Cement waste heat power generating method
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CONSTITUTION: Cooling air at nearly 450 to 500°C which is discharged from the medium temperature part of an air quenching cooler AQC 2 is led into a waste heat boiler 4 for the AQC, and the whole or a part of cooling air at nearly 300 to 120°C which is discharged from the low temperature part of the AQC is led into the coal combustion part of a SP tower inlet. And then, a part of cooling air discharged from the low temperature part of the AQC is led into the waste heat boiler 4 for the AQC.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Cement waste heat power generating method专利的具体信息内容。
ＱＣと言う。 ）と、ＳＰタワーから排出される燃焼ガス用廃熱ボイラ（以下、ＳＰタワー用廃熱ボイラと言う。）と、ＡＱＣから排出される冷却空気用廃熱ボイラ（以下、ＡＱＣ用廃熱ボイラと言う。）と、蒸気タービンおよび発電機からなる発電設備を有するセメントプラントにおいて、ＡＱＣの中温部から排出される冷却空気をＡＱＣ用廃熱ボイラに導入し、ＡＱＣの低温部から排出される冷却空気の全部又は一部をＳＰタワーの石炭燃焼部に導入し、上記ＡＱＣの低温部から排出される冷却空気の一部をＡＱＣ用廃熱ボイラに導入することを特徴とするセメント廃熱発電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＰタワー用廃熱ボイラとＡＱＣ用廃熱ボイラを有し、各廃熱ボイラから発生する蒸気の熱量を利用して発電を行うセメントプラントにおいて、既設設備の大幅な改造を行うことなく、廃熱ボイラの蒸気発生量を増大させて、発電量を増加させるセメント廃熱発電方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、第１の従来技術の例を示す図で、図２において５１はキルン、５２はＡＱＣ、５３はＳＰタワー、５４はＡＱＣ用廃熱ボイラ、５５はＳＰタワー用廃熱ボイラ、５６はタービン、５７は発電機、５
８は電気集塵機、５９はファン、６０は煙突、６１はファン、６２はプロセス、６３は予燃焼室、６４は中温空気、６５は低温空気、６６は高温空気、６７，６８はバーナ、６９はファン、７０は原料である。
【０００３】ＳＰタワー５３に投入された石灰石と粘土等からなる原料７０は、ＳＰタワー５３内において複数のサイクロン中を順次降下し、その間下部から送入される高温の石炭燃焼ガスと熱交換を行って乾燥、昇温した状態でキルン５１内に導入される。
【０００４】キルン５１内に導入された原料７０はバーナ６８によって燃焼された石炭の燃焼ガスによって焼成され、高温のクリンカ状でＡＱＣ５２内に送入される。
ＡＱＣないに送入されたクリンカはファン６９から送入される冷空気によって冷却されて排出される。
【０００５】他方、ＡＱＣ５２内においてクリンカを冷却した空気は、キルン５１に近い部分は約８００℃の高温空気の状態で石炭燃焼用空気としてバーナ６７に送入され、またクリンカ出口部に近い部分は約２００〜２５
０℃の低温空気の状態でＡＱＣ用廃熱ボイラ５４に送入されて熱交換を行って蒸気を発生させ、空気自体は約１
００℃に温度を降下させて電気集塵機５８、ファン５９
を経由し、煙突６０から大気中に放出される。
【０００６】ＳＰタワー５３内において原料７０と接触した石炭燃焼ガスは約３００〜４００℃でＳＰタワー５
３から排出され、ＳＰタワー用廃熱ボイラ５５内において熱交換を行って蒸気を発生させ、燃焼ガス自体は約２
５０℃でファン６１を経由してプロセス６２に送出される。
【０００７】図３は第２の従来技術の例で、ＡＱＣ及びＡＱＣ用廃熱ボイラ周辺のクリンカ冷却用空気の系統を示す図で、図における符号は図と同一である。 該従来技術例は、プラント全体の系統は第１の従来技術例と同様であるが、ＡＱＣ５２におけるクリンカ冷却用空気の系統に工夫がある。 すなわち、ＡＱＣ５２の低温部でクリンカを冷却して排出された空気を再びファン６９を通じてＡＱＣ５２内に送入し、再びクリンカと接触させたのち低温空気６５としてＡＱＣ用廃熱ボイラ５４に送入する。 これによってＡＱＣ用廃熱ボイラ５４入口の空気温度を上昇させてＡＱＣ用廃熱ボイラ５４における収熱を高め、蒸気発生量を増加させてタービン５６、発電機５
７による発電量の増大を図っている。
【０００８】図４は第３の従来技術の例で、プラント全体の系統は第１の従来技術例と同様であるが、ＡＱＣ用廃熱ボイラ５４にバーナ７１等の石炭燃焼設備を具設し、石炭を燃焼することによってＡＱＣ用廃熱ボイラ５
４における蒸気発生量を増し、それによって発電量の増大を図っている点に特徴がある。 図４における符号はバーナ７１以外は図２と同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の技術においても、セメントプラントから排出されるクリンカ冷却用空気あるいはＳＰタワーから排出されるガスの余熱を回収して蒸気を発生させ、蒸気タービンおよび発電機によって電気に変換することによってエネルギーの有効利用を行うことが可能であった。 しかしながら上記各従来技術は、それぞれ下記の点において不具合を有するものであった。
【００１０】すなわち、第１の従来技術例においては、
ＡＱＣ用廃熱ボイラに送入される空気の温度が低いために、該廃熱ボイラから発生する蒸気量が中型の３，００
０トン／日（クリンカ生産量）クラスのセメントプラントの場合で約４，０００〜５，０００ＫＷ程度と少なく、それに伴ってプラント全体で発生する電力量が低いために設備費の回収効率が低いこと。
【００１１】また第２の従来技術例においては、一度Ａ
ＱＣでクリンカを冷却し、温度を上昇させた空気を再びＡＱＣ内に送入してクリンカ冷却用空気として使用するために冷却効率が低く、ＡＱＣ自体に容量的に余裕が無い場合にはＡＱＣ自体を改造して大きくする必要があること。
【００１２】更に第３の従来技術例においては、新たに石炭を燃焼させることにより、バーナ、送風機、制御機器等のほか、従来のプラントにおいては石炭燃焼ガスは総てＳＰタワー内においてセメント原料と十分に接触するため、この過程において燃焼ガスの脱硫が行われていたが、ＡＱＣ用廃熱ボイラで新たに石炭の燃焼をおこなった場合にはその燃焼ガスが直接煙突から排出されるために、該廃熱ボイラ出口部に新たに公害防止のための脱硫設備等を具設する必要があり、その費用が莫大になって発電コストを著しく上昇させていた。
【００１３】本発明はこのような不具合を解消し、低廉な改造費と簡潔な構成によってセメントプラントにおける発電量を著しく増大させるセメント廃熱発電方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は前記は前記特許請求の範囲に記載されたセメントプラント廃熱発電方法によって達成される。 すなわち、ＳＰタワーと、Ａ
ＱＣと、ＳＰタワー用廃熱ボイラと、ＡＱＣ用廃熱ボイラと、蒸気タービンおよび発電機からなる発電設備を有するセメントプラントにおいて、ＡＱＣの中温部から排出される冷却空気をＡＱＣ用廃熱ボイラに導入し、ＡＱ
Ｃの低温部から排出される冷却空気の全部又は一部をＳ
Ｐタワーの石炭燃焼部に導入し、上記ＡＱＣの低温部から排出される冷却空気の一部をＡＱＣ用廃熱ボイラに導入するセメント廃熱発電方法である。 以下、本発明の作用等について実施例に基づいて説明する。
【００１５】
【実施例】図１は、本発明の実施例を示す図で、図１において１はキルン、２はＡＱＣ、３はＳＰタワー、４はＡＱＣ用廃熱ボイラ、５はＳＰタワー用廃熱ボイラ、６
はタービン、７は発電機、８は電気集塵機、９はファン、１０は煙突、１１はファン、１２はプロセス、１３
は予燃焼室、１４は中温空気、１５は低温空気、１６は高温空気、１７，１８はバーナ、１９はファン、２０は原料である。
【００１６】ＳＰタワー３に投入された石灰石と粘土等からなる原料１０は、ＳＰタワー３内に配設された複数のサイクロン中を旋回しながら順次降下し、その間下部から送入されキルン１から排出れた高温のガスとバーナ１７を有する予燃焼室１３において燃焼された石炭の燃焼ガスとの混合ガスによって乾燥、昇温されたのちキルン１内に導入される。
【００１７】キルン１の出口部にはバーナ１８が具設され、ＡＱＣ２の高温部から流入する約８００℃の空気を燃焼用空気として石炭を燃焼し、約１，４００℃の高温ガスを発生してＳＰタワー３側に送出している。 キルン１内に導入された原料２０は上記高温の燃焼ガスと接触して焼成され、高温のクリンカとなってＡＱＣ２内に送出される。 ＡＱＣ２内に送入されたクリンカは金属製のコンベア上でファン１９から送入される冷空気によって冷却されながら下流側に移動して外部に排出される。
【００１８】一方、ファン１９から送出されＡＱＣ２内においてクリンカを冷却した空気の内、まずキルン１に近い部分から抽出された約８００℃の空気は燃焼用の高温空気１６としてバーナ１８から送入される石炭の燃焼用に使用され、ＡＱＣ２の中間部付近から抽出された約４５０〜５００℃の中温空気１４は全量ＡＱＣ用廃熱ボイラ４に送入される。 またＡＱＣ２のクリンカ出口部に近い部分から抽出された約３００〜１２０℃の低温空気１５は主として予燃焼室１３における石炭燃焼用空気として使用されるが、そのうちの一部はＡＱＣ用廃熱ボイラ４に導かれ、補助熱源とて使用される。
【００１９】ＡＱＣ用廃熱ボイラ４内に送入され、熱交換を行って蒸気を発生させたクリンカ冷却用空気は約１
００℃に温度を降下させて電気集塵機８、ファン９を経由し、煙突１０から大気中に放出される。
【００２０】他方、ＳＰタワー３内において原料２０と接触した石炭燃焼ガスは約３２０〜４００℃でＳＰタワー３から排出され、ＳＰタワー用廃熱ボイラ５内において熱交換を行って蒸気を発生させ、燃焼ガス自体は約２
８０〜２３０℃でファン１１を経由して石炭ミル、原料ミルあるいは原料ドライヤ等のプロセス１２に送出される。
【００２１】本発明に基づくセメントプラントにおける発電量は、ＳＰタワー用廃熱ボイラ５から発生する蒸気によるものが約４，０００ＫＷで、この値は前記第１の従来技術における場合と同様であるが、ＡＱＣ用廃熱ボイラ４から発生する蒸気によるものが約４，０００〜
６，０００ＫＷで、前記第１の従来技術における場合に較べて数倍に増加しており、タービン６および発電機７
によって発電される電力量は合計約８，０００〜１０，
０００ＫＷに達する。
【発明の効果】このように本発明によれば上記実施例において明らかなように、下記に示す効果を奏する。 予燃焼室に於ける石炭燃焼量が、燃焼用空気の温度の低下分だけ増加するが、セメントプラントにおける各燃焼設備は十分な余裕を有していることにより、特に改造を行う必要がなく、ＡＱＣにおけるクリンカ冷却用空気の出口側の系統を変更するのみであるから、極めて低い改造費によって大幅な発電量の増加を達成し得る。 プラント内発生熱量の増加に係わらず、各廃熱ボイラから排出される空気あるいはガスの温度が、発生熱量増加前と同一であることにより、増加した熱量をほぼ１
００％有効に利用し得る。 既設設備を利用して安価な燃料である石炭を燃焼して発電を行うことにより、低廉な電力を得ることが可能になる。
【図１】本発明に基づくセメント廃熱発電方法の全体系統図である。
【図２】第１の従来技術例のセメント廃熱発電方法の全体系統図である。
【図３】第２の従来技術例のセメント廃熱発電方法の、
ＡＱＣおよびＡＱＣ用廃熱ボイラ付近部分系統図である。
【図４】第３の従来技術例のセメント廃熱発電方法の、
ＡＱＣおよびＡＱＣ用廃熱ボイラ付近部分系統図である。
１ キルン ２ ＡＱＣ ３ ＳＰタワー ４ ＡＱＣ用廃熱ボイラ ５ ＳＰタワー用廃熱ボイラ ６ タービン ７ 発電機 ８ 電気集塵機 ９，１１，１９ ファン １０ 煙突 １２ プロセス １３ 予燃焼室 １４ 中温空気 １５ 低温空気 １６ 高温空気 １７，１８ バーナ ２０ 原料 ５１ キルン ５２ ＡＱＣ ５３ ＳＰタワー ５４ ＡＱＣ用廃熱ボイラ ５５ ＳＰタワー用廃熱ボイラ ５６ タービン ５７ 発電機 ５８ 電気集塵機 ５９，６１，６９ ファン ６０ 煙突 ６２ プロセス ６３ 予燃焼室 ６４ 中温空気 ６５ 低温空気 ６６ 高温空気 ６７，６８，７１ バーナ ７０ 原料
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