JP6645313B2 - 廃硫酸の処理方法 - Google Patents
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Description
具体的には、例えば、窯前に設けられた主バーナからの火炎によって内部が高温雰囲気下に保持されたセメントキルン内に、当該セメントキルンの窯尻から内部に投入されたセメント原料を上記窯前側へ送りつつ焼成してセメントクリンカを製造するセメント製造方法において、上記セメントキルンの上記窯前側から、当該セメントキルン内の1400℃以上の高温雰囲気中に、少なくとも上記主バーナの燃料中の硫黄分の変動量または製造された上記セメントクリンカに含まれる三酸化硫黄(SO3)の量の変動量を補償する量の石膏を計量して投入することにより、上記セメントクリンカに含まれる三酸化硫黄(SO3)の量を1〜3重量%の範囲内に制御することを特徴とするセメントの製造方法等が開示されている。
また硫酸の分解により生成する三酸化硫黄は、排ガスにより硫酸あるいは石膏として回収されリサイクルされている。
更に、従来は、セメントクリンカの焼成の操業としてはセメントクリンカ中の遊離石灰の含量を低下させる必要があり、そのために、高温やその保持時間を長くすること等が必要であったが、本発明においては、廃硫酸の分解に伴い発生する三酸化硫黄がセメントクリンカ中の遊離石灰と反応するため、従来必要であった遊離石灰を低下させるための工程や条件等を設ける必要がないことからセメントクリンカ焼成時の燃料の使用量(燃料原単位)を低減することが可能となり、セメントクリンカの生産効率を向上させることが可能となる。
更に、製造したセメントクリンカ中の遊離石灰量を減少させることができるため、強度の増進が期待できる。
本発明の廃硫酸の処理方法は、有機物含有廃硫酸を、セメント焼成設備を用いて無害化処理する方法であって、有機物含有廃硫酸をセメントクリンカ焼成時のセメントキルンの窯前から、該キルンの高温部に導入し、セメントキルン内で廃硫酸が熱分解されて生成する三酸化硫黄を、セメントクリンカ中に取り込んでセメントクリンカを製造するとともに、廃硫酸中に含まれる有機物を熱分解して無害化する処理方法である。
セメント焼成設備のセメントキルンには、通常、セメントクリンカを製造する原料がセメントキルンの窯尻から導入されて焼成されることにより、セメントクリンカを調製している。
有機物含有廃硫酸は、例えば、セメントキルンの窯前に直接導入する搬送装置をもって投入しても、セメント焼成設備とは別個に廃硫酸を貯蔵する貯留設備を設けてかかる設備からセメント焼成設備のセメントキルンの窯前に廃硫酸を必要量投入できる搬送装置を設けて投入しても、廃硫酸を必要量、セメントキルンの窯前に投入できればいずれの手段によっても投入してもかまわない。
廃硫酸をセメントキルンの窯尻から投入すると、硫酸アルカリ等の低融点物質を生成してしまい、PH(プレヒータ)や仮焼成炉内にコーチングを形成しやすくなり、操業上のトラブルが発生するおそれがあり、好ましくない。
かかる1250℃以上、好適には1450℃の温度においては、ピッチ等の廃硫酸に含まれる有機物は完全に熱分解され、排ガス中に有害物質を含むことはなく、無害化されることができる。
好適には、セメントキルンに投入する廃硫酸の必要量を確保するとともに、セメントキルンの焼成温度の低下を招かない等のセメント製造設備の操業に影響を与えることがないためにも、予め廃硫酸を加熱して廃硫酸中の硫酸濃度を例えば80%以上に予め上げてから、セメントキルンに投入するようにすることも可能である。
H2SO4→H2O+SO3
このように熱分解により生成した三酸化硫黄は、セメントクリンカと接触することによりセメントクリンカ中に取り込まれる。
特に、製造されるセメントクリンカ1tあたり、廃硫酸から生成する三酸化硫黄量が0.1〜30kgとなる量で廃硫酸を導入することで、得られるセメントクリンカ中の三酸化硫黄濃度を0.7〜3.5質量%とし、更に、セメントクリンカ中の遊離石灰の含量を1.0質量%以下に低減する制御が可能となる。
本発明を適用する廃硫酸は下記の性状を有するものを用いた。
廃硫酸A:硫酸濃度90%
TOC(有機物含有)濃度 10,000ppm
投入方法は、キルンバーナーノズルの上側近傍より、セメントキルン内へ廃硫酸Aを直接噴射して投入する方法とした。
なお、投入量は、製造されるセメントクリンカ1tあたり、廃硫酸Aを1.5kgの量とした。
なお、セメントクリンカ中の三酸化硫黄濃度及び遊離石灰(f−CaO)濃度は、JIS R 5205に準じて測定した値を示す。
また、セメント焼成設備やセメントクリンカの品質への影響は特に認められなかった。
Claims (3)
- 有機物含有廃硫酸を、セメント焼成設備を用いて無害化処理する方法であって、セメントキルンに導入する有機物含有廃硫酸中の硫酸濃度が80%以上となるように有機物含有廃硫酸を予め加熱して水分を除去する調整をし、当該有機物含有廃硫酸をセメント製造設備のセメントキルンの窯前から、該セメントキルンの1250℃以上の高温雰囲気部に導入し、セメントキルン内で廃硫酸が熱分解されて生成する三酸化硫黄を、セメントクリンカ中に取り込んでセメントクリンカを製造するとともに、廃硫酸中に含まれる有機物を熱分解して無害化することを特徴とする、廃硫酸の処理方法。
- 請求項1記載の廃硫酸の処理方法において、セメントクリンカ1tを製造するにあたり、廃硫酸中の三酸化硫黄量が0.1〜30kgとなる量で廃硫酸をセメントキルンに導入して、得られるセメントクリンカ中の三酸化硫黄濃度を0.7〜3.5質量%とすることを特徴とする、廃硫酸の処理方法。
- 請求項2記載の廃硫酸の処理方法において、更に、セメントクリンカ中の遊離石灰を1.0質量%以下に制御することを特徴とする、廃硫酸の処理方法。
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