JP2005000757A - Exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment system - Google Patents

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JP2005000757A JP2003165137A JP2003165137A JP2005000757A JP 2005000757 A JP2005000757 A JP 2005000757A JP 2003165137 A JP2003165137 A JP 2003165137A JP 2003165137 A JP2003165137 A JP 2003165137A JP 2005000757 A JP2005000757 A JP 2005000757A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas treatment method by which a heavy metal and an acidic gas can be removed satisfactorily from the exhaust gas of a cement kiln, or the like, and the solid to be recovered at this removal step can easily be made into a raw material of cement by a simple apparatus. <P>SOLUTION: The treatment method comprises: a step (A) to recover a coarse particle portion from the exhaust gas containing the coarse particle portion, a heavy metal-containing fine particle portion, hydrogen chloride and the acidic gas such as sulfur oxide; a step (B) to recover the fine particle portion from the exhaust gas treated at the step (A); a step (C) to add calcium hydroxide to the exhaust gas treated at the step (B) and obtain the exhaust gas containing solids such as calcium chloride and calcium sulfate; a step (D) to recover the solids from the exhaust gas obtained at the step (C); a step (E) to remove the heavy metal from the fine particle portion obtained at the step (B) and obtain a raw material of cement; and a step (F) to wash the coarse particle portion obtained at the step (A) and the solids obtained at the step (D) with an alkaline aqueous solution and obtain another raw material of cement containing calcium hydroxide. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却灰等を原料の一部として用いるセメントキルンの如き焼成炉や、焼却炉等の排ガスから、重金属及び酸性ガスを除去するための処理方法及び処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ごみ焼却灰等を原料の一部として、セメントクリンカを焼成することが行なわれている。しかし、セメントキルンの排ガス中には、ごみ焼却灰等に含まれる微量の重金属や、塩素分と硫黄分に由来する塩化水素(HCl)、硫黄酸化物(SO)等の酸性ガスが含まれている。そのため、これら重金属等を除去する技術が、種々提案されている。
例えば、重金属を含有するゴミ焼却灰等を原料の一部として使用するセメント又は骨材の製造に伴って発生する燃焼排ガスの処理方法において、ロータリーキルンから発生する酸性ガスを含む燃焼排ガスに対し、アルカリ金属の水酸化物及び炭酸塩からなるグループから選択される少なくとも一を含む吸収剤を添加することを特徴とする燃焼排ガスの処理方法が、提案されている(特許文献1参照)。
この技術において、前記吸収剤を添加しても、なお酸性ガス(具体的には、塩化水素、硫黄酸化物等)の排出基準を満たしていない場合には、集塵装置の手前で消石灰を添加することによって、酸性ガスのほとんどを除去することができるとされている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−166125(第2頁の特許請求の範囲の請求項1、第4頁の段落0027、第5頁の図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、粗粒分及び細粒分を含む排ガスを処理するには、粗粒分を捕集するためのサイクロンと、細粒分を捕集するためのバグフィルタとを組み合わせた処理システムが用いられている。
しかし、例えば、ごみ焼却灰等を原料の一部としてセメントクリンカを焼成する場合、セメントキルンから、微量の鉛(Pb)、亜鉛(Zn)等の重金属や、塩化水素(HCl)、硫黄酸化物(SO)等の酸性ガスを含む排ガスが排出される。この排ガスに含まれている酸性ガスの大部分を除去するためには、例えば、上述の特許文献1に記載されているように、特定の吸収剤を添加したうえで、必要に応じて消石灰を添加するなどの処理を行なわなければならない。
【0005】
ここで、消石灰は、酸性ガスを除去するのに効果的な薬剤である。しかし、消石灰を多量に用いると、バグフィルタの如き集塵手段における固体分の捕集量が多くなるという不都合がある。つまり、集塵手段で捕集される固体分には、消石灰に由来するカルシウム含有物質(例えば、塩化カルシウム等)に加えて、有害な重金属が含まれているため、この固体分の量が多くなることによって、重金属の除去処理の負担が大きくなる等の問題が生じる。
【0006】
一方、廃棄物の再資源化の観点から、重金属等を含む排ガスの浄化後に得られる固体分は、セメント原料等として利用されることが望ましい。この点、集塵手段等で回収される固体分が、セメント原料化を容易に行ない得る形態(例えば、重金属を含まずかつ水酸化カルシウムを主成分とするものを効率的に得ることのできる形態)を有していれば、コストや設備面での負担を過度に増大させずに、セメント原料化を実現することができると考えられる。
そこで、本発明は、ごみ焼却灰等を原料の一部としてクリンカを焼成するセメントキルンの如き焼成炉や、焼却炉等から排出される、重金属及び酸性ガスを含む排ガスから、これら重金属及び酸性ガスを十分に除去することができるとともに、この除去処理過程で回収される固体分を、容易にセメント原料化することのできるような、排ガスの処理方法及び処理システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、焼成炉や焼却炉等から排出される排ガスに対し、まず、粗粒分を回収した後、重金属を含む細粒分を回収し、次いで、消石灰の如きアルカリ源を加えて、酸性ガスの成分を含む固体分を生成させた後、この固体分を回収するようにすれば、重金属を含む固体分と、酸性ガスの成分を含む固体分とを別々に得ることができ、その結果、重金属の除去処理等の負担が軽減して、これら固体分のセメント原料化を容易に行なうことができること等に想到し、本発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明(請求項1)の排ガスの処理方法は、(A)粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスから、粗粒分を分離して回収し、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスを得る粗粒分回収工程と、(B)工程(A)で得られた排ガスから、前記重金属を含む細粒分を分離して回収し、前記酸性ガスを含む排ガスを得る細粒分回収工程と、(C)工程(B)で得られた排ガスに、アルカリ源(例えば、水酸化カルシウム)を添加して、該アルカリ源と前記酸性ガスとの反応生成物からなる固体分(例えば、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムを含むもの)を含む排ガスを得るアルカリ源添加工程と、(D)工程(C)で得られた排ガスから、前記固体分を分離して回収する固体分回収工程と、(E)工程(B)で得られた前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得る重金属除去工程と、(F)工程(A)で得られた前記粗粒分と、工程(D)で得られた固体分(例えば、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムを含むもの)とを、アルカリ性水溶液を用いて洗浄して、前記酸性ガスに由来する成分が除去された固体分(例えば、セメント原料として用い得る水酸化カルシウムを含むもの)を得る水洗工程とを含むことを特徴としている。
本発明の処理方法によれば、排ガスに含まれている重金属及び酸性ガスを効率的かつ十分に除去することができるとともに、排ガスの処理過程で得られる固体分を、簡易な処理手段で処理するだけでセメント原料等として好適に用いることができる。
【0009】
本発明の排ガスの処理方法の好適な実施形態として、前記工程(E)で得られた固体分と、前記工程(F)で得られた固体分の少なくとも一方を、セメント原料として使用するものが挙げられる(請求項2)。
特に、工程(C)で添加されるアルカリ源として、水酸化カルシウムを用いた場合には、工程(F)で得られる固体分は、水酸化カルシウムを主成分とするものであるため、セメント原料として好適に用いることができる。
【0010】
本発明(請求項3)の排ガスの処理システムは、(a)粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガス中の粗粒分を捕集するための粗粒分捕集手段(例えば、サイクロン)と、(b)粗粒分捕集手段(a)の後流側に配設され、前記排ガス中の前記重金属を含む細粒分を捕集するための第一の細粒分捕集手段(例えば、バグフィルタ)と、(c)第一の細粒分捕集手段(b)の後流側の地点にて、前記排ガスにアルカリ源(例えば、水酸化カルシウム)を供給するためのアルカリ源供給手段と、(d)アルカリ源供給手段(c)の後流側に配設され、前記排ガス中の酸性ガスと前記アルカリ源との反応生成物を捕集するための第二の細粒分捕集手段(例えば、バグフィルタ)と、(e)第一の細粒分捕集手段(b)で捕集される前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得るための重金属除去手段と、(f)粗粒分捕集手段(a)で得られる粗粒分と、第二の細粒分捕集手段(d)で捕集される前記反応生成物とを、アルカリ性溶液で洗浄するための水洗手段とを備えていることを特徴としている。
本発明の処理システムによれば、排ガスに含まれている重金属及び酸性ガスを効率的かつ十分に除去することができるとともに、排ガスの処理過程で得られる固体分を、簡易な処理手段で処理するだけでセメント原料等として好適に用いることができる。
【0011】
本発明の排ガスの処理システムの好適な実施形態としては、前記第二の細粒分捕集手段(d)の後流側に、未反応の酸性ガスを吸着するための吸着手段(例えば、活性コークス塔)を備えているものが挙げられる(請求項4)。
このように吸着手段を備えることによって、排ガスからの酸性ガス等の除去率を更に高めることができる。
この好適な実施形態において、本発明の排ガスの処理システムは、前記吸着手段で吸着した酸性ガスを脱離するための吸着材再生手段と、該吸着材再生手段によって脱離した酸性ガスを水溶液(具体的には、水及び/又はアルカリ性水溶液の霧状物)中に吸収させて回収するための酸性ガス回収手段とを備えることができる(請求項5)。
これら吸着材再生手段及び酸性ガス回収手段等を備えた実施形態において、本発明の排ガスの処理システムは、前記酸性ガス回収手段で得られた水溶液を、前記重金属除去手段(e)または前記水洗手段(f)に導くための供給路を備えることができる(請求項6)。
このように構成すれば、吸着手段で吸着した酸性ガスを、追加の処理設備を増設することなく、処理することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の排ガスの処理方法は、以下の工程(A)〜(F)を含むものである。
[(A)粗粒分回収工程]
本工程は、サイクロンの如き粗粒分捕集手段を用いて、焼成炉や焼却炉等の排ガスから粗粒分を分離して回収し、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスを得る工程である。
ここで、焼成炉としては、例えば、ごみ焼却灰等を原料の一部(副原料)として用いたエコセメントのクリンカを製造するためのセメントキルン(例えば、内熱式のロータリーキルン)や、ごみ焼却灰等を原料の一部(副原料)として用いた骨材を製造するためのキルン等が挙げられる。
焼却炉としては、ごみの焼却炉等が挙げられる。
【0013】
本発明の処理対象物である排ガスは、除去を要する物質として、鉛、亜鉛、銅等の重金属と、塩化水素(HCl)、硫黄酸化物(SO)等の酸性ガスとを含むものである。例えば、セメントクリンカ製造用の焼成炉の排ガスの場合、重金属や酸性ガスは、主にごみ焼却灰等の副原料に由来するものである。
排ガス中には、サイクロン等で捕集可能な粗粒分と、バグフィルタ等で捕集可能な細粒分と、酸性ガスとが含まれている。
これらのうち粗粒分は、セメント原料の一部が飛散して排ガスと共に排ガス流通路に流入した物や、塩化カルシウム等を含むものであり、本工程において分離され回収される。
排ガス中の細粒分は、重金属の塩化物等を含むものであり、サイクロン等では捕集されず、排ガス中に残存したまま、後工程に送られる。排ガス中の酸性ガスも、細粒分と共に後工程に送られる。
【0014】
なお、本工程の前に、ダイオキシンの再合成を抑制するための排ガスの冷却工程を設けることができる。ダイオキシンは、高温下において分解されるが、300〜400℃で再合成されることが知られている。この温度範囲内に排ガスが長時間保持されて、ダイオキシンの生成が促進されるのを回避するために、ダイオキシンが再合成される温度よりも低い温度(例えば、200℃以下)まで、排ガスの温度を急激に低下させる工程を設けることが望ましい。
【0015】
[(B)細粒分回収工程]
本工程は、バグフィルタの如き細粒分捕集手段を用いて、工程(A)を経た後の粗粒分が除去された排ガスから、重金属を含む細粒分を分離して回収し、酸性ガスを含む排ガスを得る工程である。
ここで、重金属を含む細粒分は、例えば、揮発成分として存在していたアルカリ金属、アルカリ土類金属、重金属等のカチオン及び塩素等のアニオンが、排ガスの温度の低下に伴って固体分として生成した塩化物(具体的には、塩化カルシウム、塩化鉛等)等を含むものである。
【0016】
[(C)アルカリ源添加工程]
本工程は、工程(B)を経た後の酸性ガスを含む排ガスに、アルカリ源を添加して、該アルカリ源と酸性ガス(HCl、SO等)との反応生成物からなる固体分を含む排ガスを得る工程である。
ここで、アルカリ源としては、排ガスに含まれている酸性ガスを中和することのできる物質であればよく、例えば、アルカリ土類金属(水酸化カルシウム等)やアルカリ金属(水酸化ナトリウム等)の水酸化物の他、生石灰、炭酸カルシウム等が挙げられる。アルカリ源として、カルシウムを含むもの(具体的には、水酸化カルシウム、生石灰、炭酸カルシウム等のいわゆるCaO源)を用いることは、本工程で得られる固体分をセメント原料として好適に用い得ることになるので、好ましい。
【0017】
アルカリ源の添加時の形態としては、例えば、乾式や、スラリー等が挙げられる。中でも、乾式の形態を有するアルカリ源は、スラリーと異なり、アルカリ源と酸性ガスとの反応生成物が凝集して粒度が大きくなることがないので、後述の工程(D)における捕集の都合上、好ましいものである。
アルカリ源と酸性ガスとの反応生成物の具体例としては、例えば、塩化カルシウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。
【0018】
[(D)固体分回収工程]
本工程は、バグフィルタの如き細粒分捕集手段を用いて、工程(C)で得られた反応生成物(例えば、塩化カルシウム、硫酸カルシウム等)からなる固体分を含む排ガスから、固体分を分離して回収する工程である。
【0019】
[吸着材による処理工程]
本発明においては、工程(D)を経た排ガスに対して、さらに、酸性ガス、重金属等を除去するための吸着材を用いた処理を施すことができる。
例えば、活性コークスの如き吸着材を用いれば、工程(D)を経た排ガス中にわずかに残存する酸性ガス、重金属等を吸着して除去することができる。ここで、活性コークス(「AC」とも略す)とは、石炭を原料とする成型活性炭の一種であり、脱硫・脱硝性能及び重金属やダイオキシン等の吸着性能を有する吸着材である。活性コークスを充填した活性コークス塔(AC塔)内に、例えば、100〜200℃に温度が低下した排ガスを通過させることによって、排ガス中に残存する窒素酸化物(NO)を分解し、かつ、塩化水素、硫黄酸化物(SO)及び重金属を吸着して、排ガスの浄化を徹底させることができる。
【0020】
塩化水素、硫黄酸化物(SO)及び重金属を吸着した活性コークスは、例えば、酸素の不存在下で加熱することによって、塩化水素、硫黄酸化物(SO)及び重金属を脱離させて、再生することができる。脱離した塩化水素、硫黄酸化物(SO)及び重金属の処理は、水を噴霧する洗浄塔による塩化水素及び重金属の除去と、アルカリ性水溶液(例えば、水酸化ナトリウムを含む水溶液)を噴霧するアルカリ洗浄塔による硫黄酸化物(SO)の除去と、アルカリ洗浄塔による処理後のガス中に含まれるミストを捕集するミストキャッチャーによる水分除去とによって行なうことができる。
【0021】
このうち、水を噴霧する洗浄塔で得られる塩素分及び重金属を含む水溶液は、重金属回収手段(例えば、キレート剤を添加して重金属を含む固体分を沈澱させた後、固液分離して沈澱物を回収するように構成した装置)によって重金属を除去した後、重金属除去工程(E)における重金属処理用の水溶液に加えることができる。それによって、水を噴霧する洗浄塔における処理後の廃液を処理するに際し、重金属除去工程(E)の処理設備と兼用する形態で、溶液処理の単一化を図ることができる。
【0022】
また、アルカリ性水溶液を噴霧するアルカリ洗浄塔で得られる硫黄分を含む水溶液は、例えば、水洗工程(F)におけるスラリー化のための用水に加えることができる。それによって、アルカリ洗浄塔における処理後の水溶液(廃液)を処理するに際し、水洗工程(F)の処理設備と兼用する形態で、溶液処理の単一化を図ることができる。
アルカリ洗浄塔における処理後のガス中に含まれるミストは、微量の重金属を含むことがある。このミストは、ミストキャッチャーで捕集された後、水溶液として上述の重金属回収手段に供給され、重金属が除去される。金属回収手段における処理後の水溶液は、重金属除去工程(E)における重金属処理用の水溶液に加えられる。
固体分回収工程(D)及び必要に応じて設けられる上述の吸着材を用いた処理を経た排ガスは、必要に応じて他の浄化処理を経た後、大気中に排出される。
【0023】
[(E)重金属除去工程]
本工程は、工程(B)で得られた重金属を含む細粒分(例えば、重金属等の塩化物を含むもの)から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得る工程である。
細粒分中には、塩化カリウムや塩化ナトリウム等の可溶性のアルカリ塩類を多く含むので、本工程(E)の前に微粒分を洗浄して、これらアルカリ塩類を溶解させて除去するようにすれば、本工程(E)で回収される重金属中の塩素イオン濃度を下げることができ、好ましい。この際、洗浄時のpHを8〜11に調整すれば、アルカリ塩類と共に重金属が溶出するのを抑制することができる。
重金属を除去する方法は、重金属の種類に応じて適宜定めればよい。
例えば、重金属として鉛、亜鉛、銅を含む場合、硫酸を用いてpHを4以下に調整した水溶液中に、重金属を含む細粒分を投入して撹拌した後、濾過等の固液分離を行なうことによって、鉛を含む固体分と、亜鉛及び銅を含む液分を得ることができる。このうち、亜鉛及び銅を含む液分に、銅よりもイオン化傾向の大きな金属(例えば、亜鉛)を添加すれば、この金属の表面に銅が析出し、亜鉛のみを含む液分を得ることができる。
【0024】
一方、水酸化ナトリウム等のアルカリ化剤を用いてpHを13.5以上に調整した水溶液中に、上述の鉛を含む固体分を投入して撹拌し、濾過等で固液分離すれば、固形分と、鉛を含む液分を得ることができる。この溶液と上述の亜鉛を含む溶液を混合し、pHを10程度に調整することによって、亜鉛と鉛の沈澱物を得ることができる。
鉛を含む液分と濾別した固形分は、水酸化カルシウムを含み、セメント原料として用いることができる。回収した重金属は、精錬用原料等に用いられる。
【0025】
[(F)水洗工程]
本工程は、粗粒分回収工程(A)で得られた粗粒分と、固体分回収工程(D)で得られた固体分(塩化カルシウム、硫酸カルシウム等)とを、アルカリ性水溶液を用いて水洗して、酸性ガス(HCl、SO等)に由来する成分(塩素分、硫酸分等)が除去された固体分を得る工程である。
すなわち、回収された固体分には、難溶性の硫酸カルシウム等が含まれているので、液性をアルカリ性(好ましくは、pH13.5以上)にして、固体分から硫酸分を液中に溶出させるとともに、水酸化カルシウムを含む固体分を得るものである。この固体分は、セメント原料として用いられる。この際、固体分を水洗して、ナトリウム等のカチオンや塩素等のアニオンを除去することが望ましい。
【0026】
本工程(F)で用いられるアルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ化剤を用いて、pHを13.5以上に調整した水溶液が挙げられる。
また、水洗の手段としては、例えば、アルカリ性水溶液を貯留して処理対象物の固体分と共に撹拌混合することのできる撹拌翼付の水槽等が挙げられる。
水洗後の固液分離手段としては、フィルタープレス、ベルトフィルタ等が挙げられる。
【0027】
次に、本発明の処理システムの一例を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の処理システムの一例を示す図である。なお、図1中、実線は固体の流れを示し、点線はガスの流れを示し、一点鎖線は、液体の流れを示す。
図1中、系外から供給されるセメント原料は、セメントキルン1内に供給され、焼成された後、クリンカクーラ2で冷却され、セメントクリンカとして回収される。なお、セメントクリンカは、石膏と共に微粉砕されて、セメントになる。また、セメントキルン1内は、窯前に設けられたバーナ3によって高温(例えば、1300℃程度)の雰囲気になっている。
【0028】
セメントキルン1から排出された高温の排ガスは、冷却器4に導かれ、ダイオキシンの再合成を抑制するために急冷される。冷却器4を通過した排ガスは、サイクロン5に導かれ、粗粒分(セメント原料の飛散物等)が捕集される。サイクロン5を通過した排ガスは、バグフィルタ6に導かれ、細粒分(塩化鉛等)が捕集される。バグフィルタ6を通過した排ガスは、流通路を介してバグフィルタ8に導かれる。流通路の途中には、アルカリ源(例えば、水酸化カルシウム)を貯留する貯留槽7からのアルカリ源供給口が設けられており、流通路内にアルカリ源が供給されるようになっている。
【0029】
アルカリ源供給口の後流側の流通路内において、排ガス中の酸性ガス(例えば、HCl、SO等)は、アルカリ源(例えば、水酸化カルシウム)によって中和され、例えば、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムを含む粉体となる。この粉体は、バグフィルタ8で捕集される。バグフィルタ8を通過した排ガスは、ファン9を介して活性コークス塔(脱硝装置)10に導かれ、排ガス中に残存している窒素酸化物(NO)が分解され、かつ、塩化水素(HCl)、硫黄酸化物(SO)、重金属が吸着され除去される。
吸着処理後の排ガスは、必要に応じて他の浄化装置を経た後、煙突15から大気中に排出される。
【0030】
サイクロン5で捕集された粗粒分(固体分)は、洗浄手段16に導かれ、塩素分等が除去される。ここで、洗浄手段16は、例えば、アルカリ性の洗浄水を貯留した、上述の粗粒分(固体分)等をスラリー化するための撹拌翼付きの水槽と、該水槽内にサイクロン5及びバグフィルタ8から導かれた固体分を投入して撹拌混合した後のスラリーを固液分離するための濾過器等の固液分離手段とを組み合わせて構成されている。なお、撹拌翼付きの水槽には、系外から洗浄水が供給されると共に、後述のアルカリ洗浄塔13から供給路を介して、硫黄分を含む水溶液が供給される。
バグフィルタ6で捕集された細粒分は、重金属除去手段17を経た後、セメント原料として用いられる。
【0031】
重金属除去手段17は、例えば、上述の重金属除去工程(E)で説明した具体例の場合、硫酸でpH調整した酸性溶液を貯留した、上述の細粒分(固体分)等をスラリー化するための撹拌翼付きの水槽と、該水槽で撹拌混合処理した後のスラリーを固液分離して、鉛を含む固体分と、亜鉛及び銅を含む液分とを得るための濾過器等の固液分離手段と、該固液分離手段によって得られた、亜鉛及び銅を含む液分に、銅よりもイオン化傾向の大きな金属を添加して混合し、この金属の表面に銅を析出させ、亜鉛のみを含む液分を得るための混合槽と、上記固液分離手段によって得られた、鉛を含む固体分から鉛を溶出させるための、アルカリ性水溶液を貯留した撹拌翼付きの水槽と、該水槽で処理した後のスラリーを固液分離して、鉛を含む液分を得るための濾過器等の固液分離手段と、該固液分離手段で得られた固体分を、セメント原料として用い得るように水洗するための水洗手段(例えば、混合槽や、上方から洗浄水を散布するベルトフィルタ等)とを備えたものとして構成することができる。
【0032】
重金属除去手段17による処理後の溶液は、排水処理手段19を経て、系外に排出される。
バグフィルタ8での捕集物は、既に重金属が除去されているため、重金属除去手段17を経由することなく、供給路を介して洗浄手段16に導かれる。
活性コークス塔(脱硝装置)10で吸着した塩化水素、硫黄酸化物(SO)及び重金属は、活性コークス再生塔11にて加熱されて脱離した後、ガスとして洗浄塔12に導かれ、洗浄塔12内にて、水の噴霧によって塩化水素及び重金属が水中に吸収される。
吸収後、塩素分及び重金属を含む水溶液は、重金属回収手段18に導かれ、重金属が固形分として回収され除去される。重金属回収手段18による処理後の水溶液(塩素分を含む溶液)は、供給路を介して重金属除去手段17に導かれ、用水の一部として使用される。
なお、洗浄塔12における洗浄後の水溶液中に重金属が含まれていない場合には、重金属回収手段18による処理を省略してもよい。
【0033】
洗浄塔12を通過した硫黄酸化物(SO)を含むガスは、アルカリ洗浄塔13に導かれ、アルカリ洗浄塔13内にて、アルカリ性水溶液の噴霧によって硫黄酸化物(SO)がアルカリ性水溶液中に吸収される。吸収後、硫黄分を含む水溶液は、供給路を介して洗浄手段16に導かれ、スラリー化のための用水の一部として使用される。
アルカリ洗浄塔13を通過したガスには、ミストが含まれている。このミストは、ミストキャッチャー14にて捕集し、溶液として回収した後、重金属回収手段18を介して重金属除去手段17に供給される。
ミストキャッチャー14を通過したガスは、必要に応じて他の浄化装置を経た後、煙突15から大気中に排出される。
【0034】
洗浄手段16で最終的に得られる固体分は、セメント原料の一部として用いられる。洗浄手段16で得られる液分は、排水処理手段19を経て、系外に排出される。
なお、排水処理手段19の一例としては、例えば、塩化第一鉄のような鉄塩を加えた後、pH調整して水酸化鉄を生成させ、重金属類を還元・吸着及び共沈除去する等の処理を行ない得るように構成された設備が挙げられる。他の例としては、重金属を捕捉するためのキレート塔が挙げられる。このキレート塔に排水を通過させれば、排水中の重金属の除去率を更に高めることができるので、好ましい。
【0035】
【発明の効果】
本発明の処理方法および処理システムによれば、焼成炉や焼却炉等の排ガスに含まれている重金属及び酸性ガスを効率的かつ十分に除去することができる。
また、排ガスの処理過程で得られる固体分は、簡易な設備で効率的にセメント原料化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理システムの一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 セメントキルン
2 クリンカクーラ
3 バーナ
4 冷却器
5 サイクロン
6,8 バグフィルタ
7 アルカリ源の貯留槽
9 ファン
10 活性コークス塔(脱硝装置)
11 活性コークス再生塔
12 洗浄塔
13 アルカリ洗浄塔
14 ミストキャッチャー
15 煙突
16 洗浄手段
17 重金属除去手段
18 重金属回収手段
19 排水処理手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a treatment method and a treatment system for removing heavy metals and acid gas from a combustion furnace such as a cement kiln using waste incineration ash or the like as part of a raw material, or an exhaust gas from an incinerator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, cement clinker has been fired using waste incineration ash or the like as a part of raw materials. However, in the exhaust gas of cement kiln, trace amounts of heavy metals contained in incineration ash, etc., hydrogen chloride (HCl) derived from chlorine and sulfur, and sulfur oxides (SO X ) And other acidic gases. Therefore, various techniques for removing these heavy metals have been proposed.
For example, in a method for treating combustion exhaust gas generated with the production of cement or aggregate using waste incineration ash containing heavy metal as a part of the raw material, the combustion exhaust gas containing acid gas generated from the rotary kiln is alkalinized. There has been proposed a method for treating combustion exhaust gas, characterized by adding an absorbent containing at least one selected from the group consisting of metal hydroxides and carbonates (see Patent Document 1).
In this technology, even if the absorbent is added, if it does not meet the emission standards for acid gases (specifically, hydrogen chloride, sulfur oxide, etc.), slaked lime is added before the dust collector. By doing so, it is said that most of the acid gas can be removed.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-166125 (Claim 1 of Claim 2 on page 2, Paragraph 0027 on page 4 and FIG. 1 on page 5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, in order to treat exhaust gas containing coarse and fine particles, a processing system that combines a cyclone for collecting coarse particles and a bag filter for collecting fine particles is used. It is used.
However, for example, when cement clinker is fired using waste incineration ash as a part of raw materials, trace amounts of heavy metals such as lead (Pb) and zinc (Zn), hydrogen chloride (HCl), and sulfur oxides are used. (SO X Exhaust gas containing acidic gas such as In order to remove most of the acidic gas contained in the exhaust gas, for example, as described in Patent Document 1 described above, after adding a specific absorbent, slaked lime is added as necessary. Processing such as addition must be performed.
[0005]
Here, slaked lime is an effective drug for removing acid gas. However, when a large amount of slaked lime is used, there is an inconvenience that the amount of collected solids in a dust collecting means such as a bag filter increases. In other words, the solid content collected by the dust collecting means contains harmful heavy metals in addition to calcium-containing substances derived from slaked lime (for example, calcium chloride), so the amount of this solid content is large. As a result, problems such as an increased burden of heavy metal removal processing occur.
[0006]
On the other hand, from the viewpoint of recycling waste, it is desirable to use the solid content obtained after purification of exhaust gas containing heavy metals as cement raw material. In this respect, the solid content recovered by the dust collecting means, etc. can be easily converted into a cement raw material (for example, a form that does not contain heavy metals and can be obtained efficiently with calcium hydroxide as the main component) ), It is considered that cement raw material can be realized without excessively increasing the cost and equipment burden.
Therefore, the present invention is based on a waste furnace containing a heavy metal and an acid gas discharged from a firing furnace such as a cement kiln that burns clinker using waste incineration ash or the like as a raw material, and an incinerator. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment method and a treatment system that can sufficiently remove solids and can easily convert solids recovered in the removal treatment process into a cement raw material.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventors first recovered the coarse particles from the exhaust gas discharged from the firing furnace or incinerator, and then recovered the fine particles containing heavy metals. Then, after adding an alkali source such as slaked lime to produce a solid part containing an acid gas component, if this solid part is recovered, a solid part containing a heavy metal and an acid gas component are contained. The solid content can be obtained separately, and as a result, the burden of heavy metal removal treatment, etc. is reduced, and the present invention has been completed by conceiving that the solid material can be easily made into a cement raw material. .
[0008]
That is, the exhaust gas treatment method of the present invention (Claim 1) separates and collects coarse particles from the exhaust gas containing (A) coarse particles, fine particles containing heavy metals, and acid gas, A coarse particle recovery step for obtaining an exhaust gas containing a fine particle containing heavy metal and an acid gas; and (B) a fine particle containing a heavy metal is separated and recovered from the exhaust gas obtained in step (A). A fine particle fraction collecting step for obtaining an exhaust gas containing the acid gas, and (C) adding an alkali source (for example, calcium hydroxide) to the exhaust gas obtained in the step (B), An alkali source addition step for obtaining an exhaust gas containing a solid content (eg, containing calcium chloride and calcium sulfate) consisting of a reaction product with a gas; and (D) the solid content from the exhaust gas obtained in step (C). And a solid content recovery step for separating and recovering (E) step (B A heavy metal removal step of removing a heavy metal from the fine particle portion containing the heavy metal obtained in step 1 to obtain a solid portion from which the heavy metal has been removed, and (F) the coarse particle portion obtained in step (A), The solid content (for example, cement containing calcium chloride and calcium sulfate) obtained in (D) is washed with an alkaline aqueous solution to remove the component derived from the acid gas (for example, cement And a water washing step for obtaining calcium hydroxide that can be used as a raw material.
According to the treatment method of the present invention, it is possible to efficiently and sufficiently remove heavy metals and acid gas contained in the exhaust gas, and the solid content obtained in the treatment process of the exhaust gas is treated with simple treatment means. It can be suitably used as a cement raw material alone.
[0009]
As a preferred embodiment of the method for treating exhaust gas of the present invention, a method using at least one of the solid content obtained in the step (E) and the solid content obtained in the step (F) as a cement raw material is used. (Claim 2).
In particular, when calcium hydroxide is used as the alkali source added in step (C), the solid content obtained in step (F) is mainly composed of calcium hydroxide. Can be suitably used.
[0010]
The exhaust gas treatment system of the present invention (Claim 3) includes (a) a coarse particle fraction for collecting coarse particles in an exhaust gas containing coarse particles, fine particles containing heavy metals, and acid gas. A first means for collecting fine particles containing the heavy metal in the exhaust gas, disposed on the downstream side of the collecting means (for example, a cyclone) and (b) the coarse particle collecting means (a); And (c) a source of alkali (eg, calcium hydroxide) in the exhaust gas at a point downstream of the first fine particle collection means (b). And (d) an alkali source supply means (c) disposed downstream of the alkali source supply means for collecting the reaction product of the acidic gas in the exhaust gas and the alkali source. To be collected by a second fine particle collecting means (for example, a bag filter) and (e) a first fine particle collecting means (b) A heavy metal removing means for removing the heavy metal from the fine particle containing the heavy metal to obtain a solid part from which the heavy metal has been removed; and (f) the coarse particle fraction obtained by the coarse particle collecting means (a), The reaction product collected by the second fine particle collection means (d) is provided with water washing means for washing with an alkaline solution.
According to the treatment system of the present invention, it is possible to efficiently and sufficiently remove heavy metals and acid gas contained in the exhaust gas, and the solid content obtained in the treatment process of the exhaust gas is treated with simple treatment means. It can be suitably used as a cement raw material alone.
[0011]
As a preferred embodiment of the exhaust gas treatment system of the present invention, an adsorbing means for adsorbing an unreacted acidic gas (for example, an activity) on the downstream side of the second fine particle collecting means (d). A coke tower is provided (claim 4).
Thus, by providing an adsorption | suction means, the removal rate of acidic gas etc. from waste gas can further be raised.
In this preferred embodiment, the exhaust gas treatment system of the present invention comprises an adsorbent regeneration means for desorbing the acid gas adsorbed by the adsorbing means, and an acid gas desorbed by the adsorbent regeneration means as an aqueous solution ( Specifically, it can be provided with an acid gas recovery means for absorbing and recovering in water and / or a mist of an alkaline aqueous solution (Claim 5).
In an embodiment provided with these adsorbent regeneration means, acid gas recovery means, and the like, the exhaust gas treatment system of the present invention uses the heavy metal removal means (e) or the water washing means for the aqueous solution obtained by the acid gas recovery means. A supply path for guiding to (f) can be provided (claim 6).
If comprised in this way, the acidic gas adsorb | sucked by the adsorption | suction means can be processed, without adding an additional process equipment.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The exhaust gas treatment method of the present invention includes the following steps (A) to (F).
[(A) Coarse grain collection step]
This step uses a coarse particle collection means such as a cyclone to separate and collect coarse particles from the exhaust gas of a firing furnace, an incinerator, etc., and exhaust gas containing fine particles containing heavy metals and acid gas It is the process of obtaining.
Here, as a firing furnace, for example, a cement kiln (for example, an internal heat type rotary kiln) for producing an eco-cement clinker using waste incineration ash or the like as a part of raw material (sub-material), or waste incineration A kiln or the like for producing an aggregate using ash or the like as a part of the raw material (auxiliary raw material) may be mentioned.
Examples of the incinerator include a garbage incinerator.
[0013]
Exhaust gas, which is an object to be treated of the present invention, is a heavy metal such as lead, zinc, copper, hydrogen chloride (HCl), sulfur oxide (SO X ) And other acidic gases. For example, in the case of exhaust gas from a firing furnace for producing cement clinker, heavy metals and acid gases are mainly derived from auxiliary materials such as waste incineration ash.
The exhaust gas contains coarse particles that can be collected by a cyclone or the like, fine particles that can be collected by a bag filter or the like, and acid gas.
Of these, the coarse particles contain a part of the cement raw material scattered and flowing into the exhaust gas flow passage together with the exhaust gas, calcium chloride, etc., and are separated and recovered in this step.
The fine particles in the exhaust gas contain chlorides of heavy metals and the like, and are not collected by a cyclone or the like, but are sent to the subsequent process while remaining in the exhaust gas. The acidic gas in the exhaust gas is also sent to the subsequent process together with the fine particles.
[0014]
In addition, the cooling process of the exhaust gas for suppressing the resynthesis of dioxin can be provided before this process. Although dioxin is decomposed at high temperatures, it is known to be re-synthesized at 300 to 400 ° C. In order to avoid that the exhaust gas is kept in this temperature range for a long time and the generation of dioxin is promoted, the temperature of the exhaust gas to a temperature lower than the temperature at which dioxin is re-synthesized (for example, 200 ° C. or less). It is desirable to provide a process for rapidly reducing the.
[0015]
[(B) Fine grain collection step]
In this step, fine particles containing heavy metals are separated and recovered from the exhaust gas from which the coarse particles after step (A) have been removed using a fine particle collection means such as a bag filter, This is a step of obtaining exhaust gas containing gas.
Here, the fine-grained fraction containing heavy metals is, for example, cations such as alkali metals, alkaline earth metals, heavy metals and anions such as chlorine, which existed as volatile components, as solids as the exhaust gas temperature decreases. It contains the generated chloride (specifically, calcium chloride, lead chloride, etc.) and the like.
[0016]
[(C) Alkali source addition step]
In this step, an alkali source is added to the exhaust gas containing the acid gas after the step (B), and the alkali source and the acid gas (HCl, SO X Etc.) to obtain an exhaust gas containing a solid component consisting of a reaction product.
Here, the alkali source may be any substance that can neutralize the acidic gas contained in the exhaust gas. For example, an alkaline earth metal (such as calcium hydroxide) or an alkali metal (such as sodium hydroxide) In addition to these hydroxides, quick lime, calcium carbonate and the like can be mentioned. Using an alkali source containing calcium (specifically, a so-called CaO source such as calcium hydroxide, quicklime, calcium carbonate, etc.) means that the solid content obtained in this step can be suitably used as a cement raw material. Therefore, it is preferable.
[0017]
As a form at the time of addition of an alkali source, a dry type, a slurry, etc. are mentioned, for example. Among them, the alkali source having a dry form is different from the slurry, because the reaction product of the alkali source and the acid gas does not aggregate and the particle size does not increase. Therefore, for the convenience of collection in the step (D) described later. Is preferable.
Specific examples of the reaction product of the alkali source and acidic gas include calcium chloride and calcium sulfate.
[0018]
[(D) Solid content recovery step]
This step uses a fine particle collection means such as a bag filter, from the exhaust gas containing the solid product consisting of the reaction product (eg, calcium chloride, calcium sulfate, etc.) obtained in step (C), Is a step of separating and recovering.
[0019]
[Treatment process with adsorbent]
In the present invention, the exhaust gas that has undergone the step (D) can be further treated with an adsorbent for removing acid gases, heavy metals, and the like.
For example, if an adsorbent such as activated coke is used, it is possible to adsorb and remove acid gases, heavy metals, and the like that slightly remain in the exhaust gas that has undergone the step (D). Here, activated coke (also abbreviated as “AC”) is a kind of molded activated carbon made of coal, and is an adsorbent having desulfurization / denitration performance and adsorption performance of heavy metals, dioxins and the like. Nitrogen oxides (NO) remaining in the exhaust gas are allowed to pass through, for example, exhaust gas whose temperature is lowered to 100 to 200 ° C. through the active coke tower (AC tower) filled with active coke. X ) And hydrogen chloride, sulfur oxide (SO X ) And heavy metals can be adsorbed to thoroughly purify the exhaust gas.
[0020]
Hydrogen chloride, sulfur oxide (SO X ) And heavy metals adsorbed heavy metal can be heated, for example, by heating in the absence of oxygen to produce hydrogen chloride, sulfur oxide (SO X ) And heavy metals can be removed and regenerated. Desorbed hydrogen chloride, sulfur oxide (SO X ) And heavy metal treatment include removal of hydrogen chloride and heavy metal by a washing tower sprayed with water, and sulfur oxide (SO2) by an alkaline washing tower sprayed with an alkaline aqueous solution (for example, an aqueous solution containing sodium hydroxide). X ) And water removal by a mist catcher that collects mist contained in the gas after the treatment by the alkali cleaning tower.
[0021]
Among these, an aqueous solution containing chlorine and heavy metals obtained in a washing tower sprayed with water is precipitated by heavy metal recovery means (for example, adding a chelating agent to precipitate solids containing heavy metals, followed by solid-liquid separation) The heavy metal can be removed by the heavy metal treatment aqueous solution in the heavy metal removal step (E) after the heavy metal is removed by an apparatus configured to recover the product. Thereby, when processing the waste liquid after the processing in the washing tower sprayed with water, the solution processing can be unified in a form also used as the processing equipment of the heavy metal removal step (E).
[0022]
Moreover, the aqueous solution containing the sulfur content obtained by the alkaline washing tower which sprays alkaline aqueous solution can be added to the water for slurrying in a water washing process (F), for example. Thereby, when processing the aqueous solution (waste liquid) after the treatment in the alkali washing tower, the solution treatment can be unified in a form also used as the treatment equipment in the water washing step (F).
The mist contained in the gas after the treatment in the alkali cleaning tower may contain a trace amount of heavy metal. This mist is collected by a mist catcher and then supplied as an aqueous solution to the above-described heavy metal recovery means to remove the heavy metal. The aqueous solution after treatment in the metal recovery means is added to the aqueous solution for heavy metal treatment in the heavy metal removal step (E).
The exhaust gas that has been subjected to the solid content recovery step (D) and the above-described treatment using the adsorbent provided as necessary is subjected to other purification treatment as necessary and then discharged into the atmosphere.
[0023]
[(E) Heavy metal removal step]
This step is a step of removing the heavy metal from the fine particles containing the heavy metal obtained in the step (B) (for example, containing a chloride such as heavy metal) to obtain a solid content from which the heavy metal has been removed. .
Since the fine granule contains a large amount of soluble alkali salts such as potassium chloride and sodium chloride, the fine fraction is washed before this step (E) to dissolve and remove these alkali salts. For example, the chlorine ion concentration in the heavy metal recovered in this step (E) can be lowered, which is preferable. At this time, if the pH at the time of washing is adjusted to 8 to 11, elution of heavy metals together with alkali salts can be suppressed.
The method for removing heavy metals may be appropriately determined according to the type of heavy metal.
For example, when lead, zinc, and copper are included as heavy metals, fine particles containing heavy metals are added to an aqueous solution adjusted to pH 4 or less using sulfuric acid, and then solid-liquid separation such as filtration is performed. As a result, a solid content containing lead and a liquid content containing zinc and copper can be obtained. Among these, if a metal (for example, zinc) having a greater ionization tendency than copper is added to a liquid containing zinc and copper, copper is deposited on the surface of the metal, and a liquid containing only zinc can be obtained. it can.
[0024]
On the other hand, if an aqueous solution adjusted to pH 13.5 or higher using an alkalinizing agent such as sodium hydroxide is charged with the above-mentioned solid containing lead, stirred, and solid-liquid separated by filtration or the like, And a liquid containing lead can be obtained. By mixing this solution and the above-mentioned solution containing zinc and adjusting the pH to about 10, a precipitate of zinc and lead can be obtained.
The solid content separated from the liquid containing lead contains calcium hydroxide and can be used as a cement raw material. The recovered heavy metal is used as a raw material for refining.
[0025]
[(F) water washing step]
In this step, the coarse fraction obtained in the coarse fraction collection step (A) and the solid fraction obtained in the solid fraction collection step (D) (calcium chloride, calcium sulfate, etc.) using an alkaline aqueous solution. Wash with water, acid gas (HCl, SO X Etc.) is a step of obtaining a solid component from which components (chlorine component, sulfuric acid component, etc.) derived from the component are removed.
That is, since the recovered solid content contains hardly soluble calcium sulfate and the like, the liquid property is made alkaline (preferably pH 13.5 or more), and the sulfuric acid content is eluted from the solid content in the liquid. A solid content containing calcium hydroxide is obtained. This solid content is used as a cement raw material. At this time, it is desirable to wash the solids with water to remove cations such as sodium and anions such as chlorine.
[0026]
As alkaline aqueous solution used by this process (F), the aqueous solution which adjusted pH to 13.5 or more using alkalizing agents, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, is mentioned, for example.
Moreover, as a means of water washing, the water tank with a stirring blade etc. which can store alkaline aqueous solution and can stir and mix with the solid content of a process target object etc. are mentioned, for example.
Examples of the solid-liquid separation means after washing with water include a filter press and a belt filter.
[0027]
Next, an example of the processing system of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the processing system of the present invention. In FIG. 1, the solid line indicates a solid flow, the dotted line indicates a gas flow, and the alternate long and short dash line indicates a liquid flow.
In FIG. 1, the cement raw material supplied from outside the system is supplied into the cement kiln 1, fired, cooled by a clinker cooler 2, and recovered as a cement clinker. The cement clinker is pulverized together with gypsum to become cement. The cement kiln 1 has a high-temperature atmosphere (for example, about 1300 ° C.) by a burner 3 provided in front of the kiln.
[0028]
The high-temperature exhaust gas discharged from the cement kiln 1 is guided to the cooler 4 and rapidly cooled to suppress the resynthesis of dioxins. The exhaust gas that has passed through the cooler 4 is guided to a cyclone 5 where coarse particles (such as scattered cement raw material) are collected. The exhaust gas that has passed through the cyclone 5 is guided to the bag filter 6 and fine particles (such as lead chloride) are collected. The exhaust gas that has passed through the bag filter 6 is guided to the bag filter 8 through the flow path. In the middle of the flow path, an alkali source supply port from a storage tank 7 for storing an alkali source (for example, calcium hydroxide) is provided, and the alkali source is supplied into the flow path.
[0029]
In the flow path on the downstream side of the alkali source supply port, acidic gas (eg, HCl, SO X Etc.) is neutralized by an alkali source (for example, calcium hydroxide), and becomes a powder containing, for example, calcium chloride and calcium sulfate. This powder is collected by the bag filter 8. The exhaust gas that has passed through the bag filter 8 is guided to an active coke tower (denitration device) 10 via a fan 9 and nitrogen oxide (NO) remaining in the exhaust gas. X ) And hydrogen chloride (HCl), sulfur oxide (SO X ), Heavy metals are adsorbed and removed.
The exhaust gas after the adsorption treatment is discharged from the chimney 15 into the atmosphere after passing through another purification device as necessary.
[0030]
Coarse particles (solid content) collected by the cyclone 5 are guided to the cleaning means 16 to remove chlorine and the like. Here, the cleaning means 16 includes, for example, a water tank with stirring blades for slurrying the above-mentioned coarse particles (solid content) in which alkaline cleaning water is stored, a cyclone 5 and a bag filter in the water tank. 8 is combined with solid-liquid separation means such as a filter for solid-liquid separation of the slurry after the solid content introduced from 8 is stirred and mixed. The water tank with a stirring blade is supplied with cleaning water from outside the system, and is supplied with an aqueous solution containing sulfur from an alkali cleaning tower 13 described later via a supply path.
The fine particles collected by the bag filter 6 are used as a cement raw material after passing through the heavy metal removing means 17.
[0031]
For example, in the case of the specific example described in the heavy metal removing step (E), the heavy metal removing means 17 is for slurring the fine particles (solid content) and the like stored in the acidic solution adjusted in pH with sulfuric acid. A solid tank such as a filter for obtaining a solid content containing lead and a liquid content containing zinc and copper by solid-liquid separation of the slurry after stirring and mixing in the water tank Separation means and a liquid containing zinc and copper obtained by the solid-liquid separation means are mixed with a metal having a greater ionization tendency than copper, and copper is deposited on the surface of the metal, so that only zinc is present. A mixing tank for obtaining a liquid containing a liquid, a water tank with an agitating blade storing an alkaline aqueous solution for eluting lead from the solid content containing lead obtained by the solid-liquid separation means, and processing in the water tank The resulting slurry is separated into solid and liquid components that contain lead. Solid-liquid separation means such as a filter for obtaining, and water washing means for washing the solid content obtained by the solid-liquid separation means so that it can be used as a cement raw material (for example, a mixing tank or washing water from above) For example, a belt filter for spraying.
[0032]
The solution after the treatment by the heavy metal removing means 17 is discharged out of the system through the waste water treatment means 19.
Since the heavy metal has already been removed, the collected matter in the bag filter 8 is guided to the cleaning means 16 via the supply path without passing through the heavy metal removal means 17.
Hydrogen chloride and sulfur oxide adsorbed by the active coke tower (denitration equipment) 10 (SO X ) And heavy metal are heated and desorbed in the activated coke regeneration tower 11 and then introduced into the washing tower 12 as a gas. In the washing tower 12, hydrogen chloride and heavy metal are absorbed into the water by spraying water. .
After absorption, the aqueous solution containing chlorine and heavy metal is guided to the heavy metal recovery means 18, where the heavy metal is recovered and removed as a solid content. The aqueous solution (solution containing chlorine) after the treatment by the heavy metal recovery means 18 is guided to the heavy metal removal means 17 through the supply path and used as part of the water.
In addition, when the heavy metal is not contained in the aqueous solution after washing in the washing tower 12, the processing by the heavy metal recovery means 18 may be omitted.
[0033]
Sulfur oxides (SO X ) Gas is led to the alkali cleaning tower 13, and in the alkali cleaning tower 13, sulfur oxide (SO X ) Is absorbed in the alkaline aqueous solution. After absorption, the aqueous solution containing sulfur is guided to the cleaning means 16 via the supply path and used as part of the water for slurrying.
The gas that has passed through the alkali cleaning tower 13 contains mist. The mist is collected by the mist catcher 14 and recovered as a solution, and then supplied to the heavy metal removing means 17 through the heavy metal recovery means 18.
The gas that has passed through the mist catcher 14 is discharged from the chimney 15 into the atmosphere after passing through another purification device as necessary.
[0034]
The solid content finally obtained by the cleaning means 16 is used as a part of the cement raw material. The liquid component obtained by the cleaning means 16 is discharged out of the system through the waste water treatment means 19.
In addition, as an example of the waste water treatment means 19, for example, after adding an iron salt such as ferrous chloride, the pH is adjusted to generate iron hydroxide, and heavy metals are reduced, adsorbed, and coprecipitated and removed. The equipment comprised so that it can perform these processes is mentioned. Another example is a chelate tower for capturing heavy metals. It is preferable to pass wastewater through this chelate tower because the removal rate of heavy metals in the wastewater can be further increased.
[0035]
【The invention's effect】
According to the treatment method and treatment system of the present invention, heavy metals and acidic gas contained in exhaust gas from a firing furnace, an incinerator, or the like can be efficiently and sufficiently removed.
Moreover, the solid content obtained in the process of exhaust gas is efficiently converted into a cement raw material with simple equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a processing system of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Cement kiln
2 Clinker cooler
3 Burner
4 Cooler
5 Cyclone
6,8 Bug filter
7 Alkali source storage tank
9 fans
10 Active coke tower (denitration equipment)
11 Active coke regeneration tower
12 Washing tower
13 Alkali washing tower
14 Mist Catcher
15 Chimney
16 Cleaning means
17 Heavy metal removal means
18 Heavy metal recovery means
19 Wastewater treatment means

Claims (6)

(A)粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスから、粗粒分を分離して回収し、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスを得る粗粒分回収工程と、
(B)工程(A)で得られた排ガスから、前記重金属を含む細粒分を分離して回収し、前記酸性ガスを含む排ガスを得る細粒分回収工程と、
(C)工程(B)で得られた排ガスに、アルカリ源を添加して、該アルカリ源と前記酸性ガスとの反応生成物からなる固体分を含む排ガスを得るアルカリ源添加工程と、
(D)工程(C)で得られた排ガスから、前記固体分を分離して回収する固体分回収工程と、
(E)工程(B)で得られた前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得る重金属除去工程と、
(F)工程(A)で得られた前記粗粒分と、工程(D)で得られた固体分とを、アルカリ性水溶液を用いて洗浄して、前記酸性ガスに由来する成分が除去された固体分を得る水洗工程と
を含むことを特徴とする排ガスの処理方法。
(A) From the exhaust gas containing coarse particles, fine particles containing heavy metals, and acid gas, the coarse particles are separated and recovered to obtain exhaust gases containing fine particles containing heavy metals and acid gases. Coarse grain collection process,
(B) From the exhaust gas obtained in the step (A), the fine particle containing the heavy metal is separated and recovered, and the fine particle collecting step for obtaining the exhaust gas containing the acid gas;
(C) An alkali source addition step of adding an alkali source to the exhaust gas obtained in the step (B) to obtain an exhaust gas containing a solid content composed of a reaction product of the alkali source and the acid gas;
(D) a solid content recovery step for separating and recovering the solid content from the exhaust gas obtained in step (C);
(E) A heavy metal removal step of removing a heavy metal from the fine particle containing the heavy metal obtained in step (B) to obtain a solid content from which the heavy metal has been removed;
(F) The coarse particles obtained in the step (A) and the solid content obtained in the step (D) were washed with an alkaline aqueous solution to remove the components derived from the acidic gas. And a water washing step for obtaining a solid content.
前記工程(E)で得られた固体分と、前記工程(F)で得られた固体分の少なくとも一方を、セメント原料として使用する請求項1に記載の排ガスの処理方法。The exhaust gas treatment method according to claim 1, wherein at least one of the solid content obtained in the step (E) and the solid content obtained in the step (F) is used as a cement raw material. (a)粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガス中の粗粒分を捕集するための粗粒分捕集手段と、
(b)粗粒分捕集手段(a)の後流側に配設され、前記排ガス中の前記重金属を含む細粒分を捕集するための第一の細粒分捕集手段と、
(c)第一の細粒分捕集手段(b)の後流側の地点にて、前記排ガスにアルカリ源を供給するためのアルカリ源供給手段と、
(d)アルカリ源供給手段(c)の後流側に配設され、前記排ガス中の酸性ガスと前記アルカリ源との反応生成物を捕集するための第二の細粒分捕集手段と、
(e)第一の細粒分捕集手段(b)で捕集される前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得るための重金属除去手段と、
(f)粗粒分捕集手段(a)で得られる粗粒分と、第二の細粒分捕集手段(d)で捕集される前記反応生成物とを、アルカリ性溶液で洗浄するための水洗手段とを備えていることを特徴とする排ガスの処理システム。
(A) Coarse-grain collecting means for collecting coarse-grained fraction, fine-grained fraction containing heavy metal, and coarse-grained fraction in exhaust gas containing acidic gas;
(B) a first fine particle collecting means disposed on the downstream side of the coarse particle collecting means (a) for collecting the fine particle containing the heavy metal in the exhaust gas;
(C) an alkali source supply means for supplying an alkali source to the exhaust gas at a point on the downstream side of the first fine particle collection means (b);
(D) a second fine particle collection means disposed on the downstream side of the alkali source supply means (c) and for collecting a reaction product of the acidic gas in the exhaust gas and the alkali source; ,
(E) Heavy metal removing means for removing the heavy metal from the fine particle containing the heavy metal collected by the first fine particle collecting means (b) to obtain a solid content from which the heavy metal has been removed;
(F) To wash the coarse particles obtained by the coarse particle collection means (a) and the reaction product collected by the second fine particle collection means (d) with an alkaline solution. An exhaust gas treatment system comprising: a water washing means.
前記第二の細粒分捕集手段(d)の後流側に、未反応の酸性ガスを吸着するための吸着手段を備えている請求項3に記載の排ガスの処理システム。The exhaust gas treatment system according to claim 3, further comprising an adsorption means for adsorbing unreacted acidic gas on the downstream side of the second fine particle collection means (d). 前記吸着手段で吸着した酸性ガスを脱離するための吸着材再生手段と、該吸着材再生手段によって脱離した酸性ガスを水溶液中に吸収させて回収するための酸性ガス回収手段とを備えている請求項4に記載の排ガスの処理システム。An adsorbent regeneration means for desorbing the acid gas adsorbed by the adsorption means; and an acid gas recovery means for absorbing and recovering the acid gas desorbed by the adsorbent regeneration means in an aqueous solution. The exhaust gas treatment system according to claim 4. 前記酸性ガス回収手段で得られた水溶液を、前記重金属除去手段(e)または前記水洗手段(f)に導くための供給路を備えている請求項5に記載の排ガスの処理システム。The exhaust gas treatment system according to claim 5, further comprising a supply path for guiding the aqueous solution obtained by the acid gas recovery means to the heavy metal removal means (e) or the water washing means (f).
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