(57)【要約】【課題】低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去する。【解決手段】セメントキルン排ガスＧ１から回収した水銀含有ダストＤ１を輸送すると共に、輸送中の水銀含有ダストを加熱してダストに含まれる水銀を揮発させるスクリューコンベア２と、揮発した水銀を回収する水銀回収装置２１とを備えるセメントキルン排ガスの処理装置１。スクリューコンベアは、誘導コイル６に電流を流すことで磁界を生じさせ、磁界により輸送中のダストに含まれる水銀に誘導電流を生じさせ、誘導電流による発熱で水銀を加熱する電磁誘導加熱装置とすることができ、回収したダストに導電性物質を添加してダストに含まれる水銀を間接的に加熱し、水銀を揮発させるエネルギーを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルン排ガスから回収したダストを輸送するスクリューコンベアと、
該輸送中のダストを加熱し、該ダストに含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、
該揮発した水銀を回収する水銀回収装置とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガスの処理装置。
【請求項２】
前記加熱装置は、誘導コイルに電流を流すことで磁界を生じさせ、該磁界により前記輸送中のダストに含まれる水銀に誘導電流を生じさせ、該誘導電流による発熱で前記水銀を加熱する電磁誘導加熱装置であることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理装置。
【請求項３】
前記スクリューコンベアは、揮発した水銀を排出するガス排出口と、水銀が揮発した後のダストを排出するダスト排出口とを備え、
前記ガス排出口及び前記ダスト排出口が、前記スクリューコンベアの輸送方向において異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン排ガスの処理装置。
【請求項４】
セメントキルン排ガスから回収したダストをスクリューコンベアで輸送し、
該輸送中のダストを加熱して該ダストに含まれる水銀を揮発させ、
該揮発した水銀を回収することを特徴とするセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項５】
前記輸送中のダストに含まれる水銀に磁界によって誘導電流を生じさせ、該誘導電流による発熱で該水銀を加熱することを特徴とする請求項４に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【請求項６】
前記セメントキルン排ガスから回収したダストに導電性物質を添加した後、該ダストに含まれる水銀を揮発させることを特徴とする請求項４又は５に記載のセメントキルン排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント焼成設備を構成するセメントキルンから排出される燃焼排ガスから水銀を除去する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントキルン排ガスには、極微量の金属水銀（Ｈｇ）が含まれている。その起源は、セメントの主原料である石灰石等の天然原料が含有する水銀の他、フライアッシュ等の多品種にわたるリサイクル資源に含まれる水銀である。セメントキルン排ガス中の水銀が増加すると、大気汚染の原因となったり、フライアッシュ等のリサイクル資源利用拡大の阻害要因となるおそれもある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、セメントキルン排ガスから回収したダストを機械式輸送する機械式輸送装置と、輸送中のダストを加熱し、ダストに含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、揮発した水銀を回収する水銀回収装置とを備えるセメントキルン排ガスの処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の処理装置では、低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去することが可能であるが、さらに効果的に水銀を除去する技術の開発が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セメントキルンから排出される燃焼排ガスからより効率よく水銀を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルン排ガスの処理装置であって、セメントキルン排ガスから回収したダストを輸送するスクリューコンベアと、該輸送中のダストを加熱し、該ダストに含まれる水銀を揮発させる加熱装置と、該揮発した水銀を回収する水銀回収装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、スクリューコンベアで前記ダストを螺旋状に輸送するため、ベルトコンベア等で輸送する場合と比較して、ダストと加熱部分の接触面積及び接触時間を増加させ、加熱効率を向上させることができるため、セメントキルン排ガスから低コストで効率よく水銀を除去することができる。
【０００９】
上記セメントキルン排ガスの処理装置において、前記加熱装置を、誘導コイルに電流を流すことで磁界を生じさせ、該磁界により前記輸送中のダストに含まれる水銀に誘導電流を生じさせ、該誘導電流による発熱で前記水銀を加熱する電磁誘導加熱装置とすることができる。これにより、前記ダストに含まれる水銀を局所的に加熱することができ、効率よく水銀を揮発させることができる。
【００１０】
前記スクリューコンベアは、揮発した水銀を排出するガス排出口と、水銀が揮発した後のダストを排出するダスト排出口とを有し、前記ガス排出口及び前記ダスト排出口を、前記スクリューコンベアの輸送方向において異なる位置に形成することができる。ガス排出口及びダスト排出口が輸送方向において同一の位置に形成されていると、ダスト排出口から排出されるべきダストがガス排出口からガスと共に排出されてしまうことがあるが、本発明ではそのような事態を回避することができるため、水銀回収工程での処理が容易になる。
【００１１】
また、本発明は、セメントキルン排ガスの処理方法であって、セメントキルン排ガスから回収したダストをスクリューコンベアで輸送し、該輸送中のダストを加熱して該ダストに含まれる水銀を揮発させ、該揮発した水銀を回収することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ダストをスクリューコンベアで螺旋状に輸送することで、ダストと加熱部分の接触面積及び接触時間を増加させて加熱効率を向上させることができ、セメントキルン排ガスから低コストで効率よく水銀を除去することができる。
【００１３】
上記セメントキルン排ガスの処理方法において、前記輸送中のダストに含まれる水銀に磁界によって誘導電流を生じさせ、該誘導電流による発熱で該水銀を加熱することができ、電磁誘導加熱により水銀を局所的に加熱して効率よく水銀を揮発させることができる。
【００１４】
前記セメントキルン排ガスから回収したダストに導電性物質を添加した後、該ダストに含まれる水銀を揮発させることができ、導電性物質を用いてダストに含まれる水銀を間接的に加熱し、水銀を揮発させるエネルギーを低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、低コストでセメントキルン排ガスから効率よく水銀を除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るセメントキルン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】図１のセメントキルン排ガスの処理装置に用いられるスクリューコンベアを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るセメントキルン排ガスの処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、セメントキルン１０と、クリンカクーラ１１と、プレヒータ１２と、仮焼炉１３とを備えたセメント焼成装置に付設され、セメントキルン排ガスＧ１に含まれるダストを回収する集塵装置１４と、集塵装置１４で回収された水銀含有ダストＤ１をスクリューコンベア２に供給するダスト供給装置１５と、供給された水銀含有ダストＤ１を輸送するスクリューコンベア２と、スクリューコンベア２で輸送中の水銀含有ダストＤ１を加熱する加熱装置としての誘導コイル６と、スクリューコンベア２から排出された水銀含有ガスＧ３から熱回収する熱交換器２０と、熱交換器２０を通過したガスＧ４から水銀を回収する活性炭吸着塔２１とで構成され、本発明は、誘導コイル６を備えたスクリューコンベア２を配置したことを特徴とする。
【００１９】
スクリューコンベア２は、図１及び図２に示すように、ダスト供給口２ｅから供給された水銀含有ダストＤ１を輸送しながら加熱し、水銀含有ガスＧ３と水銀除去ダストＤ２とに分離するために備えられ、電気集塵装置（ＥＰ）やろ過集塵装置（バグフィルタ）等の集塵装置１４で回収した水銀含有ダストＤ１を、ダスト供給装置１５を介して供給するダスト供給口２ｅと、クリンカクーラ１１のクーラ抽気ダクト１７より分岐した抽気ダクト１６から抽気ガスＧ２を導入するガス供給口２ｆと、駆動装置２ｄによって回転する回転軸２ｂと、回転軸２ｂの回転に伴って移動するスクリュー２ｃ（図２にのみ図示）と、電磁誘導加熱を行うためケーシング２ａに巻回された誘導コイル６と、水銀含有ガスＧ３を排出するガス排出口２ｇと、水銀除去ダストＤ２を排出するダスト排出口２ｈとを備える。
【００２０】
スクリューコンベア２のスクリュー２ｃ及び回転軸２ｂは、一般的なスクリュー軸を用いることができるが、スクリューが回転軸から離間するリボン式のスクリューを用いてもよい。また、本実施の形態では、スクリューコンベア２を傾斜させて斜め上方に水銀含有ダストＤ１を輸送しているが、斜め下方や水平方向に水銀含有ダストＤ１を輸送するものであってもよい。
【００２１】
また、ガス排出口２ｇ及びダスト排出口２ｈを、スクリューコンベア２による水銀含有ダストＤ１の輸送方向において異なる位置に形成している。ガス排出口２ｇ及びダスト排出口２ｈが水銀含有ダストＤ１の輸送方向において同一の位置に形成されていると、ダスト排出口２ｈから排出されるべき水銀除去ダストＤ２が、ガス排出口２ｇから水銀含有ガスＧ３と共に排出されるおそれがあり、そのような場合には、後段の水銀回収工程で水銀除去ダストＤ２を別途回収するなどの操作が必要になる。
【００２２】
誘導コイル６は、電磁誘導加熱を行うために備えられる。誘導コイル６に電流を流すことで磁界を生じさせ、この磁界によりスクリューコンベア２に収容された水銀含有ダストＤ１中の水銀に誘導電流を生じさせ、誘導電流による発熱で水銀を加熱する。電磁誘導加熱により、導電性物質である水銀への局所加熱が可能となる。誘導コイル６はスクリューコンベア２の外周面に巻回され、スクリューコンベア２内の水銀含有ダストＤ１に含まれる水銀を連続的に加熱することができる。スクリューコンベア２の本体の内面を断熱材で覆うことで、保温性及び断熱性を確保する。また、電磁波漏洩防止のため、スクリューコンベア２の本体の外皮には、銅、アルミ等の電磁シールド材を使用する。
【００２３】
ダスト供給装置１５は、集塵装置１４から搬送された水銀含有ダストＤ１をスクリューコンベア２に供給するために備えられ、ロータリフィーダ、シュート、分散板等を備える。
【００２４】
熱交換器２０は、ガス排出口２ｇから排出された水銀含有ガスＧ３の顕熱を有効利用するために備えられ、回収した熱は、蒸気ボイラ用や空気予熱用の熱源等として利用することができる。
【００２５】
水銀回収装置としての活性炭吸着塔２１は、熱交換器２０を通過したガスＧ４中の水銀を回収するために備えられる。活性炭吸着塔２１で使用される活性炭としては、市販の活性炭において、より水銀回収能力に優れる活性炭を選定することが望ましく、特に、水銀吸着用として調整された硫黄添着処理が施されている活性炭が好適である。
【００２６】
次に、上記構成を有するセメントキルン排ガスの処理装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２７】
図１において、セメントキルン１０の運転時にプレヒータ１２に供給されたセメント原料Ｒは、プレヒータ１２で予熱され、仮焼炉１３で仮焼された後、セメントキルン１０にて焼成されてセメントクリンカが生成される。セメントクリンカをクリンカクーラ１１で冷却ガスにより冷却し、クリンカクーラ１１の排ガスをクーラ抽気ダクト１７を介して仮焼炉１３に導入する。
【００２８】
セメントキルン１０から排出された燃焼排ガスは、仮焼炉１３を経てプレヒータ１２から排出され（排ガスＧ１）、ファン等（不図示）を介して集塵装置１４に導入される。セメントキルン排ガスＧ１には、セメント原料Ｒやセメントキルン１０に供給された廃棄物等に含まれる水銀が揮発しているが、集塵装置１４の入口ガス温度は１００〜１５０℃程度であるため、セメントキルン排ガスＧ１に含まれる水銀のほとんどは、セメントキルン排ガスＧ１に含まれるダストの表面に析出する。
【００２９】
次に、ダスト供給装置１５から水銀含有ダストＤ１をスクリューコンベア２のダスト供給口２ｅに供給し、供給された水銀含有ダストＤ１をスクリュー２ｃによって輸送しながら、誘導コイル６に電流を流して磁界を生じさせ、磁界により輸送中の水銀含有ダストＤ１に含まれる水銀に誘導電流を生じさせ、誘導電流による発熱で水銀を加熱して揮発させる。揮発した水銀はガス排出口２ｇから排出され、水銀が除去された水銀除去ダストＤ２はダスト排出口２ｈから排出され、セメント原料Ｒとして用いられる。
【００３０】
ガス排出口２ｇから排出された水銀含有ガスＧ３は、熱交換器２０に導入されてその顕熱が回収される。１００〜１５０℃程度の熱回収後のガスＧ４は、活性炭吸着塔２１に導入され、ガスＧ４中の水銀が回収される。活性炭吸着塔２１において水銀が回収され、無害化したガスＧ５は大気に放出するか、キルン系に戻す。
【００３１】
以上のように、本実施の形態では、スクリューコンベア２によって水銀含有ダストＤ１を輸送しながら加熱することで、ベルトコンベア等で輸送する場合と比較して、水銀含有ダストＤ１と加熱部分の接触面積や接触時間を増加させて加熱効率を向上させることができる。これにより、低コストでセメントキルン排ガスＧ１から効率よく水銀を除去することができる。
【００３２】
尚、スクリューコンベア２に供給する水銀含有ダストＤ１に事前に導電性を有する物質を混入させることで、水銀含有ダストＤ１に含まれる水銀を間接的に加熱し、水銀揮発に要するエネルギーを低減することができる。導電性を有する物質の混合割合は、コンベア輸送速度やスクリューコンベア２の運転状況、スクリューコンベア２での水銀の揮発状況により調整する。導電性を有する物質として、ＣＦＢボイラ灰やＤＯＣボイラ灰等の未燃カーボン含有物又は高炉二次灰等を用いることができる。
【００３３】
誘導コイル６の材質や巻数に特段の制限はない。ダスト排出口２ｈから排出される水銀除去ダストＤ２に含まれる水銀の量を測定し、適宜、電流の大きさや周波数等の運転条件を最適化するのが好ましい。
【００３４】
ダスト供給口２ｅから供給される水銀含有ダストＤ１に含まれる水銀は、ガス排出口２ｇにおいて揮発している必要があるため、スクリューコンベア２の内部で３８０℃以上で１分間程度加熱することが望ましい。
【００３５】
本発明では、水銀含有ダストＤ１をスクリューコンベア２で輸送するため、抽気ガスＧ２は水銀含有ダストＤ１を活性炭吸着塔２１へ輸送するのに必要な量だけ使用すればよい。抽気ガスＧ２の流速は、スクリューコンベア２におけるガス排出口２ｇや搬送管の径を変更することで調整することができる。
【００３６】
さらに、ダスト供給口２ｅに供給された水銀含有ダストＤ１から揮発した水銀は、ガス排出口２ｇから排出されて活性炭吸着塔２１に至るまでに凝縮してもよいため、水銀含有ダストＤ１を活性炭吸着塔２１まで輸送するガスを高温に保持する必要はない。従って、輸送に使用するガスの温度に制限はなく、スクリューコンベア２のガス供給口２ｆに、抽気ガスＧ２の代わりに空気を供給することもできるが、水銀回収を効率的に行うためには、クリンカクーラの排気等の高温ガスを輸送に利用することが望ましい。
【００３７】
尚、上記実施の形態では、スクリューコンベア２で輸送中の水銀含有ダストＤ１を加熱する加熱装置として誘導コイル６を用いた場合を例示し、電磁誘導により水銀含有ダストＤ１に含まれる水銀を局所的に加熱することができて好ましいが、スクリューコンベア２で水銀含有ダストＤ１を輸送しながら加熱することができるものであれば他の装置や手段を用いることもできる。
【００３８】
また、水銀回収装置として活性炭吸着塔２１を用いたが、活性コークス等を用いた装置や、吸着剤により水銀を吸着除去するガス吸着装置等を使用することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１  セメントキルン排ガス処理装置
２  スクリューコンベア
２ａ  ケーシング
２ｂ  回転軸
２ｃ  スクリュー
２ｄ  駆動装置
２ｅ  ダスト供給口
２ｆ  ガス供給口
２ｇ  ガス排出口
２ｈ  ダスト排出口
６  誘導コイル
１０  セメントキルン
１１  クリンカクーラ
１２  プレヒータ
１３  仮焼炉
１４  集塵装置
１５  ダスト供給装置
１６  抽気ダクト
１７  クーラ抽気ダクト
２０  熱交換器
２１  活性炭吸着塔
Ｇ１  セメントキルン排ガス
Ｇ２  抽気ガス
Ｇ３  水銀含有ガス
Ｇ４、Ｇ５  ガス
Ｄ１  水銀含有ダスト
Ｄ２  水銀除去ダスト
【図１】
2017154949.tif 000003
【図２】
2017154949.tif 000004