JP4823596B2 - セメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、セメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、セメント焼成設備から排出される排ガスから塩素化合物を除去する塩素バイパス装置での、セメント焼成設備からの抽気ガスに含まれるＳＯ_ｘの捕集効率を高めることにより、前記塩素バイパス装置における排ガスの処理を容易にするセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置に関するものである。

セメント製造設備では、廃棄物の使用が増加するに従い、塩素等の揮発性不純物がセメント焼成設備に多く持ち込まれるようになってきた。
図２は、従来の塩素バイパス装置を付設したセメント製造設備を示す模式図であり、図において、１はセメント原料貯蔵庫、２はセメント原料を乾燥粉砕する原料ミル、３はセメント原料粉を分離するためのサイクロン、４はサスペンションプレヒータ、５は仮焼炉、６はセメントキルン、７はセメントキルン６の窯尻部、８はセメントキルン６内に燃料を噴出させるバーナー部、９はクリンカクーラ、１０、１１は電気集塵機、１２、１３は排気煙突、１４は吸引ファン（ＩＤＦ）、１５は冷却ファン、１６は吸引ファンである。

また、２１はセメント原料供給ライン、２２はセメント原料粉供給ライン、２３はセメントクリンカ搬送ライン、２４はクリンカクーラ９から排出される冷却用空気を仮焼炉５の燃焼用空気として用いるための燃焼用空気ダクトである。
また、３１は塩素バイパス装置であり、セメントキルン６から排出される排ガスの一部を抽気するプローブ（抽気手段）３２と、冷却チャンバ３３と、バッグフィルタ３４と、冷却チャンバ３３及びバッグフィルタ３４からのダスト（塵埃）を貯留するダストサイロ３５と、冷却ファン３６、３７と、吸引ファン３８とにより構成されている。

このセメント製造設備では、持ち込まれる塩素等の揮発性不純物は、セメントキルン６内で１０００℃以上に高温加熱されることによって揮発し、サスペンションプレヒータ４で再凝集してセメント原料と共にセメントキルン６内に再度持ち込まれることによって、セメント焼成系内にて循環濃縮される。特に塩素はセメントキルン６内での揮発率が高いので、セメント製造設備に系外から持ち込まれる塩素量に対して１００倍以上の循環濃縮倍率となる。そこで、セメントキルン６の排ガス中に揮発した状態で高濃縮している塩素を、塩素バイパス装置３１により冷却凝集させてセメント焼成設備の系外に取り除くことによって、循環濃縮を少なくする様にしている。

また、塩素と同様に循環濃縮するものに硫黄化合物があるが、通常、硫黄はサスペンションプレヒータ４では石灰成分等と反応して硫酸塩としてセメント原料中に存在している。この硫酸塩は、その後、セメントキルン６に持ち込まれ、このセメントキルン６内の高温領域でその７０〜８０％が気化し、粉末石炭などの燃料中に含まれる硫黄分の燃焼により発生するＳＯ_ｘとともにセメントキルン６内で高濃度の気体状態で存在し、このセメントキルン６から系外へ排出される。
このセメントキルン６内で存在する気体状態のＳＯ_ｘは、サスペンションプレヒータ４にてセメントの粉末原料と反応することによってほぼ完全に脱硫される。したがって、セメント焼成設備から排出される排ガスには、数ｐｐｍのＳＯ_ｘが存在するのみである。

しかしながら、この塩素バイパス装置３１では、装置内での脱硫が行われる環境が小さいため、セメントキルン６の窯尻部７のガスを抽気し塩素類を除去した後の塩素バイパス装置３１の排ガスにおいても、３００〜２０００ｐｐｍという相当のＳＯ_ｘが含まれる場合がある。そこで、この排ガスは、再度セメント焼成系に戻し、サスペンションプレヒータ４を経由することによって、高濃度のセメント原料粉末によって脱硫し、ＳＯｘを含まない排ガスとしてセメント製造設備の排ガスとともに大気に排出する処理方法が提案されている。

例えば、塩素バイパス装置の排ガスをセメント原料焼成系の燃料燃焼用空気として再利用するセメント原料焼成方法が提案されている（特許文献１）。この方法では、この排ガスのセメント焼成系への戻し先として、クリンカクーラの空気取り入れ口や、セメントキルン内に燃焼用ガスを噴出させるバーナー部の空気取り入れ口が用いられている。
また、塩素バイパス装置の排ガスの戻し先として、クリンカクーラの空気取り入れ口やバーナー部の空気取り入れ口の他に、仮焼炉、ＮＳＰキルンの仮焼炉に接続されている燃焼空気用ダクト、ＳＰキルンのライジングダクトのいずれかに導入する方法も提案されている（特許文献２）。
これらの排ガスの処理方法においては、戻される排ガスは、燃焼用空気としてセメント焼成系で使用されるため、この排ガスに含まれるＳＯ_ｘはサスペンションプレヒータを通過する間に脱硫される。したがって、セメント原料焼成系から排出される排出ガス中のＳＯ_ｘは、数ｐｐｍ以下に保持される。
特開平１０−３３０１３６号公報 特開２０００−２２６２４１号公報

しかしながら、従来のセメント製造設備では、次のような問題点があった。
例えば、塩素バイパス装置３１の排ガスには、セメントキルン６の窯尻部７から抽気した燃焼ガスの他に多量の冷却空気が混合している。この排ガスを仮焼炉５もしくは仮焼炉５に接続される燃焼用空気ダクト２４に導入して処理を行う場合は、排ガスに含まれる空気は仮焼炉５の燃料の燃焼用空気として利用されるが、燃焼ガスは何等利用されることはない。
また、仮焼炉に接続される燃焼用空気ダクト２４内の燃焼用空気は、クリンカクーラ９で８００〜９００℃まで加熱されたものであるが、塩素バイパス装置３１の排ガスの温度は１００〜１５０℃と燃焼用空気ダクト２４内の燃焼用空気と比較して低温である。したがって、仮焼炉に導入される燃焼用空気の一部を塩素バイパス装置３１の排ガスに置き換えると、エネルギー利用効率が極端に劣ることとなる。

このように、従来のセメント製造設備では、セメント焼成設備の操業に与える影響が大きく、セメントクリンカの焼成能力の減少、および単位クリンカ当たりの消費熱量（熱量原単位）の増加等により、経済的な操業が不可能になるという虞があった。
また、塩素バイパス装置の排ガスをバーナー部の空気取り入れ口へ戻す場合では、エネルギー利用効率は大きく劣らないが、塩素バイパス装置の全ての排ガスを戻すことができない。また、塩素バイパス装置の排ガスをクリンカクーラの空気取り入れ口へ戻す場合では、長距離のガス処理経路が必要になり、設備が大掛かりになる等の問題点があった。

また、従来のセメント製造設備では、サスペンションプレヒータ４内ではガス中のＳＯ_ｘは９９．９％以上の脱硫が行われるのに対し、塩素バイパス装置３１では５０％以下の脱硫率しか得られない。この要因としては、次の３点が挙げられる。
（１） セメントキルン６の窯尻部７から抽気された高温ガスが冷却ファン３６からの冷却空気により急激に冷却されることにより、塩素バイパス装置３１内が脱硫反応速度が遅い温度領域となり、したがって、十分な脱硫が行われない。
（２） 塩素バイパス装置３１での処理ガス中に含まれるダスト濃度が、サスペンションプレヒータ４内の粉末原料の濃度と比較して１／２０〜１／１００と極端に少なく、したがって、十分な脱硫が行われない。
（３） 塩素バイパス装置３１内における抽気ガスの滞留時間が、サスペンションプレヒータ４と比較して短時間であり、したがって、十分な脱硫反応時間が得られない。
このように、従来では、塩素バイパス装置３１内での脱硫率（脱硫反応率）が、サスペンションプレヒータ４内で生じる脱硫反応に比較して極端に小さいという問題点があり、セメント焼成設備の操業における悪影響が大きくても、塩素バイパス装置３１の排ガス処理が必要であった。このため、塩素バイパス装置３１の排ガスを処理するにあたって、セメント製造設備の操業に与える影響が小さく、しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で処理できる技術が求められていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、セメント製造設備の操業に与える影響が小さく、しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で、セメント焼成設備の排ガスから塩素化合物を容易かつ効率的に除去することができるセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、セメントキルンから排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却し、この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集するとともに、この抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用することとし、さらに、塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を、一時貯留した後、所定量の塵埃を前記抽気工程に供給する循環ルートＡと、前記分取した塵埃の他の一部を前記抽気工程に供給する循環ルートＢとを有することとすれば、セメント製造設備の操業に与える影響が小さく、しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で、セメント焼成設備の排ガスから塩素化合物を容易かつ効率的に除去することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法は、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理方法であって、前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気工程と、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集する塵埃捕集工程と、前記抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、前記塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用する脱硫物質添加工程と、を備え、前記脱硫物質添加工程は、前記塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を、一時貯留した後、所定量の塵埃を前記抽気工程に供給する循環ルートＡと、前記分取した塵埃の他の一部を前記抽気工程に供給する循環ルートＢとを有することを特徴とする。

この処理方法では、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却し、この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集するので、塵埃濃度を高めることにより、抽気された排ガス中のＳＯ_ｘを脱硫し、この排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスにセメント原料の乾燥熱源として戻し、再処理することが可能になる。これにより、セメント焼成設備の操業に与える影響を最小限とすることが可能となる。
また、塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃を脱硫物質として循環使用することにより、塵埃捕集工程から系外に排出される塵埃が増加する虞がなくなる。これにより、多量の塵埃を処理する必要がなくなり、しかも、塵埃の処理が容易となる。

前記脱硫物質は、石灰石、生石灰、消石灰、セメント原料、仮焼されたセメント原料、前記塵埃捕集工程にて捕集された塵埃の群から選択された１種または２種以上であることが好ましい。
この処理方法では、石灰石、生石灰、消石灰、セメント原料、仮焼されたセメント原料、前記塵埃捕集工程にて捕集された塵埃等の石灰系の粉末状物質を使用することにより、ＳＯ_ｘの脱硫率を高めることが可能となる。しかも、脱硫した後に捕集した塵埃を水洗等を行うことにより、容易にセメントに石膏原料として添加処理することが可能となる。

前記脱硫物質の添加量は、前記塵埃捕集工程にて捕集される塵埃１００重量部に対して６０重量部以上であることが好ましい。
この処理方法では、捕集される塵埃の６０％以上を粉末状の脱硫物質として添加することにより、従来の無添加の場合と比較して、塵埃濃度を３倍以上とすることとなり、必要な脱硫率を得ることが可能となる。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理装置は、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理装置であって、前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集する塵埃捕集手段と、前記抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、前記塵埃捕集手段にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用する脱硫物質添加手段と、を備え、前記脱硫物質添加手段は、前記塵埃捕集手段にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を、一時貯留した後、所定量の塵埃を前記抽気手段に供給する循環ルートＡと、前記分取した塵埃の他の一部を前記抽気手段に供給する循環ルートＢとを備えていることを特徴とする。

この処理装置では、この装置内の塵埃濃度を高めることにより、抽気された排ガス中のＳＯｘを脱硫し、この装置から排出される排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスにセメント原料の乾燥熱源として戻し、再処理することが可能になる。これにより、セメント焼成装置の操業に与える影響を最小限とすることが可能となる。
また、塵埃捕集手段にて捕集された少なくとも一部の塵埃を脱硫物質の一部として循環使用することにより、塵埃捕集手段から系外に排出される塵埃が増加する虞がなくなる。これにより、多量の塵埃を処理する必要がなくなり、しかも、塵埃の処理が容易となる。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法によれば、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気工程と、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集する塵埃捕集工程と、前記抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、前記塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用する脱硫物質添加工程と、を備えたので、塵埃濃度を高めることにより、抽気された排ガス中のＳＯ_ｘを脱硫し、この排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスにセメント原料の乾燥熱源として戻し、再処理することができる。したがって、セメント焼成設備の操業に与える影響を最小限とすることができ、しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法で、セメント焼成設備の排ガスから塩素化合物を容易かつ効率的に除去することができる。

本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理装置によれば、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集する塵埃捕集手段と、前記抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、前記塵埃捕集手段にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用する脱硫物質添加手段と、を備えたので、この装置内の塵埃濃度を高めることにより、抽気された排ガス中のＳＯ_ｘを脱硫し、この装置から排出される排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスにセメント原料の乾燥熱源として戻し、再処理することができる。したがって、セメント焼成装置の操業に与える影響を最小限とすることができる。しかも装置構成が簡単であるから、セメント焼成設備の排ガスから塩素化合物を低コストで除去することができる。

本発明のセメント製造設備における排ガスの処理方法及び処理装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本形態は、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。

図１は、本発明の一実施形態のセメント製造設備における排ガスの処理装置を示す模式図であり、セメントキルン６から排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するとともに、捕集されたダストを脱硫物質として循環使用する排ガスの処理装置の例である。

図において、４１はセメント製造設備に付設された排ガスの処理装置であり、セメントキルン６に接続されるプレヒータライジングダクト４２に先端部が挿入されセメントキルン６から排出される排ガスの一部を抽気するプローブ（抽気手段）４３と、この抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却する冷却チャンバ（冷却手段）４４と、この冷却した排ガス中に残存するダスト（塵埃）を捕集するバッグフィルタ（塵埃捕集手段）４５と、抽気された排ガスに循環ダスト（粉末状の脱硫物質）を添加する循環ダスト添加装置（脱硫物質添加手段）４６とにより構成されている。なお、図中、４７は冷却ファン、４８は吸引ファンである。

循環ダスト添加装置４６は、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５により捕集されたダストを脱硫物質として循環使用する装置であり、循環ルートＡと循環ルートＢという２つのルートを備えている。
循環ルートＡは、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５により捕集されたダストを分取する循環ダスト分取ダンパ５１、ダストを貯留するダストサイロ５２、ダストサイロ５２から所定量のダストを供給する循環ダスト供給装置５３、循環ダストを後述する空気輸送装置に供給する循環ダスト供給ライン５４、冷却ファン５５を用いて循環ダストを空気輸送する循環ダスト空気輸送装置５６、循環ダストおよび冷却空気を空気輸送する循環ダストおよび冷却空気供給ライン５７を経由するルートである。
また、循環ルートＢは、循環ダスト分取ダンパ５１、分取されたダストを空気輸送装置５６に供給する循環ダスト供給ライン５８、循環ダスト空気輸送装置５６、循環ダストおよび冷却空気供給ライン５７を経由するルートである。

この循環ルートＡでは、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５により捕集されたダストは、循環ダスト分取ダンパ５１を経由してダストサイロ５２に一時貯留された後、循環ダスト供給装置５３により所定量のダストが循環ダスト供給ライン５４に供給され空気輸送される。この空気輸送されたダストは、循環ダスト空気輸送装置５６により冷却ファン５５から送り込まれる空気が混入され、循環ダストおよび冷却空気供給ライン５７を経由してプローブ４３に吹き込まれる。
なお、ダストサイロ５２に一時貯留されたダストの一部は系外に排出される。

一方、循環ルートＢでは、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５により捕集されたダストは、循環ダスト分取ダンパ５１により分取され、この分取されたダストが循環ダスト供給ライン５８により空気輸送装置５６に供給され、循環ダスト空気輸送装置５６により冷却ファン５５から送り込まれる空気が混入され、循環ダストおよび冷却空気供給ライン５７を経由してプローブ４３に吹き込まれる。

本実施形態では、セメントキルン６から排出される相当量のＳＯ_ｘを含んだ排ガスの一部をプローブ４３によって抽気し、この相当量のＳＯ_ｘを含んだ抽ガスを冷却チャンバ４４にて冷却ファン４７からの冷却空気および循環ダストによって塩素化合物の融点以下、すなわち７００℃の温度以下にまで冷却すると同時に、ガス中のダスト量を高濃度とする。

例えば、セメントキルン６の排ガス中のダスト濃度が１００〜２５０ｇ／Ｎｍ^３の場合、従来装置では、抽気され約５倍の冷却空気の混入によって冷却された後の排ガス中のダスト濃度は２０〜６０ｇ／Ｎｍ^３程度となるが、本実施形態では、抽気され約５倍の冷却空気の混入によって冷却された後の排ガス中のダスト濃度は１００〜９００ｇ／Ｎｍ^３程度となる。このように、循環ダストを冷却空気とともに抽気ガスに吹き込むことにより、ダスト濃度を高め、脱硫を進行させることができる。

循環ダストの量としては、例えば、抽気ガスに含まれるＳＯ_ｘの大半を脱硫するためには、冷却チャンバ４４にて冷却された後の排ガス中のダスト濃度を３倍以上とすることが好ましい。
例えば、冷却チャンバ４４にて冷却された後の排ガス中のダスト濃度を１５０ｇ／Ｎｍ^３以上とすることが好ましい。

また、循環ダストの添加量は、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５により捕集されたダスト１００重量部に対して６０重量部以上であることが好ましい。
すなわち、セメントキルン６の排ガスの一部を抽気した抽気ガスに含まれるダスト量の３倍量以上のダスト量を循環させることが好ましい。このことは、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５により捕集されるダストの６０％以上を循環使用することによって達成することができる。

本実施形態では、処理装置４１内での排ガスに含まれる抽気ガス中のダストおよび循環ダストは、ガス輸送ライン経路、冷却チャンバ４４及びバッグフィルタ４５にてＳＯ_ｘと接触することにより脱硫反応が生じ、排ガス中のＳＯ_ｘが取り除かれる。
この塩素および脱硫した後の硫酸塩は、バッグフィルタ４５で採取されたダストにより多く含まれている。そこで、バッグフィルタ４５で採取されたダストは、排ガスの処理装置４１から系外に取り出して別途処理を行い、専ら冷却チャンバ４４で採取され塩素および脱硫した後の硫酸塩の濃度が比較的薄いダストを循環使用することとしても良い。

ここで、抽気ガス中のダストおよび循環ダストがセメント製造設備の操業に与える影響を小さくするには、処理装置４１での脱硫率を高めることによって、排ガス中に含まれるＳＯ_ｘを減少させ、このＳＯ_ｘを減少させた排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスに戻し、セメント原料の乾燥・粉砕系統の熱源として利用することが有効である。
したがって、このためには、処理装置４１内でのＳＯ_ｘの脱硫反応が少ない要因を取り除くことが必要であり、この対応を行うことで処理装置４１での脱硫が高まる。

また、処理装置４１にて十分脱硫された排ガスは、サスペンションプレヒータ排ガスに導入した場合であっても、セメント製造設備から大気中に放出される排ガス中のＳＯ_ｘを高める虞がなくなる。
また、セメント製造設備の操業（セメントクリンカの焼成）に与える影響は、処理装置４１の排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスに戻すことによって、セメントキルン６から高温ガスを抽気することによる影響のみに留められる。したがって、燃焼用空気として仮焼炉に導入する従来の方法と比較して、その影響は約１／１０に軽減される。

本実施形態の排ガスの処理装置４１における循環ダストの循環量の制御は、ダストサイロ５２の循環ダスト供給装置５３により所定量供給することによって行われるが、ダストサイロ５２を経由せずに直接循環する場合（循環ルートＢ）では、予め循環ダスト輸送量と循環ダストおよび冷却空気供給ライン５７の送風空気圧と送風量の関係を検量調査しておき、実際のこれらの計測値から概略の循環ダスト量を算出することによって行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の排ガスの処理方法によれば、プローブ４３によって抽気された相当量のＳＯ_ｘを含んだ抽ガスを冷却チャンバ４４にて塩素化合物の融点以下にまで冷却すると同時に、ガス中のダスト量を高濃度とするので、ダスト濃度を高めることにより、抽気された排ガス中のＳＯ_ｘを脱硫し、この排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスにセメント原料の乾燥熱源として戻し、再処理することができる。したがって、セメント焼成設備の操業に与える影響を最小限とすることができる。
しかも大掛かりな設備を必要としない簡便な方法であるから、セメント焼成設備の排ガスから塩素化合物を容易かつ効率的に除去することができる。

本実施形態の排ガスの処理装置によれば、プローブ４３と、冷却チャンバ４４と、バッグフィルタ４５と、循環ダスト添加装置４６とにより構成したので、この装置内のダスト濃度を高めることにより、抽気された排ガス中のＳＯ_ｘを脱硫し、この装置から排出される排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスにセメント原料の乾燥熱源として戻し、再処理することができる。したがって、セメント焼成装置の操業に与える影響を最小限とすることができる。しかも装置構成が簡単であるから、セメント焼成設備の排ガスから塩素化合物を低コストで除去することができる。

また、捕集したダストを再度循環使用して処理装置内のダスト濃度を高くすることにより、抽気ガス中に含まれるＳＯ_ｘの脱硫率を高めたので、排ガスをサスペンションプレヒータからの排ガス系へ直接戻し、後段のセメント原料乾燥・粉砕工程の熱源として利用することができる。よって、セメント製造設備の操業に与える影響を少なくして効率的な塩素低減を得ることができる。

以下、本発明について、実施例及び比較例に基づきさらに詳しく説明する。
ここでは、比較例として、図１に示す処理装置４１を使用して、セメントキルン６の窯尻部から抽気し、この排ガスに含まれるダストを捕集分離した後のバッグフィルタ４５の排ガス中に残存するＳＯ_ｘ濃度および捕集したダストの成分について調査し、セメントキルン６にて発生したＳＯ_ｘや塩素等の揮発成分が処理装置４１でどのように捕集されるかの確認をおこなった。
次いで、実施例として、図１に示す処理装置４１にてダストを循環使用し、この処理装置４１内のガス経路における排ガス中のダスト濃度を変化させることにより、排ガス中に存在するＳＯ_ｘとダストとの脱硫反応を進めることによって減少するＳＯ_ｘ量を調査した。

（１）比較例
「処理装置４１にてダストの循環を行わない場合」
図１の処理装置４１においては、セメントキルン６からＳＯ_ｘ濃度が約１００００ｐｐｍの排ガスを約２％抽気し、冷却空気によって冷却されつつある排ガスに混入しているダストによって、この排ガスに含まれるＳＯ_ｘの一部が脱硫される。このセメント焼成設備における最下段サイクロンの出口原料中のＳＯ_３濃度は１．０〜１．６％であり、最大３．０％である。
この処理装置４１の排ガス中のＳＯ_ｘ濃度は１０００ｐｐｍ近辺であった。また、この処理装置４１での窯尻部におけるガス抽気量に対する冷却空気吹き込み量は約５倍であった。

また、この処理装置４１内でのダスト濃度は、冷却チャンバ４４の入口で６０ｇ／Ｎｍ^３、バッグフィルタ４５の入口で１３ｇ／Ｎｍ^３であった。
採取したダストは、セメント原料の主要成分とキルン内で揮発する成分がダスト表面に凝集付着したものである。冷却チャンバ及びバッグフィルタそれぞれにおいて捕集したダストの成分、及び冷却チャンバ及びバッグフィルタそれぞれにおいて捕集したダストと集合した場合の成分を表１に示す。

（２）実施例１〜４
「処理装置４１にてダストの循環を行った場合」
図１の処理装置４１を用い、冷却チャンバ４４およびバッグフィルタ４５にて分離捕集されダストサイロ５２に投入貯留されたダストを、循環ダスト添加装置４６にてプローブ４３に送風する冷却空気に混入させて循環した。
実施例１〜４それぞれにおける設定した濃度倍率、装置内でのダスト濃度、装置の排ガス中のＳＯ_ｘ濃度を表２に示す。なお、ダスト濃度は、冷却チャンバの入口部におけるものである。また、設定した濃度倍率（循環するダスト量）は、予め算出した冷却ファン５５の負荷と輸送量との関係式から冷却ファン５５の負荷を求め、循環ダスト供給装置５３にて所定の流量になるように制御した（循環方法Ａ）。

（３）実施例５
図１の処理装置４１を用い、冷却チャンバ４４およびバッグフィルタ４５にて分離捕集されたダストを、循環ダスト分取ダンパ５１にて直接分取した後、循環ダスト供給ライン５８を経由して循環ダスト空気輸送装置５６に供給し、プローブ４３に送風する冷却空気に混入させて循環した。
なお、循環するダスト量は、実施例１〜４に示す方法にて、循環ダスト分取ダンパ５１によって所定の流量になるように制御した（循環方法Ｂ）。
実施例５における設定した濃度倍率、装置内でのダスト濃度、装置の排ガス中のＳＯ_ｘ濃度を表２に示す。なお、表２中、濃度倍率は抽気した排ガス中のダスト量に対しての倍率であり、ダスト濃度は冷却チャンバの入口部における濃度である。
また、捕集されたダストの成分を表３に示す。

実施例１〜４では、処理装置で捕集したダストの一部を再び処理装置に吹込み、この処理装置内でのダスト濃度を高めることにより、抽気したセメントキルンの窯尻部から抽気する排ガスに含まれるＳＯ_ｘの脱硫率が高くなることが分かった。
また、実施例５は、実施例３において捕集したダストの循環回数を多くした場合に相当するが、循環回数が少なく単にダスト濃度を高めた実施例３と比較して脱硫率は若干低下するものの、十分な脱硫が行われており、塩素バイパス装置の排ガスをサスペンションプレヒータの排ガスに合流して処理することができることが分かった。

したがって、従来の塩素バイパス装置では、排ガスをセメント焼成設備の高温個所に導入することによって処理していたために、セメント焼成設備の操業に大きな影響を及ぼしていたが、本発明の処理装置においては、従来のような排ガスの処理方法をとる必要が無くなり、セメント焼成に与える影響を非常に少なくすることができる。また、セメント製造設備の排ガスのＳＯ_ｘ濃度も増加する虞がない。

本発明の一実施形態のセメント製造設備における排ガスの処理装置を示す模式図である。 従来の塩素バイパス装置を付設したセメント製造設備を示す模式図である。

符号の説明

６ セメントキルン
４１ 排ガスの処理装置
４２ プレヒータライジングダクト
４３ プローブ
４４ 冷却チャンバ
４５ バッグフィルタ
４６ 循環ダスト添加装置
４７ 冷却ファン
４８ 吸引ファン
５１ 循環ダスト分取ダンパ
５２ ダストサイロ
５３ 循環ダスト供給装置
５４ 循環ダスト供給ライン
５５ 冷却ファン
５６ 循環ダスト空気輸送装置
５７ 循環ダストおよび冷却空気供給ライン
５８ 循環ダスト供給ライン
Ａ、Ｂ 循環ルート

Claims (4)

1. セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理方法であって、
   前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気工程と、
   この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、
   この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集する塵埃捕集工程と、
   前記抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、前記塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用する脱硫物質添加工程と、
   を備え、
   前記脱硫物質添加工程は、前記塵埃捕集工程にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を、一時貯留した後、所定量の塵埃を前記抽気工程に供給する循環ルートＡと、前記分取した塵埃の他の一部を前記抽気工程に供給する循環ルートＢとを有する
   ことを特徴とするセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
2. 前記脱硫物質は、石灰石、生石灰、消石灰、セメント原料、仮焼されたセメント原料、前記塵埃捕集工程にて捕集された塵埃の群から選択された１種または２種以上であることを特徴とする請求項１記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
3. 前記脱硫物質の添加量は、前記塵埃捕集工程にて捕集される塵埃１００重量部に対して６０重量部以上であることを特徴とする請求項１または２記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
4. セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理装置であって、
   前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、
   この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、
   この冷却した排ガス中に残存する塵埃を捕集する塵埃捕集手段と、
   前記抽気された排ガスに粉末状の脱硫物質を添加する際に、前記塵埃捕集手段にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を脱硫物質として循環使用する脱硫物質添加手段と、
   を備え、
   前記脱硫物質添加手段は、前記塵埃捕集手段にて捕集された少なくとも一部の塵埃から分取した塵埃の一部を、一時貯留した後、所定量の塵埃を前記抽気手段に供給する循環ルートＡと、前記分取した塵埃の他の一部を前記抽気手段に供給する循環ルートＢとを備えている
   ことを特徴とするセメント焼成設備における排ガスの処理装置。

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