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WO1997021638A1 - Kiln exhaust gas processing method by chlorine bypass and apparatus therefor - Google Patents

Kiln exhaust gas processing method by chlorine bypass and apparatus therefor Download PDF

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WO1997021638A1
WO1997021638A1 PCT/JP1996/003545 JP9603545W WO9721638A1 WO 1997021638 A1 WO1997021638 A1 WO 1997021638A1 JP 9603545 W JP9603545 W JP 9603545W WO 9721638 A1 WO9721638 A1 WO 9721638A1
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WO
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exhaust gas
kiln
classifier
fine powder
dust
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Ceased
Application number
PCT/JP1996/003545
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kanzaburo Sutoh
Mitsuaki Murata
Naoki Ueno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to KR1019970705531A priority patent/KR100243987B1/ko
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/436Special arrangements for treating part or all of the cement kiln dust
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    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44Burning; Melting

Definitions

  • the present invention relates to a kiln exhaust gas treatment method using a chlorine bypass and an apparatus therefor.
  • the present invention relates to a method and an apparatus for treating kiln exhaust gas by chlorine bypass.
  • this circulation may reach equilibrium within a few hours, and the amount of volatile components brought into the system from the cement raw material and fuel may be equal to the amount of volatile components taken out of the system by the cement clinker.
  • the so-called alkali bypass method is used.
  • This method is a method in which kiln exhaust gas having a high concentration of volatile components is extracted to the outside of the system by means of an Al bypass, and the Al bypass is removed.
  • the alkali bypass will be briefly described. Approximately 110 o ° c of kiln exhaust gas extracted from the kiln via an extraction duct is introduced into the cooling room, where it is mixed with cool air from a fan, and the gas temperature is adjusted to 400 to 450 °. Lower to C. At this time, a compound of a volatile component is condensed on the surface of the dust due to a decrease in the gas temperature.
  • Dust is collected in spray towers and electric precipitators, but is a dust enriched with volatile components and is disposed of:
  • the kiln exhaust gas of about 110 ° C extracted by the alkali bypass is discharged outside the system, and the heat loss increases greatly.
  • the gas cooling temperature is set to 600 to 700 ° C
  • the gas is collected by a dust collector
  • the exhaust gas is returned to the preheater exhaust gas system to waste heat
  • these patents reduce the absolute amount of processing dust by passing extracted gas of 600 to 70 CTC through a classifier and returning the dust of 1 Oizrn or more to the kiln as it is. It is intended to
  • the point of the patent is that the extracted gas can be increased from the conventional 400-45 CTC to 600-700 ° C., thereby reducing the heat loss and the equipment cost. 2
  • alkali is omnipresent to fine powder side, by returning to the kiln to separate more than 1 0 W m in the classifier, in that it reduces the waste Das Bok amount: That is, the present invention That the condensation temperature of volatile components has been accurately determined, and Found that it was more distributed on the dust side of the dust, embodying that discovery.
  • the conventional example mainly aims at removing alkali components, and in order to achieve this purpose, it is necessary to extract a large amount of kiln exhaust gas.
  • the heat loss of the kiln / pre-heater system is 140-180 J / kg 'clean power in the SP kiln and NSP kiln in the case of extracting 10% of the kiln exhaust gas. 50 ⁇ 70JZkg. It is about clinker. The biggest cause of this heat loss is the large amount of extracted kiln exhaust gas.
  • an object of the present invention is to make it possible to ensure stable operation of a kiln economically with little heat loss. Another purpose is to make it easier to process fine dust. Disclosure of the invention
  • the method for treating kiln exhaust gas by chlorine bypass comprises: a step of extracting a part of the kiln exhaust gas from the kiln; a step of cooling the extracted exhaust gas to a temperature equal to or lower than a melting point of the chlorine compound; A step of classifying the coarse powder into fine powder and fine powder by a classifier, and a step of returning the separated coarse powder to the kiln and sending the fine powder to a downstream side of the classifier; More than 0% and less than 5%.
  • the method for treating kiln exhaust gas by chlorine bypass comprises: a step of extracting a part of the kiln exhaust gas from the kiln; a step of cooling the extracted exhaust gas to a temperature equal to or lower than a melting point of the chlorine compound; A step of classifying the coarse powder into fine powder and fine powder by a classifier, and a step of returning the separated coarse powder to the kiln and sending the fine powder to a downstream side of the classifier; More than 0% and less than 5%, and the classification point of the classifier is 5 ⁇ ! ⁇ 7 m.
  • the kiln exhaust gas treatment method using a chlorine bypass includes the steps of: A process of extracting the exhaust gas from the kiln, a process of cooling the extracted exhaust gas below the melting point of the chlorine compound, and a process of classifying the dust in the exhaust gas into coarse powder and fine powder by a classifier.
  • a kiln exhaust gas treatment apparatus using a chlorine bypass includes: an extraction device that extracts a part of the kiln exhaust gas from the kiln; a cooling device that cools the extracted exhaust gas to 600 ° C. to 70 ° C. or less; A classifier for classifying the dust in the cooled exhaust gas into coarse powder and fine powder, and a coarse / fine powder conveying means for returning the separated coarse powder to the kiln and sending the fine powder downstream of the classifier.
  • the bleeding means bleeds at a rate of more than 0% to 5% or less of the amount of bled gas of the kiln exhaust gas;
  • the coarse and fine powder conveying means supplies all fine powder to the cleansing tank or the finishing mill.
  • FIG. 1 shows the relationship between the bypass rate (%) of the kiln exhaust gas of the present invention and the chlorine concentration reduction rate (%)
  • Figure 2 shows the experimental apparatus
  • Figure 3 shows the experimental results.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the dust particle size (; um) of the present invention and the cumulative particle size distribution (%).
  • FIG. 5 is a diagram showing the chlorine bypass dust addition ratio (%) of the present invention and the mortar 28. Ratio
  • FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view of the indirect air cooling device of FIG. 9,
  • FIG. 11 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
  • the inventor of the present invention has conducted intensive studies on the problems of the conventional example described above, and first of all, stable operation of the kiln.
  • chlorine most acutely affects the stable operation of kilns.
  • chlorine is about 1/10 of the content of alkali and sulfur in the components in the cleaning power, but its slight change in concentration is sensitive to the formation of coating in the preheater and, consequently, to the stable operation of the kiln.
  • the cement raw material ⁇ is fed into the kiln RK through the Brewerita ⁇ , and part of the chlorine and alkali (sodium and potassium) in the raw material ⁇ is volatilized and circulated in the kiln together with the kiln exhaust gas KG Others will be discharged out of the kiln together with CLINKA CK.
  • Curve D chlorine
  • Curve ⁇ alkali
  • Curve F was the cumulative particle size distribution of the dust and the horizontal axis. Indicates the particle size (wm), and the vertical axis indicates the cumulative particle size distribution (%).
  • Fig. 5 For example, when chlorine bypass dust using the present invention is mixed into cement in an amount of more than 0.1%, mortar, which is an important index for cement quality, may have an extremely low compressive strength. Understand. From this, it was found that the addition of chlorine bypass dust to cement is possible without any problem if it is less than 0.1%.
  • the vertical axis shows the compressive strength ratio of mortar 28 (1)
  • the horizontal axis shows the chlorine bypass dust addition rate (%).
  • the amount of clinker produced by the cement kiln and the amount of cement produced are normally proportional, and the dust discharged by the chlorine bypass according to the present invention is less than 0.1% of the clean power production, and the total Even if it is mixed into cement, the cement quality does not deteriorate: the conventional Al-force re-bypass generates a large amount of dust, and it is impossible to add the entire amount to the cement. This is the first technique that has become possible.
  • a kiln exhaust gas treatment apparatus using a chlorine bypass according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • Extraction of kiln exhaust gas G at 2 It is desirable that this extraction position is as far as possible from the place where the raw material flows, for example, kiln riser 1a is selected. And chlorine concentration is high.
  • the ratio of the amount of extracted kiln exhaust gas should be more than 0% and 5% or less.
  • the high-temperature kiln exhaust gas G extracted from the bleed air duct 2 is cooled to the melting point of chlorine compounds, i.e., 600 to 70 (cooled instantaneously to TC, in the cooler 3 and then to the classifier 8 such as a cyclone classifier.
  • the cyclone classifier 8 has a cross-sectional area of a cyclone body of a X 7.55 x 10 3 m 2 or less, preferably ax 5 x 10 'm 2 to ax 5 x 10 3 m 2 , provides a well-balanced facility between economy and efficiency:
  • the classification point of this classifier is 5 to 7 im and the powder exceeding the classification point is returned to the kiln 1 as it is.
  • the gas G containing fine powder of 5 to 7 / m or less is heat-exchanged through the boiler 9 and then collected by the dust collector 6
  • the gas G is discharged into the atmosphere, and the dust W with a high chlorine content collected by the boiler 9 and the dust collector 6 is used in the cement kiln system.
  • suitable transportation means such as trucks, pneumatic transport vehicles, pneumatic transports, belt conveyors, chain conveyors, etc. Send.
  • the transferred dust W passes through the primary storage bin 11a, the scale 12b, and the transport means 13 and is mixed with the clink force 14 in the clinker tank 18 burned out of the kiln 1. .:
  • the dust w is stored in the storage bin 11b where the cleaning power is stored, or in the finishing mill 20 and further in the cement 1 discharged from the finishing mill 20. It may be supplied to 7 and mixed.
  • a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
  • a high-temperature kiln exhaust gas G extracted from a kiln exhaust gas extraction duct 2 is directly guided to a classifier 8, for example, a cyclone. 0 to 7 ° Classification while cooling to CTC.
  • the cooling method is to introduce cooling air CL from the entrance of the cyclone 8 or the fuselage 8a for instantaneous cooling. Subsequent processing is the same as in Example 1 above.
  • Example 3 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
  • This embodiment shows another exhaust gas treatment method in the above embodiment.
  • - Kiln exhaust gas G passed through a classifier 8 can be treated even at a high temperature.
  • a dust collector for example, a moving bed dust collector 22
  • the exhaust gas is returned to the exhaust air of the kiln preheater 23, and the exhaust gas is heated by an installed waste heat boiler 24.
  • 25 indicates a calciner
  • 26 indicates a pre-night
  • 27 indicates an induction fan
  • S indicates a cyclone of a pre-heater 26, respectively.
  • FIGS. shows still another exhaust gas treatment method in the above embodiment:
  • the gas temperature is as high as 400 to 500 ° C, and for example, a moving bed dust collector is used. It is possible to collect the dust as it is, return the exhaust gas to the kiln system, and turn off the heat with a waste heat boiler, but it can not be collected with a normal dust collector- Lowering or attaching a small boiler has been used to reduce the temperature and heat the heat.
  • this device 28 combines the passage 81 of the dust-containing gas G and the passage 82 of the cold air CL.
  • the cold air CL is used to lower the temperature of the dust-containing gas G to 200 ° C or less.
  • water is used as a refrigerant in this type of indirect cooling.However, when water is used in the present invention, dew condensation or humidity increases at the boundary surface, and a deliquescent chlorine compound adheres. A trouble that the cooler is blocked occurs.
  • a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the difference between this embodiment and the first embodiment is that an air-mixing type cooling device 93 similar to the cooling device 3 is provided between the classifier 8 and the dust collector 6:
  • the embodiment of the present invention is not limited to the above.
  • the cool air CL sent to the cooler 3 is sent more than the other embodiments, and the temperature of the kiln exhaust gas G is reduced to 200 ° C. or less. May be introduced into classifier 8
  • the present invention has the following remarkable effects-
  • Chlorine is almost removed because the extraction rate of kiln exhaust gas is more than 0% and less than 5% .: Therefore, the rotary kiln can be operated stably and with minimum heat loss. Can remove chlorine-
  • the kiln can be reduced to a level that does not affect cement quality even if it is bypassed and mixed with cement. Landfilling and other treatments can be omitted: Also, since the amount of dust is extremely small compared to the conventional example, even if landfilling, washing, etc. are performed, the amount of treatment is small, which is economically advantageous.

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Description

明 細 塩素バィパスによるキルン排ガス処理方法及びその装置 技術分野
本発明は、 塩素バイパスによるキルン排ガス処理方法及びその装置に関するも のであるつ 従来の技術
一般に、 セメン ト ク リ ンカを S P (サスペンションプレヒータ:) キルン又は N S P (ニュー S P ) キルンにて焼成する場合、 セメン ト原料及び燃料から持ち込 まれる塩素、 アルカリ、 硫黄等の揮発性成分は、 キルン ' プレヒータ系内で循環 することにより順次濃縮される。
しかし、 この循環は、 数時間で平衡に達し、 セメン ト原料及び燃料から系内に 持ち込まれる揮発性成分の量とセメン ト クリンカにより系外へ持ち出される揮発 性成分の量とが等しくなることが知られている
この場合原料と燃料とが持ち込む揮発性成分量が多いと、 クリンカ中の揮発性 成分の量も多くなり、 これらはセメン卜の品質に悪影響を与える:
また、 系内の揮発性成分が多くなると低融点化合物が形成され、 プレヒータの 閉塞が頻発するようになり、 キルンの安定操業が損なわれる原因となる
近年、 特に産業廃棄物の有効利用を推進していると、 どうしても塩素含有量の 多いものを利用せざるを得ない状況になってきており、 効率的な揮発性成分の除 去が望まれる状況となっている。
そこで、 キルン ' プレヒータ系内の揮発性成分量を減少させるため、 いわゆる アルカリバイパス法が行われている。 この方法は、 揮発性成分濃度の高いキルン 排ガスをアル力リバイパスによって系外に抜き出しアル力リを除去する方法であ る 次に、 このアルカリバイパスについて簡単に説明する。 キルンから抽気ダク トを介して抽気した約 1 1 0 o °cのキルン排ガスを、 冷却 室内に導入し、 ここでファンからの冷空気と混合し、 ガス温度を 4 0 0〜4 5 0 °Cに低下させる。 この際、 ガス温度の低下によってダス トの表面に揮発性成分の 化合物が凝縮する。
さらに、 次のスプレー塔で水を噴霧して温度を 1 5 0 °C程度まで下げた後、 電 気集塵機にて集塵し、 残りのガスをファンを介して大気中に排出する;
ダストはスプレー塔及び電気集塵機にて回収されるが、 揮発性成分が濃縮され たダス トであり、 廃棄処分されている:
しかし、 上記手法ではアルカリバイパスによって抽気した約 1 1 0 0 °Cのキル ン排ガスを系外に排出してしまうことになり、 熱損失の増大が大きい
また、 大量のダストを系外へ排出し、 廃棄処分しているが、 廃棄処分は場所の 不足及び処理場地域住民の意識変化により年々処分が困難となってきている— そこで、 熱損失の低減及び廃棄ダスト量の低減を図るため曰本国特許第 183599 5号及び曰本国特許第 1702995号がある。
これらの特許は、 排ガスの熱損失を少なくするため、 ガスの冷却温度を 6 0 0 〜7 0 0 °Cとし、 そのガスを集塵機で集塵し、 排ガスをプレヒータ排ガス系に戻 して廃熱ボイラーにて熱回 する方法と、 抽気したガスを 6 0 0〜7 0 0 °Cに冷 却した後、 専用ボイラーにて熱回^した後、 集塵機で集塵し、 排ガスを系外へ排 出する方法である。 又、 これらの特許は、 6 0 0〜7 0 CTCとした抽気ガスを分 級器に通し、 1 O iz rn以上のダス 卜をキルンにそのまま戻すことにより、 処理ダ ス 卜の絶対量の低減を図るものである,
前記特許のポイン トは、 要するに、 抽気したガスを従来の 4 0 0〜4 5 CTCか ら 6 0 0〜 7 0 0 °Cに高められることを見いだし、 熱損失の低減及び設備費の低 減を実現したものである 2
また、 アルカリが微粉側に遍在することを見いだし、 分級機で 1 0 W m以上を 分離してキルンに戻すことにより、 廃棄ダス 卜量を低減していることにある: 即ち、 この発明は揮発性成分の凝縮温度を正確に把握したこと、 及びアルカ リ がダストの微粉側により多く分布することを発見し、 その発見を具現化したもの である。
従来例は、 主にアルカリ分を除去することを目的としており、 この目的を果た すためには大量のキルン排ガスを抽気する必要がある。 たとえ上記で取り上げた 2つの特許発明を実施したとしても、 キルン · プレヒータ系の熱損失はキルン排 ガスの 10%を抽気した場合、 SPキルンで 140〜180J/kg ' クリ ン力、 NSPキルンで 50〜70JZkg . クリンカ程度となる。 この熱損失の最大の 要因は、 キルン排ガスの抽気量が多いことである。
又、 この抽気量の多さに比例して排出ダス ト量も増大するので、 その処理方法 も大きな問題となる。
本発明は、 上記事情に鑑み、 熱損失が少なく、 経済的にキルンの安定運転を確 保できるようにすることを目的とする。 他の目的は、 微粉ダス トの処理を簡単に 行なえるようにすることである。 発明の開示
この発明の塩素バイパスによるキルン排ガス処理方法は、 キルン排ガスの一部 をキルンから抽気する行程と、 該抽気した該排ガスを塩素化合物の融点以下に冷 却する行程と、 該排ガス中のダス トを分級器により粗粉と微粉とに分級する行程 と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を分級器の下流側に送出する行程と、 を備え;前記キルン排ガスの抽気量の割合が、 0%を超え 5%以下である。
この発明の塩素バイパスによるキルン排ガス処理方法は、 キルン排ガスの一部 をキルンから抽気する行程と、 該抽気した該排ガスを塩素化合物の融点以下に冷 却する行程と、 該排ガス中のダス トを分級器により粗粉と微粉とに分級する行程 と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を分級器の下流側に送出する行程と、 を備え;前記キルン排ガスの抽気量の割合が、 0%を超え 5%以下であり、 前記 分級器の分級点が、 5 π!〜 7 mである。
この発明の塩素バイパスによるキルン排ガス処理方法は、 キルン排ガスの一部 をキルンから抽気する行程と、 該抽気した該排ガスを塩素化合物の融点以下に冷 却する行程と、 該排ガス中のダス トを分級器により粗粉と微粉とに分級する行程 と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を系外に排出する行程と、 を備え ;前 記キルン排ガスの抽気量の割合が、 0 %を超え 5 %以下であり、 前記分級器の分 級点が、 5 Ι ΙΠ〜7 ΠΙであり、 前記系外に排出される微粉の全部が、 ク リ ン力又 はセメン トに混入される。
この発明の塩素バイパスによるキルン排ガス処理装置は、 キルン排ガスの一部 をキルンから抽気する抽気手段と、 該抽気した該排ガスを 6 0 0度〜 7 0◦度以 下に冷却する冷却手段と、 冷却された該排ガス中のダス トを粗粉と微粉とに分級 する分級器と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を分級器の下流側に送出す る粗微粉搬送手段と、 を備え;前記抽気手段が、 キルン排ガスの抽気量の 0 %を 超え 5 %以下の割合で抽気し、 前記分級器の分級点が、 5 11!〜 であり、 粗 微粉搬送手段が、 全部の微粉をクリン力タンク、 又は、 仕上ミルに供給される 図面の簡単な説明
図 1は本発明のキルン排ガスのバイパス率 (%) と塩素濃度低減率 (%) と の関係を示す図、 図 2は実験装置を示す図、 第 3図は実験結果を示す図である. 図 4は、 本発明のダスト粒径 (; um) と累積粒度分布 (%) との関係を示す図、 図 5は、 本発明の塩素バイパスダスト添加率 (%) とモルタル 2 8曰圧縮強さ比
(一) との関係を示す図である。
図 6は、 本発明の第 1実施例を示す図、 図 7は、 本発明の第 2実施例を示す図、 図 8は、 本発明の第 3実施例を示す図である
図 9は、 本発明の第 4実施例を示す図、 図 1 0は、 図 9の間接型空気冷却装置 の拡大斜視図、 図 1 1は、 本発明の第 5実施例を示す図である: 発明を実施するための最良の形態
前記従来例の課題について本発明者は鋭意研究を重ね、 まずキルンの安定運転 を阻害する揮発性成分の内、 どの成分が最もキルンの安定運転を阻害しているの かを調査した。 その結果、 塩素が最も鋭敏にキルンの安定運転に影響することを 見いだした。 即ち、 塩素はクリン力中の成分中アルカリ、 硫黄に比較して約 10 分の 1の含有量であるが、 その微少な濃度変化がプレヒータでのコ一チング生成、 ひいてはキルンの安定運転に鋭敏に影響することを見いだした:
この知見に基づき塩素を効果的に除去する方法を検討してきた: その結果図 1 に示すように、 塩素 (曲線 A) はアルカリ (曲線 B、 C) に比べて低い抽気量で 大きな低減率が得られることが判明した。 図 1において、 縦軸は濃度低減率 (%) 、 横軸はバイパス率 (%) をしめすが、 その数値は対数による表示である:
即ち、 塩素はキルン排ガスの 10%を抽気することにより、 98%以上除去で きることが分かった:, また、 そのときのアルカリ除去率は 10%程度であり、 こ れを上手く活用すればキルン排ガスの抽気量を大幅に減少させることが出来るこ とを見いだした: この実験ではキルン排ガス抽気量 α%と塩素低減率 % (キル ン抽気量 1%当たりの塩素低減率) との関係は、 0%,< α< 1 %では/? = 5◦%、 1 %く αく 5%では = 8. 5%、 5%< αく 14%では/ 3 = 1. 4%、 であつ た 従って、 キルン排ガス抽気量 5%程度で塩素低減率が 90%に達し、 経済 性及び実用性を勘案した結果、 抽気量 5 %で充分な効果があることが分かつた 本発明者は、 更に図 2に示す塩素 ' アルカリ循環簡易モデルを制作し、 塩素 - アルカリのバイパス率 (%) と除去率 (%) を調査した。
このモデルにおいて、 セメン ト原料 Μはブレヒータ ΡΗを通りキルン RK内に 投入され、 原料 Μ内の塩素及びアルカリ (ナ ト リウム及びカリ ウム) の一部は揮 発してキルン排ガス KGとともにキルン内を循環し、 その他はクリ ンカ CKとと もにキルン外に排出されるつ
この実験装置により原料 M中の塩素 ' アル力リの揮発率 ε ,及び循環揮発率 ε 2 即ちキルン内を循環中に揮発したものが凝縮した後、 再び揮発する場合を調べた 結果、
塩素 ε 1=ε 2=0.995 ナ ト リウム £ ^0.2、 ε2=0.8 カ リ ウム £ ' =0.4、 ε2=0.9 であった。
即ち、 塩素の揮発率 ε 99. 5%はアルカリの揮発率 ε , (ナ ト リ ウム 20%、 カリウム 40%) に比べ格段に大きく、 そのため、 キルン外に排出される割合も 塩素は 0. 5%となり、 アルカリに比べ極めて小さい:
この様に塩素はほとんどキルン外に排出されないので、 キルン内の塩素濃度が アル力リに比べ極端に濃くなり、 コーチング生成の原因となる
次に、 キルン入口 I Ν近傍にバイパス BPを形成し、 キルン排ガスを抽気し、 その抽気割合 (バイパス率) (%) と前記濃度低減率と同趣旨の除去率 (%) と を測定したところ、 図 3の結果を得た:
図 3において曲線 A 1は塩素、 曲線 B1はカリウム、 曲線 C 1はナ ト リ ウム、 をそれぞれ示す この図 3から明らかなように、 アルカリ (ナ ト リウム Cl、 力 リウム B1) については、 バイパス率 0〜 10%の範囲内でバイパス率と除去率 がほぼ正比例する。 しかし、 除去率は、 バイパス率 10%でも 10〜20%程度 と低い 一方、 塩素 A 1については 2%以下の低いバイパス率においても 60% 以上の高い除去率が得られ、 5%のバイパス率では 90%の除去率が得られる、 なお、 塩素 · ァルカリの除去率 Xとバイパス率 Vとの関係式として、
( ε , +x ε 2 ) ( 1一 V) =除去率 X
除去率 χ=ε, ( 1 - ν) / { 1 - ε2 ( 1 - ν) }
除去率 X = 100 ( ε , + X ε 2 ) V
が知られている。
この関係式より、 一定の除去率 Xを得るためには、 揮発率 ε ,、 ε 2が高い程バ ィパス率 Vが小さくても良いことがわかる 3
また、 この過程で図 4に示すように、 塩素 (曲線 D) はアルカリ (曲線 Ε) 以 上に微粉に遍在することを見いだした: なお、 曲線 Fはダス トの累積粒度分布、 横軸は粒径 (wm ) 、 縦軸は累積粒度分布 (%) 、 をそれぞれ示すつ
その結果、 塩素を除去することのみに着目すれば抽気ガスを冷却後、 分級機を 通す際、 アルカリバイパスのように 10 imではなく、 5〜7"m程度で充分な 塩素低減率が得られることが判明した。
この知見によりアル力リバイパスに比べ、 塩素バイパスでは廃棄ダス ト量を減 少させることが可能となった。 廃棄ダス ト量は以上のことからキルン生産量の 0 . 1 %以下となる。
この廃棄ダストを従来は系外へ取り出して、 埋め立てるか、 あるいは水洗して、 アル力リ分を除去した後、 セメント原料の 1部として使用するなどしていた これはアルカ リバイパスの場合、 排出ダスト量が多いため、 そのままセメン ト系 に戻すと、 セメン 卜の品質に悪影響を与えるためであるつ
本件発明者はこの点に着目し、 塩素バイパスダス トをどの程度セメン卜に添加 した場合に、 品質に影響を与えるかを研究した結果、 図 5のような結果を得た: 図 5によればセメン ト中に本発明を使用した塩素バイパスダス 卜を 0 . 1 %を 越えて混入した場合、 セメン トの品質上重要な指標となるモルタル 2 8日圧縮強 さが極端に低下することがわかる。 このことからセメントへの塩素バイパスダス トの添加は 0 . 1 %以下でなら問題なく可能であることが分かった。 図 5におい て、 縱軸はモルタル 2 8曰圧縮強さ比 (一) 、 横軸は塩素バイパスダス ト添加率 { %) をそれぞれ示す。
セメン トキルンのク リ ンカ生産量とセメン トの生産量は通常比例するものであ り、 本発明による塩素バイパスで排出したダス トはク リン力生産量の 0 . 1 %以 下であり、 全量セメン トに混入しても、 セメン ト品質が悪化することはない: 従来のアル力リバイパスではダス卜の排出量が多く、 セメン卜に全量添加する ことは不可能であり、 本発明を使用して初めて可能になった手法である。
実施例 1
この発明の第 1実施例の塩素バイパスによるキルン排ガス処理装置を図 6によ り説明する: 塩素バイパスを行う際、 ロータ リキルン (キルンともいう) 1の入 口から図示しないプレヒータへの抽気ダク ト 2にてキルン排ガス Gを抽出する: この抽出位置は原料の流れる場所からできるだけ離れた場所が望ましく、 例えば、 キルン立上り部 1 aが選択される これは原料から遠い方が抽気ダク ト 2が損傷 しにくいことと、 塩素濃度が高いためである。 キルン排ガスの抽気量の割合は、 0 %を超え 5 %以下とする。
抽気ダク ト 2から抽出した高温のキルン排ガス Gを冷却器 3で塩素化合物の融 点即ち 6 0 0〜7 0 (TCに瞬間的に急冷した後、 分級器 8、 例えば、 サイクロン 型分級器で分級する。 このサイクロン型分級器 8は、 S P , N S Pキルンの場合 1分間当たりのキルンでのクリ ンカ生産量を a k gとした場合、 サイクロン本体 の断面積を a X 7 . 5 5 x 1 0 3 m2 以下、 好ましくは、 a x 5 x 1 0 ' m2 〜 a x 5 x 1 0 3 m2の範囲とすると、 経済性、 効率のバランスが良い設備となる: この分級器の分級点は 5〜7 i mとし、 かつ、 該分級点を超える粉体はそのま まキルン 1に戻す。 5〜 7 / m以下の微粉を含むガス Gはボイラ 9を通して熱交 換された後、 集塵機 6で集塵し、 該ガス Gは大気中へ放出する ボイラ 9及び集 塵機 6で集塵した塩素含有率の高いダスト Wはセメン トキルン系外へ排出される この排出した塩素を高濃度で含むダスト Wを適当な輸送手段 1 ◦、 例えばトラ ック、 空気輸送車、 空気輸送、 ベルトコンベア、 チヱインコンベア等でセメン ト 仕上ミル系へ輪送する。
輪送された上記ダス ト Wは一次貯蔵ビン 1 1 a、 計量器 1 2 b、 輸送手段 1 3 を経て、 キルン 1から焼き出されたクリンカタンク 1 8内のクリン力 1 4に混合 される.: なお、 このダス ト wは、 ク リ ン力の取納されている貯蔵ビン 1 1 b、 ま たは、 仕上ミル 2 0内、 更には、 仕上げミル 2 0から排出されたセメン ト 1 7に 供給し混入してもよい。
実施例 2
この発明の第 2実施例を図 7により説明する この実施例ではキルン排ガスの 抽気ダク ト 2から抽出した高温のキルン排ガス Gを分級器 8、 例えば、 サイクロ ン、 に直接導き塩素化合物の融点 6 0 0〜 7◦ CTCに冷却しながら分級している, 冷却方法は、 サイクロン 8の入口あるいは胴体部 8 aより冷風 C Lを導入して 瞬間的に冷却を行っている。 後の処理は上記実施例 1と同じである.
実施例 3 この発明の第 3実施例を図 8により説明する, この実施例は前記実施例での他 の排ガス処理方法を示したものである- 分級器 8を通ったキルン排ガス Gを高温 でも処理可能な集塵機、 例えば、 移動層式集塵装置 2 2で塩素濃度の高い微粉ダ スト Gを分離した後、 該排ガスをキルンプレヒータ 2 3の排気に戻し、 備え付け られている廃熱ボイラ 2 4で熱回 を行うものである: なお、 2 5は仮焼炉、 2 6はプレヒ一夕、 2 7は誘引ファン、 Sはプレヒータ 2 6のサイクロン、 をそれ ぞれ示す。
実施例 4
この発明の第 4実施例を図 9、 図 1 0により説明する。 この実施例は前記実施 例での更に他の排ガス処理方法を示したものである:
分級器 8で粗粒を分離した後、 排ガス G中の微粉を分離する必要があるが、 こ の段階ではガス温度は 4 0 0〜 5 0 0 °C程度と高く、 例えば移動層集塵機を使用 すればそのまま集塵して、 排ガスをキルン系に戻し、 廃熱ボイラにより熱量を回 することも可能であるが、 通常の集塵機では捕集することは出来ない- そこで従来は、 散水により温度を下げたり、 あるいは小型ボイラーを付けて、 温度低下と熱回 を行う方法が行われてきた,
しかし、 散水により温度を下げる方法はダス トをセメン トに使用することを困 難にするため使用出来ない そこで、 冷風を用いて冷却する装置、 例えば、 間接 的に冷却する間接型空気冷却装置や冷風混合式冷却装置などが用いられる この間接型空気冷却装置について説明する: 図 1 0に示すように、 この装置 2 8は、 含塵ガス Gの通り道 8 1と冷風 C Lの通り道 8 2を組み合わせたもので、 冷風 C Lで含塵ガス Gの温度を 2 0 0 °C以下に低下させるものである。
通常この種の間接冷却では冷媒として水を使用することが行われるが、 本発明 に水を使用した場合は境界面で結露、 あるいは湿度が高くなり、 潮解性のある塩 素化合物が付着して冷却機が閉塞するトラブルが生ずる。
そこで冷媒として冷風を用いる事により、 上記のようなトラブルを生ずること なく含塵ガスの温度を下げることが可能となった 実施例 5
この発明の第 4実施例を図 1 1により説明する。 この実施例と第 1実施例との 相違点は、 分級器 8と集塵機 6との間に冷却器 3と同じような空気混合式の冷却 装置 9 3を設けたことである:
この発明の実施例は、 上記に限定されるものではなく、 例えば、 冷却器 3に送 られる冷風 C Lを他の実施例より多く送り込み、 キルン排ガス Gの温度を 2 0 0 ° C以下に低下させた後、 分級器 8に導入しても良い
以上の説明から明らかなように、 本発明は、 次の如き顕著な効果を奏する-
( 1 ) キルン排ガスの抽気割合を 0 %を超え 5 %以下としたので、 塩素がほとん ど除去される,: そのため、 ロータリキルンを安定運転することができるとともに、 最小の熱損失で効果的に塩素を除去出来る-
( 2 ) 塩素バイパスは、 従来のアルカリバイパスに比較して抽気ガス量が少なく て済むため、 処理設備が小型となり、 スペース、 設備費用が共に少なく、 経済的 にキルンの安定運転を確保出来る。
( 3 ) 従来例に比べて、 キルン排ガスの抽気量が少なく、 かつ、 分級器の分級点 も小さいので、 排出ダス ト量が大幅に少なくなる。
そのため、 ダス トを完全にセメン ト系外へ排出するのではなく、 キルンをバイ パスさせてセメン卜に混入させてもセメント品質に影響を与えない程度まで減ら すことができるので、 ダス 卜の埋め立てなどの処理を省略することができる: また、 従来例に比べ、 ダス ト量がきわめて少ないため、 例え埋め立て、 水洗等 を行ったとしても処理量が少なく、 経済的に有利である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . キルン排ガスの一部をキルンから抽気する行程と、 該抽気した該排ガスを塩 素化合物の融点以下に冷却する行程と、 該排ガス中のダストを分級器により粗粉 と微粉とに分離する行程と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を分級器の下 流側に送出する行程と、 を備えたキルン排ガス処理方法であって; 前記キルン 排ガスの抽気量の割合が、 0 %を超え 5 %以下であることを特徴とする塩素バイ パスによるキルン排ガス処理方法 t:
2 . キルン排ガスの一部をキルンから抽気する行程と、 該抽気した該排ガスを塩 素化合物の融点以下に冷却する行程と、 該排ガス中のダス トを分級器により粗粉 と微粉とに分離する行程と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を分級器の下 流側に送出する行程と、 を備えたキルン排ガス処理方法であって ; 前記キルン 排ガスの抽気量の割合が、 0 %を超え 5 %以下であり、
前記分級器での分離粒度が、 5; t n!〜 7 であることを特徴とする塩素バイパ スによるキルン排ガス処理方法。
3 . キルン排ガスの一部をキルンから抽気する行程と、 該抽気した該排ガスを塩 素化合物の融点以下に冷却する行程と、 該排ガス中のダス トを分級器により粗粉 と微粉とに分離する行程と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を分級器の下 流側に送出する行程と、 を備えたキルン排ガス処理方法であって ; 前記キルン 排ガスの抽気量の割合が、 0 %を超え 5 %以下であり、
前記分級器の分級点が、 5 !!!〜 7 Ai mであり、
前記微粉の全部が、 クリンカ又はセメントに混入されることを特徴とする塩素 バイパスによるキルン排ガス処理方法::
4 . キルン排ガスの一部をキルンから抽気する抽気手段と、 該抽気した該排ガス を 6 0 0度〜 7 0 0度以下に冷却する冷却手段と、 冷却された該排ガス中のダス トを粗粉と微粉とに分離する分級器と、 分離された粗粉をキルンに戻し、 微粉を 分級器の下流側に送出する粗微粉搬送手段と、 を備えたキルン排ガス処理装置で あって; 前記抽気手段が、 キルン排ガスの抽気量の 0 %を超え 5 %以下の割合で抽気し、 前記分級器の分級点が、 5 ) m〜7 であり、
粗微粉搬送手段が、 全部の微粉をクリ ン力タンク、 又は、 仕上ミルに供給する ことを特徴とする塩素バイパスによるキルン排ガス処理装置。
5 . 分級器が、 サイクロン型分級器であることを特徴とする請求項 4記載の塩素 バイパスによるキルン排ガス処理装置。
6 . サイクロン型分級器が、 キルンのク リ ン力焼成能力を 1分間に a k とした とき該サイクロン直塔部断面積を a x 7 . 5 5 x 1 0 3 m2以下としたことを特 徴とする請求項 5記載の塩素バイパスによるキルン排ガス処理装置:
7 . 分級器が、 間接型空気冷却装置を介して集塵機に連通していることを特徴と する請求項 4記載の塩素バイパスによるキルン排ガス処理装置.
8 . 分級器が、 冷風混合式冷却装置を介して集塵機に連通していることを特徴と する請求項 4記載の塩素バイパスによるキルン排ガス処理装置:
9 . 集塵機が、 移動層集塵機であることを特徴とする請求項 7記載の塩素バイパ スによるキルン排ガス処理装置。
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