JPWO2015072310A1 - 塩素バイパスシステム及びセメントキルン排ガス中の塩素除去方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】状況に応じた柔軟な運転が可能な塩素バイパスシステム等を提供する。【解決手段】セメントキルン2の窯尻からプレヒータの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排ガスの一部G1を抽気するプローブ3と、プローブによる抽気ガスを粗粉D1と、微粉D2及びガスG3とに分離する分級装置5と、分級装置によって分離された粗粉をセメントキルンの焼成系統へ戻すルートと、セメントキルンの焼成系統から排出するルートとに分配する分配装置(貯槽11〜スクリューコンベア13)とを備える塩素バイパスシステム1。上記2つのルートに任意の比率で分配することができる。分級装置によって分離された微粉及びガスから微粉を回収する集塵装置8を備え、セメントキルンの焼成系統から排出するルートに分配された粗粉D7を集塵装置で回収された微粉D4(及び冷却器6から回収された微粉D3)と合流させてもよい。【選択図】図1
Description
本発明は、セメントキルンの窯尻からプレヒータの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、及びセメントキルン排ガス中の塩素除去方法に関する。
近年、廃棄物のセメント原料化及び燃料化が推進されている。しかし、廃棄物の処理量が増加するのに伴い、セメントキルンに持ち込まれる塩素等の揮発成分の量も増加している。そのため、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になる塩素分をセメントキルンの焼成系統から除去する塩素バイパスシステムが不可欠となっている。
この塩素バイパスシステムは、図2に示すように、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より燃焼ガスの一部G1をプローブ3で抽気すると同時に、冷却ファン4からの冷風Aで抽気ガスG1を急冷し、サイクロン5で粗粉D1を分離した後の抽気ガスG3に含まれる、塩素が濃縮した微粉D2をバグフィルタ8で微粉D4として回収する。この微粉D4と、冷却器6から回収された微粉D3とを塩素バイパスダストD5として貯槽9に一旦貯留し、その後系外に排出することで効率よく塩素を除去する(特許文献1、2)。
上記塩素バイパスシステムによれば、セメント焼成装置から効率よく塩素を除去することができるが、セメントキルンに供給される原料の塩素濃度が変化したり、セメントキルンの運転状況が変化した場合に適切に対応することが容易ではなかった。
例えば、セメントキルンに供給される原料の塩素濃度が上昇し、より多くの塩素を除去する必要がある場合には、セメントキルンから抽気されるガスの量(バイパス率)を増加させたり、サイクロン5の分級点を変更する必要がある。しかし、バイパス率を増加させるとセメント焼成装置での熱損失の増大を招くこととなり、サイクロン5の分級点の変更も運転中に頻繁に行うことは困難である。
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、状況に応じた柔軟な運転が可能な塩素バイパスシステム及びセメントキルン排ガス中の塩素除去方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る塩素バイパスシステムは、セメントキルンの窯尻からプレヒータの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排ガスの一部を抽気するプローブと、該プローブによる抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離する分級装置と、該分級装置によって分離された粗粉を前記セメントキルンの焼成系統へ戻すルートと、前記セメントキルンの焼成系統から排出するルートとに分配する分配装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、分級装置によって分離された粗粉を分配装置でセメントキルンの焼成系統へ戻すことで、高塩素濃度の微粉のみをセメントキルンの焼成系統から排出することができるため、ダストの処理量を少なくすることができる。一方、分級装置によって分離された粗粉をセメントキルンの焼成系統から排出することで、粗粉中の塩素分も排出することができるため、プローブによるガスの抽気量を少なくすることができ、セメント焼成の熱損失を最小限に抑え、運転コストの低減に繋がる。
上記塩素バイパスシステムにおいて、前記分配装置は、前記分級装置によって分離された粗粉を前記セメントキルンの焼成系統へ戻すルートと、前記セメントキルンの焼成系統から排出するルートとに任意の比率で分配可能とすることができる。これによって、セメントキルンに供給される原料の塩素濃度、セメントキルンの運転状況等に応じて柔軟な操作を行うことができる。
また、前記分級装置によって分離された微粉及びガスから微粉を回収する集塵装置を備え、前記分配装置で前記セメントキルンの焼成系統から排出するルートに分配された粗粉を、前記集塵装置で回収された微粉と合流させることができる。これによって、分配された粗粉と微粉とを共通の処理装置等で処理することができ、装置及び運転コストを低減することができる。
また、本発明に係るセメントキルン排ガス中の塩素除去方法は、セメントキルンの窯尻からプレヒータの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排ガスの一部を抽気し、該抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離し、該分離された粗粉の一部を前記セメントキルンの焼成系統へ戻し、前記分離された粗粉の残りを前記セメントキルンの焼成系統から排出することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、ダストの処理量や、プローブによるガスの抽気量を減少させるなどして運転コストを低減することができる。
上記セメントキルン排ガス中の塩素除去方法において、前記分離された粗粉を前記セメントキルンの焼成系統へ戻す比率又は前記セメントキルンの焼成系統から排出する比率を、前記セメントキルンに供給される原料の塩素濃度又は該セメントキルンの運転状況に応じて調整することができる。
また、前記分離された微粉及びガスから微粉を回収し、前記セメントキルンの焼成系統から排出された粗粉と合流させることができ、分配された粗粉と微粉とを同時に処理することで処理コストを低減することができる。
以上のように、本発明によれば、状況に応じた柔軟な運転が可能な塩素バイパスシステム、及びセメントキルン排ガス中の塩素除去方法を提供することができる。
次に、本発明に係る塩素バイパスシステムの一実施の形態について図1を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、図2に示した従来の塩素バイパスシステム21と同一の構成要素については同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
図1に示す塩素バイパスシステム1は、サイクロン5の後段に、サイクロン5から排出された粗粉D1を貯留する貯槽11と、貯槽11から粗粉を排出するロータリフィーダ12と、排出された粗粉D7を塩素バイパスダストD5に合流させるスクリューコンベア13とを備えることを特徴とし、その他の構成は、従来の塩素バイパスシステム21と同様である。
貯槽11は、底部にロータリフィーダ12が配置されると共に、コーン部に粗粉D6を排出するための排出口11aを備える。貯槽11の粗粉D1の一部がロータリフィーダ12によってスクリューコンベア13側に排出され、排出口11aより上方に位置する粗粉D1がオーバーフロー式で排出口11aからセメントキルン2の焼成系統へ戻すルートに導かれる。あるいは、排出口11aにロータリフィーダを設置してもよい。
ロータリフィーダ12は、回転数を制御可能なロータを備え、ロータの回転数を制御することで貯槽11からの粗粉D7の排出量を制御することができる。尚、ロータリフィーダ12に代えてその他の排出装置を用いることもできる。
スクリューコンベア13は、粗粉D7を塩素バイパスダストD5に合流させる(セメントキルン2の焼成系統から排出するルートに導く)ための輸送装置として用いられる。尚、スクリューコンベア13以外にも、チェーンコンベア等の他の輸送装置を用いることもできる。
次に、上記構成を有する塩素バイパスシステム1の動作、及び本発明に係るセメントキルン排ガス中の塩素除去方法について、図1を参照しながら説明する。
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の一部G1をプローブ3で抽気すると同時に、800〜1100℃程度の抽気ガスG1を1次冷却ファン4からの冷却空気Aで、KCl等の塩素化合物の融点である600℃以下、好ましくは400℃以下にまで冷却する。これによって、抽気ガスG1中のKCl等の塩素化合物が析出して抽気ガスG2中の微粉の表面等に付着する。
次に、抽気ガスG2をサイクロン5に導入し、粗粉D1と、微粉D2を含む抽気ガスG3とに分離し、粗粉D1を貯槽11に供給すると共に、抽気ガスG3を冷却器6で100〜200℃程度に冷却する。
次に、冷却器6の排ガスG4をバグフィルタ8に導入して微粉D4を回収し、冷却器6から回収した微粉D3と共に塩素バイパスダストD5とする。バグフィルタ8の排ガスG5は、排気ファン10によってセメントキルン2の排ガス系に戻す。
貯槽11に貯留した粗粉D1の一部(粗粉D7)をロータリフィーダ12で排出し、スクリューコンベア13で輸送して塩素バイパスダストD5に合流させて貯槽9に貯留した後、塩素濃度が比較的低い場合には、そのままセメント粉砕機でセメントクリンカと共に粉砕してセメントを製造し、塩素濃度が高い場合には、水洗して塩素を除去した後、セメント原料等として利用することができる。
一方、貯槽11の排出口11aより粗粉D6がオーバーフローして排出され、セメントキルン2の焼成系統へ戻すルートに導かれ、セメント原料として使用される。
上記ロータリフィーダ12のロータの回転数、すなわちロータリフィーダ12による粗粉D7の排出量は、次の要領で制御する。
例えば、セメントキルン2に供給される原料の塩素濃度が上昇し、より多くの塩素を除去する必要がある場合には、塩素バイパスダストD5に合流させる粗粉D7の量を増加させる。これにより、粗粉D7中の塩素分もセメントキルン2の焼成系統から系外に排出されるため、より多くの塩素分を除去することができる。この際、プローブ3によるガスの抽気量を変化させないで、すなわちバイパス率を変化させないで対応することができ、セメント焼成の熱損失を最小限に抑えることができる。
一方、セメントキルン2に供給される原料の塩素濃度が低下した場合には、塩素バイパスダストD5に合流させる粗粉D7の量を減少させ、貯槽11の排出口11aからオーバーフローによってセメントキルン2の焼成系統へ戻す粗粉D6の量を増加させる。これにより、塩素バイパスダストD5に合流させる粗粉D7の量、すなわち処理対象のダストの量を減少させ、処理コストを軽減することができる。
セメントキルン2に供給される原料の塩素濃度の増減以外にも、セメントキルン2を含むセメント焼成装置の運転状況に応じて、サイクロン5によって分離された粗粉D1をセメントキルン2の焼成系統へ戻すルートと、焼成系統から排出するルートとに分配することができ、この操作をロータリフィーダ12のロータの回転数を制御するのみで実施することができ、迅速かつ容易に分配率を調整することができる。
尚、上記実施の形態においては、排出口11aを備えた貯槽11、ロータリフィーダ12、スクリューコンベア13によって粗粉D1を2つのルートに分配したが、装置構成はこれに限定されることなく、その他種々の装置を用いることができる。
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 冷却ファン
5 サイクロン
6 冷却器
8 バグフィルタ
9 貯槽
10 排気ファン
11 貯槽
11a 排出口
12 ロータリフィーダ
13 スクリューコンベア
2 セメントキルン
3 プローブ
4 冷却ファン
5 サイクロン
6 冷却器
8 バグフィルタ
9 貯槽
10 排気ファン
11 貯槽
11a 排出口
12 ロータリフィーダ
13 スクリューコンベア
Claims (6)
- セメントキルンの窯尻からプレヒータの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排ガスの一部を抽気するプローブと、
該プローブによる抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離する分級装置と、
該分級装置によって分離された粗粉を前記セメントキルンの焼成系統へ戻すルートと、前記セメントキルンの焼成系統から排出するルートとに分配する分配装置とを備えることを特徴とする塩素バイパスシステム。 - 前記分配装置は、前記分級装置によって分離された粗粉を前記セメントキルンの焼成系統へ戻すルートと、前記セメントキルンの焼成系統から排出するルートとに任意の比率で分配可能であることを特徴とする請求項1に記載の塩素バイパスシステム。
- 前記分級装置によって分離された微粉及びガスから微粉を回収する集塵装置を備え、
前記分配装置で前記セメントキルンの焼成系統から排出するルートに分配された粗粉を、前記集塵装置で回収された微粉と合流させることを特徴とする請求項1又は2に記載の塩素バイパスシステム。 - セメントキルンの窯尻からプレヒータの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排ガスの一部を抽気し、
該抽気ガスを、粗粉と、微粉及びガスとに分離し、
該分離された粗粉の一部を前記セメントキルンの焼成系統へ戻し、前記分離された粗粉の残りを前記セメントキルンの焼成系統から排出することを特徴とするセメントキルン排ガス中の塩素除去方法。 - 前記分離された粗粉を前記セメントキルンの焼成系統へ戻す比率又は前記セメントキルンの焼成系統から排出する比率を、前記セメントキルンに供給される原料の塩素濃度又は該セメントキルンの運転状況に応じて調整することを特徴とする請求項4に記載のセメントキルン排ガス中の塩素除去方法。
- 前記分離された微粉及びガスから微粉を回収し、前記セメントキルンの焼成系統から排出された粗粉と合流させることを特徴とする請求項4又は5に記載のセメントキルン排ガス中の塩素除去方法。
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