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公開番号2025125947
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022248
出願日2024-02-16
発明の名称燃料吹込方法
出願人太平洋セメント株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類F23D 14/24 20060101AFI20250821BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】NO_xの発生量の増加を抑制しながらも、クリンカ焼成用の燃料として可燃性ガスを利用することを可能にする、燃料吹込方法を提供する。
【解決手段】この方法は、セメント焼成用のロータリーキルンの内部にバーナを通じて燃料を含む気流を吹き込む燃料吹込方法であって、バーナは複数の同心円筒状部材に仕切られた複数の流路を備えており、複数の流路に属する可燃性ガス用流路を通じて可燃性ガスを吹き込むと共に、複数の流路に属し可燃性ガス用流路とは異なる空気用流路を通じて一次空気を吹き込む工程(a)を有する。工程(a)は、空気用流路から吹き込まれる一次空気の合成モメンタムに対する、可燃性ガス用流路から吹き込まれる可燃性ガスの合成モメンタムの相対比が、0.08～1.5の範囲内となるような条件で実行される。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
セメント焼成用のロータリーキルンの内部に、バーナを通じて燃料を含む気流を吹き込む燃料吹込方法であって、
前記バーナは、複数の同心円筒状部材に仕切られた複数の流路を備えており、
前記複数の流路に属する可燃性ガス用流路を通じて、前記燃料としての可燃性ガスを吹き込むと共に、前記複数の流路に属し前記可燃性ガス用流路とは異なる空気用流路を通じて一次空気を吹き込む工程（ａ）を有し、
前記工程（ａ）は、前記空気用流路から吹き込まれる前記一次空気の合成モメンタムに対する、前記可燃性ガス用流路から吹き込まれる前記可燃性ガスの合成モメンタムの相対比が、０．０８～１．５の範囲内となるような条件で実行されることを特徴とする、燃料吹込方法。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記工程（ａ）は、前記可燃性ガスの合成モメンタムが０．９［ｋｇ・ｍ/ｓ
2
］～４．６６［ｋｇ・ｍ/ｓ
2
］の範囲内であり、且つ、前記一次空気の合成モメンタムが３．１［ｋｇ・ｍ/ｓ
2
］～１０．８［ｋｇ・ｍ/ｓ
2
］の範囲内となるような条件で実行されることを特徴とする、請求項１に記載の燃料吹込方法。
【請求項３】
前記可燃性ガス用流路及び前記空気用流路の少なくとも一方は、前記バーナの軸方向に対して４０°以下の旋回角度を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料吹込方法。
【請求項４】
前記可燃性ガス用流路及び前記空気用流路の少なくとも一方は、前記バーナの軸方向に対して１１°～４０°の旋回角度を有することを特徴とする、請求項３に記載の燃料吹込方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント焼成用のロータリーキルンの内部に、燃料を含む気流をセメント焼成用のロータリーキルンの内部に吹き込む方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
セメントの製造に際しては、１４００℃を超える高温での焼成が必要である。この焼成過程における化学反応により、主要原料である石灰石が脱炭酸（ＣａＣＯ
3
⇒ＣａＯ＋ＣＯ
2
）する。これらの事情により、セメントの製造過程で大量のＣＯ
2
が発生することが知られている。
【０００３】
セメントの製造過程で発生するＣＯ
2
のうち、化石エネルギーの消費や電力消費といった、エネルギーに由来するものが約４０％を占める。このため、温暖化への影響に鑑み、従来の主燃料である石炭と比べてＣＯ
2
排出原単位の低い天然ガスや、ＣＯ
2
を原料とする合成メタン（e-methane）等の可燃性ガスを、主燃料に代えて又は主燃料の補助燃料として利用することが検討されている。
【０００４】
下記特許文献１は、石炭等の主燃料を吹き込むバーナに、主燃料が投入されるポートとは別の専用のポートを設け、この専用ポートから可燃性ガスの一種であるアンモニアガスをセメント焼成用のロータリーキルンに吹き込む技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１８５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可燃性ガスは気体であるため、固体である石炭よりも燃焼速度が速くなる傾向を示す。このため、可燃性ガスをセメント焼成用の燃料としてバーナから吹き込むことで利用した場合、石炭と比べて可燃性ガスの燃焼反応が急速に進み、ロータリーキルン内で局所的な高温部が形成されやすい。
【０００７】
より詳細には、石炭の燃焼は、熱分解によって気相に放出された揮発分の燃焼（揮発分燃焼）過程と、固定炭素と呼ばれる固体の燃焼（チャー燃焼）過程とを有する。揮発分燃焼は速やかに終了するが、チャー燃焼には時間がかかり、燃焼反応全体の律速過程となる。一方、天然ガスの燃焼は、気相燃焼のみであることから石炭より早期に燃焼が完了する。このため、燃料を石炭から可燃性ガスに置換すると、ロータリーキルン内で局所的な高温域（短炎化傾向）が生じ、Thermal ＮＯxが増加する可能性がある。
【０００８】
ＮＯxは大気汚染源の一つであるため、排ガスに含まれるＮＯxの量を抑制することは、セメント業界にも要請されている。ＮＯxの発生量が増加すると、排ガスに含まれるＮＯxの量を低下させるために脱硝剤の使用量を増加することが余儀なくされ、セメント製造原価の上昇につながる。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑み、ＮＯxの発生量の増加を抑制しながらも、クリンカ焼成用の燃料として可燃性ガスを利用することを可能にする、燃料吹込方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、セメント焼成用のロータリーキルンの内部に、バーナを通じて燃料を含む気流を吹き込む燃料吹込方法であって、
前記バーナは、複数の同心円筒状部材に仕切られた複数の流路を備えており、
前記複数の流路に属する可燃性ガス用流路を通じて、前記燃料としての可燃性ガスを吹き込むと共に、前記複数の流路に属し前記可燃性ガス用流路とは異なる空気用流路を通じて一次空気を吹き込む工程（ａ）を有し、
前記工程（ａ）は、前記空気用流路から吹き込まれる前記一次空気の合成モメンタムに対する、前記可燃性ガス用流路から吹き込まれる前記可燃性ガスの合成モメンタムの相対比αが、０．０８～１．５の範囲内となるような条件で実行されることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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