KR910000710B1

KR910000710B1 - 분말원료 소성장치

Info

Publication number: KR910000710B1
Application number: KR1019830004143A
Authority: KR
Inventors: 베흐토프트 닐슨 피터
Original assignee: 에프. 엘. 스미스 앤드 컴페니 에이/에스; 모겐스 카스팅, 요르겐 니센
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1991-01-31
Also published as: IN158543B; ES8500087A1; US4561842A; AU563609B2; DK151319C; DE3362188D1; GR78937B; DK392682A; EP0103423B1; CA1212230A; ES525207A0; JPH0380536B2; AU1660783A; EP0103423A1; KR840005979A; JPS5962337A; IE831858L; PT77253A; DK151319B; EG15977A

Abstract

내용 없음.

Description

분말원료 소성장치

제1도는 소성기의 현탁물 이송도관이 로가스도관의 통로에 연결된 형태를 나타낸 장치.

제2도는 로가스도관에 관형정체실이 설치된 형태를 나타낸 제1도의 유사장치.

제3도는 현탁물 이송도관이 미립자 침전기인 싸이클론의 제2현탁물 입구통로에 연결된 형태를 나타낸 제1도의 유사장치.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전로 2 : 공기냉각기

3 : 파이프 4 : 현탁물 소성실

5 : 연료입구 도관 6 : 예열된 분말원료 입구도관

7 : 고온공기 중앙입구 8 : 현탁물 이송도관

9 : 미립자 침전기 10 : 하소기배출 가스출구

11 : 하소물질 출구 12 : 물질유입 통로

13 : 상단부 14,15,16,17 : 라이저파이프

18,18',19,20,21 : 싸이클론

22,22',22",22'",23,24,25 : 물질출구 도관

26 : 물질입구 도관 27 : 배출가스 출구

28 : 로가스도관 29 : 관형정체실

30 : 현탁물 입구도관 31 : 로가스입구

32,42 : 현탁물 출구통로 33 : 연소가스 입구

34 : 댐퍼 35 : 하단부

36 : 가열물질 출구 37 : 냉각공기 입구

38 : 냉각물질 출구 39,40 : 배출고온 공기출구

41,43 : 환상바닥벽 44,46 : 트로틀

45 : 보충연료 입구 47 : 현탁물 입구

본 발명은 분말원료를 소성시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 예열기, 현탁물 하소기장치, 로(kiln) 및 공기냉각기로 이루어진 분말원료를 소성시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 소성장치는 시멘트제조시에 사용되는 것으로서, 즉 분말원료가 시멘트원료, 특히 포틀랜드 시멘트원료일 때나 알루미늄 실리케이트 착화물을 석회나 석회/소오다법에 의해 디칼슘실리게이트 및 수용성 알루미네이트로 전환시킬 때 사용된다.

상기 포틀랜드 시멘트의 산화물 분석치(극도로 가열하여 유리시킨 기준에 의한)는 CaO : 60~67중량

, SiO₂: 17~25중량

, Al₂O₃: 3~8중량

, Fe₂O₃: 0.5~1.3중량

및 SO₃: 1~3중량

이다.

상기 소성장치는 시멘트원료 특히, 위와 같은 포틀랜드 시멘트원료를 건식법에 의해 소성시켜 시멘트 클링커로 하는데 바람직한 바, 이러한 시멘트 클링커는 다음과 같은 4단계로 제조되게 된다.

1) 분말원료를 대략 750

로 예열, 2) 예열된 분말원료를 약 860

에서 하소, 3) 하소된 원료를 소결온도로 가열하여 대략 1400

에서 시멘트 클링커로 소결, 4) 시멘트 클링커를 대략 100

로 냉각시킨다. 원료 초기 3단계는 긴 회전로에서 수행된다.

시멘트 제조상의 열경제(熱經濟)면에 대한 개선은 본 발명에서와 같이 보다 짧은 회전로에 연결된 원료현탁물 예열기를 다단계, 특히 4단계로 구성시키므로서 결정적으로 개선되었다.

본 장치에서, 1단계는 현탁물 예열기에서, 3단계는 회전로에서, 2단계는 현탁물 예열기와 회전로에서 부분적으로 수행된다. 시멘트 제조공정에서의 또다른 개선점은 개선된 소결제어 과정을 제공하는 것으로서, 이것은 예열된 분말원료를 가열가스로 하소현탁시키는 본 발명에 따른 현탁물 하소기에 의해 해결되었다.

본 기술에 따르면 분리장치상에 있어서 소성은 다음과 같은 4단계 수행이 바람직한 것으로 판명되었다.

즉, 1) 다단계 현탁물 예열기에서, 2) 하소물 소성실이 미립자 침전실과 연결된 형태로 구성되어 있으면서 연료공급을 분리시키게 되는 현탁물 하소기에서, 3) 연료공급을 분리시키게 되는 회전로에서, 4) 공기냉각기에서 하소시키며, 이때 배출공기는 2) 및 3)단계에서 연료가 연소될 때 사용되고, 2) 및/또는 3)단계에서 배출되는 가스는 1)단계에서 열원으로 사용된다. 그러나, 대부분의 시멘트 제조공장들은 회전로가 있는 상기 언급된 4단계 현탁물 예열기이지만 분리용 하소기는 없다.

여기서 "현탁물"이라 함은 고체, 액체 또는 기체상으로 분산된 미분체로 구성되는 2상계를 말한다. 그러나, 본 명세서상의 "현탁물"은 비말동반된 가스/입자 현탁물 즉, 가스 스트림에서 분산되었거나 가스 스트림에 의해 비말동반된 미분체로 구성되는 2상계를 말하는 것이다.

그리고, 현탁물 상태로 된 분말 시멘트원료를 소성시키기 위한 다단계 현탁물 예열기, 현탁물 하소기, 회전로 및 냉각기로 구성되는 시멘트 제조장치가 수 없이 제조되어 대규모의 공업에 성공적으로 실행되어 왔다. 공업적으로 유용한 시멘트 제조장치의 폭넓은 조사내용은 월터 에이취.두다, 시멘트 데이터북, 맥도날드 및 에반스, 런던, 2판, 1977년, 407-436페이지에서 찾아볼 수 있다.

여기서는 상기 장치가 2개의 병렬싸이클론 즉, 하나는 가열가스와 같은 로배출가스의 것이고, 다른 하나는 가열가스같은 하소기 배출가스의 것인 2렬 예열기로 구성되는 것에 대해서만 언급되어 있다. 이는 GB PS 1,434,091호에 공지되었으며 또, 가열가스와 같은 로 및 하소기 배출가스의 혼합물로 구성되는 1렬 예열기에 대해서도 언급되어 있다. 1렬 예열기에 있어서, 로가스 및 하소기가스는 하소기에서 혼합되거나, 하소기가스가 하소기의 미립자 침전기로부터 회수된 후에 혼합되게 된다. 하소기에서 로가스와 하소기가스는 대부분의 경우 로가스와 고온공기를 하소기의 소성실이나 상승 스트림으로 혼합시키거나, 또는 상기로에서 고온공기와 로가스를 혼합시키고, 이 혼합물을 하소기의 소성실에 도입된 상당량의 고온공기 과잉분을 작용시키므로써 혼합될 수 있다. 상기 장치들은 GB PS 1,428,828, 1,423,875, 1,489,416 및 1,406,965에 공지되어 있다.

하소기 및 로의 연료로써는 모든 가스류, 오일 및 분말석탄이 사용되고 있으나 가스나 오일을 사용하면 비용이 증가하기 때문에 분말석탄, 특히 90미크론의 메쉬상에서 10~30

가 걸러지는 정도의 미세성을 지닌 분말석탄을 사용하는 것이 연료로써 큰 관심을 끌고 있다.

그러나, 경험에 비추어볼 때 모든 분말석탄류는 하소기 연료로써 적합치 못하였다. 특히, 휘발성물질(ASTM 표준 D3175에 따라 결정된)이 30

이하이고, 넓은 입자분포성을 지니고/또는 상당량의 조립자를 갖는 분말석탄을 무엇보다도 석탄조립자가 완전 소성되지 않는다는 난점이 있었다. 이것은 침전실에서 바람직하지 못한 소성이 일어나고 침전실로부터 회수된 하소제품에서 소성되지 않는 석탄이 부분적으로 산출된다는 것을 말해주는 것이다. 또한, 하소기연료로써 천연가스를 사용하면 하소온도에서 가스연소 속도가 너무 느리기 때문에 역시 상기와 같은 난점이 발생하게 된다.

US-A-4,071,309호에는 다음과 같은 장치에 대하여 기술되어 있다. 즉, 예열기에는 가열가스를 위한 입구와 출구, 분말원료 물질을 위한 입구, 분말원료의 제1스트림과 제2스트림을 위한 제1 및 제2출구도관으로 이루어져 있으며, 연소가스를 위한 입구가 형성되어 있는 현탁물 하소기에는 연료 및 고온공기가 유입되는 입구와 상기 제1도관과 연결된 예열된 분말원료 입구가 형성되어 있는 현탁물 소성실과 로가스 현탁물 입구, 예열기의 가열가스 입구와 연결된 하소기배출 가스출구와, 하소된 물질을 위한 출구가 형성되어 있는 미립자 침전기와, 제2출구도관과 연결된 물질의 입구가 형성되어 있으면서 미립자 침전기의 로가스 현탁물 입구와 함께 연소가스 입구와도 연결되어 있는 로가스도관과, 로가스도관 및 침전기로 이루어진 보조장치에 소성실로부터 유도된 현탁물 이송도관 등으로 이루어져 있는 바, 이로인해 두 개의 물질스트림은 현탁물 상태로 다시 만나게 되고 침전기에서 함께 침전되게 된다.

그리고, 로는 상단부와 하단부로 나뉘어지게 되는데, 즉 침전기의 하소된 물질출구 도관과 연결되는 물질입구와 하소기의 연소가스 입구와 연결되는 배출가스 출구로 이루어진 상단부와, 연료, 고열공기 입구 및 소성된 물질을 위한 출구로 이루어진 하단부로 구성되어 있고, 공기냉각기는 로의 하단부와 연결된 물질입구, 냉각공기를 위한 입구, 냉각된 물질을 위한 출구 및 소성실과 로하단부의 고열공기 입구와 연결되게 되는 고열공기를 위한 2개의 출구로 이루어져 있다.

이와 같은 구조에 있어서, 하소기의 소성실에는 연료와 공기와 함께 공급되게 되는데, 이때의 소성시간은 고온공기와 로가스와 혼합물이 하소기의 소성실로 함께 주입되는 장치에서의 소성시간에 비하여 천연가스는 물론 난점을 지닌 석탄류의 경우에도 감소하게 된다. 이것은 아마도 산소농도가 높은 가스가 소성실에 주입되기 때문인 것으로 보인다.

그러나, US-A-4,071,309호에 기술된 장치에서 현탁물 이송도관은 물질의 제2스트림이 로가스도관에 부하되게 되는 물질입구를 상단스트림으로 유도되도록 설치되어 있기 때문에, 로가스도관의 상단스트림 끝부분에서 연속적인 베이킹(baking)이 일어나는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 문제점을 극복하기 위한 것으로서 현존하는 장치에다 특히, 하소기를 분리시키지는 않으면서 회전로가 연결된 다단계 싸이클론 현탁물 예열기로 쉽게 재축조시켜서 사용할 수 있도록 분말원료의 소성장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 장치는 현탁물 이송도관이 로가스도관과 침전기의 보조장치에 연결되어 있으면서 로가스도관의 물질입구가 하단스트림으로 된 것을 특징으로 한다.

조작에 있어, 분말원료의 제1스트림은 소성실에서 가스스트림에 현탁되고 거의 완전하게 하소되게 된다. 연료와 산소간의 반응속도는 가스는 물론 난점을 지닌 석탄류를 완전하게 소성시킬 만큼 충분히 빠르게 된다.

분말원료의 제2스트림은 로에서 나오게 되는 로가스에 도입 현탁되어 로가스를 신속하게 냉각시키게 되는데, 이때 여기에는 소성실에서 처리되어진 고온물질이 상단스트림으로서 도입되게 된다. 이것은 로가스도관의 상단스트림 선단에서의 베이킹현상을 감소시키게 되는데 아주 중요한 역할을 하게 된다.

실질적으로 분말원료의 제2스트림을 바람직하게 하소시킬 수 있는 것 즉, 미립자 침전기로부터 회수된 하소제품을 바람직한 하소정도로 하소시킬 수 있는 것은 분말원료의 제1 및 제2스트림간의 질량비율에 따라서 달성될 수 있다.

하소기의 소성실은 현탁물 하소기에 정상적으로 유지된 온도 즉, 830~1050

, 바람직하게는 850~950

에서 작동되지만 경우에 따라서는 과열, 핫 스폿트(hot spot) 및 베이킹을 일으키지 않는 한도내에서 정상하소 조건에 따르는 것보다 100~300

높은 온도로 작동시켜도 된다.

하소실에서의 가스정체 시간은 0.5~5초, 바람직하게는 1~3초이다. 또 소성실로부터 회수된 현탁물질의 제1스트림의 하소정도는 70~100

, 바람직하게는 85~98

이다.

로가스에 하소 현탁된 물질의 제2스트림의 하소정도는 50~100

, 바람직하게는 60~90

이다.

예열기에 도입되어 미립자 침전기로부터 회수된 하소기 배출가스의 온도는 850~950

이다.

상기 예열기는 바람직하게도 다단계 현탁물 예열기로서, 특히 예열기는 3이나 4개의 싸이클론 단계로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 물질은 500~850

, 바람직하게는 600~830

로 예열되게 된다. 상기 로는 길이가 50m 이하인 짧은 회전로이다. 하소기 및 로의 연료로써의 중위같은 액체연료, 천연가스같은 가스연료, 분말석탄같은 고체연료를 사용할 수 있다.

예열된 분말원료를 2개의 스트림으로 분리시키는데는 댐퍼로 분리시키거나 현탁물을 2개의 스트림으로 분리하여 이들 두 개의 스트림을 예열기의 침전싸이클론에 분리시켜 도입시키는 방법과 같은 공지된 방법을 이용할 수 있다.

분말원료의 제1스트림과 제2스트림간의 바람직한 질량비는 1~15이다.

예열기, 하소기 및 로를 구성하는 많은 장치들과 비교해 볼 때 본 발명의 장치는 조작이 편리한데, 초기단계에서 예열기의 모든 물질을 로가스도관에 도입시키는데 있어서, 연료, 물질, 공기 등 아무것도 현탁물 소성실에 도입시키지는 않는다. 즉, 초기단계에서 상기 장치는 하소기가 없고 예열기가 있는 로처럼 조작된다. 몇 시간 후 가열클링커가 공기냉각기에 도달하고, 이 냉각기의 고온공기가 약 700

에 이를 때 예열기 물질의 제1스트림과 연료는 점차적으로 현탁물 소성실에 도입된다. 구조상으로 볼 때, 현탁물 소성실은 관형실로써 직립축, 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥벽, 바닥에 있는 고온공기의 중앙입구, 연료 및 분말원료의 제1스트림을 연소실 바닥으로 부하시키게 되는 분리된 도관, 현탁물 이송도관과 연결된 소성실 상부의 현탁물 출구통로 등으로 이루어져 있다. 이러한 구조에 의해 연료는 효과적으로 완전연소되고 분말원료의 제1스트림이 효과적으로 현탁되어 진다. 그리고, 로가스도관에는 관형정체실이 장치되어 있는데, 이 관형실은 직립축, 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥벽, 바닥에 있는 로가스의 중앙입구, 미립자 침전기에 연결되는 상단에 현탁물 출구통로가 형성되어 있다. 또한, 로가스도관의 물질유입 통로는 로와 상기 정체실 사이나 정체실 저부에 설치되며, 현탁물 이송도관은 로와 정체실 사이나 정체실 저부에 설치된 통로를 통해서 로가스도관에 연결된다. 상기 현탁물 이송도관은 정체실 바닥에 접선형태로 설치되나 정체실과 미립자 침전기 사이에 설치되기도 한다. 정체실에서의 가스정체 시간은 0.3~3초이다.

한편, 로가스도관에는 드로틀(throttl)을 장치될 수 있어서, 로와 하소기 사이의 고온공기를 적절히 분리시켜 주게 된다. 상기 드로틀의 가스흐름 저항은 공기냉각기와 현탁물 소성실의 고온공기 입구를 연결하는 고온공기 파이프의 저항보다 약간 더 크게 하면 된다. 로가스도관의 물질입구는 하단 스트림으로 설치되나 라이저파이프(riser pipe)에서의 베이킹형성 위험을 해결하기 위해 상기 드로틀을 상단 스트림으로 설치한다. 현탁물 소성실과 회전로에 직접 연결되는 고온공기 스트림간의 질량비는 고온공기 파이프에 설치된 밸브로 조절된다. 다른 한편으로, 로가스도관에 보충연료 입구가 장치되어 있는데, 로가스도관의 물질입구에 가까이 설치하거나, 정체실 저부에 설치할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 고온공기의 과잉분은 로를 통해 회수되고 보다 많은 량의 예열물질은 보충연료를 가열시킴으로서 산출되는 열에 의해 로가스도관에서 하소되게 된다. 보충연료가 로가스도관에 도입시 분말원료의 제1 및 제2스트림간의 질량비는 바람직하게는 7~1이다. 보충연료를 도입하지 않을 때의 상기 질량비는 바람직하게 15~5이다.

현존하는 다단계 현탁물 예열기가 있는 로장치는 회전로에 연결되어 있으나, 하소기를 분리시키지 않고서도 본 발명에 따른 장치로 쉽게 변환시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 분말원료 물질을 소성시키기 위한 장치로 전환시키는 방법도 포함하게 되는 바, 이 때의 소성장치는 다단계 싸이클론 예열기로써 로의 배출가스에 의하여 분말원료 물질을 예열시키도록 되어 있음과 동시에 소성을 위해 그 원료물질을 로에 공급시켜 주고 소성된 후의 물질은 냉각시키기 위하여 로와 연결된 공기냉각기에 보내주는 최하단 싸이클론단을 가지고 있으며, 상기 로배출가스는 로에서부터 라이저파이프를 경유해서 최하단 싸이클론단으로 통과시켜 물질이 그 다음 싸이클론으로부터 공급되도록 된 다단계 싸이클론 예열기장치를 변환시켜 사용하되 그 예열기장치에 연료입구가 형성되어 있으면서 냉각공기를 공급해 주는 공기입구와 냉각기와 연결되어 있는 하소기 소성실과 이 소성실로부터 라이저파이프 하단스트림까지 물질을 공급해 주면서 라이저파이프 또는 최하단 싸이클론단을 통해 유도되는 현탁물 이송도관 및, 둘째번 싸이클론단을 떠나는 물질을 분리해 주면서 그 분리된 물질스트림 중 하나는 소성실 내부로 다른 하나는 라이저파이프로 공급해 주는 수단을 갖는 장치를 제공해서 상기 예열장치를 변환시킨 다음, 이를 이용하여 두 개의 물질스트림을 각각 현탁물 상태로 하소시키고 이들을 최하단 싸이클론단에서 침전되도록 서로 혼합시킨 다음 재결합된 물질을 로에 공급시켜서 되는 분말원료를 소성시키기 위한 소성장치의 변환방법을 포함하고 있다.

이하, 본 발명을 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 장치에서 회전로(1)는 버너(도면에 나타나 있지 않음)가 장치되어 있으면서 공기냉각기(2)와 연결되어 있고, 물질입구와 로배출 가스출구로 구성된 상단부(13)와, 연료 및 고온공기를 위한 입구, 소성된 물질을 위한 출구 등으로 구성되는 하단부(35)로 이루어져 있다.

로에 형성된 소성된 물질출구(35)는 냉각된 물질을 위한 출구(38)가 형성되어 있는 냉각기의 물질입구(36)와 연결되게 된다.

한편, 공기냉각기(2)에는 냉각공기를 위한 입구(37)와 로에 형성된 고온공기 입구(35)와 파이프(3)에 연결되게 되는 두 개의 배출고온 공기출구(39, 40)가 장치되어 있는데, 상기 파이프(3)는 냉각기 출구공기의 일부를 하소기장치 즉, 연료(5), 예열된 분말원료의 제1스트림 입구도관(6) 및 고온공기(7)를 위한 입구가 있으며, 미립자 침전기인 싸이클론(9)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 현탁물 이송도관(8)이 설치되어 있는 하소기장치로 유도시키게 된다. 상기 미립자 침전기인 싸이클론(9)은 하소기배출 가스출구(10)와 회전로의 물질입구(13)과 연결되어 있으면서 하소된 물질을 유도하게 되는 하소물질을 위한 출구(11)가 설치되어 있다.

또한, 하소기장치에는 싸이클론(9)의 현탁물입구(47)에 로가스도관(28)이 제공되어 있으며, 연소가스 입구(33)가 로배출 가스출구(13)와 연결된 상태로 설치되어 있고, 분말원료 물질의 제2스트림을 위한 물질입구(12)도 갖고 있다.

하소기배출 가스출구(10)는 싸이클론(18,18',19,20,21)에 유도되는 라이저파이프(14,15,16,17) 등으로 이루어져 있으며 물질출구 도관(22,22'(또는 22"),23,24,25)이 설치된 다단계 싸이클론 예열기에다 예열가스를 제공하게 된다. 여기서 상기 예열가스는 연소실(4)과 회전로(1)로부터 나와서 로가스도관(28)을 경유하게 되는 배출가스이다.

또한, 다단계 싸이클론 예열기에는 도면에는 나타나 있지 않은 여과기 및 통풍기와 연결되는 분말원료 물질입구(26)와 가열가스 출구(27)가 제공되어 있다.

조작과정을 보면, 분말원료가 예열기에 도입 예열되어 싸이클론(18,18')에서 두 개의 스트림으로 회수하거나 싸이클론(18)에서 스트림이 분리된다. 예열된 분말원료의 두스트림은 하소기장치에 도입되어 각각, 현탁물 소성실과 로가스도관에서 현탁된 상태로 하소된다.

이어서, 상기 두 현탁물 사이클론(9)에 도입되고, 하소물질은 상기 싸이클론(9)에서 침전되어 회전로(1)에 도입된 후 상술한 바와 같이 더욱 열처리된다. 싸이클론(9)으로부터 회수된 하소기배출 가스는 가열가스로서 예열기에 도입된다.

제1도에서, 분말원료 물질은 최종 예열단계에서 분리되는데 이곳에서 라이저파이프(14)는 각각, 싸이클론(18, 18')을 연결하는 관을 둘로 분리한다. 상기 두 스트림간의 질량비는 댐퍼(도면상에 나타나 있지 않음)나 싸이클론(18)의 배출가스 도관에 설치된 밸브에 의해 조절된다.

한편, 현탁물 소성실(4)은 직립축을 가지며 중앙에 고온공기 입구(7)가 형성되어 있는 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥벽을 갖는 관형실로서 입구(5)를 통해서는 연료가 부하되게 되고, 소성실의 저면부 양쪽에 있는 입구(6)를 통해서는 제1출구도관(22)로부터 분말원료 제1스트림이 부하되게 된다.

그리고, 현탁물 소성실(4)의 상단에 있는 현탁물 출구통로(42)는 현탁물 이송도관(8)과 연결되어 있다. 따라서 예열된 분말원료의 제1스트림은 제1출구도관(22)과 상기 입구(6)를 통해서 소성실에 인가되게 되며, 예열된 분말원료의 제2스트림은 제2출구도관(22')과 입구(12)를 통하여 로가스도관(28)에 인가되게 된다. 이때, 예열된 분말원료의 제2스트림은 로배출가스에 의하여 현탁되게 되어 로가스를 바람직하게 서냉시키고 로배출 가스출구에서의 베이킹 위험을 감소시키게 된다. 여기서, 분말원료/로가스 현탁물은 현탁물 이송도관(8)을 통과하여 들어오는 현탁물과 혼합하게 되며, 이 혼합 현탁물은 라이저파이프(14)와 연결되는 배출가스 출구(10)가 있는 싸이클론(9)에 도입되게 된다.

제2도에서, 예열기와 현탁물 소성실은 제1도와 같은 구조이다. 여기서 예열된 분말원료의 제1스트림은 현탁물 연소실과 연결된 제1출구도관(22)를 통해 싸이클론(18)으로부터 회수되게 된다. 분말원료의 제2스트림은 제2출구도관(22' 또는 22")을 경유하여 싸이클론(18')으로부터 회수되어 로가스도관(28)에 도입, 로가스에서 현탁되게 된다. 로가스도관(28)에는 청구범위 제3항과 같은 구조의 관형정체실(29)이 장치되게 되는데, 이 관형실에는 각각 정체실 바닥 및 정체실 저부에 현탁물 소성실로부터 들어오는 현탁물 및 로가스를 위한 입구(30,31)가 있으며, 현탁물 이송도관(8)은 상기 입구(30)에 연결되어 있다. 또한, 정체실(29)에는 로가스도관(28)의 제2부분을 통해서 싸이클론(9)과 연결된 현탁물 출구통로(32)도 있다. 싸이클론(18')에서 침전된 물질은 제2출구도관(22')을 경유하여 로가스입구(31)를 상단스트림으로 로가스도관(28)에 도입된다. 이 경우에서, 분말원료의 제2스트림은 로배출가스로 현탁된 정체실에 도입되게 된다. 또한, 싸이클론(18')에서 침전된 물질은 응집성 스트림으로써 제2출구도관(22")을 경유하여 정체실의 경사진 바닥에 분말원료의 제2스트림으로 유출되어 정체실(29)의 로가스에 현탁되게 된다.

제3도에서, 예열된 분말원료는 분리용 댐퍼(34)에 의해 두 스트림으로 분리되게 되는 바, 예열된 분말원료의 제1스트림은 물질출구 도관(22")을 경유하여 제1도 및 제2도와 같이 현탁물 소성실에 도입된다. 소성실의 현탁물 이송도관(8)은 싸이클론(9)의 제1현탁물 입구통로에 연결된다. 상기 원료의 제2스트림은 물질출구 도관의 제2출구도관(22')을 경유하여 싸이클론(9)의 또 다른 현탁물 입구통로에 연결된 로가스도관(28)에 도입된다. 이의 조작과정으로, 원료물질은 예열기에서 댐퍼(34)에서 두 스트림으로 분리된다. 제1스트림은 상술된 바와 같이 현탁물 소성실에 도입되고 제2스트림은 상술한 바와 같이 로배출가스에 도입 현탁된다.

상기 두 현탁물은 로가스도관에서가 아니라 싸이클론(9)에서 혼합된다. 제1도와 제2도에서, 분말원료는 라이저파이프(14)에 의해서가 아니라 제3도의 댐퍼에 의해 분리되나 서로 대응되기도 한다. 분말원료의 제2스트림을 보다 낮은 온도로 작동시키는 것이 바람직하다면 분말원료는 최종 예열단계에서가 아니라 진행단계중에서 분리된다. 한 스트림은 보다 낮은 온도를 갖는 분말원료의 제2스트림으로써 예열기로부터 회수되고 다른 스트림은 분말원료의 제1스트림으로써 회수되어 더욱 예열된다. 예열기의 싸이클론 수는 도면에 나타난 것보다 많게 할 수도 있고, 적게 할 수도 있다. 분말원료의 제1스트림을 현탁물 소성실로 도입시키는 과정은 상기 스트림을 2개의 보조스트림(substream)으로 나누어 한 스트림은 산소를 함유하는 가스가 소성실 저부를 통하여 도입되기 전에 상기 가스에서 현탁시키고, 다른 스트림은 소성실의 경사진 바닥에 응집성 스트림으로써 도입되는 것으로 구성된다.

로가스도관(28)에서 가열된 연료에 의하여 열이 부가될 수 있는데, 이 경우, 제2도에 나타낸 바와 같이 로가스도관(28)에 관형정체실(29)이 제공되게 될 때 보충연료 입구(45)가 정체실의 저부에 설치되게 된다. 파이프(3)와 로(1)를 통해서 흐르게 되는 냉각기 배출공기의 비율은 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 로가스도관(28)에 있는 트로틀(44)이나 공기파이프(3)에 있는 트로틀(46)의 작용에 의하여 조절되게 된다.

제1도 및 제2도에서, 부호 18, 22, 8, 4 및 3으로 나타낸 부위를 갖고 있지 않은 종래 장치는 이 부위를 부가시키므로서 그 장치를 바꿀 수 있으며, 제2도의 부호 29에 대한 부위에 대해서도 이와같이 할 수 있다.

제3도에서 부호 34, 22", 3, 4 및 8로 나타낸 부위에 대해서도 종래의 장치에 부가시키므로서 장치의 변화를 이룰 수 있다. 그리고 이 모든 경우에 있어서 도관(28)은 전환되지 않은 장치에서 라이저파이프로 제공될 수 있다.

Claims

분말원료를 소성시키는 장치에 있어서, 가열가스를 위한 입구(14)와 출구(27), 분말원료를 위한 입구(16) 및 예열된 분말원료의 제1스트림과 제2스트림을 위한 제1 및 제2출구도관(22, 22')으로 이루어진 예열기와, 연료와 고온공기를 위한 입구(5, 7), 상기 제1출구도관(22)와 연결되는 예열된 분말원료 입구(6)로 구성되는 현탁물 소성실(4)과, 로가스 현탁물입구(47)를 가지면서 상기 예열기의 가열가스 입구(14)와 연결되는 하소기 배출가스를 위한 출구(10) 및 하소된 물질을 위한 출구도관(11)으로 구성된 미립자 침전기(9)와, 제2출구도관(22')과 연결되는 물질입구(12), 연소가스 입구(33)와 미립자 침전기의 로가스 현탁물입구(47)가 연결되어서 구성되는 로가스도관(28) 및 상기 로가스도관(28)과 상기 미립자 침전기(9)로 형성된 보조장치에 소성실(4)로부터 유도되어 설치된 현탁물 이송도관(8) 등으로 구성되어 있어서, 상기 2개의 물질스트림이 현탁물 상태로 상기 미립자 침전기(9)에 모아지고 침전되어지도록 된 연소가스를 위한 입구(33)를 갖는 현탁물 하소기장치와, 상기 침전기(9)의 하소된 물질출구 도관(11)과 연결되는 물질입구와 하소기장치의 연소가스 입구(33)와 연결되는 배출가스 출구로 구성된 상단부(13)와 연료와 고온공기를 위한 입구와 소성된 물질을 위한 출구로 구성된 하단부(35)로 이루어진 로(1)와, 상기 로의 하단부(35) 선단과 연결된 물질입구(36), 냉각공기를 위한 입구(37), 서성실과 로의 하단부(35) 선단의 고온공기 입구(7)와 연결된 고온공기를 위한 두 개의 출구(39, 40)로 구성된 공기냉각기 등으로 이루어진 장치에 있어서, 로가스도관(28)에서의 물질입구(12)를 하단스트림으로 하여서 그 로가스도관(28)과 침전기(9)의 보조장치를 잇는 현탁물 이송도관(28)을 연결시켜서 된 것을 특징으로 하는 분말원료 소성장치.
제1항에 있어서, 현탁물 소성실(4)은 직립축, 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥벽(41), 바닥에 있는 고온공기의 중앙입구(7), 연료 및 분말원료의 제1스트림을 소성실 바닥으로 부하시키게 되는 분리된 도관(5, 6), 현탁물 이송도관(8)과 연결된 소성실 상부의 현탁물 출구통로(42) 등으로 구성되어 있는 관형실임을 특징으로 하는 분말원료 소성장치.
제1항에 있어서, 로가스도관(28)은 직립축과, 하방 및 안쪽으로 경사진 환상바닥벽(43)과, 바닥에 있는 로가스 중앙입구(31) 및 미립자 침전기(9)에 연결되고 상단에 현탁물 출구통로(32)가 형성되어 있는 관형정체실(29)이 장치되고, 로가스도관의 물질유입 통로(12)는 로(1)의 상기 정체실(29) 사이나 정체실 저부에 설치되어 있으며, 현탁물 이송도관(8)이 로(1)와 상기 정체실(29) 사이나 정체실 저부에 설치된 통로를 통해서 상기 로가스도관(28)과 연결된 것임을 특징으로 하는 분말원료 소성장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 로가스도관(28)에는 트로틀(44)이 설치됨을 특징으로 하는 분말원료 소성장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 로가스도관(28)에는 보충연료 입구(45)가 설치됨을 특징으로 하는 분말원료 소성장치.
제5항에 있어서, 보충연료 입구(45)는 정체실 저부에 설치됨을 특징으로 하는 분말원료 소성장치.
로의 배출가스에 의하여 분말원료를 예열시킬 수 있도록 되어 있음과 동시에 소성을 위해 그 원료물질을 로에 공급시켜 주고 소성된 후의 물질은 냉각시키기 위해 로와 연결된 공기냉각기에 보내주는 최하단 싸이클론단을 가지고 있으며, 상기 로배출가스는 로에서부터 라이저파이프를 경유해서 최하단 싸이클론단으로 통과시켜 물질을 그 다음 싸이클론단으로부터 공급하도록 된 다단계 싸이클론 예열장치를 변환시켜 사용하되 그 예열기장치에, 연료입구가 형성되어 있으면서 냉각공기를 공급해 주는 공기입구가 냉각기와 연결되어 있는 하소기 소성실과, 이 소성실로부터 라이저파이프 하단스트림까지 물질을 공급해 주면서 라이저파이프 또는 최하단 싸이클론단을 통해 유도되는 현탁물 이송도관 및, 둘째번 싸이클론단을 떠나는 물질을 분리해 주면서 그 분리된 물질스트림중 하나는 소성실 내부로 다른 하나는 라이저파이프로 공급해 주는 수단을 갖는 장치를 제공해서 상기 예열기장치를 변환시킨 다음, 이를 이용하여 두 개의 물질스트림을 각각 현탁물 상태로 하소시키고 이들을 최하단 싸이클론단에서 침전되도록 서로 혼합시킨 다음, 재결합된 물질을 로에 공급시켜서 되는 분말원료를 소성시키기 위한 소성방법.