(57)【要約】【課題】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からの抽気ガスを処理する際の運転コストを低減する。【解決手段】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を抽気し、抽気ガスＧ１中のダストの粗粉Ｃを分離し、粗粉Ｃを分離した後のガスＧ２中のＳＯ2濃度を所定の範囲に調整し、粗粉Ｃを分離した後のガスＧ２中のダストの微粉Ｆを湿式集塵するセメントキルン抽気ガスの処理方法等。ＳＯ2濃度が所定の範囲より低い場合にダストを粗粉Ｃと微粉Ｆとに分離する際の分級点を小粒径側へ移動させ、ＳＯ2濃度が所定の範囲より高い場合に、前記分級点を大粒径側へ移動させることができ、この分級点を３μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。【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を抽気し、
該抽気ガス中のダストの粗粉を分離し、
該粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度を所定の範囲に調整し、
前記粗粉を分離した後のガス中のダストの微粉を湿式集塵することを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項２】
前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より低い場合に、前記ダストを粗粉と微粉とに分離する際の分級点を小粒径側へ移動させ、前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より高い場合に、前記分級点を大粒径側へ移動させることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項３】
前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より低い場合に、前記セメントキルンへ可燃物又は／及び硫黄分を含む廃棄物を投入することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項４】
前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より高い場合に、前記ダストの粗粉の一部を前記抽気ガスに戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項５】
前記粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度が、標準酸素濃度を１８％として、３００ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項６】
前記ダストを粗粉と微粉とに分級する際の分級点を３μｍ以上３０μｍ以下とすることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項７】
セメントキルン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を抽気するプローブと、
該抽気ガス中のダストの粗粉を分離する分級機と、
該粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度を測定する濃度計と、
該濃度計によって測定されたＳＯ2濃度を所定の範囲に調整する濃度調整手段と、
前記粗粉を分離した後のガス中のダストの微粉を湿式集塵する湿式集塵機とを備えることを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントキルン抽気ガスの処理方法及び処理システムに関し、特に、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抽気した抽気ガスに含まれるダストを湿式集塵する方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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となる塩素、硫黄、アルカリ等の中で、塩素が特に問題となることに着目し、セメントキルン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、燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気して塩素を除去する塩素バイパス設備が用いられている。
【０００３】
この塩素バイパス設備は、図７に示すように、セメントキルン７２の窯尻から燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブ７３と、プローブ７３に冷風Ａを供給する冷却ファン７４と、プローブ７３で抽気した燃焼ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｃを分離するサイクロン７５と、サイクロン７５の排ガスＧ２に含まれる微粉Ｆを湿式集塵する湿式集塵機７６と、湿式集塵機７６から排出されるスラリーＳ２を固液分離して石膏Ｇと塩水ＳＷとを得るための固液分離機７７と、湿式集塵機７６からの排ガスＧ３を誘引する誘引ファン７８等で構成される。
【０００４】
また、湿式集塵機７６は、微粉Ｆを含む排ガスＧ２をスラリーＳ１中の水分と接触させて冷却するスクラバ７６ａと、スクラバ７６ａとの間でスラリーＳ１を循環させる循環液槽７６ｂと、工水Ｗを噴霧する洗浄塔７６ｃとを備える。
【０００５】
上記構成において、セメントキルン７２の燃焼ガスの一部をプローブ７３で冷却しながら抽気すると、塩素化合物の結晶が生成される。その際、抽気した燃焼ガスＧ１に含まれるダストの微粉Ｆ側に塩素が偏在しているため、サイクロン７５で分級した粗粉Ｃをセメントキルン系に戻すとともに、塩素含有率の高い微粉Ｆ及び排ガスＧ２を湿式集塵機７６に導き、循環液槽７６ｂから供給されるスラリーＳ１の水分等によって冷却する。そして、排ガスＧ２中の微粉Ｆを湿式集塵機７６によって集塵する。
【０００６】
また、この塩素バイパス設備７１は、抽気した排ガスＧ２中の微粉Ｆに含まれる生石灰（ＣａＯ）が湿式集塵機７６内の水と反応して消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）を生成し、消石灰と、排ガスＧ２中の二酸化硫黄（ＳＯ2）とが反応して石膏を生成する脱硫機能を備える。尚、上記生石灰に由来する消石灰の量が不足する場合には、循環液槽７６ｂに消石灰を添加する。
【０００７】
一方、スクラバ７６ａに供給されるスラリーＳ１の流路におけるスケールトラブルを防止したり、後段の水処理設備における薬剤の使用量を低減するため、循環液槽７６ｂ内の循環液のｐＨを４〜６前後に調整することが好ましく、そのため、循環液槽７６ｂ内の循環液のｐＨ値が上昇し過ぎた場合には、サイクロン７５の分級点を変化させて微粉Ｆ中のＣａＯ濃度を減少させるか、必要に応じて硫酸を循環液槽７６ｂに添加する。
【０００８】
最後に、スラリーＳ２を固液分離機７７によって石膏Ｇと、ＫＣｌを含む塩水ＳＷとに分離し、石膏Ｇを回収するとともに、分離された塩水ＳＷをセメント粉砕工程に添加したり、水処理後に下水又は海洋に放流して処理する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−３５４５０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、上記特許文献１に記載の処理方法では、脱硫機能を維持するために湿式集塵機内の消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）の量を確保しながら、循環液槽７６ｂ内の循環液のｐＨ値を４〜６前後に管理する必要がある。そのため、このｐＨ値の調整をサイクロン７５の分級点の調整で賄うことができない場合も多く、その際には、循環液槽７６ｂへの硫酸や消石灰添加量が増大し、その分薬剤コストの増加に繋がり、運転コストが高騰するという問題があった。
【００１１】
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、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からの抽気ガスを処理する際の運転コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルン抽気ガスの処理方法であって、セメントキルン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を抽気し、該抽気ガス中のダストの粗粉を分離し、該粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度を所定の範囲に調整し、前記粗粉を分離した後のガス中のダストの微粉を湿式集塵することを特徴とする。
【００１３】
そして、本発明によれば、粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度を所定の範囲に調整するため、スラリーのｐＨを調整するための硫酸等の薬剤を不要としたり、薬剤の使用量を低く抑えることができ、運転コストを低減することができる。
【００１４】
上記セメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より低い場合に、前記ダストを粗粉と微粉とに分離する際の分級点を小粒径側へ移動させ、前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より高い場合に、前記分級点を大粒径側へ移動させることができる。分級点を小粒径側へ移動させて微粉の量を減らすことで、湿式集塵に供されるＣａＯの量が低下するため、湿式集塵機への導入ガスのＳＯ2濃度が低い場合に循環液のｐＨが管理値を上回ることを防ぎ、これとは逆に、分級点を大粒径側へ移動させて微粉の量を増やすことで、湿式集塵機への導入ガスのＳＯ2濃度が高い場合に循環液のｐＨが管理値を下回ることを防ぐことができ、適切にＳＯ2濃度を調整することができる。
【００１５】
上記セメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より低い場合に、前記セメントキルンへ可燃物又は／及び硫黄分を含む廃棄物を投入することができる。これにより、ＳＯ2濃度を調整しながら可燃物や廃棄物の使用量を増加させることができる。
【００１６】
上記セメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記ＳＯ2濃度が所定の範囲より高い場合に、前記ダストの粗粉の一部を前記抽気ガスに戻すことができる。これにより、湿式集塵に供されるＣａＯの量が増加し、ＳＯ2濃度を低下させることができる。
【００１７】
上記セメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度が、標準酸素濃度を１８％として、３００ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整することができる。
【００１８】
また、上記処理方法において、前記ダストを粗粉と微粉とに分級する際の分級点を３μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。
【００１９】
さらに、本発明は、セメントキルン抽気ガスの処理システムであって、セメントキルン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を抽気するプローブと、該抽気ガス中のダストの粗粉を分離する分級機と、該粗粉を分離した後のガス中のＳＯ2濃度を測定する濃度計と、該濃度計によって測定されたＳＯ2濃度を所定の範囲に調整する濃度調整手段と、前記粗粉を分離した後のガス中のダストの微粉を湿式集塵する湿式集塵機とを備えることを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、湿式集塵機によって得られるスラリーのｐＨを調整するための薬剤を不要としたり、薬剤の使用量を低く抑え、運転コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、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抽気した抽気ガスを処理する際の運転コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図１のセメントキルン抽気ガスの処理システムのサイクロンで回収されなかった微粉中のＣａＯを含むセメント原料と、ＫＣｌ等を含む微粉の粒度分布を示すグラフである。
【図３】セメントキルンの窯尻からの抽気ガスに含まれるダストをサイクロンで分級点を変更しながら微粉と粗粉に分離した際の微粉及び粗粉の粒度分布と、微粉のＣａＯ濃度を示す図である。
【図４】本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第３の実施形態を示すフローチャートである。
【図６】セメントキルンの窯尻に可燃物を投入する前後の塩素バイパス排ガス中のＳＯ2濃度の推移を示す図である。
【図７】従来のセメントキルン抽気ガスの処理システムの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明を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。
【００２３】
図１は、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第１の実施形態を示し、この処理システム１は、セメントキルン２の窯尻から燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブ３と、プローブ３に冷風Ａを供給する冷却ファン４と、プローブ３で抽気した燃焼ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｃを分離するサイクロン５と、サイクロン５から排出された排ガスＧ２に含まれる微粉Ｆを湿式集塵する湿式集塵機６と、湿式集塵機６から排出されるスラリーＳ２を固液分離して石膏Ｇと塩水ＳＷとを得る固液分離機８と、湿式集塵機６からの排ガスＧ３を誘引する誘引ファン９と、排ガスＧ２に含まれるＳＯ2の濃度を測定するＳＯ2濃度計１３と、湿式集塵機６において循環するスラリーＳ１のｐＨ値を測定するｐＨ計１４等で構成される。
【００２４】
また、湿式集塵機６は、微粉Ｆを含む排ガスＧ２をスラリーＳ１中の水分と接触させて冷却するスクラバ６ａと、スクラバ６ａとの間でスラリーＳ１を循環させる循環液槽６ｂ及び循環ポンプ１１と、循環液槽６ｂ内のスラリーＳ２を排出して固液分離機８に供給する排出ポンプ１２と、給水装置（不図示）からの工水Ｗを噴霧する洗浄塔６ｃと、を備える。
【００２５】
次に、上記構成を有する処理システム１の動作について図１を中心に参照しながら説明する。
【００２６】
セメントキルン２の燃焼ガスの一部をプローブ３で冷却しながら抽気し、抽気した燃焼ガスＧ１をサイクロン５で分級し、粗粉Ｃをセメントキルン系に戻すとともに、塩素含有率の高い微粉Ｆ及び排ガスＧ２を湿式集塵機６に導き、スクラバ６ａにおいて循環液槽６ｂから供給されるスラリーＳ１の水分等によって冷却し、微粉Ｆを湿式集塵する。また、循環液槽６ｂに必要に応じて消石灰を添加し、排ガスＧ２に含まれるＳＯ2と反応させ、脱硫しながら石膏を生成させる。
【００２７】
ここで、ＳＯ2濃度計１３によって、サイクロン５からの排ガスＧ２に含まれるＳＯ2の濃度を測定するとともに、ｐＨ計１４によって、湿式集塵機６において循環するスラリーＳ１のｐＨ値を測定する。そして、ＳＯ2濃度計１３によるＳＯ2濃度の測定値が、標準酸素濃度を１８％として、３００ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように、また、ｐＨ計１４によるｐＨの測定値が４〜６となるように以下の要領で調整する。
【００２８】
サイクロン５において回収されなかった微粉Ｆ中のＣａＯを含むセメント原料と、ＫＣｌ等を含む微粉の粒度分布の一例を図２に示す。この粒度分布を利用し、ＳＯ2濃度が上記範囲より高い場合、及びｐＨ値が上記範囲より低い場合には、サイクロン５の分級点を大粒径側（例えば、Ａ点からＢ点）に移動させる。これによって、サイクロン５から排出される微粉Ｆ中のＣａＯ濃度が上昇するため、湿式集塵機６への導入ガスのＳＯ2濃度が上昇し、それに伴いスラリーＳ１のｐＨ値が低下した場合でも、スラリーＳ１のｐＨ値の管理値を下回ることなく調整することができる。
【００２９】
一方、ＳＯ2濃度が上記範囲より低い場合、及びｐＨ値が上記範囲より高い場合には、サイクロン５の分級点を小粒径側（例えば、Ｂ点からＡ点）に移動させる。これによって、サイクロン５から排出される微粉Ｆ中のＣａＯ濃度が低下するため、湿式集塵機６への導入ガスのＳＯ2濃度が低下し、それに伴いスラリーＳ１のｐＨ値が上昇した場合でも、スラリーＳ１のｐＨ値の管理値を上回ることなく調整することができる。
【００３０】
図３は、実際にサイクロン５の分級点を変更しながら燃焼ガスＧ１に含まれるダストを微粉Ｆと粗粉Ｃに分離した際の微粉Ｆ及び粗粉Ｃの粒度分布と、微粉ＦのＣａＯ濃度を示し、（ａ）〜（ｄ）は、分級点を６μｍ、１０μｍ、１２μｍ、１８μｍと各々変化させた場合を示す。このように、サイクロン５の分級点を大粒径側に移動させることで、微粉ＦのＣａＯ濃度が徐々高くなっていることが判る。
【００３１】
尚、上記実施の形態では、サイクロン５の分級点を６〜１８μｍの範囲で変化させた場合を例示したが、実運転において、同分級点を３〜３０μｍの範囲で変化させてＳＯ2濃度を調整することができる。
【００３２】
尚、サイクロン５の分級点を変更するにあたって、サイクロン５への入口流速、サイクロン５のホッパー部高さ、サイクロン５の出口ダクト径等を変更することによって分離粒径が変化するが、サイクロン５のホッパー部高さ、出口ダクト径を変更することは現実には困難であるため、ガイドベーンの位置の変更、及びサイクロン５の台数の変更等によって入口流速を調整し、分級点を変更する。
【００３３】
図１に戻り、湿式集塵機６から排出されたスラリーＳ２を固液分離機８に供給し、石膏Ｇと、ＫＣｌを含む塩水ＳＷとに分離し、石膏Ｇを回収するとともに、分離された塩水ＳＷをセメント粉砕工程に添加したり、水処理後に下水又は海洋に放流して処理する。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、粗粉Ｃを分離した後の排ガスＧ２中のＳＯ2濃度を所定の範囲に調整するため、スラリーＳ１のｐＨを調整するための硫酸や消石灰等の薬剤を不要としたり、薬剤の使用量を低下させることができる。
【００３５】
次に、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第２の実施形態について、図４を参照しながら説明する。
【００３６】
本実施の形態にかかる処理システム２１は、第１の実施形態における処理システム１に、サイクロン５で分離された粗粉Ｃをプローブ３に導くルート２２を設けたことを特徴とし、他の構成要素については、処理システム１と同様であるため、図４において、図１と同じ装置、物質等については、同一の参照番号及び符号を付して詳細説明を省略する。
【００３７】
上記構成により、ＳＯ2濃度計１３によって測定されるＳＯ2濃度が上記範囲より高い場合、及びｐＨ計１４で測定されるｐＨ値が上記範囲より低い場合には、ルート２２を介してサイクロン５で分離された粗粉Ｃをプローブ３に導入する。これにより、サイクロン５から排出される微粉Ｆ中のＣａＯ濃度が上昇するため、排ガスＧ２中のＳＯ2濃度が高く、スラリーＳ１のｐＨが低くなる場合であっても、スラリーＳ１のｐＨ値の管理値を下回ることなく調整することができる。
【００３８】
次に、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第３の実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施の形態にかかる処理システム３１は、第１の実施形態における処理システム１に、サイクロン５で分離された粗粉Ｃを湿式集塵機６に導くルート３２を設けたことを特徴とし、他の構成要素については、処理システム１と同様であるため、図５において、図１と同じ装置、物質等については、同一の参照番号及び符号を付して詳細説明を省略する。
【００４０】
上記構成により、ＳＯ2濃度計１３によって測定されるＳＯ2濃度が上記範囲より高い場合、及びｐＨ計１４で測定されるｐＨ値が上記範囲より低い場合には、ルート３２を介してサイクロン５で分離された粗粉Ｃを湿式集塵機６に導入する。これにより、サイクロン５から排出される微粉Ｆ中のＣａＯ濃度が上昇するため、排ガスＧ２中のＳＯ2濃度が高く、スラリーＳ１のｐＨが低くなる場合であっても、スラリーＳ１のｐＨ値の管理値を下回ることなく調整することができる。
【００４１】
以上のように、第２及び第３の実施形態においては、サイクロン５で分離された粗粉Ｃを抽気ガス側（燃焼ガスＧ１又は排ガスＧ２）に戻すことで、ＳＯ2濃度が増減してもスラリーＳ１のｐＨを管理値内に調整しているが、これらのいずれか一方を実施してもよく、これらの両方を同時に実施してもよい。また、第１の実施形態におけるサイクロン５の分級点の変更とともに、第２及び第３の実施形態にかかる方法を実施してもよい。
【００４２】
さらに、ＳＯ2濃度計１３によって測定されるＳＯ2濃度が上記範囲より低い場合、及びｐＨ計１４で測定されるｐＨ値が上記範囲より高い場合に、図１、図４及び図５において、セメントキルン２へ可燃物を投入してもよい。ここで、この可燃物を、コークス、コールタールピッチ、タイヤ、石炭、無煙炭、瀝青炭、亜炭、褐炭、黒鉛、難燃性プラスチック、フェノール樹脂、フラン樹脂、熱硬化性樹脂、セルロース、木炭、廃トナー、ミックスコークス、ファインコークス、電極くず、活性コークス、炭化物、重油灰及びフライアッシュに含まれる未燃カーボンからなる群より選択される１又は２以上とすることができる。また、硫黄分を含む廃棄物をセメントキルン２に投入してもよい
【００４３】
図６は、クリンカ時産８５ｔ／ｈのセメントキルン２の窯尻に可燃物としてコークスを０．６ｔ／ｈ投入した場合のセメントキルン抽気ガスの処理システム１の排ガスＧ３中のＳＯ2濃度の推移を示す。同図に示すように、コークスを投入する前は、排ガスＧ３中のＳＯ2濃度は、５００〜２０００ｐｐｍで推移するが、コークス投入後は、３０００〜６０００ｐｐｍ程度と、大幅に上昇することが分かる。
【００４４】
尚、上記実施の形態においては、セメントキルン２の窯尻から燃焼ガスの一部を抽気したが、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抽気した抽気ガスを上述のようにして処理することもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１  セメントキルン抽気ガスの処理システム
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  湿式集塵機
６ａ  スクラバ
６ｂ  循環液槽
６ｃ  洗浄塔
８  固液分離機
９  誘引ファン
１１  循環ポンプ
１２  排出ポンプ
１３  ＳＯ2濃度計
１４  ｐＨ計
２１  セメントキルン抽気ガスの処理システム
２２  （粗粉をプローブに導く）ルート
３１  セメントキルン抽気ガスの処理システム
３２  （粗粉を湿式集塵機に導く）ルート
Ａ  冷風
Ｃ  粗粉
Ｆ  微粉
Ｇ  石膏
Ｇ１  燃焼ガス
Ｇ２、Ｇ３  排ガス
Ｓ１、Ｓ２  スラリー
ＳＷ  塩水
Ｗ  工水
【図１】
2011057462.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011057462.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月6日(2010.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011057462.tif 000010