(57)【要約】【課題】セメント製造装置以外に特別な装置や設備を設ける必要がなく、効率的にセメント製造装置からの排ガスの脱硫処理を行うことのできる脱硫方法を提供する。【解決手段】水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を、セメント原料の一部としてセメント製造装置１の粉砕機２に供給する。具体的には、セメント原料の一部として、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物（例えば、生コンクリートスラッジ、廃コンクリート微粉、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する汚泥等）を、他のセメント原料とともに粉砕機２に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント製造装置からの排ガスの脱硫方法であって、
水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を、セメント原料の一部として前記セメント製造装置に供給することを特徴とする脱硫方法。
【請求項２】
前記セメント原料の一部として、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物を前記セメント製造装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の脱硫方法。
【請求項３】
前記水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物を、前記セメント原料の一部として前記セメント製造装置の粉砕機に供給することを特徴とする請求項２に記載の脱硫方法。
【請求項４】
前記廃棄物が、生コンクリートスラッジ、廃コンクリート微粉末、並びに水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含む汚泥のうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項２又は３に記載の脱硫方法。
【請求項５】
前記セメント製造装置が、セメント原料を予熱するための複数のサイクロンを有するプレヒータを備えており、
前記廃棄物の粉砕物を、最上段に位置する前記サイクロンにさらに供給することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の脱硫方法。
【請求項６】
前記セメント製造装置にて製造されるセメント１ｔに対する前記水酸化カルシウム及びカルシウム含有水和物に由来するカルシウム量が０．１ｋｇ以上になるように、前記廃棄物を前記セメント製造装置に供給することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造装置から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油や石炭等の化石燃料は、焼成燃料として使用されることが多々あるが、化石燃料の燃焼の際に、化石燃料に含有される硫黄の燃焼に伴って発生する硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出量を低減するために、種々の脱硫装置が開発されている。
【０００３】
セメント製造装置において、化石燃料の燃焼に伴って発生した硫黄酸化物の大部分は、セメント原料として供給された石灰石と８００〜９００℃程度の高温領域で反応し、硫酸カルシウム又は亜硫酸カルシウムとして固定化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、上記固定化により、セメント製造装置からの排ガス中の硫黄酸化物濃度は、その排出基準を遵守するものであるが、一部の硫黄酸化物は、上記固定化によっては除去されずに排ガスとともに排出されているため、環境保護の観点からさらなる低減が望まれる。セメント製造装置からの排ガスについて、一般的な排煙脱硫処理を行うためには、セメント製造装置に別途脱硫装置を設ける必要があるが、かかる設備が高価であり、脱硫処理に莫大なコストがかかってしまうという問題があった。
【０００５】
上記のような問題点に鑑みて、本発明は、セメント製造装置以外に別途装置や設備を設ける必要がなく、簡便な操作で、かつ効率的にセメント製造装置からの排ガスの脱硫処理を行うことのできる脱硫方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明は、セメント製造装置からの排ガスの脱硫方法であって、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を、セメント原料の一部として前記セメント製造装置に供給することを特徴とする脱硫方法を提供する（請求項１）。
【０００７】
水酸化カルシウムやカルシウム含有水和物は、約５００℃以下の温度であっても硫黄酸化物と反応して硫酸カルシウム又は亜硫酸カルシウムを生成するため、上記発明（請求項１）によれば、セメント原料の一部として水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物をセメント製造装置に供給することで、セメント製造装置内の約５００℃以下の温度の部位（例えば、プレヒータの最上段サイクロン、粉砕機等）においてセメント原料中の水酸化カルシウムやカルシウム含有水和物と硫黄酸化物とを反応させることができるため、排ガスの脱硫処理を簡便な操作で、かつ効率的に行うことができる。
【０００８】
上記発明（請求項１）においては、前記セメント原料の一部として、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物を前記セメント製造装置に供給するのが好ましい（請求項２）。
【０００９】
上記発明（請求項２）によれば、排ガスの脱硫に直接寄与するものとして、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物を用いることで、廃棄物の有効利用を図ることができる。
【００１０】
上記発明（請求項２）においては、前記水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物を、前記セメント原料の一部として前記セメント製造装置の粉砕機に供給するのが好ましい（請求項３）。
【００１１】
上記発明（請求項３）によれば、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物が粉砕機に供給されることで、当該廃棄物が他のセメント原料とともに粉砕機内で粉砕されて、その廃棄物の比表面積が増加するため、廃棄物中の水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物と粉砕機に導入された排ガス中の硫黄酸化物とを効率的に接触させることができ、これにより効率的に脱硫処理を行うことができる。
【００１２】
上記発明（請求項２，３）においては、前記廃棄物が、生コンクリートスラッジ、廃コンクリート微粉末、並びに水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含む汚泥のうちの少なくとも一種であるのが好ましい（請求項４）。
【００１３】
上記発明（請求項２〜４）においては、前記セメント製造装置が、セメント原料を予熱するための複数のサイクロンを有するプレヒータを備えており、前記廃棄物の粉砕物を、最上段に位置する前記サイクロンにさらに供給するのが好ましい（請求項５）。
【００１４】
セメント製造装置のプレヒータの最上段に位置するサイクロンは、４００〜５００℃の温度範囲であるため、上記発明（請求項５）によれば、最上段サイクロンに水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物の粉砕物を投入することで、当該サイクロン内にて排ガスの脱硫をより効率的に行うことができる。
【００１５】
上記発明（請求項２〜５）においては、前記セメント製造装置にて製造されるセメント１ｔに対する前記水酸化カルシウム及びカルシウム含有水和物に由来するカルシウム量が０．１ｋｇ以上になるように、前記廃棄物を前記セメント製造装置に供給するのが好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の脱硫方法によれば、セメント製造装置以外に特別な装置や設備を設ける必要がなく、簡便な操作で、かつ効率的にセメント製造装置からの排ガスの脱硫処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る脱硫方法について説明する。
本実施形態に係る脱硫方法においては、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物（以下「水酸化カルシウム等含有廃棄物」という。）を、セメント原料の一部としてセメント製造装置に供給する。
【００１８】
水酸化カルシウム等含有廃棄物に含有されるカルシウム含有水和物としては、例えば、珪酸カルシウム水和物（ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｈ２Ｏ系化合物）、アルミン酸カルシウム水和物（ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｈ２Ｏ系化合物）、硫酸アルミン酸カルシウム水和物（ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳＯ３−Ｈ２Ｏ系化合物）等が挙げられる。
【００１９】
本実施形態に係る脱硫方法においてセメント原料の一部としてセメント製造装置に供給される水酸化カルシウム等含有廃棄物としては、水酸化カルシウム、カルシウム含有水和物のいずれか一方を含有する廃棄物であってもよいし、水酸化カルシウムとカルシウム含有水和物との両方を含有する廃棄物であってもよい。また、水酸化カルシウムを含有する廃棄物とカルシウム含有水和物を含有する廃棄物とを混合したものであってもよい。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る脱硫方法を適用し得るセメント製造装置１は、セメント原料を所定の粒度に粉砕する粉砕機２と、粉砕機２にて所定の粒度に粉砕されたセメント原料を予備的に加熱する第１〜第４サイクロン３ａ〜３ｄを有するプレヒータ３と、セメント原料を仮焼する仮焼炉４と、予備的に加熱され、仮焼されたセメント原料を焼成しクリンカを生成するロータリーキルン５と、ロータリーキルン５により生成したクリンカからセメントを製造する仕上げミル６と、ロータリーキルン５からの排ガス中に含まれるダストを集塵する集塵機７と、セメント製造装置１からの排ガスを排出する煙突８とを備える。なお、図１において、破線で示される矢印は、プレヒータ３からの排ガスの流れを示すものである。
【００２１】
このようなセメント製造装置１において、水酸化カルシウム等含有廃棄物が、他のセメント原料（例えば、石灰石、粘土鉱物、高炉スラグや石炭灰等の産業廃棄物等）とともに、粉砕機２により所定の粒度に粉砕される。
【００２２】
セメント製造装置１に供給され得る水酸化カルシウム等含有廃棄物としては、生コンクリートスラッジ、廃コンクリート微粉末、並びに水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含む汚泥のうちの少なくとも一種を用いるのが好ましく、特に生コンクリートスラッジ及び／又は廃コンクリート微粉末であれば水酸化カルシウムとカルシウム含有水和物との両方を含むため、好ましい。
【００２３】
生コンクリートスラッジとしては、例えば、生コンクリートの余剰分やアジデータ車の洗浄の際に発生する余剰の生コンクリートから、砂、骨材を湿式篩分離することにより生成されるもの等が挙げられる。
【００２４】
また、廃コンクリート微粉末としては、例えば、廃コンクリートから骨材（粗骨材、細骨材）を篩等により除去した、コンクリート廃材の再生処理工程において発生する微粉末等が挙げられる。
【００２５】
さらに、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含む汚泥としては、例えば、浄水処理や排水処理等において発生する汚泥からの脱水工程にて凝集剤として水酸化カルシウムやカルシウム含有水和物が添加されて得られた脱水ケーキ等が挙げられる。
【００２６】
これらの水酸化カルシウム等含有廃棄物がセメント原料の一部としてセメント製造装置１の粉砕機２に供給されると、当該廃棄物中の水酸化カルシウムやカルシウム含有水和物と排ガス中の硫黄酸化物との反応により硫酸カルシウムや亜硫酸カルシウムが生成され、これにより排ガスの脱硫が行われる。
【００２７】
特に生コンクリートスラッジや廃コンクリート微粉は、水酸化カルシウムとともにアルミン酸カルシウム水和物やケイ酸カルシウム水和物等のカルシウム含有水和物も含んでおり、これらのカルシウム含有水和物も水酸化カルシウムと同様の脱硫効果を発揮することができるため、より効率的に排ガスの脱硫を行うことができる。
【００２８】
水酸化カルシウム等含有廃棄物の供給量は特に限定されないが、セメント製造装置１にて製造されるセメント１ｔに対する水酸化カルシウム及びカルシウム含有水和物に由来するカルシウム量が０．１ｋｇ以上になるように、水酸化カルシウム等含有廃棄物を粉砕機２に供給するのが好ましく、特に０．２ｋｇ以上になるように粉砕機２に供給するのが好ましい。かかるカルシウム量が０．１ｋｇ以上であれば、排ガス中の硫黄酸化物をより効率的に除去することができる。
【００２９】
粉砕機２により粉砕されたセメント原料及び水酸化カルシウム等含有廃棄物は、プレヒータ３上部（第１サイクロン３ａと第２サイクロン３ｂとを接続するダクト）に投入される。プレヒータ３上部に投入されたセメント原料は、第１〜第３サイクロン３ａ〜３ｃ、仮焼炉４及び第４サイクロン３ｄを経て予備的に加熱され、ロータリーキルン５に供給される。
【００３０】
ロータリーキルン５内に供給されたセメント原料は、約１５００℃の温度で焼成され、これによりクリンカが生成される。生成されたクリンカはロータリーキルン５から排出されて、石膏等が添加された後に仕上げミル６内で粉砕される。これにより、所望のセメントが製造される。
【００３１】
ロータリーキルン５内にてセメント原料が焼成される際に生じる排ガスは、ロータリーキルン５から排出されて、仮焼炉４、プレヒータ３の第４サイクロン３ｄから第１サイクロン３ａ、粉砕機２を経て、集塵機７に導入され、煙突８から排出される（図１の破線矢印を参照）。
【００３２】
このとき、仮焼炉４やロータリーキルン５において、燃料として供給された微粉炭等の化石燃料や廃棄物等の燃焼により、当該化石燃料に含まれる硫黄が酸化され、硫黄酸化物が生成される。
【００３３】
８００℃以上の第３サイクロン３ｃ、第４サイクロン３ｄ、仮焼炉４、ロータリーキルン５等では、セメント原料中の石灰石粉末が脱炭酸されることで生石灰（ＣａＯ）が生成しており、化石燃料の燃焼により生成した硫黄酸化物は、生石灰と反応して亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯ３）として脱硫される。
【００３４】
しかしながら、一部の硫黄酸化物は生石灰と反応することなく、ロータリーキルン５からの排ガスとともに、第１サイクロン３ａに導入される。プレヒータ３の第１サイクロン３ａに導入された排ガス中の硫黄酸化物は、第１サイクロン３ａに供給された水酸化カルシウム等含有廃棄物中の水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物と反応し、硫酸カルシウムとして脱硫される。ここで脱硫されなかった硫黄酸化物は、排ガスとともに粉砕機２に導入される。
【００３５】
粉砕機２に導入された排ガス中の硫黄酸化物は、粉砕機２に供給された水酸化カルシウム等含有廃棄物中の水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物と粉砕機２内にて反応し、最終的には硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）として脱硫される。このようにして、排ガス中の硫黄酸化物と水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物とが効率よく反応し、排ガスの脱硫処理を効率的に行うことができる。
【００３６】
以上説明した本実施形態に係る脱硫方法によれば、セメント製造装置１からの排ガスの脱硫処理を行うための特別な装置を設ける必要がなく、セメント製造装置１に供給されるセメント原料とともに、水酸化カルシウム等含有廃棄物を粉砕機２に供給するだけで、極めて簡便に、かつ効率的にセメント製造装置１からの排ガスの脱硫処理を行うことができる。
【００３７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３８】
上記実施形態においては、粉砕機２に水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物をセメント原料の一部として供給しているが、これに限定されるものではなく、例えば、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を粉砕機２にセメント原料の一部として供給してもよいし、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物と、水酸化カルシウム及び／又はカルシウム含有水和物を含有する廃棄物とを混合して、これをセメント原料の一部として粉砕機２に供給してもよい。
【００３９】
例えば、上記実施形態においては、プレヒータ３の最上段に位置する第１サイクロン３ａにも、さらに水酸化カルシウム、カルシウム含有水和物、及び水酸化カルシウム等含有廃棄物の粉砕物のうちの少なくとも一つを供給するようにしてもよい。第１サイクロン３ａは、４００〜５００℃程度の温度範囲に属する部位であり、かかる温度範囲であれば、水酸化カルシウムやカルシウム含有水和物と硫黄酸化物との反応が促進されるため、より効率的に排ガスの脱硫処理を行うことができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
〔実施例１〜２，比較例１〕
図１に示すセメント製造装置１にて、粉砕機２にセメント原料の一部として水酸化カルシウム（工業製品，水酸化カルシウム由来Ｃａ量：０．５ｋｇ／ｔ−セメント）を供給してセメントを製造し、かかるセメント製造装置１からの排ガス中に含まれるＳＯｘ濃度を、ＪＩＳ−Ｂ７９８１「排ガス中の二酸化硫黄自動計測器」で定める赤外線吸収方式に準拠した自動計測器により測定した（実施例１）。
結果を表１に示す。
【００４２】
また、水酸化カルシウムに代えて生コンクリートスラッジ（２．０質量％水酸化カルシウム、６．８質量％カルシウム含有水和物を含有，水酸化カルシウム及びカルシウム含有水和物由来Ｃａ量：１．４ｋｇ／ｔ−セメント）を供給する以外は実施例１と同様にしてセメントを製造し、セメント製造装置１からの排ガス中に含まれるＳＯｘ濃度を測定した（実施例２）。
結果を表１にあわせて示す。
【００４３】
さらに、水酸化カルシウム及び生コンクリートスラッジのいずれも供給することなく実施例１と同様にしてセメントを製造し、セメント製造装置１からの排ガス中に含まれるＳＯｘ濃度を測定した（比較例１）。
結果を表１にあわせて示す。
【００４４】
【表１】
2009234859.tif 000003
【００４５】
表１に示すように、水酸化カルシウム又は生コンクリートスラッジをセメント原料の一部として供給してセメントを製造した実施例１又は２は、それらのいずれも供給せずにセメントを製造した比較例１に比して、顕著に排ガス中のＳＯｘ濃度を低減可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の脱硫方法は、既存のセメント製造装置に他の装置等を付加することなく、簡単な処理により効率的に排ガス中の硫黄酸化物を除去することができ、セメント製造装置からの排ガスの脱硫処理に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱硫方法を適用し得るセメント製造装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…セメント製造装置
２…粉砕機
３…プレヒータ
３ａ…第１サイクロン（最上段サイクロン）
４…仮焼炉
５…ロータリーキルン（キルン）
【図１】
2009234859.tif 000004