(57)【要約】【課題】セメント製造工程における最終排ガスに含まれる有機有害物質の量を効率よく低コストで低減する。【解決手段】セメントキルン排ガスＧ３に含まれるダストを、有機有害物質の含有率の高いダストＤ２と、有機有害物質の含有率の低いダストＤ１とに分離し、有機有害物質の含有率の高いダストを無害化処理するセメントキルン排ガスの処理方法。有機有害物質の含有率の高いダストをセメント製造工程の８００℃以上の工程に投入するか、燃料として使用することができ、有機有害物質の含有率の高いダストを加熱処理した後、セメント原料又は吸着材として使用してもよい。有害物質の含有率の高いダストから未燃カーボンＣを分離し、分離した未燃カーボンをセメント製造工程の８００℃以上の工程に投入するか、燃料として使用し、未燃カーボンが分離されたダストＤ３をセメント原料として使用してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルン排ガスに含まれるダストを、有機有害物質の含有率の高いダストと、有機有害物質の含有率の低いダストとに分離し、
前記有機有害物質の含有率の高いダストを無害化処理することを特徴とするセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記有機有害物質の含有率の高いダストをセメント製造工程の８００℃以上の工程に投入するか、燃料として使用することを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項３】
前記有機有害物質の含有率の高いダストを加熱処理した後、セメント原料又は吸着材として使用することを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項４】
前記有機有害物質の含有率の高いダストから未燃カーボンを分離し、該分離した未燃カーボンをセメント製造工程の８００℃以上の工程に投入するか、燃料として使用し、
前記未燃カーボンが分離されたダストをセメント原料として使用することを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項５】
前記有機有害物質の含有率の高いダストから未燃カーボンを分離し、該分離された未燃カーボンを加熱処理した後、セメント原料、燃料又は吸着材として使用し、
前記未燃カーボンが分離されたダストをセメント原料として使用することを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項６】
前記有機有害物質の含有率の高いダストを、セメントキルン排ガスに含まれるダストを集塵する集塵機の内部においてガス流れ方向の下流側の領域から回収することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項７】
セメントキルン排ガスに含まれるダストを、有機有害物質の含有率の高いダストと、有機有害物質の含有率の低いダストとに分離する分離装置と、
該分離装置によって分離された有機有害物質の含有率の高いダストを無害化処理する手段とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガスの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造工程における最終排ガスに含まれる有機有害物質を低減する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント製造工程において、リサイクル原燃料の使用量が増加傾向にある。そのため、セメントキルン排ガスに含まれるＰＯＰｓ（Persistent Organic Pollutants）やダイオキシン類等の有機有害物質も増加する傾向にあり、この有機有害物質を処理するにあたって種々の技術開発がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図３に示すように、セメント原料Ｒ２を予熱するプレヒーター３２と、予熱されたセメント原料Ｒ２を仮焼炉（不図示）で仮焼した後、セメント原料Ｒ２を焼成してクリンカＣＬを生成するセメントキルン３３と、プレヒーター３２からの排ガスＧ１の温度や湿度を調整するスタビライザー３４と、スタビライザー３４からの排ガスＧ２を利用してセメント原料Ｒ１を製造するドライヤ及びミル３５と、ドライヤ及びミル３５からの排ガスＧ３に含まれるダストを集塵する電気集塵機等の集塵機３６と、集塵機３６にて集塵されたダストＤ１を貯蔵するダストサイロ３７と、ドライヤ及びミル３５で製造されたセメント原料Ｒ１及びダストサイロ３７からのダストＤ２を貯蔵する原料サイロ３８等で構成されるセメント製造設備３１において、プレヒーター３２の排ガスＧ１に含まれる固体炭素量を０．８質量％以上に制御する技術が記載されている。
【０００４】
この文献に記載の有機汚染物質排出量低減方法によれば、固体炭素によって排ガスＧ１〜Ｇ３に含まれる有機汚染物質を吸着することで、既存のセメント製造装置をそのまま用いて最終排ガスＧ４に含まれる有機汚染物質の量を低減する。
【０００５】
また、特許文献２及び３には、図４に示すようなセメント製造設備４１が記載されている。このセメント製造設備４１は、図３に示すセメント製造設備とは、ダストサイロ４２からのダストＤ２、Ｄ３の処理系統の構成のみ異なり、それ以外の構成要素は図３に示すセメント製造設備３１と同一であるため、同一の構成要素について同一の参照番号を付して説明を省略する。
【０００６】
上記セメント製造設備４１は、集塵機３６で集塵したダストＤ１の一部Ｄ２を、原料サイロ３８を介してセメント原料Ｒ２として使用し、集塵機３６で集塵したダストの残部Ｄ３をプレヒーター３２又はセメントキルン３３の高温部に戻すことにより、ダイオキシン類等の有機塩素化合物を分解し、最終排ガスＧ４に含まれる有機塩素化合物の量を低減している。
【０００７】
さらに、特許文献４には、図５に示すように、集塵機３６とダストサイロ３７との間に浮遊選鉱装置５２を備え、それ以外の構成要素は、図３に示すセメント製造設備３１のものと同様のセメント製造設備５１が記載されている。
【０００８】
このセメント製造設備５１は、集塵機３６によって集塵されたダストＤ１に含まれる未燃カーボンを浮遊選鉱装置５２によって分離し、ダストＤ１から分離された未燃カーボンＣをプレヒーター３２又はセメントキルン３３の高温部に戻して未燃カーボンＣに付着した有機汚染物質を分解し、最終排ガスＧ４に含まれる有機汚染物質の量を低減している。また、未燃カーボンＣを分離した後のダストＤ２は、原料サイロ３８を介してセメント原料Ｒ２の一部として使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５１１６３２２号公報
【特許文献２】特許第４２３０３７１号公報
【特許文献３】特許第４９４８４４６号公報
【特許文献４】特許第５００８５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、図３に示す有機汚染物質排出量低減方法では、プレヒーター３２の排ガスＧ１に含まれる固体炭素量を制御する必要があると共に、固体炭素に吸着されなかった有機汚染物質は、セメント製造設備３１を循環することとなる。
【００１１】
また、図４に示すセメント製造設備４１では、大量のダストをプレヒーター３２又はセメントキルン３３の高温部に戻すために、熱量損失が大きくなるという問題があった。
【００１２】
さらに、図５に示すセメント製造設備５１では、浮遊選鉱装置５２によって、集塵機３６によって集塵されたダストから未燃カーボンＣを分離しているが、ダスト中の未燃カーボンＣの濃度が低いために有機汚染物質の除去効率が不十分であり、改善の余地があった。
【００１３】
また、図３等に示す集塵機３６にて集塵されたダストを加熱処理し、加熱処理物をセメント原料又は吸着材として使用する方法も採られているが、集塵機３６にて集塵されたダストＤ１の全量を加熱処理するために要する熱量は多大なものであり、処理コストが高騰する。
【００１４】
そこで、本発明は、セメント製造工程における最終排ガスに含まれる有機有害物質の量を効率よく低コストで低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルン排ガスの処理方法であって、セメントキルン排ガスに含まれるダストを、有機有害物質の含有率の高いダストと、有機有害物質の含有率の低いダストとに分離し、前記有機有害物質の含有率の高いダストを無害化処理することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、有機有害物質の含有率の高いダストについてのみ無害化処理するため、セメントキルン排ガスに含まれるダストの全量を無害化処理する場合に比較して処理コストを低減することができる。
【００１７】
上記セメントキルン排ガスの処理方法において、前記有機有害物質の含有率の高いダストをセメント製造工程の８００℃以上の工程に投入するか、燃料として使用することができ、熱量損失を最小限に抑えながら有機有害物質を分解処理したり、燃料として有効利用することができる。
【００１８】
また、前記有機有害物質の含有率の高いダストを加熱処理した後、セメント原料又は吸着材として使用することができ、従来のようなセメントキルン排ガスに含まれるダストの全量を加熱処理する場合と比較して加熱処理に用いる熱量を低く抑えながら、加熱処理後のダストを有効利用することができる。
【００１９】
上記セメントキルン排ガスの処理方法において、前記有機有害物質の含有率の高いダストから未燃カーボンを分離し、該分離した未燃カーボンをセメント製造工程の８００℃以上の工程に投入するか、燃料として使用し、前記未燃カーボンが分離されたダストをセメント原料として使用することができる。これにより、未燃カーボン及び未燃カーボンが分離されたダストを有効利用しながら有機有害物質を処理することができる。
【００２０】
また、前記有機有害物質の含有率の高いダストから未燃カーボンを分離し、該分離された未燃カーボンを加熱処理した後、セメント原料、燃料又は吸着材として使用し、前記未燃カーボンが分離されたダストをセメント原料として使用することができる。これにより、未燃カーボンが分離されたダストを有効利用しながら有機有害物質を処理することができる。
【００２１】
前記有機有害物質の含有率の高いダストを、セメントキルン排ガスに含まれるダストを集塵する集塵機の内部においてガス流れ方向の下流側の領域から回収することができる。
【００２２】
さらに、本発明は、セメントキルン排ガスの処理装置であって、セメントキルン排ガスに含まれるダストを、有機有害物質の含有率の高いダストと、有機有害物質の含有率の低いダストとに分離する分離装置と、該分離装置によって分離された有機有害物質の含有率の高いダストを無害化処理する手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、有機有害物質の含有率の高いダストについてのみ無害化処理することで、セメントキルン排ガスに含まれるダストの全量を無害化処理する場合に比較して処理コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、セメント製造工程における最終排ガスに含まれる有機有害物質の量を効率よく低コストで低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るセメントキルン排ガスの処理方法を適用したセメント製造設備の一例を示す全体構成図である。
【図２】本発明に係るセメントキルン排ガスの処理方法を適用したセメント製造設備の他の例を示す全体構成図である。
【図３】従来のセメント製造設備の一例を示す全体構成図である。
【図４】従来のセメント製造設備の他の例を示す全体構成図である。
【図５】従来のセメント製造設備の他の例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明に係るセメントキルン排ガスの処理方法を適用したセメント製造設備について、図１を参照しながら説明する。
【００２７】
このセメント製造設備１は、セメント原料Ｒ２を予熱するプレヒーター２と、予熱されたセメント原料Ｒ２を仮焼炉（不図示）で仮焼した後、焼成してクリンカＣＬを生成するセメントキルン３と、プレヒーター２からの排ガスＧ１の温度や湿度を調整するスタビライザー４と、スタビライザー４からの排ガスＧ２を利用してセメント原料Ｒ１を製造するドライヤ及びミル５と、ドライヤ及びミル５からの排ガスＧ３に含まれるダストを集塵する電気集塵機６と、電気集塵機６の上流側の荷電室６ａ、６ｂで集塵されたダストＤ１を貯蔵するダストサイロ７と、電気集塵機６の下流側の荷電室６ｃ、６ｄで集塵されたダストＤ２をプレヒーター２又はセメントキルン３の８００℃以上の高温部に戻す輸送装置（不図示）と、ダストサイロ７とドライヤ及びミル５で製造されたセメント原料Ｒ１及びダストサイロ７からのダストＤ１を貯蔵する原料サイロ８等で構成される。尚、電気集塵機６で集塵されたダストＤ１、ダストＤ２の処理工程以外の構成要素については、図３等に示した従来のセメント製造設備３１等の構成要素と同様である。
【００２８】
電気集塵機６は、例えば、４つの荷電室６ａ〜６ｄを備え、放電線と集塵板との間に電界を形成してガス中のダストを電界によるクーロン力で集塵板側に捕集する一般的なものであって、下流側の荷電室ほど粒径の小さいダストが捕集される。
【００２９】
次に、上記構成を有するセメント製造設備１において、プレヒーター２の排ガスＧ１は、スタビライザー４及びドライヤ及びミル５を経て電気集塵機６に導入され、上流側の荷電室６ａ、６ｂで集塵されたダストＤ１をダストサイロ７及び原料サイロ８を経てドライヤ及びミル５からのセメント原料Ｒ１と共にセメント原料Ｒ２として使用し、電気集塵機６の下流側の荷電室６ｃ、６ｄで集塵されたダストＤ２をプレヒーター２又はセメントキルン３の８００℃以上の高温部に戻すことにより、ＰＯＰｓやダイオキシン類等の有機有害物質を分解し、最終排ガスＧ４に含まれる有機有害物質の量を低減している。
【００３０】
以上のように、本発明によれば、電気集塵機６で集塵されるダストのうち、有機有害物質が濃縮しているダストＤ２についてのみ無害化処理するため、セメント製造工程における熱量損失を最小限に抑えることなどが可能となる。
【００３１】
尚、上記実施の形態では、電気集塵機６の下流側の荷電室６ｃ、６ｄで集塵されたダストＤ２をプレヒーター２又はセメントキルン３の８００℃以上の領域に投入したが、ダストＤ２に不活性ガスを用いた加熱処理を施し、ＰＯＰｓやダイオキシン類等の有機有害物質を無害化した後、セメント原料として利用することも可能である。
【００３２】
次に、上記セメント製造設備１の電気集塵機６におけるダスト発生量（ｔ／ｈ）と、最終荷電室６ｄにおけるダスト発生量（ｔ／ｈ）と、荷電室６ａ〜６ｄのすべてからダストを採取した場合と、最終荷電室６ｄのみからダストを採取した場合の固形カーボン率（％）及びダイオキシン類の濃度比率の関係について、表１を参照しながら説明する。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
同表に示すように、最終荷電室６ｄでのダスト回収量は、全体の１０％程度であるが、電気集塵機６の荷電室６ａ〜６ｄの全てからダストを採取するよりも、最終荷電室６ｄから採取した場合の方が、ダスト中の固形カーボン率（％）が５倍、ダイオキシン類の濃度比率が２５倍にも達し、下流側の荷電室で回収されたダストを無害化することが効果的であることが判る。
【００３５】
図２は、本発明に係るセメントキルン排ガスの処理方法を適用したセメント製造設備の他の例を示し、このセメント製造設備１１は、図１に示すセメント製造設備１の電気集塵機６とダストサイロ７との間に、浮遊選鉱により電気集塵機６からのダストＤ２から未燃カーボンを分離する浮遊選鉱装置１２を新たに設けている。その他の構成要素については、図１に示すセメント製造設備１のものと同様であるため、同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
浮遊選鉱装置１２は、電気集塵機６の下流側の荷電室６ｃ、６ｄから排出されるダストＤ２から未燃カーボンを分離するために設けられ、分離された未燃カーボンＣは、プレヒーター２又はセメントキルン３の８００℃以上の高温部に戻すと共に、未燃カーボンＣが分離されたダストＤ３は、電気集塵機６の上流側の荷電室６ａ、６ｂから排出されるダストＤ１と共にダストサイロ７に貯蔵された後、原料サイロ８を経てドライヤ及びミル５からのセメント原料Ｒ１と共にセメント原料Ｒ２として使用する。
【００３７】
本実施の形態においても、電気集塵機６で集塵されるダストＤ１、Ｄ２のうち、濃縮した有機有害物質がより多く付着しているダストＤ２についてのみ未燃カーボンＣを回収し、回収した未燃カーボンＣを無害化処理することで、無害化処理の対象とするダスト量を最小限に抑え、処理コストを低減することができる。
【００３８】
また、本実施の形態においても、電気集塵機６の下流側の荷電室６ｃ、６ｄで集塵されたダストＤ２から分離させた未燃カーボンＣを不活性ガスを用いて加熱処理を施し、ＰＯＰｓやダイオキシン類等の有機有害物質を無害化することができ、加熱処理物をセメント原料、燃料や吸着材として使用することもできる。
【００３９】
尚、上記実施の形態においては、電気集塵機６において、上流側の荷電室６ａ、６ｂと、下流側の荷電室６ｃ、６ｄで集塵したダストＤ１、Ｄ２を各々有機有害物質の含有率の低いダストと、高いダストとに分別したが、電気集塵機６以外の集塵機やその他の装置を用いて有機有害物質の含有率の低いダストと、高いダストとに分別してもよい。
【００４０】
また、有機有害物質の含有率の高いダストの無害化処理方法は、上記セメント製造工程の８００℃以上の工程に投入したり、燃料として使用したり、加熱処理することに限定されず、その他の無害化処理方法を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１  セメント製造設備
２  プレヒーター
３  セメントキルン
４  スタビライザー
５  ドライヤ及びミル
６  電気集塵機
７  ダストサイロ
８  原料サイロ
１１  セメント製造設備
１２  浮遊選鉱装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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