(57)【要約】【課題】水銀を吸着した粉粒体からの水銀除去率を高く維持しながら、水銀を吸着した粉粒体を低コストで処理する。【解決手段】水銀を吸着した粉粒体Ｄを分級して粗粒側ダストＣと微粒側ダストＦとに分離する分級装置２と、分級装置２から排出された微粒側ダストＦを加熱して微粒側ダストＦに含まれる水銀を揮発させる加熱装置５と、加熱装置５から排出された水銀含有ガスＧ２から水銀を回収する水銀回収装置８と、加熱装置５から排出された微粒子Ｄ２を分級装置２から排出された粗粒側ダストＣと混合しながら冷却する混合冷却装置９とを備える水銀を吸着した粉粒体の処理装置１。混合冷却装置９に代えて、加熱装置５から排出された微粒子Ｄ２を分級装置２から排出された粗粒側ダストＣと混合する混合装置と、この混合装置から排出された混合物を冷却する冷却装置とを備えることができる。【選択図】図１
2018015688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離する分級装置と、
該分級装置から排出された微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、
該加熱装置から排出された水銀含有ガスから水銀を回収する水銀回収装置と、
前記加熱装置から排出された微粒子を前記分級装置から排出された粗粒子と混合しながら冷却する混合冷却装置とを備えることを特徴とする水銀を吸着した粉粒体の処理装置。
【請求項２】
水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離する分級装置と、
該分級装置から排出された微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、
該加熱装置から排出された水銀含有ガスから水銀を回収する水銀回収装置と、
前記加熱装置から排出された微粒子を前記分級装置から排出された粗粒子と混合する混合装置と、
該混合装置から排出された混合物を冷却する冷却装置とを備えることを特徴とする水銀を吸着した粉粒体の処理装置。
【請求項３】
水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離し、
該分級により得られた微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させ、
該揮発した水銀を含むガスから水銀を回収し、
前記微粒子から水銀を除去して得られた微粒子を前記分級により得られた粗粒子と混合しながら冷却することを特徴とする水銀を吸着した粉粒体の処理方法。
【請求項４】
水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離し、
該分級により得られた微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させ、
該揮発した水銀を含むガスから水銀を回収し、
前記微粒子から水銀を除去して得られた微粒子を前記分級により得られた粗粒子と混合し、
該混合により得られた混合物を冷却することを特徴とする水銀を吸着した粉粒体の処理方法。
【請求項５】
前記分級における分級点を１．０μｍ以上１０μｍ以下にすることを特徴とする請求項３又は４に記載の水銀を吸着した粉粒体の処理方法。
【請求項６】
前記水銀を吸着した粉粒体として、セメント焼成装置のプレヒータの排ガスから回収したダスト又は火力発電所で石炭を燃焼させた際に発生した灰を用い、
前記冷却後の混合物をセメント原料として用いることを特徴とする請求項３、４又は５に記載の水銀を吸着した粉粒体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント焼成装置のプレヒータの排ガスから回収したダストや、火力発電所で石炭を燃焼させた際に発生した灰等の水銀を吸着した粉粒体を処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント製造分野では廃棄物のセメント原料化が推進されているが、セメント焼成装置のプレヒータの排ガスから回収したダスト（キルンダスト）や、火力発電所で石炭を燃焼させた際に発生した灰（石炭灰）等の水銀を吸着した粉粒体をセメント原料として利用すると、セメントキルン排ガスの水銀濃度が増加して大気汚染の原因となる虞がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、キルンダストや石炭灰等の水銀を吸着した粉粒体を外熱式ロータリーキルン（外熱キルン）で間接加熱して粉粒体中の水銀を揮発させ、揮発した水銀を含むガスから水銀を回収し、外熱キルンで水銀が除去されて得られた水銀除去ダストをセメント原料として利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０８６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の処理方法は、水銀を含む粉粒体から効率よく水銀を除去することができるものの、水銀を含む粉粒体を加熱して高温にすると共に高温となった粉粒体を冷却するため、水銀を含む粉粒体の加熱及び冷却処理に要するコストが嵩むという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、水銀を吸着した粉粒体からの水銀除去率を高く維持しながら、水銀を吸着した粉粒体を低コストで処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、水銀を吸着した粉粒体の処理装置であって、水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離する分級装置と、該分級装置から排出された微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、該加熱装置から排出された水銀含有ガスから水銀を回収する水銀回収装置と、前記加熱装置から排出された微粒子を前記分級装置から排出された粗粒子と混合しながら冷却する混合冷却装置とを備えることを特徴とする。ここで、「混合しながら冷却する」とは、微粒子を粗粒子との混合のみで冷却すること、微粒子を粗粒子と混合すると共に粗粒子以外の冷却媒体で冷却することの両方を含む。
【０００８】
また、本発明は、水銀を吸着した粉粒体の処理装置であって、水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離する分級装置と、該分級装置から排出された微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、該加熱装置から排出された水銀含有ガスから水銀を回収する水銀回収装置と、前記加熱装置から排出された微粒子を前記分級装置から排出された粗粒子と混合する混合装置と、該混合装置から排出された混合物を冷却する冷却装置とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、水銀を吸着した粉粒体からの水銀除去率を高く維持しながら該粉粒体を低コストで処理することができる。
【００１０】
さらに、本発明は、水銀を吸着した粉粒体の処理方法であって、水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離し、該分級により得られた微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させ、該揮発した水銀を含むガスから水銀を回収し、前記微粒子から水銀を除去して得られた微粒子を前記分級により得られた粗粒子と混合しながら冷却することを特徴とする。尚、「混合しながら冷却する」とは、微粒子を粗粒子との混合のみで冷却すること、微粒子を粗粒子と混合すると共に粗粒子以外の冷却媒体で冷却することの両方を含む。
【００１１】
また、本発明は、水銀を吸着した粉粒体の処理方法であって、水銀を吸着した粉粒体を分級して粗粒子と微粒子とに分離し、該分級により得られた微粒子を加熱して該微粒子に含まれる水銀を揮発させ、該揮発した水銀を含むガスから水銀を回収し、前記微粒子から水銀を除去して得られた微粒子を前記分級により得られた粗粒子と混合し、該混合により得られた混合物を冷却することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、上記発明と同様、水銀を吸着した粉粒体からの水銀除去率を高く維持しながら該粉粒体を低コストで処理することができる。
【００１３】
また、前記分級における分級点を１．０μｍ以上１０μｍ以下にすることができる。さらに、前記水銀を吸着した粉粒体として、セメント焼成装置のプレヒータの排ガスから回収したダスト又は火力発電所で石炭を燃焼させた際に発生した灰を用い、前記冷却後の混合物をセメント原料として用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、水銀を吸着した粉粒体からの水銀除去率を高く維持しながら、水銀を吸着した粉粒体を低コストで処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る水銀を吸着した粉粒体の処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下では、本発明に係る水銀を吸着した粉粒体の処理装置において、この粉粒体としてセメント焼成装置のプレヒータの排ガスから回収したダスト（キルンダスト）を処理する場合を例にとって説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る水銀を吸着した粉粒体の処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、キルンダストＤを分級して微粒側ダストＦと粗粒側ダストＣとに分離するサイクロン２と、サイクロン２から排出された微粒側ダストＦを貯留するホッパ３と、ホッパ３から供給された微粒側ダストＦ等を運搬するスクリューコンベア４と、スクリューコンベア４から供給された水銀含有ダストＤ１を加熱する外熱キルン５と、外熱キルン５から排出された水銀含有ガスＧ２から集塵するバグフィルタ６と、バグフィルタ６から排出された水銀含有ガスＧ３に空気Ａを添加して水銀希釈ガスＧ４とするファン７と、水銀希釈ガスＧ４に含まれる水銀を吸着して回収する活性炭吸着塔８と、外熱キルン５から排出された水銀除去ダストＤ２をサイクロン２から排出された粗粒側ダストＣと混合しながら冷却する混合冷却装置９とを備える。
【００１８】
分級装置としてのサイクロン２は、キルンダストＤを分級して微粒側ダストＦと粗粒側ダストＣとに分離するために備えられる。サイクロン２の分級点は、１．０μｍ以上１０μｍ以下にするのが好ましい。尚、サイクロン２に代えて他の種類の分級装置を用いることもできる。
【００１９】
加熱装置としての外熱キルン５は、回転式のキルン５ａと、キルン５ａを囲繞するように設けられ、高温ガス等の加熱媒体が導入されてキルン５ａの外面を加熱するジャケット５ｂと、スクリューコンベア４から水銀含有ダストＤ１が供給されるダスト供給部５ｃと、キャリヤガス供給装置（不図示）から供給されたキャリヤガスＧ１が導入されるガス導入部５ｄと、水銀含有ダストＤ１から揮発した水銀を含む水銀含有ガスＧ２を排出するガス排出部５ｅと、水銀含有ダストＤ１から水銀が揮発除去されて生じた水銀除去ダストＤ２を排出するダスト排出部５ｆとを有する。
【００２０】
尚、外熱キルン５に代えて他の種類の加熱装置を用いることができる。この加熱装置としては、加熱対象物を加熱媒体と接触させずに間接的に加熱する間接加熱装置、加熱対象物を加熱媒体と接触させて直接的に加熱する直接加熱装置のいずれかを用いることもできる。また、キャリヤガスＧ１としては、例えば、不活性ガスや空気を用いることができる。
【００２１】
集塵装置としてのバグフィルタ６には、９００℃程度までの耐熱性を有する高耐熱型のバグフィルタや、通常の耐熱性を有するバグフィルタを使用することができる。水銀含有ダストＤ１から水銀が除去された後のダストは、大部分がダスト排出部５ｆから排出されるが、残りの一部は水銀含有ガスＧ２と共にガス排出部５ｅから排出されてバグフィルタ６で回収される。尚、バグフィルタ６に代えて他の種類の集塵装置を用いることもできる。
【００２２】
ファン７は、水銀含有ガスＧ３を希釈して水銀含有ガスＧ３の水銀濃度を活性炭吸着塔８での吸着に適した濃度（１，０００ｍｇ／ｍ3以下）に調整するために備えられる。ここで、ファン７から供給される空気Ａの温度を２０℃以上８０℃以下にすることで、水銀含有ガスＧ３を希釈するだけでなく冷却することもでき、活性炭吸着塔８での吸着効率を高めることができる。尚、希釈用ガスであれば空気Ａ以外のものを用いることができ、例えば、不活性ガスを用いることができる。
【００２３】
水銀回収装置としての活性炭吸着塔８は、水銀希釈ガスＧ４中の水銀を吸着して回収するために備えられる。尚、活性炭吸着塔８に代えて他の種類の水銀回収装置を備えることもできる。
【００２４】
混合冷却装置９は、外熱キルン５のダスト排出部５ｆから排出された水銀除去ダストＤ２をサイクロン２から排出されて外熱キルン５で加熱されていない粗粒側ダストＣと混合しながら冷却するために備えられる。この混合冷却装置９には、スクリューコンベア等のように、水銀除去ダストＤ２と粗粒側ダストＣとを混合しながら輸送し、ケーシングの外部を冷却水で冷却する構成のものを用いることができる。輸送可能な装置を用いることで、冷却しながら輸送することができる。
【００２５】
上記混合冷却装置９として、輸送機能を備えず、水銀除去ダストＤ２と粗粒側ダストＣとを回転するパドルや羽根等を用いて混合するだけの装置を用いることもでき、さらに、水銀除去ダストＤ２と粗粒側ダストＣとを混合しながら冷却水等で間接的又は直接的に冷却する装置を用いることもできる。
【００２６】
次に、上記構成を有する水銀を吸着した粉粒体の処理装置１の動作について図１を参照しながら説明する。
【００２７】
キルンダストＤをサイクロン２で分級し、水銀含有率の高い微粒側ダストＦと、粗粒側ダストＣとに分離し、微粒側ダストＦをホッパ３に貯留する。
【００２８】
外熱キルン５のジャケット５ｂに高温ガスを導入してジャケット５ｂを加熱し、高温になったジャケット５ｂがキルン５ａの外面を加熱し、これによってキルン５ａの内部が間接的に加熱される。次に、ホッパ３に貯蔵した微粒側ダストＦをスクリューコンベア４を介してダスト供給部５ｃからキルン５ａに水銀含有ダストＤ１として供給する。キルン５ａに供給された水銀含有ダストＤ１は、キルン５ａの高温となった内面に接触して加熱され、水銀含有ダストＤ１に含まれる水銀が揮発する。
【００２９】
一方、キャリヤガスＧ１をガス導入部５ｄからキルン５ａに導入し、キルン５ａ内で揮発している水銀をキャリヤガスＧ１によりガス排出部５ｅまで搬送し、これらを水銀含有ガスＧ２としてガス排出部５ｅから排出する。さらに、水銀含有ガスＧ２をバグフィルタ６に導入して集塵することで、水銀含有ガスＧ２を水銀含有ガスＧ３と水銀除去ダストＤ３とに分離する。
【００３０】
バグフィルタ６から排出した水銀含有ガスＧ３にファン７から空気Ａを添加し、水銀含有ガスＧ３を希釈して水銀希釈ガスＧ４とし、水銀希釈ガスＧ４中の水銀を活性炭吸着塔８で吸着して回収する。活性炭吸着塔８から排出した水銀除去ガスＧ５は、適切な排ガス処理をした後大気に放出する。一方、バグフィルタ６で回収した水銀除去ダストＤ３は、スクリューコンベア４に戻し、スクリューコンベア４に供給した微粒側ダストＦと共に水銀含有ダストＤ１としてダスト供給部５ｃに供給する。
【００３１】
さらに、水銀含有ダストＤ１から水銀が除去された後の水銀除去ダストＤ２をダスト排出部５ｆから排出し、これを粗粒側ダストＣと共に混合冷却装置９に供給し、これらを混合しながら冷却する。混合冷却装置９から排出した混合物Ｍはセメント原料として利用する。尚、外熱キルン５から排出される水銀除去ダストＤ２の温度は３００℃以上５５０℃以下であり、水銀除去ダストＤ２の温度を混合冷却装置９で１５０℃以下まで低下させるのが好ましい。
【００３２】
また、混合冷却装置９において、外熱キルン５から排出された高温の水銀除去ダストＤ２が有する熱で粗粒側ダストＣが加熱され、粗粒側ダストＣに含まれる水銀が揮発して混合冷却装置９の内部に滞留するため、混合冷却装置９の内部で揮発している水銀を含むガスから水銀を回収する。例えば、混合冷却装置９の内部で揮発している水銀を含むガスを水銀含有ガスＧ２に合流させ、これらを共にバグフィルタ６や活性炭吸着塔８で処理することができる。また、混合冷却装置９の内部で揮発している水銀を含むガスをバグフィルタ６や活性炭吸着塔８に直接導入してもよい。
【００３３】
以上のように、上記実施の形態では、キルンダストＤの一部である微粒側ダストＦから水銀が除去された後の水銀除去ダストＤ２を同じくキルンダストＤの一部である粗粒側ダストＣと混合することで冷却するため、水等の冷却媒体を使用しないか、この冷却媒体の使用量を低く抑えることができ、微粒側ダストＦの冷却に要するコストを低減することができる。
【００３４】
尚、上記実施の形態では、混合冷却装置９で水銀除去ダストＤ２を粗粒側ダストＣと混合しながら冷却したが、混合冷却装置９に代えて混合装置と冷却装置とを別々に備え、水銀除去ダストＤ２と粗粒側ダストＣとを混合装置に供給して混合し、この混合装置から排出された混合物を冷却装置で冷却してもよい。
【００３５】
また、水銀含有率の高い微粒側ダストＦを外熱キルン５で加熱して水銀を揮発除去し、粗粒側ダストＣを混合冷却装置９で高温の水銀除去ダストＤ２の有する熱で加熱して粗粒側ダストＣからも水銀を揮発除去するため、微粒側ダストＦ及び粗粒側ダストＣの各々から水銀を除去することができ、キルンダストＤから高い除去率で水銀を揮発除去することができる。
【００３６】
さらに、上記実施の形態では、キルンダストＤのうち粗粒側ダストＣは外熱キルン５に供給せずに微粒側ダストＦのみを供給するが、微粒側ダストＦは粒径が小さいため微粒側ダストＦを外熱キルン５で効果的に加熱することができる。
【００３７】
尚、上記実施の形態では、キルンダストＤを処理する場合について説明したが、火力発電所で石炭を燃焼させた際に発生する灰（石炭灰）等の水銀を吸着した粉粒体であれば、その他の粉粒体を処理することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  水銀を吸着した粉粒体の処理装置
２  サイクロン
３  ホッパ
４  スクリューコンベア
５  外熱キルン
５ａ  キルン
５ｂ  ジャケット
５ｃ  ダスト供給部
５ｄ  ガス導入部
５ｅ  ガス排出部
５ｆ  ダスト排出部
６  バグフィルタ
７  ファン
８  活性炭吸着塔
９  混合冷却装置
Ａ  空気
Ｃ  粗粒側ダスト
Ｄ  キルンダスト
Ｄ１  水銀含有ダスト
Ｄ２  水銀除去ダスト
Ｄ３  水銀除去ダスト
Ｆ  微粒側ダスト
Ｇ１  キャリヤガス
Ｇ２  水銀含有ガス
Ｇ３  水銀含有ガス
Ｇ４  水銀希釈ガス
Ｇ５  水銀除去ガス
Ｍ  混合物
【図１】
2018015688.tif 000003