JP2006103980A - セメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 セメントキルンから抽気される排ガスの量を増加させ、抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの捕集をより迅速かつより容易に行い、セメント製造の操業への影響を小さくし、塩素を含む産業廃棄物の処理量を増加させることが可能なセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置を提供する。
【解決手段】 本発明の排ガスの処理方法は、セメントキルン４１からの排ガスＧの一部を抽気し、２次冷却除去装置４５にて排ガスＧを塩素化合物の融点以下に冷却すると同時に排ガスＧに含まれる粗粒ダストＤを分離・捕集し、残った排ガスＧ’を２００℃以上に保持した状態でバッグフィルタ４７に導入し、バッグフィルタ濾布５２にて細粒ダストＷを捕集することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、セメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、セメントキルンから排出される塩素化合物を含む排ガスの一部を抽気する際の抽気率が特に高く、しかも、この抽気された排ガスに含まれる塩素化合物を含むダストの処理が容易であり、さらに、セメント焼成設備に与える影響が小さくかつ塩素化合物を含む産業廃棄物の処理量の増加が可能なセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置に関するものである。

近年、セメント製造設備を用いた産業廃棄物処理の処理量が増加するに伴って、この産業廃棄物に含まれる塩素等の揮発性成分がセメントキルン内で増加してきている。塩素等の揮発性成分は、セメントの品質を低下させるのみならず、セメントキルンを含むセメント製造設備全体の操業に悪影響を及ぼすため、この塩素等の揮発性成分を取り除く対策として、セメント製造設備に塩素等の揮発性成分を取り除く塩素バイパス装置を設置することが行われている。
この塩素バイパス装置は、セメントキルンと予熱機との間で排ガスの揮発と凝縮を繰り返し行われることにより濃縮された塩素等の揮発性成分を取り除くために、セメントキルンの窯尻にて排ガスの一部を抽気し、冷却することにより、塩素および／または塩素化合物を主成分とする揮発性成分を固化させた塩素バイパスダストを生成させ、この塩素バイパスダストをセメント製造設備外に排出することで、塩素および／または塩素化合物をセメントキルンから除去する装置である。
ここで、従来の塩素および／または塩素化合物をセメントキルンから除去するための装置について説明する（特許文献１、２参照）。

図４は従来の塩素バイパス装置の一例を示す模式図であり、図において、１はセメント原料Ｍを焼成するロータリキルン、２はロータリキルン１から排ガスｇを抽気するプローブ、３は抽気した排ガスｇを塩素化合物の融点以下すなわち６００〜７００℃に瞬間的に冷却する冷却器、４は冷却器３に冷却用空気を送るファン、５は冷却された排ガスｇに含まれるダストを分級するサイクロン型分級器、６は排ガスｇの熱交換を行う間接型空冷熱交換器、７は間接型空冷熱交換器６に冷却用空気を送るファン、８は間接型空冷熱交換器６から排出される排ガスｇから残余ダストを捕集する集塵機、９は集塵機８から排ガスを排出するファン、１０は間接型空冷熱交換器６および集塵機８から排出される塩素を高濃度で含むダストＷを貯留する貯留サイロ、１１は塩素を高濃度で含むダストＷを貯留し供給するホッパ、１２は貯留サイロ１１から排出されるダストＷの重量を測定する計量器、１３はダストＷをロータリキルン１から排出されたセメントクリンカＣに混合するために搬送する輸送装置である。

この塩素バイパス装置では、プローブ２を用いてロータリキルン１から排ガスｇの一部を抽気し、この排ガスｇをプローブ２に冷風を導入することにより抽気した排ガスｇを塩素化合物の融点以下に冷却し、塩素バイパスダストＷを生成させる。
次いで、この塩素バイパスダストＷをサイクロン型分級器５にて７〜１０μｍ程度を粗粒分と細粒分とに分級する分級粒径として分級し、分級された粗粒分をロータリキルン１に戻し、サイクロン型分級器５で集塵されない細粒側のダストＷを間接型空冷熱交換器６及び集塵機８で捕集し、ホッパ１１を経由して系外へ除去することにより、セメントキルン１にて循環濃縮した塩素分を減少させる。
この塩素バイパス装置をセメントキルン１に取り付けることによって、セメントキルン１から排出される高温の排ガスの内僅か２％以内の抽気ガス量で、セメントキルン１に持ち込まれる塩素量の３０〜６０％を除去することができる。

図５は従来の高抽気型塩素バイパスシステムの一例を示す概略構成図であり、セメントキルンの窯尻部における排ガスの抽気率を２〜５％の範囲に適用できる装置である。図において、２１はセメント原料を焼成するセメントキルン、２２はセメントキルン２１に接続されるプレヒータライジングダクト、２３は排ガスｇの一部を抽気する二重管構造のプローブ、２４は抽気した排ガスｇを冷却する第１の冷却器、２５は冷却された排ガスｇに含まれるダストを分級するサイクロン型分級器、２６はダストが分離された排ガスｇを冷却する第２の冷却器、２７は排ガスｇ中に残留するダストを捕集する集塵機、２８は集塵機２７から排ガスを排出する吸引ファン、２９は第２の冷却器２６および集塵機２７から排出される塩素を高濃度で含むダストを貯留するダストタンクである。
プローブ２３、第１の冷却器２４および第２の冷却器２６には、それぞれ冷風ファン３０ａ〜３０ｃが接続されている。

この塩素バイパスシステムでは、二重管構造のプローブ２３により、セメントキルン２１からの排ガスの一部を抽気しつつ温度４００〜６００℃にまで一次冷却した後、第１の冷却器２４により３００〜４００℃にまで二次冷却し、その後、サイクロン型分級器２５により二次冷却された排ガス中のダストを粗粉と微粉とに分級して粗粉をセメントキルン２１に戻すとともに、微粉を含む排ガスを第２の冷却器２６により１００〜２００℃にまで最終冷却し、集塵機２７により冷却された排ガスから微粉を回収している。
一方、セメントキルン２１外に除去された塩素バイパスダストは、セメントクリンカ等に添加、またはセメントの仕上ミルに直接供給することにより、セメント粉砕系にて処理されるか、または、この塩素バイパスダストを水を用いて洗浄することにより塩素分を取り除き、残渣をセメント原料として再利用することにより、セメントキルン２１系にて循環し濃縮した塩素によるセメントキルン２１系への操業に悪影響を及ぼさないようにしている。

図６は従来のアルカリバイパス装置の一例を示す概略構成図であり、この装置は、セメントキルンの窯尻部から多量の排ガスを抽気し、この排ガス中に含まれる塩化カリウム等のアルカリ化合物を含むダストを分離・捕集する装置である。
図において、３１はセメント原料を焼成するセメントキルン、３２はセメントキルン３１に接続されるプレヒータライジングダクト、３３はプレヒータライジングダクト３２に設けられて排ガスｇの一部を抽気するプローブ、３４は抽気した排ガスｇを６００〜７００℃に冷却する冷却器、３５は冷却器３４に冷却用空気を送るファン、３６は６００〜７００℃に冷却された排ガスｇを噴霧器３６ａから噴出される冷却水により冷却すると共にそれに含まれる粗粒ダストＤを捕集するスプレー塔、３７は粗粒ダストＤが除去された排ガスｇ’より微細ダストＷを捕集するバグフィルタ等の集塵機、３８は集塵機３７から排ガスｇ”を吸引するファン、３９は排出される粗粒ダストＤおよび微細ダストＷを貯留するホッパーである。

このアルカリバイパス装置では、プローブ３３によりセメントキルン３１から排出される排ガスｇの一部を抽気し、この排ガスｇを冷却器３４に導入し、この冷却器３４に冷却用空気を導入することにより抽気した排ガスｇを６００〜７００℃に冷却する。
次いで、この排ガスｇをスプレー塔３６に導入し、噴霧器３６ａから噴霧される冷却水により集塵機３７の耐熱温度以下に冷却すると共に、この排ガスｇに含まれる粗粒ダストＤを分級・捕集する。粗粒ダストＤが除去された排ガスｇ’を集塵機３７に導入し、この排ガスｇ’に含まれる微細ダストＷを捕集すると共に、残った排ガスｇ”をファン３８により系外へ排出する。
一方、塩化カリウム等のアルカリ化合物を含む粗粒ダストＤや微細ダストＷは、一旦ホッパー３９に貯留され、その後所定の処理が成される。
特許第３１８７１４号公報 国際公開第００／１２４４４号パンフレット

ところで、従来の塩素バイパス装置では、高塩素含有の産業廃棄物の使用量が増加するのに伴いセメント焼成設備に持ち込まれる産業廃棄物中の塩素量が増加してくるため、この塩素がセメント焼成設備の操業に悪影響を及ぼさない様にするためには、十分な塩素量をセメントキルン内から除去する必要があり、そこで、抽気する排ガス量をより増加した装置が必要になってきている。
例えば、従来の塩素バイパス装置では窯尻部における排ガスの抽気量が２％以内であったものが、今後の塩素バイパス装置では２〜５％もしくはこれ以上の抽気量が必要になってくる。

しかしながら、窯尻部における排ガスの抽気量を２％以内から２〜５％に増加した場合、塩素バイパス装置の大型化を促すこととなるが、装置の大型化には、抽気した排ガスの均一冷却を難しくするため、上述した高抽気型塩素バイパスシステムにおいては、抽気した排ガスの冷却を多段にすることによって解消している。しかしながら、この対応は装置を複雑にすることになり、しかも排ガスの流路におけるガス通風抵抗が高くすることとなった。
さらに、この塩素バイパス装置では、冷却面積の大きい間接型空気冷却器２６にて抽気した排ガスを２００℃以下にまで冷却しているので、急激な間接冷却により冷却面への塩化物スケールの付着することによる冷却性能の低下の虞がある。
この冷却性能の低下は、塩素バイパス装置の初期の性能を持続させることができなくなる。

一方、間接型空気冷却器を用いないで、全ての段階での冷却を冷却空気の混合のみで冷却する方法とすると、上述のスケールの付着等による塩素バイパス装置の効率低下は起こらない。しかしながら、窯尻部から抽気される排ガスは１０００℃以上の高温であることから、この排ガスを集塵機に導入するまでに、冷却器により１００〜２００℃にまで冷却する必要があるが、冷却風量は、窯尻から抽気する排ガスの全体積の１０倍程度の量の冷却空気を導入する必要があり、したがって、抽気した排ガスの１０倍以上のガス処理量を有する集塵機が必要になり、設備コストが高くなってしまうという問題点があった。

更に、図６に示す従来のアルカリバイパス装置では、抽気した排ガスｇを空冷および水冷により冷却した後、塩化カリウム等のハロゲン化アルカリを含む粗粒ダストや微細ダストを排ガスから分離・捕集しているが、これらのダストには、潮解性の塩化カリウム等が多量に含まれているために、噴霧冷却水を用いて冷却すると、ダスト中の塩化カリウムの溶出を助長し、さらにこのダストが冷却水により水和凝集し、配管内に水和凝集物、いわゆるアンザツが生ずる等の虞がある。
したがって、アルカリバイパス装置と比較して、抽気量が少なく小型である塩素バイパス装置では、このアルカリバイパス装置で用いられているような冷却のほとんどを噴霧冷却水による冷却方法を採用することは困難である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、セメントキルン等のセメント焼成設備から抽気される排ガスの量を増加させることが可能であり、しかも、抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの捕集をより迅速かつより容易に行うことが可能であり、さらに、セメント製造の操業への影響を小さくするとともに高塩素含有ダストを含む産業廃棄物の処理量を増加させることが可能なセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却し、この冷却した排ガスの温度が２００℃以上の状態にて、この排ガスに含まれるダストを捕集することにより、セメント焼成設備から抽気される排ガスの量を増加させることができ、抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの処理をより迅速かつ容易に行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法は、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理方法であって、前記抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集工程とを有し、このダスト捕集工程に導入される前記排ガスの温度は２００℃以上であることを特徴とする。

この排ガスの処理方法では、冷却工程にて、少ない冷却空気で抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却し、次いで、温度が２００℃以上の状態に冷却された排ガスをダスト捕集工程に導入し、この排ガスに含まれるダストを捕集することにより、セメント焼成設備から抽気される排ガスの量を増加させ、かつ抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの処理を容易に行うことが可能になる。これにより、冷却空気が少なく効率よく冷却することが可能になるので、比較的小さな塩素バイパス装置であっても、塩素化合物によるセメント製造の操業への影響を効率よく取り除き、塩素を含む産業廃棄物の処理を増加させることが可能になる。

前記冷却工程は、複数の冷却工程からなり、これらの冷却工程の１つは、前記抽気された排ガスから粒径が１００μｍ以上の粗大粒子を除去する粗大粒子除去工程を含むことが好ましい。
この様な構成とすることにより、後続する集塵機に高温の粗大粒子が混入されることがなくなり、ダスト捕集工程での集塵機で安定して塩素含有ダストの分離・集塵が可能となる。よって、セメント製造設備では、塩素を含む産業廃棄物の処理を安定して増加させることが可能になる。

前記冷却工程は、冷却空気を用いて冷却する（空冷）工程、噴霧水を用いて冷却する（水冷）工程、冷却管内を流動する冷却水を用いて冷却する（間接水冷）工程のいずれか１種または２種以上からなることが好ましい。
この様な構成とすることと、排ガス温度を２００℃以上に保つことで、抽気される排ガス量に見合った冷却方法を適宜選択して、抽気される排ガスに対して冷却によるガスの増加を少なくすることが可能になる。これにより、よりコンパクトな塩素バイパス装置であっても、セメント製造装置での高塩素含有産業廃棄物の処理が有効に行われ、その処理量も増大する。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理装置は、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理装置であって、前記セメント焼成設備から排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、抽気された前記排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集手段とを備え、このダスト捕集手段は、耐熱温度が２００℃以上の濾過部材を備えていることを特徴とする。

この排ガスの処理装置では、冷却手段により抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却し、耐熱温度が２００℃以上の濾過部材を備えたダスト捕集手段により冷却した排ガスに含まれるダストを捕集することにより、セメントキルンから抽気される排ガスの量を増加させた場合においても、抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの処理をより迅速かつより容易に行うことが可能になる。これにより、セメント製造の操業への影響が小さくなり、高塩素を含む産業廃棄物の処理量が増加する。

前記濾過部材は、フッ素樹脂を含むことが好ましい。
この様な構成とすることにより、ダスト捕集手段に２００℃以上の温度のダストが導入された際においても、この高温ダストにより濾過部材が劣化する虞がない。これにより、濾過部材の濾過能力が良好に維持され、ダスト捕集手段のダスト捕集能力も良好に維持される。

前記冷却手段は複数の冷却手段からなり、これらの冷却手段のいずれか１つは、前記抽気された排ガスから粒径が１００μｍ以上の粗大粒子を除去する粗大粒子除去手段を備えていることが好ましい。
この様な構成とすることにより、抽気された排ガスに含まれる粒径が１００μｍ以上の粗大粒子は粗大粒子除去手段により速やかに除去され、この粗大粒子が後段のダスト捕集手段に進入する虞がない。これにより、濾布の濾過能力が良好に維持され、ダスト捕集手段のダスト捕集能力も良好に維持される。

前記冷却手段は、冷却空気を用いて冷却する空冷手段、冷却管内を流動する冷却水を用いて冷却する水冷手段のいずれか一方、または双方を備えていることが好ましい。
この様な構成とすることにより、排ガスに含まれるダストの形状や特性に応じて冷却手段を適宜選択して、ダストを迅速かつ効率的に捕集することが可能になる。

前記抽気手段により抽気される排ガスの量は、前記セメントキルンから排出される排ガスの総量の２容量％以上であることが好ましい。
この様な構成とすることにより、抽気される排ガスの量が、従来以上に増加することとなり、高塩素を含む産業廃棄物の処理量がますます増加する。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法によれば、抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集工程とを有し、このダスト捕集工程に導入される前記排ガスの温度を２００℃以上としたので、抽気された排ガスを比較的少ない冷却空気で前記の所定の温度に冷却することができ、抽気ガス量に対して小さな設備とすることができる。したがって、セメント焼成設備から抽気される排ガス量を増加させることができ、抽気される排ガス中に含まれる塩素化合物の処理を効率よく処理することができ、セメント製造の操業への影響を小さくすることができ、塩素を含む産業廃棄物の処理量を増加させることができる。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理装置によれば、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集手段とを備え、このダスト捕集手段が耐熱性が２００℃以上の濾過部材を備えたので、セメントキルン焼成設備から抽気される排ガスの量を増加させた場合においても、抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの処理をより迅速かつより容易に行うことができる。
したがって、セメント製造の操業への影響を小さくすることができ、高塩素を含む産業廃棄物の処理量を増加させることができる。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置の各実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、これらの実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理装置を示す概略構成図であり、図において、４１はセメント原料を焼成するセメントキルン、４２はセメントキルン４１に接続されるプレヒータライジングダクト、４３は先端部がプレヒータライジングダクト４２に挿入されたプローブ（抽気手段および第１の冷却手段）、４４はプローブ４３を冷却空気により冷却する冷却ファン（空冷手段）、４５は抽気された排ガスをさらに冷却すると共に粒径が１００μｍ以上の粗粒ダスト（粗大粒子）を除去する２次冷却除去装置（第２の冷却手段）、４６は２次冷却除去装置４５内に冷却空気を送風する冷却ファン（空冷手段）、４７はバッグフィルタ（ダスト捕集手段）、４８はバッグフィルタ４７から排出される空気を外方へ排出するファン、４９は２次冷却除去装置４５およびバッグフィルタ４７により捕集されたダストを貯留するダストサイロである。

プローブ４３は、二重管構造のもので、セメントキルン４１から排出される排ガスＧの一部を抽気し、この抽気した排ガスＧを冷却ファン４４からの冷却空気により塩素化合物の融点以下にまで冷却するものである。これにより、抽気した排ガスＧは６００℃以上かつ７００℃以下、好ましくは４００℃以上かつ６００℃以下にまで冷却される。
このプローブ４３により抽気される排ガスの量は、セメントキルン４１から排出される排ガスＧの総量の２重量％以上であることが好ましい。

２次冷却除去装置４５は、抽気された排ガスＧを冷却ファン４６によりさらに冷却すると同時に、粒径が１００μｍ以上の粗粒ダストを除去・排出し、この粗粒ダストを含まない排ガスＧ’を外方へ放出するもので、冷却チャンバ５１は、粒径が１００μｍ以上の粗粒ダストを除去する機能（粗大粒子除去手段）を備えている。

バッグフィルタ４７は、粗粒ダストを含まない排ガスＧ’に含まれる細粒ダストを捕集するもので、耐熱限度が２００℃以上のバックフィルタ濾布（濾過部材）５２を備えている。
このバックフィルタ濾布５２は、耐熱温度が２００℃以上の有機繊維、または無機繊維、あるいは耐熱温度が２００℃以上の有機繊維と無機繊維とを含む繊維等が好適に用いられ、耐熱温度が２００℃以上の有機繊維としては、フッ素樹脂繊維が挙げられ、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（耐使用温度：２６０℃、融点：３２７℃）等が好適に用いられる。

この様な繊維を用いることにより、２００℃以上の高温の排ガスが導入された場合においても、この高温の排ガスに含まれる１００μｍ未満の細粒ダストを迅速かつ効率よく捕集することが可能になり、バッグフィルタ濾布５２が劣化する虞もない。したがって、バッグフィルタ濾布５２の濾過能力を良好に維持し、バッグフィルタ４７のダスト捕集能力も良好に維持することが可能になる。よって、２００℃以上の高温の排ガス処理を行うことが可能になる。

次に、本実施形態の排ガスの処理装置を用いた排ガスの処理方法について説明する。
（１）抽気および１次冷却
プローブ４３によりセメントキルン４１から排出される排ガスＧの一部を抽気し、この抽気した排ガスＧを冷却ファン４４からの冷却空気により塩素化合物の融点以下にまで冷却する。
例えば、塩化カリウム（ＫＣｌ）等の融点以下である６００℃以上かつ７００℃以下、このましくは４００℃以上かつ６００℃以下にまで冷却する。

（２）２次冷却および粗粒ダストの捕集
冷却された排ガスＧを２次冷却除去装置４５の冷却チャンバ５１内に導入し、冷却ファン４６により供給される冷却空気と共に冷却チャンバ５１内で旋回させることにより、バッグフィルタ濾布５２の耐熱温度、例えば、２００℃〜３００℃以下にまで冷却される。同時に、この排ガスＧに含まれる粒径が１００μｍ以上の粗粒ダストＤを分離・捕集する。

この２次冷却除去装置４５では、セメントキルン４１からの排ガスの抽気経路にて発生、もしくはセメントキルン４１から排出された塊状物をも分離することができる。
特に、塊状物は短時間での冷却が困難であるため、高温の塊状物により後段のバッグフィルタ濾布５２の損傷を防ぐ必要があり、チャンバ５１等で確実に塊状物を除去する必要がある。

また、この冷却チャンバ５１では、抽気された排ガスＧと冷却空気を旋回させることによって、チャンバ５１内で完全に混合冷却するものであり、高抽気型に伴う抽気される排ガスＧと冷却空気の混合性の低下を防止することが可能なものが採用される。
冷却ファン４４、４６における冷却空気の合計風量は、抽気される排ガスＧに対して約５倍の風量でよい。冷却空気は冷却ファン４４、４６それぞれからほぼ同じ風量が送り込まれるように設定される。

（３）細粒ダストの捕集
粗粒ダストＤが取り除かれた排ガスＧ’をバッグフィルタ４７に導入し、内部のバッグフィルタ濾布５２により排ガスＧ’に含まれる粒径が１００μｍ未満であり塩素等の成分が凝固付着した細粒ダストＷを取り除く。
この細粒ダストＷが除去された排ガスＧ”は、ファン４８により処理装置の外方へ排出される。

（４）ダストの貯留
２次冷却除去装置４５により分離・捕集された粒径が１００μｍ以上の粗粒ダストＤと、バッグフィルタ濾布５２により分離・捕集された粒径が１００μｍ未満であり塩素等のハロゲン成分が凝固付着した細粒ダストＷとを、ダストサイロ４９に貯留する。

（５）ダストの再利用
ダストサイロ４９に貯留されるダストの再利用としては、セメントへの添加、セメント原料として再利用、セメント系固化剤に添加のいずれか１種または２種以上がある。
セメント原料として再利用する際には、ダストに付着する塩素化合物を水洗により除去することが好ましい。
この様に、水洗したダストは、含まれる塩素化合物の量が極めて僅かなものとなるので、セメント焼成設備から塩素を有効に除去する。

（６）ダストの廃棄処分
ダストサイロ４９に貯留されるダストは、再利用されなかった場合、セメント系固化材を用いて固化した後に廃棄処分される。
セメント系固化材により固化することで、ダストに含まれる塩素化合物等は封じ込められ、外部に漏れ出す虞がない。

本実施形態の排ガスの処理方法によれば、抽気された排ガスＧを塩素化合物の融点以下に冷却し、次いで、排ガスＧの温度を２００℃以上に保持した状態で、この排ガスＧに含まれるダストを捕集するので、セメントキルン４１から抽気される排ガスＧの量を増加させることができ、抽気される排ガスＧ中に含まれる高ハロゲン含有ダストの処理をより迅速かつより容易に行うことができる。
したがって、セメントキルン４１の操業への影響を小さくすることができ、高ハロゲン含有ダストを含む産業廃棄物の処理量を増加させることができる。

本実施形態の排ガスの処理装置によれば、バッグフィルタ４７に耐熱温度が２００℃以上のバッグフィルタ濾布５２を備えたので、従来の１００〜２００℃まで冷却する塩素バイパス装置と比較して、冷却風量が少なくなり、しかも冷却段数を少なくすることができ、比較的小さな設備とすることができる。
したがって、セメント焼成設備から抽気される排ガス量を容易に増加させることができ、抽気される排ガス中に含まれる塩素化合物の処理を効率よく行うことができ、セメント製造の操業への影響を小さく保つことができ、塩素を含む産業廃棄物の処理を増加させることができる。

「第２の実施形態」
図２は、本発明の第２の実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理装置を示す概略構成図であり、本実施形態の排ガスの処理装置が上述した第１の実施形態の排ガスの処理装置と異なる点は、２次冷却除去装置４５を間接型熱交換器（第２の冷却手段）６１に替え、この間接型熱交換器６１に冷却水（冷媒）を供給する冷却水循環装置６２を接続し、この間接型熱交換器６１の底部近傍から排ガスＧ’を取り出し、バッグフィルタ４７に導入した点である。

間接型熱交換器６１は、４００〜６００℃に一次冷却された排ガスＧの温度をバッグフィルタ濾布５２の耐熱温度以下に冷却するものであればよく、図３に示す様に、チャンバ６３内の排ガスＧの流路に水冷管（冷却管）６４が屈曲した状態で配置され、上方からチャンバ６３内に導入される排ガスＧを、水冷管６４内を下方から上方に向かって流動する冷却水（冷媒）Ｒｗにより間接的に冷却すると同時に、冷却ファン４６により供給される冷却空気Ｒａにより直接的に冷却するようになっている。

この間接型熱交換器６１では、導入された排ガスＧは、この間接型熱交換器６１内を通過する間に水冷管６４内を流動する冷却水Ｒｗおよび冷却ファン４６により供給される冷却空気Ｒａにより、バッグフィルタ濾布５２の耐熱温度以下、例えば、２００℃〜３００℃以下にまで冷却される。同時に、この排ガスＧに含まれる粒径が１００μｍ以上の粗粒ダストＤを分離・捕集する。

この装置では、水冷による間接型熱交換器６１を採用したことにより、水冷管６４による熱交換は空気冷却に比べて冷却伝熱面積が小さくなり、伝熱面積を多くするための伝熱面を複雑な構造とする必要がなく、水冷管６４の表面に付着した塩素化合物等のスケールを容易に取り除くことができる。したがって、熱交換器としての機能を容易に保つことができる。
また、冷却水Ｒｗは、間接型熱交換器６１内を流動する間に排ガスＧから熱を奪うことにより加温され、温水として間接型熱交換器６１の外方へ排出される。
この温水は、セメント製造設備のガスの調湿の他、各種散水等に使用することも可能であるが、冷却塔等により冷却して循環使用することも可能である。

また、抽気された排ガスＧが水冷管６４によりバッグフィルタ濾布５２の耐熱温度以下にまで十分に冷却される場合には、冷却ファン４６を用いて冷却する必要はない。
本実施形態では、冷却水Ｒｗ単独、または冷却水Ｒｗおよび冷却空気Ｒａにより、抽気された排ガスＧをバッグフィルタ濾布５２の耐熱温度以下、例えば、２００℃〜３００℃以下にまで冷却する。
したがって、従来の設備の様に、バッグフィルタ４７の入り口における排ガスの温度を１００〜２００℃まで低下する必要が無くなり、冷却に要する冷却空気量が従来の設備以下となる。

本実施形態の排ガスの処理装置によれば、２次冷却除去装置４５を間接型熱交換器６１に替えたので、抽気された排ガスＧをバッグフィルタ濾布５２の耐熱温度以下にまで迅速かつ容易に冷却することができる。
また、抽気された排ガスＧの温度をバッグフィルタ濾布５２の耐熱温度以下とすればよいので、従来の設備の様に１００〜２００℃まで低下させる必要が無くなり、冷却に要する冷却空気量を従来の設備以下とすることができ、比較的小さな設備であっても塩素除去効率のよいシステムを構築することができる。

本発明の第１の実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理装置を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理装置を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施形態の排ガスの処理装置の間接型熱交換器を示す断面図である。 従来の塩素バイパス装置の一例を示す概略構成図である。 従来の従来の塩素バイパスシステムの一例を示す概略構成図である。 従来のアルカリバイパス装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

４１ セメントキルン
４２ プレヒータライジングダクト
４３ プローブ
４４ 冷却ファン
４５ ２次冷却除去装置
４６ 冷却ファン
４７ バッグフィルタ
４８ ファン
４９ ダストサイロ
５１ 冷却チャンバ
５２ バッグフィルタ濾布
６１ 間接型熱交換器
６２ 冷却水循環装置
６３ チャンバ
６４ 水冷管

Claims (8)

1. セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理方法であって、
   前記抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集工程とを有し、
   このダスト捕集工程に導入される前記排ガスの温度は２００℃以上であることを特徴とするセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
2. 前記冷却工程は、複数の冷却工程からなり、これらの冷却工程の１つは、前記抽気された排ガスから粒径が１００μｍ以上の粗大粒子を除去する粗大粒子除去工程を含むことを特徴とする請求項１記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
3. 前記冷却工程は、冷却空気を用いて冷却する工程、噴霧水を用いて冷却する工程、冷却管内を流動する冷却水を用いて冷却する工程のいずれか１種または２種以上からなることを特徴とする請求項１または２記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
4. セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理装置であって、
   前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、抽気された前記排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集手段とを備え、
   このダスト捕集手段は、耐熱温度が２００℃以上の濾過部材を備えていることを特徴とするセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
5. 前記濾過部材は、フッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項４記載のセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
6. 前記冷却手段は複数の冷却手段からなり、これらの冷却手段のいずれか１つは、前記抽気された排ガスから粒径が１００μｍ以上の粗大粒子を除去する粗大粒子除去手段を備えていることを特徴とする請求項４または５記載のセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
7. 前記冷却手段は、冷却空気を用いて冷却する空冷手段、冷却管内を流動する冷却水を用いて冷却する水冷手段のいずれか一方、または双方を備えていることを特徴とする請求項４、５または６記載のセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
8. 前記抽気手段により抽気される排ガスの量は、前記セメント焼成設備から排出される排ガスの総量の２容量％以上であることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項記載のセメント焼成設備における排ガスの処理装置。

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