JP2024039396A - セメント製造設備のｃｏ２回収システムおよびセメント製造設備のｃｏ２回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セメント原料の仮焼炉の加熱方式に関係なくＣＯ２の排出量を削減することができるセメント製造設備のＣＯ２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ２回収方法を提供する。【解決手段】セメント製造用キルン１０と、セメント原料を仮焼する仮焼炉２０を有するセメント製造設備のＣＯ２回収システムであって、仮焼成炉２０から排出される仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、前記仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ２を脱離させて、脱ＣＯ２化物とＣＯ２とを生成させるＣＯ２回収装置３０と、仮焼炉２０から取り出した前記仮焼炉排出セメント原料の一部もしくは全部を、ＣＯ２回収装置３０に搬送する第１搬送路と、ＣＯ２回収装置３０から取り出した前記脱ＣＯ２化物をセメント製造用キルン１０に搬送する第２搬送路と、を有するセメント製造設備のＣＯ２回収システム。【選択図】図１

Description

本発明は、セメント製造設備のＣＯ_２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ_２回収方法に関する。

セメント製造設備では、セメント原料を仮焼炉で仮焼して仮焼物とした後、セメント製造用キルンで焼成することによってセメントを製造する。このセメントの製造時には、ＣＯ_２が多量に発生する。このため、セメント製造設備のＣＯ_２の排出量を削減するためのシステムが検討されている。

セメントの製造時に発生するＣＯ_２を回収するシステムとして、ＣＯ_２をアミン化合物に吸収させるシステムが検討されている（例えば、特許文献１を参照）。また、仮焼温度以上に過熱したセメント原料と、仮焼前のセメント原料とを混合仮焼炉で混合して、仮焼前のセメント原料を加熱して仮焼するシステムが検討されている（例えば、特許文献２を参照）。このシステムによれば、混合仮焼炉内に生成するガスは、仮焼前のセメント原料を仮焼することによって生成するＣＯ_２のみとなるため、高純度のＣＯ_２を回収することができる。

特開２０１１－１９４３８８号公報 特開２００９－２９２７１５号公報

ＣＯ_２をアミン化合物に吸収させるシステムは、アミン化合物からＣＯ_２を脱離するのに熱エネルギーを多く消費し、大規模な設備が必要となるため既存のセメント製造設備に適用することが難しい。また、混合仮焼炉を用いるシステムは、セメント原料を仮焼温度以上に過熱する過熱炉と混合仮焼炉とが必要となる。このため、セメント原料の仮焼炉として、セメント原料をバーナで加熱する方式の仮焼炉を用いている既存のセメント製造設備に適用することが難しい。

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、仮焼炉のセメント原料の加熱方式に関係なくＣＯ_２の排出量を削減することができるセメント製造設備のＣＯ_２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ_２回収方法を提供することにある。

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_２回収システムは、セメント製造用キルンと、セメント原料を仮焼する仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ_２回収システムであって、前記仮焼成炉から排出される仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、前記仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させて、脱ＣＯ_２化物とＣＯ_２とを生成させるＣＯ_２回収装置と、前記仮焼炉から取り出した前記仮焼炉排出セメント原料の一部もしくは全部を、前記ＣＯ_２回収装置に搬送する第１搬送路と、前記ＣＯ_２回収装置から取り出した前記脱ＣＯ_２化物を前記セメント製造用キルンに搬送する第２搬送路と、を有する構成とされている。

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_２回収システムによれば、仮焼炉で生成した仮焼炉排出セメント原料をＣＯ_２回収装置で減圧反応させて、仮焼炉排出セメント原料からＣＯ_２を脱離させることにより、ＣＯ_２を回収できる。このため、仮焼炉のセメント原料の加熱方式に関係なくＣＯ_２の排出量を削減することができる。

本発明の態様２は、態様１のセメント製造設備のＣＯ_２回収システムにおいて、前記第１搬送路から分岐して、前記仮焼炉排出セメント原料の一部を前記仮焼炉に搬送する第１分岐路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_２回収システムによれば、仮焼炉排出セメント原料を仮焼炉に戻し、循環させることで、ＣＯ_２回収装置に送る原料の量を増やし、ＣＯ_２回収装置内でセメント原料が脱炭酸するのに必要な熱量を確保することができ、これにより、ＣＯ_２の回収量を増加させることができる。

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_２回収システムにおいては、前記第１搬送路から分岐して、前記仮焼炉排出セメント原料の一部を前記セメント製造用キルンに搬送する第２分岐路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_２回収システムによれば、前記仮焼炉排出セメント原料の一部をセメント製造用キルンに供給し、ＣＯ_２回収装置に供給する前記仮焼炉排出セメント原料の量を調整することにより、ＣＯ_２回収装置を安定して稼働させることができる。

本発明の態様４は、態様１から態様３のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ_２回収システムにおいて、前記仮焼炉から排気された排ガスの一部を前記仮焼炉に戻す配管を有す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_２回収システムによれば、仮焼炉内のＣＯ_２濃度が高くなるので、仮焼炉内でのセメント原料の熱分解反応が抑えられる。このため、ＣＯ_２回収装置でのＣＯ_２の生成量が増加し、ＣＯ_２の回収量が増大する。

本発明の態様５は、態様１から態様４のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ_２回収システムにおいて、前記仮焼炉に接続された、前記仮焼炉から排気された排ガスとセメント原料とを接触させることによって、前記セメント原料の加熱物を生成させるセメント原料用の第１プレヒータと、前記第１プレヒータから取り出された前記セメント原料の加熱物を前記仮焼炉に搬送する第３搬送路を有し、前記第１プレヒータから取り出された前記排ガスの一部を前記仮焼炉に戻す配管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_２回収システムによれば、仮焼炉内に導入されるセメント原料が加熱されているので、セメント原料を仮焼するときの熱量を少なくできる。このため、セメント製造時に発生するＣＯ_２量を低減できる。
そして、仮焼炉内のＣＯ_２濃度が高くなるので、仮焼炉内でのセメント原料の熱分解反応が抑えられる。このため、ＣＯ_２回収装置でのＣＯ_２の生成量が増加し、ＣＯ_２の回収量が増大する。

本発明の態様６は、態様１から態様５のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ_２回収システムにおいて、前記ＣＯ_２回収装置に接続された、前記ＣＯ_２回収装置から取り出された前記ＣＯ_２とセメント原料とを接触させることによって、前記セメント原料の加熱物を生成させるセメント原料用の第２プレヒータと、前記第２プレヒータから取り出された前記セメント原料の加熱物を前記仮焼炉に搬送する第４搬送路を有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_２回収システムによれば、仮焼炉内に導入されるセメント原料が加熱されているので、セメント原料を仮焼するときの熱量を少なくできる。このため、セメント製造時に発生するＣＯ_２量を低減できる。

本発明の態様７のセメント製造設備のＣＯ_２回収方法は、セメント製造用キルンと、セメント原料を仮焼する仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ_２回収方法であって、前記仮焼炉を用いて前記セメント原料を仮焼する工程と、前記仮焼炉から排出される仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、前記仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させて、前記ＣＯ_２を回収する工程と、を含む構成とされている。

このような構成とされた本発明の態様７のセメント製造設備のＣＯ_２回収方法によれば、仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させて、前記仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させることにより、仮焼炉の方式に関係なくＣＯ_２を回収することができる。

本発明によれば、仮焼炉のセメント原料の加熱方式に関係なくＣＯ_２の排出量を削減することができるセメント製造設備のＣＯ_２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ_２回収方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ_２回収システムを示す概略構成図である。

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_２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ_２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。

図１は、本発明の一実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ_２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_２回収システム１００は、セメント製造用キルン１０と、仮焼炉２０とを有する。

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は一方の端部に仮焼炉排出セメント原料導入部を有し、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に接続されている。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、仮焼炉２０から排出される仮焼炉排出セメント原料仮焼炉排出セメント原料を、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_２を生成させる。生成したＣＯ_２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、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。

仮焼炉２０は、セメント原料を仮焼する。仮焼炉２０から排出される仮焼炉排出セメント原料には、未仮焼のセメント原料が含まれる。
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_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３）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仮焼炉排出セメント原料とＣＯ_２とが生成する。

仮焼炉２０は、下部にバーナの原料の導入口を、側部にセメント原料の導入口を、上部に仮焼物取出口を備える。
バーナの原料としては、石炭、石油などの化石燃料を用いることができる。本実施形態では、石炭等とクリンカクーラー１３から取り出された高温空気ＣＧとを含む混合物を用いる。

仮焼物取出口は、仮焼物取出管２１に接続されている。仮焼物取出管２１は、セメント原料を仮焼することによって生成した仮焼生成物の取出口である。仮焼生成物は、仮焼炉排出セメント原料と、石灰石の熱分解によって生成したＣＯ_２および燃焼排ガスを含む。仮焼物取出管２１の端部は、固気分離装置２２に接続されている。さらに、仮焼物取出管２１はキルン排ガス管１４が接続されている。固気分離装置２２には、仮焼物取出管２１から供給される仮焼生成物とキルン排ガス管１４から供給されるキルン排ガスとを含む固気混合物が送られる。

固気分離装置２２は、固気混合物に含まれる固体（仮焼炉排出セメント原料）と排ガス（石灰石の熱分解によって生成したＣＯ_２および燃焼排ガス）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、第１プレヒータ４０（配管４２ａ）に接続されている。

第１プレヒータ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、排ガス管４２ｄが接続されている。排ガス管４２ｄには、送風機４３が配置されている。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の固形物取出口は第３搬送路Ｄに接続されている。第３搬送路Ｄは、仮焼炉２０のセメント原料の導入口に接続されている。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。第１プレヒータ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、仮焼炉２０から排気され、固気分離装置２２で分離された排ガス（石灰石の熱分解によって生成したＣＯ_２および燃焼排ガス）とを接触させて、セメント原料を予熱する。固気分離装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃのいずれか、特に最上段の固気分離装置４１ｃは、分離した排ガスの一部を仮焼炉２０に戻す配管（不図示）に接続されていてもよい。

固気分離装置２２の仮焼炉排出セメント原料取出口は搬送路Ａに接続されている。また、固気分離装置２２の気体取出口は、分離した排ガスの一部を仮焼炉２０に戻す配管（不図示）に接続されていてもよい。搬送路Ａとしては、パイプラインなど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、第１振り分け装置２５に接続されている。第１振り分け装置２５は、搬送路Ａ１と第１分岐路Ａ２とに接続されている。第１振り分け装置２５は、搬送路Ａから送られた仮焼炉排出セメント原料を搬送路Ａ１と第１分岐路Ａ２と振り分ける。搬送路Ａ１は、第２振り分け装置２６に接続されている。第１分岐路Ａ２は仮焼炉２０のセメント原料の導入口に接続されている。第２振り分け装置２６は、搬送路Ａ１１と第２分岐路Ａ１２とに接続されている。搬送路Ａ１１は、ＣＯ_２回収装置３０に接続されている。第２分岐路Ａ１２は、セメント製造用キルン１０の仮焼炉排出セメント原料導入部に接続されている。搬送路Ａと搬送路Ａ１と搬送路Ａ１１とで、仮焼炉２０から取り出した仮焼炉排出セメント原料の一部もしくは全部を、ＣＯ_２回収装置３０に搬送する第１搬送路を形成する。

ＣＯ_２回収装置３０は、仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、仮焼炉排出セメント原料からＣＯ_２を脱離させて、脱ＣＯ_２化物とＣＯ_２とを生成させる。ＣＯ_２回収装置３０は、下部に脱ＣＯ_２化物の取出口を、側部に仮焼炉排出セメント原料の導入口を、上部にＣＯ_２取出口を備える。下部に脱ＣＯ_２化物の取出口は第２搬送路Ｂに接続されている。第２搬送路Ｂは、セメント製造用キルン１０の仮焼炉排出セメント原料導入部に接続されている。ＣＯ_２回収装置３０の内部温度は、内部に導入される仮焼炉排出セメント原料の熱によって調整されるが、ＣＯ_２回収装置３０は内部温度を調整するための加熱装置を有してもよい。

ＣＯ_２回収装置３０のＣＯ_２取出口は、ＣＯ_２取出管３１に接続されている。ＣＯ_２取出管３１の他方の端部は、固気分離装置３２に接続されている。固気分離装置３２は、ＣＯ_２とＣＯ_２に連行されて取り出された脱ＣＯ_２化物とを分離する。固気分離装置３２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３２の気体取出口は、第２プレヒータ５０（配管５２ａ）に接続されている。固気分離装置３２の脱ＣＯ_２化物は、搬送路Ｃに接続されている。搬送路Ｃは、セメント製造用キルン１０の仮焼炉排出セメント原料導入部に接続されている。

第２プレヒータ５０は、上下方向に直列的に配置された３つの固気分離装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、固気分離装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃを接続する配管５２ａ、５２ｂ、５２ｃとを有する。最上段の固気分離装置５１ｃは、排ＣＯ_２管５２ｄが接続されている。排ＣＯ_２管５２ｄには、送風機５３が配置されている。最上段の固気分離装置５１ｃと中段の固気分離装置５１ｂとの間の配管５２ｃに、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５１ａの固形物取出口は第４搬送路Ｅと接続されている。第４搬送路Ｅは、仮焼炉２０の原料導入口と接続している。固気分離装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃとしては、例えば、サイクロンを用いることができる。第２プレヒータ５０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_２とを接触させることによって、セメント原料を予熱する。

次に、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム１００を用いたＣＯ_２の回収方法とセメントの製造方法について説明する。
ＣＯ_２の回収方法は、仮焼炉排出セメント原料生成工程と、ＣＯ_２回収工程とを有している。

仮焼炉排出セメント原料生成工程では、仮焼炉２０を用いてセメント原料を仮焼して、仮焼炉排出セメント原料を生成させる。セメント原料としては、第１プレヒータ４０、第２プレヒータ５０で加熱された加熱物が用いられる。仮焼炉排出セメント原料生成工程は、仮焼炉２０で行われる。本実施形態では、仮焼炉２０において石炭等を燃料とし、高温空気ＣＧを燃焼用空気としたバーナで、セメント原料を加熱して仮焼する。仮焼炉２０内の温度は、例えば、８００℃以上９００℃以下の範囲内である。

仮焼炉２０内にて生成した仮焼生成物（仮焼炉排出セメント原料、石灰石の熱分解によって生成したＣＯ_２および燃焼排ガス）は、仮焼物取出管２１を介して固気分離装置２２に送られる。固気分離装置２２にて、仮焼生成物は、固体（仮焼炉排出セメント原料）と排ガス（石灰石の熱分解によって生成したＣＯ_２および燃焼排ガス）を分離される。分離された排ガスは、第１プレヒータ４０に送られる。仮焼炉排出セメント原料は、搬送路Ａに送られる。

第１プレヒータ４０に送られた排ガスは、上方に向かって流れている。この排ガスに対して、セメント原料が配管４２ｃから供給される。配管４２ｃに供給されたセメント原料は、配管４２ｃを流れる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、セメント原料と排ガスとは分離され、分離されたセメント原料は、第３搬送路Ｄにて仮焼炉２０の原料導入口に送られる。セメント原料と排ガスとが接触することによって、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、排ガスの温度は低下する。温度が低下した排ガスは、排ガス管４２ｄを通って外部に放出される。

搬送路Ａに送られた仮焼炉排出セメント原料は、第１振り分け装置２５に送られる。第１振り分け装置２５にて、仮焼炉排出セメント原料は、搬送路Ａ１と第１分岐路Ａ２とに振り分けられる。第１分岐路Ａ２に振り分けられた仮焼炉排出セメント原料は、仮焼炉内を循環させることで、同炉内で加熱されるセメント原料および仮焼炉排出セメント原料を増量し、ＣＯ_２回収装置３０への供給量を増加させ、ＣＯ_２回収装置３０で石灰石を熱分解するための熱源として利用される。なお、仮焼炉排出セメント原料の循環量は、仮焼炉２０の処理容量、搬送路Ａ１および第１分岐路Ａ２における搬送能力に応じて、適宜設定される。

搬送路Ａ１に振り分けられた仮焼炉排出セメント原料は、第２振り分け装置２６に送られる。第２振り分け装置２６にて、仮焼炉排出セメント原料は搬送路Ａ１１と第２分岐路Ａ１２とに振り分けられる。第２分岐路Ａ１２にて振り分けられた仮焼炉排出セメント原料は、セメント製造用キルン１０の仮焼炉排出セメント原料導入部に送られ、セメントキルンの原料として利用される。搬送路Ａ１１に振り分けられた仮焼炉排出セメント原料は、ＣＯ_２回収装置３０の仮焼炉排出セメント原料導入口に送られる。仮焼炉排出セメント原料の一部を仮焼炉２０あるいはセメント製造用キルン１０に送って、ＣＯ_２回収装置３０に供給される仮焼炉排出セメント原料の量を調整することにより、ＣＯ_２回収装置３０内の顕熱を確保することができる。搬送中の仮焼炉排出セメント原料の温度は、例えば、８００℃以上９００℃以下の範囲内である。

ＣＯ_２回収工程は、ＣＯ_２回収装置３０にて行われる。ＣＯ_２回収工程では、ＣＯ_２回収装置３０内を減圧して、仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させる。ＣＯ_２回収装置３０内を減圧する方法としては、例えば、送風機５３に減圧タイプの送風機を用いることである。ＣＯ_２回収装置３０内の圧力は、例えば、１０．１ｋＰａ（０．１気圧）以上９１．２ｋＰａ（０．９気圧）以下の範囲内である。ＣＯ_２回収装置３０内の温度は、例えば、７００℃以上８００℃以下の範囲内である。

仮焼炉排出セメント原料からＣＯ_２が脱離した脱ＣＯ_２化物は、脱ＣＯ_２化物の取出口から取り出されて、第２搬送路Ｂにより、セメント製造用キルン１０の仮焼炉排出セメント原料導入部に送られ、セメントキルンの原料として利用される。また、ＣＯ_２回収装置３０にて回収されたＣＯ_２は、ＣＯ_２取出管３１にて取り出され、固気分離装置３２にてＣＯ_２に連行されて取り出された脱ＣＯ_２化物と分離された後、第２プレヒータ５０に送られる。第２プレヒータ５０にて、ＣＯ_２とセメント原料とが接触することによって、ＣＯ_２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_２の温度は低下する。熱交換されたＣＯ_２は、第２プレヒータ５０の排ＣＯ_２管５２ｄから外部に取り出される。外部に取り出されたＣＯ_２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５１ａで分離され、第４搬送路Ｅによって仮焼炉２０の原料導入口に搬送される。

ＣＯ_２回収装置３０におけるＣＯ_２の回収効率は、導入される仮焼炉排出セメント原料の流量や当該仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料の割合、さらには回収装置内の圧力、当該装置内での仮焼炉排出セメント原料の滞留時間等によって異なる。

セメントの製造は、セメント製造用キルン１０で行われる。
第２分岐路Ａ１２から搬送された仮焼炉排出セメント原料および第２搬送路Ｂおよび搬送路Ｃから搬送された脱ＣＯ_２化物は、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。

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_２回収システム１００によれば、仮焼炉２０で生成した仮焼炉排出セメント原料をＣＯ_２回収装置３０で減圧反応させて、仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させることにより、ＣＯ_２を回収できる。このため、仮焼炉２０のセメント原料の加熱方式に関係なくＣＯ_２の排出量を削減することができる。

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム１００において、搬送路Ａから分岐して、仮焼炉排出セメント原料の一部を仮焼炉２０に搬送する第１分岐路Ａ２を有する場合、仮焼炉排出セメント原料を仮焼炉２０に戻し、循環させることで、ＣＯ_２回収装置３０に送る原料の量を増やし、ＣＯ_２回収装置３０内でセメント原料が脱炭酸するのに必要な熱量を確保することができ、ＣＯ_２の回収量を増加させることができる。

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム１００において、搬送路Ａ１から分岐して、仮焼炉排出セメント原料の一部をセメント製造用キルン１０に搬送する第２分岐路Ａ１２を有する場合、仮焼炉排出セメント原料の一部をセメント製造用キルン１０に供給し、ＣＯ_２回収装置３０に供給する仮焼炉排出セメント原料の量を調整することにより、ＣＯ_２回収装置３０を安定して稼働させることができる。

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム１００において、仮焼炉２０から排気された排ガスの一部を仮焼炉２０に戻す配管を有する場合、仮焼炉２０内のＣＯ_２濃度が高くなるので、仮焼炉２０内でのセメント原料の熱分解反応が抑えられる。このため、ＣＯ_２回収装置３０でのＣＯ_２の生成量が増加し、ＣＯ_２の回収量が増大する。

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム１００において、仮焼炉２０に接続された第１プレヒータ４０と、第１プレヒータ４０から取り出されたセメント原料の加熱物を仮焼炉２０に搬送する第３搬送路Ｄを有し、第１プレヒータ４０から取り出された排ガスの一部を仮焼炉２０に戻す配管を有する場合、仮焼炉２０内に導入されるセメント原料が加熱されているので、セメント原料を仮焼するときの熱量を少なくできる。このため、セメント製造時に発生するＣＯ_２量を低減できる。
そして、仮焼炉２０内のＣＯ_２濃度が高くなるので、仮焼炉２０内でのセメント原料の熱分解反応が抑えられる。このため、ＣＯ_２回収装置３０でのＣＯ_２の生成量が増加し、ＣＯ_２の回収量が増大する。

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム１００において、ＣＯ_２回収装置３０に接続された第２プレヒータ５０と、第２プレヒータ５０から取り出されたセメント原料の加熱物を仮焼炉２０に搬送する第４搬送路Ｅを有する場合、仮焼炉２０内に導入されるセメント原料が加熱されているので、セメント原料を仮焼するときの熱量を少なくできる。このため、セメント製造時に発生するＣＯ_２量を低減できる。

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_２回収方法によれば、仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させて、仮焼炉排出セメント原料からＣＯ_２を脱離させることにより、ＣＯ_２を回収することができる。このため、仮焼炉のセメント原料の加熱方式に関係なくＣＯ_２の排出量を削減することができる。

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、仮焼炉２０として、セメント原料をバーナで加熱する方式の加熱炉を用いた構成とされているが、仮焼炉２０の加熱方式はこれに限定されるものではない。

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
２０ 仮焼炉
２１ 仮焼物取出管
２２ 固気分離装置
２５ 第１振り分け装置
２６ 第２振り分け装置
３０ ＣＯ_２回収装置
３１ ＣＯ_２取出管
３２ 固気分離装置
４０ 第１プレヒータ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 固気分離装置
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 配管
４２ｄ 排ガス管
４３ 送風機
５０ 第２プレヒータ
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 固気分離装置
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 配管
５２ｄ 排ＣＯ_２管
５３ 送風機
１００ 回収システム

Claims (7)

1. セメント製造用キルンと、セメント原料を仮焼する仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ_２回収システムであって、
   前記仮焼成炉から排出される仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、前記仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させて、脱ＣＯ_２化物とＣＯ_２とを生成させるＣＯ_２回収装置と、
   前記仮焼炉から取り出した前記仮焼炉排出セメント原料の一部もしくは全部を、前記ＣＯ_２回収装置に搬送する第１搬送路と、
   前記ＣＯ_２回収装置から取り出した前記脱ＣＯ_２化物を前記セメント製造用キルンに搬送する第２搬送路と、を有するセメント製造設備のＣＯ_２回収システム。
2. 前記第１搬送路から分岐して、前記仮焼炉排出セメント原料の一部を前記仮焼炉に搬送する第１分岐路を有する請求項１に記載のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム。
3. 前記第１搬送路から分岐して、前記仮焼炉排出セメント原料の一部を前記セメント製造用キルンに搬送する第２分岐路を有する請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム。
4. 前記仮焼炉から排気された排ガスの一部を前記仮焼炉に戻す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_２回収システム。
5. 前記仮焼炉に接続された、前記仮焼炉から排気された排ガスとセメント原料とを接触させることによって、前記セメント原料の加熱物を生成させるセメント原料用の第１プレヒータと、前記第１プレヒータから取り出された前記セメント原料の加熱物を前記仮焼炉に搬送する第３搬送路を有し、
   前記第１プレヒータから取り出された前記排ガスの一部を前記仮焼炉に戻す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_２回収システム。
6. 前記ＣＯ_２回収装置に接続された、前記ＣＯ_２回収装置から取り出された前記ＣＯ_２とセメント原料とを接触させることによって、前記セメント原料の加熱物を生成させるセメント原料用の第２プレヒータと、前記第２プレヒータから取り出された前記セメント原料の加熱物を前記仮焼炉に搬送する第４搬送路を有する請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ_２回収システム。
7. セメント製造用キルンと、セメント原料を仮焼する仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ_２回収方法であって、
   前記仮焼炉を用いて前記セメント原料を仮焼する工程と、
   前記仮焼炉から排出される仮焼炉排出セメント原料を減圧反応させることによって、前記仮焼炉排出セメント原料に含まれる未仮焼のセメント原料からＣＯ_２を脱離させて、前記ＣＯ_２を回収する工程と、を含むセメント製造設備のＣＯ_２回収方法。

Images