JP4872316B2 - セメント焼成プラントにおける有価元素の回収方法および回収システム - Google Patents
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Description
そして、上記廃棄物の増加次第によっては、上記セメント焼成プラント内で、塩素、硫化物、アルカリ、水銀等の重金属といった有害物質の循環・蓄積により、セメント焼成炉の操業や製品品質等において問題を生じるおそれがある。
上記セメントの製造方法は、上記プレヒータから排出された後であって、煙突に至るまでの間の排ガス管等から、350℃以上の排ガスの一部を抽気して、上記水銀やダイオキシン類等を除去するようにしたものである。
図1および図2は、本発明に係るセメント焼成プラントにおける有価元素の回収システムの第1の実施形態を示すものである。
図1において、符号1がセメント原料を焼成するためのセメントキルンである。このセメントキルン1は、軸芯回りに回転自在に設けられたロータリーキルンであり、図中左方の窯尻部分2に、セメント原料を予熱するためのプレヒータ3が設けられるとともに、図中右方の窯前に、内部を加熱するための主バーナ4が設けられている。なお、図中符号5は、焼成後のセメントクリンカを冷却するためのクリンカクーラである。
すなわち、図1および図2に示すように、下から2段目のサイクロン3dからの排ガス管8cに、内部の排ガスの一部を抜き出す抽気管10の一端部が接続されている。そして、この抽気管10の他端部は、ミキシングチャンバ11の底部に接続されている。
先ず、供給管6からプレヒータ3の1段目のサイクロン3aに投入されたセメント原料は、順次移送管7a〜7dを通じて下方のサイクロン3b〜3eへと落下するにしたがって、下方から上昇するセメントキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、最終的に最下段のサイクロン3eから移送管7eを介してセメントキルン1の窯尻部分2に導入される。
他方、サイクロン14を経た排ガスは、送気ライン18から冷却塔17へと送られ、その頂部から噴射される水によって後段のバグフィルタ19へ送気可能な温度以下まで降温される。さらに、上記排ガスは、上記水によって洗浄されることにより、当該排ガス中に気体として存在して有価元素が冷却されて、上記水とともに底部の排水ライン23から取り出されて行く。
また、図3は、本発明に係るセメント焼成プラントにおける有価元素の回収システムの第2の実施形態を示すものであり、この回収システムにおいては、図1に示した下から2段目のサイクロン3dからの排ガス管8cに接続された抽気管10に加えて、さらに下から3段目のサイクロン3cからの排ガス管8b、および下から4段目のサイクロン3bからの排ガス管8aに、それぞれ抽気管30、31が接続されている。そして、これら抽気管30、31の他端部は、それぞれ図2に示したミキシングチャンバ11の底部に接続されている。
そして、これら抽気管10、30、31から抜き出した排ガスを、図1および図2に示したものと同様に、ミキシングチャンバ11へ送って、上記排ガス中に含まれていた鉛、タリウム、砒素、カドミウム、亜鉛、水銀および臭素等の有価元素を回収する。
(1)セメント協会標準試験方法「セメント及びセメント原料中の微量成分の定量方法」(JCAS I−51)
(2)セメント協会標準試験方法「ICP発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメントの微量成分の定量方法」(JCAS I−52)
(4)試料と炭酸ナトリウムを1:5の比率で溶融(1000℃×20分間)したものを塩酸と温水で溶解し、検液中の臭素をイオンクロマトグラフ法で定量する方法
抽気管10から650℃〜690℃の温度の排ガスを抜き出した結果、鉛含有量が22000mg/kg、タリウム含有量が1500mg/kg、砒素含有量が600mg/kg、カドミウム含有量が500mg/kg、亜鉛含有量が32000mg/kg、水銀含有量が7.0mg/kg、臭素含有量が75000mg/kgの上記集塵物が得られた。
抽気管31および抽気管10から、それぞれ400℃〜550℃の温度の排ガスおよび640℃〜690℃の温度の排ガスを抜き出した結果、鉛含有量が19000mg/kg、タリウム含有量が1800mg/kg、砒素含有量が550mg/kg、カドミウム含有量が600mg/kg、亜鉛含有量が28000mg/kg、水銀含有量が250mg/kg、臭素含有量が77000mg/kgの上記集塵物が得られた。
抽気管31および抽気管30から、それぞれ400℃〜540℃の温度の排ガスおよび520℃〜670℃の温度の排ガスを抜き出した結果、鉛含有量が15000mg/kg、タリウム含有量が1600mg/kg、砒素含有量が530mg/kg、カドミウム含有量が620mg/kg、亜鉛含有量が24000mg/kg、水銀含有量が180mg/kg、臭素含有量が79000mg/kgの上記集塵物が得られた。
抽気管30から520℃〜670℃の温度の排ガスを抜き出した結果、鉛含有量が18000mg/kg、タリウム含有量が1700mg/kg、砒素含有量が520mg/kg、カドミウム含有量が450mg/kg、亜鉛含有量が25000mg/kg、水銀含有量が100mg/kg、臭素含有量が77000mg/kgの上記集塵物が得られた。
抽気管31から400℃〜540℃の温度の排ガスを抜き出した結果、鉛含有量が21000mg/kg、タリウム含有量が2000mg/kg、砒素含有量が400mg/kg、カドミウム含有量が300mg/kg、亜鉛含有量が22000mg/kg、水銀含有量が210mg/kg、臭素含有量が72000mg/kgの上記集塵物が得られた。
2 窯尻部分
3 プレヒータ
3a〜3e サイクロン
6 セメント原料の供給管
7a〜7e 移送管
8a〜8e 排ガス管
10、30、31 抽気管
11 ミキシングチャンバ
14 サイクロン(固気分離手段)
17 冷却塔(洗浄手段)
19 バグフィルタ(フィルタ手段)
Claims (6)
- セメント原料を焼成するキルンと、このキルンから排出された排ガスによって上記セメント原料を予熱するプレヒータとを備えたセメント焼成プラントにおける有価元素の回収方法であって、
上記プレヒータから、200℃〜800℃の温度範囲にある上記排ガスを抜き取り、上記排ガス中から鉛、タリウム、砒素、カドミウム、亜鉛、水銀および臭素の一種以上の有価元素を回収する際に、
上記プレヒータから抜き出した排ガスを、固気分離して当該排ガス中の上記セメント原料分を含む固形分を除去した後に、水によって洗浄することにより当該排ガス中の残存固形分および揮発ガスとして含まれている上記有価元素を当該水中に移行させ、さらに当該排ガス中の上記有価元素を含む残存固形分をフィルタによって捕集することにより、上記洗浄後の上記有価元素が移行した上記水および上記フィルタによって捕集された上記残存固形分から上記有価元素を回収するとともに、上記固気分離により分離された上記セメント原料分を含む固形分を、上記セメント焼成プラントにおける1000℃以上の温度雰囲気を有する箇所に投入することを特徴とするセメント焼成プラントにおける有価元素の回収方法。 - 上記プレヒータは、上下方向に複数段設けられたサイクロンと、このサイクロン間に配管されて最上段の上記サイクロンに投入された上記セメント原料を順次下方の上記サイクロンに送る移送管と、上記サイクロン間に配管されて上記キルンから最下段の上記サイクロンに排出された上記排ガスを順次上方の上記サイクロンに送る排ガス管とを有するとともに、上記排ガス管から当該排ガス管を通過する排ガス全量の5%以下の量の上記排ガスを抜き出すことを特徴とする請求項1に記載のセメント焼成プラントにおける有価元素の回収方法。
- 上記プレヒータの複数箇所から、少なくとも300℃〜700℃の温度範囲にある上記排ガスと200℃〜500℃の温度範囲にある上記排ガスとを抜き出すことを特徴とする請求項1または2に記載のセメント焼成プラントにおける有価元素の回収方法。
- 上記固気分離された上記排ガスに、活性炭の微粉を散布して上記フィルタによって捕集することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のセメント焼成プラントにおける有価元素の回収方法。
- セメント原料を焼成するキルンと、このキルンから排出された排ガスによって上記セメント原料を予熱するプレヒータとを備え、かつ上記プレヒータは、上下方向に複数段設けられたサイクロンと、このサイクロン間に配管されて最上段の上記サイクロンに投入された上記セメント原料を順次下方の上記サイクロンに送る移送管と、上記サイクロン間に配管されて上記キルンから最下段の上記サイクロンに排出された上記排ガスを順次上方の上記サイクロンに送る排ガス管とを有してなるセメント焼成プラントにおける有価元素の回収システムであって、
上記プレヒータの排ガス管に接続されて200℃〜800℃の温度範囲にある上記排ガスを抜き取る抽気管と、この抽気管から抜き出された上記排ガス中から上記セメント原料を含む固形分を除去する固気分離手段と、この固気分離手段から排出された上記排ガスを水によって洗浄するとともに当該水を排出する排水ラインを備えた洗浄手段と、この洗浄手段から排出された上記排ガスから当該排ガス中に残存した上記セメント原料を含む固形分を捕集するフィルタ手段とを備えてなることを特徴とするセメント焼成プラントにおける有価元素の回収システム。 - 上記抽気管は、少なくとも300℃〜700℃の温度範囲の排ガスと200℃〜500℃の温度範囲の排ガスとが抜き出し可能となるように、複数の上記サイクロンの排ガス管に設けられていることを特徴とする請求項5に記載のセメント焼成プラントにおける有価元素の回収システム。
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