JP2018134572A

JP2018134572A - 燃焼排ガス処理装置及び処理方法並びに水銀吸着剤

Info

Publication number: JP2018134572A
Application number: JP2017029601A
Authority: JP
Inventors: 裕己千葉; Hiromi Chiba; 晃一山上; Koichi Yamagami
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】石炭灰を有効利用しながらセメントキルン排ガス等の燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減する。【解決手段】石炭灰Ｃを灰分Ａと未燃カーボンＵ１とに分離する分離装置４と、分離装置で分離された未燃カーボンＵ１を燃焼排ガスＧ２に吹き込む吹込装置と、燃焼排ガス中の水銀を吸着した未燃カーボンＵ２を回収する集塵装置６とを備える燃焼排ガス処理装置１等。石炭灰から分離した未燃カーボンを吹き込むため、未燃カーボンを含む石炭灰を吹き込むよりも、水銀と接触する未燃カーボンの表面積を大幅に増加させることができ、燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減することができる。燃焼排ガスはセメントキルン排ガスであって、吹込装置は、セメントキルン排ガスから集塵した後のガスに、分離装置からの未燃カーボンを吹き込むことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルン排ガス等の燃焼排ガスに含まれる水銀を吸着除去する技術に関する。

セメント製造のための原燃料である石灰石や石炭に水銀が含まれると共に、リサイクル資源として利用する飛灰、残土、汚泥等にも水銀が含まれているため、セメントキルンの排ガスには、上記物質に由来する微量の水銀が含まれている。セメントキルン排ガス中の水銀が増加すると大気汚染の原因となり、飛灰等のリサイクル資源利用拡大の阻害要因にもなる。そのため、セメントキルンの排ガスから水銀を効率よく除去するシステムの開発が推進されている。

そこで、活性炭をセメントキルン排ガスに吹き込んで燃焼排ガス中の水銀を吸着させ、水銀を吸着した活性炭を回収することも行われているが、活性炭が高価であるため、セメント製造原価が上昇する。

上記問題点に鑑み、本出願人は、特許文献１において、石炭灰が水銀の吸着能を有することに着目し、未燃カーボン含有率が１質量％以上の石炭灰を燃焼排ガスに吹き込むことで該燃焼排ガス中の水銀等を未燃カーボンに吸着させ、水銀等を吸着した未燃カーボンを含む石炭灰を回収する燃焼排ガス処理方法等を提案した。

特開２００８−２３７９５９号公報

上記特許文献１に記載の発明は有効であるが、近年の世界規模での水銀の管理強化に関する機運の高まりに鑑み、燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減することが求められていた。

そこで、本発明は、上記の状況下においてなされたものであって、石炭灰を有効に利用しながら、セメントキルン排ガス等の燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減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、燃焼排ガス処理装置であって、石炭灰を灰分と未燃カーボンとに分離する分離装置と、該分離装置で分離された未燃カーボンを燃焼排ガスに吹き込む吹込装置と、該燃焼排ガス中の水銀を吸着した未燃カーボンを回収する集塵装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、石炭灰から分離した未燃カーボンを吹き込むため、未燃カーボンを含む石炭灰を吹き込むよりも、水銀と接触する未燃カーボンの表面積を大幅に増加させることができ、セメントキルン排ガス等の燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減することができる。

上記燃焼排ガス処理装置において、前記燃焼排ガスをセメントキルン排ガスとし、前記吹込装置は、セメントキルン排ガスから集塵した後のガスに、前記分離装置からの未燃カーボンを吹き込むことができ、大気に放出する直前でセメントキルン排ガスの水銀濃度を低減することができる。

また、本発明は、燃焼排ガス処理方法であって、石炭灰を灰分と未燃カーボンとに分離し、該分離後の未燃カーボンを燃焼排ガスに吹き込んで該燃焼排ガス中の水銀を吸着させ、該水銀を吸着した未燃カーボンを回収することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、石炭灰から分離した未燃カーボンを吹き込むため、未燃カーボンを含む石炭灰を吹き込むよりも、水銀と接触する未燃カーボンの表面積を大幅に増加させることができ、セメントキルン排ガス等の燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減することができる。

上記燃焼排ガス処理方法において、前記燃焼排ガスをセメントキルン排ガスとし、セメントキルン排ガスから集塵した後のガスに、前記分離後の未燃カーボンを吹き込むことができ、大気に放出する直前でセメントキルン排ガスの水銀濃度を低減することができる。

さらに、本発明の水銀吸着剤は、石炭灰から分離した未燃カーボンであって、燃焼排ガスに吹き込まれることで、該燃焼排ガス中の水銀を吸着することを特徴とする。本発明によれば、石炭灰と比較して露出する未燃カーボンの表面積を大幅に増加させることができ、吸着性能の高い水銀吸着剤を提供することができる。

以上のように、本発明によれば、石炭灰を有効に利用しながらセメントキルン排ガス等の燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減することが可能となる。

本発明に係る燃焼排ガス処理装置の一実施の形態を示すフローチャートである。

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。尚、以下の説明においては、本発明に係る燃焼排ガス処理装置によってセメントキルン燃焼排ガス（以下「キルン排ガス」という。）を処理する場合を例にとって説明する。

図１は、本発明に係る燃焼排ガス処理装置の一実施の形態を示し、この燃焼排ガス処理装置１は、キルン排ガスＧ１から集塵する集塵機２と、受け入れた未燃カーボンを含む石炭灰を一時的に貯蔵するタンク３と、タンク３から排出される石炭灰Ｃから未燃カーボンを分離する分離装置４と、集塵機２の排ガスＧ２に分離装置４で分離した未燃カーボンＵ１を添加した後集塵する集塵機６と、集塵機６の排ガスＧ４を大気へ放出する煙突７等で構成される。

集塵機２は、セメントキルンの燃焼排ガスであって、プレヒータや原料乾燥粉砕工程等を経た後のキルン排ガスＧ１を、煙突７の手前で集塵するために通常設置されているものであって、電気集塵機やバグフィルタである。

タンク３は、微粉炭焚きボイラー等より排出される未燃カーボンを含む石炭灰Ｃを一時的に貯蔵するために備えられる。

分離装置４は、石炭灰Ｃを灰分Ａと未燃カーボンＵ１とに分離するために設けられ、湿式の浮遊選鉱法や、乾式の静電分離法等を利用するものである。分離装置４には、分離した未燃カーボンＵ１を一時的に貯蔵するためのタンク５と、タンク５の下方に未燃カーボンＵ１を２基の集塵機２、６の間のガスダクトに吹き込むための吹込装置（不図示）が付設される。

集塵機６は、集塵機２と同様、電気集塵機やバグフィルタであって、集塵した未燃カーボンＵ２の一部の未燃カーボンＵ４を集塵機６の上流側に戻す輸送経路を備える。

次に、上記構成を有する燃焼排ガス処理装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。

まず、集塵機２において、キルン排ガスＧ１から集塵する。集塵したキルンダスト（以下「ダスト」という。）Ｄは、一般的なセメント製造工程で行われているように、セメント原料としてセメントキルンへ戻す。

一方、微粉炭焚きボイラー等より排出された石炭灰Ｃを、タンク３に貯留した後分離装置４に供給し、灰分Ａと未燃カーボンＵ１とに分離する。次に、分離した未燃カーボンＵ１を一旦タンク５に収容した後、集塵機２、６の間のガスダクトに吹き込む。分離した灰分Ａは、セメント原料として再利用する。

集塵機６において、キルン排ガスＧ３から水銀を吸着した未燃カーボンＵ２を回収する。回収された未燃カーボンＵ２は、水銀が吸着されているため、未燃カーボンＵ３として系外へ排出して適宜処理する。また、集塵機６の排ガスＧ４は煙突７を介して大気へ放出する。

集塵機６から排出された未燃カーボンＵ２の一部は、未燃カーボンＵ４として集塵機６の上流側に戻し、排ガスＧ３に含まれる水銀の吸着に再び使用する。

以上のように、本発明によれば、石炭灰Ｃから灰分Ａを除いた未燃カーボンＵ１を吹き込むため、石炭灰Ｃを吹き込む場合と比較して水銀と接触する未燃カーボンＵ１の表面積を大幅に増加させることができ、セメントキルン排ガスＧ１等の燃焼排ガス中の水銀濃度をより効果的に低減することができる。

尚、上記実施の形態においては、煙突７の直前に設けられた集塵機６の上流側に未燃カーボンＵ１を吹き込んだが、集塵機２の上流側に吹き込み、水銀を吸着した未燃カーボンをダストＤ中に回収し、回収したダストＤを加熱して水銀を揮発させてもよい。また、未燃カーボンＵ１を集塵機２、６の上流側に吹き込まず、セメント原料と共に原料ミルに供給し、セメント原料と共にプレヒータに供給してもよい。

また、本発明は、セメントキルン燃焼排ガス以外の他の燃焼炉等からの燃焼排ガスに適用することも可能であり、上記未燃カーボンＵ１を吸着性能の高い水銀吸着剤として用いることができる。

１燃焼排ガス処理装置
２集塵機
３タンク
４分離装置
５タンク
６集塵機
７煙突
Ａ灰分
Ｃ石炭灰
Ｄダスト
Ｇ１セメントキルン燃焼排ガス（キルン排ガス）
Ｇ２〜Ｇ４排ガス
Ｕ１〜Ｕ４未燃カーボン

Claims

石炭灰を灰分と未燃カーボンとに分離する分離装置と、
該分離装置で分離された未燃カーボンを燃焼排ガスに吹き込む吹込装置と、
該燃焼排ガス中の水銀を吸着した未燃カーボンを回収する集塵装置とを備えることを特徴とする燃焼排ガス処理装置。
前記燃焼排ガスはセメントキルン排ガスであって、前記吹込装置は、セメントキルン排ガスから集塵した後のガスに、前記分離装置からの未燃カーボンを吹き込むことを特徴とする請求項１に記載の燃焼排ガス処理装置。
石炭灰を灰分と未燃カーボンとに分離し、
該分離後の未燃カーボンを燃焼排ガスに吹き込んで該燃焼排ガス中の水銀を吸着させ、
該水銀を吸着した未燃カーボンを回収することを特徴とする燃焼排ガス処理方法。
前記燃焼排ガスはセメントキルン排ガスであって、セメントキルン排ガスから集塵した後のガスに、前記分離後の未燃カーボンを吹き込むことを特徴とする請求項３に記載の燃焼排ガス処理方法。
石炭灰から分離された未燃カーボンであって、
燃焼排ガスに吹き込まれることで、該燃焼排ガス中の水銀を吸着することを特徴とする水銀吸着剤。