JP6287477B2 - 排ガス処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
排出される水銀量は、水銀を含有する原燃料の使用量とその水銀濃度に依存する。
また、水銀とその化合物は沸点が低く(例 金属水銀:357℃、塩化水銀(II):302℃)、排ガス中のこれらの水銀は、排ガス温度の低下とともに排ガス中のダストに吸着、或は微粒子となり、集塵装置等で捕集され、セメント製造の原料の一部に再利用される。従って、水銀はセメント製造設備内を循環、濃縮している。
具体的には、セメント製造設備の集塵装置及び/又はバグフィルタ装置で捕集された集塵ダストに含有される水銀を揮発させる加熱装置に、該集塵ダストとともに可燃物を導入して燃焼させることにより、加熱装置の消費電力等のランニングコストを低減させて、セメント製造設備から排出される排ガス中に含まれる揮発性水銀を効果的に低減する新規な排ガス処理方法及び処理装置を提供することである。
これにより、集塵ダストに含まれる水銀を有効に揮発除去して回収効率よく回収することができ、セメント製造設備から排出される排ガス中に含まれる水銀を低減することが可能となる。
本発明の排ガス処理方法は、セメント製造設備の集塵装置及び/又はバグフィルタ装置で捕集された集塵ダストに可燃物を添加し、該集塵ダストと可燃物とを加熱して、該集塵ダスト中に含有される水銀を揮発させて水銀を回収する、排ガス処理方法である。
好適には、可燃物は、加熱装置からの排ガス中の酸素濃度を測定して、加熱装置からの排ガス中の酸素濃度が3〜12容量%となるように前記可燃物の添加量を調整する。
該集塵装置及び/又はバグフィルタ装置から捕集された集塵ダストに可燃物を添加配合する可燃物供給装置と、
該集塵ダスト及び可燃物を加熱して、該ダスト中に含まれる水銀成分を揮発させる加熱装置と、
該加熱装置からの揮発した水銀を含む排ガスを処理して、水銀を回収する水銀回収装置とを備える。
好適には、更に、加熱装置から排出される排ガス中の酸素濃度を測定する酸素濃度分析装置と、酸素濃度測定結果に応じて可燃物の添加配合量を調整する可燃物添加調整装置とを備える。
該集塵装置1に導入される排ガス温度は、約80〜150℃であるので、排ガス中の水銀の大部分はダストに吸着されており、したがって、集塵装置1で捕集されたダストには、大部分の水銀が吸着している。
更に、集塵装置1から排出された排ガス中に含まれる細かいダストは、バグフィルタ装置17で捕集される。かかるバグフィルタ装置17で回収された細かいダストにも、水銀が吸着している。
上記したように、集塵装置1で捕集されたダスト及び/又はバグフィルタ装置17で捕集されたダストを集塵ダストと称する。
該集塵ダストは、加熱装置2に導入される前に、可燃物が添加配合される。
可燃物としては、セメント原燃料として用いることができる可燃物であれば特に限定されず任意の可燃物を使用することができ、例えば、石炭微粉末や乾燥汚泥、木材チップ、廃プラスチックなどの廃棄物を好適に用いることが可能である。
可燃物の形態としては、固体状、液体状やスラリー状の任意の形状のものを使用することができる。
可燃物の燃焼熱により、加熱装置の消費電力を低減してランニングコストを低減させることが可能となる。
また、加熱装置の電気炉以外の熱源としては、熱風加熱やバーナーによる加熱等を採用することができる。
300℃未満では、集塵ダストからの水銀の揮発が不十分となり、600℃を超えても水銀の揮発効果は変化がないため不経済だからである。
加熱装置中での集塵ダストの加熱時間は、例えば15〜120分程度であることが望ましく例示できる。
特に、加熱装置2から排出された排ガス中の酸素濃度は、酸素濃度分析装置4により測定され、この結果が可燃物の添加配合量を調整する可燃物添加調整装置5と連動して、可燃物の添加量が決定され、可燃物が集塵ダストに添加配合される。
かかる酸素濃度となるためには、添加配合する可燃物が石炭微粉末の場合、集塵ダスト100質量部に対して可燃物を1〜3質量部添加配合する量が例示できる。
好ましくは、スクラバー方式の水銀回収装置を用いることができ、排ガス中の水銀を洗浄液と接触させるが、該洗浄液が単純な水(上水道水、工業用水、セメント製造工程等から排出される2次排水等)の場合のスクラバー方式(図3(c))と、酸化剤を添加した液の場合のスクラバー方式(図3(d))がある。
セメント製造原料は、ドライヤー14に導入されて乾燥されてから、必要に応じて粉砕装置16で粉砕混合されて、原料混合・供給系装置10を経由してプレヒータ12の上部、プレヒータ12dに供給される。
ここでセメント原料としては、例えば石灰石、粘土、珪石、鉄滓、スラッジ・都市ごみの焼却で発生する灰等の廃棄物を使用することができる。
前記セメント原料は、プレヒータ12内を、上部のサイクロン12dから下部方向へサイクロン12c、サイクロン12b、サイクロン12aへと順次移動しながら予熱されて、最下部のサイクロン12aに導入された後、ロータリーキルン11へと供給される。
該仮焼炉13としては、任意の公知の仮焼炉を用いることができ、例えば、SF仮焼炉、MFC仮焼炉、RSP仮焼炉、KSV仮焼炉、DD仮焼炉、SLC仮焼炉等が例示できる。
仮焼炉3が設けられている場合には、仮焼成されたセメント原料はロータリーキルン11へ供給される。
本発明においては、セメントロータリーキルン11、プレヒータ12、仮焼炉13を原料焼成装置という。
該ロータリーキルン11で上記セメント原料が加熱焼成される際に発生する排ガスは、ロータリーキルン11から排出されてプレヒータ12aに流入する。
また図2に示すように、仮焼炉13が設けられている場合には、該ロータリーキルン11から排出された高温の排ガスは、仮焼炉13中でのセメント原料の仮焼成に利用され、仮焼炉3に流入する。該仮焼炉13で発生した排ガスもプレヒータ12aに流入する。
またロータリーキルン11からの排出される排ガスは、一部抽気されて脱塩バイパス処理される。
該プレヒータ内における排ガスは、供給された原料と接触して原料を予備加熱する。
該排ガス中に含まれる水銀及びその化合物は、該排ガス中に含まれた状態でプレヒータ12から排出される。
該ドライヤー14には、原料も導入されて乾燥される。
当該原料と、プレヒータ12から排出される排ガス中に含まれ回収された粒子径の大きいダスト等は、原料混合・供給装置10に導入される。また、必要に応じて、粉砕装置16により粉砕されて、原料混合・供給装置10に導入される。これらの原料及び粒子径の大きいダスト等とは、原料混合・供給装置10から、セメント製造原料としてプレヒータ12の上部のサイクロン12dに循環供給されることができる。
該スタビライザ15で回収されたダスト等は、原料混合・供給装置10に導入され、粉砕装置16やドライヤー14から導入される原料やダスト等と混合されて、セメント製造原料としてプレヒータ12の上部のサイクロン12dに循環供給されることができる。
また、水銀を高濃度に含有する天然及び廃棄物系資源等の原料としての利用を拡大することができる。
(実施例1〜4、比較例1)
セメント製造設備の集塵装置1で捕集したダストである集塵ダストに、可燃物を添加し、集塵ダストに含まれる水銀を揮発させて水銀を除去した。
具体的には、該集塵ダストを、下記条件で加熱し、該ダストに含まれる水銀を揮発させた。
なお、加熱装置2の加熱条件は、水銀の揮発率が88%となるように調整した。
1)集塵ダスト:セメント製造設備の集塵装置1で回収された集塵ダスト
2)可燃物:石炭微粉末(低位発熱量:6000kcal/h(乾燥体)、水銀濃度0,1mg/kg))
3)加熱条件:加熱装置の設定温度・・・450℃
集塵ダスト量・・・・10kg/h(乾燥基準)
(水銀濃度10mg/kg)
加熱時間:30分
加熱前後のダスト水銀濃度から下記式により揮発率を算出し、その結果を表1に示す。
揮発率=(1−加熱後集塵ダストの水銀濃度÷加熱前集塵ダストの水銀濃度)×100
なお、可燃物中に含まれる水銀は、集塵ダストに含まれる水銀量と比較して極めて少ないため、加熱後の残渣中の水銀量を集塵ダスト中の水銀量とした。
また、加熱装置2から排出された排気中の酸素濃度及び一酸炭素濃度(加熱装置2の出口配管で測定)、並びに加熱装置の消費電力量を測定した。その結果も下記表1に示す。
2・・・・加熱装置
3・・・・水銀回収装置
4・・・・酸素濃度分析装置
5・・・・可燃物添加調整装置
10・・・原料混合・供給装置
11・・・ロータリーキルン
12・・・プレヒータ
13・・・仮焼炉
14・・・ドライヤー
15・・・スタビライザ
16・・・粉砕装置
17・・・バグフィルタ装置
18・・・煙突
X・・・・セメント製造設備
Y・・・・集塵ダストからの水銀除去・回収設備
Claims (2)
- セメント製造設備の排ガス中のダストを捕集する集塵装置及び/又はバグフィルタ装置で捕集された排ガス中の集塵ダストに可燃物を添加するにあたり、前記可燃物は、加熱装置からの排ガス中の酸素濃度を測定して、加熱装置からの排ガス中の酸素濃度が3〜12容量%となるように前記可燃物の添加量は調整されて添加され、該集塵ダストと可燃物とを加熱装置中で一緒に加熱して、該集塵ダスト中に含有される水銀を揮発させて、前記揮発した水銀を含む排ガスから水銀を回収するとともに、加熱装置で加熱されて水銀が分離した後のダストをセメント製造原料として用いることを特徴とする、排ガス処理方法。
- セメント製造設備の排ガス中のダストを捕集する集塵装置及び/又はバグフィルタ装置と、
該集塵装置及び/又はバグフィルタ装置から捕集された排ガス中の集塵ダストに可燃物を添加配合する可燃物供給装置と、
該集塵ダスト及び可燃物を加熱して、該ダスト中に含まれる水銀成分を揮発させる加熱装置と、
該加熱装置からの揮発した水銀を含む排ガスを処理して、水銀を回収する水銀回収装置と、該加熱装置で加熱されて水銀が分離した後のダストが導入されるセメント原料・供給装置と、
該加熱装置から排出される排ガス中の酸素濃度を測定する酸素濃度分析装置と、酸素濃度測定結果に応じて可燃物の添加配合量を調整する可燃物添加調整装置と
を備えることを特徴とする、排ガス処理装置。
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