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JP5582414B2 - Exhaust gas cooling device - Google Patents
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JP5582414B2 JP2011070608A JP2011070608A JP5582414B2 JP 5582414 B2 JP5582414 B2 JP 5582414B2 JP 2011070608 A JP2011070608 A JP 2011070608A JP 2011070608 A JP2011070608 A JP 2011070608A JP 5582414 B2 JP5582414 B2 JP 5582414B2
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Description

本発明は、排ガスの冷却装置に関し、より特定的には、セメント原料を焼成する際に排出される排ガスの冷却装置に関する。
The present invention relates to a cooling system of exhaust gas, and more particularly to a cooling apparatus of an exhaust gas discharged upon firing the cement material.

セメント産業において、ナトリウム、カリウム等のアルカリや塩素等の種々の揮発性の不純物が含まれている産業廃棄物等をセメント原料の一部として利用することが進められている。これは、リサイクルの観点からも要望されている。特に、近年は、セメント生産量に対し、塩素含有産業廃棄物の処理の増加や、高濃度塩素含有産業廃棄物の処理等が期待されており、セメントから塩素を除去する技術が望まれている。   In the cement industry, the use of industrial wastes containing various volatile impurities such as alkalis such as sodium and potassium, and chlorine, as part of the cement raw material has been promoted. This is also requested from the viewpoint of recycling. In particular, in recent years, the treatment of chlorine-containing industrial waste and the treatment of high-concentration chlorine-containing industrial waste are expected for cement production, and technology for removing chlorine from cement is desired. .

セメントから塩素を除去する技術として、セメント原料を焼成する系内から排ガスの一部を抽気して塩素を除去する技術が挙げられる(例えば特許文献1、特許文献2)。   As a technique for removing chlorine from cement, there is a technique for extracting chlorine by extracting a part of exhaust gas from a system for firing cement raw materials (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1には、二重管構造のプローブをキルン排ガス流路に連通させ、該プローブの内管を介してキルン排ガスの一部を抽気するとともに、該プローブの内管と外管との間の流体通路に冷却空気を供給するキルンバイパスにおける排ガス冷却方法において、冷却空気を内管の先端部内方に案内して該プローブの先端部に混合急冷域を形成することを特徴とするキルンバイパスにおける排ガスの冷却方法が開示されている。   In Patent Document 1, a probe having a double-pipe structure is communicated with a kiln exhaust gas flow path, and a part of the kiln exhaust gas is extracted through the inner pipe of the probe, and between the inner pipe and the outer pipe of the probe. In the exhaust gas cooling method in a kiln bypass for supplying cooling air to the fluid passage of the kiln bypass, the cooling air is guided inwardly at the tip of the inner tube to form a mixed quenching region at the tip of the probe. An exhaust gas cooling method is disclosed.

特許文献2には、セメントクリンカ製造装置のキルン排ガスを抽気するための抽気プローブと、抽気プローブに連結され冷却空気を吹き込むための吸込部を備える冷却室と、冷却室からキルン排ガスと冷却空気を送気するための連結管とを備えたキルン排ガス抽気設備において、吸込部は抽気プローブの長手方向に対して直交し、かつ、冷却空気が旋回流を形成するように冷却室の垂直断面の接線方向に設けられてなるキルン排ガス抽気設備が開示されている。   Patent Document 2 discloses an extraction probe for extracting the kiln exhaust gas of the cement clinker manufacturing apparatus, a cooling chamber having a suction unit connected to the extraction probe for blowing cooling air, and the kiln exhaust gas and the cooling air from the cooling chamber. In a kiln exhaust gas bleed facility equipped with a connecting pipe for supplying air, the suction section is orthogonal to the longitudinal direction of the bleed probe, and the tangent line of the vertical section of the cooling chamber so that the cooling air forms a swirling flow A kiln exhaust gas extraction facility provided in a direction is disclosed.

特開平11−35355号公報JP-A-11-35355 特開2008−239413号公報JP 2008-239413 A

しかしながら、特許文献1に開示のキルンバイパスにおける排ガスの冷却方法では、プローブの外管に供給された冷却ガスを内管の先端部内方に案内して、プローブの先端部でキルン排ガスと冷却空気との混合急冷域を形成している。このため、プローブの先端部の混合急冷域において、冷却空気は、キルン排ガスが流れる方向と対向する方向に流れ込む。したがって、冷却空気の一部がプレヒータ側に逆流し、プレヒータ内の温度が低下してしまう。   However, in the exhaust gas cooling method in the kiln bypass disclosed in Patent Document 1, the cooling gas supplied to the outer tube of the probe is guided inward of the distal end portion of the inner tube, and the kiln exhaust gas and the cooling air are The mixed quenching zone is formed. For this reason, in the mixed quenching region at the tip of the probe, the cooling air flows in a direction opposite to the direction in which the kiln exhaust gas flows. Therefore, a part of the cooling air flows backward to the preheater side, and the temperature in the preheater decreases.

また、特許文献2に開示のセメントキルン排ガスの抽気装置では、吸込部は抽気プローブの長手方向に直交するように設けられている。このため、冷却空気は、キルン排ガスの流れる方向と直交する方向に流れ込む。したがって、冷却空気の一部がプレヒータ側に逆流し、プレヒータ内の温度が低下してしまう。   In the cement kiln exhaust gas extraction device disclosed in Patent Document 2, the suction portion is provided so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the extraction probe. For this reason, cooling air flows in the direction orthogonal to the direction through which kiln exhaust gas flows. Therefore, a part of the cooling air flows backward to the preheater side, and the temperature in the preheater decreases.

本発明は、上記問題点に鑑み、プレヒータ内の温度の低下を抑制して排ガスを冷却することが可能な排ガスの冷却装置を提供することを課題とする。
In view of the above problems, and aims to provide a cooling device of the exhaust gas which can suppress the drop in temperature in the preheater cools the exhaust gas.

本発明の排ガスの冷却装置は、セメント原料を仮焼するプレヒータと、プレヒータで仮焼されたセメント原料を焼成するキルンと、プレヒータ及びキルンの少なくとも一方から排出される排ガスの一部を抽気するプローブと、排ガスを抽気する方向に向けて傾斜した態様でプローブに接続されるとともに、プローブの内部へ冷却ガスを供給する供給部とを備え、プローブにおいて供給部と接続された領域における排ガスを抽気する方向に沿って延在する方向と、供給部においてプローブ側に向けて延在する方向とのなす角度が70度以下であることを特徴としている。   The exhaust gas cooling device of the present invention includes a preheater for calcining cement raw material, a kiln for calcining cement raw material calcined by the preheater, and a probe for extracting a part of exhaust gas discharged from at least one of the preheater and the kiln. And a supply unit that supplies cooling gas to the inside of the probe, and extracts the exhaust gas in the region connected to the supply unit in the probe. The angle formed between the direction extending along the direction and the direction extending toward the probe side in the supply unit is 70 degrees or less.

本発明の排ガスの冷却装置によれば、プローブ内において排ガスを抽気する方向と、供給部において冷却ガスを供給する方向とのなす角度が70度以下であるので、プローブ内を流れる排ガスの方向と直交及び対向する方向に、冷却ガスが流れることを抑制できる。このため、冷却ガスがプレヒータ側に向けて流れることを抑制できる。したがって、プレヒータ内の温度の低下を抑制して排ガスを冷却することができる。
According to the cooling device of the exhaust gas of the present invention, the direction of extraction of the exhaust gas in the probe, the angle between the direction for supplying the cooling gas in the supply unit is not more than 70 degrees, the direction of the exhaust gas flowing through the probe It is possible to suppress the cooling gas from flowing in a direction perpendicular to and opposite to the direction. For this reason, it can suppress that cooling gas flows toward the preheater side. Therefore, the exhaust gas can be cooled while suppressing a decrease in the temperature in the preheater.

以上説明したように、本発明によれば、プレヒータ内の温度の低下を抑制して排ガスを冷却することが可能な排ガスの冷却装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cooling system of exhaust gas that can suppress the drop in temperature in the preheater cools the exhaust gas.

本発明の実施の形態1における排ガスの冷却装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cooling device of the exhaust gas in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるライジングダクト近傍を示し、図1における領域IIの拡大模式図である。FIG. 2 is an enlarged schematic view of a region II in FIG. 本発明の実施の形態1における排ガスの冷却装置を構成するプローブ及び供給部を示し、図1における領域IIIの拡大模式図である。FIG. 3 is an enlarged schematic diagram of a region III in FIG. 1, showing a probe and a supply unit that constitute the exhaust gas cooling device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1におけるプローブの延在方向と供給部の延在方向とのなす角度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the angle which the extension direction of the probe in Embodiment 1 of this invention makes and the extension direction of a supply part. 本発明の実施の形態1の変形例における排ガスの冷却装置を構成するプローブ及び供給部を示し、図1における領域Vの拡大模式図である。FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of a region V in FIG. 1, showing a probe and a supply unit that constitute an exhaust gas cooling device in a modification of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2における排ガスの冷却装置を構成するプローブ及び供給部を示す拡大模式図である。It is an expansion schematic diagram which shows the probe and supply part which comprise the exhaust gas cooling device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の変形例における排ガスの冷却装置を構成するプローブ及び供給部を示す拡大模式図である。It is an expansion schematic diagram which shows the probe and supply part which comprise the cooling device of the waste gas in the modification of Embodiment 2 of this invention. 実施例における排ガス及び冷却ガスの流れを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the flow of the waste gas and cooling gas in an Example.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
まず、図1〜図4を参照して、本発明の一実施の形態である排ガスの冷却装置について説明する。実施の形態1の排ガスの冷却装置は、セメント原料を焼成する際に排出される排ガスG1の一部を抽気し、抽気された排ガスG1を冷却するための装置である。
(Embodiment 1)
First, an exhaust gas cooling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The exhaust gas cooling device of the first embodiment is a device for extracting a part of the exhaust gas G1 discharged when the cement raw material is fired, and cooling the extracted exhaust gas G1.

具体的には、図1に示すように、本実施の形態における排ガスの冷却装置は、セメントクリンカ製造装置10の一部を構成し、プローブ16と、冷却ガス供給部17とを備えている。クリンカ製造装置10は、原料供給部11と、プレヒータ12と、ライジングダクト13と、キルン14と、冷却部15と、プローブ16と、冷却ガス供給部17と、固気分離手段18とを備えている。   Specifically, as shown in FIG. 1, the exhaust gas cooling device in the present embodiment constitutes a part of a cement clinker manufacturing device 10 and includes a probe 16 and a cooling gas supply unit 17. The clinker manufacturing apparatus 10 includes a raw material supply unit 11, a preheater 12, a rising duct 13, a kiln 14, a cooling unit 15, a probe 16, a cooling gas supply unit 17, and a solid gas separation unit 18. Yes.

原料供給部11は、セメント原料Mを貯留可能であり、プレヒータ12を介してキルン14にセメント原料Mを供給する。   The raw material supply unit 11 can store the cement raw material M and supplies the cement raw material M to the kiln 14 via the preheater 12.

この原料供給部11は、プレヒータ12(本実施の形態では移動部PM)に接続されている。プレヒータ12は、複数のサイクロンを多段に接続したニューサスペンションプレヒータであり、図1に示すように、サイクロン12a〜12dと、仮焼炉12eと、移動部PM、PG1とを含んでいる。   The raw material supply unit 11 is connected to a preheater 12 (moving unit PM in the present embodiment). The preheater 12 is a new suspension preheater in which a plurality of cyclones are connected in multiple stages, and includes cyclones 12a to 12d, a calcining furnace 12e, and moving parts PM and PG1, as shown in FIG.

移動部PMは、サイクロン12a〜12d及び仮焼炉12eに主にセメント原料Mを移動させるものであり、原料供給部11及びサイクロン12aと、サイクロン12a及びサイクロン12bと、サイクロン12b及びサイクロン12cと、サイクロン12c及び仮焼炉12eと、仮焼炉12e及びサイクロン12dと、サイクロン12d及びライジングダクト13とを接続している。   The moving unit PM mainly moves the cement raw material M to the cyclones 12a to 12d and the calcining furnace 12e, the raw material supply unit 11 and the cyclone 12a, the cyclone 12a and the cyclone 12b, the cyclone 12b and the cyclone 12c, The cyclone 12c and the calcining furnace 12e, the calcining furnace 12e and the cyclone 12d, and the cyclone 12d and the rising duct 13 are connected.

移動部PG1は、仮焼炉12e及びサイクロン12d〜12aに主として排ガスG1を移動させるものであり、ライジングダクト13及び仮焼炉12eと、仮焼炉12e及びサイクロン12dと、サイクロン12d及びサイクロン12cと、サイクロン12c及びサイクロン12bと、サイクロン12b及びサイクロン12aとを接続している。   The moving unit PG1 mainly moves the exhaust gas G1 to the calcining furnace 12e and the cyclones 12d to 12a. The cyclone 12c and the cyclone 12b are connected to the cyclone 12b and the cyclone 12a.

サイクロン12a〜12cは、移動部PG1により移動され、かつ仮焼炉12e及び後述するキルン14から排出された排ガスG1と、移動部PMにより移動されるセメント原料Mとを熱交換する。サイクロン12dは、仮焼炉12e及び後述するキルン14で排出された排ガスG1と、仮焼炉12eで仮焼したセメント原料Mとを分離する。   The cyclones 12a to 12c are moved by the moving part PG1, and exchange heat between the exhaust gas G1 discharged from the calcining furnace 12e and the kiln 14 described later and the cement raw material M moved by the moving part PM. The cyclone 12d separates the exhaust gas G1 discharged from the calcining furnace 12e and the kiln 14 described later and the cement material M calcined in the calcining furnace 12e.

仮焼炉12eは、サイクロン12a〜12cにより加熱されたセメント原料Mを所定の温度で仮焼する。所定の温度とは、例えば800℃以上1000℃以下である。また、仮焼炉12eは、後述するキルン14から排出される排ガスG1を、ライジングダクト13を介してサイクロン12dに供給する。   The calcining furnace 12e calcines the cement raw material M heated by the cyclones 12a to 12c at a predetermined temperature. The predetermined temperature is, for example, 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. The calcining furnace 12e supplies exhaust gas G1 discharged from a kiln 14 described later to the cyclone 12d via the rising duct 13.

図1及び図2に示すように、ライジングダクト13は、サイクロン12dに接続された移動部PMと、仮焼炉12eに接続された移動部PG1と、窯尻30を介してキルン14と、プローブ16とを接続している。ライジングダクト13の内部には、セメント原料M及び排ガスG1が通過する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the rising duct 13 includes a moving part PM connected to the cyclone 12d, a moving part PG1 connected to the calcining furnace 12e, a kiln 14 via a kiln butt 30, and a probe. 16 is connected. Inside the rising duct 13, the cement raw material M and the exhaust gas G <b> 1 pass.

キルン14は、仮焼炉12eで仮焼されたセメント原料Mを焼成する。このキルン14内に燃料を噴出させるためのバーナ14aが配置されている。キルン14では、例えば1300℃以上1500℃以下に加熱することが可能である。キルン14でセメント原料Mを焼成することにより、セメントクリンカCを製造できる。   The kiln 14 fires the cement raw material M calcined in the calcining furnace 12e. A burner 14 a for ejecting fuel is disposed in the kiln 14. The kiln 14 can be heated to, for example, 1300 ° C. or more and 1500 ° C. or less. Cement clinker C can be produced by firing the cement raw material M with the kiln 14.

冷却部15は、キルン14で焼成されたセメント原料M(セメントクリンカC)を冷却する。冷却部15は、例えばキルン14で用いられる燃焼用空気と、焼成されたセメント原料Mとを熱交換するクリンカクーラである。   The cooling unit 15 cools the cement raw material M (cement clinker C) fired in the kiln 14. The cooling unit 15 is a clinker cooler that exchanges heat between the combustion air used in the kiln 14 and the fired cement raw material M, for example.

プローブ16は、プレヒータ12及びキルン14の少なくとも一方から排出される排ガスG1の一部を抽気する。本実施の形態のプローブ16は、キルン14から排出された排ガスG1の一部を、ライジングダクト13を介して抽気している。ここでは、プローブ16の取付位置をライジングダクト13としているが、取付位置は特に限定されず、例えば窯尻30であってもよい。   The probe 16 extracts a part of the exhaust gas G1 discharged from at least one of the preheater 12 and the kiln 14. The probe 16 of the present embodiment bleeds a part of the exhaust gas G1 discharged from the kiln 14 through the rising duct 13. Here, the mounting position of the probe 16 is the rising duct 13, but the mounting position is not particularly limited, and may be a kiln butt 30, for example.

図1及び図3に示すように、冷却ガス供給部17は、排ガスG1を抽気する方向(図3における左方向)に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続されるとともに、プローブ16の内部へ冷却ガスG2を供給する。言い換えると、プレヒータ12及びキルン14と反対側の方向(図1及び図3における左側)に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続されるとともに、プローブ16の内部へ冷却ガスG2を供給する。さらに言い換えると、冷却ガス供給部17は、プローブ16の延在方向のうち、プレヒータ12及びキルン14が配置された側と反対側に向けた方向に傾斜している。   As shown in FIGS. 1 and 3, the cooling gas supply unit 17 is connected to the probe 16 in a manner inclined toward the direction of extracting the exhaust gas G <b> 1 (left direction in FIG. 3), and to the inside of the probe 16. A cooling gas G2 is supplied. In other words, it is connected to the probe 16 in an inclined manner toward the direction opposite to the preheater 12 and the kiln 14 (left side in FIGS. 1 and 3), and the cooling gas G2 is supplied into the probe 16. In other words, the cooling gas supply unit 17 is inclined in a direction toward the side opposite to the side where the preheater 12 and the kiln 14 are arranged in the extending direction of the probe 16.

図1、図3及び図4に示すように、プローブ16において排ガスG1を抽気する方向(供給する方向)に沿って延在する方向x(プローブ16の延在方向x)と、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向y(冷却ガス供給部17の延在方向y)とのなす角度θが70度以下である。プローブ16の延在方向xは、プローブ16のうち冷却ガス供給部17と接続される領域において、排ガスG1を抽気する方向に沿って延在する方向である。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the direction x (the extending direction x of the probe 16) extending along the direction (supply direction) of extracting the exhaust gas G <b> 1 in the probe 16, and the cooling gas supply unit 17, the angle θ formed by the direction y extending in the direction toward the probe 16 (the extending direction y of the cooling gas supply unit 17) is 70 degrees or less. The extending direction x of the probe 16 is a direction extending along the direction in which the exhaust gas G1 is extracted in the region of the probe 16 connected to the cooling gas supply unit 17.

角度θを別の表現にすると、プローブ16の冷却ガス供給部17との接続領域においてプレヒータ12及びキルン14と反対側(図1、図3及び図4における左側)に向けて延在する方向xと、冷却ガス供給部17においてプローブ16側(図1、図3及び図4における上側)に向けて延在する方向yとのなす角度θである。さらに言い換えると、排ガスG1の抽気方向と、冷却ガスG2の供給方向とのなす角度θが70度以下である。   If the angle θ is expressed in another way, the direction x extending toward the side opposite to the preheater 12 and the kiln 14 (the left side in FIGS. 1, 3, and 4) in the connection region of the probe 16 with the cooling gas supply unit 17. And the angle θ formed by the direction y extending toward the probe 16 side (the upper side in FIGS. 1, 3, and 4) in the cooling gas supply unit 17. Furthermore, in other words, the angle θ formed by the extraction direction of the exhaust gas G1 and the supply direction of the cooling gas G2 is 70 degrees or less.

なお、角度θが90度の場合は、プローブ16と冷却ガス供給部17とは互いに直交する態様で接続される。角度θが90度を超えると、冷却ガス供給部17は、排ガスG1の抽気方向と反対方向に向けて傾斜する態様でプローブ16に接続される。   When the angle θ is 90 degrees, the probe 16 and the cooling gas supply unit 17 are connected in a manner orthogonal to each other. When the angle θ exceeds 90 degrees, the cooling gas supply unit 17 is connected to the probe 16 in such a manner that the cooling gas supply unit 17 is inclined in the direction opposite to the extraction direction of the exhaust gas G1.

角度θは、70度以下であり、20度以上60度以下が好ましく、30度以上50度以下がより好ましい。角度θが70度以下の場合、図3に示すように、冷却ガスG2が供給される方向は、排ガスG1が抽気される方向と直交及び逆方向にならないため、冷却ガスG2が排ガスG1に逆流することを抑制できる。このため、冷却ガスG2がプレヒータ12及びキルン14へ流れることを抑制できるので、プレヒータ12内の温度の低下を抑制して、排ガスG1を冷却することができる。角度θが60度以下の場合、冷却ガスG2が排ガスG1に逆流することをより抑制できる。角度θが50度以下の場合、冷却ガスG2が排ガスG1に逆流することをより効果的に抑制できる。
一方、角度θが20度以上の場合、冷却ガスG2を排ガスG1に均一化を高めて混合できるので、排ガスG1の冷却性能の均一化を高めることで、排ガスG1の冷却効果を高めることができる。さらに、排ガスG1と冷却ガスG2との十分な混合までに要する時間を短縮できるので、排ガスG1を急激に冷却することができるため、揮発成分を含む排ガスG1は潮解性を有するが、揮発性成分がプローブ16内に付着することを抑制できる。プローブ16内の付着物を低減できるので、排ガスG1及び冷却ガスG2(混合ガスG3)の流路が狭くなることを抑制できることにより、通風抵抗が増大することを抑制できる。このため、混合ガスG3を維持するための誘引ファン(例えば固気分離手段の出口に配置される)の電気的負荷を低減することもできる。角度θが30度以上の場合、排ガスG1の冷却効果をより高めることができるとともに、揮発性成分による付着物をより低減することができる。
The angle θ is 70 degrees or less, preferably 20 degrees or more and 60 degrees or less, and more preferably 30 degrees or more and 50 degrees or less. When the angle θ is 70 degrees or less, as shown in FIG. 3, the direction in which the cooling gas G2 is supplied is not orthogonal to or opposite to the direction in which the exhaust gas G1 is extracted, so that the cooling gas G2 flows backward to the exhaust gas G1. Can be suppressed. For this reason, since it can suppress that the cooling gas G2 flows into the preheater 12 and the kiln 14, the fall of the temperature in the preheater 12 can be suppressed and the waste gas G1 can be cooled. When angle (theta) is 60 degrees or less, it can suppress more that the cooling gas G2 flows back into the waste gas G1. When angle (theta) is 50 degrees or less, it can suppress more effectively that the cooling gas G2 flows back into the waste gas G1.
On the other hand, when the angle θ is 20 degrees or more, the cooling gas G2 can be mixed with the exhaust gas G1 with higher uniformity, so that the cooling effect of the exhaust gas G1 can be enhanced by increasing the uniformity of the cooling performance of the exhaust gas G1. . Furthermore, since the time required for sufficient mixing of the exhaust gas G1 and the cooling gas G2 can be shortened, the exhaust gas G1 can be rapidly cooled. Therefore, the exhaust gas G1 containing a volatile component has deliquescence, Can be prevented from adhering to the inside of the probe 16. Since the deposits in the probe 16 can be reduced, it is possible to suppress the narrowing of the flow paths of the exhaust gas G1 and the cooling gas G2 (mixed gas G3), thereby suppressing an increase in ventilation resistance. For this reason, the electrical load of the induction fan (for example, arrange | positioned at the exit of a solid-gas separation means) for maintaining the mixed gas G3 can also be reduced. When angle (theta) is 30 degrees or more, while being able to improve the cooling effect of exhaust gas G1, the deposit | attachment by a volatile component can be reduced more.

プローブ16において、冷却ガス供給部17に対して、プレヒータ12及びキルン14と反対側の領域では、プレヒータ12及びキルン14の少なくとも一方から排出された排ガスG1と、冷却ガス供給部17により供給された冷却ガスG2とが混合された混合ガスG3が流れる。   In the probe 16, the exhaust gas G 1 discharged from at least one of the preheater 12 and the kiln 14 and the cooling gas supply unit 17 are supplied to the cooling gas supply unit 17 in the region opposite to the preheater 12 and the kiln 14. A mixed gas G3 mixed with the cooling gas G2 flows.

図1に示すように、固気分離手段18は、混合ガスG3を移動する移動部PG3を介して、プローブ16と接続されている。固気分離手段18は、混合ガスG3を構成する排ガスG1に含まれるダストを除去する。固気分離手段18は、固体と気体とを分離できれば特に限定されず、例えばバックフィルタ、サイクロン、ダストチャンバ、及びこれらの組み合わせなどを用いることができる。   As shown in FIG. 1, the solid-gas separation means 18 is connected to the probe 16 via a moving part PG3 that moves the mixed gas G3. The solid gas separation means 18 removes dust contained in the exhaust gas G1 constituting the mixed gas G3. The solid-gas separation means 18 is not particularly limited as long as the solid and the gas can be separated, and for example, a back filter, a cyclone, a dust chamber, and a combination thereof can be used.

固気分離手段18でダストが除去された混合ガスG3を移動する移動部PG3は、サイクロン12aで熱交換が終了した排ガスG1が移動する移動部PG1と接続されている。   The moving part PG3 that moves the mixed gas G3 from which dust has been removed by the solid-gas separation means 18 is connected to the moving part PG1 to which the exhaust gas G1 that has been heat-exchanged by the cyclone 12a moves.

続いて、本実施の形態における排ガスの冷却方法について説明する。本実施の形態における排ガスの冷却方法は、図1〜図4に示す排ガスの冷却装置を用いて、排ガスG1を冷却する。   Next, the exhaust gas cooling method in the present embodiment will be described. The exhaust gas cooling method in the present embodiment cools the exhaust gas G1 using the exhaust gas cooling device shown in FIGS.

始めに、セメント原料MをセメントクリンカCに製造する工程について説明する。
図1に示すように、原料供給部11から供給するセメント原料Mを、移動部PMを介してサイクロン12a、12b、12cのそれぞれに通過させる。このとき、サイクロン12a、12b、12cにおいて、排ガスG1と熱交換することで、セメント原料Mを加熱する。さらに、加熱したセメント原料Mを移動部PMを介して仮焼炉12eに供給し、仮焼炉12eにおいてセメント原料Mを仮焼する。仮焼したセメント原料Mを、移動部PM(図示せず)を介してサイクロン12dに通過させる。このとき、サイクロン12dにおいて、排ガスG1と熱交換することで、仮焼したセメント原料Mをさらに加熱する。次いで、仮焼したセメント原料Mを、移動部PM、ライジングダクト13及び窯尻30を介してキルン14に供給する。供給されたセメント原料Mをバーナ14aを用いてキルン14で焼成して、セメントクリンカCを製造する。このセメントクリンカCを冷却部15にて冷却する。なお、揮発性不純物はキルン14の高温領域で大部分が揮発し、プレヒータ12にて再び原料Mに取り込まれて循環濃縮される。
First, the process for producing the cement raw material M into the cement clinker C will be described.
As shown in FIG. 1, the cement raw material M supplied from the raw material supply part 11 is allowed to pass through each of the cyclones 12a, 12b, and 12c via the moving part PM. At this time, the cement raw material M is heated by exchanging heat with the exhaust gas G1 in the cyclones 12a, 12b, and 12c. Furthermore, the heated cement raw material M is supplied to the calcining furnace 12e via the moving part PM, and the cement raw material M is calcined in the calcining furnace 12e. The calcined cement raw material M is passed through the cyclone 12d through the moving part PM (not shown). At this time, the calcined cement raw material M is further heated by exchanging heat with the exhaust gas G1 in the cyclone 12d. Next, the calcined cement raw material M is supplied to the kiln 14 via the moving part PM, the rising duct 13 and the kiln bottom 30. The supplied cement raw material M is baked by the kiln 14 using the burner 14a, and the cement clinker C is manufactured. The cement clinker C is cooled by the cooling unit 15. Note that most of the volatile impurities are volatilized in the high temperature region of the kiln 14 and are taken into the raw material M by the preheater 12 and circulated and concentrated.

この状態において、プレヒータ12及びキルン14の少なくとも一方から排出される排ガスG1の一部を抽気し、抽気した排ガスG1を冷却する。本実施の形態では、以下のように排ガスG1を冷却する。   In this state, a part of the exhaust gas G1 discharged from at least one of the preheater 12 and the kiln 14 is extracted, and the extracted exhaust gas G1 is cooled. In the present embodiment, the exhaust gas G1 is cooled as follows.

なお、セメント原料Mを焼成する際に排出される排ガスG1の一部を抽気し、抽気した排ガスG1から揮発性成分を除去することにより、排ガスを処理することができる。   Note that the exhaust gas can be treated by extracting a part of the exhaust gas G1 discharged when the cement raw material M is fired and removing volatile components from the extracted exhaust gas G1.

まず、セメント原料Mを仮焼するプレヒータ12及び仮焼されたセメント原料Mを焼成するキルン14の少なくとも一方から排出される排ガスG1の一部を、プローブ16の内部に抽気する。本実施の形態では、キルン14から排出される排ガスG1の一部をプローブ16に抽気する。抽気する方法は特に限定されず、例えばファン(図示せず)により抽気することが可能である。   First, a part of the exhaust gas G1 discharged from at least one of the preheater 12 for calcining the cement material M and the kiln 14 for calcining the calcined cement material M is extracted into the probe 16. In the present embodiment, a part of the exhaust gas G1 discharged from the kiln 14 is extracted to the probe 16. The method for extracting air is not particularly limited, and for example, air can be extracted by a fan (not shown).

このとき、図2に示すように、ライジングダクト13では、底部に堆積したセメント原料Mと、プレヒータ12で仮焼されたセメント原料Mと、キルン14から排出される排ガスG1とが混在している。このため、キルン14からプローブ16またはプレヒータ12に排ガスG1が移動するとともに、プレヒータ12からキルン14へセメント原料Mが移動することで、底部に付着していた揮発性不純物及びセメント原料Mを含むダストDが舞い上がる。これにより、排ガスG1は、ダストDを含む。   At this time, as shown in FIG. 2, in the rising duct 13, the cement raw material M deposited on the bottom, the cement raw material M calcined by the preheater 12, and the exhaust gas G <b> 1 discharged from the kiln 14 are mixed. . For this reason, the exhaust gas G1 moves from the kiln 14 to the probe 16 or the preheater 12, and the cement raw material M moves from the preheater 12 to the kiln 14, whereby the dust containing the volatile impurities and the cement raw material M adhering to the bottom. D soars. Thereby, exhaust gas G1 contains dust D.

次に、図1、図3及び図4に示すように、排ガスG1を抽気する方向に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続された冷却ガス供給部17から、プローブ16の内部に冷却ガスG2を供給する。言い換えると、プレヒータ12及びキルン14と反対側の方向に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続された冷却ガス供給部17から、プローブ16の内部に冷却ガスG2を供給する。   Next, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, the cooling gas G <b> 2 is introduced into the probe 16 from the cooling gas supply unit 17 connected to the probe 16 in an inclined manner in the direction of extracting the exhaust gas G <b> 1. Supply. In other words, the cooling gas G <b> 2 is supplied to the inside of the probe 16 from the cooling gas supply unit 17 connected to the probe 16 in a manner inclined toward the direction opposite to the preheater 12 and the kiln 14.

この工程では、図3及び図4に示すように、排ガスG1を抽気する方向とのなす角度θが70度以下になるように冷却ガスG2を供給する。つまり、この工程では、排ガスG1が流れる方向と、冷却ガスG2が流れる方向とのなす角度θが70度以下になるように、冷却ガスG2を供給する。言い換えると、プローブ16においてプレヒータ12及びキルン14と反対側に向けて延在する方向xと、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向yとのなす角度θが70度以下になるように冷却ガスG2を供給する。なお、角度θが90度の場合は、排ガスG1が流れる方向と冷却ガスG2が流れる方向とは直交する。角度θが90度を超えると、冷却ガスG2は、排ガスG1の抽気方向と反対方向に向けて供給される。   In this step, as shown in FIGS. 3 and 4, the cooling gas G2 is supplied so that the angle θ formed with the direction in which the exhaust gas G1 is extracted is 70 degrees or less. That is, in this step, the cooling gas G2 is supplied so that the angle θ formed by the direction in which the exhaust gas G1 flows and the direction in which the cooling gas G2 flows is 70 degrees or less. In other words, the angle θ formed by the direction x extending toward the opposite side of the preheater 12 and the kiln 14 in the probe 16 and the direction y extending toward the probe 16 in the cooling gas supply unit 17 is 70 degrees or less. The cooling gas G2 is supplied so that When the angle θ is 90 degrees, the direction in which the exhaust gas G1 flows is orthogonal to the direction in which the cooling gas G2 flows. When the angle θ exceeds 90 degrees, the cooling gas G2 is supplied in the direction opposite to the extraction direction of the exhaust gas G1.

角度θは、70度以下であり、20度以上60度以下が好ましく、30度以上50度以下がより好ましい。角度θが70度以下の場合、図3に示すように、冷却ガスG2が供給される方向は、排ガスG1が抽気する方向と直交または逆方向にならないため、冷却ガスG2が排ガスG1に逆流することを抑制できる。このため、冷却ガスG2がプレヒータ12及びキルン14へ流れることを抑制できるので、プレヒータ12内の温度の低下を抑制して排ガスG1を冷却することができる。角度θが60度以下の場合、冷却ガスG2が排ガスG1に逆流することをより抑制できる。角度θが50度以下の場合、冷却ガスG2が排ガスG1に逆流することをより効果的に抑制できる。
一方、角度θが20度以上の場合、冷却ガスG2を排ガスG1に均一化を高めて混合できるので、排ガスG1の冷却性能の均一化を高めることで、排ガスG1の冷却効果を高めることができるとともに、排ガスG1に含まれていた揮発性成分による不純物がプローブ16内に付着することを抑制できる。角度θが30度以上の場合、排ガスG1の冷却効果をより高めることができるとともに、プローブ16における揮発性成分による付着物をより低減することができる。
The angle θ is 70 degrees or less, preferably 20 degrees or more and 60 degrees or less, and more preferably 30 degrees or more and 50 degrees or less. When the angle θ is 70 degrees or less, as shown in FIG. 3, the direction in which the cooling gas G2 is supplied is not orthogonal to or opposite to the direction in which the exhaust gas G1 is extracted, so that the cooling gas G2 flows backward to the exhaust gas G1. This can be suppressed. For this reason, since it can suppress that the cooling gas G2 flows into the preheater 12 and the kiln 14, the fall of the temperature in the preheater 12 can be suppressed and the exhaust gas G1 can be cooled. When angle (theta) is 60 degrees or less, it can suppress more that the cooling gas G2 flows back into the waste gas G1. When angle (theta) is 50 degrees or less, it can suppress more effectively that the cooling gas G2 flows back into the waste gas G1.
On the other hand, when the angle θ is 20 degrees or more, the cooling gas G2 can be mixed with the exhaust gas G1 with higher uniformity, so that the cooling effect of the exhaust gas G1 can be enhanced by increasing the uniformity of the cooling performance of the exhaust gas G1. At the same time, impurities due to volatile components contained in the exhaust gas G1 can be prevented from adhering in the probe 16. When the angle θ is 30 degrees or more, the cooling effect of the exhaust gas G1 can be further increased, and deposits due to volatile components in the probe 16 can be further reduced.

なお、この工程において供給する冷却ガスG2は、特に限定されず、例えば空気等を用いる。   In addition, the cooling gas G2 supplied in this process is not specifically limited, For example, air etc. are used.

この工程において、排ガスG1の流れに対して逆行しないように冷却ガスG2を供給することで、プレヒータ12及びキルン14側へ冷却ガスG2が流れ込むことを抑制できる。なお、冷却した排ガス(排ガスG1と冷却ガスG2との混合ガス)の処理方法は、例えば以下のように行う。   In this step, by supplying the cooling gas G2 so as not to go backward with respect to the flow of the exhaust gas G1, it is possible to suppress the cooling gas G2 from flowing into the preheater 12 and the kiln 14 side. In addition, the processing method of the cooled exhaust gas (mixed gas of exhaust gas G1 and cooling gas G2) is performed as follows, for example.

具体的には、冷却した排ガスG1を含む混合ガスG3を、図1に示すように、移動部PG3を介して固気分離手段18に供給する。この工程では、混合ガスG3に含まれるダストD(図2参照)を固気分離手段18で分離する。分離したダストDは、冷却装置の系外に排出されてもよい。あるいは、分離したダストDからセメント原料をさらに分離して、分離したセメント原料を原料供給部11へ移動して、再投入してもよい。   Specifically, the mixed gas G3 containing the cooled exhaust gas G1 is supplied to the solid-gas separation means 18 via the moving part PG3 as shown in FIG. In this step, the dust D (see FIG. 2) contained in the mixed gas G3 is separated by the solid gas separation means 18. The separated dust D may be discharged out of the system of the cooling device. Alternatively, the cement raw material may be further separated from the separated dust D, and the separated cement raw material may be moved to the raw material supply unit 11 and re-input.

一方、固気分離手段18でダストが除去された混合ガスG3は、プレヒータ12のサイクロン12aでセメント原料Mと熱交換が終了した排ガスG1と共に、冷却装置の系外へ排出される。   On the other hand, the mixed gas G3 from which the dust has been removed by the solid-gas separation means 18 is discharged out of the cooling system together with the exhaust gas G1 whose heat exchange with the cement raw material M has been completed by the cyclone 12a of the preheater 12.

(変形例)
図1及び図5を参照して、本発明の実施の形態の変形例1における排ガスの冷却装置及び冷却方法について説明する。変形例1は、基本的には実施の形態1と同様であるが、冷却ガス供給部17の構造において異なる。
(Modification)
With reference to FIG.1 and FIG.5, the cooling apparatus and cooling method of the waste gas in the modification 1 of embodiment of this invention are demonstrated. The first modification is basically the same as the first embodiment, but differs in the structure of the cooling gas supply unit 17.

図5に示すように、変形例1の排ガスの冷却装置を構成する冷却ガス供給部17は、図1におけるプローブ16において上方に突出した領域に接続されている。この場合であっても、冷却ガス供給部17は、排ガスG1を抽気する方向に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続されている。また、プローブ16において排ガスG1を抽気する方向に沿って延在する方向xと、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向yとのなす角度は70度以下である。   As shown in FIG. 5, the cooling gas supply part 17 which comprises the exhaust gas cooling device of the modification 1 is connected to the area | region which protruded upwards in the probe 16 in FIG. Even in this case, the cooling gas supply unit 17 is connected to the probe 16 in an inclined manner in the direction of extracting the exhaust gas G1. Further, the angle formed by the direction x extending along the direction in which the exhaust gas G1 is extracted from the probe 16 and the direction y extending toward the probe 16 in the cooling gas supply unit 17 is 70 degrees or less.

変形例1の排ガスG1の冷却方法は、プローブ16の内部を流れる排ガスG1の後半で冷却ガスG2を供給する。この場合であっても、排ガスG1を抽気する方向とのなす角度が70度以下になるように冷却ガスG2を供給する。   In the cooling method of the exhaust gas G1 of the first modification, the cooling gas G2 is supplied in the second half of the exhaust gas G1 flowing inside the probe 16. Even in this case, the cooling gas G2 is supplied so that the angle formed with the direction in which the exhaust gas G1 is extracted is 70 degrees or less.

ここで、変形例1のように、プローブ16において排ガスG1を抽気する方向に沿って延在する方向xが複数存在する場合には、プローブ16において冷却ガス供給部17と接続される領域の延在方向を意味する。   Here, as in Modification 1, when there are a plurality of directions x extending along the direction in which the exhaust gas G1 is extracted in the probe 16, the extension of the region of the probe 16 connected to the cooling gas supply unit 17 is extended. It means direction.

なお、本実施の形態及び変形例では、キルン14から排出される排ガスの冷却装置及び冷却方法について説明したが、本発明は、プレヒータ12から排出される排ガスについても適用可能である。つまり、本発明は、i)キルン14及びプレヒータ12から排出される排ガスの冷却装置及び冷却方法、ii)キルン14から排出される排ガスのみの冷却装置及び冷却方法、iii)プレヒータ12から排出される排ガスのみの冷却装置及び冷却方法を含む。   In addition, in this Embodiment and the modification, although the cooling apparatus and cooling method of the waste gas discharged | emitted from the kiln 14 were demonstrated, this invention is applicable also to the waste gas discharged | emitted from the preheater 12. FIG. That is, the present invention includes i) a cooling device and a cooling method for exhaust gas discharged from the kiln 14 and the preheater 12, ii) a cooling device and cooling method for only the exhaust gas discharged from the kiln 14, and iii) discharged from the preheater 12. Includes exhaust gas only cooling device and cooling method.

また、プレヒータ12から排出される排ガスは、サイクロン12a〜12d及び仮焼炉12eのいずれかの箇所を通過する排ガスであればよく、1つの箇所から排ガスを抽気してもよく、複数の箇所から排ガスを抽気してもよい。   Moreover, the exhaust gas discharged | emitted from the preheater 12 should just be the exhaust gas which passes any location of cyclones 12a-12d and the calcining furnace 12e, and exhaust gas may be extracted from one location, and it may be from several locations. The exhaust gas may be extracted.

また、プレヒータ12及びキルン14から排ガスを抽気する場合や、プレヒータ12内の複数箇所から排ガスを抽気する場合等については、それぞれの排ガスに接続された複数のプローブ16に排ガスを導入してもよく、それぞれの排ガスを1つのプローブ16に導入してもよい。   When exhaust gas is extracted from the preheater 12 and the kiln 14, or when exhaust gas is extracted from a plurality of locations in the preheater 12, the exhaust gas may be introduced into a plurality of probes 16 connected to the respective exhaust gases. Each exhaust gas may be introduced into one probe 16.

以上説明したように、本発明の実施の形態1及び変形例における排ガスG1の冷却装置及び冷却方法は、プローブ16内において排ガスG1を抽気する方向と、冷却ガス供給部17において冷却ガスG2を供給する方向とのなす角度θが70度以下である。   As described above, the exhaust gas G1 cooling apparatus and cooling method according to the first embodiment and the modification of the present invention supplies the cooling gas G2 in the direction in which the exhaust gas G1 is extracted in the probe 16 and the cooling gas supply unit 17. The angle θ formed with the direction to be is 70 degrees or less.

本発明の実施の形態1及び変形例における排ガスG1の冷却装置及び冷却方法によれば、プローブ16内を流れる排ガスG1の方向と直交及び対向する方向(方向xと逆方向)に冷却ガスG2が流れることを抑制できる。つまり、冷却ガスG2がプレヒータ12及びキルン14に流れることを抑制できる。これにより、プレヒータ12及びキルン14内の温度の低下を抑制して、排ガスG1を冷却することができる。   According to the exhaust gas G1 cooling device and the cooling method of the first embodiment and the modification of the present invention, the cooling gas G2 is in a direction orthogonal to and opposite to the direction of the exhaust gas G1 flowing in the probe 16 (the direction opposite to the direction x). Flow can be suppressed. That is, it is possible to suppress the cooling gas G2 from flowing into the preheater 12 and the kiln 14. Thereby, the fall of the temperature in the preheater 12 and the kiln 14 can be suppressed, and the exhaust gas G1 can be cooled.

このように、プレヒータ12及びキルン14内の温度の低下を抑制できると、プレヒータ12及びキルン14を流れるセメント原料Mの温度が低下することを抑制できる。このため、原料供給部11から供給するセメント原料Mの量に対する制約が小さくなる。つまり、原料供給部11から供給するセメント原料Mの量を過度に減少させる必要がない。したがって、セメント原料MからセメントクリンカCを製造する効率も向上することができる。   Thus, if the fall of the temperature in the preheater 12 and the kiln 14 can be suppressed, it can suppress that the temperature of the cement raw material M which flows through the preheater 12 and the kiln 14 falls. For this reason, the restriction | limiting with respect to the quantity of the cement raw material M supplied from the raw material supply part 11 becomes small. That is, it is not necessary to excessively reduce the amount of the cement raw material M supplied from the raw material supply unit 11. Therefore, the efficiency of manufacturing the cement clinker C from the cement raw material M can also be improved.

さらに、冷却ガスG2が、プローブ16においてプレヒータ12及びキルン14と反対側に向けて延在する方向xと逆方向に流れることを抑制できるので、冷却ガスG2の多くを排ガスG1の冷却に用いることができる。このため、本実施の形態の冷却装置及び冷却方法によれば、冷却ガスG2の量を大幅に増加させることなく、排ガスG1を効率よく冷却することが可能になる。   Furthermore, since it is possible to suppress the cooling gas G2 from flowing in the direction opposite to the direction x extending toward the opposite side of the preheater 12 and the kiln 14 in the probe 16, most of the cooling gas G2 is used for cooling the exhaust gas G1. Can do. For this reason, according to the cooling device and the cooling method of the present embodiment, the exhaust gas G1 can be efficiently cooled without significantly increasing the amount of the cooling gas G2.

(実施の形態2)
図6を参照して、本発明の実施の形態2における排ガスの冷却装置及び冷却方法について説明する。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 6, the exhaust gas cooling device and cooling method according to Embodiment 2 of the present invention will be described.

本実施の形態は、基本的には実施の形態1と同様であるが、プローブ16及び冷却ガス供給部17の構造において異なる。   The present embodiment is basically the same as the first embodiment, but differs in the structure of the probe 16 and the cooling gas supply unit 17.

図6に示すように、本実施の形態の排ガスの冷却装置を構成するプローブ16は、水平方向に延在する部分と、下方に突出する部分とを有し、水平方向に延在する部分の容積は相対的に小さい。冷却ガス供給部17は、屈曲する部分近傍であって、かつ下方に突出する部分に接続されている。   As shown in FIG. 6, the probe 16 constituting the exhaust gas cooling device of the present embodiment has a part extending in the horizontal direction and a part protruding downward, and is a part of the part extending in the horizontal direction. The volume is relatively small. The cooling gas supply unit 17 is connected to a portion that is in the vicinity of the bent portion and protrudes downward.

この場合であっても、冷却ガス供給部17は、排ガスG1を抽気する方向に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続されている。また、プローブ16の冷却ガス供給部17と接続された領域において排ガスG1を抽気する方向に沿って延在する方向xと、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向yとのなす角度は70度以下である。   Even in this case, the cooling gas supply unit 17 is connected to the probe 16 in an inclined manner in the direction of extracting the exhaust gas G1. Further, a direction x extending along the direction of extracting the exhaust gas G1 in a region connected to the cooling gas supply unit 17 of the probe 16, and a direction y extending toward the probe 16 in the cooling gas supply unit 17. Is an angle of 70 degrees or less.

本実施の形態の排ガスG1の冷却方法は、プローブ16において下方に延びる領域に、冷却ガスG2を供給する。この場合であっても、排ガスG1を抽気する方向とのなす角度が70度以下になるように冷却ガスG2を供給する。   In the method for cooling the exhaust gas G1 of the present embodiment, the cooling gas G2 is supplied to a region extending downward in the probe 16. Even in this case, the cooling gas G2 is supplied so that the angle formed with the direction in which the exhaust gas G1 is extracted is 70 degrees or less.

本発明の実施の形態2における排ガスG1の冷却装置及び冷却方法によれば、プローブ16の構造に依存せずに、プレヒータ12及びキルン14内の温度の低下を抑制して、排ガスG1を冷却することができる。   According to the cooling apparatus and cooling method of the exhaust gas G1 in the second embodiment of the present invention, the exhaust gas G1 is cooled by suppressing the temperature drop in the preheater 12 and the kiln 14 without depending on the structure of the probe 16. be able to.

(変形例)
図7を参照して、本発明の実施の形態2の変形例における排ガスの冷却装置及び冷却方法について説明する。変形例は、基本的には実施の形態2と同様であるが、冷却ガス供給部17の構造において異なる。
(Modification)
With reference to FIG. 7, an exhaust gas cooling device and a cooling method in a modification of the second embodiment of the present invention will be described. The modification is basically the same as that of the second embodiment, but differs in the structure of the cooling gas supply unit 17.

図7に示すように、変形例の排ガスの冷却装置を構成する冷却ガス供給部17は、プローブ16において水平方向に延在した領域に接続されている。この場合であっても、冷却ガス供給部17は、排ガスG1を抽気する方向に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続されている。また、プローブ16の冷却ガス供給部17と接続された領域において排ガスG1を抽気する方向に沿って延在する方向xと、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向yとのなす角度は70度以下である。   As shown in FIG. 7, the cooling gas supply unit 17 constituting the exhaust gas cooling device of the modified example is connected to a region extending in the horizontal direction in the probe 16. Even in this case, the cooling gas supply unit 17 is connected to the probe 16 in an inclined manner in the direction of extracting the exhaust gas G1. Further, a direction x extending along the direction of extracting the exhaust gas G1 in a region connected to the cooling gas supply unit 17 of the probe 16, and a direction y extending toward the probe 16 in the cooling gas supply unit 17. Is an angle of 70 degrees or less.

変形例の排ガスG1の冷却方法は、プローブ16において水平方向に延びる領域に、冷却ガスG2を供給する。この場合であっても、排ガスG1を抽気する方向とのなす角度が70度以下になるように冷却ガスG2を供給する。   In the cooling method of the exhaust gas G1 of the modification, the cooling gas G2 is supplied to a region extending in the horizontal direction in the probe 16. Even in this case, the cooling gas G2 is supplied so that the angle formed with the direction in which the exhaust gas G1 is extracted is 70 degrees or less.

本発明の実施の形態2の変形例における排ガスG1の冷却装置及び冷却方法によれば、抽気した排ガスG1に早い段階で冷却ガスG2を供給することができるので、排ガスG1をより効率よく冷却することができる。   According to the exhaust gas G1 cooling device and cooling method in the modification of the second embodiment of the present invention, the cooling gas G2 can be supplied to the extracted exhaust gas G1 at an early stage, so that the exhaust gas G1 is cooled more efficiently. be able to.

本実施例では、プローブ16において排ガスを抽気する方向に沿って延在する方向xと、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向yとのなす角度θが70度以下であることの効果について調べた。   In the present embodiment, the angle θ formed by the direction x extending along the direction of extracting the exhaust gas in the probe 16 and the direction y extending toward the probe 16 in the cooling gas supply unit 17 is 70 degrees or less. I investigated the effect of certain things.

(試験例1〜7)
試験例1〜7は、図1〜図4に示す実施の形態1の冷却装置及び冷却方法により、排ガスG1を冷却した。
(Test Examples 1 to 7)
In Test Examples 1 to 7, the exhaust gas G1 was cooled by the cooling device and the cooling method of the first embodiment shown in FIGS.

具体的には、試験例1〜7の排ガスの冷却装置は、図3に示すように、プレヒータ12及びキルン14と反対側の方向に向けて傾斜した態様でプローブ16に接続されるとともに、プローブ16の内部へ冷却ガスG2を供給する冷却ガス供給部17を備えていた。この試験例1〜7のプローブ16において冷却ガス供給部17と接続された領域における排ガスを抽気する方向に沿って延在する方向(図4におけるプローブの延在方向x)と、冷却ガス供給部17においてプローブ16側に向けて延在する方向(図4における冷却ガス供給部17の延在方向y)とのなす角度θを、それぞれ20度、25度、30度、45度、50度、60度及び70度とした。   Specifically, as shown in FIG. 3, the exhaust gas cooling device of Test Examples 1 to 7 is connected to the probe 16 in a manner inclined toward the direction opposite to the preheater 12 and the kiln 14, and the probe The cooling gas supply part 17 which supplies the cooling gas G2 to the inside of 16 was provided. A direction extending along the direction of extracting the exhaust gas in the region connected to the cooling gas supply unit 17 in the probe 16 of the test examples 1 to 7 (probe extending direction x in FIG. 4), and the cooling gas supply unit 17, the angles θ formed with the direction extending toward the probe 16 (the extending direction y of the cooling gas supply unit 17 in FIG. 4) are 20 degrees, 25 degrees, 30 degrees, 45 degrees, 50 degrees, respectively. 60 degrees and 70 degrees were set.

また、試験例1〜7の排ガスの冷却方法は以下のように行った。まず、キルン14から排出される一部の排ガスG1をプローブ16の内部に抽気した。この工程における排ガスG1の温度及び風量を、下記の表1に記載する。なお、排ガスG1の温度及び風量のそれぞれは、JIS Z 8808(排ガス中のダスト濃度の測定方法)に準じた方法にて測定した。また、排ガスG1の測定点は、プローブ16の入口とした。   Moreover, the cooling method of the waste gas of Test Examples 1-7 was performed as follows. First, a part of the exhaust gas G1 discharged from the kiln 14 was extracted into the probe 16. The temperature and air volume of the exhaust gas G1 in this step are shown in Table 1 below. In addition, each of the temperature and the air volume of the exhaust gas G1 was measured by a method according to JIS Z 8808 (measuring method of dust concentration in exhaust gas). The measurement point of the exhaust gas G1 was the entrance of the probe 16.

次に、排ガスG1を抽気する方向とのなす角度θが、それぞれ20度、25度、30度、45度、50度、60度及び70度になるように冷却ガスG2をプローブ16の内部に供給した。この工程における冷却ガスの風量、速度及び温度を、下記の表1に記載する。なお、冷却ガスG2の温度及び風量のそれぞれは、JIS Z 8808(排ガス中のダスト濃度の測定方法)に準じた方法にて測定した。また、冷却ガスG2の測定点は、冷却ガス供給部の供給口とした。   Next, the cooling gas G2 is introduced into the probe 16 so that the angles θ formed with the direction of extracting the exhaust gas G1 are 20 degrees, 25 degrees, 30 degrees, 45 degrees, 50 degrees, 60 degrees, and 70 degrees, respectively. Supplied. The air volume, speed and temperature of the cooling gas in this step are shown in Table 1 below. In addition, each of the temperature and the air volume of the cooling gas G2 was measured by a method according to JIS Z 8808 (measuring method of dust concentration in exhaust gas). The measurement point of the cooling gas G2 was the supply port of the cooling gas supply unit.

(試験例8〜10)
試験例8〜10の排ガスの冷却装置及び冷却方法は、基本的には試験例1〜7と同様であったが、図4に示すプローブ16の延在方向xと、冷却ガス供給部17の延在方向yとのなす角度θを、それぞれ80度、85度及び90度とした点において異なっていた。なお、角度θが90度の場合は、プローブ16と冷却ガス供給部17とが直交していた。また、試験例8〜10において、抽気する排ガスG1の温度及び風量と、供給する冷却ガスG2の風量、速度及び温度とを、下記の表1に記載する。測定方法は、試験例1〜7と同様に行った。
(Test Examples 8 to 10)
The exhaust gas cooling device and the cooling method of Test Examples 8 to 10 were basically the same as those of Test Examples 1 to 7, but the extending direction x of the probe 16 shown in FIG. The difference was that the angles θ formed with the extending direction y were 80 degrees, 85 degrees, and 90 degrees, respectively. When the angle θ was 90 degrees, the probe 16 and the cooling gas supply unit 17 were orthogonal. In Test Examples 8 to 10, the temperature and air volume of the exhaust gas G1 to be extracted and the air volume, speed and temperature of the cooling gas G2 to be supplied are shown in Table 1 below. The measurement method was the same as in Test Examples 1-7.

(評価方法)
試験例1〜10について、図8に示すように、供給した冷却ガスG2のうち、排ガスG1の冷却に用いた(混合ガスG3として回収した)冷却ガスG2−1は、「回収した冷却ガスG2−1=(混合ガスG3の風量)−(排ガスG1の風量)」の式から算出した。なお、混合ガスG3の温度及び風量についても、JIS Z 8808(排ガス中のダスト濃度の測定方法)に準じた方法にて測定した。また、混合ガスG3の測定点は、冷却ガス供給部から排ガスG1の流れる方向に向けて3m移動した位置とした。
またプレヒータ12側に逆流した(流出した)冷却ガスG2−2は「流出した冷却ガスG2−2=(冷却ガスG2の風量)−(回収した冷却ガスG2−1の風量)」の式から算出した。その結果を下記の表1に記載する。
(Evaluation method)
About Test Examples 1-10, as shown in FIG. 8, among the supplied cooling gas G2, the cooling gas G2-1 used for cooling the exhaust gas G1 (recovered as the mixed gas G3) is “recovered cooling gas G2”. −1 = (air volume of mixed gas G3) − (air volume of exhaust gas G1) ”. The temperature and air volume of the mixed gas G3 were also measured by a method according to JIS Z 8808 (measuring method of dust concentration in exhaust gas). Further, the measurement point of the mixed gas G3 was set at a position moved 3 m from the cooling gas supply unit in the direction in which the exhaust gas G1 flows.
Further, the cooling gas G2-2 that has flowed back (flowed out) to the preheater 12 side is calculated from the equation "flowing cooling gas G2-2 = (air volume of cooling gas G2)-(air volume of recovered cooling gas G2-1)". did. The results are listed in Table 1 below.

また、抽気運転中に点検口よりの目視観察及びプローブ出口でのガス静圧を測定しプローブ内付着物の増加状況を確認した。なお、プローブ内付着物の増加状況の測定点は、冷却ガス供給部から排ガスG1の流れる方向に向けて3m移動した位置とした。その結果を下記の表1に記載する。下記の表1において、「○」は特に付着物の除去をせずに4時間以上の連続運転が可能であったことを意味し、「△」は閉塞傾向が見られ4時間中に数回の除去作業を必要としたことを意味する。   Also, during the bleed operation, visual observation from the inspection port and the gas static pressure at the probe outlet were measured to confirm the increase in the amount of deposits in the probe. In addition, the measurement point of the increase state of the deposit in the probe was set to a position moved 3 m from the cooling gas supply unit in the direction in which the exhaust gas G1 flows. The results are listed in Table 1 below. In Table 1 below, “◯” means that continuous operation was possible for 4 hours or more without particularly removing the deposits, and “△” indicates that there was a tendency of clogging and several times during 4 hours. It means that the removal work was required.

Figure 0005582414
Figure 0005582414

(評価結果)
表1に示すように、プローブ16の延在方向xと、冷却ガス供給部17の延在方向yとのなす角度θが70度以下である試験例1〜7は、供給した冷却ガスG2のうち、プレヒータ12側へ流出した冷却ガスG2−2が15m3 N/分以下(10%以下)であり、プレヒータ12内の温度の低下を抑制することができることがわかった。特に、プローブ16の延在方向xと、冷却ガス供給部17の延在方向yとのなす角度θが60度以下である試験例1〜6は、供給した冷却ガスG2のうち、プレヒータ側へ流出した冷却ガスG2−2が7m3 N/分以下(5%未満)であり、角度θが50度以下である試験例1〜5は、供給した冷却ガスG2のうち、プレヒータ12側へ流出した冷却ガスG2−2が2m3 N/分以下(2%未満)であり、プレヒータ12内の温度の低下を効果的に抑制することができることがわかった。
(Evaluation results)
As shown in Table 1, Test Examples 1 to 7 in which the angle θ formed by the extending direction x of the probe 16 and the extending direction y of the cooling gas supply unit 17 is 70 degrees or less are shown in Table 1 below. Among these, the cooling gas G2-2 that flowed out to the preheater 12 side was 15 m 3 N / min or less (10% or less), and it was found that the temperature drop in the preheater 12 could be suppressed. In particular, in Test Examples 1 to 6 in which the angle θ formed by the extending direction x of the probe 16 and the extending direction y of the cooling gas supply unit 17 is 60 degrees or less, of the supplied cooling gas G2 to the preheater side. In the test examples 1 to 5 in which the cooling gas G2-2 that flowed out was 7 m 3 N / min or less (less than 5%) and the angle θ was 50 degrees or less, the cooling gas G2 that flowed out flowed to the preheater 12 side. The cooling gas G2-2 was 2 m 3 N / min or less (less than 2%), and it was found that the temperature drop in the preheater 12 can be effectively suppressed.

また、表1に示すように、プローブ16の延在方向xと、冷却ガス供給部17の延在方向yとのなす角度θが30度以上70度以下である試験例1〜7は、プローブ16内の付着物を低減することもできた。   Further, as shown in Table 1, Test Examples 1 to 7 in which the angle θ formed by the extending direction x of the probe 16 and the extending direction y of the cooling gas supply unit 17 is 30 degrees or more and 70 degrees or less include the probe The deposits in 16 could be reduced.

一方、プローブ16の延在方向xと、冷却ガス供給部17の延在方向yとのなす角度θが80度以上の試験例8〜10は、供給した冷却ガスG2のうち、プレヒータ12側へ流出した冷却ガスG2−2が20m3 N/分以上であり、プレヒータ12内の温度が低下してしまった。 On the other hand, in Test Examples 8 to 10 in which the angle θ formed by the extending direction x of the probe 16 and the extending direction y of the cooling gas supply unit 17 is 80 degrees or more, the precooler 12 side of the supplied cooling gas G2 is used. The cooling gas G2-2 that flowed out was 20 m 3 N / min or more, and the temperature in the preheater 12 was lowered.

以上より、本実施例によれば、プローブ16における冷却ガス供給部17と接続された領域の延在方向xと、冷却ガス供給部17の延在方向yとのなす角度θが70度以下であることにより、冷却ガスG2がプレヒータ側へ逆流することを抑制できるので、プレヒータ内の温度の低下を抑制できることが確認できた。   As described above, according to the present embodiment, the angle θ formed by the extending direction x of the region connected to the cooling gas supply unit 17 in the probe 16 and the extending direction y of the cooling gas supply unit 17 is 70 degrees or less. By being, since it can suppress that the cooling gas G2 flows back to the preheater side, it has confirmed that the fall of the temperature in a preheater can be suppressed.

以上のように本発明の実施の形態及び実施例について説明を行なったが、各実施の形態及び実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As described above, the embodiments and examples of the present invention have been described, but it is also planned from the beginning to appropriately combine the features of the embodiments and examples. The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the embodiments and examples described above but by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

10 製造装置、11 原料供給部、12 プレヒータ、12a〜12d サイクロン、12e 仮焼炉、13 ライジングダクト、14 キルン、14a バーナ、15 冷却部、16 プローブ、17 冷却ガス供給部、18 固気分離手段、30 窯尻、C セメントクリンカ、D ダスト、M セメント原料、G1 排ガス、G2 冷却ガス、G2−1 回収した冷却ガス、G2−2 流出した冷却ガス、G3 混合ガス、PG1,PG3,PM 移動部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Manufacturing apparatus, 11 Raw material supply part, 12 Preheater, 12a-12d Cyclone, 12e Calcining furnace, 13 Rising duct, 14 Kiln, 14a Burner, 15 Cooling part, 16 Probe, 17 Cooling gas supply part, 18 Solid-gas separation means , 30 Kiln bottom, C cement clinker, D dust, M cement raw material, G1 exhaust gas, G2 cooling gas, G2-1 recovered cooling gas, G2-2 outflowing cooling gas, G3 mixed gas, PG1, PG3, PM moving part .

Claims (1)

セメント原料を仮焼するプレヒータと、
前記プレヒータで仮焼された前記セメント原料を焼成するキルンと、
前記プレヒータ及び前記キルンの少なくとも一方から排出される排ガスの一部を抽気するプローブと、
前記排ガスを抽気する方向に向けて傾斜した態様で前記プローブに接続されるとともに、前記プローブの内部へ冷却ガスを供給する供給部とを備え、
前記プローブにおいて前記供給部と接続された領域における前記排ガスを抽気する方向に沿って延在する方向と、前記供給部において前記プローブ側に向けて延在する方向とのなす角度が70度以下であることを特徴とする、排ガスの冷却装置。
A preheater for calcining the cement raw material;
A kiln for firing the cement raw material calcined by the preheater;
A probe for extracting a part of the exhaust gas discharged from at least one of the preheater and the kiln;
A supply unit that is connected to the probe in a manner inclined toward the direction of extracting the exhaust gas and that supplies a cooling gas to the inside of the probe;
An angle formed between a direction extending along the direction of extracting the exhaust gas in a region connected to the supply unit in the probe and a direction extending toward the probe side in the supply unit is 70 degrees or less. An exhaust gas cooling device, comprising:
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