(57)【要約】【課題】塩素バイパス排ガスを、初期コスト及び運転コストを低く抑え、熱損失を抑制しながら処理する。【解決手段】セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気するとともに、抽気した燃焼ガスを低温ガスにより冷却するプローブ３と、プローブで抽気されたガスに含まれるダストＤ２を集塵する少なくとも２５０℃以上、好ましくは３００℃の耐熱性を有する集塵装置６と、集塵装置の後段に乾式脱硫装置８とを備える塩素バイパス排ガスの処理装置１。乾式脱硫装置は、乾式脱硫剤を用いて集塵装置から排出されたガスを脱硫することができ、集塵装置は、ろ過式電気集塵装置とすることができる。集塵後の抽気ガスの温度を２５０℃以上、好ましくは３００℃以上、６００℃以下とすることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気するとともに、抽気した燃焼ガスを低温ガスにより冷却するプローブと、
該プローブで抽気されたガスに含まれるダストを集塵する少なくとも２５０℃の耐熱性を有する集塵装置と、
該集塵装置の後段に乾式脱硫装置とを備えることを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理装置。
【請求項２】
前記乾式脱硫装置は、乾式脱硫剤を用いて前記集塵装置から排出されたガスを脱硫することを特徴とする請求項１に記載の塩素バイパス排ガスの処理装置。
【請求項３】
前記集塵装置は、ろ過式電気集塵装置であることを特徴とする請求項１に記載の塩素バイパス排ガスの処理装置。
【請求項４】
前記低温ガスに添加する窒素ガスを発生させる窒素ガス発生装置を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の塩素バイパス排ガスの処理装置。
【請求項５】
セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、
抽気ガスに含まれるダストを、該抽気ガスを２５０℃以上の温度に維持しながら集塵し、
集塵後の抽気ガスを乾式脱硫法により脱硫することを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理方法。
【請求項６】
前記集塵後の抽気ガスの温度を２５０℃以上、６００℃以下とすることを特徴とする塩素バイパス排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパス設備から排出されるガスを処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素、硫黄、アルカリ等の中で、塩素が特に問題となることに着目し、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパス設備が用いられている。
【０００３】
塩素バイパス設備は、図２に示すように、セメントキルン３２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気するプローブ３３と、プローブ３３内に冷風を供給して抽気ガスＧ１を急冷する冷却ファン３４と、抽気ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｄ１を分離する分級機としてのサイクロン３５と、サイクロン３５から排出された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ２を冷却する冷却器３６と、冷却器３６に冷風を供給する冷却ファン３７と、冷却器３６で冷却された抽気ガスＧ２中のダストの微粉Ｄ２を集塵するバグフィルタ３８と、冷却器３６及びバグフィルタ３８から排出された微粉Ｄ２を回収するダストタンク３９とを備える。
【０００４】
上記構成を有する塩素バイパス設備３１では、セメントキルン３２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの燃焼ガスの一部Ｇ１をプローブ３３によって抽気しながら、冷却ファン３４からの冷風によって冷却することで塩素化合物の微結晶が生成される。この塩素化合物の微結晶は、抽気ガスＧ１に含まれるダストの微粉側に偏在しているため、サイクロン３５で分級した粗粉Ｄ１をセメントキルン３２に付設されたプレヒータ等にセメント原料として戻す。
【０００５】
一方、サイクロン３５によって分離された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ２を冷却器３６に導入し、冷却された抽気ガスＧ２をバグフィルタ３８に導入し、バグフィルタ３８において抽気ガスＧ２に含まれるダストＤ２を回収する。バグフィルタ３８で回収したダストＤ２は、冷却器３６から排出されたダストと共に、塩素濃度の高い塩素バイパスダストとしてダストタンク３９に貯留した後、セメント焼成工程の系外に排出し、処理する。
【０００６】
しかし、上記塩素バイパス設備３１では、微粉Ｄ２を集塵するにあたってバグフィルタ３８を用いている。しかし、バグフィルタ３８は、圧力損失が高いため運転コストが高くなると共に、ろ布を定期的に交換する必要があるため保守管理費用が増加するという問題がある。これに加え、バグフィルタ３８へ抽気ガスＧ２を導入する前に冷却器３６を設置して抽気ガスＧ２の調温をする必要があるため、冷却器３６の保守も必要になり、さらに、抽気ガスＧ２をバグフィルタ３８の耐熱温度まで冷却するため、それによる熱損失が生ずるという問題もある。
【０００７】
特に、間接冷却方式の冷却器３６を用いると、冷却器３６内で固結が発生して能力が低下したり、閉塞状態となって運転継続が困難になる虞もある。また、セメントキルンの窯尻でリサイクル燃料を使用しているため、燃焼した燃料の一部がバグフィルタ３８に達し、バグフィルタ３８のろ布を目詰まりさせたり、ろ布を焼損する虞もある。
【０００８】
そこで、近年開発された高耐熱型バグフィルタを塩素バイパス設備に導入することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この高耐熱型バグフィルタは、ハニカムセル化した棒状のセラミック管を複数配列し、９００℃程度までの耐熱性を有する。
【０００９】
この高耐熱型バグフィルタを用いた塩素バイパス設備５１は、図３に示すように、セメントキルン５２の燃焼ガスの一部Ｇ１を抽気するプローブ５３と、プローブ５３内に冷風を供給して抽気ガスＧ１を急冷する冷却ファン５４と、抽気ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｄ１を分離する分級機としてのサイクロン５５と、サイクロン５５から排出された微粉Ｄ２を含む抽気ガスＧ２を高温のまま集塵する高耐熱型バグフィルタ５６とで構成される。そのため、図２に示した塩素バイパス設備３１の冷却器３６が不要となり、冷却器５６の保守管理や、冷却による熱損失が生ずることはない。
【００１０】
また、集塵後の抽気ガスＧ２には、高濃度のＳＯ2が含まれるため、上記塩素バイパス設備５１に脱硫装置５７を付設し、高効率で脱硫処理する。その処理方式として、石灰−石膏法や水マグ法等の湿式処理が用いられるが、これらの方法では、大幅に塩素バイパス排ガスの温度が低下するため、熱損失が大きくなったり、大量の水が必要になるという問題があった。
【００１１】
また、高耐熱型バグフィルタを用いた塩素バイパス設備のもう一つの例として、図４に示す塩素バイパス設備７１は、図３に示した塩素バイパス設備５１の高耐熱型バグフィルタ５６の後段にガスガスヒータ７２を設置し、ガスガスヒータ７２によって脱硫装置５７からの排ガスを昇温しているため、熱損失を小さく抑えることができる。しかし、この塩素バイパス設備７１では、機器点数が増加するため、設備の初期コストが高騰するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】２００９−２９８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、塩素バイパス設備から排出されるガス（塩素バイパス排ガス）を、初期コスト及び運転コストを低く抑え、熱損失を抑制しながら処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、塩素バイパス排ガスの処理装置であって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気するとともに、抽気した燃焼ガスを低温ガスにより冷却するプローブと、該プローブで抽気されたガスに含まれるダストを集塵する少なくとも２５０℃の耐熱性を有する集塵装置と、該集塵装置の後段に乾式脱硫装置とを備えることを特徴とする。
【００１５】
そして、本発明によれば、少なくとも２５０℃の耐熱性を有する集塵装置と、乾式脱硫装置とで抽気ガスを高温の状態で乾式処理するため、機器点数の増加を抑えて初期コストを低く抑え、湿式処理に必須の大量の水も不要となって運転コストも低く抑えることができ、熱損失を抑制しながら塩素バイパス排ガスを処理することができる。
【００１６】
上記塩素バイパス排ガスの処理装置において、前記乾式脱硫装置は、乾式脱硫剤を用いて前記集塵装置から排出されたガスを脱硫することができる。
【００１７】
また、前記集塵装置をろ過式電気集塵装置とすることができ、ろ過式電気集塵装置は、高耐熱型バグフィルタのようなバグの保守管理等が不要で、圧力損失も低く抑えることができるため、塩素バイパス排ガスの処理に要する運転コストを低く抑えることができる。
【００１８】
さらに、上記塩素バイパス排ガスの処理装置において、前記低温ガスに添加する窒素ガスを発生させる窒素ガス発生装置を設けることができ、ダイオキシンの発生を防止しながら抽気ガスの冷却を行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、塩素バイパス排ガスの処理方法であって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、抽気ガスに含まれるダストを、該抽気ガスを２５０℃以上の温度に維持しながら集塵し、集塵後の抽気ガスを乾式脱硫法により脱硫することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、初期コスト及び運転コストを低く抑え、熱損失を抑制しながら塩素バイパス排ガスを処理することができる。
【００２０】
上記塩素バイパス排ガスの処理方法において、前記集塵後の抽気ガスの温度を２５０℃以上、６００℃以下にすることができ、セメントキルンの排ガス系に戻した場合でも、熱損失を抑制することができ、セメント原料等の乾燥熱源等としても有効利用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、冷却器の設備コストを削減することができ、冷却器及びバグフィルタの保守管理にかかる費用を削減できる。また、機器点数の減少や、圧力損失の抑制により、電力等の運転コストの削減が可能になると共に、熱損失を抑制しながら処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる塩素バイパス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】従来の塩素バイパス設備の一例を示す全体構成図である。
【図３】従来の塩素バイパス設備の他の例を示す全体構成図である。
【図４】従来の塩素バイパス設備の他の例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明にかかる塩素バイパス排ガスの処理装置の一実施の形態を設けた塩素バイパス設備を示し、この塩素バイパス設備１は、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部Ｇ１を冷却ファン４からの冷風で冷却しながら抽気するプローブ３と、プローブ３で抽気した抽気ガスＧ１に含まれるダストの粗粉Ｄ１を分離する分級機としてのサイクロン５と、サイクロン５から排出された抽気ガスＧ２に含まれる微粉Ｄ２を集塵するろ過式電気集塵装置６と、ファン７と、ろ過式電気集塵装置６から排出された排ガスＧ３を脱硫する乾式脱硫装置８、窒素ガス発生装置９等で構成される。プローブ３〜サイクロン５については、従来の塩素バイパス設備に設置されているものと同様の構成を有するため、詳細説明を省略する。
【００２５】
ろ過式電気集塵装置６は、例えば古河システムズ株式会社製フィルタ式電気集じん装置を使用することができ、その内部に、コロナ放電を発生させる放電電極と、集塵機能とフィルタ機能を併せ持った箱型の集塵電極等を備え、含塵ガス中のダストは、放電電極で発生したコロナ放電にて電荷を与えられ、集塵電極で捕集された後、これらの集塵電極（フィルタ）を通過するときにろ過される。
【００２６】
乾式脱硫装置８は、例えば、金属酸化物を乾式脱硫剤として用い、還元された金属酸化物をＳＯｘと反応させて硫化物とすることでガス中から硫黄分を除去し、この際に生じた硫化物を酸素と反応させ、硫黄分をＳＯ2として放出させることにより繰り返し利用する装置である。金属酸化物には、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、亜鉛フェライト（ＺｎＦｅ2Ｏ4）等を用いることができる。再生時に放出されたＳＯ2は、硫黄回収装置（不図示）で別途回収する。また、この装置により硫黄分をさらに高濃度に濃縮することが可能になるため、効率的に、かつコンパクトな処理設備で、カルシウム分と反応させて石膏として回収したり、硫酸として回収することもできる。
【００２７】
窒素ガス発生装置９は、周囲の空気を取り込んで窒素ガスを発生させ、発生した窒素ガスを冷却ファン４からプローブ３に供給される冷風に導入し、ダイオキシンの発生を防止するために備えられる。
【００２８】
上記構成を有する塩素バイパス設備１についても、図２〜図３に示した塩素バイパス設備と同様に、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの燃焼ガスの一部Ｇ１をプローブ３によって抽気しながら、冷却ファン４からの冷風によって冷却する。これによって、抽気ガスが５５０℃程度以下に急冷され、塩素化合物の微結晶が生成される。この塩素化合物の微結晶は、抽気ガスＧ１に含まれるダストの微粉側に偏在しているため、サイクロン５で分級した粗粉Ｄ１をセメントキルン２に付設されたプレヒータ等にセメント原料として戻す。ここで、上述のように、窒素ガス発生装置９で発生した窒素ガスを抽気ガスＧ１の冷却に用いることで、オキシクロリネーション反応を抑制し、ダイオキシンの発生を防止することができる。一方、ダイオキシンの発生の問題がない場合には、大気による冷却を行っても問題はない。
【００２９】
次に、サイクロン５によって分離された微粉Ｄ２を含み、４００℃程度の抽気ガスＧ２をろ過式電気集塵装置６に導入し、微粉Ｄ２を回収する。ろ過式電気集塵装置６で回収したダストＤ２は、塩素濃度の高い塩素バイパスダストとして、セメント焼成工程の系外に排出し、処理する。
【００３０】
一方、ろ過式電気集塵装置６から排出されファン７で下流側に供給された排ガスＧ３は、乾式脱硫装置８によって脱硫後、セメントキルン２の排ガス系、すなわちセメントキルン２の排ガスを誘引するファン（ＩＤＦ）の出口側に戻すことができ、セメント原料等の乾燥熱源等としても有効利用することができる。
【００３１】
尚、上記実施の形態においては、サイクロン５から排出された抽気ガスＧ２に含まれる微粉Ｄ２を集塵するにあたって、ろ過式電気集塵装置６を用いた場合について説明したが、この集塵装置には、高温のまま集塵する高耐熱型バグフィルタを用いることもでき、少なくとも２５０℃以上、好ましくは３００℃以上の耐熱性を有する集塵装置であれば使用することができる。
【００３２】
また、上記実施の形態においては、乾式脱硫装置として、酸化鉄、亜鉛フェライト等の金属酸化物を乾式脱硫剤として用いるものを例示したが、ろ過式電気集塵装置６で集塵した後の排ガスＧ３を２５０℃以上、好ましくは３００℃以上、６００℃以下の状態で乾式脱硫することができる乾式脱硫装置であれば、他の形式のものを使用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  塩素バイパス設備
２  セメントキルン
３  プローブ
４  冷却ファン
５  サイクロン
６  ろ過式電気集塵装置
７  ファン
８  乾式脱硫装置
９  窒素ガス発生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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