WO2015072310A1 - 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

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 Download PDF

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雅昭 柴崎
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    • F27D2017/009—Cyclone for separating fines from gas

Definitions

  • the present invention relates to a chlorine bypass system for removing a portion of combustion gas from the kiln exhaust gas flow path from the butt of cement kiln to the lowermost cyclone of the preheater to remove chlorine, and a method for removing chlorine from cement kiln exhaust gas About.
  • This chlorine bypass system simultaneously extracts part G1 of the combustion gas with the probe 3 from the kiln exhaust gas flow path from the butt of cement kiln 2 to the lowermost cyclone (not shown).
  • the extracted gas G1 is quenched by the cold air A from the cooling fan 4 and the chlorine-concentrated fine powder D2 contained in the extracted gas G3 after the coarse powder D1 is separated by the cyclone 5 is recovered by the bag filter 8 as the fine powder D4.
  • the fine powder D4 and the fine powder D3 recovered from the cooler 6 are temporarily stored in the storage tank 9 as chlorine bypass dust D5, and then discharged out of the system to efficiently remove chlorine (Patent Documents 1 and 2).
  • the present invention has been made in view of the problems in the above-mentioned prior art, and it is an object of the present invention to provide a chlorine bypass system capable of flexible operation according to the situation and a method of removing chlorine in cement kiln exhaust gas. To aim.
  • the distribution device can distribute the crude powder separated by the classification device into a route for returning the raw material to the firing system of the cement kiln and a route for discharging the firing system from the cement kiln. It can be done.
  • flexible operation can be performed according to the chlorine concentration of the raw material supplied to a cement kiln, the operation condition of a cement kiln, etc.
  • the ratio of returning the separated coarse powder to the firing system of the cement kiln or the ratio of discharging the firing powder from the firing system of the cement kiln is the raw material chlorine supplied to the cement kiln It can be adjusted according to the concentration or the operating condition of the cement kiln.
  • the fine powder can be recovered from the separated fine powder and gas, and can be combined with the coarse powder discharged from the firing system of the cement kiln, and the processing cost is achieved by simultaneously treating the distributed coarse powder and the fine powder. Can be reduced.
  • the storage tank 11 is provided with a rotary feeder 12 at the bottom and an outlet 11a for discharging the coarse powder D6 in the cone.
  • a rotary feeder may be installed at the outlet 11a.
  • the rotary feeder 12 includes a rotor capable of controlling the number of rotations, and can control the discharge amount of the coarse powder D7 from the storage tank 11 by controlling the number of rotations of the rotor. In addition, it can replace with the rotary feeder 12 and can also use another discharge device.
  • the bleed gas G2 is introduced into the cyclone 5 and separated into coarse powder D1 and bleed gas G3 containing fine powder D2, and the coarse powder D1 is supplied to the storage tank 11, and the bleed gas G3 is 100 by the cooler 6. Cool to ⁇ 200 ° C.
  • the exhaust gas G4 of the cooler 6 is introduced into the bag filter 8 to recover the fine powder D4, and together with the fine powder D3 recovered from the cooler 6, is made into the chlorine bypass dust D5.
  • the exhaust gas G5 of the bag filter 8 is returned to the exhaust system of the cement kiln 2 by the exhaust fan 10.
  • a part of the coarse powder D1 stored in the storage tank 11 (coarse powder D7) is discharged by the rotary feeder 12, transported by the screw conveyor 13, merged with the chlorine bypass dust D5 and stored in the storage tank 9, and the chlorine concentration is compared If the amount is too low, it is crushed together with cement clinker with a cement crusher to produce a cement, and if the chlorine concentration is high, it can be used as a cement raw material after being washed with water to remove chlorine.
  • the coarse powder D6 overflows and is discharged from the discharge port 11a of the storage tank 11, and is led to the route returned to the firing system of the cement kiln 2 and used as a cement raw material.
  • the amount of coarse powder D7 to be combined with the chlorine bypass dust D5 is increased.
  • the chlorine content in the coarse powder D7 is also discharged from the firing system of the cement kiln 2 to the outside of the system, more chlorine content can be removed.
  • it can respond, without changing the extraction amount of the gas by the probe 3, ie, without changing a bypass rate, and can minimize the heat loss of cement baking.
  • the coarse powder D1 separated by the cyclone 5 is returned to the firing system of the cement kiln 2 according to the operating condition of the cement firing apparatus including the cement kiln 2 in addition to the increase and decrease of the chlorine concentration of the raw material supplied to the cement kiln 2 It can be distributed to the route and the route discharging from the baking system, and this operation can be implemented only by controlling the number of rotations of the rotor of the rotary feeder 12, and the distribution rate can be adjusted quickly and easily. it can.

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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。

Description

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
　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）。
日本特開２０００－３５４８３８号公報 日本特開２０１０－１９５６６０号公報
　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。
本発明に係る塩素バイパスシステムの一実施の形態を示す全体構成図である。 従来の塩素バイパスシステムの一例を示す全体構成図である。
　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

Claims (6)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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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