(57)【要約】  本発明は、セメント工場からの水銀排出量を削減するための方法を提供する。１つの方法において、粉末状活性炭吸着剤は、セメント工場のキルンの後ろかつ粒子収集装置の前の１つまたは複数の地点で、ガス流に注入される。セメント工場からの排出量を削減するための装置も提供され、該装置は、移動式ベッドである１つ目のベッドおよび固定式ベッドである残りの１つまたは複数のベッドから成る複数の一連のベッドを含み、固定式ベッドの各々は、水銀、炭化水素および塩酸の少なくとも１つを吸収できる少なくとも１つの吸着剤を含んでいる。セメント工場からの排出量を削減するためのもう１つの方法は上で記述した装置を使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともキルンおよび粒子収集装置を備えたセメント工場からの水銀排出量を削減するための方法であり、吸着剤がキルンを通過しないことを条件に、前記セメント工場のキルンの後ろかつ前記セメント工場の粒子収集装置の前の１つまたは複数の地点で、粉末状活性炭吸着剤を前記セメント工場のガス流に注入することを含み、前記活性炭のアシッド・ブルー８０指数が、オゾンまたは硝酸による任意の後処理の前において、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラム未満であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理されたことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記臭素含有物質が、臭素元素および／または臭化水素を含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むことを特徴とする、請求項２および３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が吸着剤１ミリグラムあたり約１５ミリグラム未満であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約１５ミリグラム未満であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
吸着剤が無煙炭または低揮発瀝青炭から形成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
吸着剤が無煙炭から形成されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも粒子収集装置および排気筒を備えたセメント工場からの排出量を削減するための装置であり、移動式ベッドである１つ目のベッドおよび固定式ベッドである残りの１つまたは複数のベッドから成る、一連になった複数のベッドを含み、固定式ベッドの各々が、水銀、炭化水素および塩酸の少なくとも１つを吸収できる少なくとも１つの吸着剤を含んでいる装置。
【請求項１０】
固定式ベッドが水銀を吸収できる吸着剤を含み、前記吸着剤が活性炭吸着剤であることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理されたことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記臭素含有物質が臭素元素および／または臭化水素であることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むことを特徴とする、請求項１１および１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラムを
超えないことを特徴とする、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも粒子収集装置および排気筒を備えたセメント工場からの（ｉ）粒子状物質、ならびに（ｉｉ）水銀、塩酸および炭化水素の少なくとも１つの排出量を削減するための方法であり、セメント工場の粒子収集装置の後ろかつセメント工場の排気筒の前に、請求項９の装置を配置し、ガス流が前記装置に入って、出られるようにすること；および
粒子収集装置からのガス流が前記装置を通過して、排気筒に入れるようにすることを含む方法。
【請求項１６】
装置が水銀を吸収できる吸着剤を含む固定式ベッドを含み、前記吸着剤が活性炭吸着剤であることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理されたことを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記臭素含有物質が臭素元素および／または臭化水素を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むことを特徴とする、請求項１７および１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラムを超えないことを特徴とする、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント工場からの水銀排出量の削減に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国における水銀排出源の調査結果は、セメント製造施設が水銀の著しい排出源であることを明らかにした。現在、セメント工場は米国における４番目に大きな水銀排出源である。米国環境保護庁（ＥＰＡ）は、セメント工場からの水銀排出量を規制する規則を提案した。提案された規則は、既存のセメント工場からの水銀排出量に初の規制値を設定し、新しい工場に対しては規制値を強化している。提案された規則は、既存の排出源に対する水銀排出量の上限値を、フィード１００万トンあたり水銀２６ポンド（〜１３ｋｇ／１００万トン）またはクリンカ生産１００万トンあたり水銀４３ポンド（〜２１．５ｋｇ／１００万トン）に設定している。新規のセメント工場に対しては、水銀排出量の上限値はクリンカ生産１００万トンあたり水銀１４ポンド（〜７．０ｋｇ／１００万トン）である。提案された規則は２０１３年に施行すると設定されている。ＥＰＡは、この規則が完全に実施された場合、セメント工場からの年間水銀排出量は、少なくとも８１％削減されるものと見込んでいる。
【０００３】
加えて、ＥＰＡが提案した規則では、セメント工場からの全炭化水素（ＴＨＣ）、粒子状物質（ＰＭ）および塩酸の排出も規制の対象となる。これらの排出については、提案された規則の上限値は、単なる管理の実施ではなく、汚染管理が要求される。ＴＨＣの上限値は７ｐｐｍ（容量）である；粒子状物質の上限値はクリンカ生産１トンあたり０．０８５ポンド（〜０．４３ｋｇ／トン）である；ＨＣｌについては、２ｐｐｍ（容量）が上限値である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水銀蒸気を含有するガス流に活性炭を注入できることが知られている。水銀蒸気が活性炭粒子に接触すると、水銀は活性炭粒子によって捕獲され、保持される。続いて、それらの粒子は電気集塵装置または集塵装置フィルターなどの、粒子収集装置によって収集される。活性炭粒子によって捕獲された水銀は、粒子に安定して結合しているように見える。セメント工場の運転では、制御装置によって捕獲された粒子は、通常は、セメント製造工程にリサイクルされる。しかし、活性炭は製造したセメントの多くの用途に適さない。
【０００５】
セメント工場からの水銀排出量、ならびに粒子状物質、全炭化水素および塩酸の排出量を削減するための比較的安価でありながら、効果的な方法が極めて所望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、水銀ならびに粒子状物質、全炭化水素および塩酸を含むその他の物質の排出量を比較的低いコストで削減するための方法を提供する。本明細書に記述する方法は、広範な再配置を必要とすることなく、既存のセメント工場に組み込むことができる。
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、少なくともキルンおよび粒子収集装置を備えたセメント工場からの水銀排出量を削減するための方法である。本方法は、セメント工場のキルンの後ろかつ粒子収集装置の前にある１つまたは複数の地点で、粉末状活性炭吸着剤をセメント工場のガス流に注入することを含む。注入した吸着剤のアシッド・ブルー８０指数は（オゾンまたは硝酸による任意の後処理を実施する前において）吸着剤１グラムあたり３０ミリグラム未満であり、キルンを通過しない。
【０００８】
本発明のもう１つの実施形態は、少なくとも粒子収集装置および排気筒を備えたセメント工場からの排出量を低下させるための装置である。該装置は一連になった複数のベッドを含み、それらのベッドは
移動式ベッドである１つ目のベッド、および
固定式ベッドである残りの１つまたは複数のベッドから成り、固定式ベッドの各々は水銀、炭化水素および塩酸の少なくとも１つを吸着できる少なくとも１つの吸着剤を含んでいる。
【０００９】
本発明のさらにもう１つの実施形態は、セメント工場からの（ｉ）粒子状物質、ならびに（ｉｉ）水銀、塩酸および炭化水素の少なくとも１つの排出量を削減するための方法であり、該方法は上に記述した装置を使用する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一般化したセメント工場の構成の概略図である。
【図２】本発明の第２の態様の装置の概略図である。
【図３Ａ】パイパスダクトがないときの本発明の第２の態様の装置の配置を示す概略図である。
【図３Ｂ】バイパスダクトがあるときの本発明の第２の態様の装置の配置を示す概略図である。
【００１１】
本発明の以上およびその他の実施形態ならびに特長は、以降の記述、図面および付属する請求項からさらに明白になるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
セメント工場の構成は一様ではないが、共通する特徴がいくつもある。関係する部分を示す一般化したセメント工場の構成を図１に示す。原料粉砕機および予熱器（プレヒーター）塔のあるセメント工場では、原料粉砕機２（原料ミル）からの原料が予熱器塔４（予備か焼炉と呼ばれることもある）の上部に供給され、予熱器塔４からキルン６に供給される。クリンカはキルン内で生産され、キルンから放出される。ガス流８ａは、キルン６から出る。ガス流８ａは予熱器塔４の底部から入り、予熱器塔４の上部から出る。ガス流８ｂは、通常、水を使って、多くの場合、調節塔内で冷却される。原料ミル２が運転中のとき、冷却されたガス流８ｂは原料ミル２にリサイクルされる；原料ミルが運転中でないとき、冷却されたガス流８ｂは代わりに、粒子収集装置１０まで運ばれる。粒子収集装置１０を通過した後、ガス流８ｃは排気筒１２を通過することにより、セメント工場から出る。
【００１３】
図は本発明を制限するものと解釈されることを意図していない。例えば、本発明は原料粉砕機および／または予熱器塔を備えていないセメント工場に適用される。
【００１４】
本発明の実践にあたり、水銀排出量の削減は、活性炭吸着剤である吸着剤、好ましくは臭素含有活性炭吸着剤を用いる。臭素含有活性炭吸着剤は、水銀および水銀含有化合物を吸着する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質を使って吸着剤を処理する（接触させる）ことにより、形成される。適切な臭素含有物質としては、溶解した金属臭化物、特にＫ＋、Ｎａ＋またはＮＨ４＋の臭化物；ハロゲン化水素塩；臭素元素および臭化水素が挙げられる。好ましい臭素含有物質は、臭素元素（Ｂｒ２）および／または臭化水素（ＨＢｒ）である；臭素元素および／または臭化水素は、活性炭吸着剤と接触させるときに、気体状であることが好ましい。このように活性炭吸着剤と臭素含有物質とを接触させることによって、水銀および水銀含有化合物を吸着する吸着剤の機能は大幅に高まる。
【００１５】
低濃度の臭素化でさえも、活性炭吸着剤の水銀除去性能を増加するように思われる。３０重量％を超える臭素を少量の粉末状活性炭に吸収させることが可能であるが、例えば、活性炭吸着剤に含まれる臭素がわずか約１重量％の状態でも、水銀吸着率の大幅な増加が観察される。臭素化の度合いが高いほど、特定の吸着剤の最大水銀容量は相関的に増加する。ただし、活性炭吸着剤に結合する臭素含有物質の最適濃度は、個々の状況に応じて変化する。約１重量％の臭素化は、高性能の水銀吸着剤を提供するが、約５重量％の臭素を含有している吸着剤物質の方がより高い性能を発揮し、好ましいことがあり得る。臭素約１５重量％の臭素化は、一般に、さらに高性能の水銀吸着剤を作り出すが、ある種の状況下では、吸着剤からある程度、臭素が放出される可能性が高くなる。臭素濃度が高い水銀吸着剤ほど、製造に時間がかかり、費用もかかる。臭素含有活性炭を形成する際の追加の考慮事項は、米国特許第６，９５３，４９４号に記載されている。好ましい臭素を含有する活性炭は、Ｂ−ＰＡＣ（商標）としてＡｌｂｅｍａｒｌｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。
【００１６】
本発明の一部の実施形態において、水銀を捕獲した後、吸着剤はセメントに組み込まれる。水銀を含有している吸着剤（例えばフライアッシュ）をコンクリートに組み込むことは、許容可能であり、実践されている。しかし、ほとんどの種類の活性炭は、活性炭の吸着特性がセメントからのコンクリートの製造の妨げになるため、水銀の捕獲の前後に、セメントに組み込むには適していない。最近、特定の性質を備えるように製造された活性炭吸着剤は、コンクリートに組み込むのに適していることが発見された。これらの性質はアシッド・ブルー８０指数、すなわちＡＢＩにより最も適切に表される。ＡＢＩは、活性炭吸着剤がアシッド・ブルー８０の標準溶液から吸着する特定染料、アシッド・ブルー８０（ＣＡＳ（登録商標）登録番号４４７４−２４−２）の量を相対的に測定した値である。この量は、標準の紫外可視光分光測光法分析法を使って量的に測定することができ、オゾンまたは硝酸による任意の後処理の前に測定される。典型的なコンクリートでの使用に適するようにするには、活性炭吸着剤のＡＢＩは十分に低くなければならず、吸着剤１グラムあたりアシッド・ブルー８０の量は約３０ミリグラム未満、好ましくは吸着剤１ｇあたり約１５ｍｇ未満である。一般に、ＡＢＩは吸着剤１ｇあたり約０．１ｍｇから吸着剤１ｇあたり約３０ｍｇ未満の範囲になる。
【００１７】
ＡＢＩが吸着剤１ｇあたり約３０ｍｇ未満の活性炭吸着剤は、蒸気または二酸化炭素ではなく、空気など、遊離酸素が存在している環境で活性化または再活性化することで形成される。低ＡＢＩの活性炭形成に適切な炭素源としては、以下に限定されないが、褐炭、無煙炭および低揮発瀝青炭が挙げられる；無煙炭が好ましい。低ＡＢＩの活性炭吸着剤は、無煙炭または低揮発瀝青炭を使用して、慎重に活性化を制御することにより、蒸気活性化でも製造することができる。
【００１８】
炭素の水銀捕獲効力を高めるために、低ＡＢＩの活性炭を臭素含有物質で処理することは可能であり、処理を行うことが好ましい。コンクリートと相性のよい活性炭吸着剤に関するさらなる情報は、公表されている国際特許出願ＷＯ２００８／０６４３６０号を参照されたい。コンクリートと相性のよい好ましい臭素含有活性炭吸着剤  は、Ａｌｂｅｍａｒｌｅ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＣ−ＰＡＣ（商標）として市販されている。
第１の態様
【００１９】
本発明のこの態様の実施形態において、活性炭吸着剤は粉末状であり、ＡＢＩは吸着剤１ｇあたり約３０ｍｇ未満である。活性炭吸着剤をセメント工場のガス流に注入し、他の粒子状物質とガスと一緒に運ばれ、セメント工場を通過し、最終的には粒子収集装置にたどり着き、そこで吸着剤は他の微粒子と一緒に収集される。キルン内の状態によって粉末状の活性炭吸着剤の吸着特性は破壊されるため、吸着剤はキルンを通過しない。予熱器塔
を備えているセメント工場では、吸着剤は予熱器塔の前の地点または予熱器塔には注入しないことを選択でき、そう選択することが好ましい。多くの場合、予熱器塔内の状態は、粉末状の活性炭吸着剤の吸着特性を破壊するものである。吸着剤は注入されて、セメント工場を通過すると、予熱器塔を通過できるようになる。
【００２０】
上述したように、本発明のこの最初の態様では、活性炭吸着剤は粉末状であり、アシッド・ブルー８０指数は、オゾンまたは硝酸による任意の後処理の前において、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラム未満、好ましくは吸着剤１ｇあたり約１５ｍｇ未満である。一般に、ＡＢＩは吸着剤１ｇあたり約０．１ｍｇから吸着剤１ｇあたり約３０ｍｇ未満の範囲である。吸着剤は好ましくは、無煙炭または低揮発瀝青炭から形成される；より好ましくは無煙炭から形成される。
【００２１】
好ましい実施形態において、活性炭吸着剤は、水銀および／または水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質を使って処理されたものである。適切な臭素含有物質は上述されている。好ましくは、臭素含有物質は臭素元素および／または臭化水素を含む；より好ましくは臭素元素を含む。臭素含有物質による吸着剤の処理は、好ましくは、吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むように実施される。
【００２２】
特に好ましい実施形態では、粉末状の活性炭は無煙炭または低揮発瀝青炭から形成され、吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むように、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素元素および／または臭化水素により処理されたものである；より好ましくは、このような吸着剤はアシッド・ブルー８０の指数が吸着剤１グラムあたり約１５ミリグラム未満である。
【００２３】
本発明のこの態様の方法において、粉末状の活性炭吸着剤は、セメント工場のキルンの後ろかつ粒子収集装置の前にある１つまたは複数の地点で、前記セメント工場のガス流に注入される。吸着剤の注入地点は、キルンの後ろかつ粒子収集装置の前である。これらのパラメータに従って、吸着剤と水銀および／水銀含有化合物との接触の機会が最大になるようにするために、システム内での吸着剤の滞留時間およびシステム内での吸着剤の最適分布の両方を最大化するように吸着剤を注入することが推奨される。セメント工場の構成には様々なバリエーションあるため、最適な注入地点はセメント工場ごとに異なる。
【００２４】
活性炭吸着剤は、典型的には、約０．５から約２０ポンド／ＭＭａｃｆ（８ｘ１０−６から３２０ｘ１０−６ｋｇ／ｍ３）の率で注入される。好ましい注入率は、約４から約１８ポンド／ＭＭａｃｆ（１６ｘ１０−６から２８８ｘ１０−６ｋｇ／ｍ３）である；より好ましくは、注入率は約５から約１５ポンド／ＭＭａｃｆ（８０ｘ１０−６から２４０ｘ１０−６ｋｇ／ｍ３）である。ただし、好ましい注入率は、具体的なシステム構成によって変化することが理解される。
【００２５】
いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、活性炭吸着剤が水銀および／または水銀含有化合物と接触すると、それらは活性炭吸着剤により吸収されると信じられる。吸着剤は注入地点からセメント工場を通過し、セメント工場の粒子収集装置内で、他の粒子状物質と一緒に収集される。収集された粒子状物質は、粉末状の活性炭吸着剤も含め、最終的にセメント製品に組み込まれる。
第２の態様
【００２６】
本発明のこの態様の実施形態において、セメント工場からの排出量を低下させるための装置が提供される。該装置は、一連になった複数のベッドを含み、それらのベッドは移動式ベッドである１つ目のベッドと固定式ベッドである残りの１つまたは複数のベッドから
成り、固定式ベッドの各々は、水銀、塩酸および炭化水素の少なくとも１つを吸収できる少なくとも１つの吸着剤を含んでいる。
【００２７】
装置の移動式ベッドは、粒子収集装置を通過する粒子状物質を捕獲し、それによりセメント工場からの粒子状物質の排出をさらに削減する。加えて、移動式ベッドによる粒子状物質の捕獲は、装置の固定式ベッド内の吸着剤を保護し、固定式ベッドの吸着剤が、その中の吸着剤の交換または再活性化を行わずに、より長い期間、性能を発揮できるようにする。
【００２８】
移動式ベッドでの粒子状物質の捕獲に適切な吸着剤は、一般に、約５から約２０米国メッシュ（０．８５から４ｍｍ）、好ましくは約５から７米国メッシュ（２．８から４ｍｍ）の範囲の大きさを備えた顆粒状の吸着剤である。このような吸着剤の例としては、砂、石の粒子、セラミック、ガラス玉、クォーツおよび活性炭が挙げられる。移動式ベッドの活性炭としては、改質されていない活性炭および臭素または硫黄を浸透させた活性炭を含め、化学的に処理された活性炭が挙げられる。
【００２９】
装置内には１つまたは複数の固定式ベッドを配置できるが、常に少なくとも１つの固定式ベッドが存在する。通常、１つの固定式ベッドには、１種類の排出物を削減するための吸着剤が配置される。例えば、水銀吸着剤を１つの固定式ベッドに配置し、ＨＣｌ吸着剤をもう１つの別の固定式ベッドに配置する。複数の吸着剤を同一の固定式ベッドに配置することも可能だが、種類の異なる吸着剤は別々の固定式ベッドに分けて配置した方が、それぞれの異なる要件に従ってリサイクルまたは再活性化できるため、多くの場合、好ましい。排出量の削減が所望されている物質ごとに、複数の吸着剤の固定式ベッドを用意することも可能だが、これは必要とは考えられていない。
【００３０】
次に図２に注意を向けると、粒子収集装置（図２に示されていない）からのガス流８ｃが装置１４に入り、ガス流８ｄが装置１４を出て、排気筒（図２に示されていない）に入る装置１４が示されている。図２のベッド１６は移動式ベッドである。ベッド１８、２０および２２は固定式ベッドであり、そのうちの１つまたは複数は、固定式ベッド１８、２０および２２の少なくとも１つが装置１４内に存在している限り、選択によっては配置しなくてもよい。ガス流８ｃが装置１４に入り、移動式ベッド１６および装置１４内に存在する固定式ベッドのすべてを通過し、ガス流８ｄとして装置１４から出て、排気筒に移動することが図２から明らかである。
【００３１】
固定式ベッドが水銀排出量削減を目的としているとき、適切な吸着剤としては、活性炭吸着剤、活性炭繊維吸着剤および鉱物吸着剤（例えば、シリカまたはゼオライト）が挙げられる。水銀吸着剤は好ましくは、活性炭吸着剤である。顆粒状または粉末状の活性炭を使用できる；顆粒状の活性炭が好ましい。好ましい実施形態において、活性炭吸着剤は、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理されたものである。適切な臭素含有物質は上述されている。好ましくは、臭素含有物質は、臭素元素および／または臭化水素を含む；より好ましくは、臭素元素を含む。臭素含有物質による吸着剤の処理は、吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むように実施されることが好ましい。
【００３２】
本発明のこの態様の利点の１つは、固定式ベッドから使用した吸着剤を除去した後、その吸着剤をセメントに組み込む場合を除き、使用する活性炭吸着剤のＡＢＩが吸着剤１ｇあたり約３０ｍｇ未満である必要がないことである。
【００３３】
全炭化水素の排出量の削減を目的とする場合の吸着剤としては、一般に、活性炭吸着剤、活性炭繊維吸着剤および高分子吸着剤が挙げられる。ＨＣｌの削減のための吸着剤とし
ては、典型的には、カルシウムをベースとする吸着剤、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウムおよび炭酸カルシウムなど、ならびにナトリウムをベースとする吸着剤、例えば、炭酸ナトリウムおよびアルミン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００３４】
本発明のこの態様の方法では、（ｉ）粒子状物質ならびに（ｉｉ）水銀、塩酸および炭化水素の少なくとも１つのセメント工場からの排出量が削減される。本方法は、ガス流が粒子収集装置から装置に入り、装置を通過して、装置を出て排気筒にたどり着けるように、上に記述したように、セメント工場の粒子収集装置の後ろで、セメント工場の排気筒の前の位置に装置を配置することを含む。
【００３５】
図３Ａは、バイパスダクトがないときの装置の配置を示している。装置１４は、粒子収集装置１０の後ろかつ排気筒１２の前に配置されている。ガス流８ｃは粒子収集装置１０を出て、装置１４に入る。ガス流８ｄは装置１４を出て、排気筒１２に入り、そこからガス流はセメント工場を出る。
【００３６】
一部のセメント工場では、放出量が高いため、本発明の装置の使用が常に望ましいか、または必要である。この状況が図３Ａに示されている。
【００３７】
セメント工場からの排出量が、特に予測可能な方法で変動するとき、ガス流は必要に応じて、装置を通過するように送ることができる。したがって、排出量が高くなると、ガス流が装置を通過するように送られる；排出量が低くなると、ガス流は装置の通過を迂回できる。
【００３８】
セメント工場からの排出量が予測可能な方法で変動する状況の例は、原料ミルを備えているセメント工場で起こる。排出量は、一般に、原料ミルの運転中は低くなり、原料ミルを運転していないときは高くなる。原料ミルの運転中は、排出濃度によっては、粒子収集装置を出るガス流に装置を通過させることは必要でない場合もあり得る、したがって、一部のセメント工場では、原料ミルの運転中は、装置を迂回することが可能である。そのようなセメント工場では原料ミルの運転中は、ガス流は粒子収集装置からバイパスダクトを通って、排気筒に入ることができる。ただし、原料ミルを運転していないときは、排出量が高くなることが多いので、ガス流に装置を通過させることが、通常は所望または必要とされる。
【００３９】
図３Ｂは、バイパスダクトが存在しているときの装置の配置を示している。装置１４は粒子収集装置１０の後ろかつ排気筒１２の前に配置されているが、バイパスダクト２４とは一直線上にない。ガス流８ｃは粒子収集装置１０を出て、装置１４に入るか、またはバイパスダクト２４を通過して排気筒１２に入り、そこからガス流はセメント工場を出る。ガス流８ｃが装置１４に入るとき、ガス流８ｄが装置１４を出て、排気筒１２に入り、そこからガス流がセメント工場を出る。
【００４０】
本発明のこの態様の方法を利用する効果は、セメント工場からの粒子状物質およびその他の排出量のさらなる削減である。移動式ベッドは追加の粒子状物質を捕獲し、固定式ベッドの吸着剤は、水銀、塩酸および全炭化水素の少なくとも１つを捕獲する。
【００４１】
本発明のさらなる実施形態は、以下を含むが、以下に制限されない：
【００４２】
Ａ）少なくともキルンおよび粒子収集装置を備えたセメント工場からの水銀排出量の削減方法であり、該方法は粉末状活性炭吸着剤を前記セメント工場のガス流に、前記セメント工場のキルンの後ろかつ粒子収集装置の前の１つまたは複数の地点で、吸着剤がキルンを通過しないという条件で注入することを含み、前記活性炭のアシッド・ブルー８０指数
が、オゾンまたは硝酸による任意の後処理の前に、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラム未満であることを特徴とする方法。
【００４３】
Ｂ）前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理され、前記臭素含有物質が臭素元素を含み、吸着剤が無煙炭または低揮発瀝青炭から形成され、前記吸着剤が臭素を約０．１から約１５重量％含むことを特徴とする、Ａ）に記載の方法。
【００４４】
Ｃ）前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約１５ミリグラム未満であることを特徴とする、Ｂ）に記載の方法。
【００４５】
Ｄ）吸着剤が無煙炭または低揮発瀝青炭から形成され、前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約１５ミリグラム未満であることを特徴とする、Ａ）に記載の方法。
【００４６】
Ｅ）吸着剤が無煙炭から形成されることを特徴とするＤ）に記載の方法。
【００４７】
Ｆ）前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理され、前記臭素含有物質が臭素元素を含むことを特徴とする、Ａ）に記載の方法。
【００４８】
Ｇ）前記吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むことを特徴とする、Ｆ）に記載の方法。
【００４９】
Ｈ）前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が吸着剤１グラムあたり約１５ミリグラム未満であることを特徴とする、Ｆ）またはＧ）に記載の方法。
【００５０】
Ｉ）注入率が約４ポンド／ＭＭａｃｆから約１８ポンド／ＭＭａｃｆの範囲であることを特徴とする、Ａ）からＨ）のいずれかに記載の方法。
【００５１】
Ｊ）前記セメント工場が、予熱器塔をさらに含み、前記吸着剤が予熱器塔の前に注入されないまたは予熱器塔に注入されないことを特徴とする、Ａ）からＩ）のいずれかに記載の方法。
【００５２】
Ｋ）少なくとも粒子収集装置および排気筒を備えたセメント工場からの排出量を削減するための装置であり、該装置は移動式ベッドである１つ目のベッドおよび固定式ベッドである残りの１つまたは複数のベッドから成る、一連になった複数のベッドを含んでいて、固定式ベッドの各々は水銀、炭化水素および塩酸の少なくとも１つを吸収できる少なくとも１つの吸着剤を含んでいる。
【００５３】
Ｌ）固定式ベッドが水銀を吸収できる吸着剤を含んでいて、前記吸着剤が活性炭吸着剤であり、前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理され、前記臭素含有物質が臭素元素を含むことを特徴とする、Ｋ）に記載の装置。
【００５４】
Ｍ）前記吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むことを特徴とする、Ｌ）に記載の装置。
【００５５】
Ｎ）前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラムを超えないことを特徴とする、Ｌ）またはＭ）に記載の装置。
【００５６】
Ｏ）少なくとも粒子収集装置および排気筒を備えたセメント工場からの（ｉ）粒子状物質、ならびに（ｉｉ）水銀、塩酸および炭化水素の少なくとも１つの排出量を削減するための方法であり、セメント工場の粒子収集装置の後ろかつセメント工場の排気筒の前に、請求項１０の装置を配置し、ガス流が前記装置に入って、出られるようにすること；および粒子収集装置からのガス流が前記装置を通過して、排気筒に入れるようにすることを含む方法。
【００５７】
Ｐ）装置が水銀を吸収できる吸着剤を含む固定式ベッドを含み、前記吸着剤が活性炭吸着剤であり、前記活性炭吸着剤が、水銀および水銀含有化合物を吸収する活性炭の機能を高めるのに十分な時間、有効量の臭素含有物質で処理され、前記臭素含有物質が臭素元素を含むことを特徴とする、Ｏ）に記載の方法。
【００５８】
Ｑ）前記吸着剤が約０．１から約１５重量％の臭素を含むことを特徴とする、Ｐ）に記載の方法。
【００５９】
Ｒ）前記吸着剤のアシッド・ブルー８０指数が、吸着剤１グラムあたり約３０ミリグラムを超えないことを特徴とする、Ｐ）またはＱ）に記載の方法。
【００６０】
本発明の明細書または特許請求の範囲のどこでも任意の箇所に化学名または式で参照された構成要素は、単数と複数のいずれで参照された場合も、化学名または化学種（例えば、別の構成要素または溶媒など）により参照される別の物質と接触する以前に存在していた状態で識別される。化学的変化、変換および／または反応は、仮に起こるとしても、本開示に準拠して要求される条件下で、所定の構成要素を寄せ集めた自然の結果であるため、どのような変化、変換および／または反応が結果として生じる混合物または溶液に起きるかは、重要ではない。したがって、構成要素は、所望の操作の実行に関連してまたは所望の組成を形成する上で、寄せ集められる成分として識別される。
【００６１】
本発明は、本明細書に引用した物質および／または手順を含むか、それらから成るか、または基本的にそれらから成る。
【００６２】
本明細書で用いられる、本発明の組成物の成分または本発明の方法で使用される組成物の成分の量を修飾する「約」という用語は、例えば、現実世界で濃縮物を作るためまたは溶液の使用に使われる典型的な測定および液体取扱い手順によって；これらの手順における故意ではない誤りによって；組成物を調製する目的または本方法を実施する目的で使用された成分の製造、源または純度の違いによって、などの結果、起こってもよい数値の変動を指す。「約」という用語は、特定の初期混合物から生じる組成物の均衡条件の違いから生じる量の差も含有する。用語「約」で修飾されているかいないかに関わらず、請求項には、明記された数量と同等の数量も含まれる。
【００６３】
明示的に別の断り書きがある場合を除き、「ある」という言葉（「ａ」または「ａｎ」という冠詞）が、この明細書に使用されている場合、その冠詞が指す記述または請求が単一要素であることを制限するものと解釈される意図はなく、そのように解釈されるべきではない。本明細書で用いられる「ある」という言葉（「ａ」または「ａｎ」という冠詞）は、文章で明示的に別の断りがある場合を除き、その要素が１つまたは複数である可能性を含有するものである。
【００６４】
本発明はその実践においてかなりの変化型を受け入れる余地がある。したがって、前記の記述は本発明を本明細書で以上に提示した特定の例に限定する意図はなく、限定しているとみなされるべきではない。
【図１】
2013530817.tif 000002
【図２】
2013530817.tif 000003
【図３Ａ】
2013530817.tif 000004
【図３Ｂ】
2013530817.tif 000005
【国際調査報告】
2013530817.tif 000006
2013530817.tif 000007
2013530817.tif 000008
2013530817.tif 000009
2013530817.tif 000010