JP5776271B2 - セメント製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、セメント焼成設備から排出されるダイオキシンの処理に関する。

従来、特許文献１では、セメント焼成設備から抽気したガスから、水銀、ダイオキシン等を凝縮させて除去する技術が記載されている。また、特許文献２では、排ガスを急冷することでダイオキシンの再合成を抑制している。

特開２００５−９７００５号公報 特開２００５−３１５５６３号公報

しかしながら上記特許文献１，２にあっては、凝縮や急冷を行う設備を別途設置する必要があり、コストアップを招いていた。

本発明の目的は、コストアップを抑制しつつ系外へのダイオキシン排出を低減したセメント製造装置を提供することにある。

本発明のセメント製造装置は、セメント焼成設備と、竪型ミルと、電気集塵機とを備えるセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれる揮発性有機化合物の濃度を検出する濃度検出部と、前記竪型ミルと前記電気集塵機との間に設けられ、前記竪型ミルにより粉砕されたセメント原料粉を捕集するサイクロンと、前記サイクロンで捕集されたセメント原料粉のＢＥＴ比表面積を検出する原料粉表面積検出部と、 前記竪型ミルに設けられたセパレータの回転数を変更する回転数変更手段とをさらに備え、
前記揮発性有機化合物の濃度の閾値である濃度閾値と、前記原料粉ＢＥＴ比表面積の閾値である原料粉表面積閾値とを設け、前記回転数変更手段は、（１）前記揮発性有機化合物の濃度の検出値が前記濃度閾値を超えた場合、（２）前記原料粉ＢＥＴ比表面積の検出値が前記原料粉表面積閾値未満となった場合の、（１）（２）のいずれか１つでも成立した場合、前記セパレータの回転数を増加させることによりセメント原料粉のＢＥＴ比表面積を増加させることを特徴とする。

よって、各閾値に基づきセパレータ回転数を変更し、ダイオキシン前駆体となる揮発性有機化合物を竪型ミルでの粉砕物または電気集塵機のダストに吸着させることにより、コストアップを抑制しつつ系外へのダイオキシン排出を低減したセメント製造装置を提供することができる。

セメント製造装置のシステム図である。 実施形態１のフローチャートである。

［実施形態１］
図１は、セメント製造装置１のシステム図である。セメント製造装置１は、サスペンションプレヒータ１１（以下ＳＰ１１と記載）、仮焼炉１２、ロータリーキルン１３、塩素バイパス設備１４（以下塩素ＢＰ１４と記載）、原料サイロ１５、竪型ミル１６、サイクロン１７，電気集塵機１８（以下ＥＰ１８と記載）、煙突１９を有する。太実線は原料の流れ、細実線はガスの流れを示す。

竪型ミル１６には、セメント原料となる石灰石、粘土、珪石、鉄、および建設発生土等の廃棄物が供給され、粉砕・混合された後サイクロン１７を介して原料サイロ１５に供給される。原料サイロ１５内のセメント原料は適宜ＳＰ１に供給されて予熱され、仮焼炉１２を介してロータリーキルン１１において焼成され、クリンカとなって排出される。このクリンカを粉砕することによりセメント製品が得られる。仮焼炉１２およびロータリーキルン１３には石炭とともに廃プラスチック等の可燃性廃棄物が燃料として供給される。塩素ＢＰ１４は、窯尻１３ａからガスを一部抽気し、このガスから塩素分を除去する。

また、竪型ミル１６には粉砕した原料を分級するセパレータ１６ａが設けられている。このセパレータ１６ａは回転数変更手段１００からの指令に基づき回転数を変化させることにより分級を行うものであって、回転数を上げることで、より小径の原料粒子を分級するものである。この竪型ミル１６内ではＳＰ１１からの排ガスによって粉砕された原料が乾燥され、その際排ガスに含まれる物質の一部は原料の粒子に吸着される。また、竪型ミル１６は、粉砕されたセメント原料が、セメント焼成設備から導入された排ガスとともにセパレータ１６ａに送り込まれ、セパレータ１６ａは、回転により生じる気流を利用してセメント原料を所定の粒度に分級し、竪型ミル１６から排出されるセメント原料の粒度は、回転数変更手段１００によってセパレータ１６ａ回転数を制御することによって調整することができる。一般に、セパレータ１６ａの回転数を高くするほど、排出されるセメント原料は、粒径の小さいものの割合が多くなる。

ＥＰ１８と煙突１９の間にはＶＯＣ濃度検出部１１０が設けられている。ＶＯＣ濃度検出部１１０はＥＰ１８の排ガスに含まれるＶＯＣ（揮発性有機化合物：ダイオキシン前駆体）濃度Ｃｖを検出する。サイクロン１７と原料サイロ１５の間には原料粉表面積検出部１２０が設けられて原料ミル精粉（竪型ミル１６で粉砕された原料粉、以下原料粉）のＢＥＴ比表面積Ａ１を検出する。必要に応じ、ＥＰ１８と原料サイロ１５の間にＥＰダスト表面積検出部１３０を設け、ＥＰ１８で集塵された集塵ダストのＢＥＴ比表面積Ａ２を検出することとしてもよい。回転数変更手段１００は、検出されたＶＯＣ濃度Ｃｖ、原料粉のＢＥＴ比表面積Ａ１に基づきセパレータ１６ａの回転数を変更する。

［回転数変更手段］
排ガスからのダイオキシン低減には、発生したダイオキシンまたはその前駆体を原料粒子に吸着させて再度セメント製造装置内に戻し、ＳＰ１１内で分解した後、塩素分を塩素ＢＰ１４により除去することが有効である。したがって、排ガス中のＶＯＣ濃度Ｃｖが増加した場合は排ガス中のダイオキシンの増加が見込まれるため、セパレータ回転数を増加させて原料粒子の粒径を小さくすることで、比表面積を増加させる。具体的には、Ｃｖが濃度閾値αを超えた際（下記式（１）参照）、セパレータ回転数を増加させる。これにより粉砕された原料に吸着されるダイオキシン量を増加させ、系外へのダイオキシン排出量を低減する。

また、サイクロン１７から排出される原料粉のＢＥＴ比表面積が減少すると、それに伴って吸着量が減少するため、系外に排出されるダイオキシン量も増大するおそれがある。したがって、サイクロン１７で捕集された原料粉のＢＥＴ比表面積Ａ１が原料粉表面積閾値β１未満となった場合、（下記式（２）参照）、セパレータ回転数を増加させる。

図２は、回転数変更手段１００におけるフローチャートである。
ステップＳ１では、各検出部１１０，１２０において検出されたＶＯＣ濃度Ｃｖ、原料粉のＢＥＴ比表面積Ａ１を読み込む。
ステップＳ２では、ＶＯＣ濃度Ｃｖ、原料粉のＢＥＴ比表面積Ａ１それぞれの閾値α、β１に基づき、下記の式（１）、（２）のいずれかが成立するか否かを判断する。ＹＥＳ（いずれか１つでも成立した場合）であればステップＳ３へ移行し、ＮＯ（いずれも成立しない場合）はステップＳ１に戻る。
Ｃｖ＞α・・・（１）
Ａ１＜β１・・・（２）
ステップＳ３では、セパレータ１６ａの回転数を増加させ、ステップＳ１に戻る。

なお、本実施形態では上記式（１）（２）のいずれか１つでも成立した場合はセパレータ回転数を増加させることとしたが、全ての式が成立した場合に回転数を増加させることとしてもよいし、各式（１）（２）に優先順位を設け、優先度の高い式が成立した場合、他の式の正否に拠らず回転数を増加させることとしてもよい。また必要であれば、上記（１）、（２）式が成立しない場合であっても、ＥＰ１８から排出されたダストのＢＥＴ比表面積Ａ２が第２表面積閾値β２未満となった場合にセパレータ回転数を増加させることとしてもよい。

［実施形態１の効果］
ＶＯＣ濃度検出部１１０と、原料粉表面積検出部１２０と、セパレータの回転数を変更する回転数変更手段１００とを備え、
回転数変更手段１００は、ＶＯＣ濃度Ｃｖが濃度閾値αを超えた場合、または原料粉のＢＥＴ比表面積Ａ１が原料粉表面積閾値未満となった場合、セパレータ１６ａの回転数を増加させることとした。
これにより、排ガス中のダイオキシンの増加が見込まれる際はセパレータ回転数を増加させて原料粒子の比表面積を増加させ、ダイオキシンの吸着を促進することが可能となる。よって、コストアップを抑制しつつ系外へのダイオキシン排出を低減したセメント製造装置を提供することができる。

１ セメント焼成設備
１６ 竪型ミル
１７ 電気集塵機
１００ 回転数変更手段
１１０ 濃度検出部
１２０ 原料粉表面積検出部

Claims (1)

1. セメント焼成設備と、竪型ミルと、電気集塵機とを備えるセメント製造装置において、
   前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれる揮発性有機化合物の濃度を検出する濃度検出部と、
   前記竪型ミルと前記電気集塵機との間に設けられ、前記竪型ミルにより粉砕されたセメント原料粉を捕集するサイクロンと、
   前記サイクロンで捕集されたセメント原料粉のＢＥＴ比表面積を検出する原料粉表面積検出部と、
   前記竪型ミルに設けられたセパレータの回転数を変更する回転数変更手段と
   をさらに備え、
   前記揮発性有機化合物の濃度の閾値である濃度閾値と、前記原料粉ＢＥＴ比表面積の閾値である原料粉表面積閾値とを設け、
   前記回転数変更手段は、（１）前記揮発性有機化合物の濃度の検出値が前記濃度閾値を超えた場合、（２）前記原料粉ＢＥＴ比表面積の検出値が前記原料粉表面積閾値未満となった場合の、（１）（２）のいずれか１つでも成立した場合、前記セパレータの回転数を増加させることによりセメント原料粉のＢＥＴ比表面積を増加させること
   を特徴とするセメント製造装置。

Images