(57)【要約】【課題】  アンモニア類・硫化物含有原料の処理方法において、セメント工場における煙突からの排ガス蒸気のたなびきを低減すること。【解決手段】  アンモニア類及び硫化物の少なくとも一方を含有する原料を、セメントの製造工程で乾式ロータリーキルン１の窯尻部１ａ又は窯尻部１ａに接続された窯尻ハウジング２又は仮焼炉３における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入して系内のセメント原料と共に処理し、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共に硫黄酸化物濃度を２０ｖｐｐｍ以下とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア類及び硫化物の少なくとも一方を含有する原料を、セメントの製造工程で乾式キルンの窯尻部又は窯尻部に接続されたハウジング又は仮焼炉における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入して系内のセメント原料と共に処理し、
キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共に硫黄酸化物濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすることを特徴とするアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア類又は硫化物を含有する廃棄物・副産物・原料をセメントの製造工程で処理するアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントを製造するセメント工場において、アンモニア類や硫化物を含有する廃棄物・副産物・原料などを処理する場合、従来は、他のセメント原料と共に乾燥、粉砕、焼成の各工程を経て処理を行っている。そして、処理後に発生した排ガス蒸気が煙突から外部に排出される。例えば、特許文献１では、都市ゴミの焼却で発生する主灰などの廃棄物や鉄屑を石灰石、粘土、珪石と共にセメント原料として、乾燥機で乾燥させた後に原料ミルで粉砕し、ロータリーキルンに接続されたプレヒータに供給することで、処理する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３９２９６号公報（段落番号０００９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来、原料に含まれるアンモニア類は、乾燥工程、粉砕工程において揮発して、排ガスとして煙突から排出される。また、原料に含まれる硫化物は、５００℃付近で亜硫酸ガスとなり、脱硫されずに煙突からの排ガス中におけるＳＯｘ（硫黄酸化物）濃度が上昇する。このように煙突から排出される排ガス中のアンモニア濃度とＳＯｘ濃度との両方が高いと、これら濃度の規制値より十分に低いにもかかわらず、煙突から排出される蒸気の長いたなびきが観測されてしまう不都合があった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、セメント工場において、排ガス蒸気のたなびきを低減することができるアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法は、アンモニア類及び硫化物の少なくとも一方を含有する原料を、セメントの製造工程で乾式キルンの窯尻部又は窯尻部に接続されたハウジング又は仮焼炉における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入して系内のセメント原料と共に処理し、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共に硫黄酸化物濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすることを特徴とする。
【０００７】
このアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法では、アンモニア類及び硫化物の少なくとも一方を含有する原料を、乾式キルンの窯尻部又は窯尻部に接続されたハウジング又は仮焼炉における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入して系内のセメント原料と共に処理することにより、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度及びＳＯｘ濃度を常に低減することができる。すなわち、アンモニア類を含有する原料を８００℃〜１１００℃の温度領域に投入することで、アンモニア類が分解される。また、硫化物を含有する原料を８００℃〜１１００℃の温度領域に投入することで、発生した亜硫酸ガスを脱硫することができる。
【０００８】
さらに、排ガス中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共にＳＯｘ（硫黄酸化物）濃度を２０ｖｐｐｍ以下とするので、後述するように、煙突からの排ガス蒸気のたなびき発生を防ぐことができる。
なお、ここで、アンモニア類を含有する原料には、アンモニア類を発生する原料を含むものとし、また硫化物を含有する原料には、加熱によって亜硫酸を発生させる原料も含むものとする。
【０００９】
また、アンモニア類や硫化物の含有原料を窯尻部又は窯尻部に接続されたハウジング又は仮焼炉に導入するので、乾式キルンの直前で８００℃〜１１００℃にまで加熱された窯尻部、ハウジング内又は仮焼炉内で良好に上記含有原料の加熱処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法では、アンモニア類や硫化物の含有原料を、窯尻部又はハウジング又は仮焼炉における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入し、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共に硫黄酸化物濃度を２０ｖｐｐｍ以下とするので、アンモニア類の分解及び亜硫酸ガスの脱硫が良好に行われて、たなびきが観測されない濃度範囲とされ、排ガス蒸気によるたなびきの発生を防ぐことができる。したがって、煙突からのたなびきが消え、異臭なども低減されることで、環境負荷の低い処理を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１２】
本実施形態のアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法は、アンモニア類及び硫化物の少なくとも一方を含有する原料を、図１に示すように、セメントの製造工程で乾式ロータリーキルン（乾式キルン）１の窯尻部１ａ又は窯尻部１ａに接続された窯尻ハウジング（ハウジング）２又は仮焼炉３における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入して系内のセメント原料と共に処理する方法である。
上記アンモニア類及び硫化物の少なくとも一方を含有する原料とは、アンモニア類や硫化物を含む廃棄物・副産物・原料などであって、アンモニア類を含有する原料には、アンモニア類を発生する原料を含むものとし、また硫化物を含有する原料には、加熱によって亜硫酸を発生させる原料も含むものである。
上記セメント原料としては、主に石灰石、粘土、珪石、鉄原料などを含むものである。
【００１３】
上記窯尻ハウジング２には、仮焼炉３が接続され、該仮焼炉３にはプレヒータ４が接続されている。
上記乾式ロータリーキルン１は、セメント原料を焼成してセメントクリンカを焼結し製造するものである。この乾式ロータリーキルン１は、窯尻ハウジング２に窯尻部１ａが接続され下流側へやや下方傾斜して周方向に回転駆動される円筒状のキルンシェル５と、キルンシェル５下流部側に設けられ重油や微粉石炭を燃料とするバーナー６と、キルンシェル５下流部の下方に設けられ製造されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラー７とを備えている。
上記仮焼炉３は、乾式ロータリーキルン１の窯尻部１ａとプレヒータ４との間に接続されてセメント原料を８００℃〜１１００℃の温度範囲で仮焼きする設備である。
【００１４】
上記プレヒータ４は、仮焼炉３に接続され、縦方向に複数段連設されたサイクロン８と、乾式ロータリーキルン１からの排ガスを上昇させるように各サイクロン８を接続するダクト９とで主に構成されている。なお、プレヒータ４には、乾式ロータリーキルン１からの排ガスを各サイクロン８及び各ダクト９を介して上昇させて外部に排出させる誘引ファン（図示略）が接続されている。
【００１５】
このセメント焼成設備には、窯尻ハウジング２又は仮焼炉３の所定箇所からアンモニア類や硫化物の含有原料を投入する投入設備１０が設けられている。この投入設備１０は、上記含有原料の貯留槽（図示略）や含有原料を送り込むポンプ等の移送機構（図示略）などを備え、上記含有原料を窯尻ハウジング２又は仮焼炉３における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入するように窯尻ハウジング２又は仮焼炉３に導入管１１で接続されている。
【００１６】
すなわち、図１に示すように、内部が８００℃〜１１００℃の温度領域である投入場所ａ〜ｄの少なくともの一箇所に投入設備１０が接続されている。なお、仮焼炉３内の投入場所ａ、ｂ、ｃは、約９００℃であり、窯尻ハウジング２内の投入場所ｄは、約１０００℃である。また、図１中のプレヒータ４内の投入場所ｅ、ｆは、約７００℃であり、プレヒータ４内の投入場所ｇ、ｈは、約５００℃である。
【００１７】
また、この投入設備１０は、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共にＳＯｘ（硫黄酸化物）濃度を２０ｖｐｐｍ以下とするように、アンモニア類や硫化物の含有原料の投入量を制御している。なお、この制御は、直接煙道中のアンモニア濃度及びＳＯｘ濃度を測定して行ってもよく、又は予め測定した投入量とアンモニア濃度又はＳＯｘ濃度との関係に基づいて行ってもよい。
なお、ＳＯｘ（硫黄酸化物）としては、一酸化硫黄（ＳＯ）、三酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ３）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、七酸化二硫黄（Ｓ２Ｏ７）、四酸化硫黄（ＳＯ４）などが挙げられる。
【００１８】
次に、本実施形態のアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法について、図１を参照して説明する。なお、図中の破線矢印は、原料の流れ方向を示している。
まず、原料ミル（図示略）で粉砕されたセメント原料を、プレヒータ４に投入して予熱する。さらに予熱されたセメント原料を、窯尻ハウジング５を介して窯尻部１ａ側から乾式ロータリーキルン１内に投下し、回転する乾式ロータリーキルン１内でバーナー６の加熱で焼成する。一方、アンモニア類や硫化物の含有原料を、投入設備１０によって導入管１１から８００℃〜１１００℃の温度領域である投入場所ａ〜ｄのいずれかから仮焼炉３内又は窯尻部１ａ内に投入する。
【００１９】
仮焼炉３内又は窯尻部１ａ内に投入された上記アンモニア類や硫化物の含有原料は、８００℃〜１１００℃の加熱により、含まれるアンモニアが分解されると共に硫化物によって発生した亜硫酸ガスが生石灰によって脱硫される。
この際、投入設備１０によってアンモニア類や硫化物の含有原料の投入量が制御され、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度が２０ｖｐｐｍ以下とされると共にＳＯｘ（硫黄酸化物）濃度が２０ｖｐｐｍ以下に設定される。
【００２０】
煙突排ガス中のＳＯｘ濃度と煙突排ガス蒸気によるたなびきの発生確率との関係を、図２に示す。この図からわかるように、ＳＯｘ濃度が２０ｖｐｐｍを超えるとたなびきの発生確率が増大する。また、煙突排ガス中のＳＯｘ濃度及びアンモニア（ＮＨ３）濃度と煙突排ガス蒸気によるたなびきの発生との関係を、図３に示す。この図からわかるように、アンモニア濃度が２０ｖｐｐｍ以下の場合及びＳＯｘ濃度が２０ｖｐｐｍ以下の場合にたなびきが観測されない。
【００２１】
このように本実施形態のアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法では、アンモニア類や硫化物の含有原料を、窯尻部１ａ又は窯尻ハウジング２又は仮焼炉３における８００℃〜１１００℃の温度領域に導入して系内のセメント原料と共に処理することにより、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度及びＳＯｘ濃度を常に低減することができる。すなわち、アンモニア類を含有する原料を８００℃〜１１００℃の温度領域に投入することで、アンモニア類が分解される。また、硫化物を含有する原料を８００℃〜１１００℃の温度領域に投入することで、発生した亜硫酸ガスを脱硫することができる。
【００２２】
さらに、キルン排ガスが排出される煙道中のアンモニア濃度を２０ｖｐｐｍ以下とすると共にＳＯｘ濃度を２０ｖｐｐｍ以下とするので、煙突からの排ガス蒸気のたなびき発生を防ぐことができる。
また、アンモニア類や硫化物の含有原料を窯尻部１ａ又は窯尻ハウジング２又は仮焼炉３に導入するので、乾式ロータリーキルン１の直前で８００℃〜１１００℃にまで加熱された窯尻部１ａ内又は窯尻ハウジング２内又は仮焼炉３内で良好に上記含有原料の加熱処理を行うことができる。
【００２３】
なお、アンモニア類を含有する原料を、８００℃未満の温度領域に投入すると、未分解アンモニアが煙突から排出されてしまうと共に、１１００℃を超えた温度領域に投入すると、乾式ロータリーキルン１の温度領域に該当するので、投入することができない。なお、硫化物を含有する原料を、８００℃未満の温度領域に投入すると、生石灰が存在しないため、発生した亜硫酸ガスを脱硫することができない。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明に係るアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法を実際に行った際の煙突排ガスの分析結果等について説明する。
＜実施例１＞
アンモニア類や硫化物の含有原料を投入する場所を、上記各投入場所ａ〜ｈにそれぞれ変えた場合に煙突からの排ガス中に含まれるアンモニア（ＮＨ３）及びＳＯｘのガス濃度を測定した。投入原料中のアンモニア及び硫化物は、それぞれ２．２％及び１．４％であった。また、投入量は、１６ｋｇ／ｔ−ｃｌｉ（クリンカ１ｔ当たりの投入量）とした。この測定結果を、以下の表１に示す。
【００２５】
【表１】
2008253914.tif 000003
【００２６】
＜実施例２＞
実施例２では、投入原料としてアンモニア及び硫化物が、それぞれ０．０％及び１．４％であるものを使用した。他の条件は、実施例１と同様である。この測定結果を、以下の表２に示す。
【００２７】
【表２】
2008253914.tif 000004
【００２８】
＜実施例３＞
実施例３では、投入原料としてアンモニア及び硫化物が、それぞれ２．２％及び０．０％であるものを使用した。また、投入量は、５０ｋｇ／ｔ−ｃｌｉに設定した。他の条件は、実施例１と同様である。この測定結果を、以下の表３に示す。
【００２９】
【表３】
2008253914.tif 000005
【００３０】
これら上記各実施例の結果からわかるように、８００℃〜１１００℃とされた温度領域の投入場所ａ〜ｄに上記投入量で投入した場合には、アンモニア濃度及びＳＯｘ濃度がいずれも２０ｖｐｐｍ以下となっている。したがって、煙突からの排ガス蒸気によるたなびきは観測されなかった。
【００３１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るアンモニア類・硫化物含有原料の処理方法の一実施形態を示すセメント製造設備の概略的な構成図である。
【図２】煙突排ガス中のＳＯｘ濃度とたなびき発生の確率との関係を示すグラフである。
【図３】煙突排ガス中のＳＯｘ濃度及びアンモニア濃度とたなびきの有無との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１…乾式ロータリーキルン（乾式キルン）、１ａ…窯尻部、２…窯尻ハウジング（ハウジング）、３…仮焼炉、４…プレヒータ、１０…投入設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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