JPH0372027B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、セメントキルン排ガスの処理方法、
特にアルカリバイパスによつてセメントキルンか
ら排ガスの一部を抽気する場合に適用されるセメ
ントキルン排ガスの処理方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 一般に、セメントクリンカをSPキルン又は
NSPキルンにて焼成する場合、セメント原料及
び燃料から持込まれるアルカリ等の揮発性成分
は、キルン・プレヒータ系内で循環することによ
り、順次濃縮される。

しかし、この種の循環は、数時間で平衡に達
し、セメント原料及び燃料から系内に持込まれる
揮発性成分の量と、セメントクリンカにより系外
へ持出される揮発性成分の量とが等しくなる。

この場合、セメント原料と燃料とが持込むアル
カリ量が多いと、クリンカのアルカリ量が必然的
に多くなり、セメントの品質が落ちてしまう。

又、系内に揮発性成分（アルカリ、塩素、硫
黄）が多いと、系内に低融点化合物が形成され、
特にプレヒータが頻繁に閉塞して、キルン操業の
妨げとなる。

従つて、系内のアルカリ量を減少させる必要が
あり、この場合に所謂アルカリバイパスが行なわ
れる。

即ち、アルカリ濃度の高いキルン排ガスをアル
カリバイパスによつて系外に抜出す手法である。

第５図は従来のアルカリバイパスを説明するシ
ステム構成例図であり、これによつて従来行なわ
れている手法を説明する。

第５図において、キルン１から抽気ダクト２を
介して抽気した1100℃のキルン排ガスは、冷却室
３内に導入され、ここでフアン４からの冷空気と
混合されて、ガス温度を400〜450℃に低下させ
る。

この際、ガス温度の低下によつてダストの表面
にアルカリ化合物を凝縮させ、更に次のスプレー
塔５で水を噴霧して温度を150℃程度に迄下げた
後、所定のダストを排出し、更に電気集塵機６に
て集塵し、残りのガスはフアン７を介して大気中
に排 出している。又、回収されたダストはアルカリで
汚染されているため、廃棄処分されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来手法では、アルカリバイパスによ
つて1100℃の抽気したキルン排ガスを系外に排出
してしまうこととなり、この場合の熱損失が大き
く、従つて燃料消費量が増加する。因みに、総キ
ルン排ガス中の10％をバイパスした場合、SPキ
ルンの場合で、40〜50Kcal／Kg−クリンカ、
NSPキルンの場合で20〜30Kcal／Kg−クリンカ
程度に迄なる。

熱損失を回収する方法として、従来よりプレヒ
ータ排ガスの熱量をボイラと蒸気タービンによ
り、電力として回収することが一般に行なわれて
おり、アルカリバイパスの排ガスも同様に電力と
して回収する方法が考えられるが、その場合、プ
レヒータ排ガス系とバイパス排ガス系に別々にボ
イラを設けるよりも、一つのボイラで両方の排ガ
スの熱量を回収するのが有利である。しかし、バ
イパス排ガスをそのままプレヒータ排ガスに合流
させると、セメント製造工程上、アルカリもプレ
ヒータ排ガス中のダストと共に、原料として再度
プレヒータに戻されることになり、アルカリバイ
パスした意味がなくなる。従つてバイパス排ガス
中のアルカリを除去した後、プレヒータ排ガスと
合流させる必要がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、アルカリバイパス処理を行なうに際
して、熱損失を少なくしたセメントキルン排ガス
の処理方法を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明者らは排出されるダストと、このダスト
がどの程度のアルカリ量を持出すのかについて
種々研究を重ねた結果、これらの間にはある特異
な関係があることを知見した。

第２図がこの関係を示す図表である。即ち、第
２図は横軸にダストの粒径をとり、縦軸に累積粒
度分布とアルカリ量（R₂O）分布とをとつたもの
である。

この図から明らかなように、粒径10μｍ程度以
下のダストが、ダストが持出す全アルカリ量の80
％程度を含んでいると言うことである。しかも粒
径1μｍ以下の部分に全体の約70％のアルカリが
濃縮されている。

従つて、アルカリバイパスによつて抽気したキ
ルン排ガス中に含まれるダストのうちから、粒径
10μｍを境に分離し、粒径10μｍ以下を排出し、
それ以上を再びキルンへ戻してやれば、系外への
ダストの排出量は半減し、しかもキルンへ戻され
るダストは既に仮焼反応が終了したものであるた
め、熱損失も低減することになる。

次に、排ガスをプリヒータ排ガスに合流させる
前に、アルカリの濃縮された10μｍ以下のダスト
を除去する必要がある。このような微粒ダストの
捕集には、従来バツグフイルタが用いられてきた
が、バツグフイルタを用いるためには、ガス温度
を120〜140℃程度まで下げなければならない。

一方、ボイラの効率を高めるためには、ガス温
度はできるだけ高い方が有利である。但し、アル
カリ化合物の融点以上の温度では、管路の閉塞が
起るので、600〜700℃が望ましく、この温度では
バツグフイルタは使用できない。

（作用） 従つて、本発明ではアルカリバイパスによつて
抽気したキルン排ガスを一旦、分級器に導いて粗
粒ダストを分離し、これをキルンへ戻すと共に、
微粒ダストを含んだ600〜700℃の排ガスを高温用
集塵機へ導いて微粒ダストを除去して後、サスペ
ンシヨンプレヒータの排ガスと合流させてボイラ
に導き、熱回収するようにしている。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明によるセメントキルン排ガスの
処理方法を説明する一実施例の構成図である。

第１図において、１はキルンであり、燃料の燃
焼によつて生じた排ガスは仮焼炉８へ導入され、
更に図示しないクリンカ冷却装置からの高温空気
により生じた燃料ガスと混合された後、仮焼され
たセメント原料粉末を分離するためのサイクロン
９を経て順次、その上段のサイクロン１０，１
１，１２へと導かれ、その間にセメント原料粉末
との熱交換が行なわれて排出ガス温度を低下さ
せ、更に最終排出ガスをボイラ１３へ導入して熱
回収させる部分は従来同様のものである。

１４は冷却室、１５は分級器、１６は高温用集
塵機であり、本発明において追加した構成であ
る。

本実施例では、高温用集塵機として移動層式の
集塵機を用いているが、他の集塵機でも高温に耐
えるものであれば良いのは勿論である。

又、分級器の型式は何でもよいが、分級粒径を
10μｍ程度とする場合は、例えばサイクロンが適
している。

即ち、キルン排ガスを抽気して冷却室１４経由
で分級器１５に導入し、この分級器では前記した
通りダストの粒径10μｍを基準にして分離し、粒
径10μｍ以上の粗粒ダストは再びキルン１へ戻
し、それ以外の微粒ダストは、例えば移動層式の
集塵機１６へ導いて微粒ダストを除去してから、
サスペンシヨンプレヒータの排ガスと合流させ、
ボイラ１３にて熱回収するものである。

この場合、従来は抽気した排ガスを冷却室１４
にて400〜450℃に下げて排ガス温度をアルカリ化
合物の融点以下としていたが、本発明において
は、この温度を600〜700℃とすることにより、熱
回収効率を向上させている。なお、温度600〜700
℃はアルカリ化合物の融点（768℃）以下である
ため、何らの問題はない。

しかし、温度が600〜700℃とした結果、通常の
集塵機では耐えられないため、前記した移動層式
の集塵機１６を用いている。

又、アルカリバイパスをした結果、プレヒータ
の排ガス温度が低下してしまい、この排ガスを導
入したボイラ効率が低下するため、600℃のバイ
パス排ガスを、前記プレヒータの排ガスに混合し
てボイラ入口ガス温度を上昇させている。

第３図はダストを分級しない場合と、10μｍ以
上のダストをキルンへ戻した場合とのクリンカ焼
成用の熱消費量をバイパス比率について示した図
表である。

図から明らかなように、10μｍ以上のダストを
戻すことにより熱消費量を低減させることが出来
る。

更に、本発明のように冷空気混合後のガス温度
を600〜700℃にすれば、通過ガス量が減少するた
め、その結果、集塵機の処理ガス量が減少し、こ
れらに要する設備費及び消費電力が低減される。

一方、冷却室の温度を600〜700℃としたため、
従来の400〜450℃の場合に比して冷空気を減少出
来、温度上昇分だけボイラ入口温度が上昇して回
収熱効率が向上する。

第４図は効果確認のためにボイラ入口ガス温度
を各場合に分けて示している。即ち、プレヒータ
排ガスのみをボイラへ導入した場合、従来のよう
に冷却温度を450℃とした場合、本発明のように
冷却温度を600℃とした場合がバイパス比率に応
じて示されている。

図から明らかなように、冷却温度を450℃の時
に比べて本発明の場合、バイパス比率10％の時で
14℃程度上昇していることが理解出来る。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によればキルン排ガ
スを分級器へ導いてダストの粒径に応じて分級
し、この分級によつて生じた粗粒ダストをキルン
へ戻すと共に、微粒ダストを含んだ排ガスを高温
用集塵機に導いて微粒ダストを除去してからプレ
ヒータの排ガスと合流させてボイラへ導入するよ
うにしているので、以下に示す効果がある。

排ガス量の減少により、ボイラがコンパクト
に出来ると同時に、ボイラ入口温度が上昇し、
回収熱効率が大となる。

集塵機の処理ガス量が減少し、これらに要す
る設備費及び電力量が減少する。

冷却室における冷空気の量を減少出来る。

アルカリバイパスによつて排出していた粗粒
ダストの回収が出来るため、資源の有効利用が
図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセメントキルン排ガスの
処理方法を説明するための一実施例構成図、第２
図はダストの粒度とアルカリ量との関係を示す
図、第３図はダストを分級してキルンへ戻した場
合と分級しない場合との熱消費量を示した図、第
４図は効果確認のためのボイラ入口温度を各場合
に分けて示した図、第５図は従来のアルカリバイ
パスを説明するシステム構成例図である。 １……キルン、２……抽気ダクト、３，１４…
…冷却室、４，７，１７，１８……フアン、５…
…スプレー塔、６……集塵機、８……仮焼炉、
９，１０，１１，１２……サイクロン、１３……
ボイラ、１５……分級器、１６……高温用集塵
機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメントキルン排ガスの一部を抽気してクリ
   ンカのアルカリ量を減少させるアルカリバイパス
   によるセメントキルン排ガスの処理方法におい
   て、前記したキルン排ガスに冷空気を混合して排
   ガス温度をアルカリ化合物の融点以下の600〜700
   ℃に低下させた後、分級器に導いて排ガス中の粗
   粒ダストを分離してキルンへ戻すと共に、残余の
   微粒ダストを含む排ガスは高温用集塵機を介して
   微粒ダストを除去した後、サスペンシヨンプレヒ
   ータからの排ガスと合流させてボイラに導き、熱
   回収することを特徴とするセメントキルン排ガス
   の処理方法。 ２ 分級器の分級基準はダスト粒径10μｍ程度と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のセメントキルン排ガスの処理方法。