(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント製造設備のキルンから排出されるガスの一部を抽気すると同時にこれを塩素化合物の凝固点以下にまで冷却し、冷却した抽気ガスから粗粉を分離してキルン系内へ戻すと共に抽気ガスをさらに冷却した後に抽気ガスからバイパスダストを回収する塩素バイパスシステムにおいて、
バイパスダストを回収した後の抽気ガスをセメント製造設備のＮＳＰキルンの仮焼炉における温度８００〜１２００℃の領域に導入することにより抽気ガス中のＳＯｘを低減することを特徴とする塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法。
【請求項２】
セメント製造設備のキルンから排出されるガスの一部を抽気すると同時にこれを塩素化合物の凝固点以下にまで冷却し、冷却した抽気ガスから粗粉を分離してキルン系内へ戻すと共に抽気ガスをさらに冷却した後に抽気ガスからバイパスダストを回収する塩素バイパスシステムにおいて、
バイパスダストを回収した後の抽気ガスをセメント製造設備のＳＰキルンのライジングダクトに導入することにより抽気ガス中のＳＯｘを低減することを特徴とする塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法に係り、特に塩素バイパス設備でバイパスダストが回収された後の塩素バイパス排気をセメント製造設備内の脱硫領域に通してＳＯｘを低減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント製造設備のキルン内では、燃料中の硫黄分の酸化反応や原料中の硫酸塩の分解反応によってＳＯｘが発生している。しかし、これらのＳＯｘの大部分はプレヒータ系内においてセメント原料中に含まれるＣａＯやアルカリと反応する、いわゆる脱硫反応により再び原料に取り込まれ、最終的にクリンカの一部として系外へ排出される。その結果、キルン排ガスとして系外へ排出されるＳＯｘはごくわずかであり、キルンの運転条件等によって変化するが、煙突から排出される最終排気中のＳＯｘは１００ｐｐｍ以下、一般には数ｐｐｍ以下となる。
【０００３】
ＣａＯによる脱硫反応は、ＣａＯ＋ＳＯ2＋１／２Ｏ2→ＣａＳＯ4で表され、ＣａＯと共に酸素が必要であり、８００〜１２００℃という最適温度域が存在することが広く知られている。この温度域は、キルン尻からプレヒータの下部までの領域に相当し、この領域で脱硫反応が活発に起こっている。
【０００４】
また、キルン・プレヒータ系から揮発性成分を除去する方法としてアルカリバイパスシステムが知られている。この技術を改良し、キルン・プレヒータ系から塩素を効率良く除去することを目的として、本出願人は特願平９−５２１９１８号や特願平１０−２４３３９２号により塩素バイパスシステムを提案している。このような塩素バイパスシステムを適用したセメント製造設備を図６に示す。この図は仮焼炉２６を有するＮＳＰキルン（ニューサスペンションプレヒータ付きキルン）に塩素バイパスシステムを適用したものである。
【０００５】
調合原料サイロ１からプレヒータ２５の上部へ投入された原料は、プレヒータ２５及び仮焼炉２６で予熱され、キルン３で焼成された後、クーラ４で冷却ファン５から送り込まれる大気により冷却され、クリンカサイロ６に貯蔵される。なお、仮焼炉２６にはクーラ４から燃焼空気用ダクト２７を介して燃焼用空気が導入されている。ここで、バイパスファン７の駆動により塩素等の揮発性成分が高濃度で濃縮されているキルン３のキルン尻ガスの一部がプローブ８によって抽気されると同時に冷却ファン９からの冷却空気により塩素化合物の融点である６００〜７００℃以下にまで急冷される。そして、冷却により生成した塩素化合物を多く含むダストは微粉側に多く存在することから、分級機１０で５〜１０μmを分級点として抽気ガスに含まれるダストを粗粉と微粉とに分離し、粗粉を調合原料サイロ１からプレヒータ２５へ投入される原料に戻す一方、分離された微粉を含む排ガスを冷却器１１で冷却ファン１２からの冷却空気により冷却した後、集塵機１３で微粉をバイパスダストとして回収してバイパスダストタンク１４に収容する。このバイパスダストタンク１４とバイパスダストをセメントへ添加するための設備とは互いの距離が離れていることが多く、一般的にバイパスダストタンク１４内のバイパスダストをトラック等によりもう一つのバイパスダストタンク１５へ運搬する。そして、フィーダー１６を用いてバイパスダストをクリンカサイロ６から搬出されたクリンカ中に添加し、仕上ミル１７で混合した後、セメントサイロ１８に貯蔵する。
【０００６】
また、キルン３内で発生する排ガスの大部分は、塩素バイパスシステムのプローブ８で抽気されずに誘引ファン１９の誘引力によりプレヒータ２５及び廃熱ボイラ２０内を通過する。この際にガス中に含まれるＳＯｘは脱硫作用を有するプレヒータ下部で大幅に減少する。この排ガスは、さらに例えば原料乾燥工程を通過し、熱利用される。すなわち、排ガスは誘引ファン２１で誘引され、ドライヤ２２で生原料の乾燥に寄与した後、電気集塵機２３で排ガス中のダストが回収され、煙突２４から最終排気として大気中へ放出される。一方、塩素バイパスシステムのプローブ８で抽気されるキルン３の排ガスの一部、すなわち約１０００℃のキルン尻ガスは相当量のＳＯｘを含んでいるが、抽気ガスが冷却ファン９からの冷却空気により温度６００〜７００℃以下にまで直ちに急冷され、脱硫温度域の通過時間が極めて短いため、ガス中に含まれるＳＯｘは脱硫作用を受けにくい。従って、バイパスファン７によって誘引され集塵機１３を通過した塩素バイパス排気には例えば５００〜３０００ｐｐｍという相当量のＳＯｘが含まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この塩素バイパス排気は直接排出せず、キルン排ガス系へ戻し、キルン排ガスと共に最終排気している。具体的には、キルン３の運転への影響を最小限にするため、誘引ファン１９の後段に戻し、キルン排ガスと共に例えば原料乾燥工程や原料粉砕工程を通過して最終排気されていた。この場合、塩素バイパス排気は大量のキルン排ガスにより希釈されるものの、キルン尻通過排ガス量、バイパス率、誘引ファン１９から煙突２４までの排ガス処理工程によっても異なるが、特に誘引ファン１９から電気集塵機２３の間に原料ミル乾燥同時粉砕工程あるいは石灰石をドライヤで乾燥する工程等の脱硫効果のある工程が存在しない場合には、煙突２４から排出される最終排気中のＳＯｘの増加を余儀なくされていた。
【０００８】
この発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、塩素バイパス排気による最終排気中のＳＯｘの増加を最小限に抑えることができる塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法は、セメント製造設備のキルンから排出されるガスの一部を抽気すると同時にこれを塩素化合物の凝固点以下にまで冷却し、冷却した抽気ガスから粗粉を分離してキルン系内へ戻すと共に抽気ガスをさらに冷却した後に抽気ガスからバイパスダストを回収する塩素バイパスシステムにおいて、バイパスダストを回収した後の抽気ガスをセメント製造設備のＮＳＰキルンの仮焼炉における温度８００〜１２００℃の領域に導入することにより抽気ガス中のＳＯｘを低減する方法である。
この発明に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法は、セメント製造設備のキルンから排出されるガスの一部を抽気すると同時にこれを塩素化合物の凝固点以下にまで冷却し、冷却した抽気ガスから粗粉を分離してキルン系内へ戻すと共に抽気ガスをさらに冷却した後に抽気ガスからバイパスダストを回収する塩素バイパスシステムにおいて、バイパスダストを回収した後の抽気ガスをセメント製造設備のＳＰキルンのライジングダクトに導入することにより抽気ガス中のＳＯｘを低減する方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１にこの発明の実施の形態１に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示す。このセメント製造設備は、図６に示した従来のセメント製造設備において、バイパスファン７により誘引され集塵機１３を通過した塩素バイパス排気を誘引ファン１９の後段へ戻す代わりにＮＳＰキルンの仮焼炉２６に戻すようにしたものである。その他の構成は図６のセメント製造設備と同様である。
【００１１】
次に、この実施の形態１の動作について説明する。まず、調合原料サイロ１からプレヒータ２５の上部へ原料が投入され、この原料はプレヒータ２５及び仮焼炉２６で予熱され、キルン３で焼成された後、クーラ４で冷却ファン５から送り込まれる大気により冷却され、クリンカサイロ６に貯蔵される。また、バイパスファン７の駆動により塩素等の揮発性成分が高濃度で濃縮されているキルン３のキルン尻ガスの一部がプローブ８によって抽気されると同時に冷却ファン９からの冷却空気により塩素化合物の融点である６００〜７００℃以下にまで急冷される。そして、冷却により生成した塩素高含有ダストを含む抽気ガス中のダストを分級機１０で５〜１０μmを分級点として粗粉と微粉とに分離し、粗粉を調合原料サイロ１からプレヒータ２５へ投入される原料に戻す一方、分離された塩素含有率の高い微粉を含む排ガスを冷却器１１で冷却ファン１２からの冷却空気により冷却した後、集塵機１３で微粉をバイパスダストとして回収してバイパスダストタンク１４に収容する。バイパスダストタンク１４内のバイパスダストをトラック等によりもう一つのバイパスダストタンク１５へ運搬し、フィーダー１６を用いてバイパスダストをクリンカサイロ６から搬出されたクリンカ中に添加し、仕上ミル１７で混合した後、セメントサイロ１８に貯蔵する。
【００１２】
一方、キルン３内で発生した排ガスの大部分は、プローブ８で抽気されずに誘引ファン１９の誘引力によりプレヒータ２５及び廃熱ボイラ２０内を通り、さらにこの排ガスは誘引ファン２１で誘引され、ドライヤ２２で生原料の乾燥に寄与した後、電気集塵機２３で排ガス中のダストが回収され、煙突２４から最終排気として大気中へ放出される。
【００１３】
この実施の形態１では、相当量のＳＯｘが含まれている塩素バイパス排気がバイパスファン７から仮焼炉２６に戻され、ここで例えば９００〜１０００℃程度の高温雰囲気中に晒された後、プレヒータ２５から廃熱ボイら２０へと導かれる。このとき、プレヒータ２５の下部には温度８００〜１０００℃程度の脱硫領域が形成されており、ここで塩素バイパス排気中のＳＯｘが脱硫される。これにより、煙突２４から排出される最終排気中のＳＯｘを、塩素バイパスシステムを設置しない場合と同様の数ｐｐｍ以下とすることができた。
【００１４】
なお、この実施の形態１においては、塩素バイパス排気を仮焼炉２６に戻したので、低酸素濃度（１７〜１８％）のバイパス排気の導入によるキルン３内での燃焼悪化の懸念がない。また、通常キルン３の窯尻側に配置されるバイパスファン７から仮焼炉２６まで塩素バイパス排気を導くダクトが短くて済み、設備費が安価となる。
【００１５】
比較例１．
図２に比較例１に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示す。このセメント製造設備は、図１に示した実施の形態１のセメント製造設備において、バイパスファン７により誘引され集塵機１３を通過した塩素バイパス排気を仮焼炉２６に戻す代わりに、クーラ４から仮焼炉２６に接続されている燃焼空気用ダクト２７に戻すようにしたものである。その他の構成は図１のセメント製造設備と同様である。
【００１６】
この比較例１では、相当量のＳＯｘが含まれている塩素バイパス排気がバイパスファン７から燃焼空気用ダクト２７に戻され、クーラ４からの燃焼用空気と共に仮焼炉２６に導入される。従って、図１に示した実施の形態１と同様にプレヒータ２５の下部において塩素バイパス排気中のＳＯｘが脱硫される。これにより、実施の形態１と同様に煙突２４から排出される最終排気中のＳＯｘを数ｐｐｍ以下とすることができた。
【００１７】
なお、この比較例１においては、塩素バイパス排気を仮焼炉２６に接続されている燃焼空気用ダクト２７に戻したので、バイパス排気中の酸素が燃焼に利用されることにより総排気ガス量の増加が比較的少ない上、通常キルン３の窯尻側に配置されるバイパスファン７から燃焼空気用ダクト２７まで塩素バイパス排気を導くダクトが短くて済み、設備費が安価となる。
【００１８】
比較例２．
図３に比較例２に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示す。このセメント製造設備は、図１に示した実施の形態１のセメント製造設備において、バイパスファン７により誘引され集塵機１３を通過した塩素バイパス排気を仮焼炉２６に戻す代わりに、クリンカクーラ４の冷却ファン５に戻すようにしたものである。その他の構成は図１のセメント製造設備と同様である。
【００１９】
この比較例２では、相当量のＳＯｘが含まれている塩素バイパス排気がバイパスファン７からクーラ４の冷却ファン５の吸気口に戻され、大気と共にクーラ４を通り、キルン３及びプレヒータ２５へと導かれる。このとき、キルン尻からプレヒータ２５下部の温度８００〜１２００℃程度の脱硫領域において、塩素バイパス排気中のＳＯｘが脱硫される。これにより、実施の形態１と同様に煙突２４から排出される最終排気中のＳＯｘを数ｐｐｍ以下とすることができた。
【００２０】
なお、この比較例２においては、塩素バイパス排気を低温部であるクーラ４の冷却ファン５に戻したので、キルン３内での熱損失がないばかりでなく、冷却空気との置き換えとなるので、総排気ガス量の増加がほとんどない。ただし、通常キルン３の窯尻側に配置されたバイパスファン７からクーラ４の冷却ファン５にまで塩素バイパス排気を導くダクトが長くなる。
【００２１】
実施の形態２．
図４にこの発明の実施の形態２に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示す。このセメント製造設備は、図６に示したＮＳＰキルンとは仮焼炉を有しない点で相違するＳＰキルン（サスペンションプレヒータ付きキルン）方式からなる従来のセメント製造設備において、バイパスファン７により誘引され集塵機１３を通過した塩素バイパス排気を誘引ファン１９の後段へ戻す代わりに、ＳＰキルンのプレヒータ２のライジングダクト２ａに戻すようにしたものである。その他の構成は図６のセメント製造設備と同様である。
【００２２】
この実施の形態２では、相当量のＳＯｘが含まれている塩素バイパス排気がプレヒータ２のライジングダクト２ａに戻される。プレヒータ２の下部は通常８００〜１２００℃程度の温度を有し、脱硫反応が活発に起こっている。このため、プレヒータ２のライジングダクト２ａに戻された塩素バイパス排気はプレヒータ２の上部に至るまでに十分に脱硫反応に供され、塩素バイパス排気中のＳＯｘが脱硫される。これにより、実施の形態１と同様に、煙突２４から排出される最終排気中のＳＯｘを、塩素バイパスシステムを設置しない場合と同様の数ｐｐｍ以下とすることができた。
【００２３】
なお、この実施の形態２においては、塩素バイパス排気をプレヒータ２のライジングダクト２ａに戻したので、低酸素濃度（１７〜１８％）のバイパス排気の導入によるキルン３内での燃焼悪化の懸念がない。また、プローブ８からバイパスファン７に至る塩素バイパスシステムは通常キルン３の窯尻側に配置されるため、バイパスファン７からプレヒータ２のライジングダクト２ａまで塩素バイパス排気を導くダクトが短くて済み、設備費が安価となる。
【００２４】
比較例３．
図５に比較例３に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示す。このセメント製造設備は、図４に示した実施の形態２のセメント製造設備において、バイパスファン７により誘引され集塵機１３を通過した塩素バイパス排気をプレヒータ２のライジングダクト２ａに戻す代わりに、クリンカクーラ４の冷却ファン５に戻すようにしたものである。その他の構成は図４のセメント製造設備と同様である。
【００２５】
この比較例３では、相当量のＳＯｘが含まれている塩素バイパス排気がバイパスファン７からクーラ４の冷却ファン５の吸気口に戻され、大気と共にクーラ４を通り、キルン３及びプレヒータ２へと導かれる。このとき、キルン尻からプレヒータ２下部の温度８００〜１２００℃程度の脱硫領域において、塩素バイパス排気中のＳＯｘが脱硫される。これにより、実施の形態１と同様に煙突２４から排出される最終排気中のＳＯｘを数ｐｐｍ以下とすることができた。
【００２６】
なお、この比較例３においては、比較例２と同様に、塩素バイパス排気を低温部であるクーラ４の冷却ファン５に戻したので、キルン３内での熱損失がないばかりでなく、冷却空気との置き換えとなるので総排気ガス量の増加がほとんどない。ただし、通常キルン３の窯尻側に配置されたバイパスファン７からクーラ４の冷却ファン５にまで塩素バイパス排気を導くダクトが長くなる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、塩素バイパスシステムでバイパスダストを回収した後の抽気ガスを、セメント製造設備のＮＳＰキルンの仮焼炉、ＳＰキルンのライジングダクトのいずれかに導入するので、温度８００〜１２００℃程度の脱硫領域において塩素バイパス排気中のＳＯｘが脱硫され、最終排気中のＳＯｘの増加を最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示すフロー図である。
【図２】  比較例１に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示すフロー図である。
【図３】  比較例２に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示すフロー図である。
【図４】  実施の形態２に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示すフロー図である。
【図５】  比較例３に係る塩素バイパス排気のＳＯｘ低減方法を採用したセメント製造設備を示すフロー図である。
【図６】従来のセメント製造設備を示すフロー図である。
【符号の説明】
２，２５    プレヒータ
２ａ    ライジングダクト
３    キルン
４    クーラ
５    冷却ファン
７    バイパスファン
８    プローブ
２６    仮焼炉
２７    燃焼空気用ダクト
【図１】
0004388615.tif 000002
【図２】
0004388615.tif 000003
【図３】
0004388615.tif 000004
【図４】
0004388615.tif 000005
【図５】
0004388615.tif 000006
【図６】
0004388615.tif 000007