学会誌「EICA」

[論文] セメントロータリーキルンダイナミックモデルの放射伝熱及びクリンカ生成反応に対する改善

内容

近年多様な廃棄物を積極的に受け入れているセメントロータリーキルンは、放射伝熱の作用が支配的となる円筒型向流型熱交換器プロセスの一種で、原料の昇温過程と並行してセメントクリンカーの生成反応や燃料(石炭)の燃焼反応が発生する複雑な振る舞いを示す。著者らは、放射伝熱及びクリンカ生成反応に対し従来に比べより詳細な解析を施すことでキルンダイナミックモデルの改善を試みた。すなわち、モンテカルロ法を用いた放射伝熱、及びJander式に基づく反応率及び原料成分輸送方程式の導入によるクリンカ生成反応の詳細な解析をモデルに反映させた。これらのシミュレーター構築にはSIMULINKを用いたモジュール型プログラムを実施した。その結果、原料の受ける放射伝熱の寄与率、フレームの有無によるガス放射率増大が原料昇温に与える影響など過去の知見とは異なる結果が得られた。さらに、原料の昇温過程が原料温度域によって変化する様子がこれらの解析により明確になった。

巻

8巻1号2003年

Page

43

題名

セメントロータリーキルンダイナミックモデルの放射伝熱及びクリンカ生成反応に対する改善

Title

Improvement of the Dynamic Model of a Cement Rotary Kiln in Radiative Heat<br> Transfer and Clinkering Process

著者

稲津和喜(住友大阪セメント（株）)．松尾誠治（東京大学）

Authors

著者表記

Author attribution

著者勤務先名

Office name

著者所属名

キーワード

セメントロータリーキルン、放射伝熱、モンテカルロ法、クリンカ生成反応、ダイナミックモデル

Key Words

cement rotary kiln, radiative heat transfer, monte carlo method, clinkering<br> process, dynamic model

概要

近年多様な廃棄物を積極的に受け入れているセメントロータリーキルンは、放射伝熱の作用が支配的となる円筒型向流型熱交換器プロセスの一種で、原料の昇温過程と並行してセメントクリンカーの生成反応や燃料(石炭)の燃焼反応が発生する複雑な振る舞いを示す。著者らは、放射伝熱及びクリンカ生成反応に対し従来に比べより詳細な解析を施すことでキルンダイナミックモデルの改善を試みた。すなわち、モンテカルロ法を用いた放射伝熱、及びJander式に基づく反応率及び原料成分輸送方程式の導入によるクリンカ生成反応の詳細な解析をモデルに反映させた。これらのシミュレーター構築にはSIMULINKを用いたモジュール型プログラムを実施した。その結果、原料の受ける放射伝熱の寄与率、フレームの有無によるガス放射率増大が原料昇温に与える影響など過去の知見とは異なる結果が得られた。さらに、原料の昇温過程が原料温度域によって変化する様子がこれらの解析により明確になった。

Abstract