知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス．ア．の特許一覧
特表2023-533226再生併流縦型シャフト炉において鉱物岩をか焼する方法および使用される炉
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-02
(54)【発明の名称】再生併流縦型シャフト炉において鉱物岩をか焼する方法および使用される炉
(51)【国際特許分類】
C04B 2/12 20060101AFI20230726BHJP
F27B 1/04 20060101ALI20230726BHJP
F27D 13/00 20060101ALI20230726BHJP
F27B 1/26 20060101ALI20230726BHJP
F27B 1/24 20060101ALI20230726BHJP
F27D 9/00 20060101ALI20230726BHJP
F27D 17/00 20060101ALI20230726BHJP
【ＦＩ】
C04B2/12
F27B1/04
F27D13/00 B
F27B1/26
F27B1/24
F27D9/00
F27D17/00 101G
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022580377
(86)(22)【出願日】2021-06-28
(85)【翻訳文提出日】2023-01-19
(86)【国際出願番号】 EP2021067734
(87)【国際公開番号】W WO2022002869
(87)【国際公開日】2022-01-06
(31)【優先権主張番号】2020/5498
(32)【優先日】2020-07-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】BE
(31)【優先権主張番号】PCT/EP2020/083769
(32)【優先日】2020-11-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518234243
【氏名又は名称】ロイスト ルシェルシュ エ デヴロップマン エス．ア．
【氏名又は名称原語表記】Ｌｈｏｉｓｔ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ ｅｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｐｅｍｅｎｔ Ｓ．Ａ．
【住所又は居所原語表記】Ｒｕｅ Ｃｈａｒｌｅｓ Ｄｕｂｏｉｓ ２８，１３４２ Ｏｔｔｉｇｎｉｅｓ－Ｌｏｕｖａｉｎ－ｌａ－Ｎｅｕｖｅ，Ｒｏｙａｕｍｅ ｄｅ Ｂｅｌｇｉｑｕｅ
(74)【代理人】
【識別番号】110000844
【氏名又は名称】弁理士法人クレイア特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ジアド・ハビブ
(72)【発明者】
【氏名】オリヴィエ・ヴァン カンフォール
(72)【発明者】
【氏名】トリスタン・クロアレック
【テーマコード（参考）】
4K045
4K056
4K063
【Ｆターム（参考）】
4K045AA01
4K045BA05
4K045DA01
4K045GA04
4K045GB07
4K045GB13
4K045MA08
4K056AA12
4K056BA01
4K056BB01
4K056CA07
4K056DA02
4K056DA33
4K063AA06
4K063AA13
4K063BA01
4K063CA02
4K063EA06
4K063EA10
4K063GA03
4K063GA06
4K063GA31
4K063GA33
4K063GA36
(57)【要約】
本発明は、再生併流縦型シャフト炉において鉱物岩をか焼する方法であって、再循環回路（１８）において炉シャフトから、予熱モード（２）において排出されるガス状廃棄物の一部を収集することと、ガス状廃棄物から収集した前記一部を酸素源（２０）からの高濃度酸素と混合することにより、酸化性混合物を形成することと、前記酸化性混合物を焼成モードのシャフト（１）の頂部に挿入することにより、酸素の存在下での燃料の燃焼を保証することと、を含み、炉から排出されるガス状廃棄物が高濃度のＣＯ２を有する、方法に関する。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
再生併流縦型シャフト炉において鉱物岩をか焼する方法で、少なくとも２つのシャフトがガス移動チャネルを介して相互接続された、方法であり、生産モードにおいて、前記炉の頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷することと、
前記岩を予熱することと、
脱炭酸を伴う前記岩の焼成によってか焼材料を得ることと、
冷却空気によって前記か焼材料を冷却することと、
前記シャフトの底部で前記か焼材料を除荷することと、
を含み、
各シャフトが、焼成モードおよび予熱モードで交互に動作し、あるシャフトが所定の期間にわたって焼成モードである一方、少なくとも１つの他のシャフトが予熱モードであり（その逆もまた同様）、
焼成モードでは、
前記の通り、焼成モードにおいて、前記シャフトの頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷し、
前記シャフト中に降下する前記予熱炭酸塩鉱物岩の存在下にて、酸素の存在下で燃料を燃焼させることにより、焼成モードにおいて前記シャフト中を順流降下するガス流の形態の燃焼ヒュームの放出と併せて、前記岩を焼成させるとともに、その脱炭酸によってか焼材料を取得し、
前記燃焼ヒュームを含む前記ガス流が前記ガス移動チャネルの使用により、焼成モードの前記シャフトから予熱モードの前記少なくとも１つのシャフトに移動し、
予熱モードでは、
前記の通り、前記ガス移動チャネルから前記載荷炭酸塩鉱物岩への逆流して予熱モードの前記少なくとも１つのシャフト中を上昇する前記燃焼ヒュームを含む前記ガス流との熱交換によって、前記載荷炭酸塩鉱物岩を予熱し、
前記燃焼ヒュームを含む前記ガス流に基づいて、予熱モードの前記少なくとも１つのシャフトの頂部でガス状廃棄物を前記炉から排出する、方法であって、
前記炉から排出される前記ガス状廃棄物の一部を収集することと、
前記炉から排出される前記ガス状廃棄物の前記収集した一部を高濃度酸素と混合することにより、酸化性混合物を形成することと、
焼成モードの前記シャフトの頂部で前記酸化性混合物を導入することにより、酸素の存在下での前記燃料の燃焼を保証することと、
をさらに含み、
前記炉から排出される前記ガス状廃棄物のＣＯ２濃度が高いことを特徴とする、方法。
【請求項2】
前記か焼材料の前記冷却が、前記シャフトそれぞれの底部において、前記降下するか焼材料を通って逆流し、前記か焼材料との接触により加熱される冷却空気を供給することを含み、前記加熱された冷却空気が、前記ガス移動チャネルを通る移動前は、焼成モードの前記シャフト中の前記燃焼ヒュームを含む前記ガス流と混ざり合い、移動後は、予熱モードの前記少なくとも１つのシャフト中の前記ガス流と混ざり合い、前記炉から排出されるＣＯ２濃度の高い前記ガス状廃棄物が、前記燃焼ヒュームおよび前記冷却空気を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記か焼材料の前記冷却が、焼成モードの前記唯一のシャフトの底部において、前記降下するか焼材料を通って逆流し、前記か焼材料との接触により加熱される冷却空気を供給することを含み、前記加熱された冷却空気が、前記ガス移動チャネルを通る移動前は、前記燃焼ヒュームを含む前記ガス流と混ざり合い、前記炉から排出されるＣＯ２濃度の高い前記ガス状廃棄物が、前記燃焼ヒュームおよび前記冷却空気を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記冷却空気が、前記か焼材料を１００℃の基準温度まで冷却するのに必要な熱力学的最小値以下の総体積で前記炉に供給されることを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項5】
前記炉に供給される冷却空気の総体積が、前記熱力学的最小値のおよそ４０～６０％、好ましくは５０％に等しいことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記か焼材料の前記冷却が、前記シャフトそれぞれの底部または焼成モードの前記唯一のシャフトの底部において、前記降下するか焼材料を通って逆流し、前記か焼材料との接触により加熱される冷却空気を供給することを含み、当該方法が、前記炉から前記加熱された冷却空気を除去することをさらに含み、前記炉から排出される前記ガス状廃棄物が、乾燥ガスで少なくとも９０体積％のＣＯ２含有物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記炉から除去される前記加熱された冷却空気と高濃度酸素との混合前または混合後の前記炉から排出されるガス状廃棄物の前記収集した一部との間の熱交換をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記ガス移動チャネルにおいて、前記炉から排出されるガス状廃棄物の前記収集した一部のごく一部を注入することと、任意選択として前記注入の前に、前記炉から除去される前記加熱された冷却空気と注入される前記ごく一部との間の熱交換と、をさらに含むことを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項9】
前記ガス移動チャネルにおいて、水を注入することをさらに含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記燃料の燃焼が、気体、液体、または固体燃料を焼成モードの前記シャフトに導入することを含み、固体燃料の場合、前記導入が、前記炉から排出されるガス状廃棄物の前記収集した一部のさらに一部または搬送ガスとしての別のＣＯ２源を用いて実行されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記燃料の燃焼が、化学量論的必要量に対して過剰な酸素の存在下で発生する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行する再生併流縦型シャフト炉であり、ガス移動チャネルにより相互接続された少なくとも２つのシャフト（１、２）で、それぞれがオンまたはオフ位置において、
少なくとも１つの燃料供給装置（４）と、
少なくとも１つの酸素含有オキシダント供給開口（６）と、
当該シャフトの頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷する入口（５）と、
当該シャフトの底部で生成されたか焼材料を除荷する出口（８）と、
を備えた、少なくとも２つのシャフト（１、２）と、
煙突（１５）に接続された前記シャフトの頂部のガス状廃棄物排出ダクト（１４）と、
前記生成されたか焼材料を冷却する冷却空気源（７）と、
前記シャフトの動作を反転させるシステム（１６）で、各シャフトが生産モードにおいて、焼成モードおよび予熱モードで交互に動作し、あるシャフトが所定の期間にわたって焼成モードである一方、少なくとも１つの他のシャフトが予熱モードであり（その逆もまた同様）、前記オンおよびオフ位置を制御するように構成された、反転させるシステム（１６）と、
を備えた、炉であって、
前記シャフトの前記ガス状廃棄物排出ダクト（１４）と前記シャフトの前記オキシダント供給開口（６）との間に配置された再循環回路（１８）と、
前記ダクト（１４）を介して、前記炉から排出されるガス状廃棄物の一部を収集して前記再循環回路（１８）に導入可能な分離部材（１７）と、
前記再循環回路（１８）との接続により高濃度酸素を供給することによって、酸化性混合物を形成する高濃度酸素源（２０）であり、焼成モードの前記シャフト（１）の前記オキシダント供給開口（６）が、前記反転システム（１６）を介した前記オン位置での供給によって、燃料の燃焼を保証する、高濃度酸素源（２０）と、
をさらに備えたことを特徴とする、炉。
【請求項13】
前記シャフトが、円形断面を有し、前記ガス移動チャネルが、各シャフトの周囲に配置された周辺チャネル（１３）の接続によってガスの移動を可能にする接続炉筒（３）であり、前記シャフトが、前記接続炉筒（３）の下方において、排出要素（２６）との接続により加熱された冷却空気の当該炉からの除去を可能にする収集リング（２５）が設けられたことを特徴とする、請求項１２に記載の炉。
【請求項14】
前記円形シャフトが、前記接続炉筒（３）の下方において、排出要素（２６）との接続により加熱された冷却空気の当該炉からの除去を可能にする中央収集要素（２７）を底部にさらに備えたことを特徴とする、請求項１３に記載の炉。
【請求項15】
前記シャフトが、矩形断面を有し、シャフト（１）の第１の面（２８）が隣接シャフト（２）の第１の面（２９）に対向するとともに、各シャフトが互いに対向する面（２８、２９）と反対の第２の面（３０、３１）を備え、前記ガス移動チャネルが、第１の面（２８、２９）をそれぞれ介して一方のシャフトを他方に直接接続する接続炉筒（３）であり、前記シャフトの前記第１の面および前記第２の面が、前記接続炉筒の下方において、排出要素（２６）との接続により加熱された冷却空気の当該炉からの除去を可能にする収集トンネル（３２～３５）が設けられたことを特徴とする、請求項１２に記載の炉。
【請求項16】
前記再循環回路の酸素源として、空気を酸素および窒素に分離するユニット（２０）を備えたことを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の炉。
【請求項17】
当該炉から除去される加熱された冷却空気が供給される熱交換器（３６）が前記再循環回路（１８）に組み込まれたことを特徴とする、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の炉。
【請求項18】
１００℃超の温度に耐えるか焼材料を除荷する設備（２４）を備えたことを特徴とする、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の炉。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、再生併流縦型シャフト炉において炭酸塩鉱物岩をか焼する方法および使用される炉に関する。
【背景技術】
【0002】
再生併流縦型シャフト炉または併流再生キルン（ＰＦＲＫ）は、エネルギー効率が８５％～９０％である。これは、エネルギー集約型のセメント、鉄鋼、およびガラス工業全体の中でも、石灰部門において最も高い。欧州においては、石灰の６０％がこの種の炉で生産されている。この割合は、エネルギーおよび生態学的遷移のロードマップを考慮すると、欧州および世界中で増加すると思われる。
【0003】
「ＰＦＲＫ」炉は、約１０～１５分間にわたって燃料が２つのシャフトで交互に噴射され、サイクル間の約１～２分の停止期間に空気および燃料の回路を反転させる縦型ダブルシャフト炉である。この停止期間が「反転」期間である。２つのシャフトは、接続炉筒を介して接続されている。一方のシャフトの燃焼時（焼成モード）には、高温の燃焼ヒュームが接続炉筒（ガス移動チャネル）を通過し、その熱の一部をか焼対象の鉱物岩に与えることにより、再生または予熱モードにて他方のシャフトで鉱物岩を予熱する。ＰＦＲＫ炉のシャフトは、円筒形状または矩形状である。場合によっては３つのシャフトが存在し、２つが予熱モード、１つが焼成モードである。以下に概説する課題および解決手段は、すべてのＰＦＲＫ炉の形状に有効である。
【0004】
これら既知の炉で用いられる方法は、生産モードにおいて、
炉の頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷することと、
前記岩を予熱することと、
脱炭酸を伴う前記岩の焼成によってか焼材料を得ることと、
冷却空気を用いてか焼材料を冷却することと、
シャフトの底部でか焼材料を除荷することと、
を含み、
各シャフトは、焼成モードおよび予熱モードで交互に動作し、あるシャフトが所定の期間にわたって焼成モードである一方、少なくとも１つの他のシャフトが予熱モードであり（その逆もまた同様）、
焼成モードでは、
前記の通り、焼成モードにおいて、シャフトの頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷し、
このシャフト中に降下する前記予熱炭酸塩鉱物岩の存在下にて、酸素の存在下で燃料を燃焼させることにより、焼成モードにおいてシャフト中を順流降下するガス流の形態の燃焼ヒュームの放出と併せて、この岩を焼成させるとともに、その脱炭酸によってか焼材料を取得し、
これらの燃焼ヒュームを含む前記ガス流が前記ガス移動チャネルの使用により、焼成モードのシャフトから予熱モードの前記少なくとも１つのシャフトに移動し、
予熱モードでは、
前記の通り、ガス移動チャネルから前記載荷炭酸塩鉱物岩への逆流して予熱モードの前記少なくとも１つのシャフト中を上昇する燃焼ヒュームを含むガス流との熱交換によって、載荷炭酸塩鉱物岩を予熱し、
燃焼ヒュームを含むガス流に基づいて、予熱モードの前記少なくとも１つのシャフトの頂部でガス状廃棄物を炉から排出する。
炉の頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷することと、
前記岩を予熱することと、
脱炭酸を伴う前記岩の焼成によってか焼材料を得ることと、
冷却空気を用いてか焼材料を冷却することと、
シャフトの底部でか焼材料を除荷することと、
を含み、
各シャフトは、焼成モードおよび予熱モードで交互に動作し、あるシャフトが所定の期間にわたって焼成モードである一方、少なくとも１つの他のシャフトが予熱モードであり（その逆もまた同様）、
焼成モードでは、
前記の通り、焼成モードにおいて、シャフトの頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷し、
このシャフト中に降下する前記予熱炭酸塩鉱物岩の存在下にて、酸素の存在下で燃料を燃焼させることにより、焼成モードにおいてシャフト中を順流降下するガス流の形態の燃焼ヒュームの放出と併せて、この岩を焼成させるとともに、その脱炭酸によってか焼材料を取得し、
これらの燃焼ヒュームを含む前記ガス流が前記ガス移動チャネルの使用により、焼成モードのシャフトから予熱モードの前記少なくとも１つのシャフトに移動し、
予熱モードでは、
前記の通り、ガス移動チャネルから前記載荷炭酸塩鉱物岩への逆流して予熱モードの前記少なくとも１つのシャフト中を上昇する燃焼ヒュームを含むガス流との熱交換によって、載荷炭酸塩鉱物岩を予熱し、
燃焼ヒュームを含むガス流に基づいて、予熱モードの前記少なくとも１つのシャフトの頂部でガス状廃棄物を炉から排出する。
【0005】
本発明の意味において、炭酸塩鉱物岩は、特に、石灰岩、ドロマイト岩、および／またはマグネサイトを意味し、それぞれか焼によって、生石灰、か焼ドロマイト、および／またはマグネシアになる。石灰石の石灰へのか焼の式は、以下の通りである。
ＣａＣＯ３（固体）＋熱←→ＣａＯ（固体）＋ＣＯ２（気体）
ＣａＣＯ３（固体）＋熱←→ＣａＯ（固体）＋ＣＯ２（気体）
【0006】
これは可逆的な吸熱反応であり、石灰は９００℃未満の最初の機会でＣＯ２と再結合するが、これは、平衡状態を伴い、ＣＯ２の温度および環境濃度に応じて、より速いまたはより遅い反応速度を示す。
【0007】
したがって、このプロセスにおいては、最初の石灰石またはドロマイト岩がか焼によって石灰またはドロマイトになる間に、大量のＣＯ２が放出される。さらに、このか焼を実行するには高温に達する必要があるため、燃料を燃焼させる必要があり、その結果、大量のＣＯ２が放出される。全体として、か焼法には、温室効果への積極的な加担という欠点がある。
【0008】
この一般的なか焼法には、燃料が空気とともに燃焼され、か焼生成物が空気により冷却されるという欠点もある。その結果、炉の頂部で放出されるガス状廃棄物の窒素が高水準である一方、ＣＯ２は比較的低水準（乾燥ガスでおよそ２０％～２７％の体積濃度）であり、使用する空気からの窒素（dinitrogen：二窒素）の割合が大きいことから、回収にはコストが掛かる。
【0009】
このＣＯ２を回収するため、「アミン類」と称する化学溶剤による除去方法の使用が考えられるが、これは、集塵フィルタの後、ラインの最後で炉ヒュームに適用される技術として最も広く普及している。ただし、１０～１５分ごとに１～２分間の炉停止を伴うＰＦＲＫ炉のサイクル特性は、この技術と相容れない。また、コストが非常に高い上、環境法の観点から持続可能ではない溶剤を必要とする。
【0010】
ＰＦＲＫ炉において放出されるＣＯ２を回収できるように、使用する方法においては、当該方法によるすべての空気（固体燃料を搬送する燃焼空気および冷却空気）をリサイクル燃焼ヒュームで置換し、焼成モードにおいて純酸素をシャフトに導入することが既に提案されている（ＣＮ１０５０００８１１参照）。石灰が冷却中に再炭酸塩化することから、このプロセスが実現不可能であることは当業者に明らかである。このように、ＣＯ２の再循環によって石灰を冷却することは不可能である。石灰は直ちにこのＣＯ２と再結合して、ＣａＣＯ３を再構成するためである。一方、炉の頂部で純酸素を使用することには、材料適合性の観点で深刻な問題があり、この入力では、再生エリアに蓄積された熱を効果的に回収するのに十分な質量流とはならない。この方法の欠点および実現可能性の問題については、米国特許出願公開第２０２０／００４８１４６号において既に論じられている。
【0011】
また、ＰＦＲＫ炉の冷却空気は、回転炉とは対照的に、たとえば焼成モードにおける燃焼およびシャフトにおけるか焼プロセスに直接的な影響を及ぼさないことに留意するものとする。製品の品質への影響は考えられない。
【0012】
生産モードとは、炉がか焼材料を連続的に生成する通常の稼働状態にあることを意味する。したがって、このモードは、炉の起動および停止段階にも、故障時の保守にも適用されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、ＰＦＲＫ型炉のサイクル運転を変更することもなく、その構造を変更することもほとんどまたは一切なく、大気中への著しいＣＯ２排出という問題を少なくとも部分的に改善することを目的とする。また、炉が放出するガス状廃棄物中に存在するＣＯ２を回収可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この課題を解決するため、本発明は、最初に述べた通り、再生併流縦型シャフト炉において鉱物岩をか焼する方法であって、
炉から排出されるガス状廃棄物の一部を収集することと、
炉から排出されるガス状廃棄物の収集した一部を高濃度の酸素（dioxygen：二酸素）と混合することにより、酸化性混合物を形成することと、
焼成モードのシャフトの頂部でこの酸化性混合物を導入することにより、酸素の存在下での前記燃料の燃焼を保証することと、
を含み、
炉から排出されるガス状廃棄物が高濃度のＣＯ２を有する、方法を提供している。
炉から排出されるガス状廃棄物の一部を収集することと、
炉から排出されるガス状廃棄物の収集した一部を高濃度の酸素（dioxygen：二酸素）と混合することにより、酸化性混合物を形成することと、
焼成モードのシャフトの頂部でこの酸化性混合物を導入することにより、酸素の存在下での前記燃料の燃焼を保証することと、
を含み、
炉から排出されるガス状廃棄物が高濃度のＣＯ２を有する、方法を提供している。
【0015】
高濃度酸素中で燃料を燃焼させると、通例の炉設備には高すぎる火炎温度となる。また、本発明によれば、ＣＯ２が豊富なガス状廃棄物の一部を収集して酸素と混合することも可能である。空気のＯ２＋Ｎ２混合物により形成される通例のオキシダントの代わりに、適当な火炎温度におけるＯ２＋ＣＯ２の混合物がこのようにして得られる。
【0016】
酸素中で燃料を燃焼させると、燃焼ヒュームを含むガス流が生成されるとともに、炭酸塩岩がか焼される。これにより、燃料およびか焼対象材料中に微量に存在する不純物と、燃料の燃焼で残った酸素と、を含むＣＯ２が主として生成される。当然のことながら、これらの燃焼ヒュームには、酸化性混合物に供給されるＣＯ２も含む。その結果、明らかなこととして、炉の頂部から排出されるガス状廃棄物のＣＯ２濃度が従来の方法よりも大幅に高くなる。本発明によれば、ガス状廃棄物のＣＯ２濃度が高いことは、乾燥ガスでのＣＯ２含有量が少なくとも３５体積％、有利には少なくとも４５体積％、好ましくは少なくとも６０体積％、とりわけ少なくとも８０体積％、特に有利には少なくとも９０体積％であることを意味する。そして、このＣＯ２を好条件下で使用または回収することにより、温室効果に対する炉の寄与を劇的に低減可能となる。
【0017】
この方法の使用には、炉自体の任意特定の設計を必ずしも必要としない。炉の変更箇所は、炉の外部のみであって、炉から出る廃棄物回路の変更および少なくとも１つの高濃度酸素源の提供から成る。
【0018】
本発明によれば、高濃度二酸素（以下、酸素と称する）は、酸素レベルが５０体積％を超えるガスを意味する。これは、９０体積％以上、特に９３体積％、有利には９８～１００体積％であるのが好ましい。高濃度酸素源は、たとえば空気を酸素および窒素に分離するとともに、炉または炉の隣に設置された酸素タンクと並行して動作する空気分離ユニットであってもよい。燃料の燃焼は、化学量論的燃焼必要量に対して、好ましくはおよそ５～５０体積％、特に１０～３０体積％、有利には１５～２５体積％の過剰な酸素の存在下で発生するのが好都合である。
【0019】
本発明によれば、燃料は、任意の固体、液体、または気体燃料（たとえば、天然ガス、水素、バイオガス、重油、油類、石炭またはコークス粉末、おがくず等の固体バイオマス、プラスチック、紙、段ボール等の固体回収燃料）を意味する。固体燃料の場合、焼成モードのシャフトへの導入は、搬送ガスとして炉から排出されるガス状廃棄物の前記収集した一部のさらに一部を使用することにより、粒状または粉末状の形態にて実行されるのが好都合である。また、その他任意の供給源からのＣＯ２が搬送ガスとして提供されるようになっていてもよい。
【0020】
本発明の一実施形態によれば、か焼材料の冷却は、シャフトそれぞれの底部において、降下するか焼材料を通って逆流し、か焼材料との接触により加熱される冷却空気を供給することを含み、加熱された冷却空気が、ガス移動チャネルを通る移動前は、焼成モードのシャフト中の燃焼ヒュームを含むガス流と混ざり合い、移動後は、予熱モードの前記少なくとも１つのシャフト中のガス流と混ざり合い、炉から排出されるＣＯ２濃度の高いガス状廃棄物が、燃焼ヒュームおよび冷却空気を含む。この場合は、炉から排出されるＣＯ２濃度の高いガス状廃棄物および酸素に基づく酸化性混合物によって、従来方法の燃焼空気のみが置換される。このような方法によれば、従来のＰＦＲＫ炉から排出されるガス状廃棄物のＣＯ２含有量を乾燥ガスで２０～２７体積％から、本発明に係る炉中での乾燥ガスで少なくとも３５体積％、有利には少なくとも４５体積％、さらには最大６５体積％の値まで高くすることが可能となる。例示として、この方法を用いたＰＦＲＫ炉によりソーダ灰プラントで現在使用されているコークス炉を置き換えることによって、４０体積％のＣＯ２を含むヒュームを提供可能となるため都合が良い。また、ＰＦＲＫは、「持続可能」なエネルギー効率の良い炉であり、とりわけ、汚染物質（ＣＯ、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ等）の著しい排出等、コークス炉に関連付けられるすべての環境問題を解決することができる。
【0021】
本発明の特定の一実施形態によれば、冷却空気は、か焼材料を１００℃の基準温度まで冷却するのに必要な熱力学的最小値以下の総体積で炉に供給される。炉に供給される冷却空気の総体積は、前記熱力学的最小値のおよそ４０～６０％、好ましくは５０％に等しいのが好都合と考えられる。この場合、除荷される生成物は、通常の運転よりも高い温度となる。したがって、この温度に耐える材料に対して除荷設備を適応させる必要がある。
【0022】
また、か焼材料の冷却は、焼成モードの唯一のシャフトの底部において、降下するか焼材料を通って逆流し、か焼材料との接触により加熱される冷却空気を供給することを含むのが好都合と考えられ、加熱された冷却空気が、ガス移動チャネルを通る移動前は、燃焼ヒュームを含むガス流と混ざり合い、炉から排出されるＣＯ２濃度の高いガス状廃棄物が、燃焼ヒュームおよび冷却空気を含む。この場合も、冷却空気は、か焼材料を１００℃の基準温度まで冷却するのに必要な熱力学的最小値未満の総体積で炉に供給されるようになっていてもよい。したがって、炉に供給される冷却空気の総体積は、前記熱力学的最小値のおよそ４０～６０％、好ましくは５０％に等しいのが好都合と考えられる。
【0023】
本発明の特に有利な一実施形態によれば、か焼材料の前記冷却は、シャフトそれぞれの底部または焼成モードの唯一のシャフトの底部において、降下するか焼材料を通って逆流し、か焼材料との接触により加熱される冷却空気を供給することを含み、この方法は、炉から加熱された冷却空気を除去することをさらに含み、炉から排出されるガス状廃棄物が、乾燥ガスで少なくとも９０体積％、好ましくは少なくとも９５体積％のＣＯ２含有物を含む。この場合、炉から排出されるガス状廃棄物は、ほぼ燃焼ヒュームのみで形成される。このようなガスを特殊な産業で使用または回収することが可能になる。
【0024】
本発明の特定の一実施形態によれば、この方法は、炉から除去される加熱された冷却空気と高濃度酸素との混合前または混合後の炉から排出されるガス状廃棄物の前記収集した一部との間の熱交換をさらに含む。これにより、酸化性混合物の熱回収を焼成モードのシャフトに導入することが可能となる。
【0025】
本発明に係る方法の他の詳細および特徴については、添付の特許請求の範囲に記載する。
【0026】
また、本発明は、ＰＦＲＫ型の再生併流縦型シャフト炉に関する。
【0027】
このような炉は、
ガス移動チャネルにより相互接続された少なくとも２つのシャフトであり、それぞれがオンまたはオフ位置において、
少なくとも１つの燃料供給装置と、
燃料燃焼用の少なくとも１つの酸素含有オキシダント供給開口と、
当該シャフトの頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷する入口と、
当該シャフトの底部で生成されたか焼材料を除荷する出口と、
を備えた、少なくとも２つのシャフトと、
煙突に接続されたシャフトの頂部のガス状廃棄物排出ダクトと、
生成されたか焼材料を冷却する冷却空気源と、
シャフトの動作を反転させるシステムであり、各シャフトが生産モードにおいて、焼成モードおよび予熱モードで交互に動作し、あるシャフトが所定の期間にわたって焼成モードである一方、少なくとも１つの他のシャフトが予熱モードであり（その逆もまた同様）、前記オンおよびオフ位置を制御するように構成された、システムと、
を備える。
ガス移動チャネルにより相互接続された少なくとも２つのシャフトであり、それぞれがオンまたはオフ位置において、
少なくとも１つの燃料供給装置と、
燃料燃焼用の少なくとも１つの酸素含有オキシダント供給開口と、
当該シャフトの頂部で炭酸塩鉱物岩を載荷する入口と、
当該シャフトの底部で生成されたか焼材料を除荷する出口と、
を備えた、少なくとも２つのシャフトと、
煙突に接続されたシャフトの頂部のガス状廃棄物排出ダクトと、
生成されたか焼材料を冷却する冷却空気源と、
シャフトの動作を反転させるシステムであり、各シャフトが生産モードにおいて、焼成モードおよび予熱モードで交互に動作し、あるシャフトが所定の期間にわたって焼成モードである一方、少なくとも１つの他のシャフトが予熱モードであり（その逆もまた同様）、前記オンおよびオフ位置を制御するように構成された、システムと、
を備える。
【0028】
本発明によれば、この炉は、
シャフトの前記ガス状廃棄物排出ダクトとシャフトの前記オキシダント供給開口との間に配置された再循環回路であり、前記反転システムが、予熱モードのシャフトからのガス状廃棄物の少なくとも一部の収集を制御する、再循環回路と、
再循環回路との接続により高濃度酸素を供給することによって、酸化性混合物を形成する高濃度酸素源であり、焼成モードのシャフトの前記オキシダント供給開口が、前記反転システムを介したオン位置での供給によって、燃料の燃焼を保証する、高濃度酸素源と、
をさらに備える。
シャフトの前記ガス状廃棄物排出ダクトとシャフトの前記オキシダント供給開口との間に配置された再循環回路であり、前記反転システムが、予熱モードのシャフトからのガス状廃棄物の少なくとも一部の収集を制御する、再循環回路と、
再循環回路との接続により高濃度酸素を供給することによって、酸化性混合物を形成する高濃度酸素源であり、焼成モードのシャフトの前記オキシダント供給開口が、前記反転システムを介したオン位置での供給によって、燃料の燃焼を保証する、高濃度酸素源と、
をさらに備える。
【0029】
上記説明の通り、ＰＦＲＫ炉はサイクル運転を行い、各シャフトが所定の期間にわたって焼成モードで動作した後、１～２分間の反転時間を経て予熱モードで動作し、以下同様である。反転時間において、反転システムは、たとえばシャフト中の燃料供給装置のノズルを焼成モードでは開き、予熱モードに移行した場合は閉じることによって、一方のモードから他方への移行に必要なすべての変更を同期して制御する。したがって、反転システムは、多くのバルブおよびゲートのみならず、載荷・除荷設備またはさまざまな吸引、圧送、もしくは噴射要素の動作をも制御する。
【0030】
上述の通り、本発明に係る炉は、炉の外部にわずかな構造的変更を加えるのみである。したがって、既存の炉の簡単な構成により、本発明に係るか焼法を実行するようにしてもよい。
【0031】
本発明の一実施形態によれば、シャフトは、円形断面を有し、前記ガス移動チャネルが、各シャフトの周囲に配置された周辺チャネルの接続によってガスの移動を可能にする接続炉筒であり、前記シャフトが、接続炉筒の下方において、排出要素との接続により加熱された冷却空気の炉からの除去を可能にする収集リングが設けられる。円形シャフトは、接続炉筒の下方において、排出要素との接続により加熱された冷却空気の炉からの除去を可能にする中央収集要素を底部にさらに備えるのが好都合である。
【0032】
本発明に係る炉の別の実施形態によれば、シャフトは、矩形断面を有し、シャフトの第１の面が隣接シャフトの第１の面に対向するとともに、各シャフトが互いに対向する面と反対の第２の面を備え、ガス移動チャネルが、第１の面をそれぞれ介して一方のシャフトを他方に直接接続する接続炉筒であり、シャフトの前記第１の面および前記第２の面がそれぞれ、接続炉筒の下方において、排出要素との接続により加熱された冷却空気の炉からの除去を可能にする収集トンネルが設けられる。
【0033】
本発明の一実施形態によれば、この炉は、再循環回路の酸素源として、空気を酸素および窒素に分離するユニットを備える。また、酸素タンクが設けられていてもよい。炉から除去される加熱された冷却空気が供給される熱交換器の再循環回路への組み込みにより、焼成モードのシャフトへの供給に先立って、前述の酸化性混合物を加熱するのが好都合である。
【0034】
本発明に係る炉の他の詳細および特徴については、添付の特許請求の範囲に記載する。
【0035】
本発明の他の特徴は、以下の説明からも明らかとなろうが、これは何ら限定的なものではなく、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】従来のＰＦＲＫ炉を模式的に示した図である。
【図3】本発明に係る、円形断面の炉の複数の実施形態を模式的に示した図である。
【図4】本発明に係る、円形断面の炉の複数の実施形態を模式的に示した図である。
【図5】本発明に係る、矩形断面の炉の一実施形態を断片的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
図中、同一または類似の部分には、同じ参照符号を使用する。従来は、左側に示すシャフトが焼成モードで、右側に示すシャフトが予熱モードである。載荷または除荷設備等の標準的な部分については、図面が煩雑にならないように、図示しないか、または、非常に模式的に示す。
【0038】
図１に見られるように、図示の「ＰＦＲＫ」炉は、約１２分間にわたって燃料があるシャフト１および後続の別のシャフト２で交互に噴射され、サイクル間の１～２分の停止期間に回路を反転させる縦型ダブルシャフト炉１、２である。この停止期間が「反転」期間である。いずれのシャフトも円形断面を有し、接続炉筒３により相互接続された周辺チャネル１３が設けられている。シャフトは、垂直方向に、炭酸塩岩がか焼前に予熱される予熱エリアＡ、炭酸塩岩の焼成が行われる燃焼エリアＢ、およびか焼材料の冷却が行われる冷却エリアＣという３つのエリアに分割されている。
【0039】
シャフトが焼成モードの場合（ここでは、シャフト１の場合）は、ノズル４の形態の燃料供給装置が燃料９をシャフトに噴射するが、この燃料は、図示の例では天然ガスである。シャフトの頂部で開放位置の入口５を介して載荷された炭酸塩岩は、シャフト中を徐々に降下する。シャフトの頂部で供給開口６を介して燃焼空気が導入されるが、これによって、ノズル４の出口での燃料の燃焼および炭酸塩岩のか焼材料１０への脱炭酸が可能となる。燃焼および脱炭酸により形成されたガス流１１がか焼材料に対して順流降下し、周辺チャネル１３によって接続炉筒３に移動する。シャフトの底部で供給ダクト７を介して冷却空気がか焼材料に対して逆流導入され、これを冷却する。加熱された冷却空気１２は、燃焼ヒューム１１を含むガス流と混ざり合って、接続炉筒３に移動する。か焼材料は、出口８を介して、除荷設備２４へと除荷される。
【0040】
シャフトが予熱モードの場合（ここでは、シャフト２の場合）は、燃料供給装置が閉じられるため、ノズル４がオフとなる。炭酸塩岩の入口５および燃焼空気を供給する開口６にも同じことが当てはまる。ただし、冷却空気の供給ダクト７およびか焼材料の出口８は、開放位置に保たれる。降下するか焼材料１０との熱交換の後、加熱された冷却空気は、接続炉筒３から周辺チャネル１３を介してシャフトに入ったガス流１１と混ざり合う。このガス流１１は、シャフトの上部に達するまで進み、排出ダクト１４を介して炉から排出され、煙突１５まで運ばれる。焼成モードのシャフト１においては、この排出ダクト１４が閉じられている。
【0041】
また、この炉は、模式的に示した反転システム１６を備える。これは、シャフトの反転時間中のシャフトの動作を同期して直接または遠隔制御する。また、生産モードにおいて、各シャフトが焼成モードおよび予熱モードで交互に動作するように、炉のすべての要素のオン／オフ切り替えを制御する。
【0042】
場合によっては３つのシャフトが存在し、２つが予熱モード、１つが燃焼モードである。
【0043】
図１は、１日当たり４３０トンの石灰を生産するように設計された炉を示している。以下に述べるガス流はすべて、生産される石灰のＮｍ３／ｔの単位で表す。
【0044】
燃料としてシャフト１に噴射されたガスとの反応のため、１１２０Ｎｍ３／ｔの燃焼空気の使用によって、化学量論的必要量に対して１９重量％の過剰な空気を得るとともに、燃焼時に１００Ｎｍ３／ｔのＣＯ２を形成する。流入ガスが空気であるため、その酸素の質量濃度は２３％である。その後の到達温度は９００℃をはるかに上回り、石灰岩の脱炭酸が起こって、３８０Ｎｍ３／ｔのＣＯ２が放出される。生成された石灰をおよそ１００℃に冷却するため、両シャフトの底部を介して２９０Ｎｍ３／ｔの冷却空気が導入され、その合計は５８０Ｎｍ３／ｔである。煙突では、４８０Ｎｍ３／ｔのＣＯ２を含む２２５０Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物が得られるが、このガス状廃棄物は、乾燥ガスで２３％のＣＯ２含有量となる。このように少ない含有量のＣＯ２の使用または回収は困難であるため、ガス状廃棄物はすべて大気中に放出される。
【0045】
図２ａは、円形断面のＰＦＲＫ炉のデジタルモデリングであって、ガスの酸素含有量に応じたルートを示している。これは、ノズルの端部からの燃焼エリアＢおよび冷却エリアＣしか示しておらず、シャフトの頂部は図示していない。
【0046】
エリアａ：焼成モードのシャフトにおける冷却空気（底部）および燃焼空気（頂部で、ノズルの端部の上方のみ）であって、Ｏ２含有量が２３重量％である。
【0047】
エリアｂ：ノズルにより放出された燃焼ヒュームジェットであって、酸素はほとんど残っていないが、ジェット間に未反応のＯ２が残っている可能性がある。
【0048】
エリアｃ：ヒュームが冷却空気と徐々に混ざり合うことで、冷却エリアＣ中深くに侵入している。これらは、ガス状混合物を周辺チャネル１３ひいては接続炉筒３へと押し込む。
【0049】
エリアｄ：予熱モードのシャフトにおける冷却空気である。
【0050】
エリアｅ：周辺チャネル１３からのガス流および冷却空気の混合物である。シャフトの中心に近いほど、残留Ｏ２含有量が多くなる。
【0051】
図２ｂは、シャフトが矩形断面のＰＦＲＫ炉について、このようなデジタルモデリングを示している。ここで、ガス流の分布はもはや、円形シャフトの場合のように対称ではない。
【0052】
図３は、本発明に係る炉の図である。この場合、炉の構造に変更はない。炉から排出されたガス状廃棄物の一部を収集して再循環回路１８に導入可能な分離部材１７が外部の排出ダクト１４に設けられている。この回路において、収集したガス状廃棄物の一部は、処理ユニット１９において処理されるのが好都合であり、たとえばフィルタリングおよび／または乾燥が行われるようになっていてもよい。空気分離ユニット２０は、ダクト２１により供給された空気を、ダクト２２を介して排出されるＮ２および供給ダクト２３を介して再循環回路１８に供給されるＯ２に分離する。そして、この回路１８は、再循環したガス状廃棄物の一部および高濃度Ｏ２により形成された酸化性混合物を供給開口６でシャフトそれぞれの頂部に供給する。
【0053】
図３の炉の動作は、ＰＦＲＫ炉に類似する。分離部材１７は、継続的に稼働状態であっても、処理ユニット１９および空気分離ユニット２０と同じである。上述の通り、反転システム１６は、焼成モードにおいて、シャフトの頂部で排出ダクト１４を閉鎖する。ただし、このシャフトの頂部では、供給開口６の開放によって酸化性混合物の導入を可能にするが、予熱モードにおいては、シャフトの頂部で閉鎖となる。
【0054】
使用する炭酸塩岩の量ならびに燃料および冷却空気の流量は、上述の従来の炉と同じである。炉から排出された８３０Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物は、ＣＯ２が豊富であり、再循環ダクト１８を介して収集される。この再循環廃棄物は、１６０Ｎｍ３／ｔのＯ２と混合されることにより、このように形成された酸化性混合物中のＯ２の質量濃度を同じ２３％に維持するとともに、燃焼中の化学量論的必要量に対して同じ１９重量％の過剰な酸素を得ることができる。これにより、燃焼空気の窒素Ｎ２は、その質量に相当するＣＯ２で置き換えられる。これが窒素よりも重いため（１．２５ｇ／Ｎｍ３に対して比重１．９７７）、炉のヒュームの総量が減少し、従来の炉に対して１３％の圧力損失の減少をもたらす。煙突では、１２４０Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物が排出されるが、その中には乾燥ガスで４３体積％のＣＯ２が含まれる。上記説明の通り、この含有量では、たとえばソーダ灰プラントにおける産業利用が可能になる。
【0055】
本発明に係るこのような炉の変形例として、この方法の空気の入力をさらに減らすため、冷却空気の流れが抑制されるようになっていてもよい。たとえば、この入力は、５０％まで抑制され、２９０Ｎｍ３／ｔの冷却空気であってもよい。この減少した体積は、焼成モードの唯一のシャフトの供給ダクト７を介して導入されるようになっていてもよいし、両シャフトの供給ダクト７を利用して導入されるようになっていてもよい。この方策によって、ヒュームの希釈が５０％低下する。このため、出口８を介して排出されたか焼材料の冷却の程度は弱くなる。したがって、耐熱鋼製除荷テーブルおよび鋼製ドラッグチェーン等、１００℃よりも高い温度に耐えられる除荷設備の提供が必要となる。石灰が高温で出てくるため、冷却空気による熱回収はほとんどないが、これは、燃焼時に１２０Ｎｍ３／ｔのＣＯ２が形成されるように燃料の入力を少し増やすことによって補償される。一方、このような増加には、再循環回路において炉から排出される１７３０Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物の収集を８６５Ｎｍ３／ｔに変更するとともに、この収集した廃棄物を２００Ｎｍ３／ｔのＯ２と混合することによって、このように形成された酸化性混合物中のＯ２の質量濃度を同じ２３％に維持するとともに、燃焼中の化学量論的必要量に対して同じ１９重量％の過剰な酸素を得る必要がある。したがって、煙突では、ＣＯ２含有量が乾燥ガスで６３体積％と高い８６５Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物しか得られない。
【0056】
実際のところ、煙突では、か焼材料を１００℃の基準温度まで冷却するのに必要な熱力学的最小体積の１００％～５０％に冷却空気量を調整することによって、４０体積％～６５体積％のカスタムＣＯ２濃度を規定可能である。この目的で設置された高温除荷・移送システムとの石灰の温度適合性の限界内において、冷却空気の入力を５０％未満に抑えることで、より高い濃度のＣＯ２を得ることが可能となり得る。
【0057】
【0058】
この場合は、除去システムの設置によって、加熱された冷却空気がか焼材料との接触により抽出される。シャフト１および２にはそれぞれ、排出要素２６との接続によって加熱された冷却空気を炉から除去可能な収集リング２５が接続炉筒３および周辺チャネル１３の下方に設けられている。このように、燃焼ヒュームのごく一部の抽出により、燃焼空気の一部または全部が必要に応じて抽出されるようになっていてもよい。実際のところは、図２ａに示すように、降下するガスが冷却エリアＣ中深くに侵入するため、冷却空気は、収集リングが配置された炉の外壁に押し付けられる。シャフトは任意選択として、接続炉筒３の下方において、排出要素２６との接続により加熱された冷却空気の中央除去を可能にする中央収集要素２７を底部にさらに備えていてもよい。
【0059】
矩形の炉の場合は、側方回収エリアの使用により、収集リングなしで冷却空気を抽出することも可能である。図５に見られるように、各シャフトは、４つの面を含む。あるシャフトの面２８が隣接シャフトの面２９に対向するとともに、各シャフトが互いに対向する面と反対の第２の面３０および３１を備え含む。ガス移動チャネルは、それぞれの面２８および２９を介して一方のシャフトを他方に直接接続する接続炉筒３である。接続炉筒の下方において、面２８～３１にはそれぞれ、排出要素２６との接続によって加熱された冷却空気を炉から除去可能な収集トンネル３２～３５が設けられている。
【0060】
矩形シャフトの炉におけるガス流の広がりが非対称であることから（図２ｂ参照）、冷却空気は、高温のヒュームによって一方の面にしか押されない。また、シャフト１が焼成モードでシャフト２が予熱モードの図示の炉において、反転システム１６は、収集トンネル３２および３４しか開放しない。また、後続のサイクルにおいては、収集トンネル３３および３５しか開放されない。
【0061】
図４に示す炉において、使用する炭酸塩岩の量および冷却空気の流量は、上述の従来の炉と同じである。加熱された冷却空気は、排出要素２６を介して炉から除去される。シャフト１においては、燃焼時に１０５Ｎｍ３／ｔのＣＯ２が形成されるように、燃料の導入が実行される。シャフト２の頂部では、１３３０Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物が排出される。ＣＯ２が豊富なこの排出ガス状廃棄物のうちの７３０Ｎｍ３／ｔが再循環回路１８を介して収集される。この再循環廃棄物は、２２０Ｎｍ３／ｔのＯ２と混合されることにより、このように形成された酸化性混合物中のＯ２の質量濃度を同じ２３％に維持するとともに、燃焼中の化学量論的必要量に対して同じ１９重量％の過剰な酸素を得ることができる。したがって、煙突では、ＣＯ２含有量が乾燥ガスで９６％の６００Ｎｍ３／ｔのガス状廃棄物しか得られない。
【0062】
図４に示す炉においては、排出要素２６により除去される高温空気のエネルギーの一部を回収するため、高濃度酸素との混合前または混合後に、熱交換器３６を用いて再循環ガス状廃棄物の一部の熱交換が行われるようになっていてもよい。
【0063】
さらに、接続炉筒３および周辺チャネル１３においては、注入ダクト３７の使用によって、炉から排出されるガス状廃棄物の前記収集した一部のごく一部が注入されるようになっていてもよい。任意選択として事前に、熱交換器（たとえば、熱交換器３６）の使用によって、炉から除去される加熱された冷却空気と注入される前記ごく一部との間の熱交換が行われるようになっていてもよい。熱交換器３６がない場合は、図示しない熱交換器が注入ダクト３７に設けられていてもよい。
【0064】
さらに別の変形例によれば、接続炉筒および／または周辺リングの選択箇所での水の注入によって、炉筒の温度が緩和されるようになっていてもよい。この追加の水は、乾燥ガスでＣＯ２の濃度を希釈する効果を持たない。
【0065】
炉から除去される加熱された冷却空気から熱を回収するこのような構成は当然のことながら、熱交換器のほか、接続炉筒におけるこのようなＣＯ２または水注入装置の使用により、矩形シャフトの炉でも提供可能である。
【0066】
図４に示す炉と類似の炉の設計では、２つのシャフトのうちの一方の底部においてのみ、冷却空気が注入されるようになっていてもよいことが明らかである。
【0067】
以下の表１には、従来の炉および本発明に係るさまざまな炉の変形例における流れを含み、表２には、炉の入口におけるさまざまなガス状元素の量を含む。
【0068】
【0069】
【表1】
【0070】
【表2】
【0071】
本発明は、上述の実施形態に何ら限定されず、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく変更可能であることが了解される。
【0072】
たとえば、空気で冷却される燃料噴射ノズルを熱絶縁ノズルに置き換え可能であっても都合が良い。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】