JP2018095534A - 塩素バイパスダストの処理方法及び塩素バイパスダストの処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セメントキルン内に持ち込まれる塩素量の増加に対応できる塩素バイパスダストの処理方法を提供する。
【解決手段】塩素バイパスダストの処理は、セメントキルンＫの窯尻とプレヒータＰの最下段サイクロンとの間のプローブ１から燃焼ガスを抽気ガスＧとして抽気する抽気工程と、抽気ガスＧを冷却して、抽気ガスＧに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする冷却工程と、塩素バイパスダストを所定の粒径を基準に粗粉である第１ダストＤ１と微粉である第２ダストＤ２とに分級する分級工程と、第２ダストＤ２を加熱して、塩素含有物を揮発させる加熱工程とを備える。
【選択図】図１

Description

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流路より抽気した燃焼ガスに含まれる塩素バイパスダストの処理方法及び処理装置に関する。

従来、セメントの製造において、塩素は、その処理量を管理する必要のある忌避成分として扱われている。これは、塩素が、コンクリートの塩害として知られる、鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食の原因となるだけでなく、セメントの製造設備であるキルン内又はプレヒータ内にコーティングトラブルを誘発して、セメントキルンの安定運転を阻害するおそれがあるためである。そこで、従来、セメント製造施設では、いわゆる塩素バイパス設備を設け、セメントキルン内から塩素を除去することが行われている。

塩素バイパス設備としては、セメントキルンの窯尻とプレヒータの最下段サイクロンとの間から燃焼ガスを抽気ガスとして抽気する抽気装置と、その抽気ガスを冷却して、抽気ガスに含まれる塩素を凝縮固化させて粒子とする冷却装置と、かかる塩素の凝縮固化による粒子及び抽気ガスに含まれる原料粉等のキルン内ダスト（以後、これらを総称して「塩素バイパスダスト」と呼ぶ。）を粗粉と微粉とに分級する分級装置と、微粉を回収する回収装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、「塩素バイパスダスト」とは、抽気ガスの冷却固化過程で生じたＫＣｌ等のアルカリ塩化物等の塩素化合物の他、キルン内ダストの表面にＫＣｌ等塩素化合物が付着したものを指す。

塩素バイパスダストは、微粉であるほどキルン内ダストの割合が減じるために粗粉に比べて塩素含有量が高い。そこで、その微粉を回収することにより、塩素を効率良くセメント製造工程から除去することができる。一方、粗粉は、相対的に塩素含有量が低いので、セメント原料として再度セメントキルンに戻すことができる。

特開２０００−３５４８３８号公報

しかし、近年、セメントキルンでの各種廃棄物のリサイクル処理の進展に伴う廃棄物の処理量の増加や、廃棄物の種類の変化により、セメントキルン内に持ち込まれる塩素量が増加している。そのため、塩素バイパスダストの粗粉の塩素含有量が増加する傾向にあり、当該粗粉を原料としてセメントキルンに戻すことが問題となるおそれがある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、セメントキルン内に持ち込まれる塩素量の増加に対応できる塩素バイパスダストの処理方法及び塩素バイパスダストの処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の塩素バイパスダストの処理方法は、セメントキルンの窯尻とプレヒータの最下段サイクロンとの間の流路から燃焼ガスを抽気ガスとして抽気する抽気工程と、前記抽気ガスを冷却して、該抽気ガスに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする冷却工程と、前記塩素バイパスダストを所定の粒径を基準に粗粉と微粉とに分級する分級工程と、前記粗粉を加熱して、前記粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させる加熱工程とを備えていることを特徴とする。

このように、本発明の塩素バイパスダストの処理方法では、分級された粗粉を加熱して、粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させて塩素を除去する。これにより、粗粉を再度セメントキルンに戻しても、塩素含有物に起因するセメント製造設備の運転面及びセメントの品質面での不具合が生じない。

また、本発明の塩素バイパスダストの処理方法においては、前記加熱工程で、前記粗粉の加熱温度を６００℃以上１１００℃以下とすることが好ましい。

塩素バイパスダスト中の主要な金属塩化物であるＰｂＣｌ_２は、融点が５０１℃、沸点が９５０℃である。そこで、加熱工程における粗粉の加熱温度を６００℃以上にすることで、粗粉から塩素含有物を揮発させることができる。逆に、加熱温度が６００℃未満である場合、加熱の効果が低いために塩素含有物の揮発量が十分でなくなってしまう。そのため、加熱工程における加熱装置は、少なくとも６００℃以上となるようにするとよい。

また、粗粉の加熱には、エネルギー効率の観点から、キルン燃焼排ガス等のセメント製造設備の廃熱を利用することが好ましいが、セメントキルンの窯尻の燃焼ガス温度は１０００℃程度であるので、その温度を大きく超える廃熱を確保することは困難である。また、セメントキルンの窯尻の燃焼ガス温度は１０００℃程度であるので、その温度を超える温度（具体的には、１１００℃程度）まで加熱すれば、セメントキルンの窯尻の燃焼ガス中に含まれていた塩素のほとんどを揮発させることができる。そのため、加熱工程における加熱装置は、１１００℃程度まで加熱可能にするとよい。

また、本発明の塩素バイパスダストの処理方法においては、前記加熱工程は、負圧下で行われることが好ましい。

加熱工程を負圧下で行うと、粗粉に含まれる塩素含有物が揮発しやすくなるので、効率良く塩素の除去を行うことができる。例えば、融点が７７６℃であるＫＣｌであっても、負圧環境下では６００℃で揮発させることができる。

また、本発明の塩素バイパスダストの処理方法においては、前記加熱工程を負圧で行う方法としては、前記加熱工程で、前記粗粉を加熱する加熱装置内の空気を０．０１６ｍ／ｓ以上０．０４８ｍ／ｓ以下の通風速度で吸引する方法を用いてもよい。

このように、加熱装置内の空気を吸引によって局所排気（ドラフト）すると、容易に負圧環境を生じさせることができる。

ここで、局所排気による負圧の程度は加熱される粗粉の周囲の通風速度が指標となる。そして、その通風速度が０．０１６ｍ／ｓ未満である場合、負圧の効果が低いために塩素含有物の揮発量が十分でなくなる場合がある。一方、通風速度が０．０４８ｍ／ｓを超える場合、局所排気で持ちさらわれる粗粉量が増大するため好ましくない。

また、本発明の塩素バイパスダストの処理方法においては、前記加熱工程に搬送される前記粗粉の塩素濃度を測定する塩素濃度測定工程を備え、前記塩素濃度測定工程における測定結果に基づいて、前記分級工程における分級点を制御することが好ましい。

サイクロンセパレータ等の分級装置で分級された粗粉は、その塩素含有量が加熱工程での塩素含有物の除去を必要としない程度に少ない場合もあり、逆に、加熱工程では十分に塩素を除去できない程度に多量の塩素を含有している場合がある。そこで、加熱装置に搬送される粗粉の塩素量を監視して、その監視結果に基づいて分級装置の分級点を制御するようにすると、容易に、粗粉の塩素含有量を加熱工程における処理に適した量に調整することができる。

また、本発明の塩素バイパスダストの処理方法においては、加熱装置に搬送される粗粉の塩素濃度を１．５質量％以上８．０質量％以下の範囲とすることが好ましい。

粗粉の塩素濃度が１．５質量％を下回る場合には、塩素を除去する必要性が低く、また、加熱処理を行ってもそれほど塩素濃度を低下させることができない場合がある。一方、粗粉の塩素濃度が８．０質量％を上回る場合には、加熱処理では十分に塩素を除去できない場合がある。

また、上記目的を達成するために、本発明の塩素バイパスダストの処理装置は、セメントキルンの窯尻とプレヒータの最下段サイクロンとの間から燃焼ガスを抽気ガスとして抽気する抽気装置と、前記抽気ガスを冷却して、前記抽気ガスに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする冷却装置と、前記塩素バイパスダストを所定の粒径を基準に粗粉と微粉とに分級する分級装置と、前記粗粉を加熱して、前記粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させる加熱装置とを備えていることを特徴とする。

このように、本発明の塩素バイパスダストの処理装置では、分級された粗粉を加熱して、粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させて塩素を除去する。これにより、粗粉を再度セメントキルンに戻しても、塩素に起因するセメント製造設備の運転面及びセメントの品質面での不具合が生じない。

実施形態に係る塩素バイパス設備の概略構成を示す説明図。 図１の塩素バイパス設備の加熱装置の構成を示す説明図。 図１の塩素バイパス設備で微粉と粗粉とを分級するまでの処理のフローチャート。 図１の塩素バイパス設備で分級された粗粉に行われる処理のフローチャート。 図１の塩素バイパス設備の加熱装置の加熱温度及び通風速度と粗粉の塩素除去率との関係を示すグラフ。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る塩素バイパス設備Ｃ（塩素バイパスダストの処理装置）について説明する。なお、各図面において、実線の矢印はガス又はダストの流れ、破線の矢印は制御信号の流れをそれぞれ示している。

まず、図１を参照して、塩素バイパス設備Ｃの概略構成について説明する。

図１に示すように、塩素バイパス設備Ｃは、セメントキルンＫの窯尻とセメントキルンＫに送り込まれるセメント原料の予熱を行うプレヒータＰの最下段サイクロンとの間から抽気した燃焼ガスである抽気ガスＧから、塩素を除去するための設備である。

塩素バイパス設備Ｃは、セメントキルンＫの窯尻とプレヒータＰの最下段サイクロンとの間に設けられたプローブ１（流路、抽気装置）と、プローブ１の内部に冷風を供給し、抽気ガスＧに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする第１冷却ファン２（冷却装置）と、塩素バイパスダストを分級するサイクロンセパレータ３（分級装置）と、サイクロンセパレータ３で分級された塩素バイパスダストの微粉であるダストＤ１を処理する微粉処理部１０と、サイクロンセパレータ３で分級された塩素バイパスダストの粗粉であるダストＤ２を処理する粗粉処理部２０とを備えている。

プローブ１の内部では、第１冷却ファン２によって供給された冷風により、抽気ガスＧが冷却され、抽気ガスＧに含まれる塩素が凝縮固化された塩素バイパスダストを含む第１ガスＧ１となる。

第１ガスＧ１は、塩素バイパス設備Ｃが備えるサイクロンセパレータ３に送られ、塩素バイパスダストの微粉である第１ダストＤ１と第１ガスＧ１の気体成分である第２ガスＧ２との混合物と、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２とに分離される。サイクロンセパレータ３の分級点はローターの回転速度の変更等により制御可能であり、後述する粗粉処理部２０の制御部２７からの信号に基づいて制御される。なお、基準となる分級点の一例としては、１２μｍである。

サイクロンセパレータ３で分級された、微粉である第１ダストＤ１と第２ガスＧ２との混合物は、微粉処理部１０に送られる。一方、粗粉である第２ダストＤ２は、粗粉処理部２０に送られる。

微粉処理部１０は、微粉である第１ダストＤ１と第２ガスＧ２との混合物が送り込まれる冷却器１１と、冷却器１１に冷風を供給する第２冷却ファン１２と、冷却器１１に接続されている第１バグフィルタ１３と、冷却器１１及び第１バグフィルタ１３に接続されている第１ダストタンク１４と、第１バグフィルタ１３に接続されている第１ファン１５とを備えている。

冷却器１１は、その内部において、第２冷却ファン１２によって供給された冷風により、塩素バイパスダストの微粉である第１ダストＤ１と第２ガスＧ２との混合物を冷却する。

第１バグフィルタ１３は、冷却器１１から抽気された第３ガスＧ３から、塩素バイパスダストの微粉である第４ダストＤ４を回収する。第４ダストＤ４は、冷却器１１で回収された塩素バイパスダストの微粉Ｄ３とともに、第１ダストタンク１４に送られる。また、第１バグフィルタ１３で分離された第４ガスＧ４は、セメントキルン等のセメント製造設備内のガス流路に戻される。

第１ダストタンク１４は、回収された塩素バイパスダストの微粉を貯蔵する。

粗粉処理部２０は、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２の塩素濃度を測定する塩素測定装置２１と、第２ダストＤ２を選択的に搬送する分配装置２２と、分配装置２２に接続されている第２ダストタンク２３と、分配装置２２及び第２ダストタンク２３に接続されている加熱装置２４と、加熱装置２４に接続されている第２バグフィルタ２５と、加熱装置２４以降を局所排気するための第２ファン２６と、制御部２７とを備えている。

塩素測定装置２１は、サイクロンセパレータ３から排出された塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２の塩素量を測定できるものであればよい。例えば、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて構成してもよい。塩素測定装置２１によって測定された塩素濃度の測定結果は、随時、制御部２７に送信される。

分配装置２２は、送り込まれた塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２を制御部２７からの信号に基づいて、セメントキルン系側、第２ダストタンク２３及び加熱装置２４側、及び、系外側から搬送先を選択する。

具体的には、塩素測定装置２１で測定された塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２の塩素濃度が十分に低く、塩素の除去が必要ない場合には、第６ダストＤ６として、加熱処理を行わずにセメントキルン系に搬送する。塩素濃度が塩素の除去が必要な程度に高く、且つ、所定の値よりも低い場合には、第７ダストＤ７として、第２ダストタンク２３及び加熱装置２４側へ搬送する。塩素濃度が所定の値を超える場合には、第８ダストＤ８として、系外に排出し、加熱装置２４に送らないようにする。

具体的には、塩素バイパス装置Ｃでは、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２の塩素濃度が１．５質量％未満である場合には、セメントキルン系に搬送し、１．５質量％以上８．０質量％以下である場合には、第２ダストタンク２３及び加熱装置２４側へ搬送する。そして、８．０質量％を超える場合には、系外に排出して加熱装置２４に送らないようにする。

これは、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２の塩素濃度が１．５質量％を下回る場合には、塩素を除去及する必要性が低く、また、加熱処理を行ってもそれほど塩素濃度を低下させることができない場合があり、８．０質量％を上回る場合には、加熱処理では十分に塩素を除去できない場合があるためである。

第２ダストタンク２３には、加熱工程を行う塩素バイパスダストの粗粉である第７ダストＤ７が貯蔵される。第２ダストタンク２３を使用することで、任意のタイミングで第７ダストＤ７を、加熱装置２４に送り込むことができる。

すなわち、塩素バイパス設備Ｃでは、第２ダストタンク２３によって、加熱装置２４の稼働時間を任意に設定することができる。なお、加熱装置２４の処理能力が十分に高い場合等には、第２ダストタンク２３は省略してもよい。

なお、塩素バイパス設備Ｃでは、塩素バイパスダストの粗粉である第７ダストＤ７を第２ダストタンク２３を経由させずに加熱装置２４に送り込むためのバイパスルートが付設されている。

加熱装置２４は、分配装置２２又は第２ダストタンク２３から送り込まれた塩素バイパスダストの粗粉である第７ダストＤ７を空気とともに加熱して、第７ダストＤ７に含まれる塩素含有物を揮発させる。これにより、第７ダストＤ７は、塩素含有量の低い粗粉である第９ダストＤ９となる。第９ダストＤ９は、セメントキルン系に搬送され、セメント原料となる。

加熱装置２４からの抽気ガスである第５ガスＧ５は、第２バグフィルタ２５に送られて、第５ガスＧ５に含まれていた塩素含有物が凝縮固化して生じた第１０ダストＤ１０と、第５ガスＧ５の気体成分である第６ガスＧ６とに分離する。

第２ファン２６によって吸引され、第２バグフィルタ２５で分離された第６ガスＧ６は、大気に放出してもよいし、セメントキルン等セメント製造設備内のガス流路に送ってもよい。

また、第２ファン２６は、第２バグフィルタ２５を介して加熱装置２４の内部から空気を抽気することによって、内部の通風速度を制御し、加熱装置２４の内部を負圧環境としている。

制御部２７は、塩素測定装置２１の測定結果に基づいて、サイクロンセパレータ３の分級点及び分配装置２２の動作を制御する。また、制御部２７は、加熱装置２４からの信号に基づいて、加熱装置２４の温度及び通風速度（すなわち、第２ファン２６の駆動）を制御する。

次に、図２を参照して、加熱装置２４の構成について説明する。

図２に示すように、加熱装置２４は、外熱式ロータリーキルンであるキルン２４ａと、キルン２４ａに塩素バイパスダストの粗粉である第７ダストＤ７及び空気を供給する供給部２４ｂと、塩素含有量の低い粗粉である第９ダストＤ９をセメントキルン系に排出する排出部２４ｃと、排出部２４ｃに設けられた吸引プローブ２４ｄと、吸引プローブ２４ｄに接続された吸引ファン２４ｅと、キルン内筒部２４ａ１内の気体の風速を測定するための風速センサ２４ｆとを備えている。キルン２４ａからの抽気ガスである第５ガスＧ５は、吸引ファン２６によって、排出部２４ｃから第２バグフィルタ２５に誘引される。

キルン２４ａは、回転可能な円筒状の内筒部２４ａ１と、内筒部２４ａ１が挿通された筒状の加熱部２４ａ２と、加熱部２４ａ２に設置された複数の温度計２４ａ３とを有している。温度計２４ａ３は、随時制御部２７に測定結果を送信し、制御部２７は、その測定結果に基づいて、加熱部２４ａ２の運転を制御する。

加熱部２４ａ２によって、内筒部２４ａ１の内部空間は、６００℃〜１１００℃の温度に加熱可能となっている。

加熱装置２４の加熱性能が、このような値となっているのは、以下の理由による。

すなわち、塩素バイパスダスト中の主要な金属塩化物であるＰｂＣｌ_２は、融点が５０１℃、沸点が９５０℃である。そこで、加熱装置２４の加熱可能温度を６００℃以上にすることで、第７ダストＤ７から塩素含有物を揮発させることができる。逆に、加熱可能温度が６００℃未満である場合、加熱の効果が低いために塩素含有物の揮発量が十分でなくなってしまう。

また、第７ダストＤ７の加熱には、エネルギー効率の観点から、キルン燃焼排ガス等のセメント製造設備の廃熱を利用することが好ましい。しかし、セメントキルンＫの窯尻の燃焼ガス温度は１０００℃程度であるので、その温度を大きく超える廃熱は、確保することが困難である。

また、セメントキルンＫの窯尻の燃焼ガス温度は１０００℃程度であるので、その温度を超える温度（具体的には、１１００℃程度）まで加熱すれば、セメントキルンＫの窯尻の燃焼ガス中に含まれていた塩素のほとんどを揮発させることができる。そのため、加熱装置２４は、１１００℃程度まで加熱可能に構成されている。

ただし、セメントキルンＫ及びプレヒータＰの加熱性能、処理対象となるダストの種類等に応じて、加熱装置２４の加熱性能は適宜変更してもよい。

吸引プローブ２４ｄは、キルン２４ａの内筒部２４ａ１の内部にまで延設されており、吸引ファン２４ｅ及び第２ファン２６の駆動に応じて、内筒部２４ａ１の内部から空気を抽気する。吸引ファン２４ｅは、風速センサ２４ｆの測定結果に基づいて制御部２７から送信された信号に応じて駆動するものであり、第２ファン２６の駆動を補助するために用いられる。

すなわち、塩素バイパス設備Ｃでは、キルン２４ａの内筒部２４ａ１の内部の風速の調整は、制御部２７によって、第２ファン２６及び吸引ファン２４ｅを介して行われている。なお、第２ファン２６の駆動力が十分に高い場合等には、吸引ファン２４ｅは省略してもよい。

この加熱装置２４では、投入される塩素バイパスダストの粗粉である第７ダストＤ７の搬送方向と、第２ファン２６による通気方向は並流となっている。これにより、内筒部２４ａ１の被加熱部分において揮発させられた塩素含有物は、塩素含有量の低い粗粉である第９ダストＤ９上に凝縮固化せず、第５ガスＧ５として排出される。

次に、図１及び図３，図４を参照して、塩素バイパス設備Ｃで行われる処理について説明する。

まず、図１及び図３を参照して、微粉である第１ダストＤ１及び粗粉である第２ダストＤ２を分級するまでの処理について説明する。

まず、プローブ１は、セメント原料の焼成を行うロータリーキルンであるセメントキルンＫの窯尻とセメントキルンＫに送り込まれるセメント原料の予熱を行うプレヒータＰとの間から、燃焼ガスである抽気ガスＧを抽気する（図３／ＳＴＥＰ１００）。

この工程が、本発明における抽気工程である。このとき、抽気された抽気ガスＧの温度は、約１０００℃程度となっている。

次に、第１冷却ファン２は、プローブ１内に冷風を供給して抽気ガスＧを冷却して、抽気ガスＧに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする（図３／ＳＴＥＰ１０１）。

この工程が、本発明における冷却工程である。この処理により、抽気ガスＧは、塩素バイパスダストを含む第１ガスＧ１となる。このとき、抽気ガスＧは、６００℃〜７００℃にまで冷却される。

次に、サイクロンセパレータ３は、基準となる分級点（例えば、１２μｍ）で、塩素バイパスダストを分級する（図３／ＳＴＥＰ１０２）。

この工程が、本発明における分級工程である。この処理により、第１ガスＧ１は、塩素バイパスダストの微粉である第１ダストＤ１と第１ガスＧ１の気体成分である第２ガスＧ２との混合物と、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２とに分離される。なお、サイクロンセパレータ３の分級点は、加熱装置２４の性能等に基づいて、適宜変更してもよい。

以上のＳＴＥＰ１００〜ＳＴＥＰ１０２の処理が、微粉である第１ダストＤ１及び粗粉である第２ダストＤ２を分級するまでの処理である。

上記工程によって分級された塩素バイパスダストの微粉である第１ダストＤ１は、従来の塩素バイパス設備で行われていた既知の方法によって処理される。一方、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２は、以下の方法によって処理される。

以下、図１及び図４を参照して、粗粉処理部２０で行われる処理について説明する。

まず、塩素測定装置２１は、サイクロンセパレータ３から排出された粗粉である第２ダストＤ２に含まれる塩素量を測定する（図４／ＳＴＥＰ２００）。

この処理が、本発明における塩素濃度測定工程である。塩素測定装置２１によって測定された塩素濃度の測定結果は、随時、制御部２７に送信される。この後、制御部２７は、塩素測定装置２１の測定結果に基づいて、サイクロンセパレータ３の分級点、及び、分配装置２２の動作を制御する。

具体的には、まず、制御部２７は、第２ダストＤ２の塩素濃度が１．５質量％未満であるか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ２０１）。

第２ダストＤ２の塩素濃度が１．５質量％未満であった場合（ＳＴＥＰ２０１でＹＥＳの場合）、第２ダストＤ２の塩素濃度は十分に低く、塩素の除去が必要ないので、分配装置２２は、その第２ダストＤ２を、第６ダストＤ６として、セメントキルン系に搬送する（図４／ＳＴＥＰ２０２）。

この場合、塩素除去して原料に戻すことのできる塩素バイパスダストが、第１ダストＤ１側に多量に含まれていることになるので、次回以降の処理において搬送される第２ダストＤ２の塩素濃度が上がるように、制御部２７は、サイクロンセパレータ３の分級点をより細粒側（微粉側）に変更し、今回の処理を終了する（図４／ＳＴＥＰ２０３）。

一方、第２ダストＤ２の塩素濃度が１．５質量％以上であった場合（ＳＴＥＰ２０１でＮＯの場合）には、制御部２７は、第２ダストＤ２の塩素濃度が８．０質量％を超えているか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ２０４）。

第２ダストＤ２の塩素濃度が８．０質量％を超える場合（ＳＴＥＰ２０４でＹＥＳの場合）には、分配装置２２は、その第２ダストＤ２を、第８ダストＤ８として、系外に排出する（図４／ＳＴＥＰ２０５）。

この場合、塩素除去して原料に戻すことのできる塩素バイパスダストが検知できない状態になっているので、次回以降の処理において搬送される第２ダストＤ２の塩素濃度が下がるように、制御部２７は、サイクロンセパレータ３の分級点をより粗粒側（粗粉側）に変更し、今回の処理を終了する（図４／ＳＴＥＰ２０６）。

一方、第２ダストＤ２の塩素濃度が８．０質量％以下であった場合（ＳＴＥＰ２０４でＮＯの場合）には、分配装置２２は、その第２ダストＤ２を第７ダストＤ７として、第２ダストタンク２３及び加熱装置２４側に分配する（図４／ＳＴＥＰ２０７）。

このように、塩素バイパス設備Ｃでは、分配装置２２の動作の基準となる塩素濃度として、１．５質量％以上８．０質量％以下を採用している。

これは、塩素バイパスダストの粗粉である第２ダストＤ２の塩素濃度が１．５質量％を下回る場合には、塩素を除去する必要性が低く、また、加熱工程を行ってもそれほど塩素濃度を低下させることができないおそれがあり、塩素濃度が８．０質量％を上回る場合には、加熱工程を行うだけでは十分に塩素を除去できなくなる場合があるためである。

しかし、この数値は塩素バイパスダストの一般的な性状を考慮した数値であるので、必ずしもこの数値を分配装置２２の動作の基準とする必要はなく、適宜設定してよい。

次に、加熱装置２４は、第７ダストＤ７を空気とともに６００℃〜１１００℃に加熱して、第７ダストＤ７に含まれる塩素含有物を揮発させる（図４／ＳＴＥＰ２０８）。

この工程が、本発明における加熱工程である。この加熱工程における加熱温度及び加熱装置２４内の通風速度（すなわち、加熱装置２４内の気圧）は、第７ダストＤ７の加熱装置２４内の滞留時間に応じて、制御部２７によって調整される。

次に、加熱装置２４は、加熱した第７ダストＤ７を、第９ダストＤ９として、セメントキルン系に搬送するとともに、加熱した際に発生した気体成分である第５ガスＧ５を第２バグフィルタ２５に送る（図４／ＳＴＥＰ２０９）。

次に、第２バグフィルタ２５は、排ガスである第５ガスＧ５から第１０ダストＤ１０を回収し、第１０ダストＤ１０と第５ガスＧ５の気体成分である第６ガスＧ６とに分離する（図４／ＳＴＥＰ２１０）。

第１０ダストＤ１０は、第５ダストＤ５同様に、セメント仕上工程で適正処理される。

最後に、第２ファン２６は、第２バグフィルタ２５から排出された第６ガスＧ６を、セメントキルン系等に搬送し、又は、大気に放出し、処理を終了する（図４／ＳＴＥ２１１）。

以上のＳＴＥＰ２００〜ＳＴＥＰ２１１の処理が、粗粉処理部２０で行われる処理である。

このように、塩素バイパス設備Ｃにおいて実施される塩素回収方法では、分級された粗粉（第２ダストＤ２（より具体的には、第２ダストＤ２から分配された第７ダストＤ７））を加熱して、粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させて除去している。

そのため、その粗粉を再度セメントキルンＫに戻しても、塩素含有物に起因するセメント製造施設の運転面及びセメントの品質面での不具合が生じない。

次に、図５を参照して、塩素バイパス設備Ｃの加熱装置２４における、加熱温度（温度計２４ａ３の指示値）及び通風速度と塩素除去率との関係について説明する。

図５のグラフを作成する際の試験条件としては、全ての測定において、加熱前の塩素含有量が３．０質量％の粗粉（第７ダストＤ７）を使用し、粗粉の加熱処理量が１００ｋｇ／時間となるように粗粉の送入量及び内筒部２４ａ１の回転速度を調整した。

このグラフからも明らかなように、内筒部２４ａ１の通風速度が大きいほど、同一の加熱温度における塩素除去率は高くなる。

例えば、粗粉の目標塩素濃度を１．５質量％と設定した場合、加熱前の塩素含有量が３．０質量％であることから塩素除去率の目標値は５０％となるが、内筒部２４ａ１の通風速度を０．０３２ｍ／ｓとした場合では９００℃において、通風速度が０．０４８ｍ／ｓの場合では７００℃において、その目標値が達成できている。

すなわち、通風速度（すなわち、負圧の度合い）が十分なものである場合には、加熱温度が６００℃近傍の温度であっても、十分に塩素含有物を揮発させることができることが分かった。

ただし、本試験のように、加熱装置２４内の空気を局所排気（ドラフト）することで負圧環境を生じさせている場合には、通風速度が０．０１６ｍ／ｓ未満であると、負圧の効果が低いために塩素含有物の揮発量が十分なものとならなかった。一方、通風速度が０．０４８ｍ／ｓを超えると、局所排気で持ちさらわれる粗粉量が増大し、十分な加熱処理が行われないうちに排出されてしまう粗粉が増加してしまっていた。

なお、上記の通風速度は、加熱装置２４の性能等に応じて、適宜変更しても構わない。また、加熱装置２４の加熱可能温度が十分に高い場合等には、負圧としなくてもよい。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、加熱装置２４として外熱式ロータリーキルンを用いているが、本発明の加熱装置は、処理対象とする粗粉に含まれる塩素含有物を揮発できるものであればよく、他の加熱装置を用いてもよい。例えば、Ｕターンキルン等を用いてもよい。

１…プローブ（流路、抽気装置）、２…第１冷却ファン（冷却装置）、３…サイクロンセパレータ（分級装置）、１０…微粉処理部、１１…冷却器、１２…第２冷却ファン、１３…第１バグフィルタ、１４…第１ダストタンク、１５…第１ファン、２０…粗粉処理部、２１…塩素測定装置、２２…分配装置、２３…第２ダストタンク、２４…加熱装置、２４ａ…キルン、２４ａ１…内筒部、２４ａ２…加熱部、２４ａ３…温度計、２４ｂ…供給部、２４ｃ…排出部、２４ｄ…吸引プローブ、２４ｅ…吸引ファン、２４ｆ…風速センサ、２５…第２バグフィルタ、２６…第２ファン、２７…制御部、Ｃ…塩素バイパス設備（塩素バイパスダストの処理装置）、Ｄ１…第１ダスト（微粉）、Ｄ２…第２ダスト（粗粉）、Ｄ３…第３ダスト、Ｄ４…第４ダスト、Ｄ５…第５ダスト、Ｄ６…第６ダスト、Ｄ７…第７ダスト、Ｄ８…第８ダスト、Ｄ９…第９ダスト、Ｄ１０…第１０ダスト、Ｇ…抽気ガス、Ｇ１…第１ガス、Ｇ２…第２ガス、Ｇ３…第３ガス、Ｇ４…第４ガス、Ｇ５…第５ガス、Ｇ６…第６ガス、Ｋ…セメントキルン、Ｐ…プレヒータ。

Claims (7)

1. セメントキルンの窯尻とプレヒータの最下段サイクロンとの間の流路から燃焼ガスを抽気ガスとして抽気する抽気工程と、
   前記抽気ガスを冷却して、該抽気ガスに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする冷却工程と、
   前記塩素バイパスダストを所定の粒径を基準に粗粉と微粉とに分級する分級工程と、
   前記粗粉を加熱して、前記粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させる加熱工程とを備えていることを特徴とする塩素バイパスダストの処理方法。
2. 請求項１に記載の塩素バイパスダストの処理方法において、
   前記加熱工程で、前記粗粉の加熱温度を６００℃以上１１００℃以下とすることを特徴とする塩素バイパスダストの処理方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の塩素バイパスダストの処理方法において、
   前記加熱工程は、負圧下で行われることを特徴とする塩素バイパスダストの処理方法。
4. 請求項３に記載の塩素バイパスダストの処理方法において、
   前記加熱工程で、前記粗粉を加熱する加熱装置内の空気を０．０１６ｍ／ｓ以上０．０４８ｍ／ｓ以下の通風速度で吸引することを特徴とする塩素バイパスダストの処理方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の塩素バイパスダストの処理方法において、
   加熱装置に搬送される粗粉の塩素濃度を測定する塩素濃度測定工程を備え、
   前記塩素濃度測定工程における測定結果に基づいて、前記分級工程における分級点を制御することを特徴とする塩素バイパスダストの処理方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の塩素バイパスダストの処理方法において、
   加熱装置に搬送される粗粉の塩素濃度を１．５質量％以上８．０質量％以下の範囲とすることを特徴とするバイパスダストの処理方法。
7. セメントキルンの窯尻とプレヒータの最下段サイクロンとの間から燃焼ガスを抽気ガスとして抽気する抽気装置と、
   前記抽気ガスを冷却して、前記抽気ガスに含まれる塩素を凝縮固化させて塩素バイパスダストとする冷却装置と、
   前記塩素バイパスダストを所定の粒径を基準に粗粉と微粉とに分級する分級装置と、
   前記粗粉を加熱して、前記粗粉に含まれる塩素含有物を揮発させる加熱装置とを備えていることを特徴とするバイパスダストの処理装置。