JP2017029932A - セメントキルン排ガスの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストでセメントキルン排ガス中の水銀を回収する。
【解決手段】セメントキルン排ガスに水銀吸着材Ａを添加する添加装置４と、水銀吸着材Ａが添加された排ガスＧ２から集塵する集塵装置５と、集塵して得られたダストＤ１を分級して水銀濃度が高い粗粉Ｃ１と、水銀濃度が低い微粉Ｆとに分離する分級装置６とを備えるセメントキルン排ガスの処理装置１。分級して得られた粗粉Ｃ１から水銀を回収する水銀回収装置７を備えることができる。上記分級における分級点を１０μｍ以上２０μｍ以下とすることができ、水銀吸着材Ａの添加量を、セメントキルン排ガスの水銀濃度、集塵して得られたダストＤ１中の水銀吸着材濃度、及び水銀吸着材の添加位置のうち少なくとも一つに応じて調整することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルン排ガス中の水銀を回収する方法及び装置に関する。

水銀による地球規模での環境汚染を防止するため、日本では水銀を大気中に排出することを規制する法律の制定が検討され、世界規模では、水銀による健康被害や環境汚染を防止するため、水銀鉱山の新たな開発を禁じたり、体温計等の水銀含有製品の製造や輸出入を禁止する水俣条約が採択された。

ところで、セメントキルン排ガスには、極微量の水銀が含まれている。その起源は、セメントの主原料である石灰石等の天然原料が含有する水銀の他、フライアッシュ等の多品種にわたるリサイクル資源に含まれる水銀である。今後、廃棄物のセメント原料化及び燃料化によるリサイクルが推進され、廃棄物の処理量が増加するに従い、セメントキルン排ガスに含まれる水銀濃度が増加する可能性が考えられる。

そこで、特許文献１には、図３に示すように、セメントキルンに付設されたプレヒータ２の排ガスＧ１を調湿塔等３に供給し、調湿塔等３の排ガスＧ２がバグフィルタ５に導入される前に、この排ガスＧ２に添加装置４により活性炭Ａを添加して排ガスＧ２中の水銀を吸着させ、水銀を吸着した活性炭Ａを含む排ガスＧ２からバグフィルタ５で集塵し、集塵したダストの一部Ｄ１を水銀回収装置７に供給すると共に、バグフィルタ５の排ガスＧ３を大気に放出し、水銀回収装置７で水銀を回収した後のダストＤ３をプレヒータ２に戻すセメントキルン排ガスの処理方法が記載されている。

特開２０１３−１１２５７９号公報

しかし、上記特許文献１に記載の方法では、バグフィルタ５から水銀を吸着した活性炭Ａを含むダストＤ１を水銀回収装置７に供給するため、水銀回収装置７に供給するダスト量が少なくなく、水銀回収に要する運転コスト及び装置コストの点で改善の余地があった。

そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、低コストでセメントキルン排ガス中の水銀を回収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、セメントキルン排ガスの処理方法であって、セメントキルン排ガスに水銀吸着材を添加し、該水銀吸着材が添加された排ガスから集塵し、該集塵して得られたダストを分級して水銀濃度が高い粗粉と、水銀濃度が低い微粉とに分離することを特徴とする。

本発明によれば、セメントキルン排ガス中の水銀を吸着した水銀吸着材の大部分が粗粉に含まれることで粗粉中の水銀濃度が高くなり、粗粉から水銀を回収するのみでセメントキルン排ガス中の水銀を効率的に回収することができるため、水銀回収に要するコストを低く抑えることができる。また、粗粉から水銀を回収せずに粗粉を最終処分場等で処理する場合であっても最終処分場での処理量を低く抑えることができる。

上記セメントキルン排ガスの処理方法において、前記分級における分級点を１０μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。これにより、セメントキルン排ガス中のダストに対して体積比で１〜２％の量の水銀吸着材を添加した場合であっても、添加した水銀吸着材の８割以上を粗粉に含めることができる。

さらに、前記水銀吸着材の添加量を、前記セメントキルン排ガスの水銀濃度、前記集塵して得られたダストの水銀吸着材濃度、及び前記水銀吸着材の添加位置のうち少なくとも一つに応じて調整することができる。これにより、粗粉の水銀濃度を調整することができる。

さらに、前記分級して得られた粗粉から水銀を回収することができ、低コストで水銀を回収することができる。

また、本発明は、セメントキルン排ガスの処理装置であって、セメントキルン排ガスに水銀吸着材を添加する添加装置と、該水銀吸着材が添加された排ガスから集塵する集塵装置と、該集塵して得られたダストを分級して水銀濃度が高い粗粉と、水銀濃度が低い微粉とに分離する分級装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上記発明と同様に、セメントキルン排ガス中の水銀を吸着した水銀吸着材の大部分が粗粉に含まれることで粗粉中の水銀濃度が高くなり、粗粉から水銀を回収するのみでセメントキルン排ガス中の水銀を効率的に回収することができるため、水銀回収に要するコストを低く抑えることができる。また、粗粉から水銀を回収せずに粗粉を最終処分場等で処理する場合であっても、処理量を低く抑えることができる。

さらに、前記分級して得られた粗粉から水銀を回収する水銀回収装置を備えることができる。セメントキルン排ガス中の水銀の大部分は粗粉に含まれているため、分級して得られた粗粉から水銀を回収することで、水銀回収の対象となるダストの量を低く抑えて水銀回収に要するコストを低減すると共に、水銀回収装置を小型にすることができる。

以上のように、本発明によれば、低コストでセメントキルン排ガス中の水銀を回収することができる。

本発明に係るセメントキルン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。 活性炭と、セメントキルン排ガスに含まれるキルンダストとの粒度分布を示すグラフである。 従来のセメントキルン排ガスの処理装置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詳細に説明する。

図１は、本発明に係るセメントキルン排ガスの処理装置の一実施の形態を示す図であって、この処理装置１は、投入されたセメント原料を予熱すると共にセメントキルンの排ガスを排出するプレヒータ２と、プレヒータ２の排ガスＧ１の調温、調湿等を行う調湿塔等３と、調湿塔等３の排ガスＧ２に活性炭Ａを添加する添加装置４と、添加装置４によって活性炭Ａを添加された排ガスＧ２から集塵するバグフィルタ５と、バグフィルタ５で回収したダストの一部Ｄ１を分級し、粗粉Ｃ１と微粉Ｆとに分離するサイクロン６と、サイクロン６で得られた粗粉Ｃ１から水銀を回収する水銀回収装置７とを備える。

プレヒータ２は、セメント製造装置に一般的に用いられているものであり、これについての詳細説明は省略する。また、調湿塔等３とは、プレヒータ２の排ガスＧ１を調温、調湿する調湿塔等３や、排ガスＧ１を用いて廃熱発電を行うボイラや、プレヒータ２に供給するセメント原料を乾燥、粉砕するための原料ドライヤ、原料ミル等の設備をいう。

添加装置４は、活性炭Ａを調湿塔等３の排ガスＧ２に添加するために備えられ、バグフィルタ５は、活性炭Ａが添加された排ガスＧ２から集塵するために備えられる。また、サイクロン６は、バグフィルタ５で回収したダストの一部Ｄ１を分級し、粗粉Ｃ１と微粉Ｆとに分離するために備えられる。

水銀回収装置７は、サイクロン６で得られた粗粉Ｃ１から水銀を回収するために備えられる。水銀回収装置７としては、粗粉Ｃ１を水銀が揮発する温度以上に加熱して粗粉Ｃ１中の水銀を揮発させ、揮発した水銀を回収する装置等を用いることができる。

次に、上記構成を有するセメントキルン排ガスの処理装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。

セメントキルン（不図示）の運転時に、プレヒータ２に供給されたセメント原料は、プレヒータ２で予熱され、仮焼炉（不図示）で仮焼された後、セメントキルンにて焼成されてセメントクリンカが生成される。一方、セメントキルンから排出された排ガスは、セメントキルンの窯尻、仮焼炉を経てプレヒータ２から排出される。プレヒータ２の排ガスＧ１を調湿塔等３に導入して調温、調湿し、調湿塔等３の排ガスＧ２に添加装置４から活性炭Ａを添加して排ガスＧ２中の水銀を吸着させ、活性炭Ａが添加された排ガスＧ２をバグフィルタ５に導入して集塵し、集塵後の排ガスＧ３を大気に放出する。

尚、活性炭Ａの添加量は、セメントキルン排ガスの水銀濃度、集塵して得られたダストＤ１中の活性炭Ａの濃度、及び活性炭Ａの添加位置のうち少なくとも一つに応じて調整し、粗粉Ｃ１の水銀濃度を調整することができる。尚、活性炭Ａの添加位置は、バグフィルタ５の入口やバグフィルタ５内の風室の中のいずれかとすることができる。

バグフィルタ５で回収したダストの一部Ｄ１をサイクロン６に供給し、ダストＤ１を分級して水銀濃度が高い粗粉Ｃ１と水銀濃度が低い微粉Ｆとに分離する。粗粉Ｃ１は水銀回収装置７に供給して水銀を回収し、水銀が回収された粗粉Ｃ２を微粉Ｆと共にダストＤ２としてプレヒータ２に戻す。

図２は、活性炭と、セメントキルン排ガスに含まれるキルンダストとの粒度分布を示すグラフである。これによると、バグフィルタ５で得られるダストＤ１を、粒径１０μｍ〜２０μｍを分級点として分級することにより、活性炭Ａの濃度が高くキルンダスト濃度が低い粗粉Ｃ１と、活性炭Ａの濃度が低くキルンダスト濃度が高い微粉Ｆとに分離することができることが判る。尚、分級点をこの範囲から選択することで、プレヒータ２の排ガスＧ１に含まれるキルンダストに対して体積比で１〜２％の活性炭Ａを添加する場合、添加した活性炭Ａの９割以上を粗粉Ｃ１に含めることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、セメントキルン排ガス中の水銀を吸着した活性炭Ａの８割以上が粗粉Ｃ１に含まれることで粗粉Ｃ１中の水銀濃度が高くなり、粗粉Ｃ１から水銀を回収するのみでセメントキルン排ガス中の水銀を効率的に回収することが可能となり、水銀回収に要するコストを低く抑えることができる。

尚、上記実施の形態では、粗粉Ｃ１を水銀回収装置７に供給し、水銀が除去された粗粉Ｃ２をプレヒータ２に戻したが、粗粉Ｃ１の水銀濃度によっては粗粉Ｃ１を水銀回収装置７に供給せずに最終処分場で処理することもできる。これにより、最終処分場での処理量を低く抑えることができる。また、水銀が除去された粗粉Ｃ２をセメント製造装置のうち上記プレヒータ２以外の部分に供給してセメント原燃料とすることもでき、系外に排出して有効利用することもできる。

また、上記実施の形態では、プレヒータ２の排ガスＧ１を活性炭Ａ、バグフィルタ５、サイクロン６を用いて処理する場合について説明したが、活性炭Ａ以外の水銀吸着材、バグフィルタ５以外の集塵装置、サイクロン６以外の分級装置を用いてセメントキルン排ガスを処理することもできる。

１ セメントキルン排ガスの処理装置
２ プレヒータ
３ 調湿塔等
４ 添加装置
５ バグフィルタ
６ サイクロン
７ 水銀回収装置
Ａ 活性炭
Ｃ１、Ｃ２ 粗粉
Ｄ１、Ｄ２ ダスト
Ｆ 微粉
Ｇ１〜Ｇ３ 排ガス

Claims (6)

1. セメントキルン排ガスに水銀吸着材を添加し、
   該水銀吸着材が添加された排ガスから集塵し、
   該集塵して得られたダストを分級して水銀濃度が高い粗粉と、水銀濃度が低い微粉とに分離することを特徴とするセメントキルン排ガスの処理方法。
2. 前記分級における分級点を１０μｍ以上２０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
3. 前記水銀吸着材の添加量を、前記セメントキルン排ガスの水銀濃度、前記集塵して得られたダストの水銀吸着材濃度、及び前記水銀吸着材の添加位置のうち少なくとも一つに応じて調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
4. 前記分級して得られた粗粉から水銀を回収することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
5. セメントキルン排ガスに水銀吸着材を添加する添加装置と、
   該水銀吸着材が添加された排ガスから集塵する集塵装置と、
   該集塵して得られたダストを分級して水銀濃度が高い粗粉と、水銀濃度が低い微粉とに分離する分級装置とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガスの処理装置。
6. 前記分級して得られた粗粉から水銀を回収する水銀回収装置を備えることを特徴とする請求項５に記載のセメントキルン排ガスの処理装置。

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