JP2024039390A - Co2 recovery system of cement manufacturing plant, and co2 recovery method of cement manufacturing plant - Google Patents

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Abstract

To provide a CO2 recovery system of a cement manufacturing plant which can efficiently recover CO2 of a raw material source and CO2 of a fuel source.SOLUTION: A CO2 recovery system of a cement manufacturing plant includes: a combustion exhaust gas pipe 30 which has a kiln 10 for cement manufacture and an indirect heating type calcining furnace 20, and allows exhaust gas containing combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calcining furnace 20 to flow therein; an exhaust gas heat exchanger 40 having a suction port connected to the combustion exhaust gas pipe 30, and an exhaust port; a reaction device 50 which has an exhaust gas introduction port connected to the exhaust port of the exhaust gas heat exchanger 40, a calcium oxide introduction port, a calcium carbonate take-out port and an exhaust gas discharge port, brings the exhaust gas introduced from the gas introduction port into contact with the calcium oxide introduced from the calcium oxide introduction port, thereby reacts CO2 in the exhaust gas with the calcium oxide and generates calcium carbonate; and a conveyance device for conveying the calcium carbonate taken out of the calcium carbonate take-out port of the reaction device 50 to a raw material introduction port of the indirect heating type calcining furnace 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、セメント製造設備のCO回収システムおよびセメント製造設備のCO回収方法に関する。 The present invention relates to a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment.

セメント製造設備では、セメントの製造時にCOが多量に発生する。セメントの製造時に発生するCOには、原料起源のCOと燃料起源のCOとがある。原料起源のCOは、セメント原料の主要成分である炭酸カルシウム(石灰石)が熱分解して酸化カルシウム(生石灰)を生成することによって発生するCOである。燃料起源のCOは、セメント原料を焼成する際の熱源として利用した燃焼ガスの排ガス中のCOである。 Cement manufacturing equipment generates a large amount of CO 2 during cement manufacturing. The CO 2 generated during the production of cement includes CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel. CO 2 originating from raw materials is CO 2 generated when calcium carbonate (limestone), which is the main component of cement raw materials, thermally decomposes to produce calcium oxide (quicklime). Fuel-derived CO 2 is CO 2 in the exhaust gas of combustion gas used as a heat source when firing cement raw materials.

セメント製造設備のCOの排出量を削減するために、セメントの製造時に発生するCOを回収するシステムが検討されている。原料起源のCOを高効率で回収できるシステムとして、燃焼ガスを用いて、炭酸カルシウムの熱分解温度以上に加熱した熱媒体と、セメント原料とを混合か焼炉で混合し、セメント原料を加熱して仮焼することによって生成した原料起源のCOを回収するシステムが検討されている(特許文献1、2)。特許文献1には、熱媒体を加熱するために用いた燃焼ガスの排ガス(燃焼排ガス)とセメント原料をプレヒータに供給して、セメント原料を燃焼排ガスで予熱することが記載されている。また、特許文献2には、仮焼後のセメント原料の一部を熱交換器で降温させた後、プレヒータに戻して、セメント原料と燃焼排ガスと接触させて、セメント原料中の酸化カルシウムに燃焼排ガス中の燃料起源のCOを吸収させることが記載されている。 In order to reduce CO 2 emissions from cement manufacturing equipment, systems are being considered to recover CO 2 generated during cement manufacturing. As a system that can recover raw material-originated CO2 with high efficiency, the cement raw material is heated by mixing the cement raw material with a heat medium heated to above the thermal decomposition temperature of calcium carbonate using combustion gas in a mixing calcination furnace. A system for recovering raw material-originated CO 2 generated by calcining is being considered (Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 describes that exhaust gas (combustion exhaust gas) of combustion gas used to heat a heat medium and cement raw material are supplied to a preheater, and the cement raw material is preheated with the combustion exhaust gas. Furthermore, Patent Document 2 discloses that after cooling a part of the cement raw material after calcining in a heat exchanger, the cement raw material is returned to the preheater, and the cement raw material is brought into contact with combustion exhaust gas, and the cement raw material is combusted into calcium oxide in the cement raw material. It is described that CO 2 originating from fuel in exhaust gas is absorbed.

特開2009-292715号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-292715 特開2011-088760号公報JP2011-088760A

特許文献1に記載されているセメント製造設備では、セメント原料を燃焼排ガスで予熱しているため、セメント製造設備における熱源を有効活用することができる。しかしながら、燃焼排ガスは高温であるため、セメント原料を燃焼排ガスで予熱する際に、炭酸カルシウムの一部が熱分解して、プレヒータ内にて原料起源のCOが生成することがある。また、特許文献2に記載されているセメント製造設備では、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のCOとを反応させることによって発生した反応熱により燃焼排ガスの温度がさらに上昇して、酸化カルシウムとCOとの反応が抑制され、燃料起源のCOを酸化カルシウムに吸収させることが困難となるおそれがあった。 In the cement manufacturing equipment described in Patent Document 1, since the cement raw material is preheated with combustion exhaust gas, the heat source in the cement manufacturing equipment can be effectively utilized. However, since the combustion exhaust gas has a high temperature, when preheating the cement raw material with the combustion exhaust gas, a part of the calcium carbonate may be thermally decomposed and CO 2 originating from the raw material may be generated in the preheater. Furthermore, in the cement manufacturing equipment described in Patent Document 2, the temperature of the combustion exhaust gas further increases due to the reaction heat generated by the reaction between calcium oxide and CO 2 in the combustion exhaust gas, and calcium oxide and CO 2 There was a risk that the reaction with calcium oxide would be suppressed, making it difficult for calcium oxide to absorb CO 2 originating from the fuel.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、原料起源のCOと燃料起源のCOとを効率よく回収することができるセメント製造設備のCO回収システムおよびセメント製造設備のCO回収方法を提供することにある。 This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and includes a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a cement manufacturing equipment system that can efficiently recover CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel. The objective is to provide a CO 2 recovery method.

上記の課題を解決するために、本発明の態様1のセメント製造設備のCO回収システムは、セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、CO取出口とを備え、前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させる間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のCO回収システムであって、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスを含む排ガスが流れる燃焼排ガス管と、前記燃焼排ガス管と接続する吸気口と、排気口とを有する排ガス熱交換器と、前記排ガス熱交換器の前記排気口と接続する排ガス導入口と、酸化カルシウム導入口と、炭酸カルシウム取出口と、ガス排出口とを有し、前記排ガス導入口から導入された排ガスと前記酸化カルシウム導入口から導入された酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のCOと前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる反応装置と、前記反応装置の前記炭酸カルシウム取出口から取り出された前記炭酸カルシウムを、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に搬送する搬送装置と、を有する構成とされている。 In order to solve the above problems, a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 1 of the present invention includes a cement manufacturing kiln, a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO 2 outlet. , CO 2 recovery in a cement manufacturing facility that has an indirect heating type calciner that indirectly calcinates the cement raw material introduced from the raw material inlet using combustion gas to produce a cement raw material calcined product and CO 2 . A system, an exhaust gas heat exchanger having a combustion exhaust gas pipe through which exhaust gas including combustion exhaust gas discharged from the indirect heating calciner flows, an intake port connected to the combustion exhaust gas pipe, and an exhaust port; It has an exhaust gas inlet connected to the exhaust port of the exhaust gas heat exchanger, a calcium oxide inlet, a calcium carbonate outlet, and a gas outlet, and the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet and the calcium oxide A reaction device for reacting CO 2 in the combustion exhaust gas with the calcium oxide to produce calcium carbonate by bringing the calcium oxide introduced through the inlet into contact with the calcium oxide, and removing the calcium carbonate from the calcium carbonate outlet of the reaction device. and a conveyance device that conveys the calcium carbonate thus obtained to the raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace.

このような構成とされた本発明の態様1のセメント製造設備のCO回収システムによれば、間接加熱型仮焼炉でセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させるので、間接加熱型仮焼炉内に高濃度のCOを生成させることができる。また、反応装置にて、前記燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、生成した炭酸カルシウムを搬送装置にて間接加熱型仮焼炉に供給するので、前記燃焼排ガス中のCOを回収することができる。さらに、前記燃焼排ガスの温度を、排ガス熱交換器を用いて低減させた後、反応装置にて酸化カルシウムとCOとを反応させるので、反応装置内でのCOと酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、前記燃焼排ガス中のCOを回収効率が向上する。したがって、本発明のセメント製造設備のCO回収システムによれば、原料起源のCOと燃料起源のCOとを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと前記燃焼排ガス中のCOとの反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。 According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment of aspect 1 of the present invention having such a configuration, the cement raw material is indirectly calcined using combustion gas in the indirect heating type calcining furnace to produce the cement raw material. Since the calcined material and CO 2 are generated, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calcination furnace. In addition, in the reaction device, the CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted to generate calcium carbonate, and the generated calcium carbonate is supplied to the indirect heating type calciner by the conveyance device, so that the combustion exhaust gas The CO 2 inside can be recovered. Furthermore, after reducing the temperature of the combustion exhaust gas using an exhaust gas heat exchanger, calcium oxide and CO 2 are reacted in the reaction device, so that the reaction between CO 2 and calcium oxide in the reaction device is prevented. promoted. Therefore, the efficiency of collecting CO 2 in the combustion exhaust gas is improved. Therefore, according to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment of the present invention, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, the amount of combustion gas used can be reduced by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO 2 in the combustion exhaust gas for preheating cement raw materials.

本発明の態様2は、態様1のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記セメント製造用キルンから排出されたキルン排ガスを、前記排ガス熱交換器の前記吸気口に搬送する配管を有する構成とされている。
本発明の態様2のセメント製造設備のCO回収システムによれば、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガス中のCOとともに、セメント製造用キルンから排出されたキルン排ガス中のCOを回収することができる。また、前記キルン排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって燃焼ガスの使用量をより少なくすることができる。
A second aspect of the present invention is a CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to aspect 1, which includes a pipe for conveying the kiln exhaust gas discharged from the cement manufacturing kiln to the intake port of the exhaust gas heat exchanger. has been done.
According to the CO 2 recovery system for cement production equipment according to aspect 2 of the present invention, CO 2 in the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner and CO 2 in the kiln exhaust gas discharged from the cement production kiln are 2 can be recovered. Further, the amount of combustion gas used can be further reduced by using the reaction heat generated by reacting CO 2 in the kiln exhaust gas with calcium oxide for preheating cement raw materials.

本発明の態様3は、態様1または態様2のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記セメント原料仮焼物が酸化カルシウムを含み、前記間接加熱型仮焼炉の前記仮焼物取出口から取り出された前記セメント原料仮焼物を、前記セメント製造用キルンに搬送する第1搬送路と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する第2搬送路とを有する構成とされている。
本発明の態様3のセメント製造設備のCO回収システムによれば、セメント原料仮焼物を用いて前記燃焼排ガス中のCOを回収することができる。また、前記燃焼排ガス中のCOに接触させる酸化カルシウムの量の調整が容易になる。
Aspect 3 of the present invention is the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 1 or 2, wherein the cement raw material calcined product contains calcium oxide and is taken out from the calcined product outlet of the indirect heating type calciner. The cement raw material calcined product is configured to include a first conveyance path for conveying the calcined cement raw material to the cement manufacturing kiln, and a second conveyance path for conveying the calcined cement raw material to the calcium oxide inlet of the reaction device.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 3 of the present invention, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered using the calcined cement raw material. Moreover, it becomes easy to adjust the amount of calcium oxide brought into contact with CO 2 in the combustion exhaust gas.

本発明の態様4は、態様3のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記第2搬送路に冷却器が配置されている構成とされている。
本発明の態様4のセメント製造設備のCO回収システムによれば、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスと接触させる酸化カルシウムの温度を低下させることができるので、前記燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させることによって反応熱が発生しても、生成する炭酸カルシウムの温度を所定の温度に保つことができる。このため、前記燃焼排ガスの温度が上昇しにくくなり、前記燃焼排ガス中のCOをより高い効率で回収することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to the third aspect, a cooler is disposed in the second conveyance path.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 4 of the present invention, it is possible to lower the temperature of calcium oxide that is brought into contact with the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner, so that the temperature of the calcium oxide in the combustion exhaust gas can be lowered. Even if reaction heat is generated by reacting CO 2 and calcium oxide, the temperature of the produced calcium carbonate can be maintained at a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the combustion exhaust gas becomes difficult to rise, and CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with higher efficiency.

本発明の態様5は、態様3または態様4のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記セメント製造用キルンに搬送する前記セメント原料仮焼物の量と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する前記セメント原料仮焼物の量とを制御する酸化カルシウム量制御装置を有する構成とされている。
本発明の態様5のセメント製造設備のCO回収システムによれば、反応装置に搬送する酸化カルシウムの量を調整することが可能となるので、前記燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置に供給することができる。このため、前記燃焼排ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。
Aspect 5 of the present invention is the CO 2 recovery system of the cement manufacturing equipment according to aspect 3 or 4, in which the amount of the calcined cement raw material to be conveyed to the cement manufacturing kiln and the calcium oxide inlet of the reaction device are controlled. The structure includes a calcium oxide amount control device that controls the amount of the calcined cement raw material to be transported.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 5 of the present invention, it is possible to adjust the amount of calcium oxide to be transported to the reaction device, so that the amount of calcium oxide necessary for recovering the CO 2 in the combustion exhaust gas can be adjusted. Calcium oxide can be fed to the reactor in an amount that is suitable for the reaction. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様6は、態様5のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記酸化カルシウム量制御装置は、前記反応装置の前記排ガス導入口から導入されたガスのCO濃度および前記反応装置の前記ガス排出口から排気されるガスのCO濃度の一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する構成とされている。
本発明の態様6のセメント製造設備のCO回収システムによれば、前記燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置に確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。
Aspect 6 of the present invention is the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 5, in which the calcium oxide amount control device controls the CO 2 concentration of the gas introduced from the exhaust gas inlet of the reaction device, and The amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device is adjusted based on one or both of the CO 2 concentrations of the gas exhausted from the gas exhaust port.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 6 of the present invention, the amount of calcium oxide required to recover CO 2 in the combustion exhaust gas can be reliably supplied to the reaction device. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様7は、態様5または態様6のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記反応装置の前記ガス取出し排出口から排気されるガスの温度、前記炭酸カルシウム取出口から取り出させる炭酸カルシウムの温度の一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する構成とされている。
本発明の態様7のセメント製造設備のCO回収システムによれば、前記燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置に確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。
Aspect 7 of the present invention is the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 5 or 6, in which the temperature of the gas exhausted from the gas extraction outlet of the reaction device, the calcium carbonate extracted from the calcium carbonate outlet The amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device is adjusted based on one or both of the temperatures.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 7 of the present invention, the amount of calcium oxide required to recover CO 2 in the combustion exhaust gas can be reliably supplied to the reaction device. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様8は、態様7のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記酸化カルシウム量制御装置は、さらに前記反応装置の前記排ガス導入口から導入されたガスの温度、反応装置の前記酸化カルシウム導入口に導入された酸化カルシウムの温度と一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する構成とされている。
本発明の態様8のセメント製造設備のCO回収システムによれば、前記燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置にさらに確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。
Aspect 8 of the present invention is the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 7, in which the calcium oxide amount control device further controls the temperature of the gas introduced from the exhaust gas inlet of the reaction device, The amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction apparatus is adjusted based on one or both of the temperature of the calcium oxide introduced into the calcium inlet.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 8 of the present invention, the amount of calcium oxide required to recover CO 2 in the combustion exhaust gas can be more reliably supplied to the reaction device. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様9は、態様1から態様8のいずれか一つのセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記排ガス熱交換器は、セメント原料投入口と、前記セメント原料投入口から供給されたセメント原料と前記燃焼排ガスとを分離する固気分離装置とを含むプレヒータであって、前記プレヒータの前記セメント原料投入口から供給するセメント原料の量を制御するセメント原料量制御装置を有する構成とされている。
本発明の態様9のセメント製造設備のCO回収システムによれば、前記燃焼排ガスの熱でセメント原料を予熱するので、セメント原料を間接加熱するときの熱量、すなわち燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。
Aspect 9 of the present invention is a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to any one of aspects 1 to 8, in which the exhaust gas heat exchanger is configured to connect a cement raw material input port and a cement raw material input port to which cement is supplied from the cement raw material input port. A preheater including a solid-gas separator that separates a raw material and the combustion exhaust gas, the preheater having a cement raw material amount control device that controls the amount of cement raw material supplied from the cement raw material input port of the preheater. There is.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 9 of the present invention, since the cement raw material is preheated with the heat of the combustion exhaust gas, the amount of heat when indirectly heating the cement raw material, that is, the amount of combustion gas used is reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明の態様10は、態様1から態様9のいずれか一つのセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記反応装置内に、冷却部を有する構成とされている。
本発明の態様10のセメント製造設備のCO回収システムによれば、冷却部を用いて反応装置内の温度を低くすることにより、反応装置内でのCOと酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、前記燃焼排ガス中のCOの回収効率が向上する。
Aspect 10 of the present invention is a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to any one of aspects 1 to 9, wherein the reaction device includes a cooling section.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 10 of the present invention, the reaction between CO 2 and calcium oxide in the reaction device is promoted by lowering the temperature in the reaction device using the cooling section. Ru. Therefore, the recovery efficiency of CO 2 in the combustion exhaust gas is improved.

本発明の態様11は、態様10のセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記冷却部が、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラである構成とされている。
本発明の態様11のセメント製造設備のCO回収システムによれば、反応装置内の温度を効率よく低下させることができる。
Aspect 11 of the present invention is a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 10, in which the cooling section is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 11 of the present invention, the temperature inside the reaction device can be efficiently lowered.

本発明の態様12は、態様1から態様11のいずれか一つのセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記間接加熱型仮焼炉の内圧を減圧する減圧装置を有する構成とされている。
本発明の態様12のセメント製造設備のCO回収システムによれば、間接加熱型仮焼炉の内圧を減圧することによって、間接加熱型仮焼炉内での炭酸カルシウムの熱分解温度を下げることができる。これにより、セメント原料を間接加熱するときの熱量、すなわち燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。さらに、間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスの温度を低下させることができ、前記排ガス熱交換器における原料起源のCOが生成することを抑制できる。
A twelfth aspect of the present invention is a CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the CO 2 recovery system includes a pressure reducing device that reduces the internal pressure of the indirectly heated calciner.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 12 of the present invention, the thermal decomposition temperature of calcium carbonate in the indirectly heated calciner can be lowered by reducing the internal pressure of the indirectly heated calciner. I can do it. Thereby, the amount of heat when indirectly heating the cement raw material, that is, the amount of combustion gas used can be reduced. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced. Furthermore, the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner can be lowered, and generation of CO 2 originating from the raw material in the exhaust gas heat exchanger can be suppressed.

本発明の態様13は、態様1から態様12のいずれか一つのセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記反応装置の内圧を加圧する加圧装置を有する構成とされている。
本発明の態様13のセメント製造設備のCO回収システムによれば、反応装置の内圧を加圧することによって、炭酸カルシウムの熱分解温度を高くすることができる。これにより、前記燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムとの反応が促進され、前記燃焼排ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to any one of the first to twelfth aspects includes a pressurizing device that pressurizes the internal pressure of the reaction device.
According to the CO 2 recovery system for cement production equipment according to aspect 13 of the present invention, the thermal decomposition temperature of calcium carbonate can be increased by increasing the internal pressure of the reaction device. Thereby, the reaction between CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide is promoted, and the CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様14は、態様1から態様13のいずれか一つのセメント製造設備のCO回収システムにおいて、前記セメント製造用キルンおよび前記間接加熱型仮焼炉を除く他の装置で発生したCO含有ガスを、前記排ガス熱交換器の前記吸気口もしくは前記反応装置の前記排ガス導入口に搬送する配管を有する構成とされている。
本発明の態様14のセメント製造設備のCO回収システムによれば、セメント製造用キルンおよび間接加熱型仮焼炉を除く他の装置で発生したCOを効率よく回収することができ、大気に放出されるCOを低減することができる。
Aspect 14 of the present invention is a CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to any one of aspects 1 to 13, in which CO 2 generated in equipment other than the cement manufacturing kiln and the indirectly heated calciner is recovered. The reactor is configured to include piping for conveying the contained gas to the intake port of the exhaust gas heat exchanger or the exhaust gas inlet of the reaction device.
According to the CO 2 recovery system for cement production equipment according to aspect 14 of the present invention, CO 2 generated in other equipment other than the cement production kiln and indirect heating calciner can be efficiently recovered and released into the atmosphere. CO2 released can be reduced.

本発明の態様15のセメント製造設備のCO回収方法は、セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、CO取出口とを備える間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のCO回収方法であって、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させて、前記COを回収するCO回収工程と、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスを、排ガス熱交換器に導入して450℃以下に冷却する冷却工程と、450℃以下に冷却された前記燃焼排ガスと酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のCOと前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる炭酸カルシウム生成工程と、前記炭酸カルシウムを前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に供給する炭酸カルシウム供給工程と、を含む構成とされている。 A method for recovering CO 2 from a cement production facility according to aspect 15 of the present invention is a cement production kiln, and a cement production kiln having an indirect heating type calcining furnace comprising a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO 2 outlet. A CO 2 recovery method for manufacturing equipment, wherein cement raw material introduced from the raw material inlet of the indirect heating type calciner is indirectly heated and calcined using combustion gas to produce a cement raw material calcined product. A CO 2 recovery step in which CO 2 is generated and the CO 2 is recovered; and a cooling step in which the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating calciner is introduced into an exhaust gas heat exchanger and cooled to 450° C. or below. a calcium carbonate generation step of causing the CO 2 in the combustion exhaust gas to react with the calcium oxide to generate calcium carbonate by bringing the combustion exhaust gas cooled to 450° C. or lower into contact with calcium oxide; The method includes a calcium carbonate supplying step of supplying calcium to the raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace.

このような構成とされた本発明の態様15のセメント製造設備のCO回収方法によれば、CO回収工程にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させるので、間接加熱型仮焼炉内に高濃度のCOを生成させることができる。また、炭酸カルシウム生成工程にて、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、炭酸カルシウム供給工程にて、生成した炭酸カルシウムを搬送装置にて間接加熱型仮焼炉に供給するので、燃焼排ガス中のCOを回収することができる。さらに、冷却工程にて、燃焼排ガスの温度を、排ガス熱交換器を用いて450℃以下に低減させた後、炭酸カルシウム生成工程にて、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させるので、COと酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、燃焼排ガス中のCOを回収効率が向上する。したがって、態様13のセメント製造設備のCO回収方法によれば、原料起源のCOと燃料起源のCOとを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のCOとの反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量(燃焼ガスの使用量)を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。 According to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of aspect 15 of the present invention having such a configuration, in the CO 2 recovery process, cement raw materials are indirectly calcined using combustion gas to convert them into cement raw materials. Since the calcined material and CO 2 are generated, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calcination furnace. In addition, in the calcium carbonate production process, CO2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted to produce calcium carbonate, and in the calcium carbonate supply process, the produced calcium carbonate is transferred to an indirect heating calciner using a conveying device. CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered. Furthermore, in the cooling process, the temperature of the combustion exhaust gas is reduced to 450°C or less using an exhaust gas heat exchanger, and then in the calcium carbonate generation process, CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted. , the reaction between CO 2 and calcium oxide is promoted. Therefore, the efficiency of collecting CO 2 in the combustion exhaust gas is improved. Therefore, according to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of aspect 13, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO2 in combustion exhaust gas to preheat cement raw materials, the amount of heat (amount of combustion gas used) when indirectly heating cement raw materials can be reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明の態様16は、態様15のセメント製造設備のCO回収方法において、前記排ガス熱交換器に前記燃焼ガスを導入する前に、前記燃焼排ガスと前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスとを混合して混合排ガスを生成させる混合工程を含み、前記冷却工程において、前記混合排ガスを450℃以下に冷却する構成とされていてもよい。
本発明の態様16のセメント製造設備のCO回収方法によれば、燃焼排ガス中のCOとともに、セメント製造用キルンの排ガス中のCOを回収することができる。また、セメント製造用キルンの排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量(燃焼ガスの使用量)、および、前記セメント製造用キルンにおける燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。
Aspect 16 of the present invention is the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to aspect 15, in which the combustion exhaust gas and the exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln are combined with each other before introducing the combustion gas into the exhaust gas heat exchanger. The method may include a mixing step of mixing to generate a mixed exhaust gas, and may be configured to cool the mixed exhaust gas to 450° C. or lower in the cooling step.
According to the method for recovering CO 2 from cement production equipment according to aspect 16 of the present invention, it is possible to recover CO 2 in the exhaust gas of the cement production kiln together with CO 2 in the combustion exhaust gas. In addition, by using the reaction heat generated by reacting CO 2 in the exhaust gas of a cement manufacturing kiln with calcium oxide for preheating cement raw materials, we can use the amount of heat required to indirectly heat cement raw materials (combusted gas ) and the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明によれば、原料起源のCOと燃料起源のCOとを効率よく回収することができるセメント製造設備のCO回収システムおよびセメント製造設備のCO回収方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment that can efficiently recover CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel. Become.

本発明の第1実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システムを示す概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows the CO2 recovery system of the cement manufacturing equipment based on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システムを示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to a second embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システムおよびセメント製造設備のCO回収方法について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments shown below will be specifically described in order to better understand the gist of the invention, and will not limit the invention unless otherwise specified. Furthermore, in order to make the features of the present invention easier to understand, the drawings used in the following explanation may show important parts enlarged for convenience, and the dimensional ratio of each component may be the same as the actual one. Not necessarily.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システムを示す概略構成図である。なお、図1において、実線の矢印は、物質の流れを模式的に表し、破線の矢印は、気体の流れを模式的に表している。
図1に示すように、セメント製造設備のCO回収システム101は、セメント製造用キルン10と、間接加熱型仮焼炉20とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to a first embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 1, solid line arrows schematically represent the flow of substances, and dashed line arrows schematically represent the flow of gas.
As shown in FIG. 1, a CO 2 recovery system 101 for cement manufacturing equipment includes a cement manufacturing kiln 10 and an indirect heating type calcining furnace 20.

セメント製造用キルン10は、回転可能な円筒形の炉体11と、この炉体11の内部を加熱する主バーナ12とを備える。炉体11は一方の端部にセメント原料仮焼物導入部を有し、他方の端部にセメントクリンカ取出部を有する。セメントクリンカ取出部はクリンカクーラー13と接続されている。クリンカクーラー13は、冷却ファンなどの冷却装置を有する。セメント製造用キルン10は、セメント原料仮焼物を、主バーナ12を用いて焼成することにより、セメントクリンカとCOを生成させる。生成した原料起源のCOと主バーナ12の排ガスはキルン排ガス管14にて取り出される。クリンカクーラー13は、空気との熱交換によりセメントクリンカを冷却する。クリンカクーラー13からは、セメントクリンカを冷却したときに得られる高温空気CGが取り出される。 The cement production kiln 10 includes a rotatable cylindrical furnace body 11 and a main burner 12 that heats the inside of the furnace body 11. The furnace body 11 has a cement raw material calcined product introduction section at one end and a cement clinker takeout section at the other end. The cement clinker extractor is connected to a clinker cooler 13. The clinker cooler 13 has a cooling device such as a cooling fan. The cement manufacturing kiln 10 generates cement clinker and CO 2 by firing a cement raw material calcined product using a main burner 12 . The generated CO 2 originating from the raw materials and the exhaust gas from the main burner 12 are taken out through the kiln exhaust gas pipe 14 . The clinker cooler 13 cools the cement clinker through heat exchange with air. High temperature air CG obtained when cement clinker is cooled is taken out from the clinker cooler 13.

間接加熱型仮焼炉20は、下部に原料導入口を、上部に仮焼物取出口を備える。仮焼物取出口は、仮焼物取出管21に接続されている。また、間接加熱型仮焼炉20は、内部に燃焼ガスが流れる燃焼ガス管23を備える。燃焼ガス管23の燃焼ガス排気口は燃焼排ガス管30に接続され、燃焼排ガス管30の他方の端部は固気分離装置31に接続されている。固気分離装置31はキルン排ガス管14と排ガス熱交換器40に接続されている。排ガス熱交換器40は反応装置50に接続されている。反応装置50は反応生成ガス熱交換器60に接続されている。 The indirect heating type calcining furnace 20 has a raw material inlet at the lower part and a calcined product outlet at the upper part. The calcined product outlet is connected to the calcined product removal pipe 21. The indirect heating type calciner 20 also includes a combustion gas pipe 23 through which combustion gas flows. A combustion gas exhaust port of the combustion gas pipe 23 is connected to a combustion exhaust gas pipe 30 , and the other end of the combustion exhaust gas pipe 30 is connected to a solid-gas separator 31 . The solid-gas separator 31 is connected to the kiln exhaust gas pipe 14 and the exhaust gas heat exchanger 40. Exhaust gas heat exchanger 40 is connected to reactor 50 . The reactor 50 is connected to a reaction product gas heat exchanger 60.

間接加熱型仮焼炉20は、燃焼ガス管23を流れる燃焼ガスの熱によって、セメント原料を加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させる。
セメント原料としては、例えば、主成分が石灰石(炭酸カルシウム)で、その他に粘土成分(SiO、Al、Fe)を含む混合粉末を用いることができる。このセメント原料を加熱、仮焼することによって、セメント原料中の石灰石の一部もしくは全部が熱分解して酸化カルシウムを含むセメント原料仮焼物とCOとが生成する。
The indirect heating type calcining furnace 20 heats and calcinates the cement raw material using the heat of the combustion gas flowing through the combustion gas pipe 23 to generate a cement raw material calcined product and CO 2 .
As the cement raw material, for example, a mixed powder containing limestone (calcium carbonate) as the main component and clay components (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) can be used. By heating and calcining this cement raw material, part or all of the limestone in the cement raw material is thermally decomposed to generate a calcined cement raw material containing calcium oxide and CO2 .

仮焼物取出管21は、間接加熱型仮焼炉20内で生成したセメント原料仮焼物とCOを外部に取り出すための配管である。仮焼物取出管21は、固気分離装置22に接続されている。固気分離装置22は、セメント原料仮焼物とCOとを分離する。固気分離装置22としては、例えば、サイクロンを用いることができる。固気分離装置22の気体取出口は、CO熱交換器70の吸気口(配管72a)と接続されている。固気分離装置22のセメント原料仮焼物取出口は搬送路Aと接続されている。 The calcined product extraction pipe 21 is a pipe for taking out the cement raw material calcined product and CO 2 generated in the indirect heating type calcining furnace 20 to the outside. The calcined product removal pipe 21 is connected to a solid-gas separator 22 . The solid-gas separator 22 separates the cement raw material calcined product from CO 2 . As the solid-gas separator 22, for example, a cyclone can be used. A gas outlet of the solid-gas separator 22 is connected to an inlet (piping 72a) of the CO 2 heat exchanger 70. The cement raw material calcined product outlet of the solid-gas separator 22 is connected to the conveyance path A.

CO熱交換器70は、上下方向に直列的に配置された3つの固気分離装置71a、71b、71cと、固気分離装置71a、71b、71cを接続する配管72a、72b、72cとを有する。最上段の固気分離装置71cは、排CO管72dが接続されている。排CO管72dは、送風機73が配置されている。最上段の固気分離装置71cと中段の固気分離装置71bとの間の配管72cは、セメント原料投入口が配置されている。セメント原料の投入量は、セメント原料量制御装置によって制御されている。最下段の固気分離装置71aの固形物取出口は搬送路Eと接続されている。搬送路Eは、間接加熱型仮焼炉20の原料導入口と接続されている。固気分離装置71a、71b、71cとしては、例えば、サイクロンを用いることができる。CO熱交換器70は、セメント原料投入口から導入されたセメント原料とCOとを接触させることによって、セメント原料を予熱するプレヒータとして作用する。 The CO 2 heat exchanger 70 includes three solid-gas separators 71a, 71b, and 71c arranged in series in the vertical direction, and pipes 72a, 72b, and 72c that connect the solid-gas separators 71a, 71b, and 71c. have The uppermost solid-gas separator 71c is connected to an exhaust CO 2 pipe 72d. A blower 73 is arranged in the exhaust CO 2 pipe 72d. A cement raw material input port is arranged in a pipe 72c between the uppermost solid-gas separator 71c and the middle solid-gas separator 71b. The amount of cement raw material input is controlled by a cement raw material amount control device. The solid matter outlet of the solid-gas separator 71a at the lowest stage is connected to the conveyance path E. The conveyance path E is connected to a raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace 20. For example, cyclones can be used as the solid-gas separators 71a, 71b, and 71c. The CO 2 heat exchanger 70 acts as a preheater that preheats the cement raw material by bringing the cement raw material introduced from the cement raw material input port into contact with CO 2 .

搬送路Aとしては、パイプラインなどのセメント原料の搬送装置として利用されている装置を用いることができる。搬送路Aは、酸化カルシウム量制御装置55に接続されている。酸化カルシウム量制御装置55は、第1搬送路A1と第2搬送路A2とに接続されている。第1搬送路A1は、セメント原料仮焼物をセメント製造用キルン10に搬送する搬送路である。第2搬送路A2は、セメント原料仮焼物を反応装置50に搬送する搬送路である。酸化カルシウム量制御装置55は、セメント製造用キルン10に搬送するセメント原料仮焼物の量と、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送するセメント原料仮焼物の量とを制御する。 As the conveyance path A, a device used as a conveyance device for cement raw materials, such as a pipeline, can be used. The conveyance path A is connected to a calcium oxide amount control device 55. The calcium oxide amount control device 55 is connected to the first conveyance path A1 and the second conveyance path A2. The first conveyance path A1 is a conveyance path that conveys the calcined cement raw material to the cement manufacturing kiln 10. The second conveyance path A2 is a conveyance path that conveys the calcined cement raw material to the reaction device 50. The calcium oxide amount control device 55 controls the amount of calcined cement raw material to be transported to the cement production kiln 10 and the amount of calcined cement raw material to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 50.

酸化カルシウム量制御装置55は、反応装置50のガス導入口(反応管51)から導入されたガスのCO濃度および反応装置50のガス排出口(固気分離装置52)から排気されるガスのCO濃度の一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整してもよい。あるいは、反応装置50のガス排出口から排気されるガスの温度、炭酸カルシウム取出口から取り出させる炭酸カルシウムの温度の一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する構成としてもよい。さらに、反応装置50の排ガス導入口から導入されたガスの温度、反応装置50の酸化カルシウム導入口に導入された酸化カルシウムの温度と一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する構成としてもよい。 The calcium oxide amount control device 55 controls the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet (reaction tube 51) of the reaction device 50 and the concentration of the gas exhausted from the gas outlet (solid-gas separation device 52) of the reaction device 50. The amount of calcium oxide conveyed to the calcium oxide inlet of the reaction device 50 may be adjusted based on one or both of the CO 2 concentrations. Alternatively, the amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 50 is based on one or both of the temperature of the gas exhausted from the gas outlet of the reaction device 50 and the temperature of calcium carbonate taken out from the calcium carbonate outlet. It may also be configured to adjust. Further, based on one or both of the temperature of the gas introduced from the exhaust gas introduction port of the reaction device 50 and the temperature of the calcium oxide introduced into the calcium oxide introduction port of the reaction device 50, A configuration may be adopted in which the amount of calcium oxide to be transported is adjusted.

第2搬送路A2には、セメント原料仮焼物を冷却するための冷却器56が配置されている。冷却器56は、熱交換器であってもよい。 A cooler 56 for cooling the calcined cement raw material is arranged in the second conveyance path A2. Cooler 56 may be a heat exchanger.

燃焼ガス管23は、外部から供給された燃料ガスと燃焼用空気を含む混合気体の燃焼により燃焼ガスを生成させることにより、間接加熱型仮焼炉20内を加熱する。本実施形態では、燃料ガスとして天然ガスを用い、燃焼用空気として、クリンカクーラー13から取り出された高温空気CGを用いる。燃焼ガスとしては、天然ガス、石油、石炭などの燃料を別の燃焼炉で燃焼させて生成させた高温の燃焼ガスを用いることができる。 The combustion gas pipe 23 heats the inside of the indirect heating type calciner 20 by generating combustion gas by combustion of a gas mixture containing fuel gas and combustion air supplied from the outside. In this embodiment, natural gas is used as the fuel gas, and high temperature air CG taken out from the clinker cooler 13 is used as the combustion air. As the combustion gas, high-temperature combustion gas produced by burning fuel such as natural gas, oil, or coal in a separate combustion furnace can be used.

燃焼排ガス管30は燃焼ガス管23から送られた排ガス(燃焼排ガス)を固気分離装置31に供給する。 The combustion exhaust gas pipe 30 supplies the exhaust gas (combustion exhaust gas) sent from the combustion gas pipe 23 to the solid-gas separator 31 .

固気分離装置31は、燃焼排ガス管30に接続する燃焼排ガス導入口と、炭酸カルシウム取出口と、固形物取出口と、ガス排出口とを有する。また、反応装置50は、キルン排ガス管14に接続するキルン排ガス導入口を有する。固気分離装置31は、燃焼排ガスとキルン排ガスとを混合して、混合排ガスが生成される。固気分離装置31は、燃焼排ガスとキルン排ガスとを混合して、混合排ガスを生成させ、その混合排ガスとその混合排ガス中の固形分とを分離する。固気分離装置31の気体取出口は、排ガス熱交換器40の吸気口(配管42a)と接続されている。固気分離装置31の固形物取出口は、搬送路Bと接続されている。搬送路Bは、間接加熱型仮焼炉20の原料導入口と接続されている。 The solid-gas separator 31 has a combustion exhaust gas inlet connected to the combustion exhaust gas pipe 30, a calcium carbonate outlet, a solid matter outlet, and a gas outlet. Further, the reaction device 50 has a kiln exhaust gas inlet connected to the kiln exhaust gas pipe 14. The solid-gas separator 31 mixes combustion exhaust gas and kiln exhaust gas to generate mixed exhaust gas. The solid-gas separator 31 mixes combustion exhaust gas and kiln exhaust gas to generate mixed exhaust gas, and separates the mixed exhaust gas from the solid content in the mixed exhaust gas. A gas outlet of the solid-gas separator 31 is connected to an intake port (piping 42a) of the exhaust gas heat exchanger 40. The solid matter outlet of the solid-gas separator 31 is connected to the conveyance path B. The conveyance path B is connected to a raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace 20.

排ガス熱交換器40は、上下方向に直列的に配置された3つの固気分離装置41a、41b、41cと、固気分離装置41a、41b、41cを接続する配管42a、42b、42cとを有する。最上段の固気分離装置41cは反応装置50と接続されている。最上段の固気分離装置41cと中段の固気分離装置41bとの間の配管42cに、セメント原料投入口を備える。セメント原料の投入量は、セメント原料量制御装置によって制御されている。最下段の固気分離装置41aの固形物取出口から取り出されたセメント原料は、キルン排ガス管14に搬送される。固気分離装置41a、41b、41cとしては、例えば、サイクロンを用いることができる。排ガス熱交換器40は、セメント原料投入口から導入されたセメント原料と混合排ガスとを接触させて、セメント原料を予熱するプレヒータとして作用する。排ガス熱交換器40の排気口は、反応装置50のガス導入口(反応管51)と接続されている。 The exhaust gas heat exchanger 40 includes three solid-gas separators 41a, 41b, and 41c arranged in series in the vertical direction, and pipes 42a, 42b, and 42c that connect the solid-gas separators 41a, 41b, and 41c. . The uppermost solid-gas separator 41c is connected to the reactor 50. A cement raw material inlet is provided in the pipe 42c between the uppermost solid-gas separator 41c and the middle solid-gas separator 41b. The amount of cement raw material input is controlled by a cement raw material amount control device. The cement raw material taken out from the solid matter outlet of the solid-gas separator 41a at the lowest stage is conveyed to the kiln exhaust gas pipe 14. For example, cyclones can be used as the solid-gas separators 41a, 41b, and 41c. The exhaust gas heat exchanger 40 acts as a preheater that preheats the cement raw material by bringing the mixed exhaust gas into contact with the cement raw material introduced from the cement raw material input port. The exhaust port of the exhaust gas heat exchanger 40 is connected to the gas inlet (reaction tube 51) of the reaction device 50.

反応装置50は、排ガス導入口を有する反応管51と、反応管51と接続する固気分離装置52とを含む。
反応管51は、送風機53が配置されている。反応管51は、第2搬送路A2に接続するセメント原料仮焼物導入口を有する。反応管51にて、送風機53にて送られた混合排ガスと、第2搬送路A2から送られたセメント原料仮焼物とを接触させる。これにより、混合排ガス中のCOとセメント原料仮焼物中の酸化カルシウムとが反応して、炭酸カルシウムとCOが除去された反応生成ガスとが生成する。
The reaction apparatus 50 includes a reaction tube 51 having an exhaust gas inlet, and a solid-gas separator 52 connected to the reaction tube 51 .
A blower 53 is disposed in the reaction tube 51. The reaction tube 51 has an inlet for introducing the calcined cement raw material, which is connected to the second transport path A2. In the reaction tube 51, the mixed exhaust gas sent by the blower 53 is brought into contact with the calcined cement raw material sent from the second transport path A2. As a result, CO2 in the mixed exhaust gas reacts with calcium oxide in the calcined cement raw material to generate a reaction product gas from which calcium carbonate and CO2 have been removed.

固気分離装置52は、反応管51にて生成した炭酸カルシウムと反応生成ガスとを固気分離する。固気分離装置52としては、例えば、サイクロンを用いることができる。固気分離装置52は、反応生成ガス取出口と炭酸カルシウム取出口とを有する。反応生成ガスの取出口は、反応生成ガス熱交換器60の混合排ガス吸気口(配管62a)に接続されている。炭酸カルシウム取出口は、搬送路Cに接続されている。搬送路Cは、間接加熱型仮焼炉20の原料導入口と接続されている。 The solid-gas separator 52 separates the calcium carbonate produced in the reaction tube 51 and the reaction product gas into solid-gas. As the solid-gas separator 52, for example, a cyclone can be used. The solid-gas separator 52 has a reaction product gas outlet and a calcium carbonate outlet. The outlet for the reaction product gas is connected to the mixed exhaust gas inlet (piping 62a) of the reaction product gas heat exchanger 60. The calcium carbonate outlet is connected to the conveyance path C. The conveyance path C is connected to a raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace 20.

反応生成ガス熱交換器60は、上下方向に直列的に配置された3つの固気分離装置61a、61b、61cと、固気分離装置61a、61b、61cを接続する配管62a、62b、62cとを有する。最上段の固気分離装置61cは、排ガス管62dが接続されている。排ガス管62dには、送風機63が配置されている。最上段の固気分離装置61cと中段の固気分離装置61bとの間の配管62cは、セメント原料投入口を備える。セメント原料の投入量は、セメント原料量制御装置によって制御されている。最下段の固気分離装置61aの固形物取出口は搬送路Dと接続されている。搬送路Dは、搬送路Cと接続されている。固気分離装置61a、61b、61cとしては、例えば、サイクロンを用いることができる。反応生成ガス熱交換器60は、セメント原料投入口から導入されたセメント原料と反応生成ガスとを接触させることによって、セメント原料を予熱するプレヒータとして作用する。 The reaction product gas heat exchanger 60 includes three solid-gas separators 61a, 61b, and 61c arranged in series in the vertical direction, and pipes 62a, 62b, and 62c that connect the solid-gas separators 61a, 61b, and 61c. has. The uppermost solid-gas separator 61c is connected to an exhaust gas pipe 62d. A blower 63 is arranged in the exhaust gas pipe 62d. A pipe 62c between the uppermost solid-gas separator 61c and the middle solid-gas separator 61b includes a cement raw material input port. The amount of cement raw material input is controlled by a cement raw material amount control device. The solid matter outlet of the solid-gas separator 61a at the lowest stage is connected to the conveyance path D. The conveyance path D is connected to the conveyance path C. For example, cyclones can be used as the solid-gas separators 61a, 61b, and 61c. The reaction product gas heat exchanger 60 acts as a preheater that preheats the cement raw material by bringing the reaction product gas into contact with the cement raw material introduced from the cement raw material input port.

次に、第1実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101を用いたCOの回収方法とセメントの製造方法について説明する。
COの回収方法は、CO回収工程と、冷却工程と、炭酸カルシウム生成工程、炭酸カルシウム供給工程とを有する。
Next, a CO 2 recovery method and a cement manufacturing method using the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the first embodiment will be described.
The CO 2 recovery method includes a CO 2 recovery process, a cooling process, a calcium carbonate generation process, and a calcium carbonate supply process.

CO回収工程では、間接加熱型仮焼炉20の原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させる。セメント原料は、搬送路B、D、Eによって搬送された原料導入口に送られた予熱されたセメント原料、搬送路Cによって搬送された炭酸カルシウムを含む。CO回収工程は、間接加熱型仮焼炉20で行われる。本実施形態では、間接加熱型仮焼炉20の燃焼ガス管23に、燃料ガスと燃焼用空気を含む混合気体の燃焼により燃焼ガスを生成させて、間接加熱型仮焼炉20内の温度を上昇させることにより、セメント原料を加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させる。間接加熱型仮焼炉20を用いることによって、セメント原料を燃焼ガスと接触させずに、セメント原料を仮焼することができる。このため、間接加熱型仮焼炉20内で発生する気体はCOのみとなり、間接加熱型仮焼炉20内のCO濃度は100%もしくはそれに近い値となる。 In the CO 2 recovery step, the cement raw material introduced from the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20 is indirectly heated and calcined using combustion gas to generate a cement raw material calcined product and CO 2 . The cement raw materials include preheated cement raw materials conveyed by conveyance paths B, D, and E to the raw material inlet, and calcium carbonate conveyed by conveyance path C. The CO 2 recovery process is performed in an indirect heating type calcining furnace 20. In this embodiment, combustion gas is generated in the combustion gas pipe 23 of the indirect heating type calcination furnace 20 by combustion of a gas mixture containing fuel gas and combustion air, and the temperature inside the indirect heating type calcination furnace 20 is controlled. By raising the temperature, the cement raw material is heated and calcined to generate a cement raw material calcined product and CO2 . By using the indirect heating type calcining furnace 20, the cement raw material can be calcined without bringing the cement raw material into contact with combustion gas. Therefore, the only gas generated in the indirect heating type calcining furnace 20 is CO 2 , and the CO 2 concentration in the indirect heating type calcining furnace 20 is 100% or a value close to it.

間接加熱型仮焼炉20内の温度は、セメント原料に含まれる炭酸カルシウムが熱分解して酸化カルシウムを生成する温度である。炭酸カルシウムの熱分解温度は、間接加熱型仮焼炉20内の圧力によって変動する。間接加熱型仮焼炉20内の圧力が低くなるに伴って、炭酸カルシウムの熱分解温度は低くなる。間接加熱型仮焼炉20内の圧力を低くする方法としては、例えば、送風機73に減圧タイプの送風機を用いることである。間接加熱型仮焼炉20内の温度は、例えば、700℃以上1000℃以下の温度である。 The temperature in the indirect heating type calcining furnace 20 is a temperature at which calcium carbonate contained in the cement raw material is thermally decomposed to produce calcium oxide. The thermal decomposition temperature of calcium carbonate varies depending on the pressure inside the indirectly heated calciner 20. The thermal decomposition temperature of calcium carbonate decreases as the pressure within the indirectly heated calciner 20 decreases. As a method of lowering the pressure inside the indirect heating type calcining furnace 20, for example, a pressure reducing type blower is used as the blower 73. The temperature in the indirect heating type calcining furnace 20 is, for example, 700° C. or more and 1000° C. or less.

間接加熱型仮焼炉20内にて生成したCOは、仮焼物取出管21と固気分離装置22とを通ってCO熱交換器70に送られる。CO熱交換器70にて、COとセメント原料とが接触することによって、COの熱がセメント原料に移動して、セメント原料が予熱されるとともに、COの温度は低下する。熱交換されたCOは、CO熱交換器70の排CO管72dから外部に取り出すことができる。外部に取り出されたCOは、例えば、地中または海底下に貯留する方法などによって固定化される。予熱されたセメント原料は、固気分離装置71aで分離され、搬送路Eによって間接加熱型仮焼炉20の原料導入口に搬送される。 The CO 2 generated in the indirect heating type calcining furnace 20 is sent to the CO 2 heat exchanger 70 through the calcined material take-out pipe 21 and the solid-gas separator 22 . When the CO 2 and the cement raw material come into contact with each other in the CO 2 heat exchanger 70, the heat of the CO 2 is transferred to the cement raw material, the cement raw material is preheated, and the temperature of the CO 2 is lowered. The heat-exchanged CO 2 can be taken out from the exhaust CO 2 pipe 72d of the CO 2 heat exchanger 70. The CO 2 taken out to the outside is fixed, for example, by storing it underground or under the seabed. The preheated cement raw material is separated by the solid-gas separator 71a, and conveyed to the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20 via the conveyance path E.

冷却工程では、間接加熱型仮焼炉20から排出された燃焼排ガスを450℃以下に冷却する。間接加熱型仮焼炉20から排出された燃焼排ガスを含む高温混合ガスは、燃焼排ガス管30を介して固気分離装置31に送られ、固気分離装置31にて、キルン排ガスとは混合されて混合排ガスを生成する。固気分離装置31内の混合排ガスの温度は、例えば、750℃以上850℃以下の温度である。酸化カルシウムとCOとが反応して炭酸カルシウムを生成する反応は発熱反応である。このため、上記の温度中で、混合排ガスと第2搬送路A2から送られたセメント原料仮焼物とを接触させ、混合排ガスとセメント原料仮焼物中の酸化カルシウムとを反応させると、高温混合ガスの温度がさらに上昇して、酸化カルシウムとCOとの反応が抑制され、炭酸カルシウムが生成しにくくなるおそれがある。このため、本実施形態では、冷却工程で、混合排ガスの温度を450℃以下、好ましくは300℃以下とする。 In the cooling process, the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner 20 is cooled to 450° C. or lower. The high-temperature mixed gas containing the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner 20 is sent to the solid-gas separator 31 via the combustion exhaust gas pipe 30, and is mixed with the kiln exhaust gas in the solid-gas separator 31. to generate mixed exhaust gas. The temperature of the mixed exhaust gas in the solid-gas separator 31 is, for example, 750° C. or higher and 850° C. or lower. The reaction between calcium oxide and CO2 to produce calcium carbonate is an exothermic reaction. Therefore, when the mixed exhaust gas and the calcined cement raw material sent from the second conveyance path A2 are brought into contact at the above temperature and the mixed exhaust gas and the calcium oxide in the calcined cement raw material are reacted, the high-temperature mixed gas There is a possibility that the temperature will further rise, and the reaction between calcium oxide and CO 2 will be suppressed, making it difficult to produce calcium carbonate. Therefore, in this embodiment, the temperature of the mixed exhaust gas is set to 450°C or lower, preferably 300°C or lower in the cooling process.

冷却工程は、排ガス熱交換器40で行われる。本実施形態では、冷却工程を次のようにして行う。排ガス熱交換器40の配管42aに導入された混合排ガスは、上方に向かって流れる。この混合排ガスに対して、セメント原料を配管42cに供給する。配管42cに供給されたセメント原料は、配管42cを流れる混合排ガスに随伴して固気分離装置41cに流入する。固気分離装置41cにて、セメント原料と混合排ガスとは分離され、分離されたセメント原料は配管42bに送られる。配管42bに送られたセメント原料は、配管42bを流れる混合排ガスに随伴して固気分離装置41bに流入する。固気分離装置41bにて、セメント原料と混合排ガスとは分離され、分離されたセメント原料は配管42aに送られる。配管42aに送られたセメント原料は、配管42aを流れる混合排ガスに随伴して固気分離装置41aに流入する。固気分離装置41aにて、セメント原料と混合排ガスとは分離され、分離されたセメント原料はキルン排ガス管14に送られる。キルン排ガス管14に送られたセメント原料は、キルン排ガス管14を流れるキルン排ガスに随伴して固気分離装置31に流入する。固気分離装置31にて、セメント原料と混合排ガスとは分離され、分離されたセメント原料は、搬送路Bにて間接加熱型仮焼炉20の原料導入口に送られる。セメント原料と混合排ガスとが接触することによって、混合排ガスの熱がセメント原料に移動して、セメント原料が予熱されるとともに、混合排ガスの温度は低下する。 The cooling process is performed in the exhaust gas heat exchanger 40. In this embodiment, the cooling process is performed as follows. The mixed exhaust gas introduced into the pipe 42a of the exhaust gas heat exchanger 40 flows upward. Cement raw material is supplied to the pipe 42c with respect to this mixed exhaust gas. The cement raw material supplied to the pipe 42c flows into the solid-gas separator 41c together with the mixed exhaust gas flowing through the pipe 42c. The cement raw material and the mixed exhaust gas are separated in the solid-gas separator 41c, and the separated cement raw material is sent to the pipe 42b. The cement raw material sent to the pipe 42b flows into the solid-gas separator 41b together with the mixed exhaust gas flowing through the pipe 42b. The cement raw material and the mixed exhaust gas are separated in the solid-gas separator 41b, and the separated cement raw material is sent to the pipe 42a. The cement raw material sent to the pipe 42a flows into the solid-gas separator 41a together with the mixed exhaust gas flowing through the pipe 42a. The cement raw material and the mixed exhaust gas are separated in the solid-gas separator 41a, and the separated cement raw material is sent to the kiln exhaust gas pipe 14. The cement raw material sent to the kiln exhaust gas pipe 14 flows into the solid-gas separator 31 along with the kiln exhaust gas flowing through the kiln exhaust gas pipe 14 . The cement raw material and the mixed exhaust gas are separated in the solid-gas separator 31, and the separated cement raw material is sent to the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20 via a conveyance path B. When the cement raw material and the mixed exhaust gas come into contact, the heat of the mixed exhaust gas is transferred to the cement raw material, the cement raw material is preheated, and the temperature of the mixed exhaust gas is lowered.

炭酸カルシウム生成工程では、450℃以下に冷却された燃焼排ガス(混合排ガス)と酸化カルシウムとを接触させることにより、燃焼排ガス中のCOと前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる。炭酸カルシウム生成工程は、反応装置50の反応管51で行われる。本実施形態では、炭酸カルシウム生成工程を次のようにして行う。反応装置50の反応管51に導入された混合排ガスと、反応管51に導入されたセメント原料仮焼物とを接触させ、混合排ガス中COとセメント原料仮焼物中の酸化カルシウムとを反応させる。酸化カルシウムとCOとの反応により生成する反応生成物(炭酸カルシウムおよび反応生成ガス)の温度は750℃以下であることが好ましい。反応生成物の温度がこの範囲にあると、酸化カルシウムとCOとの反応が起こりやすくなり、炭酸カルシウムが生成しやすくなる。反応生成物の温度を低下させるために、反応管51に導入するセメント原料仮焼物は、冷却器56にて300℃以下に冷却することが好ましい。また、反応管51および固気分離装置52の一方または両方に冷却部を設けて、反応管51および固気分離装置52の一方または両方の内部を750℃以下に冷却してもよい。冷却部としては、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラを用いることができる。 In the calcium carbonate generation step, the combustion exhaust gas (mixed exhaust gas) cooled to 450° C. or lower is brought into contact with calcium oxide, thereby causing the CO 2 in the combustion exhaust gas to react with the calcium oxide to generate calcium carbonate. The calcium carbonate production process is performed in the reaction tube 51 of the reaction device 50. In this embodiment, the calcium carbonate generation step is performed as follows. The mixed exhaust gas introduced into the reaction tube 51 of the reaction device 50 is brought into contact with the cement raw material calcined material introduced into the reaction tube 51, and the CO 2 in the mixed exhaust gas and the calcium oxide in the cement raw material calcined material are reacted. The temperature of the reaction products (calcium carbonate and reaction product gas) produced by the reaction of calcium oxide and CO 2 is preferably 750° C. or lower. When the temperature of the reaction product is within this range, the reaction between calcium oxide and CO 2 is likely to occur, and calcium carbonate is likely to be produced. In order to lower the temperature of the reaction product, the calcined cement raw material introduced into the reaction tube 51 is preferably cooled to 300° C. or lower in the cooler 56. Alternatively, a cooling section may be provided in one or both of the reaction tube 51 and the solid-gas separator 52 to cool the interior of one or both of the reaction tube 51 and the solid-gas separator 52 to 750° C. or lower. As the cooling section, a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water can be used.

炭酸カルシウム供給工程では、炭酸カルシウム生成工程で生成した炭酸カルシウムを間接加熱型仮焼炉20の原料導入口に供給する。炭酸カルシウム供給工程は、反応装置50の固気分離装置52と搬送路Cで行われる。本実施形態では、炭酸カルシウム供給工程を次のようにして行う。反応装置50の反応管51で生成した反応生成物(炭酸カルシウムおよび反応生成ガス)は、固気分離装置52に送られる。固気分離装置52にて、反応生成物は炭酸カルシウムと反応生成ガスとに分離される。炭酸カルシウムは、固気分離装置52の炭酸カルシウム取出口から取り出され、搬送路Cによって間接加熱型仮焼炉20の原料導入口に送られる。間接加熱型仮焼炉20では、炭酸カルシウムを加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させる。炭酸カルシウムから生成したCOは燃料由来のCOを多く含む。よって、燃料由来のCOを効率よく回収できる。 In the calcium carbonate supply step, the calcium carbonate produced in the calcium carbonate production step is supplied to the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20. The calcium carbonate supply step is performed in the solid-gas separator 52 and the conveyance path C of the reaction device 50. In this embodiment, the calcium carbonate supply step is performed as follows. The reaction products (calcium carbonate and reaction product gas) produced in the reaction tube 51 of the reactor 50 are sent to the solid-gas separator 52. In the solid-gas separator 52, the reaction product is separated into calcium carbonate and reaction product gas. Calcium carbonate is taken out from the calcium carbonate outlet of the solid-gas separator 52 and sent to the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20 via the conveyance path C. In the indirect heating type calcining furnace 20, calcium carbonate is heated and calcined to generate a calcined cement raw material and CO2 . CO 2 generated from calcium carbonate contains a large amount of fuel-derived CO 2 . Therefore, CO 2 derived from fuel can be efficiently recovered.

固気分離装置52の反応生成ガス取出口から取り出された反応生成ガスは、反応生成ガス熱交換器60に送られる。反応生成ガス熱交換器60にて、反応生成ガスとセメント原料とが接触することによって、反応生成ガスの熱がセメント原料に移動して、セメント原料が予熱されるとともに、反応生成ガスの温度が低下する。熱交換された反応生成ガスは、COを多く含まないため、反応生成ガス熱交換器60の排ガス管62dから外部に放出することができる。また、熱交換された反応生成ガスの熱を排熱ボイラで回収したり、セメント原料の乾燥に利用したりしてもよい。 The reaction product gas taken out from the reaction product gas outlet of the solid-gas separator 52 is sent to the reaction product gas heat exchanger 60. In the reaction product gas heat exchanger 60, the reaction product gas comes into contact with the cement raw material, so that the heat of the reaction product gas is transferred to the cement raw material, preheating the cement raw material, and increasing the temperature of the reaction product gas. descend. Since the heat-exchanged reaction product gas does not contain much CO 2 , it can be discharged to the outside from the exhaust gas pipe 62 d of the reaction product gas heat exchanger 60 . Further, the heat of the heat-exchanged reaction product gas may be recovered by a waste heat boiler or used for drying cement raw materials.

セメントの製造は、セメント製造用キルン10で行われる。
本実施形態では、固気分離装置22にて分離されたセメント原料仮焼物が、酸化カルシウム量制御装置55を介した後、第1搬送路A1によってセメント製造用キルン10に搬送される。第1搬送路A1から搬送されたセメント原料仮焼物は、セメント製造用キルン10の炉体11内で主バーナ12によって焼成され、これによりセメントクリンカが生成する。
生成したセメントクリンカは、クリンカクーラー13に送られる。クリンカクーラー13にて、セメントクリンカは冷却される。冷却されたセメントクリンカは粉砕、分級されてセメントとして利用される。
Cement production is performed in a cement production kiln 10.
In this embodiment, the cement raw material calcined product separated in the solid-gas separator 22 is conveyed to the cement manufacturing kiln 10 by the first conveyance path A1 after passing through the calcium oxide amount control device 55. The cement raw material calcined material transported from the first transport path A1 is fired by the main burner 12 in the furnace body 11 of the cement manufacturing kiln 10, thereby producing cement clinker.
The generated cement clinker is sent to a clinker cooler 13. The cement clinker is cooled in the clinker cooler 13. The cooled cement clinker is crushed and classified and used as cement.

以上のような構成とされた本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101によれば、間接加熱型仮焼炉20にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させるので、間接加熱型仮焼炉20内に高濃度のCOを生成させることができる。また、反応装置50にて、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、生成した炭酸カルシウムを搬送路Cにて間接加熱型仮焼炉20に供給するので、燃焼排ガス中のCOを回収することができる。さらに、燃焼排ガスの温度を、排ガス熱交換器を用いて低減させた後、反応装置にて酸化カルシウムとCOとを反応させるので、反応装置50内でのCOと酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、燃焼排ガス中のCOを回収効率が向上する。したがって、セメント製造設備のCO回収システム101によれば、原料起源のCOと燃料起源のCOとを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のCOとの反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量(燃焼ガスの使用量)を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。 According to the CO 2 recovery system 101 for cement manufacturing equipment of this embodiment configured as described above, the cement raw material is indirectly calcined using combustion gas in the indirect heating type calcining furnace 20. Since the cement raw material calcined product and CO 2 are generated in this way, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calcining furnace 20 . In addition, in the reaction device 50, CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted to generate calcium carbonate, and the generated calcium carbonate is supplied to the indirect heating type calciner 20 through the conveyance path C, so that combustion is possible. CO2 in exhaust gas can be recovered. Furthermore, after reducing the temperature of the combustion exhaust gas using an exhaust gas heat exchanger, calcium oxide and CO 2 are reacted in the reaction device, so that the reaction between CO 2 and calcium oxide in the reaction device 50 is prevented. promoted. Therefore, the efficiency of collecting CO 2 in the combustion exhaust gas is improved. Therefore, according to the CO 2 recovery system 101 for cement manufacturing equipment, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO2 in combustion exhaust gas to preheat cement raw materials, the amount of heat (amount of combustion gas used) when indirectly heating cement raw materials can be reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、セメント製造用キルン10の排ガスを、排ガス熱交換器40の吸気口(配管42a)に搬送するキルン排ガス管14を有する場合は、燃焼排ガス中のCOとともに、セメント製造用キルン10の排ガス中のCOを回収することができる。また、セメント製造用キルン10の排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント製造用キルン10における燃焼ガスの使用量をより少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。 Further, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment includes the kiln exhaust gas pipe 14 that conveys the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 to the intake port (piping 42a) of the exhaust gas heat exchanger 40, CO 2 in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 can be recovered together with the CO 2 in the combustion exhaust gas. In addition, the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln 10 can be reduced by using the reaction heat generated by reacting CO 2 and calcium oxide in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 for preheating cement raw materials. can be made smaller. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、セメント原料仮焼物が酸化カルシウムを含み、間接加熱型仮焼炉20の仮焼物取出口から取り出されたセメント原料仮焼物を、セメント製造用キルンに搬送する第1搬送路A1と、反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する第2搬送路A2とを有する場合は、セメント原料仮焼物を用いて燃焼排ガス中のCOを回収することができる。また、燃焼排ガス中のCOに接触させる酸化カルシウムの量の調整が容易になる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the present embodiment, the cement raw material calcined material contains calcium oxide, and the cement raw material calcined material taken out from the calcined material outlet of the indirect heating type calcining furnace 20 is used for cement production. In the case of having a first conveyance path A1 for conveying to the production kiln and a second conveyance path A2 for conveying to the calcium oxide inlet of the reaction device, CO 2 in the combustion exhaust gas is recovered using the calcined cement raw material. can do. Moreover, it becomes easy to adjust the amount of calcium oxide brought into contact with CO 2 in the combustion exhaust gas.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、第2搬送路A2に冷却器56が配置されている場合は、燃焼排ガスと接触させる酸化カルシウムの温度を低下させることができるので、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させることによって反応熱が発生しても、生成する炭酸カルシウムの温度を所定の温度に保つことができる。このため、燃焼排ガスの温度が上昇しにくくなり、燃焼排ガス中のCOをより高い効率で回収することができる。 Moreover, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, when the cooler 56 is arranged in the second conveyance path A2, the temperature of the calcium oxide brought into contact with the combustion exhaust gas can be lowered. Even if reaction heat is generated by reacting CO 2 in the combustion exhaust gas with calcium oxide, the temperature of the produced calcium carbonate can be maintained at a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the combustion exhaust gas becomes difficult to rise, and CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、セメント製造用キルン10に搬送するセメント原料仮焼物の量と、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送するセメント原料仮焼物の量とを制御する酸化カルシウム量制御装置55を有する場合は、反応装置50に搬送するセメント原料仮焼物(酸化カルシウム)の量を調整することができるので、燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置50に搬送することができ、これにより燃料起源のCOをより高い効率で回収することができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, the amount of cement raw material calcined material to be transported to the cement manufacturing kiln 10 and the amount of cement raw material calcined material to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 50. In the case of having a calcium oxide amount control device 55 that controls the The required amount of calcium oxide can be delivered to the reactor 50, which allows fuel-originated CO 2 to be recovered with higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、酸化カルシウム量制御装置55は、反応装置50のガス導入口(反応管51)から導入されたガスのCO濃度および反応装置50のガス排出口(固気分離装置52)から排気されるガスのCO濃度の一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する場合は、燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置50に確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the present embodiment, the calcium oxide amount control device 55 controls the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet (reaction tube 51 ) of the reaction device 50 . When adjusting the amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 50 based on one or both of the CO 2 concentrations of the gas exhausted from the gas outlet (solid-gas separator 52), the combustion exhaust gas It is possible to reliably supply the reactor 50 with the necessary amount of calcium oxide to recover the CO 2 therein. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、酸化カルシウム量制御装置55は、反応装置50のガス排出口から排気されるガスの温度、炭酸カルシウム取出口から取り出させる炭酸カルシウムの温度の一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する場合は、燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置50に確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。 In the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, the calcium oxide amount control device 55 controls the temperature of the gas exhausted from the gas outlet of the reaction device 50, and the amount of calcium carbonate taken out from the calcium carbonate outlet. When adjusting the amount of calcium oxide to be conveyed to the calcium oxide inlet of the reaction device 50 based on one or both of the temperatures, the amount of calcium oxide required to recover CO 2 in the combustion exhaust gas can be adjusted to the reaction device 50 based on one or both of the temperatures. can be reliably supplied. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、酸化カルシウム量制御装置55は、反応装置50の排ガス導入口から導入されたガスの温度、反応装置50の酸化カルシウム導入口に導入された酸化カルシウムの温度と一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する場合は、燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置50にさらに確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。 Further, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, the calcium oxide amount control device 55 controls the temperature of the gas introduced from the exhaust gas inlet of the reaction device 50 and the temperature of the gas introduced into the calcium oxide inlet of the reaction device 50. When adjusting the amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 50 based on the temperature of the calcium oxide and/or both, it is necessary to adjust the amount of oxidation necessary to recover CO 2 in the combustion exhaust gas. Calcium can be supplied to the reaction device 50 more reliably. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、酸化カルシウム量制御装置55は、反応装置50のガス導入口(反応管51)から導入されたガスのCO濃度および反応装置50のガス排出口(固気分離装置52)から排気されるガスのCO濃度の一方または両方に基づいて、反応装置50の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する場合は、燃焼排ガス中のCOを回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置50に確実に供給することができる。このため、燃焼ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the present embodiment, the calcium oxide amount control device 55 controls the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet (reaction tube 51 ) of the reaction device 50 . When adjusting the amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 50 based on one or both of the CO 2 concentrations of the gas exhausted from the gas outlet (solid-gas separator 52), the combustion exhaust gas It is possible to reliably supply the reactor 50 with the necessary amount of calcium oxide to recover the CO 2 therein. Therefore, CO 2 in the combustion gas can be recovered with even higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、排ガス熱交換器40が、セメント原料投入口と、セメント原料投入口から供給されたセメント原料と燃焼排ガスとを分離する固気分離装置41a、41b、41cとを含むプレヒータであって、プレヒータのセメント原料投入口から供給するセメント原料の量を制御するセメント原料量制御装置を有する構成とされている場合は、燃焼排ガスの熱でセメント原料を予熱するので、セメント原料を間接加熱するときの熱量、すなわち燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, the exhaust gas heat exchanger 40 has a cement raw material input port, and a solid gas separation unit that separates the cement raw material supplied from the cement raw material input port from the combustion exhaust gas. If the preheater includes devices 41a, 41b, and 41c and is configured with a cement raw material amount control device that controls the amount of cement raw material supplied from the cement raw material input port of the preheater, the heat of the combustion exhaust gas Since the cement raw material is preheated, the amount of heat when indirectly heating the cement raw material, that is, the amount of combustion gas used can be reduced. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、反応装置50内に冷却部を有する場合は、冷却部を用いて反応装置50内の温度を低くすることにより、反応装置50内でのCOと酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、燃焼排ス中のCOの回収効率が向上する。 In addition, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment has a cooling section in the reaction device 50, the temperature inside the reaction device 50 is lowered using the cooling section. The reaction between CO 2 and calcium oxide is promoted. Therefore, the recovery efficiency of CO 2 in the combustion exhaust gas is improved.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、冷却部が、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラである場合は、反応装置50内の温度を効率よく低下させることができる。 Further, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, when the cooling unit is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water, the temperature inside the reaction device 50 can be efficiently lowered.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、間接加熱型仮焼炉20の内圧を減圧する減圧装置を有する場合は、間接加熱型仮焼炉20の内圧を減圧することによって、間接加熱型仮焼炉20内での炭酸カルシウムの熱分解温度を下げることができる。これにより、セメント原料を間接加熱するときの熱量、すなわち燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。 In addition, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment includes a pressure reducing device that reduces the internal pressure of the indirectly heated calcining furnace 20, by reducing the internal pressure of the indirectly heated calcining furnace 20, , the thermal decomposition temperature of calcium carbonate in the indirect heating type calcining furnace 20 can be lowered. Thereby, the amount of heat when indirectly heating the cement raw material, that is, the amount of combustion gas used can be reduced. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム101において、反応装置50の内圧を加圧する加圧装置を有する場合は、反応装置50の内圧を加圧することによって、炭酸カルシウムの熱分解温度を高くすることができる。これにより、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムとの反応が促進され、燃焼排ガス中のCOをさらに高い効率で回収することができる。 In addition, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment includes a pressurizing device that pressurizes the internal pressure of the reaction device 50, by pressurizing the internal pressure of the reaction device 50, the thermal decomposition temperature of calcium carbonate is increased. can be made higher. Thereby, the reaction between CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide is promoted, and the CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

また、以上のような構成とされた本実施形態のセメント製造設備のCO回収方法によれば、CO回収工程にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させるので、間接加熱型仮焼炉20内に高濃度のCOを生成させることができる。また、炭酸カルシウム生成工程にて、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、炭酸カルシウム供給工程にて、生成した炭酸カルシウムを搬送路Cにて間接加熱型仮焼炉に供給するので、燃焼排ガス中のCOを回収することができる。さらに、冷却工程にて、燃焼排ガスの温度を、排ガス熱交換器を用いて450℃以下に低減させた後、炭酸カルシウム生成工程にて、燃焼排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させるので、COと酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、燃焼排ガス中のCOを回収効率が向上する。したがって、本実施形態のセメント製造設備のCO回収方法によれば、原料起源のCOと燃料起源のCOとを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のCOとの反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。 Further, according to the CO 2 recovery method of the cement manufacturing equipment of this embodiment configured as described above, in the CO 2 recovery process, cement raw materials are indirectly calcined using combustion gas to produce cement. Since the raw material calcined product and CO 2 are generated, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calciner 20. In addition, in the calcium carbonate generation process, CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted to generate calcium carbonate, and in the calcium carbonate supply process, the generated calcium carbonate is indirectly heated calcined in the conveyance path C. Since it is supplied to the furnace, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered. Furthermore, in the cooling process, the temperature of the combustion exhaust gas is reduced to 450°C or less using an exhaust gas heat exchanger, and then in the calcium carbonate generation process, CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted. , the reaction between CO 2 and calcium oxide is promoted. Therefore, the efficiency of collecting CO 2 in the combustion exhaust gas is improved. Therefore, according to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of the present embodiment, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, the amount of combustion gas used can be reduced by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO 2 in the combustion exhaust gas to preheat cement raw materials.

また、本実施形態のセメント製造設備のCO回収方法において、排ガス熱交換器40に前記燃焼ガスを導入する前に、燃焼排ガスとセメント製造用キルン10において生成した排ガスとを混合して混合排ガスを生成させる混合工程を含み、冷却工程において、混合排ガスを450℃以下に冷却する場合は、燃焼排ガス中のCOとともに、セメント製造用キルンの排ガス中のCOを回収することができる。また、セメント製造用キルン10の排ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの燃焼ガスの使用量およびセメント製造用キルン10における燃焼ガスの使用量をより少なくすることができる。よって、燃料起源のCOの発生量を低減させることができる。 In the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of the present embodiment, before introducing the combustion gas into the exhaust gas heat exchanger 40, the combustion exhaust gas and the exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln 10 are mixed to produce a mixed exhaust gas. When the mixed exhaust gas is cooled to 450° C. or lower in the cooling step, CO 2 in the exhaust gas of the cement production kiln can be recovered together with the CO 2 in the combustion exhaust gas. In addition, by using the reaction heat generated by reacting CO 2 and calcium oxide in the exhaust gas of the cement production kiln 10 for preheating the cement raw materials, the combustion gas when indirectly heating the cement raw materials can be used. The amount of combustion gas used and the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln 10 can be further reduced. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

(第2実施形態)
図1は、本発明の第2実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システムを示す概略構成図である。なお、図2において、図1に示した第1実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システム101と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
(Second embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to a second embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 2, the same components as those of the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment according to the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be simplified.

図2に示すように、第2実施形態に係るセメント製造設備のCO回収システム102は、反応装置50の反応管51に、異排出源CO含有ガス搬送配管80が接続されている。異排出源CO含有ガスは、セメント製造用キルン10および間接加熱型仮焼炉20以外の装置で発生したCO含有ガスである。異排出源CO含有ガスの温度は450℃以下、好ましくは300℃以下である。 As shown in FIG. 2, in the CO 2 recovery system 102 for cement manufacturing equipment according to the second embodiment, a gas conveying pipe 80 containing CO 2 from a different source is connected to the reaction tube 51 of the reaction device 50. The different emission source CO 2 -containing gas is a CO 2 -containing gas generated in a device other than the cement manufacturing kiln 10 and the indirectly heated calciner 20 . The temperature of the gas containing CO 2 from different sources is below 450°C, preferably below 300°C.

本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム102においては、反応管51にて排ガス熱交換器40から送られた混合排ガスと異排出源CO含有ガスとを含むCO含有ガスが存在する。そして、生成したCO含有ガスとセメント原料仮焼物を接触させることによって、炭酸カルシウムとCOが除去された反応生成ガスとを生成させる。 In the CO 2 recovery system 102 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, there is a CO 2 -containing gas containing the mixed exhaust gas sent from the exhaust gas heat exchanger 40 and a different emission source CO 2 -containing gas in the reaction tube 51 . . Then, by bringing the generated CO 2 -containing gas into contact with the calcined cement raw material, a reaction product gas from which calcium carbonate and CO 2 have been removed is generated.

本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム102は、反応管51に異排出源CO含有ガス搬送配管80が接続されていること以外は、図1のセメント製造設備のCO回収システム101と同じであるので、セメント製造設備のCO回収システム101と同様の効果を有する。さらに、本実施形態のセメント製造設備のCO回収システム102は、異排出源CO含有ガス中のCOと酸化カルシウムとを反応させるので、異排出源CO含有ガス中のCOを簡易かつ効率的に回収することができ、大気に放出されるCOを低減することができる。 The CO 2 recovery system 102 of the cement manufacturing equipment of this embodiment is the same as the CO 2 recovery system 102 of the cement manufacturing equipment of FIG. Therefore, it has the same effect as the CO 2 recovery system 101 of cement manufacturing equipment. Furthermore, since the CO 2 recovery system 102 of the cement manufacturing equipment of this embodiment reacts CO 2 in the gas containing CO 2 from different emission sources with calcium oxide, CO 2 in the gas containing CO 2 from different emission sources can be easily recovered. Moreover, it can be efficiently recovered and CO 2 released into the atmosphere can be reduced.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、間接加熱型仮焼炉20は、内部に燃焼ガスが流れる燃焼ガス管23を備える構成とされているが、間接加熱型仮焼炉20は、セメント原料と燃焼ガスとが直接触れずに、炉内温度を調整できるように構成された仮焼炉であればその構成に特に制限はない。間接加熱型仮焼炉20は、固形の熱媒体を用いて炉内温度を調整するものであってもよい。間接加熱型仮焼炉20として、例えば、熱媒体加熱部とセメント原料仮焼部とを有し、熱媒体加熱部にて燃焼ガスを用いて加熱した熱媒体をセメント原料仮焼部に供給することによって炉内温度を調整するものを用いることができる。この間接加熱型仮焼炉では、熱媒体加熱部から排出された燃焼ガスが燃焼排ガスとなる。また、間接加熱型仮焼炉20に接続する固気分離装置22にて分離されたセメント原料仮焼物の一部を熱媒体として、熱媒体加熱部を経て間接加熱型仮焼炉20に返送してもよい。さらに、セメント製造用キルン10で得られたクリンカの一部を熱媒体として、間接加熱型仮焼炉20に供給してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, the indirect heating type calcination furnace 20 is configured to include a combustion gas pipe 23 through which combustion gas flows; There is no particular restriction on the configuration of the calcining furnace as long as it is configured so that the temperature inside the furnace can be adjusted without direct contact with the calciner. The indirect heating type calcining furnace 20 may use a solid heat medium to adjust the temperature inside the furnace. The indirect heating type calcination furnace 20 has, for example, a heat medium heating section and a cement raw material calcination section, and the heat medium heated using combustion gas in the heat medium heating section is supplied to the cement raw material calcination section. It is possible to use a device that adjusts the temperature inside the furnace. In this indirect heating type calciner, the combustion gas discharged from the heat medium heating section becomes combustion exhaust gas. In addition, a part of the calcined cement raw material separated in the solid-gas separator 22 connected to the indirect heating type calcination furnace 20 is returned to the indirect heating type calcination furnace 20 via the heat medium heating section as a heat medium. You can. Furthermore, a part of the clinker obtained in the cement production kiln 10 may be supplied to the indirect heating type calcining furnace 20 as a heat medium.

10 セメント製造用キルン
11 炉体
12 主バーナ
13 クリンカクーラー
14 キルン排ガス管
20 間接加熱型仮焼炉
21 仮焼物取出管
22 固気分離装置
23 燃焼ガス管
30 燃焼排ガス管
31 固気分離装置
40 排ガス熱交換器
41a、41b、41c 固気分離装置
42a、42b、42c 配管
50 反応装置
51 反応管
52 固気分離装置
53 送風機
55 酸化カルシウム量制御装置
56 冷却器
60 反応生成ガス熱交換器
61a、61b、61c 固気分離装置
62a、62b、62c 配管
62d 排ガス管
63 送風機
70 CO熱交換器
71a、71b、71c 固気分離装置
72a、72b、72c 配管
72d 排CO管72d
73 送風機
80 異排出源CO含有ガス搬送配管
101、102 セメント製造設備のCO回収システム
10 Cement production kiln 11 Furnace body 12 Main burner 13 Clinker cooler 14 Kiln exhaust gas pipe 20 Indirect heating type calciner 21 Calcined product take-out pipe 22 Solid gas separation device 23 Combustion gas pipe 30 Combustion exhaust gas pipe 31 Solid gas separation device 40 Exhaust gas Heat exchanger 41a, 41b, 41c Solid-gas separator 42a, 42b, 42c Piping 50 Reactor 51 Reaction tube 52 Solid-gas separator 53 Air blower 55 Calcium oxide amount control device 56 Cooler 60 Reaction product gas heat exchanger 61a, 61b , 61c Solid gas separation device 62a, 62b, 62c Piping 62d Exhaust gas pipe 63 Blower 70 CO 2 heat exchanger 71a, 71b, 71c Solid gas separation device 72a, 72b, 72c Piping 72d Exhaust CO 2 pipe 72d
73 Air blower 80 Different emission source CO 2 containing gas conveyance piping 101, 102 CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment

Claims (16)

セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、CO取出口とを備え、前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させる間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のCO回収システムであって、
前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスを含む排ガスが流れる燃焼排ガス管と、
前記燃焼排ガス管と接続する吸気口と、排気口とを有する排ガス熱交換器と、
前記排ガス熱交換器の前記排気口と接続する排ガス導入口と、酸化カルシウム導入口と、炭酸カルシウム取出口と、ガス排出口とを有し、前記排ガス導入口から導入された排ガスと前記酸化カルシウム導入口から導入された酸化カルシウムとを接触させることにより、前記排ガス中のCOと前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる反応装置と、
前記反応装置の前記炭酸カルシウム取出口から取り出された前記炭酸カルシウムを、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に搬送する搬送装置と、を有するセメント製造設備のCO回収システム。
A cement production kiln, comprising a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO2 outlet, and indirectly calcinates the cement raw material introduced from the raw material inlet using combustion gas. A CO 2 recovery system for a cement manufacturing facility having an indirect heating type calcining furnace that generates a cement raw material calcined product and CO 2 ,
a combustion exhaust gas pipe through which exhaust gas including combustion exhaust gas discharged from the indirect heating calciner flows;
an exhaust gas heat exchanger having an intake port connected to the combustion exhaust gas pipe and an exhaust port;
It has an exhaust gas inlet connected to the exhaust port of the exhaust gas heat exchanger, a calcium oxide inlet, a calcium carbonate outlet, and a gas outlet, and the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet and the calcium oxide A reaction device that causes CO 2 in the exhaust gas to react with the calcium oxide to produce calcium carbonate by bringing the calcium oxide into contact with the calcium oxide introduced from the inlet;
A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment, comprising: a conveying device that conveys the calcium carbonate taken out from the calcium carbonate outlet of the reaction device to the raw material inlet of the indirect heating calciner.
前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスを、前記排ガス熱交換器の前記吸気口に搬送する配管を有する請求項1に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1, further comprising piping that conveys exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln to the intake port of the exhaust gas heat exchanger. 前記セメント原料仮焼物が酸化カルシウムを含み、前記間接加熱型仮焼炉の前記仮焼物取出口から取り出された前記セメント原料仮焼物を、前記セメント製造用キルンに搬送する第1搬送路と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する第2搬送路とを有する請求項1または2に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 a first conveyance path for transporting the calcined cement raw material containing calcium oxide and the calcined cement raw material taken out from the calcined material outlet of the indirect heating type calcining furnace to the cement manufacturing kiln; The CO 2 recovery system for cement production equipment according to claim 1 or 2, further comprising a second conveyance path for conveying the calcium oxide to the calcium oxide inlet of the reaction device. 前記第2搬送路に冷却器が配置されている請求項3に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 3, wherein a cooler is disposed in the second conveyance path. 前記セメント製造用キルンに搬送する前記セメント原料仮焼物の量と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する前記セメント原料仮焼物の量とを制御する酸化カルシウム量制御装置を有する請求項3に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 Claim 3, further comprising a calcium oxide amount control device for controlling the amount of the calcined cement raw material to be transported to the cement manufacturing kiln and the amount of the calcined cement raw material to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device. A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment as described in . 前記酸化カルシウム量制御装置は、前記反応装置の前記排ガス導入口から導入されたガスのCO濃度および前記反応装置の前記ガス排出口から排気されるガスのCO濃度の一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する請求項5に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO2 recovery system for a cement manufacturing facility according to claim 5, wherein the calcium oxide amount control device adjusts the amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device based on one or both of the CO2 concentration of the gas introduced from the exhaust gas inlet of the reaction device and the CO2 concentration of the gas exhausted from the gas exhaust outlet of the reaction device. 前記酸化カルシウム量制御装置は、前記反応装置の前記ガス取出し排出口から排気されるガスの温度、前記炭酸カルシウム取出口から取り出させる炭酸カルシウムの温度の一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する請求項5に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The calcium oxide amount control device controls the amount of calcium oxide in the reaction device based on one or both of the temperature of the gas exhausted from the gas extraction outlet of the reaction device and the temperature of calcium carbonate taken out from the calcium carbonate extraction port. The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 5, wherein the amount of calcium oxide conveyed to the calcium oxide inlet is adjusted. 前記酸化カルシウム量制御装置は、さらに前記反応装置の前記排ガス導入口から導入されたガスの温度、反応装置の前記酸化カルシウム導入口に導入された酸化カルシウムの温度と一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する請求項7に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The calcium oxide amount control device further controls the amount of calcium oxide based on one or both of the temperature of the gas introduced from the exhaust gas introduction port of the reaction device and the temperature of calcium oxide introduced into the calcium oxide introduction port of the reaction device. 8. The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 7, wherein the amount of calcium oxide conveyed to the calcium oxide inlet of the reaction device is adjusted. 前記排ガス熱交換器は、セメント原料投入口と、前記セメント原料投入口から供給されたセメント原料と前記燃焼排ガスとを分離する固気分離装置とを含むプレヒータであって、前記プレヒータの前記セメント原料投入口から供給するセメント原料の量を制御するセメント原料量制御装置を有する請求項1または2に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The exhaust gas heat exchanger is a preheater including a cement raw material input port and a solid-gas separator that separates the cement raw material supplied from the cement raw material input port from the combustion exhaust gas, The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, further comprising a cement raw material amount control device that controls the amount of cement raw material supplied from the input port. 前記反応装置内に、冷却部を有する請求項1または2に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, further comprising a cooling section in the reaction device. 前記冷却部が、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラである請求項10に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 10, wherein the cooling unit is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water. 前記間接加熱型仮焼炉の内圧を減圧する減圧装置を有する請求項1または2に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, further comprising a pressure reducing device that reduces the internal pressure of the indirectly heated calciner. 前記反応装置の内圧を加圧する加圧装置を有する請求項1または2に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, further comprising a pressurizing device that pressurizes the internal pressure of the reaction device. 前記セメント製造用キルンおよび前記間接加熱型仮焼炉を除く他の装置で発生したCO含有ガスを、前記排ガス熱交換器の前記吸気口もしくは前記反応装置の前記排ガス導入口に搬送する配管を有する請求項1または2に記載のセメント製造設備のCO回収システム。 Piping for conveying CO2 - containing gas generated in other equipment other than the cement manufacturing kiln and the indirectly heated calciner to the inlet of the exhaust gas heat exchanger or the exhaust gas inlet of the reaction device. A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, comprising: セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、CO取出口とを備える間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のCO回収方法であって、
前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とCOを生成させて、前記COを回収するCO回収工程と、
前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスを、排ガス熱交換器に導入して450℃以下に冷却する冷却工程と、
450℃以下に冷却された前記燃焼排ガスと酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のCOと前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる炭酸カルシウム生成工程と、
前記炭酸カルシウムを前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に供給する炭酸カルシウム供給工程と、を含むセメント製造設備のCO回収方法。
A method for recovering CO 2 in a cement manufacturing facility having a cement manufacturing kiln, and an indirect heating type calcining furnace comprising a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO 2 outlet, the method comprising:
The cement raw material introduced from the raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace is indirectly heated and calcined using combustion gas to generate a cement raw material calcined product and CO2 , and the CO2 is A CO 2 recovery process to recover;
A cooling step of introducing the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner into an exhaust gas heat exchanger and cooling it to 450 ° C. or less,
A calcium carbonate generation step of causing the CO 2 in the combustion exhaust gas to react with the calcium oxide to generate calcium carbonate by bringing the combustion exhaust gas cooled to 450° C. or lower into contact with calcium oxide;
A CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment, comprising: a calcium carbonate supplying step of supplying the calcium carbonate to the raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace.
前記排ガス熱交換器に前記燃焼ガスを導入する前に、前記燃焼排ガスと前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスとを混合して混合排ガスを生成させる混合工程を含み、前記冷却工程において、前記混合排ガスを450℃以下に冷却する請求項15に記載のセメント製造設備のCO回収方法。 before introducing the combustion gas into the exhaust gas heat exchanger, a mixing step of mixing the combustion exhaust gas and the exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln to generate a mixed exhaust gas; The CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to claim 15, wherein the exhaust gas is cooled to 450°C or less.
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