(57)【要約】【課題】  セメント製造の操業への影響を小さくするとともに高塩素含有の産業廃棄物の処理量を増加させることができるセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置を提供する。【解決手段】  本発明の排ガスの処理方法は、セメントキルン４１から排出される排ガスＧの一部をプローブ４３により抽気し、この抽気された排ガスＧを冷却ファン４４により塩素化合物の融点以下に冷却し、この冷却した排ガスに含まれるダストを冷却ファン４６によりさらに冷却すると同時に冷却チャンバ４５により捕集し、この捕集されたダストを分級機５０により粗粉分と細粉分に分級し、分級後のそれぞれのダストを再利用または廃棄することを特徴とする。【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る排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理方法であって、
前記抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集工程と、この捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級する分級工程と、分級後のそれぞれのダストを再利用または廃棄する処理工程とを備えてなることを特徴とするセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記ダスト捕集工程は、前記冷却した排ガスに含まれる粗粒ダストを分離・捕集する粗粒ダスト捕集工程と、前記排ガスに含まれる前記粗粒ダストを除く残余ダストを捕集する残余ダスト捕集工程とからなり、
前記分級工程は、前記粗粒ダストをさらに粗粉分と微粉分に分級する分級工程であり、分級された前記粗粉分をセメント原料として前記セメントキルンに戻すことを特徴とする請求項１記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
【請求項３】
前記分級工程における粗粉分と微粉分とに分級する分級粒径は、５μｍ以上かつ６０μｍ以下の範囲にて任意に調整可能であることを特徴とする請求項１または２記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
【請求項４】
前記再利用は、セメントへの添加、セメント原料として再利用、セメント系固化剤に添加のいずれか１種または２種以上であることを特徴とする請求項１、２または３記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
【請求項５】
前記セメント原料として再利用する際に、付着する塩素化合物を水洗により除去することを特徴とする請求項４記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
【請求項６】
前記廃棄は、前記ダスト、前記細粒分および前記残余ダスト、のいずれかをセメント系固化材を用いて固化した後に廃棄することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載のセメント焼成設備における排ガスの処理方法。
【請求項７】
セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理装置であって、
前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集手段と、この捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級する分級手段とを備えてなることを特徴とするセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
【請求項８】
前記ダスト捕集手段は、前記冷却した排ガスに含まれる粗粒ダストを分離・捕集する粗粒ダスト捕集手段と、前記排ガスに含まれる前記粗粒ダストを除く残余ダストを捕集する残余ダスト捕集手段とからなり、
前記分級手段は、前記粗粒ダストをさらに粗粉分と微粉分に分級する分級手段からなり、
分級された前記粗粉分をセメント原料として前記セメントキルンに戻す搬送手段を備えていることを特徴とする請求項７記載のセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
【請求項９】
前記抽気手段により抽気される排ガスの量は、前記セメントキルンから排出される排ガスの総量の２容量％以上であることを特徴とする請求項７または８記載のセメント焼成設備における排ガスの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、セメント焼成設備から排出される塩素化合物を含む排ガスの一部を抽気する際の抽気率が特に高く、しかも、この排ガスがセメント焼成設備に与える影響を小さくすることが可能なセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメント製造設備を用いた産業廃棄物処理の処理量が増加するに伴って、この産業廃棄物に含まれる塩素等の揮発性成分がセメントキルン内で増加してきている。塩素等の揮発性成分は、セメントの品質を低下させるのみならず、セメントキルンを含むセメント製造設備全体の操業に悪影響を及ぼすため、この塩素等の揮発性成分を取り除く対策として、セメント製造設備に塩素等の揮発性成分を取り除く塩素バイパス装置を設置することが行われている。
この塩素バイパス装置は、セメントキルンと予熱機との間で排ガスの揮発と凝縮を繰り返し行われることにより濃縮された塩素等の揮発性成分を取り除くために、セメントキルンの窯尻にて排ガスの一部を抽気し、冷却することにより、塩素化合物を主成分とする揮発性成分を固化させた塩素バイパスダストを生成させ、この塩素バイパスダストをセメント製造設備外に排出することで、塩素化合物をセメントキルンから除去する装置である（例えば、特許文献１、２参照）。
ここで、従来の塩素バイパス装置についてより具体的に説明する。
【０００３】
図６は従来の塩素バイパス装置の一例を示す模式図であり、図において、１はセメント原料Ｍを焼成するロータリキルン、２はロータリキルン１から排ガスｇを抽気するプローブ、３は抽気した排ガスｇを塩素化合物の融点以下すなわち６００〜７００℃に瞬間的に冷却する冷却器、４は冷却器３に冷却用空気を送るファン、５は冷却された排ガスｇに含まれるダストを分級するサイクロン型分級器、６は排ガスｇの熱交換を行う間接型空冷熱交換器、７は間接型空冷熱交換器６に冷却用空気を送るファン、８は間接型空冷熱交換器６から排出される排ガスｇから残余ダストを捕集する集塵機、９は集塵機８から排ガスを排出するファン、１０は間接型空冷熱交換器６および集塵機８から排出される塩素を高濃度で含むダストＷを貯留する貯留サイロ、１１は塩素を高濃度で含むダストＷを貯留し供給するホッパ、１２は貯留サイロ１１から排出されるダストＷの重量を測定する計量器、１３はダストＷをロータリキルン１から排出されたセメントクリンカＣに混合するために搬送する輸送装置である。
【０００４】
この塩素バイパス装置では、プローブ２を用いてロータリキルン１から排ガスｇの一部を抽気し、この排ガスｇをプローブ２に冷風を導入することにより抽気した排ガスｇを塩素化合物の融点以下に冷却し、塩素バイパスダストＷを生成させる。
次いで、この塩素バイパスダストＷをサイクロン型分級器５にて７〜１０μｍ程度を粗粒分と細粒分とに分級する分級粒径として分級し、分級された粗粒分をロータリキルン１に戻し、サイクロン型分級器５で集塵されない細粒側のダストＷを間接型空冷熱交換器６及びホッパ１１を経由して系外へ除去することにより、セメントキルン１にて循環濃縮した塩素分を減少させる。
この塩素バイパス装置をセメントキルン１に取り付けることによって、セメントキルン１から排出される高温の排ガスの内僅か２％以内の抽気ガス量で、セメントキルン１に持ち込まれる塩素量の３０〜６０％を除去することができる。
【０００５】
図７は従来の高抽気型塩素バイパス装置の一例を示す模式図であり、セメントキルンの窯尻部における排ガスの抽気率を２％〜５％の範囲に適用できる装置である。図において、２１はセメント原料を焼成するロータリキルン、２２はロータリキルン２１に接続されるプレヒータライジングダクト、２３は排ガスｇの一部を抽気する二重管構造のプローブ、２４は抽気した排ガスｇを冷却する第１の冷却器、２５は冷却された排ガスｇに含まれるダストを分級するサイクロン型分級器、２６はダストが分離された排ガスｇを冷却する第２の冷却器、２７は排ガスｇ中に残留するダストを捕集する集塵機、２８は集塵機２７から排ガスを排出する吸引ファン、２９は第２の冷却器２６および集塵機２７から排出される塩素を高濃度で含むダストを貯留するダストタンクである。
プローブ２３、第１の冷却器２４および第２の冷却器２６には、それぞれ冷風ファン３０〜３２が接続されている。
【０００６】
この高抽気型塩素バイパス装置では、二重管構造のプローブ２３により、ロータリキルン２１からの排ガスの一部を抽気しつつ温度４００〜６００℃にまで一次冷却した後、第１の冷却器２４により３００〜４００℃にまで二次冷却し、その後、サイクロン型分級器２５により二次冷却された排ガス中のダストを粗粉と微粉とに分級して粗粉をロータリキルン２１に戻すとともに、微粉を含む排ガスを第２の冷却器２６により１００〜２００℃にまで最終冷却し、集塵機２７により冷却された排ガスから微粉を回収している。
一方、セメントキルン２１外に除去された塩素バイパスダストは、セメントクリンカ等に添加、またはセメントの仕上ミルに直接供給することにより、セメント粉砕系にて処理されるか、または、この塩素バイパスダストを水を用いて洗浄することにより塩素分を取り除き、残渣をセメント原料として再利用することにより、セメントキルン２１系にて循環し濃縮した塩素によるセメントキルン２１系への操業に悪影響を及ぼさないようにしている。
【特許文献１】特許第３３８７１４号公報
【特許文献２】国際公開第００／１２４４４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の図６に示す塩素バイパス装置では、高塩素含有の産業廃棄物の使用量が増加するのに伴いセメントキルン系に持ち込まれる産業廃棄物中の塩素量が増加してくるため、脱塩処理が不十分なものとなり、十分な塩素をセメントキルン１から除去することができないという問題点があった。
塩素量が増加した場合、より多くの排ガスを抽気することができる塩素バイパス装置が要求され、従来では窯尻における排ガスの抽気量が２％以内であったものが、２〜５％もしくはこれ以上の抽気量が必要となってくる。
また、この塩素バイパス装置の場合、装置を大型化すると、抽気した排ガスを均一に冷却することが難しくなるという問題点もある。そこで、図７に示す様な冷却段数を増加させて均一な冷却を行う高抽気型塩素バイパス装置が提案されたのである。
【０００８】
しかしながら、この高抽気型塩素バイパス装置では、次のような問題点があった。
（１）冷却工程を、プローブ、第１の冷却器および第２の冷却器の３段階とし、抽気される排ガスに含まれるダストをサイクロン型分級器により分級する工程を含むので、排ガスの流路におけるガス通風抵抗が高くなり、窯尻において排ガスを多量に抽気するには、設備の耐圧性能や吸込ファンの性能を高くする必要がある。
（２）分級された粗紛をセメントキルンに戻していたため、抽気した排ガスに含まれる塩素量のうち、バイパスされることなく戻された粗粉に含まれる塩素量に相当するものだけ、更にセメントキルンの窯尻部から抽気する排ガスの量を増加させる必要があり、塩素バイパスシステムそのものが過大なものとなる。
この場合、プローブも大型化する必要があるが、セメントキルンの窯尻部には大型化したプローブを設置するのに十分なスペースが無く、そこで、窯尻部の２カ所それぞれにプローブを設置することや、プローブでの抽気ガス速度を速くすることで抽気する排ガスの総量を増加させる等、プローブ設置における問題点が大きくなっている。
【０００９】
（３）セメントキルンの窯尻部から抽気される排ガスの量を多くする必要があることにより、抽気される多量の排ガスによるエネルギー損失が増加し、セメントの焼成効率が低下する。したがって、セメント製造の操業に与える影響が大きくなる虞がある。
（４）第２の冷却器には、主に間接型空気冷却装置が用いられていたので、この冷却装置の内部に塩化物スケールが付着する等により、冷却性能が低下し、抽気される排ガスの量が低下させざるを得なくなる。
【００１０】
さらに、従来の塩素バイパス装置や高抽気型塩素バイパス装置は、サイクロン型分級器にて分級された粗粒部分をセメントキルンに戻すことにより、捕集されるダストを最小限とし、後のダスト処理を容易にすることに特徴がある。
したがって、サイクロン型分級器にて分級された粗粒部分をセメントキルンに戻すこと等を行わず、抽気ガス中に含まれるダストの全量を捕集すると、捕集されたダストの量が多くなり、ダスト処理における問題点が大きくなるという傾向があった。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、セメントキルンから抽気される排ガスの量を増加させても、セメント製造の操業への影響を小さくすることができ、しかも、抽気される排ガス中に含まれる高塩素含有ダストの処理をより容易に行うことが可能であり、さらに、セメント製造の操業への影響を小さくするとともに高塩素含有の産業廃棄物の処理量を増加させることが可能なセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、セメント焼成設備から抽気された排ガスを塩素化合物の融点以下に冷却して該排ガスに含まれるダストを捕集し、この捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級することにより、セメント焼成設備から抽気される排ガスの量を増加させることができ、抽気される排ガス中に含まれる塩素化合物含有ダストの処理を容易に行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法は、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理方法であって、前記抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集工程と、この捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級する分級工程と、分級後のそれぞれのダストを再利用または廃棄する処理工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
この様な構成とすることにより、ダスト捕集工程により冷却した排ガスに含まれるダストを捕集し、分級工程により捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級することにより、セメント焼成設備から抽気される排ガス量を増加させた場合であっても、従来例と比較して抽気する排ガス量を比較的低く抑えることが可能になり、よって、セメント製造の操業への影響を低く抑えることが可能になる。
しかも、捕集されたダストの処理を容易に行うことができることにより、高塩素含有の産業廃棄物の処理をより増加することが可能になる。
【００１５】
この排ガスの処理方法は、前記ダスト捕集工程を、前記冷却した排ガスに含まれる粗粒ダストを分離・捕集する粗粒ダスト捕集工程と、前記排ガスに含まれる前記粗粒ダストを除く残余ダストを捕集する残余ダスト捕集工程とにより構成し、前記分級工程を、前記粗粒ダストをさらに粗粉分と微粉分に分級する分級工程とし、分級された前記粗粉分をセメント原料として前記セメントキルンに戻すことが好ましい。
【００１６】
この様な構成とすることにより、粗粒ダストを分離・捕集する粗粒ダスト捕集工程にて捕集されたダストを、さらに粗粉分と微粉分に分級し、この粗粉分をセメント焼成設備に戻すので、処理装置の効率を損なうことなく、処理するダスト量が少なくなり、ダスト処理がより容易となる。
【００１７】
前記分級工程における粗粉分と微粉分とに分級する分級粒径は、５μｍ以上かつ６０μｍ以下の範囲にて任意に調整可能とすることが好ましい。
この様な構成とすることにより、分級して得られた粗粉分や微粉分の塩素濃度を任意に変更することが可能となり、それぞれの処理方法に応じた塩素濃度のダストを得ることが可能になり、ダストの有効利用を図ることが容易となる。
【００１８】
この排ガスの処理方法は、前記再利用を、セメントへの添加、セメント原料として再利用、セメント系固化剤に添加のいずれか１種または２種以上であることが好ましい。
この様な構成とすることにより、セメントへの添加による影響を小さくすることが可能となる。しかも、セメント原料として塩素濃度の低い粗粉分のみを直接循環利用しても、セメント焼成設備に再び持ち込まれる塩素量を極めて低く抑えることが可能となる。
【００１９】
この排ガスの処理方法は、前記セメント原料として再利用する際に、付着する塩素化合物を水洗により除去することが好ましい。
この様な構成とすることにより、塩素濃度が比較的高い細粉分をもセメント原料として再利用する場合においても、ダストに付着する塩素化合物が水洗により容易に除去され、その結果、このダストに含まれる塩素化合物の量が極めて僅かなものとなる。
よって、このダストをセメント原料として再利用した場合においても、このセメント焼成設備から外部へ取り出された塩素は、再びセメント焼成設備に持ち込まれることが無く、セメント製造設備の操業に与える影響を無くすことができる。
【００２０】
この排ガスの処理方法は、前記廃棄を、前記ダスト、前記細粒分および前記残余ダスト、のいずれかをセメント系固化材を用いて固化した後に廃棄することが好ましい。
この様な構成とすることにより、ダストに含まれる塩素化合物がセメント系固化材により封じ込められ、外部に漏れ出す虞がなくなる。
【００２１】
本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理装置は、セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気し、この抽気された排ガスから塩素化合物を除去するセメント焼成設備における排ガスの処理装置であって、前記セメントキルンから排出される排ガスの一部を抽気する抽気手段と、この抽気された排ガスを前記塩素化合物の融点以下に冷却する冷却手段と、この冷却した排ガスに含まれるダストを捕集するダスト捕集手段と、この捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級する分級手段とを備えてなることを特徴とする。
【００２２】
この排ガスの処理装置では、ダスト捕集手段により冷却した排ガスに含まれるダストを捕集し、分級手段により捕集されたダストを粗粒分と細粒分に分級することにより、セメント焼成設備から抽気される排ガス量をセメントキルンから排出される排ガス量に対して２容量％以上に増加させた場合であっても、塩素の除去効率が高くなり、セメント製造の操業への影響を小さく抑えることが可能になる。
しかも、捕集されたダストの処理が容易であるので、高塩素含有の産業廃棄物の処理をより増加させることが可能になる。
【００２３】
前記ダスト捕集手段を、前記冷却した排ガスに含まれる粗粒ダストを分離・捕集する粗粒ダスト捕集手段と、前記排ガスに含まれる前記粗粒ダストを除く残余ダストを捕集する残余ダスト捕集手段とにより構成し、前記分級手段を、前記粗粒ダストをさらに粗粉分と微粉分に分級する分級手段とし、分級された前記粗粉分をセメント原料として前記セメントキルンに戻す搬送手段を備えていることが好ましい。
【００２４】
この排ガスの処理装置では、粗粒ダスト捕集手段により捕集されたダストをさらに分級し、塩素分の少ない粗粉分を直接セメント焼成設備に戻すことが可能になり、処理装置の塩素除去効率を損なうことが無く、処理するダスト量を少なくすることが可能になり、ダスト処理がより容易となる。
【００２５】
前記抽気手段により抽気される排ガスの量は、前記セメントキルンから排出される排ガスの総量の２容量％以上であることが好ましい。
この様な構成とすることにより、抽気される排ガスの量を従来の塩素バイパス装置より増加させることが可能になり、その結果、セメント焼成設備から取り除かれる塩素化合物の量が多くなり、高塩素含有の産業廃棄物の処理量をますます増加させることが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法によれば、セメント焼成設備から抽気される排ガス量を増加させた場合であっても、抽気する排ガス量を比較的低く抑えることができる。したがって、セメント製造の操業への影響を低く抑えることができる。
しかも、捕集されたダストの処理を容易に行うことができるので、高塩素含有の産業廃棄物の処理をより増加させることができる。
【００２７】
本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理装置によれば、セメント焼成設備から抽気される排ガス量をセメントキルンから排出される排ガス量に対して２容量％以上に増加させた場合であっても、塩素の除去効率を高めることができ、セメント製造の操業への影響を低く抑えることができる。
しかも、捕集されたダストの処理が容易であるので、高塩素含有の産業廃棄物の処理をより増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のセメント焼成設備における排ガスの処理方法及び処理装置の一実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理装置を示す模式図であり、図において、４１はセメント原料を焼成するセメントキルン、４２はセメントキルン４１に接続されるプレヒータライジングダクト、４３は先端部がプレヒータライジングダクト４２に挿入されたプローブ（抽気手段）、４４は冷却ファン（冷却手段）、４５は冷却チャンバ（粗粒ダスト捕集手段）、４６は冷却ファン、４７はバッグフィルタ（残余ダスト捕集手段）、４８は吸引ファン、４９はダストサイロ、５０は分級機（分級手段）である。
【００３０】
プローブ４３は、二重管構造のもので、セメントキルン４１から排出される排ガスＧの一部を抽気し、この抽気した排ガスＧを冷却ファン４４からの冷却空気により塩素化合物の融点以下、すなわち７００℃の温度以下にまで冷却するものである。通常は、４００℃から６００℃の範囲にまで冷却される。
【００３１】
冷却チャンバ４５は、チャンバ内で冷却ファン４６により抽気された排ガスＧを冷却すると同時に、この排ガスＧに含まれる粒径が１００μｍ以上の粗粒ダストを分離・捕集するものである。
このチャンバ４５は、高抽気型に伴う抽気した排ガスＧと冷却空気の混合性の低下を防止することが可能なものが好ましい。
【００３２】
チャンバ４５内に導入された排ガスＧは、冷却ファン４６により供給される冷却空気と共にチャンバ内部で旋回されることにより、後続するバッグフィルタ４７の耐熱温度以下にまで冷却される。同時に、この排ガスＧに含まれる粒径１００μｍ以上の粗粒ダストが分離される。この粗粒ダストは、短時間での冷却が困難であり、後続するバッグフィルタ４７の濾布を損傷する虞があるために、バッグフィルタ４７の前段で取り除く必要がある。
【００３３】
粗粒ダストの分離性能としては、粒径１００μｍ以上の粗粒ダストを排ガスＧから分離できるものであればよいが、排ガスＧに含まれる粒径数十μｍ以上のダストをも分離することができることが好ましい。
塩素化合物のダストへの付着傾向は、チャンバ４５にて捕集されるダストはバッグフィルタ４７で捕集されるダストと比較して塩素化合物が付着する割合が小さく、さらに、ダストの粒径からは、粗い粒子のダストほど、塩素化合物が付着する割合が小さい。したがって、排ガスＧに含まれる数十μｍ以上のダストを、予め冷却チャンバ４５で分離・捕集し、この捕集したダストを再度分級することにより得られた粗粒分は、塩素化合物を殆ど含有しておらず、セメント原料として再度利用することができる。
【００３４】
バッグフィルタ４７は、粒径１００μｍ以上、もしくは数十μｍ以上の粗粒ダストが取り除かれた排ガスＧ’から、さらに粒径が小さく塩素分が凝固付着したダストを取り除くもので、濾布の耐熱温度は１５０℃以上のものである。
【００３５】
分級機５０は、ダストサイロ４９に貯留された捕集ダストを粗粉分と細粉分に分級するもので、粗粉分と細粉分とに分級する分級粒径が変更可能な構造のものが好ましく、例えば、遠心式分級機が好適に用いられる。
この粗粉分と細粉分とに分級する分級粒径は、５μｍ以上かつ６０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。
【００３６】
この分級粒径は、排ガスＧから分離されたダストに対する処理の要求により異なる。
排ガスＧから分離されたダストの主な処理方法としては、例えば、
（１）セメントに添加
（２）セメント系固化材に添加
（３）セメント原料として再利用
（４）セメント系固化材にて固化して廃棄処分
（５）その他の方法によるセメント系外への処理
等がある。
【００３７】
通常は、「（１）セメントに添加」が優先的に行われるが、産業廃棄物の使用量が増加するのに伴って、セメントキルン４１から抽気される排ガスＧに含まれるダストの量も増加する。この場合、このダストの全量をセメントに添加すると、セメントの品質に問題が生ずる虞がある。そこで、セメントに添加するダストの量を制限し、残ったダストを上記の（２）〜（５）のいずれかの処理方法またはこれらの処理方法の組み合わせにより処理を行うこととなる。
【００３８】
例えば、上記（１）の場合、ダスト添加量はセメント中の塩素含有量、塩素以外のダスト成分の含有量を許容範囲内に収める必要がある。
また、上記（２）の場合も同様である。
したがって、捕集されたダストを塩素含有量の異なる成分に分離することによって、要求される両成分の含有量の許容範囲内に収める添加が可能となる。
【００３９】
また、上記（３）の場合、塩素濃度の高いダストをセメント原料として循環使用すると、セメント製造設備の操業に悪影響を及ぼす虞があるので、塩素化合物の含有量が極力少ないダストを用いる必要がある。
そこで、ダストを水洗して塩素分を取り除いた後セメント原料として戻す方法、あるいは、上記に記載した様に、ダストを分級し塩素の含有量が少ない粗粉分をセメント原料として再利用する方法、のいずれかの方法が採られる。
【００４０】
水洗の場合、塩素を有用物として回収する際のアルカリ塩の回収量を増加させるために、塩素含有量の高い細かなダストが好ましい。
また、上記（４）の場合、廃棄処分量を極力少なくするために、塩素濃度の高い微粒子分のみを選択して廃棄処分することとし、残りの粗粉分はセメント原料として再利用する。
【００４１】
ここでは、分級機５０をダストサイロ４９の後段に設ける構成としたが、分級機５０は、必ずしもダストサイロ４９の後段に設ける必要はなく、例えば、上記のダストの一部をセメントに混合する場合、セメント粉砕設備に付設した構成としてもよい。
【００４２】
ダストの一部をセメントに混合する場合は、セメントに含まれる塩素濃度の管理値および塩素化合物以外のダスト成分の濃度の管理値により決定されるので、セメントに添加するダストは、塩素濃度が任意に選択できるものであることが好ましい。したがって、分級工程における分級粒径を変更し、目的に応じた塩素濃度のダストを得て、上記の両管理値を満足するセメントが得られる様に添加量を決定する。
【００４３】
ここで、セメントに添加されなかったダストについては、塩素濃度が僅かなダストは、直接セメント原料として再利用され、また、塩素濃度が高いダストが含まれる場合には、水洗またはセメント系固化材等により固化され、廃棄処分等、適切に処理される。
【００４４】
次に、本実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理方法について説明する。
（１）抽気および冷却
プローブ４３によりセメントキルン４１から排出される排ガスＧの２〜５容量％のガスを抽気し、冷却ファン４４からの冷却空気により抽気した排ガスＧを塩素化合物の融点以下にまで冷却する。
【００４５】
（２）粗粒ダストの捕集
冷却された排ガスＧを冷却チャンバ４５に導入し、冷却ファン４６により供給される冷却空気と共にチャンバ４５内部で旋回させることにより、バッグフィルタ４７の耐熱温度、例えば、２００℃以下にまで冷却される。同時に、この排ガスＧに含まれる粒径が１００μｍ以上もしくは数十μｍ以上であって塩素化合物の凝固・付着が比較的少ない粗粒ダストを分離・捕集する。
【００４６】
（３）残余ダストの捕集
粗粒ダストが取り除かれた排ガスＧ’をバッグフィルタ４７に導入し、この排ガスＧ’から、さらに、冷却チャンバ４５で捕集されなかった残余の細粒ダストを捕集する。
このバッグフィルタ４７では、凝固した塩素化合物の全てを濾布に付着したダスト層にて捕捉し、ダスト表面に付着させる。したがって、この残余ダストの塩素濃度は、冷却チャンバ４５にて捕集された粗粒ダストより塩素濃度が高くなる。
【００４７】
（４）ダストの貯留
ダストサイロ４９は、冷却チャンバ４５により分離・捕集された粗粒ダストと、バッグフィルタ４７により分離・捕集され多量の塩素化合物が凝固・付着した細粒ダストとを混合し、この混合ダストを貯留する。
また、捕集したダストの処理方法によっては、粗粒ダストと細粒ダストを別々のダストサイロ４９に貯留してもよい。
【００４８】
（５）ダストの分級
分級機５０により、混合ダストを粗粉分と細粉分に分級する。また、粗粒ダストと細粒ダストを別々のダストサイロ４９に貯留した場合は、処理の目的に応じて粗粒ダストのみを分級してもよい。
この粗粉分と細粉分とに分級する分級粒径は、５μｍ以上かつ６０μｍ以下の範囲にあり、粗粉分および細粉分各々の処理の用途により分級粒径を調整する。
【００４９】
例えば、粗粒分をセメント原料として直接循環使用する場合には、循環使用する粗粉分の塩素濃度を最小限とする必要があり、冷却チャンバ４５にて捕集された粗粒ダストのみを分級して循環使用することにより、セメント焼成設備に持ち込まれる塩素量を最小限に抑えることができる。
この粗粒ダストの分級粒径は、例えば、セメント原料として処理量を多くする場合の分級粒径は１０μｍで行うが、セメント原料として処理量よりもセメント焼成設備に持ち込まれる塩素量を少なくすることを優先する場合は、分級粒径は３０μｍ以上の範囲となる。
【００５０】
また、セメントやセメント系固化材に添加する場合は、添加された後のセメントやセメント系固化材に含まれる塩素成分やダスト成分の添加量の許容量が大きい場合には、分級を行わずに混合ダストの全てを添加することとなる。一方、塩素成分に比べてダスト成分の添加量の許容量が小さい場合には、分級粒径を小さくして分級し、得られた塩素濃度の高い細粒分のみを添加することとなる。
【００５１】
（６）ダストの再利用
粗粒分および細粒分各々の再利用としては、上述した様に、セメントやセメント系固化剤への添加、セメント原料として再利用のいずれか１種または２種以上が選択される。
セメント原料として再利用する場合は、上記の様に、分級後、粗粒分を直接利用することも可能であるが、多量のダストを再利用する場合は、ダストに含まれる塩素化合物を水洗により除去することが好ましい。
この様に、水洗したダストは、含まれる塩素化合物の量が極めて僅かなものとなるので、多量のダストをセメント原料として再利用することができる。
【００５２】
（７）ダストの廃棄処分
上記のダストの再利用で全てのダストの処理が賄われない場合には、ダストを廃棄処分とする。
通常は、セメント系固化材等により固化することにより、ダストに含まれる塩素化合物等が外部に漏れ出さない様に封じ込め、廃棄物処分場にて処分される。
【００５３】
本実施形態の排ガスの処理方法によれば、抽気された排ガスＧを塩素化合物の融点以下に冷却し、この冷却した排ガスＧをさらに冷却すると同時にそれに含まれる粗粒ダストを捕集し、さらに、細粒ダストを捕集し、捕集されたそれぞれのダストを目的に応じて分級し処分を行うので、捕集されたダストの処理方法の選択幅を拡げることができ、容易に処理を行うことができる。
また、ダストの一部をセメントキルン４１に戻すことなく、捕集した塩素化合物を含むダストの全量に対して適切な処理を行うので、セメント焼成設備から塩素化合物を有効に取り除くことができる。したがって、セメントキルン４１から抽気する排ガスＧの量を増加させても、セメント製造設備の操業に与える影響を小さくすることができる。
【００５４】
また、捕集されたダストの処理方法の選択幅を拡げることにより、セメントやセメント固化材等に添加した場合であっても、添加量を少なくすることができ、セメントの品質への影響を最小限に抑えることができる。
【００５５】
本実施形態の排ガスの処理装置によれば、ダストサイロ４９の後に、捕集ダストを粗粉分と細粉分に分級する分級機５０を設けたので、セメントキルン４１から排出される排ガス量に対して窯尻部から抽気される排ガス量を２容量％以上に増加させた場合であっても、塩素の除去効率を高くすることができ、セメント製造の操業への影響を小さく抑えることができる。
しかも、捕集されたダストの処理が容易であるから、高塩素含有の産業廃棄物の処理をより増加させることができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例１、２及び従来例について説明する。
［実施例１］
図１に示す本実施形態の排ガスの処理装置を用い、セメントキルン４１の窯尻部から抽気した排ガスＧから冷却チャンバ４５で分離して捕集された粗粒ダスト、バッグフィルタ（ＢＦ）４７にて分離して得られた細粒ダスト、上記の粗粒ダストおよび細粒ダストを収率重量比にて混合した全ダスト、それぞれについて、５０％通過粒径、塩素濃度および収率を測定した。
【００５７】
（１）５０％通過粒径
上記の粗粒ダスト、細粒ダスト、全ダストそれぞれについて粒度分布を測定し、５０％通過粒径（μｍ）を求めた。
測定には、マイクロトラック（ＭＫ−ＩＩ  粒度分布計、日機装（株）社製）を用いた。
【００５８】
（２）塩素濃度
日本工業規格ＪＩＳ Ｒ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」付属書法の「電位差測定法」に準拠して測定した。
（３）収率
粗粒ダスト、細粒ダストそれぞれを重量測定して収率を求めた。
これらの測定結果を表１および図２〜図５に示す。
【００５９】
【表１】
2006089298.tif 000003
【００６０】
図２は、本実施形態の排ガスの処理装置にて得られた全ダストの粒度分布を示す図であり、図３は同累積粒度分布を示す図である。このダストの塩素濃度は６６０００ｐｐｍであった。
図４は、冷却チャンバ４５にて分離・捕集された粗粒ダストと、バッグフィルタ（ＢＦ）４７にて分離して得られた細粒ダストそれぞれの粒度分布を示す図である。この粗粒ダストの塩素濃度は１９０００ｐｐｍ、細粒ダストの塩素濃度は１６７０００ｐｐｍであり、ダストの捕集比率（重量比）は、粗粒ダスト：細粒ダスト＝６８：３２であった。
図５は、上記の粒度分布およびダストの捕集比率から算出された本実施形態の冷却チャンバ４５におけるトロンプ配分率（部分分級効率）を示す図である。
【００６１】
図２、図４の粒度分布によれば、採取されたそれぞれのダストの粒度構成には大きな差が認められないにもかかわらず、それぞれのダストの塩素濃度には大きな差が認められた。その理由は、冷却チャンバ４５にて捕集した粗粒ダストでは、冷却した抽気ガス中で生成した塩素化合物のダスト表面への付着が少なく、一方、バッグフィルタ４７にて捕集した細粒ダストでは、生成した塩素化合物は、ほぼ全てが濾布の表面に集塵付着したダスト層にて捕捉されるためと考えられる。
この冷却チャンバ４５にて捕集した粗粒ダストの塩素化合物の付着濃度は、バッグフィルタ４７にて捕集した細粒ダストの塩素化合物の付着濃度の１１％であった。
【００６２】
［実施例２］
実施例１で得られた全ダスト、粗粒ダスト、細粒ダストそれぞれについて、分級機５０により分級して得られた粗粉分および微粉分の性状について試験を行った。試験項目および試験方法は次の通りである。
【００６３】
（４）分級試験
分級機５０を用い、下記の分級粒径（部分分級効率が５０％となる粒径）になる様に分級機５０を設定して全ダストの分級を行い、粗粉分、微粉分を採取して各々の重量を測定し、収率を求めた。
ここでは、分級粒径を１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍの４水準とした。
また、粗粉分、微粉分各々について上記と同様にして塩素濃度を測定した。
これらの測定結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
2006089298.tif 000004
【００６５】
また、上記の粗粒ダストの粗粉分および微粉分、細粒ダストの粗粉分および微粉分それぞれについて、分級粒径毎の収率、塩素濃度を測定した。
ここでは、分級粒径を１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍの４水準とした。
これらの測定結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】
2006089298.tif 000005
【００６７】
分級して得られた粗粉分および微粉分の塩素濃度は、７０００〜３３００００ｐｐｍの範囲にあり、上記の全ダスト、粗粒ダスト、細粒ダストのいずれかを分級することにより、この塩素濃度範囲内のいずれの濃度のダストをも得ることができる。
塩素濃度の最も低いものは、冷却チャンバ４５にて捕集された粗粒ダストを分級して得られた粗粉分のダストであり、７０００ｐｐｍ程度まで塩素濃度を低下させることができる。このダストについては、セメント原料として直接利用できる程度まで塩素濃度が低下している。
【００６８】
一方、塩素濃度の最も高いものは、バッグフィルタ４７にて捕集された細粒ダストを分級して得られた微粉分のダストであり、３３００００ｐｐｍ程度まで塩素濃度を高めることができる。このダストについては、セメント固化材等を用いて固化処理し、その後廃棄処分することにより、効率的にセメント焼成設備から塩素化合物を取り除くことができる。
【００６９】
［従来例］
図６に示す従来の塩素バイパス装置を用い、ロータリキルン１の窯尻部から抽気した排ガスｇから、サイクロン型分級器５を用いて分離してセメントキルン１に戻している粗粒ダストと、集塵機７を用いて分離して得られた細粒ダストを採取し、実施例１と同様にして５０％通過粒径、塩素濃度および収率を測定した。
これらの測定結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
2006089298.tif 000006
【００７１】
これらの結果から、サイクロン型分級器５で分離された粗粒ダストの塩素濃度は、集塵機７で集塵された細粒ダストの塩素濃度の約１／１０であった。一般に、従来例における上記の比率は、８〜１６％の間にあることが既に分かっている。このことは、実施例１の結果とほぼ同じ範囲にある。
しかし、表４の結果からは、従来例の塩素バイパス装置では、サイクロン型分級器５を用いて分離された粗粒ダストの比率が全体の８０％と高く、塩素付着濃度が低くても、セメントキルン１に戻される塩素量は、抽気されたガスに含まれる全塩素量の３０％に相当する。
【００７２】
実施例１、２によれば、セメントキルンの窯尻部から抽気する排ガス中に含まれる塩素化合物を含有したダストの一部もセメントキルンに戻すことが無くして、セメントキルン系外にて処理を行うので、セメント焼成設備から効率よく塩素を除去することができる。したがって、セメント焼成設備における排ガス処理装置の処理ガス量を過大とすることなく、コンパクトな装置とすることができ、セメント製造設備の操業に与える影響を最小限に抑えることができ、高塩素濃度の廃棄物も使用することができる。
【００７３】
また、得られた塩素化合物を含むダストを分級して、任意の塩素濃度のダストを得ることができるので、ダストの効率の良い処理方法を選択することができ、処理方法の選択枝を増加させることができる。したがって、セメント焼成設備における排ガス処理装置とダストの処理方法とを合わせて効率的かつ処理能力の大きい処理システムを構築することができる。
【００７４】
一方、従来例では、抽気した排ガス中に含まれる塩素化合物は全てキルン系内から取り出されることはなく、塩素のうち２５〜４０％がサイクロン型分級器によって分離されセメントキルンに戻されていることが分かった。
したがって、従来例では、セメントキルン系から取り出されるダスト量は少なく、また、処理するダストの塩素濃度が高いので、多くの処理方法を採用することなくして効率的な処理方法を採用することができる反面、塩素のセメントキルン系外への排出率が少ないことが分かった。
従来例で本実施例と同等の脱塩素量とするには、１．３〜１．７倍の抽気量が必要であり、しかも設備容量の増加、抽気ガスの増加に伴うキルン系の熱効率の悪化の虞があることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態のセメント焼成設備における排ガスの処理装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態の排ガスの処理装置にて得られた全ダストの粒度分布を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態の排ガスの処理装置にて得られた全ダストの累積粒度分布を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の粗粒ダスト、細粒ダストそれぞれの粒度分布を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の冷却チャンバにおけるトロンプ配分率（部分分級効率）を示す図である。
【図６】従来の塩素バイパス装置の一例を示す模式図である。
【図７】従来の高抽気型塩素バイパスシステムの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
４１  セメントキルン
４２  プレヒータライジングダクト
４３  プローブ
４４  冷却ファン
４５  冷却チャンバ
４６  冷却ファン
４７  バッグフィルタ
４８  吸引ファン
４９  ダストサイロ
５０  分級機
【図１】
2006089298.tif 000007
【図２】
2006089298.tif 000008
【図３】
2006089298.tif 000009
【図４】
2006089298.tif 000010
【図５】
2006089298.tif 000011
【図６】
2006089298.tif 000012
【図７】
2006089298.tif 000013