KR20140107808A - 시멘트 제조공정 중 추출 배가스 중의 원료 미분 더스트에서 염소 화합물 분리 회수 방법 - Google Patents

시멘트 제조공정 중 추출 배가스 중의 원료 미분 더스트에서 염소 화합물 분리 회수 방법 Download PDF

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Abstract

시멘트 제조공정 중 추출된 배가스로부터 발생하는 원료 미분 더스트로부터 염소 화합물을 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명은 상기 원료 미분 더스트와 온수를 혼합하는 단계, 상기 혼합수에 이산화탄소 가스원을 주입하는 단계, 상기 주입 단계를 거친 혼합수에 침전물을 여과하는 단계 및 상기 여과된 용액을 건조하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 추출 원료 미분 더스트로부터 KCl을 회수하는데 있어서 별도의 약품을 사용하지 않고 시멘트 제조 공정 중에 배출되는 배가스에 포함된 이산화탄소를 활용함으로서 공정 운영 비용 및 설비 구성이 복잡하지 않아 설비 투자비가 적어 경제적으로 KCl을 회수할 수 있게 된다.

Description

시멘트 제조공정 중 추출 배가스 중의 원료 미분 더스트에서 염소 화합물 분리 회수 방법{Recovery of Chlorine Compounds from Raw Material Dust in Extracted Gas of Cement Manufacturing Process}
본 발명은 시멘트 제조공정 중 추출 원료 더스트로부터 KCl과 같은 염소 화합물을 분리 회수하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 추출 원료 더스트로부터 간단한 공정과 별도의 약품 투입 없이 염소 화합물을 회수하고, 발생되는 부산물을 재활용할 수 있는 분리 회수 방법에 관한 것이다.
시멘트 제조 공정에는 원료로부터 염소, 알칼리, 황 같이 휘발이 쉬운 성분들이 시멘트 킬른 내에서 휘발하고 이 성분들은 배가스와 함께 예열실(preheater)로 이동한다. 예열실로 이동된 휘발성 성분들은 응축하여 원료와 반응하여 화합물을 만들고 다시 킬른 쪽으로 유입된다. 킬른 쪽으로 다시 들어온 이 성분들은 재휘발하고 다시 예열실 쪽으로 이동하며, 또다시 원료와 화합물을 만들어 킬른쪽으로 들어오게 된다. 이런 과정이 휘발과 응축 과정이 반복되면서 이러한 물질들은 킬른계에서 순환하게 되고 농축되게 된다. 휘발물질이 원료와 반응하여 생성한 화합물들은 점착성이 강해 킬른 설비에 코팅을 유발하여 코팅을 성장시키기 때문에 원료가 이송되는 관을 막아 설비의 안정적 운전을 방해한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 킬른으로 원료가 들어가는 인넷(inlet) 부분과 예열실 최하단 사이클론 사이에서 일부 가스를 추출하여 염소, 알칼리, 황과 같은 휘발물질을 킬른계 외로 배출시키는 설비를 운영하고 있다. 이 설비 운영시 가스 중의 원료성분이 같이 배출되게 된다. 이 원료 성분은 사이클론을 통해 입자 사이즈가 큰 것과 작은 것으로 구분하여, 입자가 큰 것은 휘발물질이 아주 적기 때문에 다시 원료로 투입하고, 입자가 작은 미분에는 휘발 물질이 많기 때문에 회수하게 된다. 그러나 회수된 시멘트 킬른 공정 추출 미분 더스트는 염소 및 알칼리 농도가 높아 시멘트 원료로 활용하기에 곤란하다는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 순환자원의 시멘트 원료화 또는 연료화에 따른 순환자원 사용량이 증가되고 있어 시멘트 킬른에 유입되는 염소, 알칼리, 황과 같은 휘발물질의 량이 증가하기 때문에 휘발성분을 함유한 미분 더스트의 발생량도 증가되고 있는 실정이다. 회수된 미분 더스트에는 염소 및 알칼리 농도가 높아 시멘트 원료로 활용하기에 불가능하기 때문에 부가가치가 높은 안정적인 처리방안이 요구되고 있는 실정이다.
일본특허 공개 2005-314178는 이와 같은 공정 추출 미분 더스트를 물에 첨가 슬러리로 만든 후 여과, 칼슘제거공정, 중금속 제거공정, 전기투석/농축, 결정화 공정을 통해 KCl을 회수하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 이 방법은 칼슘 및 중금속 제거공정에서 K2CO3, HCl, FeSO4·H2O, Ca(OH)2와 같은 시약을 사용하기 때문에 경제적이지 않고, 전기투석 및 농축 과정이 수반되기 때문에 전력비 및 전기투석막의 수명이 길지 않는 단점이 있다. 또한 1차 여액의 Ca 농도가 높아 배관에서 Ca에 의한 스케일(Scale)이 발생하여 공정 운영이 어렵다. 또한 이 방법은 무엇보다도 설비 설치에 따른 설치비가 많이 들고 전기투석시 NaCl의 농축에 의한 KCl의 순도 저하가 문제로 제기된다.
일본등록특허 제4121418호에서도 공정 추출 미분 더스트를 물에 첨가 슬러리로 만든 후 FeSO4 ·H2O를 첨가 pH를 조절하여 Se를 제거하고 전기투석장치를 통해 농축시켜 최종용액은 방류시키는 방법에 대해 기술되어 있다. 이 방법 또한 FeSO4·H2O, Ca(OH)2, NaOH 시약을 사용하고 전기투석을 통해 KCl을 회수하기 때문에 경제적이지 않을 뿐더러 전기투석에 따른 전력비 및 설비의 유지관리비가 많이 들게 된다.
일본공개특허 평11-100243호의 시멘트 원료화 처리방법에서는 폐기물 소각 Fly ash 등 염소성분을 함유한 폐기물에 물을 첨가하여 폐기물 중의 염소를 용출시켜 여과 후 얻어진 탈수케익을 시멘트 원료로 이용하는 것과 함께 폐수를 정화처리 하여 그대로 방류하거나 염분을 회수하여 환경오염을 일으키는 원인없이 폐기물을 유효 이용하는 것으로 나타나 있다. 하지만 이 방법 또한 폐수처리 과정을 거쳐 방류폐수처리 과정에서 약품 등이 소요되기 때문에 운영 및 경제적인 측면에서 바람직하지 않다.
(특허문헌 1) JP 1999-100243 A
(특허문헌 2) JP 4121418 B
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 기술적 순환자원 사용량 증가에 따라 시멘트 제조공정 중 추출 미분 더스트의 발생량도 증가하기 때문에 이 미분 더스트를 안정적 처리를 위해 경제적으로 부가가치를 높여 재활용하는 방안이 요구된다. 따라서 본 발명에서는 미분 더스트로부터 KCl과 같은 염소 화합물의 추출량은 높이고 Ca 용출량은 줄이며, 약품을 사용하지 않고 Ca를 제거하여 배관 중 스케일을 억제하고 Ca 농도를 저감하며 중금속을 제거하여 경제적으로 KCl을 회수하는 동시에 KCl 제조 공정 중 발생하는 탈수 케이크를 시멘트 원료로 재활용함으로써 미분 더스트를 안정적으로 처리하는 방안을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 시멘트 제조공정 중 추출된 배가스로부터 발생하는 원료 미분 더스트를 제공하는 단계; 상기 원료 미분 더스트와 온수를 혼합하는 단계; 상기 혼합수에 이산화탄소 가스원을 주입하는 단계; 상기 주입 단계를 거친 혼합수에 침전물을 여과하는 단계; 및 상기 여과된 용액을 건조하는 단계를 포함하는 시멘트 제조 공정 중의 미분 더스트로부터 염소 화합물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 원료 미분 더스트는 시멘트 킬른 인렛 부분과 예열실 최하단 사이클론 사이에서 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 이산화탄소 가스원 주입 단계에서 상기 이산화탄소 가스원으로는 시멘트 공정 중의 배가스를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 건조 단계는 시멘트 킬른의 회수열을 이용하며, 상기 여과 단계의 침전물을 시멘트 원료로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시멘트 제조공정 중 추출 원료 미분 더스트로부터 KCl을 회수하는데 있어서 별도의 약품을 사용하지 않고 시멘트 제조 공정 중에 배출되는 배가스에 포함된 이산화탄소를 활용함으로서 공정 운영 비용 및 설비 구성이 복잡하지 않아 설비 투자비가 적어 경제적으로 KCl을 회수할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, KCl 회수 공정의 부산물인 탈수 케이크를 원료로 재사용 할 수 있어, 2차 처리의 필요성이 없으며, 시스템 외로 배출되는 물질이 저감할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 시멘트 제조 공정에서 발생하는 배가스를 회수하여 이산화탄소를 주입함으로써 기후온난화의 주범인 이산화탄소를 저감하는 추가적인 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 시멘트 공정 추출 원료 미분 더스트의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 온도에 따른 Ca 및 K, Cl 농도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 필터 케이크 내의 Ca 및 중금속 침전물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4 본 발명의 일실시예에 따른 KCl 회수 공정을 개략적으로 나타낸 절차도이다.
도 5 본 발명의 다른 실시예에 따른 KCl 회수 공정을 개략적으로 나타낸 절차도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.
아래 표 1은 KCl과 Ca(OH)2의 온도에 따른 용해도값(g/mL)을 나타낸 표이다.
시멘트 제조공정 중 추출 원료 미분 더스트(Dust)로부터 KCl과 같은 염소 화합물의 회수량을 증대시키고 Ca의 용출량을 저감하기 위하여 본 발명은 KCl은 온도가 높아질수록 용해도가 증가하고 Ca(OH)2는 용해도가 감소한다는 사실에 착안하였다.
구분 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 100℃
KCl 27.6 31.0 34.0 37.0 40.0 42.6 45.5 48.3 51.1 54.0 56.7
Ca(OH)2 0.185 0.176 0.165 0.153 0.141 0.128 0.116 0.106 0.094 0.085 0.077
칼슘(Ca)은 아래 화학식 1에 나타낸 바와 같이 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 생성하여 침전한다. 따라서, 이산화탄소를 주입하여 Ca을 제거할 수 있다. 또한, 아래 화학식 2에 나타낸 바와 같이 중금속의 경우 이산화탄소와 반응하여 탄산염 형태로 침전된다. 따라서, CO2를 주입하여 탄산염 형태의 침전물을 형성하여 중금속을 제거할 수 있다.
(화학식 1)
Ca + CO2 → CaCO3(S)↓
(화학식 2)
MO + CO2 → MCO3(S)↓
(여기서, M=Metal, MO=Metal Oxide)
특히, 이산화탄소의 경우 시멘트 제조공정에서 탈탄산공정(석회석으로부터 이산화탄소가 분리되어 생석회가 되는 과정, CaCO3→CaO+CO2)에서 대량으로 발생되므로, 시멘트 제조공정 중의 배가스를 이산화탄소의 주입원으로 활용 가능하다.
본 발명은 시멘트 제조공정 중 추출 원료 미분 더스트로부터 KCl을 회수하여 안정적으로 처리하여 재활용한다. 아래 표2에는 원료미분 더스트의 화학성분 분석결과의 예를 나타내었다. 표 2에 나타낸 바와 같이 원료 미분 더스트에는 CaO, K2O, Cl성분(단위 : wt%)이 주를 이루고 있다.
SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 MgO K2O Na2O TiO2 P2O5 SO3 LOI Cl
5.60 2.27 32.8 0.94 1.09 20.7 0.69 0.13 0.09 7.34 11.02 17.0
한편, 위 성분 분석에 있어서 K성분은 K2O로 표현되고 Cl 성분은 단독적으로 Cl 로 분석 결과를 표기되어 있는데 이 성분이 어떤 화합물로 구성되어 있는지는 XRD 분석을 통해 확인할 수 있다.
도 1은 시멘트 제조 공정 추출 원료 미분 더스트에 대한 XRD 분석 결과이다.
도 1에서 확인하는 바와 같이 K와 Cl은 KCl로 구성되어 있음을 할 수 있다.
KCl은 수용성을 가지며, 물에 쉽게 용해되어 추출된다. 따라서, 물에 수세하는 방법을 적용하여 KCl을 추출 및 회수할 수 있게 된다.
특히 본 발명에서는 시멘트 제조공정 중 배가스 추출 원료 미분 더스트로부터 KCl 회수량을 증대시키고 Ca의 용출량을 저감하기 위해 KCl은 온도가 높아질수록 용해도가 증가하고 Ca(OH)2는 용해도가 감소한다는 사실에 착안하여 온수를 사용하여 수세하는 방법을 고안하였다. 온도에 따른 Ca 및 K,Cl의 농도를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이 온도가 높아짐에 따라 Ca의 용출농도는 감소함을, K, Cl 농도는 증가함을 알 수 있다.
본 발명에서의 물의 온도는 20℃~100℃가 바람직하며, 20℃ 미만의 경우 온도에 따른 Ca 용출량이 증가하고 K와 Cl의 용출량이 적게 되고, 온수의 온도가 100℃를 초과하는 경우 온도가 너무 높아 화상의 위험이 있을 뿐더러 이후의 공정에 부담을 주기 때문에 운전상 어려운 점이 있다. 온수의 온도는 바람직하게는 50℃ ~ 80℃인 것이 좋다.
추출 원료 미분 더스트와 온수의 비율은 목표하는 용액 중 KCl의 농도에 따라 달라지나, 미분 더스트:온수는 1:1~1:5의 비율 범위에 있는 것이 바람직하다. 미분 더스트:온수가 1:1 미만의 경우 온수의 량이 작아 슬러지 점도가 높아 혼합이 어려우며, 1:5을 초과하는 경우 물량이 너무 많아 KCl 용액 건조시 열원이 많이 필요하게 된다. 더욱 바람직하게는 추출 원료 미분 Dust : 온수의 비율 범위는 더 바람직하게는 1:2~1:3인 것이 좋다.
본 발명에서 추출 원료 미분 더스트와 온수의 혼합시간은 30분~3시간이 적당하다. 30분 미만의 경우 K와 Cl이 충분히 추출되지 못하며, 30분~3시간이 되면 대부분의 K와 Cl이 추출되고 더 이상의 추출은 이루어 지지 않기 때문에 30분~3시간이 바람직하다.
본 발명에서 이산화탄소원으로는 시멘트 제조 공정에서 발생하여 회수된 배가스가 사용된다. 배가스의 이산화탄소 농도가 낮은 것도 적용 가능하나 이산화탄소 농도가 너무 낮은 경우 Ca 및 중금속 제거 효과가 낮고, 반응시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서, 배가스는 적정 이산화탄소 농도를 갖는 위치에서 회수되어야 하는데, 시멘트 제조공정 중 CO2 농도가 10% 이상인 아이디에프(IDF) 후단에서 회수하는 것이 바람직하고, IDF 후단이 아닌 다른 위치 중 CO2 농도가 1% 이상인 경우 그 위치에서 회수하여도 문제가 없다.
추출 원료 미분 더스트와 온수를 혼합하고, 이산화탄소를 주입하여 만들어진 슬러리를 여과한 후 남은 탈수 케이크(Cake)는 시멘트 원료로 재활용할 수 있다. 탈수 케이크 중의 염소나 알칼리 함량이 높은 경우 재수세를 하여 낮은 염소와 알칼리 함량을 갖는 케이크를 원료로 사용하는 것이 바람직하다.
여과 후 발생된 여액에는 다시 이산화탄소를 주입하여 pH를 8.00~12.00으로 조정한다. 초기 여액의 pH는 13.0수준이나 CO2가 용해되면서 pH가 낮아지게 되므로 CO2를 주입하는 것만으로도 pH 8.00 ~ 12.00수준으로 조정할 수 있다. 이 때 CaCO3 및 중금속 탄산염 침전물이 생성되므로 이를 여과하면 KCl 용액을 얻을 수 있다. pH가 12.00을 초과하게 되면 중금속 탄산염 침전물이 생성되지 않고 pH 8.0 미만의 경우 중금속 탄산염이 용해되어 중금속이 재용해되는 현상이 발생한다. 바람직하게는 상기 pH는 8.5 ~ 11.0 범위에 있는 것이 좋다.
여액으로부터 얻어진 KCl은 건조과정을 거쳐 KCl 분말로 만들게 된다. 건조과정에서는 시멘트 제조 공정에서 회수된 열을 활용하여 건조할 수 있다. 증발된 수증기를 응축기에서 회수, 회수된 응축수는 온수공급장치로 들어가 수세시 온수로 재사용될 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 KCl 제조 공정을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 KCl 회수 공정을 나타낸 절차도이다.
본 실시예의 KCL 회수 공정은 추출 원료 더스트를 온수와 혼합하면서 시멘트 킬른 공정에서 회수된 배가스를 주입하여 Ca 및 중금속을 제거하는 제1공정, 여과 후 여액에 다시 이산화탄소를 주입하여 pH를 조절하고 Ca와 중금속을 2차로 제거하는 제2공정, 여과 후 최종용액을 건조하는 제3공정으로 구성된다.
먼저, 제1공정은 미분 더스트(1)와 온수(3)을 혼합조(4)에 넣고 시멘트 킬른 공정 회수 배가스를 주입하여 혼합한다. 이 때, 배가스는 이산화탄소(5) 소스로 작용한다. 이 과정에서 Ca 용출은 억제되고 K 및 Cl의 추출량은 증가되며, 용출된 Ca는 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 생성 여액 내에 Ca가 저감된다. 또한 일부 중금속이 탄산염 형태의 불용성 침전물로 생성된다. 필터 또는 벨트 프레스와 같은 여과설비(6)를 거쳐 필터 케이크(Filter cake; 7)과 여액(8)이 발생하며, Filter Cake(8)은 시멘트원료(16)로 재사용될 수 있다.
다음으로, 제2공정은 여액(8)에 이산화탄소원(5)으로 시멘트 킬른에서 발생된 배가스를 주입하여 Ca 및 중금속을 추가적으로 제거하는 공정이다. 여액(8)에 이산화탄소(5)를 주입하고 pH를 8~11부근으로 맞춘 후 생성된 침전물을 필터 프레스와 같은 여과설비(9)를 통해 여과한다. 이때 발생한 Filter cake(10)은 시멘트 원료로 사용 가능하고 여액인 KCl 용액(11)은 후속 제3공정을 거쳐 건조된다.
제3공정은 KCl용액(11)을 시멘트 킬른 공정회수 열을 열원(13)으로 하여 건조하여, 발생된 수증기는 응축설비(15)를 통해 응축시킨다. 응축된 응축수(17)는 온수공급설비(2)로 공급되어 혼합조(4)의 수세를 위한 온수(3)로 재활용할 수 있다. 건조 과정을 거쳐 최종 건조 KCl(14) 분말을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 KCl 회수 공정을 나타낸 절차도이다.
도 4에서 설명되는 KCl 회수 공정은 도 3의 회수 공정에서 얻어진 필터 케이크(5, 10)을 재수세하여 추가의 여과설비를 거쳐 여액(20, 23)은 온수 공급 설비(2)로 이송하고, 필터 케이크(22,24)를 시멘트 원료(16)로 재활용하는 것을 특징으로 한다. 그 외 여타 공정은 도 3에서 설명한 KCl 회수 공정과 대동 소이하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 3의 공정을 적용하고, 표 3의 실험 조건에 따라 KCl 회수 공정을 적용하였다. 이 때, 배가스 추출 원료 미분 더스트와 온수의 비를 1:2로 하였고, CO2 농도가 20%이고, N2 농도가 80%인 가스를 5L/min으로 주입하는 조건으로 실험하였다. 표 4는 각 수준에 따라 얻어진 KCl 용액 성분의 농도(단위:mg/L, 단, KCl 함량은 wt %)를 나타낸 표이다.
구분 온수온도 CO2 주입여부
수준 1 20℃ ×
수준 2 70℃ ×
수준 3~8 70℃ ○
구분 Ca As Cd Cu Pb Cr Hg KCl
함량
수준1 2,511 0.03 0.013 0.003 50.5 0.005 ND 17.8
수준2 563 0.29 0.022 0.005 70.4 0.006 ND 22.6
수준3 0.98 ND ND ND ND 0.001 ND 19.3
수준4 1.05 ND ND ND ND 0.002 ND 19.7
수준5 0.87 ND ND ND ND 0.002 ND 21.3
수준6 3.32 ND ND ND ND 0.001 ND 19.5
수준7 2.38 ND ND ND ND 0.002 ND 20.0
수준8 0.99 ND ND ND ND 0.002 ND 20.9
수준 1,2와 수준 3~8을 비교해 볼 때, 이산화탄소를 주입하는 경우 확연히 Ca 및 Pb 농도가 감소하였음을 할 수 있고, 수준1과 수준 2~8을 비교해 온도에 온도가 높은 경우 KCl 함량이 높아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실험을 통해 온수 수세 및 이산화탄소 주입 방법이 추출 원료 미분 더스트로부터 KCl을 회수하는 경우 Ca 및 중금속 농도 저감에 효과적이라는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 5는 본 실시예에서 얻어진 필터 케이크 내의 Ca 및 Pb 화합물에 대한 X선 회절 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 5로부터 이산화탄소에 의하여 Ca 화합물인 CaCO3와 Pb의 탄산염 형태인 Pb3(CO3)2(OH)2가 생성되었음을 확인할 수 있다. 즉 본 실시예의 공정에서 이산화탄소 주입에 의한 Ca 및 Pb 제거 효과를 확인할 수 있다. 석회석(CaCO3)은 시멘트 제조시 원료로 사용하기 때문에 본 실시예에서 얻어진 필터 케이크는 시멘트 원료로 재사용할 수 있게 된다.
(실시예 2)
도 3에 도시된 공정에 따르되, 시멘트 킬른 공정 중 IDF 후단, CO2 농도 10% 이상이 되는 배가스를 회수하여 이를 이산화탄소원으로 사용하여 실험하였다. 이 때, 배가스 추출 원료 미분 더스트와 온수의 비는 1:2로 하였고 온수 온도는 60℃~70℃에서 실시하였다.
아래 표 5는 본 실시예에 따라 얻어진 KCl 용액의 성분(단위:mg/L, 단, KCl 함량은 wt%) 분석 결과를 나타낸 표이다.
구분 Ca As Cd Cu Pb Cr Hg KCl
함량
수준1 7.25 ND ND ND ND ND ND 19.5
수준2 8.35 ND ND ND ND ND ND 19.2
수준3 9.98 ND ND ND ND ND ND 19.0
시멘트 킬른 공정에서 발생하는 배가스를 이산화탄소원으로 하는 경우, 실시예 1과 유사한 KCl 함량의 용액을 얻을 수 있었으며, Ca 및 중금속도 상당부분 제거됨을 확인할 수 있다. 따라서, 시멘트 제조공정에서 발생하는 배가스를 이산화 탄소원으로 활용하는 것이 상당히 효과적인 것을 확인할 수 있다.

Claims (4)

  1. 시멘트 제조공정 중 추출된 배가스로부터 발생하는 원료 미분 더스트를 제공하는 단계;
    상기 원료 미분 더스트와 온수를 혼합하는 단계;
    상기 혼합수에 이산화탄소 가스원을 주입하는 단계;
    상기 주입 단계를 거친 혼합수에 침전물을 여과하는 단계; 및
    상기 여과된 용액을 건조하는 단계를 포함하는 시멘트 제조 공정 중의 미분 더스트로부터 염소 화합물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료 미분 더스트는 시멘트 킬른 인렛 부분과 예열실 최하단 사이클론 사이에서 추출하는 것을 특징으로 하는 시멘트 제조 공정 중의 미분 더스트로부터 염소 화합물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소 가스원 주입 단계에서 상기 이산화탄소 가스원은 시멘트 공정 중의 배가스인 것을 특징으로 하는 시멘트 제조 공정 중의 미분 더스트로부터 염소 화합물의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 건조 단계는 시멘트 킬른의 회수열을 이용하며,
    상기 여과 단계의 침전물을 시멘트 원료로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 제조 공정 중의 미분 더스트로부터 염소 화합물의 제조 방법.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505518B1 (ko) * 2014-12-30 2015-03-30 한국세라믹기술원 시멘트 바이패스 더스트를 사용한 염화칼륨 제조 방법
KR20200056718A (ko) * 2018-11-15 2020-05-25 황연수 스프레이 건조기를 이용한 분진처리장치
KR102194013B1 (ko) 2020-06-16 2020-12-22 한국에너지기술연구원 시멘트 킬른 더스트 및 이산화탄소의 처리 방법, 처리 장치
KR20210025369A (ko) * 2019-08-27 2021-03-09 고등기술연구원연구조합 시멘트 킬른 더스트의 불순물 제거 장치 및 불순물 제거 방법
KR20210073672A (ko) * 2019-12-10 2021-06-21 주식회사 애니텍 시멘트킬른더스트 처리 장치 및 방법
KR102429711B1 (ko) * 2021-08-31 2022-08-09 주식회사 애니텍 Ckd 자원화를 위한 순환공정
KR20220138954A (ko) 2021-04-07 2022-10-14 공주대학교 산학협력단 시멘트 제조공정에서 발생되는 염소 바이패스 더스트로부터 추출한 염화칼륨 무근 콘크리트 자극제와 이를 포함하는 무근 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 무기계 인조대리석
EP4241873A1 (en) * 2022-03-10 2023-09-13 Heidelberg Materials AG Removing heavy metals from cement plant off-gas for carbon capture
KR102598135B1 (ko) * 2023-03-17 2023-11-03 이주열 염소 바이패스 더스트의 재활용 시스템
KR102625291B1 (ko) * 2022-12-01 2024-01-15 주식회사 애니텍 시멘트 제조 공정에서 발생하는 염소 바이패스 더스트의 재활용 시스템 및 이를 이용한 재활용 방법

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505518B1 (ko) * 2014-12-30 2015-03-30 한국세라믹기술원 시멘트 바이패스 더스트를 사용한 염화칼륨 제조 방법
KR20200056718A (ko) * 2018-11-15 2020-05-25 황연수 스프레이 건조기를 이용한 분진처리장치
KR20210025369A (ko) * 2019-08-27 2021-03-09 고등기술연구원연구조합 시멘트 킬른 더스트의 불순물 제거 장치 및 불순물 제거 방법
KR20210073672A (ko) * 2019-12-10 2021-06-21 주식회사 애니텍 시멘트킬른더스트 처리 장치 및 방법
KR102194013B1 (ko) 2020-06-16 2020-12-22 한국에너지기술연구원 시멘트 킬른 더스트 및 이산화탄소의 처리 방법, 처리 장치
KR20220138954A (ko) 2021-04-07 2022-10-14 공주대학교 산학협력단 시멘트 제조공정에서 발생되는 염소 바이패스 더스트로부터 추출한 염화칼륨 무근 콘크리트 자극제와 이를 포함하는 무근 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 무기계 인조대리석
KR102429711B1 (ko) * 2021-08-31 2022-08-09 주식회사 애니텍 Ckd 자원화를 위한 순환공정
EP4241873A1 (en) * 2022-03-10 2023-09-13 Heidelberg Materials AG Removing heavy metals from cement plant off-gas for carbon capture
WO2023170203A1 (en) * 2022-03-10 2023-09-14 Heidelberg Materials Ag Removing heavy metals from off-gas for carbon capture
KR102625291B1 (ko) * 2022-12-01 2024-01-15 주식회사 애니텍 시멘트 제조 공정에서 발생하는 염소 바이패스 더스트의 재활용 시스템 및 이를 이용한 재활용 방법
KR102598135B1 (ko) * 2023-03-17 2023-11-03 이주열 염소 바이패스 더스트의 재활용 시스템

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