(57)【要約】【課題】ダイオキシン類を含むガスの大気への放出を防止しながらセメントキルン排ガスから効率よく水銀を回収する。【解決手段】セメントキルン排ガスから回収したキルンダストＤ１を加熱し、キルンダストに含まれる水銀を揮発させる加熱装置２と、加熱装置から排出されたガスＧ２に含まれるダイオキシン類を分解する触媒装置５と、触媒装置を通過したガスＧ４に含まれる揮発水銀を回収する水銀回収装置１０とを備えるセメントキルン排ガスの処理装置１。加熱装置と触媒装置との間に、加熱装置から排出されたガスＧ１に含まれるダストＤ３を回収する高温固気分離装置４を設けることで、セメントキルン排ガスの温度を一旦低下させた後再加熱するような処理が不要となり、運転コストを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルン排ガスから回収したダストを加熱し、該ダスト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ガスに含まれるダイオキシン類を分解する触媒装置と、
該触媒装置を通過したガスに含まれる揮発水銀を回収する水銀回収装置とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガスの処理装置。
【請求項２】
前記加熱装置と前記触媒装置との間に、前記加熱装置から排出されたガスに含まれるダストを回収する高温固気分離装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理装置。
【請求項３】
前記触媒装置は、酸化チタンからなる担体に、触媒成分として五酸化バナジウム、三酸化タングステン又は三酸化モリブデンを担持したものであ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排ガスの処理装置。
【請求項４】
前記加熱装置は、外熱キルン又はＵターンキルンであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のセメントキルン排ガスの処理装置。
【請求項５】
セメントキルン排ガスから回収したダストを加熱し、該ダストに含まれる水銀を揮発させ、
該水銀が揮発したガスに含まれるダイオキシン類を触媒を用いて分解し、
該ダイオキシン類を分解した後のガスに含まれる揮発水銀を回収することを特徴とするセメントキルン排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントキルンから排出される燃焼排ガスから水銀を回収する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントの主原料である石灰石等の天然原料や、フライアッシュ等のリサイクル資源に水銀が含まれているため、セメントキルンの排ガスには、極微量の金属水銀（Ｈｇ）が含まれる。セメントキルン排ガス中の水銀が増加すると、大気汚染の原因となる虞があると共に、フライアッシュ等のリサイクル資源利用拡大の阻害要因となる虞もある。
【０００３】
そこで、特許文献１には、図２に示すように、空気Ａ２１を加熱する熱風炉２２と、熱風炉２２から排出されたガスＧ２１に、セメントキルン排ガスに含まれる、水銀を含むキルンダストＤ２１を投入する抽気ダクト２３と、キルンダストＤ２１を含む水銀含有ガスＧ２２を集塵して水銀含有ガスＧ２３と水銀除去ダストＤ２２とに分離するサイクロン２４と、サイクロン２４から排出された水銀含有ガスＧ２３を集塵して水銀含有ガスＧ２４と水銀除去ダストＤ２３とに分離するバグフィルタ２５と、バグフィルタ２５から排出された水銀含有ガスＧ２４から熱回収するユングストローム型熱交換器２６と、ユングストローム型熱交換器２６からファン２７を介して供給される水銀含有ガスＧ２５に含まれる水銀を回収する活性炭吸着塔２９と、ユングストローム型熱交換器２６で生じた熱を熱風炉２２に供給するファン２８とを備えるセメントキルン排ガスの処理装置２１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２０１１−８８７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の処理装置によれば、セメントキルン排ガスに含まれる水銀を効率よく回収することができる。しかし、キルンダストＤ２１がダイオキシン類やその骨格となり得る成分を含むような場合には、キルンダストＤ２１を含む水銀含有ガスＧ２２の温度がダイオキシン類の沸点（約４００〜５００℃）に達するため、蒸発したダイオキシン類を含むガスを大気に放出する可能性を否定できないという問題があった。
【０００６】
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、ダイオキシン類を含むガスの大気への放出を防止しながらセメントキルン排ガスから効率よく水銀を回収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、本発明のセメントキルン排ガスの処理装置は、セメントキルン排ガスから回収したダストを加熱し、該ダスト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ガスに含まれるダイオキシン類を分解する触媒装置と、該触媒装置を通過したガスに含まれる揮発水銀を回収する水銀回収装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、触媒装置によって加熱装置から排出されたガスに含まれるダイオキシン類を分解するため、ダイオキシン類を含むガスの大気への放出を防止することができる。また、セメントキルン排ガスから回収したダストを加熱装置で加熱してダストに含まれる水銀を揮発させ、触媒装置を通過したガスに含まれる揮発水銀を水銀回収装置で回収することで、セメントキルン排ガスから効率よく水銀を回収することができる。
【０００９】
上記セメントキルン排ガスの処理装置において、前記加熱装置と前記触媒装置との間に、前記加熱装置から排出されたガスに含まれるダストを回収する高温固気分離装置を設けることができる。高温固気分離装置を用いることで、セメントキルン排ガスの温度を一旦低下させた後再加熱するような処理が不要となり、運転コストを低減することができる。
【００１０】
また、前記触媒装置に、酸化チタンからなる担体に触媒成分として五酸化バナジウム、三酸化タングステン又は三酸化モリブデンを担持したものを用いることができ、前記加熱装置に外熱キルン又はＵターンキルンを用いることができる。
【００１１】
また、本発明のセメントキルン排ガスの処理方法は、セメントキルン排ガスから回収したダストを加熱し、該ダストに含まれる水銀を揮発させ、該水銀が揮発したガスに含まれるダイオキシン類を触媒を用いて分解し、該ダイオキシン類を分解した後のガスに含まれる揮発水銀を回収することを特徴とする。本発明によれば、ダイオキシン類を含むガスの大気への放出を防止し、セメントキルン排ガスから効率よく水銀を回収することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、ダイオキシン類を含むガスの大気への放出を防止しながらセメントキルン排ガスから効率よく水銀を回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るセメントキルン排ガスの処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】従来のセメントキルン排ガスの処理装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明に係るセメントキルン排ガスの処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、セメントキルン排ガスに含まれる、水銀を含むキルンダストＤ１及び熱風炉３からの高温ガスＨが供給され、キルンダストＤ１を加熱することで、水銀含有ガスＧ１と水銀除去ダストＤ２とに分離する外熱キルン２と、外熱キルン２から排出される水銀含有ガスＧ１を高温集塵して水銀除去ダストＤ３を回収する高温バグフィルタ４と、高温バグフィルタ４から排出された水銀含有ガスＧ２に含まれるダイオキシン類を分解する触媒装置５と、触媒装置５を通過した水銀含有ガスＧ３を冷却する熱交換器６及び冷却器８と、冷却器８から排出された水銀含有ガスＧ４からドレンを回収するドレンタンク９と、水銀含有ガスＧ４から水銀を回収する活性炭吸着塔１０とを備える。
【００１５】
加熱装置としての外熱キルン２は、回転型のキルンであって、キルンを囲繞するジャケット２ａに、熱風炉３から高温ガスＨが供給されてキルン内部が加熱される。熱風炉３からの高温ガスＨは高温空気でも、燃焼ガスであってもよい。一方、外熱式キルン２の左端に、ホッパ２ｂ及びスクリューフィーダ２ｃを経由してキルンダストＤ１が供給され、外熱式キルン２の内部で加熱される。加熱に用いられた高温ガスＨは、キルンダストＤ１から揮発した水銀等と共に外熱キルン２から排出される。
【００１６】
上述のような外熱キルン２に代えてＵターンキルンを用いることもできる。Ｕターンキルンは、水平軸の周りに緩やかに回転する円筒と、傾斜する案内羽根を有する仕切壁とを備え、粉粒体の内筒内充填率（ホールドアップ）を従来の１０％以下から３０％〜４０％と高めたことにより、上記円筒を小型化したものである。また、外熱キルン２やＵターンキルン以外の加熱装置を用いることもできる。
【００１７】
高温バグフィルタ４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であることが望ましい。このようなバグフィルタとしては、ハニカムセル化した棒状のセラミック管を複数配列したものや、シート状のセラミックフィルタを用いたものなどを用いることができる。
【００１８】
触媒装置５は、酸化チタン（ＴｉＯ2）等からなるハニカム状の担体に、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、三酸化タングステン（ＷＯ3）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）等の触媒成分を担持したものであって、水銀含有ガスＧ２を接触させることで水銀含有ガスＧ２中の酸素とダイオキシン類とを触媒上で反応させ、ダイオキシン類を炭酸ガスと水と塩化水素とに分解する装置である。発生する塩化水素は極微量であるため環境に影響はない。使用温度は、１６０〜３５０℃であって、９９％以上のダイオキシン分解性能を有する。上記例示した担体及び触媒成分以外の種類のものを用いることもできる。尚、ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）及びコプラナ−ポリ塩化ビフェニル（Ｃｏ−ＰＣＢ）等をいう。
【００１９】
触媒装置５内にダストが付着してダイオキシン分解性能が低下することを防止するために上記高温バグフィルタ４を配置している。通常のバグフィルタの耐熱温度は触媒反応温度よりも低いため、その場合、排ガス処理プロセスが、排ガスの冷却、集塵、再加熱、触媒処理となる。しかし、高温バグフィルタ４を用いることで、セメントキルン排ガスの温度を一旦低下させた後再加熱するような処理が不要となる。
【００２０】
熱交換器６及び冷却器８は、触媒装置５を通過した水銀含有ガスＧ３を冷却するために備えられ、一般に用いられる装置を使用することができる。熱交換器６には大気を導入するためのファン７が付設される。熱交換器６又は冷却器８のいずれか一方のみを設けてもよい。
【００２１】
水銀回収装置としての活性炭吸着塔１０は、ドレンタンク９を通過した水銀含有ガスＧ４中の水銀を回収するために備えられる。活性炭吸着塔１０で使用される活性炭としては、市販の活性炭において、より水銀回収能力に優れる活性炭を選定することが望ましい。特に、水銀吸着用として調整された硫黄添着処理が施されている活性炭が好適である。
【００２２】
次に、上記構成を有するセメントキルン排ガス処理装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００２３】
キルンダストＤ１をホッパ２ｂ及びスクリューフィーダ２ｃを経由して外熱キルン２に供給すると共に、熱風炉３から高温ガスＨを外熱キルン２に供給し、外熱キルン２内のキルンダストＤ１を間接加熱してキルンダストＤ１に含まれる水銀を揮発させる。外熱キルン２から排出される水銀除去ダストＤ２はセメント原料等に利用する。
【００２４】
高温バグフィルタ４において、外熱キルン２からの水銀含有ガスＧ１を水銀含有ガスＧ２と水銀除去ダストＤ３とに分離して水銀除去ダストＤ３を回収し、外熱キルン２から排出される水銀除去ダストＤ２と共に水銀除去ダストＤ４としてセメント原料等に利用する。水銀含有ガスＧ２を触媒装置５に導入し、水銀含有ガスＧ２中の酸素とダイオキシン類とを触媒上で反応させ、ダイオキシン類を炭酸ガスと水と塩化水素とに分解する。
【００２５】
熱交換器６において、触媒装置５から排出された水銀含有ガスＧ３とファン７によって導入された大気とを熱交換させ、さらに冷却器８で冷却して水銀含有ガスＧ３の温度を低下させる。
【００２６】
冷却器８から排出された水銀含有ガスＧ４からドレンを回収してドレンタンク９に貯留した後、活性炭吸着塔１０に供給して水銀含有ガスＧ４中の水銀を回収し、回収後の排ガスを大気に放出する。
【００２７】
以上のように、本実施の形態では、ダイオキシン類を分解する触媒装置５を設けたため、ダイオキシン類を含むガスの大気への放出を防止することができる。尚、触媒法は他の活性炭吸着法や消石灰吹き込み法と比較して触媒の交換の周期が長いため、運転コストを低く抑えることができると共に、ダイオキシン類を分解して無害な物質に直接転換できるため好ましい。
【００２８】
さらに、セメントキルン排ガスから回収したキルンダストＤ１を外熱キルン２等の加熱装置で加熱してキルンダストＤ１に含まれる水銀を揮発させ、触媒装置５を通過した水銀含有ガスＧ４に含まれる揮発水銀を活性炭吸着塔１０で回収することで、セメントキルン排ガスから効率よく水銀を回収することができる。
【００２９】
尚、上記実施の形態では、外熱キルン２に熱風炉３からの高温ガスＨを供給したが、セメントキルンに付設されるクリンカクーラからの排ガスを外熱キルン２に導入してもよく、熱交換器６で加熱されたガスを熱風炉３に供給して利用したり、クリンカクーラからの排ガスを熱風炉３に供給して利用することもできる。
【００３０】
さらに、水銀回収装置として活性炭吸着塔１０を用いたが、活性コークス等を用いた装置や、吸着剤により水銀を吸着除去するガス吸着装置等を使用することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１  セメントキルン排ガス処理装置
２  外熱キルン
２ａ  ジャケット
２ｂ  ホッパ
２ｃ  スクリューフィーダ
３  熱風炉
４  高温バグフィルタ
５  触媒装置
６  熱交換器
７  ファン
８  冷却器
９  ドレンタンク
１０  活性炭吸着塔
Ｄ１  キルンダスト
Ｄ２〜Ｄ４  水銀除去ダスト
Ｇ１〜Ｇ４  水銀含有ガス
Ｈ  高温ガス
【図１】
2015058397.tif 000003
【図２】
2015058397.tif 000004