JP2007238357A

JP2007238357A - セメント焼成装置からの鉛除去方法

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Publication number: JP2007238357A
Application number: JP2006061009A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Okamura; 聰一郎岡村; Tetsuo Ogiri; 哲雄大桐
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】セメント焼成装置から鉛を効率よく除去し、セメントの鉛含有率を低減する。
【解決手段】セメントキルン１の窯前側から、塩素含有物質を吹き込むことにより、セメントキルン内での鉛の揮発を促進し、セメントキルンから排出されるクリンカ中の鉛濃度を低減するとともに、セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気して鉛を除去する。塩素含有物質として、塩素と、カルシウム又はマグネシウムとの化合物を含む廃棄物Ｗ、例えば、焼却飛灰、廃生石灰等を吹き込むことができる。塩素含有物質が含有する塩素を基準として、クリンカ１トンあたり、０．３５ｋｇ以下の塩素含有物質を、セメントキルンにおいて、原料温度が１１００℃以上の温度域、又はセメントキルンのキルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが、該セメントキルンの排出端から１以上８以下の領域に吹き込むことが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメント焼成装置からの鉛除去方法に関し、特に、セメントキルンの排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気して、抽気した燃焼ガスから鉛を効率よく除去する方法に関する。

従来、セメント中の鉛(Pb)は固定化されるため、土壌への溶出はないと考えられてきた。しかし、近年のセメント製造装置におけるリサイクル資源の活用量の増加に伴い、セメント中の鉛の量も増加し、これまでの含有量を大幅に上回りつつある。濃度増加に伴い土壌への溶出の可能性もあるため、セメント中の鉛濃度をこれまでの含有量程度まで低減する必要がある。

そこで、セメント中の鉛濃度を低減する技術として、例えば、特許文献１には、セメント製造工程に供給される廃棄物中の塩素分及び鉛分を効果的に分離除去するため、廃棄物の水洗工程と、濾別した固形分のアルカリ溶出工程と、この濾液から鉛を沈澱させて分離する脱鉛工程と、脱鉛した濾液からカルシウムを沈澱させて分離する脱カルシウム工程と、この濾液を加熱して塩化物を析出させて分離回収する塩分回収工程とを有する廃棄物の処理方法が開示されている。

また、特許文献２には、飛灰等の廃棄物から鉛等を分別して除去するにあたって、カルシウムイオンを含む溶液を混合してスラリーを得た後、固液分離して、亜鉛を含む固形分と、鉛を含む水溶液とを得る工程と、鉛を含む水溶液に硫化剤を添加した後、固液分離して、硫化鉛と、カルシウムイオンを含む溶液とを得る工程等を含む廃棄物の処理方法が記載されている。

さらに、特許文献３には、クリンカ中の鉛と塩素とをいずれも低減することを目的として、鉛化合物を塩素の存在下で塩化鉛の沸点以上に加熱し、鉛化合物を塩化鉛に転じて揮発除去する方法において、塩素量を鉛含有量に対して化学当量より過剰量に調整して鉛化合物を揮発除去し、さらにアルカリを導入し、残留する塩素をアルカリ塩化物に転じて除去する鉛・塩素の低減方法が開示されている。

特開２００３−１２１８号公報特開２００３−２０１５２４号公報特開２００１−５４７７５号公報

上記特許文献に記載の従来技術等では、図２に示すように、セメントキルン１１に付設された塩素バイパス設備１２等を利用し、プローブ１３によってセメントキルン１１の燃焼ガスを冷却しながら抽気し、この燃焼ガスを集塵機１４で集塵して得られた塩素バイパスダストＤから鉛分を除去又は回収する。

この際、鉛（Ｐｂ）は、塩素（Ｃｌ）の存在下で揮発が促進されるが、セメントキルン１１では、鉛が溶融するまでに上流側で塩素が塩化カリウム（ＫＣｌ）として揮散しているため、鉛は塩素と結合することができず、塩素バイパスダストＤを介してセメントキルン１１から系外に除去される鉛の割合は、最大でも全体の３０％程度に過ぎず、たとえ、塩素バイパスダストＤ中の鉛を１００％除去したとしても、残りの７０％程度は、依然としてセメントキルン１１から排出されるクリンカＣＬに取り込まれるため、セメントの鉛含有率を低下させるのは容易ではないという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セメント焼成装置から鉛を効率よく除去し、セメントの鉛含有率を低減する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、セメント焼成装置からの鉛除去方法であって、セメントキルンの窯前側から、塩素含有物質を吹き込むことにより、該セメントキルン内での鉛の揮発を促進し、該セメントキルンから排出されるクリンカ中の鉛濃度を低減するとともに、該セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気して鉛を除去することを特徴とする。尚、セメントキルンの窯前とは、セメントキルン内を流れる原料の最下流部近傍をいう。

そして、本発明によれば、塩素含有物質をセメントキルンの窯前側から吹き込むことにより、セメントキルン内での鉛の揮発が促進されるため、セメントキルンから排出されるクリンカ中の鉛濃度を低減することができるとともに、抽気したセメントキルン燃焼ガスから効率よく鉛を除去することができる。

前記セメント焼成装置からの鉛除去方法において、前記塩素含有物質は、塩素と、カルシウム又はマグネシウムとの化合物を含む廃棄物とすることができ、例えば、焼却飛灰、廃生石灰を含むことができる。

また、前記セメントキルンに吹き込む塩素含有物質の量を、該塩素含有物質が含有する塩素を基準として、該セメントキルンから排出されるクリンカ１トンあたり、０．３５ｋｇ以下とすることができる。

前記塩素含有物質を、前記セメントキルンにおいて、原料温度が１１００℃以上の温度域に吹き込むことができる。

前記塩素含有物質を、前記セメントキルンのキルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが、該セメントキルンの排出端から１以上８以下の領域に吹き込むことができる。

また、前記塩素含有物質を、前記セメントキルンに燃料を吹き込むバーナを介して該セメントキルン内に吹き込むことができる。

さらに、前記塩素含有物質を、１００μｍ以上、１０００μｍ以下に造粒して前記セメントキルン内に吹き込むことができる。これによって、塩素含有物質を吹き込む際の目的領域への着地精度を高めることができる。

また、本発明は、セメント焼成装置からの鉛除去装置であって、セメントキルンの窯前側から塩素含有物質を吹き込む塩素含有物質供給装置と、該セメントキルン内で揮発した鉛を含む、該セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気する抽気装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、塩素含有物質供給装置によってセメントキルン内に吹き込まれた塩素含有物質によりセメントキルン内での鉛の揮発が促進され、抽気装置によってセメントキルンの燃焼ガスとともに揮発した鉛を抽気するため、セメントキルンから排出されるクリンカ中の鉛濃度を低減し、セメント焼成装置から効率よく鉛を除去することができる。

以上のように、本発明によれば、セメント焼成装置から鉛を効率よく除去し、セメントの鉛含有率を低減することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかるセメント焼成装置からの鉛除去方法を実施するための装置の一例を示し、この装置は、セメントキルン１に付設され、プローブ３によってセメントキルン１の燃焼ガスを冷却しながら抽気するプローブ３と、抽気ガスから塩素バイパスダストＤを回収する集塵機４と、集塵機４から排出されたガスを大気に放出するファン５とで構成される塩素バイパス設備２と、セメントキルン１の窯前からセメントキルン１内に塩素含有物質の一例として塩素化合物を含む廃棄物Ｗを吹き込むため、燃料用バーナ６の下方に配置されたプローブ７とで構成される。

次に、本発明にかかるセメント焼成装置からの鉛除去方法について、図１を参照しながら説明する。

本発明は、セメントキルン１の窯前に設置されたプローブ７から塩素化合物を含む廃棄物Ｗを吹き込むことにより、セメントキルン１内での鉛の揮発を促進し、セメントキルン１から排出されるクリンカＣＬ中の鉛濃度を低減するとともに、塩素バイパス設備２で発生した塩素バイパスダストＤの鉛濃度を上昇させ、塩素バイパスダストＤから鉛を回収することで、セメント焼成装置から効率よく鉛を除去することを特徴とする。

前記廃棄物Ｗには、塩素と、カルシウム又はマグネシウムとの化合物を含む廃棄物が含まれ、例えば、焼却飛灰、廃生石灰等が該当する。塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）、塩化水酸化カルシウム（ＣａＣｌ（ＯＨ））又は塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ₂）等を含む廃棄物Ｗを吹き込むことで、セメントキルン１内で、これらの廃棄物と、セメント原料及びセメントキルン１に投入された廃棄物等に含まれる鉛とが反応し、生成された塩化鉛（ＰｂＣｌ₂）がセメントキルン１内で揮発する。

揮発した塩化鉛は、プローブ３によってセメントキルン１の燃焼ガスの一部として抽気され、集塵機４において集塵された塩素バイパスダストＤに含まれる。これによって、従来より多量の鉛を塩素バイパスダストＤから回収することができるため、セメントキルン１から排出されるクリンカＣＬの鉛含有率が低下し、セメントの鉛含有率を低減することができる。

上述のように、本発明では、廃棄物Ｗとして焼却飛灰又は廃生石灰を吹き込むことができるが、このような廃棄物が含有する塩素を基準として、セメントキルン１から排出されるクリンカＣＬ１トンあたり、０．３５ｋｇ以下であることが好ましい。廃棄物が含有する塩素がクリンカＣＬ１トンあたり、０．３５ｋｇを超えると、塩化鉛の生成量が頭打ちとなった状態で、クリンカＣＬに取り込まれる塩素量が増加するため好ましくない。

上記廃棄物は、セメントキルン１の焼成帯において、１１００℃以上の温度域に吹き込むことが好適である。１１００℃より低い温度域に吹き込むと、揮発する塩化鉛の量が少なくなり好ましくない。

上記廃棄物Ｗは、セメントキルン１のキルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが、セメントキルン１の排出端から１以上８以下の領域に吹き込むことが好ましい。Ｌ／Ｄが８より大きい領域では鉛が十分に溶融していないため、廃棄物からの塩素がアルカリによって消費され、鉛化合物の塩素化が抑制されるため好ましくなく、Ｌ／Ｄが１より小さい領域では、セメントキルンの出口に近くになりすぎ、一度溶けた成分の凝固が始まっているため好ましくない。

尚、上記実施の形態では、廃棄物Ｗを燃料用バーナ６の下方に設置したプローブ７よりセメントキルン１内に吹き込んだが、燃料用バーナ６を利用して廃棄物Ｗを吹き込むこともできる。

また、上記実施の形態では、塩素バイパス設備２を利用し、従来より多く揮発した鉛を含むキルン燃焼ガスを抽気し、塩素バイパスダストＤから鉛を回収したが、塩素バイパス設備２を利用せずに、セメントキルン１の図示しないプレヒータの一部からキルン燃焼ガスの一部を抽気して鉛を除去することもできる。

本発明にかかるセメント焼成装置からの鉛除去方法を説明するための概略図である。従来の鉛除去方法の一例を説明するための概略図である。

符号の説明

１セメントキルン
２塩素バイパス設備
３プローブ
４集塵機
５ファン
６燃料用バーナ
７プローブ

Claims

セメントキルンの窯前側から塩素含有物質を吹き込むことにより、該セメントキルン内での鉛の揮発を促進し、該セメントキルンから排出されるクリンカ中の鉛濃度を低減するとともに、該セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気して鉛を除去することを特徴とするセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記塩素含有物質は、塩素と、カルシウム又はマグネシウムとの化合物を含む廃棄物であることを特徴とする請求項１に記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記廃棄物は、焼却飛灰又は廃生石灰を含むことを特徴とする請求項２に記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記セメントキルンに吹き込む塩素含有物質の量は、該塩素含有物質が含有する塩素を基準として、該セメントキルンから排出されるクリンカ１トンあたり、０．３５ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記塩素含有物質を、前記セメントキルンにおいて、原料温度が１１００℃以上の温度域に吹き込むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記塩素含有物質を、前記セメントキルンのキルン長（Ｌ）と内径（Ｄ）から算出されるＬ／Ｄが、該セメントキルンの排出端から１以上８以下の領域に吹き込むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記塩素含有物質を、前記セメントキルンに燃料を吹き込むバーナを介して該セメントキルン内に吹き込むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
前記塩素含有物質を、１００μｍ以上、１０００μｍ以下に造粒して前記セメントキルン内に吹き込むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。
セメントキルンの窯前側から塩素含有物質を吹き込む塩素含有物質供給装置と、
該セメントキルン内で揮発した鉛を含む、該セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気する抽気装置とを備えることをセメント焼成装置からの鉛除去装置。