(57)【要約】【課題】セメントキルン等の排ガスから、重金属及び酸性ガスを十分に除去することができ、かつ、この除去処理過程で回収される固体分を、簡易な設備によって容易にセメント原料化することのできる排ガスの処理方法を提供する。【解決手段】（Ａ）粗粒分と、重金属を含む細粒分と、塩化水素、硫黄酸化物等の酸性ガスとを含む排ガスから、粗粒分を回収する工程と、（Ｂ）工程（Ａ）を経た排ガスから、細粒分を回収する工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）を経た排ガスに、水酸化カルシウムを添加して、塩化カルシウムや硫酸カルシウム等の固体分を含む排ガスを得る工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）を経た排ガスから、固体分を回収する工程と、（Ｅ）工程（Ｂ）で得た細粒分から重金属を除去して、セメント原料を得る工程と、（Ｆ）工程（Ａ）で得た粗粒分と工程（Ｄ）で得た固体分とを、アルカリ性水溶液で洗浄し、水酸化カルシウムを含むセメント原料を得る工程とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスから、粗粒分を分離して回収し、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスを得る粗粒分回収工程と、
（Ｂ）工程（Ａ）で得られた排ガスから、前記重金属を含む細粒分を分離して回収し、前記酸性ガスを含む排ガスを得る細粒分回収工程と、
（Ｃ）工程（Ｂ）で得られた排ガスに、アルカリ源を添加して、該アルカリ源と前記酸性ガスとの反応生成物からなる固体分を含む排ガスを得るアルカリ源添加工程と、
（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた排ガスから、前記固体分を分離して回収する固体分回収工程と、
（Ｅ）工程（Ｂ）で得られた前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得る重金属除去工程と、
（Ｆ）工程（Ａ）で得られた前記粗粒分と、工程（Ｄ）で得られた固体分とを、アルカリ性水溶液を用いて洗浄して、前記酸性ガスに由来する成分が除去された固体分を得る水洗工程と
を含むことを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記工程（Ｅ）で得られた固体分と、前記工程（Ｆ）で得られた固体分の少なくとも一方を、セメント原料として使用する請求項１に記載の排ガスの処理方法。
【請求項３】
（ａ）粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガス中の粗粒分を捕集するための粗粒分捕集手段と、
（ｂ）粗粒分捕集手段（ａ）の後流側に配設され、前記排ガス中の前記重金属を含む細粒分を捕集するための第一の細粒分捕集手段と、
（ｃ）第一の細粒分捕集手段（ｂ）の後流側の地点にて、前記排ガスにアルカリ源を供給するためのアルカリ源供給手段と、
（ｄ）アルカリ源供給手段（ｃ）の後流側に配設され、前記排ガス中の酸性ガスと前記アルカリ源との反応生成物を捕集するための第二の細粒分捕集手段と、
（ｅ）第一の細粒分捕集手段（ｂ）で捕集される前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得るための重金属除去手段と、
（ｆ）粗粒分捕集手段（ａ）で得られる粗粒分と、第二の細粒分捕集手段（ｄ）で捕集される前記反応生成物とを、アルカリ性溶液で洗浄するための水洗手段とを備えていることを特徴とする排ガスの処理システム。
【請求項４】
前記第二の細粒分捕集手段（ｄ）の後流側に、未反応の酸性ガスを吸着するための吸着手段を備えている請求項３に記載の排ガスの処理システム。
【請求項５】
前記吸着手段で吸着した酸性ガスを脱離するための吸着材再生手段と、該吸着材再生手段によって脱離した酸性ガスを水溶液中に吸収させて回収するための酸性ガス回収手段とを備えている請求項４に記載の排ガスの処理システム。
【請求項６】
前記酸性ガス回収手段で得られた水溶液を、前記重金属除去手段（ｅ）または前記水洗手段（ｆ）に導くための供給路を備えている請求項５に記載の排ガスの処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却灰等を原料の一部として用いるセメントキルンの如き焼成炉や、焼却炉等の排ガスから、重金属及び酸性ガスを除去するための処理方法及び処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ごみ焼却灰等を原料の一部として、セメントクリンカを焼成することが行なわれている。しかし、セメントキルンの排ガス中には、ごみ焼却灰等に含まれる微量の重金属や、塩素分と硫黄分に由来する塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の酸性ガスが含まれている。そのため、これら重金属等を除去する技術が、種々提案されている。
例えば、重金属を含有するゴミ焼却灰等を原料の一部として使用するセメント又は骨材の製造に伴って発生する燃焼排ガスの処理方法において、ロータリーキルンから発生する酸性ガスを含む燃焼排ガスに対し、アルカリ金属の水酸化物及び炭酸塩からなるグループから選択される少なくとも一を含む吸収剤を添加することを特徴とする燃焼排ガスの処理方法が、提案されている（特許文献１参照）。
この技術において、前記吸収剤を添加しても、なお酸性ガス（具体的には、塩化水素、硫黄酸化物等）の排出基準を満たしていない場合には、集塵装置の手前で消石灰を添加することによって、酸性ガスのほとんどを除去することができるとされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１６６１２５（第２頁の特許請求の範囲の請求項１、第４頁の段落００２７、第５頁の図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、粗粒分及び細粒分を含む排ガスを処理するには、粗粒分を捕集するためのサイクロンと、細粒分を捕集するためのバグフィルタとを組み合わせた処理システムが用いられている。
しかし、例えば、ごみ焼却灰等を原料の一部としてセメントクリンカを焼成する場合、セメントキルンから、微量の鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）等の重金属や、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の酸性ガスを含む排ガスが排出される。この排ガスに含まれている酸性ガスの大部分を除去するためには、例えば、上述の特許文献１に記載されているように、特定の吸収剤を添加したうえで、必要に応じて消石灰を添加するなどの処理を行なわなければならない。
【０００５】
ここで、消石灰は、酸性ガスを除去するのに効果的な薬剤である。しかし、消石灰を多量に用いると、バグフィルタの如き集塵手段における固体分の捕集量が多くなるという不都合がある。つまり、集塵手段で捕集される固体分には、消石灰に由来するカルシウム含有物質（例えば、塩化カルシウム等）に加えて、有害な重金属が含まれているため、この固体分の量が多くなることによって、重金属の除去処理の負担が大きくなる等の問題が生じる。
【０００６】
一方、廃棄物の再資源化の観点から、重金属等を含む排ガスの浄化後に得られる固体分は、セメント原料等として利用されることが望ましい。この点、集塵手段等で回収される固体分が、セメント原料化を容易に行ない得る形態（例えば、重金属を含まずかつ水酸化カルシウムを主成分とするものを効率的に得ることのできる形態）を有していれば、コストや設備面での負担を過度に増大させずに、セメント原料化を実現することができると考えられる。
そこで、本発明は、ごみ焼却灰等を原料の一部としてクリンカを焼成するセメントキルンの如き焼成炉や、焼却炉等から排出される、重金属及び酸性ガスを含む排ガスから、これら重金属及び酸性ガスを十分に除去することができるとともに、この除去処理過程で回収される固体分を、容易にセメント原料化することのできるような、排ガスの処理方法及び処理システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、焼成炉や焼却炉等から排出される排ガスに対し、まず、粗粒分を回収した後、重金属を含む細粒分を回収し、次いで、消石灰の如きアルカリ源を加えて、酸性ガスの成分を含む固体分を生成させた後、この固体分を回収するようにすれば、重金属を含む固体分と、酸性ガスの成分を含む固体分とを別々に得ることができ、その結果、重金属の除去処理等の負担が軽減して、これら固体分のセメント原料化を容易に行なうことができること等に想到し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明（請求項１）の排ガスの処理方法は、（Ａ）粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスから、粗粒分を分離して回収し、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスを得る粗粒分回収工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた排ガスから、前記重金属を含む細粒分を分離して回収し、前記酸性ガスを含む排ガスを得る細粒分回収工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られた排ガスに、アルカリ源（例えば、水酸化カルシウム）を添加して、該アルカリ源と前記酸性ガスとの反応生成物からなる固体分（例えば、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムを含むもの）を含む排ガスを得るアルカリ源添加工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた排ガスから、前記固体分を分離して回収する固体分回収工程と、（Ｅ）工程（Ｂ）で得られた前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得る重金属除去工程と、（Ｆ）工程（Ａ）で得られた前記粗粒分と、工程（Ｄ）で得られた固体分（例えば、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムを含むもの）とを、アルカリ性水溶液を用いて洗浄して、前記酸性ガスに由来する成分が除去された固体分（例えば、セメント原料として用い得る水酸化カルシウムを含むもの）を得る水洗工程とを含むことを特徴としている。
本発明の処理方法によれば、排ガスに含まれている重金属及び酸性ガスを効率的かつ十分に除去することができるとともに、排ガスの処理過程で得られる固体分を、簡易な処理手段で処理するだけでセメント原料等として好適に用いることができる。
【０００９】
本発明の排ガスの処理方法の好適な実施形態として、前記工程（Ｅ）で得られた固体分と、前記工程（Ｆ）で得られた固体分の少なくとも一方を、セメント原料として使用するものが挙げられる（請求項２）。
特に、工程（Ｃ）で添加されるアルカリ源として、水酸化カルシウムを用いた場合には、工程（Ｆ）で得られる固体分は、水酸化カルシウムを主成分とするものであるため、セメント原料として好適に用いることができる。
【００１０】
本発明（請求項３）の排ガスの処理システムは、（ａ）粗粒分と、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガス中の粗粒分を捕集するための粗粒分捕集手段（例えば、サイクロン）と、（ｂ）粗粒分捕集手段（ａ）の後流側に配設され、前記排ガス中の前記重金属を含む細粒分を捕集するための第一の細粒分捕集手段（例えば、バグフィルタ）と、（ｃ）第一の細粒分捕集手段（ｂ）の後流側の地点にて、前記排ガスにアルカリ源（例えば、水酸化カルシウム）を供給するためのアルカリ源供給手段と、（ｄ）アルカリ源供給手段（ｃ）の後流側に配設され、前記排ガス中の酸性ガスと前記アルカリ源との反応生成物を捕集するための第二の細粒分捕集手段（例えば、バグフィルタ）と、（ｅ）第一の細粒分捕集手段（ｂ）で捕集される前記重金属を含む細粒分から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得るための重金属除去手段と、（ｆ）粗粒分捕集手段（ａ）で得られる粗粒分と、第二の細粒分捕集手段（ｄ）で捕集される前記反応生成物とを、アルカリ性溶液で洗浄するための水洗手段とを備えていることを特徴としている。
本発明の処理システムによれば、排ガスに含まれている重金属及び酸性ガスを効率的かつ十分に除去することができるとともに、排ガスの処理過程で得られる固体分を、簡易な処理手段で処理するだけでセメント原料等として好適に用いることができる。
【００１１】
本発明の排ガスの処理システムの好適な実施形態としては、前記第二の細粒分捕集手段（ｄ）の後流側に、未反応の酸性ガスを吸着するための吸着手段（例えば、活性コークス塔）を備えているものが挙げられる（請求項４）。
このように吸着手段を備えることによって、排ガスからの酸性ガス等の除去率を更に高めることができる。
この好適な実施形態において、本発明の排ガスの処理システムは、前記吸着手段で吸着した酸性ガスを脱離するための吸着材再生手段と、該吸着材再生手段によって脱離した酸性ガスを水溶液（具体的には、水及び／又はアルカリ性水溶液の霧状物）中に吸収させて回収するための酸性ガス回収手段とを備えることができる（請求項５）。
これら吸着材再生手段及び酸性ガス回収手段等を備えた実施形態において、本発明の排ガスの処理システムは、前記酸性ガス回収手段で得られた水溶液を、前記重金属除去手段（ｅ）または前記水洗手段（ｆ）に導くための供給路を備えることができる（請求項６）。
このように構成すれば、吸着手段で吸着した酸性ガスを、追加の処理設備を増設することなく、処理することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の排ガスの処理方法は、以下の工程（Ａ）〜（Ｆ）を含むものである。
［（Ａ）粗粒分回収工程］
本工程は、サイクロンの如き粗粒分捕集手段を用いて、焼成炉や焼却炉等の排ガスから粗粒分を分離して回収し、重金属を含む細粒分と、酸性ガスとを含む排ガスを得る工程である。
ここで、焼成炉としては、例えば、ごみ焼却灰等を原料の一部（副原料）として用いたエコセメントのクリンカを製造するためのセメントキルン（例えば、内熱式のロータリーキルン）や、ごみ焼却灰等を原料の一部（副原料）として用いた骨材を製造するためのキルン等が挙げられる。
焼却炉としては、ごみの焼却炉等が挙げられる。
【００１３】
本発明の処理対象物である排ガスは、除去を要する物質として、鉛、亜鉛、銅等の重金属と、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の酸性ガスとを含むものである。例えば、セメントクリンカ製造用の焼成炉の排ガスの場合、重金属や酸性ガスは、主にごみ焼却灰等の副原料に由来するものである。
排ガス中には、サイクロン等で捕集可能な粗粒分と、バグフィルタ等で捕集可能な細粒分と、酸性ガスとが含まれている。
これらのうち粗粒分は、セメント原料の一部が飛散して排ガスと共に排ガス流通路に流入した物や、塩化カルシウム等を含むものであり、本工程において分離され回収される。
排ガス中の細粒分は、重金属の塩化物等を含むものであり、サイクロン等では捕集されず、排ガス中に残存したまま、後工程に送られる。排ガス中の酸性ガスも、細粒分と共に後工程に送られる。
【００１４】
なお、本工程の前に、ダイオキシンの再合成を抑制するための排ガスの冷却工程を設けることができる。ダイオキシンは、高温下において分解されるが、３００〜４００℃で再合成されることが知られている。この温度範囲内に排ガスが長時間保持されて、ダイオキシンの生成が促進されるのを回避するために、ダイオキシンが再合成される温度よりも低い温度（例えば、２００℃以下）まで、排ガスの温度を急激に低下させる工程を設けることが望ましい。
【００１５】
［（Ｂ）細粒分回収工程］
本工程は、バグフィルタの如き細粒分捕集手段を用いて、工程（Ａ）を経た後の粗粒分が除去された排ガスから、重金属を含む細粒分を分離して回収し、酸性ガスを含む排ガスを得る工程である。
ここで、重金属を含む細粒分は、例えば、揮発成分として存在していたアルカリ金属、アルカリ土類金属、重金属等のカチオン及び塩素等のアニオンが、排ガスの温度の低下に伴って固体分として生成した塩化物（具体的には、塩化カルシウム、塩化鉛等）等を含むものである。
【００１６】
［（Ｃ）アルカリ源添加工程］
本工程は、工程（Ｂ）を経た後の酸性ガスを含む排ガスに、アルカリ源を添加して、該アルカリ源と酸性ガス（ＨＣｌ、ＳＯＸ等）との反応生成物からなる固体分を含む排ガスを得る工程である。
ここで、アルカリ源としては、排ガスに含まれている酸性ガスを中和することのできる物質であればよく、例えば、アルカリ土類金属（水酸化カルシウム等）やアルカリ金属（水酸化ナトリウム等）の水酸化物の他、生石灰、炭酸カルシウム等が挙げられる。アルカリ源として、カルシウムを含むもの（具体的には、水酸化カルシウム、生石灰、炭酸カルシウム等のいわゆるＣａＯ源）を用いることは、本工程で得られる固体分をセメント原料として好適に用い得ることになるので、好ましい。
【００１７】
アルカリ源の添加時の形態としては、例えば、乾式や、スラリー等が挙げられる。中でも、乾式の形態を有するアルカリ源は、スラリーと異なり、アルカリ源と酸性ガスとの反応生成物が凝集して粒度が大きくなることがないので、後述の工程（Ｄ）における捕集の都合上、好ましいものである。
アルカリ源と酸性ガスとの反応生成物の具体例としては、例えば、塩化カルシウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。
【００１８】
［（Ｄ）固体分回収工程］
本工程は、バグフィルタの如き細粒分捕集手段を用いて、工程（Ｃ）で得られた反応生成物（例えば、塩化カルシウム、硫酸カルシウム等）からなる固体分を含む排ガスから、固体分を分離して回収する工程である。
【００１９】
［吸着材による処理工程］
本発明においては、工程（Ｄ）を経た排ガスに対して、さらに、酸性ガス、重金属等を除去するための吸着材を用いた処理を施すことができる。
例えば、活性コークスの如き吸着材を用いれば、工程（Ｄ）を経た排ガス中にわずかに残存する酸性ガス、重金属等を吸着して除去することができる。ここで、活性コークス（「ＡＣ」とも略す）とは、石炭を原料とする成型活性炭の一種であり、脱硫・脱硝性能及び重金属やダイオキシン等の吸着性能を有する吸着材である。活性コークスを充填した活性コークス塔（ＡＣ塔）内に、例えば、１００〜２００℃に温度が低下した排ガスを通過させることによって、排ガス中に残存する窒素酸化物（ＮＯＸ）を分解し、かつ、塩化水素、硫黄酸化物（ＳＯＸ）及び重金属を吸着して、排ガスの浄化を徹底させることができる。
【００２０】
塩化水素、硫黄酸化物（ＳＯＸ）及び重金属を吸着した活性コークスは、例えば、酸素の不存在下で加熱することによって、塩化水素、硫黄酸化物（ＳＯＸ）及び重金属を脱離させて、再生することができる。脱離した塩化水素、硫黄酸化物（ＳＯＸ）及び重金属の処理は、水を噴霧する洗浄塔による塩化水素及び重金属の除去と、アルカリ性水溶液（例えば、水酸化ナトリウムを含む水溶液）を噴霧するアルカリ洗浄塔による硫黄酸化物（ＳＯＸ）の除去と、アルカリ洗浄塔による処理後のガス中に含まれるミストを捕集するミストキャッチャーによる水分除去とによって行なうことができる。
【００２１】
このうち、水を噴霧する洗浄塔で得られる塩素分及び重金属を含む水溶液は、重金属回収手段（例えば、キレート剤を添加して重金属を含む固体分を沈澱させた後、固液分離して沈澱物を回収するように構成した装置）によって重金属を除去した後、重金属除去工程（Ｅ）における重金属処理用の水溶液に加えることができる。それによって、水を噴霧する洗浄塔における処理後の廃液を処理するに際し、重金属除去工程（Ｅ）の処理設備と兼用する形態で、溶液処理の単一化を図ることができる。
【００２２】
また、アルカリ性水溶液を噴霧するアルカリ洗浄塔で得られる硫黄分を含む水溶液は、例えば、水洗工程（Ｆ）におけるスラリー化のための用水に加えることができる。それによって、アルカリ洗浄塔における処理後の水溶液（廃液）を処理するに際し、水洗工程（Ｆ）の処理設備と兼用する形態で、溶液処理の単一化を図ることができる。
アルカリ洗浄塔における処理後のガス中に含まれるミストは、微量の重金属を含むことがある。このミストは、ミストキャッチャーで捕集された後、水溶液として上述の重金属回収手段に供給され、重金属が除去される。金属回収手段における処理後の水溶液は、重金属除去工程（Ｅ）における重金属処理用の水溶液に加えられる。
固体分回収工程（Ｄ）及び必要に応じて設けられる上述の吸着材を用いた処理を経た排ガスは、必要に応じて他の浄化処理を経た後、大気中に排出される。
【００２３】
［（Ｅ）重金属除去工程］
本工程は、工程（Ｂ）で得られた重金属を含む細粒分（例えば、重金属等の塩化物を含むもの）から、重金属を除去して、重金属が除去された固体分を得る工程である。
細粒分中には、塩化カリウムや塩化ナトリウム等の可溶性のアルカリ塩類を多く含むので、本工程（Ｅ）の前に微粒分を洗浄して、これらアルカリ塩類を溶解させて除去するようにすれば、本工程（Ｅ）で回収される重金属中の塩素イオン濃度を下げることができ、好ましい。この際、洗浄時のｐＨを８〜１１に調整すれば、アルカリ塩類と共に重金属が溶出するのを抑制することができる。
重金属を除去する方法は、重金属の種類に応じて適宜定めればよい。
例えば、重金属として鉛、亜鉛、銅を含む場合、硫酸を用いてｐＨを４以下に調整した水溶液中に、重金属を含む細粒分を投入して撹拌した後、濾過等の固液分離を行なうことによって、鉛を含む固体分と、亜鉛及び銅を含む液分を得ることができる。このうち、亜鉛及び銅を含む液分に、銅よりもイオン化傾向の大きな金属（例えば、亜鉛）を添加すれば、この金属の表面に銅が析出し、亜鉛のみを含む液分を得ることができる。
【００２４】
一方、水酸化ナトリウム等のアルカリ化剤を用いてｐＨを１３．５以上に調整した水溶液中に、上述の鉛を含む固体分を投入して撹拌し、濾過等で固液分離すれば、固形分と、鉛を含む液分を得ることができる。この溶液と上述の亜鉛を含む溶液を混合し、ｐＨを１０程度に調整することによって、亜鉛と鉛の沈澱物を得ることができる。
鉛を含む液分と濾別した固形分は、水酸化カルシウムを含み、セメント原料として用いることができる。回収した重金属は、精錬用原料等に用いられる。
【００２５】
［（Ｆ）水洗工程］
本工程は、粗粒分回収工程（Ａ）で得られた粗粒分と、固体分回収工程（Ｄ）で得られた固体分（塩化カルシウム、硫酸カルシウム等）とを、アルカリ性水溶液を用いて水洗して、酸性ガス（ＨＣｌ、ＳＯＸ等）に由来する成分（塩素分、硫酸分等）が除去された固体分を得る工程である。
すなわち、回収された固体分には、難溶性の硫酸カルシウム等が含まれているので、液性をアルカリ性（好ましくは、ｐＨ１３．５以上）にして、固体分から硫酸分を液中に溶出させるとともに、水酸化カルシウムを含む固体分を得るものである。この固体分は、セメント原料として用いられる。この際、固体分を水洗して、ナトリウム等のカチオンや塩素等のアニオンを除去することが望ましい。
【００２６】
本工程（Ｆ）で用いられるアルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ化剤を用いて、ｐＨを１３．５以上に調整した水溶液が挙げられる。
また、水洗の手段としては、例えば、アルカリ性水溶液を貯留して処理対象物の固体分と共に撹拌混合することのできる撹拌翼付の水槽等が挙げられる。
水洗後の固液分離手段としては、フィルタープレス、ベルトフィルタ等が挙げられる。
【００２７】
次に、本発明の処理システムの一例を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の処理システムの一例を示す図である。なお、図１中、実線は固体の流れを示し、点線はガスの流れを示し、一点鎖線は、液体の流れを示す。
図１中、系外から供給されるセメント原料は、セメントキルン１内に供給され、焼成された後、クリンカクーラ２で冷却され、セメントクリンカとして回収される。なお、セメントクリンカは、石膏と共に微粉砕されて、セメントになる。また、セメントキルン１内は、窯前に設けられたバーナ３によって高温（例えば、１３００℃程度）の雰囲気になっている。
【００２８】
セメントキルン１から排出された高温の排ガスは、冷却器４に導かれ、ダイオキシンの再合成を抑制するために急冷される。冷却器４を通過した排ガスは、サイクロン５に導かれ、粗粒分（セメント原料の飛散物等）が捕集される。サイクロン５を通過した排ガスは、バグフィルタ６に導かれ、細粒分（塩化鉛等）が捕集される。バグフィルタ６を通過した排ガスは、流通路を介してバグフィルタ８に導かれる。流通路の途中には、アルカリ源（例えば、水酸化カルシウム）を貯留する貯留槽７からのアルカリ源供給口が設けられており、流通路内にアルカリ源が供給されるようになっている。
【００２９】
アルカリ源供給口の後流側の流通路内において、排ガス中の酸性ガス（例えば、ＨＣｌ、ＳＯＸ等）は、アルカリ源（例えば、水酸化カルシウム）によって中和され、例えば、塩化カルシウム及び硫酸カルシウムを含む粉体となる。この粉体は、バグフィルタ８で捕集される。バグフィルタ８を通過した排ガスは、ファン９を介して活性コークス塔（脱硝装置）１０に導かれ、排ガス中に残存している窒素酸化物（ＮＯＸ）が分解され、かつ、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）、重金属が吸着され除去される。
吸着処理後の排ガスは、必要に応じて他の浄化装置を経た後、煙突１５から大気中に排出される。
【００３０】
サイクロン５で捕集された粗粒分（固体分）は、洗浄手段１６に導かれ、塩素分等が除去される。ここで、洗浄手段１６は、例えば、アルカリ性の洗浄水を貯留した、上述の粗粒分（固体分）等をスラリー化するための撹拌翼付きの水槽と、該水槽内にサイクロン５及びバグフィルタ８から導かれた固体分を投入して撹拌混合した後のスラリーを固液分離するための濾過器等の固液分離手段とを組み合わせて構成されている。なお、撹拌翼付きの水槽には、系外から洗浄水が供給されると共に、後述のアルカリ洗浄塔１３から供給路を介して、硫黄分を含む水溶液が供給される。
バグフィルタ６で捕集された細粒分は、重金属除去手段１７を経た後、セメント原料として用いられる。
【００３１】
重金属除去手段１７は、例えば、上述の重金属除去工程（Ｅ）で説明した具体例の場合、硫酸でｐＨ調整した酸性溶液を貯留した、上述の細粒分（固体分）等をスラリー化するための撹拌翼付きの水槽と、該水槽で撹拌混合処理した後のスラリーを固液分離して、鉛を含む固体分と、亜鉛及び銅を含む液分とを得るための濾過器等の固液分離手段と、該固液分離手段によって得られた、亜鉛及び銅を含む液分に、銅よりもイオン化傾向の大きな金属を添加して混合し、この金属の表面に銅を析出させ、亜鉛のみを含む液分を得るための混合槽と、上記固液分離手段によって得られた、鉛を含む固体分から鉛を溶出させるための、アルカリ性水溶液を貯留した撹拌翼付きの水槽と、該水槽で処理した後のスラリーを固液分離して、鉛を含む液分を得るための濾過器等の固液分離手段と、該固液分離手段で得られた固体分を、セメント原料として用い得るように水洗するための水洗手段（例えば、混合槽や、上方から洗浄水を散布するベルトフィルタ等）とを備えたものとして構成することができる。
【００３２】
重金属除去手段１７による処理後の溶液は、排水処理手段１９を経て、系外に排出される。
バグフィルタ８での捕集物は、既に重金属が除去されているため、重金属除去手段１７を経由することなく、供給路を介して洗浄手段１６に導かれる。
活性コークス塔（脱硝装置）１０で吸着した塩化水素、硫黄酸化物（ＳＯＸ）及び重金属は、活性コークス再生塔１１にて加熱されて脱離した後、ガスとして洗浄塔１２に導かれ、洗浄塔１２内にて、水の噴霧によって塩化水素及び重金属が水中に吸収される。
吸収後、塩素分及び重金属を含む水溶液は、重金属回収手段１８に導かれ、重金属が固形分として回収され除去される。重金属回収手段１８による処理後の水溶液（塩素分を含む溶液）は、供給路を介して重金属除去手段１７に導かれ、用水の一部として使用される。
なお、洗浄塔１２における洗浄後の水溶液中に重金属が含まれていない場合には、重金属回収手段１８による処理を省略してもよい。
【００３３】
洗浄塔１２を通過した硫黄酸化物（ＳＯＸ）を含むガスは、アルカリ洗浄塔１３に導かれ、アルカリ洗浄塔１３内にて、アルカリ性水溶液の噴霧によって硫黄酸化物（ＳＯＸ）がアルカリ性水溶液中に吸収される。吸収後、硫黄分を含む水溶液は、供給路を介して洗浄手段１６に導かれ、スラリー化のための用水の一部として使用される。
アルカリ洗浄塔１３を通過したガスには、ミストが含まれている。このミストは、ミストキャッチャー１４にて捕集し、溶液として回収した後、重金属回収手段１８を介して重金属除去手段１７に供給される。
ミストキャッチャー１４を通過したガスは、必要に応じて他の浄化装置を経た後、煙突１５から大気中に排出される。
【００３４】
洗浄手段１６で最終的に得られる固体分は、セメント原料の一部として用いられる。洗浄手段１６で得られる液分は、排水処理手段１９を経て、系外に排出される。
なお、排水処理手段１９の一例としては、例えば、塩化第一鉄のような鉄塩を加えた後、ｐＨ調整して水酸化鉄を生成させ、重金属類を還元・吸着及び共沈除去する等の処理を行ない得るように構成された設備が挙げられる。他の例としては、重金属を捕捉するためのキレート塔が挙げられる。このキレート塔に排水を通過させれば、排水中の重金属の除去率を更に高めることができるので、好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の処理方法および処理システムによれば、焼成炉や焼却炉等の排ガスに含まれている重金属及び酸性ガスを効率的かつ十分に除去することができる。
また、排ガスの処理過程で得られる固体分は、簡易な設備で効率的にセメント原料化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理システムの一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  セメントキルン
２  クリンカクーラ
３  バーナ
４  冷却器
５  サイクロン
６，８  バグフィルタ
７  アルカリ源の貯留槽
９  ファン
１０  活性コークス塔（脱硝装置）
１１  活性コークス再生塔
１２  洗浄塔
１３  アルカリ洗浄塔
１４  ミストキャッチャー
１５  煙突
１６  洗浄手段
１７  重金属除去手段
１８  重金属回収手段
１９  排水処理手段
【図１】
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