し、
前記冷却工程では、前記冷却ガスの導入方向を変えて冷却風の風向を調節し前記抽気ガスを冷却する、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】

本開示は、冷却風導入装置、塩素バイパス設備、セメントクリンカ製造設備、及びセメントクリンカの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

セメントクリンカ製造設備では多種多様の廃棄物が処理されている。近年、廃棄物処理量の増加に伴い、塩素及び硫黄等の揮発成分のセメントキルンへのインプット量が増加している。これらの揮発成分は、製造設備内に付着してコーチングを生成する要因となり、セメントクリンカ製造設備の操業に影響を及ぼす。このため、多くのセメントクリンカ製造設備には揮発成分を低減するために塩素バイパス設備が設置されている。

【0003】

塩素バイパス設備の抽気管におけるダストの堆積及びコーチングを抑制する技術が種々検討されている。例えば、特許文献１では、抽気管の内壁を、冷却用空気の旋回流の逆流によるエアーカーテンで保護するとともに、コーチングの発生を抑制することが提案されている。そして、逆流を調節するため、スライドゲートタイプのような吹込口の入口断面積可変機構を設けることが提案されている。特許文献２では、抽気ダクト内に、上記抽気ガスの下流側から排気ダクト側に向けて抽気ダクトの内壁に沿う気体の旋回流を噴出させることにより抽気ダクト内に堆積するダストを除去するダスト除去ノズルを設けることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平９－１７５８４７号公報

【文献】特開２０１０－１２６４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のように、スライドゲートの差し込み量により抽気管の内壁を保護する冷却風の流速を変えて吹込み位置を変更することは、塩素バイパスの抽気管におけるダストの堆積及びコーチングを抑制するのに有効であると考えられる。しかしながら、特許文献１のようにスライドゲートタイプの機構を設けると、装置が大型化することが懸念される。また、可動部や摺動部が大きくなり気密性を維持し難くなることが懸念される。また、特許文献２のように、ダスト除去ノズルを抽気管内に挿入して配置する技術では、ダスト除去ノズル付近にダストが堆積し易くなることが懸念される。

【0006】

そこで、本開示では、抽気管におけるダストの堆積及び付着を低減することが可能であり、塩素バイパス設備の運転を安定化することが可能な冷却風導入装置を提供する。また、そのような冷却風導入装置を備えることによって、安定的に運転することが可能な塩素バイパス設備及びセメントクリンカ製造設備を提供する。また、安定的にセメントクリンカを製造することが可能なセメントクリンカの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面に係る冷却風導入装置は、塩素バイパス設備の抽気管の側面の周方向に沿うように冷却ガスを導入する冷却風導入装置であって、抽気管に導入される冷却ガスの導入方向を変えて冷却風の風向を調節する風向調節部を備える。この冷却風導入装置は、風向調節部を備えることから、抽気管のダストの堆積状況、及び、セメントキルンの運転状況に応じて、抽気管への冷却ガスの風向を調節することができる。したがって、抽気管内のダストの堆積及び付着を低減することと、冷却風のキルン流入による熱損失を抑制することの調整が可能になる。また、原料ダストの吸引量を低減し、揮発成分を含むキルン排ガスを効率よく抽気することができる。したがって、塩素バイパス設備及びセメントクリンカ製造設備の運転を安定化することができる。

【0008】

上記風向調節部は、軸体と、当該軸体に回動又は揺動可能に取り付けられる部材とを有することが好ましい。これによって、高い自由度で抽気管への冷却風の導入方向を調節することができる。したがって、塩素バイパス設備の運転の一層の安定化を図ることができる。

【0009】

上記風向調節部は、板状部材及び変形可能な流路壁の少なくとも一つを有することが好ましい。これによって、シンプルな装置構成で抽気管への冷却風の導入方向を調節することができる。

【0010】

上記冷却風導入装置は、抽気管、或いは抽気管が連通するライジングダクト、セメントキルン及び窯尻から選ばれる少なくとも一つの運転情報を計測する計測部と、計測部で計測された運転情報に基づいて、風向調節部に冷却風の風向を調節する制御信号を出力する制御部と、を有することが好ましい。これによって、塩素バイパス設備及びセメントキルンの運転状況に応じて、抽気管への冷却風の導入方向を調節することができる。したがって、塩素バイパス設備の運転の一層の安定化を図ることができる。

【0011】

本開示の一側面に係る塩素バイパス設備は、上述のいずれかの冷却風導入装置を備える。上記冷却風導入装置は、風向調節部を備えることから、抽気管のダストの堆積状況、及び、セメントキルンの運転状況に応じて、抽気管への冷却風の導入方向を調節することができる。したがって、抽気管内のダストの堆積及び付着を低減することと、冷却風のキルン流入による熱損失を抑制することの調整が可能になる。また、原料ダストの吸引量を低減し、揮発成分を含むキルン排ガスを効率よく抽気することができる。したがって、安定的に塩素バイパス設備及びセメントクリンカ製造設備を運転することができる。

【0012】

本開示の一側面に係るセメントクリンカ製造設備は、予熱仮焼部と、セメントキルンと、ライジングダクトと、ライジングダクト及び／又はセメントキルンの窯尻に接続される塩素バイパス設備とを備え、塩素バイパス設備は、上述のいずれかの冷却風導入装置を備える。このセメントクリンカ製造設備は、上述のいずれかの冷却風導入装置を備えることから、抽気管のダストの堆積状況、及び、セメントキルンの運転状況に応じて、抽気管への冷却風の導入方向を調節することができる。したがって、抽気管内のダストの堆積及び付着を低減できることと、冷却風のキルン流入による熱損失を抑制することの調整が可能になる。また、原料ダストの吸引量を低減し、揮発成分を含むキルン排ガスを効率よく抽気することができる。したがって、安定的にセメントクリンカ製造設備を運転することができる。

【0013】

本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造方法は、セメント原料を予熱及び仮焼する予熱仮焼工程と、予熱及び仮焼されたセメント原料を焼成して、セメントクリンカを製造する焼成工程と、塩素バイパス設備の抽気管の側面の周方向に沿うように冷却風を導入して、抽気管で抽気した抽気ガスを冷却する冷却工程と、を有し、冷却工程では、冷却ガスの導入方向を変えて冷却風の風向を調節し抽気ガスを冷却する。

【0014】

この製造方法では、抽気ガスを冷却する冷却風の風向を調節する冷却工程において、抽気管のダストの堆積及び付着状況、並びに、セメントキルンの運転状況に応じて、冷却風の風向を調節することができる。したがって、抽気管内のダストの堆積及び付着を効率よく低減できるともに、冷却工程及び焼成工程を安定化させることができる。また、原料ダストの吸引量を低減し、揮発成分を含むキルン排ガスを効率よく抽気することができる。したがって、安定的にセメントクリンカを製造することができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、抽気管におけるダストの堆積及び付着を低減することと、冷却風のキルン流入による熱損失を抑制することの調整が可能であり、塩素バイパス設備の運転及びセメントクリンカ製造装置の運転を安定化することが可能な冷却風導入装置を提供することができる。また、そのような冷却風導入装置を備えることによって、安定的に運転することが可能な塩素バイパス設備及びセメントクリンカ製造設備を提供することができる。また、安定的にセメントクリンカを製造することが可能なセメントクリンカの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施形態に係る塩素バイパス設備の概要を示す図である。

【図2】抽気管と冷却風導入装置の接続部近傍を拡大して示す図である。

【図3】（Ａ）及び（Ｂ）は、軸体と軸体に回動又は揺動可能に取り付けられる部材を有する風向調節部の例を示す図である。

【図4】軸体と軸体に回動又は揺動可能に取り付けられる部材を有する風向調節部の別の例を示す図である。

【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は、風向調節部のさらに別の例を示す図である。

【図6】塩素バイパス設備の変形例を示す図である。

【図7】塩素バイパス設備の別の変形例を示す図である。

【図8】図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。

【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は、塩素バイパス設備に設けられるチャンバの例を示す図である。

【図10】（Ａ）及び（Ｂ）は、塩素バイパス設備に設けられるチャンバの別の例を示す図である。

【図11】一実施形態に係るセメントクリンカ製造設備を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、場合により図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

【0018】

図１は、一実施形態に係る塩素バイパス設備１００の概要を示す図である。塩素バイパス設備１００はセメントキルン５０と窯尻５２とライジングダクト５１を備えるセメントクリンカ製造設備２００に設けられ、セメントクリンカの製造に伴って生じる塩素等の揮発成分を含むキルン排ガスを抽気してセメントクリンカ製造設備２００内の塩素等の揮発成分を低減する。

【0019】

塩素バイパス設備１００は、ライジングダクト５１及び／又はセメントキルン５０の窯尻５２から、キルン排ガスを抽気し、抽気したキルン排ガスに冷却ガスを混合してキルン排ガスと冷却ガスを含む抽気ガスを得る抽気管１２と、抽気管１２からの抽気ガスに含まれる塊状のダストを分離するチャンバ２０と、塊状のダストが分離された抽気ガスを揮発性アルカリ塩の融点以下に冷却する熱交換器２５と、冷却に伴って析出した、抽気ガスに含まれるダスト（塩素バイパスダスト）を、抽気ガスから分離する集塵器２６と、チャンバ２０、熱交換器２５及び集塵器２６を介して、抽気ガスを抽気する吸引ファン２８とを備える。抽気管１２は、抽気プローブと称されるものであってもよい。吸引ファン２８としては、シロッコファン及びターボファンなどの通常の吸引ファンが挙げられる。

【0020】

塩素バイパス設備１００は、抽気管１２に冷却ガスを導入する冷却風導入装置１０と、冷却風導入装置１０に冷却ガスを供給する導入ファン１４とを備える。冷却風を構成する冷却ガスは、常温の空気であってよく、工場等で発生する排気ガスを含むものであってもよい。排気ガスとしては、例えば、セメント製造工場に持ち込まれた下水汚泥等の含水汚泥の受け入れ、貯蔵、発酵時に発生する臭気ガス、吸引ファン２８及び他工程の吸引ファンから排出される排出ガス等が挙げられる。

【0021】

抽気管１２は、図１に示されるように、水平方向に対して傾斜していてもよく、水平であってもよい。抽気管１２中におけるダストの堆積を抑制する観点から、抽気管１２のライジングダクト５１側（窯尻５２側）を上流側、チャンバ２０側を下流側としたときに、上流側よりも下流側の方が高くなるように傾斜していることが好ましい。これによって、旋回流と重力によって、原料ダストを含むダストをライジングダクト５１又は窯尻５２に戻すことができる。傾斜角度は、例えば水平面に対して２０～７０°であってよい。

【0022】

図２は、抽気管１２と冷却風導入装置１０の接続部近傍を拡大して示す図である。キルン排ガス６０は、抽気管１２の入口である抽気口１２ａにおいて、ガス状の揮発成分とともに固形分としてダストを含有する。このダストには、セメントクリンカとなる原料ダストが含まれる場合もある。冷却風導入装置１０は、円管形状の抽気管１２における側面１３の接線方向に延在するように抽気管１２に接続される。冷却風導入装置１０から導入される冷却ガス６２は、抽気管１２の側面１３の周方向に沿って導入される。これによって、抽気管１２の内壁面上には冷却ガス６２の旋回流によるエアーカーテンが形成され、高温のキルン排ガス６０から抽気管１２の内壁面を保護する。

【0023】

冷却風導入装置１０から、抽気管１２の側面１３の周方向に沿うように導入された冷却ガス６２と、抽気口１２ａから抽気管１２に流入したキルン排ガス６０は、混合ガスとなって抽気管１２に旋回流ＳＦ１，ＳＦ２を形成する。旋回流ＳＦ１，ＳＦ２の旋回軸と円管形状を有する抽気管１２の中心軸は略一致する。混合ガスは、抽気管１２の内部を旋回しながら抽気管１２の長手方向に沿って移動する。

【0024】

冷却風導入装置１０は、先端部分に、冷却ガス６２の導入方向を変えて風向を調節する風向調節部１１を有する。例えば、旋回流ＳＦ１が形成されるように冷却ガス６２の導入を継続すると、抽気管１２の上流側（ライジングダクト５１側）にダストが堆積する場合がある。この場合、風向調節部１１によって、冷却ガス６２の導入方向を抽気管１２の上流側に変更して冷却風の風向を調節すれば、旋回流ＳＦ２が形成される。これによって、抽気管１２の上流側に堆積するダストを旋回流ＳＦ２で除去することができる。抽気管１２の上流側に堆積するダストは、旋回流ＳＦ２によって、ライジングダクト５１（窯尻５２）内に戻してもよいし、抽気管１２の下流側に導出されてもよい。

【0025】

抽気管１２の上流側、すなわち抽気口１２ａ付近に堆積するダストは、揮発成分よりもセメントクリンカとなる原料ダストの含有量が高い場合もある。このような原料ダストを含むダストをライジングダクト５１（窯尻５２）内に戻すことによって、塩素バイパスダストの量を低減し、セメントクリンカの収量を高くすることができる。

【0026】

抽気管１２内に導入された冷却ガス（又は、冷却ガスとキルン排ガスの混合ガス）のライジングダクト５１（窯尻５２）への流入量は少ない方が好ましい。これによって、熱損失を抑制することができる。このため、例えば、セメント原料の変化等の要因によって、キルン排ガスの発生量が減少し、抽気管１２からライジングダクト５１（窯尻５２）への冷却ガス又は混合ガスの流入量が増加した場合には、風向調節部１１によって、冷却ガス６２の導入方向を、抽気管１２の下流側に調節してもよい。これによって、プレヒータ及び仮焼炉等における熱損失を低減することができる。

【0027】

冷却風導入装置１０に備えられる風向調節部１１は、軸体と軸体に回動又は揺動可能に取り付けられる部材とを有してよい。このような風向調節部１１は、冷却ガスの導入方向を大きく変えることができる。このため、高い自由度で抽気管への冷却風の風向を調節することができる。したがって、塩素バイパス設備１００の運転の一層の安定化を図ることができる。

【0028】

図３及び図４には、軸体と軸体に回動又は揺動可能に取り付けられる部材を有する風向調節部の例を示している。図３（Ａ）の風向調節部１１Ａは、軸体３０とこれに回動又は揺動可能に取り付けられる板状部材３２を有する。このような風向調節部１１Ａは、圧力損失を小さくできるため、冷却ガス６２の風量調節の自由度を高くすることができる。板状部材３２は、例えばフィンであってよい。

【0029】

図３（Ｂ）の風向調節部１１Ｂは、軸体３０とこれに回動又は揺動可能に取り付けられる円筒状部材３３を有する。このような風向調節部１１Ｂは、冷却風の風向を高い精度で調節することができる。したがって、抽気管１２の運転状態を緻密に制御することが可能となり、塩素バイパス設備１００及びセメントクリンカ製造設備２００を、より一層安定的に運転することができる。円筒状部材３３は、中央部分３３ａに、同心円状に円筒状の風向調節体を一つ又は複数設けてもよい。

【0030】

図４の風向調節部１１Ｃは、軸体３０とこれに回動又は揺動可能に取り付けられるゲート部材３５を有する。ゲート部材３５は、冷却ガス６２の流路を絞りつつ、冷却ガス６２の導入方向を変えて冷却風の風向を調節する機能を有する。したがって、冷却風の風向のみならず、冷却風の風速も制御することができる。ゲート部材３５の形状は特に限定されず、冷却ガス６２の流路を絞りつつ、冷却風の風向を調節可能な形状のものを適宜用いることができる。例えば、通常のボール弁の弁体に用いられるボール状の部材であってもよい。

【0031】

風向調節部１１は、上述の例に限定されない。例えば、図５（Ａ）に示すような変形可能な流路壁を有する風向調節部１１Ｄであってもよいし、図５（Ｂ）に示すような挿抜可能な板状部材を有する風向調節部１１Ｅであってもよい。風向調節部１１Ｄの流路壁は、例えばジャバラ状部材で構成されていてもよいし、ホース状部材で構成されていてもよい。風向調節部１１Ｅは、一対の板状部材１１ａを挿入した状態であれば、冷却風の風向を抽気管１２の上流側にすることができる。一方、一対の板状部材１１ａを抜いて、代わりに一対の板状部材１１ｂを挿入すれば、冷却風の風向を抽気管１２の下流側に変えることができる。風向調節部１１は、例えば、パンカールーバー型又はウエーブルーバー型のものであってもよい。

【0032】

冷却風導入装置１０は、風向調節部１１に加えて、冷却ガスの流速を制御するダンパー等の流速調節部を備えていてもよい。これによって、風向のみならず、セメントキルン５０の運転状況、キルン排ガス中のダストの濃度、及びキルン排ガスの抽気量等に応じて冷却ガスの導入量を適宜調節することができる。

【0033】

風向調節部１１（１１Ａ～１１Ｅ）による冷却風の風向の調節は、例えば、抽気管１２、或いは抽気管１２が連通するライジングダクト５１、セメントキルン５０又は窯尻５２の運転情報を計測する計測部に基づいて行ってよい。例えば、抽気管の運転情報に基づいて、オペレータが風向の調節を風向調節部１１（１１Ａ～１１Ｅ）を用いてマニュアルで行ってよく、制御部を用いて自動で行ってもよい。この場合、塩素バイパス設備１００は、抽気管１２、ライジングダクト５１、セメントキルン５０及び窯尻５２の少なくとも一つの運転情報を計測する計測部を備えることが好ましい。

【0034】

計測部が計測する運転情報としては、温度、圧力、ガス成分、ガス流速、ダスト濃度及び画像等が挙げられる。具体的には、抽気管１２内部又は表面の温度、ライジングダクト５１又は窯尻５２におけるキルン排ガスの温度、抽気管１２内に流入するキルン排ガスの温度、及び、キルン排ガス又は抽気ガスの圧力、キルン排ガス又は抽気ガスのガス成分、キルン排ガス又は抽気ガスに含まれるダスト濃度、抽気管１２の内部の画像等が挙げられる。計測部としては、例えば、温度センサ、圧力センサ、ガス成分センサ、流速センサ、及びカメラ等が挙げられる。

【0035】

塩素バイパス設備１００は、計測部で計測された運転情報に基づいて、風向調節部１１に冷却風の風向を調節する制御信号を出力する制御部を備えてもよい。制御部は、通常のコンピュータシステムであってよく、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び入出力インターフェイスなどを備えてよい。

【0036】

制御部を備えることによって、風向調節部１１に冷却風の風向を自動で制御することができる。例えば、抽気管１２の抽気口１２ａ付近の温度Ｔ１を計測部で計測し、温度Ｔ１が下限を下回った場合には、風向調節部１１によって冷却風の風向を抽気管１２の下流側の方に変更する。これによって、冷却風がライジングダクト５１（窯尻５２）に流入することを抑制できる。一方、温度Ｔ１が上限を上回った場合には、風向調節部１１によって冷却風の風向を抽気管１２の上流側の方に変更する。これによって、キルン排ガスに同伴して抽気管１２に持ち込まれるダストの量を低減することができる。

【0037】

図６は、塩素バイパス設備の変形例を示す図である。この変形例は、抽気管１２の抽気口１２ａとは反対側の端部１２ｂ側から、抽気管１２の内部に旋回流の形成を促進するとともに、抽気管１２の長手方向に沿う旋回流の進行方向をガイドする内筒体４０が挿入されている点で、上記実施形態とは異なっている。抽気管１２の長手方向に沿ってみたときに、内筒体４０の先端４０ａは、キルン排ガスの抽気管１２への入口である抽気口１２ａと、抽気管１２と冷却風導入装置１０との接続部の間に配置されている。これによって、冷却風導入装置１０から導入された冷却風によって生じた旋回流は、一旦、抽気口１２ａに向かった後、内筒体４０の先端４０ａから内筒体４０内に流入し、内筒体４０の下流へと流通する。これによって、抽気管１２の内壁及び内筒体４０の内壁へのダストの堆積を十分に抑制することができる。

【0038】

単に内筒体４０を設けただけでは、抽気口１２ａまで冷却風が十分に行き届かず、ダストが堆積又は付着することがある。しかしながら、冷却風導入装置１０は、風向調節部１１を備えるため、風向調節部１１で冷却風の風向を、図６中の破線の矢印方向から実線の矢印方向に変えることによって、抽気口１２ａ付近に付着したダストを除去することができる。また、キルン排ガスの発生量が減少した場合は、冷却風の風向を図６中の実線の矢印方向から破線の矢印方向に変えることによって、冷却ガス（混合ガス）がライジングダクト５１（窯尻５２）内に流入することを抑制できる。内筒体４０に導入された抽気ガス６３は、内筒体４０の下流に向かって流通する。内筒体４０の下流側には、図１に示すように、チャンバ２０、熱交換器２５、集塵器２６、吸引ファン２８が設けられてよい。

【0039】

図７及び図８は、塩素バイパス設備の別の変形例を示す図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。この変形例では、図６の変形例と同様に、抽気管１２の端部１２ｂ側から、抽気管１２の内部に旋回流の形成を促進するとともに旋回流の進行方向をガイドする二重管４１が挿入されている。二重管４１は、第１の管体４１Ａと、第１の管体４１Ａ内に挿入されている第２の管体４１Ｂとを備える。第１の管体４１Ａは、第２の管体４１Ｂの長手方向に沿ってスライド可能に設けられている。第１の管体４１Ａ及び第２の管体４１Ｂは、図８に示すように、抽気管１２と同心となるように設けられている（中心Ｃ）。二重管４１は、図６の内筒体４０と同様に、抽気管１２の内部において旋回流ＳＦの形成を促進するとともに旋回流ＳＦの抽気管１２の長手方向に沿う進行方向をガイドする機能を有する。

【0040】

第１の管体４１Ａを第２の管体４１Ｂに対してスライドさせることによって、第１の管体４１Ａの先端４１ａの位置を変えることができる。

【0041】

このように、本変形例では、抽気管１２における二重管４１の先端位置を可変とすることができる。風向調節部１１による冷却風の導入方向の調節と併せて二重管４１の先端位置も調節できるため、より高い自由度で、旋回流の流動状態を調整することができる。したがって、キルン排ガスの発生量、及び、ダストの発生量の変化が大きくても、抽気管１２の内壁へのダストの堆積及び付着と、ライジングダクト５１（窯尻５２）内への冷却風の流入とを十分に抑制することができる。抽気ガス６３は、二重管４１の下流に向かって流通する。二重管４１の下流側には、図１に示すように、チャンバ２０、熱交換器２５、集塵器２６、吸引ファン２８が設けられてよい。

【0042】

図９は、塩素バイパス設備に設けられるチャンバ２０の例を示している。図９（Ａ）はチャンバ２０Ａの正面図であり、図９（Ｂ）はチャンバ２０Ａの上面図である。チャンバ２０Ａは、抽気管１２からの抽気ガス６３に含まれるダストの少なくとも一部を分離する内部空間を有する本体部２１と、本体部２１に抽気ガスを導入する導入管２２と、本体部２１で抽気ガスから分離されたダストを排出するダスト排出管２４と、本体部２１から抽気ガス６３よりもダストが低減された抽気ガス６４を導出する導出管２３とを備える。

【0043】

チャンバ２０Ａでは、本体部２１と導入管２２との接続部に導入口２２ａが形成され、本体部２１と導出管２３との接続部に導出口２３ａが形成されている。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、導入口２２ａから導入される抽気ガス６３の導入方向の延長線（仮想導入線ＶＧ）は、導出口２３ａからずれて、本体部２１の内壁に交差している。このような本体部２１を有するチャンバ２０Ａでは、抽気ガス６３に含まれるダストを効率よく分離し、導出口２３ａから導出される抽気ガス６４に同伴するダストを十分に低減することができる。仮想導入線ＶＧは、本体部２１とダスト排出管２４との接続部に形成されるダスト排出口２４ａからもずれていることが好ましい。これによって、一旦、抽気ガス６３から分離されたダストが再び抽気ガス６３に混入することを抑制することができる。

【0044】

図１０は、塩素バイパス設備に設けられるチャンバの別の例を示している。図１０（Ａ）はチャンバ２０Ｂの正面図であり、図１０（Ｂ）はチャンバ２０Ｂの上面図である。チャンバ２０Ｂも、チャンバ２０Ａと同様に、本体部２１、導入管２２、ダスト排出管２４と、及び導出管２３を備える。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、導入口２２ａから導入される抽気ガス６３の導入方向の延長線（仮想導入線ＶＧ）は、導出口２３ａからずれて、本体部２１の内壁に交差している。仮想導入線ＶＧは、ダスト排出口２４ａからもずれている。したがって、チャンバ２０Ｂも、抽気ガス６３に含まれるダストを効率よく分離し、導出口２３ａから導出される抽気ガス６４に同伴するダストを十分に低減することができる。

【0045】

なお、チャンバの構成は、図９及び図１０に例示したものに限定されない。例えば、上述の図９及び図１０に示す仮想導入線ＶＧは、（Ａ）正面図と（Ｂ）上面図のそれぞれにおいて、導出口２３ａ及びダスト排出口２４ａからずれているが、さらに別の例では、（Ａ）正面図と（Ｂ）上面図のどちらか一方において、導出口２３ａ及びダスト排出口２４ａからずれていてもよい。このような例であっても、抽気ガス６３に含まれるダストを効率よく分離することが可能である。また、抽気ガス６３から分離されたダストが再び抽気ガス６３に混入することも抑制できる。また、本実施形態の塩素バイパス設備１００はチャンバ２０を備えているが、別の実施形態ではチャンバを備えていなくてもよい。この場合であっても、抽気ガスに含まれるダストは例えば集塵器２６で回収することができる。

【0046】

集塵器２６は、バグフィルタであってよく、湿式スクラバ等の湿式集塵器であってもよい。また、集塵器２６とは別に分級器を集塵器２６の上流又は下流に設けてもよい。

【0047】

図１１は、一実施形態に係るセメントクリンカ製造設備を示す図である。セメントクリンカ製造設備２００は、セメント原料を予熱及び仮焼する予熱仮焼部７０と、予熱及び仮焼されたセメント原料を焼成してセメントクリンカを得るセメントキルン５０と、セメントキルン５０で得られたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ８０とを備える。予熱仮焼部７０は、４つのサイクロンＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４（プレヒータ）と仮焼炉７２とを有する。

【0048】

セメントキルン５０の窯尻５２と予熱仮焼部７０の仮焼炉７２とは、ライジングダクト５１で接続されている。ライジングダクト５１と窯尻５２の接続部近傍には、セメントキルン５０で発生するキルン排ガスを抽気して、キルン排ガスに含まれるダストを回収する塩素バイパス設備１００の抽気管１２が接続されている。抽気管１２には、その側面１３の周方向に沿うように冷却ガスを導入する冷却風導入装置１０が設けられている。冷却風導入装置１０は、抽気管１２への冷却ガスの導入方向を変えて冷却風の風向を調節する風向調節部１１を備える。塩素バイパス設備１００を備えることによって、セメントクリンカ製造設備２００内の揮発成分を低減することができる。

【0049】

サイクロンＣ１とサイクロンＣ２との接続部から導入されるセメント原料は、サイクロンＣ１、サイクロンＣ２、サイクロンＣ３、ライジングダクト５１、仮焼炉７２、及びサイクロンＣ４を流通してセメントキルン５０の窯尻５２に導入される。セメントキルン５０では、予熱及び仮焼されたセメント原料が、窯尻５２とは反対側に設けられたバーナ５４の燃焼によって加熱されセメントクリンカとなる。得られたセメントクリンカは、クリンカクーラ８０で冷却される。クリンカクーラ８０によって冷却された後、セメントクリンカが得られる。

【0050】

セメントクリンカ製造設備２００は、冷却風導入装置１０を備えることから、抽気管１２のダストの堆積状況、及び、セメントキルン５０の運転状況に応じて、抽気管１２への冷却風の風向を調節することができる。したがって、抽気管１２内のダストの堆積及び付着を低減できるとともに、安定的にセメントクリンカ製造設備２００を運転することができる。

【0051】

一実施形態に係るセメントクリンカの製造方法は、セメントクリンカ製造設備２００を用いて行うことができる。この製造方法は、予熱仮焼部７０でセメント原料を予熱及び仮焼する予熱仮焼工程と、予熱及び仮焼されたセメント原料を、窯尻５２からセメントキルン５０に導入し、セメントクリンカを製造する焼成工程と、塩素バイパス設備１００の抽気管１２の側面１３の周方向に沿うように冷却風を導入して、抽気管１２で抽気した抽気ガスを冷却する冷却工程と、抽気ガスに含まれるダストを回収する回収工程と、を有する。また、焼成工程で得られたセメントクリンカを、クリンカクーラ８０で冷却するクリンカ冷却工程を有してよい。

【0052】

予熱仮焼工程では、セメント原料がサイクロンＣ１とサイクロンＣ２の間の流路から導入される。セメント原料は、サイクロンＣ１、サイクロンＣ２及びサイクロンＣ３を流通して予熱される。その後、ライジングダクト５１を経由して仮焼炉７２に導入され、仮焼される。仮焼炉７２には、石炭等の燃料を燃焼するバーナが設けられていてよい。仮焼炉７２で仮焼されたセメント原料（仮焼原料）は、サイクロンＣ４に導入され加熱される。

【0053】

焼成工程では、サイクロンＣ４で加熱された仮焼原料が窯尻５２に導入される。その後、セメントキルン５０において焼成されセメントクリンカとなる。冷却工程では、抽気管１２の側面１３の周方向に沿うように冷却風を導入して、抽気管１２で抽気した抽気ガスを冷却する。このとき、冷却ガスの導入方向を変えて冷却風の風向を調節する。冷却工程では、抽気管１２のダストの堆積状況、及び、セメントキルン５０の運転状況に応じて、抽気管１２への冷却風の風向を調節することができる。したがって、抽気管１２内のダストの堆積及び付着を低減できるともに、冷却工程及び焼成工程を安定化させることができる。したがって、安定的にセメントクリンカを製造することができる。

【0054】

冷却工程では、抽気管１２、ライジングダクト５１、セメントキルン５０、又は窯尻５２の運転情報に基づいて、冷却風導入装置１０から抽気管１２に導入される冷却風の風向を調節してもよい。冷却風の風向は、風向調節部１１（１１Ａ～１１Ｅ）で冷却ガスの導入方向を変えることによって調節することができる。

【0055】

上記製造方法によれば、抽気管１２内のダストを効率よく除去できるともに、冷却工程及び焼成工程を安定化させることができる。したがって、安定的にセメントクリンカを製造することができる。上述の塩素バイパス設備１００及びセメントクリンカ製造設備２００に関する説明内容は、上記製造方法にも適用される。

【0056】

以上、本開示の幾つかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。各実施形態及び各変形例の各構成を組み合わせてもよいし、入れ替えてもよい。また、抽気管１２は、窯尻５２のみ又はライジングダクト５１のみに接続されていてもよいし、２つ以上の抽気管１２が、ライジングダクト５１と窯尻５２のそれぞれに接続されていてもよい。この場合、複数の抽気管１２で抽気されたダストを含む抽気ガスは、チャンバで混合されてダストが回収されてもよく、個別のチャンバでダストを低減した後、集塵器で残存するダストが回収されてもよい。また例えば、抽気管１２の内径は一定でなくてよく、長手方向に沿って変化してもよい。この場合、抽気管１２は、ライジングダクト５１（窯尻５２）に近接するにつれて内径が小さくなるテーパー部を有していてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本開示によれば、ダストの堆積及び付着を低減することが可能であり、塩素バイパス設備の運転を安定化することが可能な冷却風導入装置が提供される。また、そのような冷却風導入装置を備えることによって、安定的に運転することが可能な塩素バイパス設備及びセメントクリンカ製造設備が提供される。また、安定的にセメントクリンカを製造することが可能なセメントクリンカの製造方法が提供される。

【符号の説明】

【0058】

１０…冷却風導入装置、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ…風向調節部、１１ａ…板状部材、１１ｂ…板状部材、１２…抽気管、１２ａ…抽気口、１２ｂ…端部、１３…側面、１４…導入ファン、２０，２０Ａ，２０Ｂ…チャンバ、２１…本体部、２２…導入管、２２ａ…導入口、２３…導出管、２３ａ…導出口、２４…ダスト排出管、２５…熱交換器、２４ａ…ダスト排出口、２６…集塵器、２８…吸引ファン、３０…軸体、３２…板状部材、３３…円筒状部材、３５…ゲート部材、４０…内筒体、４０ａ…先端、４１…二重管、４１Ａ…第１の管体、４１Ｂ…第２の管体、４１ａ…先端、５０…セメントキルン、５１…ライジングダクト、５２…窯尻、５４…バーナ、６０…キルン排ガス、６２…冷却ガス、６３，６４…抽気ガス、７０…予熱仮焼部、７２…仮焼炉、８０…クリンカクーラ、１００…塩素バイパス設備、２００…セメントクリンカ製造設備。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】