JP5092211B2 - セメント製造設備 - Google Patents
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Description
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。
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。
その後、粉体が接触された高温ガス中から、有機塩素化合物が分離または分解された粉体を、捕集により除去する(粉体除去工程)。それから、こうして分離された高温ガスを吸着粉に接触させ、高温ガス中の有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる(有機物吸着工程)。次に、有機塩素化合物を吸着した吸着粉を焼成燃料として使用し、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)。
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。
吸着粉は、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、オイルコークス微粉末、活性炭微粉末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。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。
高温ガス中への吸着粉の供給量は多いほどよい。しかしながら、多すぎると除塵設備への負担が増す。期待する濃度以下になるように吸着粉のBET比表面積に応じて変更する。
吸着粉を高温ガスに接触させる方法は限定されない。例えば、高温ガスの配管の途中に、吸着粉の投入口を形成する方法など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。
セメント製造設備としては、ロータリーキルンを焼成装置としたものを採用する。また、プレヒータ、仮焼炉およびロータリーキルンを有するものを採用してもよい。
有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、セメントクリンカの焼成時の燃料に使用する方法としては、例えば、ロータリーキルンの燃焼バーナの燃料として、燃焼バーナの燃料投入口から投入することができる。この場合、バーナーフレーム(1500℃以上)の熱により、有機塩素化合物が瞬間的に分解される。
ここで利用される集塵ダストは、集塵機から排出された集塵ダストの全部でもよいし、一部でもよい。
石炭微粉末のBET比表面積は大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
オイルコークス微粉末のBET比表面積は大きいほどよい。0.1m2/g未満では、現実的な吸着性能は得られない。
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、内部温度が90℃の前記電気集塵機B1が設けられている。また、煙道129には、その二股となった上流側部の原料ミル13側にファンF2が設けられるとともに、電気集塵機B1と煙突130との間の部分にファンF3が設けられている。
ダスト投入口150aには、前記電気集塵機B1により捕集され、かつダイオキシン類およびPCBなどの有機塩素化合物を含む集塵ダスト(粉体)の一部が、下流部が二股になったダスト配送管123を通して投入される。具体的には、ダスト配送管123の下流部のうち、二股部分の一方を構成する枝管を通して、集塵ダストの一部がダスト投入口150a内に投入される。また、集塵ダストの残り部分は、ダスト配送管123の下流部のうち、二股部分の他方を構成する枝管を通して、原料ミル13に供給される。
排ガス分岐管150のうち、ダスト投入口150aより若干下流部分には、排ガス中から有機塩素化合物を含まない集塵ダストを捕集する第2の電気集塵機B2が設けられている。第2の電気集塵機B2により捕集された集塵ダスト(有機塩素化合物は除去)は、有機除去ダスト管151を通って原料ミル13に投入される。
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内で、石炭ミル50により粉砕された石炭微粉末を燃料とする燃焼バーナ17からの炎の熱で、セメント原料が焼成される。
すなわち、焼成工程部では、貯蔵サイロ14からのセメント原料が、プレヒータ16の各サイクロン15および仮焼炉を流下中に仮焼され、その後、プレヒータ16の下段部からロータリーキルン18の窯尻部に投入される。ここで、セメント原料はキルンシェルの回転に伴って周方向に回転しながら、燃焼バーナ17によるバーナ加熱により、セメントクリンカが焼成される。得られたセメントクリンカは、クリンカクーラ19により冷却される。
図1に示すように、原料貯蔵庫11内の各セメント原料は、原料供給管118を通して原料ミル13に投入される。ただし、粘土などの含水量が高い一部のセメント原料は原料供給設備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、高温の原料ドライヤ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。原料ミル13では、原料ドライヤ12から供給された乾燥原料を含む全てのセメント原料が75℃程度に加熱されながら、多数の金属ボールにより、セメント原料が平均粒度10〜30μm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。
前述したように、原料ドライヤ12および原料ミル13の各内部は、例えばダイオキシン類が気化し易い300℃前後に維持されている。そのため、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)を混入した場合、原料ドライヤ12および原料ミル13内で、有機塩素化合物が気化される。
その後、これらが混在した排ガスは、第2の電気集塵機B2に吸引される。ここで、排ガス中から有機塩素化合物を含まない集塵ダストだけが捕集(濾過)される。
すなわち、セメント製造設備10を用いることで、脱塵ガス中から、PCB95重量%、アセトアルデヒドは99重量%以上、メチルアルコールは99重量%以上、クロロフェノール100重量%、プロパノールは99重量%以上およびアセトンは99重量%以上、ベンゼンは99重量%以上、トルエンは99重量%以上それぞれ除去することができた。これらは、脱塵99重量%以上ガス中から除去されなければならない代表的な有害物質である。
13 原料ミル、
16 プレヒータ、
18 ロータリーキルン、
B1 第1の電気集塵機(集塵機)、
B2 第2の電気集塵機(集塵機)。
Claims (2)
- セメント原料からセメントクリンカを焼成するセメント製造設備であって、
このセメント原料を粉砕する原料ミルと、
この原料ミルにおいて粉砕されたセメント原料を加熱するプレヒータと、
このプレヒータにて加熱されたセメント原料を加熱してセメントクリンカを焼成するロータリーキルンと、
燃料微粉末を前記ロータリーキルンのバーナーに供給するミルと、
前記プレヒータから排出された100℃以上となる高温ガスをこのミルに供給する高温ガス供給路と、
前記原料ミルの排ガスから有機塩素化合物を含む集塵ダストを捕集する第1の集塵機と、
前記高温ガス供給路の途中に配設され、有機塩素化合物を含む脱塵ガスを前記ミルに供給する第2の集塵機と、
前記高温ガス供給路にあって第2の集塵機よりも上流側で分岐し、前記プレヒータから排出された前記高温ガスの一部を前記原料ミルに供給する分岐路と、を備え、
前記第1の集塵機により捕集された有機塩素化合物を含む集塵ダストを、前記分岐路との分岐部より下流側で前記第2の集塵機の上流側の前記高温ガス供給路に供給するとともに、
前記第2の集塵機から供給された脱塵ガス中の有機塩素化合物を前記ミルにおいて前記燃料微粉末に吸着してこの燃料微粉末を前記バーナーに供給するセメント製造設備。 - 前記第2の集塵機で前記高温ガス中から有機塩素化合物が除去されたダストは、前記原料ミルに投入される請求項1に記載のセメント製造設備。
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