JP2006189191A - 汚染ガスの処理方法およびセメント製造用のロータリーキルン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 セメント製造用のロータリーキルン(3)内を、主燃料バーナ(1)から供給される主燃料(F)および酸素(O2)により、高温雰囲気下に保持しつつ、セメント原料を焼成してセメントクリンカ(C)を製造するに際し、該高温雰囲気下において分解可能な汚染ガス(P)を、当該主燃料バーナ(1)から独立して設けられた注入管(2)を用いて、該主燃料バーナの火炎から離間した位置に噴出させ、ロータリーキルン内へ供給することを特徴とする汚染ガスの処理方法とした。
【選択図】 図1
Description
このため平成4年11月のモントリオール議定書第4回締約国会合ではフロン等の回収、再利用、破壊を促進することが決議され、国連環境計画(UNEP)ではロータリーキルン法、プラズマ分解法等によるフロン等の破壊処理技術が推奨されている。
例えば図3に示すように、ロータリーキルン内に、汚染ガス注入用パイプ6を挿入し、主燃料バーナ1の火炎13の側面から汚染ガスPを供給して、燃焼分解させることが行われている。
しかしながら、この方法では、汚染ガス注入用パイプ6の先端部が火炎13により高温にさらされるため熱で破損したり、汚染ガスの燃焼分解が注入用パイプ6内で生じて燃焼分解されたフッ素や塩素等の酸性ガスにより、注入用パイプ6が腐食したり、注入用パイプ6と化学反応してパイプが閉塞する等の問題があった。
しかしながら、これらの方法では、汚染ガスの供給量が増加すると、汚染ガスの供給の影響をうけ、主燃料バーナから供給される主燃料や主燃料を燃焼させるために必要となる酸素が不足して、火炎や焼成帯温度が安定しなくなるという問題がある。さらに著しく汚染ガスの供給量が増加すると、ロータリーキルン法により製造されるセメントは、品質変動を生じ、品質の低下を招きうる。これらは汚染ガスの供給量が増加するほど顕著に現れる。
また主燃料バーナの中央部に汚染ガス注入用パイプを挿入した場合には、注入用パイプが破損する等して長時間安全運転することが困難である。
また、ロータリーキルン3内には、主燃料バーナ1から供給された主燃料Fおよび酸素O2により形成された焼成帯が、主燃料バーナ直下から窯尻側(図中左側)にかけて形成されている。
一方、二次空気Sは、セメントクリンカCの熱を吸収して、高温になるとともに上昇し、窯前33からロータリーキルン3に供給される。
この汚染ガスとしては、クリンカークーラー内の二次空気(1000℃以上)により、燃焼分解が進行し、ロータリーキルン内の焼成帯における燃焼分解が、二次空気により補助されるガスであればよく、特に、フルオロカーボン、クロロフルオロカーボン(CFC)およびハロンの他、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)等の代替フロンを含む。
フロンの燃焼分解により、下記のように、塩化水素とフッ化水素の酸性ガスが発生する。
CF2Cl2+2H2O→2HCl+2HF+CO2
さらに、これらの酸性ガスは、セメントの中間生成物であるセメントクリンカと接触し、下記のように、セメント焼成プロセスに利用され、セメント内に吸収される。
CaCO3→CaO+CO2
CaO(セメントクリンカの成分)+2HCl→CaCl2+H2O・・・・(1)
CaO(セメントクリンカの成分)+2HF→CaF2+H2O
CF2Br2+2H2O→2HBr+2HF+CO2
さらに、これらの酸性ガスは、セメントクリンカと接触し、セメント焼成プロセスに利用され、セメント内に吸収される。
この際、上記(1)の反応が
CaO(セメントクリンカの成分)+2HBr→CaBr2+H2O
に替わるだけで、フロンと同様にして、セメント内に吸収される。
注入管2が主燃料バーナ1より上方にある場合に、注入管2から供給される汚染ガスPは、二次空気Sによりロータリーキルン3内に供給される際、注入管2の上方空間で対流する恐れや、注入管2の下方空間に流れるものの、その下方に設置された主燃料バーナ1から供給される主燃料Fおよび酸素O2により、流れが乱れたり、主燃料Fおよび酸素O2の圧力により、ロータリーキルン3内にそのまま供給されたり、二次空気Sにより供給されない恐れがある。
S・・・二次空気
1・・・主燃料バーナ
2・・・注入管
3・・・キルン
4・・・クリンカークーラー
6・・・注入用パイプ
11・・・主燃料バーナの中心部
13・・・火炎
22・・・注入管の中心部
33・・・窯前
Claims (4)
- セメント製造用のロータリーキルン内を、主燃料バーナから供給される主燃料および酸素により、高温雰囲気下に保持しつつ、セメント原料を焼成してセメントクリンカを製造するに際し、
該高温雰囲気下において分解可能な汚染ガスを、当該主燃料バーナから独立して設けられた注入管を用いて、該主燃料バーナの火炎から離間した位置に噴出させ、ロータリーキルン内へ供給することを特徴とする汚染ガスの処理方法。 - セメント製造用のロータリーキルン内を、窯前に設けられた前記主燃料バーナから供給される前記主燃料および酸素により、高温雰囲気下に保持しつつ、窯尻から該窯前に送られる前記セメント原料を焼成して前記セメントクリンカを製造するに際し、
前記汚染ガスを、当該窯前下方から前記ロータリーキルン内に供給される当該セメントクリンカによって暖められた二次空気の流れにより、該ロータリーキルン内へ拡散させることを特徴とする請求項1に記載の汚染ガスの処理方法。 - 窯前に設けられた主燃料バーナから供給される主燃料および酸素により、内部に焼成帯を形成し、窯尻から上記窯前に送られるセメント原料を焼成してセメントクリンカを製造するセメント製造用のロータリーキルンにおいて、当該焼成帯にて分解可能な汚染ガスを、前記主燃料バーナの火炎から離間した位置に噴出させる注入管を、上記主燃料バーナから独立して設けたことを特徴とするセメント製造用のロータリーキルン。
- 上記ロータリーキルンの上記窯前下部には、上記セメントクリンカを冷却するクリンカークーラーが設けられ、当該クリンカークーラーにおいて上記セメントクリンカにより暖められた二次空気が上記ロータリーキルン内に供給されるとともに、前記注入管は、前記主燃料バーナより下方に設置されていることを特徴とする請求項3に記載のセメント製造用のロータリーキルン。
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