TWI419858B - 水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統及處理方法（一） - Google Patents

Description

水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統及處理方法(一) 技術領域

本發明係有關一種水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統及處理方法，特別是一種由從水泥窯窯尾至最下層之旋風器的窯排氣流路，將燃燒氣體的一部分抽出並除去氯，且可有效地將鉛從含於抽氣之燃燒氣體內的灰塵中除去的方法。

背景技術

以往，氯、硫磺、鹼等係成為引起水泥製造設備中之預熱器堵塞等問題的原因，其中又以氯特別會造成問題。因此使用由從水泥窯窯尾至最下層之旋風器的窯排氣流路可將燃燒氣體的一部分抽出並除去氯的旁通設備。

在該氯旁通設備中，由於氯偏在於將抽氣出之排氣冷卻而生成之灰塵的細粉側，因此藉由分類器將灰塵分離為細粉與粗粉，在將粗粉送回水泥窯系統的同時並回收含有業經分離之氯化鉀等的細粉(氯旁通灰塵)並添加至水泥粉碎磨機。(例如，參照專利文獻1)

但，近年來，隨著廢棄物之水泥原料化或燃料化的資源回收不斷推展，廢棄物處理量的增加，被帶入水泥窯之有害的鉛量也隨之增加，因此水泥中之鉛濃度有超過管理基準值的可能性。

以往，在從氯旁通灰塵等中除去鉛等重金屬時，例如， 專利文獻2中所記載的技術是在窯燃燒氣體之灰塵中添加水，使其成為最適合灰塵中Cd沉澱之pH12的一次泥漿之後，利用沉澱於一次泥漿中之固體物作為水泥原料等，並添加碳酸氣體於一次泥漿，使其成為最適合鉛沉澱之pH9的二次泥漿，再利用沉澱於二次泥漿中之固態物作為水泥原料。

又，在專利文獻3中曾揭示一種對於回收含於廢棄物中的鉛等具有優異效果的處理方法。該處理方法係將硫酸、鹽酸、硝酸或碳酸等氣體加入已水洗處理含重金屬廢棄物的濾液中，再使濾液中的重金屬沉澱為氫氧化物、硫酸鹽或碳酸鹽，並鹼溶沉澱污泥以溶出重金屬，再對該濾液進行中和或硫化處理，使濾液中鉛等重金屬沉澱且加以回收。

另外，在專利文獻4中曾記載一種可將廢棄物中之氯成分及鉛成分有效地分離除去的廢棄物處理方法。該處理方法包含有：廢棄物之水洗步驟、將濾出之固體成分鹼溶出步驟、從該濾液中將鉛沉澱並分離之脫鉛步驟、從已脫鉛之濾液中將鈣沉澱且分離之脫鈣步驟、及加熱該濾液以析出鹽化物並分離回收之鹽分回收步驟。

又，在專利文獻5中曾揭示一種廢棄物處理方法。該方法係藉由在水洗含有氯及重金屬之廢棄物並脫鹽的處理步驟中將廢棄物的水性泥漿(水性懸浮液)之pH值保持在8.5~13範圍內進行水洗，藉此抑制重金屬類之溶出並進行脫鹽。因此在水洗處理灰塵等廢棄物時，可一邊保持高度之脫鹽效果一邊抑制重金屬類之溶出，並可提高回收效果。

【專利文獻1】國際公開第WO97/21638號公報

【專利文獻2】日本專利第2764508號公報

【專利文獻3】日本特開2002-11429號公報

【專利文獻4】日本特開2003-1218號公報

【專利文獻5】日本特開2002-18394號公報

發明揭示

但，在前述習知之除鉛方法中，必須設置用於使灰塵泥漿化之設備、水槽等沉澱處理設備、水洗設備等，因此設備成本提高，而且除了該等設備之運轉以外，因為也必須添加各種的藥品等，因此有運轉成本亦變高這樣的問題。

在此，本發明是鑒於前述習知技術中的問題點而作成者，其目的在提供一種可一邊將設備成本及運轉成本控制為低的，一邊有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去的裝置及方法。

為達到上述目的，本發明係一種水泥窯抽氣氣體處理系統，其特徵在於包含有：探測件，係由從水泥窯窯尾至最下層之旋風器的窯排氣流路一邊抽氣一邊冷卻一部份之燃燒氣體者；第一分類器，係分離包含於由前述探測件抽氣出的燃燒氣體中之灰塵的粗粉者；集塵器，係集塵含有從前述第一分類器排出的細粉之抽氣氣體者；第二分類器，係將從前述集塵器排出之灰塵分離為細粉與粗粉者。

於是，依據本發明，藉第一分類器分離含於一邊以探測件冷卻一邊抽氣之燃燒氣體中的灰塵的粗粉，並且藉第二分類器將含有從第一分類器排出之細粉的灰塵分離為粗粉與細粉，由於鉛偏在於藉第二分類器分類的細粉側，因此可以簡單的設備將鉛有效地除去。又，在本發明中，由於不需要添加藥品等，因此亦可將運轉成本控制為低的。

在前述水泥窯抽氣氣體處理系統中，可使包含有：乾式集塵器，係集塵由前述第二分類器分離之細粉者；溶解槽，係將由前述乾式集塵器所集塵之灰塵溶解於水中者；及固液分離器，係將從前述溶解槽排出之泥漿固液分離者。

依據前述結構，而可藉乾式集塵器集塵由第二分類器分離的細粉，藉溶解槽溶解經集塵的灰塵於水中，並藉固液分離器固液分離從溶解槽排出之泥漿，因此可得到鉛濃度高的濾餅及鹽水。除了濾餅係可還原至礦場等而再資源化者外，並且得到的鹽水係可添加至水泥磨機等者。

在前述水泥窯抽氣氣體處理系統中，可使包含有：濕式集塵器，係集塵由前述第二分類器分離的細粉者；及固液分離器，係將從前述濕式集塵器排出之泥漿固液分離者。藉此，如同前述結構的情況，可得到鉛濃度高的濾餅，及鹽水。

在前述水泥窯抽氣氣體處理系統中，可將從前述第二分類器排出之氣體送回前述第二分類器，並利用於前述第二分類器分散用及分類用者。藉此，可防止吸水性及潮解性顯著的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵附著在分類器並阻塞分 類器，亦可防止因抽氣灰塵之固結化而無法分類的情況。

又，本發明係一種水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵處理方法，其特徵在於由從水泥窯窯尾至最下層之旋風器的窯排氣流路一邊抽氣一邊冷卻一部份之燃燒氣體，分離含於抽氣出的燃燒氣體之一部分中之灰塵的粗粉，集塵含有分離粗粉後的細粉之抽氣氣體，將經集塵之灰塵分離為細粉與粗粉者。藉此，可使鉛如上所述在偏在細粉側，因此可將鉛有效地除去。

在前述水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵處理方法中，係可將集塵有含有前述分離粗粉後的細粉之抽氣氣體的灰塵分離為平均粒徑0.1μm以上至5μm以下之高鉛濃度的細粉，與粗粉。

在前述水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵處理方法中，係可將在集塵有前述含細粉之抽氣氣體的灰塵分離為細粉與粗粉時所得到之細粉水洗脫鹽，並將水洗後所得到之含高濃度鉛的濾餅再資源化。

在前述水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵處理方法中，係可將在前述水洗後所得到之鹽水以添加至水泥磨機、排水處理後放流至污水、或以回收鹽製程回收工業鹽之中任一個方法處理者。

在前述水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵處理方法中，係可將在集塵有前述含細粉之抽氣氣體的灰塵分離為細粉與粗粉時所得到之粗粉以添加至水泥粉碎製程、或在水洗脫鹽後送回水泥原料粉碎製程之中任一個方法處理者。由於在粗 粉側不僅是鉛連氯之濃度亦降低，因此亦可添加至水泥粉碎製程，而由於低氯化可容易處理，即使是便宜的裝置也變得可穩定地添加。

如上所述，依據本發明之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統及處理方法，可一邊將設備成本及運轉成本控制為低的，一邊有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去。

實施發明之最佳形態

第1圖係顯示本發明之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統(以下簡稱為處理系統)之第一形態的流程圖。該處理系統1係由下述所構成：由水泥窯2窯尾至未圖示之最下層之旋風器的窯排氣流路抽氣一部分燃燒氣體的探測件3；作為分離包含於由前述探測件3抽氣出的燃燒氣體中之灰塵的粗粉之分類器的旋風器5；冷卻含有從旋風器5排出的細粉之抽氣氣體的冷卻器6；作為分類由冷卻器6及袋濾器7集塵的灰塵之第二集塵器的超細粉分類器8；及用以固液分離由超細粉分類器8分類的細粉之溶解槽11及固液分離器12等。

超細粉分類器8係用以將從旋風器5經冷卻器6及袋濾器7所供給之平均粒徑為9μm左右以下的灰塵細粉進一步分離成平均粒徑為0.1μm~5μm的細粉(考慮到除鉛效能及細粉的處理性等，因此細粉之平均粒徑以1μm~3μm為佳)與粗 粉。例如，可使用日本pneumatic工業股份有限公司所製造的MP-250、MP-360、MP-460等乾式氣流分類器。又，亦可使用一般的乾式冷卻器作為冷卻器6、一般的離心式分類器作為固液分類器12。

接著，一面參照第1圖一面針對具有上述結構之處理系統的動作加以說明。

來自從水泥窯2窯尾至最下層之旋風器的窯排氣流路的抽氣氣體係在探測件3中藉來自冷卻風扇4的冷風冷卻之後，再輸入旋風器5將粗粉、平均粒徑為9μm左右以下的細粉及氣體分離，而業經分離的低含氯率之粗粉則送回水泥窯系統。

含氯率高的細粉及氣體係藉冷卻器6而冷卻後藉袋濾器7集塵。由袋濾器7集塵之灰塵及由冷卻器6排出之灰塵係在超細粉分類器8中分類，且平均粒徑為0.1μm~5μm左右的高鉛濃度細粉係藉袋濾器10回收。另一方面，藉超細粉分類器8分類的低鉛濃度粗粉係儲存在粗粉槽9，並藉由車輛等運送至水泥粉碎製程。又，儲存在粗粉槽9的粗粉在經水洗脫鹽之後亦可作為水泥原料利用。

藉袋濾器10集塵的高鉛濃度細粉係在溶解槽11中與水混合並泥漿化並供給至固液分類器12。在固液分類器12中固液分類泥漿之後可得到含高濃度鉛的濾餅及作為濾液的鹽水。高濃度鉛的濾餅係可還原至礦場再資源化。而鹽水係可添加至水泥磨機，或者亦可在排水處理後放流至污水，亦可以鹽回收製程回收工業鹽。

第2圖係顯示本發明之處理系統之第二實施形態，在本實施形態中係配置濕式集塵器22與循環液槽23等代替第1圖所示之處理系統1的濾袋器10及溶解槽11。在濕式集塵器22與循環液槽23間設有泵24，在濕式集塵器7產生的循環液可透過循環液槽23及泵24循環。又，設有將已通過濕式集塵器22之氣體釋放至空氣中的風扇25。

在本實施形態中，從水泥窯2至粗粉槽9的部分亦係與第一實施形態的流程相同，來自水泥窯2的抽氣氣體係在旋風器5中分離為粗粉與細粉及氣體，而含氯率高的細粉及氣體係在超細粉分類器8中分類，且高鉛濃度的細粉係藉袋濾器10而回收。於是，將該高鉛濃度的細粉輸入濕式集塵器22，並泥漿化再供給至固液分類器12，在固液分類器12中將泥漿固液分類後，可得到含有高濃度鉛的濾餅，及鹽水。

[實施例]

接著，針對藉上述處理系統1、21將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去之效果加以說明。

第3圖係將供給於超細粉分類器8之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵(原粉)與藉超細粉分類器8分類之粗粉及細粉中的鉛(Pb)及氯化鉀(KCl)之含有量的比較圖。從同一圖可了解含於原粉中之2.4%的鉛在粗粉及細粉中分別分配到0.3%及1.9%。因此，藉超細粉分類器8的分類而可達到(1.9/2.4)×100=79.2%的除鉛率。又，得知氯化鉀亦如同鉛一樣偏在細粉側。

第4圖係洗淨第3圖所示之各粉後所得到的各個濾餅之 含鉛率的比較圖。從同一圖而可了解細粉濾餅之鉛濃度為16.4%，相對地粗粉濾餅之鉛濃度不過是1%，而藉由回收細粉濾餅而可得到高鉛濃度的濾餅。

1,21‧‧‧處理系統

2‧‧‧水泥窯

3‧‧‧探測件

4‧‧‧冷卻風扇

5‧‧‧旋風器

6‧‧‧冷卻器

7,10‧‧‧袋濾器

8‧‧‧超細粉分類器

9‧‧‧粗粉槽

11‧‧‧溶解槽

12‧‧‧固液分離器

22‧‧‧濕式集塵器

23‧‧‧循環液槽

24‧‧‧泵

25‧‧‧風扇

第1圖係顯示本發明之處理系統的第一形態之流程圖。

第2圖係顯示本發明之處理系統的第二形態之流程圖。

第3圖係用以說明本發明之除鉛效果的圖，且係供給於水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵與藉超細粉分類器分類之粗粉及細粉中鉛及氯化鉀之含有率的比較圖。

第4圖係用以說明本發明之除鉛效果的圖，且係洗淨第3圖所示之各粉後所得到的各個濾餅之含鉛率的比較圖。

1‧‧‧處理系統

2‧‧‧水泥窯

3‧‧‧探測件

4‧‧‧冷卻風扇

5‧‧‧旋風器

6‧‧‧冷卻器

7,10‧‧‧袋濾器

8‧‧‧超細粉分類器

9‧‧‧粗粉槽

11‧‧‧溶解槽

12‧‧‧固液分離器

Claims (8)

1. 一種水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統，其特徵在於包含有：探測件，係自水泥窯窯尾至最下層之旋風器為止，從窯排氣流路將一部份之燃燒氣體冷卻，一邊進行抽氣者；第一分類器，係使業經前述探測件抽氣之燃燒氣體所含灰塵中之粗粉分離出者；集塵器，係使從前述第一分類器排出且含有細粉之抽氣氣體進行集塵者；第二分類器，係使從前述集塵器排出之灰塵分離為細粉與粗粉者；粗粉槽，係為了使從第二分類器排出之粗粉利用在水泥粉碎步驟或於水洗脫鹽後利用在水泥原料粉碎步驟而進行貯藏者；及鉛回收裝置，係由已從第二分類器排出之微粉回收鉛者。
2. 如申請專利範圍第1項之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統，其包含有：乾式集塵器，係使已藉前述第二分類器分離之細粉進行集塵者；溶解槽，係使經前述乾式集塵器集塵之灰塵溶解於水中者；及固液分離器，係使從前述溶解槽排出之泥漿固液分 離者。
3. 如申請專利範圍第1項之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統，其包含有：濕式集塵器，係使前述第二分類器所分離出之細粉進行集塵者；及固液分離器，係使從前述濕式集塵器排出之泥漿固液分離者。
4. 如申請專利範圍第1項之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理系統，其將從前述第二分類器排出之氣體送回前述第二分類器，並利用在前述第二分類器之分散及分類上。
5. 一種水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理方法，其特徵在於：自水泥窯窯尾至最下層之旋風器為止，從窯排氣流路一邊將一部份之燃燒氣體冷卻一邊進行抽氣，使經抽氣之一部分燃燒氣體中所含灰塵之粗粉分離出，使業經分離粗粉後之含細粉的抽氣氣體進行集塵，使集塵所得之灰塵分離為細粉與粗粉，從分離粗粉後之含細粉的抽氣氣體中回收鉛，同時以下述任一方式處理前述集塵所得灰塵之粗粉：將其添加到水泥粉碎步驟；或，經水洗脫鹽後送回水泥原料粉碎步驟。
6. 如申請專利範圍第5項之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理方法，其係使前述分離粗粉後之含細粉的抽氣氣體進 行集塵，並將集塵所得之灰塵分離成平均粒徑在0.1μm以上至5μm以下之細粉以及粗粉。
7. 如申請專利範圍第5或6項之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理方法，其使前述含細粉之抽氣氣體進行集塵後，將集塵所得灰塵分離成細粉與粗粉，並使此時所得到之細粉進行水洗脫鹽，而令水洗後所得到之濾餅(cake)再資源化。
8. 如申請專利範圍第7項之水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵之處理方法，其係以下述任一方法處理前述水洗後得到之鹽水：添加至水泥磨機；廢水處理後放流至下水道；或，以回收鹽步驟來回收工業鹽。