JP2012188322A - 塩素バイパス排ガスの処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塩素バイパス排ガスを、保守管理費用を含む運転コストを低く抑え、熱損失を抑制しながら処理する。
【解決手段】セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気するとともに、抽気した燃焼ガスを低温ガスにより冷却するプローブ３と、プローブで抽気されたガスＧ２に含まれるダストＤ２を集塵するろ過式電気集塵装置６とを備える塩素バイパス排ガスの処理装置１等。前記プローブにより抽気された抽気ガスから粗粉ダストＤ１を分離する分級機５を設け、分級機から排出される微粉を含む抽気ガスを固気分離装置に供給することもできる。ろ過式電気集塵装置の入口ガス温度を１５０℃以上、５００℃以下とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパス設備から排出されるガスを処理する装置及び方法に関する。

従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素、硫黄、アルカリ等の中で、塩素が特に問題となることに着目し、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパス設備が用いられている。

塩素バイパス設備は、図３に示すように、セメントキルン８２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気するプローブ８３と、プローブ８３内に冷風を供給して抽気ガスＧ１を急冷する冷却ファン８４と、抽気ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｄ１を分離する分級機としてのサイクロン８５と、サイクロン８５から排出された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ２を冷却する冷却器８６と、冷却器８６に冷風を供給する冷却ファン８７と、冷却器８６で冷却された抽気ガスＧ２中のダストの微粉Ｄ２を集塵するバグフィルタ８８と、冷却器８６及びバグフィルタ８８から排出された微粉Ｄ２を回収するダストタンク８９とを備える。

上記構成を有する塩素バイパス設備８１では、セメントキルン８２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの燃焼ガスの一部Ｇ１をプローブ８３によって抽気しながら、冷却ファン８４からの冷風によって冷却することで塩素化合物の微結晶が生成される。この塩素化合物の微結晶は、抽気ガスＧ１に含まれるダストの微粉側に偏在しているため、サイクロン８５で分級した粗粉Ｄ１をセメントキルン２に付設されたプレヒータ等にセメント原料として戻す。

一方、サイクロン８５によって分離された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ２を冷却器８６に導入し、冷却された抽気ガスＧ２をバグフィルタ８８に導入し、バグフィルタ８８において抽気ガスＧ２に含まれるダストＤ２を回収する。バグフィルタ８８で回収したダストＤ２は、冷却器８６から排出されたダストと共に、塩素濃度の高い塩素バイパスダストとしてダストタンク８９に貯留した後、セメント焼成工程の系外に排出し、処理する。

ところで、近年、ハニカムセル化した棒状のセラミック管を複数配列し、９００℃程度までの耐熱性を有する高耐熱型のバグフィルタが開発され、塩素バイパス設備に導入することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、塩素濃度の高いガスを処理対象とすることはできないが、セメント焼成装置に付設されたアルカリバイパスの抽気ガスなど、塩素濃度の比較的低いガスを処理するにあたって、電気集塵機を利用することも提案されている。

特開２００９−２９８６７７号公報

上記塩素バイパス設備８１では、微粉Ｄ２を集塵するにあたってバグフィルタ８８を用いている。しかし、バグフィルタ８８は、圧力損失が高いため運転コストが高くなると共に、ろ布を定期的に交換する必要があるため保守管理費用が増加するという問題がある。これに加え、バグフィルタ８８へ抽気ガスＧ２を導入する前に冷却器８６を設置して抽気ガスＧ２の調温をする必要があるため、冷却器８６の保守も必要になり、さらに、抽気ガスＧ２の冷却により熱損失が生ずるという問題もある。

特に、間接冷却方式の冷却器８６を用いると、冷却器８６内で固結が発生して能力が低下したり、閉塞状態となって運転継続が困難になる虞もある。また、セメントキルンの窯尻でリサイクル燃料を使用しているため、燃焼した燃料の一部がバグフィルタ８８に達し、バグフィルタ８８のろ布を目詰まりさせたり、ろ布を焼損する虞もある。

一方、上記高耐熱型バグフィルタを用いた場合には、冷却器８６が不要となり、冷却器８６の保守管理や、冷却による熱損失が生ずることはないが、このバグフィルタは保守管理コストが比較的高く、さらに、圧力損失が高いため運転コストも高くなるという問題がある。

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、塩素バイパス設備から排出されるガス（塩素バイパス排ガス）を、保守管理費用を含む運転コストを低く抑え、熱損失を抑制しながら処理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、塩素バイパス排ガスの処理装置であって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気するとともに、抽気した燃焼ガスを低温ガスにより冷却するプローブと、該プローブで抽気されたガスに含まれるダストを集塵するろ過式電気集塵装置とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、ろ過式電気集塵装置を用いて抽気ガスに含まれるダストを集塵するため、バグフィルタのバグの保守管理等が不要となり、圧力損失も低く抑えることができるため、運転コストを低く抑えることができる。

上記塩素バイパス排ガスの処理装置において、前記プローブにより抽気された抽気ガスから粗粉ダストを分離する分級機を設け、該分級機から排出される微粉を含む抽気ガスを前記固気分離装置に供給することができる。

また、本発明は、上記塩素バイパス排ガスの処理装置を用い、前記ろ過式電気集塵装置の入口ガス温度を１５０℃以上、５００℃以下、好ましくは２５０℃以上、４５０℃以下とすることを特徴とする。本発明によれば、ろ過式電気集塵装置の出口ガス温度を高く維持することができるため、セメントキルンの排ガス系に戻した場合でも、熱損失を抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、冷却器の設備コストを削減することができ、冷却器及びバグフィルタの保守管理にかかる費用を削減することができる。また、機器点数の減少や圧力損失抑制により電力等の運転コストの削減が可能になると共に、熱損失を抑制することのできる塩素バイパス排ガスの処理装置を提供することができる。

本発明にかかる塩素バイパス排ガスの処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。 図１の塩素バイパス排ガスの処理装置に用いるろ過式電気集塵装置の構造及び動作を説明するための概略断面図である。 従来の塩素バイパス設備の一例を示す全体構成図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる塩素バイパス排ガスの処理装置の一実施の形態を設けた塩素バイパス設備を示し、この塩素バイパス設備１は、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ１を冷却ファン４からの冷風で冷却しながら抽気するプローブ３と、プローブ３で抽気した抽気ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｄ１を分離する分級機としてのサイクロン５と、サイクロン５から排出された抽気ガスＧ２に含まれる微粉Ｄ２を集塵するろ過式電気集塵装置６と、ろ過式電気集塵装置６から排出された排ガスＧ３を後段の排ガス系に供給するためのファン７等で構成される。プローブ３及びサイクロン５については、従来の塩素バイパス設備に設置されているものと同様の構成を有するため、詳細説明を省略する。

ろ過式電気集塵装置６は、例えば、特開２０１０−１１５６１８号公報に記載されたような古河産機システムズ株式会社製フィルタ式電気集塵装置を使用することができ、図２に示すように、その内部６１に、コロナ放電を発生させる放電電極６３、６４と、集塵機能とフィルタ機能を併せ持った箱型の集塵電極６５、６６等を備え、含塵ガスＧｄ中のダストＤは、放電電極６３、６４で発生したコロナ放電にて電荷を与えられ、集塵電極６５、６６で捕集された後、これらの集塵電極（フィルタ）を通過するときにろ過される。ダストＤが除去された清浄ガスＧｃは、集塵機出口６２からセメントキルン２の排ガス系に排出される。

このろ過式電気集塵装置６は、静電気による集塵機能とフィルタによるろ過集塵機能の相乗効果に加え、フィルタに対してガスが直角に通過するため、集塵効率が高く、高温バグフィルタと同等の集塵効率を有する。

また、従来の電気集塵機は、槌打により捕集ダストが再飛散する問題があったが、フィルタ式電気集塵機６は、ダストが再飛散しても、その後集塵電極６５、６６でろ過されるので、出口含塵濃度が著しく増加することはない。

さらに、集塵電極６５、６６にはステンレス鋼を使用し、耐熱性に優れ安定した性能を維持することができるため、長寿命を期待でき、また、バグフィルタと比較して圧力損失が少ないため運転コストの低減に繋がる。さらに、従来の電気集塵機よりも高集塵効率であるため、同一風量では本体の大きさが小さく、省スペースを図ることもできる。尚、フィルタ式電気集塵機６の設計温度は３２０℃で、本体の圧力損失は５０ｍｍＡｑ程度であり、従来のバグフィルタの設計温度は１５０℃で、本体の圧力損失は１５０ｍｍＡｑ程度である。

次に、上記構成を有する塩素バイパス設備１についても、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの燃焼ガスの一部Ｇをプローブ３によって抽気しながら、冷却ファン４からの冷風によって冷却する。これによって、抽気ガスが５５０℃程度以下に急冷され、塩素化合物の微結晶が生成される。この塩素化合物の微結晶は、抽気ガスＧ１に含まれるダストの微粉側に偏在しているため、サイクロン５で分級した粗粉Ｄ１をセメントキルン２に付設されたプレヒータ等にセメント原料として戻す。

サイクロン５によって分離された微粉Ｄ２を含み、４００℃程度の抽気ガスＧ２をろ過式電気集塵装置６に導入し、微粉Ｄ２を回収する。ろ過式電気集塵装置６で回収したダストＤ２は、セメント焼成工程の系外に排出し、処理する。

一方、ろ過式電気集塵装置６から排出されファン７で下流側に供給された排ガスＧ３は、セメントキルン２の排ガス系、すなわちセメントキルン２の排ガスを誘引するファン（ＩＤＦ）の出口側や、セメントキルン２に付設されるプレヒータに戻すことができる。

１ 塩素バイパス設備
２ セメントキルン
３ プローブ
４ 冷却ファン
５ サイクロン
６ ろ過式電気集塵装置
７ ファン
６１ （ろ過式電気集塵装置の）内部
６２ （ろ過式電気集塵装置の）ガス出口
６３、６４ 放電電極
６５、６６ 集塵電極

Claims (3)

1. セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気するとともに、抽気した燃焼ガスを低温ガスにより冷却するプローブと、
   該プローブで抽気されたガスに含まれるダストを集塵するろ過式電気集塵装置とを備えることを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理装置。
2. 前記プローブにより抽気された抽気ガスから粗粉ダストを分離する分級機を備え、
   該分級機から排出される微粉を含む抽気ガスを前記固気分離装置に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の塩素バイパス排ガスの処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の塩素バイパス排ガスの処理装置を用い、前記ろ過式電気集塵装置の入口ガス温度を１５０℃以上、５００℃以下とすることを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理方法。

Images