JP2018135248A

JP2018135248A - セメントキルン排ガスからの水銀除去方法及び除去システム

Info

Publication number: JP2018135248A
Application number: JP2017032168A
Authority: JP
Inventors: 晃一山上; Koichi Yamagami; 浩司鎌田; Koji Kamata; 裕己千葉; Hiromi Chiba; 吉川　知久; Tomohisa Yoshikawa; 知久吉川
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去する。【解決手段】セメントキルン排ガスＧ１から集塵する集塵装置８と、集塵装置からの集塵ダストＤの未燃カーボン含有率を測定する測定装置９と、測定装置の測定値に基づいてセメントキルン２を含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤Ａの量を調整する添加量調整装置１２とを備えるセメントキルン排ガスからの水銀除去システム１等。測定した集塵ダストの未燃カーボン含有率に基づいてセメントキルンを含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤の量を調整することで、セメント焼成装置内の水銀吸着剤の量を適切に維持し、低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去することができる。集塵装置は、セメントキルン排ガスを大気に放出する煙突１１の直前に設けられているものでもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルン排ガスに含まれる水銀を除去する方法及びシステムに関する。

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。

そこで、例えば、特許文献１には、セメントキルン排ガス中の水銀等を活性炭等の吸着材に吸着させ、水銀等を吸着した活性炭等を３５０℃以上に加熱して水銀等を除去し、水銀等を除去した後の活性炭等をセメントキルンに投入するセメントキルンの排ガスの処理方法が提案されている。

特開２００６−９６６１５号公報

上記水銀除去方法は有効であるが、活性炭は高価であり、活性炭を吹き込む分だけセメント製造原価が上昇するという問題があった。

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、低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るセメントキルン排ガスからの水銀除去方法は、セメントキルン排ガスから集塵し、集塵ダストの未燃カーボン含有率を測定し、該測定値に基づいて前記セメントキルンを含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤の量を調整することを特徴とする。

本発明によれば、測定した集塵ダストの未燃カーボン含有率に基づいてセメントキルンを含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤の量を調整することで、セメント焼成装置内の水銀吸着剤の量を適切に維持することができ、低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去することができる。

上記セメントキルン排ガスからの水銀除去方法において、セメントキルン排ガスを大気に放出する直前で前記集塵を行うことができ、大気に放出する直前のセメントキルン排ガスに含まれるダストの未燃カーボン含有率に基づいて水銀吸着剤の量を調整することで、水銀の大気への放出を回避しながら効率よく水銀を除去することができる。

また、本発明に係るセメントキルン排ガスからの水銀除去システムは、セメントキルン排ガスから集塵する集塵装置と、該集塵装置からの集塵ダストの未燃カーボン含有率を測定する測定装置と、該測定装置の測定値に基づいて前記セメントキルンを含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤の量を調整する添加量調整装置とを備えることを特徴とする。

上記セメントキルン排ガスからの水銀除去システムにおいて、前記集塵装置を、セメントキルン排ガスを大気に放出する煙突の直前に設けることができ、大気に放出する直前のセメントキルン排ガスに含まれるダストの未燃カーボン含有率に基づいて水銀吸着剤の量を調整することで、水銀の大気への放出を回避しながら効率よく水銀を除去することができる。

以上のように、本発明によれば、低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去することが可能となる。

本発明に係るセメントキルン排ガスからの水銀除去システムの一実施の形態を示す全体構成図である。セメントキルン排ガスから採取したダストのig.loss（強熱減量）と未燃カーボン含有率の関係を示すグラフである。

図１は、本発明に係るセメントキルン排ガスからの水銀除去システムの一実施の形態を示し、この水銀除去システム１は、セメントキルン２、プレヒータ３及び仮焼炉５を備えたセメント焼成装置に付設され、プレヒータ３からの排ガスＧ１に水銀吸着剤Ａを添加する水銀吸着剤添加装置７と、排ガスＧ１に含まれるダスト及び水銀吸着剤Ａを捕集する電気集塵装置８と、電気集塵装置８で捕集されたダスト及び水銀吸着剤Ａ（以下「ＥＰダストＤ」という。）に含まれる水銀を回収する水銀回収装置１０等で構成される。

セメントキルン２、プレヒータ３、仮焼炉５及び電気集塵装置８は、セメント製造装置に一般的に用いられているものであり、これらについての詳細説明は省略する。電気集塵装置８は、煙突１１の直前でキルン排ガスＧ１から集塵するために通常設置されているものであって、バグフィルタを用いることもできる。

測定装置９は、電気集塵装置８で集塵したダストＤの一部を分取し、分取したダストＤの未燃カーボン含有率を測定するために設けられる。尚、未燃カーボン含有率を直接測定してもよいが、図２に示すように、ダストのIg.loss（５５０℃で加熱した場合の減量）と未燃カーボン含有率とは相関があるため、ダストのIg.lossを測定して未燃カーボン含有率を導出してもよい。

添加量調整装置１２は、測定装置９で測定した未燃カーボン含有率に基づいて排ガスＧ１に添加する水銀吸着剤Ａの量を調整するために設けられる。水銀吸着剤添加装置７は、添加量調整装置１２からの指令により、排ガスＧ１に水銀吸着剤Ａを添加するために設けられる。

水銀吸着剤添加装置７によって添加される水銀吸着剤Ａは、一般的にガス吸着に有効な多孔質材料であることが好ましく、例えば、市販品の活性炭、各種産業から発生する飛灰、主灰、オイルコークス燃焼灰等が挙げられる。

水銀回収装置１０は、電気集塵装置８で捕集されたＥＰダストＤに含まれる水銀を回収するために備えられる装置であり、水銀を効率よく回収し得るものであればよい。例えば、電気集塵装置８で集塵されたＥＰダストＤを、水銀が揮発する温度以上に加熱することによりＥＰダストＤ中の水銀を揮発させ、その後、揮発した水銀を回収する装置、もしくは、ＥＰダストＤを水又は酸化剤の溶解した水を用いて洗浄することで、ＥＰダストＤ中に含まれる水銀を液体側に移行させ、液体側に移行した水銀をキレート樹脂等の吸着材により回収する装置を備えることができる。

また、電気集塵装置８の後段には、ＥＰダストＤを直接プレヒータ３に戻す第１循環ルート１３と、ＥＰダストＤを水銀回収装置１０を経由してプレヒータ３に戻す第２循環ルート１４とが設けられる。

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。

セメントキルン２の運転時に、プレヒータ３に供給されたセメント原料Ｒ１は、プレヒータ３で予熱され、仮焼炉５で仮焼された後、セメントキルン２にて焼成されてセメントクリンカが生成される。一方、セメントキルン２からの排ガスは、セメントキルン２の窯尻４、仮焼炉５を経てプレヒータ３から排出される。

プレヒータからの排ガスＧ１に水銀吸着剤添加装置７から活性炭等の水銀吸着剤Ａを添加した後、電気集塵装置８で排ガスＧ１から集塵する。ＥＰダストＤを捕集した後の排ガスＧ２は、大気へ放出する。

次に、測定装置９によってＥＰダストＤの未燃カーボン含有率を測定し、測定結果を添加量調整装置１２に送信し、添加量調整装置１２によって水銀吸着剤添加装置７からＧ１へ添加する水銀吸着剤Ａの量を調整する。具体的には、ＥＰダストＤの未燃カーボン含有率が所定範囲内にあれば、水銀吸着剤Ａの添加量をそのまま維持し、未燃カーボン含有率が所定値より高ければ、水銀吸着剤Ａの添加量を低下させるか、添加を停止し、未燃カーボン含有率が所定値より低ければ、水銀吸着剤Ａの添加量を増加する。

上記制御を行うのは、ＥＰダストＤの未燃カーボン含有率が高い場合には、プレヒータ３から第１循環ルート１３の間を循環する未燃カーボンの量が多く、循環系の水銀吸着能力が高いと考えられるため、水銀吸着剤Ａの量を低下させるか、添加を停止してもよく、ＥＰダストＤの未燃カーボン含有率が低い場合には、プレヒータ３から第１循環ルート１３との間を循環する未燃カーボンの量が少なく、循環系の水銀吸着能力が低いと考えられるため、水銀吸着剤Ａの量を増加させる必要があるからである。尚、図示を省略するが、このような循環系のダストの未燃カーボン含有率と、該ダストを含むガスから捕捉される水銀量とは相関があることが知られている。

ＥＰダストＤの一部を第１循環ルート１３からプレヒータ３へセメント原料Ｒ２として供給すると共に、その他を水銀回収装置１０に導入して水銀を回収する。水銀を回収した後のＥＰダストＤは、第２循環ルート１４からプレヒータ３へ供給してセメント原料Ｒ２として利用する。尚、ＥＰダストＤの未燃カーボン含有率が目標値よりも高い場合には、ＥＰダストＤに付着した水銀量が増加している可能性がある。そのため、このような場合には、電気集塵装置８から第２循環ルート１４への分配率を高めることが好ましい。

以上のように、本実施の形態によれば、測定装置９で測定した未燃カーボン含有率に基づき、添加量調整装置１２によって排ガスＧ１に添加する水銀吸着剤Ａの量を調整するため、水銀吸着材添加装置７から水銀吸着剤Ａを過剰に添加したり、水銀吸着材添加装置７から添加する水銀吸着剤Ａが少な過ぎるようなことがなく、セメント焼成装置内の水銀吸着剤Ａの量を適切に維持することができる。そのため、水銀吸着剤Ａとして活性炭を用いる場合には、活性炭の添加量を適正化することで、セメント製造原価の上昇を抑えることができ、飛灰等の廃棄物を用いる場合でも、飛灰等の有効利用を図りながら効率よく水銀を除去することができる。

尚、上記実施の形態では、煙突１１の直前に設置した電気集塵装置８で排ガスＧ１から捕集されたＥＰダストＤの未燃カーボン含有率に基づいて水銀吸着剤Ａの添加量を調整したが、必ずしもＥＰダストＤを用いる必要はなく、セメント焼成装置内の他の場所から採取したダストの未燃カーボン含有率に基づいて制御することもできる。

また、水銀吸着材添加装置７による水銀吸着剤Ａの添加位置は図示例に限定されず、例えば、排ガスＧ１を用いて原料乾燥と粉砕を同時に行う竪型ミルに各種原料と共に添加してもよく、原料乾燥系統のその他の箇所に添加することもできる。また、煙突１１から大気へ放出されることを確実に防止するため、電気集塵装置８の下流側に吹き込んで水銀を吸着した後、別の集塵装置で回収することもできる。

１水銀除去システム
２セメントキルン
３プレヒータ
４窯尻
５仮焼炉
７水銀吸着材添加装置
８電気集塵装置
９測定装置
１０水銀回収装置
１１煙突
１２添加量調整装置
１３第１循環ルート
１４第２循環ルート
Ａ水銀吸着剤
ＤＥＰダスト
Ｇ１、Ｇ２排ガス
Ｒ１、Ｒ２セメント原料

Claims

セメントキルン排ガスから集塵し、
集塵ダストの未燃カーボン含有率を測定し、
該測定値に基づいて前記セメントキルンを含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤の量を調整することを特徴とするセメントキルン排ガスからの水銀除去方法。
セメントキルン排ガスを大気に放出する直前で前記集塵を行う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からの水銀除去方法。
セメントキルン排ガスから集塵する集塵装置と、
該集塵装置からの集塵ダストの未燃カーボン含有率を測定する測定装置と、
該測定装置の測定値に基づいて前記セメントキルンを含むセメント焼成装置に添加する水銀吸着剤の量を調整する添加量調整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からの水銀除去システム。
前記集塵装置は、セメントキルン排ガスを大気に放出する煙突の直前に設けられることを特徴とする請求項３に記載のセメントキルン排ガスからの水銀除去システム。