JP5868729B2 - Chlorine bypass exhaust gas treatment device and treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステムから排出されるガスを処理する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for treating a gas discharged from a chlorine bypass system for extracting a part of combustion gas and removing chlorine from a kiln exhaust gas passage from a kiln bottom of a cement kiln to a lowermost cyclone. About.
従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素、硫黄、アルカリ等の中で、塩素が特に問題となることに着目し、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステムが用いられている。 Focusing on chlorine, sulfur, alkali, etc., which causes problems such as blockage of preheaters in cement manufacturing facilities, from the bottom of the kiln of the cement kiln to the bottom cyclone A chlorine bypass system for extracting a part of combustion gas and removing chlorine from the kiln exhaust gas flow path is used.
この塩素バイパスシステムとは、例えば、特許文献1に記載のように、抽気した燃焼ガスを冷却した後、この燃焼ガス中のダストを分級機により粗粉と微粉とに分離し、分離された塩素分(塩化カリウム・KCl)を多く含む微粉(塩素バイパスダスト)を回収する設備である。
The chlorine bypass system is, for example, as described in
この種の塩素バイパスシステムにおいては、例えば、図3に示すように、セメントキルン21の窯尻から最下段サイクロン(不図示)に至るまでのキルン排ガス流路からの抽気された燃焼ガスGは、プローブ22において冷却ファン23からの冷風(大気)により冷却され、プローブ22からの抽気ガスG1は、サイクロン24に導入され、粗粉D1と、微粉D2を含む排ガスG2とに分離される。
In this type of chlorine bypass system, for example, as shown in FIG. 3, the combustion gas G extracted from the kiln exhaust gas passage from the bottom of the
粗粉D1は、セメントキルン系に戻され、一方、微粉D2及び排ガスG2は、冷却器25において冷却ファン26からの冷風により150℃〜250℃に冷却された後、バグフィルタ27に導入される。そして、バグフィルタ27において、微粉D2が集塵され、冷却器25から回収されたダストと共にダストタンク28に回収された微粉(塩素バイパスダスト)D2をセメント粉砕ミル系に添加していた。一方、バグフィルタ27からの排ガスG3は、排気ファン29を経てセメントキルン21に付設されたプレヒータや、プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻される。
The coarse powder D1 is returned to the cement kiln system, while the fine powder D2 and the exhaust gas G2 are cooled to 150 ° C. to 250 ° C. by the cool air from the
しかし、上記塩素バイパスシステム20では、セメントキルン21から抽気した高温の燃焼ガスGを急冷するため、冷却ファン23から抽気ガス量の3〜4倍の量の冷風を注入している。そのため、塩素バイパスシステム20の出口での風量(排ガスG3の量)は、抽気風量(抽気した燃焼ガスGの量)の4〜5倍となる。
However, in the
この塩素バイパスシステム20からの排ガス(以下、適宜「塩素バイパス排ガス」という)G3は、最終的にキルン焼成系統に戻されるが、例えば、セメントキルン21に付設されたプレヒータに戻す場合には、150℃程度の排ガスG3を850℃〜1100℃に昇温する必要があるため、大きな熱損失が生ずる。また、プレヒータから排ガスを誘引するファンの出口側に戻した場合には、熱損失は小さいが、後段の電気集塵機やバグフィルタの出口の風量原単位が10%程度増加する。そのため、塩素バイパスシステム20から排ガスG3をキルン焼成系統へ戻すことは、セメントキルン21によるセメントクリンカの生産量の減少、燃費の悪化及び消費電力の増加の原因となっていた。
The exhaust gas from the chlorine bypass system 20 (hereinafter referred to as “chlorine bypass exhaust gas”) G3 is finally returned to the kiln firing system. For example, when returning to the preheater attached to the
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セメントクリンカ生産量、燃費及び消費電力への影響を小さく抑えながら塩素バイパス排ガスを処理することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the problem in the said prior art, Comprising: It aims at processing a chlorine bypass waste gas, suppressing the influence on a cement clinker production amount, a fuel consumption, and power consumption small. .
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、該抽気ガスから乾式で塩素バイパスダストを回収する塩素バイパスシステムから排出される、前記塩素バイパスダストを回収した後の集塵機出口ガスを処理する装置であって、前記塩素バイパスダストを回収した後の集塵機出口ガスを冷却する冷却装置と、該冷却装置で冷却された集塵機出口ガスの75%以上80%以下を、前記燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブに戻す循環ルートと、前記冷却装置で冷却された集塵機出口ガスの残部を、前記セメントキルンに付設されたプレヒータ、又は該プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻す排気ファンとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is configured to extract air while cooling a part of the combustion gas from the kiln exhaust gas passage from the bottom of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone, and dry the chlorine bypass dust from the extracted gas. A device for treating the dust collector outlet gas after collecting the chlorine bypass dust, which is discharged from the chlorine bypass system for collecting the dust, and a cooling device for cooling the dust collector outlet gas after collecting the chlorine bypass dust; A circulation route for returning 75% or more and 80% or less of the dust collector outlet gas cooled by the cooling device to the probe for extracting while cooling a part of the combustion gas, and the remainder of the dust collector outlet gas cooled by the cooling device , said cement kiln to attached the preheater, or an exhaust fan back to the outlet side of the induction fan disposed downstream of the preheater Characterized in that it obtain.
そして、本発明によれば、冷却装置によって、ダストを回収した後の抽気ガスを冷却し、循環ルートを介してプローブに戻すことにより、キルン焼成系統へ戻す塩素バイパス排ガスの量を低下させることができる。これにより、従来型の塩素バイパスが設置されているセメントキルンに比べ、セメントクリンカ生産量、燃費及び消費電力への影響を小さく抑えることができる。 And according to the present invention, the amount of chlorine bypass exhaust gas returned to the kiln firing system can be reduced by cooling the extracted gas after collecting the dust by the cooling device and returning it to the probe via the circulation route. it can. Thereby, compared with the cement kiln in which the conventional chlorine bypass is installed, the influence on the cement clinker production amount, the fuel consumption, and the power consumption can be suppressed.
上記に加え、本発明によれば、ダストを回収した後の集塵機出口ガスの大部分をプローブに戻すことにより、抽気ガスとほぼ同等のO2濃度、例えばO2濃度が3〜4%の低酸素濃度のガスで抽気ガスを冷却することになる。すなわち、塩素バイパス系統中のガスのO2濃度が3〜4%と低酸素濃度となるため、オキシクロリネーション反応を抑制し、ダイオキシン等の有害な有機塩素化合物の生成を効果的に防止することができる。 In addition to the above, according to the present invention, by returning most of the dust collector outlet gas after collecting the dust to the probe, the O 2 concentration, for example, the O 2 concentration is as low as 3 to 4%. The extraction gas is cooled with a gas having an oxygen concentration. In other words, since the O 2 concentration of the gas in the chlorine bypass system is as low as 3 to 4%, the oxychlorination reaction is suppressed and the production of harmful organic chlorine compounds such as dioxins is effectively prevented. Can do.
上記塩素バイパス排ガスの処理装置において、前記冷却装置を、前記ダストを回収した後の集塵機出口ガスと低温ガスとの間で熱交換を行う熱交換器とすることができる。 In the chlorine bypass exhaust gas treatment apparatus, the cooling device may be a heat exchanger that performs heat exchange between the dust collector outlet gas after collecting the dust and the low temperature gas.
また、上記塩素バイパス排ガスの処理装置において、前記冷却装置を、前記ダストを回収した後の集塵機出口ガスに水を噴霧して該集塵機出口ガスを洗浄するガス洗浄塔とすることができる。これにより、集塵機を通過した塩素成分を吸収または回収し、塩素除去効率を向上させると共に、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム等のアルカリ成分の水酸化物、炭酸塩等を追加することによって抽気されたガス中のSO2を脱硫しながら集塵機出口ガスを冷却することができる。 In the chlorine bypass exhaust gas treatment apparatus, the cooling device may be a gas cleaning tower that sprays water onto the dust collector outlet gas after collecting the dust to wash the dust collector outlet gas. This absorbs or recovers chlorine components that have passed through the dust collector, improves chlorine removal efficiency, and in the gas extracted by adding hydroxides, carbonates, etc. of alkaline components such as calcium, magnesium, and sodium. The dust collector outlet gas can be cooled while desulfurizing the SO 2 .
また、本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、該抽気ガスから乾式で塩素バイパスダストを回収する塩素バイパスシステムから排出される、前記塩素バイパスダストを回収した後の集塵機出口ガスを処理する方法であって、前記塩素バイパスダストを回収した後の集塵機出口ガスを冷却し、該冷却した集塵機出口ガスの75%以上80%以下を、前記抽気した燃焼ガスの冷却に利用し、前記冷却した集塵機出口ガスの残部を、前記セメントキルンに付設されたプレヒータ、又は該プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻すことを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、塩素バイパス排ガスの量を低下させることで、塩素バイパス排ガスが戻されるセメントキルンのクリンカ生産量、燃費及び消費電力への影響を小さく抑えながら塩素バイパス排ガスを処理することができると共に、オキシクロリネーション反応を抑制し、ダイオキシンの生成を効果的に防止することができる。 Further, the present invention provides a chlorine bypass for extracting a portion of combustion gas from a kiln exhaust gas passage from a kiln bottom of a cement kiln to a lowermost cyclone while cooling, and recovering chlorine bypass dust from the extracted gas in a dry manner. A method for treating a dust collector outlet gas discharged from a system after recovering the chlorine bypass dust, wherein the dust collector outlet gas after recovering the chlorine bypass dust is cooled, and 75 of the cooled dust collector outlet gas is recovered. % To 80% or less for cooling the extracted combustion gas, and the remaining part of the cooled dust collector outlet gas is a preheater attached to the cement kiln, or an induction fan installed downstream of the preheater. It returns to the exit side . According to the present invention, similarly to the above-described invention, by reducing the amount of chlorine bypass exhaust gas, the chlorine bypass exhaust gas is suppressed while minimizing the influence on the clinker production amount, fuel consumption and power consumption of the cement kiln to which the chlorine bypass exhaust gas is returned. Can be treated, the oxychlorination reaction can be suppressed, and the production of dioxins can be effectively prevented.
上記塩素バイパス排ガスの処理方法において、前記ダストを回収した後の集塵機出口ガスを15℃以上60℃以下に冷却し、抽気した燃焼排ガスの冷却に利用することができる。ダストを回収した後の集塵機出口ガスを15℃以下に冷却すると、この集塵機出口ガスの冷却における冷却効率が悪化し、60℃以上までの冷却では、キルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却するための低温ガスの量が増加するか、又は所望の温度まで冷却できなくなるので好ましくない。 In the chlorine bypass exhaust gas treatment method, the dust collector outlet gas after collecting the dust can be cooled to 15 ° C. or more and 60 ° C. or less and used for cooling the extracted combustion exhaust gas. When the dust collector outlet gas after collecting the dust is cooled to 15 ° C or lower, the cooling efficiency in cooling the dust collector outlet gas deteriorates, and in cooling to 60 ° C or higher, a part of the combustion gas is cooled from the kiln exhaust gas flow path. This is not preferable because the amount of the low-temperature gas to be increased increases or the cooling to the desired temperature is impossible.
以上のように、本発明によれば、セメントクリンカ生産量、燃費及び消費電力への影響を小さく抑えながら塩素バイパス排ガスを処理することなどが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to treat chlorine bypass exhaust gas while minimizing the influence on cement clinker production, fuel consumption and power consumption.
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る塩素バイパス排ガスの処理装置の第1の実施形態を備える塩素バイパスシステムを示し、この塩素バイパスシステム1は、乾式の塩素バイパスシステムであって、セメントキルン2の窯尻から最下段サイクロン(不図示)に至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスGを抽気しながら低温ガスにより冷却するプローブ3と、プローブ3からの抽気ガスG1を粗粉D1と、微粉D2を含む排ガスG2とに分離する分級機としてのサイクロン4と、サイクロン4から微粉D2を含む排ガスG2を冷却ファン6からの冷風により冷却する第1冷却器5と、第1冷却器5から排出された排ガスG2から微粉D2を集塵するバグフィルタ7と、第1冷却器5から回収されたダストと共にバグフィルタ7からの微粉D2を貯留するダストタンク8と、バグフィルタ7から排出された排ガスG3を冷却ファン9からの冷風により冷却する第2冷却器(熱交換器)10と、第2冷却器10の排ガスの一部である排ガスG4をセメントキルン2に付設されたプレヒータや、プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻すための排気ファン11と、第2冷却器10から排出された残りの排ガスG5をプローブ3に戻す循環ルート12とを備える。
FIG. 1 shows a chlorine bypass system including a first embodiment of a chlorine bypass exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. The
次に、上記塩素バイパスシステム1の動作について、図1を参照しながら説明する。
Next, the operation of the
セメントキルン2の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスGをプローブ3によって抽気しながら、循環ルート12を介して第2冷却器10から戻された排ガスG5によって、塩素化合物の融点である700℃以下に急冷する。次いで、サイクロン4において、プローブ3から排気される抽気ガスG1を、粗粉D1と、微粉D2を含む排ガスG2とに分離し、粗粉D1をセメントキルン系に戻す。
The exhaust gas G5 returned from the
一方、微粉D2及び排ガスG2は、第1冷却器5において冷却ファン6からの冷風により150℃〜250℃に冷却した後、バグフィルタ7に導入する。バグフィルタ7において、微粉D2が集塵され、第1冷却器5から回収されたダストと共にダストタンク8に回収された微粉(塩素バイパスダスト)D2をセメント焼成工程の系外に排出し、処理する。
On the other hand, the fine powder D2 and the exhaust gas G2 are cooled to 150 ° C. to 250 ° C. by the cool air from the cooling fan 6 in the
バグフィルタ7から排出された排ガスG3は、第2冷却器10において冷却ファン9からの冷風により15℃〜60℃に冷却し、第2冷却器10の排ガスの一部である排ガスG4を排気ファン11を介してセメントキルン2に付設されたプレヒータや、プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻す。また、第2冷却器10の残りの排ガスG5を循環ルート12を介してプローブ3に戻して燃焼ガスGの冷却に用いる。ここで、排ガスG4と排ガスG5の風量の比は、1:3〜4に設定する。
The exhaust gas G3 discharged from the bag filter 7 is cooled to 15 ° C. to 60 ° C. by the cool air from the cooling fan 9 in the
上述のように、本実施の形態によれば、第2冷却器10によって排ガスG3を冷却し、循環ルート12を介して排ガスG5をプローブ3に戻すことにより、排ガスG4の量が抽気した燃焼ガスGと同量になる。これにより、排ガスG4をセメントキルン2に付設されたプレヒータに戻した場合には、排ガスG4を昇温する必要があるが、排ガスG4の量は従来の1/4〜1/5となり、熱損失を大幅に低下させることができる。また、排ガスG4をプレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻した場合には、後段の電気集塵機やバグフィルタの出口の風量原単位の増加に繋がることはない。従って、塩素バイパスシステム1から排ガスG4をキルン焼成系統へ戻しても、セメントキルン2によるセメントクリンカの生産量の減少、燃費の悪化及び消費電力の増加を小さく抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the exhaust gas G3 is cooled by the
また、本実施の形態によれば、排ガスG5をプローブ3に戻すことにより、O2濃度が3〜4%程度のガスでキルン排ガスGを冷却することになるため、オキシクロリネーション反応を抑制し、ダイオキシンの生成を効果的に防止することができる。
Further, according to the present embodiment, by returning the exhaust gas G5 to the
次に、本発明に係る塩素バイパス排ガスの処理装置の第2の実施形態について、図2を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the chlorine bypass exhaust gas treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
この塩素バイパス排ガスの処理装置を備える塩素バイパスシステム15は、図1に示した塩素バイパスシステム1の冷却ファン9及び第2冷却器10に代えてガス洗浄塔16を備え、他の構成要素については、上記第1の実施形態における塩素バイパスシステム1と同様である。
The
ガス洗浄塔16は、バグフィルタ7から排出された150℃〜250℃程度の排ガスG3に水Wを噴霧して15℃〜60℃に冷却すると共に、排ガスG3を洗浄するために備えられる。排ガスG3に水Wを噴霧することで、集塵機を通過した塩素成分や運転阻害成分や有害成分を吸収または回収し、塩素除去効率を向上させると共に、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム等のアルカリ成分の水酸化物、炭酸塩等を追加することによって排ガスG3に含まれるSO2を脱硫しながら排ガスG3を冷却することができる。塩素バイパスシステム15の他の動作は、塩素バイパスシステム1と同様であり、本実施の形態においても、第1の実施形態と同様、セメントキルン2によるセメントクリンカの生産量の減少、燃費の悪化及び消費電力の増加を小さく抑えることができる。
The
1 塩素バイパスシステム
2 セメントキルン
3 プローブ
4 サイクロン
5 第1冷却器
6 冷却ファン
7 バグフィルタ
8 ダストタンク
9 冷却ファン
10 第2冷却器
11 排気ファン
12 循環ルート
15 塩素バイパスシステム
16 ガス洗浄塔
D1 粗粉
D2 微粉
G 燃焼ガス
G1 抽気ガス
G2〜G5 排ガス
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記塩素バイパスダストを回収した後の集塵機出口ガスを冷却する冷却装置と、
該冷却装置で冷却された集塵機出口ガスの75%以上80%以下を、前記燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブに戻す循環ルートと、
前記冷却装置で冷却された集塵機出口ガスの残部を、前記セメントキルンに付設されたプレヒータ、又は該プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻す排気ファンとを備えることを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理装置。 Extracting while cooling a part of the combustion gas from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone, and exhausting it from the chlorine bypass system that collects chlorine bypass dust dry from the extracted gas, A device for treating a dust collector outlet gas after collecting the chlorine bypass dust,
A cooling device for cooling the dust collector outlet gas after recovering the chlorine bypass dust;
A circulation route for returning 75% or more and 80% or less of the dust collector outlet gas cooled by the cooling device to a probe that bleeds while cooling a part of the combustion gas ;
An exhaust fan that returns the remaining portion of the dust collector outlet gas cooled by the cooling device to a preheater attached to the cement kiln or an outlet side of an induction fan installed on the downstream side of the preheater is provided. Chlorine bypass exhaust gas treatment equipment.
前記塩素バイパスダストを回収した後の集塵機出口ガスを冷却し、
該冷却した集塵機出口ガスの75%以上80%以下を、前記抽気した燃焼ガスの冷却に利用し、
前記冷却した集塵機出口ガスの残部を、前記セメントキルンに付設されたプレヒータ、又は該プレヒータの下流側に設置された誘引ファンの出口側に戻すことを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理方法。 Extracting while cooling a part of the combustion gas from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone, and exhausting it from the chlorine bypass system that collects chlorine bypass dust dry from the extracted gas, A method of treating a dust collector outlet gas after collecting the chlorine bypass dust,
Cooling the dust collector outlet gas after collecting the chlorine bypass dust,
75% to 80% of the cooled dust collector outlet gas is used for cooling the extracted combustion gas ,
A method for treating a chlorine bypass exhaust gas , wherein the remaining portion of the cooled dust collector outlet gas is returned to the outlet side of a preheater attached to the cement kiln or an induction fan installed downstream of the preheater .
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