JP2009298677A - System and method for treating cement kiln extraction gas - Google Patents

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淳一 寺崎
Shinichiro Saito
紳一郎 齋藤
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the concentration of organic pollutants in a cement kiln extraction gas by efficiently removing the organic pollutants contained therein in the treatment of the extraction gas extracted from a cement kiln exhaust gas channel. <P>SOLUTION: A system 1 for treating a cement kiln extraction gas comprises a probe 32 to extract a part of a combustion gas from a kiln exhaust gas channel from the inlet of a cement kiln 31 to a lowermost stage cyclone, a cyclone 34 to separate coarse powder D1 from the extraction gas G1 extracted by the probe 32 and a high temperature bag filter 2 with a catalyst which has ≥150°C heat resistance and is provided with a catalytic function to degrade and remove the organic pollutants, wherein an exhaust gas G2 discharged from the cyclone 34 and containing fine powder D2 is introduced into the high temperature bag filter 2 with the catalyst at ≥150°C and ≤700°C. As the high temperature bag filter 2 with the catalyst, a bag filter provided with a ceramic filter can be used. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した抽気ガスを処理するシステム及び方法に関する。   The present invention relates to a system and method for treating extracted gas extracted from a kiln exhaust gas passage from a kiln bottom of a cement kiln to a lowermost cyclone.

従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素、硫黄、アルカリなどの中で、塩素が特に問題となることに着目し、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、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システムが用いられている。   Focusing on chlorine, sulfur, alkali, etc., which causes problems such as blockage of preheaters in cement production facilities, from the bottom of the kiln of the cement kiln to the bottom cyclone A chlorine bypass system for extracting a part of combustion gas and removing chlorine from the kiln exhaust gas flow path is used.

この塩素バイパスシステムとは、例えば、特許文献１に記載のように、抽気した燃焼ガスを冷却した後、該排ガス中のダストを分級機により粗粉と微粉とに分離し、分離された塩素分（塩化カリウム・ＫＣｌ）を多く含む微粉（塩素バイパスダスト）を回収するシステムである。   This chlorine bypass system is, for example, as described in Patent Document 1, after cooling the extracted combustion gas, the dust in the exhaust gas is separated into coarse powder and fine powder by a classifier, and the separated chlorine content is separated. This system recovers fine powder (chlorine bypass dust) containing a large amount of (potassium chloride / KCl).

この種の塩素バイパスシステムにおいては、例えば、図３に示すように、セメントキルン３１の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路からの抽気ガスＧ１は、プローブ３２において冷却ファン３３からの冷風により冷却された後、サイクロン３４に導入され、粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２とに分離される。   In this type of chlorine bypass system, for example, as shown in FIG. 3, the extracted gas G1 from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the kiln 31 to the lowermost cyclone (not shown) is After being cooled by cold air from the cooling fan 33, it is introduced into the cyclone 34 and separated into coarse powder D1 and exhaust gas G2 containing fine powder D2.

粗粉Ｄ１は、セメントキルン系に戻され、一方、微粉Ｄ２及び排ガスＧ２は、冷却器３５において冷却ファン３６からの冷風により１５０〜２５０℃に冷却された後、バグフィルタ３７に導入される。そして、バグフィルタ３７において、微粉Ｄ２（塩素バイパスダスト）が集塵され、ダストタンク３８に回収されるとともに、バグフィルタ３７からの排ガスＧ３が排気ファン３９を経てセメントキルン系に戻されるか、排ガス処理後大気へ放出される。   The coarse powder D1 is returned to the cement kiln system, while the fine powder D2 and the exhaust gas G2 are cooled to 150 to 250 ° C. by the cool air from the cooling fan 36 in the cooler 35 and then introduced into the bag filter 37. In the bag filter 37, fine powder D2 (chlorine bypass dust) is collected and collected in the dust tank 38, and the exhaust gas G3 from the bag filter 37 is returned to the cement kiln system through the exhaust fan 39, or exhaust gas. Released into the atmosphere after processing.

国際公開第９７／２１６３８号パンフレットInternational Publication No. 97/21638 Pamphlet

上記のとおり、従来の塩素バイパスシステムは、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を、一旦、冷却器３５で冷却し、その後、バグフィルタ３７に導入するように構成されている。これは、バグフィルタ３７の耐熱性（上限２５０℃程度）に対処したものであるが、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を冷却すると、ダイオキシン類（ＰＣＤＤ、ＰＣＤＦ、ｃｏ−ＰＣＢ）などの残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）の濃度を増大させるという問題がある。   As described above, the conventional chlorine bypass system is configured such that the exhaust gas G2 containing the fine powder D2 is once cooled by the cooler 35 and then introduced into the bag filter 37. This deals with the heat resistance (upper limit of about 250 ° C.) of the bag filter 37, but when the exhaust gas G2 containing fine powder D2 is cooled, residual organic contamination such as dioxins (PCDD, PCDF, co-PCB) and the like. There is a problem of increasing the concentration of substances (POPs).

すなわち、ダイオキシン類は、８００℃以上の高温下で完全燃焼すれば熱分解できるものの、その後、３００℃前後の温度領域にさらすと再合成するという性質を有する。ここで、サイクロン３４、冷却器３５において排ガスＧ２がダイオキシン類の再合成温度領域となるため、セメントキルンで熱分解されたダイオキシン類が、サイクロン３４、冷却器３５で再合成されることになる。特に、ガス中の微粉Ｄ２や塩素は、再合成反応の触媒として機能し、ダイオキシン類の発生を促進するため、有機汚染物質の濃度を大幅に増大させる虞がある。   That is, although dioxins can be thermally decomposed if they are completely burned at a high temperature of 800 ° C. or higher, they are then re-synthesized when exposed to a temperature range of around 300 ° C. Here, in the cyclone 34 and the cooler 35, the exhaust gas G <b> 2 becomes a dioxin recombination temperature region, so that the dioxins thermally decomposed by the cement kiln are re-synthesized by the cyclone 34 and the cooler 35. In particular, the fine powder D2 and chlorine in the gas function as a catalyst for the resynthesis reaction and promote the generation of dioxins, which may greatly increase the concentration of organic pollutants.

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、キルン排ガス流路より抽気した抽気ガスを処理する際に、抽気ガス中の有機汚染物質を効果的に除去することなどを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the conventional technology described above, and effectively removes organic pollutants in the extracted gas when processing the extracted gas extracted from the kiln exhaust gas flow path. The purpose is to do.

上記課題を解決するため、本発明は、セメントキルン抽気ガスの処理システムであって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気する抽気装置と、少なくとも１５０℃の耐熱性を有するとともに、有機汚染物質を分解除去する触媒機能を備えた固気分離装置とを備え、前記抽気装置により抽気された抽気ガスを前記固気分離装置に導入することを特徴とする。尚、有機汚染物質とは、ダイオキシン類（ＰＣＤＤ、ＰＣＤＦ、ｃｏ−ＰＣＢ）、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢｓ）などの残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）や、ダイオキシン類の前駆体、揮発性有機汚染物質（ＶＯＣ）などをいう。   In order to solve the above problems, the present invention is a cement kiln extraction gas processing system for extracting a part of combustion gas from a kiln exhaust gas passage from the bottom of the cement kiln to the lowest cyclone. And a solid-gas separation device having a heat resistance of at least 150 ° C. and a catalytic function for decomposing and removing organic pollutants, and introducing the extracted gas extracted by the extraction device into the solid-gas separation device It is characterized by that. Organic pollutants include dioxins (PCDD, PCDF, co-PCB), persistent organic pollutants (POPs) such as polychlorinated biphenyls (PCBs), dioxin precursors, volatile organic pollutants ( VOC).

そして、本発明において、固気分離装置の高耐熱性を積極的に利用する場合には、抽気装置により抽気した抽気ガスを高い温度に保った状態で固気分離装置に導入することで、抽気ガスの温度がダイオキシン類の再合成温度を下回るのを回避し、固気分離装置の前段でダイオキシン類が再合成されるのを抑制することができる。これに加え、固気分離装置の触媒機能により、抽気ガス中に存在する有機汚染物質を除去することもできるため、有機汚染物質の濃度を大幅に低減することが可能になる。   In the present invention, when positively utilizing the high heat resistance of the solid-gas separation device, the extraction gas extracted by the extraction device is introduced into the solid-gas separation device while maintaining the high temperature. It is possible to prevent the gas temperature from falling below the resynthesis temperature of dioxins, and to suppress the resynthesis of dioxins at the front stage of the solid-gas separation device. In addition to this, the organic pollutant present in the extracted gas can be removed by the catalytic function of the solid-gas separation device, so that the concentration of the organic pollutant can be greatly reduced.

一方、固気分離装置の触媒機能を積極的に利用する場合には、抽気装置により抽気された抽気ガスを触媒活性の適温に調温することで、固気分離装置の触媒機能を有効に機能させ、抽気ガス中に存在する有機汚染物質を除去することができる。この際、固気分離装置が高耐熱性を併せ持つことから、固気分離装置の耐熱性の制約を受けることなく、抽気ガスを自由に調温することができる。従って、抽気ガスを触媒活性に最適な温度に調温することができ、有機汚染物質を効果的に除去することが可能になる。   On the other hand, when the catalytic function of the solid-gas separation device is actively used, the catalytic function of the solid-gas separation device is effectively functioned by adjusting the temperature of the extraction gas extracted by the extraction device to an appropriate temperature for the catalytic activity. And organic pollutants present in the bleed gas can be removed. At this time, since the solid-gas separation device has high heat resistance, the temperature of the extracted gas can be adjusted freely without being restricted by the heat resistance of the solid-gas separation device. Therefore, it is possible to adjust the temperature of the extraction gas to a temperature optimum for the catalyst activity, and it is possible to effectively remove organic pollutants.

また、固気分離装置の高耐熱性又は触媒機能のいずれを積極的に利用するかに関わらず、固気分離機能と触媒機能を一つの装置に集約しているため、各々別々の装置とした場合に比較してシステム構成を簡略化することができ、設備コストや保守管理コストの削減を図ることも可能になる。   Regardless of whether the high heat resistance or catalytic function of the solid-gas separation device is actively used, the solid-gas separation function and the catalytic function are integrated into one device, so each is a separate device. Compared to the case, the system configuration can be simplified, and the equipment cost and the maintenance management cost can be reduced.

上記セメントキルン抽気ガスの処理システムにおいて、前記固気分離装置を、有機汚染物質を分解除去する触媒を付与したセラミックフィルタを備え、該フィルタに触媒機能と固気分離機能を一体化した固気分離装置とすることができる。通常、セラミックフィルタは、９００℃程度の耐熱性を有するため、上記の耐熱条件を満足し、本発明にかかる固気分離装置として、好適に用いることができる。   In the cement kiln extraction gas processing system, the solid-gas separation device includes a ceramic filter provided with a catalyst for decomposing and removing organic pollutants, and the filter is integrated with a catalytic function and a solid-gas separation function. It can be a device. Usually, since the ceramic filter has a heat resistance of about 900 ° C., it satisfies the above heat resistance condition and can be suitably used as a solid-gas separation device according to the present invention.

上記セメントキルン抽気ガスの処理システムにおいて、前記抽気装置により抽気された抽気ガスを１５０℃以上７００℃以下の温度で前記固気分離装置に導入することができる。   In the cement kiln extraction gas processing system, the extraction gas extracted by the extraction device can be introduced into the solid-gas separation device at a temperature of 150 ° C. or more and 700 ° C. or less.

上記セメントキルン抽気ガスの処理システムにおいて、前記固気分離装置の前段に、該固気分離装置の排ガスから熱回収する熱交換器を備え、抽気されたガスを１５０℃以上５００℃以下に調温した後に前記固気分離装置に導入することができ、これによれば、固気分離前の排ガスから熱回収して他の用途等に有効活用することができるとともに、固気分離装置の触媒機能を有効に機能させることができる。   In the cement kiln extraction gas processing system, a heat exchanger for recovering heat from the exhaust gas of the solid-gas separation device is provided in the front stage of the solid-gas separation device, and the temperature of the extracted gas is adjusted to 150 ° C. or more and 500 ° C. or less. After that, it can be introduced into the solid-gas separation device, and according to this, heat recovery from the exhaust gas before solid-gas separation can be effectively used for other applications and the catalytic function of the solid-gas separation device Can function effectively.

上記セメントキルン抽気ガスの処理システムにおいて、前記固気分離装置の後段に、該固気分離装置の排ガスから熱回収する熱交換器を備えることができ、これによれば、固気分離後の排ガス中に残存する熱エネルギーを回収して他の用途に有効活用することができる。   In the cement kiln extraction gas processing system, a heat exchanger for recovering heat from the exhaust gas of the solid-gas separation device can be provided at the subsequent stage of the solid-gas separation device. The heat energy remaining in the inside can be recovered and effectively used for other purposes.

上記セメントキルン抽気ガスの処理システムにおいて、前記抽気装置により抽気された抽気ガスから粗粉を分離する分級機を備え、該分級機から排出される微粉を含む抽気ガスを前記固気分離装置に供給することができる。   The cement kiln extraction gas processing system includes a classifier for separating coarse powder from the extraction gas extracted by the extraction device, and supplies the extraction gas containing fine powder discharged from the classification device to the solid-gas separation device can do.

上記セメントキルン抽気ガスの処理システムにおいて、前記分級機と前記固気分離装置の間に脱硫剤を吹き込むことができ、触媒装置の硫黄による腐食を防止することができる。   In the cement kiln extraction gas processing system, a desulfurization agent can be blown between the classifier and the solid-gas separation device, and corrosion of the catalyst device due to sulfur can be prevented.

また、本発明は、セメントキルン抽気ガスの処理方法であって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気した抽気ガスを、少なくとも１５０℃の耐熱性を有するとともに、有機汚染物質を分解除去する触媒機能を備えた固気分離装置に導入し、固気分離することを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、抽気ガス中の有機汚染物質を有効に除去することなどが可能になる。   Further, the present invention is a method for treating a cement kiln extraction gas, wherein a part of the combustion gas is extracted from a kiln exhaust gas passage from the bottom of the cement kiln to the bottom cyclone, and the extracted extraction gas is The solid-gas separation device is characterized by being introduced into a solid-gas separation device having a heat resistance of at least 150 ° C. and having a catalytic function for decomposing and removing organic pollutants. According to the present invention, it is possible to effectively remove organic pollutants in the extracted gas, as in the above-described invention.

以上のように、本発明によれば、キルン排ガス流路より抽気した抽気ガスを処理するに際して、抽気ガス中の有機汚染物質を効果的に除去し、有機汚染物質の濃度を低減することなどが可能になる。   As described above, according to the present invention, when processing the extracted gas extracted from the kiln exhaust gas flow path, organic contaminants in the extracted gas can be effectively removed, and the concentration of organic contaminants can be reduced. It becomes possible.

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第１の実施形態を示し、この処理システム１は、大別して、セメントキルン３１の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気する抽気プローブ３２と、プローブ３２に冷風を供給する冷却ファン３３と、プローブ３２で抽気した抽気ガスＧ１に含まれる粗粉Ｄ１を分離する分級機としてのサイクロン３４と、サイクロン３４から排出された微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を固気分離する触媒付高温バグフィルタ２と、触媒付高温バグフィルタ２で集塵された微粉（塩素バイパスダスト）Ｄ２を回収するダストタンク３８と、排気ファン３９を通じて誘引された触媒付高温バグフィルタ２の排ガスＧ３から熱回収する熱交換器３などから構成される。   FIG. 1 shows a first embodiment of a cement kiln extraction gas processing system according to the present invention. This processing system 1 is roughly divided from a kiln bottom of a cement kiln 31 to a lowermost cyclone (not shown). From the kiln exhaust gas flow path, the extraction probe 32 for extracting a part of the combustion gas, the cooling fan 33 for supplying cold air to the probe 32, and the classification for separating the coarse powder D1 contained in the extraction gas G1 extracted by the probe 32 Cyclone 34 as a machine, high-temperature bag filter 2 with catalyst for solid-gas separation of exhaust gas G2 containing fine powder D2 discharged from cyclone 34, and fine powder (chlorine bypass dust) D2 collected by high-temperature bag filter 2 with catalyst And a heat exchanger for recovering heat from the exhaust gas G3 of the high-temperature bag filter with catalyst 2 attracted through the exhaust fan 39. And the like.

尚、上記の構成のうち、触媒付高温バグフィルタ２及び熱交換器３以外の設備については、従来の塩素バイパスシステムで用いられる設備と同様のものである。また、これらに関し、図１においては、図３で付した符号と同一の符号を付す。   In addition, among said structure, about facilities other than the high temperature bag filter 2 with a catalyst and the heat exchanger 3, it is the same as the facility used with the conventional chlorine bypass system. Further, regarding these, in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 3 are attached.

触媒付高温バグフィルタ２は、例えば、セラミックフィルタを備えたバグフィルタであり、９００℃程度までの耐熱性を有する高耐熱型の固気分離装置である。こうしたバグフィルタとしては、ハニカムセル化した棒状のセラミック管（セラミックフィルタ）を複数配列したものや、シート状のセラミックフィルタを用いたものなど、様々なタイプのものが開発されているが、本発明においては、排ガスＧ２中から０．１μｍ以上の微細粒子を集塵し得るものであれば、いずれのものであってもよい。   The high-temperature bag filter with catalyst 2 is, for example, a bag filter provided with a ceramic filter, and is a high heat-resistant solid-gas separation device having heat resistance up to about 900 ° C. Various types of such bug filters have been developed, such as those in which a plurality of rod-shaped ceramic tubes (ceramic filters) formed into honeycomb cells are arranged, and those using a sheet-like ceramic filter. In the method, any one may be used as long as it can collect fine particles of 0.1 μm or more from the exhaust gas G2.

また、セラミックフィルタには、ダイオキシン類（ＰＣＤＤ、ＰＣＤＦ、ｃｏ−ＰＣＢ）及びポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢｓ）などの残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）や、ダイオキシン類の前駆体（出発物質）、揮発性有機汚染物質（ＶＯＣ）などを分解除去する触媒が付与される。セラミックフィルタへの触媒の付与は、セラミックフィルタの表面に触媒層をコーティングしたり、セラミック素材と触媒金属を織り交ぜてセラミックフィルタを成形する（フィルタ中に触媒を埋め込む）など、種々の方法があるが、特に限定されるものではない。   Ceramic filters also include residual organic pollutants (POPs) such as dioxins (PCDD, PCDF, co-PCB) and polychlorinated biphenyls (PCBs), dioxin precursors (starting materials), and volatile organics. A catalyst for decomposing and removing contaminants (VOC) and the like is applied. There are various methods for applying a catalyst to a ceramic filter, such as coating a catalyst layer on the surface of the ceramic filter, or forming a ceramic filter by interweaving a ceramic material and a catalyst metal (embedding the catalyst in the filter). However, it is not particularly limited.

触媒は、有機汚染物質を分解除去し得るものであれば、既存のものから適宜選択することができるが、例えば、酸化物系触媒としてチタンバナジウム触媒を用い、貴金属系触媒として白金又はパラジウム触媒等を用いることができる。ここで、チタンバナジウム系触媒とは、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）を必須とする触媒を意味する。この触媒は、有機汚染物質の分解除去に高い機能を発揮する他、有害物質であるＮＯｘの高い分解活性（脱硝活性）を有する。   The catalyst can be appropriately selected from existing ones as long as it can decompose and remove organic pollutants. For example, a titanium vanadium catalyst is used as an oxide catalyst, and a platinum or palladium catalyst is used as a noble metal catalyst. Can be used. Here, the titanium vanadium-based catalyst means a catalyst in which titanium (Ti) and vanadium (V) are essential. This catalyst exhibits a high function for decomposing and removing organic pollutants, and has a high decomposition activity (denitration activity) of NOx, which is a harmful substance.

尚、プローブ３２から抽気した直後の抽気ガスＧ１の温度は、通常、７００℃以下であるため、触媒付高温バグフィルタ２において、必ずしも９００℃程度までの耐熱性を有する必要はなく、少なくとも７００℃までの耐熱性があれば十分である。   In addition, since the temperature of the extraction gas G1 immediately after extracting from the probe 32 is usually 700 ° C. or lower, the high-temperature bag filter with catalyst 2 does not necessarily have heat resistance up to about 900 ° C., and is at least 700 ° C. A heat resistance of up to is sufficient.

また、硫黄による触媒の腐食を防止するため、サイクロン３４と触媒付高温バグフィルタ２を連結する管路２ａ上に噴霧機４を設置し、必要に応じて脱硫剤を添加してもよい。脱硫剤としては、消石灰、生石灰、仮焼したセメント原料（プレヒータの最下段サイクロンなどから分取したセメント原料）、石炭灰、苛性ソーダなどを用いることができる。また、脱硫に適したガス水分にするための調湿（スプレーなど）を行うことができる。   In order to prevent corrosion of the catalyst due to sulfur, the sprayer 4 may be installed on the pipe line 2a connecting the cyclone 34 and the high temperature bag filter 2 with catalyst, and a desulfurizing agent may be added as necessary. As the desulfurizing agent, slaked lime, quick lime, calcined cement raw material (cement raw material separated from the lowermost cyclone of the preheater, etc.), coal ash, caustic soda and the like can be used. Moreover, humidity control (spray etc.) for making gas moisture suitable for desulfurization can be performed.

熱交換器３は、触媒付高温バグフィルタ２から排出される排ガスＧ３から熱回収し、排ガスＧ３の熱エネルギーを有効活用するために備えられる。この熱交換器３の内部には、熱媒を循環させるための管路３ａが設けられる。管路３ａは、図示しない原料ミルや汚泥乾燥用の乾燥機等に接続され、排ガスＧ３から回収された熱は、原料乾燥や汚泥乾燥のための熱源として有効利用される。   The heat exchanger 3 is provided to recover heat from the exhaust gas G3 discharged from the high-temperature bag filter with catalyst 2 and to effectively use the heat energy of the exhaust gas G3. Inside the heat exchanger 3, a pipe line 3a for circulating the heat medium is provided. The pipe line 3a is connected to a raw material mill, a sludge drying dryer or the like (not shown), and the heat recovered from the exhaust gas G3 is effectively used as a heat source for raw material drying and sludge drying.

次に、上記処理システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。   Next, the operation of the processing system 1 will be described with reference to FIG.

セメントキルン３１の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部をプローブ３２によって抽気すると同時に、冷却ファン３３からの冷風によって、塩素化合物の融点である７００℃以下にまで急冷する。次いで、サイクロン３４において、プローブ３２から排気される抽気ガスＧ１を、粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２とに分離し、粗粉Ｄ１をセメントキルン系に戻す。   From the kiln exhaust gas flow path from the kiln bottom of the cement kiln 31 to the lowermost cyclone, a part of the combustion gas is extracted by the probe 32, and at the same time, by the cold air from the cooling fan 33, the melting point of the chlorine compound is 700 ° C. or less. Quench quickly. Next, in the cyclone 34, the extracted gas G1 exhausted from the probe 32 is separated into the coarse powder D1 and the exhaust gas G2 containing the fine powder D2, and the coarse powder D1 is returned to the cement kiln system.

その一方で、１５０〜７００℃の排ガスＧ２を触媒付高温バグフィルタ２に導入するが、前述のとおり、触媒付高温バグフィルタ２は、９００℃程度までの耐熱性を有するため、サイクロン３４から供給された排ガスＧ２をそのままの温度状態で固気分離することができる。このため、排ガスＧ２をダイオキシン類の再合成温度より高い温度に維持したまま、固気分離処理のための装置に導入することができ、固気分離処理の前段でのダイオキシン類の発生を抑制することができる。また、触媒付高温バグフィルタ２は、有機汚染物質の分解機能も有するため、セメントキルン３１内で熱分解し切れなかった有機汚染物質や、ガス処理過程で僅かに発生した有機汚染物質を除去することもできる。   On the other hand, exhaust gas G2 at 150 to 700 ° C. is introduced into the high-temperature bag filter with catalyst 2, but as described above, the high-temperature bag filter with catalyst 2 has a heat resistance up to about 900 ° C., and is supplied from the cyclone 34. The exhaust gas G2 can be solid-gas separated at the same temperature state. For this reason, the exhaust gas G2 can be introduced into an apparatus for solid-gas separation treatment while maintaining the temperature higher than the resynthesis temperature of dioxins, and the generation of dioxins in the previous stage of the solid-gas separation treatment is suppressed. be able to. Moreover, since the high-temperature bag filter with catalyst 2 also has a function of decomposing organic pollutants, it removes organic pollutants that have not been thermally decomposed in the cement kiln 31 and organic pollutants that are slightly generated during the gas treatment process. You can also.

次いで、触媒付高温バグフィルタ２において、排ガスＧ２中の微粉Ｄ２を集塵してダストタンク３８に回収するとともに、排気ファン３９によって、触媒付高温バグフィルタ２の排ガスＧ３を誘引し、セメントキルン排ガス系に戻したり、セメント原料や汚泥等の乾燥熱源として利用した後大気に放出する。また、熱交換器３に導入し、熱交換器３において、排ガスＧ３から熱回収するとともに、回収した熱を乾燥・粉砕工程やボイラーなどに有効利用することもできる。その後、熱交換器３からの排ガスＧ４は、排気ファン（不図示）を介してセメントキルン系に戻してもよいし、大気に放出してもよい。   Next, in the high temperature bag filter 2 with catalyst, the fine powder D2 in the exhaust gas G2 is collected and collected in the dust tank 38, and the exhaust gas G3 of the high temperature bag filter 2 with catalyst is attracted by the exhaust fan 39, and the cement kiln exhaust gas is collected. It is released into the atmosphere after being returned to the system or used as a dry heat source for cement raw materials and sludge. Moreover, it can introduce | transduce into the heat exchanger 3 and while heat-recovering from the waste gas G3 in the heat exchanger 3, it can also utilize effectively the collect | recovered heat | fever for a drying / crushing process, a boiler, etc. Thereafter, the exhaust gas G4 from the heat exchanger 3 may be returned to the cement kiln system via an exhaust fan (not shown) or may be released to the atmosphere.

以上のように、本実施の形態によれば、サイクロン３４の後段に触媒付高温バグフィルタ２を配置するため、サイクロン３４から排出された際の温度状態（１５０〜７００℃）を維持したまま、排ガスＧ２を固気分離することができる。このため、微粉Ｄ２と排ガスＧ２が混在し、ダイオキシン類が再合成され易い環境下において、ダイオキシン類の再合成を抑制することができ、有機汚染物質の発生を抑制することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, since the high-temperature bag filter with catalyst 2 is disposed downstream of the cyclone 34, the temperature state (150 to 700 ° C.) when discharged from the cyclone 34 is maintained, The exhaust gas G2 can be solid-gas separated. For this reason, in an environment where fine powder D2 and exhaust gas G2 are mixed and dioxins are easily re-synthesized, re-synthesis of dioxins can be suppressed, and generation of organic pollutants can be suppressed.

また、触媒機能を備えた高温バグフィルタを用いるため、排ガスＧ２中に存在する有機汚染物質を分解除去することができ、排ガスＧ３のより一層の無害化を図ることが可能になる。さらに、別途に触媒装置等を設ける必要もなくなるため、システム構成を簡略化することができ、設備コストや保守管理コストの削減を図ることが可能になる。   In addition, since the high-temperature bag filter having a catalytic function is used, organic pollutants present in the exhaust gas G2 can be decomposed and removed, and the exhaust gas G3 can be further rendered harmless. Furthermore, since it is not necessary to separately provide a catalyst device or the like, the system configuration can be simplified, and the facility cost and the maintenance management cost can be reduced.

さらに、触媒付高温バグフィルタ２の高温ガスをそのままセメント原料や汚泥の乾燥に有効利用することができる。また、この高温ガスを熱交換器３を導入し、熱交換器３において排ガスＧ３から熱回収するとともに、回収した熱を乾燥・粉砕工程やボイラーなどに有効利用することもできる。   Furthermore, the high-temperature gas of the high-temperature bag filter with catalyst 2 can be effectively used as it is for drying cement raw materials and sludge. In addition, the high-temperature gas can be introduced into the heat exchanger 3, and heat can be recovered from the exhaust gas G3 in the heat exchanger 3, and the recovered heat can be effectively used for a drying / pulverization process, a boiler, and the like.

尚、触媒付高温バグフィルタ２の前段において、排ガスＧ２がダイオキシン類の再合成温度（３００℃程度）になる場合には、ダイオキシン類の再合成を招くことになるが、この場合でも、触媒付高温バグフィルタ２側の触媒機能により、再合成されたダイオキシン類を有効に分解除去することができる。   In addition, when the exhaust gas G2 reaches the resynthesis temperature of dioxins (about 300 ° C.) in the previous stage of the high temperature bag filter with catalyst 2, the resynthesis of dioxins is caused. The recombined dioxins can be effectively decomposed and removed by the catalytic function on the high temperature bag filter 2 side.

次に、本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。尚、同図において、図１の処理システム１と同一の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the cement kiln extraction gas processing system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as those in the processing system 1 in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

同図に示すように、この処理システム１０は、大別して、プローブ３２と、冷却ファン３３と、サイクロン３４と、サイクロン３４から排出された微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を所定の温度に調温する調温装置１１と、触媒付高温バグフィルタ２と、ダストタンク３８などから構成され、サイクロン３４と触媒付高温バグフィルタ２との間に調温装置１１を備える点で、図１に示す処理システム１と相違する。   As shown in the figure, this processing system 10 is roughly classified into a probe 32, a cooling fan 33, a cyclone 34, and an exhaust gas G2 containing fine powder D2 discharged from the cyclone 34 to a predetermined temperature. The processing system 1 shown in FIG. 1 includes a temperature device 11, a high-temperature bag filter 2 with a catalyst, a dust tank 38, and the like, and a temperature control device 11 is provided between the cyclone 34 and the high-temperature bag filter 2 with a catalyst. Is different.

図１に示す処理システム１においては、微粉Ｄ２を含む状態での排ガスＧ２を高い温度に保ち、ダイオキシン類の再合成を抑制したが、本実施の形態にかかる処理システム１０は、触媒付高温バグフィルタ２の前段において、排ガスＧ２の温度を触媒活性に適した温度に調温し、触媒付高温バグフィルタ２での有機汚染物質の分解機能を有効に機能させることで、有機汚染物質の発生を抑制する。   In the processing system 1 shown in FIG. 1, the exhaust gas G2 containing fine powder D2 is kept at a high temperature and the resynthesis of dioxins is suppressed. However, the processing system 10 according to the present embodiment is a high-temperature bug with catalyst. Before the filter 2, the temperature of the exhaust gas G2 is adjusted to a temperature suitable for catalytic activity, and the organic pollutant decomposition function of the high-temperature bag filter with catalyst 2 is effectively functioned, thereby generating organic pollutants. Suppress.

調温装置１１は、上記のとおり、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を触媒付高温バグフィルタ２の触媒活性に適した温度に調温するために備えられる。ＰＯＰｓやＶＯＣなどの有機汚染物質を分解除去するにあたっての触媒活性温度は、１５０〜５００℃程度であり、好ましくは２３０〜２７０℃であることから、調温装置１１は、排ガスＧ２の温度がそれらの範囲内に属するように調温する。調温装置１１としては、サイクロン３４から排出される４００〜６００℃のガスを上記の温度範囲内に調節できるものであれば、特に限定されるものではなく、図１に示す熱交換器３や、図３に示す冷却器３５などを用いることができる。   As described above, the temperature control device 11 is provided to adjust the temperature of the exhaust gas G2 containing the fine powder D2 to a temperature suitable for the catalytic activity of the high-temperature bag filter with catalyst 2. The catalyst activation temperature for decomposing and removing organic pollutants such as POPs and VOC is about 150 to 500 ° C, preferably 230 to 270 ° C. Adjust the temperature so that it falls within the range. The temperature control device 11 is not particularly limited as long as the gas at 400 to 600 ° C. discharged from the cyclone 34 can be adjusted within the above temperature range, and the heat exchanger 3 shown in FIG. The cooler 35 shown in FIG. 3 can be used.

次に、上記処理システム１０の動作について、図２を参照しながら説明する。   Next, the operation of the processing system 10 will be described with reference to FIG.

サイクロン３４において、抽気ガスＧ１から粗粉Ｄ１を分離した後、サイクロン３４から排出される微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を、調温装置１１により１５０〜５００℃に調温する。そして、調温した排ガスＧ２を触媒付高温バグフィルタ２に導入し、排ガスＧ２から微粉Ｄ２を集塵しつつ、排ガスＧ２中に存在する有機汚染物質を分解除去する。   In the cyclone 34, after separating the coarse powder D <b> 1 from the extracted gas G <b> 1, the exhaust gas G <b> 2 containing the fine powder D <b> 2 discharged from the cyclone 34 is adjusted to 150 to 500 ° C. by the temperature controller 11. Then, the temperature-controlled exhaust gas G2 is introduced into the high-temperature bag filter with catalyst 2, and organic pollutants present in the exhaust gas G2 are decomposed and removed while collecting the fine powder D2 from the exhaust gas G2.

尚、触媒付高温バグフィルタ２の前段において、排ガスＧ２をダイオキシン類の再合成温度（３００℃程度）に調温した場合には、ダイオキシン類の再合成を招くことになるが、この場合でも、触媒付高温バグフィルタ２側の触媒機能により、再合成されたダイオキシン類を有効に分解除去することができる。   In addition, when the exhaust gas G2 is adjusted to the resynthesis temperature of dioxins (about 300 ° C.) in the previous stage of the high-temperature bag filter with catalyst 2, the resynthesis of dioxins will be caused. Due to the catalytic function on the high-temperature bag filter with catalyst 2 side, the re-synthesized dioxins can be effectively decomposed and removed.

次いで、触媒付高温バグフィルタ２で集塵した微粉Ｄ２をダストタンク３８に回収するとともに、触媒付高温バグフィルタ２の排ガスＧ３を排気ファン３９を通じて誘引し、セメントキルン系に戻したり、大気に放出する。   Next, the fine powder D2 collected by the high-temperature bag filter with catalyst 2 is collected in the dust tank 38, and the exhaust gas G3 of the high-temperature bag filter with catalyst 2 is attracted through the exhaust fan 39 and returned to the cement kiln system or released into the atmosphere. To do.

以上のように、本実施の形態によれば、触媒付高温バグフィルタ２の前段において、排ガスＧ２の温度を触媒活性に適した温度に調温し、触媒付高温バグフィルタ２の有機汚染物質の分解機能を有効に機能させるため、固気分離処理の段階で、排ガスＧ２中の有機汚染物質を除去することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, the temperature of the exhaust gas G2 is adjusted to a temperature suitable for catalytic activity before the high-temperature bag filter with catalyst 2, and the organic pollutant of the high-temperature bag filter with catalyst 2 is adjusted. In order to make the decomposition function function effectively, it becomes possible to remove organic pollutants in the exhaust gas G2 in the solid-gas separation process.

特に、本実施の形態においては、高耐熱型のバグフィルタを用いるため、触媒活性の適温の上限値（５００℃）よりもバグフィルタの耐熱温度を高くすることができる。従って、バグフィルタの耐熱性（図３に示す従来のバグフィルタ３７であれば、２５０℃程度）の制約を受けることなく、排ガスＧ２を自由に調温することができ、有機汚染物質を効果的に除去することが可能になる。   In particular, in the present embodiment, since a high heat resistant bag filter is used, the heat resistant temperature of the bag filter can be made higher than the upper limit value (500 ° C.) of the appropriate temperature for the catalytic activity. Therefore, the temperature of the exhaust gas G2 can be adjusted freely without being restricted by the heat resistance of the bag filter (about 250 ° C. in the case of the conventional bag filter 37 shown in FIG. 3), and organic pollutants are effectively removed. Can be removed.

尚、上記の第１及び第２の実施形態においては、いずれも、サイクロン３４で粗粉Ｄ１を分離した後に、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を触媒付高温バグフィルタ２に導入するが、サイクロン３４を設けることなく、プローブ３２で抽気した抽気ガスＧ１を触媒付高温バグフィルタ２に直接導入してもよい。   In both the first and second embodiments described above, after the coarse powder D1 is separated by the cyclone 34, the exhaust gas G2 containing the fine powder D2 is introduced into the high temperature bag filter 2 with catalyst. The extraction gas G1 extracted by the probe 32 may be directly introduced into the high-temperature bag filter with catalyst 2 without being provided.

本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第１の実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows 1st Embodiment of the processing system of the cement kiln extraction gas concerning this invention. 本発明にかかるセメントキルン抽気ガスの処理システムの第２の実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows 2nd Embodiment of the processing system of the cement kiln extraction gas concerning this invention. 従来のセメントキルン抽気ガスの処理システムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing system of the conventional cement kiln extraction gas.

符号の説明Explanation of symbols

１ セメントキルン抽気ガスの処理システム
２ 触媒付高温バグフィルタ
２ａ 管路
３ 熱交換器
３ａ 管路
４ 噴霧機
１０ セメントキルン抽気ガスの処理システム
１１ 調温装置
３１ セメントキルン
３２ プローブ
３３ 冷却ファン
３４ サイクロン
３８ ダストタンク
３９ 排気ファン
Ｇ１ 抽気ガス
Ｇ２〜Ｇ４ 排ガス
Ｄ１ 粗粉
Ｄ２ 微粉 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cement kiln extraction gas processing system 2 High temperature bag filter with catalyst 2a Pipe 3 Heat exchanger 3a Pipe 4 Sprayer 10 Cement kiln extraction gas processing system 11 Temperature control device 31 Cement kiln 32 Probe 33 Cooling fan 34 Cyclone 38 Dust tank 39 Exhaust fan G1 Extraction gas G2 to G4 Exhaust gas D1 Coarse powder D2 Fine powder

Claims (8)

セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気する抽気装置と、
少なくとも１５０℃の耐熱性を有するとともに、有機汚染物質を分解除去する触媒機能を備えた固気分離装置とを備え、
前記抽気装置により抽気された抽気ガスを前記固気分離装置に導入することを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理システム。 An extraction device for extracting a part of the combustion gas from the kiln exhaust gas passage from the bottom of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone;
A solid-gas separation device having a heat resistance of at least 150 ° C. and a catalytic function for decomposing and removing organic pollutants,
A cement kiln extraction gas processing system, wherein an extraction gas extracted by the extraction device is introduced into the solid-gas separation device. 前記固気分離装置は、有機汚染物質を分解除去する触媒を付与したセラミックフィルタを備え、該フィルタに触媒機能と固気分離機能を一体化した固気分離装置であ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システム。   The solid-gas separation device is a solid-gas separation device including a ceramic filter provided with a catalyst for decomposing and removing organic pollutants, and integrating the catalytic function and the solid-gas separation function with the filter. The cement kiln bleed gas treatment system according to 1. 前記抽気装置により抽気された抽気ガスを１５０℃以上７００℃以下の温度で前記固気分離装置に導入することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン抽気ガスの処理システム。   The cement kiln extraction gas processing system according to claim 1 or 2, wherein the extraction gas extracted by the extraction device is introduced into the solid-gas separation device at a temperature of 150 ° C or higher and 700 ° C or lower. 前記固気分離装置の前段に、該固気分離装置の排ガスから熱回収する熱交換器を備え、抽気されたガスを１５０℃以上５００℃以下に調温した後に前記固気分離装置に導入することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン抽気ガスの処理システム。   A heat exchanger for recovering heat from the exhaust gas of the solid-gas separation device is provided in the front stage of the solid-gas separation device, and the extracted gas is adjusted to 150 ° C. or more and 500 ° C. or less and then introduced into the solid-gas separation device. The cement kiln bleed gas treatment system according to claim 1 or 2. 前記固気分離装置の後段に、該固気分離装置の排ガスから熱回収する熱交換器を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセメントキルン抽気ガスの処理システム。   The cement kiln bleed gas treatment system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heat exchanger that recovers heat from the exhaust gas of the solid-gas separator at a subsequent stage of the solid-gas separator. 前記抽気装置により抽気された抽気ガスから粗粉ダストを分離する分級機を備え、
該分級機から排出される微粉を含む抽気ガスを前記固気分離装置に供給す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システム。 Comprising a classifier for separating coarse dust from the extracted gas extracted by the extraction device;
The cement kiln extraction gas processing system according to any one of claims 1 to 5, wherein extraction gas containing fine powder discharged from the classifier is supplied to the solid-gas separation device. 前記分級機と前記固気分離装置の間に脱硫剤を吹き込むことを特徴とする請求項６に記載のセメントキルン抽気ガスの処理システム。   The cement kiln extraction gas processing system according to claim 6, wherein a desulfurizing agent is blown between the classifier and the solid-gas separation device. セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、
該抽気した抽気ガスを、少なくとも１５０℃の耐熱性を有するとともに、有機汚染物質を分解除去する触媒機能を備えた固気分離装置に導入し、固気分離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。 A part of the combustion gas is extracted from the kiln exhaust gas flow path from the kiln bottom of the cement kiln to the bottom cyclone,
Cement kiln extraction gas characterized in that the extracted extraction gas is introduced into a solid-gas separation device having heat resistance of at least 150 ° C. and having a catalytic function for decomposing and removing organic pollutants, and solid-gas separation is performed. Processing method.
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