KR960001003B1 - Device for calcining cement - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 따른 연료의 가스화장치가 부착된 시멘트 제조장치의 제 1 실시예의 개략도.1 is a schematic view of a first embodiment of a cement manufacturing apparatus with a gasifier of fuel according to the present invention;
제2도는 본 발명에 따른 연료의 가스화장치가 부착된 시멘트 제조장치의 제 2 실시예의 개략도.2 is a schematic view of a second embodiment of a cement manufacturing apparatus with a gasifier of fuel according to the present invention.
제3도는 제 1 도의 가소장치를 확대하여 나타낸 개략도.3 is an enlarged schematic view showing the plasticizer of FIG.
제4도는 제 3 도의 I-I선 단면도로서, 연소용 공기공급도관과 연료 가스화장치의 여러 가지 실시예의 개략도.4 is a cross-sectional view taken along line I-I of FIG. 3, showing a schematic of various embodiments of a combustion air supply conduit and a fuel gasifier.
제5도는 제 1 도의 가소장치를 확대하여 나타낸 다른 실시예의 개략도.5 is a schematic diagram of another embodiment showing an enlarged plasticizer of FIG.
제6도는 제 5 도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서 연소용 공기공급도관과 연료 가스화장치의 여러 가지 실시예의 개략도.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 5, showing a schematic view of various embodiments of a combustion air supply conduit and a fuel gasifier.
제7도는 본 발명에 따른 가스화장치의 여러 가지 실시예의 개략도.7 is a schematic view of various embodiments of a gasifier according to the present invention.
제8도는 제 2 도의 가소장치를 확대하여 나타낸 다른 실시예의 개략도.FIG. 8 is a schematic diagram of another embodiment in which the plasticizer of FIG. 2 is enlarged.
제9도는 제 8 도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서 연소용 공기공급도관과 회전로 배출가스 및 가스화된 연료 도입도관의 여러 가지 실시예의 개략도.FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 8, showing a schematic view of various embodiments of the combustion air supply conduit and the furnace exhaust and gasified fuel introduction conduits.
제10도 내지 제14도는 종래의 시멘트 제조장치의 개략도이다.10 to 14 are schematic views of a conventional cement manufacturing apparatus.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1,21 : 회전로 2,22 : 클렁커 냉각기1,21: rotary furnace 2,22: clinker cooler
3,23 : 가소로 3a : 상부분류층3,23 Kasoro 3a: Upper classification layer
3b : 하부분류층 4,24 : 회전로 배출가스출구후드3b: lower part flow layer 4, 24: rotary exhaust gas outlet hood
5,5a,5b,25 : 연소용공기공급도관 8a,8b,8c : 회전로 배출가스 분기도관5,5a, 5b, 25: combustion air supply conduits 8a, 8b, 8c: rotary exhaust gas branch conduits
9,29 : 가소로 배출가스도관 12,12′,32,32′ : 배풍기9,29: Gasoline exhaust gas conduits 12,12 ′, 32,32 ′: Ventilator
14,14a,14b : 연료의 가스화장치 15,15a,15b : 연료공급관14, 14a, 14b: gasifier of fuel 15, 15a, 15b: fuel supply pipe
16,16a,16b : 연결통로 17,17a,17b : 연료전처리부위16,16a, 16b: connecting passages 17,17a, 17b: fuel pretreatment site
19,19a,19b : 가스분사도관 23c : 선화가소로19,19a, 19b: gas injection conduit 23c: line
23d : 유동층 26,26a,26b : 버너23d: fluidized bed 26, 26a, 26b: burner
7,7a,7b,10,10a,10a′,10a″,10b11,11′, 27,27a,27b,30,30a,30b,31,31′ : 원료공급도관7,7a, 7b, 10,10a, 10a ′, 10a ″, 10b11,11 ′, 27,27a, 27b, 30,30a, 30b, 31,31 ′: raw material supply conduit
28 : 회전로 배출가스도관 33 : 유동화 배풍기28: exhaust gas conduit of the rotary furnace 33: fluidized exhaust fan
본 발명은 분말상 또는 입상의 시멘트를 가소시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for calcining powdery or granular cement.
일반적으로 회전로와 공정예열기 사이에 위치하며, 독립적 열원을 가지는 시멘트 원료의 가소로에 있어서, 연료의 연소는 공기가 균일하게 혼합되어 화염의 형성없이 극히 짧은 시간(약 1/3초)에 연소반응이 이루어져야 한다.In the cement furnace of cement raw material, which is generally located between the rotary furnace and the process preheater, the combustion of fuel is carried out in a very short time (about 1/3 second) without the formation of flames due to the uniform mixing of air. The reaction must be made.
연료의 연소과정은 입자의 가열, 휘발성분의 방출, 이들 휘발성분이 연소조건하에 서 연소반응, 그리고 입자내 잔류탄소분의 연소반응들이 상호 겹치는 구간을 갖고 시간적으로 순차적 과정을 거치면서 이루어진다.The combustion process of the fuel is carried out in a sequential manner in which the heating of particles, the release of volatiles, the combustion reactions of these volatiles under combustion conditions, and the combustion reactions of residual carbon in the particles overlap each other.
연료의 연소과정에 영향을 미치는 주요인자를 각 구간에서 살펴보면, 연료입자의 가열구간은 입자의 주요온도와 입자의 열중량, 열분해구간은 연료의 종류와 입자의 온도 및 입자의 가열이력, 산화구간은 열료주위의 산소농도와 연료반응물의 형태(휘발성, 차르)등이다.In each section, the main factors affecting the combustion process of the fuel are as follows: the heating section of the fuel particles is the main temperature of the particles, the thermogravimetric weight of the particles, and the pyrolysis section is the type of fuel, the temperature of the particles, the heating history of the particles, Is the oxygen concentration around the fuel and the type of fuel reactant (volatile, char).
연소과정에 있어서 각 구간의 연소시간은 상대적으로 예열 및 휘발과정은 길고 휘발분의 연소과정은 매우 짧고 잔류탄소의 연소과정은 매우 길다.In the combustion process, the combustion time of each section is relatively long in the preheating and volatilization process, the combustion process of volatile matter is very short, and the combustion process of residual carbon is very long.
그러므로, 연료의 연소전에 연료의 예열 및 휘발성분의 방출과 입자내 탄소분을 열분해(이하 “연료의 전처리”로 표기)시켜서 가스화한 후에 연소용 공기중으로 분사하여 연소를 행하면 짧은 시간에 완전 연소를 얻을 수 있다. 그리고, 가스화된 연료는 발열량이 낮아 고온의 가스영역이 형성되지 않는 특징이 있다.Therefore, if the fuel is preheated, the volatiles are released, and the carbon particles in the particles are pyrolyzed (hereinafter referred to as “pretreatment of the fuel”) before being burned, gasified and then injected into the combustion air to combust the fuel to obtain complete combustion in a short time. Can be. In addition, the gasified fuel has a low calorific value so that a hot gas region is not formed.
따라서, 가소로에 있어서 연료를 전처리하여 가스화한 후에 산소가 많은 연소용 공기중에서 연소시키면 가소로에 있어서 연료의 연소시 요구되는 빠른 연소 및 고온의 가스영역이 없는 연소를 얻을 수 있다.Therefore, when the fuel is pretreated and gasified in the gas furnace, the combustion in the oxygen-rich combustion air enables the fast combustion and the high temperature gas combustion required for the combustion of the fuel in the gas furnace.
연료를 전처리하기 위해서는 많은 열이 필요하면, 연료 입자내 탄소분을 열분해하기 위해서는 CO2분압이 높고 산소분압이 낮은 조성을 갖는 가스가 효과적이다. 그런데 연소용 공기가 회전로를 통과하지 않고 별도의 연송용 공기도관을 통하여 가소로내올 유입되는 경우에 있어서, 가소로에 유입되는 회전로 배출가스는 고온(900-1100℃)이고, CO2분압은 매우 높고(약 20% 내지 30%), 산소의 분압은 매우 낮은 (5% 이하) 특성을 갖고 있다.If a large amount of heat is required for pretreatment of the fuel, a gas having a composition having a high CO 2 partial pressure and a low oxygen partial pressure is effective for pyrolyzing carbon powder in the fuel particles. However, when the combustion air is introduced into the plastic furnace through a separate conveying air conduit without passing through the rotary furnace, the furnace exhaust gas flowing into the plastic furnace is a high temperature (900-1100 ° C.) and a partial pressure of CO 2 Is very high (about 20% to 30%) and the partial pressure of oxygen is very low (below 5%).
이러한 회전로 배출가스의 특성은 연료의 전처리에 필요한 열원과 열분해반응에 필요한 그스조성을 적절히 갖고 있다. 따라서, 회전로 배출가스를 이용하여 연료의 전처리를 행하면 매우 효과적으로 가스화된 연료를 얻을 수 있다.The characteristics of the exhaust gas of the rotary furnace have an appropriate heat source for the pretreatment of the fuel and a gas composition for the pyrolysis reaction. Therefore, if the fuel is pretreated using the rotary furnace exhaust gas, it is possible to obtain the gasified fuel very effectively.
회전로 배출가스를 사용하여 연료의 전처리를 수행하는데 있어서 회전로 배출가스의 사용량은 연료의 전처리에 필요한 최소량을 사용하여야 한다. 회전로 배출가스의 높은 CO2분압은 연료입자내 탄소분의 열분해반응에는 효과적이지만 가스화된 연료의 연소에는 불리하기 때문이다. 따라서, 연료의 전처리에 필요한 최소량의 회전로 배출가스를 사용하여 연료를 전처리하여 가스화시키고, 가스화된 연료는 산소가 많은 클링커냉각기에서 유입된 연소용 공기중에서 연소반응을 일으키는 것이 연소시간을 줄이면서 효과적인 연소효울을 얻을 수 있는 방법이다.In carrying out the fuel pretreatment using the furnace exhaust gas, the usage of the furnace exhaust gas should use the minimum amount necessary for the fuel pretreatment. This is because the high CO 2 partial pressure of the rotary off-gas is effective for the pyrolysis of carbon in the fuel particles but disadvantageous for the combustion of gasified fuel. Therefore, the gas is pretreated by using the minimum amount of furnace exhaust gas required for pretreatment of the fuel, and the gasified fuel is effective in reducing the combustion time by causing the combustion reaction in the combustion air introduced from the oxygen-rich clinker cooler. It is a way to obtain combustion effects.
[표 1]TABLE 1
연료를 전처리하는데 이용되는 장치는 일반적으로 3가지로 분류되는데 첫째는 고정층(fixed bed)을 이용하는 방법, 둘째는 유동층(fluidized bed)을 이용하는 방법, 셋째는 부유층(entrained suspension bed)을 이용하는 방법이다.The apparatus used for pretreatment of fuel is generally classified into three types: first, using a fixed bed, second, using a fluidized bed, and third, using an entrained suspension bed.
처음의 두방법은 층하부에 공기분산판을 사용하고, 셋째방법은 공기분산판을 사용하지 않는다. 회전로의 배출가스는 고온(900-1100℃)이고, 또한 많은 분진 및 응축물질을 함유하고 있어 연료의 전처리에는 공기의 분산판이 없는 부유층 방식이 가장 적절하다.The first two methods use air dispersion plates at the bottom of the bed, and the third method does not use air dispersion plates. The exhaust gas of the rotary furnace is high temperature (900-1100 ° C.), and also contains a lot of dust and condensate, so the floating bed method without air dispersion plate is most suitable for pretreatment of fuel.
또한, 부유층 가스화방식은 연료가 예열시에 온도가 상승함에 따라 액상성분을 분출하는 경우에도 코팅문제의 발생없이 운전될 수 있는 장점을 갖고 있다.In addition, the floating layer gasification method has the advantage that can be operated without the problem of coating even when the liquid component is ejected as the temperature rises during the preheating of the fuel.
종래 시멘트 제조장치들의 가소로는 회전로 배출가스와 클링커 냉각기에서 온 연소용 공기의 우입방법과 연료의 연소방법에 따라 크게 다섯가지 형태로 분류할 수 있으며, 이들 각 가소로의 구조 및 특징은 다음과 같다.Plastic furnaces of conventional cement manufacturing apparatuses can be classified into five types according to the combustion method of combustion air from the furnace exhaust gas and the clinker cooler, and the combustion method of the fuel. Same as
다음 설명에서 동일 부품에 대해서는 동일부호를 사용하기로 한다.In the following description, the same reference numerals are used for the same parts.
첫 번째는 종래의 가소로중에서 회전로 배출가스도관(28)을 가소로(23)로 이용하는 가장 간단한 형태로 제10도와 같은 구조를 갖고 있다.The first is the simplest form using the rotary furnace exhaust gas conduit 28 as the plasticizer 23 of the conventional plastic furnace has a structure as shown in FIG.
클링커 냉각기(22)로부터 가소로(23)로 공급되는 연소용 공기를 별도의 연소용 공기공급도관을 설치하지 않고 회전로(21)를 통과시켜 회전로 배출가스와 혼합시킨 후 회전로 배출가스도관(28)을 통해 공급되도록하고, 연료는 버너(26)로 회전로 배출가스와 연소용 공기의 혼합가스중에 분사하여 연소시키는 장치이다(미국특허 제3,986,818호,미국특허 제4,050,883호).The combustion air supplied from the clinker cooler 22 to the gas furnace 23 is mixed with the exhaust gas of the rotary furnace after passing through the rotary furnace 21 without installing a separate combustion air supply conduit, and then the rotary exhaust gas conduit. The fuel is supplied through the 28, and the fuel is a device that burns and burns the burner 26 in a mixed gas of the furnace exhaust gas and combustion air (US Patent No. 3,986,818, US Patent No. 4,050,883).
이러한 형태는 회전로 배출가스도관(28)을 가소로(23)로 이용하므로 별도의 가소로 설치비용이 없는 장점을 갖고 있으나, 가소로(23)로 공급되는 연료의 연소가 회전로 배출가스와 연소용 공기가 혼합된 산소농도가 낮은 혼합가중에서 이루어지기 때문에 연소효율이 낮다.This type has the advantage that there is no installation cost as a separate plasticizer because the rotary furnace exhaust gas conduit 28 is used as the plasticizer 23, but the combustion of the fuel supplied to the plasticizer 23 and the rotary furnace discharge gas Combustion efficiency is low because the oxygen concentration of the combustion air is made at a low mixing weight.
따라서, 가소로 배출도관(29)에 많은 미연탄소가 발생되고, 예열기에서 미연탄소의 연소반응이 이루어져 예열기에서 배출되는 배출가스의 온도가 상승함에 따라 열소모량이 증가되고, 배풍기(32)의 설비관리에 나쁜영향을 미치는 단점을 가지고 있다.Therefore, a large amount of unburned carbon is generated in the exhaust furnace conduit 29, and combustion of unburned carbon occurs in the preheater, so that the amount of heat consumed increases as the temperature of the exhaust gas discharged from the preheater increases. It has the disadvantage of adversely affecting management.
두 번째는 장치의 구조가 비교적 간단하고 압력손실이 적으며, 운전이 용이하기 때문에 종래의 가소로중에서 가장 많이 사용되는 형태이며 제11도와 같은 구조를 갖고 있다.Secondly, since the structure of the device is relatively simple, the pressure loss is small, and the operation is easy, it is the most commonly used type of conventional furnaces and has the structure as shown in FIG.
회전로 배출가스도관(28)이 가소로(23) 밑면에 연결되어 고온(900-1100℃)의 회전로 배출가스로 가소로(23)하부에 분류층을 형서하고, 클링커 냉각기(22)에 서 산소가 많은 연소용 공기를 유입하는 연소용 공기공급도관(25)을 가소로(23) 측면에 연결하여 연소용 공기를 가소로(23)의 중심방향 또는 접선방향으로 공급하고, 연료의 대부분은 버너(26a)에 의해 산소가 풍부한 연소용 공기중으로 분사하여 연소시키고 연료의 일부는 회전로 배출가스중의 질소산화물 제거를 위한 탈질소버너26(b)로 회전로 배출가스중으로 분사하여 연소시키는 장치이다(일본특개소 53-134028호, 일본특개소 54-90228호),일본특공소 59-32176호, 한국특공제 87-1568호).The rotary furnace exhaust gas conduit 28 is connected to the bottom of the plasticizer 23 to form a fractionation layer under the plasticizer 23 with the rotary furnace exhaust gas of high temperature (900-1100 ° C.), and to the clinker cooler 22. The combustion air supply conduit 25, which introduces oxygen-rich combustion air, is connected to the side of the furnace 23 to supply combustion air in the center or tangential direction of the furnace 23, and most of the fuel Is burned by combustion into the oxygen-rich combustion air by the burner 26a, and a part of the fuel is injected into the furnace exhaust gas by the denitrification burner 26 (b) to remove nitrogen oxides from the furnace exhaust gas. (Japanese Patent Laid-Open No. 53-134028, Japanese Patent Laid-Open No. 54-90228), Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-32176, Korean Special Publication No. 87-1568).
이러한 형태는 가소로내의 연료를 균일하게 분사하기 위하여 버너(26a,26b)에서 많은 저온의 공기량(가소로 공급되는 연소공기량의 14~20%)을 사용함에 따라 버너에서 공급되는 저온의 공기량만큼 클링커 냉각기에 유입되는 고온의 연소용 공기의 유입량이 적어지게 되어 열소모량이 증가하는 단점을 갖고 있다.This type of clinker uses the amount of low temperature air (14-20% of the amount of combustion air supplied to the plasticizer) in the burners 26a and 26b to uniformly inject the fuel in the furnace. Since the inflow of the high temperature combustion air flowing into the cooler is reduced, the heat consumption is increased.
그리고, 버너에 의해 분사된 연료는 빠른 유속(10~40m/s)의 가스와 같이 동반하여 산소가 많은 연소용 공기의 분위기에서 연소용 공기와 회전로 배출가스의 혼합가스 분위기로 흐르면서 연소가 이루어지므로 완전연소를 위하여 높이가 높아지는 문제점을 갖으며, 이에 따라 예열기의 설치위치가 높아지고 가소로가 커져 설치 비용이 많아지고 가소로의 단위용적당 가소능력이 저하되는 단점을 가지고 있다.In addition, the fuel injected by the burner is accompanied with a gas having a high flow rate (10-40 m / s), and the combustion is performed while flowing from the atmosphere of oxygen-rich combustion air to the mixed gas atmosphere of the combustion air and the exhaust gas of the rotary furnace. As a result, there is a problem that the height is increased for complete combustion, and thus, the installation position of the preheater is increased and the plasticizer is large, thereby increasing the installation cost and degrading the plasticizing capacity per unit volume of the plasticizer.
세 번째는 두 번째 형태에 있어서, 연소효율을 개선하여 저급연료의 사용이 가능하도록 고려된 형태로 제12도의 구조를 갖고 있다.The third type has the structure of FIG. 12 in the second type, which is considered to improve the combustion efficiency and enable the use of lower fuel.
연료는 저온의 소송공기(가소로에 공급되는 연소공기량의 4~5%)에 의해 버너(26)로부터 공급되고, 연소용 공기공급도관(25)에서 일부 분기된 고온(700~110℃)의 연소용 공기로 버너(26)에서 공급된 연료를 선회가소로(23c)의 가운데로 분사하고, 나머지 대부분의 연소용 공기는 선회가소로(23c)의 측면에서 접선방향으로 유입하여 원료공급도관(27)에 의해 투입된 원료를 벽면으로 분리시키고, 선회가소로(23c) 가운데의 낮은 원료밀도를 갖는 연소용 공기중에서 고온의 화염을 만들므로써 연료의 연소를 촉진시키고, 고온의 화염에 의한 복사열로 주변의 원료로 열이 공급되도록 하는 선회가소로(23c)가부착된 장치이다(미국특허 제 3,834,860호).The fuel is supplied from the burner 26 by low-temperature lit air (4-5% of the amount of combustion air supplied to the furnace), and partly branched in the combustion air supply conduit 25 at a high temperature (700-110 ° C). The fuel supplied from the burner 26 is injected into the combustion air into the center of the turning gas furnace 23c, and most of the remaining combustion air flows in the tangential direction from the side of the turning gas furnace 23c to supply the raw material supply conduit ( 27) The raw material introduced by 27) is separated into the wall surface, and the combustion of fuel is promoted by making a high temperature flame in the combustion air having a low raw material density in the turning gas furnace 23c, and surrounding the furnace by radiant heat by the high temperature flame. It is a device equipped with a turning plastic furnace (23c) for supplying heat to the raw material of (US Patent No. 3,834,860).
이러한 형태는 가소로내에서 연료를 산소가 많고 고오인 연소용 공기만으로 화염을 형성하면서 연소되도록 함으로써 연료의 연소시간을 줄이고 연소효율을 개선하여 저급연료의 사용이 가능한 장점을 갖고 있으나, 연료를 공급하는데 있어 저온공기를 사용함으로써 열소모랑이 증가되고 선회가소로(23c)의 배출부위가 아랫부위에 있어 공기의 흐름이 아랫방향으로 바뀌게 되어 압손이 증가하는 단점이 있다.This type of fuel has the advantage of allowing the use of lower fuel by reducing the combustion time of the fuel and improving the combustion efficiency by allowing the fuel to be combusted while forming a flame with only oxygen-rich combustion air in the furnace. The use of low-temperature air to increase the heat consumption, and the discharge portion of the turning gas (23c) in the lower portion of the air flow is changed to the downward direction has the disadvantage that the pressure loss increases.
네 번째는 회전로 배출가스를 이용하지 않고 연소용 공기공급도관(25)에 의해 킬링커 냉각기(22)에서 유입되는 고온이며 산소가 풍부한 연소용 공기만으로 연료를 연소시키고, 또한 가소로 배출가스를 이용한 별도의 독립적인 예열기를 갖고 있는 분리형의 형태로 제13도의 구조를 갖고 있다.Fourth, the fuel is burned only by the high-temperature, oxygen-rich combustion air flowing from the killing cooler 22 by the combustion air supply conduit 25 without using the furnace exhaust gas. It has a structure of FIG. 13 in a separate type having a separate independent preheater used.
가소로(23) 밑면에는 고온이며, 산소가 풍부한 연소용 공기를 유입하는 연소용 공기도관(25)을 연결하여 연소용 공기를 분사시키고, 연료를 저온의 수송공기(가소로에 공급되는 연소공기량의 4~5%)에 의해 버너(26)로 연소용 공기중으로분사하여 연소시키는 장치이다(미국특허 제4,045,162호).A combustion air conduit 25, which is a high temperature and oxygen-rich combustion air inlet, is connected to the bottom of the gas furnace 23 to inject combustion air, and the fuel is transported at low temperature to the air (the amount of combustion air supplied to the gas furnace). 4 to 5%), the burner 26 is injected into the combustion air to burn (US Patent No. 4,045,162).
이러한 형태는 고온이며 산소가 많은 연소용 공기중에서 연료를 연소시키므로 연소효울은 양호하지만, 연료의 공급시에 저온의 수송공기를 사용하므로 열소모량이 증가되고, 버너에 의해 분사된 연료는 빠른 유속(10~40m/s)의 가스와 같이 동반하여 흐르면서 연소가 이루어지므로 완전연소를 위하여 가소로의 높이가 높아져 가소로의 설치비용이 많아지고, 가소로의 단위용적당 가소능력이 저하되는 단점을 갖고 있다.This type of combustion is good because it burns fuel in combustion air having a high temperature and is high in oxygen, but heat consumption is increased due to the use of low-temperature transport air when supplying fuel, and the fuel injected by the burner has a high flow rate ( Combustion takes place as it flows together with the gas of 10 ~ 40m / s), so the height of the furnace is increased for complete combustion, which increases the installation cost of the furnace, and deteriorates the plasticization capacity per unit volume of the furnace. have.
가소로(23)의 밑부분에는 유동화 배풍기(33)에 의해 불어지는 저온의 공기가 유동판을 통과하면서 버너(26)를 통해 공급되는 연료와 원료공급도관(30a)에서 공급되는 원료를 순간적으로 유동화시키면서 균일한 혼합을 얻고, 유동층(23d) 윗부분에 연결된 연소용 공기공급도관(25)에 의해 클링커 냉각기(22)에서 들어오는 고온이며 산소가 많은 연소용 공기에 의해서 연료를 연소시키는 장치이다(일본특공 제91-45020호).At the bottom of the plasticizer 23, the low-temperature air blown by the fluidization ventilator 33 passes through the fluidized plate and instantaneously feeds the fuel supplied through the burner 26 and the raw material supplied from the raw material supply conduit 30a. It is a device that obtains uniform mixing while fluidizing, and burns fuel by high temperature and oxygen-rich combustion air coming from the clinker cooler 22 by a combustion air supply conduit 25 connected to the upper portion of the fluidized bed 23d (Japan Commando 91-45020).
이러한 형태는 유동층(23d)을 사용함으로써 연료와 원료의 균일한 혼합이 가능하여 가소로내에서 온도 및 원료의 균일한 분포를 얻을 수 있어 국부적인 고온의 형성이 없는 안정된 운전이 가능한 장점이 있으나, 유동층(23d)을 만들기 위하여 많은 저온의 공기량(가소로에 공급되는 연소공기량의 10-15%)을 사용함으로써 열소모량이 증가하는 단점이 있으며, 연료가 빠른 유속(4~20m/s)의 연소공기와 같이 흐르면서 연소가 이루어지므로 완전연소를 위하여 가소로의 높이가 높아져 가소로의 설치비용이 많아지고 가소로의 단위용적당 가소능력이 저하되는 단점을 갖고 있다.This type has the advantage of allowing uniform mixing of fuel and raw materials by using the fluidized bed 23d to obtain a uniform distribution of temperature and raw materials in the furnace and enabling stable operation without formation of local high temperatures. In order to make the fluidized bed 23d, a large amount of low-temperature air (10-15% of the amount of combustion air supplied to the furnace) increases heat consumption, and fuel burns at a high flow rate (4-20 m / s). Since combustion occurs while flowing with air, the height of the furnace is increased for complete combustion, which increases the cost of installing the furnace and reduces the plasticization capacity per unit volume of the furnace.
따라서, 위에서 살펴본 바와 같이 종래의 가소로들은 가소로내에서 연소효율 증대 및 가소효율 향상을 위하여 다양한 형태의 구조로 개발되어 왔으나, 연료의 공급 및 연소시에 저온의 공기를 사용함에 따라 클링커 냉각기에서 공급되는 고온의 연소용 공기의 유입량이 저온공기의 유입량만큼 적어지게 되어 열소모량이 증가하게 되는 문제점을 해결하지 못하고 있다.Therefore, as described above, conventional plastic furnaces have been developed in various forms to increase combustion efficiency and plasticization efficiency in the plastic furnace, but in the clinker cooler as the low temperature air is used for fuel supply and combustion. Inflow of the high-temperature combustion air supplied is reduced by the inflow of the low-temperature air, which does not solve the problem of increased heat consumption.
또한, 가소로에서 공급된 연료는 가소로내에서 완전연소가 이루어져야 하므로, 연료의 완전연소에 필요한 시간만큼은 연료가 가소로내에서 체류되어야 한다. 이를 얻기 위해서는 연료의 연소시간을 줄이거나 가소로의 높이를 높게 해야만 하는데 종래의 가소로들은 가소로의 높이를 높게하여 가소로내에서 연료의 완전연소를 얻고자 함으로써 예열기의 설치위치가 높아지고 가소로가 커져 설치비용이 많아지고 가소로의 단위용적당 가소능력이 저하되는 문제점을 갖게 되었다.In addition, since the fuel supplied from the furnace must be completely burned in the furnace, the fuel has to stay in the furnace for as long as the fuel is required for complete combustion. In order to achieve this, it is necessary to reduce the combustion time of fuel or to increase the height of the furnace. In the conventional furnaces, the position of the preheater is increased and the furnace is installed by increasing the height of the furnace to obtain complete combustion of the fuel in the furnace. As a result, the installation cost increases and the plasticizing capacity per unit volume of the plasticizer decreases.
본 발명은 종래의 가소로들이 갖고 있던 문제점들을 다음과 같이 개선하여, 첫 번째는 연료를 연소용 공기중으로 분사하기 전에 가스화장치를 이용하여 연료의 예열 및 휘발성분의 연료입자내 탄소분의 열분해를 일부 일으킴으로서 가소로내에서 연료의 완전연소에 필요한 연소시간을 줄여 가소로의 크기를 작게함으로써 가소로 단위용적당 가소능력을 증대시키고, 둘째는 연료의 공급 및 연소에 있어서 저온공기의 유입을 최소화하여 열소모량을 줄이는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention improves the problems of the conventional plasticizers as follows. First, the preheating of the fuel and the thermal decomposition of the carbon content in the fuel particles of the volatile components using a gasifier before the fuel is injected into the combustion air. By reducing the combustion time required for complete combustion of fuel in the furnace, the size of the furnace is increased to increase the plasticization capacity per unit volume of the furnace, and secondly, to minimize the inflow of low-temperature air in fuel supply and combustion. It aims to reduce heat consumption.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 입상 또는 분말상의 시멘트 원료를 예열하는 고정된 부유예열기와 클링커 광물을 생성하는 회전소성로 사이에 위치하면서 예열된 원료를 가소시키기 위해 회전소성로 배출가를 유입시키는 수단과 연료를 연소시켜서 상기 원료를 가소시키기 위해 클링커 냉각기로부터의 산소가 풍부한 연소용 공기를 유입시키는 수단이 겸비된 가소장치에 있어서, 가소된 원료를 최하단 싸이크론으로 배출시키는 수단이 연결되어있고, 하부분류대역과 서로 연통되어 있는 원료와 연료가스를 혼합시켜서 가소를 온료시키는 상부분류대역 ; 상기 상부분류대역과 연총되어 있으면서 클링커 냉각기로부터 나오는 연소용 공기의 공급수단이 측면부위에 하나 이상 연결되어 있고, 상기 공급수단상에 원료공급수단이 하나 이상 연결되어 있으며, 회전로로부터의 고온의 배출가스 일부를 도입하기 위한 수단이 하나 이상 설치되어 있는 원료의 가소를 진행시키는 하부분류대역 ; 및 상기 하부분류대역으로 공급한 연료를 가스화시키는 하나 이상의 연료가스화수단으로 이루어져 있는 시멘트 원료의 가소장치인 것이다.The present invention is located between a fixed floating preheater for preheating granular or powdery cement raw materials and a rotary kiln for generating clinker minerals, thereby burning fuel and means for introducing a discharge furnace for firing the preheated raw material to burn the raw material. A plasticizer comprising means for introducing oxygen-rich combustion air from a clinker cooler to plasticize, wherein a means for discharging the calcined raw material to the lowest micron is connected and is in communication with the lower sub-band. An upper fractionation zone for heating the plasticizer by mixing fuel gases; At least one supply means for combustion air from the clinker cooler connected to the upper sorting zone and connected to the side portion, at least one raw material supply means connected to the supply means, and discharge of high temperature from the rotary furnace A lower sub-band for advancing plasticization of the raw material, in which one or more means for introducing a portion of gas are provided; And at least one fuel gasification means for gasifying the fuel supplied to the lower sub-band.
또한, 본 발명은 입상 또는 분말상의 시멘트 원료를 예열하는 고정된 부유예열기와 클링커 광물을 생성하는 회전소성로 사이에 위치하면서 예열된 원료를 가소시키기 위해 회전소송로 배출가스를 유입시키는 수단과 연료를 연소시켜서 상기 원료를 가소시키기 위해 클링커 냉각기로부터의 산소가 풍부한 연소용 공기를 유입시키는 수단이 겸비된 가소장치에 있어서, 가소된 원료를 최하단 싸이크론으로 배출시키는 수단이 연결되어 있고, 하부분류대역과 서로 연통되어 있는 혼합된 원료와 연료가스의 가소를 완료시키는 상부분류대역 ; 상기 상부분류대역과 연통되어 있으면서, 클링커 냉각기로부터 나오는 연소용 공기를 공급하는 하나 이상의 수단이 측명에 저선방향으로 연결되어 있고, 회전로로부터의 고온의 배출가스 일부와 가스화된 연료를 도입하기 위한 수단이 설치되어 있으며, 최하단싸이크론에서 포집된 예열된 원료를 공급하는 수단이 하나이상 설치되어 있는 원료의 가소를 진행시키는 하부분류대역 ; 및 상기 수단의 회전로 배출가스출구후드 부근에 연료공급수단을 설치하여서 된 연료가스화수단으로 이루어져 있는 시멘트 원료의 가소장치인 것이다.In addition, the present invention is located between a fixed floating preheater for preheating granular or powdery cement raw material and a rotary kiln for generating clinker minerals, and burning fuel and means for introducing the rotary chute exhaust gas to calcinate the preheated raw material. A plasticizer comprising means for introducing oxygen-rich combustion air from a clinker cooler to calcinate the raw material, the means for discharging the calcined raw material to the lowest micron, and communicating with the lower sub-band. An upper fractionation zone for completing the calcination of the mixed raw materials and fuel gas; One or more means for supplying combustion air from the clinker cooler, in communication with the upper fractionation zone, connected to the meter in a low-direction, and means for introducing a portion of the hot exhaust gas and the gasified fuel from the rotary furnace. A lower sub-zone for advancing the plasticization of the raw material, which is provided with at least one means for supplying preheated raw material collected at the lowest micron; And a fuel gasification means provided with a fuel supply means in the vicinity of the exhaust gas outlet hood of the rotating means.
이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in more detail based on the accompanying drawings of the present invention as follows.
첨부도면 제 1 도는 본 발명에 따른 연료의 가소화장치가 설치된 시멘트제조장치의 제1실시예를 게략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a first embodiment of a cement manufacturing apparatus equipped with a plasticizer for fueling according to the present invention.
제1도에 의하면, 일정크기로 분쇄된 입상 또는 분말상의 시멘트 원료는 부유예열기에 설치된 원료공급도관(11)으로 투입되어 투입된 위치의 하부에 있는 싸이크론(C4)에서 배기되는 가스에 의해서 가열되면서 투입된 위치의 상부에 있는 싸이크론(C5)으로 이송되어 포집되는 과정을 순차적(C5→C4→C3→C2)으로 거치면서 예열과정이 진행된다.According to FIG. 1, the granular or powdery cement material pulverized to a certain size is introduced into the raw material supply conduit 11 installed in the floating preheater and is heated while being heated by the gas exhausted from the cyclone C4 at the lowered position. The preheating process is carried out while the process of being transferred to the cyclone (C5) at the top of the position is collected sequentially (C5 → C4 → C3 → C2).
두 번째단의 싸이크론(C2)에서 포집된 원료는 원료겅급도관(7)에 의해 가소로(3)에 공급되어 가소반응이 이루어지고, 가소로 배출가스도관(9)을 통하여 가소된 원료는 가스와 같이 배출된다. 최하단 사이클론(CI)에서 가스와 분리되어 포집된 원료(가소율 : 85~95%)는 원료공급도관(10)을 통하여 회전로(1)에 투입되어져 회전로(1)에서 클링커링 반응이 이루어진다.The raw material collected in the second stage cyclone (C2) is supplied to the gas furnace (3) by the raw material conduit (7) to perform the plasticization reaction, and the raw material calcined through the gas furnace conduit (9) is gas Is discharged as follows. Raw materials (plasticity ratio: 85-95%) collected by separating from gas at the lowest cyclone (CI) are introduced into the rotary furnace 1 through the raw material supply conduit 10, and the clinker reaction is performed in the rotary furnace 1. .
회저로(1)에서 배출되는 고온의 클링커는 십자형 열교환기형식의 냉각기(2)에서 저온의 공기에 의해 급격히 냉각되어진 후 클링커 냉각기(2)에서 배출됨으로써 시멘트 원료의 소성이 완료된다.The high temperature clinker discharged from the ash furnace 1 is rapidly cooled by low temperature air in the cross-type heat exchanger type cooler 2 and then discharged from the clinker cooler 2 to complete the firing of the cement raw material.
가소로(3)에 열원의 공급은 연료의 가스화장치(14)를 가소로(3)에 한 개 또는 여러개를 부착하여 연료를 전처리한 후에 연소용 공기중에서 연소시킴으로써 얻을 수 있다.The supply of the heat source to the gas furnace 3 can be obtained by attaching one or several fuel gasifiers 14 to the gas furnace 3 before pretreatment of the fuel and burning them in combustion air.
연료의 가스화장치(14)는 밑면에 회전로 배출가스 분기도관(8b)이 연결되어 고온(900~110℃)의 회전로배출가스의 일부(회전로 배출가스량의 40%이하)를 유입하여 측면에 연결된 연료공급도관(15)에서 별도의 저온공기없이 공급되는 연료를 연료전처리부위(17)에서 부유시켜 연료의 예열 및 휘발성분의 방출과 연료입자내의 탄소분의 열분해반응을 일으킨다.Fuel gasifier 14 is connected to the bottom of the rotary exhaust gas branch conduit (8b) on the bottom side of the high temperature (900 ~ 110 ℃) part of the rotary exhaust gas (40% or less of the furnace exhaust gas) side by side The fuel supplied from the fuel supply conduit 15 connected to the air is suspended at the fuel pretreatment site 17 to cause the fuel preheating and release of volatile components and thermal decomposition of carbon in the fuel particles.
가스화장치(14)에서 가스화된 연료는 가소로(3) 또는 가소로에 근접한 연소용 공기공급도관(5)의 산소가 많은 연소용 공기중으로 가스분사도관(19)을 통해서 부사키켜 연소시킴으로써 연료의 연소효율이 증대되고, 따라서 가소로의 크기가 작아지는 장점이 있다.Fuel gasified in the gasifier 14 is burned by burning it through the gas injection conduit 19 into the oxygen-rich combustion air in the combustion furnace 3 or the combustion air supply conduit 5 proximate to the furnace. Combustion efficiency is increased, and thus, the size of the furnace is reduced.
또한 가스화된 연료는 연소시에는 고온을 형성시키지 않으므로 가소로(3)에서 연료의 연소에 따른 코팅발생이 없이 안정된 조업을 얻을 수 있다.In addition, since the gasified fuel does not form a high temperature during combustion, it is possible to obtain stable operation without coating generation due to combustion of the fuel in the plastic furnace 3.
회전로 배출가스의 주흐름(회전로 배출가스량의 60% 이상)은 회전로 배출가스분기도관(8a)을 통하여 가소로(3) 밑면에서 공급되어 가소로(3)하부에 분류층을 형성하여 원료의 체류시간을 증대시키면서 원료의 가소반응을 촉진시킨다.The main flow of the furnace exhaust gas (more than 60% of the amount of the furnace exhaust gas) is supplied from the bottom of the furnace 3 through the furnace outlet gas branch conduit 8a to form a fractionation layer under the furnace 3 The plasticizing reaction of the raw material is promoted while increasing the residence time of the raw material.
첨부도면 제 2 도는 본 발명에 따른 연료의 가스화장치가 부착된 시멘트 제조장치의 제 2 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a second embodiment of a cement manufacturing apparatus with a gasifier of fuel according to the present invention.
제 2 도는 회전로 배출가스분기도관(8a)이 최하단 싸이클론(C1)에 연결되어 회전로 배출가스의 주흐름이 가소로(3)로 유입되지 않고, 연소용 공기공급도관(5)에 의해 클링커 냉각기에서 유입되는 고온(700~1100℃)의 산소가 풍부한(21%) 연소용 공기만으로 가소로(3)로 유입되어 가소로(3)에 공급된 연료의 연소 및 원료의 가소을 일으키고, 가소로 배출가스를 이용한 별도의 독립적인 예열기를 갖고 있는 분리형의 형태를 이루고 있다.2 shows that the rotary exhaust gas branch conduit 8a is connected to the lowest cyclone C1 so that the main flow of the rotary exhaust gas does not flow into the gas furnace 3, and the combustion air supply conduit 5 High temperature (700 ~ 1100 ℃) oxygen-rich (21%) combustion air flowing from the clinker cooler flows into the furnace 3 to cause combustion of the fuel supplied to the furnace 3 and plasticization of raw materials. It is a separate type with a separate independent preheater using furnace exhaust gas.
즉, 일정크기로 분쇄된 입상또는 분말상의 시멘트 원료는 두 개의 부유예열기에 각각 설치된 원료공급관(11,11′)에서 투입되며 투입된 위치의 하부에 있는 싸이크론(C4,C4′)에서 배출되는 가스에 의해서 가열되면서 투입된 위치의 상부에 있는 싸이크론(C5,C5′)으로 이송되어 포집되는 과정을 각각 순차적(C5→C4→C3→C2,C5′→C4′→C3′→C2′)으로 거치면서 예열과정이 진행된다.That is, the granular or powdery cement raw material crushed to a certain size is introduced into the raw material supply pipes 11 and 11 'installed in the two floating preheaters, respectively, and is discharged to the gas discharged from the cyclone C4 and C4' below the injected position. Preheated by passing through the process of being transported to the cyclone (C5, C5 ') at the top of the input position while being heated by sequentially (C5 → C4 → C3 → C2, C5' → C4 '→ C3' → C2 ') The process goes on.
예열기의 두 번째단 싸이크론(C2,C2′)에서 각각 포집된 원료들은 원료공급도간(7a,7b)을 통하여 회전로 배출가스분기도관(8a)으로 투입되어 고온(900~110℃)의 회전로 배출가스(회전로 배가스량의 60% 이상)에 의해서 가소의 일부가 진행되며 회전로 배출가스분기도관(8a)에 연결된 싸이크론(C1)에 의해 원료는 회전로 배출가스와 분리되고 가소로용 원료공급도관(10a)를 통하여 가소로(3)로 투입된다.Raw materials collected in the second stage cyclone (C2, C2 ') of the preheater are introduced into the rotary exhaust gas branch conduit (8a) through the raw material supply interval (7a, 7b) to rotate at a high temperature (900-110 ° C). Part of the calcination proceeds by the furnace exhaust gas (more than 60% of the furnace exhaust gas) and the raw material is separated from the furnace exhaust gas by the cyclone (C1) connected to the furnace exhaust gas branch conduit (8a). It is injected into the plasticizer 3 through the raw material supply conduit 10a.
가소로(3)에 들어간 원료는 순환하면서 가소가 진행되고 가소로 배출가스와 함께 가소로 배출가스도관(9)을 통하여 배출되고 싸이크론(C1′)에 의해서 가소로 배출가스와 분리되어 회전로용 원료공급도관(10b)을 통하여 회전로(1)로 투입되어 원료의 클링커링 반응이 이루어진다.The raw material entered into the gas furnace (3) is circulated while circulating and discharged through the gas furnace conduit (9) together with the gas furnace exhaust gas and separated from the gas furnace furnace gas by the cyclone (C1 ') for the rotary furnace. It is introduced into the rotary furnace 1 through the raw material supply conduit 10b to perform the clinker reaction of the raw material.
회전로(1)에서 배출되는 고온의 클링커는 십자형 열교환기 형식의 냉각기(2)에서 저온의 공기에 의해 급격히 냉각되어진 후 클링커 냉각기(2)에서 배출됨으로써 시멘트 원료의 소성이 완료된다.The high temperature clinker discharged from the rotary furnace 1 is rapidly cooled by low temperature air in the cross-type heat exchanger type cooler 2 and then discharged from the clinker cooler 2 to complete the firing of the cement raw material.
가소로(3)에 열원을 공급하는 방법은 연료의 가스화장치(14)를 별도로 설치하지 않고 회전로 배출가스 분기도관(8b)에서 분기된 고온(900~1100℃)의 회전로 배출가스(회전로 배출가스량의 30% 이하)로 회전로 배출가스 분기도관(8b)에 연결된 연료공급도관(15)를 사용하여 별도의 저온공기없이 공급되는 연료를 부유시켜 연료의 예열 및 휘발성분의 방출과 연료입자내의 탄소분을 열분해하여 가스호된 연료를 만들고, 이를 가소로(3)의 산소가 많은 연소용 공기중으로 분사하여 연소시킴으로써 연료의 연소효율이 증대되고 따라서 가소로 크기가 작아지는 장점이 있다.The method of supplying the heat source to the gas furnace 3 is a rotary furnace exhaust gas (rotational) of a high temperature (900 to 1100 ° C.) branched from the rotary furnace exhaust gas branch conduit 8b without separately installing a fuel gasifier 14. Fuel supply conduit 15 connected to rotary exhaust gas branch conduit 8b by using a fuel supply conduit 15 connected to the rotary exhaust gas branch conduit 8b to float the fuel supplied without the low temperature air, thereby preheating the fuel and releasing volatile components. Pyrolysis of the carbon powder in the particles makes a gas-coded fuel, which is injected into the oxygen-rich combustion air of the furnace 3 to combust it, thereby increasing the combustion efficiency of the fuel and thus reducing the size of the furnace.
또한, 가스화된 연료는 연소시에 고온을 형성시키지 않으므로 가소로(3)에서 연료의 연소에 따른 코팅발생이 없이 안정된 조업을 얻을 수 있다. 그리고, 원료가 회전로 배출가스에서 일부 가소된 후에 가소로(3)에서 가소되므로 가소효율이 증가하는 장점을 갖고 있다.In addition, since the gasified fuel does not form a high temperature during combustion, it is possible to obtain stable operation without the occurrence of coating due to the combustion of the fuel in the plastic furnace (3). Further, since the raw material is calcined in the furnace 3 after being partially calcined in the rotary furnace discharge gas, the plasticizing efficiency is increased.
첨부도면 제3도는 제1도에 있어서 본 발명에 따른 시멘트 원료 소성용 가소로의 한 실시예를 확대하여 나타낸 도면이다.3 is an enlarged view of an embodiment of a calcining furnace for cement raw material according to the present invention in FIG. 1.
본 발명의 가소로의 형태는 상부분류층(3a) 및 하부분류층(3b)과 연료의 가스화장치(14)로 구성되어 있다. 연료의 가스화장치(14)의 밑부분은 회전로 배출가스부기도관(8b)과 연결되어 고온(900~110℃)의 회전로 배출가스의 일부(회전로배출가스량의 30%이하)를 유입하여 연료공급관(15)을 통하여 저온공기없이 공급되는 연료를 연료전처리부위(17)에서 부유시키면서 연료의 예열 및 열분해반응을 일으켜 가스호된 연료를 만들어 가소로(3) 또는 가소로 하부분류층(3b)에 근접한 연소용 공기도관(5)의 연소용 공기중으로 가스분사도관(19)를 통해서 가스화된 연료를 분사하여 연소시킴으로써 빠른 연소를 얻을 수 있어 연소효율이 향상되고 가스화된 연료의 낮은 발열량에 기인하여 국부적인 고온의 발생이 없이 안정된 조업을 얻을 수 있다.The plasticizer of the present invention is composed of an upper fractionation layer 3a, a lower fractionation layer 3b, and a gasifier 14 for fuel. The lower part of the fuel gasifier 14 is connected to the rotary exhaust gas supply pipe 8b to inject a portion of the exhaust gas at a high temperature (900 to 110 ° C.) (less than 30% of the amount of the rotary exhaust gas). The fuel supplied without the low temperature air through the fuel supply pipe 15 is suspended in the fuel pretreatment site 17 to cause the fuel to be preheated and pyrolyzed to form a gaseous fuel to form the gas furnace 3 or the gas furnace lower flow layer 3b. ), Combustion can be achieved by injecting and combusting the gasified fuel through the gas injection conduit 19 into the combustion air of the combustion air conduit 5 close to the < RTI ID = 0.0 > 1 < / RTI > It is possible to obtain stable operation without the occurrence of local high temperature.
하부분류층(3b)은 싸이크론형태이며 측면 부위에 연결된 연소용 공기공급도관(5)은 중심 또는 접선방향으로 산소가 많은 연소용 공기를 10 내지 30m/s의 유속으로 유입시키고 하부분류층(3b)에 근접한 연소용공기공급도관(5)에 연결된 원료공급관(7)을 통하여 공급되는 원료는 연소용 공기의 흐름에 의하여 조분들은 포집되어 하부분류층의 밑부분에 연결된 회전로 배출가스분기도관(8a)에서 20~40m/s로 분사되는 고온(900~1100℃)의 회전로 배출가스의 분류층으로 들어가 가소가 촉진되고 분류층의 공기에 의해 하부분류층 윗부분으로 부유되어 미분과 함께 상부분류층(3a)으로 이송되게 된다.The lower sub-flow layer 3b is of a cyclone type and the combustion air supply conduit 5 connected to the side portion introduces oxygen-rich combustion air at a flow rate of 10 to 30 m / s in the center or tangential direction and the lower sub-flow layer 3b. The raw material supplied through the raw material supply pipe (7) connected to the combustion air supply conduit (5) close to the) is a rotary furnace exhaust gas branch conduit connected to the bottom of the lower sublayer by collecting the coarse particles by the flow of combustion air High temperature (900 ~ 1100 ℃) is injected into (20a) at 20 ~ 40m / s, and the gas enters the fractionation layer of exhaust gas, and plasticization is promoted. It is transferred to the dividing layer 3a.
가소되기 어려운 조분의 원료입자가 회전로 배출가스에 의해 형성된 고은의 분류층 영역을 통과하므로 미분보다 한번 더 열이력을 받게 되어 원료의 입도에 따라 가소율이 균일하게 되어 전체적인 원료의 가소율이 증가하게 된다.Raw material of coarse powder which is hard to be calcined passes through the fractionation layer of the silver which is formed by the exhaust gas from the rotary furnace, so it receives thermal history once more than the fine powder, so that the plasticity rate is uniform according to the particle size of the raw material. Done.
상부분류층(3a)은 밑부분의 폭이 좁아져 하부분류층(3b)에서 올라온 원료와 가스가 혼합되고, 10~30m/s의 빠른 유속으로 상부분류층으로 분사되며 윗쪽의 폭이 넓어지므로 가스의 유속이 하부분류층(3b)에서와같이 4~8m/s로 줄어들어 원료의 순환이 증대되어 원료의 가소가 잘 이루어진다.Since the upper fractionation layer 3a has a narrow width at the bottom, the raw material and gas from the lower fractionation layer 3b are mixed, sprayed into the upper classification layer at a high flow rate of 10 to 30 m / s, and the upper width is widened. Gas flow rate is reduced to 4 ~ 8m / s as in the lower sub-flow layer (3b) to increase the circulation of the raw material is well plasticized of the raw material.
상부분류층(3a)의 중앙부는 원통형으로 구성되어 있어 원료를 오래 체류시키면서 원료의 가소반응을 완료시키게 된다.The central portion of the upper classification layer 3a is formed in a cylindrical shape to complete the plasticization reaction of the raw material while keeping the raw material long.
가소로 배출가스도관(9)으로 가스와 같이 가소된 원료(가소율:85~95%)는 최하단 싸이크론(C1)에 의해 가소로 배출가스와 분리되어 원료공급관(10)을 통하여 회전로 (1)로 공급된다.The raw material (plasticization rate: 85 to 95%) calcined with gas into the gas furnace gas conduit (9) is separated from the gas furnace gas by the lowest micron (C1) and is rotated through the raw material supply pipe (10) (1). Is supplied.
제 4 도는 제 3 도의 I-I선 단면도의 여러 실시예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating various embodiments of a cross-sectional view taken along line II of FIG. 3.
제 4 도의 (a)의 구조는 연소용 공기가 가소로 하부분류층(3b)에 접선방향으로 유입되고 가스화장치(14)에서 가스화된 연료를 하부분류층(3b)에 근접한 연소용 공기공급도관(5)으로 분사시켜 산소가 많은 연소용 공기중에서 연소시킴으로써 빠른 연소를 얻을 수 있다.The structure of FIG. 4 (a) is a combustion air supply conduit in which combustion air flows in a tangential direction into the lower subflow layer 3b by calcination and the gasified fuel in the gasifier 14 is close to the lower subflow layer 3b. Rapid combustion can be obtained by blowing in (5) and burning in oxygen-rich combustion air.
(b)의 구조는 연료의 가스화장치(14)에서 가스화된 연료를 하부분류층(3b)내의 연소용공기의 선회흐름 부위에 분사시키도록 되어 있다.In the structure of (b), the gas gasified by the fuel gasifier 14 is injected into the swirl flow portion of the combustion air in the lower part flow layer 3b.
(c)의 구조는 가소로 하부분류층(3b)의 중심방향으로 연소용 공기가 유입되고 연료의 가스화장치(14)에서 가스화된 연료를 하부분류층(3b)에 근접한 연소용 공기공급도관(5)으로 분사하도록 되어 있다.The structure of (c) is a combustion air supply conduit in which combustion air flows into the center direction of the lower subflow layer 3b and gasifies fuel gasified in the gasifier 14 of the fuel to the lower subflow layer 3b. 5) to be sprayed.
제 5 도는 제 1 도의 다른 실시예로서, 여기서 가소로 형태는 상부분류층(3a)과 하부분류층(3b), 그리고 두 개의 가스화장치(14a,14b)로 구성된다.FIG. 5 is another embodiment of FIG. 1, in which the plastic furnace form consists of an upper fractionation layer 3a, a lower subflow layer 3b, and two gasifiers 14a and 14b.
이 장치는 가소로 하부분류(3b)으로 연소용 공기가 대칭적으로 들어오므로 연소용 공기의 흐름이 안정화되어 가스화된 연료를 가소로(3) 또는 하부분류층(3b)에 근접한 연소용 공기공급도관(5a,5b)의 산소가 많은 연소용 공기중으로 각각 분사하므로 가스화된 연료와 연소용 공기의 혼합이 양호하여 연소가 더욱 촉진되는 장점을 갖고 있다.Since the combustion air flows symmetrically into the lower part (3b) of the calcining furnace, the flow of the combustion air is stabilized so that the gasified fuel is brought to the gas (3) or the lower part (3b) of the combustion air. Since each of the supply conduits 5a and 5b is injected into the combustion air having a lot of oxygen, the mixing of the gasified fuel and the combustion air is good, so that combustion is further promoted.
제 6 도는 제 5 도에 있어서Ⅱ--Ⅱ선 단면도의 여러 실시예이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
제 6 도의 (a)는 연소용 공기가 가소로 하부분류층(3b)에 양쪽에서 접선방향으로 유입되고 두 개의 가스화장치(14a,14b)에서 가스호된 연료는 하부분류층(3b)에 근접한 연소용 공기도관(5a,5b)으로 각각 분사하여 산소가 많은 연소용 공기중에서 연소시킴으로써 빠른 연소를 얻을 수 있다.FIG. 6 (a) shows that combustion air flows into the lower subflow layer 3b in a tangential direction from both sides, and the gas gas fueled by the two gasifiers 14a and 14b is close to the lower subflow layer 3b. Rapid combustion can be obtained by injecting into the combustion air conduits 5a and 5b, respectively, and burning in oxygen-rich combustion air.
(b)는 두 개의 가스화장치(14a,14b)에서 가스화된 연료가 하부분류층(3b)내의연소용 공기의 선회흐름 부위에 각각 분사하도록 구성된 경우이다.(b) is a case where the fuel gasified by the two gasifiers 14a and 14b is respectively configured to inject into the swirl flow portion of the combustion air in the lower part flow layer 3b.
(c)는 가소로 하부분류층(3b)의 중심방향으로 연소용 공기가 양쪽으로 유입되고 두 개의 가스화장치(14a,14b)에서 가스화된 연료를 하부분류층(3b)에 근접한 연소용 공기공급도관(5a,5b)으로 각각 분사하도록 구성된 경우이다.(c) is a gas supply for combustion air in which combustion air flows in both directions toward the center of the lower sub-flow layer 3b and gasified fuel gas from the two gasifiers 14a and 14b is close to the lower sub-flow layer 3b. The case is configured to spray into conduits 5a and 5b, respectively.
제 7 도는 본 발명에 따른 연료의 가스화장치(14)의 여러 가지 실시예를 나타낸 도면이다.7 shows various embodiments of a gasifier 14 for fuel according to the present invention.
즉, 제 7 도(a)는 가스화장치(14)밑면에 연결된 회전로 배출가스분기도관(8b,8c)의 폭을 좁게하여 회전로 배출가스를 빠른 속도(20~40m/s)로 분출하여 연료공급관(15)에서 저온공기없이 유입되는 연료가 하부로 퇴적되지 않게 하고, 중간부위는 폭이 폭대된 원통을 설치하여 가스이 유속을 줄여 연료의 체류시간을 증가시켜 연료의 열분해를 증대시키고, 가스화된 연료가 배기되는 윗부분은 폭을 좁게하여 연소용 공기중으로 분사되는 가스화된 연료의 유속을 빠르게 하여 가스화된 연료와 연소용 공기의 균일한 혼합이 이루어지도록 고안된 경우이다.That is, FIG. 7 (a) narrows the width of the furnace exhaust gas branch conduits 8b and 8c connected to the bottom of the gasifier 14 to eject the furnace exhaust gas at a high speed (20 to 40 m / s). The fuel flowing in the fuel supply pipe 15 is prevented from entering the fuel without low temperature air to the lower portion, and the middle portion is provided with a wide cylinder to increase the residence time of the fuel by reducing the flow rate of the gas to increase the thermal decomposition of the fuel, gasification The upper part of the exhausted fuel is narrowed to increase the flow rate of the gasified fuel injected into the combustion air to achieve uniform mixing of the gasified fuel and the combustion air.
(b)는 회전로 배출가스 분기도관(8b,8c)을 변형하지 않고 가스화장치(14)로 이용하는 경우이다.(b) is a case where the rotary gas exhaust conduits 8b and 8c are used as the gasifier 14 without being deformed.
(c)는 하부에서 상부방향으로 가스화장치의 폭을 점진적으로 넓혀 연료의 체류기간을 증가시키도록 구성된 경우이다.(c) is a case where the width of the gasifier is gradually increased from the bottom to the top to increase the residence period of the fuel.
제 8 도는 제 2 도 있어서, 본 발명에 따른 시멘트 원료 가소로를 확대하여 나타낸 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 가소로(3)에 의한 독립적인 예열기를 갖고 있으며 가소로의 형태는 상부분류층(3a)과 하부분류층(3b)그리고 가스화장치(14)로 구성되어 있다.8 is a schematic view showing an embodiment of an enlarged cement raw material calcining furnace according to the present invention, which has an independent preheater by the calcining furnace 3 and the shape of the calcining furnace is an upper classifying layer. It consists of 3a, the lower part flow layer 3b, and the gasifier 14. As shown in FIG.
즉, 두 개의 예열기에서 예열된 원료는 두 번째 단의 싸이크론(C2,C2′)에서 포집되고, 원료공급관(7,7a,7b)에 의해 회전로 배출가스도관(8a)으로 함께 투입되어 고온(900~1100℃)의 회전로 배출가스에 의해 가소가 일부되고, 회전로 배출가스도관(8a)에 연결된최하단 싸이크론(C1)에서 포집되어 원료공급도관(10a,10a′,10a′)에 의해 가소로 하부분류층(3b)의 양쪽으로 분기되어 투입된다.That is, the raw materials preheated in the two preheaters are collected in the second stage cyclones (C2, C2 '), and fed together into the rotary furnace exhaust gas conduit 8a by the raw material supply pipes 7, 7, a, and 7b. Partially calcined by the furnace exhaust gas at 900 to 1100 ° C., collected at the lowest micron C1 connected to the furnace exhaust gas conduit 8a and calcined by the raw material supply conduits 10a, 10a ', and 10a'. The furnace is branched to both sides of the lower sublayer 3b.
이때, 공급되는 원료는 가스화된연료의 연소시 국부적인 고온의 형성을 방지하고 가소로벽에서의 방열손실을 줄이기 위하여 하부분류충(3b)의 측면에서 벽면을 따라 흘러내리도록 하는 것이 바람직한데 하부분류층(3b)의 경사면은 45도 내지 75도이다.In this case, it is preferable that the raw material to be supplied flows along the wall at the side of the lower part caterpillar 3b in order to prevent the formation of localized high temperature during combustion of the gasified fuel and to reduce the heat dissipation loss in the plasticizer wall. The inclined surface of the dividing layer 3b is 45 degrees to 75 degrees.
가소로(3)에 공급된 원료는 하부분류층(3b)밑에서 선회류를 형성하며 30~40m/s의 유속으로 상승하는 연소공기에 의해서 하부분류층(3b)의 벽면으로 균일하게 분포되고, 10~20m/s의 유속으로 상승하는 연소공기에 의해서 순환하며 가소되면서 상부로 점진적으로 이송된다. 상부분류층(3a)과 하부분류층(3b)이 만나는 폭이 좁은 통로(16)에서 하부분류층(3b)에서 상승한 원료와 연소공기는 균일하게 혼합되고 상부분류층(3a)으로 빠른 유속(30~40m/s)으로 분사된다. 상부분류층(3a)에 분사된 원료는 다시 순환(5~10m/s의 유속)하면서 가소가 완료된다.The raw material supplied to the plastic furnace 3 forms a swirling flow under the lower part flow layer 3b, and is uniformly distributed to the wall surface of the lower part flow layer 3b by combustion air rising at a flow rate of 30 to 40 m / s. It is circulated by combustion air rising at a flow rate of 10 ~ 20m / s and gradually transferred upwards as it is calcined. In the narrow passage 16 where the upper sorting layer 3a and the lower sorting layer 3b meet, the raw material and the combustion air that rise in the lower sorting layer 3b are uniformly mixed and have a high flow rate to the upper sorting layer 3a. 30 ~ 40m / s). The raw material injected to the upper classification layer 3a is circulated again (flow rate of 5-10 m / s), and calcination is completed.
가소가 완료된 원료(가소율 : 85~95%)는 가소로 배출가스에 의해 가소로 배출가스도관(9)을 통하여 배출되고 가소로 배출가스도관(9)에 연결된 최하단 싸이크론(C1′)에 의해 포집되어 원료공급관(10b)을 통하여 회전로(1)로 투입된다.The calcined raw material (plasticization rate: 85 to 95%) is discharged through the gas furnace conduit (9) by the gas furnace exhaust gas, and by the lowest cyclone (C1 ') connected to the gas furnace conduit (9). It is collected and introduced into the rotary furnace 1 through the raw material supply pipe 10b.
연료의 가스화장치(14)는 회전로 배출가스 분기도관(8b)에 연결된 연료공급도관(15)에서 저온공기없이 공급되는 연료를 고온(900~1100℃)의 회전로 배출가스(회전로 배출가스량의 40%이하)로 부유 및 수송하면서 연료의 예열 및 휘발성분의 방출과 연료입자내 탄소분의 열분해를 수행한다.Fuel gasifier 14 is a fuel supplied from the fuel supply conduit 15 connected to the rotary furnace exhaust gas branch conduit (15b) without the low-temperature air, the exhaust gas (rotator discharge gas amount of high temperature (900 ~ 1100 ℃)) Up to 40%), preheating the fuel, releasing volatiles and pyrolysis of the carbon in the fuel particles.
가스화장치(14)에 의해 생성된 가스화된 연료는 하부분류층(3b) 밑에서 30~40m/s 유속으로 중심부를 향하여 분사된다. 연소용 공기는 클링커 냉각기(2)에서 연소용 공기공급도관(5)에 의해 가스화장치(14)에서 분사된 가스화된 연료를 감싸며선회류를 형성하면서 유입되어 연료의 연소효율을 향상시킨다.The gasified fuel produced by the gasifier 14 is injected toward the center at a flow rate of 30 to 40 m / s under the lower side flow layer 3b. Combustion air is introduced in the clinker cooler 2 while encircling the gasified fuel injected by the gasifier 14 by the combustion air supply conduit 5 to form a swirl flow to improve combustion efficiency of the fuel.
제 9 도는 제 8 도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도의 여러 실시예이다.9 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 8.
제 9 도는 (a)는 가스화장치(14)에서 가스화된 연료가 가소로 하부분류층(3b)의 중심부로 밑에서 윗방향으로 30~40m/s의 유속으로 분사되고 클링커 냉각기(2)에서 유입된 연소용 공기가 한쪽으로 접선방향으로 들어오면서 분사된 가스화된 연료를 감싸게 되어 향상된 연소효율을 얻을 수 있다.FIG. 9 (a) shows that the gasified fuel in the gasifier 14 is injected into the center of the lower sub-flow layer 3b at a flow rate of 30-40 m / s from the bottom upwards and flowed in from the clinker cooler 2. As combustion air enters tangentially to one side, it encapsulates the injected gasified fuel, thereby improving combustion efficiency.
(b)는 가소로 하부분류층(3b)의 양쪽에서 접선방향으로 연소용 공기를 유입하면서 가스화된 연료를 연소시키는 경우이다.(b) is a case where the gasified fuel is combusted while injecting combustion air in a tangential direction from both sides of the lower sub-flow layer 3b with calcination.
이상에서 설명한 것과 같이 본 발명에 따른 가소로는 연료의 가스화장치를 부착하여 연료를 가스화한 후에 산화가 많은 연소공기중에서 연소를 함으로서 연소시간의 단축 및 연소효율의 증대를 얻을 수 있어 가소로의 크기를 작게 할 수 있다.As described above, the calcining furnace according to the present invention is attached to the gasifier of the fuel to gasify the fuel, and then burn the combustion gas in the highly oxidized combustion air to shorten the combustion time and increase the combustion efficiency. Can be made small.
따라서, 예열기의 설치위치도 낮아져 예열기 및 가소로의 설치비용을 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다. 그리고, 가스화된 연료는 연소시에 고온을 발생시키지 않으므로 연료의 연소에 의한 가소로내의 코팅발생이 없어 공정의 안정을 얻을 수 있다.Therefore, the installation position of the preheater is also lowered, which has the advantage of reducing the installation cost of the preheater and the plasticizer. In addition, since the gasified fuel does not generate a high temperature during combustion, there is no coating in the calcining furnace due to the combustion of the fuel, and thus the process can be stable.
그리고, 연료를 공급하는 방법에 있어 저온의 공기를 사용하여 연료를 분사시키지 않고 연료공급도관을 사용하여 연료를 공급하므로 저온공기의 유입량을 최소화할 수 있다. 따라서 종래의 가소로들에 있어서 유입되는 저온 공기량(가소로내 연소용 공기량의 4~20%)만큼을 클링커 냉각기에서 유입되는 고온(700~1100℃)의 연소용 공기로 대체할 수 있어 열소모량을 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.In addition, in the method of supplying fuel, fuel may be supplied using a fuel supply conduit without injecting fuel using low temperature air, thereby minimizing the inflow of low temperature air. Therefore, it is possible to replace the amount of low temperature air (4 to 20% of the amount of combustion air in the furnace) with the high temperature (700 to 1100 ° C) combustion air introduced from the clinker cooler in the conventional gas furnaces. It has the advantage of reducing.
본 가소로는 위에서 설명한 원리에 의해서 연소시간의 단축, 연소효율의 증대, 열원단위절감, 국부적 고온 영역의 제거 및 입도에 따른 가소율의 균일화를 얻을 수 있다.According to the principle described above, the plasticizer can shorten the combustion time, increase the combustion efficiency, reduce the heat source unit, remove the local high temperature region, and uniformize the plasticity rate according to the particle size.
따라서, 가소로가 소형화되고 단위용적당 가소율의 증대와 가소로 및 예열기의 설치비용 절감과 공정의 안정화를 이룰 수 있다.Therefore, the plastic furnace can be miniaturized, and the plasticization rate per unit volume can be increased, the installation cost of the plastic furnace and the preheater can be reduced, and the process can be stabilized.
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