特許 7502064 冷却ガス導入装置、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】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】冷却ガス導入装置、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 20060101AFI20240611BHJP

   C04B 7/47 20060101ALI20240611BHJP

   C04B 7/44 20060101ALI20240611BHJP

   F27D 17/00 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

C04B7/60

C04B7/47

C04B7/44 101

F27D17/00 104D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020062800

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021160969

(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】追立 修士

(72)【発明者】

【氏名】藤田 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】末益 猛

【審査官】末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１２６４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６６６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１２６４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２８４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７５８４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ７／００－７／６０

Ｆ２７Ｄ １７／００－９９／００

Ｂ０１Ｄ ５３／６８－５３／７０

Ｂ０１Ｄ ５３／７４－５３／９０

Ｂ０１Ｄ ５０／００－５０／６０

(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ガス導入装置であって、
前記冷却ガスの導入部における前記冷却ガスの流路が前記冷却ガスの流通方向に沿って複数に区画されており、
前記抽気管への前記冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節可能に構成される調節部を備え、
前記調節部は、複数に区画されて形成される各流路からの前記冷却ガスの導入量を個別に調節する、冷却ガス導入装置。

【請求項2】

前記調節部は、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に記載の冷却ガス導入装置。

【請求項3】

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ガス導入装置であって、
前記冷却ガスの導入部に、前記冷却ガスの流路に挿入され、前記流路の絞り部を移動可能に構成される挿入部材を有し、前記挿入部材によって、前記冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節可能に構成される調節部を備える、冷却ガス導入装置。

【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、前記調節部に前記冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方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ガス導入装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の冷却ガス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ガス導入装置を備える、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、請求項１～４のいずれか一項に記載の冷却ガス導入装置を用いて、前記抽気管に前記冷却ガスを導入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、冷却ガス導入装置、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ガス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のようなスライドゲートタイプの機構では、冷却用空気の吹き込み位置の調節の自由度に限度がある。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、及び、冷却ガスがセメントキルンに流入することによる熱損失を抑制することによって、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ガス導入装置を提供する。また、そのような冷却ガス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ガス導入装置は、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ガス導入装置であって、冷却ガスの導入部における冷却ガスの流路が冷却ガスの流通方向に沿って複数に区画されており、抽気管への冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節可能に構成される調節部を備える。

【0008】

上記冷却ガス導入装置は、冷却ガスの導入部における冷却ガスの流路が冷却ガスの流通方向に沿って複数に区画されており、冷却ガスの抽気管への導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節する調節部を備える。このため、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導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節して、抽気管内のダストの堆積及び付着を低減すること、及び、冷却ガスのキルン流入による熱損失を抑制することが可能となる。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。

【0009】

上記調節部は、複数に区画されて形成される各流路からの冷却ガスの導入量を個別に調節することが好ましい。このように、各流路のからのそれぞれの冷却ガスの導入量を個別に調節すれば、抽気管への冷却ガスの導入位置及び導入量を高精度に調整することができる。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より一層安定化することができる。

【0010】

上記調節部は、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、シンプルな構造としながらも、高い精度で抽気管への冷却ガスの導入位置及び導入量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冷却ガス導入装置は、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ガス導入装置であって、冷却ガスの導入部に、冷却ガスの流路に挿入され、流路の絞り部を移動可能に構成される挿入部材を有し、挿入部材によって、冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節可能に構成される調節部を備える。

【0012】

上記冷却ガス導入装置は、冷却ガスの導入位置を調節する調節部を備えることから、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導入位置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、及び、冷却ガスのキルン流入による熱損失を抑制することが可能となる。よって、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。

【0013】

上記冷却ガス導入装置は、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、調節部に冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方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、抽気管への冷却ガスの導入位置及び導入量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。

【0014】

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ガス導入装置を備える。上記冷却ガス導入装置は、抽気管への冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方を調節可能に構成される調節部を備える。これによって、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導入位置及び導入量の少なくとも一方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、及び、冷却ガスのキルン流入による熱損失を抑制することが可能となる。よって、塩素バイパス設備及びセメントクリンカ製造設備を安定的に運転することができる。

【0015】

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ガス導入装置を備える。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ガス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、抽気管への冷却ガスの導入位置及び導入量の少なくとも一方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、及び、冷却ガスのキルン流入による熱損失を抑制することが可能となる。よって、セメントクリンカ製造設備を安定的に運転することができる。

【0016】

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ガスを導入して、抽気管で抽気した抽気ガスを冷却する冷却工程と、を有する。冷却工程では、上述のいずれかの冷却ガス導入装置を用いて、抽気管に冷却ガスを導入し抽気ガスを冷却する。

【0017】

この製造方法では、抽気ガスを冷却する冷却工程において、上述の冷却ガス導入装置を用いる。このため、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、冷却ガスの導入位置又は導入量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、及び、冷却ガスのキルン流入による熱損失を抑制することが可能となる。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。

【発明の効果】

【0018】

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、及び、冷却ガスがセメントキルンに流入することによる熱損失を抑制することによって、塩素バイパス設備の運転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可能な冷却ガス導入装置を提供することができる。また、そのような冷却ガス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】

【0019】

【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】抽気管と冷却ガス導入装置の接続部近傍を拡大して示す図である。

【図3】冷却ガス導入装置の一例を示す図である。

【図4】冷却ガス導入装置の別の例を示す図である。

【図5】塩素バイパス設備の変形例を示す図である。

【図6】塩素バイパス設備の別の変形例を示す図である。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。

【図8】（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別の例を示す図である。

【図10】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】

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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、キルンガスを抽気し、抽気したキルンガスに冷却ガスを混合してキルン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。

【0023】

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ガス導入装置１０と、冷却ガス導入装置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。

【0024】

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（窯尻５２）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上方に２０～７０°であってよい。

【0025】

図２は、抽気管１２と冷却ガス導入装置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。冷却ガス導入装置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。冷却ガス導入装置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、高温のキルンガス６０から抽気管１２の内壁面を保護する。

【0026】

冷却ガス導入装置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。

【0027】

冷却ガス導入装置１０は、抽気管１２に冷却ガス６２を導入する導入部１１に、冷却ガス６２の流通方向に沿って、冷却ガスの流路１５を拡げる拡張部１６を有する。拡張部１６において、流路１５は、区画体１７によって、冷却ガス６２の流通方向に沿って複数に区画されている。区画体１７は、区画された各流路１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆのそれぞれが、隣り合う流路と隔離可能な部材（例えば板状部材）で構成されてよい。このように流路１５を区画体１７で複数に区画することによって冷却ガスが整流されるため、旋回流ＳＦ１，ＳＦ２をより安定させることができる。

【0028】

流路１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ（以下、纏めて「１５ａ～１５ｆ」と称する。）は、それぞれ、抽気管１２への冷却ガス６２の導入量を調節する調節部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ（以下、纏めて「１１ａ～１１ｆ」と称する。）を有する。調節部１１ａ～１１ｆは、それぞれ独立して冷却ガス６２の導入量を調節可能に構成される。これによって、導入部１１は、冷却ガス６２の導入量を調節できる。また、調節部１１ａ～１１ｆが、流路１５ａ～１５ｆの一部を選択的に全閉とすれば、導入部１１は、抽気管１２への冷却ガス６２の導入位置を調節することもできる。

【0029】

例えば、抽気管１２の上流側に位置する流路１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの冷却ガスの流量が、抽気管１２の下流側に位置する流路１５ｄ，１５ｅ，１５ｆからの冷却ガスの流量よりも多くなるように調節部１１ａ～１１ｆで調節すると、旋回流ＳＦ２を強くすることができる。一方、抽気管１２の下流側に位置する流路１５ｄ，１５ｅ，１５ｆからの冷却ガスの流量が、抽気管１２の上流側に位置する流路１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの冷却ガスの流量よりも多くなるように調節部１１ａ～１１ｆで調節すると、旋回流ＳＦ１を強くすることができる。

【0030】

例えば、旋回流ＳＦ１の方が強く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、調節部１１ａ～１１ｆによって、冷却ガス６２の導入位置を抽気管１２の上流側に変更したり、抽気管１２の上流側に位置する流路１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの冷却ガスの流量を増やしたりすることによって、旋回流ＳＦ２を強くすることができる。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。

【0031】

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。

【0032】

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、調節部１１ａ～１１ｆによって、抽気管１２の上流側に位置する流路１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの冷却ガスの流量を減らし又は導入を停止し、下流側に位置する流路１５ｄ，１５ｅ，１５ｆからの冷却ガス６２の流量を増やす又は導入を開始すればよい。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。

【0033】

図３は、冷却ガス導入装置の一例を示す図である。図３の冷却ガス導入装置１０Ａは、導入部１１Ａに冷却ガス６２の流通方向に沿って、冷却ガスの流路１５を拡げる拡張部１６を有する。拡張部１６において、流路１５は、区画体１７によって、冷却ガス６２の流通方向に沿って流路１５ａ～１５ｆに区画されている。各流路１５ａ～１５ｆには、それぞれ、調節部１１ａ～１１ｆが設けられている。調節部１１ａ～１１ｆは、軸体３０と軸体３０に回動又は揺動可能に取り付けられる部材３２とをそれぞれ有する。このような調節部１１ａ～１１ｆは、各流路１５ａ～１５ｆからの冷却ガスの導入量をそれぞれ個別に調節することができる。

【0034】

図３では、一部の流路（流路１５ａ～１５ｃ）が調節部１１ａ～１１ｃによって閉鎖されており、他部の流路（流路１５ｄ～１５ｆ）のみが開放されている。この場合、流路１５ａ～１５ｃからは冷却ガス６２が供給されず、流路１５ｄ～１５ｆのみから冷却ガス６２を供給することができる。この状態から、例えば、調節部１１ａ～１１ｆの少なくとも一部を調節し、流路１５ａ～１５ｃの少なくとも一つから冷却ガスの導入を開始したり、流路１５ｄ～１５ｆの少なくとも一つからの冷却ガスの導入を停止したりすれば、抽気管１２への冷却ガス６２の導入位置を調節することができる。このように、導入部１１Ａは、流路１５ａ～１５ｆとこれらの個別に設けられた調節部１１ａ～１１ｆを有することによって、高い自由度で抽気管１２への冷却ガスの導入状態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の運転の十分な安定化を図ることができる。

【0035】

調節部１１ａ～１１ｆは、例えば、冷却ガス６２の導入量を調節可能な構造を有していてればよい。例えば、ボール弁、ゲート弁、又はバタフライ弁のような通常のバルブで構成されてもよいし、ダンパーで構成されていてもよい。

【0036】

冷却ガス６２の流通方向に沿う流路１５ａ～１５ｆの長さＬは、各流路１５ａ～１５ｆの幅Ｄの５倍以上であることが好ましい。これによって、拡張部１６によって冷却ガス６２の流れが乱れても，流路１５ａ～１５ｆにおいて冷却ガス６２の流れを十分に整流することができる。

【0037】

図４は、冷却ガス導入装置の一例を示す図である。図４の冷却ガス導入装置１０Ｂは、導入部１１Ａの代わりに、調節部１１ｇを有する導入部１１Ｂを有する点で、図３の冷却ガス導入装置１０Ａと異なっている。冷却ガス導入装置１０Ｂの導入部１１Ｂは、拡張部１６よりも下流側において、調節部１１ｇを備える。調節部１１ｇは、冷却ガスの流路１５の内部に挿入される２つの挿入部材３３Ａ，３３Ｂを有する。挿入部材３３Ａ,３３Ｂは、例えば、冷却ガス６２の流路を絞る邪魔板等の板状部材であってよい。２つの挿入部材３３Ａ，３３Ｂは、それぞれ独立に、冷却ガス６２の流通方向とは直交する方向に沿ってスライド可能に図示しない支持部によって支持されている。

【0038】

挿入部材３３Ａ，３３Ｂが流路１５を絞ることによって、挿入部材３３Ａ，３３Ｂの間には、絞り部１８が形成される。挿入部材３３Ａ，３３Ｂを矢印方向（抽気管１２の長手方向）に沿ってスライドさせることによって、絞り部１８の位置を抽気管１２の長手方向に沿って移動させることができる。冷却ガス導入装置１０Ｂの導入部１１Ｂは、このような構造を有する調節部１１ｇを有することによって、抽気管１２に導入される冷却ガス６２の導入位置を調節することができる。また、調節部１１ｇで絞り部１８の幅を変えることによって、冷却ガス６２の導入量を調節することもできる。冷却ガス６２の導入量の調節と導入位置の調節を併せて行ってもよい。

【0039】

導入部１１Ｂは、抽気管１２におけるダストの堆積状況、及び、抽気口１２ａから流入するキルンガスの量等に応じて、抽気管１２への冷却ガス６２の導入位置及び導入量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すること、及び、冷却ガスのキルン流入による熱損失を抑制することが可能となる。

【0040】

絞り部１８は、調節部１１ｇのように複数の挿入部材で構成されてもよいし、例えば穴が形成された１枚の挿入部材で構成されていてもよい。また、冷却ガス６２を抽気管１２に大量に導入する必要があるときは、挿入部材３３Ａ，３３Ｂは、流路１５から完全に抜いてもよい。すなわち、挿入部材３３Ａ，３３Ｂは、流路１５に挿抜可能に構成されていてよい。また、導入部１１Ｂは、拡張部１６を有していなくてもよい。ただし、拡張部１６を有することによって、冷却ガス６２の抽気管１２への導入位置の調節幅を大きくすることができる。

【0041】

上述の冷却ガス導入装置１０，１０Ａ，１０Ｂの導入部１１，１１Ａ，１１Ｂにおける調節部１１ａ～１１ｆ，１１ｇによる抽気管１２への冷却ガス６２の導入位置及び導入量の調節は、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、オペレータが導入位置及び／又は導入量の調節を、調節部１１ａ～１１ｇ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。

【0042】

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におけるキルンガスの温度、抽気管１２内に流入するキルンガスの温度、及び、キルンガス又は抽気ガスの圧力、キルンガス又は抽気ガスのガス成分、キルン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。

【0043】

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、調節部１１ａ～１１ｆ，１１ｇに冷却ガスの導入位置及び／又は導入量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。

【0044】

制御部を備えることによって、調節部１１ａ～１１ｇは、冷却ガス６２の導入位置及び導入量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、調節部１１ａ～１１ｆ，１１ｇによって冷却ガス６２の導入位置を抽気管１２の下流側の方に移動する。または、冷却ガス６２の導入量を減らす。これによって、冷却ガス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、調節部１１ａ～１１ｇによって冷却ガスの導入位置を抽気管１２の上流側の方に変更する。または、冷却ガス６２の導入量を増やす。これによって、キルン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。

【0045】

図５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と冷却ガス導入装置１０との接続部の間に配置されている。これによって、冷却ガス導入装置１０から導入された冷却ガス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。

【0046】

単に内筒体４０を設けただけでは、抽気口１２ａまで冷却ガス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、冷却ガス導入装置１０は、調節部１１ａ～１１ｆを備える。このため、調節部１１ａ～１１ｆで冷却ガスの導入位置及び／又は導入量を調節することによって、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、キルンガスの発生量が減少した場合は、冷却ガスの導入位置を抽気管１２の上流側から下流側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。

【0047】

図５の変形例では、冷却ガス導入装置１０を備えていたが、冷却ガス導入装置１０は冷却ガス導入装置１０Ａであってもよく、冷却ガス導入装置１０Ｂであってもよい。

【0048】

図６及び図７は、塩素バイパス設備の別の変形例を示す図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。この変形例では、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７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５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。

【0049】

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。

【0050】

本変形例の塩素バイパス設備では、調節部１１ｇを有する冷却ガス導入装置１０Ｂを備える。このため、絞り部１８を移動させることによって、抽気管１２における冷却ガス６２の導入位置及び導入量を変えることができる。また、二重管４１を備えることから、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。調節部１１ｇによる冷却ガス６２の導入位置及び導入量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）内への冷却ガスの流入とを十分に抑制することができる。

【0051】

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。なお、図６及び図７の変形例では、冷却ガス導入装置１０Ｂを備えていたが、冷却ガス導入装置１０（冷却ガス導入装置１０Ａ）であってもよい。

【0052】

図８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８（Ａ）はチャンバ２０Ａの正面図であり、図８（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。

【0053】

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８（Ａ）及び図８（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。

【0054】

図９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９（Ａ）はチャンバ２０Ｂの正面図であり、図９（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。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。

【0055】

なお、チャンバの構成は、図８及び図９に例示したものに限定されない。例えば、上述の図８及び図９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。

【0056】

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。

【0057】

図１０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。

【0058】

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で発生するキルンガスを抽気して、キルン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ガス導入装置１０が設けられている。冷却ガス導入装置１０は、導入部１１に抽気管１２への冷却ガスの導入位置及び／又は導入量を調節する調節部を備える。このような冷却ガス導入装置１０を有す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。

【0059】

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。

【0060】

セメントクリンカ製造設備２００は、冷却ガス導入装置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への冷却ガスの導入位置及び又は導入量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。

【0061】

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ガスを導入して、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。

【0062】

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、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。

【0063】

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ガスを導入して、抽気管１２で抽気した抽気ガスを冷却する。このとき、調節部によって冷却ガスの導入量及び／又は導入位置を調節する。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への冷却ガスの導入量及び／又は導入位置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。

【0064】

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、冷却ガス導入装置１０の導入部１１から抽気管１２に導入される冷却ガスの導入位置及び／又は導入量を調節してもよい。冷却ガスの導入位置及び／又は導入量は、調節部１１ａ～１１ｆで、複数に区画されて形成される各流路１５ａ～１５ｆの冷却ガスの導入量を個別に調節することによって調節することができる。

【0065】

セメントクリンカ製造設備２００の塩素バイパス設備１００は、冷却ガス導入装置１０に代えて、冷却ガス導入装置１０Ｂ有していてもよい。この場合、抽気管１２における冷却ガスの導入位置及び／又は導入量は、調節部１１ｇで、絞り部１８を移動したり、絞り部１８の大きさを変えたりすることによって調節することができる。

【0066】

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。

【0067】

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】

【0068】

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、及び、冷却ガスがセメントキルンに流入することによる熱損失を抑制することによって、塩素バイパス設備の運転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可能な冷却ガス導入装置が提供される。また、そのような冷却ガス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】

【0069】

１０，１０Ａ，１０Ｂ…冷却ガス導入装置、１１，１１Ａ，１１Ｂ…導入部、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ…調節部、１２…抽気管、１２ａ…抽気口、１２ｂ…端部、１３…側面、１４…導入ファン、１５…流路、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ…流路、１６…拡張部、１７…区画体、１８…絞り部、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、２４ａ…ダスト排出口、２５…熱交換器、２６…集塵器、２８…吸引ファン、３０…軸体、３２…部材、３３Ａ，３３Ｂ…挿入部材、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】