JP6008242B2 - ガス処理方法およびガス処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、セメント焼成設備から排出される排ガスを処理するガス処理方法およびガス処理設備に関し、特に、排ガスから揮発性物質を除去するものに関する。

セメント焼成設備（キルン、仮焼炉および予熱器等からなるもの）から排出される排ガス中には、ダスト（未反応のセメント原料や燃料等に由来する粉体）が含有されている。斯かるダストは、集塵工程で集塵されて排ガスから分離された後、その少なくとも一部がセメント原料として焼成設備へ返送されている。

また、セメント焼成設備から排出される排ガス中には、比較的揮発性の高い揮発性物質（水銀やタリウム等の重金属、これらの重金属の塩化物、トルエンやベンゼン等の有機化合物等）が含有される場合がある。具体的には、近年、様々な廃棄物（焼却灰、各種の汚泥、廃プラスチック、廃油等）がセメント原料や焼成燃料として使用されている。このため、廃棄物に含有されていた揮発性物質がセメント原料や焼成燃料中にも含有される虞がある。そして、このようなセメント原料や焼成燃料を使用することで、焼成設備の熱によって揮発性物質が揮発するため、排ガス中に揮発性物質が含有されることになる。

また、排ガス中の揮発性物質の一部は、排ガスから分離されるダスト中に含有される。具体的には、焼成設備から排出された排ガスは、大気中に排出される経路で温度低下することになる。この際、排ガス中の揮発性物質の一部は、排ガス中のダスト（特に、排ガス中のダストの粒度分布のうち、比較的細かい側の粒度のダスト）に付着（析出）することになる。これにより、集塵工程で排ガスから分離されるダスト（特に、排ガス中のダストの粒度分布のうち、比較的細かい側の粒度のダスト）中に揮発性物質が含有されることになる。

ところで、近年、大気中へ排出される揮発性物質の排出量を低減させるべく、排ガス中の揮発性物質の含有量を低減することが要求されている。排ガス中の揮発性物質の含有量を低減する方法としては、例えば、焼成設備から排出された排ガスが大気中へ排出されるまでの経路（排ガス経路）に電気集塵機を設置すると共に、該電気集塵機よりも排ガス経路の上流側に、セメント原料および排ガスが供給される竪型原料ミルを設置する方法が提案されている（特許文献１参照）。

斯かる方法では、大気中へ排出される排ガス中の揮発性物質の含有量が閾値以上となったときに、竪型原料ミルにおけるセパレーターの回転数を増加させて、排ガスと共に竪型原料ミルから排出されるセメント原料やダストの粒径を比較的細かくする。これにより、竪型原料ミルから排出されるセメント原料やダストに対する揮発性物質の付着（析出）量が増加し、排ガス中の揮発性物質の含有量が低減されることになる。

更に、斯かる方法では、竪型原料ミルから排出されるセメント原料やダストが電気集塵機に供給される。これにより、セメント原料やダストが比較的粗いものと比較的細かいものとに分離される。そして、大気中へ排出される排ガス中の揮発性物質の含有量が閾値以上となったときに、比較的細かいセメント原料やダスト（揮発性物質の付着しやすいもの）の焼成設備への返送量を減少したり、返送を停止したりする。これにより、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の量が一次的に減少するため、排ガス中の揮発性物質が所望する含有量に維持されることになる。

特開２０１１−２４１１１２号公報

しかしながら、特許文献１に係る方法では、揮発性物質が付着（析出）したセメント原料やダストが焼成設備へ供給されるため、焼成設備の熱によって揮発性物質が再び揮発し、排ガス中に含有されることになる。つまり、セメント原料の焼成が継続的に行われると、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の量が経時的に増加することになる。このため排ガス中の揮発性物質の含有量を長期的に所望する値に維持することが困難となる。

また、特許文献１に係る方法では、セメント焼成設備からの排ガスを用いてセメント原料の乾燥と粉砕とを同時に行う竪型原料ミルを必要とするため、竪型原料ミルに代えてセメント原料の乾燥と粉砕とを個別に行う構成（例えば、ロータリードライヤーとチューブミルの組み合わせ）を採用することが困難であり、汎用性に欠ける。

そこで、本発明は、セメント焼成設備から排出される排ガスから分離されて焼成設備へ供給されるダストから揮発性物質を効率的に除去することができ、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の含有量を長期的に所望する値に維持することができると共に、セメント製造設備に汎用的に使用することができるガス処理方法およびガス処理設備を提供することを課題とする。

本発明のガス処理方法は、セメント原料を焼成する焼成設備から排出される排ガス中のダストを電気集塵機を用いて集塵する第一集塵工程と、第一集塵工程後の排ガスからダストを集塵する第二集塵工程とを備える集塵工程と、該集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を測定する濃度測定工程とを備え、集塵工程で集塵されるダストの少なくとも一部をセメント原料として前記焼成設備へ供給するガス処理方法であって、前記第二集塵工程で集塵されるダストから揮発性物質を除去する揮発性物質除去工程と、前記第二集塵工程で集塵されるダストの粒度分布を測定する粒度測定工程とを更に備え、前記濃度測定工程における測定結果および前記粒度測定工程における測定結果に基づいて、前記電気集塵機への印加電圧を調節することで、前記第二集塵工程で集塵されるダストの集塵量を調整することを特徴とする。

斯かる構成によれば、第二集塵工程で集塵されるダストから揮発性物質を除去するように構成されることで、第一集塵工程で集塵されるダストから揮発性物質を除去するよりも、焼成設備への揮発性物質の返送量をより低減することができる。

具体的には、第二集塵工程では、第一集塵工程よりも細かい粒度のダストが集塵される。このため、第二集塵工程で集塵されるダスト中の揮発性物質の含有量の方が第一集塵工程で集塵されるダスト中の揮発性物質の含有量よりも多くなる。このため、第二集塵工程で集塵されるダストに対して揮発性物質除去工程を行うことで、焼成設備へ返送されるダストからの揮発性物質の除去を効率的に行うことができる。これにより、ダストと共に焼成設備へ供給される揮発性物質の量が減少し、排ガス中に再び含有される揮発性物質の量が減少する。このため、排ガス中の揮発性物質の濃度を所望する値に低下させることができる。

以上のように、第二集塵工程で集塵されるダストに対して、揮発性物質除去工程を行うことで、ダストと共に焼成設備へ供給される揮発性物質の量が調節されるため、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の量が必要な範囲で調節される。これにより、集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を所望する値に維持することができる。

また、本願発明に係る方法は、電気集塵機を備えるセメント製造設備に対して、汎用的に適用することができる。このため、例えば、竪型原料ミルを備えるセメント製造設備や、ロータリードライヤーとチューブミルとの組み合わせを構成とするセメント製造設備等に対しても本願発明に係る方法を汎用的に適用することができる。

ここで、電気集塵機への印加電圧の調節とは、印加電圧を連続的又は断続的に変化させること、或いは、電気集塵機の荷電を一次的に停止したり、再開したりすること、又は、これらの組み合わせを意味する。

斯かる構成によれば、電気集塵機への印加電圧を調節することで、第一集塵工程で集塵されるダストの集塵量が調節される。具体的には、電気集塵機では、所定の印加電圧から電圧を低下させることで、電気集塵機で集塵されるダストうち、比較的細かい粒度のダストが集塵されなくなる。また、電気集塵機の荷電を停止することで、電気集塵機での集塵が停止する。つまり、電気集塵機への印加電圧を低下させたり、電気集塵機の荷電を停止したりすることで、電気集塵機での集塵量が減少することになる。

逆に、印加電圧を低下させた状態から増加させることで、比較的細かい粒度のダストも集塵されるようになる。また、電気集塵機の荷電を再開することで、電気集塵機での集塵が再開される。つまり、電気集塵機への印加電圧を増加させたり、電気集塵機の荷電を再開したりすることで、電気集塵機での集塵量が増加することになる。

このように、電気集塵機への印加電圧を調節することで、第一集塵工程での集塵量が調節されるため、第二集塵工程へのダストの供給量が調節される。これにより、第二集塵工程を介して揮発性物質除去工程へ供給されるダストの供給量も調節される。

そして、濃度測定工程における測定結果に基づいて電気集塵機への印加電圧の調節を行うことで、第二集塵工程でのダストの集塵量が調節される。具体的には、濃度測定工程の測定結果が所望する値を超えた場合には、電気集塵機への印加電圧を低下させたり、電気集塵機の荷電を一次的に停止したりすることで、第二集塵工程へのダストの供給量を増加させて第二集塵工程での集塵量を増加させる。これにより、第二集塵工程を介して揮発性物質除去工程へのダストの供給量が増加する。

特に、第一集塵工程で集塵されて揮発性物質除去工程に供給されていなかったダストのうち、比較的細かい粒度のダストには、揮発性物質が付着（析出）し易いため、斯かるダストが揮発性物質除去工程に供給されるようになることで、より多くの揮発性物質がダストから除去されることになる。このため、ダストと共に焼成設備へ供給される揮発性物質の量が減少し、排ガス中に再び含有される揮発性物質の量が減少する。これにより、排ガス中の揮発性物質の濃度を所望する値に低下させることができる。

また、濃度測定工程における測定結果が所望する値未満に低下した場合には、電気集塵機への印加電圧を増加させたり、電気集塵機の荷電を再開したりすることで、第二集塵工程へ供給されるダストの量を減少させ、第一集塵工程から焼成設備へ供給されるダストの量を増加させる。

以上のように、濃度測定工程における測定結果に基づいて電気集塵機への印加電圧を調節することで、揮発性物質除去工程へのダスト（特に、比較的細かい粒度のダスト）の供給量が調節されるため、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の量が必要な範囲で調節される。これにより、集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を所望する値に維持することができる。

斯かる構成によれば、濃度測定工程における測定結果および粒度測定工程における測定結果に基づいて、電気集塵機への印加電圧を調節することで、集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を容易に把握することができる。

具体的には、上述したように、電気集塵機への印加電圧の調節によって、第二集塵工程へのダストの供給量が変化する。これに伴い、第二集塵工程で集塵されるダストの粒度分布が変化する。つまり、粒度測定工程において第二集塵工程で集塵されるダストの粒度分布を測定することで、揮発性物質除去工程へのダストの供給量の変化を把握することができる。

これにより、電気集塵機への印加電圧の調節（変化）に対して、集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度変化にタイムラグが生じる場合であっても、粒度測定工程における測定結果に基づいて、集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を把握することができる。このため、集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を容易に維持することができる。

また、前記揮発性物質除去工程へ供給されるダストの供給量を濃度測定工程における測定結果に基づいて調節する供給量調節工程を更に備えることが好ましい。

斯かる構成によれば、供給量調節工程を更に備えることで、集塵工程後の排ガスの揮発性物質濃度が所定値となるように、必要量のダストを揮発性物質除去工程へ供給することができる。このため、揮発性物質除去工程が過剰に行われるのを防止することができる。

本発明に係るガス処理装置は、セメント原料を焼成する焼成設備から排出される排ガス中のダストを電気集塵機を用いて集塵する第一集塵設備と、第一集塵設備から排出される排ガスからダストを集塵する第二集塵設備とを備える集塵設備と、該集塵設備から排出される排ガス中の揮発性物質の濃度を測定する濃度測定設備とを備え、集塵設備で集塵されるダストの少なくとも一部を前記焼成設備に供給可能に構成されるガス処理設備であって、前記第二集塵設備で集塵されるダストから揮発性物質を除去する揮発性物質除去設備と、前記第二集塵設備で集塵されるダストの粒度分布を測定する粒度測定設備とを更に備え、前記濃度測定設備における測定結果および前記粒度測定設備における測定結果に基づいて、前記電気集塵機への印加電圧を調節することで、前記第二集塵設備で集塵されるダストの集塵量を調整可能に構成されることを特徴とする。

また、前記揮発性物質除去設備へ供給されるダストの供給量を濃度測定設備における測定結果に基づいて調節する供給量調節設備を更に備えることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、セメント焼成設備から排出される排ガスから分離されて焼成設備へ供給されるダストから揮発性物質を効率的に除去することができ、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の含有量を長期的に所望する値に維持することができると共に、セメント製造設備に汎用的に使用することができる。

実施の形態におけるガス処理方法に使用されるセメントクリンカーの製造設備を概略的に示す模式図。

以下、本発明の一実施形態について、図１を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るガス処理方法およびガス処理設備１は、セメントクリンカーの製造設備（以下、セメント製造設備とも記す）内で発生する排ガス（具体的には、後述する焼成設備Ａから排出される排ガス）からダストを集塵可能に構成される。また、本実施形態に係るガス処理方法およびガス処理設備１は、揮発性物質を含有するセメント原料や焼成燃料を用いてセメントクリンカーを製造する際に用いられる。揮発性物質は、所定の温度で揮発し、斯かる温度未満になると析出するものであり、例えば、水銀、タリウム等の重金属や、これら重金属の塩化物、トルエン、ベンゼン等の有機化合物等が挙げられる。

本実施形態に係るガス処理設備１は、セメントクリンカーの製造設備（以下、セメント製造設備とも記す）の一部を構成する。具体的には、セメント製造設備は、セメント原料を焼成する焼成設備Ａ（具体的には、セメント原料を焼成してセメントクリンカーを形成するキルンＡ１と、該キルンＡ１に供給される前のセメント原料を予備加熱する予備加熱設備Ａ２）と、該焼成設備Ａ（具体的には、予備加熱設備Ａ２）に供給されるセメント原料を貯蔵する貯蔵設備Ａ３と、焼成設備Ａ（具体的には、キルンＡ１および予備加熱設備Ａ２）から排出される排ガスがガス処理設備１に供給される前に前処理される前処理設備Ａ４（具体的には、粒径の比較的大きいダストを排ガスから分離する沈降室Ａ４ａと、排ガスの温度調整を行うと共に粒径の比較的大きいダストを排ガスから分離するスタビライザーＡ４ｂ）と、比較的細かい粒径のダストを集塵可能に構成されるガス処理設備１と、セメント原料を供給する原料供給設備Ａ５（例えば、原料ミル等）と、排ガスを大気へ排出する排気設備Ａ６（煙突等）とを備えている。

なお、ガス処理設備１に供給される排ガス中のダストは、焼成設備Ａで発生するダスト（例えば、セメント原料や焼成燃料に由来するもの）に加え、原料供給設備Ａ５を構成する竪型原料ミル等で発生したダストを含むものであってもよい。具体的には、沈降室Ａ４ａから排出される排ガスの少なくとも一部は、原料供給設備Ａ５を構成する竪型原料ミルが稼動している場合、該竪型原料ミルへ供給される。このため、焼成設備Ａから排出されるダストに加え、竪型原料ミルで発生するダストも排ガス中に含有される。このため、ガス処理設備１に供給される排ガス中には、セメント原料や焼成燃料に由来するダストと、原料供給設備Ａ５を構成する竪型原料ミルで発生するダストとが含有される場合がある。

ガス処理設備１は、焼成設備Ａから排出される排ガス中のダストを集塵する集塵設備２を備える。そして、該集塵設備２で集塵されるダストの少なくとも一部を焼成設備Ａに供給可能に構成される。具体的には、ガス処理設備１は、集塵設備２で集塵されたダストを貯蔵設備Ａ３に供給可能に構成されており、該貯蔵設備Ａ３を介してダストを焼成設備Ａに供給可能に構成される。

集塵設備２は、前処理設備Ａ４で排ガスから分離されるダストよりも細かい粒径のダストを集塵可能に構成される。また、集塵設備２は、集塵設備２に供給される排ガス中のダストのうち、比較的粗い粒径のものを集塵可能に構成される第一集塵設備（具体的には、電気集塵機）２ａと、集塵設備２に供給される排ガス中のダストのうち比較的細かい粒径のものを集塵する第二集塵設備（具体的には、バグフィルター）２ｂとを備える。

また、ガス処理設備１は、集塵設備２で集塵されるダストから揮発性物質を除去する揮発性物質除去設備３と、集塵設備２（具体的には、第二集塵設備２ｂ）から排出される排ガス中の揮発性物質の濃度を測定する濃度測定設備４とを更に備える。

また、ガス処理設備１は、第二集塵設備で集塵されるダストの粒度分布を測定する粒度測定設備２ｃと、揮発性物質除去設備３へのダストの供給量を調節する供給量調節設備２ｄと、揮発性物質除去設備３で除去された揮発性物質を回収する揮発性物質回収設備３ａとを備える。

上記のような構成を有するセメント製造設備では、キルンＡ１でセメント原料が焼成されることによって排ガスが発生する。キルンＡ１としては、特に限定されるものではなく、例えば、乾式キルン、湿式キルン、レポール式キルン、ＳＰ式キルン、ＮＳＰ式キルン、流動床キルン等を用いることができる。発生した排ガス中には、セメント原料や焼成燃料に含有されていた揮発性物質が揮発した状態で含有される。

斯かる排ガスは、キルンＡ１から排出された後、予備加熱設備Ａ２（仮焼炉Ａ２ｂおよびプレヒーターＡ２ａ）を通過する。この際、予備加熱設備Ａ２（具体的には、プレヒーターＡ２ａおよび仮焼炉Ａ２ｂ）に供給されたセメント原料と排ガスとが熱交換して排ガスの温度が低下する。焼成設備Ａ（具体的には、予備加熱設備Ａ２）から排出される排ガスの温度としては、特に限定されるものではなく、例えば、４５０℃以下であることが好ましく、４００℃以下であることが好ましい。予備加熱設備Ａ２としては、セメント原料を予備加熱するプレヒーターＡ２ａと、予備加熱されたセメント原料の仮焼を行う仮焼炉Ａ２ｂとを備えるものを用いることができる。プレヒーターＡ２ａは、特に限定されるものではないが、複数のサイクロンを多段に接続したニューサスペンションプレヒータ等を用いることができる。

焼成設備Ａ（具体的には、予備加熱設備Ａ２、より詳しくは、プレヒーターＡ２ａ）から排出される排ガスは、前処理設備Ａ４へ供給される。前処理設備Ａ４（具体的には、沈降室Ａ４ａ）に供給される直前の排ガスの温度としては、特に限定されるものではないが、４００℃以下であることが好ましく、３５０℃以下であることがより好ましい。

前処理設備Ａ４に供給される排ガスは、初めに沈降室Ａ４ａに供給される。該沈降室Ａ４ａでは、前処理設備Ａ４に供給される排ガス中のダストのうち、比較的粗い粒径のダストが集塵される。具体的には、沈降室Ａ４ａでは、例えば、レーザー回析式粒度分布計で測定される粒径が０．５ｍｍ以上のダストが集塵されることが好ましく、粒径が０．１ｍｍ以上のダストが集塵されることがより好ましい。

沈降室Ａ４ａから排出される排ガスは、原料供給設備Ａ５の原料ミルが停止している場合には、スタビライザーＡ４ｂへ供給される。スタビライザーＡ４ｂでは、排ガスが通過することで排ガスの温度、水分量が調整されると共に、沈降室Ａ４ａで排ガスから分離されるダストよりも細かい粒径のダストが排ガスから分離される。

前処理設備Ａ４（具体的には、沈降室Ａ４ａおよびスタビライザーＡ４ｂ）で排ガスから分離されたダストは、貯蔵設備Ａ３に供給されて貯蔵される。そして、該ダストは、原料供給設備Ａ５から貯蔵設備Ａ３に供給されるセメント原料と共に、セメント原料として焼成設備Ａ（具体的には、予備加熱設備Ａ２に供給された後でキルンＡ１）に供給される。つまり、排ガス中のダストの少なくとも一部は、焼成設備Ａから排出された後、セメント原料として焼成設備Ａへ返送される。

前処理設備Ａ４（具体的には、スタビライザーＡ４ｂ）から排出される排ガスは、ガス処理設備１に供給される。ガス処理設備１に供給される直前の排ガスの温度としては、特に限定されるものではないが、２００℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。また、５０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。

ガス処理設備１に供給される排ガスは、集塵設備２に供給される。これにより、排ガス中のダストが集塵される（集塵工程）。具体的には、ガス処理設備１に供給される排ガスは、初めに第一集塵設備（電気集塵機）２ａに供給される。第一集塵設備（電気集塵機）２ａでは、ガス処理設備１に供給される排ガス中のダストのうち、比較的粗い粒径のダストが集塵される（第一集塵工程）。第一集塵設備２ａで集塵されるダストの粒度としては、例えば、レーザー回析式粒度分布計で測定される粒径が１００μｍ以上のダストが集塵されることが好ましく、１μｍ以上のダストが集塵されることがより好ましい。

第一集塵設備（電気集塵機）２ａから排出された排ガスは、第二集塵設備（バグフィルター）２ｂに供給される。第二集塵設備（バグフィルター）２ｂに供給される直前の排ガスの温度としては、２００℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。第二集塵設備（バグフィルター）２ｂでは、ガス処理設備１に供給される排ガス中のダストのうち、比較的細かい粒径のダストが集塵される（第二集塵工程）。第二集塵設備２ｂで集塵されるダストの粒度としては、例えば、レーザー回析式粒度分布計で測定される粒径が１０μｍ以上のダストが集塵されることが好ましく、０．１μｍ以上のダストが集塵されることがより好ましい。

ガス処理設備１（具体的には、電気集塵機２ａおよびバグフィルター２ｂ）で集塵されるダストは、貯蔵設備Ａ３に供給されて貯蔵される。そして、該ダストは、原料供給設備Ａ５から貯蔵設備Ａ３に供給されるセメント原料と共に、セメント原料として焼成設備Ａ（具体的には、予備加熱設備Ａ２に供給された後でキルンＡ１）に供給される。つまり、排ガス中のダストの少なくとも一部は、焼成設備Ａから排出された後、セメント原料として焼成設備Ａへ返送されることになる。このように、本実施形態に係るセメント製造設備では、排ガス中のダストもセメント原料として使用される。

一方、集塵設備２（具体的には、第二集塵設備２ｂ）から排出される排ガスは、排気設備Ａ６を介して大気中に排出される前に、濃度測定設備４によって揮発性物質の含有量が測定される（濃度測定工程）。また、濃度測定設備４での測定は、連続的であってもよく、間欠的であってもよい。また、集塵設備２（具体的には、第二集塵設備２ｂ）から排出される排ガスの一部は、原料供給設備Ａ５に送られて、セメント原料を乾燥させるために利用されてもよい。

ここで、焼成設備Ａから排出された排ガスは、ガス処理設備１に到達するまでに温度低下する。この際、排ガス中に揮発した状態で含有されていた揮発性物質が排ガスの温度低下によって排ガス中のダストに付着（析出）する。特に、ガス処理設備１に供給されるダストのうち、比較的細かい粒径のダストには、揮発性物質が付着（析出）し易い。このため、集塵設備２（集塵工程）で集塵されるダストの少なくとも一部は、揮発性物質除去設備３（揮発性物質除去工程）に供給されて揮発性物質が除去された後、貯蔵設備Ａ３に供給される。具体的には、ガス処理設備１に供給されるダストのうち、比較的細かい粒径のダストを集塵する第二集塵設備（バグフィルター）２ｂ（第二集塵工程）で集塵されるダストが揮発性物質除去設備３（揮発性物質除去工程）に供給される。

揮発性物質除去設備３へのダストの供給量は、供給量調節設備２ｄによって調節される（供給量調節工程）。該供給量調節設備２ｄは、第二集塵設備（バグフィルター）２ｂで集塵されるダストの一部を揮発性物質除去設備３へ供給し、他を貯蔵設備Ａ３へ供給するように構成される。供給量調節設備２ｄは、第二集塵設備２ｂから排出される排ガス中の揮発性物質の濃度に基づいてダストの供給量を調節するように構成されている。集塵工程後の（集塵設備２から排出される）排ガスの揮発性物質濃度が所定値となるように、必要量のダストを揮発性物質除去設備３（揮発性物質除去工程）へ供給することができるため、揮発性物質除去設備３での処理（揮発性物質除去工程）が過剰に行われるのを防止することができる。

本実施形態では、揮発性物質除去設備３として加熱装置を用いることができる。該加熱装置では、供給されるダストを揮発性物質の揮発温度以上に加熱することで、ダストから揮発性物質を揮発させて除去する。揮発性物質除去設備３（揮発性物質除去工程）で除去された揮発性物質は、揮発性物質回収設備３ａによって回収される。例えば、揮発性物質が水銀である場合には、活性炭塔による吸着や酸化溶液吸収等を用いた揮発性物質回収設備３ａを使用することができる。

一方、第一集塵設備（電気集塵機）２ａで集塵されるダストは、第二集塵設備（バグフィルター）２ｂで集塵されるダストよりも粗い粒径であるため、揮発性物質の付着（析出）が少ない。このため、第一集塵設備（電気集塵機）２ａで集塵されるダストは、揮発性物質除去設備３に供給されることなく、貯蔵設備Ａ３に供給されてもよい。

本発明に係るガス処理方法では、濃度測定設備４（濃度測定工程）における測定結果に基づいて、電気集塵機（第一集塵設備）２ａへの印加電圧を調節する。ここで、電気集塵機２ａへの印加電圧の調節とは、印加電圧を連続的又は断続的に変化させること、或いは、電気集塵機の荷電を一次的に停止したり、再開したりすること、又は、これらの組み合わせを意味する。

電気集塵機２ａへの印加電圧を調節することで、第一集塵工程（第一集塵設備２ａ）で集塵されるダストの集塵量が調節される。具体的には、電気集塵機２ａでは、所定の印加電圧から電圧を低下させることで、電気集塵機２ａで集塵されるダストのうち、比較的細かい粒度のダストが集塵されなくなる。また、電気集塵機２ａの荷電を停止することで、電気集塵機２ａでの集塵が停止する。つまり、電気集塵機２ａへの印加電圧を低下させたり、電気集塵機２ａの荷電を停止したりすることで、電気集塵機２ａでの集塵量が減少することになる。

逆に、印加電圧を低下させた状態から増加させることで、比較的細かい粒度のダストも集塵されるようになる。また、電気集塵機２ａの荷電を再開することで、電気集塵機２ａでの集塵が再開される。つまり、電気集塵機２ａへの印加電圧を増加させたり、電気集塵機２ａの荷電を再開したりすることで、電気集塵機２ａでの集塵量が増加することになる。

このように、電気集塵機２ａへの印加電圧を調節することで、第一集塵工程（電気集塵機２ａ）での集塵量が調節されるため、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）へのダストの供給量が調節される。これにより、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）を介して揮発性物質除去工程（揮発性物質除去設備３）へ供給されるダストの供給量が調節される。

そして、濃度測定工程（濃度測定設備４）における測定結果に基づいて電気集塵機２ａへの印加電圧の調節を行うことで、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）でのダストの集塵量が調節される。具体的には、濃度測定工程（濃度測定設備４）の測定結果が所望する値を超えた場合には、電気集塵機２ａへの印加電圧を低下させたり、電気集塵機２ａの荷電を一次的に停止したりすることで、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）へのダストの供給量を増加させて第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）での集塵量を増加させる。これにより、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）を介して揮発性物質除去工程へのダストの供給量が増加する。

特に、第一集塵設備（電気集塵機）２ａで集塵されて揮発性物質除去工程（揮発性物質除去設備３）に供給されていなかった比較的細かい粒径のダストには、揮発性物質が付着（析出）し易いため、斯かるダストが揮発性物質除去工程（揮発性物質除去設備３）に供給されるようになることで、より多くの揮発性物質がダストから除去されることになる。このため、ダストと共に焼成設備へ供給（返送）される揮発性物質の量が減少し、排ガス中に再び含有される揮発性物質の量が減少する。これにより、排ガス中の揮発性物質の濃度を所望する値に低下させることができる。

また、濃度測定工程（濃度測定設備４）における測定結果が所望する値未満に低下した場合には、電気集塵機２ａへの印加電圧を増加させたり、電気集塵機２ａの荷電を再開したりすることで、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）へ供給されるダストの量を減少させ、第一集塵設備（電気集塵機）２ａから焼成設備Ａへ供給されるダストの量を増加させる。

以上のように、濃度測定工程（濃度測定設備４）における測定結果に基づいて電気集塵機２ａへの印加電圧を調節することで、揮発性物質除去工程（揮発性物質除去設備３）へのダスト（特に、比較的細かい粒度のダスト）の供給量が調節されるため、セメント製造設備内で循環する揮発性物質の量が必要な範囲で調節される。これにより、集塵工程後の（集塵設備２から排出される）排ガス中の揮発性物質の濃度を所望する値に維持することができる。

また、本願発明に係る方法は、電気集塵機２ａを備えるセメント製造設備に対して、汎用的に適用することができる。このため、例えば、竪型原料ミルを備えるセメント製造設備や、ロータリードライヤーとチューブミルとの組み合わせを構成とするセメント製造設備等に対しても本願発明に係る方法を汎用的に適用することができる。

本実施形態では、濃度測定工程（濃度測定設備４）における測定結果、および、粒度測定工程（粒度測定設備２ｃ）における測定結果に基づいて、前記電気集塵機への印加電圧を調節するようにしてもよい。

これにより、集塵工程後の（集塵設備２から排出される）排ガス中の揮発性物質の濃度を容易に把握することができる。

具体的には、上述したように、電気集塵機２ａへの印加電圧の調節によって、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）へのダストの供給量が変化する。このため、第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）で集塵されるダストの粒度分布が変化することになる。つまり、粒度測定工程（粒度測定設備２ｃ）において第二集塵工程（第二集塵設備２ｂ）で集塵されるダストの粒度分布を測定することで、揮発性物質除去工程（揮発性物質除去設備３）へのダストの供給量の変化を把握することができる。

これにより、電気集塵機２ａへの印加電圧の調節（変化）に対して、集塵工程後の（集塵設備２から排出される）排ガス中の揮発性物質の濃度変化にタイムラグが生じる場合であっても、粒度測定工程（粒度測定設備２ｃ）における測定結果に基づいて、集塵工程後の（集塵設備２から排出される）排ガス中の揮発性物質の濃度を把握することができる。このため、集塵工程後の（集塵設備２から排出される）排ガス中の揮発性物質の濃度を容易に維持することができる。

なお、本発明に係るガス処理方法およびガス処理装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよい（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよい）ことは勿論である。

上記実施形態では、第二集塵工程および第二集塵設備２ｂにおいて、バグフィルターが使用されているが、これに限定されるものではなく、他の集塵設備、例えば、電気集塵機が使用されてもよい。具体的には、第二集塵設備２ｂとして電気集塵機が使用されてもよい。又は、上記実施形態で第一集塵設備２ａとして使用される電気集塵機として、複数の荷電室を備えており、各荷電室が独立して印加電圧を調整可能に構成されたものを使用してもよい。この場合、電気集塵機の一の荷電室で第一集塵工程を行い、他の荷電室で第二集塵工程を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、粒度測定設備２ｃ（粒度測定工程）および供給量調節設備２ｄ（供給量調節工程）を備えているが、これに限定されるものではなく、これらの何れか一方、又は、両方を備えない構成であってもよい。

１…ガス処理設備、２…集塵設備、２ａ…第一集塵設備、２ａ…電気集塵機、２ｂ…第二集塵設備、２ｂ…バグフィルター、２ｃ…粒度測定設備、２ｄ…供給量調節設備、３…揮発性物質除去設備、３ａ…揮発性物質回収設備、４…濃度測定設備、Ａ…焼成設備、Ａ１…キルン、Ａ２…予備加熱設備、Ａ２ａ…プレヒーター、Ａ２ｂ…仮焼炉、Ａ３…貯蔵設備、Ａ４…前処理設備、Ａ４ａ…沈降室、Ａ４ｂ…スタビライザー、Ａ５…原料供給設備、Ａ６…排気設備

Claims (4)

1. セメント原料を焼成する焼成設備から排出される排ガス中のダストを電気集塵機を用いて集塵する第一集塵工程と、第一集塵工程後の排ガスからダストを集塵する第二集塵工程とを備える集塵工程と、該集塵工程後の排ガス中の揮発性物質の濃度を測定する濃度測定工程とを備え、集塵工程で集塵されるダストの少なくとも一部をセメント原料として前記焼成設備へ供給するガス処理方法であって、
   前記第二集塵工程で集塵されるダストから揮発性物質を除去する揮発性物質除去工程と、前記第二集塵工程で集塵されるダストの粒度分布を測定する粒度測定工程とを更に備え、
   前記濃度測定工程における測定結果および前記粒度測定工程における測定結果に基づいて、前記電気集塵機への印加電圧を調節することで、前記第二集塵工程で集塵されるダストの集塵量を調整することを特徴とするガス処理方法。
2. 前記揮発性物質除去工程へ供給されるダストの供給量を濃度測定工程における測定結果に基づいて調節する供給量調節工程を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガス処理方法。
3. セメント原料を焼成する焼成設備から排出される排ガス中のダストを電気集塵機を用いて集塵する第一集塵設備と、第一集塵設備から排出される排ガスからダストを集塵する第二集塵設備とを備える集塵設備と、該集塵設備から排出される排ガス中の揮発性物質の濃度を測定する濃度測定設備とを備え、集塵設備で集塵されるダストの少なくとも一部を前記焼成設備に供給可能に構成されるガス処理設備であって、
   前記第二集塵設備で集塵されるダストから揮発性物質を除去する揮発性物質除去設備と、前記第二集塵設備で集塵されるダストの粒度分布を測定する粒度測定設備とを更に備え、
   前記濃度測定設備における測定結果および前記粒度測定設備における測定結果に基づいて、前記電気集塵機への印加電圧を調節することで、前記第二集塵設備で集塵されるダストの集塵量を調整可能に構成されることを特徴とするガス処理設備。
4. 前記揮発性物質除去設備へ供給されるダストの供給量を濃度測定設備における測定結果に基づいて調節する供給量調節設備を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のガス処理設備。
   

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