JP4889925B2 - 硫酸ピッチの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、硫酸ピッチの処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、主として石油精製過程にて生じた硫酸ピッチの有する熱量及び硫黄成分を有効利用することが可能な硫酸ピッチの処理方法及び処理装置に関するものである。

従来、石油精製過程においては、原油に含まれている金属類や不純物を取り除くために硫酸を用いて洗浄処理を施しているが、この洗浄処理過程では、硫酸が残留した石油ピッチ（以下、硫酸ピッチと称する）が残渣として多量に発生する。
この硫酸ピッチは、廃酸と廃油の混合物からなるもので、硫黄分、アスファルト質等を含むタール状の物質である。この硫酸ピッチは、通常、中和して焼却処理される。
硫酸ピッチは、例えば、硫酸または硫酸イオンを３０〜４０％、石油タールを３０〜４０％、油分を１０％程度、それぞれ含むもので、油分が多いものは粘性の高い液状であるが、油分が揮発してくるにつれて液状から固体状に変化することとなる。この硫酸ピッチは、硫酸または硫酸イオンの濃度が非常に高いために、例えば、ｐＨが１程度の強い酸性を示す。

この硫酸ピッチは、中和処理の際に有害ガスが発生する虞があり、また、焼却処理の際に発生する酸性ガスにより焼却炉が腐食する虞があり、この酸性ガスを環境中に放出しないために該酸性ガスを分離捕集する必要がある等、現状では様々な問題点があり、処理を容易に行うことができないものであった。
そこで、硫酸ピッチの処理方法（特許文献１参照）、砂混じり硫酸ピッチの処理方法（特許文献２参照）等、硫酸ピッチの様々な処理方法が提案され、実用に供されている。

上記の硫酸ピッチの処理方法は、硫酸ピッチを様々な成分に分離することによって、これら各成分を他の用途に有効利用するもので、硫酸ピッチにセメントを加えて攪拌混合して、油分及び反応生成物からなる混合物と気化ガスとに分離し、この気化ガスについては燃焼処理を施し、一方、上記の混合物については、その中に含まれる油分を固体である反応生成物から分離して燃料油として利用し、残された粉末状の反応生成物を建築材料等に利用する方法である。
この処理には、硫酸ピッチとセメントを撹拌混合させ、中和反応を生じさせる撹拌混合装置と、中和反応で生じたオイルフューム・オイルミストを回収する油分回収装置と、撹拌混合装置から発生したオイルフューム・オイルミストを吸引するファンと、油分回収装置で未回収となった油分を燃焼させる燃焼炉と、燃焼後の排ガスを排出する排気筒を主構成要素とした硫酸ピッチの処理装置が用いられている。

上記の砂混じり硫酸ピッチの処理方法は、硫酸ピッチを中和・無害化することによって、セメント焼成の際の原料や助燃材として有効利用するもので、石油精製により生じて地中に埋設した流動性を有する砂混じりの硫酸ピッチを掘り出し、この砂混じり硫酸ピッチに一定量の砂と無機セメント系固化剤と消石灰等の処理材を加えて攪拌混合して粘性を取り、この硫酸ピッチを中和し無害化して均一な混合物である安定処理土とし、この混合物（安定処理土）を、例えば目開きが２０ｍｍ以下の篩にかけて塊状物と油分の多い処理物に分離し、この分離した塊状物を破砕して砂状とし、セメント焼成設備に投入することでセメント原料の混合材として利用すると共に、分離した油分の多い処理物をセメント焼成の際の助燃材として利用する方法である。
この方法では、中和処理後の硫酸ピッチに含まれる有機成分は、セメント焼成設備にて燃焼分解され、この硫酸ピッチに含まれる無機成分は、他のセメント原料とともに焼成されてセメントクリンカとなる。

この方法では、硫酸ピッチの中和処理物をセメントクリンカの原料の一部として用いているので、セメント焼成設備にて燃焼分解される際に発生する酸性の有害ガスとなる硫黄化合物（ＳＯ_ｘ）は、セメント原料と反応して脱硫され、排ガス中に含まれる虞はない。
この方法では、硫酸ピッチを処理する際に新たに排出されるものが無いので、有効な処理方法である。
特開２０００−４２５９４号公報 特開２００２−１８００６７号公報

ところで、従来の硫酸ピッチの処理方法では、硫酸ピッチの中和過程もしくは燃焼過程にて発生するガス中に酸化硫黄（ＳＯ_ｘ）や硫化水素（Ｈ_２Ｓ）等の酸性ガスが多量に含まれているために、この酸性ガスにより燃焼炉やガス風管が腐食する虞があるという問題点、及び、気化ガスを燃焼した際、その排ガスに酸化硫黄や燃焼されなかった揮発性有機化合物等が含まれているために、これらの物質を排ガスから分離除去する装置が必要になるという問題点があり、容易に処理ができないものであった。
また、回収された油分も硫酸イオンを含んでいるので、この油分を燃料として燃焼させる際には、この油分に含まれる硫酸イオンを分離除去する必要があるという問題点があった。
さらに、分離された粉末状の反応生成物は、油分が残留し、セメント水和物や石膏成分も多く、建築材料等に有効利用するとしても容易でなかった。

また、従来の砂混じり硫酸ピッチの処理方法は、燃焼炉が腐食する虞がなく、酸化硫黄（ＳＯ_ｘ）等が外部に排出される虞も無い有効な方法であるが、中和処理により生じた塊状物をセメント焼成設備で処理するには、以下の様な様々な問題点（１）、（２）があり、セメント焼成設備での処理は一般に行われていない。
（１）上記の塊状物は、内部に多量のタール状の有機物を含んでいるので、この塊状物をセメント原料として他のセメント原料と同時に処理を行った場合、含まれるタール状の有機物等の揮発性有機物が揮散する虞があった。この揮発性有機物は、電気集塵機で集塵することが難しいために、集塵されずに外部に放出されてしまう虞があった。このように、セメント焼成の際に生じる排ガスが揮発性有機物を含む場合、この有機物により排ガス中のダストの電気抵抗値が不安定になり、したがって、電気集塵機の集塵効率が低下し、セメント焼成設備より排出される排ガス中の一部のダストが集塵されずに外部に放出される虞があった。

（２）油分の多い処理物は、粘性の高い低流動性の半液状あるいは半固体状となっているために、セメント焼成における助燃材として利用する場合、取り扱い方が難しいという問題点があった。
すなわち、この処理物は、粘性が高いために、石炭粉の粉末燃料のように空気輸送にてバーナーから噴出燃焼させることが不可能である。また、この処理物を、セメント焼成設備の仮焼炉等に直接投入する場合、投入口にて仮焼炉等の内部からの輻射熱により燃焼する虞がある。また、投入の際に、投入口に燃焼残渣が固着する虞があり、固着した場合には、投入口が狭窄してしまい、処理物を安定的に供給することができなくなる等の虞がある。
このように、セメント焼成設備を用いて硫酸ピッチの処理を行おうとした場合、従来の有機性廃棄物のように直接ロータリーキルンや仮焼炉等に投入して燃焼処理することが難しく、また、硫酸ピッチは、流動性の低い液状物質であるから、従来の粉末燃料の様に空気輸送を適用することが難しく、従来の固体燃料と同等に取り扱うことができないという問題点があった。

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、石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをセメント焼成設備のロータリーキルンや仮焼炉等にて処理するに際し、セメント焼成設備に与える影響を最小限に抑えると共に、硫酸ピッチの有する熱量及び硫黄成分を有効利用することが可能な硫酸ピッチ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、硫酸ピッチをカルシウム系中和剤にて中和処理し、得られた中和処理物を、セメント焼成設備のロータリーキルンや仮焼炉等の燃焼ガス温度が８００℃以上の高温部に直接投入し燃焼処理することとすれば、硫酸ピッチに含まれる有機物は、この燃焼処理に伴って完全燃焼し、電気集塵機等の集塵装置の集塵効率を低下させることがなく、また、この燃焼処理にて発生した酸化硫黄（ＳＯ_ｘ）は、仮焼炉やサスペンションプレヒータ内にてセメント粉末原料により脱硫されるので、外部にダストや酸化硫黄が排出される虞が無く、したがって、セメント焼成設備の操業に影響を及ぼすことのない硫酸ピッチの処理が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の硫酸ピッチの処理方法は、石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをセメント焼成設備を用いてセメント原料・燃料化する硫酸ピッチの処理方法であって、前記硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理し、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入し、この中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用することを特徴とする。

この硫酸ピッチの処理方法では、硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理を行うことにより、硫酸ピッチをセメント焼成設備に直接投入可能な状態に改質する。そして、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入し、この中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用する。
これにより、セメント焼成設備にて硫酸ピッチの燃焼処理を行った場合においても、酸化硫黄（ＳＯｘ）等の排出等が無く、また、揮発性有機物によるダストの外部放出等もなく、セメント焼成設備に与える影響が最小限に抑えられる。
また、硫酸ピッチに含まれる硫黄成分は、中和処理過程でカルシウム系中和剤と反応して無害化され、外部へ排出される虞が無くなる。また、この硫酸ピッチは、中和処理過程でカルシウム系中和剤と反応することで中和処理物中に取り込まれ、その後、セメント焼成設備にて燃焼処理され、他のセメント原料とともにセメントクリンカの一成分となる。
これにより、硫酸ピッチの有する熱量及び硫黄成分を有効利用することが可能になる。

前記中和処理は、中和滴定法により前記硫酸ピッチ中の硫酸の含有量を求め、次いで、この硫酸を中和するのに十分な量のカルシウム系中和剤を前記硫酸ピッチに加えて該硫酸ピッチ中の硫酸を中和する処理であり、得られた中和処理物を粒状化または塊状化し、前記セメント焼成設備の窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入することが好ましい。
前記中和処理の前に、前記硫酸ピッチを加熱して該硫酸ピッチの粘性を低下させておくことが好ましい。
また、前記中和処理の前に、前記硫酸ピッチに水または溶剤を添加して該硫酸ピッチの粘性を低下させておくこととしてもよい。

前記中和処理物を１〜２０ｍｍ径の大きさに粒状化し、この粒状化された中和処理物を、前記窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入し、この中和処理物の油分を完全に燃焼分解し、前記中和処理物の燃焼残渣を前記セメント焼成設備のロータリーキルン内で焼成しセメントクリンカとすることが好ましい。

本発明の硫酸ピッチの処理装置は、石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをセメント焼成設備を用いてセメント原料・燃料化する際に用いられる硫酸ピッチの処理装置であって、前記硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理する中和処理槽と、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入する投入手段とを備え、前記中和処理物を前記高温部にてセメント原料及び焼成時の燃料として利用することを特徴とする。

この処理装置では、中和処理槽を用いて硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理し、投入手段を用いて中和処理物をセメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入する。
これにより、硫酸ピッチの処理が安全かつ確実に成され、産業廃棄物である硫酸ピッチの中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用することで、廃棄物の再資源化が図られる。

前記中和処理槽と前記投入手段との間に、前記中和処理物を粒状化または塊状化する手段を設けた構成としてもよい。
この様な構成とすることで、中和処理物が容易に粒状化または塊状化され、セメント焼成設備の８００℃以上の高温部への投入が容易になると共に、安定供給が可能になる。

本発明の硫酸ピッチの処理方法によれば、硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理し、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入し、この中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用するので、硫酸ピッチをセメント焼成設備に直接投入可能な状態に改質することができる。しかも、酸化硫黄（ＳＯ_ｘ）等の排出等を抑えることができるので、セメント焼成設備に与える影響を最小限に抑えることができる。
また、硫酸ピッチは、中和処理により取り扱いが容易になり、その後セメント焼成設備の高温部にて燃焼処理されるので、硫酸ピッチの有する熱量及び硫黄成分を有効利用することができる。

本発明の硫酸ピッチの処理装置によれば、硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理する中和処理槽と、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入する投入手段とを備えたので、硫酸ピッチの処理を安全かつ確実に行うことができる。また、産業廃棄物である硫酸ピッチの中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用することができ、廃棄物の再資源化を図ることができる。

本発明の硫酸ピッチの処理方法及び処理装置の一実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本実施形態は、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。

図１は、本発明の一実施形態のセメント製造設備を示す模式図であり、石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをカルシウム系中和剤にて中和処理し、得られた中和処理物をセメント原料の一部として用いるセメント製造設備の例である。
図において、１はセメント原料を乾燥・粉砕する原料ミル、２はセメント原料粉を分離するサイクロン、３はセメント原料貯蔵庫、４はロータリーキルン、５はクリンカクーラ、６は仮焼炉、７は複数段のサイクロン７ａ〜７ｄからなるサスペンションプレヒータ、８は仮焼炉６の２次ダクト、９は電気集塵機、１０は排気煙突、１１はバーナー、１２はクーラ排気ライン、１３はセメント原料供給ライン、１４はセメント原料粉供給ライン、１５はセメントクリンカ搬送ラインである。

２１は石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをセメント焼成設備を用いて燃焼処理する際に用いられる硫酸ピッチの処理装置であり、硫酸ピッチをカルシウム系中和剤にて中和処理する中和処理槽２２と、この中和処理槽２２により中和処理された中和処理物を粒状化する粒状化装置（粒状化する手段）２３と、この中和処理物を貯留するホッパ２４と、ホッパ２４より排出された中和処理物をセメント焼成設備の８００℃以上の高温部であるロータリーキルン４の窯尻部４ａに投入する投入ライン（投入手段）２５と、これらの装置における硫酸ピッチ、カルシウム系中和剤等の供給量、温度等を制御する制御装置（図示略）とにより構成されている。

中和処理槽２２は、硫酸ピッチをカルシウム系中和剤にて中和処理することができる槽であればよく、例えば、ｐＨが１程度の強酸に対して十分耐酸性を有するものが好適である。この中和処理槽２２には、貯留される硫酸ピッチを所定の温度、例えば、３０〜９０℃に加熱・保持するヒータ（図示略）が備えられている。

粒状化装置２３は、中和処理槽２２により中和処理された半液状またはペースト状の中和処理物から水分や揮発性有機物等を取り除くとともに、残った半固体状の中和処理物を粒状化することができるものであればよい。
この粒状化装置２３では、上記の中和処理物に、さらに粉体状または細粒状のカルシウム系中和処理剤を添加し、攪拌・混合することによって、所定の粒径や形状の粒状物を得ることができる。

ホッパ２４は、粒状化装置２３により粒状化された中和処理物を一旦貯留し、所定の流速にて排出するもので、その内面は中和処理物により腐食されることの無い様、ステンレススチール等の耐腐食性に優れた材料により構成されている。
投入ライン２５は、粒状化された中和処理物をセメント焼成設備の８００℃以上の高温部であるロータリーキルン４の窯尻部４ａに投入するもので、ベルトコンベア等の搬送装置（図示略）と、窯尻部４ａに設置された投入シュート（図示略）とにより構成され、粒状化された中和処理物は、この投入ライン２５を経由してセメント焼成設備に投入され、燃焼処理される。

ここで、この粒状化装置２３に中和処理物を加熱する加熱手段を備えることとすれば、この中和処理物を加熱することで内部に含まれる水分や揮発性有機物等を取り除くことも可能である。
また、中和処理槽２２に粒状化装置２３の機能を付加した構成とすれば、特に粒状化装置２３を設ける必要はない。
さらに、この粒状化装置２３の替わりに中和処理物を塊状化する塊状化装置（塊状化する手段）を設ければ、中和処理槽２２により中和処理された中和処理物を塊状化することができる。

ここでは、セメント製造設備に硫酸ピッチの処理装置２１を設けた構成としたが、この硫酸ピッチの処理装置２１を、例えば、石油精製設備の硫酸ピッチ貯蔵場所に設置して石油精製設備から排出される硫酸ピッチを中和・粒状化し、得られた粒状の中和処理物をセメント製造設備に搬送する構成としてもよい。
このようにして中和・粒状化された硫酸ピッチは、ホッパ２４に投入された後、投入ライン２５によりセメント焼成設備のロータリーキルン４の窯尻部４ａに投入され、燃焼処理される。

次に、この硫酸ピッチの処理装置２１を備えたセメント製造設備を用いて硫酸ピッチの処理を行う方法について説明する。
ここで処理される硫酸ピッチとは、石油精製過程で排出されたものの他、違法な軽油製造により発生したもの、不法投棄されたもの、これらの硫酸ピッチが混入した土壌等も含まれる。

また、ここで用いられるセメント焼成原料は、基本的には石灰石を主体とし、これにシリカ・アルミナ原料として粘土、鉄原料その他を配合し、成分調整を行ったものであり、石灰石の配合量としてはおよそ８０重量％となる。したがって、硫酸ピッチの中和処理物をセメント焼成原料・燃料として用いるためには、中和剤としてカルシウム系中和剤を用いるのが好ましい。

ここでは、まず、中和処理槽２２に石油精製過程にて生じた硫酸ピッチを所定量、貯留し、この硫酸ピッチにカルシウム系中和剤を添加し、中和処理する。
カルシウム系中和剤としては、カルシウムを含むアルカリ性物質を含有したものが好ましく、カルシウムを含むアルカリ性物質としては、石灰、消石灰、生石灰、セメント、セメント焼成原料、セメント原料ダスト、セメントクリンカ粉、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上が好ましい。

この中和処理は、より具体的には、中和滴定法により硫酸ピッチ中の硫酸の含有量を求め、次いで、この硫酸ピッチを攪拌しつつ、この硫酸ピッチに中和に十分な量のカルシウム系中和剤を加え、この硫酸ピッチ中の硫酸を中和し、中和処理物とする。ここでは、硫酸ピッチとカルシウム系中和剤を一緒に混ぜて混練してもよい。
これにより、中和処理物のｐＨ（水素イオン濃度）は、中和前の硫酸ピッチの状態ではｐＨが１程度であったものが、中和後には４〜１２程度にまで上昇し、弱酸性、中性もしくはアルカリ性を呈することとなる。

硫酸ピッチの粘性が高く撹拌し難い場合には、予め、中和処理槽２２のヒータ（図示略）により硫酸ピッチを加熱して該硫酸ピッチの粘性を低下させておくとよい。
また、硫酸ピッチに水または有機溶剤を添加し、この硫酸ピッチの粘性を低下させておいてもよい。

この中和処理では、油分吸着・ハンドリング性状改善等のために、カルシウム系中和剤を添加する際に、木粉等を添加してもよい。
また、カルシウム系中和剤は、硫酸ピッチを中和するに必要な量以上に添加してもよい。
カルシウム系中和剤の添加量が少ない場合、得られた中和処理物が酸性になり、これと接する金属は腐食し易くなる。したがって、セメント原料・燃料化にあたっては、輸送装置や保管庫、セメント焼成装置にトラブルが生じ易くなる。

一方、カルシウム系中和剤の添加量が多い場合、特に、カルシウム系中和剤として石灰石、セメント焼成原料、スラグ等を用いた場合、得られた中和処理物はほぼ中性のままであり、特に問題が生じる虞もない。また、消石灰、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントクリンカ粉、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体等を用いた場合、得られた中和処理物はアルカリ性となるが、アルカリ性では、これと接する金属は腐食し難くなるので問題になることはない。

次いで、この中和処理物を粒状化装置２３に投入し、粒状化する。
ここでは、投入された中和処理物は、この粒状化装置２３内に設けられたヒータ（図示略）により所定の温度、例えば、３０〜１５０℃に加熱され、内部に含まれる水分や揮発性有機物等が蒸発（あるいは揮発）し、この中和処理物から散逸する。残った半固体状の中和処理物は粒状化されて、例えば、１〜２０ｍｍ径の大きさの粒子となる。

次いで、この粒状化された中和処理物を、投入ライン２４によりセメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻部４ａに投入する。
中和処理物を投入する位置は、セメント焼成設備の８００℃以上の高温部であればよく、窯尻部４ａの他、原料予熱装置の最下段の仮焼炉６、ロータリーキルン４の出口である窯前４ｂ等が好適である。

ここで、中和処理物の投入位置を、セメント焼成設備の８００℃以上の高温部とした理由は、例えば、中和処理物を他の粉末原料と同様の位置に投入して燃焼処理すると、この中和処理物に含まれる硫酸ピッチがサスペンションプレヒータ７の最上段のサイクロン７ａでほとんど燃焼してしまうため、セメント焼成設備の排ガス温度を上昇させるのみで、この硫酸ピッチの保有熱量を有効利用することができないからである。
さらに、硫酸ピッチの不完全燃焼によりダイオキシン類が発生する虞があり、また、この不完全燃焼に伴い発生する炭化物が排ガス中に含まれる結果、電気集塵機等の集塵装置の集塵効率を低下させ、煤塵等が外部に排出される虞もある。

一方、中和処理物の投入位置を８００℃以上の高温部とすれば、中和処理物の油分は、完全に燃焼分解し、燃焼残渣と硫黄分は予熱装置で加熱されたセメント原料中に取り込まれ、ロータリーキルン４内で焼成され、セメントクリンカとなるので、硫酸ピッチの燃焼に伴って排出される煤塵や有害物質は無い。

ここで、硫酸ピッチに埋立て処分等により礫や砂が含まれる場合は、中和処理物を、篩により分級して砂分をロータリーキルン４に投入すると共に、取り除いた礫を粉砕してからロータリーキルン４に投入することとするのが好ましい。
この場合、粉砕した礫は、ロータリーキルン４にて完全に焼成されてクリンカ成分となる。

以下、本発明の硫酸ピッチの処理方法の実施例について説明する。
硫酸ピッチにカルシウム系中和剤を所定量添加して中和処理し、得られた中和処理物を粒状化し、実施例１〜６の試料とした。
ここでは、カルシウム系中和剤を次の６種類とし、各カルシウム系中和剤の硫酸ピッチ１００ｋｇに対する添加量は表１の通りとした。

カルシウム系中和剤：
（１）石灰石粉（比表面積：４５００ｃｍ^２／ｇ）
（２）消石灰
（３）生石灰（粒子径：３０ｍｍ以下）
（４）普通ポルトランドセメント
（５）セメントコンクリートスラッジ
（６）高炉スラグ粉（比表面積：４２００ｃｍ^２／ｇ）

これらのカルシウム系中和剤は、石灰石粉、高炉スラグ粉各々については、造粒装置を用いて１２０℃にて乾燥造粒を行った後、所定量を硫酸ピッチに添加した。また、消石灰、生石灰、セメント、セメントコンクリートスラッジ各々については、そのままの状態で所定量を硫酸ピッチに添加した。

ここで用いられた硫酸ピッチの性状は、下記の通りである。
ｐＨ：２．５
ＳＯ_３含有量：５０重量％
（分析法：蛍光Ｘ線分析、ただし、油分、タール分を除く）
油分：７．７重量％（ヘキサン抽出物質）
タール分：４０重量％（ジクロロメタン抽出物質）

次いで、実施例１〜６の試料を、セメント焼成設備の８００℃以上の高温部であるロータリーキルン４の窯尻部４ａ及び窯前部に投入した。
セメント焼成設備としては、セメント焼成能力が単位時間当たり１００ｔの設備を用い、窯尻部４ａ及び窯前部への投入量は、単位時間当たり０．１〜１ｔとした。
これらの投入の結果、実施例１〜６の試料では、セメント焼成設備やセメントの品質への影響は認められなかった。

以上説明したように、本実施形態の硫酸ピッチの処理方法によれば、硫酸ピッチをカルシウム系中和剤にて中和処理するので、中和処理を行った硫酸ピッチを容易に粒状化（または塊状化）することができる。また、粒状化（または塊状化）した中和処理物をセメント焼成設備の高温部に投入し、この中和処理物を燃焼処理するので、セメント焼成設備の操業に影響を及ぼすことなく、安定して硫酸ピッチを処理することができる。
しかも、硫酸ピッチの燃焼に伴って発生する酸化硫黄（ＳＯ_ｘ）等の排出を抑えることができるので、酸化硫黄（ＳＯ_ｘ）等を処理するための新たな処理装置を設ける必要が無く、容易に燃焼処理を行うことができる。

また、硫酸ピッチに含まれる硫黄成分を中和処理により無害化することができ、外部へ排出される虞もない。また、この硫酸ピッチは、中和処理過程でカルシウム系中和剤と反応することで中和処理物中に取り込まれ、その後、ロータリーキルン４にて燃焼処理されるので、硫酸ピッチの有する熱量及び硫黄成分を有効利用することができる。

本実施形態の硫酸ピッチの処理装置２１によれば、硫酸ピッチをカルシウム系中和剤にて中和処理する中和処理槽２２と、中和処理物を粒状化する粒状化装置２３と、ホッパ２４と、この粒状化された中和処理物をロータリーキルン４の窯尻部４ａに投入する投入ライン２５と、これらの装置における硫酸ピッチ、カルシウム系中和剤等の供給量、温度等を制御する制御装置（図示略）とにより構成したので、硫酸ピッチの処理を安全かつ確実に行うことができ、ダイオキシン等の有害物質が生じる虞もない。また、産業廃棄物である硫酸ピッチの中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用することができ、廃棄物の再資源化を図ることができる。

本発明の一実施形態のセメント製造設備を示す模式図である。

符号の説明

１ 原料ミル
２ サイクロン
３ セメント原料貯蔵庫
４ ロータリーキルン
５ クリンカクーラ
６ 仮焼炉
７ サスペンションプレヒータ
７ａ〜７ｄ サイクロン
８ ２次ダクト
９ 電気集塵機
１０ 排気煙突
１１ バーナー
１２ クーラ排気ライン
１３ セメント原料供給ライン
１４ セメント原料粉供給ライン
１５ セメントクリンカ搬送ライン
２１ 硫酸ピッチの処理装置
２２ 中和処理槽
２３ 粒状化装置
２４ ホッパ
２５ 投入ライン

Claims (7)

1. 石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをセメント焼成設備を用いてセメント原料・燃料化する硫酸ピッチの処理方法であって、
   前記硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理し、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入し、この中和処理物をセメント原料及び焼成時の燃料として利用することを特徴とする硫酸ピッチの処理方法。
2. 前記中和処理は、中和滴定法により前記硫酸ピッチ中の硫酸の含有量を求め、次いで、この硫酸を中和するのに十分な量のカルシウム系中和剤を前記硫酸ピッチに加えて該硫酸ピッチ中の硫酸を中和する処理であり、
   得られた中和処理物を粒状化または塊状化し、前記セメント焼成設備の窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入することを特徴とする請求項１記載の硫酸ピッチの処理方法。
3. 前記中和処理の前に、前記硫酸ピッチを加熱して該硫酸ピッチの粘性を低下させておくことを特徴とする請求項１または２記載の硫酸ピッチの処理方法。
4. 前記中和処理の前に、前記硫酸ピッチに水または溶剤を添加して該硫酸ピッチの粘性を低下させておくことを特徴とする請求項１または２記載の硫酸ピッチの処理方法。
5. 前記中和処理物を１〜２０ｍｍ径の大きさに粒状化し、この粒状化された中和処理物を、前記窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入し、この中和処理物の油分を完全に燃焼分解し、前記中和処理物の燃焼残渣を前記セメント焼成設備のロータリーキルン内で焼成しセメントクリンカとすることを特徴とする請求項２記載の硫酸ピッチの処理方法。
6. 石油精製過程にて生じた硫酸ピッチをセメント焼成設備を用いてセメント原料・燃料化する際に用いられる硫酸ピッチの処理装置であって、
   前記硫酸ピッチを、生石灰、セメント、セメント原料ダスト、セメントコンクリートスラッジ、セメントコンクリート硬化体、スラグの群から選択された１種以上からなるカルシウム系中和剤にて中和処理する中和処理槽と、得られた中和処理物を前記セメント焼成設備の８００℃以上の高温部である窯尻、仮焼炉、窯前のいずれかに投入する投入手段とを備え、
   前記中和処理物を前記高温部にてセメント原料及び焼成時の燃料として利用することを特徴とする硫酸ピッチの処理装置。
7. 前記中和処理槽と前記投入手段との間に、前記中和処理物を粒状化または塊状化する手段を設けてなることを特徴とする請求項６記載の硫酸ピッチの処理装置。

Images