TWI625210B - 水泥窯抽出氣體之處理方法、氯旁通系統及水泥燒成裝置 - Google Patents

水泥窯抽出氣體之處理方法、氯旁通系統及水泥燒成裝置 Download PDF

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TWI625210B
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Abstract

本發明提供一種水泥窯抽出氣體之方法、氯旁通系統及水泥燒成裝置，其即使在抽出氣體中之原料灰塵濃度較高時，亦可有效率將氯除去。而氯旁通系統等具有：由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路來將燃燒氣體之一部分抽出之抽氣裝置、使抽出氣體中之灰塵濃度降低的除塵裝置、將已使灰塵濃度降低之抽出氣體冷卻到600℃以下的冷卻裝置、回收已冷卻之抽出氣體中之灰塵的集塵裝置、及將已回收之灰塵朝水泥窯之系統外排出的排出裝置。又，在冷卻裝置之後段，具有以冷卻裝置使冷卻之抽出氣體中之灰塵濃度降低的第2除塵裝置，並可用集塵裝置回收以第2除塵裝置已使灰塵濃度降低之抽出氣體中的灰塵。

Description

水泥窯抽出氣體之處理方法、氯旁通系統及水泥燒成裝置 發明領域
本發明是有關於一種水泥窯抽出氣體之方法、氯旁通系統及水泥燒成裝置，其是為了從水泥燒成裝置將氯除去，且由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路，來處理已抽出之燃燒氣體。
發明背景
在推動廢棄物之水泥原料化及燃料化當中，伴隨著廢棄物之處理量增加，帶入水泥窯之氯等之揮發成分的量亦增加。故，會成為引起水泥製造設備之預熱器之阻塞等問題的原因，並且除去影響製品品質之氯成分的氯旁通系統就變得不可或缺。
如圖11所示，該氯旁通系統由從水泥窯82之窯尾到達最下段旋風分離器(未圖示)為止之窯排出氣體流路，將燃燒氣體之一部分G81用探測器83來抽出，同時用來自冷卻扇84之冷風將抽出氣體G81冷卻到KCl等之氯化合物的融 點以下(600℃以下)，並用旋風分離器85將包含於已分離粗粉D81後之抽出氣體G83且將氯已濃縮為10μm左右以下之微粉D82，用濾塵器88來作為微粉D84而回收。將該微粉D84、與從冷卻器86所回收之微粉D83作為氯旁通灰塵D85而朝系統外排出，便有效率地將氯除去。另一方面，濾塵器88之排出氣體G84利用排氣扇90回到水泥窯82之排出氣體系統(專利文獻1、2)。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本特開2000-354838號公報
[專利文獻2]日本特開2010-195660號公報
發明概要
但，當探測器83之抽出氣體G81中之原料灰塵濃度上昇時，KCl等便朝原料灰塵之表面析出，與用旋風分離器85所分離之粗粉D81一起回到水泥窯82而循環氯量便會上昇，微粉D82之氯濃度會降低而會有氯除去效率降低的問題。
因此，本發明是有鑑於上述習知之技術之問題點而成者，目的在於提供一種水泥窯抽出氣體之處理方法、氯旁通系統及水泥燒成裝置等，其即使在抽出氣體中之原料灰塵濃度較高時，亦可有效率地將氯除去。
為了達成上述目的，本發明之特徵在於：由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止的窯排氣體流路，來將燃燒氣體之一部分抽出，並使該抽出氣體中之灰塵濃度降低之後，冷卻到600℃以下，且回收該冷卻後之抽出氣體中的灰塵，朝前述水泥窯之系統外排出。
根據本發明，在抽出氣體中之灰塵(原料灰塵)冷卻之前，進行除去灰塵的一部分並使灰塵濃度降低之後冷卻，故，可抑制KCl等之氯化合物往灰塵表面析出並促進KCl等之單結晶析出。故，由於灰塵之氯循環量會減少，因此可使氯除去效率提升。
上述水泥窯抽出氣體之處理方法中，可使前述抽出氣體中之灰塵濃度降低至30g/m3N以下。在通常之水泥窯，抽出氣體中之灰塵濃度為100~500g/m3N左右，故，使灰塵濃度降低至30g/m3N以下，藉此可使灰塵之氯循環量有效果地減少。
又，可使前述抽出氣體中之灰塵濃度降低至300g/m3N以下之後，冷卻到600℃以下，進而使灰塵濃度降低至30g/m3N以下，並回收該灰塵濃度降低至30g/m3N以下之抽出氣體中的灰塵，朝前述水泥窯之系統外排出。由於利用水泥窯，抽出氣體中之灰塵濃度亦會有1000g/m3N左右之物存在，因此可階段性地使灰塵濃度減低，藉此有效率使灰塵之氯循環量減少。
可將前述抽出氣體冷卻到600℃以下之後，或是冷卻到600℃以下，進而使灰塵濃度降低至30g/m3N以下之 後，進行固體氣體分離，並將已分離之灰塵朝前述水泥窯之系統外排出。
可在進行前述固體氣體分離之前，對於前述抽出氣體，投入石灰石之微粉末或是投入於水泥窯之預熱器的水泥原料。藉此，便可改善黏性較高且處理性極端惡劣之氯旁通灰塵的處理性。
又，可將前述抽出氣體冷卻到600℃以下之後，或是冷卻到600℃以下，進而使灰塵濃度降低至30g/m3N以下之後，進行濕式集塵，並將藉由該濕式集塵而產生之泥漿加以固體液體分離，並將已分離之濾餅朝前述水泥窯之系統外排出。宜使分離之濾餅當作石膏，而適用於水泥製造。
又，本發明之氯旁通系統具有：抽氣裝置，由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排氣體流路，將燃燒氣體之一部分抽出；除塵裝置，使該抽出氣體中之灰塵濃度降低；冷卻裝置，將已使該灰塵濃度降低之抽出氣體冷卻到600℃以下；集塵裝置，回收該已冷卻之抽出氣體中的灰塵；排出裝置，將該已回收之灰塵朝前述水泥窯之系統外排出。根據本發明，與上述發明相同，可抑制KCl等之氯化合物朝塵表面析出，藉由使灰塵之氯循環量減少，氯除去效率便會提升。
上述氯旁通系統中，可在前述冷卻裝置之後段，具有使該冷卻裝置所冷卻之抽出氣體中之灰塵濃度降低的第2除塵裝置，將用該第2除塵裝置使灰塵濃度之降低之抽 出氣體中之灰塵以前述集塵裝置來回收，對於剛從水泥窯抽出氣體後之氣體中的灰塵濃度較高之情形，是很有效果的裝置構成。
可使前述抽出氣體中之灰塵濃度降低之除塵裝置或/及前述第2除塵裝置為過濾式裝置或是旋風分離器。
又，可使前述集塵裝置為過濾式裝置，亦可為濕式集塵機。使用濕式集塵機時，設置將從濕式集塵機所排出之泥漿固體液體分離的固液分離機，並將該固液分離機所分離之濾餅用前述排出裝置朝前述水泥窯之系統外排出。
又，本發明是一種抽氣冷卻裝置，特徵在於具有：抽出氣體部，由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排氣體流路，將燃燒氣體之一部分抽出；分級部，將該抽出氣體分離成粗粉、與包含微粉之氣體；冷卻部，將包含該微粉之氣體加以冷卻。
根據本發明，用分級部將抽出氣體分離成粗粉、與包含微粉之氣體，並用冷卻部只冷卻包含微粉之氣體，故，即使在抽出氣體中之原料灰塵濃度上昇時，亦不會有氯化合物析出於粗粉灰塵之表面之情形，可避免循環氯量之上昇，氯旁通灰塵之氯濃度降低，並防止氯之除去效率降低。又，可用相同裝置進行燃燒氣體之抽出氣體、分級、及冷卻，故，可減低裝置成本，藉由將冷卻風量壓低，亦連帶運轉成本的減低。
上述之抽氣冷卻裝置中，前述分級部可由具有前 述抽出氣體之入口部、包含前述微粉之氣體之出口部的有蓋圓筒部、及與接續於該有蓋圓筒部下方而存在並從最下部排出前述粗粉的圓錐部來構成，又，前述冷卻部具有：管路，貫通前述圓錐部，並通過該圓錐部及前述有蓋圓筒部之中心部，與前述分級部之包含前述微粉之氣體的出口部連通，且有冷卻用氣體通過；與包含前述微粉之氣體的流入口，貫穿設置於位在前述圓錐部與前述有蓋圓筒部中心部之前述管路的一部分。藉此，可只用離心力分離成粗粉、與包含微粉之氣體，將包含微粉之氣體導入至冷卻用氣體所通過之管路，便可提供具有簡易構成的抽氣冷卻裝置。
又，本發明是一種氯旁通系統，其具有：前述抽氣冷卻裝置；集塵裝置，回收用該抽氣冷卻裝置已冷卻之抽出氣體中之灰塵；及排出裝置，將該已回收之灰塵朝前述水泥窯之系統外排出。根據本發明，即使在抽出氣體中之原料灰塵濃度上昇時，亦可避免循環氯量之上昇，氯旁通灰塵之氯濃度會降低，防止氯之除去效率降低之情形，便可從水泥窯抽出氣體以低成本且有效率地將氯除去。
進而，在前述抽氣冷卻裝置之後段，具有使該抽氣冷卻裝置所冷卻之抽出氣體中的灰塵濃度降低的除塵裝置，並可將用該除塵裝置使灰塵濃度降低之抽出氣體中的灰塵用前述集塵裝置來回收，對於剛從水泥窯抽出氣體後之氣體中的灰塵濃度較高的情形，是很有效的裝置構成。可使前述集塵裝置為乾式集塵機或濕式集塵機。
又，本發明是一種水泥窯抽出氣體之處理方法，其使用前述抽氣冷卻裝置，並使前述抽出氣體之灰塵濃度降低至30g/m3N以下，並且將包含前述微粉之氣體冷卻到600℃以下。根據本發明，即使在抽出氣體中之原料灰塵濃度上昇時，亦可避免循環氯量之上昇，氯旁通灰塵之氯濃度會降低並防止氯之除去效率降低之情形，便可從水泥窯抽出氣體以低成本且有效率地將氯除去。
上述處理方法中，可對於包含冷卻到前述600℃以下之微粉的氣體，將石灰石之微粉末或是投入於水泥窯之預熱器的水泥原料加以投入，便可改善黏性較高且處理性極端惡化之氯旁通灰塵的處理性。
又，本發明是一種水泥燒成裝置，由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之水泥窯排氣體流路，將燃燒氣體之一部分冷卻並且抽出，並處理所抽出的燃燒氣體，又，其特徵在於：在貫穿設置於前述水泥窯排氣體流路之燃燒氣體之抽氣口的下方，具有擋板。
根據本發明，在燃燒氣體之抽氣口之下方具有擋板，故，即使如抽出氣體中之原料灰塵在窯尾部飛舞時，便可防止原料灰塵朝抽氣口流入，使抽出氣體中之原料灰塵濃度減低，有效率地除去低融點揮發性成分。藉由減低該效率提升之部分之抽出氣體量，便可在維持廢棄物處理量之情形下謀求熱損失的減低。另一方面，在維持抽出氣體量之情形下，無法謀求熱損失的減低，但可使廢棄物之處理量增加。
上述水泥燒成裝置中，可在前述擋板將前述抽氣口之短徑當作D1時，以上面視點，沿著貫穿設置有該抽氣口之前述水泥窯排氣體流路的內壁，具有短邊D1以上之寬度，又，在相對於貫穿設置有該抽氣口之前述水泥窯排氣體流路之內壁將垂直內壁之長度當作L時，來自該內壁之突出長度是1/3L以下。
又，可使前述擋板之上面、與貫穿設置有前述抽氣口之內壁且為位於該擋板上方之內壁所成的角度是45度以上90度以下。
進而，可在使前述抽氣口之長徑為D2時，在距前述抽氣口之中心，1/2D2以上3/2D2以下下方之位置，前述擋板之上面會與前述水泥窯排氣體流路之內壁抵接。
如以上所述，根據本發明，即使在水泥窯之抽出氣體中之原料灰塵濃度較高時，亦可從抽出氣體有效率地將氯除去等。
1‧‧‧氯旁通系統
2‧‧‧水泥窯
3‧‧‧抽氣裝置
4‧‧‧旋風分離器
5‧‧‧冷卻裝置
6‧‧‧冷卻扇
7‧‧‧冷卻器
8‧‧‧濾塵器
9‧‧‧排氣扇
11‧‧‧氯旁通系統
12‧‧‧濕式集塵機
13‧‧‧洗淨器
14‧‧‧循環液槽
14a‧‧‧幫浦
14b‧‧‧泥漿循環路
15‧‧‧洗淨塔
16‧‧‧排氣扇
17‧‧‧溶解槽
18‧‧‧固液分離機
21‧‧‧氯旁通系統
22‧‧‧旋風分離器
31‧‧‧氯旁通系統
61‧‧‧氯旁通系統
62‧‧‧抽氣冷卻裝置
62a‧‧‧抽出氣體部
62b‧‧‧有蓋圓筒部
62c‧‧‧圓錐部
62d‧‧‧分級部
62e‧‧‧冷卻部
62f‧‧‧氣體流入口
62g‧‧‧出口部
63‧‧‧水泥窯
64‧‧‧冷卻器
65‧‧‧濾塵器
66‧‧‧排氣扇
71‧‧‧水泥燒成裝置
72‧‧‧水泥窯
73‧‧‧上升風管
73a‧‧‧內壁
73b‧‧‧原料流路
74‧‧‧原料滑槽
74a‧‧‧供給口
75‧‧‧探測器
75a‧‧‧抽氣口
76‧‧‧入口罩
77‧‧‧擋板
81‧‧‧氯旁通系統
82‧‧‧水泥窯
83‧‧‧探測器
84‧‧‧冷卻扇
85‧‧‧旋風分離器
86‧‧‧冷卻器
88‧‧‧濾塵器
90‧‧‧排氣扇
A‧‧‧冷卻用氣體
a、b‧‧‧擋板尺寸
C‧‧‧石膏濾餅
C‧‧‧塗料
D1‧‧‧抽氣口之短徑
D2‧‧‧抽氣口之長徑
D1、D11、D61、D81‧‧‧粗粉
D2、D3、D4、D12、D14、D15、D63、D82、D83、D84‧‧‧微粉
D5、D13、D16、D64、D85‧‧‧氯旁通灰塵
G1、G2、G3、G4、G5、G11、G12、G13、G14、G15、G61、G81、G83‧‧‧抽出氣體
G6、G16、G17、G63、G64、G84‧‧‧排出氣體
G62‧‧‧微粉之氣體
F‧‧‧濾液
L‧‧‧(垂直內壁之)安裝高度
L1、L2‧‧‧內壁尺寸
R‧‧‧水泥原料
S‧‧‧泥漿
[圖1]是顯示本發明之氯旁通系統之第1實施形態的全體構成圖。
[圖2]是顯示本發明之氯旁通系統之第2實施形態的全體構成圖。
[圖3]是顯示本發明之氯旁通系統之第3實施形態的全體構成圖。
[圖4]是顯示本發明之氯旁通系統之第4實施形態的全 體構成圖。
[圖5]是顯示本發明之氯旁通系統之第5實施形態的全體構成圖。
[圖6]是顯示圖5所示之氯旁通系統之抽氣冷卻裝置的概略圖。
[圖7]是顯示本發明之水泥燒成裝置之窯尾部的圖，且(a)為正面圖，(b)為一部分側截面，(c)為(b)之A-A線截面圖。
[圖8]是顯示本發明之水泥燒成裝置之窯尾部之水泥原料粒子之流動的圖，(a)為正面圖，(b)為一部分側截面。
[圖9]是顯示習知之水泥燒成裝置之窯尾部之水泥原料粒子之流動的圖，(a)為正面圖，(b)為一部分側截面。
[圖10]是習知之水泥燒成裝置中，用以說明包含於抽出氣體中之原料灰塵濃度變高之原因的圖，(a)為正面圖，(b)為一部分側截面。
[圖11]是顯示習知之氯旁通系統之一例的全體構成圖。
圖1是顯示本發明之氯旁通系統之第1實施形態，該氯旁通系統1是由：由從水泥窯2之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路而將燃燒氣體之一部分G1抽出之抽氣裝置3、作為使從抽氣裝置3所排出之抽出氣體G2中之灰塵濃度降低之除塵裝置的旋風分離器4、將包含從旋風分離器4所排出之微粉D2之抽出氣體G3利用來自冷卻扇6之冷卻空氣來冷卻的冷卻裝置5、將從冷卻裝置5所排出之抽出氣體G4進而冷卻的冷卻器7、從冷卻器7所排出之 排出氣體G5回收微粉的濾塵器8、及將濾塵器8之排出氣體G6朝系統外排出的排氣扇9等來構成。
抽氣裝置3只由上述窯排出氣體流路來將燃燒氣體之一部分G1抽出，而不進行冷卻。抽氣裝置3中，可使用與習知之氯旁通系統所用之探測器相同構造者，亦可使用能耐高溫之其他抽氣裝置。
旋風分離器4是為了回收抽出氣體G2中之粗原料灰塵並使抽出氣體G2中之灰塵濃度降低而設置。旋風分離器4以外，亦可使用耐熱溫度較高之陶瓷過濾器等之過濾式裝置、或其他除塵裝置。
冷卻裝置5是為了將包含微粉D2之抽出氣體G3冷卻到600℃以下而設置，可使用與習知氯旁通系統所用之探測器相同構造者，亦可使用其他冷卻裝置。又，可將冷卻裝置5直列地含括2段地配置，並在各個冷卻裝置設置冷卻扇來冷卻。
冷卻器7、濾塵器8、排氣扇9具有與圖11所示之習知之氯旁通系統81之冷卻器86、濾塵器88、排氣扇90相同構造。又，用冷卻器7使抽出氣體G4降低至200~600℃時，便可使用在濾塵器8具備耐熱溫度較高之陶瓷過濾器，並用冷卻器7使抽出氣體G4降低至200℃以下時，便可使用在濾塵器8具有耐熱耐酸尼龍氈者。
接著，針對上述氯旁通系統1之動作，參照圖1並且說明。
由從水泥窯2之窯尾到達最下段旋風分離器為止 之窯排出氣體流路，將燃燒氣體之一部分G1利用抽氣裝置3來抽出，並將抽出氣體G2導入至旋風分離器4，分離成粗粉D1、與包含微粉D2之抽出氣體G3，並使粗粉D1回到水泥窯系統。藉此，使抽出氣體G3中之灰塵濃度降低至30g/m3N以下。
接著，將800~1100℃左右之抽出氣體G3在冷卻裝置5中，冷卻到KCl等之氯化合物之融點即600℃以下，宜為400℃以下。藉此，抽出氣體G3中之KCl等之氯化合物便會析出，附著於微粉D2之表面等。
接著，將抽出氣體G4用冷卻器7冷卻到集塵裝置之耐熱溫度為止，將冷卻器7之排出氣體G5導入至濾塵器8並回收微粉D4，且使其與從冷卻器7回收之微粉D3一起作為氯旁通灰塵D5。用排出裝置將該氯旁通灰塵D5朝水泥窯2之系統外排出，例如，在水泥粉碎步驟，與水泥燒塊一起粉碎，或是利用水洗將氯除去後，作為水泥原料等來利用。濾塵器8之排出氣體G6利用排氣扇9回到水泥窯2之排出氣體系統。
如以上所述，根據本實施形態，將抽出氣體G1中之灰塵(原料灰塵)冷卻之前，將灰塵之一部用旋風分離器4除去，故，便可抑制KCl等之氯化合物朝灰塵表面析出，並促進氯化合物之單結晶析出。故，因灰塵之氯循環量會減少，氯除去效率便會提升。
接著，針對本發明之氯旁通系統之第2實施形態，參照圖2並且說明。
該氯旁通系統11是取代上述氯旁通系統1之冷卻器7、濾塵器8、及排氣扇9，而設有濕式集塵機12、排氣扇16、溶解槽17、及固液分離機18者，且抽氣裝置3~冷卻扇6使用與上述氯旁通系統1相同之物。
濕式集塵機12是將包含於抽出氣體G4之灰塵捕集，並使抽出氣體G4與水接觸，為了使以抽出氣體G4中之氯化合物為主之水溶性成分溶解而設置。又，濕式集塵機12將包含於抽出氣體G4之硫黃成分，與包含於從旋風分離器4所供給之粗粉D1等的生石灰跟水反應而產生的熟石灰來反應，而使石膏產生。
該濕式集塵機12由洗淨器13、循環液槽14及洗淨塔15來構成，在洗淨器13與循環液槽14之間，設有用以使泥漿S循環之幫浦14a。又，朝泥漿循環路14b從旋風分離器4供給粗粉D1。又，取代粗粉D1，可使用熟石灰(Ca(OH)2)等之藥劑。
在濕式集塵機12之後段，為了使包含於泥漿S之氯化合物等的水溶性成分進而溶解於水，設有溶解槽17、與用以使泥漿S固液分離之固液分離機18等。
接著，針對上述氯旁通系統11之動作，參照圖2並且說明。
由從水泥窯2之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路，將燃燒氣體之一部分G1利用抽氣裝置3來抽出，並將抽出氣體G2導入至旋風分離器4，分離成粗粉D1、與包含微粉D2之抽出氣體G3，且將粗粉D1朝循環液 槽14之泥漿循環路14b供給。藉此，使抽出氣體G3中之灰塵濃度降低至30g/m3N以下。
接著，將800~1100℃左右之抽出氣體G3在冷卻裝置5冷卻到KCl等之氯化合物之融點即600℃以下，宜直到400℃以下。藉此，抽出氣體G3中之KCl等之氯化合物會析出並附著於微粉D2之表面等。
接著，將抽出氣體G4導入至濕式集塵機12之洗淨器13，並在洗淨器13與循環液槽14之間使泥漿S循環。用濕式集塵機12所生成之泥漿S中，有包含於從旋風分離器4所供給之粗粉D1等的生石灰(CaO)與水反應而產生的熟石灰(Ca(OH)2)存在，故，存在於抽出氣體G4中之硫黄分(SO2)會如以下所述地反應。
SO2+Ca(OH)2→CaSO3‧1/2H2O+1/2H2O
CaSO3‧1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4‧2H2O
藉此，便可除去抽出氣體G4中之硫黄成分，生成石膏(CaSO4．2H2O)。濕式集塵後之排出氣體從洗浄塔15便利用排氣扇16回到水泥窯2之排出氣體系統。
接著，使從濕式集塵機12之循環液槽14所排出之泥漿S在溶解槽17進而與水混合，用固液分離機18來固體液體分離，便可獲得石膏濾餅C、與作為濾液F的塩水。石膏濾餅C可作為水泥製造或其他原料來使用，塩水可朝水泥磨機添加，或是可在排水處理後朝下水道放流，亦可在塩回收步驟回收工業塩。
如以上所述，根據本實施形態，與第1實施形態相同地，進行用旋風分離器4除去抽出氣體G2中之灰塵的一 部分並使灰塵濃度降低之後冷卻，故，可抑制朝氯化合物之灰塵表面的析出且因灰塵之氯循環量會減少，氯除去效率便會提升。又，使用來自旋風分離器4之粗粉D1或熟石灰(Ca(OH)2)等之藥劑，進行抽出氣體G4之脫硫，並且可將已回收之石膏濾餅C利用於水泥製造等。
接著，針對本發明之氯旁通系統之第3實施形態，參照圖3並且說明。
該氯旁通系統21之特徵在於：對於上述氯旁通系統1之構成進而在冷卻裝置5之後段設置了旋風分離器22，其他裝置構成則與氯旁通系統1相同。
旋風分離器22具有作為使以冷卻裝置5所冷卻之抽出氣體G14中之灰塵濃度降低之除塵裝置的功能，除了旋風分離器22以外，亦可使用陶瓷過濾器等之過濾式裝置、或其他除塵裝置。
接著，針對上述氯旁通系統21之動作，參照圖3並且說明。
由從水泥窯2之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路，將燃燒氣體之一部分G11利用抽氣裝置3來抽出，並將抽出氣體G12導入至旋風分離器4，分離成粗粉D11、與包含微粉D12之抽出氣體G13，且使粗粉D11回到水泥窯系統。藉此，使抽出氣體G13中之灰塵濃度降低至300g/m3N以下。
接著，將800~1100℃左右之抽出氣體G13在冷卻裝置5冷卻到KCl等之氯化合物之融點即600℃以下，宜直到 400℃以下。藉此，抽出氣體G13中之KCl等之氯化合物會析出，附著於微粉D12之表面等。
接著，將抽出氣體G14朝旋風分離器22供給，使抽出氣體G15中之灰塵濃度降低至30g/m3N以下。旋風分離器22所回收之灰塵D13會回到水泥窯系統。
之後的步驟與第1實施形態之氯旁通系統1相同，將從旋風分離器22所排出之抽出氣體G15用冷卻器7冷卻，並將冷卻器7之排出氣體G16導入至濾塵器8，回收包含於排出氣體G16之微粉D15，且與已從冷卻器7回收之微粉D14一起作為氯旁通灰塵D16。將該氯旁通灰塵D16朝水泥窯2之系統外排出，在水泥粉碎步驟與水泥燒塊一起粉碎，並利用水洗將氯除去之後，作為水泥原料等來利用。濾塵器8之排出氣體G17可利用排氣扇9回到水泥窯2之排出氣體系統。
本實施形態可適當地適用於抽出氣體(燃燒氣體之一部分)G11中之灰塵濃度較高的水泥窯，並利用旋風分離器4使抽出氣體G13中之灰塵濃度為300g/m3N以下後，用冷卻裝置5冷卻到600℃以下，宜到400℃以下，進而用旋風分離器22使灰塵濃度降低至30g/m3N以下，藉此可抑制KCl等朝灰塵表面析出並促進KCl等之單結晶的析出，因灰塵之氯循環量會減少，氯除去效率便會提升。
接著，針對本發明之氯旁通系統之第4實施形態，參照圖4並且說明。
該氯旁通系統31是取代圖3所示之氯旁通系統21 之冷卻器7、濾塵器8、排氣扇9，而設置濕式集塵機12、排氣扇16、溶解槽17、固液分離機18者，且抽氣裝置3~冷卻扇6、及旋風分離器22使用與上述氯旁通系統21相同者。
濕式集塵機12是為了將包含於抽出氣體G15之灰塵捕集，並且使抽出氣體G15與水接觸，並使以抽出氣體G15中之氯化合物為主的水溶性成分溶解而設置。又，濕式集塵機12使包含於抽出氣體G15之硫黃成分與包含於從旋風分離器4、22所供給之粗粉D11、D13等的生石灰跟水反應而產生的熟石灰來反應而使石膏產生。取代粗粉D11、D13，亦可使用熟石灰(Ca(OH)2)等之藥劑來使石膏產生。
該濕式集塵機12由洗淨器13、循環液槽14及洗淨塔15來構成，在洗淨器13與循環液槽14之間，設有用以使泥漿S循環之幫浦14a。又，泥漿循環路14b中，從旋風分離器4、22供給粗粉D11、D13。
在濕式集塵機12之後段，為了使包含於泥漿S之氯化合物等之水溶性成分進而溶解於水，設有溶解槽17、與用以使泥漿S固液分離之固液分離機18等。
接著，針對上述氯旁通系統31之動作，參照圖4並且說明。
由從水泥窯2之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路，將燃燒氣體之一部分G11利用抽氣裝置3來抽出，並將抽出氣體G12導入至旋風分離器4，分離成粗粉D11、與包含微粉D12之抽出氣體G13，使粗粉D11朝循環液槽14之泥漿循環路14b來供給。藉此，使抽出氣體G14中 之灰塵濃度降低至300g/m3N以下。
接著，將800~1100℃左右之抽出氣體G13在冷卻裝置5冷卻到KCl等之氯化合物之融點即600℃以下，宜直到400℃以下。藉此，抽出氣體G13中之KCl等之氯化合物會析出，附著於微粉D12之表面等。
接著，將抽出氣體G14朝旋風分離器22供給，使抽出氣體G15中之灰塵濃度降低至30g/m3N以下。用旋風分離器22所回收之灰塵D13會朝循環液槽14之泥漿循環路14b供給。
之後的步驟，與第2實施形態之氯旁通系統11相同，將抽出氣體G15導入至濕式集塵機12之洗淨器13，利用包含於從旋風分離器4、22所供給之粗粉D11、D13等之生石灰(CaO)與水反應而產生的熟石灰(Ca(OH)2)，便可除去抽出氣體G15中之硫黃成分，生成石膏(CaSO4．2H2O)。濕式集塵後之排出氣是從洗淨塔15可利用排氣扇16來回到水泥窯2之排出氣體系統。
進而，使從循環液槽14所排出之泥漿S在溶解槽17進而與水混合，用固液分離機18來固液分離，便可獲得石膏濾餅C、與作為濾液F的鹽水。石膏濾餅C可作為水泥製造或其他原料來使用，鹽水可朝水泥磨機添加，或是可在排水處理後朝下水道放流，亦可在鹽回收步驟回收工業鹽。
本實施之形態亦與第3實施形態相同地，可適用於抽出氣體G11中之灰塵濃度較高的水泥窯，並且使用來自 旋風分離器4、22之粗粉D11、D13來進行抽出氣體G15之脫硫，便可將已回收之石膏濾餅C利用於水泥製造等。
圖5是顯示本發明之氯旁通系統之第5實施形態，該處理裝置61是由利用水泥窯63之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路來將燃燒氣體之一部分G61抽出並冷卻的抽氣冷卻裝置62、將包含從抽氣冷卻裝置62所排出之微粉之氣體G62進而冷卻的冷卻器64、從冷卻器64所排出之排出氣體G63將微粉D63回收的濾塵器65、及將濾塵器65之排出氣體G64朝系統外排出的排氣扇66等來構成。本實施形態特徵在於：設置了取代上述圖1所示之氯旁通系統1之抽氣裝置3、旋風分離器4及冷卻裝置5的抽氣冷卻裝置62。
圖6是顯示抽出氣體冷卻裝置62，該抽出氣體冷卻裝置62是用將來自水泥窯63之燃燒氣體之一部分G61抽出的管路所構成的抽出氣體部62a、與有蓋圓筒部62b及圓錐部62c所構成且將抽出氣體G61利用離心力分離成粗粉D61與包含微粉之氣體G62的分級部62d、及冷卻用氣體A通過之管路所構成的冷卻部62e來構成。
分級部62d之有蓋圓筒部62b形成有抽出氣體G61之入口部(未圖示)、與包含微粉之氣體G62的出口部62g，且圓錐部62c之最下部會成為粗粉D61之排出口。
冷卻部62e貫通圓錐部62c，且通過圓錐部62c及有蓋圓筒部62b之中心部而與出口部62g連通，且冷卻用氣體A通過內部。位於圓錐部62c及有蓋圓筒部62b之中心部的 冷卻部62e貫穿設置有氣體流入口62f，從氣體流入口62f包含已分離了粗粉D61之微粉的氣體G62就會流入。
冷卻器64、濾塵器65、排氣扇66具有與圖11所示之習知之氯旁通系統81的冷卻器86、濾塵器88、排氣扇90相同構造。又，用冷卻器64使包含微粉之氣體G62降低至200~600℃時，可使用在濾塵器65具有耐熱溫度較高陶瓷過濾器者，且用冷卻器64使包含微粉之氣體G62降低至200℃以下時，可使用在濾塵器65具有耐熱耐酸尼龍氈者。
接著，針對上述處理裝置61之動作，參照圖5與圖6並且說明。
由從水泥窯63之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排出氣體流路，將燃燒氣體之一部分G61利用抽氣冷卻裝置62之抽出氣體部62a來抽出，並將抽出氣體G61在分級部62d分離成粗粉D61、與包含微粉之氣體G62，並使粗粉D61回到水泥窯系統。藉此，使包含微粉之氣體G62中之灰塵濃度降低至30g/m3N以下。
接著，對於包含從氣體流入口62f導入於冷卻部62e之800~1100℃左右之微粉的氣體G62，吹拂冷卻用氣體A，將包含微粉之氣體G62冷卻到KCl等之氯化合物之融點即600℃以下，宜直到400℃以下。藉此，包含微粉之氣體G62中之KCl等之氯化合物會析出，附著於微粉之表面等。
接著，將包含從抽氣冷卻裝置62排出之微粉的氣體G62用冷卻器64冷卻到集塵裝置之耐熱溫度，將冷卻器64之排出氣體G63導入至濾塵器65，來回收微粉D63，並將從 冷卻器64已回收之微粉D62一起作為氯旁通灰塵D64。將該氯旁通灰塵D64朝水泥窯63之系統外用排出裝置來排出，例如，在水泥粉碎步驟與水泥燒塊一起粉碎，或是利用水洗將氯除去後，作為水泥原料等來利用。濾塵器65之排出氣體G64利用排氣扇66回到水泥窯63之排出氣體系統。
如以上所述，根據本實施形態，將抽出氣體G61分離成粗粉D61、與包含微粉之氣體G62，只冷卻包含微粉之氣體G62，故，即使在抽出氣體G62中之原料灰塵濃度上昇時，亦不會有氯化合物在粗粉灰塵之表面析出之情形，可避免循環氯量之上昇，氯旁通灰塵之氯濃度會降低並可防止氯除去效率降低之情形。又，可只在抽氣冷卻裝置62進行燃燒氣體之抽出、分級、及冷卻，故，可減低裝置成本，藉由抑制冷卻風量降低，便可減低運轉成本。
又，雖省略詳細說明，但亦可將本實施形態之抽氣冷卻裝置62適用於上述圖2~圖4所示之氯旁通系統的第2~第4實施形態，此時亦可發揮與上述同樣的效果。
又，在上述第1~第5實施形態中，圖1與圖5所示之冷卻器7、64所回收之微粉D3、D62及用濾塵器8、65所回收之微粉D4、D63中氯濃度較高，伴隨於此，黏性變得較高，而處理性非常惡化。因此，對於抽出氣體(包含微粉之氣體)G4、G62將石灰石之微粉末、投入於水泥窯之預熱器的水泥原料等加以投入，藉此便可改善這些微粉之處理性。
接著，針對本發明之水泥燒成裝置之一實施形 態，參照圖7~圖10來說明。
圖9是顯示習知之水泥燒成裝置的窯尾部，水泥窯72連接有透過入口罩76而與上方預熱爐連續的上升風管(從水泥窯72之窯尾到達最下段旋風分離器為止之水泥窯排出氣體流路的一部分)73，且上升風管73設有來自上方之最下段旋風分離器的原料滑槽74、與用以將燃燒氣體之一部分抽出氣體的探測器75。上升風管73貫穿設置有來自原料滑槽74之原料的供給口74a、與探測器75之用以抽出氣體之抽氣口75a。
在該窯尾部，從原料滑槽74通過供給口74a並朝水泥窯72來供給水泥原料(以下稱為「原料」。)R，且在水泥窯72內燒成，但原料R之一部分會隨著在窯尾部之燃燒氣流而朝箭頭所示之方向流動。
本發明者們發現以下情形並完成了本發明：在通常狀態下，隨著燃燒氣流而流動於預熱爐側之原料R的量並不太多，利用探測器75所抽出之燃燒氣體中之灰塵濃度不太高，但根據以下所示之3個要因，而水泥抽出氣體中之原料灰塵濃度會變高。即，如圖10所示，
(1)當在入口罩76之下部有塗料C生成時，會妨礙來自原料滑槽74之原料R朝水泥窯72內進入，在上升風管73之內部飛舞，從抽氣口75a被吸引。
(2)當在從原料滑槽74之供給口74a到水泥窯72之入口為止的原料流路(斜面)73b有段差等，不平滑時，來自原料滑槽74之原料R便在上升風管73之內部飛舞，從抽氣口75a 被吸引。
(3)水泥窯72之旋轉數在一定範圍以上或以下時，原料R不會順利地朝水泥窯72內流入，而在上升風管73之內部飛舞，從抽氣口75a被吸引。
圖7是顯示本發明之水泥燒成裝置之一實施形態，該水泥燒成裝置71具有：擋板77，貫穿設置於上升風管73且在探測器75用以抽出氣體之抽氣口75a的下方，抑制如上述地飛舞之原料R吸入於抽氣口75a之情形。
該擋板77例如可將耐火物加工來形成，如圖7(a)所示，將對上升風管73之內壁73a之角度θ設定成45度以上90度以下。又，如圖7(c)所示，將內壁73a之尺寸以上面視點當作L1(水泥窯72之軸線方向之內壁的長度)、L2(相對於水泥窯72之軸線方向，垂直方向之內壁之長度)時，擋板77之尺寸(無關於角度θ，從內壁73a突出之矩形狀部分的尺寸)將長邊a設定為楕圓形之抽氣口75a之短徑D1以上L1以下，將短邊b設定為(L2)/3以下。又，擋板77之安裝高度L(從抽氣口75a之中心到擋板77之上面與內壁73a抵接的位置為止的距離)設定於距抽氣口75a之中心，抽氣口75a之長徑D2之1/2倍以上3/2以下下方的位置。這些角度θ、或擋板77之尺寸a、b及安裝高度L會配合朝抽出氣體中之原料灰塵之抽氣口75a的流入狀況，適宜地變更。又，探測器75或擋板77之安裝位置不限定於圖7(c)，可為上升風管73之全周面任一處。
藉由設置該擋板77，如圖8所示，可使從水泥窯 72朝上升風管73流入之燃燒氣體或灰塵的流動變化而使其從抽氣口75a分開。藉此，燃燒氣體中之灰塵朝利用慣性從抽氣口75a分開之方向流動，可減低朝抽氣口75a之灰塵的吸入量，便可使抽出氣體中之原料灰塵濃度降低至30g/m3N以下。

Claims (10)

  1. 一種抽氣冷卻裝置，其具有：抽氣部，由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之窯排氣體流路，將燃燒氣體之一部分抽出；分級部，將該抽出氣體分離成粗粉、與包含微粉之氣體；冷卻部，將包含該微粉之氣體加以冷卻，前述分級部是由具有前述抽出氣體之入口部、包含前述微粉之氣體之出口部的有蓋圓筒部、及與接續於該有蓋圓筒部下方而存在並從最下部排出前述粗粉的圓錐部來構成，又，前述冷卻部具有：管路，貫通前述圓錐部，並通過該圓錐部及前述有蓋圓筒部之中心部，與前述分級部之包含前述微粉之氣體的出口部連通，且有冷卻用氣體通過；與包含前述微粉之氣體的流入口，其貫穿設置於位在前述圓錐部與前述有蓋圓筒部中心部之前述管路的一部分。
  2. 一種氯旁通系統，其具有：如請求項1所記載之抽氣冷卻裝置；集塵裝置，回收用該抽氣冷卻裝置已冷卻之抽出氣體中之灰塵；及排出裝置，將該已回收之灰塵朝前述水泥窯之系統外排出。
  3. 如請求項2之氯旁通系統，其中在前述抽氣冷卻裝置之 後段，具有使該抽氣冷卻裝置所冷卻之抽出氣體中之灰塵濃度降低的除塵裝置，且用前述集塵裝置來回收已用該除塵裝置使灰塵濃度降低之抽出氣體中的灰塵。
  4. 如請求項2或3之氯旁通系統，其中前述集塵裝置是乾式集塵機或濕式集塵機。
  5. 一種水泥窯抽出氣體之處理方法，其使用請求項1之抽氣冷卻裝置，並使前述抽出氣體之灰塵濃度降低至30g/m3N以下，並且將包含前述微粉之氣體冷卻到600℃以下。
  6. 如請求項5之水泥窯抽出氣體之處理方法，其中對包含了冷卻到前述600℃以下之微粉的氣體，投入石灰石之微粉末或投入於水泥窯之預熱器的水泥原料。
  7. 一種水泥燒成裝置，其是由從水泥窯之窯尾到達最下段旋風分離器為止之水泥窯排氣體流路，將燃燒氣體之一部分冷卻並且抽出，並處理所抽出的燃燒氣體之水泥燒成裝置，又，其特徵在於：在貫穿設置於前述水泥窯排氣體流路之燃燒氣體之抽氣口的下方，具有擋板。
  8. 如請求項7之水泥燒成裝置，其中前述擋板將前述抽氣口之短徑當作D1時，以上面視點，沿著貫穿設置有該抽氣口之前述水泥窯排氣體流路的內壁，具有短邊D1以上之寬度，又，在相對於貫穿設置有該抽氣口之前述水泥窯排氣體流路之內壁將垂直內壁之長度當作L時，來自 該內壁之突出長度是1/3L以下。
  9. 如請求項7或8之水泥燒成裝置，其中前述擋板之上面、與貫穿設置有前述抽氣口之內壁且為位於該擋板上方之內壁所成的角度是45度以上90度以下。
  10. 如請求項7或8之水泥燒成裝置，其中將前述抽氣口之長徑當作D2時，在距前述抽氣口之中心，1/2D2以上3/2D2以下下方之位置，前述擋板之上面會與前述水泥窯排氣體流路之內壁抵接。
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