設備内におけるセメントクリンカの製造方法及びそのようなセメントクリンカ製造設備
【課題】大気中への二酸化炭素の排出を制限でき、経済的に実現性があり、更に、セメントクリンカの製造用に従来から使用されている設備と技術的に近い設備で実施できるセメントクリンカの製造方法により、従来の製造方法および製造設備の問題点を解消する。
【解決手段】プレか焼反応炉（４）に、該反応炉（４）の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス（９）を供給し、サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの一部分（８a）を設備内でリサイクルして、該プレヒータ内での材料の浮遊に必要な適切な流を得るようにし、一方では、二酸化炭素が豊富な、前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの他の部分（８b）は、特に隔離などのような、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させる。
【解決手段】プレか焼反応炉（４）に、該反応炉（４）の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス（９）を供給し、サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの一部分（８a）を設備内でリサイクルして、該プレヒータ内での材料の浮遊に必要な適切な流を得るようにし、一方では、二酸化炭素が豊富な、前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの他の部分（８b）は、特に隔離などのような、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設備におけるセメントクリンカの製造方法及びそのようなセメントクリンカ製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメントの製造には、その大部分で、焼成材料であるクリンカを使用し、クリンカは主成分が炭酸カルシウムである鉱物から製造される。クリンカの作製には、焼成作業を行うが、その焼成作業では、作業に必要な燃料の燃焼によっても、炭酸カルシウムの分解によっても、大量の二酸化炭素が発生する。
【０００３】
例えば、いわゆるポルトランドセメント１トンの製造には、処理される材料に由来するＣＯ2約５３０ｋｇ、及び燃料に由来するＣＯ2２５０〜３００ｋｇの放出が伴う。この二酸化炭素は、３０％未満の濃度で排ガスに放出され、そのような排ガスの主成分は窒素である。この状態では、大気中へのＣＯ2排出を制限する目的で、分離、特に隔離することは困難である。
【０００４】
セメントクリンカの製造には、あらかじめ粉砕した原料を回転炉でか焼する、いわゆる乾式焼成法が最も多く使用される。作業に必要とされるエネルギーを削減するために、回転炉の上流及び下流に熱交換器が加えられており、材料及び回転炉から出た排ガスに含まれている熱を直接回収する。
【０００５】
上流には、浮遊状の原料を予熱し、部分的に二酸化炭素を除去するサイクロンプレヒータがある。下流には、焼成した材料を冷気送風によって冷却するクリンカクーラがある。いわゆる乾式で作動する設備の大部分は、プレか焼炉（ｐｒｅｃａｌｃｉｎａｔｅｕｒ）と呼ばれる、プレヒータの下方の燃焼反応装置を備え、そのプレか焼炉内に焼成装置によって消費される大量の燃料が供給され、浮遊状の原料に含まれる炭酸カルシウムの二酸化炭素除去反応の大部分がそのプレか焼炉内で行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる経済的に実現性のあるセメントクリンカの製造方法を提案して、前述の問題点を解消することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、セメントクリンカの製造用に従来から使用されている設備と技術的に近い設備で実施できるセメントクリンカの製造方法を提案することである。
【０００８】
本発明のまた別の目的は、そのような設備そのものを提案することである。
【０００９】
本発明の他の目的及び利点は、以下の説明から明らかになるものであるが、これらの説明は例として挙げたものであり、本発明を何ら限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、まず、
‐原料を予熱するためのサイクロンプレヒータ、
‐サイクロンプレヒータに熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉であって、該回転炉の排ガスがプレか焼反応炉及び／またはサイクロンプレヒータの方へ運ばれる回転炉、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ、
を備える設備におけるセメントクリンカの製造方法であって、
‐前記サイクロンプレヒータ及び／または前記プレか焼反応炉において、原料を予熱し、その二酸化炭素を除去し、
‐前記クリンカクーラにおいて、前記回転炉から出たクリンカを冷却する
方法に関するものである。
【００１１】
本発明によると、
‐プレか焼反応炉に、該反応炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガスを供給し、
‐前記サイクロンプレヒータから出たガスの一部分を設備内でリサイクルして、前記プレヒータ内での材料の浮遊（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）に必要な適切な流（ｆｌｕｘ）を得るようにし、一方では、二酸化炭素の豊富な、前記サイクロンプレヒータから出たガスの他の部分は、特に隔離などのような、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させる。
【００１２】
本発明は、また、特に前記の方法を実施することのできるセメントクリンカの製造設備であって、
‐原料を予熱するためのサイクロンプレヒータ、
‐サイクロンプレヒータに熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉であって、該回転炉からの排ガスがプレか焼反応炉、さらに前記プレヒータの方へ運ばれる回転炉、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ、
を備える設備に関するものである。
【００１３】
本発明によると、その設備は、さらに、
‐プレか焼反応炉に供給される、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源、
‐前記サイクロンプレヒータから出るガスの一部分を設備内でリサイクルするための導管、
を備える。
【００１４】
本発明は、添付図面を参照して行う下記の説明を読むことでより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明による第一の実施態様のセメントクリンカの製造方法及びその関連設備の実施例を概略的に示したものである。
【図２】図２は、本発明による第二の実施態様のセメントクリンカの製造方法及びその関連設備を示したものである。
【図３】図３は、本発明による第三の実施態様のセメントクリンカの製造方法及びその関連設備を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、また、設備におけるセメントクリンカの製造方法に関するものである。
【００１７】
この設備は、
‐原料２を予熱するためのサイクロンプレヒータ３、
‐サイクロンプレヒータ３に熱（高温ガス）を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉４、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉１であって、該回転炉１の排ガスがプレか焼反応炉４及び／またはサイクロンプレヒータ３の方へ運ばれる回転炉、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉１の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ５、
を備える。
【００１８】
したがって、従来技術の設備と同様に、サイクロンプレヒータ、プレか焼反応炉、回転炉及びクリンカクーラを備える設備に関する。
【００１９】
本発明の方法によると、
‐前記サイクロンプレヒータ３及び／または前記プレか焼反応炉４において、原料を予熱し、その二酸化炭素を除去し、
‐前記クリンカクーラ５において、回転炉１から出たクリンカを冷却する。
【００２０】
本発明によると、
‐プレか焼反応炉４に、該反応炉４の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス９を供給し、
‐前記サイクロンプレヒータ３から出たガス８の一部分８aを設備内でリサイクルして、該プレヒータ３内での材料の浮遊に必要な適切な流を得るようにし、一方では、二酸化炭素の豊富な、該サイクロンプレヒータ３から出たガス８の他の部分８bは特に隔離などのような大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させる。
【００２１】
本発明は、プレか焼反応炉４の位置で、燃焼用空気の代わりに、純酸素、または窒素含有量が空気に比べると大幅に削減された少なくとも一つの酸素化ガス（ｇａｚ ｏｘｙｇｅｎｅ）を使用することからなる。
【００２２】
したがって、生成される排ガスの量は、従来より少なく、材料を浮遊状に維持し、サイクロンプレヒータの正常な空気力学的機能を確保するためには不十分である。
【００２３】
本発明によると、適切なガス流を維持するのに十分な量のプレヒータから出た排ガスをリサイクルすることによって、この不均衡を回復する。このようにして生成されたガスは二酸化炭素が豊富であり、窒素が少なく、したがって、特に隔離などのような大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させたものである。
【００２４】
より正確には、一実施態様によると、前記サイクロンプレヒータ３から出たガスの部分８aをリサイクルして、処理される材料と排ガスとの間の質量流量比が０．５ｋｇ／ｋｇ〜２ｋｇ／ｋｇの範囲になるようにする。
【００２５】
特に図１の実施例によって示した本発明の方法の一実施態様によると、サイクロンプレヒータ３から出たガス８の一部分８aをリサイクルして、その部分を再加熱した後、プレか焼反応炉４、さらにサイクロンプレヒータ３の方へ直接送る。例えば、クリンカクーラ５によって生成される高温ガスの一部分６によってリサイクルされるガスの部分８aを再加熱する。
【００２６】
ここでは、特に図１の実施例について記載する。
【００２７】
この実施例では、クリンカクーラ５の冷却ガスは空気であり、したがって、窒素をかなりの割合で含む。
【００２８】
クリンカクーラ５によって生成される高温の空気（ａｉｒ ｃｈａｕｄ）は、三つの流に分割される。クーラ内で生成される高温の空気の一部分６０、いわゆる二次流は回転炉１の方へ送られ、回転炉内で燃焼空気として使用される。
【００２９】
７５０℃以上の温度と定義される、クリンカクーラ内で生成される高温ガスの第二の部分６、いわゆる三次流は、第一の部分６０とは別に、熱交換器１１まで運ばれ、リサイクルされるガスの部分８aを再加熱する。
【００３０】
さらに、温度が三次流の温度より低い第三の部分７は抽出され、力学的エネルギー、さらに電気の生成に使用できる。
【００３１】
場合によっては、熱交換器１１の下流で、三次流６aに含まれる残留熱は、エネルギー、特に電気の生成に使用できる。同様に、場合によっては、プレヒータ３の排ガスのリサイクルされない部分８bに含まれる残留熱をエネルギーの生成に使用することもある。
【００３２】
この実施例では、リサイクルされる部分８aが前記プレか焼反応炉４、さらにサイクロンプレヒータ３の方へ直接送られることに注目すべきである。ガスがプレか焼反応炉４の方へ送られるとき、反応炉４内の燃焼ガスは、酸素の豊富なガス９及び二酸化炭素の豊富なリサイクルされた部分８aの混合物である。このように、有利には、燃焼ガスの酸素濃度が高くなりすぎないようにし、そうすることで、反応炉４内で、該反応炉を劣化させるおそれのある大きすぎる炎が生じることのないようにしている。
【００３３】
場合によっては、直接リサイクルされない、二酸化炭素の豊富なガスの部分８bを、固体燃料の空気輸送用流体及び／または液体燃料の噴霧用流体として、及び／または、サイクロンプレヒータ及び／またはクリンカクーラの空気圧清掃（ｎｅｔｔｏｙａｇｅ ｐｎｅｕｍａｔｉｑｕｅ）流体として少なくとも部分的に使用することができる。
【００３４】
特に図２または図３に示した別の実施態様によると、
‐回転炉１のバーナに、回転炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス１０を供給し、
‐プレヒータから出たガスの部分８aをリサイクルし、その部分を熱交換器１３、１５によって冷却し、冷却ガスとして使用されるように前記クリンカクーラの方へ送る。
【００３５】
図２の実施例による本発明の方法を以下に詳細に記載する。
【００３６】
この実施例では、クリンカクーラ５に供給される冷却ガスはリサイクルされるガスから生じ、該リサイクルされるガスのうち、部分８aはプレヒータ３から出るガスに由来し、他の部分は前記クリンカクーラ５によって生成される高温ガスの一部分に由来する。回転炉の一つまたは複数のバーナには、その回転炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス１０が供給される。プレか焼反応炉４の一つまたは複数のバーナには、その反応炉４の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス９が供給される。
【００３７】
したがって、冷却ガスは二酸化炭素が豊富である。クリンカクーラ５内で生成される高温ガスの一部分６０、いわゆる二次流は、回転炉１の方へ送られる。より正確には、この部分６０は酸素の豊富なガス１０と混じり合い、そのようにして燃焼ガスの酸素濃度を制限し、それによって、回転炉のバーナで、該回転炉を劣化させるおそれのある大きすぎる炎が生じないようにする。
【００３８】
７５０℃以上の温度と定義されており、同様に二酸化炭素の豊富な、クリンカクーラ５内で生成される高温ガスの第二の部分６、いわゆる三次流は、第一の部分とは別にプレか焼反応炉４の方へ運ばれる。この反応炉内では、二酸化炭素の豊富なこのガスの部分６が酸素の豊富なガス９と混じり合い、そのようにして燃焼ガスの酸素濃度を制限し、それによって、反応炉４のバーナで、該反応炉を劣化させるおそれのある大きすぎる炎が生じないようにする。
【００３９】
クリンカクーラ５内で生成される高温ガスの第三の部分７は、熱交換器１４内で冷却され、リサイクルされて、クリンカクーラ５に冷却ガスを供給する。
【００４０】
場合によっては、プレヒータの排ガスのリサイクルされない部分８bに含まれる残留熱をエネルギーの生成に使用することもある。場合によっては、直接リサイクルされない、二酸化炭素の豊富なガスの部分８bを、固体燃料の空気輸送用流体及び／または液体燃料の噴霧用流体として、及び／または、サイクロンプレヒータ３及び／またはクリンカクーラ５の空気圧清掃流体として少なくとも部分的に使用することもできる。
【００４１】
図３に示した設備は、図２に示した設備とほぼ同様であるが、リサイクルされるガスの部分８aの流れ上に配置された熱交換器１５が原料の粉砕乾燥装置によって構成されている点が異なる。
【００４２】
図１、図２及び図３の設備では、酸素の豊富なガス９または１０の窒素含有量は５％未満であり得る。
【００４３】
本発明は、また、そのようなセメントクリンカ製造設備に関するものでもある。
【００４４】
この設備は、
‐原料２を予熱するためのサイクロンプレヒータ３、
‐サイクロンプレヒータ３に熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉４、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉１であって、該回転炉の排ガスがプレか焼反応炉４、さらに前記プレヒータ３の方へ運ばれる回転炉１、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉１の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ５、
を備える。
【００４５】
本発明によると、設備は、また、少なくとも、
‐プレか焼反応炉４に供給される、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源９、
‐前記サイクロンプレヒータ３から出たガス８の一部分８aを設備内でリサイクルするための導管８０、８１、８２
を備える。特に、本発明による方法の実施を可能にする、前記の、図１、図２及び図３に示した設備に関する。
【００４６】
一実施態様によると、少なくとも一つの熱交換器１１は、クリンカクーラ５によって生成される高温ガスの一部分６と協働して、リサイクルされるガスの部分８aを再加熱し、リサイクル用導管８０はプレか焼反応炉４、さらにサイクロンプレヒータ３に直接供給する。
【００４７】
特に図２または図３に示された別の実施態様によると、
‐酸素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源が、回転炉１のバーナに供給され、
‐少なくとも一つの熱交換器１３、１５はリサイクルされるガスの部分８aと協働して、その部分を冷却し、前記リサイクル用導管８１、８２は前記クリンカクーラ５に冷却ガスを供給する。
【００４８】
この実施態様によると、場合によっては、熱交換器１４によって、クリンカクーラにより生成される高温ガスの一部分７を冷却することができ、その部分をリサイクルして、前記クリンカクーラ５に冷却ガスを供給することができる。
【００４９】
ここで、従来技術の設備の性能、続いて、前述の図１に示した設備の期待される性能、さらに前述の図２に示した設備の性能について記載する。
【００５０】
従来技術
ここで考察する設備は、現在使用されている多数の装置の能力の代表である平均的なサイズのクリンカ製造装置であり、本発明を実施せずに、１時間当たり３３７トンの原料供給量から１日当たり５０００トンのクリンカを生産するものである。
【００５１】
この設備は、６２．８％がプレか焼反応炉の位置に導入される燃料の形態で供給されて、生産するクリンカ１トンにつき３０００ＭＪを消費する。燃料が石油コークスであり、その真発熱量が３４３００ｋＪ／ｋｇであり、窒素含有量が２％である場合を考察する。
【００５２】
クリンカクーラは、とりわけ、プレか焼反応炉の燃焼に供給される８９０℃の三次空気１１７０００Ｎｍ3／時、及び２４５℃の排気（過剰空気）２１００００Ｎｍ3／時を生成する。サイクロンプレヒータの排ガスは、温度３２０℃で流量２８６２００Ｎｍ3／時である。供給される原料とプレヒータの排ガスとの間の質量流量の比は０．８２である。
【００５３】
生成され、プレヒータから出る排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素３．６％
‐水７．１％
‐二酸化炭素２９．６％
‐窒素５９．７％
【００５４】
回転炉の排ガスの流量は８６２００Ｎｍ3／時、温度は１１６０℃である。それらの排ガスは、サイクロンプレヒータで使用される。回転炉で生成された排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素３．２％
‐水５．９％
‐二酸化炭素２１．５％
‐窒素６９．４％
【００５５】
これらの条件では、二酸化炭素の総量の７８．１％がプレヒータ内で生成され、２１．９％だけが回転炉内で生成される。
【００５６】
本発明による実施例１
ここで考察する設備は従来技術の設備に匹敵するが、今回は、本発明の図１に示した実施例によって二酸化炭素の濃縮を実施する。
【００５７】
製造されるクリンカ１トンにつき１９７２ＭＪとして、プレか焼反応炉に燃料を供給する。回転炉の作動は変更されておらず、クリンカ１トンにつき１１１７ＭＪを消費する。プレか焼炉の燃焼に必要な酸素量は、２７６５０Ｎｍ3／時である。
【００５８】
このように、プレヒータの出口で３２５℃の排ガス２７４１００Ｎｍ3／時が生成され、そのうち、１０４２００Ｎｍ3／時がリサイクルされ、１６９９００Ｎｍ3／時が抽出されて、その二酸化炭素が処理される。供給される原料とプレヒータの排ガスとの間の質量流量の比は、０．７９である。
【００５９】
生成され、プレヒータから出るこれらの排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素４．２％
‐水１０．７％
‐二酸化炭素４９．８％
‐窒素３５．３％
‐乾燥した排ガスにおけるＣＯ2５５．８％
【００６０】
クーラから８９０℃の三次空気１１７０００Ｎｍ3／時が取り出され、熱交換器を通過して運搬され、そのエネルギーがプレヒータのリサイクルされる排ガスに伝達されて、該三次空気は３５０℃まで冷却される。そのようにして、前記プレヒータの排ガスは、温度を８１０℃に上げられ、その後、プレか焼反応炉に導入される。
【００６１】
本発明による実施例２
ここで考察する設備は、図２に示した実施例のものである。
【００６２】
クリンカ製造装置は、製造されるクリンカ１トンにつき３０００ＭＪの燃料を消費し、その６２．８％はプレか焼反応炉の位置に導入される。燃焼に必要な酸素は、プレか焼反応炉においても回転炉においても純酸素によって確保される。必要な酸素の総量は、４２０６０Ｎｍ3／時である。
【００６３】
このように、プレヒーターの出口で３２０℃の排ガス２３８６００Ｎｍ3／時が生成され、そのうち、１２９６００Ｎｍ3／時がリサイクルされ、１０９０００Ｎｍ3／時が抽出されて、その二酸化炭素が処理される。供給される原料とプレヒータの排ガスとの間の質量流量の比は、０．８１である。
【００６４】
生成され、プレヒータから出るこれらの排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素６．５％
‐水１５．６％
‐二酸化炭素７７．７％
‐窒素０．２２％
‐乾燥した排ガスにおけるＣＯ2９２．０％
【００６５】
抽出される排ガスは、二酸化炭素流量１６６．３６ｔ／時に対応する。
【００６６】
リサイクルされる排ガスは、一連の熱交換器内に運搬され、１３５℃まで冷却され、その後、クリンカクーラ内で送風のために使用される。クーラの過剰なガス、いわゆる排気流は同様に１３５℃まで冷却された後、それ自体、クリンカクーラの方へ運搬される。
【００６７】
このように、クーラを介して１３５℃のガスを流量２７５８００Ｎｍ3／時で送風する。ガスは材料と接触して加熱され、三つの部分に分けられるが、それら三つの部分とは、すなわち、回転炉の燃焼区域の方に送られるいわゆる二次流である１１８０℃で４８１００Ｎｍ3／時の部分、プレか焼反応炉の方に別に送られるいわゆる三次流である８９０℃で８１５００Ｎｍ3／時の部分、及び、いわゆる排気流または過剰流である３７０℃で１４６２００Ｎｍ3／時の部分である。回転炉及びプレヒータでリサイクルされるガスの流量、すなわち最初の二つの流の合計は１２９６００Ｎｍ3／時である。クリンカは、温度が２０５℃まで冷却される。
【００６８】
以下の特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲を逸脱することなく、当業者がその他の実施態様を企図することが可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 回転炉
２ 原料
３ サイクロンプレヒータ
４ プレか焼反応炉
５ クリンカクーラ
１１、１３、１４、１５ 熱交換器
８０、８１、８２ リサイクル用導管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設備におけるセメントクリンカの製造方法及びそのようなセメントクリンカ製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメントの製造には、その大部分で、焼成材料であるクリンカを使用し、クリンカは主成分が炭酸カルシウムである鉱物から製造される。クリンカの作製には、焼成作業を行うが、その焼成作業では、作業に必要な燃料の燃焼によっても、炭酸カルシウムの分解によっても、大量の二酸化炭素が発生する。
【０００３】
例えば、いわゆるポルトランドセメント１トンの製造には、処理される材料に由来するＣＯ2約５３０ｋｇ、及び燃料に由来するＣＯ2２５０〜３００ｋｇの放出が伴う。この二酸化炭素は、３０％未満の濃度で排ガスに放出され、そのような排ガスの主成分は窒素である。この状態では、大気中へのＣＯ2排出を制限する目的で、分離、特に隔離することは困難である。
【０００４】
セメントクリンカの製造には、あらかじめ粉砕した原料を回転炉でか焼する、いわゆる乾式焼成法が最も多く使用される。作業に必要とされるエネルギーを削減するために、回転炉の上流及び下流に熱交換器が加えられており、材料及び回転炉から出た排ガスに含まれている熱を直接回収する。
【０００５】
上流には、浮遊状の原料を予熱し、部分的に二酸化炭素を除去するサイクロンプレヒータがある。下流には、焼成した材料を冷気送風によって冷却するクリンカクーラがある。いわゆる乾式で作動する設備の大部分は、プレか焼炉（ｐｒｅｃａｌｃｉｎａｔｅｕｒ）と呼ばれる、プレヒータの下方の燃焼反応装置を備え、そのプレか焼炉内に焼成装置によって消費される大量の燃料が供給され、浮遊状の原料に含まれる炭酸カルシウムの二酸化炭素除去反応の大部分がそのプレか焼炉内で行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる経済的に実現性のあるセメントクリンカの製造方法を提案して、前述の問題点を解消することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、セメントクリンカの製造用に従来から使用されている設備と技術的に近い設備で実施できるセメントクリンカの製造方法を提案することである。
【０００８】
本発明のまた別の目的は、そのような設備そのものを提案することである。
【０００９】
本発明の他の目的及び利点は、以下の説明から明らかになるものであるが、これらの説明は例として挙げたものであり、本発明を何ら限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、まず、
‐原料を予熱するためのサイクロンプレヒータ、
‐サイクロンプレヒータに熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉であって、該回転炉の排ガスがプレか焼反応炉及び／またはサイクロンプレヒータの方へ運ばれる回転炉、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ、
を備える設備におけるセメントクリンカの製造方法であって、
‐前記サイクロンプレヒータ及び／または前記プレか焼反応炉において、原料を予熱し、その二酸化炭素を除去し、
‐前記クリンカクーラにおいて、前記回転炉から出たクリンカを冷却する
方法に関するものである。
【００１１】
本発明によると、
‐プレか焼反応炉に、該反応炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガスを供給し、
‐前記サイクロンプレヒータから出たガスの一部分を設備内でリサイクルして、前記プレヒータ内での材料の浮遊（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）に必要な適切な流（ｆｌｕｘ）を得るようにし、一方では、二酸化炭素の豊富な、前記サイクロンプレヒータから出たガスの他の部分は、特に隔離などのような、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させる。
【００１２】
本発明は、また、特に前記の方法を実施することのできるセメントクリンカの製造設備であって、
‐原料を予熱するためのサイクロンプレヒータ、
‐サイクロンプレヒータに熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉であって、該回転炉からの排ガスがプレか焼反応炉、さらに前記プレヒータの方へ運ばれる回転炉、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ、
を備える設備に関するものである。
【００１３】
本発明によると、その設備は、さらに、
‐プレか焼反応炉に供給される、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源、
‐前記サイクロンプレヒータから出るガスの一部分を設備内でリサイクルするための導管、
を備える。
【００１４】
本発明は、添付図面を参照して行う下記の説明を読むことでより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明による第一の実施態様のセメントクリンカの製造方法及びその関連設備の実施例を概略的に示したものである。
【図２】図２は、本発明による第二の実施態様のセメントクリンカの製造方法及びその関連設備を示したものである。
【図３】図３は、本発明による第三の実施態様のセメントクリンカの製造方法及びその関連設備を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、また、設備におけるセメントクリンカの製造方法に関するものである。
【００１７】
この設備は、
‐原料２を予熱するためのサイクロンプレヒータ３、
‐サイクロンプレヒータ３に熱（高温ガス）を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉４、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉１であって、該回転炉１の排ガスがプレか焼反応炉４及び／またはサイクロンプレヒータ３の方へ運ばれる回転炉、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉１の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ５、
を備える。
【００１８】
したがって、従来技術の設備と同様に、サイクロンプレヒータ、プレか焼反応炉、回転炉及びクリンカクーラを備える設備に関する。
【００１９】
本発明の方法によると、
‐前記サイクロンプレヒータ３及び／または前記プレか焼反応炉４において、原料を予熱し、その二酸化炭素を除去し、
‐前記クリンカクーラ５において、回転炉１から出たクリンカを冷却する。
【００２０】
本発明によると、
‐プレか焼反応炉４に、該反応炉４の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス９を供給し、
‐前記サイクロンプレヒータ３から出たガス８の一部分８aを設備内でリサイクルして、該プレヒータ３内での材料の浮遊に必要な適切な流を得るようにし、一方では、二酸化炭素の豊富な、該サイクロンプレヒータ３から出たガス８の他の部分８bは特に隔離などのような大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させる。
【００２１】
本発明は、プレか焼反応炉４の位置で、燃焼用空気の代わりに、純酸素、または窒素含有量が空気に比べると大幅に削減された少なくとも一つの酸素化ガス（ｇａｚ ｏｘｙｇｅｎｅ）を使用することからなる。
【００２２】
したがって、生成される排ガスの量は、従来より少なく、材料を浮遊状に維持し、サイクロンプレヒータの正常な空気力学的機能を確保するためには不十分である。
【００２３】
本発明によると、適切なガス流を維持するのに十分な量のプレヒータから出た排ガスをリサイクルすることによって、この不均衡を回復する。このようにして生成されたガスは二酸化炭素が豊富であり、窒素が少なく、したがって、特に隔離などのような大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させたものである。
【００２４】
より正確には、一実施態様によると、前記サイクロンプレヒータ３から出たガスの部分８aをリサイクルして、処理される材料と排ガスとの間の質量流量比が０．５ｋｇ／ｋｇ〜２ｋｇ／ｋｇの範囲になるようにする。
【００２５】
特に図１の実施例によって示した本発明の方法の一実施態様によると、サイクロンプレヒータ３から出たガス８の一部分８aをリサイクルして、その部分を再加熱した後、プレか焼反応炉４、さらにサイクロンプレヒータ３の方へ直接送る。例えば、クリンカクーラ５によって生成される高温ガスの一部分６によってリサイクルされるガスの部分８aを再加熱する。
【００２６】
ここでは、特に図１の実施例について記載する。
【００２７】
この実施例では、クリンカクーラ５の冷却ガスは空気であり、したがって、窒素をかなりの割合で含む。
【００２８】
クリンカクーラ５によって生成される高温の空気（ａｉｒ ｃｈａｕｄ）は、三つの流に分割される。クーラ内で生成される高温の空気の一部分６０、いわゆる二次流は回転炉１の方へ送られ、回転炉内で燃焼空気として使用される。
【００２９】
７５０℃以上の温度と定義される、クリンカクーラ内で生成される高温ガスの第二の部分６、いわゆる三次流は、第一の部分６０とは別に、熱交換器１１まで運ばれ、リサイクルされるガスの部分８aを再加熱する。
【００３０】
さらに、温度が三次流の温度より低い第三の部分７は抽出され、力学的エネルギー、さらに電気の生成に使用できる。
【００３１】
場合によっては、熱交換器１１の下流で、三次流６aに含まれる残留熱は、エネルギー、特に電気の生成に使用できる。同様に、場合によっては、プレヒータ３の排ガスのリサイクルされない部分８bに含まれる残留熱をエネルギーの生成に使用することもある。
【００３２】
この実施例では、リサイクルされる部分８aが前記プレか焼反応炉４、さらにサイクロンプレヒータ３の方へ直接送られることに注目すべきである。ガスがプレか焼反応炉４の方へ送られるとき、反応炉４内の燃焼ガスは、酸素の豊富なガス９及び二酸化炭素の豊富なリサイクルされた部分８aの混合物である。このように、有利には、燃焼ガスの酸素濃度が高くなりすぎないようにし、そうすることで、反応炉４内で、該反応炉を劣化させるおそれのある大きすぎる炎が生じることのないようにしている。
【００３３】
場合によっては、直接リサイクルされない、二酸化炭素の豊富なガスの部分８bを、固体燃料の空気輸送用流体及び／または液体燃料の噴霧用流体として、及び／または、サイクロンプレヒータ及び／またはクリンカクーラの空気圧清掃（ｎｅｔｔｏｙａｇｅ ｐｎｅｕｍａｔｉｑｕｅ）流体として少なくとも部分的に使用することができる。
【００３４】
特に図２または図３に示した別の実施態様によると、
‐回転炉１のバーナに、回転炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス１０を供給し、
‐プレヒータから出たガスの部分８aをリサイクルし、その部分を熱交換器１３、１５によって冷却し、冷却ガスとして使用されるように前記クリンカクーラの方へ送る。
【００３５】
図２の実施例による本発明の方法を以下に詳細に記載する。
【００３６】
この実施例では、クリンカクーラ５に供給される冷却ガスはリサイクルされるガスから生じ、該リサイクルされるガスのうち、部分８aはプレヒータ３から出るガスに由来し、他の部分は前記クリンカクーラ５によって生成される高温ガスの一部分に由来する。回転炉の一つまたは複数のバーナには、その回転炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス１０が供給される。プレか焼反応炉４の一つまたは複数のバーナには、その反応炉４の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス９が供給される。
【００３７】
したがって、冷却ガスは二酸化炭素が豊富である。クリンカクーラ５内で生成される高温ガスの一部分６０、いわゆる二次流は、回転炉１の方へ送られる。より正確には、この部分６０は酸素の豊富なガス１０と混じり合い、そのようにして燃焼ガスの酸素濃度を制限し、それによって、回転炉のバーナで、該回転炉を劣化させるおそれのある大きすぎる炎が生じないようにする。
【００３８】
７５０℃以上の温度と定義されており、同様に二酸化炭素の豊富な、クリンカクーラ５内で生成される高温ガスの第二の部分６、いわゆる三次流は、第一の部分とは別にプレか焼反応炉４の方へ運ばれる。この反応炉内では、二酸化炭素の豊富なこのガスの部分６が酸素の豊富なガス９と混じり合い、そのようにして燃焼ガスの酸素濃度を制限し、それによって、反応炉４のバーナで、該反応炉を劣化させるおそれのある大きすぎる炎が生じないようにする。
【００３９】
クリンカクーラ５内で生成される高温ガスの第三の部分７は、熱交換器１４内で冷却され、リサイクルされて、クリンカクーラ５に冷却ガスを供給する。
【００４０】
場合によっては、プレヒータの排ガスのリサイクルされない部分８bに含まれる残留熱をエネルギーの生成に使用することもある。場合によっては、直接リサイクルされない、二酸化炭素の豊富なガスの部分８bを、固体燃料の空気輸送用流体及び／または液体燃料の噴霧用流体として、及び／または、サイクロンプレヒータ３及び／またはクリンカクーラ５の空気圧清掃流体として少なくとも部分的に使用することもできる。
【００４１】
図３に示した設備は、図２に示した設備とほぼ同様であるが、リサイクルされるガスの部分８aの流れ上に配置された熱交換器１５が原料の粉砕乾燥装置によって構成されている点が異なる。
【００４２】
図１、図２及び図３の設備では、酸素の豊富なガス９または１０の窒素含有量は５％未満であり得る。
【００４３】
本発明は、また、そのようなセメントクリンカ製造設備に関するものでもある。
【００４４】
この設備は、
‐原料２を予熱するためのサイクロンプレヒータ３、
‐サイクロンプレヒータ３に熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉４、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉１であって、該回転炉の排ガスがプレか焼反応炉４、さらに前記プレヒータ３の方へ運ばれる回転炉１、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉１の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ５、
を備える。
【００４５】
本発明によると、設備は、また、少なくとも、
‐プレか焼反応炉４に供給される、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源９、
‐前記サイクロンプレヒータ３から出たガス８の一部分８aを設備内でリサイクルするための導管８０、８１、８２
を備える。特に、本発明による方法の実施を可能にする、前記の、図１、図２及び図３に示した設備に関する。
【００４６】
一実施態様によると、少なくとも一つの熱交換器１１は、クリンカクーラ５によって生成される高温ガスの一部分６と協働して、リサイクルされるガスの部分８aを再加熱し、リサイクル用導管８０はプレか焼反応炉４、さらにサイクロンプレヒータ３に直接供給する。
【００４７】
特に図２または図３に示された別の実施態様によると、
‐酸素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源が、回転炉１のバーナに供給され、
‐少なくとも一つの熱交換器１３、１５はリサイクルされるガスの部分８aと協働して、その部分を冷却し、前記リサイクル用導管８１、８２は前記クリンカクーラ５に冷却ガスを供給する。
【００４８】
この実施態様によると、場合によっては、熱交換器１４によって、クリンカクーラにより生成される高温ガスの一部分７を冷却することができ、その部分をリサイクルして、前記クリンカクーラ５に冷却ガスを供給することができる。
【００４９】
ここで、従来技術の設備の性能、続いて、前述の図１に示した設備の期待される性能、さらに前述の図２に示した設備の性能について記載する。
【００５０】
従来技術
ここで考察する設備は、現在使用されている多数の装置の能力の代表である平均的なサイズのクリンカ製造装置であり、本発明を実施せずに、１時間当たり３３７トンの原料供給量から１日当たり５０００トンのクリンカを生産するものである。
【００５１】
この設備は、６２．８％がプレか焼反応炉の位置に導入される燃料の形態で供給されて、生産するクリンカ１トンにつき３０００ＭＪを消費する。燃料が石油コークスであり、その真発熱量が３４３００ｋＪ／ｋｇであり、窒素含有量が２％である場合を考察する。
【００５２】
クリンカクーラは、とりわけ、プレか焼反応炉の燃焼に供給される８９０℃の三次空気１１７０００Ｎｍ3／時、及び２４５℃の排気（過剰空気）２１００００Ｎｍ3／時を生成する。サイクロンプレヒータの排ガスは、温度３２０℃で流量２８６２００Ｎｍ3／時である。供給される原料とプレヒータの排ガスとの間の質量流量の比は０．８２である。
【００５３】
生成され、プレヒータから出る排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素３．６％
‐水７．１％
‐二酸化炭素２９．６％
‐窒素５９．７％
【００５４】
回転炉の排ガスの流量は８６２００Ｎｍ3／時、温度は１１６０℃である。それらの排ガスは、サイクロンプレヒータで使用される。回転炉で生成された排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素３．２％
‐水５．９％
‐二酸化炭素２１．５％
‐窒素６９．４％
【００５５】
これらの条件では、二酸化炭素の総量の７８．１％がプレヒータ内で生成され、２１．９％だけが回転炉内で生成される。
【００５６】
本発明による実施例１
ここで考察する設備は従来技術の設備に匹敵するが、今回は、本発明の図１に示した実施例によって二酸化炭素の濃縮を実施する。
【００５７】
製造されるクリンカ１トンにつき１９７２ＭＪとして、プレか焼反応炉に燃料を供給する。回転炉の作動は変更されておらず、クリンカ１トンにつき１１１７ＭＪを消費する。プレか焼炉の燃焼に必要な酸素量は、２７６５０Ｎｍ3／時である。
【００５８】
このように、プレヒータの出口で３２５℃の排ガス２７４１００Ｎｍ3／時が生成され、そのうち、１０４２００Ｎｍ3／時がリサイクルされ、１６９９００Ｎｍ3／時が抽出されて、その二酸化炭素が処理される。供給される原料とプレヒータの排ガスとの間の質量流量の比は、０．７９である。
【００５９】
生成され、プレヒータから出るこれらの排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素４．２％
‐水１０．７％
‐二酸化炭素４９．８％
‐窒素３５．３％
‐乾燥した排ガスにおけるＣＯ2５５．８％
【００６０】
クーラから８９０℃の三次空気１１７０００Ｎｍ3／時が取り出され、熱交換器を通過して運搬され、そのエネルギーがプレヒータのリサイクルされる排ガスに伝達されて、該三次空気は３５０℃まで冷却される。そのようにして、前記プレヒータの排ガスは、温度を８１０℃に上げられ、その後、プレか焼反応炉に導入される。
【００６１】
本発明による実施例２
ここで考察する設備は、図２に示した実施例のものである。
【００６２】
クリンカ製造装置は、製造されるクリンカ１トンにつき３０００ＭＪの燃料を消費し、その６２．８％はプレか焼反応炉の位置に導入される。燃焼に必要な酸素は、プレか焼反応炉においても回転炉においても純酸素によって確保される。必要な酸素の総量は、４２０６０Ｎｍ3／時である。
【００６３】
このように、プレヒーターの出口で３２０℃の排ガス２３８６００Ｎｍ3／時が生成され、そのうち、１２９６００Ｎｍ3／時がリサイクルされ、１０９０００Ｎｍ3／時が抽出されて、その二酸化炭素が処理される。供給される原料とプレヒータの排ガスとの間の質量流量の比は、０．８１である。
【００６４】
生成され、プレヒータから出るこれらの排ガスの組成は、下記のとおりである。
‐酸素６．５％
‐水１５．６％
‐二酸化炭素７７．７％
‐窒素０．２２％
‐乾燥した排ガスにおけるＣＯ2９２．０％
【００６５】
抽出される排ガスは、二酸化炭素流量１６６．３６ｔ／時に対応する。
【００６６】
リサイクルされる排ガスは、一連の熱交換器内に運搬され、１３５℃まで冷却され、その後、クリンカクーラ内で送風のために使用される。クーラの過剰なガス、いわゆる排気流は同様に１３５℃まで冷却された後、それ自体、クリンカクーラの方へ運搬される。
【００６７】
このように、クーラを介して１３５℃のガスを流量２７５８００Ｎｍ3／時で送風する。ガスは材料と接触して加熱され、三つの部分に分けられるが、それら三つの部分とは、すなわち、回転炉の燃焼区域の方に送られるいわゆる二次流である１１８０℃で４８１００Ｎｍ3／時の部分、プレか焼反応炉の方に別に送られるいわゆる三次流である８９０℃で８１５００Ｎｍ3／時の部分、及び、いわゆる排気流または過剰流である３７０℃で１４６２００Ｎｍ3／時の部分である。回転炉及びプレヒータでリサイクルされるガスの流量、すなわち最初の二つの流の合計は１２９６００Ｎｍ3／時である。クリンカは、温度が２０５℃まで冷却される。
【００６８】
以下の特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲を逸脱することなく、当業者がその他の実施態様を企図することが可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 回転炉
２ 原料
３ サイクロンプレヒータ
４ プレか焼反応炉
５ クリンカクーラ
１１、１３、１４、１５ 熱交換器
８０、８１、８２ リサイクル用導管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
‐原料（２）を予熱するためのサイクロンプレヒータ（３）、
‐サイクロンプレヒータ（３）に熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉（４）、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉（１）であって、該回転炉（１）からの排ガスがプレか焼反応炉（４）及び／またはサイクロンプレヒータ（３）の方へ運ばれる回転炉（１）、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉（１）の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ（５）、
を備える設備におけるセメントクリンカの製造方法であって、
‐前記サイクロンプレヒータ（３）及び／または前記プレか焼反応炉（４）において、原料を予熱し、その二酸化炭素を除去し、
‐前記クリンカクーラ（５）において、回転炉（１）から出たクリンカを冷却する
方法において、
‐プレか焼反応炉（４）に、該反応炉（４）の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス（９）を供給し、
‐前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの一部分（８a）を設備内でリサイクルして、前記プレヒータ内での材料の浮遊に必要な適切な流を得るようにし、一方では、二酸化炭素が豊富な、該サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの他の部分（８b）は、例えば、隔離などのような、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガス（８）の前記部分（８a）をリサイクルして、処理される材料と排ガスとの間の質量流量比が０．５ｋｇ／ｋｇ〜２ｋｇ／ｋｇの範囲になるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガス（８）の前記部分（８a）をリサイクルして、その部分を再加熱した後、プレか焼反応炉（４）、さらにサイクロンプレヒータ（３）の方へ直接送ることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温ガスの一部分（６）によって、リサイクルされるガスの部分（８a）を再加熱することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記回転炉のバーナに、回転炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス（１０）を供給し、前記プレヒータ（３）から出るガスの部分（８a）をリサイクルし、その部分を少なくとも一つの熱交換器（１３、１５）によって冷却し、前記クリンカクーラ（５）の方へ冷却ガスとして使用されるように送ることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項６】
リサイクルされるガスの部分（８a）を冷却するための熱交換器（１５）として原料乾燥装置を使用することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温ガスの過剰な部分（７）をリサイクルし、その部分を熱交換器（１４）によって冷却し、前記クーラに冷却ガスを供給することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記の酸素の豊富なガス（９及び／または１０）の窒素含有量が、５％未満であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記プレヒータの排ガスのリサイクルされない部分（８b）に含まれる残留熱を、エネルギーの生成のために使用することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
固体燃料の空気輸送用流体及び／または液体燃料の噴霧用流体として、及び／または、サイクロンプレヒータ（３）及び／またはクリンカクーラの空気圧清掃流体として、二酸化炭素の豊富なガスの前記部分（８b）を使用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
セメントクリンカの製造設備であって、
‐原料（２）を予熱するためのサイクロンプレヒータ（３）、
‐サイクロンプレヒータ（３）に熱を供与する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉（４）、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉（１）であって、該回転炉（１）からの排ガスがプレか焼反応炉（４）、さらに前記プレヒータの方へ運ばれる回転炉（１）、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉（１）の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ（５）、
を備える製造設備において、さらに、少なくとも、
‐プレか焼反応炉（４）に供給される、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源（９）、
‐前記サイクロンプレヒータ（３、３ａ）から出たガスの一部分（８a）を設備内でリサイクルするための導管（８０、８１、８２）、
を備えることを特徴とする設備。
【請求項１２】
少なくとも一つの熱交換器（１１）が、前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温の空気の一部分（６）と協働して、リサイクルされるガスの部分（８a）を再加熱し、リサイクル用導管（８０）がプレか焼反応炉（４）、さらにサイクロンプレヒータ（３）に直接供給することを特徴とする、請求項１１に記載の設備。
【請求項１３】
窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源が回転炉（１）のバーナに供給され、少なくとも一つの熱交換器（１３、１５）が、リサイクルされるガスの部分（８a）と協働して、その部分を冷却し、前記リサイクル用導管（８１、８２）が前記クリンカクーラ（５）に冷却ガスを供給することを特徴とする、請求項１１に記載の設備。
【請求項１４】
熱交換器（１４）によって前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温ガスの一部分（７）を冷却し、該クリンカクーラ（５）に冷却ガスを供給することができることを特徴とする、請求項１３に記載の設備。
【請求項１】
‐原料（２）を予熱するためのサイクロンプレヒータ（３）、
‐サイクロンプレヒータ（３）に熱を供給する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉（４）、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉（１）であって、該回転炉（１）からの排ガスがプレか焼反応炉（４）及び／またはサイクロンプレヒータ（３）の方へ運ばれる回転炉（１）、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉（１）の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ（５）、
を備える設備におけるセメントクリンカの製造方法であって、
‐前記サイクロンプレヒータ（３）及び／または前記プレか焼反応炉（４）において、原料を予熱し、その二酸化炭素を除去し、
‐前記クリンカクーラ（５）において、回転炉（１）から出たクリンカを冷却する
方法において、
‐プレか焼反応炉（４）に、該反応炉（４）の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス（９）を供給し、
‐前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの一部分（８a）を設備内でリサイクルして、前記プレヒータ内での材料の浮遊に必要な適切な流を得るようにし、一方では、二酸化炭素が豊富な、該サイクロンプレヒータ（３）から出たガスの他の部分（８b）は、例えば、隔離などのような、大気中への二酸化炭素の排出を制限することのできる処理に適応させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガス（８）の前記部分（８a）をリサイクルして、処理される材料と排ガスとの間の質量流量比が０．５ｋｇ／ｋｇ〜２ｋｇ／ｋｇの範囲になるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サイクロンプレヒータ（３）から出たガス（８）の前記部分（８a）をリサイクルして、その部分を再加熱した後、プレか焼反応炉（４）、さらにサイクロンプレヒータ（３）の方へ直接送ることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温ガスの一部分（６）によって、リサイクルされるガスの部分（８a）を再加熱することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記回転炉のバーナに、回転炉の唯一の酸素源を構成する、窒素含有量が３０％未満の、酸素の豊富なガス（１０）を供給し、前記プレヒータ（３）から出るガスの部分（８a）をリサイクルし、その部分を少なくとも一つの熱交換器（１３、１５）によって冷却し、前記クリンカクーラ（５）の方へ冷却ガスとして使用されるように送ることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項６】
リサイクルされるガスの部分（８a）を冷却するための熱交換器（１５）として原料乾燥装置を使用することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温ガスの過剰な部分（７）をリサイクルし、その部分を熱交換器（１４）によって冷却し、前記クーラに冷却ガスを供給することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記の酸素の豊富なガス（９及び／または１０）の窒素含有量が、５％未満であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記プレヒータの排ガスのリサイクルされない部分（８b）に含まれる残留熱を、エネルギーの生成のために使用することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
固体燃料の空気輸送用流体及び／または液体燃料の噴霧用流体として、及び／または、サイクロンプレヒータ（３）及び／またはクリンカクーラの空気圧清掃流体として、二酸化炭素の豊富なガスの前記部分（８b）を使用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
セメントクリンカの製造設備であって、
‐原料（２）を予熱するためのサイクロンプレヒータ（３）、
‐サイクロンプレヒータ（３）に熱を供与する、一つまたは複数のバーナを備えるプレか焼反応炉（４）、
‐燃料を供給されるバーナを備える回転炉（１）であって、該回転炉（１）からの排ガスがプレか焼反応炉（４）、さらに前記プレヒータの方へ運ばれる回転炉（１）、
‐高温ガスを生成する、前記回転炉（１）の出口の位置の、冷却ガスの送風によるクリンカクーラ（５）、
を備える製造設備において、さらに、少なくとも、
‐プレか焼反応炉（４）に供給される、窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源（９）、
‐前記サイクロンプレヒータ（３、３ａ）から出たガスの一部分（８a）を設備内でリサイクルするための導管（８０、８１、８２）、
を備えることを特徴とする設備。
【請求項１２】
少なくとも一つの熱交換器（１１）が、前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温の空気の一部分（６）と協働して、リサイクルされるガスの部分（８a）を再加熱し、リサイクル用導管（８０）がプレか焼反応炉（４）、さらにサイクロンプレヒータ（３）に直接供給することを特徴とする、請求項１１に記載の設備。
【請求項１３】
窒素含有量が３０％未満の酸素の豊富なガス源が回転炉（１）のバーナに供給され、少なくとも一つの熱交換器（１３、１５）が、リサイクルされるガスの部分（８a）と協働して、その部分を冷却し、前記リサイクル用導管（８１、８２）が前記クリンカクーラ（５）に冷却ガスを供給することを特徴とする、請求項１１に記載の設備。
【請求項１４】
熱交換器（１４）によって前記クリンカクーラ（５）によって生成される高温ガスの一部分（７）を冷却し、該クリンカクーラ（５）に冷却ガスを供給することができることを特徴とする、請求項１３に記載の設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１１−５２９８４４（Ｐ２０１１−５２９８４４Ａ）
【公表日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２０５４０（Ｐ２０１１−５２０５４０）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／０００８８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１２８８０
【国際公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（５０９１４０４６７）
【氏名又は名称原語表記】ＦＩＶＥＳ ＦＣＢ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／０００８８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１２８８０
【国際公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（５０９１４０４６７）
【氏名又は名称原語表記】ＦＩＶＥＳ ＦＣＢ
【Ｆターム（参考）】
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