JP2017064593A - 水銀回収装置及び回収方法 - Google Patents

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康太郎 林
Kotaro Hayashi
康太郎 林
仁司 輪達
Hitoshi Wadachi
仁司 輪達
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Abstract

【課題】セメントキルン排ガス等から低コストで効率よく水銀を回収する。【解決手段】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Ｇ１を冷却しながら抽気する抽気装置４と、抽気装置による抽気ガスＧ３を、粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２及びガスＧ４とに分離する分級機５と、分級機の排ガスを冷却する冷却器６と、冷却器の排ガスＧ５から微粉Ｄ２を回収する集塵機７とを備える塩素バイパスシステムと、塩素バイパスシステムの抽気装置から集塵機の上流側までの間に、揮発水銀を含むガスＫＧを導入する導入装置１３とを備える水銀回収装置１。揮発水銀を含むガスとして、セメントキルン排ガスから除塵したダストを加熱して水銀を揮発させたガスを導入することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルンから排出される燃焼排ガス等から水銀を回収する技術に関する。
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、例えば特許文献１には、セメントキルン排ガスから回収したダストを加熱し、ダストに含まれる水銀を揮発させる外熱キルンと、外熱キルンから排出された揮発水銀を含む水銀含有ガスを、水銀含有ガスと水銀除去ダストとに分離するバグフィルタと、分離された水銀含有ガスに含まれる揮発水銀を回収する活性炭吸着塔とを備え、活性炭吸着塔において水銀含有ガス中の水銀を活性炭に吸着させて回収する技術が提案されている。
特開２０１５−０８０７４１号公報
上記特許文献１に記載の技術では、セメントキルン排ガスから水銀を効率よく回収することができるが、水銀を回収するために吸着材として活性炭を用いると共に、外熱キルンやバグフィルタ等の装置を必要とするため、装置コスト及び運転コストの面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、セメントキルン排ガス等から低コストで効率よく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、水銀回収装置であって、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抽気装置と、該抽気装置による抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離する分級機と、該分級機の排ガスを冷却する冷却器と、該冷却器の排ガスから前記微粉を回収する集塵機とを備える塩素バイパスシステムと、該塩素バイパスシステムの前記抽気装置から前記集塵機の上流側までの間に、揮発水銀を含むガスを導入する導入装置とを備えることを特徴とする。
さらに、本発明は、水銀回収方法であって、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抽気装置と、該抽気装置による抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離する分級機と、該分級機の排ガスを冷却する冷却器と、該冷却器の排ガスから前記微粉を回収する集塵機とを備える塩素バイパスシステムを用い、前記抽気装置から前記集塵機の上流側までの間に、揮発水銀を含むガスを導入することを特徴とする。
上記両発明によれば、揮発水銀を含むガスを塩素バイパスシステムの抽気装置から集塵機の上流側までの間に導入することで、揮発水銀を含むガスが徐々に冷却され、集塵機で水銀が濃縮した微粉を回収することができるため、吸着材としての活性炭等が不要となり、低コストで効率よく水銀を回収することができる。
上記水銀回収方法において、前記揮発水銀を含むガスとして、セメントキルン排ガスから除塵したダストを加熱して水銀を揮発させたガスを導入することができ、セメントキルン排ガスから低コストで効率よく水銀を回収することができる。
以上のように、本発明によれば、セメントキルン排ガス等から低コストで効率よく水銀を回収することが可能となる。
本発明に係る水銀回収装置の一実施形態を示す全体構成図である。
次に、本発明に係る水銀回収装置の一実施形態について、図１を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、抽気ガスを２段階で冷却する塩素バイパスシステムを用いた水銀回収装置を例示する。
この水銀回収装置１は、セメントキルン２の窯尻からプレヒータ３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ガスの一部Ｇ１を一次冷却しながら抽気する抽気装置としてのプローブ４と、抽気ガスＧ３から粗粉Ｄ１を分離するための分級機としてのサイクロン５と、サイクロン５から排出された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ４を冷却する冷却器６と、冷却器６から排出された排ガスＧ５から微粉Ｄ２を回収する集塵機としてのバグフィルタ７等を備える塩素バイパスシステムと、サイクロン５の排ガスＧ４に揮発水銀を含むガスＫＧを導入するファン１３等で構成される。
プローブ４は、セメントキルン２の窯尻からキルン排ガス流路の一部として上方へ向かう立上り部に突設され、冷却空気Ａ１を介して抽気ガスＧ１を一次冷却するための冷却ファン１１が付設される。
プローブ４は、セメントキルン２の窯尻からキルン排ガス流路の一部として上方へ向かう立上り部に突設され、冷却空気Ａ１を介して抽気ガスＧ１を一次冷却するための冷却ファン１１が設けられる。プローブ４の後段には、プローブ４から排出された抽気ガスＧ２を冷却空気Ａ２を介して二次冷却するための冷却ファン１２が付設される。
サイクロン５、冷却器６及びバグフィルタ７は、従来のセメントキルン排ガスの処理装置で用いられるものと同様の構造を有する。
次に、上記構成を有する水銀回収装置１を用いた、本発明に係る水銀回収方法について図１を参照しながら説明する。
セメントキルン２の窯尻からプレヒータ３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ガスの一部Ｇ１をプローブ４で抽気すると同時に、８００〜１１００℃程度の抽気ガスＧ１を冷却ファン１１からの冷却空気Ａ１でＫＣｌ等の塩素化合物の融点である６００℃以下、好ましくは４００℃以下にまで一次冷却する。これによって、抽気ガスＧ１中のＫＣｌ等の塩素化合物が析出して抽気ガスＧ２中の微粉の表面等に付着する。
次に、抽気ガスＧ２を冷却ファン１２からの冷却空気Ａ２で４００℃以下、好ましくは３００℃以下にまで二次冷却する。これによって、抽気ガスＧ２中に残存するＫＣｌ等の塩素化合物が析出して抽気ガスＧ３中の微粉の表面等に付着する。
抽気ガスＧ３をサイクロン５に導入し、粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ４とに分離し、粗粉Ｄ１をキルン系に戻す。一方、サイクロン５の排ガスＧ４に、セメントキルン排ガスから除塵したダストを加熱して水銀を揮発させたガスＫＧを導入した後、これらを冷却器６で２００℃以下、好ましくは１００℃以下にまで冷却する。これにより、冷却器６に供給されるガス中の揮発水銀が液化して微粉Ｄ２に濃縮する。
冷却器６の排ガスＧ５をバグフィルタ７に導入して微粉Ｄ２を回収する。回収した微粉Ｄ２は水銀濃度に応じて、セメントに添加するか廃棄処分する。バグフィルタ７の排ガスＧ６はキルン排ガス系に戻す。
以上のように、本実施の形態によれば、セメント焼成装置に付設された塩素バイパスシステムを用い、バグフィルタ７によって水銀が濃縮した微粉Ｄ２を回収することができるため、吸着材としての活性炭等が不要となり、セメントキルン排ガスから除塵したダストを加熱して水銀を揮発させたガスＫＧから、低コストで効率よく水銀を回収することができる。
尚、上記実施の形態においては、揮発水銀を含むガスＫＧを、セメントキルン排ガスから除塵したダストを加熱して水銀を揮発させたガスＫＧとしたが、その他の揮発水銀を含むガスを処理対象として水銀を回収することができる。
また、揮発水銀を含むガスＫＧをサイクロン５の排ガスＧ４に導入したが、プローブ４からバグフィルタ７の上流側までの間であれば導入位置は限定されず、プローブ４に導入することもできる。
１ 水銀回収装置
２ セメントキルン
３ プレヒータ
４ プローブ
５ サイクロン
６ 冷却器
７ バグフィルタ
１１、１２ 冷却ファン
１３ ファン

Claims (3)

  1. 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抽気装置と、該抽気装置による抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離する分級機と、該分級機の排ガスを冷却する冷却器と、該冷却器の排ガスから前記微粉を回収する集塵機とを備える塩素バイパスシステムと、 該塩素バイパスシステムの前記抽気装置から前記集塵機の上流側までの間に、揮発水銀を含むガスを導入する導入装置とを備えることを特徴とする水銀回収装置。
  2. 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抽気装置と、該抽気装置による抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離する分級機と、該分級機の排ガスを冷却する冷却器と、 該冷却器の排ガスから前記微粉を回収する集塵機とを備える塩素バイパスシステムを用い、前記抽気装置から前記集塵機の上流側までの間に、揮発水銀を含むガスを導入することを特徴とする水銀回収方法。
  3. 前記揮発水銀を含むガスとして、セメントキルン排ガスから除塵したダストを加熱して水銀を揮発させたガスを導入することを特徴とする請求項２に記載の水銀回収方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017095325A (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 太平洋セメント株式会社 セメントキルン排ガスの処理装置及び処理方法

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