JP2011079738A

JP2011079738A - 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

Info

Publication number: JP2011079738A
Application number: JP2011005894A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Yamamoto; 繁実山本; Masayoshi Konishi; 正芳小西; Sueo Hayashi; 季穂林
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP5287881B2

Abstract

【課題】セメント製造設備の操業に与える影響が小さく、大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で、セメント焼成設備の排ガスから揮発性成分を容易かつ効率的に除去することができるセメント焼成設備の排ガス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、サスペンションプレヒータ４の最下段のサイクロン４ｄの出口から排出される排ガスの一部をプローブ４２を用いて抽気し、この抽気された排ガスをハロゲンの融点の６００〜７００℃以下にまで低下させてハロゲンを排ガス中のダストに付着させ、このダストをダスト捕集装置４４にて３００℃以上の高温状態のまま捕集し、循環ダスト空気輸送装置４６にてハロゲンが付着したダストをプローブ４２に搬送し、ダスト除去後の排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスラインの吸引ファン１４以降へ戻す。
【選択図】図２

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、セメント焼成設備から排出される排ガスから、塩素、臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物等のような有用な揮発性不純物を回収するとともに、セメント焼成設備の操業に対する影響を最小限とす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に関するものである。

セメント製造設備では、廃棄物の使用が増加するに従い、塩素や臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物、ＳＯ_ｘ等の硫黄化合物等の揮発性不純物がセメント焼成設備に多く持ち込まれるようになってきた。
特に、近年、セメント焼成設備の代替燃料として廃プラスチック等が利用されるようになってきたが、これらの廃プラスチックには、難燃性を付与するために臭素が含まれているものが多く、この廃プラスチックをセメント焼成設備にて燃焼した場合に臭素が発生し、この廃プラスチックの量が増加するに従ってセメントキルンで揮発する臭素も増加することになる。その理由は、臭素についても塩素と同様、セメント焼成設備内にて循環濃縮するためである。
そこで、これらの高濃度に循環濃縮する塩素や臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を除去するために、セメント焼成設備に塩素バイパス装置を付設することが一般に行われている。

図３は、従来の塩素バイパス装置を付設したセメント製造設備を示す模式図であり、図において、１はセメント原料貯蔵庫、２はセメント原料を乾燥粉砕する原料ミル、３はセメント原料粉を分離するためのサイクロン、４は多段のサイクロン４ａ〜４ｄからなるサスペンションプレヒータ、５は仮焼炉、６はセメントキルン、７はセメントキルン６に接続されるプレヒータライジングダクト（窯尻部）、８はセメントキルン６内に燃料を噴出させるバーナー、９はクリンカクーラ、１０、１１は電気集塵機、１２、１３は排気煙突、１４は吸引ファン（排ガス誘引手段）、１５は冷却ファン、１６は吸引ファンである。

また、２１はセメント原料供給ライン、２２はセメント原料粉供給ライン、２３はセメントクリンカ搬送ライン、２４はクリンカクーラ９から排出される冷却用空気を仮焼炉５の燃焼用空気として用いるための燃焼用空気ダクト、２５はサスペンションプレヒータ排ガスラインである。
また、３１は塩素バイパス装置であり、セメントキルン６から排出される排ガスの一部を抽気するプローブ３２と、冷却チャンバ３３と、バッグフィルタ３４と、冷却チャンバ３３及びバッグフィルタ３４からのダストを貯留するダストサイロ３５と、冷却ファン３６、３７と、吸引ファン３８とにより構成されている。

このセメント製造設備では、塩素等の揮発性不純物は、セメントキルン６内にて１０００℃以上に高温加熱されることによって揮発し、サスペンションプレヒータ４にて再凝集してセメント原料と共にセメントキルン６内に再度持ち込まれることによって、セメント焼成系内にて循環濃縮される。特に、塩素や臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物は、セメントキルン６内での揮発率が高いので、セメント製造設備に系外から持ち込まれるハロゲンの量に対して１００倍以上の循環濃縮倍率となる。そこで、セメントキルン６の排ガス中に揮発した状態で高濃縮している塩素や臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を、塩素バイパス装置３１により冷却凝集させてセメント焼成設備の系外に取り除くことによって、循環濃縮倍率を小さくする様にしている。

一方、塩素や臭素と同様に循環濃縮する物質にＳＯ_ｘ等の硫黄化合物がある。
通常、硫黄は、サスペンションプレヒータ４では石灰分等と反応して硫酸塩としてセメント原料中に存在している。セメントキルン６に持ち込まれた硫酸塩は、セメントキルン６内の高温領域にてその７０〜８０％が気化するとともに、粉末石炭などの燃料中に含まれる硫黄分が燃焼することにより発生するＳＯ_ｘとともに、高濃度の気体状態でセメントキルン６から排出される。このセメントキルン６内で気化した気体状態のＳＯ_ｘはサスペンションプレヒータ４に送り込まれ、このサスペンションプレヒータ４にてセメントの粉末原料と反応しほぼ完全に脱硫される。したがって、セメント焼成設備から排出される排ガスには、数ｐｐｍのＳＯ_ｘが存在するのみとなる。

このように、図３に示すセメント製造設備は、ＳＯ_ｘがほぼ完全に脱硫される設備ではあるものの、付設した塩素バイパス装置では、装置内での脱硫がおこなわれる環境が限られてしまうために、セメントキルン６に接続されるプレヒータライジングダクト７にて排ガスを抽気し、この抽気した排ガスから塩素類を除去した後の排ガスにおいても、３００〜２０００ｐｐｍという相当量のＳＯ_ｘが含まれる場合がある。そこで、相当量のＳＯ_ｘが含まれる排ガスを再度セメント焼成設備に戻し、サスペンションプレヒータ４を経由することにより高濃度のセメント原料粉末を用いて脱硫してＳＯｘを含まない排ガスとし、セメント製造設備から排出される排ガスとともに大気に排出する処理方法が採用されている。
例えば、セメント焼成設備に、空気冷却方式の抽気排ガス処理装置を接続し、この抽気排ガス処理装置の集塵機にて揮発性成分を含むダストを除去した後、このダスト除去後の排ガスをセメント原料焼成系の燃料燃焼用空気として利用するセメント原料焼成方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、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と同時にこれを塩素化合物の凝固点以下にまで冷却し、冷却した抽気ガスから粗粉を分離してセメントキルン内に戻すと共に、この冷却した抽気ガスをさらに冷却して該抽気ガスからバイパスダストを回収し、このバイパスダストを回収した後の抽気ガスをセメント焼成設備内の温度８００〜１２００℃の領域を通過させることにより抽気ガス中のＳＯ_ｘを低減する塩素バイパス排気のＳＯ_ｘの低減方法が提案されている（特許文献２参照）。
これらの処理方法においては、戻される排ガスは、燃焼用空気としてセメント焼成系で使用されるため、この排ガスに含まれるＳＯ_ｘはサスペンションプレヒータを通過する間に脱硫される。したがって、セメント原料焼成系から排出される排出ガス中のＳＯ_ｘは、数ｐｐｍ以下に保持される。

特開平１０−３３０１３６号公報特開２０００−２２６２４１号公報

しかしながら、従来のセメント製造設備では、セメント焼成設備から排出される排ガスから塩素、臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物等のような揮発性不純物を回収する場合、セメント焼成設備の操業に対する影響が大きいという問題点があった。
例えば、塩素バイパス装置３１の排ガスには、セメントキルン６の窯尻部７から抽気した燃焼ガスの他に多量の冷却空気が混合している。この排ガスを仮焼炉５もしくは仮焼炉５に接続される燃焼用空気ダクト２４に導入して処理を行う場合は、排ガスに含まれる空気は仮焼炉５の燃料の燃焼用空気として利用されるが、燃焼ガスは何等利用されることはない。
また、仮焼炉に接続される燃焼用空気ダクト２４内の燃焼用空気は、クリンカクーラ９で８００〜９００℃まで加熱されたものであるが、塩素バイパス装置３１の排ガスの温度は１００〜１５０℃と燃焼用空気ダクト２４内の燃焼用空気と比較して低温である。したがって、仮焼炉に導入される燃焼用空気の一部を塩素バイパス装置３１の排ガスに置き換えると、セメント焼成設備のエネルギー利用効率が極端に低下することとなる。

このように、従来のセメント製造設備では、セメント焼成設備の操業に与える影響が大きく、セメントクリンカの焼成能力の減少、および単位クリンカ当たりの消費熱量（熱量原単位）の増加等により、経済的な操業が不可能になるという虞があった。
また、塩素バイパス装置の排ガスをバーナー部の空気取り入れ口へ戻す場合では、エネルギー利用効率は大きく劣らないが、塩素バイパス装置の全ての排ガスを戻すことができない。また、塩素バイパス装置の排ガスをクリンカクーラの空気取り入れ口へ戻す場合では、長距離のガス処理経路が必要になり、設備が大掛かりになる等の問題点があった。

また、従来の塩素バイパス装置では、セメントキルンの窯尻部から抽気した９５０℃以上の高温の排ガスを２００℃以下にまで冷却する必要があるために冷却装置が必要になり、また、冷却した排ガス中のダストを捕集するのにバグフィルター等の高性能の集塵機が必要になる等により、抽気した排ガスの量が少量であるにも関わらず塩素バイパス装置が複雑かつ大型化する等の問題点があった。
また、近年、セメント焼成設備内で増加してきた臭素についても、塩素と同様、セメントキルン内で揮発した後、サスペンションプレヒータにて凝集して循環濃縮されることから、セメント焼成設備の安定した操業に悪影響を及ぼすという問題点があった。特に、臭素が揮発・凝集する温度は、塩素より低温領域にあるので、セメントキルンの窯尻部にて排ガスを抽気する従来の塩素バイパス装置では、排ガスから臭素を効率良く取り出すことが難しい。
このように、セメント製造設備から排出される塩素や臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を含む排ガスを処理するにあたって、セメント製造設備の操業に与える影響が小さく、しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で処理できる技術が求められていた。更に、排ガスから臭素を効率良く取り出す技術についても同時に求められていた。

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、セメント製造設備の操業に与える影響が小さく、しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で、セメント焼成設備の排ガスから塩素や臭素等の揮発性成分を容易かつ効率的に除去することができる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、従来の塩素バイパス装置における排ガスの戻し先およびガス温度、ガス量、ガス性状の違いによるセメント製造設備の操業に与える影響の大きさを検討した結果、セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかにて発生する排ガスから抽気された排ガスを揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を排ガスに含まれるダストに付着させて該ダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集すると共に、このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻すこととすれば、冷却用空気の導入量を減少させることが可能であり、しかも、セメント製造設備の操業に与える影響を最小限度とすることが可能であり、さらには、抽気する位置を選択することにより、臭素等の有用なハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を回収する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、セメント原料をセメント焼成設備にて焼成する際に発生する排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから揮発性成分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、セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかから排出される排ガスの一部を抽気する抽気工程と、この抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させる冷却工程と、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集するダスト捕集工程と、このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻す排ガス処理工程と、前記ダスト捕集工程にて捕集されたダストを搬送用空気と共に前記冷却工程の冷却媒体として循環利用するダスト循環工程と、を備えてなることを特徴とする。

この処理方法では、抽気された排ガスを揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させ、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集することにより、高温にて揮発性成分を除去することで排ガスの量の増加を抑制することが可能となる。
その後、このダストが取り除かれた排ガスをプレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻すことにより、セメント焼成設備の操業に与える影響を小さくすることが可能となる。
また、排ガスの量の増加を抑制するので、排ガスの処理工程を小さくすることが可能となる。
また、ダスト捕集工程にて捕集されたダストを搬送用空気と共に冷却工程の冷却媒体として循環利用することにより、セメント焼成設備から抽気する高温の排ガス中のダスト濃度を高くし、この高温の排ガス中に含まれる揮発性成分を高効率で捕集することが可能となり、よって、抽気する排ガスの量を少なくすることが可能になる。
また、排ガス中に含まれるＳＯ_ｘ等の揮発性成分の含有量が少なくなるので、任意の処理先を選択することが可能である。

前記抽気工程は、前記セメントキルンの窯尻部から排ガスの一部を抽気する工程であることが好ましい。
この処理方法では、セメントキルンの窯尻部から排ガスの一部を抽気することにより、塩素や臭素等の揮発性成分の含有率の高いダストを捕集することが可能となり、更に高温の排ガスを抽気することによるセメント焼成設備の操業に与える影響をより小さくすることが可能となる。

前記抽気工程は、前記プレヒータの最下段のサイクロンから排ガスの一部を抽気する工程であることが好ましい。
この処理方法では、プレヒータの最下段のサイクロンから排ガスの一部を抽気することにより、臭素等の揮発性成分の含有率の高いダストを捕集することが可能となり、更に最下段のサイクロンの排ガスを抽気することによって、抽気によるセメント焼成設備の操業に与える影響をより小さくすることが可能となる。

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、セメント原料をセメント焼成設備にて焼成する際に発生する排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから揮発性成分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、セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、この抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させる冷却手段と、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集するダスト捕集手段と、このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻す排ガス処理手段と、前記ダスト捕集手段にて捕集されたダストを搬送用空気と共に前記冷却手段の冷却媒体として循環利用するダスト循環手段と、を備えてなることを特徴とする。

この処理装置では、冷却手段により抽気された排ガスを揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させて、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させ、次いで、ダスト捕集手段により、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集することにより、排ガスの量の増加を抑制することが可能となる。よって、セメント焼成設備の操業に与える影響を小さくすることが可能となる。
さらに、排ガスの量の増加を抑制するので、排ガスの処理装置を小型化することが可能となる。よって、セメント焼成設備の排ガスから揮発性成分を低コストで除去することが可能となる。

また、ダスト循環手段によりダスト捕集手段にて捕集されたダストを搬送用空気と共に冷却手段の冷却媒体として循環利用することにより、セメント焼成設備から抽気する高温の排ガス中のダスト濃度を高くし、この高温の排ガス中に含まれる揮発性成分を高効率で捕集することが可能となり、よって、抽気手段にて抽気する排ガスの量を少なくすることが可能になる。
また、排ガス中に含まれるＳＯ_ｘ等の揮発性成分の含有量が少なくなるので、任意の処理先を選択することが可能となる。

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、セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかから排出される排ガスの一部を抽気する抽気工程と、この抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させる冷却工程と、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集するダスト捕集工程と、このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻す排ガス処理工程と、前記ダスト捕集工程にて捕集されたダストを搬送用空気と共に前記冷却工程の冷却媒体として循環利用するダスト循環工程と、を備えたので、排ガスの量の増加を抑制することができ、高温にて揮発性成分を除去することができる。
その後、ダストが取り除かれた排ガスをプレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻すことによって、セメント焼成設備の操業に与える影響を小さくすることができる。
さらに、排ガスの量の増加を抑制するので、排ガスの処理工程を小さくすることができる。

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、セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、この抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させる冷却手段と、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集するダスト捕集手段と、このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻す排ガス処理手段と、前記ダスト捕集手段にて捕集されたダストを搬送用空気と共に前記冷却手段の冷却媒体として循環利用するダスト循環手段と、を備えたので、排ガスの量の増加を抑制することができ、高温にて揮発性成分を除去することができる。
その後、排ガス処理手段を用いてダストが取り除かれた排ガスをプレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻すので、セメント焼成設備の操業に与える影響を小さくすることができる。
さらに、排ガスの量の増加を抑制するので、排ガスの処理装置を小型化することができ、その結果、セメント焼成設備の排ガスから揮発性成分を低コストで除去することができる。

本発明の第１の実施形態のセメント製造設備における排ガス処理装置を示す模式図である。本発明の第２の実施形態のセメント製造設備における排ガス処理装置を示す模式図である。従来の塩素バイパス装置を付設したセメント製造設備を示す模式図である。

本発明のセメント製造設備における排ガスの処理方法及び処理装置を実施するための形態について、図面に基づき説明する。
なお、本形態は、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製造設備における排ガスの処理装置を示す模式図であり、発生する排ガスの一部をプレヒータライジングダクトにて抽気し、この抽気された排ガスを、それに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集すると共に、このダストが取り除かれた排ガスをサスペンションプレヒータへ戻す排ガスの処理装置の例である。この図１では、図３と同一の構成要素には同一の符号を付してある。

図において、４１はセメント製造設備に付設された排ガス処理装置であり、セメントキルン６に接続されるプレヒータライジングダクト（窯尻部）７に先端部が挿入されプレヒータライジングダクト７から排出される排ガスの一部を抽気するプローブ（抽気手段）４２と、循環ダストの搬送用空気とともに抽気された排ガスを冷却する冷却空気としても利用される空気を送風し、この排ガスをそれに含まれる揮発性成分である臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させる冷却ファン（冷却手段）４３と、この抽気された排ガス中の臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま分離捕集するサイクロン型のダスト捕集装置（ダスト捕集手段）４４と、このダストが取り除かれた排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスライン２５へ戻す排ガスライン（排ガス処理手段）４５と、ダスト捕集装置４４にて捕集されたダストを冷却ファン４３から送風される搬送用空気により再度プローブ４２に供給して循環使用する循環ダスト空気輸送装置（ダスト循環手段）４６と、循環ダスト供給ライン４７と、臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物が付着したダストを貯留するダストサイロ４８とにより構成されている。

次に、この排ガス処理装置４１を用いて排ガスを処理する方法について説明する。
（抽気工程）
セメントキルン６に接続されるプレヒータライジングダクト７から排出される排ガスの一部をプローブ４２を用いて抽気する工程である。
この排ガスには、ダストの他、揮発性成分である塩素や臭素等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物、ＳＯ_ｘ等の硫黄化合物が含まれている。

（冷却工程）
循環ダスト空気輸送装置４６により、ダスト捕集装置４４にて捕集されたダストを冷却ファン４３から送風される搬送用空気と共に再度プローブ４２に供給し、これらダスト及び搬送用空気を用いて抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物を排ガス中のダストに付着させる工程である。

例えば、臭素化合物の主成分をＫＢｒとすれば、このＫＢｒの融点は７３０℃であるから、この融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させる。これにより、排ガスに含まれる臭素化合物は析出して排ガス中のダストの表面に付着すると同時に、排ガス中のダスト量を高濃度にすることによって、臭素化合物の捕集率を高める。
また、同様に、排ガス中のダスト濃度を高くすることによって、抽気した排ガス中に含まれる硫黄化合物の捕集効率も高めることができる。したがって、排ガス中のＳＯｘ濃度を低下させることが可能になる。また、この排ガスの処理においては、必ずしも高温処理が必要とならないので、後述するサスペンションプレヒータ排ガスライン２５に導入して処理することが可能になる。

（ダスト捕集工程）
ダスト捕集装置４４により、この臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物が付着したダストを、３００℃以上の高温状態のまま分離捕集する。
このダスト捕集装置４４では、この臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま分離捕集してダストサイロ４８に搬送し貯留するとともに、このダストの一部を循環ダスト空気輸送装置４６に搬送する。

（ダスト循環工程）
循環ダスト空気輸送装置４６では、ダスト捕集装置４４から搬送された臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物が付着したダストを、冷却ファン４３からの搬送用及び冷却用空気とともに循環ダスト供給ライン４７を経由してプローブ４２に搬送し、抽気した排ガスの冷却媒体として循環利用する。
このように、ダスト捕集装置４４にて捕集したダストをプローブ４２に供給することで循環使用するので、抽気した排ガス中のダスト濃度を高くし、臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物の捕集効率を高くすることが可能である。

（排ガス処理工程）
上記のダスト捕集装置４４にてダストが分離捕集されて取り除かれた排ガスを、排ガスライン４５を介してサスペンションプレヒータ排ガスライン２５へ戻す工程である。
このダストが取り除かれた排ガスは、サスペンションプレヒータ排ガスライン２５及び吸引ファン１４を経由してセメント原料を乾燥粉砕する原料ミル２に投入されて処理される。

この工程では、サイクロン型のダスト捕集装置４４を用いることにより、高温度でのダスト捕集が可能となり、このダストが取り除かれた排ガスをサスペンションプレヒータ４の所定の個所に導入して処理を行った場合においても、抽気した排ガスの温度を高く保ったまま、更に排ガスの流量を大きく増加することなくして処理が可能である。よって、排ガスを導入することによるセメント焼成設備の操業に与える影響を小さくすることができる。

以上により、抽気する排ガスの量に対して５０％程度の冷却空気と、ダスト捕集装置４４にて捕集したダストを循環使用することにより、抽気した排ガスを、この排ガスに含まれる臭素や塩素等のハロゲン元素および／またはハロゲン化合物の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させてハロゲン元素および／またはハロゲン化合物を除去すると同時に、ＳＯ_ｘ等の硫黄化合物の脱硫も同時に行うので、この排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスライン２５に導入し処理することができる。
したがって、プレヒータライジングダクト７から従来の塩素バイパス装置にて抽気するガス量以上のガスを抽気した場合であっても、セメント焼成設備の操業に与える影響を従来装置の１／５〜１／２程度まで減少させることができる。

一般に、図３に示すような従来の塩素バイパス装置では、セメントクリンカを焼成するための熱量原単位に与える影響として、次に挙げる（Ａ）及び（Ｂ）の２種類の熱損失がある。
（Ａ）セメントキルン窯尻から高温ガスを抽気するために損失する損失熱。
（Ｂ）塩素バイパス装置の冷却された排ガスを燃焼用空気として仮焼炉に使用するために、燃焼用空気が温度が低下することによる損失熱。
これらの熱損失のうち、（Ｂ）の熱損失によるセメントクリンカ焼成熱量原単位に与える影響は、（Ａ）の熱損失による熱量原単位に与える影響の５〜１２倍に相当することが一般に知られている。
また、（Ｂ）の熱損失によるセメント焼成装置の操業に与える影響によって、セメントクリンカ焼成能力の低下もあり得るものである。

また、一般のセメント焼成設備においては、低温度の空気をセメント焼成設備の高温度の燃料燃焼用空気として導入することの影響度は、セメントキルンに接続されるプレヒータライジングダクト（窯尻部）や最下段サイクロン４ｄの出口で同じガス量の高温度の燃焼ガスを抽気することによる影響度と比較して大きくなる場合が多い。
従来の塩素バイパス装置では、塩素などのハロゲン化合物の捕集効率を第一として考えていたために、セメントキルンのプレヒータライジングダクトから約２％の高温ガス（約１０００℃）の抽気と、この抽気される排ガス量の５〜１０倍の冷却空気量を装置に導入し、ダストを捕集した後、排ガスを仮焼炉の燃料燃焼用空気ダクトに導入して処理しているが、セメントクリンカの焼成熱量原単位については、約１．５〜２．５％程度の増加がみられ、セメント焼成設備の操業に与える影響は大きい。

本実施形態は、従来の塩素バイパス装置の有する欠点を解消したものであり、プレヒータライジングダクト７から２％以上の高温ガスを抽気した場合であっても、セメント焼成設備の操業に与える影響を従来装置の１／５〜１／２程度まで減少させることができるものである。

「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製造設備における排ガスの処理装置を示す模式図であり、本実施形態の排ガス処理装置５１が、第１の実施形態の排ガス処理装置４１と異なる点は、第１の実施形態の排ガス処理装置４１では、プレヒータライジングダクト７から排出される排ガスの一部をプローブ４２を用いて抽気し、さらに、ダスト捕集装置４４にてダストが分離捕集されて取り除かれた排ガスを、排ガスライン４５を介してサスペンションプレヒータ排ガスライン２５へ戻していたのに対し、本実施形態の排ガス処理装置５１では、サスペンションプレヒータ４の最下段のサイクロン４ｄの出口から排出される排ガスの一部をプローブ４２を用いて抽気し、さらに、ダスト捕集装置４４にてダストが分離捕集されて取り除かれた排ガスを、排ガスライン５２及び吸引ファン５３を介してサスペンションプレヒータ排ガスライン２５の吸引ファン１４以降へ戻している点である。

この排ガス処理装置５１では、排ガスの抽気位置を最下段のサイクロン４ｄの出口としたので、得られるダストの塩素化合物に対する臭素化合物の濃度比を高くすることが可能である。
また、セメントキルン６や仮焼炉５にて発生したＳＯ_ｘは、最下段のサイクロン４ｄで仮焼されたセメント原料によって脱硫されているので、抽気された排ガスに含まれるＳＯ_ｘの量は少ない。これにより、排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスライン２５の誘引ファン１４以降に導入し、後続するセメント原料を乾燥粉砕する原料ミル２の熱源として利用することができる。

さらに、最下段のサイクロン４ｄの出口から抽気される排ガス中には、プレヒータライジングダクト７からの排ガスと比較して、塩素および／または塩素化合物の含有量（濃度）が１／３〜１／４となっている反面、臭素および／または臭素化合物の含有量は同等となっていることが多い。
この排ガス処理装置５１では、ダストが分離捕集されて取り除かれた排ガスは、プレヒータライジングダクト７からの排ガスと比較して塩素化合物濃度に対する臭素化合物濃度比が高くなっているので、排ガス中の臭素および／または臭素化合物を選択して捕集することができる。

４サプペンションプレヒータ
４ａ〜４ｄサイクロン
５仮焼炉
６セメントキルン
７プレヒータライジングダクト
８バーナー
９クリンカクーラ
１４吸引ファン
１５冷却ファン
２３セメントクリンカ搬送ライン
２４燃焼用空気ダクト
２５サスペンションプレヒータ排ガスライン
４１排ガス処理装置
４２プローブ
４３冷却ファン
４４ダスト捕集装置
４５排ガスライン
４６循環ダスト空気輸送装置
４７循環ダスト供給ライン
４８ダストサイロ
５１排ガス処理装置
５２排ガスライン
５３吸引ファン

Claims

セメント原料をセメント焼成設備にて焼成する際に発生する排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから揮発性成分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、
セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかから排出される排ガスの一部を抽気する抽気工程と、
この抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させる冷却工程と、
この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集するダスト捕集工程と、
このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻す排ガス処理工程と、
前記ダスト捕集工程にて捕集されたダストを搬送用空気と共に前記冷却工程の冷却媒体として循環利用するダスト循環工程と、
を備えてな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。
前記抽気工程は、前記セメントキルンの窯尻部から排ガスの一部を抽気する工程である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。
前記抽気工程は、前記プレヒータの最下段のサイクロンから排ガスの一部を抽気する工程である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。
セメント原料をセメント焼成設備にて焼成する際に発生する排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから揮発性成分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、
セメント原料を仮焼するプレヒータ、この仮焼されたセメント原料を焼成するセメントキルン、のいずれかから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、
この抽気された排ガスを、この排ガスに含まれる揮発性成分の融点の６００℃〜７００℃以下にまで低下させ、この揮発性成分を該排ガスに含まれるダストに付着させる冷却手段と、
この揮発性成分が付着したダストを３００℃以上の高温状態のまま捕集するダスト捕集手段と、
このダストが取り除かれた排ガスを前記プレヒータの排ガス誘引手段以降へ戻す排ガス処理手段と、
前記ダスト捕集手段にて捕集されたダストを搬送用空気と共に前記冷却手段の冷却媒体として循環利用するダスト循環手段と、
を備えてな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。