(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルンのキルン尻からボトムサイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、抽気ガス中のダストの粗粉を分離し、微粉を含む抽気ガスを水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置に導入し、前記微粉を含む抽気ガスを水冷しながら脱硫することを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項２】
前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置からの吸収液の固形分を濃縮してセメント粉砕ミル系へ添加することを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項３】
前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から分離・副生される石膏をセメント粉砕ミル系へ添加することを特徴とする請求項１または２に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項４】
前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から石膏を分離した後の廃液を、セメント粉砕ミル系へ添加することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項５】
前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から石膏を分離した後の廃液を、脱塩装置に送って、脱塩後の排水を循環水として該抽気ガス処理系での使用水として用いることを特徴とする請求項３または４に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項６】
前記セメントキルンのキルン尻からボトムサイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から抽気した抽気ガスから分離した粗粉を水と反応させて消石灰を生成し、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の複分解に用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【請求項７】
前記セメントキルンの仮焼原料を水と反応させて消石灰を生成し、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の複分解に用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントキルン抽気ガスの処理方法に関し、特に、セメントキルンの入口フード付近より燃焼ガスの一部を抽気して塩素及び硫黄分を除去するためのセメントキルン抽気ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セメント製造設備におけるプレヒーター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、セメントキルンの入口フード付近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】
この塩素バイパス設備では、例えば、国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ９６／０３５４５（国際公開番号：ＷＯ９７／２１６３８）等に記載のように、抽気した排ガスを冷却して生成したダストの微粉側に塩素が偏在しているため、ダストを分級機によって粗粉と微粉とに分離し、粗粉をセメントキルン系に戻すとともに、分離された塩化カリウム（ＫＣｌ）等を含む微粉（塩素バイパスダスト）を回収してセメント粉砕ミル系に添加していた。
【０００４】
ところが、近年、廃棄物のセメント原料化または燃料化によるリサイクルが推進され、廃棄物の処理量が増加するに従い、セメントキルンに持ち込まれる塩素、硫黄、アルカリ等の揮発成分の量も増加し、塩素バイパスダストの発生量も増加している。そのため、塩素バイパスダストを全てセメント粉砕工程で利用することができず、水洗処理されていたが、今後、塩素バイパスダストの発生量もさらに増加することが予測されるため、その有効利用方法の開発が求められていた。
【０００５】
かかる見地から、特開平１１−１００２４３号公報に記載のセメント原料化処理方法では、従来水洗処理されている塩素バイパスダスト等を脱塩処理し、セメント原料として有効利用するため、塩素を含む廃棄物に水を添加して廃棄物中の塩素を溶出させてろ過し、得られた脱塩ケークをセメント原料として利用するとともに、排水を浄化処理し、環境汚染を引き起こすことなく、塩素バイパスダストの有効利用を図っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平１１−１００２４３号公報に記載のセメント原料化処理方法等では、塩素バイパスダスト等を脱塩処理するにあたって、嵩比重が非常に低くハンドリングの難しいダストを大量に貯蔵する大容量のタンク、定量フィーダ等が必要となり、設備コストが増加するという問題があった。
【０００７】
また、塩素バイパスを行うに際し、セメントキルンの入口フード付近より抽気した燃焼ガスの一部には、硫黄分が含まれるため、抽気ガスをそのまま系外に排出することができず、セメントキルンに付設された原料乾燥あるいは粉砕工程等に戻すこと等が必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来のセメントキルン抽気ガスの処理方法における問題点に鑑みてなされたものであって、設備コストを低く抑えることができ、セメントキルンの入口フード付近より抽気した燃焼ガスに含まれる硫黄分を除去し、有効利用すること等が可能なセメントキルン抽気ガスの処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、セメントキルン抽気ガスの処理方法であって、セメントキルンのキルン尻からボトムサイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、抽気ガス中のダストの粗粉を分離し、微粉を含む抽気ガスを水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置に導入し、前記微粉を含む抽気ガスを水冷しながら脱硫することを特徴とする。
【００１０】
そして、請求項１に記載の発明によれば、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置を用いて微粉を含む抽気ガスを水冷しながら脱硫するため、塩素分を含むスラリーをそのまま排水処理・脱塩装置に供給することができ、従来塩素バイパスダストを脱塩処理する際に用いられてきた水洗設備が不要となり、設備コストを低減することができるとともに、燃焼ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ2）を、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）と消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）とに反応させて脱硫し、石膏を回収することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置からの吸収液の固形分を濃縮してセメント粉砕ミル系へ添加することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、吸収液をセメント粉砕ミル系へ添加するため、吸収液に含まれる石膏をセメント製造工場内で有効利用することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から分離・副生される石膏をセメント粉砕ミル系へ添加することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、セメント粉砕ミル系で水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から分離・副生された石膏を使用することにより、セメント製造工場内で石膏の有効利用を図ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から石膏を分離した後の廃液を、セメント粉砕ミル系へ添加することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から石膏を分離した後の廃液をセメント粉砕ミル系で処理するため、セメント製造工場外に排出する水を極力少なくして水の有効利用を図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の吸収液から石膏を分離した後の廃液を、脱塩装置に送って、脱塩後の排水を循環水として該抽気ガス処理系での使用水として用いることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、塩素を脱塩処理する際に、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置、脱塩装置及び抽気ガス処理系で水を循環利用することができるため、系外に排出する水を極力少なくして水の有効利用を図ることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記セメントキルンのキルン尻からボトムサイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から抽気した抽気ガスから分離した粗粉を水と反応させて消石灰を生成し、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の複分解に用いることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、抽気ガスから分離した粗粉を利用して抽気ガス中の硫黄分を除去し、石膏として回収することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理方法において、前記セメントキルンの仮焼原料を水と反応させて消石灰を生成し、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置の複分解に用いることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、セメントキルンの仮焼原料を利用して抽気ガス中の硫黄分を除去し、石膏として回収することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理方法の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理方法の一実施例を示し、この処理装置１は、水酸化マグネシウムスラリー吸収法脱硫装置を併設したものであって、主に、サイクロン５と、吸収塔７と、消和槽１３と、ろ過分離装置１８と、酸化塔１９と、液体サイクロン２１と、排水脱塩装置２５等で構成される。
【００２５】
セメントキルン２のキルン尻からボトムサイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの抽気ガスは、プローブ３において冷却ファン４からの冷風によって冷却された後、サイクロン５に導入され、粗粉と微粉及びガスとに分離される。微粉及びガスは、予冷塔６において、給水装置２４から供給される水によって水冷され、吸収塔７に供給される。そして、吸収塔７において、微粉に含まれるＫＣｌ等の塩素分は、そのままの状態が保たれるとともに、微粉を含むスラリーは、ポンプ１２によって循環されながら、水酸化マグネシウム槽８からポンプ９、吸収液調整槽１０及びポンプ１１を介して供給された水及び水酸化マグネシウムと反応し、以下に示すように、硫黄分（ＳＯ2）が硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）として回収される。尚、吸収塔７の排ガスは、ファン２２及びダンパ２３を介して大気に排気される。
ＳＯ2＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ3
Ｈ2ＳＯ3＋Ｍｇ（ＯＨ）2→ＭｇＳＯ3＋２Ｈ2Ｏ
ＭｇＳＯ3＋ＳＯ2＋Ｈ2Ｏ→Ｍｇ（ＨＳＯ3）2
Ｍｇ（ＨＳＯ3）2→Ｍｇ（ＯＨ）2＋Ｈ2ＳＯ3＋Ｈ2Ｏ
Ｍｇ（ＨＳＯ3）2＋Ｍｇ（ＯＨ）2→２ＭｇＳＯ3＋２Ｈ2Ｏ
Ｈ2ＳＯ4＋Ｍｇ（ＯＨ）2→ＭｇＳＯ4＋２Ｈ2Ｏ
ＭｇＳＯ3＋１／２Ｏ2→ＭｇＳＯ4
【００２６】
一方、吸収塔７から排出されたＫＣｌ等の塩素分を含むスラリーは、液体サイクロン２１に供給され、液体サイクロン２１の捕集分をろ過分離装置１８に供給することによって、ろ過分離装置１８への負荷を低減するとともに、捕集分中のマグネシウム含有量を減少させ、石膏の含有量を増加させる。液体サイクロン２１で捕集された濃縮スラリーは、ろ過分離装置１８でろ過された後、排水脱塩装置２５において工業塩が回収され、排水は、消和槽１３等において循環利用することができる。一方、液体サイクロン２１の上澄み液は、ポンプ１２を介して吸収塔７及び酸化塔１９に供給される。
【００２７】
ポンプ１２を介して酸化塔１９に送られた液体サイクロン２１の上澄み液の一部は、酸化塔１９において、以下に示すように、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）と、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）が発生する。
ＭｇＳＯ3＋１／２Ｏ2→ＭｇＳＯ4
Ｍｇ（ＨＳＯ3）2＋Ｏ2→ＭｇＳＯ4＋Ｈ2ＳＯ4
【００２８】
一方、サイクロン５によって分離された粗粉は、消和槽１３に導入され、粗粉中の生石灰（ＣａＯ）が水と反応して消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）となり、消石灰槽１４に貯められる。消石灰槽１４の消石灰は、ポンプ１５によって複分解槽１６に送られる。
【００２９】
そして、複分解槽１６において、上記消石灰と、酸化塔１９からポンプ２０を介して排出された硫酸マグネシウムとが反応し、以下に示すように、石膏及び水酸化マグネシウムが生成される。
ＭｇＳＯ4＋Ｃａ（ＯＨ）2＋２Ｈ2Ｏ→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ＋Ｍｇ（ＯＨ）2
【００３０】
複分解槽１６で生成された石膏及び水酸化マグネシウムは、ポンプ１７を介して吸収液調整槽１０に導かれた後、ポンプ１１を介して吸収塔７に吸収液として供給され、この水酸化マグネシウムは、水酸化マグネシウム槽８で補給されたものとともに脱硫に利用される。一方、石膏は、吸収塔７から排出された後、液体サイクロン２１を介してろ過分離装置１８に供給され、ろ過されて回収される。
【００３１】
尚、上記実施例において回収された石膏は、セメントキルン２に付設されたセメント粉砕ミルで使用することもでき、セメント製造工場内で石膏の有効利用を図ることができる。
【００３２】
また、ＫＣｌを含む塩素分は、上述のように、工業塩として回収してもよく、ろ過された塩水の一部または全量を、そのままセメントキルン２に付設されたセメント粉砕ミルに投入して処理することも可能である。
【００３３】
さらに、吸収液としての石膏及び水酸化マグネシウムの一部または全量を、吸収塔７に戻さずに、液体サイクロン２１において吸収液の固形分を濃縮してセメントキルン２に付設されたセメント粉砕ミルに投入して処理してもよい。但し、ろ過された塩水または吸収液の固形分を濃縮してセメント粉砕ミルに投入する場合には、ＪＩＳに規定されているセメント中の塩素濃度の上限値２００ｐｐｍを超えないように留意する必要がある。
【００３４】
また、吸収液から石膏を分離してセメント粉砕ミル等に添加するとともに、石膏を分離した後の廃液を、排水脱塩装置２５に送り、脱塩後の排水を循環水として、消和槽１３に供給して粗粉の消和水として用いたり、給水装置２４に供給してガスの冷却水として用いたり、吸収液調整槽１０に供給して吸収液の水分の調整に使用することもできる。
【００３５】
さらに、上記実施例では、消石灰源として、セメントキルンのキルン尻からボトムサイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から抽気した抽気ガスから分離した粗粉を水と反応させたものを使用したが、セメントキルンの仮焼原料を水と反応させたものを利用することもできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理方法によれば、塩素バイパスダストを脱塩処理する際の設備コストを低く抑えることができ、セメントキルンの入口フード付近より抽気した燃焼ガスに含まれる硫黄分を除去して有効利用すること等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理方法の一実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１    処理装置
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    予冷塔
７    吸収塔
８    水酸化マグネシウム槽
９    ポンプ
１０  吸収液調整槽
１１  ポンプ
１２  ポンプ
１３  消和槽
１４  消石灰槽
１５  ポンプ
１６  複分解槽
１７  ポンプ
１８  ろ過分離装置
１９  酸化塔
２０  ポンプ
２１  液体サイクロン
２２  ファン
２３  ダンパ
２４  給水装置
２５  排水脱塩装置
【図１】
0004105466.tif 000002