JP7776358B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

特開２０１９－１７２４８４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

〈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。

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。

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。

〈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。

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。

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。

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。

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。

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。

〈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。

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。

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。

〈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。

〈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。

〈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。

〈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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (12)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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、
    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。