JP2017095325A - セメントキルン排ガスの処理装置及び処理方法 - Google Patents

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【課題】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。【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のセメントキルン側端部の近傍、又は抽気装置から分級機の上流側までの間に、セメントキルン排ガスから回収したダストＫＤを添加する添加装置１０とを備えるセメントキルン排ガスの処理装置１。【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剤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、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の前記セメントキルン側端部の近傍、又は該抽気装置から前記分級機の上流側までの間に、セメントキルン排ガスから回収したダストを添加する添加装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、塩素バイパスシステム内の熱を利用してセメントキルン排ガスから回収したダストを加熱して水銀を揮発させ、粗粉を分離した後に冷却することで水銀が濃縮した微粉を集塵機で回収することができるため、加熱装置等や吸着剤としての活性炭が不要となり、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。
上記セメントキルン排ガスの処理装置において、前記添加装置は、前記抽気装置に付設された冷却媒体供給装置を介して前記ダストを添加することができる。これにより、ダストの搬送ガスを別途用意する必要がない。
また、前記抽気装置の後段に、該抽気装置による抽気ガスに二次冷却用の冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を備え、前記添加装置は、該冷却媒体供給装置を介して前記ダストを添加することができる。これにより、抽気ガスを二次冷却するセメントキルン排ガスの処理装置において、ダストの搬送ガスを別途用意する必要がない。
さらに、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、前記抽気装置の前記セメントキルン側端部の近傍、又は該抽気装置から前記分級機の上流側までの間に、セメントキルン排ガスから回収したダストを添加することを特徴とする。
本発明によれば、塩素バイパスシステム内の熱を利用してセメントキルン排ガスから回収したダストを加熱して水銀を揮発させ、粗粉を分離した後に冷却することで水銀が濃縮した微粉を集塵機で回収することができるため、ダストの加熱等に要するコストを低減することができ、また、活性炭を用いないため、低コストで効率よく水銀を回収することができる。
上記セメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記抽気装置に冷却媒体を供給し、該冷却媒体と共に前記ダストを添加することができ、これにより、ダストの搬送ガスを別途用意する必要がない。
また、前記抽気装置から排出される抽気ガスに二次冷却用の冷却媒体を供給し、該冷却媒体と共に前記ダストを添加することができ、これにより、抽気ガスを二次冷却するセメントキルン排ガスの処理装置において、ダストの搬送ガスを別途用意する必要がない。
以上のように、本発明によれば、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。
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形態を示す全体構成図である。
次に、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段階で冷却するセメントキルン排ガスの処理装置を例示する。
このセメントキルン排ガスの処理装置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、プローブ４から排出された抽気ガスＧ２に冷却空気Ａ２が添加された後の抽気ガスＧ３に、セメントキルン排ガスから回収したダスト（以下「キルンダスト」という）ＫＤを添加するための添加装置１０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、上記構成を有するセメントキルン排ガスの処理装置１を用いた、本発明に係るセメントキルン排ガスの処理方法について図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。
二次冷却後の抽気ガスＧ３に、添加装置１０からキルンダストＫＤを添加する。抽気ガスＧ３の熱によってキルンダストＫＤに含まれる水銀が揮発する。
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をキルン系に戻すと共に、微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ４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、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、塩素バイパスシステム内の熱を利用してキルンダストＫＤを加熱して水銀を揮発させ、粗粉Ｄ１を分離した後に冷却器６で冷却することで水銀が濃縮した微粉Ｄ２をバグフィルタ７で回収することができるため、加熱装置や活性炭が不要となり、キルンダストＫＤ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、二次冷却後の抽気ガスＧ３に、添加装置１０からキルンダストＫＤを添加したが、これに限らず、プローブ４のセメントキルン２側端部の近傍や、プローブ４そのもの、又はプローブ４の下流側からサイクロン５の上流側までの間に添加してもよく、冷却空気Ａ１、Ａ２を介して添加することもできる。
１ セメントキルン排ガスの処理装置
２ 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
１０ 添加装置
１１、１２ 冷却ファン

Claims (6)

  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の前記セメントキルン側端部の近傍、又は該抽気装置から前記分級機の上流側までの間に、セメントキルン排ガスから回収したダストを添加する添加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。
  2. 前記添加装置は、前記抽気装置に付設された冷却媒体供給装置を介して前記ダストを添加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装置。
  3. 前記抽気装置の後段に、該抽気装置による抽気ガスに二次冷却用の冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を備え、
    前記添加装置は、該冷却媒体供給装置を介して前記ダストを添加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装置。
  4. 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、前記抽気装置の前記セメントキルン側端部の近傍、又は該抽気装置から前記分級機の上流側までの間に、セメントキルン排ガスから回収したダストを添加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。
  5. 前記抽気装置に冷却媒体を供給し、
    該冷却媒体と共に前記ダストを添加することを特徴とする請求項４に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
  6. 前記抽気装置から排出される抽気ガスに二次冷却用の冷却媒体を供給し、
    該冷却媒体と共に前記ダストを添加することを特徴とする請求項４に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
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