JP5239813B2

JP5239813B2 - キルン排ガスの処理方法及び処理装置

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Publication number: JP5239813B2
Application number: JP2008315645A
Authority: JP
Inventors: 弘幸松田; 武百冨; 公俊水谷; 幸治永水
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: JP2010137163A

Description

本発明は、ごみ焼却設備やセメント製造設備等で使用されているキルンからの排ガス中に含まれる水銀等の重金属、有機塩素化合物、臭気原因物質等の有害物質を除去するキルン排ガスの処理方法及び処理装置に関する。

ごみ焼却設備やセメント製造設備等で使用されているキルンからの排ガス中には、廃プラスチックや生ごみ、各種汚泥や焼却灰等の燃焼や、セメント原料の予熱等により生じる水銀等の重金属、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）類やダイオキシン類（ＤＸＮｓ）等の有機塩素化合物、揮発性有機化合物等の臭気原因物質などの有害物質が含まれている。これら有害物質は、排ガスを大気放出する前に排ガス中から除去することが必要である。

この有害物質を排ガスから除去する方法として、従来では、特許文献１に示される処理方法がある。この処理方法は、キルンからの排ガスを活性炭等の吸着材に接触させて、排ガス中の水銀及び有機塩素化合物を吸着させた後、その吸着材を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気とした加熱炉内で加熱し、吸着されていた水銀を揮発させて除去し、かつ有機塩素化合物を分解して除去する方法である。
特開２００６−９６６１５号公報

この従来の処理方法であると、水銀や有機塩素化合物を吸着した吸着材を不活性ガス雰囲気の加熱炉に閉じ込めて加熱する必要がある。しかしながら、水銀や有機塩素化合物を吸着した吸着材を加熱炉に投入する際に、空気も吸着材とともに持ち込まれるため、加熱処理の前に、加熱炉内を不活性雰囲気に置換する準備作業が必要になり、実プラントにおいて加熱炉内の雰囲気を全量不活性雰囲気に置換するのでは極めて不経済である。また、水銀は、２０℃でも０．１６Ｐａ程度の蒸気圧であるため、吸着材を捕捉した後の排ガス中に水銀の一部が持ち去られてしまうおそれがあり、効率低下を招く。また、加熱炉での加熱温度は３５０℃以上５００℃以下とされるが、このような低温で不活性ガス雰囲気中で処理するのでは、有機塩素化合物のうち、特にＰＣＢ類の分解除去は困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、キルンで発生した排ガスを効率的に処理するとともに、排ガス中の有害物質、特に水銀の除去効果を高めた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。

本発明のキルン排ガスの処理方法は、キルンで発生する排ガスを吸着材に接触させることにより、排ガス中の水銀を含む有害物質を吸着材に吸着させる吸着工程と、前記吸着材を酸素含有雰囲気で加熱することにより、吸着した前記有害物質を蒸発させて吸着材から分離させる蒸発工程と、蒸発した蒸気を冷却することにより、前記水銀を凝集除去する水銀除去工程と、水銀を除去した後のガスを前記キルンに供給して残りの有害物質を燃焼分解するガス分解工程とを有し、前記蒸発工程において前記有害物質を蒸発させた後の前記吸着材を前記キルンに燃料として供給することを特徴とする。

また、本発明のキルン排ガスの処理装置は、キルンで発生する排ガスを吸着材に接触させて排ガス中の水銀を含む有害物質を吸着材に吸着させる吸着手段と、前記吸着材を酸素含有雰囲気で加熱することにより、吸着した前記有害物質を蒸発させて吸着材から分離させる蒸発手段と、蒸発した蒸気を冷却することにより、前記水銀を凝集除去する冷却手段と、水銀を除去した後のガスを前記キルンに供給するガス供給手段とを有し、前記蒸発手段によって前記有害物質を蒸発させた後の前記吸着材を前記キルンに燃料として供給する吸着材燃料供給手段を有することを特徴とする。

すなわち、排ガス中の有害物質を吸着した吸着材を酸素含有雰囲気で加熱し、まず有害物質を蒸発させ、その後にこれを除去するのである。したがって、排ガス中から吸着材をそのまま加熱処理することができ、従来方法のような不活性ガス置換作業等の事前準備は不要になる。この場合、この蒸発工程は、有害物質を吸着材から蒸発分離させる程度の処理であるから、大きな熱量を必要とせず、酸素含有雰囲気であっても吸着材が燃えてしまうことがないようにすることができる。そして、吸着材から蒸発分離した有害物質のうち、水銀については次の冷却工程において凝集除去し、残った有機塩素化合物や臭気原因物質はキルンに供給して、その高熱を利用して熱分解するのである。
蒸発工程において有害物質が蒸発させられた吸着材は、吸着能が再生されるので、これを吸着工程において再利用することが可能になる。
この場合、前記蒸発工程において前記有害物質を蒸発させた後の前記吸着材の少なくとも一部を前記吸着工程における吸着材として再利用し、残りを前記キルンに燃料として供給するようにしてもよい。

本発明のキルン排ガスの処理方法において、前記蒸発工程は、外部の熱源によって加熱される外熱式加熱炉内に前記吸着材を投入して加熱するとよく、加熱炉内の加熱雰囲気が吸着材に吸着した水分や有機物等によって充満されるため、酸素含有雰囲気であっても吸着材が燃えてしまうことはない。この外熱式加熱炉としては例えばロータリー式加熱炉が好ましい。

本発明のキルン排ガスの処理装置において、前記吸着手段には、さらに、前記吸着材と排ガスとの接触位置よりも下流位置で前記吸着材と接触した後の排ガス中の水銀濃度を測定する水銀測定器と、該水銀測定器の測定結果に基づき排ガスに接触する吸着材を調整する調整手段とが設けられていることを特徴とする。

有害物質を吸着材に吸着させた後の排ガス中の水銀濃度を測定しながら、その測定結果に基づき排ガスと吸着材との接触状態を調整するようにフィードバック制御しており、水銀が吸着されずに持ち去られてしまう現象を少なくすることができる。

この場合、前記吸着手段は、前記吸着材を排ガス中に投入することにより吸着材と排ガスとを接触させるものであるとともに、投入した吸着材を捕捉するフィルタと、該フィルタにより捕捉された吸着材を前記蒸発手段に移送可能な吸着材移送手段とを備えており、前記調整手段は、排ガス中への吸着材の投入量を調整するものである構成としてもよい。

本発明のキルン排ガスの処理方法及び処理装置によれば、有害物質を吸着した吸着材から有害物質を一旦蒸発させて蒸気とした後に、その蒸気を処理するので、吸着材を排ガスからそのまま処理することができ、従来方法のような不活性ガス置換作業等の事前準備は不要になり、効率的である。また、吸着材から蒸発分離した有害物質のうち、水銀は冷却して凝集させてしまうので、特にこの水銀の除去効果を高めることができる。また、水銀を除去した後のガスをキルンで燃焼させて有害物質を熱分解させるので、この有害物質の熱分解のための特別な装置を別途設ける必要がなく経済的である。

以下、本発明に係るキルン排ガスの処理方法及び処理装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は処理装置の一実施形態を示しており、図２は他の実施形態を示している。

図１に示す一実施形態の処理装置は、セメント製造設備１に設けられたものであり、このセメント製造設備１は、セメント原料を粉砕、乾燥する原料ミル及びドライヤ２と、この原料ミルで得られた粉体原料を予熱するプレヒータ３と、プレヒータ３によって予熱された粉体原料を焼成するキルン４と、キルン４で焼成された後のセメントクリンカを冷却するための図示略の冷却機等とを備えている。

キルン４は、横向きの円筒状シェルを回転させながら、プレヒータ３から供給されるセメント原料をバーナーによって１４５０℃以上に加熱焼成してセメントクリンカを生成するものである。この場合、キルン４からの排ガスは、プレヒータ３を経由して原料ミル及びドライヤ２に導入されるようになっており、原料ミル及びドライヤ２は、キルン４からの排ガスが導入されることにより、セメント原料の粉砕と乾燥を同時に行うようになっている。また、プレヒータ３は、下方から上方に向けて複数のサイクロンを多段に接続した多段サイクロン式のものであり、原料ミルで粉砕されたセメント原料をキルン４からの排ガスを利用して所定温度まで予熱するものである。

このセメント製造設備１において、セメント原料としては、石灰石、粘土、けい石、酸化鉄原料等を適宜の比率で混合したものが用いられるが、廃プラスチックを含む産業廃棄物、油分や洗浄剤等を含む土壌、各種汚泥、焼却灰等がセメント原料の一部あるいはキルンの燃料の一部として用いられる。図１において、二重実線の矢印がセメント原料からセメントクリンカを得る流れを示している。

一方、キルン４での燃焼により発生した排ガスの流れを破線で示しており、この排ガスは、プレヒータ３、原料ミル及びドライヤ２を経由して、プレヒータ３での粉体原料の予熱の熱源、原料ミル及びドライヤでの乾燥の熱源として利用された後、排ガス処理系５に送られる。

排ガス処理系５では、原料ミル及びドライヤ２を経由した排ガス中のダストを捕集する集塵機１１と、この集塵機１１を通過した排ガス中に含まれる水銀等の重金属、ダイオキシン類やＰＣＢ類等の有機塩素化合物、臭気原因物質などの有害物質を吸着する吸着手段１２と、これら有害物質を吸着した吸着材を加熱して有害物質を吸着材から蒸発分離させる蒸発器（蒸発手段）１３と、その蒸発ガスを冷却することにより蒸発ガスから水銀を凝集除去する冷却器（冷却手段）１４と、水銀を除去した後のガスを前記キルン４の燃料燃焼用空気供給系１５に混入するガス供給手段１６とを備えた構成とされる。

集塵機１１は、例えば高電圧放電により生じる静電気を利用して集塵する電気集塵機であり、その電極に、排ガス中に固体分として混在している灰分等のダストが捕集される。電気集塵機以外にも、排ガス中の固体分を捕集することができるものであれば、バグフィルタ、サイクロン等の周知の集塵機を用いることができる。捕集されたダストは、ダスト配送管１７を通して原料ミルに投入されるようになっている。

吸着手段１２は、電気集塵機からの排ガス中に吸着材を散布するように投入する吸着材投入手段２１と、排ガス中に投入された吸着材を捕捉して排ガスを通過させるフィルタ装置２２と、フィルタ装置２２を通過した排ガス中の水銀濃度を測定する水銀測定器２３と、水銀測定器２３の測定結果に基づき吸着材投入手段２１における吸着材の散布量を調整する調整手段２４とを備える構成とされ、フィルタ装置２２には、捕捉した吸着材を次工程の蒸発器１３に送る吸着材移送手段２５が設けられている。

吸着材投入手段２１は、排ガス流路の途中に設けた計量機能を有するフィーダから一定量ずつ供給しながら圧縮空気で吸着材を流路内に吹き込むものである。つまり、水銀等の重金属、ダイオキシン類やＰＣＢ類等の有機塩素化合物、臭気原因物質がガス状であるため、これらをより大きな粒子である吸着材に結合させて後工程におけるフィルタ装置２２で捕捉し易くするためのものであり、吸着材としては、例えば平均粒径が１００〜５０００μｍの粉状又は粒状の活性炭や粉炭が用いられる。排ガス流路中への吸着材の投入量としては、例えば排ガス１ｍ^３Ｎ当たり０．０１〜１．０ｇとされる。排ガス中に吸着材を０．１ｇ／ｍ^３Ｎ投入することにより、排ガス中のダイオキシン類やＰＣＢ類、水銀の９０％以上が吸着される。

フィルタ装置２２としては、工業設備で一般的に使用されているバグフィルタ等を用いることができ、このフィルタ装置２２に捕捉された吸着材を払い落すための払い落し機構が備えられている。払い落し機構としては、ろ布を振動させる振動方式、ろ布に逆方向に空気を流通させる逆洗方式、ろ布に圧縮空気を瞬間的に噴射するパルスジェット方式等の周知の機構が用いられる。

水銀測定器２３は、排ガス中に含まれる水銀の濃度を原子吸光法によって測定するものである。排ガス中に含まれる水銀は、主に金属水銀である０価水銀（Ｈｇ⁰）と、２価水銀（Ｈｇ²⁺）との二つの化学形態で存在しており、そのうち２価水銀はそのままでは測定できないため、これを測定可能な金属水銀に分解することにより、排ガス中に含まれる金属水銀とともに総水銀量として測定する構成である。具体的構成としては、図示は省略するが、排ガス中の２価水銀を金属水銀である０価水銀に高温下で分解する分解反応器、分解反応器を経由した後の排ガスから水分等を除去する気液分離器や凝縮器、フィルタ等を有する前処理装置と、この前処理された排ガスに紫外線領域の光を照射し、その透過光を光電管で受光することにより、金属水銀の特定波長（２５４ｎｍ）の光の吸収量を連続的に検出する原子吸光分析装置とを備えている。

調整手段２４は、水銀測定器２３による排ガス中の水銀濃度の測定結果に基づき、吸着材投入手段２１における吸着材の投入量を加減するものであり、例えば、吸着材投入手段２１に設けられているフィーダの単位時間当たりの送り込み量を調整するなどの方法によって投入量を調整する。

この調整手段２４による吸着材の投入量の調整は、水銀測定器２３において排ガス中から例えば４０μｇ／ｍ^３Ｎ以上の水銀濃度が検知された場合に、吸着材の投入量を排ガス１ｍ^３Ｎ当たり０．０２ｇの割合で増加させ、その水銀濃度を下回ったら吸着材の投入量を徐々に減少させて前述の排ガス１ｍ^３Ｎ当たり０．０１〜１．０ｇに維持するように制御することが行われる。

吸着手段１２の次工程に設置される蒸発器１３は、フィルタ装置２２で捕捉された吸着材を３００℃以上に加熱するものであり、その加熱により、吸着材に吸着されている有害物質を吸着材から蒸発して分離させるものである。その蒸発器１３としては、例えば、外熱式のロータリー式加熱炉（ロータリーキルン）が用いられ、その前工程においてフィルタ装置２２で捕捉され払い落された吸着材がそのまま加熱炉に供給されて加熱される。加熱により発生した蒸発ガスは次工程の冷却器１４に送られ、残った吸着材は、その一部が吸着材配送管２６により吸着材投入手段２１に送られ、吸着材投入手段２１おいて再利用され、残りの用済みとなった吸着材は、吸着材燃料供給手段２７によりセメント製造設備１のキルン４の燃料供給系２８に燃料として投入される。図1には、この吸着材の流れを太線矢印で示している。

一方、吸着材から蒸発した有害物質を含むガスの流れを二重破線の矢印で示しており、蒸発器１３からまず冷却器１４に送られる。
冷却器１５は、蒸発器１３で蒸発されたガスを冷却して水銀等の重金属を凝縮させるものであり、例えば１００℃以下、好ましくは５０℃以下にガスを冷却する。この冷却器１５としては例えばスクラバからなり、排ガスを通過させる塔の頂部から排ガス中に水を噴霧することにより、ガスの洗浄と冷却とを行う構成とされている。凝縮した重金属は水とともに塔の底に堆積され、廃液処理される。この冷却器１４を経由したガスは、塔の頂部から排出され、ガス供給手段１６を介して燃料燃焼用空気供給系１５に送られるようになっており、空気と混合されてキルン４に供給され、キルン４内で１０００℃以上の高熱によって処理されることにより有害物質が熱分解されることになる。
なお、図1中符号３０は吸着手段１２によって有害物質が除去された後の排ガスを大気に放出する煙突を示している。

このように構成したキルン排ガスの処理装置において、セメント製造設備１からの排ガスは、集塵機１１でダストが除去された後、吸着手段１２において吸着材と接触されることにより、排ガスに含まれている水銀等の重金属、ＰＣＢ類やダイオキシン類等の有機塩素化合物、揮発性有機化合物等の臭気原因物質などの有害物質が吸着材に吸着され、その有害物質を吸着した後の排ガスが煙突３０から大気に放出される。この吸着工程において、吸着手段１２にあっては、吸着材投入手段２１によって定量ずつ吸着材を投入しながら、有害物質を吸着した後の排ガス中の水銀濃度を水銀測定器２３によって測定して、その測定結果に基づき調整手段２４により吸着材の投入量を調整しており、水銀を効率的に吸着して、排ガス中に持ち去られてしまうことを抑制することができる。

そして、有害物質を吸着した吸着材はフィルタ装置２２で捕捉された後、蒸発器１３に投入されて加熱されることにより、有害物質を蒸発分離させるのであるが、この蒸発工程においては、蒸発器１３内を特に不活性雰囲気等に置換することなく、酸素含有雰囲気のまま加熱処理する。したがって、吸着手段１２から吸着材をそのまま蒸発器１３に投入することができ、特定雰囲気への置換作業等の事前準備が不要であり経済的である。また、この加熱処理は有害物質が吸着材から蒸発分離すれば足りるので、比較的小さい熱量で十分であり、しかも、有害物質とともに吸着材に吸着した水分や有機物等も蒸発して蒸発器１３内に充満するので、蒸発器１３内が低酸素雰囲気となり、吸着材の燃焼は生じない。蒸発器１３としてロータリー式加熱炉を用いた場合、４００〜５００℃程度の加熱までは、吸着材の燃焼は生じなかった。この加熱を例えば４００℃以上で３０分間実施することにより、吸着材に吸着されている有害物質のうち、水銀に着目すれば８０％以上が蒸発分離させられる。

次に、吸着材から蒸発したガスを冷却器１４で冷却することにより、ガス中に含まれていた水銀等の重金属が凝集して分離される。この冷却器１４では、その前工程の蒸発器１３で４００℃にまで加熱されたガスを例えば２００℃／秒以上の冷却速度で常温付近まで冷却するようにしており、吸着材に吸着されていた水銀の８０％以上が凝縮除去される。冷却速度を２００℃／秒以上とするのは、ダイオキシン等の合成を防止するためである。

次いで、この冷却器１４を通過したガスをガス供給手段１６によってキルン４の燃料燃焼用空気供給系１５に供給することにより、燃焼用空気に混入してキルン４に供給する。このキルン４内では例えば１４５０℃以上にも加熱され、その熱でガス中の有害物質は熱分解される。
有害物質のうち、ダイオキシン類は例えば８５０℃で２秒間、ＰＣＢ類は１１００℃で２秒間再加熱することにより熱分解して無害化することができ、少なくとも１１００℃以上に加熱することにより、ダイオキシン類やＰＣＢ類は熱分解させることができる。キルン４内の温度は１４５０℃以上であり、有害物質は完全に熱分解させられる。

この一連の排ガス処理において、その処理雰囲気を若干の酸素含有雰囲気としたのは次の理由による。すなわち、排ガス処理した使用済みの吸着材（活性炭）は水銀やダイオキシン類やＰＣＢ類以外にも多くの水分や有機物を吸着している。この吸着材を無酸素状態で加熱し、吸着物を蒸発分離した後、蒸発分離したガスを冷却器１４で冷却処理した場合、蒸発器１３から冷却器１４までの配管及び冷却器１４内で有機物が凝縮し配管詰まりや冷却器１４の性能低下を招く。これに対して、使用済み吸着材と同時に少量の空気（酸素）を入れることで、加熱炉での有機物の酸化・分解を促進し、配管内や冷却器内での有機物の凝縮等の問題を低減することが可能となる。

図２は、本発明の他の実施形態における排ガス処理装置の要部を示すもので、セメント製造設備は図１の実施形態と同様であるので省略し、排ガス処理系３１のみ示している。その他、図１の一実施形態と共通要素には同一符号を付して説明を簡略化する。

この実施形態の排ガス処理装置においては、排ガス中の有害物質を吸着材に吸着させる吸着手段３２として、一実施形態では排ガスが通る流路中に吸着材を散布するように投入したのに対して、吸着塔３３内に吸着材を充填しておき、この吸着塔３３に排ガスを通過させるように構成したものである。排ガス中の有害物質は吸着塔３３を通過する際に吸着材に吸着され、その有害物質が吸着された後の排ガスが吸着塔３３から排出される。

この場合、その吸着塔３３は、複数台（図２には２台のみ示す）が並列に配置されるとともに、その上流位置に流路切替機構３４が配設され、この流路切替機構３４が集塵機１１に接続されている。この流路切替機構３４は、水銀測定器２３の測定結果に基づき流路の切り替えが制御されるように構成されており、集塵機１１に対していずれかの吸着塔３３のみを択一的に接続し、他の吸着塔３３に対する流路は流通が阻止されるように遮断する構成である。また、各吸着塔３３は、それぞれ底部に開閉弁（図示略）が設けられており、この開閉弁を操作することにより内部の吸着材を抜き出すことができるようになっている。抜き出された吸着材は、一実施形態と同様に吸着材移送管２５を介して蒸発器１３に送られ、以降は一実施形態と同様の処理がなされる。

この実施形態の排ガス処理においては、流路切替機構３４により、複数台の吸着塔３３のうちの一部に排ガスを通過させ、残りは排ガスを通過させずに控えとするように流路を接続状態としておく。そして、集塵機１１を通過してダストが除去された排ガスを一方側の吸着塔３３に送り込み、その吸着塔３３において排ガス中の有害物質を吸着材に吸着させる。吸着塔３３を経由した排ガスは水銀測定器２３に送られて、その中の水銀濃度が測定される。この水銀測定器２３における測定結果が所定の濃度以上となった場合には、流路切替機構３４が吸着塔３３を控えのものと切り替えて排ガスを通過させる。今まで使用に供していた吸着塔３３においては、内部から吸着材を抜き取り、一実施形態の場合と同様に、蒸発器１３に送って加熱することにより、吸着されていた有害物質を蒸発させ、その蒸発ガスを冷却器１５で冷却して水銀等の重金属を凝縮除去した後、ガス供給手段１６を介してキルン４に送り込み、該キルン４で高温で加熱して有機塩素化合物や臭気原因物質を熱分解させる。

つまり、水銀測定器２３により規定量以上の水銀濃度が検出された場合には、吸着塔３３の使用を停止して新しいものと切り替えて使用するのである。一実施形態では吸着材の投入量を連続的に調整するようにしたが、この実施形態はいわゆるバッチ式で吸着材を交換しながら使用するものであり、この実施形態においては、流路切替機構３４が、排ガスに接触する吸着材を調整する調整手段を構成している。

以上に述べた排ガスの処理方法において、その有害物質の除去効果を確認するために次のような実験を実施した。セメント製造設備で発生した排ガスを活性炭に接触させた後、その有害物質を吸着した活性炭を第１の管状炉（容積約３５０ｍｌ、内径２．５ｃｍ×長さ７０ｃｍ）の前端部内に収納して、外熱方式により４５０℃に加熱するとともに、管状炉の前方からポンプで空気を５０ｍｌ／分で３０分間供給し、この管状炉の後端から排出されるガスを冷却器に通して冷却した後、この冷却器を通した後のガスを外熱方式の第２の管状炉（容積約３５０ｍｌ、内径２．５ｃｍ×長さ７０ｃｍ）で１４５０℃に加熱処理した。そして、活性炭中の水銀の濃度、ＰＣＢ類の濃度、ダイオキシン類の濃度を処理前と処理後とでそれぞれ測定し、また、冷却器を通した後のガス中の水銀、及び第２の管状炉を経由した後のガス中のＰＣＢ類（ＰＣＢｓ）、ダイオキシン類（ＤＸＮｓ）の濃度をそれぞれ測定した。これらの実験において、水銀濃度の測定は、日本インスツルメンツ社製の水銀分析計ＭＡ−２を用いて行い、ＰＣＢ類は高分解能ガスクロマトグラフ質量分析法、ダイオキシン類はＪＩＳＫ０３１１に規定する方法によって行った。その結果は、水銀に関しては表１、ＰＣＢ類に関しては表２、ダイオキシン類に関しては表３の通りである。

これらの表から明らかなように、水銀に関しては、活性炭に吸着した水銀の約７０％を除去できることが確認された。また、ＰＣＢ類に関しては約９９．８％、ダイオキシン類に関しては約７０％除去できることが確認された。

一方、この実験に供した活性炭と未使用の活性炭とを用意し、これらの吸着性能を比較した。この試験は、活性炭の物性評価試験として一般的に用いられているＪＩＳＫ１４７４−５．１．１．１のヨウ素吸着性能試験と、ＪＩＳＫ１４７４−５．１．１．２のメチレンブルー吸着性能試験とにより行った。その結果を表４に示す。

この表４から明らかなように、この実施例で使用した活性炭は、未使用の活性炭と比較してヨウ素で８９．９％、メチレンブルーで６８．２％の吸着性能であり、７０％程度あるいはそれ以上の再生化率であると言え、十分に再利用可能なものであることが確認された。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、吸着材の使用についてのみ記載したが、ＳＯｘ等の除去のため消石灰等を併用してもよい。

本発明に係るキルン排ガスの処理装置の一実施形態を示す全体システム構成図である。本発明に係るキルン排ガスの処理装置の他の実施形態の要部を示すシステム構成図である。

符号の説明

１セメント製造設備
２原料ミル及びドライヤ
３プレヒータ
４キルン
５排ガス処理系
１１集塵機
１２吸着手段
１３蒸発器（蒸発手段）
１４冷却器（冷却手段）
１５燃料燃焼用空気供給系
１６ガス供給手段
２１吸着材投入手段
２２フィルタ装置
２３水銀測定器
２４調整手段
２５吸着材移送手段
２６吸着材配送管
２７吸着材燃料供給手段
２８燃料供給系
３０煙突
３１排ガス処理系
３２吸着手段
３３吸着塔
３４流路切替機構（調整手段）

Claims

キルンで発生する排ガスを吸着材に接触させることにより、排ガス中の水銀を含む有害物質を吸着材に吸着させる吸着工程と、前記吸着材を酸素含有雰囲気で加熱することにより、吸着した前記有害物質を蒸発させて吸着材から分離させる蒸発工程と、蒸発した蒸気を冷却することにより、前記水銀を凝集除去する水銀除去工程と、水銀を除去した後のガスを前記キルンに供給して残りの有害物質を燃焼分解するガス分解工程とを有し、前記蒸発工程において前記有害物質を蒸発させた後の前記吸着材を前記キルンに燃料として供給することを特徴とするキルン排ガスの処理方法。
前記蒸発工程において前記有害物質を蒸発させた後の前記吸着材の少なくとも一部を前記吸着工程における吸着材として再利用し、残りを前記キルンに燃料として供給することを特徴とする請求項１記載のキルン排ガスの処理方法。
前記蒸発工程は、外部の熱源によって加熱される外熱式加熱炉内に前記吸着材を投入して加熱することを特徴とする請求項１又は２記載のキルン排ガスの処理方法。
キルンで発生する排ガスを吸着材に接触させて排ガス中の水銀を含む有害物質を吸着材に吸着させる吸着手段と、前記吸着材を酸素含有雰囲気で加熱することにより、吸着した前記有害物質を蒸発させて吸着材から分離させる蒸発手段と、蒸発した蒸気を冷却することにより、前記水銀を凝集除去する冷却手段と、水銀を除去した後のガスを前記キルンに供給するガス供給手段とを有し、前記蒸発手段によって前記有害物質を蒸発させた後の前記吸着材を前記キルンに燃料として供給する吸着材燃料供給手段を有することを特徴とするキルン排ガスの処理装置。
前記吸着手段には、さらに、前記吸着材と排ガスとの接触位置よりも下流位置で前記吸着材と接触した後の排ガス中の水銀濃度を測定する水銀測定器と、該水銀測定器の測定結果に基づき排ガスに接触する吸着材を調整する調整手段とが設けられていることを特徴とする請求項４記載のキルン排ガスの処理装置。
前記吸着手段は、前記吸着材を排ガス中に投入することにより吸着材と排ガスとを接触させるものであるとともに、投入した吸着材を捕捉するフィルタと、該フィルタにより捕捉された吸着材を前記蒸発手段に移送可能な吸着材移送手段とを備えており、前記調整手段は、排ガス中への吸着材の投入量を調整するものであることを特徴とする請求項５記載のキルン排ガスの処理装置。