(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント製造工程のキルンに連設したプレヒーターからの排ガスに含まれるダストを捕集し、この捕集した集塵ダストを、セメント焼成後のクリンカ粉砕工程に投入し、またはクリンカ粉砕物に投入することにより、外部に放出される排ガス中の揮発性重金属成分の濃度を低減することを特徴とするセメント製造排ガスの処理方法。
【請求項２】
セメント製造工程のキルンに連設したプレヒーターからの排ガスに含まれるダストを捕集し、この捕集した集塵ダストを、セメントに対する添加量が、内割で５重量％以下となるように、セメント焼成後のクリンカ粉砕工程に投入し、またはクリンカ粉砕物に投入することにより、外部に放出される排ガス中の揮発性重金属成分の濃度を低減することを特徴とするセメント製造排ガスの処理方法。
【請求項３】
セメント製造工程のキルンに連設したプレヒーターからの排ガスに含まれるダストを１００〜１５０℃で捕集し、この捕集した集塵ダストを、セメントに対する添加量が、内割で５重量％以下となるように、セメント焼成後のクリンカ粉砕工程に投入し、またはクリンカ粉砕物に投入することにより、外部に放出される排ガス中の揮発性重金属成分の濃度を低減することを特徴とするセメント製造排ガスの処理方法。
【請求項４】
ダストを捕集した後の排ガス中の水銀濃度が０.０５mg/m3
N以下である請求項１乃至３記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントの製造工程から排出される排ガス中に含まれる水銀等の揮発性金属成分を効率よくセメントの焼成系から除去して、その濃度を低減する排ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント製造においては、各種の汚泥、焼却灰などの廃棄物を原料や燃料として使用する機会が増えている。しかし、これらの廃棄物には重金属類が多少なりとも含有されており、このためセメント製造工程に持ち込まれる重金属類の量が増大することが懸念される。これら廃棄物に含まれる重金属類のうち、揮発性が比較的高い水銀、亜鉛、セレン等、およびこれらの化合物（塩化物等）は、セメント製造工程の高温部において揮発し、ガス中に含有される。その後、ガスの温度が低下するのに伴いガス中に含有されるダストの表面にこれらの重金属が析出し、あるいは重金属やその化合物自身の微粒子となる。これらのダストや微粒子は煙道の電気集塵器(ＥＰ)で捕集され、排ガス中から除去される。なお、特に揮発性が高い水銀はその一部がガス状のまま残存し、排煙に含有されたまま排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この電気集塵機で捕集されたダスト(集塵ダスト)は、セメント製造工程において新たに粉砕された原料に混ぜられて原料の一部となる。このため集塵ダストに含まれる揮発性の重金属は、その一部はクリンカに含有されるものの大部分はプレヒータ部あるいはロータリーキルンの高温部で再び揮発し、ガス中に含有されて再び排ガス系に導かれる。なお、このうち水銀は揮発性が高く、高温でガス化し易いためにクリンカ中には殆ど含有されず、ガスと共に排ガス系に導かれて集塵ダスト中に高濃度で含有され、さらに一部は排ガスと共に系外に排出される。このため、排ガス中の水銀を処理する手段を設けないと、原料から持ち込まれる水銀量が増大するのに伴い、系外に排出される水銀の量が増えると云う問題がある。
【０００４】
本発明はこのようなセメント製造工程から排出される排ガス中に含まれる水銀等の揮発性金属成分を効率よく除去する方法を提供する。本発明の処理方法は、セメントの焼成工程などから排出される焼成排ガスに含まれる水銀などの揮発性金属成分は集塵ダストに高濃度に濃縮して含有されていることに注目し、この集塵ダストをセメントの焼成系外に取り出すことによって外部に放出される排ガス中の揮発性金属成分の濃度を低減したものである。
【０００５】
すなわち、本発明は以下の構成からなるセメント製造排ガス中の揮発成分の低減方法に関する。
（１）セメント製造工程の排ガスからダストを捕集し、この捕集した集塵ダストを、セメント焼成後のクリンカ粉砕工程に投入し、またはクリンカ粉砕物に投入することにより、外部に放出される排ガス中の揮発性金属成分の濃度を低減することを特徴とするセメント製造排ガスの処理方法。
（２）セメントに対する集塵ダストの添加量が、内割で５重量％以下となる量である上記(1)の処理方法。
（３）ダストを捕集した後の排ガス中の水銀濃度が０.０５mg/m3N以下である上記(1)または(2)の処理方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の処理方法は、セメント製造工程の排ガスからダストを捕集し、この捕集した集塵ダストを、セメント焼成後のクリンカ粉砕工程に投入し、またはクリンカ粉砕物に投入することにより、外部に放出される排ガス中の揮発性金属成分の濃度を低減することを特徴とするセメント製造排ガスの処理方法である。
【０００７】
本発明に係る処理方法の概略を図１に示す。図示するように、セメント製造工程には、セメント原料を焼成炉(ロータリーキルン)２０に投入する原料供給路１０、燃料の供給路１１、キルン２０に連設したプレヒーター２１、排ガス路３０に設置された集塵機３１、煙突３２が設けられている。セメント原料はキルンで焼成されてセメントクリンカになり、これを炉外に取り出し、石膏を加え、セメントミル４０で微粉砕してセメントを製造する。
【０００８】
本発明の処理方法は、上記製造工程において、排ガス路３０を流れる排ガスに含まれるダストを集塵機３１によって捕集する。集塵機３１の種類は限定されないが、大量の排ガスを処理できるという点からは電気集塵機が好ましい。集塵機３１に導入される排ガスの温度は概ね１００〜１５０℃であるので、排ガスに含まれる水銀、セレン、カドミウム、亜鉛などの揮発性金属またはその塩化物などの揮発性金属化合物、（これらを揮発性金属成分と略称する）の大部分はダストの表面に析出し、あるいは微粒子となって析出し、ダストと共に捕集される。
【０００９】
捕集したダスト(集塵ダストと云う)をクリンカの粉砕工程４０に投入する。あるいはこの集塵ダストをクリンカ粉砕物に投入する。セメント工場によっても異なるが、概ね集塵ダストには揮発性金属成分（主に水銀）が１〜１０mg/kg程度含まれている。これを排ガスから分離することにより、外部に放出される排ガス中の水銀濃度を大幅に低減することができる。具体的には、外部に放出される排ガス中の水銀濃度を例えば０.０５mg/m3N以下に低減することができる。
【００１０】
なお、集塵器３１で捕集した集塵ダストをセメント原料の供給路１０に戻し、セメント原料の一部としてキルン２０で焼成する方法もあるが、このような方法では集塵ダストに含まれる揮発性金属成分が焼成時に揮発し、クリンカに取り込まれるよりも揮発して排ガスに含まれる量が多いので、排ガス中の水銀等の濃度を低減することはできない。本発明のように焼成工程をバイパスし、焼成系の系外に集塵ダストの一部を取り出すことによって排ガス中の水銀等の濃度を大幅に低減することができる。
【００１１】
捕集した集塵ダストは、クリンカ粉砕工程において石膏と共にクリンカに添加して粉砕してもよく、あるいは石膏と共に粉砕した後のクリンカ粉砕物に添加してもよい。なお、クリンカ粉砕工程ではミルの温度が高くなるため、一部の水銀が揮発する。そのため、ミルからの排ガス中の水銀濃度が高まるので、クリンカ粉砕物に添加する方が好ましい。
【００１２】
セメントに対する集塵ダストの添加量は、セメントの強度発現性などの特性を損なわないために、内割で５％以下が適当である。因みに、２mg/kgの水銀を含有する集塵ダストをセメントに内割で５％添加した場合、この集塵ダストによるセメントへの水銀持ち込み量は０.１０mg/kg程度であり、この水銀量は地殻中の岩石に含まれる平均水銀量と同程度である。しかも、得られたセメントおよびセメント硬化体から溶出する水銀量は環境庁告示４６号による土壌環境基準の下限未満であり、水銀溶出による環境汚染の懸念もない。また、この場合、排ガス中の水銀濃度の低減効果は、セメント生産量２００t/hr、排ガス量３０万m3N/hrとすると、概ね０.０７mg/m3Nであり、水銀濃度の大幅な低減効果が得られる。
【００１３】
【実施例１】
セメント製造工場において、焼成排ガスから電気集塵機によってダストを捕集し、これをセメントクリンカの粉砕工程に導き、クリンカ粉砕物に対して内割で２.０％を連続的に添加した。添加開始後３日目に、電気集塵機の出口ガスの水銀濃度を測定した。この結果を表１に示した。なお、水銀濃度の測定は規格（JIS K 0222-1997 排ガス中の水銀分析法）に従った。また、製造したセメントの硬化体について、その水銀溶出量を環境庁告示４６号に示された方法によって測定した。この結果を表１にまとめて示した。
【００１４】
【実施例２】
セメントに対する集塵ダストの添加量を４.０％としたほかは、実施例１と同様の操作および測定を行った。その結果も表１に示す。
【００１５】
【比較例】
集塵ダストをセメントに添加せず、その全量を従来通り原料に混合するという方法を行った場合につき、集塵機出口の水銀濃度を測定した結果を比較例として表１に挙げた。
【００１６】
表１の測定結果から明らかなように、本発明に従ってセメントに集塵ダストを添加したものは排ガス中の水銀濃度が格段に低減している。また、この集塵ダストを添加して製造したセメント硬化体の水銀溶出量は極めて微量であった。
【００１７】
【表１】
0004650983.tif 000002
【００１８】
【発明の効果】
セメント製造工程から排出された水銀等の揮発性金属成分は集塵ダストに高濃度に濃縮するので、本発明の処理方法によればこの集塵ダストの一部をセメントに添加することにより排ガスに含まれる水銀等の濃度を格段に低減することができる。また、本発明の方法は集塵ダストの一部をセメントに添加する設備を設けるだけで容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の処理工程を示すフロー図
【符号の説明】
１０−原料供給路、１１−燃料供給路、２０−キルン、２１−プレヒーター、３０−排ガス路、３１−電気集塵機、３２−煙突、４０−粉砕工程(セメントミル)
【図１】
0004650983.tif 000003