JP4920200B2 - セメント製造設備の排ガスの処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
セメント原料は、ロータリーキルンにて1400℃以上の高温で焼成されるために、廃棄物に含まれる有機化合物および/または炭素成分も完全燃焼し、ダイオキシンの発生量が極めて少なく、また、焼成により発生する灰分等がセメント原料の一部として取り込まれるために、2次的な廃棄物が発生する虞もない等により、各種廃棄物の使用量も年々増加しており、それに伴って、処理される廃棄物の種類も広範囲となっている。
無機系廃棄物としては、石炭灰、高炉スラグ、焼却灰等があり、これらは粘土質原料に替わるものとして用いられる。
これらの無機系廃棄物は、主に従来のセメント原料と同等に扱われ、従来のセメント原料と共に所定の割合で配合され、乾燥粉砕された後、ロータリーキルンにて焼成され、セメントクリンカとされる。
また、有機系廃棄物としては、例えば、従来のロータリーキルンや仮焼成炉の燃料の一部として用いられる廃プラスチック、廃タイヤ、廃油等がある。
この有機系廃棄物は、セメント製造設備で処理される廃棄物の中では比較的処理が容易なもので、上述した廃プラスチックや廃タイヤ等については、裁断もしくは粗砕された後、燃料の一部として直接ロータリーキルンまたは仮焼炉に投入され、燃焼処理される。
例えば、下水汚泥の場合、何ら前処理を行うことなく含水汚泥のまま密閉輸送し、この含水汚泥を直接、乾式キルン(セメント製造設備)の窯尻部分または仮焼炉に導入し、焼却する汚泥処理方法が提案されている(特許文献1参照)。
また、加熱により悪臭を発生する廃棄物の場合、この廃棄物を生石灰を含む物質と混合し、セメント製造設備のサスペンションプレヒータの下方部とロータリーキルンの口元の間に投入する廃棄物の処理方法が提案されている(特許文献2参照)。
また、31はサスペンションプレヒータ11から排出される排ガスの流れ、32は原料ミル1から排出される排ガスの流れ、33は電気集塵機13から排出される排ガスの流れ、34はクリンカクーラ12から排出される冷却用空気を仮焼炉10の燃焼用空気として用いるための二次空気の流れである。
したがって、下水汚泥に含まれる臭気性物質は燃焼分解し、排ガスに含まれることはない。また、この排ガスは、有機物を殆ど含まないものであるから、電気集塵機13の集塵効率を悪化させる虞も無い。
この様な塵埃は、濾過集塵機で捕集することが可能であるが、塵埃から揮散する臭気成分や有機成分は、濾過集塵機を用いても完全に捕集することが難しく、幾らかは外部に排出されることとなる。
また、排ガスに含まれる塵埃に電気抵抗値を変動させるような炭素成分等が含まれた場合であっても、この炭素成分等は、吸着剤層により容易かつ効率的に捕集されて完全に取り除かれ、外部に散逸する虞がない。
これにより、廃棄物を原料の一部として用いたセメントの生産性が向上する。
このセメント製造設備の排ガスの処理方法では、セメント焼成設備からの排ガス中の塵埃は、電気的集塵手段または力学的集塵手段を用いて捕集されるために、第1の集塵工程から排出される排ガスに含まれる塵埃は僅かなものとなり、投入した吸着剤に塵埃が多く混入することはない。また、この排ガスに含まれる有機成分や臭気成分は僅かである。これにより、回収された吸着剤は、有機成分や臭気成分の吸着量が少なく、再度利用することが可能になり、吸着剤の有効利用が図れる。
このセメント製造設備の排ガスの処理方法では、回収した前記吸着剤に吸着された有機化合物を脱離させる離脱工程、回収した前記吸着剤から塵埃を分離する分離工程、のいずれか一方または双方を行うことにより、有機成分や臭気成分の吸着量が増加したり、あるいは濾過式集塵手段で捕集された塵埃の混入率が多くなったり等により吸着剤の吸着性能が低下した様な場合であっても、吸着剤の吸着性能を容易に回復させることが可能になる。これにより、吸着剤の再利用が容易になり、しかも経済的である。
このセメント製造設備の排ガスの処理方法では、吸着物質の離脱工程にて生じた有機化合物を、セメント製造設備の高温部に導入して燃焼させることにより、有機化合物の脱離過程で生じた有機化合物を安全に無害化することが可能になる。
また、排ガスに含まれる塵埃に電気抵抗値を変動させるような炭素成分等が含まれた場合であっても、この炭素成分等は、容易かつ効率的に捕集されて完全に取り除かれ、外部に散逸する虞がない。
これにより、セメント製造設備からの排ガスの処理が確実に行われることとなり、廃棄物を原料の一部として用いたセメントの生産性が向上する。
したがって、廃棄物を原料の一部として用いたセメントの生産性を向上させることができる。
したがって、セメント製造設備からの排ガスの処理を確実に行うことができ、廃棄物を原料の一部として用いたセメントの生産性を向上させることができる。
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。
なお、49はバグフィルタ41から排出される排ガスの流れである。
バグフィルタ41は、電気集塵機13では完全に捕集しきれずに排出されてしまった排ガス中に含まれる微粒子である塵埃、例えば、電気抵抗値が104〜5×1010Ω・cmの範囲外の塵埃、帯電し難い塵埃、非イオン性の塵埃等を捕集するもので、耐熱性材料からなるフィルタが好ましい。
本発明にて使用される吸着剤としては、排ガスに対して脱臭効果を有するものであればよく、特に限定されないが、例えば、粉末薫炭、ゼオライト粉末等が好適に用いられる。これらの吸着剤は、循環再利用が可能なことから、特に好ましいものである。
吸着剤投入装置45は、吸着剤再生装置44により有機化合物が離脱された吸着剤を、電気集塵機13により塵埃が除去された排ガス中に投入するもので、空気輸送によってノズルから噴出させることによって、電気集塵機13から排出される排ガスの流れ33に混合するものである。
無機系廃棄物としては、残留炭素を含む石炭灰、高炉スラグ、高炉ダスト、未燃灰等が用いられ、これらの無機系廃棄物は粘土質原料の代替品として好適である。
なお、これらの有機系廃棄物は、乾式キルンの窯尻部または仮焼炉に投入して処理されるので、有機物は完全に燃焼分解される。しかし、上記の粘土質原料の代替品として用いられる無機系廃棄物に有機物が含まれる場合は、僅かではあるが、セメント焼成設備の排ガスに揮化して集塵装置にて捕集されずに外部に排出される虞がある。
このセメント製造設備からの排ガスに含まれる塵埃には、有機化合物や臭気成分が僅かに混入されたり、塵埃の電気抵抗値を変動させるような炭素成分等が含まれりしているので、電気集塵機13及びバグフィルタ41を用いて、これら有機化合物や臭気成分、あるいは炭素成分等を完全に除去し、外部に散逸させないようにする必要がある。
この捕集しきれずに残った塵埃は、バグフィルタ41により捕集され、また、排ガス中に含まれる臭気成分は、バグフィルタ41の濾材の表面に形成された吸着剤の堆積層(後述)により吸着され、よりクリーンになった排ガスは、排気煙突14から大気中に放出される。
投入された吸着剤は、この排ガスの流れ33の中で均一に分散して数秒間排ガス中を漂い、排ガス中の塵埃に含まれる有機化合物や臭気成分を吸着したのち、バックフィルタ41の濾材の表面にて捕集される。この捕集された吸着剤は濾材上に吸着剤の堆積層を形成して、排ガス中の塵埃に含まれる有機化合物や臭気成分を更に吸着する。
バックフィルタ41では、濾材の表面に形成された吸着剤の堆積層が厚くなり過ぎた場合、通風抵抗が高くならない範囲で、堆積層をパルス空気を吹き込むことによって取り除き、通風抵抗を一定に保つようにする。この場合、吸着剤の堆積層の通風抵抗(圧力損失)は5〜30mb(0.5〜3kPa)の範囲で行われる。
吸着性能を回復させるには、吸着剤分離装置43を用いてセメント製造設備からの排ガス中の塵埃を排ガスから分離する。
吸着剤から有機化合物を脱離させる方法としては、(a)昇温による吸着質を脱離(蒸発)させる熱再生、(b)減圧下で脱離させる減圧再生、(c)不活性ガスを流して脱離するパージ再生等があるが、有機化合物のみを効率的にしかも完全に脱離させる方法としては、吸着剤を加熱して再生する方法が好ましい。
一方、吸着剤にゼオライトなどの無機系の吸着剤を使用する場合は、加熱により劣化することが少ないので、300℃程度の高温度で吸着物質を脱離することが可能である。
また、吸着剤分離装置43により分離された塵埃及び再生装置44で脱離した有機化合物や臭気成分を含むガスは、ロータリーキルン8の窯尻部の800℃以上の高温部に導入され、有機成分が燃焼分解されることによって、処理することが出来る。
したがって、廃棄物を原料の一部として用いたセメントの生産性を向上させることができる。
したがって、セメント製造設備からの排ガスの処理を確実に行うことができ、
2 サイクロン
3 セメント原料貯蔵庫
5 下水汚泥を含む原料用サイロ
6 廃タイヤを含む原料用貯蔵設備
7 廃プラスチックスを含む燃料用サイロ
8 ロータリーキルン
9 バーナー部
10 仮焼炉
11 サスペンションプレヒータ
12 クリンカクーラ
13 電気集塵機
14 排気煙突
21 セメント原料供給ライン
22 有機系廃棄物を含む原料供給ライン
23 セメント原料粉供給ライン
24 セメントクリンカ搬送ライン
25 下水汚泥供給ライン
26 廃タイヤ供給ライン
27 廃プラスチックス供給ライン
31 サスペンションプレヒータからの排ガスの流れ
32 原料ミルから排出される排ガスの流れ
33 電気集塵機から排出される排ガスの流れ
34 クリンカクーラから排出される二次空気の流れ
40 排ガスの処理装置
41 バグフィルタ
42 ファン
43 吸着剤分離装置
44 吸着剤再生装置
45 吸着剤投入装置
46 吸着剤循環ライン
47 貯蔵ビン
48 吸着剤供給装置
49 バグフィルタから排出される排ガスの流れ
Claims (5)
- セメント製造設備からの排ガスの処理方法であって、
前記セメント製造設備からの排ガスに含まれる塵埃を電気的集塵手段または力学的集塵手段を用いて捕集する第1の集塵工程と、
前記第1の集塵工程から排出される排ガス中に残存する塵埃を濾過式集塵手段を用いて捕集する第2の集塵工程を備え、
前記第1の集塵工程から排出される排ガスに、有機化合物を吸着するゼオライトからなる吸着剤を投入し、前記濾過式集塵手段の濾過面にて前記ゼオライトからなる吸着剤を捕集して厚みが1mm以上かつ通風抵抗が5〜30mbの範囲のゼオライトからなる吸着剤層を形成し、この吸着剤層により前記排ガスに含まれる有機化合物を吸着し、前記吸着剤層の通風抵抗を一定に保つために前記濾過面にて捕集された前記吸着剤を取り除いて回収し、この回収された前記吸着剤を、前記有機化合物が少ない場合には前記第1の集塵工程から排出される排ガスに投入することで循環使用し、前記吸着剤の性能が低下した場合には該吸着剤を加熱して前記有機化合物を脱離させた上で前記第1の集塵工程から排出される排ガスに投入することで循環使用することを特徴とするセメント製造設備の排ガスの処理方法。 - 回収した前記吸着剤に吸着された有機化合物を脱離させる離脱工程、回収した前記吸着剤から塵埃を分離する分離工程、のいずれか一方または双方の工程により前記吸着剤を再生し、前記第1の集塵工程から排出される排ガスに投入することを特徴とする請求項1記載のセメント製造設備の排ガスの処理方法。
- 前記有機化合物の脱離により生じた有機化合物を、前記セメント製造設備の高温部に導入して燃焼させることを特徴とする請求項2記載のセメント製造設備の排ガスの処理方法。
- セメント製造設備からの排ガスの処理装置であって、
前記セメント製造設備からの排ガスに含まれる塵埃を捕集する電気的集塵手段または力学的集塵手段と、
前記電気的集塵手段または力学的集塵手段から排出される排ガスに有機化合物を吸着するゼオライトからなる吸着剤を投入する吸着剤投入手段と、
前記ゼオライトからなる吸着剤を濾過面にて捕集することにより形成された厚みが1mm以上かつ通風抵抗が5〜30mbの範囲のゼオライトからなる吸着剤層により前記電気的集塵手段または力学的集塵手段から排出される排ガス中に残存する塵埃を捕集する濾過式集塵手段とを備え、
前記吸着剤層により前記排ガスに含まれる有機化合物を吸着し、
前記吸着剤層の通風抵抗を一定に保つために前記濾過面にて捕集された前記吸着剤を取り除いて回収し、この回収された前記吸着剤を、前記有機化合物が少ない場合には前記電気的集塵手段または力学的集塵手段から排出される排ガスに投入することで循環使用し、前記吸着剤の性能が低下した場合には該吸着剤を加熱して前記有機化合物を脱離させた上で前記電気的集塵手段または力学的集塵手段から排出される排ガスに投入することで循環使用することを特徴とするセメント製造設備の排ガスの処理装置。 - 前記濾過式集塵手段またはその下流側に、
この濾過式集塵手段から回収された塵埃及び吸着剤を、塵埃と吸着剤とに分離する分離手段と、
この分離された吸着剤から有機化合物を脱離させる脱離手段とを設け、
この有機化合物を脱離した吸着剤を、第2の吸着剤投入手段を用いて前記電気的集塵手段または力学的集塵手段から排出される排ガスに再度投入することを特徴とする請求項4記載のセメント製造設備の排ガスの処理装置。
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