JP2017031033A

JP2017031033A - 塩素バイパス排ガスの処理方法及び塩素バイパスシステム

Info

Publication number: JP2017031033A
Application number: JP2015155852A
Authority: JP
Inventors: 淳一寺崎; Junichi Terasaki; 上野　直樹; Naoki Ueno; 直樹上野
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2017-02-09

Abstract

【課題】設備コストを低く抑えながら、塩素バイパス排ガスを安定して処理する。
【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を冷却しながら抽気し、抽気ガスＧ３、Ｇ４から塩素バイパスダストＤ５を回収した後のガスＧ５に粉体状の脱硫剤ＤＡを添加し、脱硫剤添加後のガスＧ６をセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に、脱硫剤添加後のガスから除塵する。除塵ダストＤ６の一部を、脱硫剤の一部として塩素バイパスダストを回収した後のガスに添加してもよく、セメントに添加してもよい。塩素バイパスダストを回収した後、脱硫剤を添加する前後のガスのＳＯ₂濃度を測定し、該両ＳＯ₂濃度に応じて前記脱硫剤の添加量を制御することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、塩素バイパス排ガスの処理方法及び塩素バイパスシステムに関し、特に、塩素バイパスダストを回収した後のガスのＳＯ₂濃度を低減する方法等に関する。

近年、セメント製造工程で処理されるリサイクル廃棄物の増加に伴い、セメント製造装置から排出されるガス中の環境負荷物質の増加が懸念される。例えば、前記排ガス中のＳＯ₂の増加に伴い、高濃度のＳＯ₂を含む塩素バイパス排ガスをセメントキルンに付設されたプレヒータなどに戻してＳＯ₂濃度を低減しているが、熱量損失や硫黄分の濃縮によりセメントキルンの安定運転の阻害要因となっている。

そこで、特許文献１には、セメントキルンの窯尻からプレヒータの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排ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブと、プローブによる抽気ガスを湿式で脱硫する脱硫装置と、脱硫装置から排出されるスラリーを分級する湿式分級装置とを備える塩素バイパスシステムが提案されている。

また、特許文献２には、プローブによる抽気ガスに水を噴霧し、抽気ガス中の生石灰と水とで生成された消石灰を、抽気ガス中のＳＯ₂と反応させて抽気ガス中のＳＯ₂を除去するスプレー塔と、スプレー塔の排ガスに含まれるダスト（石膏）を回収する乾式集塵機とを備えるセメントキルン燃焼排ガスの処理装置が提案されている。

特開２０１４−１０８９０７号公報特開２０１４−１０８９０６号公報

しかし、上記特許文献１、２に記載の塩素バイパスシステムは、不純物の少ない脱塩ケーキを回収して塩素バイパスダストの用途を拡大したり、水の使用量を抑えながら塩素バイパス排ガスを処理することができるが、処理後の排ガス中水分の増加によるダクトや装置への結露、固形分の付着・堆積等が発生し、操業上のトラブルの原因となり、安定して処理するための設備が必要になる。

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、用水の確保や排水、処理後の排ガス中の水分増加による運転阻害、及び回収物の処理を勘案することなく、設備コストを低く抑えながら、塩素バイパス排ガスを安定して処理することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の塩素バイパス排ガスの処理方法は、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冷却しながら抽気し、該抽気ガスから塩素バイパスダストを回収した後のガスに粉体状の脱硫剤を添加し、該脱硫剤添加後のガスをセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に、該脱硫剤添加後のガスから除塵することを特徴とする。

本発明によれば、粉体状の脱硫剤を塩素バイパスダストを回収した後のガスに添加するだけであるため、設備コストを低く抑えながら塩素バイパス排ガスを安定して処理することができる。また、塩素バイパスダストを回収した後のガスは、脱硫剤との反応性を高く保持できるため脱硫剤の添加位置として適する。

さらに、脱硫剤添加後のガスをセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に除塵するため、セメント焼成装置の排ガスに含まれるダスト中の硫黄分を低減し、このダストをセメント原料として再利用するセメント製造装置内のＳＯ₂濃度を低減することができる。

上記塩素バイパス排ガスの処理方法において、前記除塵ダストの一部を、前記脱硫剤の一部として前記塩素バイパスダストを回収した後のガスに添加することで、除塵ダストに残存する反応していない脱硫剤を再利用することができ、運転コストを低減することができる。

前記塩素バイパスダストを回収した後、前記脱硫剤を添加する前後のガスのＳＯ₂濃度を測定し、該両ＳＯ₂濃度に応じて、前記除塵ダストの添加量を該除塵ダストの全量に対して３０％以上８０％以下の範囲で調整することができる。

前記除塵ダストの一部をセメントに添加することができる。これにより、上述のように、セメント製造装置内のＳＯ₂濃度を低減すると共に、除塵ダストを利用することができる。

前記除塵ダストの添加量を前記セメントの全量に対して０．０１質量％以上３質量％以下の範囲で調整することができる。

前記脱硫剤は、消石灰、前記抽気ガスを分級して得られた粗粉又は前記セメントキルンの排ガスから除塵したダストとすることができる。これら粗粉やセメントキルンダストを用いることで運転コストの低減に繋がる。

前記塩素バイパスダストを回収した後、前記脱硫剤を添加する前後のガスのＳＯ₂濃度を測定し、該両ＳＯ₂濃度に応じて前記脱硫剤の添加量を制御することができる。

また、本発明は、塩素バイパスシステムであって、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冷却しながら抽気するプローブと、該抽気ガスから塩素バイパスダストを回収する第１集塵機と、該第１集塵機の出口ガスに粉体状の脱硫剤を添加する脱硫剤添加装置と、該脱硫剤添加後のガスをセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に、該脱硫剤添加後のガスから除塵する第２集塵機とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上述のように、粉体状の脱硫剤を塩素バイパスダストを回収した後の第１集塵機の出口ガスに添加するだけであるため、設備コストを低く抑えながら、塩素バイパス排ガスを安定して処理することができる。また、脱硫剤添加後のガスをセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に除塵するため、セメント焼成装置の排ガスに含まれるダストの硫黄分を低減し、このダストをセメント原料として再利用するセメント製造装置内のＳＯ₂濃度を低減することができる。

以上のように、本発明によれば、設備コストを低く抑えながら、塩素バイパス排ガスを安定して処理することができ、セメント焼成装置の排ガスから集塵したダストをセメント原料として再利用するセメント製造装置内のＳＯ₂濃度も低減することなどが可能となる。

本発明に係る塩素バイパスシステムの一実施の形態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、本発明に係る塩素バイパスシステムの一実施の形態を示し、この塩素バイパスシステム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から燃焼ガスＧ１を抽気しながら低温ガスにより冷却するプローブ３と、プローブ３からの抽気ガスＧ２を粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ３とに分離する分級機としてのサイクロン４と、サイクロン４からの微粉Ｄ２を含む排ガスＧ３を冷却する冷却機５と、冷却機５からの排ガスＧ４から微粉Ｄ４を回収するバグフィルタ（第１集塵機）６と、バグフィルタ６の排ガスＧ５のＳＯ₂濃度を測定するＳＯ₂測定器７と、バグフィルタ６の排ガスＧ５に粉体状の脱硫剤ＤＡを添加する脱硫剤添加装置８と、脱硫剤ＤＡ添加後の排ガスＧ６からダストＤ６を回収するバグフィルタ９（第２集塵機）と、バグフィルタ９の排ガスＧ７のＳＯ₂濃度を測定するＳＯ₂測定器１０と、バグフィルタ９からのダストＤ６を脱硫剤添加装置８に添加したり、セメントに添加したりするダスト添加装置１１とを備える。

上記塩素バイパスシステム１において、ＳＯ₂測定器７、１０、脱硫剤添加装置８、バグフィルタ９及びダスト添加装置１１以外の各装置は、一般的な塩素バイパスシステムで用いられるものであって、これらについての説明は省略する。

次に、上記塩素バイパスシステム１における、本発明に係る塩素バイパス排ガスの処理方法について、同図を参照しながら詳細に説明する。

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Ｇ１をプローブ３によって抽気しながらＫＣｌ等の塩素化合物の融点である７００℃以下、好ましくは３００℃〜５００℃にまで冷却する。次いで、サイクロン４において、プローブ３からの抽気ガスＧ２を粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ３とに分離する。

排ガスＧ３及び微粉Ｄ２は、冷却機５において冷風により１５０℃〜２５０℃に冷却され、冷却された排ガスＧ４をバグフィルタ６に導入する。バグフィルタ６において、微粉Ｄ４が集塵され、冷却機５で回収された微粉Ｄ３と共に塩素バイパスダストＤ５としてセメント焼成装置の系外に排出して処理する。

バグフィルタ６から排出された排ガスＧ５は、ＳＯ₂測定器７によってＳＯ₂濃度が測定され、このＳＯ₂濃度に基づいて、脱硫剤添加装置８から脱硫剤ＤＡが添加される。脱硫剤ＤＡは、ロータリバルブを介して供給したり、粉体の吹込みが可能な装置（エジェクタ、ルーツブロアによる圧送吹込み）を用いて供給してもよい。また、排ガスＧ５に脱硫剤ＤＡを拡散させながら供給する。

ここで、脱硫剤ＤＡは、主に、消石灰ＳＬと後述するバグフィルタ９で回収されたダストＤ６であるが、サイクロン４で分離された粗粉Ｄ１の一部Ｄ１０、プレヒータ（セメントキルン２に付設、不図示）に付設された誘引ファン（図中のＩＤＦ）の出口側から集塵されたダスト（セメントキルンの排ガスから除塵したダスト）もＳＯ₂との反応性を考慮しながら用いることができる。尚、脱硫剤ＤＡとして使用する粗粉Ｄ１０は、塩素分を除去すると共に、ハンドリング性等を考慮し、水洗後脱水乾燥させたものが好ましい。また、粗粉Ｄ１０を再度分級して粒度調整したものを用いることもできる。

脱硫剤ＤＡの添加により、排ガスＧ５中のＳＯ₂が脱硫剤ＤＡに含まれるＣａ（ＯＨ）₂、ＣａＯ、ＣａＣＯ₃と反応してＣａＳＯ₃又はＣａＳＯ₄となり脱硫される。

脱硫後の排ガスＧ６は、誘引ファンの出口側に合流させる前に、バグフィルタ９に導入し、排ガスＧ６に含まれる脱硫剤ＤＡと硫酸塩あるいは亜硫酸塩の混合物であるダスト（除塵ダスト）Ｄ６を回収してダスト添加装置１１へ供給する。一方、バグフィルタ９から排出された排ガスＧ７は、ＳＯ₂測定器１０によってＳＯ₂濃度が測定された後、誘引ファンの出口側（ＩＤＦ出口）に導入される。

ここで、ＳＯ₂測定器１０によって測定されたＳＯ₂濃度と、上記ＳＯ₂測定器７によって測定されたＳＯ₂濃度とに応じて、脱硫剤ＤＡの添加量を増減することができ、脱硫剤ＤＡの添加量を適切に制御することができる。

ダスト添加装置１１は、バグフィルタ９で回収されたダストＤ６の一部Ｄ７を脱硫剤添加装置８に戻す。ダストＤ７の供給量は、ＳＯ₂測定器７、１０によって測定されたＳＯ₂濃度に応じて制御することができ、ダストＤ６の３０〜８０％程度、より好ましくは５０〜８０％とする。これにより、ダストＤ６に残存する反応していない脱硫剤を再利用することができ、運転コストを低減することができる。

一方、ダスト添加装置１１によるダストＤ８のセメントへの添加量は、前記除塵ダスト中の未反応生石灰及び消石灰量に応じて制御され、セメントの全量に対して０．０１〜３質量％程度とする。これにより、塩素バイパスシステム１や、セメント製造装置内のＳＯ₂濃度を低減することができる。

１塩素バイパスシステム
２セメントキルン
３プローブ
４サイクロン
５冷却機
６バグフィルタ
７ＳＯ₂測定器
８脱硫剤添加装置
９バグフィルタ
１０ＳＯ₂測定器
１１ダスト添加装置
Ｄ１粗粉
Ｄ２〜Ｄ４微粉
Ｄ５塩素バイパスダスト
Ｄ６〜Ｄ８ダスト
Ｄ９、Ｄ１０粗粉
ＤＡ脱硫剤
Ｇ１燃焼ガス
Ｇ２抽気ガス
Ｇ３〜Ｇ７排ガス
ＳＬ消石灰

Claims

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冷却しながら抽気し、該抽気ガスから塩素バイパスダストを回収した後のガスに粉体状の脱硫剤を添加し、該脱硫剤添加後のガスをセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に、該脱硫剤添加後のガスから除塵することを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理方法。
前記除塵ダストの一部を、前記脱硫剤の一部として前記塩素バイパスダストを回収した後のガスに添加することを特徴とする請求項１に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法。
前記塩素バイパスダストを回収した後、前記脱硫剤を添加する前後のガスのＳＯ₂濃度を測定し、該両ＳＯ₂濃度に応じて、前記除塵ダストの添加量を該除塵ダストの全量に対して３０％以上８０％以下の範囲で調整することを特徴とする請求項２に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法。
前記除塵ダストの一部をセメントに添加することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法。
前記除塵ダストのＣａＯ濃度に応じて、前記除塵ダストの添加量を前記セメントの全量に対して０．０１質量％以上３質量％以下の範囲で調整することを特徴とする請求項４に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法。
前記脱硫剤は、消石灰、前記抽気ガスを分級して得られた粗粉又は前記セメントキルンの排ガスから除塵したダストであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の塩素バイパス排ガスの処理方法。
前記塩素バイパスダストを回収した後、前記脱硫剤を添加する前後のガスのＳＯ₂濃度を測定し、該両ＳＯ₂濃度に応じて前記脱硫剤の添加量を制御することを特徴とする請求項１乃至６に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法。
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冷却しながら抽気するプローブと、
該抽気ガスから塩素バイパスダストを回収する第１集塵機と、
該第１集塵機の出口ガスに粉体状の脱硫剤を添加する脱硫剤添加装置と、
該脱硫剤添加後のガスをセメント焼成装置の排ガス系統に合流させる前に、該脱硫剤添加後のガスから除塵する第２集塵機とを備えることを特徴とする塩素バイパスシステム。