(57)【要約】【課題】  本発明は、セメント焼成排ガスから分離した水銀を多く含んだダストを水銀の沸点以下の低温で加熱し、該ダストから水銀を効果的に揮発、分離することで排ガス中の水銀を効率よく低減することができる排ガスの処理方法および排ガス処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離工程と、分離した前記ダストを０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下の圧力下で、１６０℃以上３４０℃以下に加熱する減圧加熱工程とを実施する排ガスの処理方法等である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離工程と、
分離した前記ダストを０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下の圧力下で、１６０℃以上３４０℃以下に加熱する減圧加熱工程とを実施する排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記減圧加熱工程で前記ダストから揮発した水銀を含むガスを、活性炭に接触させる活性炭処理工程を実施する請求項１に記載の排ガスの処理方法。
【請求項３】
セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離装置と、
前記ダストから水銀を除去する水銀除去装置とを備え、
前記水銀除去装置は、
前記ダストを導入する本体部と、
前記本体部内を０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下に減圧する減圧装置と、
前記本体部内を１６０℃以上３４０℃以下に加熱する加熱装置とを備えた排ガス処理装置。
【請求項４】
前記水銀除去装置は、
内部に活性炭層が備えられた槽本体と、
前記槽本体に前記本体部内で発生したガスを導入するガス導入路とを備えた活性炭処理装置をさらに備えた請求項３に記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントキルンから排出される排ガス中に含まれる水銀を低減する排ガスの処理方法および排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントキルンから排出されるセメント焼成排ガスと呼ばれる排ガス中には、微量の水銀が含まれている。この水銀はセメント原料である石灰石等の天然材料や廃棄物等に由来するものである。
前記排ガスは煙突から大気へ排出されるため、排ガス中に含まれる水銀を低減する必要がある。
【０００３】
前記排ガス中の水銀を低減する方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、セメントキルンから排出される排ガスから水銀を多く含有しているダストを分離し、該ダストを加熱して、ダスト中の水銀を揮発させ、ダストから水銀を分離することで排ガス中の水銀を低減する方法が採用されている。しかし、かかる加熱によって水銀をダストから揮発させる場合には、水銀の沸点（３５６．７３℃）よりも高温に加熱する必要がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、水銀等を含む汚染土壌等を、減圧空間に密封することで、前記汚染土壌から水銀等の揮発性の汚染物質を揮発させて、土壌から汚染物質を除去する方法が記載されている。
【０００５】
しかし、前記ダストに含まれる水銀は微量で、且つ前記ダスト中の未燃炭素などに吸着しているため、特許文献２に記載のように減圧しただけではダストから水銀を十分揮発させて除去することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５５５３１号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、セメント焼成排ガスから分離した水銀を多く含んだダストを水銀の沸点以下の低温で加熱し、該ダストから水銀を効果的に揮発、分離することで排ガス中の水銀を効率よく低減することができる排ガスの処理方法および排ガス処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる排ガスの処理方法は、セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離工程と、分離した前記ダストを０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下の圧力下で、１６０℃以上３４０℃以下に加熱する減圧加熱工程とを実施する。
【０００９】
本発明によれば、セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離工程と、前記ダストを０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下の圧力下で、１６０℃以上３４０℃以下に加熱する減圧加熱工程とを実施することによって、比較的低温の加熱でも前記排ガス中のダストから水銀を除去することができる。
【００１０】
本発明の一態様として、前記減圧加熱工程で前記ダストから揮発した水銀を含むガスを、活性炭に接触させる活性炭処理工程を実施してもよい。
【００１１】
前記減圧加熱工程で発生した水銀を含むガスを活性炭に接触させることで、水銀を前記ガスから除去することができる。
【００１２】
また、排ガス処理装置にかかる本発明は、セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離装置と、前記ダストから水銀を除去する水銀除去装置とを備え、前記水銀除去装置は、前記ダストを導入する本体部と、前記本体部内を０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下に減圧する減圧装置と、前記本体部内を１６０℃以上３４０℃以下に加熱する加熱装置とを備えている。
【００１３】
ダストの水銀除去装置にかかる本発明の一態様として、前記水銀除去装置は、内部に活性炭層が備えられた槽本体と、前記槽本体に前記本体部内で発生したガスを導入するガス導入路とを備えた活性炭処理装置をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、セメントキルンから排出される排ガス中の水銀を効率よく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置を示した図。
【図２】本発明の実施例に用いた試験装置を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る排ガスの処理方法および排ガス処理装置の実施の形態について説明する。
【００１７】
本実施形態の排ガス処理装置１０は、
セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離装置と、
前記ダストから水銀を除去する水銀除去装置とを備え、前記水銀除去装置は、前記ダストを導入する本体部と、前記本体部内を０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下に減圧する減圧装置と、前記本体部内を１６０℃以上３４０℃以下に加熱する加熱装置とを備えている。
【００１８】
具体的には、本実施形態の排ガス処理装置１０の前記分離装置は、例えば、図１に示すように、セメント製造設備１００のセメントキルン２に連結され、前記セメントキルン２からの排ガスが導入されるように構成されている。
前記セメントキルン２には、例えば、図１に示すように、予熱器３ａおよび仮焼炉３ｂとを備えた加熱装置３が接続されており、前記加熱装置３の最下流から排出される排ガスが前記分離装置５に導入されるべく構成されている。
【００１９】
前記分離装置５は、沈降室５ａと、スタビライザー５ｂと、電気集塵機５ｃと、バグフィルター５ｄとを備えており、これらにおいてそれぞれ排ガス中からダストが捕捉される。前記沈降室５ａ、スタビライザー５ｂ、電気集塵機５ｃ、バグフィルター５ｄには、それぞれダスト排出経路７が備えられ、該ダスト排出経路７は、ダスト貯留部４ａに接続されて、前記分離装置５で分離されたダストを前記ダスト貯留部４ａに貯留すべく構成されている。
前記沈降室５ａ、スタビライザー５ｂ、電気集塵機５ｃ、バグフィルター５ｄには、それぞれに、排ガス中のダストを分離した後のガスを排出する排出経路が備えられており、ダスト分離後のガスを、前記沈降室５ａから前記スタビライザー５ｂへ、さらに、電気集塵機５ｃ、バグフィルター５ｄの順で導入して、前記バグフィルター５ｄの排出経路８から排ガス処理装置１０外へ排出される。
【００２０】
本実施形態の排ガス処理装置１０には、前記分離装置５で分離されたダストから水銀を除去する水銀除去装置１が備えられている。
前記水銀除去装置１の前記本体部１ａは、前記ダスト貯留部４ａと接続され、内部に前記ダスト貯留部４ａからのダストが収容可能に構成されている。
前記本体部１ａとしては、例えば、ステンレス等の金属製容器等が好適に用いられる。
前記本体部１ａには、例えば、セラミックフィルター等のフィルターが備えられていてもよい。
【００２１】
前記減圧装置は、前記本体部１ａ内を減圧する装置であればどのような装置であってもよいが、例えば、前記本体部１ａの上部に接続された排気管と、前記排気管に取り付けられた真空ポンプとを備えた装置等が挙げられる。
【００２２】
前記加熱装置は、前記本体部１ａの収容部を加熱するように前記本体部１ａの周囲に配置されていることが好ましい。前記加熱装置としては、例えば、電熱器や熱風発生器等の外熱ジャケット等が挙げられる。
【００２３】
本実施形態の水銀除去装置１には、内部に活性炭層が備えられた槽本体と、前記槽本体に前記本体部内で発生したガスを導入するガス導入路とを備えた活性炭処理装置１ｂがさらに備えられている。
前記活性炭処理装置１ｂは、内部に活性炭層が備えられた槽本体と、前記槽本体に前記本体部内で発生したガスを導入するガス導入路１１ａとを備えている。
前記槽本体には、さらに、前記槽本体内部のガスを排出するガス排出路１１ｂが接続されている。
【００２４】
前記水銀除去装置１の本体部１ａには処理ダスト排出経路９が備えられ、該処理ダスト排出経路９は、セメント原料が貯留されている原料貯留供給部４に接続されている。
【００２５】
前記原料貯留供給部４には、セメント原料粉砕装置６において粉砕されたセメント原料が導入され、セメント製造設備１００へセメント原料を供給するべく供給経路４ｂが備えられている。
尚、前記原料貯留供給部４と前記ダスト貯留部４ａとは、前記ダスト貯留部４ａから前記原料貯留供給部４にダストを導入可能に接続されている。
【００２６】
一方、前記活性炭処理装置１ｂのガス排出路１１ｂは、前記分離装置５においてダストと分離されたガスを排出する前記排出経路８と接続されている。
【００２７】
次に、前記排ガス処理装置１０を用いて行う排ガスの処理方法について説明する。
【００２８】
本実施形態のセメント焼成排ガスの処理方法は、
セメントキルンから排出され且つ水銀を含む排ガスからダストを分離する分離工程と、
前記ダストを０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下の圧力下で、１６０℃以上３４０℃以下に加熱する減圧加熱工程とを実施する方法である。
さらに、本実施形態の排ガスの処理方法では、前記減圧加熱工程で前記ダストから揮発した水銀を含むガスを、活性炭に接触させる活性炭処理工程を実施する。
【００２９】
（分離工程）
前記セメントキルン２から排出された排ガスを前記分離装置５に導入して、排ガス中のダストと、ガスとに分離する。
具体的には、排ガスを、まず、前記分離装置５の沈降室５ａに導入し、ダストとガスとに分離する。前記沈降室５ａの排出経路から排出されたガスを次にスタビライザー５ｂに導入し、ダストとガスとに分離する。同様に、該ガスを、電気集塵機５ｃ、バグフィルター５ｄの順に導入し、それぞれの装置中でダストを分離して各装置のダスト排出経路７から前記ダスト貯留部４ａに導入する。
【００３０】
一方、前記バグフィルター５ｄの排出経路８から排出された排ガスを、排ガス処理装置１０の外へ排出する。
【００３１】
（減圧加熱工程）
次に、前記ダストを０．７６ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下の圧力下で、１６０℃以上３４０℃以下に加熱する減圧加熱工程を実施する。
具体的には、前記ダスト貯留部４ａに貯留されたダストの一部を、前記水銀除去装置１の本体部１ａの収容部に導入する。
そして、前記本体部に接続された減圧装置の前記真空ポンプを稼動させて、前記本体部の収容部を減圧する。
このとき、前記収容部内の圧力が、０．７６０ｋＰａ以上７４．４ｋＰａ以下、好ましくは、２．３０ｋＰａ以上９．９２ｋＰａ以下になるように前記減圧装置で減圧する。
尚、前記ダスト貯留部４ａに貯留されたダストの内、前記水銀除去装置１に供給しない分は、直接前記原料貯留供給部４に導入してもよい。
【００３２】
前記減圧装置を稼動させて、前記収容部内の圧力が前記圧力になった後に、前記加熱装置で前記収容部内を、１６０℃以上３４０℃以下、好ましくは２００℃以上２５０℃以下に加熱する。
【００３３】
前記圧力および温度に到達した状態を、１０分以上１２０分以下、好ましくは２０分以上６０分以下保持することで減圧加熱工程を実施する。
【００３４】
尚、前記減圧装置と前記加熱装置とを同時に稼動させて減圧と同時に加熱を開始してもよい。
【００３５】
減圧加熱工程において、前記ダストに含まれる水銀は揮発してダストから除去される。通常は水銀の沸点以上の高温に加熱しなければ、ダストから十分に水銀を揮発させることは難しいが、前記圧力にまで減圧して水銀の沸点を低下させ、ダストを加熱することで、加熱温度を低くしてもダストから水銀を揮発させて除去することができる。
【００３６】
本実施形態では、さらに、排ガスを、セメントキルン２から前記分離装置５に導入するまでに、予熱器３ａおよび仮焼炉３ｂを経由させているため、粒径の大きいダストは前記予熱器３ａにおいて分級されてセメントキルン２へ戻される。
つまり、水銀除去装置１に導入されるダストは、非常に微細なダストである。
かかる微細なダストに含まれる微量の水銀をダストから除去する場合に、本実施形態のダストの水銀除去方法は適している。
【００３７】
前記減圧加熱工程を実施した後は、ダストのみを本体部１ａから取り出し、前記原料貯留供給部４へ導入する。
前記原料貯留供給部４に収容されたダストは水銀が除去されているため、前記原料貯留供給部４に導入して、セメント原料とともにセメントキルンに返送した場合でも、前記セメントキルンから排出される排ガス中の水銀濃度を上げるおそれがない。
【００３８】
（活性炭処理工程）
一方、前記本体部１ａの内部には、前記減圧加熱処理工程においてダストから揮発した水銀を含むガスが溜まっている。かかるガスを本体部から前記活性炭処理装置１ｂに導入し、内部の活性炭層に接触させる。前記活性炭層に接触したガス中の水銀は、活性炭に吸着されるため、ガス中から水銀が除去される。
尚、前記本体部の内部にフィルターが備えられている場合には、本体部１ａからガスを排出する場合に、ダストを分離したガスを本体部から排出することができる。
本実施形態では、前記活性炭処理装置１ｂのガス排出路１１ｂから排出されたガスを、前記分離装置５の排出経路８に送り、前記分離装置５でダストと分離されたガスとともに外部へ排出する。
【００３９】
尚、本実施形態では、前記分離装置５として、沈降室５ａと、スタビライザー５ｂと、電気集塵機５ｃと、バグフィルター５ｄとを備えたものを用いたが、分離装置としては、排ガス中のダストを分離できる装置であれば、これに限られるものではない。例えば、電気集塵機のみを備えた分離装置であってもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、排ガス処理装置に前記水銀除去装置１が一台備えている場合について説明したが、排ガス処理装置には前記水銀除去装置が複数台備えられていてもよい。この場合、切り替え運転が可能となり、一の水銀除去装置が清掃やメンテナンスが必要な状態になった場合にも、他の水銀除去装置を稼動させることで、連続処理が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では水銀除去装置１に活性炭処理装置が備えられ、前記本体部で揮発した水銀を含む排ガスを活性炭処理工程で処理する場合について説明したが、本発明は、前記活性炭処理装置を備えること、および活性炭処理工程を実施することに限定されるものではない。
【００４２】
尚、本実施形態にかかる排ガスの処理方法および排ガス処理装置は以上のとおりであるが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【実施例】
【００４３】
以下に実施例を示して、本発明にかかる排ガスの処理方法および排ガス処理装置および方法についてさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
本実施例では、図２に示す試験装置を用いた。
試験装置は、ステンレス製の本体部（容積２００ｍｌ）と、前記本体部の周囲に配置された加熱装置としての電気ヒーターと、前記本体部と排気管を介して接続されている減圧装置としての真空ポンプとを備えている。
さらに、試験装置には、前記本体部内に空気を送るための送気管を介して空気ホンベが備えられている。
前記排気管および前記送気管にはそれぞれ手動バルブが取り付けられ、前記送気管には、流量計が取り付けられている。
【００４５】
前記試験装置の前記本体部内に、セメント製造設備の電気集塵機で捕集されたＥＰダスト（水銀濃度：Ｈｇ濃度として１１ｍｇ/ｋｇ）を３０ｇ収容した。
排気管のバルブを開いて、真空ポンプで本体部内部を表１に記載の各圧力にまで減圧すると同時に、電気ヒーターで前記本体部内部を表１に記載の各温度に加熱した。
表１に記載の各温度および各圧力の状態を表１に記載の時間保持した後、電気ヒーターを停止して加熱を止め、且つ、真空ポンプで排気しながら、前記空気ボンベから０．５リットル／分の流速で１０分間空気を流して、本体部内部のガスを排出した。
【００４６】
その後、ダストを取り出して、ダストの水銀濃度を測定した結果から、下記の式によって水銀除去率を求めた。
水銀除去率（％）＝（減圧加熱処理前水銀濃度−減圧加熱処理後水銀濃度）÷減圧加熱処理前水銀濃度×１００
前記水銀除去率および各圧力における水銀の沸点を表１に記載した。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１の結果から以下のようなことがわかる。
大気圧下（１０１ｋＰａ）で加熱処理を行った比較例１乃至３では３５０℃以上の高温に加熱しなければ、水銀除去率が低い。
一方、大気圧よりも低い圧力である０．７６〜７４．４ｋＰａに減圧した実施例１乃至５では、３４０℃以下の温度でも水銀除去は８５％を超えていた。
尚、減圧した状態でも、加熱しなかった比較例５および１２０℃という比較的低温に加熱した比較例４では、水銀除去率は低かった。
【符号の説明】
【００４９】
１…水銀除去装置、２…セメントキルン、５…分離装置、１０…排ガス処理装置。
【図１】
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【図２】
2014117675.tif 000005