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JP7760672B2 - Cement clinker manufacturing method - Google Patents
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JP7760672B2 - Cement clinker manufacturing method - Google Patents

Cement clinker manufacturing method

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JP7760672B2 JP2024144443A JP2024144443A JP7760672B2 JP 7760672 B2 JP7760672 B2 JP 7760672B2 JP 2024144443 A JP2024144443 A JP 2024144443A JP 2024144443 A JP2024144443 A JP 2024144443A JP 7760672 B2 JP7760672 B2 JP 7760672B2
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本開示は、セメントクリンカの製造方法、及びセメントクリンカの製造装置に関する。 This disclosure relates to a method for producing cement clinker and an apparatus for producing cement clinker.

特許文献1には、仮焼炉とロータリーキルンとを備えるNSPキルンを用いてセメントクリンカを製造するセメントクリンカの製造方法が開示されている。この製造方法は、仮焼炉に設けられた第1導入口からアンモニアガスを含む熱エネルギー原料を導入する導入工程と、仮焼炉においてアンモニアガスを燃焼する燃焼工程を有する。 Patent Document 1 discloses a method for producing cement clinker using an NSP kiln equipped with a calciner and a rotary kiln. This production method includes an introduction step of introducing a thermal energy source containing ammonia gas through a first inlet provided in the calciner, and a combustion step of burning the ammonia gas in the calciner.

特開2023-28050号公報JP 2023-28050 A

本開示は、仮焼炉内にアンモニアを供給する場合において、固形分の不完全燃焼によるCOの発生を抑制するのに有用なセメントクリンカの製造方法、及びセメントクリンカの製造装置を提供する。 This disclosure provides a method and apparatus for producing cement clinker that are useful for suppressing CO generation due to incomplete combustion of solids when ammonia is supplied to a calciner.

[1]セメント原料を加熱してセメントクリンカを生成するロータリーキルンからの排ガスが導入される仮焼炉の内部に対して、1以上の第1供給部材により固形分を含む熱エネルギー源を供給する第1供給工程と、前記仮焼炉の内部に対して、1以上の第2供給部材によりアンモニアを供給する第2供給工程と、を含み、前記仮焼炉の内部でのガスの流れを基準として、前記1以上の第2供給部材が前記アンモニアを供給する位置は、前記1以上の第1供給部材が前記固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも上流側に配置されており、前記1以上の第1供給部材及び前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される前記アンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.90である、セメントクリンカの製造方法。 [1] A method for producing cement clinker, comprising: a first supply step of supplying a thermal energy source containing solids using one or more first supply members to the interior of a calciner into which exhaust gas from a rotary kiln that heats cement raw materials to produce cement clinker is introduced; and a second supply step of supplying ammonia using one or more second supply members to the interior of the calciner, wherein, based on the gas flow inside the calciner, the position from which the one or more second supply members supply the ammonia is located upstream of the position from which the one or more first supply members supply the thermal energy source containing solids, and the ratio of the calciner's calorific value to the total calorific value of the thermal energy source supplied to the calciner from the one or more first supply members and the one or more second supply members is 0.01 to 0.90.

[2]前記第2供給工程において、前記アンモニアは、空気比が0.1~1.0である空気と共に前記仮焼炉の内部に対して供給される、上記[1]に記載のセメントクリンカの製造方法。 [2] The method for producing cement clinker described in [1] above, wherein in the second supplying step, the ammonia is supplied to the interior of the calciner together with air having an air ratio of 0.1 to 1.0.

[3]前記固形分は微粉炭であり、前記微粉炭の気乾ベースでの工業分析値は、揮発分が25~35質量%であり、水分が2~4質量%であり、固定炭素が40~60質量%であり、灰分が10~25質量%であり、前記微粉炭の気乾ベースでの化学分析値は、C(炭素)が60~75質量%であり、H(水素)が3~5質量%であり、O(酸素)が6~9質量%であり、N(窒素)が1~3質量%であり、S(硫黄)が0.1~1.0質量%であり、前記微粉炭の発熱量は、4500~6500kcal/kgである、上記[1]又は[2]に記載のセメントクリンカの製造方法。 [3] The method for producing cement clinker described in [1] or [2] above, wherein the solid content is pulverized coal, and the air-dry proximate analysis values of the pulverized coal are: volatile matter 25-35% by mass, moisture 2-4% by mass, fixed carbon 40-60% by mass, and ash 10-25% by mass; and the air-dry chemical analysis values of the pulverized coal are: C (carbon) 60-75% by mass, H (hydrogen) 3-5% by mass, O (oxygen) 6-9% by mass, N (nitrogen) 1-3% by mass, and S (sulfur) 0.1-1.0% by mass; and the calorific value of the pulverized coal is 4500-6500 kcal/kg.

[4]前記固形分は微粉炭であり、前記微粉炭の粒度分布は、8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒径を有する粒子が5~20質量%であり、16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒径を有する粒子が10~30質量%である、上記[1]~[3]のいずれか1つに記載のセメントクリンカの製造方法。 [4] The method for producing cement clinker described in any one of [1] to [3] above, wherein the solid content is pulverized coal, and the particle size distribution of the pulverized coal is such that particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm account for 5 to 20 mass% of particles, particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm account for 20 to 40 mass% of particles, particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm account for 20 to 40 mass% of particles, and particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm account for 10 to 30 mass% of particles.

[5]前記仮焼炉の内部に対して、1以上の第3供給部材により酸素を含む熱ガスを供給する第3供給工程を更に含み、前記熱ガスの温度は、700℃~1000℃であり、前記仮焼炉の内部でのガスの流れを基準として、前記1以上の第3供給部材が前記熱ガスを供給する位置は、前記1以上の第1供給部材が前記固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置に対応する位置か、又は、当該供給する位置よりも上流側に配置されおり、且つ、前記1以上の第2供給部材が前記アンモニアを供給する位置よりも下流側に配置されている、上記[1]~[4]のいずれか1つに記載のセメントクリンカの製造方法。 [5] The method for producing cement clinker described in any one of [1] to [4] above, further comprising a third supply step of supplying a hot gas containing oxygen to the interior of the calciner using one or more third supply members, wherein the temperature of the hot gas is 700°C to 1000°C, and the position from which the one or more third supply members supply the hot gas, based on the gas flow inside the calciner, corresponds to the position from which the one or more first supply members supply the thermal energy source containing the solids, or is located upstream of the supply position, and the one or more second supply members are located downstream of the position from which the ammonia is supplied.

[6]前記第3供給工程では、前記ロータリーキルンで生成されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラからの抽気ガスが、前記熱ガスとして供給される、上記[5]に記載のセメントクリンカの製造方法。 [6] The method for producing cement clinker described in [5] above, wherein in the third supply step, extracted gas from a clinker cooler that cools the cement clinker produced in the rotary kiln is supplied as the hot gas.

[7]前記合計発熱量に対する、前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される前記アンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.55であり、前記合計発熱量に対する、前記1以上の第1供給部材から前記仮焼炉に供給される前記固形分を含む熱エネルギー源の発熱量の割合が、0.45~0.99である、上記[1]~[6]のいずれか1つに記載のセメントクリンカの製造方法。 [7] The method for producing cement clinker described in any one of [1] to [6] above, wherein the ratio of the calorific value of the ammonia supplied from the one or more second supply members to the calciner to the total calorific value is 0.01 to 0.55, and the ratio of the calorific value of the solid-containing thermal energy source supplied from the one or more first supply members to the calciner to the total calorific value is 0.45 to 0.99.

[8]セメント原料を加熱してセメントクリンカを生成するロータリーキルンと、前記ロータリーキルンからの排ガスが導入され、セメント原料を加熱する仮焼炉と、前記仮焼炉の内部に対して、固形分を含む熱エネルギー源を供給する1以上の第1供給部材と、前記仮焼炉の内部に対して、アンモニアを供給する1以上の第2供給部材と、を備え、前記仮焼炉の内部でのガスの流れを基準として、前記1以上の第2供給部材が前記アンモニアを供給する位置は、前記1以上の第1供給部材が前記固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも上流側に配置されており、前記1以上の第1供給部材及び前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される前記アンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.90である、セメントクリンカの製造装置。 [8] A cement clinker manufacturing apparatus comprising: a rotary kiln that heats cement raw materials to produce cement clinker; a calciner that receives exhaust gas from the rotary kiln and heats the cement raw materials; one or more first supply members that supply a thermal energy source containing solids to the interior of the calciner; and one or more second supply members that supply ammonia to the interior of the calciner, wherein, based on the gas flow inside the calciner, the position at which the one or more second supply members supply the ammonia is located upstream of the position at which the one or more first supply members supply the thermal energy source containing solids; and the ratio of the calciner's calorific value to the total calorific value of the thermal energy source supplied to the calciner from the one or more first supply members and the one or more second supply members is 0.01 to 0.90.

本開示によれば、仮焼炉内にアンモニアを供給する場合において、固形分の不完全燃焼によるCOの発生を抑制するのに有用なセメントクリンカの製造方法、及びセメントクリンカの製造装置が提供される。 This disclosure provides a cement clinker manufacturing method and cement clinker manufacturing apparatus that are useful for suppressing CO generation due to incomplete combustion of solids when ammonia is supplied to a calciner.

図1は、セメントクリンカの製造装置の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a cement clinker manufacturing apparatus. 図2は、仮焼炉及びその周辺の部材の一例を模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically illustrating an example of a calciner and its peripheral members. 図3は、供給部材の一例を模式的に示す側面図である。FIG. 3 is a side view schematically illustrating an example of the supply member. 図4は、参考例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result according to a reference example. 図5は、実施例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a simulation result according to the embodiment. 図6は、実施例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation result according to the embodiment. 図7は、実施例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation result according to the example. 図8は、実施例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a simulation result according to the example. 図9は、比較例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result according to the comparative example. 図10は、比較例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result according to the comparative example. 図11は、比較例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a simulation result according to the comparative example. 図12は、比較例に係るシミュレーション結果を例示する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a simulation result according to the comparative example. 図13は、シミュレーション結果を例示するグラフである。FIG. 13 is a graph illustrating the simulation results. 図14は、シミュレーション結果を例示するグラフである。FIG. 14 is a graph illustrating the simulation results.

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。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の符号を付し、重複する説明を省略する。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。また、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。 One embodiment will now be described with reference to the drawings. In the description, identical elements or elements with identical functions will be assigned the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. The following embodiment is an example for explaining the present disclosure, and is not intended to limit the present disclosure to the following content. Furthermore, the dimensional proportions of each element are not limited to those shown in the drawings.

[セメントクリンカの製造装置]
図1には、一実施形態に係るセメントクリンカの製造装置が模式的に示されている。図1に示される製造装置100(セメントクリンカの製造装置)は、セメント原料の焼成により、セメントの中間製品であるセメントクリンカを製造する装置である。製造装置100は、NSP(ニューサスペンションプレヒータ)方式の予熱装置を備える。製造装置100は、NSPキルンとも称される。製造装置100は、例えば、サイクロンC1,C2,C3,C4と、仮焼炉30と、ロータリーキルン40と、クリンカクーラ48と、を備える。
[Cement clinker manufacturing equipment]
FIG. 1 schematically illustrates a cement clinker manufacturing apparatus according to one embodiment. The manufacturing apparatus 100 (cement clinker manufacturing apparatus) illustrated in FIG. 1 is an apparatus that manufactures cement clinker, an intermediate cement product, by burning cement raw materials. The manufacturing apparatus 100 is equipped with a preheating device of the NSP (New Suspension Preheater) type. The manufacturing apparatus 100 is also referred to as an NSP kiln. The manufacturing apparatus 100 includes, for example, cyclones C1, C2, C3, and C4, a calciner 30, a rotary kiln 40, and a clinker cooler 48.

サイクロンC1,C2,C3,C4及び仮焼炉30は、セメント原料を予熱及び仮焼するプレヒータとして機能する。セメント原料は、例えば、焼却灰、石炭灰、石灰石、鉄源、及びスラグからなる群より選ばれる2種以上を含んでもよい。セメント原料は、サイクロンC1とサイクロンC2との接続部から導入され、サイクロンC1、サイクロンC2、サイクロンC3、仮焼炉30、及びサイクロンC4を流通しながら加熱され、ロータリーキルン40の窯尻42に導入される。ロータリーキルン40の窯尻42に導入される際、セメント原料は、例えば、850℃~1000℃、好ましくは850℃~900℃に加熱される。 Cyclones C1, C2, C3, and C4 and the calciner 30 function as preheaters that preheat and calcinate the cement raw materials. The cement raw materials may include, for example, two or more selected from the group consisting of incineration ash, coal ash, limestone, an iron source, and slag. The cement raw materials are introduced from the connection between cyclones C1 and C2, heated while flowing through cyclones C1, C2, C3, the calciner 30, and C4, and then introduced into the kiln end 42 of the rotary kiln 40. When introduced into the kiln end 42 of the rotary kiln 40, the cement raw materials are heated, for example, to 850°C to 1000°C, preferably 850°C to 900°C.

仮焼炉30とロータリーキルン40の窯尻42との間は、ライジングダクト34によって接続されている。ライジングダクト34を介して、ロータリーキルン40からの排ガスが、仮焼炉30に導入される。ロータリーキルン40で発生する排ガスは、燃焼排ガスを含む。ロータリーキルン40からの排ガスは、仮焼炉30、サイクロンC4、サイクロンC3、サイクロンC2、及びサイクロンC1を流通し、排ガスとセメント原料との間で熱交換が行われる。 The calciner 30 and the kiln end 42 of the rotary kiln 40 are connected by a rising duct 34. Exhaust gas from the rotary kiln 40 is introduced into the calciner 30 via the rising duct 34. The exhaust gas generated in the rotary kiln 40 includes combustion exhaust gas. The exhaust gas from the rotary kiln 40 flows through the calciner 30, cyclone C4, cyclone C3, cyclone C2, and cyclone C1, and heat exchange takes place between the exhaust gas and the cement raw materials.

仮焼炉30は、ロータリーキルン40からの排ガスと、仮焼炉30に対して供給される熱エネルギー源とによって、セメント原料を仮焼する。すなわち、仮焼炉30は、セメント原料を加熱する加熱炉である。仮焼炉30の少なくとも一部は、円筒状に形成されている(図2も参照)。仮焼炉30の少なくとも一部において、仮焼炉30の側壁は、仮焼炉30の中心軸まわりに沿って延びていてもよい。仮焼炉30の中心軸は、仮想的なラインであり、例えば、鉛直方向に沿って延びるラインである。 The calciner 30 calcines the cement raw materials using exhaust gas from the rotary kiln 40 and a thermal energy source supplied to the calciner 30. In other words, the calciner 30 is a heating furnace that heats the cement raw materials. At least a portion of the calciner 30 is cylindrical (see also Figure 2). In at least a portion of the calciner 30, the sidewall of the calciner 30 may extend around the central axis of the calciner 30. The central axis of the calciner 30 is an imaginary line, for example, a line extending vertically.

ライジングダクト34には、ライジングダクト34内の排ガスを抽気するプローブ36が接続されている。プローブ36の下流には、クーラ及びバグフィルタ等を有する塩素バイパス設備が設置されており、プローブ36で抽気された抽気ガス(排ガス)に含まれるダストが回収される。塩素バイパス設備を設置することで、製造装置100内から、塩素系化合物及びアルカリ等の揮発分を低減することができる。なお、プローブ36は、ライジングダクト34に代えて、窯尻42に接続されていてもよく、ライジングダクト34と窯尻42との境界部分に接続されていてもよい。 A probe 36 is connected to the rising duct 34, which extracts the exhaust gas from the rising duct 34. A chlorine bypass system including a cooler and bag filter is installed downstream of the probe 36, and dust contained in the extracted gas (exhaust gas) extracted by the probe 36 is recovered. By installing the chlorine bypass system, volatile components such as chlorine compounds and alkalis can be reduced from within the manufacturing apparatus 100. The probe 36 may be connected to the kiln end 42 instead of the rising duct 34, or to the boundary between the rising duct 34 and the kiln end 42.

ロータリーキルン40は、セメント原料を焼成してセメントクリンカ(以下、単に「クリンカ」という場合がある。)を生成する。すなわち、ロータリーキルン40は、セメント原料を加熱する加熱炉である。ロータリーキルン40は、燃料を燃焼するバーナ44を備える。バーナ44は、ロータリーキルン40における下流側の端部(クリンカクーラ48に近い端部)に配置されている。バーナ44での燃焼によって、ロータリーキルン40内において、セメント原料が、例えば1300℃~1450℃に加熱される。ロータリーキルン40では、予熱及び仮焼された後のセメント原料が、バーナ44の燃焼によって加熱されてクリンカとなる。 The rotary kiln 40 burns cement raw materials to produce cement clinker (hereinafter sometimes simply referred to as "clinker"). In other words, the rotary kiln 40 is a heating furnace that heats the cement raw materials. The rotary kiln 40 is equipped with a burner 44 that burns fuel. The burner 44 is located at the downstream end of the rotary kiln 40 (the end closest to the clinker cooler 48). The combustion in the burner 44 heats the cement raw materials within the rotary kiln 40 to, for example, 1300°C to 1450°C. In the rotary kiln 40, the cement raw materials that have been preheated and calcined are heated by the combustion in the burner 44 to become clinker.

ロータリーキルン40で生成されたクリンカは、クリンカクーラ48に排出される。クリンカクーラ48は、外気等の冷却風によってクリンカを冷却する。クリンカクーラ48において冷却された後のクリンカは、製造装置100から排出される。クリンカクーラ48でのクリンカの冷却に用いられた後のガスの一部が、抽気ガスとして仮焼炉30に導入されてもよい。クリンカクーラ48から仮焼炉30に導入される抽気ガスの温度は、700℃~1000℃、又は800℃~900℃であってもよい。以下、仮焼炉30への熱エネルギー源の導入について説明する。 The clinker produced in the rotary kiln 40 is discharged to the clinker cooler 48. The clinker cooler 48 cools the clinker using cooling air, such as outside air. After being cooled in the clinker cooler 48, the clinker is discharged from the manufacturing apparatus 100. A portion of the gas used to cool the clinker in the clinker cooler 48 may be introduced into the calciner 30 as bleed gas. The temperature of the bleed gas introduced from the clinker cooler 48 into the calciner 30 may be 700°C to 1000°C, or 800°C to 900°C. The introduction of a thermal energy source into the calciner 30 is described below.

<熱エネルギー源の導入>
図2には仮焼炉30に熱エネルギー源を導入するための部分が模式的に示されている。製造装置100は、熱エネルギー源供給部50を備える。熱エネルギー源供給部50は、2種以上の熱エネルギー源を供給する。二酸化炭素の排出量を削減する観点から、仮焼炉30には、アンモニア(アンモニアガス)が熱エネルギー源の1種として導入される。仮焼炉30に加えて、ロータリーキルン40にアンモニア(アンモニアガス)が熱エネルギー源の1種として導入されてもよい。仮焼炉30では、アンモニアガスが燃焼される。図2等において、「Z」軸方向は鉛直方向を表し、「S」は仮焼炉30の内部の空間を表す。
<Introduction of thermal energy source>
FIG. 2 schematically shows a portion for introducing a thermal energy source into the calciner 30. The manufacturing apparatus 100 includes a thermal energy source supply unit 50. The thermal energy source supply unit 50 supplies two or more types of thermal energy sources. From the viewpoint of reducing carbon dioxide emissions, ammonia (ammonia gas) is introduced into the calciner 30 as one type of thermal energy source. In addition to the calciner 30, ammonia (ammonia gas) may be introduced into the rotary kiln 40 as one type of thermal energy source. Ammonia gas is burned in the calciner 30. In FIG. 2 and other figures, the "Z" axis direction represents the vertical direction, and "S" represents the internal space of the calciner 30.

熱エネルギー源供給部50は、1以上の供給部材60(第1供給部材)を有する。図2に示される例においては、2つの供給部材60が設けられている。供給部材60は、仮焼炉30の内部に対して、固形分を含む熱エネルギー源を供給する部材(バーナ)である。固形分とは、固形の熱エネルギー源を意味する。供給部材60は、仮焼炉30の内部に対して、固形分と燃焼用空気とを供給してもよい。 The thermal energy source supply unit 50 has one or more supply members 60 (first supply members). In the example shown in FIG. 2, two supply members 60 are provided. The supply members 60 are members (burners) that supply a thermal energy source containing solid content to the interior of the calciner 30. Solid content refers to a solid thermal energy source. The supply members 60 may supply solid content and combustion air to the interior of the calciner 30.

固形分は、例えば、微粉炭及び廃棄物の少なくとも一方を含む。仮焼炉30の内部に供給される廃棄物は、廃プラスチック、RDF(Refuse Derived Fuel)、又は肉骨粉等の1種類以上の廃棄物を含んでもよい。供給部材60は、微粉炭と燃焼用空気とを供給してもよく、廃棄物と燃焼用空気とを供給してもよく、微粉炭、廃棄物、及び燃焼用空気を供給してもよい。 The solid content includes, for example, at least one of pulverized coal and waste. The waste supplied to the interior of the calciner 30 may include one or more types of waste, such as waste plastic, RDF (Refuse Derived Fuel), or meat and bone meal. The supply member 60 may supply pulverized coal and combustion air, waste and combustion air, or pulverized coal, waste, and combustion air.

供給部材60の端部には、固形分(例えば、微粉炭)と燃焼用空気とを仮焼炉30の内部に対して吐出する(吹き込む)導入口62が設けられている。供給部材60のうちの導入口62を含む端部は、ノズルとして機能する。供給部材60のうちのノズルとして機能する端部は、水平に設置されてもよい。図3には、図2におけるIIIを付した部分が拡大されて、その部分が模式的に示されている。図3に示されるように、供給部材60の上記端部は、仮焼炉30の側壁に接続されていてもよい。 The end of the supply member 60 is provided with an inlet 62 that discharges (blows) solids (e.g., pulverized coal) and combustion air into the calciner 30. The end of the supply member 60 that includes the inlet 62 functions as a nozzle. The end of the supply member 60 that functions as a nozzle may be installed horizontally. Figure 3 shows an enlarged schematic view of the portion marked III in Figure 2. As shown in Figure 3, the end of the supply member 60 may be connected to the side wall of the calciner 30.

供給部材60は、その導入口62まで、搬送用空気によって固形分を搬送してもよい。供給部材60は、仮焼炉30の内部に対して、固形分(固形分及び搬送用空気)と、燃焼用空気とを個別に供給してもよい。この場合、供給部材60の端部における導入口62には、固形分を吐出するための1以上の開口と、燃焼用空気を吐出するための1以上の開口とが含まれてもよい。固形分と搬送用空気とが個別に供給される場合、供給部材60での搬送中において、固形分と燃焼用空気とが合流しない。 The supply member 60 may transport the solids to its inlet 62 using conveying air. The supply member 60 may separately supply the solids (solids and conveying air) and the combustion air to the interior of the calciner 30. In this case, the inlet 62 at the end of the supply member 60 may include one or more openings for discharging the solids and one or more openings for discharging the combustion air. When the solids and conveying air are supplied separately, the solids and the combustion air do not merge during transport by the supply member 60.

図2及び図3に示される例において、2つの供給部材60の一方を「供給部材60a」と表記し、他方を「供給部材60b」と表記する。供給部材60a及び供給部材60bは、互いに同様の機能及び構成を有している。仮焼炉30の内部でガスが流れる方向において、供給部材60aの導入口62の少なくとも一部は、供給部材60bの導入口62の少なくとも一部と同じ位置に配置されている。仮焼炉30の内部でガスが流れる方向(以下、「ガス流れ方向F」という。)は、仮焼炉30のうちのロータリーキルン40からの排ガスが導入される導入口30aから、その排ガスを含む燃焼ガスが排出される出口30bに向かう方向で定義される。 In the example shown in Figures 2 and 3, one of the two supply members 60 is referred to as "supply member 60a" and the other as "supply member 60b." Supply member 60a and supply member 60b have similar functions and configurations. In the direction of gas flow inside the calciner 30, at least a portion of the inlet 62 of supply member 60a is positioned at the same position as at least a portion of the inlet 62 of supply member 60b. The direction of gas flow inside the calciner 30 (hereinafter referred to as "gas flow direction F") is defined as the direction from the inlet 30a, through which exhaust gas from the rotary kiln 40 of the calciner 30 is introduced, to the outlet 30b, through which combustion gas containing that exhaust gas is discharged.

図2及び図3に示される例では、ガス流れ方向Fは、鉛直方向に沿って下から上に向かう方向である。仮焼炉30の内部において、ロータリーキルン40からの排ガスを含む燃焼ガスが旋回しつつ流通する場合もあるが、上記ガス流れ方向Fは、排ガスの導入口30aと、燃焼ガスの出口30bとの位置関係で定義される。供給部材60aの導入口62の少なくとも一部の高さ位置は、供給部材60bの導入口62の高さ位置の少なくとも一部と一致してもよい。平面視(鉛直上方から視ること)において、供給部材60aの導入口62と、供給部材60bの導入口62との間で、仮焼炉30の中心軸まわりの周方向での位置が異なっている。一例では、上記周方向において、供給部材60aの導入口62と供給部材60bの導入口62との間の角度(小さい方のずれの角度)が、150°~180°程度、160°~180°程度、又は170°~180°程度であってもよい。平面視での導入口62の上記周方向における位置は、導入口62の中心によって定義される。 2 and 3, the gas flow direction F is a vertical direction from bottom to top. Inside the calciner 30, combustion gas, including exhaust gas from the rotary kiln 40, may circulate while swirling. The gas flow direction F is defined by the relative positions of the exhaust gas inlet 30a and the combustion gas outlet 30b. The height position of at least a portion of the inlet 62 of the supply member 60a may coincide with the height position of at least a portion of the inlet 62 of the supply member 60b. In a plan view (viewed vertically from above), the inlet 62 of the supply member 60a and the inlet 62 of the supply member 60b are at different positions in the circumferential direction around the central axis of the calciner 30. In one example, the angle (the smaller angle of deviation) between the inlet 62 of supply member 60a and the inlet 62 of supply member 60b in the circumferential direction may be approximately 150° to 180°, approximately 160° to 180°, or approximately 170° to 180°. The position of the inlet 62 in the circumferential direction in a plan view is defined by the center of the inlet 62.

平面視において、供給部材60(供給部材60a及び供給部材60bのそれぞれ)のうちのノズルとして機能する端部が延びる方向は、仮焼炉30の側壁に対して垂直であってもよい。供給部材60の上記端部が延びる方向は、導入口62に垂直な方向に一致してもよい。これに代えて、仮焼炉30内に形成されている旋回流に沿うように、平面視において、供給部材60の上記端部が延びる方向が、仮焼炉30の側壁に垂直な方向(仮焼炉30の中心軸まわりの円周の径方向)に対して傾斜していてもよい。一例では、平面視において、仮焼炉30の側壁に垂直な方向に対して上記端部が傾斜する角度が、10°程度、20°程度、30°程度、又は40°程度であってもよい。 In a plan view, the direction in which the end portions of the supply members 60 (supply members 60a and 60b) that function as nozzles extend may be perpendicular to the side wall of the calciner 30. The direction in which the end portions of the supply members 60 extend may coincide with a direction perpendicular to the inlet 62. Alternatively, in a plan view, the direction in which the end portions of the supply members 60 extend may be inclined with respect to a direction perpendicular to the side wall of the calciner 30 (the radial direction of the circumference around the central axis of the calciner 30) so as to follow the swirling flow formed in the calciner 30. In one example, the angle at which the end portions are inclined with respect to a direction perpendicular to the side wall of the calciner 30 in a plan view may be approximately 10°, 20°, 30°, or 40°.

供給部材60が固形分として微粉炭を供給する場合において、1以上の供給部材60から供給される微粉炭の成分、発熱量、及び粒度分布の一例について説明する。微粉炭の揮発分、水分、固定炭素、及び灰分それぞれの工業分析値(質量%:気乾ベース)は、次のような範囲であってもよい。
(a)揮発分の工業分析値は、25質量%以上、26質量%以上、27質量%以上、又は28質量%以上であってもよい。揮発分の工業分析値は、35質量%以下、34質量%以下、33質量%以下、又は32質量%以下であってもよい。一例では、揮発分の工業分析値は、25~35質量%、又は28~32質量%である。
(b)水分の工業分析値は、2.0質量%以上、2.2質量%以上、2.4質量%以上、又は2.6質量%以上であってもよい。水分の工業分析値は、4.0質量%以下、3.8質量%以下、3.6質量%以下、又は3.4質量%以下であってもよい。一例では、水分の工業分析値は、2.0~4.0質量%、又は2.6質量%~3.4質量%である。
(c)固定炭素の工業分析値は、40質量%以上、42質量%以上、44質量%以上、又は46質量%以上であってもよい。固定炭素の工業分析値は、60質量%以下、58質量%以下、56質量%以下、又は54質量%以下であってもよい。一例では、固定炭素の工業分析値は、40~60質量%、又は46~54質量%である。
(d)灰分の工業分析値は、10質量%以上、11質量%以上、12質量%以上、又は13質量%以上であってもよい。灰分の工業分析値は、25質量%以下、24質量%以下、23質量%以下、又は22質量%以下であってもよい。一例では、灰分の工業分析値は、10~25質量%、又は13~22質量%である。
In a case where the supply member 60 supplies pulverized coal as solid content, an example of the components, calorific value, and particle size distribution of the pulverized coal supplied from one or more supply members 60 will be described. The proximate analysis values (mass %: air-dry basis) of the volatile matter, moisture, fixed carbon, and ash content of the pulverized coal may be in the following ranges.
(a) The proximate analysis value of the volatile content may be 25% by weight or more, 26% by weight or more, 27% by weight or more, or 28% by weight or more. The proximate analysis value of the volatile content may be 35% by weight or less, 34% by weight or less, 33% by weight or less, or 32% by weight or less. In one example, the proximate analysis value of the volatile content is 25 to 35% by weight, or 28 to 32% by weight.
(b) The proximate analysis value of the moisture content may be 2.0% by weight or more, 2.2% by weight or more, 2.4% by weight or more, or 2.6% by weight or more. The proximate analysis value of the moisture content may be 4.0% by weight or less, 3.8% by weight or less, 3.6% by weight or less, or 3.4% by weight or less. In one example, the proximate analysis value of the moisture content is 2.0 to 4.0% by weight, or 2.6 to 3.4% by weight.
(c) The proximate analysis of fixed carbon may be 40% by weight or more, 42% by weight or more, 44% by weight or more, or 46% by weight or more. The proximate analysis of fixed carbon may be 60% by weight or less, 58% by weight or less, 56% by weight or less, or 54% by weight or less. In one example, the proximate analysis of fixed carbon is 40-60% by weight, or 46-54% by weight.
(d) The proximate analysis value of the ash content may be 10% by weight or more, 11% by weight or more, 12% by weight or more, or 13% by weight or more. The proximate analysis value of the ash content may be 25% by weight or less, 24% by weight or less, 23% by weight or less, or 22% by weight or less. In one example, the proximate analysis value of the ash content is 10 to 25% by weight, or 13 to 22% by weight.

一例では、微粉炭の成分の工業分析値に関して、揮発分が25~35質量%であり、水分が2~4質量%であり、固定炭素が40~60質量%であり、灰分が10~25質量%である。微粉炭の成分の工業分析値は、JISM8812「石炭類及びコークス類-工業分析方法」に記載の試験方法によって測定される分析値である。 In one example, the proximate analysis values of the components of pulverized coal are 25-35% by mass for volatile matter, 2-4% by mass for moisture, 40-60% by mass for fixed carbon, and 10-25% by mass for ash. The proximate analysis values of the components of pulverized coal are analytical values measured using the test method described in JIS M8812 "Coals and cokes - Proximate analysis methods."

微粉炭のC(炭素)、H(水素)、O(酸素)、N(窒素)、及びS(硫黄)それぞれの化学分析値(質量%:気乾ベース)は、次のような範囲であってもよい。
(a)Cの化学分析値は、60質量%以上、61質量%以上、62質量%以上、又は63質量%以上であってもよい。Cの化学分析値は、75質量%以下、74質量%以下、73質量%以下、又は72質量%以下であってもよい。一例では、Cの化学分析値は、60~75質量%、又は63~72質量%である。
(b)Hの化学分析値は、3.0質量%以上、3.2質量%以上、3.4質量%以上、又は3.6質量%以上であってもよい。Hの化学分析値は、5.0質量%以下、4.8質量%以下、4.6質量%以下、又は4.4質量%以下であってもよい。一例では、Hの化学分析値は、3~5質量%、又は3.6~4.4質量%である。
(c)Oの化学分析値は、6.0質量%以上、6.2質量%以上、6.4質量%以上、又は6.6質量%以上であってもよい。Oの化学分析値は、9.0質量%以下、8.8質量%以下、8.6質量%以下、又は8.4質量%以下であってもよい。一例では、Oの化学分析値は、6~9質量%、又は6.6~8.4質量%である。
(d)Nの化学分析値は、1.0質量%以上、1.1質量%以上、1.2質量%以上、又は1.3質量%以上であってもよい。Nの化学分析値は、3.0質量%以下、2.8質量%以下、2.6質量%以下、又は2.4質量%以下であってもよい。一例では、Nの化学分析値は、1~3質量%、又は1.3~2.4質量%である。
(e)Sの化学分析値は、0.1質量%以上、0.2質量%以上、0.3質量%以上、又は0.4質量%以上であってもよい。Sの化学分析値は、1.0質量%以下、0.9質量%以下、0.8質量%以下、又は0.7質量%以下であってもよい。一例では、Sの化学分析値は、0.1~1.0質量%、又は0.4~0.7質量%である。
The chemical analysis values (mass %: air-dry basis) of C (carbon), H (hydrogen), O (oxygen), N (nitrogen), and S (sulfur) of the pulverized coal may be in the following ranges.
(a) The chemical analysis value of C may be 60% by weight or more, 61% by weight or more, 62% by weight or more, or 63% by weight or more. The chemical analysis value of C may be 75% by weight or less, 74% by weight or less, 73% by weight or less, or 72% by weight or less. In one example, the chemical analysis value of C is 60-75% by weight, or 63-72% by weight.
(b) The chemical analysis of H may be 3.0% by weight or more, 3.2% by weight or more, 3.4% by weight or more, or 3.6% by weight or more. The chemical analysis of H may be 5.0% by weight or less, 4.8% by weight or less, 4.6% by weight or less, or 4.4% by weight or less. In one example, the chemical analysis of H is 3-5% by weight, or 3.6-4.4% by weight.
(c) The chemical analysis of O may be 6.0% by weight or more, 6.2% by weight or more, 6.4% by weight or more, or 6.6% by weight or more. The chemical analysis of O may be 9.0% by weight or less, 8.8% by weight or less, 8.6% by weight or less, or 8.4% by weight or less. In one example, the chemical analysis of O is 6-9% by weight, or 6.6-8.4% by weight.
(d) The chemical analysis of N may be 1.0% by weight or more, 1.1% by weight or more, 1.2% by weight or more, or 1.3% by weight or more. The chemical analysis of N may be 3.0% by weight or less, 2.8% by weight or less, 2.6% by weight or less, or 2.4% by weight or less. In one example, the chemical analysis of N is 1-3% by weight, or 1.3-2.4% by weight.
(e) The chemical analysis of S may be 0.1% by weight or more, 0.2% by weight or more, 0.3% by weight or more, or 0.4% by weight or more. The chemical analysis of S may be 1.0% by weight or less, 0.9% by weight or less, 0.8% by weight or less, or 0.7% by weight or less. In one example, the chemical analysis of S is 0.1-1.0% by weight, or 0.4-0.7% by weight.

一例では、微粉炭の成分の化学分析値(気乾ベース)に関して、Cが60~75質量%であり、Hが3~5質量%であり、Oが6~9質量%であり、Nが1~3質量%であり、Sが0.1~1.0質量%である。微粉炭の成分の化学分析値(気乾ベース)は、JISM8813「石炭類及びコークス類-元素分析方法」及びJISM8810「石炭類及びコークス類-サンプリング,分析並びに試験方法の通則」に記載の試験方法によって測定される分析値である。 In one example, the chemical analysis values (air-dry basis) of the components of pulverized coal are as follows: C 60-75 mass%, H 3-5 mass%, O 6-9 mass%, N 1-3 mass%, and S 0.1-1.0 mass%. The chemical analysis values (air-dry basis) of the components of pulverized coal are analytical values measured using the test methods described in JIS M8813 "Coals and cokes -- Elemental analysis methods" and JIS M8810 "Coals and cokes -- General rules for sampling, analysis, and test methods."

微粉炭のC、H、O、N、及びSそれぞれの化学分析値(質量%:無水無灰ベース)は、次のような範囲であってもよい。
(a)Cの化学分析値は、75質量%以上、76質量%以上、77質量%以上、又は78質量%以上であってもよい。Cの化学分析値は、90質量%以下、89質量%以下、88質量%以下、又は87質量%以下であってもよい。一例では、Cの化学分析値は、75~90質量%、又は78~88質量%である。
(b)Hの化学分析値は、4.0質量%以上、4.2質量%以上、4.4質量%以上、又は4.6質量%以上であってもよい。Hの化学分析値は、6.0質量%以下、5.8質量%以下、5.6質量%以下、又は5.4質量%以下であってもよい。一例では、Hの化学分析値は、4~6質量%、又は4.6~5.4質量%である。
(c)Oの化学分析値は、8.0質量%以上、8.2質量%以上、8.4質量%以上、又は8.6質量%以上であってもよい。Oの化学分析値は、11.0質量%以下、10.8質量%以下、10.6質量%以下、又は10.4質量%以下であってもよい。一例では、Oの化学分析値は、8~11質量%、又は8.6~10.4質量%である。
(d)Nの化学分析値は、1.0質量%以上、1.1質量%以上、1.2質量%以上、又は1.3質量%以上であってもよい。Nの化学分析値は、3.0質量%以下、2.9質量%以下、2.8質量%以下、又は2.7質量%以下であってもよい。一例では、Nの化学分析値は、1~3質量%、又は1.3~2.7質量%である。
(e)Sの化学分析値は、0.1質量%以上、0.2質量%以上、0.3質量%以上、又は0.4質量%以上であってもよい。Sの化学分析値は、1.0質量%以下、0.9質量%以下、0.8質量%以下、又は0.7質量%以下であってもよい。一例では、Sの化学分析値は、0.1~1.0質量%、又は0.4~0.7質量%である。
The chemical analysis values (mass %: dry and ash-free basis) of C, H, O, N, and S of the pulverized coal may be in the following ranges.
(a) The chemical analysis value of C may be 75% by weight or more, 76% by weight or more, 77% by weight or more, or 78% by weight or more. The chemical analysis value of C may be 90% by weight or less, 89% by weight or less, 88% by weight or less, or 87% by weight or less. In one example, the chemical analysis value of C is 75 to 90% by weight, or 78 to 88% by weight.
(b) The chemical analysis of H may be 4.0% by weight or more, 4.2% by weight or more, 4.4% by weight or more, or 4.6% by weight or more. The chemical analysis of H may be 6.0% by weight or less, 5.8% by weight or less, 5.6% by weight or less, or 5.4% by weight or less. In one example, the chemical analysis of H is 4-6% by weight, or 4.6-5.4% by weight.
(c) The chemical analysis of O may be 8.0% by weight or more, 8.2% by weight or more, 8.4% by weight or more, or 8.6% by weight or more. The chemical analysis of O may be 11.0% by weight or less, 10.8% by weight or less, 10.6% by weight or less, or 10.4% by weight or less. In one example, the chemical analysis of O is 8-11% by weight, or 8.6-10.4% by weight.
(d) The chemical analysis of N may be 1.0% by weight or more, 1.1% by weight or more, 1.2% by weight or more, or 1.3% by weight or more. The chemical analysis of N may be 3.0% by weight or less, 2.9% by weight or less, 2.8% by weight or less, or 2.7% by weight or less. In one example, the chemical analysis of N is 1-3% by weight, or 1.3-2.7% by weight.
(e) The chemical analysis of S may be 0.1% by weight or more, 0.2% by weight or more, 0.3% by weight or more, or 0.4% by weight or more. The chemical analysis of S may be 1.0% by weight or less, 0.9% by weight or less, 0.8% by weight or less, or 0.7% by weight or less. In one example, the chemical analysis of S is 0.1-1.0% by weight, or 0.4-0.7% by weight.

一例では、微粉炭の成分の化学分析値(無水無灰ベース)に関して、Cが75~90質量%であり、Hが4~6質量%であり、Oが8~11質量%であり、Nが1~3質量%であり、Sが0.1~1.0質量%である。微粉炭の成分の化学分析値(気乾ベース)は、JISM8813「石炭類及びコークス類-元素分析方法」及びJISM8810「石炭類及びコークス類-サンプリング,分析並びに試験方法の通則」に記載の試験方法によって測定される分析値である。 In one example, the chemical analysis values (dry and ash-free basis) of the components of pulverized coal are as follows: C 75-90 mass%, H 4-6 mass%, O 8-11 mass%, N 1-3 mass%, and S 0.1-1.0 mass%. The chemical analysis values (air-dry basis) of the components of pulverized coal are analytical values measured using the test methods described in JIS M8813 "Coals and cokes -- Elemental analysis methods" and JIS M8810 "Coals and cokes -- General rules for sampling, analysis, and test methods."

微粉炭の発熱量(より詳細には、微粉炭の到着ベースでの低位発熱量)は、4500kcal/kg以上、4700kcal/kg以上、4900kcal/kg以上、又は5100kcal/kg以上であってもよい。本開示において、微粉炭の発熱量は、低位発熱量(到着ベース)を意味する。微粉炭の発熱量は、6500kcal/kg以下、6300kcal/kg以下、6100kcal/kg以下、又は5900kcal/kg以下であってもよい。一例では、微粉炭の発熱量は、4500~6500kcal/kg、又は5100~5900kcal/kgである。微粉炭の発熱量、すなわち微粉炭の低位発熱量(到着ベース)は、JISM8814「石炭類及びコークス類-ボンブ熱量計による総発熱量の測定方法及び真発熱量の計算方法」に記載の試験方法によって測定される。 The calorific value of the pulverized coal (more specifically, the lower heating value of the pulverized coal on arrival) may be 4500 kcal/kg or more, 4700 kcal/kg or more, 4900 kcal/kg or more, or 5100 kcal/kg or more. In this disclosure, the calorific value of the pulverized coal refers to the lower heating value (on arrival). The calorific value of the pulverized coal may be 6500 kcal/kg or less, 6300 kcal/kg or less, 6100 kcal/kg or less, or 5900 kcal/kg or less. In one example, the calorific value of the pulverized coal is 4500 to 6500 kcal/kg, or 5100 to 5900 kcal/kg. The calorific value of pulverized coal, i.e., the lower calorific value of pulverized coal (on arrival), is measured using the test method described in JIS M8814 "Coals and cokes - Method for measuring gross calorific value using a bomb calorimeter and method for calculating net calorific value."

微粉炭の粒度分布(粒度区分ごとの質量割合)は、次のような範囲であってもよい。粒度区分ごとの質量割合(質量%)は、微粉炭全体の質量に対する当該粒度区分の粒子の質量の割合を意味する。
(a)粒径が8.00μm未満の粒子は、15質量%以下、13質量%以下、11質量%以下、又は9質量%以下であってもよい。粒径が8.00μm未満の粒子が含まれていなくてもよい。
(b)粒径が8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒子は、5質量%以上、6質量%以上、7質量%以上、又は8質量%以上であってもよい。粒径が8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒子は、20質量%以下、19質量%以下、18質量%以下、又は17質量%以下であってもよい。一例では、粒径が8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒子は、5~20質量%、又は8~17質量%である。
(c)粒径が16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒子は、20質量%以上、22質量%以上、24質量%以上、又は26質量%以上であってもよい。粒径が16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒子は、40質量%以下、38質量%以下、36質量%以下、又は34質量%以下であってもよい。一例では、粒径が16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒子は、20~40質量%、又は26~34質量%である。
(d)粒径が32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒子は、20質量%以上、22質量%以上、24質量%以上、又は26質量%以上であってもよい。粒径が32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒子は、40質量%以下、38質量%以下、36質量%以下、又は34質量%以下であってもよい。一例では、粒径が32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒子は、20~40質量%、又は26~34質量%である。
(e)粒径が64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒子は、10質量%以上、12質量%以上、14質量%以上、又は16質量%以上であってもよい。粒径が64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒子は、30質量%以下、28質量%以下、26質量%以下、又は24質量%以下であってもよい。一例では、粒径が64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒子は、10~30質量%、又は16~24質量%である。
(f)粒径が128.00μm以上の粒子は、10質量%以下、9質量%以下、8質量%以下、又は7質量%以下であってもよい。粒径が128.00μm以上の粒子が含まれていなくてもよい。
The particle size distribution of the pulverized coal (mass proportion for each particle size division) may be in the following ranges: The mass proportion (mass %) for each particle size division means the proportion of the mass of particles of that particle size division to the total mass of the pulverized coal.
(a) The content of particles having a particle size of less than 8.00 μm may be 15% by mass or less, 13% by mass or less, 11% by mass or less, or 9% by mass or less. It is also possible that no particles having a particle size of less than 8.00 μm are contained.
(b) The content of particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm may be 5% by mass or more, 6% by mass or more, 7% by mass or more, or 8% by mass or more. The content of particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm may be 20% by mass or less, 19% by mass or less, 18% by mass or less, or 17% by mass or less. In one example, the content of particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm is 5 to 20% by mass, or 8 to 17% by mass.
(c) The content of particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm may be 20% by mass or more, 22% by mass or more, 24% by mass or more, or 26% by mass or more. The content of particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm may be 40% by mass or less, 38% by mass or less, 36% by mass or less, or 34% by mass or less. In one example, the content of particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm is 20 to 40% by mass, or 26 to 34% by mass.
(d) The content of particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm may be 20% by mass or more, 22% by mass or more, 24% by mass or more, or 26% by mass or more. The content of particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm may be 40% by mass or less, 38% by mass or less, 36% by mass or less, or 34% by mass or less. In one example, the content of particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm is 20 to 40% by mass, or 26 to 34% by mass.
(e) The content of particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm may be 10% by mass or more, 12% by mass or more, 14% by mass or more, or 16% by mass or more. The content of particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm may be 30% by mass or less, 28% by mass or less, 26% by mass or less, or 24% by mass or less. In one example, the content of particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm is 10 to 30% by mass, or 16 to 24% by mass.
(f) The content of particles having a particle size of 128.00 μm or more may be 10% by mass or less, 9% by mass or less, 8% by mass or less, or 7% by mass or less. It is not necessary for particles having a particle size of 128.00 μm or more to be contained.

一例では、微粉炭の粒度分布に関して、8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒径を有する粒子が5~20質量%であり、16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒径を有する粒子が10~30質量%である。この場合において、8.00μm未満の粒径を有する粒子と、128.00μm以上の粒径を有する粒子との少なくとも一方が微粉炭に含まれてもよく、これらの粒子が双方とも微粉炭に含まれていなくてもよい。微粉炭の粒度分布(粒径)は、JISZ8825「粒子径解析-レーザ回折・散乱法」に記載の試験方法によって測定される。 In one example, the particle size distribution of the pulverized coal is such that particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm account for 5 to 20 mass %, particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm account for 20 to 40 mass %, particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm account for 20 to 40 mass %, and particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm account for 10 to 30 mass %. In this case, the pulverized coal may contain at least one of particles having a particle size of less than 8.00 μm and particles having a particle size of 128.00 μm or more, or may not contain both of these particles. The particle size distribution (particle size) of the pulverized coal is measured using the test method described in JIS Z8825, "Particle Size Analysis - Laser Diffraction and Scattering Method."

熱エネルギー源供給部50は、1以上の供給部材70(第2供給部材)を有する。図2に示される例においては、2つの供給部材70が設けられている。供給部材70は、仮焼炉30の内部に対して、熱エネルギー源として、アンモニアを供給する部材(バーナ)である。供給部材70は、アンモニアを含むアンモニア含有ガスを供給するように構成されている。供給部材70により供給されるアンモニア含有ガスは、アンモニアガスのみであってもよく、アンモニアガスと、空気又はメタン等の他のガスとの混合ガスであってもよい。 The thermal energy source supply unit 50 has one or more supply members 70 (second supply members). In the example shown in FIG. 2, two supply members 70 are provided. The supply members 70 are members (burners) that supply ammonia as a thermal energy source to the interior of the calciner 30. The supply members 70 are configured to supply an ammonia-containing gas containing ammonia. The ammonia-containing gas supplied by the supply member 70 may be ammonia gas alone, or may be a mixed gas of ammonia gas with other gases such as air or methane.

図3に示されるように、供給部材70は、仮焼炉30の内部に対して、燃焼用空気と共にアンモニアを供給してもよい。供給部材70では、仮焼炉30の内部に導入される前に、アンモニアと燃焼用空気とが合流してもよく、合流せずに、アンモニアと燃焼用空気とが個別に供給されてもよい。アンモニアと共に供給される燃焼用空気の空気比は、例えば、0.1~1.0である。空気比は、供給部材70から供給されるアンモニアを理論的に完全燃焼させるのに必要な最小限の空気量に対して、実際に供給する空気の量の比で定義される。 As shown in FIG. 3, the supply member 70 may supply ammonia along with combustion air to the interior of the calciner 30. The ammonia and combustion air may be combined in the supply member 70 before being introduced into the interior of the calciner 30, or the ammonia and combustion air may be supplied separately without being combined. The air ratio of the combustion air supplied together with ammonia is, for example, 0.1 to 1.0. The air ratio is defined as the ratio of the amount of air actually supplied to the minimum amount of air required for theoretically completely combusting the ammonia supplied from the supply member 70.

供給部材70からの燃焼用空気の空気比は、アンモニアの燃焼を促進する観点から、0.15以上、0.2以上、又は、0.25以上であってもよい。供給部材70からの燃焼用空気の空気比は、効率的に空気を導入する観点から、0.9以下、0.8以下、又は、0.7以下であってもよい。一例では、塩素バイパス設備からの排ガスが、燃焼用空気として、供給部材70及び供給部材60のそれぞれから導入される。 The air ratio of the combustion air from the supply member 70 may be 0.15 or more, 0.2 or more, or 0.25 or more, from the viewpoint of promoting the combustion of ammonia. The air ratio of the combustion air from the supply member 70 may be 0.9 or less, 0.8 or less, or 0.7 or less, from the viewpoint of efficiently introducing air. In one example, exhaust gas from the chlorine bypass equipment is introduced as combustion air from each of the supply members 70 and 60.

供給部材70は、仮焼炉30が運転している期間において連続してアンモニア含有ガスを供給してもよく、仮焼炉30が運転している期間の一部において、アンモニア含有ガスを供給してもよい。 The supply member 70 may supply ammonia-containing gas continuously while the calciner 30 is operating, or may supply ammonia-containing gas only for a portion of the period while the calciner 30 is operating.

供給部材70から供給されるアンモニア含有ガスの一部が熱エネルギー源に用いられ、別の一部が脱硝に用いられてもよい。すなわち、以下の式(1)のみならず、式(2)のように反応してもよい。
NH+1/4O → 1/2N+3/2HO (1)
NH+NO+1/4O → N+3/2HO (2)
仮焼炉30は、燃焼反応及び脱硝反応の両方が進み得る温度域を有するため、アンモニアの燃焼反応及び脱硝反応の両方を行うことができる。これによって、二酸化炭素及び窒素酸化物の両方の排出量を低減することができる。
A part of the ammonia-containing gas supplied from the supply member 70 may be used as a thermal energy source, and another part may be used for denitration. That is, the reaction may occur not only as shown in the following formula (1) but also as shown in formula (2).
NH 3 +1/4O 2 → 1/2N 2 +3/2H 2 O (1)
NH3 +NO+1/ 4O2N2 + 3 /2H2O (2)
The calciner 30 has a temperature range in which both the combustion reaction and the denitration reaction can proceed, and therefore can perform both the ammonia combustion reaction and the denitration reaction, thereby reducing the emissions of both carbon dioxide and nitrogen oxides.

供給部材70から供給されるアンモニア含有ガスに含まれるアンモニアが、仮焼炉30において燃焼及び脱硝の両方を行ってもよいし、供給部材70からのアンモニアの全て又は大部分を燃焼反応に利用し、脱硝反応に用いられるアンモニアを供給部材70とは別の位置にある導入口20から供給してもよい。導入口20から供給されるアンモニア含有ガスは、アンモニアのみを含んでいてもよいし、アンモニアガスと他のガスとの混合ガスであってもよい。導入口20は、例えば、仮焼炉30の出口30bとサイクロンC4とを接続し、仮焼炉30からの排ガスが流通する接続部38に設けられる。 The ammonia contained in the ammonia-containing gas supplied from the supply member 70 may be used for both combustion and denitration in the calciner 30, or all or most of the ammonia from the supply member 70 may be used in the combustion reaction, with the ammonia used for the denitration reaction supplied from an inlet 20 located separately from the supply member 70. The ammonia-containing gas supplied from the inlet 20 may contain only ammonia, or may be a mixture of ammonia gas and other gases. The inlet 20 is provided, for example, at the connection 38 that connects the outlet 30b of the calciner 30 to the cyclone C4 and through which exhaust gas from the calciner 30 flows.

供給部材70の端部には、アンモニア含有ガスを仮焼炉30の内部に対して吐出する(吹き込む)導入口72が設けられている。供給部材70のうちの導入口を含む端部は、ノズルとして機能する。供給部材70の導入口には、アンモニア含有ガスを導入するための1以上の開口が設けられてもよい。供給部材70の端部における導入口72には、アンモニア含有ガスを吐出するための1以上の開口に加えて、燃焼用空気を吐出するための1以上の開口が含まれてもよい。アンモニア含有ガスと共に導入される燃焼用空気の一部は、導入口72から旋回流として吐出されてもよく、燃焼用空気の他の一部は、導入口72から旋回せずに(例えば、直進するように)吐出されてもよい。供給部材70のうちのノズルとして機能する端部は、水平に設置されてもよい。図3に示されるように、供給部材70の上記端部は、仮焼炉30の側壁に接続されていてもよい。 An inlet 72 is provided at the end of the supply member 70, through which the ammonia-containing gas is discharged (blows) into the interior of the calciner 30. The end of the supply member 70 including the inlet functions as a nozzle. The inlet of the supply member 70 may be provided with one or more openings for introducing the ammonia-containing gas. The inlet 72 at the end of the supply member 70 may include one or more openings for discharging the combustion air in addition to one or more openings for discharging the ammonia-containing gas. A portion of the combustion air introduced together with the ammonia-containing gas may be discharged from the inlet 72 as a swirling flow, and another portion of the combustion air may be discharged from the inlet 72 without swirling (e.g., in a straight line). The end of the supply member 70 that functions as a nozzle may be installed horizontally. As shown in FIG. 3, the end of the supply member 70 may be connected to the side wall of the calciner 30.

図2及び図3に示される例において、2つの供給部材70の一方を「供給部材70a」と表記し、他方を「供給部材70b」と表記する。供給部材70a及び供給部材70bは、互いに同様の機能及び構成を有している。仮焼炉30内のガス流れ方向Fにおいて、供給部材70aの導入口72の少なくとも一部は、供給部材70bの導入口72の少なくとも一部と同じ位置に配置されている。ガス流れ方向Fが鉛直方向に沿う場合、供給部材70aの導入口72の少なくとも一部の高さ位置は、供給部材70bの導入口72の少なくとも一部の高さ位置と一致してもよい。平面視において、供給部材70aの導入口72と、供給部材70bの導入口72との間で、仮焼炉30の中心軸まわりの周方向での位置が異なっている。一例では、上記周方向において、供給部材70aの導入口72と供給部材70bの導入口72との間の角度(小さい方のずれの角度)が、150°~180°程度、160°~180°程度、又は170°~180°程度であってもよい。平面視での導入口72の上記周方向における位置は、導入口72の中心によって定義される。 2 and 3, one of the two supply members 70 is referred to as "supply member 70a" and the other as "supply member 70b." Supply member 70a and supply member 70b have similar functions and configurations. In the gas flow direction F within the calciner 30, at least a portion of the inlet 72 of supply member 70a is disposed at the same position as at least a portion of the inlet 72 of supply member 70b. When the gas flow direction F is along the vertical direction, the height position of at least a portion of the inlet 72 of supply member 70a may coincide with the height position of at least a portion of the inlet 72 of supply member 70b. In a plan view, the inlet 72 of supply member 70a and the inlet 72 of supply member 70b are positioned at different circumferential positions around the central axis of the calciner 30. In one example, the angle (the smaller angle of deviation) between the inlet 72 of supply member 70a and the inlet 72 of supply member 70b in the circumferential direction may be approximately 150° to 180°, approximately 160° to 180°, or approximately 170° to 180°. The position of the inlet 72 in the circumferential direction in a plan view is defined by the center of the inlet 72.

平面視において、供給部材70(供給部材70a及び供給部材70bのそれぞれ)のうちのノズルとして機能する端部が延びる方向は、仮焼炉30の側壁に対して垂直であってもよい。供給部材70の上記端部が延びる方向は、導入口72に垂直な方向に一致してもよい。これに代えて、仮焼炉30内に形成されている旋回流に沿うように、平面視において、供給部材70の上記端部が延びる方向が、仮焼炉30の側壁に垂直な方向(仮焼炉30の中心軸まわりの円周の径方向)に対して傾斜していてもよい。一例では、平面視において、仮焼炉30の側壁に垂直な方向に対して上記端部が傾斜する角度が、10°程度、20°程度、30°程度、又は40°程度であってもよい。 In a plan view, the direction in which the end portions of the supply members 70 (supply members 70a and 70b) that function as nozzles extend may be perpendicular to the side wall of the calciner 30. The direction in which the end portions of the supply members 70 extend may coincide with a direction perpendicular to the inlet 72. Alternatively, in a plan view, the direction in which the end portions of the supply members 70 extend may be inclined with respect to a direction perpendicular to the side wall of the calciner 30 (the radial direction of the circumference around the central axis of the calciner 30) so as to follow the swirling flow formed within the calciner 30. In one example, the angle at which the end portions are inclined with respect to a direction perpendicular to the side wall of the calciner 30 in a plan view may be approximately 10°, 20°, 30°, or 40°.

続いて、1以上の供給部材70と、1以上の供給部材60との互いの位置関係について説明する。以下では、1つの供給部材70と1つの供給部材60とに着目して、互いの位置関係を説明するが、供給部材70と供給部材60との全ての組合せについて、同じ位置関係が成立する。 Next, the relative positional relationship between one or more supply members 70 and one or more supply members 60 will be described. Below, the relative positional relationship will be described focusing on one supply member 70 and one supply member 60, but the same relative positional relationship applies to all combinations of supply members 70 and supply members 60.

供給部材70は、供給部材60とは別体に形成されている。すなわち、供給部材70は、供給部材60に対して物理的に分離している。供給部材70は、供給部材60が熱エネルギー源を供給する位置とは異なる位置から、アンモニアガスを吐出する。つまり、供給部材60が仮焼炉30の内部に対して固形分を供給する位置と、供給部材70が仮焼炉30の内部に対してアンモニア含有ガスを供給する位置とは、互いに異なっている。本開示において、互いに異なる位置(箇所)から熱エネルギー源を供給(吐出)するとは、別体に構成された2つの供給部材が、それぞれ熱エネルギー源を供給(吐出)することを意味する。 Supply member 70 is formed separately from supply member 60. In other words, supply member 70 is physically separate from supply member 60. Supply member 70 discharges ammonia gas from a position different from the position from which supply member 60 supplies the thermal energy source. In other words, the position from which supply member 60 supplies solids to the interior of calciner 30 and the position from which supply member 70 supplies ammonia-containing gas to the interior of calciner 30 are different from each other. In this disclosure, supplying (discharging) a thermal energy source from different positions (locations) means that two separately constructed supply members each supply (discharge) a thermal energy source.

仮焼炉30内のガス流れ方向Fを基準として、供給部材70がアンモニアを供給する位置は、供給部材60が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも上流側に配置されている。供給部材70がアンモニアを供給する位置は、供給部材70のアンモニア(アンモニア含有ガス)を吐出する導入口72の位置に相当し、以下、この位置を「供給部材70の供給位置」と称する。供給部材60が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置は、供給部材60の当該熱エネルギー源を吐出する導入口62の位置に相当し、以下、この位置を「供給部材60の供給位置」と称する。ガス流れ方向Fが鉛直方向に沿う場合、供給部材70の導入口72の最上位置(最も上方に位置する箇所)は、供給部材60の導入口62の最下位置(最も下方に位置する箇所)よりも下方に位置する。 Based on the gas flow direction F within the calciner 30, the position from which the supply member 70 supplies ammonia is located upstream of the position from which the supply member 60 supplies a thermal energy source containing solids. The position from which the supply member 70 supplies ammonia corresponds to the position of the inlet 72 of the supply member 70, which discharges ammonia (ammonia-containing gas), and this position will be referred to below as the "supply position of the supply member 70." The position from which the supply member 60 supplies a thermal energy source containing solids corresponds to the position of the inlet 62 of the supply member 60, which discharges the thermal energy source, and this position will be referred to below as the "supply position of the supply member 60." When the gas flow direction F is vertical, the uppermost position (highest position) of the inlet 72 of the supply member 70 is located below the lowermost position (lowest position) of the inlet 62 of the supply member 60.

以上のように、1以上の供給部材70の供給位置(の全て)が、1以上の供給部材60の供給位置(の全て)に対してガス流れ方向Fにおいて上流側に配置されている。ガス流れ方向Fが鉛直方向に沿う場合、1以上の供給部材70の供給位置(の全て)が、1以上の供給部材60の供給位置(の全て)よりも低い位置に配置されている。図2に示される例においては、供給部材70aの供給位置は、供給部材60aの供給位置及び供給部材60bの供給位置の双方よりも低い位置に配置されている。供給部材70bの供給位置も、供給部材60aの供給位置及び供給部材60bの供給位置の双方よりも低い位置に配置されている。平面視において、供給部材60aの供給位置と供給部材70aの供給位置とは互いに略一致してもよく、供給部材60bの供給位置と供給部材70bの供給位置とは互いに略一致してもよい。アンモニア又は固形分の燃焼に影響が及ばない範囲で、平面視において、供給部材60a(供給部材60b)の供給位置と供給部材70a(供給部材70b)の供給位置とが互いに異なっていてもよい。一例では、平面視において、互いの供給位置が、仮焼炉30の中心軸まわりの周方向で10°程度、20°程度、又は30°程度ずれていてもよい。 As described above, the supply positions of one or more supply members 70 (all of them) are arranged upstream of the supply positions of one or more supply members 60 (all of them) in the gas flow direction F. When the gas flow direction F is vertical, the supply positions of one or more supply members 70 (all of them) are arranged lower than the supply positions of one or more supply members 60 (all of them). In the example shown in FIG. 2, the supply position of supply member 70a is arranged lower than both the supply position of supply member 60a and the supply position of supply member 60b. The supply position of supply member 70b is also arranged lower than both the supply position of supply member 60a and the supply position of supply member 60b. In a plan view, the supply positions of supply member 60a and supply member 70a may be approximately aligned, and the supply positions of supply member 60b and supply member 70b may be approximately aligned. The supply position of supply member 60a (supply member 60b) and the supply position of supply member 70a (supply member 70b) may be different from each other in a plan view, as long as this does not affect the combustion of ammonia or solid content. In one example, the supply positions may be offset from each other by approximately 10°, 20°, or 30° in the circumferential direction around the central axis of calciner 30 in a plan view.

仮焼炉30の内部へのアンモニアの供給に起因して、仮焼炉30から排出されるガス中に含まれる一酸化炭素濃度が増加する懸念がある。一酸化炭素濃度が上昇する要因として、次の2つのことが考えられる。
(A)アンモニアの燃焼による微粉炭等の固形分の燃焼阻害
(B)アンモニアと二酸化炭素との反応
There is a concern that the supply of ammonia into the calciner 30 will increase the concentration of carbon monoxide contained in the gas discharged from the calciner 30. The following two factors are thought to be factors that cause the increase in carbon monoxide concentration.
(A) Inhibition of combustion of solids such as pulverized coal by the combustion of ammonia (B) Reaction of ammonia with carbon dioxide

要因(A)に関して、固形分の周辺の酸素が、可燃性ガスであるアンモニアガスの燃焼で先に消費され、固形分の燃焼反応に必要な酸素が一時的に不足することによるものと考えられる。一般的に、固形分(固体)の燃焼は、固形分がガスとチャーとに熱分解され、それらが個別に燃焼する段階を経ることから、固形分よりも可燃性ガス(アンモニアガス)の燃焼速度が速いと推定される。仮焼炉30内のガス流れ方向Fにおいて、相対的に燃焼速度が遅い固形分と、相対的に燃焼速度が速いアンモニアガスを同じ位置から供給する場合、又は、上流側で固形分を供給し、下流側でアンモニアガスを供給する場合を考える。これらの場合、上述した燃焼速度の違いから、アンモニアガスの燃焼により、下流側の供給位置の周辺において酸素が消費され、上流側の供給位置では燃焼が完了していない固形分を燃焼させるための酸素が一時的に不足する。その結果、一酸化炭素の発生が促進される。 Regarding factor (A), it is believed that oxygen around the solids is consumed first by the combustion of ammonia gas, a combustible gas, resulting in a temporary shortage of oxygen for the combustion reaction of the solids. Generally, the combustion of solids involves thermal decomposition of the solids into gas and char, which then combust separately. Therefore, it is presumed that the combustion rate of the combustible gas (ammonia gas) is faster than that of the solids. Consider the case where solids, which have a relatively slow combustion rate, and ammonia gas, which has a relatively fast combustion rate, are supplied from the same position in the gas flow direction F within the calciner 30, or the case where solids are supplied upstream and ammonia gas is supplied downstream. In these cases, due to the difference in combustion rate, oxygen is consumed around the downstream supply position due to the combustion of ammonia gas, resulting in a temporary shortage of oxygen at the upstream supply position for burning the incompletely combusted solids. This results in accelerated carbon monoxide generation.

これに対して、製造装置100では、ガス流れ方向Fにおいて、供給部材70により上流側でアンモニアガスが供給され、供給部材60により下流側で固形分が供給される。この場合、下流側で供給された固形分の周辺において、アンモニアガスの燃焼に起因して酸素が不足してしまう可能性を低減できる。また、固形分の燃焼により発生した二酸化炭素とアンモニアとの反応を抑制できると考えられる。そのため、上流側でアンモニアガスを供給し、下流側で固形分を供給することで、アンモニアガスに起因した一酸化炭素濃度の上昇を抑制することができる。 In contrast, in the manufacturing apparatus 100, ammonia gas is supplied upstream in the gas flow direction F by the supply member 70, and solid content is supplied downstream by the supply member 60. In this case, the possibility of oxygen shortages occurring around the solid content supplied downstream due to the combustion of ammonia gas can be reduced. It is also believed that the reaction between carbon dioxide generated by the combustion of the solid content and ammonia can be suppressed. Therefore, by supplying ammonia gas upstream and the solid content downstream, it is possible to suppress an increase in carbon monoxide concentration caused by ammonia gas.

熱エネルギー源供給部50は、以下に定義される発熱量割合が0.01~0.90となるように、各種の熱エネルギー源を仮焼炉30の内部に対して供給する。
発熱量割合:1以上の供給部材60及び1以上の供給部材70から供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、1以上の供給部材70から供給されるアンモニアの発熱量の割合。
上記合計発熱量は、1以上の供給部材60から供給される全ての熱エネルギー源の発熱量と、1以上の供給部材70から供給される全ての熱エネルギー源の発熱量との合計である。1以上の供給部材70から供給されるアンモニアの発熱量は、1以上の供給部材70から供給される全てのアンモニアの発熱量である。本開示において、アンモニアの発熱量は、低位発熱量(無水ベース)を意味する。アンモニアの発熱量は、3000kcal/kg以上、3200kcal/kg以上、3400kcal/kg以上、又は3600kcal/kg以上であってもよい。アンモニアの発熱量は、6000kcal/kg以下、5800kcal/kg以下、5600kcal/kg以下、又は5400kcal/kg以下であってもよい。一例では、アンモニアの発熱量は、3000~6000kcal/kg、又は3600~5400kcal/kgである。
The thermal energy source supply unit 50 supplies various thermal energy sources to the inside of the calciner 30 so that the calorific value ratio, defined below, is 0.01 to 0.90.
Calorific value ratio: The ratio of the calorific value of the ammonia supplied from one or more supply members 70 to the total calorific value of the thermal energy sources supplied from one or more supply members 60 and one or more supply members 70.
The total calorific value is the sum of the calorific values of all the thermal energy sources supplied from one or more supply members 60 and all the calorific values of all the thermal energy sources supplied from one or more supply members 70. The calorific value of ammonia supplied from one or more supply members 70 is the calorific value of all the ammonia supplied from one or more supply members 70. In this disclosure, the calorific value of ammonia refers to the lower heating value (anhydrous basis). The calorific value of ammonia may be 3000 kcal/kg or more, 3200 kcal/kg or more, 3400 kcal/kg or more, or 3600 kcal/kg or more. The calorific value of ammonia may be 6000 kcal/kg or less, 5800 kcal/kg or less, 5600 kcal/kg or less, or 5400 kcal/kg or less. In one example, the calorific value of ammonia is 3000 to 6000 kcal/kg, or 3600 to 5400 kcal/kg.

上記発熱量割合は、アンモニアの有効利用を促進する観点から、0.05以上、0.1以上、0.15以上、又は0.20以上であってもよい。上記発熱量割合は、アンモニアに起因した固形分の燃焼阻害を抑制する観点から、0.7以下、0.55以下、0.50以下、0.45以下、0.4以下、0.35以下、又は0.3以下であってもよい。上記発熱量割合は、0.01~0.55であってもよい。この場合、上記合計発熱量に対する、1以上の供給部材60から供給される固形分を含む熱エネルギー源の発熱量の割合は、0.45~0.99であってもよい。上記発熱量割合は、0.01~0.3であってもよい。この場合、上記合計発熱量に対する、1以上の供給部材60から供給される固形分を含む熱エネルギー源の発熱量の割合は、0.7~0.99であってもよい。これらの発熱量の割合は、各種熱エネルギー源の供給量を用いて演算することができる。 From the viewpoint of promoting the effective use of ammonia, the calorific value ratio may be 0.05 or more, 0.1 or more, 0.15 or more, or 0.20 or more. From the viewpoint of suppressing inhibition of combustion of solids due to ammonia, the calorific value ratio may be 0.7 or less, 0.55 or less, 0.50 or less, 0.45 or less, 0.4 or less, 0.35 or less, or 0.3 or less. The calorific value ratio may be 0.01 to 0.55. In this case, the ratio of the calorific value of the thermal energy source containing solids supplied from one or more supply members 60 to the total calorific value may be 0.45 to 0.99. The calorific value ratio may be 0.01 to 0.3. In this case, the ratio of the calorific value of the thermal energy source containing solids supplied from one or more supply members 60 to the total calorific value may be 0.7 to 0.99. These calorific value ratios can be calculated using the supply amounts of various thermal energy sources.

製造装置100は、1以上の供給部材80(第3供給部材)を備えてもよい。図2に示される例においては、1つの供給部材80が設けられているが、2以上の供給部材80が設けられてもよい。供給部材80は、仮焼炉30の内部に対して、温度が700℃~1000℃であり、酸素を含む熱ガスを供給する部材である。供給部材80から供給される熱ガスの温度は、800℃~900℃であってもよい。供給部材80は、クリンカクーラ48からの抽気ガスを上記熱ガスとして、仮焼炉30の内部に対して供給してもよい。 The manufacturing apparatus 100 may include one or more supply members 80 (third supply members). In the example shown in FIG. 2, one supply member 80 is provided, but two or more supply members 80 may be provided. The supply member 80 is a member that supplies hot gas containing oxygen and having a temperature of 700°C to 1000°C to the interior of the calciner 30. The temperature of the hot gas supplied from the supply member 80 may be 800°C to 900°C. The supply member 80 may supply the extracted gas from the clinker cooler 48 to the interior of the calciner 30 as the hot gas.

供給部材80の端部には、熱ガスを仮焼炉30の内部に対して吐出する(吹き込む)導入口が設けられている。供給部材80により熱ガスが供給される位置は、供給部材80の端部に設けられた導入口の位置に相当し、以下、この位置を「供給部材80の供給位置」という。仮焼炉30内のガス流れ方向Fにおいて、1以上の供給部材80の供給位置は、1以上の供給部材60の供給位置に対応する位置か、又は当該供給位置よりも上流側に配置され、且つ、1以上の供給部材70の供給位置よりも下流側に配置されていてもよい。仮焼炉30内のガス流れ方向Fにおいて、供給部材80の供給位置が、供給部材60の供給位置に対応する位置にあるとは、供給部材80の導入口の少なくとも一部と、供給部材60の導入口62の少なくとも一部とが、互いに同じ位置にあることを意味する。供給部材80から熱ガスを仮焼炉30の内部に対して吹き込むことによって、固形分の燃焼性をより向上させることができる。 An inlet is provided at the end of the supply member 80 for discharging (blowing) hot gas into the interior of the calciner 30. The position at which hot gas is supplied by the supply member 80 corresponds to the position of the inlet provided at the end of the supply member 80, and hereinafter this position is referred to as the "supply position of the supply member 80." In the gas flow direction F within the calciner 30, the supply positions of one or more supply members 80 may correspond to the supply positions of one or more supply members 60, or may be located upstream of the supply positions and downstream of the supply positions of one or more supply members 70. The phrase "the supply position of a supply member 80 corresponds to the supply position of a supply member 60 in the gas flow direction F within the calciner 30" means that at least a portion of the inlet of the supply member 80 and at least a portion of the inlet 62 of the supply member 60 are in the same position. Blowing hot gas from the supply member 80 into the interior of the calciner 30 can further improve the combustibility of solids.

図2に示される例においては、供給部材80の供給位置が、供給部材60a及び供給部材60bの双方の供給位置よりも下方に位置する。すなわち、供給部材80の導入口の最上位置は、供給部材60a及び供給部材60bの双方における導入口の最下位置よりも下方に位置する。また、供給部材80の供給位置は、供給部材70a及び供給部材70bの双方の供給位置よりも上方に位置する。すなわち、供給部材80の導入口の最下位置は、供給部材70a及び供給部材70bの双方における導入口の最上位置よりも上方に位置する。供給部材80の供給位置は、供給部材60の供給位置と供給部材70の供給位置との間において、供給部材60の供給位置寄りに配置されていてもよい。図2に示される例とは異なり、供給部材80の供給位置の高さ位置が、供給部材60aの供給位置の高さ位置に一致し、供給部材60bの供給位置の高さ位置に一致してもよい。供給位置同士の高さ位置が一致するとは、1つの供給部材の導入口の少なくとも一部の高さ位置が、他の1つの供給部材の導入口の少なくとも一部の高さ位置と同じであることを意味する。1つの供給部材80に加えて、他の供給部材80が設けられる場合、供給部材60及び供給部材70に対する他の供給部材80の位置関係も同様である。 In the example shown in FIG. 2, the supply position of supply member 80 is located lower than the supply positions of both supply member 60a and supply member 60b. That is, the uppermost position of the inlet of supply member 80 is located lower than the lowermost position of the inlet of both supply member 60a and supply member 60b. Furthermore, the supply position of supply member 80 is located higher than the supply positions of both supply member 70a and supply member 70b. That is, the lowermost position of the inlet of supply member 80 is located higher than the uppermost position of the inlet of both supply member 70a and supply member 70b. The supply position of supply member 80 may be located between the supply positions of supply member 60 and supply member 70, closer to the supply position of supply member 60. Unlike the example shown in FIG. 2, the height position of the supply position of supply member 80 may coincide with the height position of the supply position of supply member 60a and the height position of the supply position of supply member 60b. The fact that the height positions of the supply positions are the same means that the height position of at least a portion of the inlet of one supply member is the same as the height position of at least a portion of the inlet of another supply member. If another supply member 80 is provided in addition to one supply member 80, the positional relationship of the other supply member 80 to supply members 60 and 70 also applies in the same way.

1つの供給部材60と1つの供給部材80が設けられる場合、平面視において、仮焼炉30の中心軸まわりの周方向で、供給部材80の供給位置が、下流に位置する供給部材60の位置と略一致してもよく、又は、互いのずれの角度が30°程度以下であってもよい。この場合、より効果的に固形分の周囲の燃焼温度を高めることが可能となる。2つの供給部材60と2つの供給部材80とが設けられる場合でも、供給部材60の供給位置と対応する供給部材80の供給位置との周方向のずれ程度は、略一致するか、又は、30°程度以下のずれであってもよい。 When one supply member 60 and one supply member 80 are provided, in a plan view, the supply position of the supply member 80 may be approximately aligned with the position of the downstream supply member 60 in the circumferential direction around the central axis of the calciner 30, or the angle of deviation from each other may be approximately 30° or less. In this case, it is possible to more effectively increase the combustion temperature around the solid content. Even when two supply members 60 and two supply members 80 are provided, the degree of circumferential deviation between the supply position of the supply member 60 and the supply position of the corresponding supply member 80 may be approximately aligned or may be approximately 30° or less.

[セメントクリンカの製造方法]
続いて、セメントクリンカの製造方法の一例として、製造装置100において実行されるクリンカの製造過程について説明する。製造装置100において実行されるクリンカの製造過程は、例えば、予熱工程と、仮焼工程と、焼成工程と、冷却工程と、を含む。これらの工程は、少なくとも部分的に重複した期間においてそれぞれ実行される。予熱工程は、サイクロンC1~C4において、ロータリーキルン40からの排ガス等を含む高温のガスにより、セメント原料を予熱する工程である。
[Method of manufacturing cement clinker]
Next, as an example of a method for producing cement clinker, a clinker production process executed in the production apparatus 100 will be described. The clinker production process executed in the production apparatus 100 includes, for example, a preheating process, a calcining process, a firing process, and a cooling process. These processes are executed in at least partially overlapping periods. The preheating process is a process in which cement raw materials are preheated in cyclones C1 to C4 by high-temperature gases including exhaust gas from the rotary kiln 40.

仮焼工程は、仮焼炉30において、ロータリーキルン40からの排ガスと、仮焼炉30の内部に供給される各種の熱エネルギー源とにより、セメント原料を仮焼する工程である。焼成工程は、ロータリーキルン40において、バーナ44からの燃焼ガスにより、セメント原料の焼成を行う工程である。冷却工程は、クリンカクーラ48において、ロータリーキルン40で生成されたクリンカを冷却する工程である。 The calcination process is a process in which the cement raw materials are calcined in the calciner 30 using exhaust gas from the rotary kiln 40 and various thermal energy sources supplied to the interior of the calciner 30. The firing process is a process in which the cement raw materials are calcined in the rotary kiln 40 using combustion gas from the burner 44. The cooling process is a process in which the clinker produced in the rotary kiln 40 is cooled in the clinker cooler 48.

上記仮焼工程について、その一例を詳細に説明する。仮焼工程は、例えば、第1供給工程と、第2供給工程と、第3供給工程と、加熱工程と、を含む。第1供給工程、第2供給工程、第3供給工程、及び加熱工程は、少なくとも部分的に重複した期間においてそれぞれ実行される。第1供給工程は、仮焼炉30の内部に対して、1以上の供給部材60により、固形分を含む熱エネルギー源を供給する工程である。第1供給工程では、例えば、供給部材60a及び供給部材60b(2つの供給部材60)のそれぞれから、固形分を含む熱エネルギー源が供給される。第1供給工程において各供給部材60から供給される固形分は、微粉炭であってもよく、廃棄物であってもよく、微粉炭及び廃棄物の両方であってもよい。 An example of the calcination process will be described in detail. The calcination process includes, for example, a first supply process, a second supply process, a third supply process, and a heating process. The first supply process, second supply process, third supply process, and heating process are each performed during at least partially overlapping periods. The first supply process is a process in which a thermal energy source containing solids is supplied to the interior of the calciner 30 by one or more supply members 60. In the first supply process, for example, a thermal energy source containing solids is supplied from each of supply members 60a and 60b (two supply members 60). The solids supplied from each supply member 60 in the first supply process may be pulverized coal, waste, or both pulverized coal and waste.

第2供給工程は、仮焼炉30の内部に対して、1以上の供給部材70により、アンモニアを供給する工程である。第2供給工程では、例えば、2つの供給部材70である供給部材70a及び供給部材70b(2つの供給部材70)のそれぞれから、アンモニア含有ガスが供給される。第2供給工程において、アンモニアが、空気比が0.1~1.0である空気と共に仮焼炉30の内部に対して供給されてもよい。第2供給工程において各供給部材70がアンモニアを供給する位置は、ガス流れ方向Fを基準として、第1供給工程において各供給部材60が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも、上流側に位置する。 The second supply step is a step of supplying ammonia to the interior of the calciner 30 using one or more supply members 70. In the second supply step, for example, ammonia-containing gas is supplied from each of two supply members 70, supply member 70a and supply member 70b (two supply members 70). In the second supply step, ammonia may be supplied to the interior of the calciner 30 together with air having an air ratio of 0.1 to 1.0. The position from which each supply member 70 supplies ammonia in the second supply step is located upstream, relative to the gas flow direction F, of the position from which each supply member 60 supplies a thermal energy source containing solids in the first supply step.

第1供給工程及び第2供給工程において仮焼炉30に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、第2供給工程において仮焼炉30に供給されるアンモニアの発熱量の割合は、0.01~0.90である。アンモニアの発熱量に係る上記割合は、0.01~0.55であってもよい。この場合、第1供給工程及び第2供給工程において仮焼炉30に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、第1供給工程において仮焼炉30に供給される固形分を含む熱エネルギー源の発熱量の割合は、0.45~0.99であってもよい。 The ratio of the calorific value of the ammonia supplied to the calciner 30 in the second supply step to the total calorific value of the thermal energy sources supplied to the calciner 30 in the first supply step and the second supply step is 0.01 to 0.90. The above ratio related to the calorific value of the ammonia may be 0.01 to 0.55. In this case, the ratio of the calorific value of the thermal energy source including solids supplied to the calciner 30 in the first supply step to the total calorific value of the thermal energy sources supplied to the calciner 30 in the first supply step and the second supply step may be 0.45 to 0.99.

第3供給工程は、仮焼炉30の内部に対して、1以上の供給部材80(例えば、1つ又は2つの供給部材80)により酸素を含む熱ガスを供給する工程である。供給部材80から供給される熱ガスの温度は、900℃~1200℃であってもよい。供給部材80から供給される熱ガスとして、クリンカクーラ48でのクリンカの冷却に用いられた後の抽気ガスが利用されてもよい。第3供給工程において供給部材80が熱ガスを供給する位置は、ガス流れ方向Fを基準として、第1供給工程において各供給部材60が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置に一致するか、当該位置よりも上流側に位置してもよい。第3供給工程において供給部材80が熱ガスを供給する位置は、ガス流れ方向Fを基準として、第2供給工程において各供給部材70がアンモニアを供給する位置よりも、下流側に位置してもよい。 The third supply step is a step of supplying hot gas containing oxygen to the interior of the calciner 30 using one or more supply members 80 (e.g., one or two supply members 80). The temperature of the hot gas supplied from the supply members 80 may be 900°C to 1200°C. The hot gas supplied from the supply members 80 may be the extracted gas used to cool the clinker in the clinker cooler 48. The position at which the supply members 80 supply the hot gas in the third supply step may be the same as or upstream of the position at which each supply member 60 supplies the thermal energy source containing solids in the first supply step, based on the gas flow direction F. The position at which the supply members 80 supply the hot gas in the third supply step may be downstream, based on the gas flow direction F, of the position at which each supply member 70 supplies ammonia in the second supply step.

加熱工程は、仮焼炉30において、アンモニアガスを燃焼しつつ、セメント原料を加熱する工程である。仮焼工程は、脱硝工程を含んでもよい。例えば、脱硝工程では、仮焼炉30の上部(出口30b)とサイクロンC4とを接続する接続部38に設けられた導入口20から、接続部38内にアンモニア含有ガスが供給される。これにより、仮焼炉30での仮焼に用いられた後の排ガスに対して脱硝処理が行われる。 The heating process is a process in which the cement raw materials are heated in the calciner 30 while burning ammonia gas. The calcination process may also include a denitration process. For example, in the denitration process, an ammonia-containing gas is supplied into the connection part 38 from an inlet 20 provided in the connection part 38, which connects the upper part (outlet 30b) of the calciner 30 to the cyclone C4. This allows the exhaust gas used for calcination in the calciner 30 to be denitrified.

[シミュレーションによる検証結果]
続いて、仮焼炉30の内部に対してアンモニアを供給することによる影響を検証するためのシミュレーションの実行結果について説明する。解析ソフトウェアとして、(株)アールフロー社製の熱流体・粉体解析ソフトウェア「R-FLOW」を用いてシミュレーションを行った。シミュレーション上の仮焼炉30の条件では、下段に2つのバーナを配置し、上段に2つのバーナを配置した。以下、下段に配置された2つのバーナを、「下段バーナ1」及び「下段バーナ2」と称し、上段に配置された2つのバーナを、「上段バーナ1」及び「上段バーナ2」と称する。下段バーナ1及び下段バーナ2は、それぞれ供給部材70a及び供給部材70bに対応し、上段バーナ1及び上段バーナ2は、それぞれ供給部材60a及び供給部材60bに対応する。固形分として廃棄物を含まずに微粉炭のみが供給されるものとした。純度100%のアンモニアが供給されるとものと想定し、アンモニアの低位発熱量(無水ベース,純度100%)を4,427kcal/kg、すなわち、1.86×10J/kgとした。
[Verification results by simulation]
Next, the results of a simulation performed to verify the effect of supplying ammonia to the interior of the calciner 30 will be described. The simulation was performed using R-FLOW, a thermal fluid and powder analysis software manufactured by R-FLOW Corporation. In the simulated conditions for the calciner 30, two burners were arranged in the lower stage and two burners were arranged in the upper stage. Hereinafter, the two burners arranged in the lower stage will be referred to as "lower stage burner 1" and "lower stage burner 2," and the two burners arranged in the upper stage will be referred to as "upper stage burner 1" and "upper stage burner 2." The lower stage burner 1 and the lower stage burner 2 correspond to the supply member 70a and the supply member 70b, respectively, and the upper stage burner 1 and the upper stage burner 2 correspond to the supply member 60a and the supply member 60b, respectively. It was assumed that only pulverized coal was supplied as the solid content, without including any waste. It is assumed that 100% pure ammonia is supplied, and the lower heating value of ammonia (anhydrous basis, 100% purity) is 4,427 kcal/kg, or 1.86×10 7 J/kg.

シミュレーションで想定した微粉炭の成分に関する工業分析値(質量%:気乾ベース)、化学分析値(質量%:気乾ベース)、及び化学分析値(質量%:無水無灰ベース)を、下記の表1に示す。また、微粉炭の低位発熱量(到着ベース)を5,749kcal/kg、すなわち、2.415×10J/kgとした。
The proximate analysis values (mass %: air-dry basis), chemical analysis values (mass %: air-dry basis), and chemical analysis values (mass %: dry ash-free basis) of the components of the pulverized coal assumed in the simulation are shown in Table 1. The lower heating value (arrival basis) of the pulverized coal was set to 5,749 kcal/kg, i.e., 2.415 × 10 7 J/kg.

シミュレーションで想定した微粉炭の粒度分布を、下記の表2に示す。
The particle size distribution of the pulverized coal assumed in the simulation is shown in Table 2 below.

上記の表2において、粒径8.00μmでの積算質量割合(11.00質量%)は、微粉炭の全体質量に対する8.00μm未満の粒子の質量の割合を意味する。粒径8.00μmでの質量割合(6.00質量%)は、微粉炭の全体質量に対する、粒径が4.00μm以上、且つ8.00μm未満の粒子の質量の割合を意味する。8.00μm以外の粒径の欄も同様である。 In Table 2 above, the cumulative mass ratio (11.00 mass%) for a particle size of 8.00 μm means the ratio of the mass of particles less than 8.00 μm to the total mass of pulverized coal. The mass ratio (6.00 mass%) for a particle size of 8.00 μm means the ratio of the mass of particles with a particle size of 4.00 μm or more and less than 8.00 μm to the total mass of pulverized coal. The same applies to columns for particle sizes other than 8.00 μm.

(参考例)
4つのバーナ全てから、微粉炭を供給する場合のシミュレーションを行った。そのシミュレーションの条件の概要を下記に示す。
・上段バーナ1,2:各バーナから供給される微粉炭の熱量割合を25%、供給量を1.3t/hとした。
・下段バーナ1,2:各バーナから供給される微粉炭の熱量割合を25%、供給量を1.3t/hとした。
・各バーナにおいて、微粉炭が搬送用空気により搬送されるとし、その搬送用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。つまり、各バーナからの搬送用空気に起因した酸素量は、500×0.21=105Nm/hとなる。
・各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)とは別に燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。つまり、各バーナからの燃焼用空気に起因した酸素量は、1200×0.18=216Nm/hとなる。
・仮焼炉30の導入口30aから導入される上昇流の流量を40,000Nm/hとし、その上昇流の酸素濃度を4%とした。つまり、下段バーナ1,2のうちの片側の1つのバーナに着目すると、そのバーナ(例えば、下段バーナ1)付近の酸素には、搬送用空気及び燃焼用空気の酸素とは別に、仮焼炉30内の上昇流の半分(片側分)から、40000/2×0.04=800Nm/hの酸素が加わる。
・熱量割合25%に相当する1.3t/hの微粉炭の理論燃焼酸素量は、1830Nm/hである。これに対して、下段バーナ1付近での酸素量は、105+216+800=1121Nm/hである。つまり、下段バーナ1付近では、微粉炭の理論燃焼酸素量を下回り、空気比は1121/1830=0.61となる。
(Reference example)
A simulation was carried out in which pulverized coal was supplied from all four burners. The simulation conditions are outlined below.
Upper burners 1 and 2: The calorific value ratio of the pulverized coal supplied from each burner was 25%, and the supply amount was 1.3 t/h.
Lower burners 1 and 2: The calorific value ratio of the pulverized coal supplied from each burner was 25%, and the supply amount was 1.3 t/h.
In each burner, pulverized coal is transported by carrier air, and the flow rate of the carrier air is set to 500 Nm3 /h and the oxygen concentration is set to 21%. In other words, the amount of oxygen resulting from the carrier air from each burner is 500 x 0.21 = 105 Nm3 /h.
- Each burner is supplied with combustion air separately from (pulverized coal + carrier air), with a flow rate of 1,200 Nm3 /h and an oxygen concentration of 18%. In other words, the amount of oxygen resulting from the combustion air from each burner is 1,200 x 0.18 = 216 Nm3 /h.
The flow rate of the ascending flow introduced from the inlet 30a of the calciner 30 was 40,000 Nm3 /h, and the oxygen concentration of the ascending flow was 4%. In other words, when focusing on one of the lower stage burners 1 and 2, oxygen in the vicinity of that burner (for example, lower stage burner 1) is added at 40,000/2 x 0.04 = 800 Nm3 /h from half (one side) of the ascending flow in the calciner 30, in addition to the oxygen in the transport air and combustion air.
The theoretical amount of oxygen required for combustion of 1.3 t/h of pulverized coal, which corresponds to a calorific value ratio of 25%, is 1,830 Nm 3 /h. In contrast, the amount of oxygen near the lower burner 1 is 105 + 216 + 800 = 1,121 Nm 3 /h. In other words, the amount of oxygen required for combustion of pulverized coal near the lower burner 1 is less than the theoretical amount of oxygen required for combustion, and the air ratio is 1,121/1,830 = 0.61.

各バーナに係る熱量割合は、上段バーナ1,2及び下段バーナ1,2から供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、当該バーナから供給される熱エネルギーの発熱量の割合を意味する。酸素濃度は、体積基準での濃度(体積%)を意味する。 The heat rate ratio for each burner refers to the ratio of the heat rate of the thermal energy supplied from that burner to the total heat rate of the thermal energy sources supplied from upper burners 1 and 2 and lower burners 1 and 2. Oxygen concentration refers to the concentration on a volume basis (volume %).

参考例に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生する二酸化炭素(CO)の濃度ソース分布を図4に示す。図4に示されるコンター図が、仮焼炉30の内部でのCOの濃度ソース分布のシミュレーション結果である。コンター図における色の濃さが、単位時間及び単位容積当たりに発生・消失するCOの量を表す。コンター図の下端が、仮焼炉30の導入口30aに相当し、コンター図の上端が、仮焼炉30の出口30b(出口)に相当する。図4に示される結果から、微粉炭の燃焼速度は遅く、仮焼炉30の出口付近まで、COの発生が継続していることが分かる。 FIG. 4 shows the concentration source distribution of carbon dioxide (CO 2 ) generated inside the calciner 30, obtained by a simulation according to a reference example. The contour diagram shown in FIG. 4 is the simulation result of the CO 2 concentration source distribution inside the calciner 30. The color intensity in the contour diagram represents the amount of CO 2 generated and lost per unit time and unit volume. The lower end of the contour diagram corresponds to the inlet 30 a of the calciner 30, and the upper end of the contour diagram corresponds to the outlet 30 b (outlet) of the calciner 30. From the results shown in FIG. 4, it can be seen that the combustion rate of pulverized coal is slow, and CO 2 generation continues up to near the outlet of the calciner 30.

(実施例1)
図2等で説明した熱エネルギー源の導入と同様に、上段バーナ1,2から微粉炭を供給し、下段バーナ1,2からアンモニアを供給する場合のシミュレーションを行った。そのシミュレーションの条件の概要を下記に示す。仮焼炉30内の上昇流の条件は、参考例と同じである。
・上段バーナ1,2:各バーナから供給される微粉炭の供給量を2t/hとした。
・上段バーナ1,2の各バーナにおいて、微粉炭が搬送用空気により搬送されるとし、その搬送用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。
・上段バーナ1,2の各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)とは別に、燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
・下段バーナ1,2:各バーナから供給されるアンモニアの供給量を1,100Nm/hとした。
・下段バーナ1,2の各バーナにおいて、アンモニアとは別に燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
・下段バーナ1,2の各バーナにおいて、上記の(アンモニア+燃焼用空気)とは別の燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。
Example 1
Similar to the introduction of the thermal energy source described with reference to Fig. 2 etc., a simulation was performed in which pulverized coal was supplied from the upper stage burners 1 and 2 and ammonia was supplied from the lower stage burners 1 and 2. The conditions for the simulation are outlined below. The conditions for the upward flow in the calciner 30 were the same as those in the reference example.
Upper burners 1 and 2: The supply rate of pulverized coal supplied from each burner was set to 2 t/h.
In each of the upper stage burners 1 and 2, pulverized coal is transported by transport air, the flow rate of the transport air is set to 500 Nm 3 /h, and the oxygen concentration is set to 21%.
In each of the upper stage burners 1 and 2, combustion air is supplied in addition to (pulverized coal + transport air), and the flow rate of the combustion air is set to 1,200 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 18%.
Lower burners 1 and 2: The amount of ammonia supplied from each burner was set to 1,100 Nm 3 /h.
In each of the lower stage burners 1 and 2, combustion air was supplied separately from ammonia, the flow rate of the combustion air was set to 1,200 Nm 3 /h, and the oxygen concentration was set to 18%.
Each of the lower burners 1 and 2 was supplied with combustion air other than the above (ammonia + combustion air), and the flow rate of the combustion air was set to 500 Nm 3 /h and the oxygen concentration was set to 21%.

実施例1に係る上記条件において、上段バーナ1,2の各バーナからの微粉炭の熱量割合は38%であり、下段バーナ1,2の各バーナからのアンモニアの熱量割合は12%である。言い換えると、4つの全てのバーナからの供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、下段バーナ1,2から供給されるアンモニアの熱量の割合(上述した発熱量割合に相当)は、0.24である。 Under the above conditions for Example 1, the calorific value ratio of the pulverized coal from each of the upper stage burners 1 and 2 is 38%, and the calorific value ratio of the ammonia from each of the lower stage burners 1 and 2 is 12%. In other words, the ratio of the calorific value of the ammonia supplied from the lower stage burners 1 and 2 to the total calorific value of the thermal energy sources supplied from all four burners (corresponding to the calorific value ratio described above) is 0.24.

実施例1に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生する二酸化炭素(CO)の濃度ソース分布を図5に示す。図5に示されるシミュレーション結果は、図4に示されるシミュレーション結果に対応する。実施例1に係るシミュレーションにおいても、微粉炭の燃焼速度は遅く、仮焼炉30の出口付近まで、COの発生が継続していることが分かる。 Fig. 5 shows the concentration source distribution of carbon dioxide (CO 2 ) generated inside the calciner 30, obtained by the simulation according to Example 1. The simulation results shown in Fig. 5 correspond to the simulation results shown in Fig. 4. In the simulation according to Example 1 as well, it can be seen that the combustion rate of pulverized coal is slow, and CO 2 generation continues up to near the outlet of the calciner 30.

実施例1に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生するアンモニア(NH)の濃度ソース分布を図6に示す。図6に示されるコンター図が、仮焼炉30の内部でのNHの濃度ソース分布のシミュレーション結果である。コンター図における色の濃さが、単位時間及び単位容積当たりに発生・消失するNHの量を表す。コンター図の下端が、仮焼炉30の導入口30aに相当し、コンター図の上端が、仮焼炉30の出口30bに相当する。図6に示される結果から、アンモニアの燃焼速度は速く、下段バーナから供給した直後にアンモニアは消失することが分かる。 FIG. 6 shows the concentration source distribution of ammonia (NH 3 ) generated inside the calciner 30, obtained by the simulation of Example 1. The contour diagram shown in FIG. 6 is the simulation result of the concentration source distribution of NH 3 inside the calciner 30. The color intensity in the contour diagram represents the amount of NH 3 generated and lost per unit time and unit volume. The lower end of the contour diagram corresponds to the inlet 30a of the calciner 30, and the upper end of the contour diagram corresponds to the outlet 30b of the calciner 30. It can be seen from the results shown in FIG. 6 that the combustion rate of ammonia is fast and that ammonia disappears immediately after being supplied from the lower burner.

実施例1に係る上記条件において、アンモニア1100Nm/hの理論燃焼酸素は、上述した式(1)より、1100×3/4=825Nm/hである。下段バーナ1付近の酸素の量は、燃焼用空気の供給量及び酸素濃度から、1200×0.18+500×0.21=321Nm/hである。なお、下段バーナ1からの燃焼用空気の空気比は、321/825(約0.39)である。下段バーナ1付近の酸素には、燃焼用空気の酸素とは別に、仮焼炉30内の上昇流の半分(片側分)から、40000/2×0.04=800Nm/hの酸素が加わり、合計で1121Nm/hとなり、理論燃焼酸素を上回る。理論燃焼酸素を上回る酸素によって、下段バーナ1からのアンモニアは、計算上は完全燃焼する。上段バーナ1の付近には、酸素を優先的に消費するアンモニアは存在しない。 Under the above conditions for Example 1, the theoretical combustion oxygen for 1100 Nm 3 /h of ammonia is 1100 × 3/4 = 825 Nm 3 /h according to the above formula (1). The amount of oxygen near the lower burner 1 is 1200 × 0.18 + 500 × 0.21 = 321 Nm 3 /h from the supply amount of combustion air and the oxygen concentration. The air ratio of the combustion air from the lower burner 1 is 321/825 (approximately 0.39). In addition to the oxygen from the combustion air, 40000/2 × 0.04 = 800 Nm 3 /h of oxygen is added to the oxygen near the lower burner 1 from half (one side) of the upward flow in the calciner 30, for a total of 1121 Nm 3 /h, which exceeds the theoretical combustion oxygen. Due to the oxygen exceeding the theoretical combustion oxygen, the ammonia from the lower stage burner 1 is theoretically completely combusted. There is no ammonia near the upper stage burner 1 that preferentially consumes oxygen.

(実施例2)
実施例1と同様に、上段バーナ1,2から微粉炭を供給し、下段バーナ1,2からアンモニアを供給する場合のシミュレーションを行った。そのシミュレーションの条件の概要を下記に示す。仮焼炉30内の上昇流の条件は、参考例と同じである。
・上段バーナ1,2:各バーナから供給される微粉炭の供給量を1.3t/hとした。
・上段バーナ1,2の各バーナにおいて、微粉炭が搬送用空気により搬送されるとし、その搬送用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。
・上段バーナ1,2の各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)とは別に燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
・下段バーナ1,2:各バーナから供給されるアンモニアの供給量を2,300Nm/hとした。
・下段バーナ1,2の各バーナにおいて、アンモニアとは別に燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
・下段バーナ1,2の各バーナにおいて、上記の(アンモニア+燃焼用空気)とは別の燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。
Example 2
As in Example 1, a simulation was performed in which pulverized coal was supplied from the upper stage burners 1 and 2 and ammonia was supplied from the lower stage burners 1 and 2. The conditions for the simulation are outlined below. The conditions for the upward flow in the calciner 30 were the same as those in the reference example.
Upper burners 1 and 2: The supply rate of pulverized coal supplied from each burner was set to 1.3 t/h.
In each of the upper stage burners 1 and 2, pulverized coal is transported by transport air, the flow rate of the transport air is set to 500 Nm 3 /h, and the oxygen concentration is set to 21%.
In each of the upper stage burners 1 and 2, combustion air is supplied separately from (pulverized coal + conveying air), and the flow rate of the combustion air is set to 1,200 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 18%.
Lower burners 1 and 2: The amount of ammonia supplied from each burner was set to 2,300 Nm 3 /h.
In each of the lower stage burners 1 and 2, combustion air was supplied separately from ammonia, the flow rate of the combustion air was set to 1,200 Nm 3 /h, and the oxygen concentration was set to 18%.
Each of the lower burners 1 and 2 was supplied with combustion air other than the above (ammonia + combustion air), and the flow rate of the combustion air was set to 500 Nm 3 /h and the oxygen concentration was set to 21%.

実施例2に係る上記条件において、上段バーナ1,2の各バーナからの微粉炭の熱量割合は25%であり、下段バーナ1,2の各バーナからのアンモニアの熱量割合は25%である。言い換えると、4つの全てのバーナからの供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、下段バーナ1,2から供給されるアンモニアの熱量の割合(上述した発熱量割合に相当)は、0.50である。 Under the above conditions for Example 2, the calorific value ratio of the pulverized coal from each of the upper stage burners 1 and 2 is 25%, and the calorific value ratio of the ammonia from each of the lower stage burners 1 and 2 is 25%. In other words, the ratio of the calorific value of the ammonia supplied from the lower stage burners 1 and 2 to the total calorific value of the thermal energy sources supplied from all four burners (corresponding to the calorific value ratio described above) is 0.50.

実施例2に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生する二酸化炭素(CO)の濃度ソース分布を図7に示す。図7に示されるシミュレーション結果は、図4に示されるシミュレーション結果に対応する。実施例2に係るシミュレーションにおいても、微粉炭の燃焼速度は遅く、仮焼炉30の出口付近まで、COの発生が継続していることが分かる。 Fig. 7 shows the concentration source distribution of carbon dioxide (CO 2 ) generated inside the calciner 30, obtained by the simulation according to Example 2. The simulation results shown in Fig. 7 correspond to the simulation results shown in Fig. 4. In the simulation according to Example 2 as well, it can be seen that the combustion rate of pulverized coal is slow, and CO 2 generation continues up to near the outlet of the calciner 30.

実施例2に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生するアンモニア(NH)の濃度ソース分布を図8に示す。図8に示されるシミュレーション結果は、図6に示されるシミュレーション結果に対応する。図8に示される結果から、アンモニアの燃焼速度は速く、下段バーナから供給した直後に、ほとんどのアンモニアが消失することが分かる。 Fig. 8 shows the concentration source distribution of ammonia (NH 3 ) generated inside the calciner 30, obtained by the simulation according to Example 2. The simulation results shown in Fig. 8 correspond to the simulation results shown in Fig. 6. The results shown in Fig. 8 show that the combustion rate of ammonia is fast, and most of the ammonia disappears immediately after being supplied from the lower stage burner.

実施例2に係る上記条件において、アンモニア2,300Nm/hの理論燃焼酸素は、上述した式(1)より、2300×3/4=1725Nm/hである。下段バーナ1付近の酸素の量は、燃焼用空気の供給量及び酸素濃度から、1200×0.18+500×0.21=321Nm/hである。下段バーナ1付近には、燃焼用空気の酸素とは別に、仮焼炉30内の上昇流の半分(片側分)から、40000/2×0.04=800Nm/hの酸素が加わり、合計で1121Nm/hとなり、空気比は1121/1725=0.65となる。発生する未燃のアンモニアは上方に向かって拡散しガス流れ下流から導入されるクーラ抽気ガス(例えば、酸素濃度20%以上)によって完全燃焼する。微粉炭が供給される上段バーナ1の付近には、酸素を優先的に消費するアンモニアは存在しない。 Under the above conditions for Example 2, the theoretical combustion oxygen for 2,300 Nm 3 /h of ammonia is 2300 × 3/4 = 1725 Nm 3 /h according to the above formula (1). The amount of oxygen near the lower burner 1 is 1200 × 0.18 + 500 × 0.21 = 321 Nm 3 /h based on the combustion air supply rate and oxygen concentration. In addition to the oxygen from the combustion air, oxygen of 40,000/2 × 0.04 = 800 Nm 3 /h is added near the lower burner 1 from half (one side) of the ascending flow in the calciner 30, for a total of 1121 Nm 3 /h, and the air ratio is 1121/1725 = 0.65. The unburned ammonia that is generated diffuses upward and is completely combusted by cooler bleed gas (e.g., oxygen concentration of 20% or more) introduced from downstream of the gas flow. Ammonia, which preferentially consumes oxygen, is not present near the upper stage burner 1 to which pulverized coal is supplied.

(比較例1)
上段バーナ1及び下段バーナ1から微粉炭とアンモニアとを供給し、上段バーナ2及び下段バーナ2から微粉炭を供給する場合のシミュレーションを行った。そのシミュレーションの条件の概要を下記に示す。仮焼炉30内の上昇流の条件は、参考例と同じである。
・上段バーナ1及び下段バーナ1:各バーナから供給される微粉炭の供給量を1t/hとし、アンモニアの供給量を1,100Nm/hとした。
・上段バーナ2及び下段バーナ2:各バーナから供給される微粉炭の供給量を1t/hとした。
・4つのバーナの各バーナにおいて、微粉炭が搬送用空気により搬送されるとし、その搬送用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。
・上段バーナ1及び下段バーナ1の各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)及びアンモニアとは別に、燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
・上段バーナ2及び下段バーナ2の各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)とは別に、燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
(Comparative Example 1)
A simulation was performed in which pulverized coal and ammonia were supplied from the upper stage burner 1 and the lower stage burner 1, and pulverized coal was supplied from the upper stage burner 2 and the lower stage burner 2. The conditions for the simulation are outlined below. The conditions for the upward flow in the calciner 30 were the same as those in the reference example.
Upper burner 1 and lower burner 1: The supply rate of pulverized coal supplied from each burner was 1 t/h, and the supply rate of ammonia was 1,100 Nm 3 /h.
Upper burner 2 and lower burner 2: The supply rate of pulverized coal supplied from each burner was set to 1 t/h.
Pulverized coal is transported by transport air in each of the four burners, and the flow rate of the transport air is set to 500 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 21%.
At each of the upper burner 1 and the lower burner 1, combustion air is supplied in addition to (pulverized coal + transport air) and ammonia, and the flow rate of the combustion air is set to 1,200 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 18%.
In each of the upper stage burners 2 and the lower stage burners 2, combustion air is supplied in addition to (pulverized coal + transport air), and the flow rate of the combustion air is set to 1,200 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 18%.

比較例1に係る上記条件において、4つの各バーナからの微粉炭の熱量割合は19%であり、上段バーナ1及び下段バーナ1の各バーナからのアンモニアの熱量割合は12%である。比較例1に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生する二酸化炭素(CO)の濃度ソース分布を図9に示す。図9に示されるシミュレーション結果は、図4に示されるシミュレーション結果に対応する。比較例1に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生するアンモニア(NH)の濃度ソース分布を図10に示す。図10に示されるシミュレーション結果は、図6に示されるシミュレーション結果に対応する。図9及び図10に示される結果においても、微粉炭の燃焼速度は遅く、仮焼炉30の出口付近までCOの発生が継続していることと、及びアンモニアの燃焼速度が速いことが分かる。 Under the above conditions for Comparative Example 1, the calorific value ratio of pulverized coal from each of the four burners was 19%, and the calorific value ratio of ammonia from each of the upper stage burner 1 and the lower stage burner 1 was 12%. FIG. 9 shows the concentration source distribution of carbon dioxide (CO 2 ) generated inside the calciner 30 obtained by the simulation for Comparative Example 1. The simulation results shown in FIG. 9 correspond to the simulation results shown in FIG. 4. FIG. 10 shows the concentration source distribution of ammonia (NH 3 ) generated inside the calciner 30 obtained by the simulation for Comparative Example 1. The simulation results shown in FIG. 10 correspond to the simulation results shown in FIG. 6. The results shown in FIGS. 9 and 10 also show that the combustion rate of pulverized coal is slow, CO 2 generation continues up to the vicinity of the outlet of the calciner 30, and that the combustion rate of ammonia is fast.

比較例1に係る上記条件から、下段バーナ1からの微粉炭の理論燃焼酸素量を、次のように求めた。微粉炭の元素組成であるC66.5wt%(気乾ベース)、H4.0wt%(気乾ベース)、O7.3wt%(気乾ベース)から、C+O=CO、及びH+(1/4)O=(1/2)HOの反応式を考慮し、微粉炭1kgあたりの理論燃焼酸素量は、{66.5/100/12+(4-7.3/8)/100/1×(1/4)}×22.414=1.41Nm/kgである。1t(トン)あたりに換算すると、理論燃焼酸素量は、1410Nm/tである。1100Nm/hのアンモニアと1t/hの微粉炭との理論燃焼酸素量は、825+1410=2235Nm/hである。これに対して、下段バーナ1付近での酸素の量は、搬送用空気及び燃焼用空気の供給量及び酸素濃度から、500×0.21+1200×0.18=321Nm/hである。これに、仮焼炉30内の上昇流の片側分に含まれる酸素(800Nm/h)が加わり、合計の酸素量は、321+800=1121Nm/hである。下段バーナ1付近では、アンモニアと微粉炭との理論燃焼酸素量を下回り、燃焼速度が速いアンモニアが優先して酸素を消費して完全燃焼するが、微粉炭に関しては酸素が不足し、未燃分が発生する。上段バーナ1の付近においても、同様に、アンモニアが完全燃焼するが、未燃分の微粉炭が発生する。 Under the above conditions for Comparative Example 1, the theoretical combustion oxygen amount of pulverized coal from the lower burner 1 was calculated as follows. Based on the elemental composition of pulverized coal, namely C 66.5 wt% (air-dry basis), H 4.0 wt% (air-dry basis), and O 7.3 wt% (air-dry basis), and taking into account the reaction equations C + O 2 = CO 2 and H + (1/4) O 2 = (1/2) H 2 O, the theoretical combustion oxygen amount per kg of pulverized coal is {66.5/100/12 + (4 - 7.3/8)/100/1 × (1/4)} × 22.414 = 1.41 Nm 3 /kg. Converting this to a per ton (ton), the theoretical combustion oxygen amount is 1,410 Nm 3 /t. The theoretical amount of oxygen required for combustion of 1100 Nm 3 /h of ammonia and 1 t/h of pulverized coal is 825 + 1410 = 2235 Nm 3 /h. In contrast, the amount of oxygen available near the lower burner 1 is 500 × 0.21 + 1200 × 0.18 = 321 Nm 3 /h, based on the supply amounts of carrier air and combustion air and the oxygen concentration. Adding to this is the oxygen (800 Nm 3 /h) contained in one side of the ascending flow in the calciner 30, for a total amount of oxygen of 321 + 800 = 1121 Nm 3 /h. Near the lower burner 1, the amount of oxygen available for combustion of ammonia and pulverized coal is less than the theoretical amount of oxygen required for combustion, and ammonia, which has a faster combustion rate, preferentially consumes oxygen and burns completely, but there is a shortage of oxygen for the pulverized coal, resulting in unburned fuel. Similarly, in the vicinity of the upper burner 1, ammonia is completely burned, but unburned pulverized coal is generated.

(比較例2)
上段バーナ1及び上段バーナ2から微粉炭を供給し、下段バーナ1及び下段バーナ2から微粉炭とアンモニアとを供給する場合のシミュレーションを行った。そのシミュレーションの条件の概要を下記に示す。仮焼炉30内の上昇流の条件は、参考例と同じである。
・上段バーナ1及び上段バーナ2:各バーナから供給される微粉炭の供給量を1t/hとした。
・下段バーナ1及び下段バーナ2:各バーナから供給される微粉炭の供給量を1t/hとし、アンモニアの供給量を1,100Nm/hとした。
・4つのバーナの各バーナにおいて、微粉炭が搬送用空気により搬送されるとし、その搬送用空気の流量を500Nm/hとし、酸素濃度を21%とした。
・上段バーナ1及び上段バーナ2の各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)とは別に、燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
・下段バーナ1及び下段バーナ2の各バーナにおいて、(微粉炭+搬送用空気)及びアンモニアとは別に、燃焼用空気が供給されるとし、その燃焼用空気の流量を1,200Nm/hとし、酸素濃度を18%とした。
(Comparative Example 2)
A simulation was performed in which pulverized coal was supplied from the upper stage burners 1 and 2, and pulverized coal and ammonia were supplied from the lower stage burners 1 and 2. The conditions for the simulation are outlined below. The conditions for the upward flow in the calciner 30 were the same as those in the reference example.
Upper stage burner 1 and upper stage burner 2: The supply rate of pulverized coal supplied from each burner was set to 1 t/h.
Lower stage burner 1 and lower stage burner 2: The supply rate of pulverized coal supplied from each burner was 1 t/h, and the supply rate of ammonia was 1,100 Nm 3 /h.
Pulverized coal is transported by transport air in each of the four burners, and the flow rate of the transport air is set to 500 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 21%.
At each of the upper stage burners 1 and 2, combustion air is supplied in addition to (pulverized coal + transport air), and the flow rate of the combustion air is set to 1,200 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 18%.
- In each of the lower stage burners 1 and 2, combustion air is supplied in addition to (pulverized coal + transport air) and ammonia, and the flow rate of the combustion air is set to 1,200 Nm 3 /h and the oxygen concentration is set to 18%.

比較例2に係る上記条件において、4つの各バーナからの微粉炭の熱量割合は19%であり、下段バーナ1及び下段バーナ2の各バーナからのアンモニアの熱量割合は12%である。比較例2に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生する二酸化炭素(CO)の濃度ソース分布を図11に示す。図11に示されるシミュレーション結果は、図4に示されるシミュレーション結果に対応する。比較例2に係るシミュレーションによって得られた、仮焼炉30の内部に発生するアンモニア(NH)の濃度ソース分布を図12に示す。図12に示されるシミュレーション結果は、図6に示されるシミュレーション結果に対応する。図11及び図12に示される結果においても、微粉炭の燃焼速度は遅く、仮焼炉30の出口付近までCOの発生が継続していることと、及びアンモニアの燃焼速度が速いことが分かる。 Under the above conditions for Comparative Example 2, the calorific value proportion of pulverized coal from each of the four burners was 19%, and the calorific value proportion of ammonia from each of lower stage burners 1 and 2 was 12%. FIG. 11 shows the concentration source distribution of carbon dioxide (CO 2 ) generated inside the calciner 30 obtained by simulation for Comparative Example 2. The simulation results shown in FIG. 11 correspond to the simulation results shown in FIG. 4. FIG. 12 shows the concentration source distribution of ammonia (NH 3 ) generated inside the calciner 30 obtained by simulation for Comparative Example 2. The simulation results shown in FIG. 12 correspond to the simulation results shown in FIG. 6. The results shown in FIGS. 11 and 12 also show that the combustion rate of pulverized coal is slow, CO 2 generation continues up to the vicinity of the outlet of the calciner 30, and that the combustion rate of ammonia is fast.

比較例2に係る上記条件から、比較例1での計算と同様に、下段バーナ1からの1100Nm/hのアンモニアと1t/hの微粉炭との理論燃焼酸素量は、2235Nm/hである。これに対して、下段バーナ1付近での酸素量は、321+800=1121Nm/hである。下段バーナ1付近では、アンモニアと微粉炭との理論燃焼酸素量を下回り、燃焼速度が速いアンモニアが優先して酸素を消費して完全燃焼するが、微粉炭に関しては酸素が不足し、未燃分が発生する。上段バーナ1の付近においては、実施例1,2と同様に、酸素を優先的に消費するアンモニアは存在しない。 From the above conditions for Comparative Example 2, as in the calculation for Comparative Example 1, the theoretical amount of oxygen for combustion of 1100 Nm 3 /h of ammonia from the lower burner 1 and 1 t/h of pulverized coal is 2235 Nm 3 /h. In contrast, the amount of oxygen near the lower burner 1 is 321 + 800 = 1121 Nm 3 /h. Near the lower burner 1, the amount of oxygen is below the theoretical amount of oxygen for combustion of ammonia and pulverized coal, and ammonia, which has a faster combustion rate, preferentially consumes oxygen and burns completely, but there is a shortage of oxygen for the pulverized coal, resulting in unburned fuel. Near the upper burner 1, as in Examples 1 and 2, there is no ammonia that preferentially consumes oxygen.

(主要な条件のまとめ)
以上の参考例、比較例1、比較例2、及び実施例1,2における主要な条件を下記の表3に示す。表3内において、()内の数値は、4つのバーナからの熱エネルギー源の合計発熱量に対する、各熱エネルギー源の熱量の割合を表す。
(Summary of main conditions)
The main conditions in the above-mentioned Reference Example, Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Examples 1 and 2 are shown in Table 3 below. In Table 3, the values in parentheses indicate the ratio of the heat amount of each thermal energy source to the total heat amount of the thermal energy sources from the four burners.

(理論燃焼酸素量との関係からの比較検証)
上段バーナ1及び下段バーナ1付近における現象について、実施例1,2と比較例1,2とを比較する。実施例1においては、下段バーナ1付近でアンモニアは完全燃焼し、微粉炭は供給されないので、比較例1,2に比べてCO濃度を低くすることができる。また、上段バーナ1付近では、燃焼速度が遅い微粉炭は、酸素不足により未燃となるが、酸素を優先的に消費するアンモニアが存在しないため、比較例1に比べて微粉炭は燃焼しやすい。実施例2においても、下段バーナ1付近で比較例1,2に比べてCO濃度を低くすることができ、上段バーナ1付近では、酸素を優先的に消費するアンモニアが存在しないため、比較例1に比べて微粉炭は燃焼しやすい。比較例1では上段バーナ1及び下段バーナ1の付近において、比較例2では下段バーナ1の付近において、アンモニアの導入に起因して未燃分の微粉炭の量が実施例1,2よりも多くなる。
(Comparative verification based on the theoretical amount of oxygen for combustion)
Examples 1 and 2 are compared with Comparative Examples 1 and 2 with respect to phenomena occurring near the upper burner 1 and the lower burner 1. In Example 1, ammonia is completely combusted near the lower burner 1, and pulverized coal is not supplied, so the CO concentration can be lowered compared to Comparative Examples 1 and 2. Furthermore, near the upper burner 1, pulverized coal, which has a slow combustion rate, remains unburned due to a lack of oxygen. However, since ammonia, which preferentially consumes oxygen, is not present, the pulverized coal is more easily combusted than in Comparative Example 1. In Example 2, the CO concentration can also be lowered compared to Comparative Examples 1 and 2 near the lower burner 1, and since ammonia, which preferentially consumes oxygen, is not present near the upper burner 1, the pulverized coal is more easily combusted than in Comparative Example 1. In Comparative Example 1, the amount of unburned pulverized coal is greater near the upper burner 1 and the lower burner 1 due to the introduction of ammonia than in Examples 1 and 2, and in Comparative Example 2, the amount of unburned pulverized coal is greater near the lower burner 1 due to the introduction of ammonia.

以上のように、実施例1,2において未燃分の微粉炭が発生する量は、比較例1,2に比べて最も少なくなる。なお、熱ガスとしてのクーラ抽気ガス(例えば、酸素濃度20%以上)が仮焼炉30の内部に導入されることで、仮焼炉30の出口において未燃分の微粉炭を減少させることができる。 As described above, the amount of unburned pulverized coal generated in Examples 1 and 2 is the smallest compared to Comparative Examples 1 and 2. Furthermore, by introducing cooler bleed gas (e.g., with an oxygen concentration of 20% or more) as hot gas into the calciner 30, the amount of unburned pulverized coal at the outlet of the calciner 30 can be reduced.

(横断面での平均CO濃度の比較検証)
上述した参考例、実施例1、実施例2、比較例1、及び比較例2のそれぞれについて、シミュレーションにより、高さごとに(高さを変化させて)横断面での平均CO濃度を算出した。シミュレーションにより算出された結果を図13に示す。図13のグラフにおいて、横軸は、仮焼炉30の底部(炉底)からの高さ[m]を、仮焼炉30の上下方向での全長[m]で除算して得られる値を表し、縦軸は、鉛直方向に直交する横断面での平均CO濃度の算出値を表す。
(Comparative verification of average CO concentrations across the cross section)
For each of the above-described Reference Example, Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, a simulation was performed to calculate the average CO concentration in a cross section at each height (by changing the height). The results calculated by the simulation are shown in Fig. 13. In the graph of Fig. 13, the horizontal axis represents the value obtained by dividing the height [m] from the bottom (furnace bottom) of the calciner 30 by the total length [m] in the vertical direction of the calciner 30, and the vertical axis represents the calculated value of the average CO concentration in a cross section perpendicular to the vertical direction.

図13に示されるグラフから、下段バーナ1,2付近の高さ(横軸の値が0.23付近)での算出値、及び、仮焼炉30の出口付近(横軸の値が1.0付近)の高さでの算出値を読み取った結果を、下記の表4に示す。
From the graph shown in FIG. 13, the calculated values at a height near the lower burners 1 and 2 (the value on the horizontal axis is around 0.23) and the calculated values at a height near the outlet of the calciner 30 (the value on the horizontal axis is around 1.0) were read, and the results are shown in Table 4 below.

表4に示される結果から、下段バーナ付近の高さ、及び仮焼炉30の出口付近の高さのいずれにおいても、比較例1,2に比べて、実施例1,2での平均CO濃度が低いことが分かる。すなわち、比較例1,2に比べて、実施例1,2では、微粉炭の不完全燃焼の発生を抑制したうえで、アンモニアが燃焼されていることが分かる。なお、下段バーナ付近の高さにおいて、比較例1に比べて比較例2の平均CO濃度が高い理由としては、下段バーナから微粉炭の燃焼を阻害するアンモニアが比較例1より比較例2がより多く供給されているためである。 The results shown in Table 4 show that the average CO concentration in Examples 1 and 2 is lower than in Comparative Examples 1 and 2, both at heights near the lower burners and at heights near the outlet of the calciner 30. In other words, compared to Comparative Examples 1 and 2, in Examples 1 and 2, ammonia is burned while suppressing the occurrence of incomplete combustion of pulverized coal. The reason the average CO concentration is higher in Comparative Example 2 than in Comparative Example 1 at heights near the lower burners is that ammonia, which inhibits the combustion of pulverized coal, is supplied from the lower burners in greater amounts in Comparative Example 2 than in Comparative Example 1.

(横断面での平均NH濃度の比較検証)
上述した参考例、実施例1,実施例2、比較例1、及び比較例2のそれぞれについて、シミュレーションにより、高さごとに(高さを変化させて)横断面での平均NH濃度を算出した。シミュレーションにより算出された結果を図14に示す。図14のグラフにおいて、横軸は、仮焼炉30の底部(炉底)からの高さ[m]を、仮焼炉30の上下方向での全長[m]で除算して得られる値を表し、縦軸は、鉛直方向に直交する横断面での平均NH濃度の算出値を表す。
(Comparative verification of average NH3 concentration at cross section)
For each of the above-described Reference Example, Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the average NH 3 concentration in a cross section was calculated for each height (by changing the height) by simulation. The results calculated by simulation are shown in Fig. 14. In the graph of Fig. 14, the horizontal axis represents the value obtained by dividing the height [m] from the bottom (furnace bottom) of the calciner 30 by the total length [m] in the vertical direction of the calciner 30, and the vertical axis represents the calculated value of the average NH 3 concentration in a cross section perpendicular to the vertical direction.

図14に示されるグラフから、下段バーナ1,2付近の高さ(横軸の値が0.23付近)での算出値、及び、仮焼炉30中間付近(横軸の値が0.32付近)の高さでの算出値を読み取った結果を、下記の表5に示す。 The results of reading the calculated values from the graph shown in Figure 14 at a height near lower burners 1 and 2 (the horizontal axis value is around 0.23) and at a height near the middle of the calciner 30 (the horizontal axis value is around 0.32) are shown in Table 5 below.

表5に示される結果から、下段バーナ付近の高さ(Z=0.23)、及び仮焼炉30の中間付近の高さ(Z=0.32)のいずれにおいても、比較例1,2に比べて、実施例1での平均NH濃度が低いことが分かる。すなわち、比較例1,2に比べて、実施例1では、アンモニアが良く燃焼されていることが分かる。実施例2では比較例1、2に比べて下段バーナ付近および仮焼炉中間付近での平均NH濃度が高くなったが、これは比較例1、2の2.1倍の量のアンモニアを入れているためである。しかしながら、図14に示すように仮焼炉30の出口ではアンモニアはゼロとなり完全燃焼しており問題ない。また、比較例1、2の2.1倍の量のアンモニアを入れているにも関わらず、表4のCO濃度は比較例1、2よりも低い値を示している。このことからも、仮焼炉30の内部でのガスの流れを基準として、アンモニアガスを微粉炭よりも上流側から供給することが有効であることがわかる。 The results shown in Table 5 reveal that the average NH3 concentration in Example 1 was lower than in Comparative Examples 1 and 2 at both the height near the lower burner (Z = 0.23) and the height near the middle of the calciner 30 (Z = 0.32). That is, it can be seen that ammonia was combusted better in Example 1 than in Comparative Examples 1 and 2. The average NH3 concentration in Example 2 near the lower burner and the middle of the calciner was higher than in Comparative Examples 1 and 2. This is because 2.1 times the amount of ammonia was added compared to Comparative Examples 1 and 2. However, as shown in FIG. 14 , ammonia was zero at the outlet of the calciner 30, indicating complete combustion and no problem. Furthermore, despite adding 2.1 times the amount of ammonia as in Comparative Examples 1 and 2, the CO concentration in Table 4 was lower than in Comparative Examples 1 and 2. This also demonstrates that it is effective to supply ammonia gas upstream of the pulverized coal, based on the gas flow inside the calciner 30.

[本開示のまとめ]
以上に説明したセメントクリンカの製造方法は、セメント原料を加熱してセメントクリンカを生成するロータリーキルン(40)からの排ガスが導入される仮焼炉(30)の内部(S)に対して、1以上の第1供給部材(60)により固形分を含む熱エネルギー源を供給する第1供給工程と、仮焼炉(30)の内部(S)に対して、1以上の第2供給部材(70)によりアンモニアを供給する第2供給工程と、を含む。仮焼炉(30)の内部(S)でのガスの流れを基準として、1以上の第2供給部材(70)がアンモニアを供給する位置は、1以上の第1供給部材(60)が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも上流側に配置されている。1以上の第1供給部材(60)及び1以上の第2供給部材(70)から仮焼炉(30)に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、1以上の第2供給部材(70)から仮焼炉(30)に供給されるアンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.90である。
Summary of the Disclosure
The method for producing cement clinker described above includes a first supply step of supplying a thermal energy source containing solids by one or more first supply members (60) to the interior (S) of a calciner (30) into which exhaust gas is introduced from a rotary kiln (40) that heats cement raw materials to produce cement clinker, and a second supply step of supplying ammonia by one or more second supply members (70) to the interior (S) of the calciner (30). With reference to the gas flow in the interior (S) of the calciner (30), the position at which the one or more second supply members (70) supply ammonia is located upstream of the position at which the one or more first supply members (60) supply the thermal energy source containing solids. The ratio of the calorific value of the ammonia supplied to the calciner (30) from the one or more second supply members (70) to the total calorific value of the thermal energy source supplied to the calciner (30) from the one or more first supply members (60) and the one or more second supply members (70) is 0.01 to 0.90.

上述したように、固形分の燃焼阻害の発生により、固形分が不完全燃焼し、一酸化炭素(CO)の発生が増加し得る。これに対して、上記製造方法では、仮焼炉(30)の内部でのガスの流れを基準として、下流側から固形分を供給し、上流側からアンモニアを供給する。これにより、燃焼速度の違いにより、アンモニアの導入に起因して、固形分を燃焼するための酸素が不足して、燃焼阻害が発生する程度を低減することができる。従って、上記製造方法は、仮焼炉内にアンモニアを供給する場合において、固形分の不完全燃焼によるCOの発生を抑制するのに有用である。 As mentioned above, the occurrence of combustion inhibition of the solid content can lead to incomplete combustion of the solid content and increased generation of carbon monoxide (CO). In contrast, in the above-described production method, the solid content is supplied from the downstream side and ammonia is supplied from the upstream side based on the gas flow inside the calciner (30). This reduces the degree to which combustion inhibition occurs due to a lack of oxygen for burning the solid content caused by the introduction of ammonia due to differences in combustion speed. Therefore, the above-described production method is useful for suppressing the generation of CO due to incomplete combustion of the solid content when ammonia is supplied into the calciner.

以上に説明したセメントクリンカの製造方法では、上記固形分は微粉炭であってもよい。その微粉炭の工業分析値(気乾ベース)は、揮発分が25~35質量%であり、水分が2~4質量%であり、固定炭素が40~60質量%であり、灰分が10~25質量%であってもよい。上記微粉炭の化学分析値(気乾ベース)は、C(炭素)が60~75質量%であり、H(水素)が3~5質量%であり、O(酸素)が6~9質量%であり、N(窒素)が1~3質量%であり、S(硫黄)が0.1~1.0質量%であってもよい。上記微粉炭の発熱量は、4500~6500kcal/kgであってもよい。 In the cement clinker manufacturing method described above, the solid content may be pulverized coal. The proximate analysis values (air-dry basis) of the pulverized coal may be 25-35% by mass volatile matter, 2-4% by mass moisture, 40-60% by mass fixed carbon, and 10-25% by mass ash. The chemical analysis values (air-dry basis) of the pulverized coal may be 60-75% by mass C (carbon), 3-5% by mass H (hydrogen), 6-9% by mass O (oxygen), 1-3% by mass N (nitrogen), and 0.1-1.0% by mass S (sulfur). The calorific value of the pulverized coal may be 4500-6500 kcal/kg.

上述したシミュレーションによる検証によって、少なくとも、このような成分及び発熱量を有する微粉炭を固形分として第1供給部材(60)から供給する場合に、COの発生が抑制されることが確認された。 The above-mentioned simulation verification confirmed that CO generation is suppressed at least when pulverized coal having these components and calorific value is supplied as solid content from the first supply member (60).

以上に説明したセメントクリンカの製造方法では、上記固形分は微粉炭であってもよい。その微粉炭の粒度分布は、8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒径を有する粒子が5~20質量%であり、16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒径を有する粒子が10~30質量%であってもよい。 In the cement clinker manufacturing method described above, the solid content may be pulverized coal. The particle size distribution of the pulverized coal may be such that particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm account for 5 to 20 mass% of particles, particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm account for 20 to 40 mass% of particles, particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm account for 20 to 40 mass% of particles, and particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm account for 10 to 30 mass% of particles.

上述したシミュレーションによる検証によって、少なくとも、このような粒度分布を有する微粉炭を固形分として第1供給部材(60)から供給する場合に、COの発生が抑制されることが確認された。 The above-mentioned simulation verification confirmed that CO generation is suppressed at least when pulverized coal having such a particle size distribution is supplied as solid content from the first supply member (60).

以上に説明したセメントクリンカの製造方法では、第2供給工程において、アンモニアは、空気比が0.1~1.0である空気と共に仮焼炉(30)の内部(S)に対して供給されてもよい。アンモニアの燃焼速度は速いために、上流側で消失することで、下流側で供給される固形分の燃焼へ影響を及ぼす程度が小さい。上記方法では、アンモニアを、空気比が0.1~1.0である空気と共に供給することで、供給直後において、より確実にアンモニアを消失させることができる。従って、アンモニアの導入に起因した固形分の不完全燃焼によるCOの発生を抑制するのに有用である。 In the cement clinker manufacturing method described above, in the second supply step, ammonia may be supplied to the interior (S) of the calciner (30) together with air having an air ratio of 0.1 to 1.0. Because ammonia has a fast combustion rate, its disappearance upstream has little effect on the combustion of solids supplied downstream. In the above method, supplying ammonia together with air having an air ratio of 0.1 to 1.0 more reliably eliminates ammonia immediately after supply. This is therefore useful for suppressing the generation of CO due to incomplete combustion of solids caused by the introduction of ammonia.

以上に説明したセメントクリンカの製造方法は、仮焼炉(30)の内部(S)に対して、1以上の第3供給部材(80)により酸素を含む熱ガスを供給する第3供給工程を更に含んでもよい。熱ガスの温度は、700℃~1000℃であってもよい。仮焼炉(30)の内部(S)でのガスの流れを基準として、1以上の第3供給部材(80)が熱ガスを供給する位置は、1以上の第1供給部材(60)が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置に対応する位置か、又は当該供給する位置よりも上流側に配置されており、且つ、1以上の第2供給部材(70)がアンモニアを供給する位置よりも下流側に配置されていてもよい。下流側から固形分を供給するとしても、アンモニアの供給により酸素は減少し、これにより、下流側での固形分を燃焼するための酸素が多少は不足する。上記方法では、固形分の供給位置に対応する位置、又は、固形分の供給位置とアンモニアの供給位置との間から、酸素を含む熱ガスを供給することで、固形分の燃焼を促進し、未燃分の固形分が発生する程度を低減させることができる。従って、アンモニアを導入する場合でも、固形分の不完全燃焼によるCOの発生を抑制するのに有用である。 The cement clinker manufacturing method described above may further include a third supply step in which one or more third supply members (80) supply oxygen-containing hot gas to the interior (S) of the calciner (30). The temperature of the hot gas may be 700°C to 1000°C. Based on the gas flow inside the calciner (30), the location from which the one or more third supply members (80) supply the hot gas may correspond to the location from which the one or more first supply members (60) supply the thermal energy source containing solids, or may be located upstream of the location from which the one or more first supply members (60) supply the thermal energy source containing solids, and may be located downstream of the location from which the one or more second supply members (70) supply the ammonia. Even if the solids are supplied downstream, the supply of ammonia reduces oxygen, resulting in a slight shortage of oxygen for burning the solids downstream. In the above method, supplying oxygen-containing hot gas from a location corresponding to the location from which the solids are supplied or between the location from which the solids are supplied and the ammonia is supplied promotes combustion of the solids and reduces the amount of unburned solids. Therefore, even when ammonia is introduced, it is useful for suppressing the generation of CO due to incomplete combustion of solids.

以上に説明したセメントクリンカの製造方法において、第3供給工程では、ロータリーキルン(40)で生成されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ(48)からの抽気ガスが、上記熱ガスとして供給されてもよい。この場合、クリンカの冷却に用いられた後のガスを、固形分の燃焼を促進するための熱ガスとして有効利用することができる。 In the cement clinker manufacturing method described above, in the third supply step, the extracted gas from the clinker cooler (48), which cools the cement clinker produced in the rotary kiln (40), may be supplied as the hot gas. In this case, the gas used to cool the clinker can be effectively used as hot gas to promote the combustion of the solids.

以上に説明したセメントクリンカの製造方法において、上記合計発熱量に対する、1以上の第2供給部材(70)から仮焼炉(30)に供給されるアンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.55であってもよい。上記合計発熱量に対する、1以上の第1供給部材(60)から仮焼炉(30)に供給される固形分を含む熱エネルギー源の発熱量の割合が、0.45~0.99であってもよい。この場合、上記合計発熱量に対するアンモニアの発熱量の割合を0.55以下とすることで、アンモニアの導入に起因して固形分の燃焼阻害が発生することを低減させることができる。 In the cement clinker manufacturing method described above, the ratio of the calorific value of ammonia supplied from one or more second supply members (70) to the calciner (30) to the total calorific value may be 0.01 to 0.55. The ratio of the calorific value of the thermal energy source containing solids supplied from one or more first supply members (60) to the calciner (30) to the total calorific value may be 0.45 to 0.99. In this case, by setting the ratio of the calorific value of ammonia to the total calorific value to 0.55 or less, it is possible to reduce the occurrence of inhibition of combustion of the solids due to the introduction of ammonia.

セメントクリンカの製造装置(100)は、セメント原料を加熱してセメントクリンカを生成するロータリーキルン(40)と、ロータリーキルン(40)からの排ガスが導入され、セメント原料を加熱する仮焼炉(30)と、仮焼炉(30)の内部(S)に対して、固形分を含む熱エネルギー源を供給する1以上の第1供給部材(60)と、仮焼炉(30)の内部(S)に対して、アンモニアを供給する1以上の第2供給部材(70)と、を備える。仮焼炉(30)の内部(S)でのガスの流れを基準として、1以上の第2供給部材(70)がアンモニアを供給する位置は、1以上の第1供給部材(60)が固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも上流側に配置されている。1以上の第1供給部材(60)及び1以上の第2供給部材(70)から仮焼炉(30)に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、1以上の第2供給部材(70)から仮焼炉(30)に供給されるアンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.90である。この製造装置(100)は、上述した製造方法と同様に、仮焼炉内にアンモニアを供給する場合において、固形分の不完全燃焼によるCOの発生を抑制するのに有用である。 The cement clinker manufacturing apparatus (100) includes a rotary kiln (40) that heats cement raw materials to produce cement clinker, a calciner (30) into which exhaust gas from the rotary kiln (40) is introduced and which heats the cement raw materials, one or more first supply members (60) that supply a thermal energy source containing solids to the interior (S) of the calciner (30), and one or more second supply members (70) that supply ammonia to the interior (S) of the calciner (30). Based on the gas flow in the interior (S) of the calciner (30), the position at which the one or more second supply members (70) supply ammonia is located upstream of the position at which the one or more first supply members (60) supply the thermal energy source containing solids. The ratio of the calorific value of the ammonia supplied to the calciner (30) from one or more second supply members (70) to the total calorific value of the thermal energy sources supplied to the calciner (30) from one or more first supply members (60) and one or more second supply members (70) is 0.01 to 0.90. This manufacturing apparatus (100), like the manufacturing method described above, is useful for suppressing the generation of CO due to incomplete combustion of solids when ammonia is supplied to the calciner.

100…製造装置(セメントクリンカの製造装置)、30…仮焼炉、40…ロータリーキルン、48…クリンカクーラ、50…熱エネルギー源供給部、60,60a,60b…供給部材(第1供給部材)、70,70a,70b…供給部材(第2供給部材)、80…供給部材(第3供給部材)、F…ガス流れ方向。 100... manufacturing apparatus (cement clinker manufacturing apparatus), 30... calciner, 40... rotary kiln, 48... clinker cooler, 50... thermal energy source supply unit, 60, 60a, 60b... supply member (first supply member), 70, 70a, 70b... supply member (second supply member), 80... supply member (third supply member), F... gas flow direction.

Claims (6)

セメント原料を加熱してセメントクリンカを生成するロータリーキルンからの排ガスが導入される仮焼炉の内部に対して、1以上の第1供給部材により固形分を含む熱エネルギー源を供給する第1供給工程と、
前記仮焼炉の内部に対して、1以上の第2供給部材によりアンモニアを供給する第2供給工程と、を含み、
前記仮焼炉の内部でのガスの流れを基準として、前記1以上の第2供給部材が前記アンモニアを供給する位置は、前記1以上の第1供給部材が前記固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置よりも上流側に配置されており、
前記1以上の第1供給部材及び前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される熱エネルギー源の合計発熱量に対する、前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される前記アンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.90である、
セメントクリンカの製造方法。
a first supplying step of supplying a thermal energy source containing solids by one or more first supply members to an interior of a calciner into which exhaust gas from a rotary kiln that heats cement raw materials to produce cement clinker is introduced;
a second supply step of supplying ammonia to the inside of the calciner using one or more second supply members,
a position at which the one or more second supply members supply the ammonia based on a gas flow inside the calciner is disposed upstream of a position at which the one or more first supply members supply the thermal energy source containing the solid content,
a ratio of a calorific value of the ammonia supplied from the one or more second supply members to the calciner to a total calorific value of the thermal energy source supplied from the one or more first supply members and the one or more second supply members to the calciner is 0.01 to 0.90;
A method for producing cement clinker.
前記固形分は微粉炭であり、
前記微粉炭の気乾ベースでの工業分析値は、揮発分が25~35質量%であり、水分が2~4質量%であり、固定炭素が40~60質量%であり、灰分が10~25質量%であり、
前記微粉炭の気乾ベースでの化学分析値は、C(炭素)が60~75質量%であり、H(水素)が3~5質量%であり、O(酸素)が6~9質量%であり、N(窒素)が1~3質量%であり、S(硫黄)が0.1~1.0質量%であり、
前記微粉炭の発熱量は、4500~6500kcal/kgである、
請求項1に記載のセメントクリンカの製造方法。
the solid content is pulverized coal,
The pulverized coal has proximate analysis values on an air-dry basis of a volatile matter of 25 to 35 mass%, a moisture content of 2 to 4 mass%, a fixed carbon content of 40 to 60 mass%, and an ash content of 10 to 25 mass%,
Chemical analysis values of the pulverized coal on an air-dry basis are: C (carbon) 60 to 75% by mass; H (hydrogen) 3 to 5% by mass; O (oxygen) 6 to 9% by mass; N (nitrogen) 1 to 3% by mass; and S (sulfur) 0.1 to 1.0% by mass;
The calorific value of the pulverized coal is 4500 to 6500 kcal/kg.
The method for producing cement clinker according to claim 1 .
前記固形分は微粉炭であり、
前記微粉炭の粒度分布は、
8.00μm以上、且つ16.00μm未満の粒径を有する粒子が5~20質量%であり、
16.00μm以上、且つ32.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、
32.00μm以上、且つ64.00μm未満の粒径を有する粒子が20~40質量%であり、
64.00μm以上、且つ128.00μm未満の粒径を有する粒子が10~30質量%である、
請求項1に記載のセメントクリンカの製造方法。
the solid content is pulverized coal,
The particle size distribution of the pulverized coal is
5 to 20% by mass of particles having a particle size of 8.00 μm or more and less than 16.00 μm,
20 to 40% by mass of particles having a particle size of 16.00 μm or more and less than 32.00 μm;
particles having a particle size of 32.00 μm or more and less than 64.00 μm are 20 to 40% by mass,
Particles having a particle size of 64.00 μm or more and less than 128.00 μm are 10 to 30% by mass,
The method for producing cement clinker according to claim 1 .
前記仮焼炉の内部に対して、1以上の第3供給部材により酸素を含む熱ガスを供給する第3供給工程を更に含み、
前記熱ガスの温度は、700℃~1000℃であり、
前記仮焼炉の内部でのガスの流れを基準として、前記1以上の第3供給部材が前記熱ガスを供給する位置は、
前記1以上の第1供給部材が前記固形分を含む熱エネルギー源を供給する位置に対応する位置か、又は、当該供給する位置よりも上流側に配置されており、且つ、
前記1以上の第2供給部材が前記アンモニアを供給する位置よりも下流側に配置されている、
請求項1~3のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。
The method further includes a third supply step of supplying a hot gas containing oxygen to the inside of the calciner using one or more third supply members,
The temperature of the hot gas is 700°C to 1000°C,
With respect to the gas flow inside the calciner, the position to which the one or more third supply members supply the hot gas is
The one or more first supply members are disposed at a position corresponding to a position where a thermal energy source containing the solid content is supplied, or upstream of the supply position; and
the one or more second supply members are arranged downstream of the position where the ammonia is supplied;
The method for producing cement clinker according to any one of claims 1 to 3 .
前記第3供給工程では、前記ロータリーキルンで生成されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラからの抽気ガスが、前記熱ガスとして供給される、
請求項に記載のセメントクリンカの製造方法。
In the third supply step, extracted gas from a clinker cooler that cools cement clinker produced in the rotary kiln is supplied as the hot gas.
The method for producing cement clinker according to claim 4 .
前記合計発熱量に対する、前記1以上の第2供給部材から前記仮焼炉に供給される前記アンモニアの発熱量の割合が、0.01~0.55であり、
前記合計発熱量に対する、前記1以上の第1供給部材から前記仮焼炉に供給される前記固形分を含む熱エネルギー源の発熱量の割合が、0.45~0.99である、
請求項1~3のいずれか一項に記載のセメントクリンカの製造方法。
a ratio of a calorific value of the ammonia supplied from the one or more second supply members to the calciner to the total calorific value is 0.01 to 0.55;
A ratio of the calorific value of the thermal energy source containing the solid content supplied from the one or more first supply members to the calciner to the total calorific value is 0.45 to 0.99.
The method for producing cement clinker according to any one of claims 1 to 3 .
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