(57)【要約】【課題】既存のセメント製造装置における省エネルギーシステムを効果的に活用することができ、かつセメント製造装置内の循環系内に存在するダイオキシン類等の有機有害物質の分解を促進し、排ガス中の有機有害物質量を低減する方法を提供する。【解決手段】セメント製造装置からの排ガスに含まれるダストを捕集し、前記セメント製造装置における６５０〜８５０℃の温度に達する部位に、前記ダストの全量を投入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント製造装置からの排ガスに含まれるダストを捕集し、
前記セメント製造装置における６５０〜８５０℃の温度に達する部位に、前記ダストの全量を投入することを特徴とする排ガス中の有機有害物質量低減方法。
【請求項２】
前記セメント製造装置が、上から第１段〜第ｎ段（ｎは４以上の整数である。）のサイクロンを有するサスペンションプレヒータをさらに備え、
第ｎ−２段のサイクロンと第ｎ−１段のサイクロンとを接続するダクト部に、前記ダストの全量を投入することを特徴とする請求項１に記載の排ガス中の有機有害物質量低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造装置からの排ガス中の有機有害物質量を低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメント原料の一部として、煤塵（飛灰）、燃え殻（主灰）、汚泥、鉱滓等の有機有害物質を含有する廃棄物が使用されている。これらの廃棄物のうち有機有害物質含有量が比較的多いものは、図１に示すセメント製造装置１０における仮焼炉４やロータリーキルン５の窯尻部に投入され、有機有害物質を分解し得る条件下にて使用されている。一方、それら以外の廃棄物は、他のセメント原料とともにプレヒータ３に投入されているため、これらの廃棄物に含まれる有機有害物質は、完全には分解されず、一部が揮発して排ガス中に残存することになる。
【０００３】
このように、分解されずに排ガス中に残存する有機有害物質の大部分は、排ガスの温度の低下に伴い、排ガスに含まれるダストの表面に吸着される。そして、有機有害物質が吸着されたダストは、集塵機７によって排ガスから分離捕集され、セメント原料としてプレヒータ３に供給され、その温度によって一部が分解される。すなわち、セメントの製造時に発生する有機有害物質は、その一部は高温域において分解され、未分解の有機有害物質の大部分は、排ガス中のダストを媒体としてセメント製造装置１０内を循環している。しかしながら、ダストに吸着されなかった微量の有機有害物質及びガス状の有機汚染物質は、排ガスとともに大気中に排出されてしまっている。そのため、これらの有機有害物質の排出量をさらに低減することが望ましいと考えられている。
【０００４】
このような事情下において、セメント製造装置からの排ガスに含まれるダイオキシン類等の有機有害物質を分解する技術が、種々提案されている。例えば、集塵機で捕集されたダストの一部を、ロータリーキルンの窯尻部等の高温部に投入することで、ダイオキシン等の分解を促進する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４４３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のセメント製造装置は、ロータリーキルンでセメント原料を焼成した際の廃熱を利用してサスペンションプレヒータでセメント原料を予熱した上で、１０００℃程度の温度に達するロータリーキルンの窯尻部に当該セメント原料を投入するという省エネルギーシステムを活用するものであるが、特許文献１に記載の方法では、集塵機で捕集されたダストが、予熱されることなくロータリーキルンの窯尻部等の高温部に投入されるため、かかる省エネルギーシステムを活用することができず、より多くの熱エネルギーがセメントの製造に必要となってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、既存のセメント製造装置における省エネルギーシステムを効果的に活用することができ、かつセメント製造装置の循環系内に存在するダイオキシン類等の有機有害物質の分解を促進し、排ガス中の有機有害物質量を低減する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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、セメント製造装置からの排ガスに含まれるダストを捕集し、前記セメント製造装置における６５０〜８５０℃の温度に達する部位に、前記ダストの全量を投入することを特徴とする排ガス中の有機有害物質量低減方法を提供する（請求項１）。
【０００８】
上記発明（請求項１）によれば、６５０〜８５０℃の温度に達する部位にダストの全量を投入することで、ダストに吸着されている有機有害物質の分解を促進し、排ガス中の有機有害物質量を低減することができる。特に、上記発明（請求項１）によれば、１０００℃程度の温度に達するロータリーキルンの窯尻部等に、十分に予熱されたダストが投入されるため、セメント製造装置の省エネルギーシステムを効果的に活用することができる。
【０００９】
ここで、本発明において「有機有害物質」としては、例えば、セメント製造装置によるセメント製造過程にて発生するダイオキシン類等の残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）等が挙げられる。
【００１０】
上記発明（請求項１）においては、前記セメント製造装置が、上から第１段〜第ｎ段（ｎは４以上の整数である。）のサイクロンを有するサスペンションプレヒータをさらに備え、第ｎ−２段のサイクロンと第ｎ−１段のサイクロンとを接続するダクト部に、前記ダストの全量を投入することが好ましい（請求項２）。
【００１１】
上記発明（請求項２）によれば、例えば、第１段〜第４段のサイクロンを有するサスペンションプレヒータを備えるセメント製造装置において、第２段のサイクロンと第３段のサイクロンとを接続するダクト部にダストの全量を投入することで、６００℃程度の温度に達する第２段のサイクロンにダストが滞留し、ダストに吸着された有機有害物質の一部を分解することができ、それによりセメント製造装置の循環系内に存在する有機有害物質量を低減することができる。しかも、当該ダクト部に投入されたダストは、第２段のサイクロン、第３段のサイクロン及び最下段のサイクロンを順に経由してロータリーキルンに導入され、他のセメント原料とともに焼成されるが、第２段のサイクロンから最下段のサイクロンに至る過程でダストが十分に予熱された上でロータリーキルンに供給されるため、セメント製造装置の省エネルギーシステムを効果的に活用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、既存のセメント製造装置における省エネルギーシステムを効果的に活用することができ、かつセメント製造装置内の循環系内に存在する有機有害物質の分解を促進し、排ガス中の有機有害物質量を低減することができる。これにより、セメント製造装置から排出される有機有害物質量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る排ガス中の有機有害物質量低減方法について説明する。
本実施形態に係る排ガス中の有機有害物質量低減方法においては、セメント製造装置からの排ガスに含まれるダストを捕集し、６５０〜８５０℃の温度に達する部位に当該ダストを投入する。
【００１４】
セメント製造装置は、図１に示すように、セメント原料を乾燥する乾燥機１と、乾燥機１にて乾燥したセメント原料を粉砕する粉砕機２と、粉砕機２にて所定の粒度に粉砕されたセメント原料を予熱する第１〜第４サイクロン３ａ〜３ｄと第１〜第４サイクロン３ａ〜３ｄを相互に接続するダクト部３ｅとを有するサスペンションプレヒータ３と、セメント原料を仮焼する仮焼炉４と、予熱・仮焼されたセメント原料を焼成しクリンカを生成するロータリーキルン５と、ロータリーキルン５により生成したクリンカからセメントを製造する仕上げミル６と、ロータリーキルン５からの排ガス中に含まれるダストを集塵する集塵機７と、セメント製造装置１０からの排ガスを排出する煙突８とを備える。なお、図１において、破線で示される矢印は、ロータリーキルン５からの排ガスの流れを示すものである。
【００１５】
集塵機７は、セメント製造装置からの排ガスに含まれる、ダイオキシン類等の有機有害物質を吸着したダストを捕集するためのものであり、集塵機７としては、例えば、電気集塵機、重力集塵機、慣性力集塵機、遠心力集塵機、濾過集塵機等が挙げられる。
【００１６】
このようなセメント製造装置によりセメントを製造するには、まず、廃棄物（例えば、鋳物砂、スラグ、スラッジ、汚泥、鉱滓等）、石灰石、粘土、珪石等のセメント原料を乾燥機１にて乾燥し、粉砕機２にて所定の粒度に粉砕する。
【００１７】
粉砕されたセメント原料は、サスペンションプレヒータ３の第１サイクロン３ａと第２サイクロン３ｂとを接続するダクト部３ｅ内に供給され、サスペンションプレヒータ３の第１サイクロン３ａから第３サイクロン３ｃ、仮焼炉及び第４サイクロン３ｄを順に経て予熱され、ロータリーキルン５に供給される。
【００１８】
ロータリーキルン５内に供給されたセメント原料は、約１５００℃の温度条件下で焼成され、これによりクリンカが生成される。生成されたクリンカはロータリーキルン５から排出されて、石膏等が添加された後に仕上げミル６内で粉砕される。これにより、所望のセメントが製造される。
【００１９】
ロータリーキルン５内にてセメント原料が焼成される際に生じる排ガスは、ロータリーキルン５から排出されて、仮焼炉４、サスペンションプレヒータ３の第４サイクロン３ｄから第１サイクロン３ａ、粉砕機２又は乾燥機１を経て、集塵機７に導入される（図１の破線矢印を参照）。
【００２０】
ロータリーキルン５からの排ガスには、セメント原料の加熱により揮発した有機有害物質の一部が完全に分解されずに残存しているとともに、ダストが含まれる。排ガス中の有機有害物質のほとんどは、ダストの表面に吸着されており、当該有機有害物質を吸着したダストは、排ガスとともに集塵機７に導入される。
【００２１】
集塵機７に導入されたダストは、集塵機７にて捕集されるとともに、排ガスは煙突８から排出される。集塵機７にて捕集されたダストは、ダスト貯留槽（図示せず）に一時的に貯留される。
【００２２】
集塵機７にて捕集されたダストは、６５０〜８５０℃の温度に達する部位に窯入原料として投入すればよく、７００〜８００℃の温度に達する部位に投入することが好ましい。ダストの投入部位の温度が６５０℃未満であると、ダストに吸着されている有機有害物質の分解を促進することができず、セメント製造装置１０の循環系内に存在する有機有害物質量を低減することができないおそれがあり、ダストの投入部位の温度が８５０℃を超えると、ダストの投入部位の温度に対してダストの温度が低いため、セメント製造装置１０における省エネルギーシステムを効果的に活用することができず、セメントの製造に、より多くの熱エネルギーが必要となってしまうおそれがある。
【００２３】
具体的には、ダストは、サスペンションプレヒータ３の第２サイクロン３ｂと第３サイクロン３ｃとを接続するダクト部３ｅに投入される。これにより、ダストに吸着された有機有害物質の一部が分解され、セメント製造装置１０の循環系内における有機有害物質量を低減することができ、その結果、セメント製造装置１０からの有機有害物質の排出量を低減することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係る排ガス中の有機有害物質量低減方法によれば、既存のセメント製造装置をそのまま使用して、有機有害物質量を低減することができるとともに、既存のセメント製造装置の省エネルギーシステムを効果的に活用することができる。
【００２５】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００２６】
上記実施形態においては、セメント製造装置として第１〜第４サイクロンの４つのサイクロンを有するサスペンションプレヒータを備えるものを例示して説明したが、これに限定されるものではなく、上記実施形態に係る排ガス中の有機有害物質量低減方法は、上から第１段〜第ｎ段（ｎは４以上の整数である。）のサイクロンを有するサスペンションプレヒータを備えるセメント製造装置であれば適用することができ、この場合、第ｎ−２段サイクロンと第ｎ−１段サイクロンとを接続するダクト部にダストを投入することができる。例えば、第１〜第５サイクロンの５つのサイクロンを有するサスペンションプレヒータを備えるセメント製造装置に適用してもよく、この場合も上記実施形態と同様に、セメント製造装置の６５０〜８５０℃に達する部位にダストを投入すればよく、具体的には第３サイクロンと第４サイクロンとを接続するダクト部にダストを投入すればよい。
【実施例】
【００２７】
〔実施例１〕
図１に示す既設のセメント製造装置１０にセメント原料（汚泥、鉱滓等の廃棄物を含む）を所定量供給し、クリンカを焼成するとともに、ロータリーキルン５からの排ガスを集塵機７によって処理し、捕集されたダストの全量を第２サイクロン３ｂと第３サイクロン３ｃとを接続するダクト部３ｅに投入した。
【００２８】
ダクト部３ｅへのダストの投入開始から７日間経過後及び１４日間経過後に、集塵機７による処理後の排ガス中のダイオキシン類（ＤＸＮ）の濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎ）及び集塵機７にて捕集されたダスト中のダイオキシン類（ＤＸＮ）の濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ）を測定した。なお、排ガス中のダイオキシン濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０３１１に準じて行った。また、ダスト中のダイオキシン濃度の測定は、「平成４年７月３日 厚生省告示第１９２ 特別管理一般廃棄物及び特別管理産業廃棄物に係わる基準の検定方法 別表第一に定める方法」に準じて行った。
【００２９】
〔比較例１〕
図１に示す既設のセメント製造装置１０にセメント原料を所定量供給し、クリンカを焼成するとともに、ロータリーキルン５からの排ガスを集塵機７によって処理し、ダストを捕集した。そして、集塵機７による処理後の排ガス中のダイオキシン類（ＤＸＮ）の濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎ）及び集塵機７にて捕集されたダイオキシン類（ＤＸＮ）の濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ）を測定した。なお、排ガス及びダスト中のダイオキシン濃度は、実施例１と同様にして測定した。
【００３０】
比較例１では、排ガス中のダイオキシン類の濃度が０．０４２ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎであり、ダスト中のダイオキシン類の濃度が０．６３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであったのに対し、実施例１では、７日間経過後の排ガス中のダイオキシン類の濃度が０．０２０ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎであり、ダスト中のダイオキシン類の濃度が０．３３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。このことから、第２サイクロン３ｂと第３サイクロン３ｃとを接続するダクト部３ｅにダストの投入を開始してから７日間が経過すると、排ガス及びダスト中のダイオキシン類の濃度が約１／２に低減されることが確認された。また、実施例１では、１４日間経過後の排ガス中のダイオキシン類の濃度が０．０１３ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎであり、ダスト中のダイオキシン類の濃度が０．２０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであり、第２サイクロン３ｂと第３サイクロン３ｃとを接続するダクト部３ｅにダストの投入を開始してから１４日間が経過すると、排ガス及びダスト中のダイオキシン類の濃度が約１／３に低減されることが確認された。このように、集塵機７にて捕集されたダストの全量を第２サイクロン３ｂと第３サイクロン３ｃとを接続するダクト部３ｅ（セメント製造装置における６５０〜８５０℃の温度に達する部位）に投入することで、排ガス中のダイオキシン類の量を低減することができ、セメント製造装置１０からの有機有害物質の排出量を低減可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のセメント製造方法は、既存のセメント製造装置をそのまま使用し、セメント製造装置からの有機有害物質の排出量の低減に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス中の有機有害物質量低減方法にて使用するセメント製造装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
３…サスペンションプレヒータ
３ｂ…第２サイクロン（第ｎ−２段のサイクロン）
３ｃ…第３サイクロン（第ｎ−１段のサイクロン）
３ｅ…ダクト部
７…集塵機
１０…セメント製造装置
【図１】
2008222487.tif 000003