JP4131417B2 - Method for reducing organochlorine compounds in exhaust gas from cement production facilities - Google Patents
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この発明はセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法、詳しくはセメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を吸着し、燃料として分解することで熱処理し、その排出量を低減可能な技術に関する。 The present invention relates to a method for reducing organochlorine compounds in exhaust gas from a cement production facility, and more specifically, adsorbs organic chlorinated compounds such as dioxins and PCBs emitted from the cement production facility, decomposes them as fuel, and heat treats them, and the amount of emissions It is related with the technology which can reduce.
ダイオキシン(PCDDs)は、ポリ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン(Poly chloro dibenzo−p−dioxin)の略称で、有機塩素化合物の一種である。このダイオキシンに類似したものに、ポリ・クロロ・ジベンゾフラン(PCDFs:Poly chloro dibenzo−furan)が知られている。
特に、PCDDsの四塩化物(T4CDDs)であるテトラ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン(Tetra chloro dibenzo−p−dioxin)に属して、2,3,7,8の位置に塩素を持った2,3,7,8−T4CDDは猛毒である。
2,3,7,8−テトラクロロ体は、トリクロロフェノール、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸製造時の副産物として得られ、そしてジベンゾ−P−ジオキシンの塩素化により得られる。融点は306〜307℃である。
Dioxins (PCDDs) are abbreviations of poly chloro dibenzo-p-dioxin and are a kind of organic chlorine compounds. Poly chloro dibenzofuran (PCDFs) is known as an analog of this dioxin.
In particular, it belongs to Tetra chloro dibenzo-p-dioxin, which is a tetrachloride of PCDDs (T4CDDs), and has chlorine at positions 2, 3, 7, 8 3,7,8-T4CDD is highly toxic.
The 2,3,7,8-tetrachloro form is obtained as a by-product in the production of trichlorophenol, 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid, and is obtained by chlorination of dibenzo-P-dioxin. The melting point is 306-307 ° C.
また、人体に有害とされる別の有機塩素化合物として、例えばPCB(ポリ塩化ビフェニル)が知られている。PCBは、化学的安定性、絶縁性、不燃性、粘着性に優れており、発電所、鉄道、ビルなどの電気設備に搭載されるトランス、コンデンサの絶縁油として利用されてきた。しかしながら、ダイオキシンと同等の毒性を有するコプラナーPCBを含んでいる。そのため、1974年に法律でPCBの製造、流通および新規の使用が禁止されるに至った。 Further, as another organic chlorine compound that is harmful to the human body, for example, PCB (polychlorinated biphenyl) is known. PCB is excellent in chemical stability, insulation, nonflammability, and adhesiveness, and has been used as an insulating oil for transformers and capacitors mounted in electric facilities such as power plants, railways, and buildings. However, it contains a coplanar PCB that has the same toxicity as dioxin. Therefore, in 1974, the law prohibits the manufacture, distribution and new use of PCBs.
PCBの処理方法としては、例えば、PCBを高温で熱処理する焼却処理方法、PCBを脱塩素化処理する脱塩素化分解法、超臨界水を使用してPCBを二酸化炭素と水とに分解する超臨界水酸化分解法などが開発されている。このうちの焼却処理方法では、PCBの熱処理ガスを冷却する際、ダイオキシン類が合成されてしまうことが懸念されている。 Examples of the PCB treatment method include an incineration treatment method in which PCB is heat-treated at a high temperature, a dechlorination decomposition method in which PCB is dechlorinated, and a supercritical water in which PCB is decomposed into carbon dioxide and water. A critical hydrolytic decomposition method has been developed. Of these, incineration methods are concerned that dioxins are synthesized when the heat treatment gas of PCB is cooled.
そこで、これらを解消する従来技術として、例えば特許文献1および特許文献2が知られている。
特許文献1は、セメント製造設備の排ガスを集塵機に供給し、有機塩素化合物を含む集塵ダストを捕集し、この捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、セメント製造設備の800℃以上の高温部に投入する方法を示している。ダイオキシン類は800℃前後で熱分解されるため、この方法により、ダイオキシン類を効率的に分解して無害化することができる。
また、集塵機から排出され、煙道より大気開放される脱塵ガス中にも、気化した有機塩素化合物が若干量含まれている。この対策として、特許文献1では、脱塵ガス中のダイオキシン濃度を低下させる方法が記載されている。これは、セメント製造設備のうち、温度が30〜400℃の地点(低温部)から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法である。すなわち、低温部から導出された排ガスは、セメント製造設備の高温部からの排ガスに比べて、有機塩素化合物が濃縮(低温濃縮)されている。その結果、このように有機塩素化合物が高濃度になった集塵ダストを集塵処理により除去すれば、脱塵ガス中のダイオキシン類の濃度は低下するというものである。
Thus, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are known as conventional techniques for solving these problems.
Patent Document 1 supplies exhaust gas from a cement production facility to a dust collector, collects dust collection dust containing an organic chlorine compound, and collects at least a part of the collected dust collection dust at 800 ° C. or higher in the cement production facility. This shows a method of putting it in the high temperature part. Since dioxins are thermally decomposed at around 800 ° C., this method can efficiently decompose and detoxify dioxins.
In addition, a small amount of the vaporized organochlorine compound is contained in the dedusted gas discharged from the dust collector and released to the atmosphere from the flue. As a countermeasure against this, Patent Document 1 describes a method of reducing the dioxin concentration in the dedusted gas. This is a method in which exhaust gas is drawn from a point (low temperature part) having a temperature of 30 to 400 ° C. in a cement manufacturing facility and supplied to a dust collector. That is, in the exhaust gas derived from the low temperature part, the organic chlorine compound is concentrated (low temperature concentration) compared to the exhaust gas from the high temperature part of the cement manufacturing facility. As a result, the concentration of dioxins in the dust removal gas decreases if the dust collection dust having a high organochlorine compound concentration is removed by the dust collection treatment.
特許文献2は、外部からセメント工場に運び込まれたPCB含有物を、ロータリーキルン内に投入し、これをセメントクリンカを焼成するときの熱(1000℃以上)により加熱してPCBを熱分解し、この熱分解時に発生した排ガスをロータリーキルン外に導出した後、20℃/秒以上の冷却速度で急冷する方法を示している。排ガスを20℃/秒以上で冷却することにより、ダイオキシン類の合成量が増加する温度領域を短時間で通過する。その結果、ダイオキシン類の発生を防ぎながら、PCBを分解することができる。
このように、特許文献1によれば、排ガスを集塵機に通して捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、通常運転時に800℃以上となるセメント製造設備の高温部に投入し、集塵ダストに吸着されたダイオキシン類を熱分解していた。その際、煙道から大気開放される脱塵ガス(集塵機通過ガス)中の有機塩素化合物の対策として、セメント製造設備のうち、温度が30〜400℃の地点(低温部)から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法が採用されていた。しかしながら、この対策では、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類を十分に低減させることができなかった。 Thus, according to Patent Document 1, at least a part of the dust collected by passing the exhaust gas through the dust collector is put into a high temperature part of a cement manufacturing facility that is 800 ° C. or higher during normal operation, and the dust is collected. Dioxins adsorbed by dust were pyrolyzed. At that time, as a measure against organochlorine compounds in the dedusted gas (dust collector passing gas) released from the flue to the atmosphere, the exhaust gas is drawn out from the point where the temperature is 30 to 400 ° C. (low temperature part) in the cement production facility, The method of supplying this to a dust collector was adopted. However, with this measure, dioxins discharged from the cement production facility could not be reduced sufficiently.
一方、特許文献2は、セメント製造設備の系外(外部)から搬入されたPCB含有物を、ロータリーキルン内で1000℃以上に加熱して熱分解させるものであった。しかしながら、この方法では、セメント製造設備内で発生したPCBを除去することができなかった。 On the other hand, Patent Document 2 is to thermally decompose a PCB-containing material carried from outside (external) of a cement manufacturing facility by heating to 1000 ° C. or higher in a rotary kiln. However, this method could not remove PCB generated in the cement production facility.
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、燃料を兼ねた例えば石炭微粉末、活性炭微粉末およびコークス微粉末(オイルコークス微粉末を含む)など、有機塩素化合物の吸着機能を有する吸着粉を、焼成時に発生した排ガス中に供給することで、排ガス中に含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を吸着粉に吸着させ、その後、この有機塩素化合物を含む吸着粉を集塵機により捕集して、捕集された吸着粉を焼成時の燃料に使用するようにすれば、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができるとともに、焼成用の燃料の節約を図ることができることを知見し、この発明を完成させた。
しかも、集塵機として有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有するバグフィルタを採用するとともに、排ガスが、電気集塵機を通過した脱塵ガスとすれば、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量を、さらに低減させることができることを知見し、この発明を完成させた。
Accordingly, as a result of earnest research, the inventor calcined adsorbent powder having an adsorption function of organic chlorine compounds such as coal fine powder, activated carbon fine powder and coke fine powder (including oil coke fine powder) that also serve as fuel. By supplying it into the exhaust gas generated at times, organic chlorine compounds such as dioxins and PCBs contained in the exhaust gas are adsorbed on the adsorbent powder, and then the adsorbent powder containing this organic chlorine compound is collected by a dust collector, If the collected adsorbent powder is used as fuel for firing, the amount of dioxins discharged from the cement production facility and organochlorine compounds such as PCBs can be further reduced, and firing As a result, the present invention has been completed.
Moreover, if a bag filter having a filter cloth with an organochlorine compound decomposition catalyst is used as a dust collector, and if the exhaust gas is a dedusted gas that has passed through the electric dust collector, dioxins and PCBs discharged from the cement production facility, etc. The inventors have found that the amount of organochlorine emissions can be further reduced, and have completed this invention.
この発明は、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量を低減させることができ、しかも燃料の節約を図ることができるセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法を提供することを目的としている。 This invention can reduce the discharge amount of organic chlorine compounds such as dioxins and PCBs discharged from a cement manufacturing facility, and can reduce the amount of organic chlorine compounds in the exhaust gas of a cement manufacturing facility that can save fuel. It aims to provide a method .
請求項1に記載の発明は、ロータリキルンにてセメント原料からセメントクリンカを焼成する際に発生した、有機塩素化合物を含有するプレヒータ排ガスを電気集塵機において脱塵する工程と、脱塵後の排ガス中に吸着粉を供給することで、排ガス中の有機塩素化合物をこの吸着粉に吸着させる有機物吸着工程と、この有機塩素化合物を含む吸着粉を含有する210℃〜230℃の排ガスから、チタン−バナジウム系の有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有する集塵機により、この吸着粉を捕集する捕集工程と、この捕集した吸着粉を、ロータリーキルンの燃焼バーナよりセメントクリンカの焼成時の燃料としてロータリキルンに供給することにより、この吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。 The invention according to claim 1 includes a step of dedusting a preheater exhaust gas containing an organic chlorine compound generated when firing cement clinker from a cement raw material in a rotary kiln in an electric dust collector, Titanium-vanadium from an organic substance adsorption step for adsorbing the organic chlorine compound in the exhaust gas to the adsorbed powder by supplying adsorbed powder to the adsorbed powder, and from 210 ° C to 230 ° C exhaust gas containing the adsorbed powder containing the organic chlorine compound The collection process of collecting the adsorbed powder by a dust collector having a filter cloth with an organic chlorine compound decomposition catalyst, and the collected adsorbed powder as a fuel for burning cement clinker from the combustion burner of the rotary kiln. by supplying the kiln, cement manufacturing set having a decomposing decomposition step of organic chlorine compounds adsorbed on the adsorbent powder Organic chlorine compounds in the exhaust gas is reduced way.
請求項1に記載の発明によれば、セメントクリンカの焼成時に発生した有機塩素化合物を含む排ガス中に吸着粉を供給する。これにより、排ガス中に含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物が吸着粉に吸着される(有機物吸着工程)。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は、排ガスとともに集塵機に吸引され、ここで集塵ダストとして捕集される(集塵工程)。
捕集された吸着粉は、セメントクリンカの焼成工程に送られ、ここでセメントクリンカの焼成用の燃料として燃焼し、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を熱分解して無害化する(分解工程)。これにより、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the adsorbed powder is supplied into the exhaust gas containing the organic chlorine compound generated when the cement clinker is fired. Thereby, organic chlorine compounds, such as dioxins contained in exhaust gas, and PCB, are adsorbed by adsorbent powder (organic substance adsorption process).
Thereafter, the adsorbed powder containing the organic chlorine compound is sucked into the dust collector together with the exhaust gas, and is collected as dust collecting dust here (dust collecting step).
The collected adsorbed powder is sent to the cement clinker firing process, where it is burned as a fuel for firing the cement clinker, and the organochlorine compound adsorbed on the adsorbed powder is thermally decomposed to be detoxified (decomposition process) ). Thereby, the discharge | release amount of organochlorine compounds, such as dioxins and PCB which are discharged | emitted from a cement manufacturing facility, can be reduced more. In addition, fuel for firing can be saved.
吸着粉とは、排ガス中のダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を吸着可能な粉体であれば限定されない。ただし、有機塩素化合物の吸着性が高い多孔質の粉体が好ましい。例えば石炭微粉末、活性炭微粉末、コークス微粉末(オイルコークス微粉末を含む)などを採用することができる。
吸着粉は、BET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
The adsorbed powder is not limited as long as it is a powder capable of adsorbing dioxins in exhaust gas and organochlorine compounds such as PCB. However, a porous powder having high adsorptivity of the organic chlorine compound is preferable. For example, coal fine powder, activated carbon fine powder, coke fine powder (including oil coke fine powder) and the like can be employed.
The larger the BET specific surface area, the better the adsorbed powder. If it is less than 0.1 m 2 / g, realistic adsorption performance cannot be obtained.
吸着粉の排ガス中への供給量は、排ガス1m3当たり多いほどよい。200g/m3以上になると、集塵機への負担が極端に増加する。BET比表面積が大きい吸着粉を使用することが、集塵機の負担を小さくすることができる。 The larger the amount of adsorbed powder supplied to the exhaust gas, the better it is per 1 m 3 of exhaust gas. When it is 200 g / m 3 or more, the burden on the dust collector is extremely increased. Using an adsorbent powder having a large BET specific surface area can reduce the burden on the dust collector.
前記排ガス中に吸着粉を接触させる方法は限定されない。例えば、集塵機に排ガスを供給するダクトの途中に、吸着粉の投入口が連結された吸着粉投入機を採用することができる。吸着粉投入機としては、スクリューフィーダなどを採用することができる。
集塵機としては、例えば電気集塵機、バグフィルタなどを採用することができる。
A method of bringing the adsorbed powder into contact with the exhaust gas is not limited. For example, it is possible to employ an adsorbed powder input machine in which an adsorbed powder input port is connected in the middle of a duct for supplying exhaust gas to a dust collector. As the adsorbed powder feeder, a screw feeder or the like can be employed.
As the dust collector, for example, an electric dust collector or a bag filter can be employed.
セメント製造設備としては、例えばロータリーキルンを焼成装置としたものを採用することができる。また、プレヒータ、仮焼炉およびロータリーキルンなどを有するものを採用してもよい。
セメントの焼成温度、例えばロータリーキルン内の温度は、通常、有機塩素化合物の熱分解温度の700℃を上回る1100〜1450℃である。よって、有機塩素化合物は、セメントクリンカを焼成するときに熱分解されて無害化する。
ロータリーキルンの回転速度は、例えば1〜3rpmである。
As the cement manufacturing facility, for example, a rotary kiln using a firing device can be employed. Moreover, you may employ | adopt what has a preheater, a calcining furnace, a rotary kiln, etc.
The firing temperature of the cement, for example, the temperature in the rotary kiln is usually 1100 to 1450 ° C., which exceeds 700 ° C. of the pyrolysis temperature of the organic chlorine compound. Therefore, the organic chlorine compound is thermally decomposed and detoxified when the cement clinker is fired.
The rotational speed of the rotary kiln is, for example, 1 to 3 rpm.
上記集塵機は、有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有したバグフィルタで、上記排ガスは、電気集塵機を通過した脱塵ガスである。 The dust collector is a bag filter having a filter cloth with an organic chlorine compound decomposing catalyst, the exhaust gas is a dedusting gas passing through the electrostatic precipitator.
焼成時に発生した有機塩素化合物を含む排ガスを電気集塵機に吸引する。電気集塵機を通過した脱塵ガス中にも若干の有機塩素化合物が残っている。そこで、大気開放のために煙道を通過中の脱塵ガスに、吸着粉を接触させる。これにより、脱塵ガス中に含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物が吸着粉に吸着される。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は、脱塵ガスとともにバグフィルタに捕集される。このとき、バグフィルタの濾布はチタン−バナジウム系の有機塩素化合物分解触媒を含む。そのため、濾布に付着した吸着粉の有機塩素化合物は、この有機塩素化合物分解触媒と接触し、化学分解されて無害化される。
Exhaust gas containing organochlorine compounds generated during firing is sucked into an electrostatic precipitator. Some organochlorine compounds remain in the dust removal gas that has passed through the electric dust collector. Therefore, the adsorbed powder is brought into contact with the dedusted gas passing through the flue for opening to the atmosphere. Thereby, organic chlorine compounds, such as dioxins and PCB contained in dedusting gas, are adsorbed by the adsorbent powder.
Thereafter, the adsorbed powder containing the organic chlorine compound is collected by the bag filter together with the dust removal gas. At this time, the filter cloth of the bag filter contains a titanium-vanadium-based organochlorine compound decomposition catalyst. Therefore, the organochlorine compound of the adsorbed powder adhering to the filter cloth comes into contact with the organochlorine compound decomposition catalyst, and is chemically decomposed and rendered harmless.
次に、バグフィルタにより捕集された吸着粉は、セメントクリンカの焼成工程に送られ、セメントクリンカの焼成用の燃料の一部として使用される。このとき、仮に有機塩素化合物分解触媒との接触により吸着粉に吸着された有機塩素化合物の一部が未分解状態で残っていたとしても、このように吸着粉が焼成燃料の一部として使用されるので、その未分解の有機塩素化合物は、焼成時に熱分解されて無害化する。その結果、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をさらに低減させることができる。 Next, the adsorbed powder collected by the bag filter is sent to the cement clinker firing step and used as part of the cement clinker firing fuel. At this time, even if a part of the organochlorine compound adsorbed on the adsorbed powder by contact with the organochlorine compound decomposition catalyst remains in an undecomposed state, the adsorbed powder is used as part of the calcined fuel in this way. Therefore, the undecomposed organochlorine compound is thermally decomposed and made harmless during firing. As a result, it is possible to further reduce the discharge amount of dioxins discharged from the cement manufacturing facility and organochlorine compounds such as PCB.
有機塩素化合物分解触媒付きの濾布としては、例えばジャパンゴアテックス株式会社製のリメディア(商品名)などを採用することができる。この場合、有機塩素化合物分解触媒が最も有効に作用する温度は、210〜230℃である。 As a filter cloth with an organic chlorine compound decomposition catalyst, for example, Remedia (trade name) manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd. can be employed. In this case, the temperature at which the organochlorine compound decomposition catalyst works most effectively is 210 to 230 ° C.
前記セメントクリンカの焼成は、ロータリーキルンを用いて行われ、前記吸着粉は、前記ロータリーキルンの燃焼バーナの燃料として使用される。 The cement clinker is fired using a rotary kiln, and the adsorbed powder is used as a fuel for a combustion burner of the rotary kiln.
有機塩素化合物を含む吸着粉を、セメントクリンカの焼成用の燃料の一部として燃焼バーナに供給することで、クリンカ焼成時の焼成熱により、有機塩素化合物を熱分解する。これにより、燃料の節約を図ることができるとともに、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をさらに低減させることができる。 By supplying the adsorbed powder containing the organic chlorine compound to the combustion burner as part of the fuel for burning the cement clinker, the organic chlorine compound is thermally decomposed by the heat of burning during the clinker firing. As a result, fuel can be saved, and the amount of dioxins and organic chlorine compounds such as PCBs discharged from the cement manufacturing facility can be further reduced.
請求項2に記載の発明は、上記吸着粉は、石炭微粉末、活性炭微粉末、コークス微粉末の少なくとも一つである請求項1に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。 The invention according to claim 2 is the method for reducing organochlorine compounds in the exhaust gas of a cement manufacturing facility according to claim 1, wherein the adsorbed powder is at least one of coal fine powder, activated carbon fine powder, and coke fine powder. is there.
吸着粉としては、石炭微粉末でもよいし、活性炭微粉末でもよいし、コークス微粉末でもよい。また、これらの2つ以上の組み合わせでもよい。
石炭微粉末のBET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
活性炭微粉末のBET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
コークス微粉末のBET比表面積が大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
The adsorbed powder may be fine coal powder, fine activated carbon powder, or fine coke powder. Also, a combination of two or more of these may be used.
The larger the BET specific surface area of the fine coal powder, the better. If it is less than 0.1 m 2 / g, realistic adsorption performance cannot be obtained.
The larger the BET specific surface area of the activated carbon fine powder, the better. If it is less than 0.1 m 2 / g, realistic adsorption performance cannot be obtained.
The larger the BET specific surface area of the fine coke powder, the better. If it is less than 0.1 m 2 / g, realistic adsorption performance cannot be obtained.
請求項1に記載された発明によれば、焼成時に発生した排ガス中に、燃料を兼ねた吸着粉を供給することで、排ガス中に含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を吸着粉に吸着させ、この吸着後の吸着粉を集塵機により捕集して焼成時の燃料として使用する。これにより、吸着粉に吸着された有機塩素化合物が熱分解され、セメント製造設備から排出される有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。 According to the invention described in claim 1, by supplying the adsorbent powder that also serves as fuel to the exhaust gas generated at the time of firing, the organic chlorine compounds such as dioxins and PCB contained in the exhaust gas are used as the adsorbent powder. The adsorbed powder after adsorption is collected by a dust collector and used as a fuel for firing. Thereby, the organochlorine compound adsorbed by the adsorbed powder is thermally decomposed, and the discharge amount of the organochlorine compound discharged from the cement manufacturing facility can be further reduced. In addition, fuel for firing can be saved.
特に、集塵機として有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を用いるバグフィルタを採用するとともに、排ガスとして電気集塵機を通過した脱塵ガスとすれば、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量を、さらに低減させることができる。 In particular, if a bag filter using a filter cloth with an organochlorine compound decomposition catalyst is used as a dust collector, and if it is a dedusted gas that has passed through an electric dust collector as an exhaust gas, organic matter such as dioxins and PCBs discharged from cement production facilities The amount of chlorine compound discharged can be further reduced.
また、有機塩素化合物を含む吸着粉を、セメントクリンカの焼成用の燃料の一部として燃焼バーナに供給することで、クリンカ焼成時の焼成熱により、有機塩素化合物を熱分解する。これにより、燃料の節約を図ることができるとともに、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をさらに低減させることができる。 Further, the organochlorine compound is thermally decomposed by the heat of firing at the time of clinker firing by supplying the adsorbent powder containing the organochlorine compound to the combustion burner as part of the fuel for firing the cement clinker. As a result, fuel can be saved, and the amount of dioxins and organic chlorine compounds such as PCBs discharged from the cement manufacturing facility can be further reduced.
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。 Examples of the present invention will be specifically described below.
図1において、10はこの発明の実施例1に係るセメント製造設備からの排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント焼成設備である。このセメント焼成設備10は、セメント原料を粉砕する原料工程部と、粉砕されたセメント原料を焼成する焼成工程部とを備えている。
In FIG. 1,
原料工程部は、セメント原料としての石灰石、粘土、珪石および鉄原料を個別に貯蔵する原料貯蔵庫11と、例えば粘土などの含水量が多い一部のセメント原料を加熱して乾燥する原料ドライヤ12と、セメント原料を粉砕する原料ミル13と、原料ドライヤ12および原料ミル13から排出された有機塩素化合物を含むダストを捕集する電気集塵機B1と、原料ミル13により粉砕されたセメント原料をいったん貯蔵する貯蔵サイロ14とを備えている。
The raw material process section includes a
原料貯蔵庫11に貯蔵されたセメント原料は、原料輸送設備118を通して原料ミル13の回転ドラム内に投入される。ただし、含水量が多い一部のセメント原料は、含水原料供給設備131を経て原料ドライヤ12に投入される。この一部のセメント原料は、ここで加熱乾燥された後、乾燥原料排出設備132を通して、原料ミル13に投入される。原料ドライヤ12および原料ミル13には、後述するプレヒータ16の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト21を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ12の内部温度は約300℃、原料ミル13の内部温度は約200℃となっている。排ガスダクト21の上流部には、ファンF1が設けられている。原料ミル13の回転ドラム内には、多数の金属ボールが収納されている。回転ドラムを回転させながらセメント原料を連続的に投入することで、セメント原料がおよそ90μm以下に粉砕される。粉砕後のセメント原料は、粉砕原料輸送設備121を通して貯蔵サイロ14に投入される。
The cement raw material stored in the
原料ドライヤ12および原料ミル13には、各内部からの排ガスを煙突130を介して大気開放する煙道129のうち、二股となった上流側部の各端部が連結されている。煙道129の下流側部の途中には、吸着粉を捕集する電気集塵機(集塵機)B1が設けられている。電気集塵機B1により捕集された有機塩素化合物を含む集塵ダストは、ダスト排送管123を介して、粉砕原料輸送設備121の途中に挿入される。そのため、有機塩素化合物を含む集塵ダストは、最終的に貯蔵サイロ14に貯蔵される。
また、煙道129のうち、電気集塵機B1と煙突130との間の部分には、濾布160を有したバグフィルタ(集塵機)B2が設けられている。バグフィルタB2の詳細については、後述する。煙道129のうち、電気集塵機B1とバグフィルタB2との間の部分には、焼成時に発生した排ガス(プレヒータ16の上部からの排ガス)中の有機塩素化合物を吸着させる吸着粉の投入口150が設けられている。
The
Further, a bag filter (dust collector) B2 having a
吸着粉には、セメント原料からセメントクリンカを焼成する燃料を兼ねる粒径20〜70μmの石炭微粉末が採用されている。石炭微粉末に代えて、10〜100μmの活性炭微粉末を採用してもよい。吸着粉の投入口150からの投入量は、排ガス1m3当たり100gである。また、煙道129のうち、二股となった上流側部の原料ミル13側には、ファンF2が設けられている。さらに、煙道129のうち、バグフィルタB2と煙突130との間には、ファンF3が設けられている。また、吸着粉輸送設備30は、バグフィルタB2から排出された無害化された吸着粉を、燃焼バーナ17に供給するように設置されている。バグフィルタB2と後述する燃焼バーナ17の燃料投入口とは、濾布160により捕集され、有機塩素化合物分解触媒による分解反応により無害化された有機塩素化合物を含む吸着粉を、燃焼バーナ17に供給する吸着粉配送管30により挿通されている。
As the adsorbed powder, fine coal powder having a particle size of 20 to 70 μm that also serves as a fuel for firing cement clinker from cement raw material is employed. Instead of coal fine powder, activated carbon fine powder of 10 to 100 μm may be adopted. The amount of adsorbed powder introduced from the
次に、図2を参照してバグフィルタB2の濾布160を詳細に説明する。
図2に示すように、バグフィルタB2は、有機塩素化合物分解触媒付きの袋状の濾布160を有している。濾布160は、PTFE(延伸ポリテトラフロロエチレン)繊維からなるフェルトである。濾布160の表側には、有機塩素化合物分解触媒が含浸された所定厚さのメンブレンフィルタ161が積層されている。バグフィルタB2は、処理風量が1120m3N/h、濾過面積が24m2、濾過速度が1.15m/分(max)、内部温度が220℃となっている。
有機塩素化合物分解触媒としては、有機塩素化合物を分解可能なチタン−バナジウム系等が採用されている。濾布160に吸着粉が付着されると、吸着粉に含まれた有機塩素化合物が有機塩素化合物分解触媒と接触し、その有機塩素化合物分解触媒の分解作用により有機塩素化合物が分解されて無害化する。
Next, the
As shown in FIG. 2, the bag filter B2 has a bag-
As the organic chlorine compound decomposition catalyst, a titanium-vanadium system capable of decomposing an organic chlorine compound is employed. When the adsorbed powder adheres to the
焼成工程部は、貯蔵サイロ14からのセメント原料を、高温(850℃)に加熱する5段式のサイクロン15を備えたプレヒータ16と、窯尻部にプレヒータ16の最下段部が連結され、窯前部に燃焼バーナ17を有した乾式のロータリーキルン18と、ロータリーキルン18の窯前から排出されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ19と、得られたセメントクリンカを、いったん貯蔵する図示しないクリンカサイロと、クリンカサイロから排出されたダストを捕集する同じく図示しない第2の集塵機とを備えている。
The firing process section includes a preheater 16 having a five-
プレヒータ16は、原料粉輸送設備165を介して、貯蔵サイロ14から投入された粉砕原料がロータリーキルン18内で焼成され易いように、上下5段のサイクロン15を上側より順次通過しながら、下降するほど徐々に所定温度(900℃)まで予熱する。
ロータリーキルン18には、100t/hでセメントクリンカを生産するものが採用されている。ロータリーキルン18は、耐火物が内張りされたキルンシェルを有し、その内部で、重油や微粉石炭を燃料とした燃焼バーナ17からの炎の熱により、セメント原料からセメントクリンカが焼成される。
The preheater 16 descends while passing through the upper and
A
次に、実施例1のセメント製造設備10の内部(系内)で行われる排ガス中の有機塩素化合物低減方法を説明する。
図1に示すように、原料貯蔵庫11内の各セメント原料は、原料輸送設備118を通して原料ミル13に投入される。ただし、含水量が多い一部のセメント原料だけは、含水原料供給設備131を経て原料ドライヤ12に投入される。この一部のセメント原料は、原料ドライヤ12内で加熱乾燥され、その後、乾燥原料排出設備132を経て原料ミル13に投入される。原料ミル13では、多数の金属ボールにより、原料ドライヤ12からの乾燥原料とともにセメント原料が、およそ粒度90μm以下に粉砕される。粉砕されたセメント原料は、粉砕原料輸送設備121を通って貯蔵サイロ14に投入される。
原料ドライヤ12および原料ミル13には、プレヒータ16の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト21を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ12の内部温度は約300℃、原料ミル13の内部温度は約100〜200℃となっている。
Next, the organic chlorine compound reduction method in the exhaust gas performed in the
As shown in FIG. 1, each cement raw material in the
High temperature exhaust gas is supplied to the
近年のセメント製造設備10では、セメント原料の一部(例えば粘土)として、ダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物、その他、有機物および塩素などを含む廃棄物(都市ごみおよび焼却灰など)が混入されている。その際、前述したように原料ドライヤ12および原料ミル13の各内部が300℃前後に加熱されているため、これらの内部で有機塩素化合物(主にダイオキシン類)が気化してしまう。排ガスに含まれるダストは、電気集塵機(集塵機)B1により捕集され、集塵ダストはダスト排送管123、粉砕原料輸送設備121を順に通過し、貯蔵サイロ14に供給される。
In recent
貯蔵サイロ14に貯蔵されたセメント原料は、次に焼成工程部に供給される。すなわち、粉砕されたセメント原料は、原料粉輸送設備165を介して、プレヒータ16の上部に供給される。そして、粉砕原料は各サイクロン15を順に下りながら最終的に800℃まで予熱される。得られた予熱原料(セメント原料)は、ロータリーキルン18の窯尻部に投入される。
ここで、予熱原料はキルンシェル内で回転しながら、燃焼バーナ17を使用した1100〜1450℃のバーナ加熱により、セメントクリンカに焼成される。得られたセメントクリンカは、窯前の端からクリンカクーラ19に落下し、ここで冷却される。
The cement raw material stored in the
Here, the preheating raw material is fired into a cement clinker by heating at 1100 to 1450 ° C. using a
一方、前記集塵機B1を通過した脱塵ガスには、煙道129に設けられた吸着粉の投入口150から、石炭微粉末からなる吸着粉が、排ガス(脱塵ガス)1m3当たり100gで投入される。これにより、脱塵ガス中に若干含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物が吸着粉に吸着される。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は、脱塵ガスとともに内部温度220℃のバグフィルタB2に、処理風量が1120m3N/hで吸引される。バグフィルタB2に吸引された吸着粉は、濾布160の表側に積層された有機塩素化合物分解触媒付きのメンブレンフィルタ161に付着した状態で濾過される(図2)。このとき、吸着粉の濾過速度は1.15m/分(max)である。バグフィルタB2を通過したクリーンな脱塵ガスは、煙道129の下流部から煙突130を通って大気開放される。
On the other hand, adsorbed powder made of fine coal powder is introduced into the dedusted gas that has passed through the dust collector B1 at 100 g per 1 m 3 of exhaust gas (dedusted gas) from the adsorbed
Thereafter, the adsorbed powder containing the organic chlorine compound is sucked into the bag filter B2 having an internal temperature of 220 ° C. together with the dust removal gas at a treatment air volume of 1120 m 3 N / h. The adsorbed powder sucked into the bag filter B2 is filtered while attached to the
メンブレンフィルタ161に付着した吸着粉の有機塩素化合物(ダイオキシンなど)は、チタン−バナジウム系の有機塩素化合物分解触媒に接触することで、この触媒の分解作用により化学分解されて無害化する。その後、バグフィルタB2により捕集された吸着粉は、吸着粉配送管30を通して燃焼バーナ17の燃料投入口に送られ、ここでセメントクリンカの焼成用の燃料の一部として使用される。このとき、仮に有機塩素化合物分解触媒との接触により吸着粉に吸着された有機塩素化合物の一部が未分解状態で残っていたとしても、吸着粉が焼成燃料の一部として使用されることで、未分解の有機塩素化合物は、焼成時に熱分解されて無害化する。その結果、セメント製造設備10から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量をさらに低減させることができる。
The organochlorine compound (such as dioxin) in adsorbed powder adhering to the
このように、ここでは電気集塵機B1を通過した脱塵ガス中に、燃料を兼ねた吸着粉を所定量で供給することにより、脱塵ガス中に若干含まれるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を吸着粉に吸着させ、その後、この吸着粉をバグフィルタB2により捕集し、焼成時の燃料として使用する。これにより、吸着粉に吸着された有機塩素化合物は熱分解され、無害化する。その結果、セメント製造設備10から排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量を、従来法に比べてより以上に低減させることができる。
また、有機塩素化合物を含む吸着粉を、セメントクリンカの焼成用の燃料の一部として燃焼バーナ17に供給するので、クリンカ焼成時の焼成熱により、有機塩素化合物を熱分解することができる。しかも、焼成燃料の節約も図ることができる。
Thus, here, by supplying a predetermined amount of adsorbed powder that also serves as fuel into the dust removal gas that has passed through the electric dust collector B1, dioxins and organochlorine compounds such as PCBs that are slightly contained in the dust removal gas Is adsorbed by the adsorbent powder, and then the adsorbed powder is collected by the bag filter B2 and used as a fuel for firing. Thereby, the organochlorine compound adsorbed on the adsorbed powder is thermally decomposed and rendered harmless. As a result, the amount of dioxins discharged from the
Further, since the adsorbed powder containing the organic chlorine compound is supplied to the
次に、図3を参照して、この発明の参考例に係るセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法を説明する。
図3に示すように、参考例のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント製造設備10Aは、バグフィルタB2を省略し、吸着粉の投入口150を煙道129のうち、電気集塵機B1の直前に形成した点を特徴としている。
これにより、原料ドライヤ12および原料ミル13からの各排ガスは、煙道129を通って電気集塵機B1に吸引される直前に投入口150から吸着粉が混入され、排ガス中の有機塩素化合物が吸着粉に吸着される。
その後、有機塩素化合物を含む吸着粉は電気集塵機B1により捕集される。そして、電気集塵機B1から排出された集塵ダストは、ダスト排送管123、粉砕原料輸送設備121を順に通過し、貯蔵サイロ14に供給される。
Next, with reference to FIG. 3, the organic chlorine compound reduction method in the waste gas of the cement manufacturing facility which concerns on the reference example of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 3, the
Thereby, each exhaust gas from the
Thereafter, the adsorbed powder containing the organic chlorine compound is collected by the electric dust collector B1. And the dust collection dust discharged | emitted from electric dust collector B1 passes the
このように、焼成時に発生した排ガス中に吸着粉を供給することで、排ガス中に含まれた有機塩素化合物を吸着粉に吸着させ、この吸着粉を電気集塵機B1により捕集して焼成時の燃料とするので、セメント製造設備10Aから排出されるダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物の排出量を、従来法に比べて低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
その他の構成、作用および効果は、実施例1から推測可能な範囲であるので説明を省略する。
In this way, by supplying the adsorbed powder to the exhaust gas generated during firing, the organic chlorine compound contained in the exhaust gas is adsorbed to the adsorbed powder, and the adsorbed powder is collected by the electric dust collector B1 to be used at the time of firing. Since the fuel is used, the amount of dioxins and organic chlorine compounds such as PCBs discharged from the
Other configurations, operations, and effects are within a range that can be estimated from the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
ここで、図4のグラフを参照して、この発明の実施例1に係るセメント製造設備10を用いて、バグフィルタB2の入り口ガス温度と、PCBsの低減率との関係を調査した結果を報告する。
図4から明らかなように、バグフィルタB2の入り口ガス温度が210〜230℃のとき、PCBsの低減率が、他の温度のときに比べて高いことがわかった。なお、有機塩素化合物分解触媒の種類によっては、PCBsの低減率が高まる温度が、上記温度とは異なる場合がある。
Here, with reference to the graph of FIG. 4, the result of investigating the relationship between the inlet gas temperature of the bag filter B2 and the PCBs reduction rate using the
As can be seen from FIG. 4, when the inlet gas temperature of the bag filter B2 is 210 to 230 ° C., the PCBs reduction rate is higher than that at other temperatures. Depending on the type of organochlorine compound decomposition catalyst, the temperature at which the PCBs reduction rate increases may be different from the above temperature.
また、これとは別に、実施例1の有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有するバグフィルタと、電気集塵機とを使用した場合におけるバグフィルタの排ガス中のPCB量/電気集塵機の排ガス中のPCB量の値(試験例1)と、有機塩素化合物分解触媒を含まない既成の濾布を使用したバグフィルタと、電気集塵機とを使用した場合におけるバグフィルタの排ガス中のPCB量/電気集塵機の排ガス中のPCB量の値(比較例1)とを対比した結果を報告する。
すなわち、試験例1では、バグフィルタの排ガス中のPCB量/電気集塵機の排ガス中のPCB量は0.05であった。また、比較例1では0.12であった。これにより、有機塩素化合物分解触媒付きのバグフィルタを有した試験例1の方が、それを有さない比較例1に比べて、PCB量が低減することがわかった。
Separately from this, the amount of PCB in the exhaust gas of the bag filter and the PCB in the exhaust gas of the electrostatic precipitator when the bag filter having the filter cloth with the organochlorine compound decomposition catalyst of Example 1 and the electric dust collector are used. Amount of PCB (Test Example 1), amount of PCB in the exhaust gas of the bag filter when using a bag filter using an existing filter cloth not containing an organic chlorine compound decomposition catalyst, and an electrostatic precipitator / exhaust gas of the electrostatic precipitator The result of comparison with the value of the amount of PCB (Comparative Example 1) is reported.
That is, in Test Example 1, the amount of PCB in the exhaust gas of the bag filter / the amount of PCB in the exhaust gas of the electrostatic precipitator was 0.05. In Comparative Example 1, it was 0.12. Thus, it was found that the amount of PCB was reduced in Test Example 1 having a bag filter with an organochlorine compound decomposition catalyst compared to Comparative Example 1 having no bag filter.
10、10A セメント製造設備、
17 燃焼バーナ、
18 ロータリーキルン、
B1 電気集塵機(集塵機)、
B2 バグフィルタ(集塵機)。
10, 10A Cement production equipment,
17 Combustion burner,
18 Rotary kiln,
B1 Electric dust collector (dust collector),
B2 Bag filter (dust collector).
Claims (2)
脱塵後の排ガス中に吸着粉を供給することで、排ガス中の有機塩素化合物をこの吸着粉に吸着させる有機物吸着工程と、
この有機塩素化合物を含む吸着粉を含有する210℃〜230℃の排ガスから、チタン−バナジウム系の有機塩素化合物分解触媒付きの濾布を有する集塵機により、この吸着粉を捕集する捕集工程と、
この捕集した吸着粉を、ロータリーキルンの燃焼バーナよりセメントクリンカの焼成時の燃料としてロータリキルンに供給することにより、この吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。 Dedusting preheater exhaust gas containing organochlorine compounds generated when firing cement clinker from cement raw material in a rotary kiln in an electric dust collector;
An organic matter adsorption process for adsorbing organochlorine compounds in the exhaust gas to the adsorbed powder by supplying adsorbed powder into the exhaust gas after dedusting;
A collection step of collecting the adsorbed powder from an exhaust gas at 210 ° C. to 230 ° C. containing the adsorbed powder containing the organochlorine compound by a dust collector having a filter cloth with a titanium-vanadium organochlorine compound decomposition catalyst; ,
Cement production with a decomposing step of decomposing organochlorine compounds adsorbed on the adsorbed powder by supplying the collected adsorbed powder to a rotary kiln as a fuel for burning the cement clinker from the combustion burner of the rotary kiln Method for reducing organochlorine compounds in exhaust gas from facilities.
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