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JP7776358B2 - Liquefied flammable gas utilization device, liquefied flammable gas utilization method, and cement manufacturing equipment - Google Patents
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JP7776358B2 - Liquefied flammable gas utilization device, liquefied flammable gas utilization method, and cement manufacturing equipment - Google Patents

Liquefied flammable gas utilization device, liquefied flammable gas utilization method, and cement manufacturing equipment

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JP7776358B2 JP2022040016A JP2022040016A JP7776358B2 JP 7776358 B2 JP7776358 B2 JP 7776358B2 JP 2022040016 A JP2022040016 A JP 2022040016A JP 2022040016 A JP2022040016 A JP 2022040016A JP 7776358 B2 JP7776358 B2 JP 7776358B2
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Description

本発明は、液化可燃性ガスの利用装置に関し、特にセメント製造設備に付設可能に構成された液化可燃性ガスの利用装置に関する。また、本発明は、液化可燃性ガスの利用方法に関し、特にセメント製造工程において利用可能な、液化可燃性ガスの利用方法に関する。また、本発明は、液化可燃性ガスの利用が可能なセメント製造設備に関する。 The present invention relates to an apparatus for utilizing liquefied flammable gas, and in particular to an apparatus for utilizing liquefied flammable gas that can be attached to cement manufacturing equipment. The present invention also relates to a method for utilizing liquefied flammable gas, and in particular to a method for utilizing liquefied flammable gas that can be used in the cement manufacturing process. The present invention also relates to cement manufacturing equipment that can utilize liquefied flammable gas.

セメントの製造においては、多量のCO2が排出されることが知られている。この理由としては、以下の2点が挙げられる。第一の理由は、セメントの製造過程では炉内にてセメント原料を高温で焼成する必要があり、その燃焼エネルギーを得るために化石燃料を多量に使用することである。第二の理由は、セメントの主要原料である石灰石が脱炭酸反応(CaCO3→CaO+CO2)を生じさせることである。 It is known that a large amount of CO2 is emitted during the production of cement. There are two reasons for this. The first reason is that the cement manufacturing process requires burning the cement raw materials at high temperatures in a furnace, which requires the use of large amounts of fossil fuels to generate the combustion energy. The second reason is that limestone, the main raw material for cement, causes a decarbonation reaction ( CaCO3 → CaO + CO2 ).

CO2は、温室効果ガスの一種であり、地球温暖化に大きな影響を与えている。そこで、セメント製造工場においても、CO2の排出量を削減することが求められている。 CO2 is a greenhouse gas that has a significant impact on global warming. Therefore, cement manufacturing plants are being asked to reduce CO2 emissions.

このような背景の下、昨今、セメントの製造に際して、従来の主燃料である石炭と比べてCO2の排出原単位が低い可燃性ガス燃料を利用することが検討されている。 Against this background, the use of combustible gas fuels, which have a lower CO 2 emission intensity than coal, the main fuel used in the past, has recently been considered for cement production.

例えば、下記特許文献1には、セメント製造時の燃料として、従来の主燃料である化石燃料と共に、補助燃料としてアンモニアを用いることが提案されている。 For example, Patent Document 1 below proposes using ammonia as a supplementary fuel in addition to fossil fuels, which are the conventional main fuel, when producing cement.

特開2019-172484号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-172484

アンモニア等の可燃性ガスをセメント製造時の燃料として利用するためには、可燃性ガスをセメント製造工場に導入する必要がある。この方法としては、以下の2つの方法が考えられる。第一の方法は、可燃性ガスの供給事業者側の施設とセメント製造工場とを連絡するガスパイプラインを整備し、このパイプラインを通じて気体の状態で可燃性ガスをセメント製造工場に供給する方法である。第二の方法は、供給事業者側で可燃性ガスを液化処理した後、液化された可燃性ガスが充填されたタンクを陸路や海路を通じてセメント製造工場に運搬し、セメント製造工場にて気化して使用する方法である。しかし、第一の方法は、イニシャルコスト及びランニングコストの双方の観点で問題が多いことから、第二の方法を採用することが考えられる。 In order to use flammable gases such as ammonia as fuel in cement production, the flammable gas must be introduced into the cement manufacturing plant. There are two possible methods for this. The first method involves installing a gas pipeline connecting the flammable gas supplier's facilities with the cement manufacturing plant, and supplying the flammable gas in gaseous form to the cement manufacturing plant through this pipeline. The second method involves liquefying the flammable gas at the supplier's site, then transporting tanks filled with the liquefied flammable gas by land or sea to the cement manufacturing plant, where it is vaporized for use. However, because the first method has many problems in terms of both initial and running costs, it is considered that the second method should be adopted.

第二の方法を採用する場合には、上述したように、液化された可燃性ガスをセメント製造工場にて気化する必要がある。液化アンモニアを気化する方法としては、気化器を用いて、ヒーターで加熱した温水又は水蒸気で気化させる方法が一般的に知られている。しかし、この方法による場合には、水を大気温度から温水温度(一般的には40℃程度)までに上昇させるのに必要な顕熱と、液化アンモニアの気化潜熱とを、液化アンモニアに対して熱エネルギーとして加える必要がある。液化アンモニアをセメント製造燃料の一部に利用することに鑑みると、上記の熱エネルギーを供給するための装置を導入する際のイニシャルコストや、実際に運転を行う中でのランニングコストは、やはり甚大になることが予想される。 When the second method is adopted, as mentioned above, the liquefied flammable gas must be vaporized at the cement manufacturing plant. A commonly known method of vaporizing liquefied ammonia is to use a vaporizer to vaporize it with hot water or steam heated by a heater. However, when using this method, it is necessary to add to the liquefied ammonia as thermal energy the sensible heat required to raise the water temperature from ambient temperature to hot water temperature (generally around 40°C) and the latent heat of vaporization of the liquefied ammonia. Considering that liquefied ammonia will be used as part of the fuel used in cement production, the initial costs of installing the equipment to supply the above-mentioned thermal energy, as well as the running costs during actual operation, are expected to be enormous.

このようなコストの問題は、液化可燃性ガスをセメント製造時の代替燃料として利用することの妨げになり、セメント製造時におけるCO2の排出量を削減することに繋がりにくい。上記特許文献1は、液化可燃性ガスを実際にセメント製造工場で利用する場合に生じ得る上記の課題や、この課題に対する対策については、一切言及がなされていない。 Such cost issues hinder the use of liquefied flammable gas as an alternative fuel in cement production, and are unlikely to lead to a reduction in CO2 emissions during cement production. Patent Document 1 does not mention at all the above-mentioned problems that may arise when liquefied flammable gas is actually used in a cement manufacturing plant, or measures to address these problems.

本発明は、かかる課題に鑑み、セメント製造工場において液化可燃性ガスを簡易且つ安価な方法で気化させることを可能にする、液化可燃性ガスの利用装置及び液化可燃性ガスの利用方法を提供することを目的とする。また、本発明は、液化可燃性ガスを簡易且つ安価な方法で気化させて利用することのできる、セメント製造設備を提供することを目的とする。 In view of these problems, the present invention aims to provide a liquefied flammable gas utilization device and a liquefied flammable gas utilization method that enable liquefied flammable gas to be vaporized in a simple and inexpensive manner in a cement manufacturing plant. The present invention also aims to provide cement manufacturing equipment that can vaporize and utilize liquefied flammable gas in a simple and inexpensive manner.

本発明は、セメント原料を仮焼する仮焼炉、前記仮焼炉で仮焼された前記セメント原料を焼成してクリンカを生成するセメントキルン、及び前記セメントキルンの窯前部に連絡されたクリンカクーラを有するセメント製造設備に付設可能に構成された、液化可燃性ガスの利用装置であって、
液化可燃性ガスが貯留されたタンクと、前記クリンカクーラ、及び前記クリンカクーラから抽気された抽気ガスが前記仮焼炉に向けて通流する仮焼炉用抽気配管からなる群に属する1箇所以上に設定された吹込み箇所とを連絡する可燃性ガス用配管を備え、
前記可燃性ガス用配管は、前記液化可燃性ガス、又は前記液化可燃性ガスの通流中に気化されることで得られる可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給することを特徴とする。
The present invention provides a device for utilizing liquefied flammable gas that can be attached to a cement manufacturing facility that includes a calciner for calcining cement raw materials, a cement kiln for burning the cement raw materials calcined in the calciner to produce clinker, and a clinker cooler connected to the front end of the cement kiln,
a flammable gas piping that connects a tank in which a liquefied flammable gas is stored to one or more injection points that belong to a group consisting of the clinker cooler and a calciner extraction piping through which the extracted gas extracted from the clinker cooler flows toward the calciner,
The flammable gas pipe is characterized in that it supplies the liquefied flammable gas or a flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas while it is flowing to the injection point.

本発明者の鋭意研究によれば、メタンは、セメント製造の際に主燃料として利用される石炭と比較して、燃焼遅延が生じやすいことが確認された。その理由として、メタンを初めとする可燃性ガスは石炭と比べて燃料粒子が存在しないため、石炭と比較して酸素と燃料が容易に混合せず、この結果燃焼遅延が発生する懸念があると考えられる。このことに鑑みれば、メタンよりも燃焼速度の遅い、エタン、プロパン、ブタン、アンモニア等の可燃性ガスを燃料とした場合、更に燃焼遅延が生じることが予想される。 The inventor's extensive research has confirmed that methane is more susceptible to combustion retardation than coal, which is the primary fuel used in cement production. The reason for this is that combustible gases such as methane do not contain fuel particles, unlike coal, so oxygen and fuel do not mix as easily as with coal, which is thought to result in concerns about combustion retardation. Given this, it is expected that even greater combustion retardation will occur if combustible gases such as ethane, propane, butane, and ammonia, which have slower combustion rates than methane, are used as fuel.

セメント製造工程において窯前の燃焼遅延が発生すると、クリンカが適正な温度履歴を得られずフリーライム増加等の品質への悪影響が懸念される。更に、後段設備の温度上限等の都合でセメントの減産に繋がってしまう。 If combustion delays occur before the kiln during the cement manufacturing process, the clinker will not achieve the appropriate temperature history, which could have a negative impact on quality, such as an increase in free lime. Furthermore, this can lead to reduced cement production due to temperature limits in downstream equipment.

本発明に係る液化可燃性ガスの利用装置では、クリンカクーラ、及びクリンカクーラから抽気された抽気ガスが前記仮焼炉に向けて通流する仮焼炉用抽気配管からなる群に属する1箇所以上に設定された吹込み箇所に対して、液体のまま又は気化された状態で、可燃性ガスが吹き込まれる。 In the liquefied flammable gas utilization device of the present invention, flammable gas is injected in liquid or vaporized form into one or more injection points that belong to a group consisting of a clinker cooler and a calciner extraction pipe through which extracted gas extracted from the clinker cooler flows toward the calciner.

セメント製造設備に備えられたクリンカクーラは、セメントキルンで焼成されたセメントクリンカ(以下、適宜「クリンカ」と略記する。)を受け入れ、冷却する。クリンカクーラは、通常、常温程度の大気が吹き込まれ、1000℃以上(典型的には1350℃程度)のクリンカと熱交換することで、クリンカを冷却する。このため、クリンカクーラ内には、高温のクリンカと熱交換されることで温度が上昇した空気(雰囲気ガス)が存在する。 The clinker cooler installed in cement manufacturing facilities receives and cools cement clinker (hereinafter referred to as "clinker" where appropriate) burned in a cement kiln. The clinker cooler typically cools the clinker by blowing in ambient air at room temperature, which exchanges heat with the clinker at temperatures above 1000°C (typically around 1350°C). Therefore, the clinker cooler contains air (atmospheric gas) whose temperature has been raised by heat exchange with the high-temperature clinker.

このため、クリンカクーラ内に液化可燃性ガスが吹き込まれると、クリンカクーラが気化器としての役割を担い、クリンカクーラ内で気化されて可燃性ガスとなる。更に、クリンカクーラ内において、可燃性ガスが高温の空気と混合されることで、発火点以上に達し、可燃性ガスが燃焼を開始する。燃焼が開始した状態の可燃性ガスが、クリンカクーラからセメントキルンの窯前部側に流入し、セメント原料の焼成用燃料の一部として利用される。この結果、セメントキルン内において燃焼遅延が生じる懸念が低下する。 For this reason, when liquefied flammable gas is injected into the clinker cooler, the clinker cooler acts as a vaporizer, vaporizing it into flammable gas within the clinker cooler. Furthermore, when the flammable gas mixes with high-temperature air within the clinker cooler, it reaches its ignition point and begins to burn. Once burning, the flammable gas flows from the clinker cooler into the front of the cement kiln and is used as part of the fuel for burning the cement raw materials. This reduces the risk of delayed combustion within the cement kiln.

液化可燃性ガスが可燃性ガス用配管を通流中に気化されてもよく、この場合、気化されて得られる可燃性ガスが、クリンカクーラ内に吹き込まれる。この構成の下でも、上記と同様の理由により、セメントキルン内において燃焼遅延が生じる懸念が低下する。 The liquefied flammable gas may be vaporized while flowing through the flammable gas piping, in which case the resulting vaporized flammable gas is injected into the clinker cooler. Even with this configuration, concerns about combustion delays within the cement kiln are reduced for the same reasons as above.

クリンカクーラ内の高温の雰囲気ガス(空気)は、その一部が抽気配管によって抽気される。抽気されたガス(以下、「抽気ガス」という。)は、温度に応じて、仮焼炉に送られて仮焼炉の燃焼用空気として利用されたり、原料工程に送られて原料の乾燥に利用される。また、低い温度帯の雰囲気の一部は、排ガスとして放出される。 A portion of the high-temperature atmospheric gas (air) inside the clinker cooler is extracted through the extraction pipe. Depending on its temperature, the extracted gas (hereinafter referred to as "extracted gas") is sent to the calciner and used as combustion air for the calciner, or sent to the raw material processing process and used to dry the raw materials. In addition, a portion of the low-temperature atmosphere is released as exhaust gas.

クリンカクーラ内の雰囲気温度は、クリンカが排出される排出口に近づくに連れて低下する。具体的な例としては、クリンカクーラ内の空間は、雰囲気温度が150℃~300℃の範囲内である第一領域、雰囲気温度が250℃~650℃の範囲内である第二領域、及び雰囲気温度が600℃~900℃の範囲内である第三領域に分けられる。典型的には、第三領域内の雰囲気の一部が、仮焼炉用抽気配管を通じて抽気され、仮焼炉に送られる。第二領域内の雰囲気の一部が、原料乾燥用抽気配管を通じて抽気され、原料工程に送られる。第一領域内の雰囲気の一部が、排ガス用抽気配管を通じて抽気され、煙突等を通じて大気(系外)に排出される。 The ambient temperature within the clinker cooler decreases as it approaches the outlet from which the clinker is discharged. Specifically, the space within the clinker cooler is divided into a first zone where the ambient temperature is in the range of 150°C to 300°C, a second zone where the ambient temperature is in the range of 250°C to 650°C, and a third zone where the ambient temperature is in the range of 600°C to 900°C. Typically, a portion of the atmosphere within the third zone is extracted through a calciner extraction pipe and sent to the calciner. A portion of the atmosphere within the second zone is extracted through a raw material drying extraction pipe and sent to the raw material process. A portion of the atmosphere within the first zone is extracted through an exhaust gas extraction pipe and discharged to the atmosphere (outside the system) via a chimney or the like.

つまり、仮焼炉用抽気配管によってクリンカクーラから抽気され、仮焼炉に向かって通流する抽気ガスは、比較的高温である。よって、クリンカクーラではなく、仮焼炉用抽気配管に液化可燃性ガスが吹き込まれた場合であっても、仮焼炉用抽気配管が気化器としての役割を担い、仮焼炉用抽気配管内で気化されて可燃性ガスとなる。更に、仮焼炉用抽気配管内において、可燃性ガスが高温の空気(仮焼炉に向かう抽気ガス)と混合されることで、混合ガス中に含まれる可燃性ガスの濃度が燃焼範囲内となると共に発火点以上の温度に達し、可燃性ガスが燃焼を開始する。特に、仮焼炉用抽気配管は、その配管長が比較的長く、場合によっては100m以上である。このため、仮焼炉に到達する迄の間に、抽気ガス(高温空気)と可燃性ガスが十分に混合され、燃焼が開始されやすい。 In other words, the extracted gas extracted from the clinker cooler by the calciner bleed air piping and flowing toward the calciner is relatively hot. Therefore, even if liquefied flammable gas is injected into the calciner bleed air piping rather than the clinker cooler, the calciner bleed air piping functions as a vaporizer, vaporizing the gas into flammable gas within the calciner bleed air piping. Furthermore, when the flammable gas mixes with high-temperature air (bleed gas heading toward the calciner) within the calciner bleed air piping, the concentration of the flammable gas in the mixed gas reaches a flammable range and a temperature above its ignition point, causing the flammable gas to begin combustion. In particular, the calciner bleed air piping is relatively long, sometimes reaching over 100 meters. Therefore, the bleed gas (high-temperature air) and flammable gas are sufficiently mixed before reaching the calciner, making it easier for combustion to begin.

燃焼が開始した状態の可燃性ガスは、仮焼炉に流入し、仮焼炉内においてセメント原料を仮焼する際の燃料の一部として利用される。この結果、仮焼炉内において燃焼遅延が生じる懸念が低下し、その後段に位置するセメントキルン内における燃焼遅延が生じる懸念も低下する。 Once combustion has begun, the combustible gas flows into the calciner and is used as part of the fuel when calcining the cement raw materials inside the calciner. As a result, concerns about combustion delays in the calciner and in the cement kiln located downstream are reduced.

液化可燃性ガスが可燃性ガス用配管を通流中に気化されて得られる可燃性ガスが、仮焼炉用抽気配管に吹き込まれても構わない。この構成の下でも、上記と同様の理由により、仮焼炉内及びセメントキルン内において燃焼遅延が生じる懸念が低下する。 The flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas while it is flowing through the flammable gas piping may be injected into the calciner extraction piping. Even with this configuration, concerns about combustion delays in the calciner and cement kiln are reduced for the same reasons as above.

上記の構成によれば、可燃性ガス用配管をクリンカクーラ又は仮焼炉用抽気配管に達するように配設した上で、液化可燃性ガスを通流させ、クリンカクーラ又は仮焼炉用抽気配管内に吹き込むことで、液化可燃性ガスをセメント製造工場にて気化して利用することが可能となる。これにより、セメント製造工程において、可燃性ガスを代替燃料として容易に利用でき、CO2の排出量の削減に資する効果が期待できる。 According to the above configuration, the flammable gas piping is arranged so as to reach the clinker cooler or the calciner bleed piping, and the liquefied flammable gas is passed through the flammable gas piping and injected into the clinker cooler or the calciner bleed piping, thereby making it possible to vaporize and use the liquefied flammable gas at the cement manufacturing plant. This makes it possible to easily use the flammable gas as an alternative fuel in the cement manufacturing process, which is expected to contribute to reducing CO2 emissions.

タンクから可燃性ガス用配管に対して液化可燃性ガスを送液するに際しては、送液ポンプを利用するものとしても構わない。一方で、可燃性ガス用配管には、気体状態の可燃性ガスの通流を促進する送風装置を備えなくても構わない。液化可燃性ガスが通流中に気化することで生じる膨張圧力は、気体状態の可燃性ガスが可燃性ガス用配管内を通流する際の促進力となり得る。 A liquid transfer pump may be used to transfer liquefied flammable gas from the tank to the flammable gas piping. On the other hand, the flammable gas piping does not need to be equipped with a blower to promote the flow of gaseous flammable gas. The expansion pressure generated by the vaporization of liquefied flammable gas during flow can act as a driving force for the gaseous flammable gas to flow through the flammable gas piping.

前記液化可燃性ガスは、アンモニア、メタン、エタン、プロパン、及びブタンからなる群に属する1種以上のガスを70体積%以上含むものとして構わない。好適には、前記液化可燃性ガスは、アンモニアを70体積%以上含む。 The liquefied flammable gas may contain 70% by volume or more of one or more gases belonging to the group consisting of ammonia, methane, ethane, propane, and butane. Preferably, the liquefied flammable gas contains 70% by volume or more of ammonia.

前記可燃性ガス用配管は、前記クリンカクーラ内、及び前記クリンカクーラから抽気された抽気ガスが排出ポートに向けて通流する排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由するように配設されており、液体状態である前記液化可燃性ガスが当該可燃性ガス用配管を通流中に気化されることで得られる前記可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給するものとしても構わない。 The flammable gas piping is arranged so that it passes through either or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction piping through which the extracted gas extracted from the clinker cooler flows toward the discharge port. The flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas in a liquid state while flowing through the flammable gas piping may be supplied to the injection point.

上記の構成によれば、液化可燃性ガスが通流する配管(可燃性ガス用配管)が、クリンカクーラ内、及びクリンカクーラから抽気された抽気ガスが通流する排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由するように配設されている。つまり、可燃性ガス用配管は、高温の雰囲気が存在する領域内(以下、「高温領域」と称する。)を通過するように配設されている。このため、液化可燃性ガスは、可燃性ガス用配管内を通流する過程で、高温の雰囲気が存在する領域内を通過することで配管を通じて熱交換されて気化される。上記の高温領域とは、例えば150℃~1000℃の範囲内を示す領域とすることができる。 In the above configuration, the piping through which the liquefied flammable gas flows (flammable gas piping) is arranged so that it passes through either or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction piping through which the extracted gas extracted from the clinker cooler flows. In other words, the flammable gas piping is arranged so that it passes through an area where a high-temperature atmosphere exists (hereinafter referred to as the "high-temperature area"). As a result, as the liquefied flammable gas flows through the flammable gas piping, it passes through the area where a high-temperature atmosphere exists, whereby it is vaporized through heat exchange through the piping. The above-mentioned high-temperature area can be, for example, an area within the range of 150°C to 1000°C.

この結果、可燃性ガス用配管内を通流中に気化された可燃性ガスが、クリンカクーラ内又は仮焼炉用抽気配管内に供給され、高温空気と混合されることで燃焼する。そして、燃焼状態の可燃性ガスが、セメントキルン内又は仮焼炉内において、原料焼成用又は原料仮焼用の代替燃料として利用される。 As a result, the combustible gas vaporized while flowing through the combustible gas piping is supplied to the clinker cooler or the calciner extraction piping, where it is mixed with high-temperature air and combusted. The combustible gas in the burning state is then used as an alternative fuel for burning raw materials or calcining raw materials in the cement kiln or calciner.

なお、可燃性ガスは、純度が高いガスである場合には、温度によらず発火することはない。アンモニアの場合、燃焼範囲は15.5体積%~27体積%とされており、例えば80体積%を超えるような純度を有する場合には、自然発火しない。なお、最も自然発火しやすい可燃性ガスの一種である水素においても、燃焼範囲の最大値は75体積%とされている。このため、可燃性ガス用配管がクリンカクーラ内や抽気配管内のどの温度領域を経由しても、可燃性ガスが可燃性ガス用配管内を通流中に自然発火することは想定しにくい。 Flammous gases with high purity will not ignite regardless of temperature. In the case of ammonia, the flammable range is 15.5% to 27% by volume, and if the purity exceeds 80% by volume, for example, it will not spontaneously ignite. Even for hydrogen, the flammable gas most susceptible to spontaneous combustion, the maximum flammable range is 75% by volume. For this reason, it is unlikely that flammable gas will spontaneously ignite while flowing through flammable gas piping, regardless of the temperature range within the clinker cooler or extraction piping that the flammable gas passes through.

前記液化可燃性ガスの利用装置は、
前記可燃性ガス用配管の前記吹込み箇所側の端部に付設され、気体状態の前記液化可燃性ガスを前記吹込み箇所に吹き込むバーナと、
前記クリンカクーラ内及び前記排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由して、前記バーナよりも上流側の位置で前記可燃性ガス用配管に連結される一次空気用配管とを備え、
前記可燃性ガス用配管は、前記一次空気用配管との連結箇所よりも下流側の位置において、前記可燃性ガスと前記一次空気とが混合された混合ガスを前記バーナに導く構成としても構わない。
The liquefied flammable gas utilization device comprises:
a burner attached to an end of the flammable gas pipe on the injection point side, for injecting the liquefied flammable gas in a gaseous state into the injection point;
a primary air pipe that passes through one or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction pipe and is connected to the combustible gas pipe at a position upstream of the burner,
The flammable gas pipe may be configured to introduce a mixed gas of the flammable gas and the primary air to the burner at a position downstream of the connection point with the primary air pipe.

上記構成によれば、可燃性ガス用配管内を通流中に気化されることで、気体状態となった可燃性ガスが、一次空気用配管を通じて通流する一次空気と合流した状態で、吹込み箇所から吹き込まれる。このとき、一次空気用配管が、クリンカクーラ内及び抽気配管内の一方又は双方を経由するように設けられることで、一次空気用配管内を通流中の一次空気が昇温された状態で可燃性ガスと合流する。これにより、可燃性ガスが更に予熱された状態で吹込み箇所から吹き込まれるため、吹込み箇所における燃焼性が更に向上する。 With the above configuration, the flammable gas is vaporized while flowing through the flammable gas piping, and the gaseous flammable gas is injected from the injection point after merging with the primary air flowing through the primary air piping. At this time, the primary air piping is configured to pass through either or both the clinker cooler and the extraction piping, so that the primary air flowing through the primary air piping is heated and merges with the flammable gas. This allows the flammable gas to be injected from the injection point in a more preheated state, further improving combustibility at the injection point.

この場合、一次空気用配管と可燃性ガス用配管とが合流する箇所以後において、可燃性ガス用配管内における可燃性ガスの濃度が低下する。この結果、一次空気の流量によっては、可燃性ガスの濃度が燃焼範囲内となる可能性がある。仮に、このような事態が生じると、可燃性ガス用配管内を通流中の可燃性ガスと一次空気の混合ガスが燃焼し、配管が損傷する可能性が生まれる。 In this case, the concentration of flammable gas in the flammable gas piping decreases after the point where the primary air piping and flammable gas piping join. As a result, depending on the flow rate of the primary air, the concentration of flammable gas may fall within the flammable range. If this were to occur, the mixture of flammable gas and primary air flowing through the flammable gas piping could combust, potentially damaging the piping.

このため、一次空気用配管と可燃性ガス用配管との合流箇所において、気体状態の可燃性ガスが発火点温度以下となるように、混合ガスの温度が調整されるのが好ましい。混合ガスの温度を調整する際には、一次空気用配管が例えば上記第一領域内のみを経由するように設計することで実現することができる。温度を調整する別の方法としては、一次空気用配管が、複数の領域(上記第一領域、第二領域、及び第三領域のうちの2箇所以上)を経由可能に設計しつつ、各領域を通流する可燃性ガスの流量を、バルブ等で調整することで、実現できる。 For this reason, it is preferable to adjust the temperature of the mixed gas at the confluence of the primary air piping and the flammable gas piping so that the gaseous flammable gas is below its ignition temperature. Adjusting the temperature of the mixed gas can be achieved, for example, by designing the primary air piping so that it passes only through the first zone. Another method of adjusting the temperature is to design the primary air piping so that it can pass through multiple zones (two or more of the first, second, and third zones) and adjust the flow rate of the flammable gas flowing through each zone using a valve, etc.

なお、可燃性ガス用配管内において混合ガスに含まれる可燃性ガスの濃度が燃焼範囲内とならないように、一次空気の流量や、(液化)可燃性ガスの流量を調整しても構わない。この場合には、一次空気用配管と可燃性ガス用配管との合流箇所において、可燃性ガスが発火点温度を超えていても構わない。混合ガスに含まれる可燃性ガスの濃度を調整する際には、一次空気用配管を通流させる一次空気の流量をバルブで調整したり、可燃性ガス用配管に送液する液化可燃性ガスの流量を送液ポンプで調整することで、実現できる。 The flow rate of primary air and the flow rate of (liquefied) flammable gas may be adjusted so that the concentration of flammable gas contained in the mixed gas in the flammable gas piping does not fall within the flammable range. In this case, it is acceptable for the flammable gas to exceed its ignition temperature at the confluence of the primary air piping and the flammable gas piping. The concentration of flammable gas contained in the mixed gas can be adjusted by adjusting the flow rate of primary air flowing through the primary air piping with a valve, or by adjusting the flow rate of liquefied flammable gas sent to the flammable gas piping with a liquid feed pump.

前記液化可燃性ガスの利用装置は、
複数のポートを有し、前記可燃性ガス用配管の前記吹込み箇所側の端部に付設され、前記可燃性ガスをいずれか1つ以上の前記ポートを通じて前記吹込み箇所に吹き込むバーナと、
前記クリンカクーラ内及び前記排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由して、前記バーナが備える複数の前記ポートのうちの、前記可燃性ガス用配管が連結された前記ポートとは別の前記ポートに連結される一次空気用配管とを備えるものとしても構わない。
The liquefied flammable gas utilization device comprises:
a burner having a plurality of ports, attached to an end of the flammable gas pipe on the injection location side, for injecting the flammable gas into the injection location through one or more of the ports;
The burner may also be provided with a primary air pipe that is connected to one of the multiple ports provided in the burner, other than the port to which the flammable gas pipe is connected, via one or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction pipe.

上記の構成においても、一次空気用配管内を通流中の一次空気が昇温された状態で、バーナに送られる。バーナからは、気体状態の可燃性ガスが、昇温された一次空気と共に吹込み箇所より吹き込まれるため、吹込み箇所における燃焼性が更に向上する。 In the above configuration, the primary air flowing through the primary air piping is sent to the burner in a heated state. Combustible gas in a gaseous state is blown in from the burner along with the heated primary air through the blow-in point, further improving combustibility at the blow-in point.

なお、この構成においては、昇温された一次空気と可燃性ガスとは、配管内で混合されない。このため、可燃性ガスの温度や流量を調整しなくとも、可燃性ガスが配管内を通流中に燃焼する可能性は限りなく低い。 In this configuration, the heated primary air and the flammable gas do not mix within the piping. Therefore, even without adjusting the temperature or flow rate of the flammable gas, the possibility of the flammable gas burning while flowing through the piping is extremely low.

一次空気用配管内を通流する一次空気としては、大気を利用しても構わないし、クリンカクーラ内の雰囲気ガスを利用しても構わないし、排ガス用抽気配管内の抽気ガスを利用しても構わない。 The primary air flowing through the primary air piping can be atmospheric air, atmospheric gas inside the clinker cooler, or bleed gas from the exhaust gas bleed piping.

一次空気としてクリンカクーラ内の雰囲気ガス、又は排ガス用抽気配管内の抽気ガスを利用する場合、これらのガス内には、主としてクリンカ由来の飛散ダストが含まれる。可燃性ガスは、灰分がほとんど含まれないため、主燃料である石炭と比べて燃焼時の輻射伝熱が低い。しかし、上記のように、飛散ダストを含む一次空気を可燃性ガスと共に吹込み箇所から吹き込むことで、飛散ダストが、可燃性ガスの燃焼時の輻射伝熱媒体として機能するため、可燃性ガスの燃焼の安定化に寄与する。 When the atmospheric gas inside the clinker cooler or the bleed gas from the exhaust gas bleed pipe is used as primary air, these gases contain fugitive dust, primarily from the clinker. Because combustible gas contains almost no ash, it has lower radiant heat transfer during combustion than coal, the main fuel. However, as described above, by injecting primary air containing fugitive dust into the injection point along with the combustible gas, the fugitive dust functions as a radiant heat transfer medium during combustion of the combustible gas, contributing to stabilizing the combustion of the combustible gas.

一方、一次空気としてクリンカクーラ内の雰囲気ガス、又は排ガス用抽気配管内の抽気ガスを利用する場合、場所によっては飛散ダストによって一次空気用配管が減肉したり、一次空気用配管の管壁に飛散ダストが付着することで、一次空気の通流量が経時的に変化することも考えられる。かかる観点から、飛散ダストを回収する集塵装置が一次空気用配管に設けられていても構わない。すなわち、前記一次空気用配管は、前記クリンカクーラ内の雰囲気ガス及び前記抽気配管内の抽気ガスの一方又は双方の当該一次空気用配管内における通流を促進する一次空気用送風装置と、当該一次空気用配管内を通流中のガスに含まれる飛散ダストを回収する集塵装置とを備えるものとしても構わない。 On the other hand, when using the atmospheric gas in the clinker cooler or the bleed gas in the exhaust gas bleed pipe as primary air, it is possible that the primary air piping may be thinned by scattered dust in some locations, or that scattered dust may adhere to the walls of the primary air piping, causing the primary air flow rate to change over time. From this perspective, a dust collector for collecting scattered dust may be provided in the primary air piping. In other words, the primary air piping may be equipped with a primary air blower that promotes the flow of one or both of the atmospheric gas in the clinker cooler and the bleed gas in the bleed pipe through the primary air piping, and a dust collector that collects scattered dust contained in the gas flowing through the primary air piping.

集塵装置で回収された飛散ダストは、例えばクリンカクーラから排出されたクリンカに混合したり、石膏等を添加するセメント製造の仕上げ工程でセメントに混合しても構わない。これにより、クリンカの粉砕コストを低廉化できる効果が期待される。 The scattered dust collected by the dust collector can be mixed with the clinker discharged from the clinker cooler, or with cement during the finishing process of cement production where gypsum and other additives are added. This is expected to reduce the cost of crushing clinker.

本発明は、セメント原料を焼成してセメントキルンを生成するセメント製造工程内において、液化可燃性ガスを利用する方法であって、
前記クリンカクーラ、及び前記クリンカクーラから抽気された抽気ガスが仮焼炉に向けて通流する仮焼炉用抽気配管からなる群に属する1箇所以上に設定された吹込み箇所に連絡された可燃性ガス配管に、液化可燃性ガスを注液する工程と、
前記液化可燃性ガス、又は前記液化可燃性ガスの通流中に気化されることで得られる可燃性ガスを、前記吹込み箇所に供給する工程とを有することを特徴とする。
The present invention relates to a method for utilizing liquefied flammable gas in a cement manufacturing process in which cement raw materials are burned to produce a cement kiln, the method comprising:
injecting liquefied flammable gas into a flammable gas pipe connected to one or more injection points that belong to a group consisting of the clinker cooler and a calciner extraction pipe through which the extracted gas extracted from the clinker cooler flows toward the calciner;
and supplying the liquefied flammable gas or a flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas while it is flowing to the blowing point.

また、本発明に係るセメント製造設備は、
セメント原料を仮焼する仮焼炉と、
前記仮焼炉で仮焼された前記セメント原料を焼成してクリンカを生成するセメントキルンと、
前記セメントキルンの窯前部に接続されたクリンカクーラと、
前記液化可燃性ガスが液化状態で貯留されたタンクと、前記クリンカクーラ、及び前記クリンカクーラから抽気された抽気ガスが前記仮焼炉に向けて通流する仮焼炉用抽気配管からなる群に属する1箇所以上に設定された吹込み箇所とを連絡する可燃性ガス用配管とを備え、
前記可燃性ガス用配管は、前記液化可燃性ガス、又は前記液化可燃性ガスの通流中に気化されることで得られる可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給することを特徴とする。
Further, the cement manufacturing equipment according to the present invention includes:
a calciner for calcining cement raw materials;
a cement kiln that produces clinker by firing the cement raw materials calcined in the calciner;
a clinker cooler connected to the front of the cement kiln;
a tank in which the liquefied flammable gas is stored in a liquefied state, and a flammable gas piping that connects the tank to one or more injection points that belong to a group consisting of the clinker cooler and a calciner extraction piping through which the extracted gas extracted from the clinker cooler flows toward the calciner,
The flammable gas pipe is characterized in that it supplies the liquefied flammable gas or a flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas while it is flowing to the injection point.

本発明によれば、液化可燃性ガスをセメント製造工場にて簡易且つ安価な方法で気化して利用できる。 This invention makes it possible to vaporize and utilize liquefied flammable gas in a simple and inexpensive manner at cement manufacturing plants.

第一実施形態のセメント製造設備の構成例を模式的に示す概念図である。1 is a conceptual diagram schematically illustrating a configuration example of a cement production facility according to a first embodiment. FIG. 図1のセメント製造設備の一部分を抽出して模式的に示した図面である。2 is a diagram schematically illustrating a portion of the cement manufacturing facility of FIG. 1 . 図1のセメント製造設備の一部分を抽出して模式的に示した図面であり、第一実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の構成例を模式的に示す概念図に対応する。2 is a diagram schematically illustrating a portion of the cement production facility of FIG. 1, and corresponds to a conceptual diagram schematically illustrating an example of the configuration of a liquefied flammable gas utilization device of the first embodiment. FIG. 第二実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a liquefied flammable gas utilization device according to a second embodiment. 第二実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の別の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating another configuration example of the liquefied flammable gas utilization device of the second embodiment. 第二実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の別の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating another configuration example of the liquefied flammable gas utilization device of the second embodiment. 第二実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の別の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating another configuration example of the liquefied flammable gas utilization device of the second embodiment. 第二実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の別の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating another configuration example of the liquefied flammable gas utilization device of the second embodiment. 第三実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の別の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating another configuration example of the liquefied flammable gas utilization device of the third embodiment. 第三実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の別の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating another configuration example of the liquefied flammable gas utilization device of the third embodiment. 第四実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の構成例を模式的に示す図面である。10 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a liquefied flammable gas utilization device according to a fourth embodiment.

本発明に係る液化可燃性ガスの利用装置は、セメント原料からセメントクリンカ(以下、「クリンカ」と略記する。)を生成するセメント製造設備に付設可能な装置である。以下において、本発明に係る液化可燃性ガスの利用装置、液化可燃性ガスの利用方法、及びセメント製造設備の各実施形態が、図面を参照して説明される。なお、以下の図面は模式的に示されたものであり、図面上の寸法比は実際の寸法比と一致していない。また、各図面間においても、寸法比は必ずしも一致していない。 The liquefied flammable gas utilization device of the present invention is an apparatus that can be attached to a cement manufacturing facility that produces cement clinker (hereinafter abbreviated as "clinker") from cement raw materials. Below, each embodiment of the liquefied flammable gas utilization device, liquefied flammable gas utilization method, and cement manufacturing facility of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following drawings are schematic illustrations, and the dimensional ratios in the drawings do not match the actual dimensional ratios. Furthermore, the dimensional ratios do not necessarily match between the drawings.

以下の各図では、流体(気体又は液体)の流れが模式的に二点鎖線で表記されている。 In each of the following diagrams, the flow of fluid (gas or liquid) is represented schematically by dashed double-dashed lines.

[第一実施形態]
図1は、第一実施形態のセメント製造設備の構造を模式的に示す概念図である。セメント製造設備1は、セメント原料M1を予熱するプレヒータ11、セメント原料M1を仮焼する仮焼炉13、仮焼炉13で仮焼されたセメント原料M1を焼成してクリンカ3を生成するセメントキルン20、及びセメントキルン20の窯前部20bに連絡され、生成されたクリンカ3を冷却するクリンカクーラ30を有する。図1に示すように、仮焼炉13は、セメントキルン20の窯尻部20a側に連絡されている。
[First embodiment]
Fig. 1 is a conceptual diagram showing a schematic structure of a cement production facility according to a first embodiment. The cement production facility 1 includes a preheater 11 that preheats cement raw materials M1, a calciner 13 that calcines the cement raw materials M1, a cement kiln 20 that produces clinker 3 by burning the cement raw materials M1 calcined in the calciner 13, and a clinker cooler 30 that is connected to a kiln front section 20b of the cement kiln 20 and cools the produced clinker 3. As shown in Fig. 1, the calciner 13 is connected to the kiln end section 20a of the cement kiln 20.

本実施形態において、セメント製造設備1は可燃性ガス用バーナ55を備えており、この可燃性ガス用バーナ55は、可燃性ガス用配管53を通じて液化可燃性ガス50aが液体状態で貯留されるタンク51と連絡されている。図1の構成例では、可燃性ガス用バーナ55は、液化可燃性ガス50aをクリンカクーラ30内に吹き込む。言い換えれば、本実施形態では、クリンカクーラ30が液化可燃性ガス50aの吹込み箇所に対応する。 In this embodiment, the cement manufacturing equipment 1 is equipped with a flammable gas burner 55, which is connected to a tank 51 in which liquefied flammable gas 50a is stored in liquid form via a flammable gas pipe 53. In the configuration example shown in Figure 1, the flammable gas burner 55 injects liquefied flammable gas 50a into the clinker cooler 30. In other words, in this embodiment, the clinker cooler 30 corresponds to the injection point of the liquefied flammable gas 50a.

可燃性ガス用配管53には、送液ポンプ52が設けられており、タンク51内に貯留された液化可燃性ガス50aが、送液ポンプ52の圧力によって可燃性ガス用配管53に送出される。ただし、タンク51内に貯留された液化可燃性ガス50aを可燃性ガス用配管53に送出できる構成であれば、本発明において送液ポンプ52は必須の要素ではない。 A liquid feed pump 52 is provided in the flammable gas piping 53, and the liquefied flammable gas 50a stored in the tank 51 is sent to the flammable gas piping 53 by the pressure of the liquid feed pump 52. However, as long as the liquefied flammable gas 50a stored in the tank 51 can be sent to the flammable gas piping 53, the liquid feed pump 52 is not an essential element in the present invention.

液化可燃性ガス50aとしては、アンモニア、メタン、エタン、プロパン、及びブタンからなる群に属する1種以上のガスを70体積%以上含むガスとすることができる。典型的には、液化可燃性ガス50aは液化アンモニア、液化メタン(液化天然ガス)、液化プロパン(液化石油ガス)、又は液化ブタンであり、最も典型的には、液化アンモニアである。 The liquefied flammable gas 50a may be a gas containing 70% by volume or more of one or more gases belonging to the group consisting of ammonia, methane, ethane, propane, and butane. Typically, the liquefied flammable gas 50a is liquefied ammonia, liquefied methane (liquefied natural gas), liquefied propane (liquefied petroleum gas), or liquefied butane, and most typically, it is liquefied ammonia.

プレヒータ11の最上部に供給された原料M1の粉末は、下方に向かって流れる。原料M1は、プレヒータ11内を移動中に、高温の排ガスによって予熱されながら、仮焼炉13に送られる。仮焼炉13は、微粉炭等を主燃料とする仮焼炉バーナ14が付設されている。原料M1は仮焼炉13内で、仮焼炉バーナ14及びセメントキルン20からの高温ガスによって更に予熱(仮焼)され、原料M1に含まれる石灰石の主成分であるCaCO3がCaOとCO2に熱分解(脱炭酸)される。原料M1の粉末の温度は約750℃~800℃程度に達する。 The powder of raw material M1 supplied to the top of the preheater 11 flows downward. As raw material M1 moves through the preheater 11, it is preheated by high-temperature exhaust gas and sent to the calciner 13. The calciner 13 is equipped with a calciner burner 14 that uses pulverized coal or the like as its main fuel. In the calciner 13, raw material M1 is further preheated (calcined) by high-temperature gas from the calciner burner 14 and the cement kiln 20 , and CaCO3, the main component of limestone contained in raw material M1, is thermally decomposed (decarbonated) into CaO and CO2 . The temperature of the powder of raw material M1 reaches approximately 750°C to 800°C.

仮焼炉13において仮焼された原料M1は、窯尻部20a側からセメントキルン20に入り、窯前部20b側の出口に向かって転動しながら移動する。窯前部20b側には、上述した主バーナ21が設置されている。主バーナ21は、微粉炭等の主燃料と焼成用の一次空気25とを、セメントキルン20に供給する。 The raw material M1 calcined in the calciner 13 enters the cement kiln 20 from the kiln end 20a and moves while rolling toward the exit at the kiln front 20b. The main burner 21 mentioned above is installed on the kiln front 20b side. The main burner 21 supplies the main fuel, such as pulverized coal, and primary air 25 for firing to the cement kiln 20.

セメントキルン20内では、原料M1が1450℃~1500℃程度まで昇温されてクリンカ3が生成される。このクリンカ3は、1300℃~1350℃程度まで低下した後、クリンカクーラ30に排出される。 In the cement kiln 20, raw material M1 is heated to approximately 1450°C to 1500°C, producing clinker 3. After the temperature of this clinker 3 drops to approximately 1300°C to 1350°C, it is discharged into the clinker cooler 30.

クリンカクーラ30は、不図示の冷却ファンから送り込まれた常温(20℃~30℃程度)の大気CAにより、クリンカ3を冷却する。典型的には、クリンカクーラ30の底面には、複数のプレートが前後方向に移動可能に敷設されている。プレートの前後移動によって、クリンカ3が下流側(クリンカクーラ30の出口側)に案内される。クリンカ3は、クリンカクーラ30の出口に近づくほど温度が低下し、その後、出口から排出されて、不図示のクリンカサイロに貯蔵される。 The clinker cooler 30 cools the clinker 3 using ambient air CA at room temperature (approximately 20°C to 30°C) sent in by a cooling fan (not shown). Typically, multiple plates are laid on the bottom of the clinker cooler 30 so that they can move back and forth. The back and forth movement of the plates guides the clinker 3 downstream (to the outlet side of the clinker cooler 30). The temperature of the clinker 3 decreases as it approaches the outlet of the clinker cooler 30, and it is then discharged from the outlet and stored in a clinker silo (not shown).

クリンカクーラ30内では、冷却用の大気CAが、高温のクリンカ3と熱交換される。このため、クリンカクーラ30内には高温の空気が生成される。この空気の一部は、窯前部20b側からセメントキルン20内に送られ、燃焼用の二次空気として利用される。 In the clinker cooler 30, the cooling air CA exchanges heat with the high-temperature clinker 3. As a result, high-temperature air is generated in the clinker cooler 30. Some of this air is sent from the kiln front section 20b into the cement kiln 20 and used as secondary air for combustion.

上述したように、本実施形態のセメント製造設備1においては、液化可燃性ガス50aがクリンカクーラ30内に吹き込まれる。クリンカクーラ30内の空間は高温環境であるため、液化可燃性ガス50aがクリンカクーラ30内に吹き込まれると、クリンカクーラ30内で液化可燃性ガス50aが気化し、気体状態の可燃性ガス50bに変化する(図3参照)。更に、可燃性ガス50bは、クリンカクーラ30内に存在する高温の空気と混合されることで発火点以上に達し、燃焼を開始する。燃焼が開始された可燃性ガス50bは、クリンカクーラ30内の高温の空気(二次空気)と共に、窯前部20b側からセメントキルン20内に送られる。 As described above, in the cement manufacturing equipment 1 of this embodiment, liquefied combustible gas 50a is injected into the clinker cooler 30. Because the space within the clinker cooler 30 is a high-temperature environment, when liquefied combustible gas 50a is injected into the clinker cooler 30, the liquefied combustible gas 50a vaporizes within the clinker cooler 30 and changes into gaseous combustible gas 50b (see Figure 3). Furthermore, when the combustible gas 50b mixes with the high-temperature air present within the clinker cooler 30, it reaches or exceeds its ignition point and begins to burn. Once combustion has begun, the combustible gas 50b is sent into the cement kiln 20 from the kiln front section 20b side along with the high-temperature air (secondary air) within the clinker cooler 30.

つまり、本実施形態のセメント製造設備1によれば、主バーナ21から供給される微粉炭等の主燃料と共に、クリンカクーラ30から二次空気と共に供給される可燃性ガス50bについても、セメントキルン20内における原料M1の焼成用の燃料として利用することができる。つまり、このセメント製造設備1によれば、主燃料の量を削減できる一方、石炭よりもCO2の排出原単位が低い可燃性ガス50bを補助燃料として利用できるため、セメント製造時のCO2の排出量の削減効果が期待される。 That is, according to the cement production equipment 1 of this embodiment, the combustible gas 50b supplied together with secondary air from the clinker cooler 30, as well as the main fuel such as pulverized coal supplied from the main burner 21, can be used as fuel for burning the raw material M1 in the cement kiln 20. In other words, according to this cement production equipment 1, the amount of main fuel can be reduced, while the combustible gas 50b, which has a lower CO2 emission intensity than coal, can be used as auxiliary fuel, and therefore, an effect of reducing CO2 emissions during cement production can be expected.

更に、この可燃性ガス50bは、既に燃焼が開始された状態でセメントキルン20内に供給されるため、セメントキルン20内において可燃性ガス50bを補助燃料として利用しながらも、主燃料の燃焼遅延が生じにくい。 Furthermore, since this combustible gas 50b is supplied into the cement kiln 20 in a state where combustion has already begun, delays in combustion of the main fuel are unlikely to occur even while the combustible gas 50b is used as auxiliary fuel within the cement kiln 20.

図2は、図1のセメント製造設備1の一部分を抽出して模式的に示した図面である。ただし、図2では、説明の都合上、可燃性ガス用配管53の図示が省略されている。 Figure 2 is a schematic diagram of a portion of the cement production equipment 1 shown in Figure 1. However, for ease of explanation, the flammable gas piping 53 is omitted from Figure 2.

上述したように、クリンカクーラ30内においては、下流側に向かうほどクリンカ3の温度が低下する。このため、クリンカクーラ30内の雰囲気ガスも、下流側に向かうほどその温度が低い。典型的には、クリンカクーラ30の内部空間は、雰囲気温度が150℃~300℃の範囲内である第一領域31、雰囲気温度が250℃~650℃の範囲内である第二領域32、及び雰囲気温度が600℃~900℃の範囲内である第三領域33を有する。第一領域31、第二領域32、及び第三領域33のうちでは、第一領域31がクリンカクーラ30の出口側端部に最も近く、第三領域33がセメントキルン20に最も近い。 As described above, the temperature of the clinker 3 decreases toward the downstream side within the clinker cooler 30. Therefore, the temperature of the atmospheric gas within the clinker cooler 30 also decreases toward the downstream side. Typically, the internal space of the clinker cooler 30 has a first region 31 where the ambient temperature is in the range of 150°C to 300°C, a second region 32 where the ambient temperature is in the range of 250°C to 650°C, and a third region 33 where the ambient temperature is in the range of 600°C to 900°C. Of the first region 31, second region 32, and third region 33, the first region 31 is closest to the outlet end of the clinker cooler 30, and the third region 33 is closest to the cement kiln 20.

クリンカクーラ30内の雰囲気ガスは、このように温度に分布が存在することから、熱効率に鑑みて、温度に応じて異なる場所に送られて利用される。図2の例では、クリンカクーラ30の第三領域33内に存在する雰囲気ガスの一部は、仮焼炉用抽気配管43を通じて抽気されて仮焼炉13に送られ、仮焼炉13において燃焼用空気の一部として利用される(図1も参照)。クリンカクーラ30の第二領域32内に存在する雰囲気ガスの一部は、原料乾燥用抽気配管42を通じて抽気されて原料工程に送られ、原料M1の乾燥用途に利用される(図1も参照)。一方、クリンカクーラ30の第一領域31内に存在する雰囲気ガスは、その温度が150℃~300℃の範囲内であることから、熱効率等の観点では利用価値が低いこともあり、排ガス用抽気配管41を通じて抽気された後、煙突等を通じて大気(系外)に排出される(図1も参照)。 Because the ambient gas in the clinker cooler 30 has a temperature distribution, it is sent to different locations for use depending on its temperature, taking thermal efficiency into consideration. In the example of Figure 2, a portion of the ambient gas present in the third zone 33 of the clinker cooler 30 is extracted through the calciner extraction pipe 43 and sent to the calciner 13, where it is used as part of the combustion air (see also Figure 1). A portion of the ambient gas present in the second zone 32 of the clinker cooler 30 is extracted through the raw material drying extraction pipe 42 and sent to the raw material process, where it is used to dry the raw material M1 (see also Figure 1). On the other hand, the ambient gas present in the first zone 31 of the clinker cooler 30 has a temperature in the 150°C to 300°C range, and therefore has little value in terms of thermal efficiency, etc. Therefore, it is extracted through the exhaust gas extraction pipe 41 and then discharged to the atmosphere (outside the system) through a chimney or the like (see also Figure 1).

図3は、図1のセメント製造設備1の一部分を抽出して模式的に示した図面であり、図2にならって表示されている。ただし、図示の都合上、図2に図示されていた各抽気配管(41,42,43)の図示が省略されている一方、可燃性ガス用配管53及び可燃性ガス用バーナ55が図示されている。 Figure 3 is a schematic diagram of a portion of the cement manufacturing equipment 1 in Figure 1, and is displayed similarly to Figure 2. However, for convenience of illustration, the various extraction pipes (41, 42, 43) shown in Figure 2 have been omitted, while the flammable gas pipe 53 and flammable gas burner 55 are shown.

上述したように、本実施形態のセメント製造設備1において、可燃性ガス用バーナ55は液体の状態である液化可燃性ガス50aをクリンカクーラ30内に吹き込む。吹き込まれた液化可燃性ガス50aは、クリンカクーラ30内において気化して可燃性ガス50bに変化すると共に、燃焼が開始された状態で窯前部20b側からセメントキルン20内に供給される。つまり、可燃性ガス用バーナ55による液化可燃性ガス50aの吹込み先としては、雰囲気温度が可燃性ガス50bの発火点以上であるクリンカクーラ30内の領域とするのが好適である。 As described above, in the cement manufacturing equipment 1 of this embodiment, the flammable gas burner 55 injects liquefied flammable gas 50a in a liquid state into the clinker cooler 30. The injected liquefied flammable gas 50a vaporizes and converts into flammable gas 50b in the clinker cooler 30, and is supplied into the cement kiln 20 from the kiln front section 20b in a combustion-started state. In other words, it is preferable that the liquefied flammable gas 50a is injected by the flammable gas burner 55 into an area within the clinker cooler 30 where the ambient temperature is equal to or higher than the ignition point of the flammable gas 50b.

例えば、液化可燃性ガス50aをアンモニアとする場合、アンモニアの発火点は約650℃であるため、可燃性ガス用バーナ55は、クリンカクーラ30の第三領域33又は第二領域32内に液化可燃性ガス50aを吹き込むのが好ましく、第三領域33内に液化可燃性ガス50aを吹き込むのがより好ましい。なお、メタンの発火点もアンモニアとほぼ同等であるため、液化可燃性ガス50aをメタンとする場合においても同様である。エタン、プロパン、又はブタンについては、アンモニアよりも発火点が100℃以上低いため、液化可燃性ガス50aをこれらのガスとした場合においても、同様にクリンカクーラ30の第三領域33又は第二領域32内に吹き込まれることで、クリンカクーラ30内で燃焼が開始される。 For example, if the liquefied flammable gas 50a is ammonia, the ignition point of ammonia is approximately 650°C. Therefore, it is preferable for the flammable gas burner 55 to inject the liquefied flammable gas 50a into the third region 33 or second region 32 of the clinker cooler 30, and more preferably into the third region 33. Since the ignition point of methane is roughly the same as that of ammonia, the same applies when the liquefied flammable gas 50a is methane. Since the ignition points of ethane, propane, or butane are 100°C or more lower than that of ammonia, even when the liquefied flammable gas 50a is one of these gases, combustion will similarly begin within the clinker cooler 30 when the liquefied flammable gas 50a is injected into the third region 33 or second region 32 of the clinker cooler 30.

図3に示す構成によれば、単にタンク51内に貯留された液化可燃性ガス50aを、可燃性ガス用配管53を通じて可燃性ガス用配管53まで導くと共に、可燃性ガス用配管53から液体のまま液化可燃性ガス50aをクリンカクーラ30内に吹き込むことで、液化可燃性ガス50aを、セメント製造設備1において気化して利用できる。よって、液化可燃性ガス50aを、簡易且つ安価な方法でセメント製造設備1において気化させることができる。 With the configuration shown in FIG. 3, the liquefied flammable gas 50a stored in the tank 51 is simply guided through the flammable gas piping 53 to the flammable gas piping 53, and the liquefied flammable gas 50a is then blown into the clinker cooler 30 in its liquid form from the flammable gas piping 53, allowing the liquefied flammable gas 50a to be vaporized and used in the cement manufacturing facility 1. Therefore, the liquefied flammable gas 50a can be vaporized in the cement manufacturing facility 1 in a simple and inexpensive manner.

本実施形態においては、液化可燃性ガス50aを送液する送液ポンプ52、液化可燃性ガス50aを通流させるための可燃性ガス用配管53、及び可燃性ガス用配管53を通じて通流した液化可燃性ガス50aをクリンカクーラ30内に吹き込むための可燃性ガス用バーナ55が、液化可燃性ガスの利用装置に対応する。 In this embodiment, the liquid feed pump 52 that feeds the liquefied flammable gas 50a, the flammable gas piping 53 through which the liquefied flammable gas 50a flows, and the flammable gas burner 55 that injects the liquefied flammable gas 50a that has flowed through the flammable gas piping 53 into the clinker cooler 30 correspond to the liquefied flammable gas utilization device.

[第二実施形態]
本発明に係る液化可燃性ガスの利用装置、液化可燃性ガスの利用方法、及びセメント製造設備の第二実施形態につき、以下において説明する。なお、第一実施形態で上述した箇所と共通する箇所については、適宜説明が簡素化又は割愛される。
[Second embodiment]
A second embodiment of the liquefied flammable gas utilization device, the liquefied flammable gas utilization method, and the cement production facility according to the present invention will be described below. Note that, with regard to the parts common to the first embodiment, the description will be simplified or omitted as appropriate.

図4は、本実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の構造を、図2にならって模式的に図示した図面である。本実施形態は、第一実施形態と比較して、可燃性ガス用配管53を通流中に液化可燃性ガス50aを気化し、気体となった可燃性ガス50bが可燃性ガス用バーナ55からクリンカクーラ30内に吹き込まれる点が異なる。以下では、気化される前の液体状態の液化可燃性ガス50aを、単に「液化可燃性ガス50a」と称し、液化可燃性ガス50aが気化された後の気体を「可燃性ガス50b」と称する。 Figure 4 is a diagram that schematically illustrates the structure of the liquefied flammable gas utilization device of this embodiment, modeled after Figure 2. This embodiment differs from the first embodiment in that the liquefied flammable gas 50a is vaporized while flowing through the flammable gas piping 53, and the gaseous flammable gas 50b is blown into the clinker cooler 30 from the flammable gas burner 55. Hereinafter, the liquefied flammable gas 50a in its liquid state before being vaporized will be simply referred to as "liquefied flammable gas 50a," and the gaseous liquefied flammable gas 50a after being vaporized will be referred to as "flammable gas 50b."

本実施形態において、可燃性ガス用配管53は、その一部が高温の雰囲気が存在する領域(高温領域)内を経由するように配設されている。このため、液体状態の液化可燃性ガス50aは、可燃性ガス用配管53内を通流中に、可燃性ガス用配管53の管壁を介した熱交換によって気化され、気体状態の可燃性ガス50bとなる。図4に示す例では、可燃性ガス用配管53は、一部がクリンカクーラ30内を経由するように配設されている。言い換えれば、クリンカクーラ30内の領域が上記の高温領域とされている。 In this embodiment, the flammable gas piping 53 is arranged so that a portion thereof passes through an area where a high-temperature atmosphere exists (high-temperature area). Therefore, while flowing through the flammable gas piping 53, the liquid liquefied flammable gas 50a is vaporized by heat exchange through the pipe wall of the flammable gas piping 53, becoming gaseous flammable gas 50b. In the example shown in Figure 4, the flammable gas piping 53 is arranged so that a portion thereof passes through the clinker cooler 30. In other words, the area within the clinker cooler 30 is the above-mentioned high-temperature area.

上述したように、クリンカクーラ30内では、冷却用の大気CAが高温のクリンカ3と熱交換されるため(図2参照)、クリンカクーラ30内の雰囲気温度は高温となる。可燃性ガス用配管53は、高温雰囲気を有する領域内を経由するように配設されているため、液化可燃性ガス50aは可燃性ガス用配管53内を通流中に気化される。 As described above, inside the clinker cooler 30, the cooling air CA exchanges heat with the high-temperature clinker 3 (see Figure 2), causing the ambient temperature inside the clinker cooler 30 to become high. Because the flammable gas piping 53 is arranged to pass through an area with a high-temperature atmosphere, the liquefied flammable gas 50a is vaporized while flowing through the flammable gas piping 53.

図4に示す例では、可燃性ガス用配管53は、雰囲気温度が150℃~300℃の範囲内である第一領域31内を経由するように配設されている。図2を参照して上述したように、第一領域31内の雰囲気は、排ガス用抽気配管41を通じて抽気された後、煙突等を通じて大気(系外)に排出される。よって、図4に示す構成によれば、排出される熱エネルギーを、液体状態の液化可燃性ガス50aの気化のために有効活用できる。なお、第一実施形態は、液体状態の液化可燃性ガス50aがクリンカクーラ30内に吹き込まれる構成であるため、クリンカクーラ30内において、液化可燃性ガス50aが気化する際の気化潜熱が消費される。液化可燃性ガス50aが気化される際に、潜熱により可燃性ガス用配管53が冷却されるが、高温領域内には常にクリンカ3を冷却した高熱温風が供給されるために、熱源が失われることはない。 In the example shown in FIG. 4, the flammable gas piping 53 is arranged to pass through the first region 31, where the ambient temperature is in the range of 150°C to 300°C. As described above with reference to FIG. 2, the atmosphere in the first region 31 is extracted through the exhaust gas extraction piping 41 and then discharged to the atmosphere (outside the system) through a chimney or the like. Therefore, with the configuration shown in FIG. 4, the discharged thermal energy can be effectively utilized to vaporize the liquefied flammable gas 50a in liquid state. Note that in the first embodiment, the liquefied flammable gas 50a in liquid state is blown into the clinker cooler 30, and therefore the latent heat of vaporization is consumed when the liquefied flammable gas 50a vaporizes within the clinker cooler 30. When the liquefied flammable gas 50a is vaporized, the flammable gas piping 53 is cooled by the latent heat. However, since the high-temperature region is constantly supplied with high-temperature hot air that has cooled the clinker 3, the heat source is not lost.

他方、本実施形態のように、可燃性ガス用配管53をクリンカクーラ30内に経由させることで、クリンカクーラ30の雰囲気に含まれる飛散ダストが可燃性ガス用配管53の管壁に付着し、熱交換効率が経時的に低下することが考えられる。経時的な燃焼条件の変化をなるべく少なくしながら、可燃性ガス50bをセメントキルン20内における燃焼用燃料として利用する観点からは、液体のままで液化可燃性ガス50aをクリンカクーラ30内に吹き込む構成の方が好ましいともいえる。 On the other hand, by routing the combustible gas piping 53 through the clinker cooler 30, as in this embodiment, it is possible that the scattered dust contained in the atmosphere of the clinker cooler 30 will adhere to the walls of the combustible gas piping 53, causing a decrease in heat exchange efficiency over time. From the perspective of using the combustible gas 50b as combustion fuel in the cement kiln 20 while minimizing changes in combustion conditions over time, it can be said that a configuration in which the liquefied combustible gas 50a is injected into the clinker cooler 30 while remaining in liquid form is preferable.

クリンカクーラ30内に可燃性ガス用配管53を配設する際には、クリンカクーラ30内の雰囲気の気流の障害とならないよう、例えば鉛直方向に係る高さの高い箇所、すなわち天井の近くの内壁近傍に配設するのが好ましい。しかし、本発明は、可燃性ガス用配管53を設置するクリンカクーラ30内の箇所を限定しない。 When installing the flammable gas piping 53 inside the clinker cooler 30, it is preferable to install it at a high vertical height, for example, near the interior wall near the ceiling, so as not to obstruct the airflow inside the clinker cooler 30. However, the present invention does not limit the location inside the clinker cooler 30 where the flammable gas piping 53 can be installed.

上述したように、可燃性ガス用配管53のうち、クリンカクーラ30内を通過する領域は、クリンカクーラ30内の雰囲気ガス(高温空気)との間で熱交換することが意図されている。かかる観点から、同領域内に設置される可燃性ガス用配管53については、表面積が増大するように、配管の形状が適宜加工されていても構わない。その際の形状は任意であり、例えば、螺旋形状、凹凸形状等が挙げられる。 As mentioned above, the area of the flammable gas piping 53 that passes through the clinker cooler 30 is intended to exchange heat with the atmospheric gas (high-temperature air) inside the clinker cooler 30. From this perspective, the shape of the flammable gas piping 53 installed in this area may be appropriately processed to increase its surface area. The shape may be any shape, and examples include a spiral shape, an uneven shape, etc.

(バリエーション)
本実施形態の液化可燃性ガスの利用装置においては、種々のバリエーションが存在する。以下において、各バリエーションについて説明する。なお、各バリエーションは、相互に組み合わせることが可能である。
(Variations)
The liquefied flammable gas utilization device of this embodiment has various variations. Each variation will be described below. Note that each variation can be combined with each other.

〈1〉図4においては、可燃性ガス用配管53が、クリンカクーラ30の第一領域31内を経由した後、クリンカクーラ30の外部を通じて可燃性ガス用バーナ55に連絡するように配設されていた。しかし、可燃性ガス用配管53が、クリンカクーラ30内のどの領域を経由するかは任意である。例えば、可燃性ガス用配管53は、第一領域31に加えて第二領域32についても経由するように設けられていても構わない。別の例として、可燃性ガス用配管53は、クリンカクーラ30の第二領域32内を経由した後、クリンカクーラ30の外部を通じて可燃性ガス用バーナ55に連絡するように配設されても構わない。更に別の例として、可燃性ガス用配管53は、クリンカクーラ30の第三領域33内を経由した後、クリンカクーラ30の外部を通じて可燃性ガス用バーナ55に連絡するように配設されても構わない。 <1> In FIG. 4 , the flammable gas pipe 53 is arranged so that it passes through the first region 31 of the clinker cooler 30 and then connects to the flammable gas burner 55 via the outside of the clinker cooler 30. However, it is optional which region of the clinker cooler 30 the flammable gas pipe 53 passes through. For example, the flammable gas pipe 53 may be arranged so that it passes through the second region 32 in addition to the first region 31. As another example, the flammable gas pipe 53 may be arranged so that it passes through the second region 32 of the clinker cooler 30 and then connects to the flammable gas burner 55 via the outside of the clinker cooler 30. As yet another example, the flammable gas pipe 53 may be arranged so that it passes through the third region 33 of the clinker cooler 30 and then connects to the flammable gas burner 55 via the outside of the clinker cooler 30.

可燃性ガス50bは、純度が高いガスである場合には、温度によらず発火する蓋然性は極めて低い。例えば、アンモニアの場合、燃焼範囲は15.5体積%~27体積%とされており、例えば80体積%を超えるような純度を有する場合には、自然発火しない。なお、最も自然発火しやすい可燃性ガスの一種である水素においても、燃焼範囲の最大値は75体積%程度である。このため、可燃性ガス用配管53は、クリンカクーラ30内のどの温度領域を経由しても、液体状態又は気体状態の液化可燃性ガス(50a,50b)の通流中に自然発火することは想定しにくい。 If the flammable gas 50b has a high purity, the likelihood of it igniting is extremely low, regardless of temperature. For example, the flammable range of ammonia is 15.5% to 27% by volume, and it will not spontaneously ignite if its purity exceeds 80% by volume. Even for hydrogen, the flammable gas most susceptible to spontaneous combustion, the maximum flammable range is approximately 75% by volume. For this reason, it is unlikely that the flammable gas piping 53 will spontaneously ignite while the liquefied flammable gas (50a, 50b) in liquid or gaseous state is flowing through it, regardless of the temperature range within the clinker cooler 30.

ただし、安全の観点からは、可燃性ガス用配管53をクリンカクーラ30内に経由させる場合には、可燃性ガス50bの発火点未満の温度を示す領域を経由させるのがより好ましい。例えば、液化可燃性ガス50aをアンモニアとする場合、アンモニアの発火点は約650℃であるため、可燃性ガス用配管53はクリンカクーラ30の第一領域31及び第二領域32のうちの一方又は双方を経由するように配設されるのが好ましい。 However, from a safety standpoint, if the flammable gas piping 53 is routed through the clinker cooler 30, it is more preferable to route it through an area showing a temperature below the ignition point of the flammable gas 50b. For example, if the liquefied flammable gas 50a is ammonia, the ignition point of ammonia is approximately 650°C, so it is preferable to arrange the flammable gas piping 53 so that it passes through one or both of the first area 31 and the second area 32 of the clinker cooler 30.

〈2〉図5に示すように、気体状態の可燃性ガス50bは、一次空気用配管72を通じて通流する一次空気73と混合された後に、吹込み箇所(可燃性ガス用バーナ55)から吹き込まれるものとしても構わない。 〈2〉 As shown in Figure 5, the gaseous flammable gas 50b may be mixed with primary air 73 flowing through primary air piping 72 and then blown in from the blowing point (flammable gas burner 55).

図5に示す液化可燃性ガスの利用装置は、一次空気用送風装置71と、一次空気73を通流させる一次空気用配管72と、一次空気用配管72に設置されたバルブ74とを備える。可燃性ガス用配管53は、クリンカクーラ30内の領域(高温領域53a)を経由した後、吹込み箇所に達する迄の位置で一次空気用配管72と連絡されている。一次空気用配管72は、その一部がクリンカクーラ30内の領域を経由するように設けられている。つまり、一次空気用配管72は、高温領域72aを経由するように設けられている。一次空気用配管72は、クリンカクーラ30内の領域(高温領域72a)を経由した後、吹込み箇所に達する迄の位置で可燃性ガス用配管53と連絡されている。 The liquefied flammable gas utilization device shown in Figure 5 comprises a primary air blower 71, a primary air pipe 72 through which primary air 73 flows, and a valve 74 installed on the primary air pipe 72. The flammable gas pipe 53 passes through a region (high-temperature region 53a) within the clinker cooler 30 and is connected to the primary air pipe 72 at a position before reaching the injection point. The primary air pipe 72 is arranged so that a portion of it passes through a region within the clinker cooler 30. In other words, the primary air pipe 72 is arranged so that it passes through the high-temperature region 72a. The primary air pipe 72 passes through a region (high-temperature region 72a) within the clinker cooler 30 and is connected to the flammable gas pipe 53 at a position before reaching the injection point.

上記の構成によれば、一次空気用配管72内を通流する一次空気73は、高温領域72aを通過する過程で昇温された後、可燃性ガス用配管53内を通流する可燃性ガス50bと混合される。この結果、可燃性ガス50bが予熱された状態で吹き込まれるため、可燃性ガス50bの燃焼効率が向上する。 With the above configuration, the primary air 73 flowing through the primary air piping 72 is heated as it passes through the high-temperature region 72a, and then mixed with the flammable gas 50b flowing through the flammable gas piping 53. As a result, the flammable gas 50b is injected in a preheated state, improving the combustion efficiency of the flammable gas 50b.

図5に示す構成の場合、可燃性ガス50bは、可燃性ガス用配管53内を通流中に一次空気73と混合される。このため、混合ガス中に含まれる可燃性ガス50bの濃度が、燃焼範囲内に含まれる可能性があり、かかる場合には可燃性ガス用配管53内を通流中に可燃性ガス50bが発火する懸念がある。この点に鑑み、可燃性ガス用配管53と一次空気用配管72の合流点におけるガス温度は、可燃性ガス50bの発火点未満となるように、可燃性ガス用配管53及び一次空気用配管72の配管経路が予め設定されるのが好ましい。 In the configuration shown in FIG. 5, the flammable gas 50b is mixed with the primary air 73 while flowing through the flammable gas piping 53. For this reason, the concentration of the flammable gas 50b contained in the mixed gas may fall within the flammable range, and in such a case, there is a concern that the flammable gas 50b may ignite while flowing through the flammable gas piping 53. In light of this, it is preferable to set the piping routes of the flammable gas piping 53 and the primary air piping 72 in advance so that the gas temperature at the confluence of the flammable gas piping 53 and the primary air piping 72 is below the ignition point of the flammable gas 50b.

また、混合ガス中に含まれる可燃性ガス50bの濃度が燃焼範囲内にならないように、バルブ74を調整するものとしても構わない。 Alternatively, the valve 74 may be adjusted so that the concentration of the flammable gas 50b contained in the mixed gas does not fall within the flammable range.

図6に示すように、可燃性ガス50bと昇温された一次空気73とが、混合されることなく共通の吹込み箇所(可燃性ガス用バーナ55)に供給されるものとしても構わない。詳細には、可燃性ガス用バーナ55が複数のポートを有し、可燃性ガス用配管53が連絡されるポートとは、別のポートに一次空気用配管72が連絡されるものとして構わない。この場合には、図5に示す構成とは異なり、可燃性ガス用配管53内を通流中に可燃性ガス50bが発火する懸念は極めて低い。 As shown in Figure 6, the combustible gas 50b and heated primary air 73 may be supplied to a common injection point (combustible gas burner 55) without being mixed. Specifically, the combustible gas burner 55 may have multiple ports, and the primary air pipe 72 may be connected to a port other than the port to which the combustible gas pipe 53 is connected. In this case, unlike the configuration shown in Figure 5, there is little risk of the combustible gas 50b igniting while flowing through the combustible gas pipe 53.

〈3〉図5~図6の構成では、一次空気73として大気を利用しつつ、この一次空気73が通流する一次空気用配管72が、クリンカクーラ30内を経由するように設けられていた。これに対し、図7に示すように、一次空気73としてクリンカクーラ30内の雰囲気ガスを利用するものとしても構わない。この場合も、一次空気用配管72は、高温領域であるクリンカクーラ30内を経由した後、吹込み箇所(可燃性ガス用バーナ55)に導かれる。 <3> In the configurations shown in Figures 5 and 6, atmospheric air is used as primary air 73, and the primary air piping 72 through which this primary air 73 flows is arranged to pass through the clinker cooler 30. In contrast, as shown in Figure 7, atmospheric gas within the clinker cooler 30 may also be used as primary air 73. In this case, too, the primary air piping 72 passes through the high-temperature region of the clinker cooler 30 before being directed to the injection point (combustible gas burner 55).

クリンカクーラ30内の雰囲気ガスには、主としてクリンカ3由来の飛散ダストが含まれる。可燃性ガス50bは灰分をほとんど含まないため、主燃料である石炭と比べて燃焼時の輻射伝熱が低い。図7に示す構成によれば、飛散ダストを含む一次空気73が可燃性ガス50bと共に吹込み箇所から吹き込まれるため、飛散ダストが可燃性ガス50bの燃焼時の輻射伝熱媒体として機能し、可燃性ガス50bの燃焼の安定化に寄与する。 The atmospheric gas within the clinker cooler 30 primarily contains fugitive dust derived from the clinker 3. Because the combustible gas 50b contains almost no ash, its radiant heat transfer during combustion is lower than that of coal, the primary fuel. According to the configuration shown in Figure 7, primary air 73 containing fugitive dust is injected into the injection point along with the combustible gas 50b. This allows the fugitive dust to function as a radiant heat transfer medium during combustion of the combustible gas 50b, contributing to stabilizing the combustion of the combustible gas 50b.

図7の例では、図6と同様に、可燃性ガス用配管53と一次空気用配管72とが連絡されずに、可燃性ガス50bと一次空気73とが同一の可燃性ガス用バーナ55から吹き込まれる場合が示されている。これに対し、図5のように両配管(53,72)が連絡され可燃性ガス50bと一次空気73とが合流した混合ガスが、可燃性ガス用バーナ55から吹き込まれるものとしても構わない。下記の図8においても同様である。 In the example of Figure 7, similar to Figure 6, the flammable gas pipe 53 and the primary air pipe 72 are not connected, and flammable gas 50b and primary air 73 are blown in from the same flammable gas burner 55. In contrast, as in Figure 5, the two pipes (53, 72) may be connected, and a mixed gas formed by the merging of flammable gas 50b and primary air 73 may be blown in from the flammable gas burner 55. The same applies to Figure 8 below.

〈4〉クリンカクーラ30内の雰囲気ガスを一次空気73として利用する場合において、一次空気用配管72の経路上に、抽気した雰囲気ガスに含まれる飛散ダストを回収する集塵装置75を設けるものとしても構わない(図8参照)。集塵装置75で回収された飛散ダストは、例えばクリンカクーラ30から排出されたクリンカ3に混合したり、石膏等を添加するセメント製造の仕上げ工程でセメントに混合する用途に利用できる。 〈4〉 When the atmospheric gas inside the clinker cooler 30 is used as primary air 73, a dust collector 75 for collecting scattered dust contained in the extracted atmospheric gas may be provided on the path of the primary air piping 72 (see Figure 8). The scattered dust collected by the dust collector 75 can be used, for example, to mix with the clinker 3 discharged from the clinker cooler 30, or to mix with cement in the finishing process of cement production where gypsum or the like is added.

〈5〉可燃性ガス用配管53を通流する可燃性ガス50bと、一次空気用配管72を通流する高温の一次空気73とを、エジェクタによって混合させても構わない。混合されたガスは、可燃性ガス用バーナ55を通じて吹き込まれる。エジェクタは、気化して高圧となった可燃性ガス50bによる動力で作動できる。クリンカクーラ30内の雰囲気ガスを一次空気73として利用する場合には、抽気した雰囲気ガスに含まれる飛散ダストによるエジェクタの減肉を防ぐ目的で、図8と同様に集塵装置75を設けるものとしても構わない。 <5> The combustible gas 50b flowing through the combustible gas piping 53 and the high-temperature primary air 73 flowing through the primary air piping 72 may be mixed using an ejector. The mixed gas is blown in through the combustible gas burner 55. The ejector can be powered by the vaporized, high-pressure combustible gas 50b. If the ambient gas in the clinker cooler 30 is used as the primary air 73, a dust collector 75 may be provided, as shown in Figure 8, to prevent the ejector from being thinned by flying dust contained in the extracted ambient gas.

〈6〉本実施形態では、送液ポンプ52の送液圧力及び液化可燃性ガス50aが気化される際に生じる気化膨張圧力によって、可燃性ガス50bが可燃性ガス用配管53内を通じて可燃性ガス用バーナ55まで送られるものとした。しかし、本発明は、可燃性ガス用配管53に対してルーツブロア等の送風機を設置することで、気化された後の可燃性ガス50bを可燃性ガス用バーナ55から吹き込むための圧力を確保する構成を排除しない。 <6> In this embodiment, the flammable gas 50b is sent through the flammable gas piping 53 to the flammable gas burner 55 by the liquid delivery pressure of the liquid delivery pump 52 and the vaporization expansion pressure generated when the liquefied flammable gas 50a is vaporized. However, the present invention does not exclude a configuration in which a blower such as a Roots blower is installed in the flammable gas piping 53 to ensure the pressure required to blow the vaporized flammable gas 50b from the flammable gas burner 55.

〈7〉図5~図6では、一次空気用配管72がクリンカクーラ30内の領域(高温領域53a)を経由するものとしたが、クリンカクーラ30内の雰囲気ガスを抽気するための抽気配管(41,42,43:図2参照)内を経由するものとしても構わない。この点は、第三実施形態の内容にも関連するため、第三実施形態の箇所で説明される。 〈7〉 In Figures 5 and 6, the primary air piping 72 passes through an area (high-temperature area 53a) within the clinker cooler 30, but it may also pass through the air extraction piping (41, 42, 43: see Figure 2) for extracting atmospheric gas from the clinker cooler 30. This point is also related to the content of the third embodiment, and will be explained in the section about the third embodiment.

[第三実施形態]
本発明に係る液化可燃性ガスの利用装置、液化可燃性ガスの利用方法、及びセメント製造設備の第三実施形態につき、以下において説明する。なお、上記各実施形態において既に説明した箇所と共通する箇所については、適宜説明が簡素化又は割愛される。
[Third embodiment]
A third embodiment of the liquefied flammable gas utilization device, the liquefied flammable gas utilization method, and the cement production facility according to the present invention will be described below. Note that, with regard to the parts that are common to the parts already described in the above embodiments, the description will be simplified or omitted as appropriate.

図9は、本実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の構造を、図2にならって模式的に図示した図面である。本実施形態は、第二実施形態と比較して、可燃性ガス用配管53が経由する領域が、クリンカクーラ30の内部ではなく、クリンカクーラ30内の雰囲気ガスを抽気するための抽気配管(ここでは、排ガス用抽気配管41)の内部である点が異なっている。 Figure 9 is a diagram that schematically illustrates the structure of the liquefied flammable gas utilization device of this embodiment, following the example of Figure 2. This embodiment differs from the second embodiment in that the area through which the flammable gas piping 53 passes is not inside the clinker cooler 30, but inside the bleed piping (here, the exhaust gas bleed piping 41) for bleed-out atmospheric gas from the clinker cooler 30.

上述したように、排ガス用抽気配管41は、クリンカクーラ30の第一領域31内に存在する雰囲気ガスを抽気して系外へと導くための配管である。つまり、排ガス用抽気配管41の内部には、クリンカクーラ30の第一領域31内に存在する雰囲気と同程度の温度の空気が存在する。よって、排ガス用抽気配管41の内部空間は、高温領域53aに対応する。 As described above, the exhaust gas bleed pipe 41 is a pipe for extracting the atmospheric gas present in the first region 31 of the clinker cooler 30 and directing it outside the system. In other words, the interior of the exhaust gas bleed pipe 41 contains air at a temperature similar to that of the atmosphere present in the first region 31 of the clinker cooler 30. Therefore, the internal space of the exhaust gas bleed pipe 41 corresponds to the high-temperature region 53a.

つまり、本実施形態においても、第二実施形態と同様に、送液された液化可燃性ガス50aは、可燃性ガス用配管53内を通流中に高温領域53aを通過することで気化され、可燃性ガス50bとなる。この可燃性ガス50bは、可燃性ガス用配管53内を通流して可燃性ガス用バーナ55に供給され、クリンカクーラ30内に吹き込まれる。 In other words, in this embodiment, as in the second embodiment, the delivered liquefied flammable gas 50a is vaporized as it passes through the high-temperature region 53a while flowing through the flammable gas piping 53, becoming flammable gas 50b. This flammable gas 50b flows through the flammable gas piping 53, is supplied to the flammable gas burner 55, and is then blown into the clinker cooler 30.

図9の例では、可燃性ガス用配管53が排ガス用抽気配管41の内部を経由するものとしたが、他の抽気配管(原料乾燥用抽気配管42,仮焼炉用抽気配管43)の内部を経由しても構わない。図10には、可燃性ガス用配管53が原料乾燥用抽気配管42の内部を経由する場合の構成例が、図9にならって示されている。 In the example of Figure 9, the flammable gas piping 53 passes through the inside of the exhaust gas extraction piping 41, but it may also pass through the inside of other extraction piping (raw material drying extraction piping 42, calciner extraction piping 43). Figure 10 shows a configuration example in which the flammable gas piping 53 passes through the inside of the raw material drying extraction piping 42, following the example of Figure 9.

なお、図2を参照して上述したように、仮焼炉用抽気配管43を通じてクリンカクーラ30から抽気された抽気ガスは、仮焼炉13に送られて燃焼用空気の一部として利用される。また、原料乾燥用抽気配管42を通じてクリンカクーラ30から抽気された抽気ガスは、原料工程に送られて原料M1の乾燥用空気の一部として利用される。これらの抽気配管(42,43)内に可燃性ガス用配管53を経由させた場合には、液化可燃性ガス50aが通流する可燃性ガス用配管53の配管の管壁とクリンカクーラ30内の雰囲気との熱交換によって、各抽気配管(42,43)を通流する抽気ガスの温度が若干低下する可能性がある。一方で、排ガス用抽気配管41を通流する抽気ガスは、燃焼や乾燥の用途には利用されず、系外に排出される。このため、可燃性ガス用配管53が、クリンカクーラ30内の雰囲気ガスを抽気する抽気配管内を経由する場合には、特に仮焼炉用抽気配管43内を経由するのが好適である。 As described above with reference to FIG. 2 , the bleed gas extracted from the clinker cooler 30 through the calciner bleed piping 43 is sent to the calciner 13 and used as part of the combustion air. The bleed gas extracted from the clinker cooler 30 through the raw material drying bleed piping 42 is sent to the raw material process and used as part of the drying air for the raw material M1. If the flammable gas piping 53 is routed through these bleed piping (42, 43), the temperature of the bleed gas flowing through each bleed piping (42, 43) may decrease slightly due to heat exchange between the piping wall of the flammable gas piping 53, through which the liquefied flammable gas 50a flows, and the atmosphere within the clinker cooler 30. On the other hand, the bleed gas flowing through the exhaust gas bleed piping 41 is not used for combustion or drying purposes and is discharged outside the system. For this reason, if the combustible gas piping 53 passes through the extraction piping that extracts the atmospheric gas from the clinker cooler 30, it is particularly preferable for it to pass through the calciner extraction piping 43.

本実施形態の構成においては、第二実施形態で上述した各構成と適宜組み合わせることが可能である。 The configuration of this embodiment can be appropriately combined with the configurations described above in the second embodiment.

なお、図5~図6を参照して上述した第二実施形態では、一次空気用送風装置71から一次空気用配管72内に取り込まれた一次空気73としての大気が、クリンカクーラ30内の領域(高温領域53a)を通過中に昇温されるものとして説明した。これに対し、本実施形態の可燃性ガス用配管53と同様、一次空気用配管72についても抽気配管(41,42,43)内を経由することで、一次空気73を昇温させるものとしても構わない。 In the second embodiment described above with reference to Figures 5 and 6, the ambient air serving as primary air 73 taken into the primary air piping 72 from the primary air blower 71 is heated while passing through the region (high-temperature region 53a) within the clinker cooler 30. However, similar to the flammable gas piping 53 of this embodiment, the primary air 73 in the primary air piping 72 may also be heated by passing through the extraction piping (41, 42, 43).

[第四実施形態]
本発明に係る液化可燃性ガスの利用装置、液化可燃性ガスの利用方法、及びセメント製造設備の第四実施形態につき、以下において説明する。なお、上記各実施形態において既に説明した箇所と共通する箇所については、適宜説明が簡素化又は割愛される。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the liquefied flammable gas utilization device, the liquefied flammable gas utilization method, and the cement production facility according to the present invention will be described below. Note that, with regard to the parts that are common to the parts already described in the above embodiments, the description will be simplified or omitted as appropriate.

図11は、本実施形態の液化可燃性ガスの利用装置の構造を、図2~図3にならって模式的に図示した図面である。本実施形態は、第一実施形態と比較して、可燃性ガス用バーナ55が、クリンカクーラ30ではなく仮焼炉用抽気配管43に連絡されている点が異なる。つまり、図11に示す構成では、可燃性ガス用バーナ55は、液体の状態である液化可燃性ガス50aを仮焼炉用抽気配管43内に吹き込む。 Figure 11 is a diagram that schematically illustrates the structure of the liquefied flammable gas utilization device of this embodiment, following the example of Figures 2 and 3. This embodiment differs from the first embodiment in that the flammable gas burner 55 is connected to the calciner bleed air piping 43 rather than the clinker cooler 30. In other words, in the configuration shown in Figure 11, the flammable gas burner 55 injects liquefied flammable gas 50a in a liquid state into the calciner bleed air piping 43.

図2を参照して上述したように、仮焼炉用抽気配管43は、クリンカクーラ30内の雰囲気ガスのうち、比較的高温である第三領域33内の雰囲気ガス(二次空気)を抽気して仮焼炉13に導く。仮焼炉13では、この高温の二次空気が主燃料の燃焼用の空気の一部として利用される。 As described above with reference to Figure 2, the calciner bleed pipe 43 bleeds the relatively high-temperature atmospheric gas (secondary air) from the third zone 33 of the clinker cooler 30 and leads it to the calciner 13. In the calciner 13, this high-temperature secondary air is used as part of the air for combustion of the main fuel.

このように、仮焼炉用抽気配管43には極めて高温の抽気ガスが通流しているため、仮焼炉用抽気配管43内に液化可燃性ガス50aが吹き込まれると、仮焼炉用抽気配管43が気化器としての役割を担い、液化可燃性ガス50aが仮焼炉用抽気配管43内で気化されて可燃性ガス50bとなる。更に、仮焼炉用抽気配管43内において、可燃性ガス50bが仮焼炉13に向かう高温の空気と混合されることで、混合ガス中に含まれる可燃性ガス50bの濃度が燃焼範囲内となると共に発火点以上の温度に達し、可燃性ガス50bが燃焼を開始する。可燃性ガス50bは、燃焼が開始された状態で仮焼炉13に流入し、仮焼炉13において原料M1を仮焼する際の燃料の一部として利用される。 As such, because extremely high-temperature bleed gas flows through the calciner bleed gas piping 43, when liquefied flammable gas 50a is blown into the calciner bleed gas piping 43, the calciner bleed gas piping 43 functions as a vaporizer, and the liquefied flammable gas 50a is vaporized within the calciner bleed gas piping 43 to become flammable gas 50b. Furthermore, within the calciner bleed gas piping 43, the flammable gas 50b mixes with the high-temperature air heading toward the calciner 13, causing the concentration of the flammable gas 50b contained in the mixed gas to fall within the flammable range and reach a temperature above its ignition point, causing the flammable gas 50b to begin combustion. Once combustion has begun, the flammable gas 50b flows into the calciner 13 and is used as part of the fuel used to calcinate the raw material M1 in the calciner 13.

よって、本実施形態の構成によれば、燃焼遅延の懸念を低下しながらも、可燃性ガス50bを仮焼炉13における燃料の一部として利用することができる。 Therefore, with the configuration of this embodiment, the combustible gas 50b can be used as part of the fuel in the calciner 13 while reducing concerns about combustion delay.

なお、図11の例では、仮焼炉用抽気配管43内に液体の液化可燃性ガス50aを吹き込むものとした。しかし、第二実施形態~第三実施形態の構成を適宜採用することで、可燃性ガス用配管53の通流中に液化可燃性ガス50aを気化させて得られる、気体の可燃性ガス50bを、仮焼炉用抽気配管43内に吹き込むものとしても構わない。 In the example shown in Figure 11, liquid liquefied flammable gas 50a is injected into the calciner bleed gas piping 43. However, by appropriately adopting the configurations of the second to third embodiments, it is also possible to inject gaseous flammable gas 50b obtained by vaporizing liquefied flammable gas 50a while it flows through the flammable gas piping 53 into the calciner bleed gas piping 43.

1 :セメント製造設備
3 :クリンカ
11 :プレヒータ
13 :仮焼炉
14 :仮焼炉バーナ
20 :セメントキルン
20a :窯尻部
20b :窯前部
21 :主バーナ
25 :一次空気
30 :クリンカクーラ
31 :第一領域
32 :第二領域
33 :第三領域
41 :排ガス用抽気配管
42 :原料乾燥用抽気配管
43 :仮焼炉用抽気配管
50a :液化可燃性ガス
50b :液化可燃性ガスが気化したガス(可燃性ガス)
51 :タンク
52 :送液ポンプ
53 :可燃性ガス用配管
53a :高温領域
55 :可燃性ガス用バーナ
71 :一次空気用送風装置
72 :一次空気用配管
72a :高温領域
73 :一次空気
74 :バルブ
75 :集塵装置
CA :大気
M1 :セメント原料
1: Cement manufacturing equipment 3: Clinker 11: Preheater 13: Calciner 14: Calciner burner 20: Cement kiln 20a: Kiln bottom section 20b: Kiln front section 21: Main burner 25: Primary air 30: Clinker cooler 31: First zone 32: Second zone 33: Third zone 41: Exhaust gas extraction pipe 42: Raw material drying extraction pipe 43: Calciner extraction pipe 50a: Liquefied flammable gas 50b: Gas vaporized from liquefied flammable gas (flammable gas)
51: Tank 52: Liquid pump 53: Combustible gas piping 53a: High temperature region 55: Combustible gas burner 71: Primary air blower 72: Primary air piping 72a: High temperature region 73: Primary air 74: Valve 75: Dust collector CA: Atmosphere M1: Cement raw material

Claims (12)

セメント原料を仮焼する仮焼炉、前記仮焼炉で仮焼された前記セメント原料を焼成してクリンカを生成するセメントキルン、及び前記セメントキルンの窯前部に連絡されたクリンカクーラを有するセメント製造設備に付設可能に構成された、液化可燃性ガスの利用装置であって、
液化可燃性ガスが貯留されたタンクと、前記クリンカクーラ内の特定領域に設定された吹込み箇所とを連絡する可燃性ガス用配管を備え、
前記特定領域は、前記クリンカクーラ内であって雰囲気温度が600℃~900℃の範囲内の領域であって、且つ、前記クリンカクーラ内の雰囲気ガスの一部を前記セメント原料の乾燥用に抽気するための原料乾燥用抽気配管が前記クリンカクーラに連結されている場合においては前記原料乾燥用抽気配管と前記クリンカクーラの連結箇所よりも前記セメントキルンに近い側の領域であり、
前記可燃性ガス用配管は、前記液化可燃性ガス、又は前記液化可燃性ガスの通流中に気化されることで得られる可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給することを特徴とする、液化可燃性ガスの利用装置。
A liquefied flammable gas utilization device that can be attached to a cement manufacturing facility that has a calciner that calcines cement raw materials, a cement kiln that produces clinker by burning the cement raw materials calcined in the calciner, and a clinker cooler that is connected to a kiln front of the cement kiln,
a flammable gas piping that connects a tank storing a liquefied flammable gas with an injection point set in a specific region within the clinker cooler;
the specific region is a region in the clinker cooler where the atmospheric temperature is in the range of 600°C to 900°C, and, when a raw material drying extraction air pipe for extracting a part of the atmospheric gas in the clinker cooler for drying the cement raw materials is connected to the clinker cooler, the specific region is a region closer to the cement kiln than a connection point between the raw material drying extraction air pipe and the clinker cooler,
A device for utilizing liquefied flammable gas, characterized in that the flammable gas piping supplies the liquefied flammable gas or a flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas during flow to the injection point.
前記可燃性ガス用配管には、前記可燃性ガスの通流を促進する送風装置が付設されていないことを特徴とする、請求項1に記載の液化可燃性ガスの利用装置。 The device for utilizing liquefied flammable gas described in claim 1, characterized in that the flammable gas piping is not equipped with a blower that promotes the flow of the flammable gas. 前記可燃性ガス用配管は、前記液化可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給することを特徴とする、請求項1に記載の液化可燃性ガスの利用装置。 The liquefied flammable gas utilization device described in claim 1, characterized in that the flammable gas piping supplies the liquefied flammable gas to the injection point. 前記可燃性ガス用配管は、前記クリンカクーラ内、及び前記クリンカクーラから抽気された抽気ガスが排出ポートに向けて通流する排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由するように配設されており、液体状態である前記液化可燃性ガスが当該可燃性ガス用配管を通流中に気化されることで得られる前記可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給することを特徴とする、請求項1又は2に記載の液化可燃性ガスの利用装置。 The liquefied flammable gas utilization device described in claim 1 or 2, characterized in that the flammable gas piping is arranged to pass through either or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction piping through which the extracted gas extracted from the clinker cooler flows toward the discharge port, and the flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas in a liquid state while flowing through the flammable gas piping is supplied to the injection point. 前記可燃性ガス用配管は、前記クリンカクーラ内の領域であって、雰囲気温度が150℃~1000℃の範囲内を示す領域内を経由することを特徴とする、請求項4に記載の液化可燃性ガスの利用装置。 The liquefied flammable gas utilization device described in claim 4, characterized in that the flammable gas piping passes through an area within the clinker cooler where the ambient temperature is within the range of 150°C to 1000°C. 前記可燃性ガス用配管の前記吹込み箇所側の端部に付設され、気体状態の前記液化可燃性ガスを前記吹込み箇所に吹き込むバーナと、
前記クリンカクーラ内及び前記排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由して、前記バーナよりも上流側の位置で前記可燃性ガス用配管に連結される一次空気用配管とを備え、
前記可燃性ガス用配管は、前記一次空気用配管との連結箇所よりも下流側の位置において、前記可燃性ガスと前記一次空気とが混合された混合ガスを前記バーナに導く構成であることを特徴とする、請求項4又は5に記載の液化可燃性ガスの利用装置。
a burner attached to an end of the flammable gas pipe on the injection point side, for injecting the liquefied flammable gas in a gaseous state into the injection point;
a primary air pipe that passes through one or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction pipe and is connected to the combustible gas pipe at a position upstream of the burner,
6. A liquefied flammable gas utilization device as described in claim 4 or 5, characterized in that the flammable gas piping is configured to guide a mixed gas of the flammable gas and the primary air to the burner at a position downstream of the connection point with the primary air piping.
複数のポートを有し、前記可燃性ガス用配管の前記吹込み箇所側の端部に付設され、前記可燃性ガスをいずれか1つ以上の前記ポートを通じて前記吹込み箇所に吹き込むバーナと、
前記クリンカクーラ内及び前記排ガス用抽気配管内の一方又は双方を経由して、前記バーナが備える複数の前記ポートのうちの、前記可燃性ガス用配管が連結された前記ポートとは別の前記ポートに連結される一次空気用配管とを備えることを特徴とする、請求項4又は5に記載の液化可燃性ガスの利用装置。
a burner having a plurality of ports, attached to an end of the flammable gas pipe on the injection location side, for injecting the flammable gas into the injection location through one or more of the ports;
6. The device for utilizing liquefied flammable gas as described in claim 4 or 5, characterized in that it comprises a primary air pipe that is connected to one of the plurality of ports provided in the burner, other than the port to which the flammable gas pipe is connected, via one or both of the clinker cooler and the exhaust gas extraction pipe.
前記一次空気用配管は、前記クリンカクーラ内の雰囲気ガス及び前記排ガス用抽気配管内の抽気ガスの一方又は双方が、前記バーナ側に向かって通流するように構成されていることを特徴とする、請求項6又は7に記載の液化可燃性ガスの利用装置。 The liquefied flammable gas utilization device described in claim 6 or 7, characterized in that the primary air piping is configured so that one or both of the atmospheric gas in the clinker cooler and the bleed gas in the exhaust gas bleed piping flow toward the burner side. 前記一次空気用配管は、前記クリンカクーラ内の雰囲気ガス及び前記排ガス用抽気配管内の抽気ガスの一方又は双方の当該一次空気用配管内における通流を促進する一次空気用送風装置と、当該一次空気用配管内を通流中のガスに含まれる飛散ダストを回収する集塵装置とを備えることを特徴とする、請求項8に記載の液化可燃性ガスの利用装置。 9. The device for utilizing liquefied flammable gas according to claim 8, characterized in that the primary air piping is provided with a primary air blower that promotes the flow of one or both of the atmospheric gas in the clinker cooler and the bleed gas in the exhaust gas bleed piping through the primary air piping, and a dust collector that recovers scattered dust contained in the gas flowing through the primary air piping. セメント原料を仮焼する仮焼炉、前記仮焼炉で仮焼された前記セメント原料を焼成してクリンカを生成するセメントキルン、及び前記セメントキルンの窯前部に連絡されたクリンカクーラを有するセメント製造設備を用いて、前記クリンカを生成するセメント製造工程内において、液化可燃性ガスを利用する方法であって、
前記クリンカクーラ内の特定領域に設定された吹込み箇所に連絡された可燃性ガス配管に、液化可燃性ガスを注液する工程と、
前記液化可燃性ガス、又は前記液化可燃性ガスの通流中に気化されることで得られる可燃性ガスを、前記吹込み箇所に供給する工程とを有し、
前記特定領域は、前記クリンカクーラ内であって雰囲気温度が600℃~900℃の範囲内の領域であって、且つ、前記クリンカクーラ内の雰囲気ガスの一部を前記セメント原料の乾燥用に抽気するための原料乾燥用抽気配管が前記クリンカクーラに連結されている場合においては前記原料乾燥用抽気配管と前記クリンカクーラの連結箇所よりも前記セメントキルンに近い側の領域であることを特徴とする、液化可燃性ガスの利用方法。
A method for utilizing a liquefied flammable gas in a cement production process for producing clinker using cement production equipment including a calciner for calcining cement raw materials, a cement kiln for burning the cement raw materials calcined in the calciner, and a clinker cooler connected to a kiln front of the cement kiln , the method comprising:
Injecting liquefied flammable gas into a flammable gas pipe connected to an injection point set in a specific region within the clinker cooler;
supplying the liquefied flammable gas or a flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas during flow of the liquefied flammable gas to the blowing point ;
the specific region is a region within the clinker cooler where the ambient temperature is in the range of 600°C to 900°C, and, when a raw material drying extraction piping for extracting a portion of the ambient gas within the clinker cooler for drying the cement raw materials is connected to the clinker cooler, the specific region is a region closer to the cement kiln than a connection point between the raw material drying extraction piping and the clinker cooler .
前記液化可燃性ガスは、アンモニア、メタン、エタン、プロパン、及びブタンからなる群に属する1種以上のガスを70体積%以上含むことを特徴とする、請求項10に記載の液化可燃性ガスの利用方法。 The method for utilizing liquefied flammable gas described in claim 10, characterized in that the liquefied flammable gas contains 70% by volume or more of one or more gases belonging to the group consisting of ammonia, methane, ethane, propane, and butane. セメント原料を仮焼する仮焼炉と、
前記仮焼炉で仮焼された前記セメント原料を焼成してクリンカを生成するセメントキルンと、
前記セメントキルンの窯前部に接続されたクリンカクーラと、
化可燃性ガスが液化状態で貯留されたタンクと、前記クリンカクーラ内の特定領域に設定された吹込み箇所に設定された吹込み箇所とを連絡する可燃性ガス用配管とを備え、
前記特定領域は、前記クリンカクーラ内であって雰囲気温度が600℃~900℃の範囲内の領域であって、且つ、前記クリンカクーラ内の雰囲気ガスの一部を前記セメント原料の乾燥用に抽気するための原料乾燥用抽気配管が前記クリンカクーラに連結されている場合においては前記原料乾燥用抽気配管と前記クリンカクーラの連結箇所よりも前記セメントキルンに近い側の領域であり、
前記可燃性ガス用配管は、前記液化可燃性ガス、又は前記液化可燃性ガスの通流中に気化されることで得られる可燃性ガスを前記吹込み箇所に供給することを特徴とする、セメント製造設備。
a calciner for calcining cement raw materials;
a cement kiln that produces clinker by firing the cement raw materials calcined in the calciner;
a clinker cooler connected to the front of the cement kiln;
A tank in which liquefied flammable gas is stored in a liquefied state is provided, and a flammable gas piping is provided to connect the tank to an injection point set in a specific region within the clinker cooler,
the specific region is a region in the clinker cooler where the atmospheric temperature is in the range of 600°C to 900°C, and, when a raw material drying extraction air pipe for extracting a part of the atmospheric gas in the clinker cooler for drying the cement raw materials is connected to the clinker cooler, the specific region is a region closer to the cement kiln than a connection point between the raw material drying extraction air pipe and the clinker cooler,
A cement manufacturing facility characterized in that the flammable gas piping supplies the liquefied flammable gas or a flammable gas obtained by vaporizing the liquefied flammable gas during flow to the injection point.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024116675A (en) * 2023-02-16 2024-08-28 Ube三菱セメント株式会社 Cement clinker manufacturing method and cement clinker manufacturing device
JP2024116678A (en) * 2023-02-16 2024-08-28 Ube三菱セメント株式会社 Cement clinker manufacturing method and cement clinker manufacturing device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004533927A (en) 2001-07-09 2004-11-11 ウイーンガス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Apparatus and method for separating purified methane
JP2006347781A (en) 2005-06-13 2006-12-28 Ube Ind Ltd Method for inhibiting formation of organochlorine compound and method for producing cement
JP2017116162A (en) 2015-12-22 2017-06-29 日工株式会社 Heat treatment device
JP2019172484A (en) 2018-03-27 2019-10-10 住友大阪セメント株式会社 Fuel combustion apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6012126A (en) * 1983-07-01 1985-01-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Calcinating method and furnace therefor
JPH03133605A (en) * 1989-10-19 1991-06-06 Sumitomo Cement Co Ltd Manufacture of ready mixed concrete or raw mortar and manufacture of clinker cement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004533927A (en) 2001-07-09 2004-11-11 ウイーンガス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Apparatus and method for separating purified methane
JP2006347781A (en) 2005-06-13 2006-12-28 Ube Ind Ltd Method for inhibiting formation of organochlorine compound and method for producing cement
JP2017116162A (en) 2015-12-22 2017-06-29 日工株式会社 Heat treatment device
JP2019172484A (en) 2018-03-27 2019-10-10 住友大阪セメント株式会社 Fuel combustion apparatus

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