JP2007045648A - セメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】焼成時に発生した排ガス中に、燃料を兼ねた吸着粉を供給することで、排ガス中に含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を吸着粉に吸着させ、この吸着後の吸着粉をバグフィルタB2により捕集してロータリーキルン18を用いた焼成時の燃焼バーナ17の燃料として使用する。これにより、セメント製造設備10から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減できるとともに、焼成燃料の節約も図れる。
【選択図】図1
Description
特に、PCDDsの四塩化物(T4CDDs)であるテトラ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン(Tetra chloro dibenzo−p−dioxin)に属して、2,3,7,8の位置に塩素を持った2,3,7,8−T4CDDは猛毒である。
2,3,7,8−テトラクロロ体は、トリクロロフェノール、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸製造時の副産物として得られ、そしてジベンゾ−P−ジオキシンの塩素化により得られる。融点は306〜307℃である。
特許文献1は、セメント製造設備の排ガスを集塵機に供給し、有機塩素化合物を含む集塵ダストを捕集し、この捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、セメント製造設備の800℃以上の高温部に投入する方法を示している。ダイオキシン類は800℃前後で熱分解されるため、この方法により、ダイオキシン類を効率的に分解して無害化することができる。
また、集塵機から排出され、煙道より大気開放される脱塵ガス中にも、気化した有機塩素化合物が若干量含まれている。この対策として、特許文献1では、脱塵ガス中のダイオキシン濃度を低下させる方法が記載されている。これは、セメント製造設備のうち、温度が30〜400℃の地点(低温部)から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法である。すなわち、低温部から導出された排ガスは、セメント製造設備の高温部からの排ガスに比べて、有機塩素化合物が濃縮(低温濃縮)されている。その結果、このように有機塩素化合物が高濃度になった集塵ダストを集塵処理により除去すれば、脱塵ガス中のダイオキシン類の濃度は低下するというものである。
しかも、集塵機として有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有するバグフィルタを採用するとともに、排ガスが、電気集塵機を通過した脱塵ガスとすれば、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量を、さらに低減させることができることを知見し、この発明を完成させた。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は、排ガスとともに集塵機に吸引され、ここで集塵ダストとして捕集される(集塵工程)。
捕集された吸着粉は、セメントクリンカの焼成工程に送られ、ここでセメントクリンカの焼成用の燃料として燃焼し、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を熱分解して無害化する(分解工程)。これにより、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
吸着粉は、BET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
集塵機としては、例えば電気集塵機、バグフィルタなどを採用することができる。
セメントの焼成温度、例えばロータリーキルン内の温度は、通常、有機塩素化合物の熱分解温度の700℃を上回る1100〜1450℃である。よって、有機塩素化合物は、セメントクリンカを焼成するときに熱分解されて無害化する。
ロータリーキルンの回転速度は、例えば1〜3rpmである。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は、脱塵ガスとともにバグフィルタに捕集される。このとき、バグフィルタの濾布は有機塩素化合物分解触媒を含む。そのため、濾布に付着した吸着粉の有機塩素化合物は、この有機塩素化合物分解触媒と接触し、化学分解されて無害化される。
石炭微粉末のBET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
活性炭微粉末のBET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
コークス微粉末のBET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
また、煙道129のうち、電気集塵機B1と煙突130との間の部分には、濾布160を有したバグフィルタ(集塵機)B2が設けられている。バグフィルタB2の詳細については、後述する。煙道129のうち、電気集塵機B1とバグフィルタB2との間の部分には、焼成時に発生した排ガス(プレヒータ16の上部からの排ガス)中の有機塩素化合物を吸着させる吸着粉の投入口150が設けられている。
図2に示すように、バグフィルタB2は、有機塩素化合物分解触媒付きの袋状の濾布160を有している。濾布160は、PTFE(延伸ポリテトラフロロエチレン)繊維からなるフェルトである。濾布160の表側には、有機塩素化合物分解触媒が含浸された所定厚さのメンブレンフィルタ161が積層されている。バグフィルタB2は、処理風量が1120m3N/h、濾過面積が24m2、濾過速度が1.15m/分(max)、内部温度が220℃となっている。
有機塩素化合物分解触媒としては、有機塩素化合物を分解可能なチタン−バナジウム系等が採用されている。濾布160に吸着粉が付着されると、吸着粉に含まれた有機塩素化合物が有機塩素化合物分解触媒と接触し、その有機塩素化合物分解触媒の分解作用により有機塩素化合物が分解されて無害化する。
ロータリーキルン18には、100t/hでセメントクリンカを生産するものが採用されている。ロータリーキルン18は、耐火物が内張りされたキルンシェルを有し、その内部で、重油や微粉石炭を燃料とした燃焼バーナ17からの炎の熱により、セメント原料からセメントクリンカが焼成される。
図1に示すように、原料貯蔵庫11内の各セメント原料は、原料輸送設備118を通して原料ミル13に投入される。ただし、含水量が多い一部のセメント原料だけは、含水原料供給設備131を経て原料ドライヤ12に投入される。この一部のセメント原料は、原料ドライヤ12内で加熱乾燥され、その後、乾燥原料排出設備132を経て原料ミル13に投入される。原料ミル13では、多数の金属ボールにより、原料ドライヤ12からの乾燥原料とともにセメント原料が、およそ粒度90μm以下に粉砕される。粉砕されたセメント原料は、粉砕原料輸送設備121を通って貯蔵サイロ14に投入される。
原料ドライヤ12および原料ミル13には、プレヒータ16の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト21を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ12の内部温度は約300℃、原料ミル13の内部温度は約100〜200℃となっている。
ここで、予熱原料はキルンシェル内で回転しながら、燃焼バーナ17を使用した1100〜1450℃のバーナ加熱により、セメントクリンカに焼成される。得られたセメントクリンカは、窯前の端からクリンカクーラ19に落下し、ここで冷却される。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は、脱塵ガスとともに内部温度220℃のバグフィルタB2に、処理風量が1120m3N/hで吸引される。バグフィルタB2に吸引された吸着粉は、濾布160の表側に積層された有機塩素化合物分解触媒付きのメンブレンフィルタ161に付着した状態で濾過される(図2)。このとき、吸着粉の濾過速度は1.15m/分(max)である。バグフィルタB2を通過したクリーンな脱塵ガスは、煙道129の下流部から煙突130を通って大気開放される。
また、有機塩素化合物を含む吸着粉を、セメントクリンカの焼成用の燃料の一部として燃焼バーナ17に供給するので、クリンカ焼成時の焼成熱により、有機塩素化合物を熱分解することができる。しかも、焼成燃料の節約も図ることができる。
図3に示すように、実施例2のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント製造設備10Aは、バグフィルタB2を省略し、吸着粉の投入口150を煙道129のうち、電気集塵機B1の直前に形成した点を特徴としている。
これにより、原料ドライヤ12および原料ミル13からの各排ガスは、煙道129を通って電気集塵機B1に吸引される直前に投入口150から吸着粉が混入され、排ガス中の有機塩素化合物が吸着粉に吸着される。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は電気集塵機B1により捕集される。そして、電気集塵機B1から排出された集塵ダストは、ダスト排送管123、粉砕原料輸送設備121を順に通過し、貯蔵サイロ14に供給される。
その他の構成、作用および効果は、実施例1から推測可能な範囲であるので説明を省略する。
図4から明らかなように、バグフィルタB2の入り口ガス温度が210〜230℃のとき、PCBsの低減率が、他の温度のときに比べて高いことがわかった。なお、有機塩素化合物分解触媒の種類によっては、PCBsの低減率が高まる温度が、上記温度とは異なる場合がある。
すなわち、試験例1では、バグフィルタの排ガス中のPCB量/電気集塵機の排ガス中のPCB量は0.05であった。また、比較例1では0.12であった。これにより、有機塩素化合物分解触媒付きのバグフィルタを有した試験例1の方が、それを有さない比較例1に比べて、PCB量が低減することがわかった。
17 燃焼バーナ、
18 ロータリーキルン、
B1 電気集塵機(集塵機)、
B2 バグフィルタ(集塵機)。
Claims (4)
- セメント原料からセメントクリンカを焼成する際に発生した排ガス中に吸着粉を供給することで、該焼成時に発生した排ガス中の有機塩素化合物を、前記吸着粉に吸着させる有機物吸着工程と、
前記有機塩素化合物を含む吸着粉を集塵機により捕集する集塵工程と、
該捕集された吸着粉を、前記セメントクリンカの焼成時の燃料に使用することで、前記吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたことを特徴とするセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。 - 前記集塵機は、有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有したバグフィルタで、
前記排ガスは、電気集塵機を通過した脱塵ガスであることを特徴とする請求項1に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。 - 前記セメントクリンカの焼成は、ロータリーキルンを用いて行われ、
前記吸着粉は、前記ロータリーキルンの燃焼バーナの燃料として使用されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。 - 前記吸着粉は、石炭微粉末、活性炭微粉末、コークス微粉末の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1〜請求項3のうち、何れか1項であるセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
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