JP2011207658A - Apparatus and method for treating cement kiln exhaust gas - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently remove mercury at a low cost from a combustion exhaust gas discharged from a cement kiln while keeping stable operation of cement firing facilities.SOLUTION: The apparatus 1 and the like for treating a cement kiln exhaust gas is equipped with a dust collecting unit 7 for collecting dust contained in the exhaust gas G1 of the cement kiln 3, a fludized bed heating unit 8 for heating the dust D1 collected by the dust collecting unit while forming a fludized bed using an exhaust gas (extraction gas) G2 from the cement firing facilities 2 including the cement kiln, a dust removing unit 9 for removing dust from an exhaust gas G4 from the fludized bed heating unit, and a mercury recovering unit 10 for recovering the mercury vaporized by heating. The fludized bed heating unit may include a heating jacket 8a into which the exhaust gas from the cement firing facilities is introduced and a duct through which the exhaust gas from the cement firing facilities is introduced into the fludized bed heating furnace. Preferably, an exhaust gas of a clinker cooler 4 is used as the exhaust gas of the cement firing facilities.

Description

本発明は、セメント焼成設備を構成するセメントキルンから排出される燃焼排ガスから水銀を除去する装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for removing mercury from combustion exhaust gas discharged from a cement kiln constituting a cement firing facility.

セメントキルンの排ガスには、極微量の金属水銀（Ｈｇ）が含まれている。その起源は、セメントの主原料である石灰石等の天然原料が含有する水銀の他、フライアッシュ等の多品種にわたるリサイクル資源に含まれる水銀である。今後、廃棄物のセメント原料化及び燃料化によるリサイクルが推進され、廃棄物の処理量が増加するに従い、セメントキルン排ガス中の水銀濃度が増加する可能性が考えられる。   Cement kiln exhaust gas contains a trace amount of metallic mercury (Hg). Its origin is not only mercury contained in natural raw materials such as limestone, which is the main raw material of cement, but also mercury contained in a wide variety of recycled resources such as fly ash. In the future, recycling of wastes as cement raw materials and fuels will be promoted, and as the amount of waste processing increases, the mercury concentration in the cement kiln exhaust gas may increase.

しかし、セメントキルンの排ガスに低濃度で含まれる水銀を、多量の排ガスから除去することは極めて困難であり、セメントキルンの排ガス中の水銀が増加すると、大気汚染の原因となる虞があるとともに、フライアッシュ等のリサイクル資源利用拡大の阻害要因となる虞もある。   However, it is extremely difficult to remove the mercury contained in the exhaust gas of cement kiln at a low concentration from a large amount of exhaust gas, and if the mercury in the exhaust gas of cement kiln increases, it may cause air pollution, There is also a risk of hindering the expansion of the use of recycled resources such as fly ash.

そこで、例えば、特許文献１には、セメントの製造工程から排出される排ガス中に含まれる水銀等を効率よく除去し、水銀等を除去した集塵ダストをセメント原料に再利用するため、セメントキルン排ガスを集塵装置によって除塵した後、捕集した集塵ダストを加熱炉に導き、集塵ダスト中の水銀を揮発温度以上に加熱して揮発させ、その後、吸着剤等を用いて吸着して除去するセメント製造工程からの排ガスの処理方法が提案されている。   Therefore, for example, Patent Document 1 discloses that a cement kiln is used to efficiently remove mercury and the like contained in exhaust gas discharged from a cement manufacturing process, and to recycle dust collection dust from which mercury and the like are removed as a cement raw material. After the exhaust gas is removed by the dust collector, the collected dust is guided to a heating furnace, and the mercury in the dust is heated to a temperature higher than the volatilization temperature and volatilized, and then adsorbed using an adsorbent. A method for treating exhaust gas from a cement manufacturing process to be removed has been proposed.

また、特許文献２には、水銀等の重金属を含む焼成原料の焼成により生じるダストに含まれる重金属を効率的に除去するため、プレヒータ又はキルンの窯尻部から抽気した抽気ガスによって、前記ダストを重金属が揮発し得る温度以上の温度に加熱し、加熱したダストの一部と重金属を含む排ガスとを分離するサイクロンセパレータと、サイクロンセパレータの後段に接続され、ダストの残部と重金属を含む排ガスとを分離するバグフィルタと、バグフィルタの排ガスから重金属を除去する重金属除去塔とを備える重金属除去装置が記載されている。   Further, in Patent Document 2, in order to efficiently remove heavy metal contained in dust generated by firing of a firing raw material containing heavy metal such as mercury, the dust is extracted by extraction gas extracted from the kiln bottom of a preheater or kiln. A cyclone separator that is heated to a temperature higher than the temperature at which heavy metals can volatilize and separates a part of the heated dust from the exhaust gas containing heavy metal, and the remainder of the dust and the exhaust gas containing heavy metal are connected to the subsequent stage of the cyclone separator. A heavy metal removing device including a bag filter to be separated and a heavy metal removing tower for removing heavy metals from the exhaust gas of the bag filter is described.

一方、飛灰等の重金属類を含有する粉状廃棄物を無害化するため、特許文献３には、縦型円筒状容器の側面にヒータが設けられ、下部には、粉状廃棄物を流動化させるガスの吹込口、底部には、分散板及び加熱処理した粉状廃棄物の排出口、上部には、廃棄物の投入口及びガス排出口、内部には、粉状廃棄物の撹拌翼が設けられた粉状廃棄物の加熱器を用いて加熱した後、重金属安定剤と水を加えて混練する飛灰等の重金属類を含有する粉状廃棄物の無害化方法が記載されている。   On the other hand, in order to detoxify powdered waste containing heavy metals such as fly ash, Patent Document 3 provides a heater on the side of a vertical cylindrical container, and flows powdered waste in the lower part. The gas injection port, the bottom part is a dispersion plate and a heat-treated powdery waste outlet, the top part is a waste inlet and gas outlet, the inside is a powdery waste stirring blade A method for detoxifying powdered waste containing heavy metals such as fly ash, which is heated using a powdered waste heater provided with, and then kneaded by adding a heavy metal stabilizer and water is described. .

特開２００２−３５５５３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-355531 特開２００９−３０８８３号公報JP 2009-30883 A 特開２００６−２６５７１号公報JP 2006-26571 A

しかし、上記特許文献１に記載の処理方法においては、セメントキルン排ガスを集塵装置によって除塵した後、捕集した集塵ダストを加熱炉に導き、集塵ダスト中の水銀を揮発させて除去するため、新たな熱源が必要になるとともに、集塵ダストを加熱炉の外周によって間接的に加熱するため、排ガス中の水銀量を効率よく低減することができないという問題があった。   However, in the treatment method described in Patent Document 1, after the cement kiln exhaust gas is removed by a dust collector, the collected dust is guided to a heating furnace, and the mercury in the dust is volatilized and removed. Therefore, a new heat source is required, and the dust collection dust is indirectly heated by the outer periphery of the heating furnace, so that the amount of mercury in the exhaust gas cannot be efficiently reduced.

一方、特許文献２に記載の重金属除去装置では、気流のみでダストの加熱を行うため、セメント焼成装置から熱源として抽気するガス量が多くなり、セメント焼成装置の安定運転を阻害する虞があるとともに、後段の固気分離装置が処理すべきガス量も多くなり、固気分離装置が大型化して装置コストの上昇に繋がるという問題もあった。   On the other hand, in the heavy metal removing device described in Patent Document 2, since dust is heated only with an air flow, the amount of gas extracted as a heat source from the cement firing device increases, which may hinder stable operation of the cement firing device. There is also a problem that the amount of gas to be processed by the latter-stage solid-gas separation device increases, and the solid-gas separation device increases in size, leading to an increase in device cost.

また、特許文献３に記載の処理方法においても、飛灰等の重金属類を含有する粉状廃棄物の加熱のための熱源を必要とするため、装置コスト及び運転コストが嵩むという問題があった。   Further, the treatment method described in Patent Document 3 also has a problem that the apparatus cost and the operation cost increase because a heat source for heating the powdery waste containing heavy metals such as fly ash is required. .

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、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、低コストで、セメントキルンから排出される燃焼排ガスから効率よく水銀を除去することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and efficiently maintains mercury from a combustion exhaust gas discharged from a cement kiln at a low cost while maintaining a stable operation of the cement baking apparatus. It aims at removing.

上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルン排ガスの処理装置であって、セメントキルンの排ガスに含まれるダストを集塵する集塵装置と、該集塵装置で集塵されたダストを、該セメントキルンを含むセメント焼成装置の排ガスを利用して流動層を形成しながら加熱する流動層加熱装置と、該流動層加熱装置からの排ガスを除塵する除塵装置と、前記加熱によって揮発した水銀を回収する水銀回収装置とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention is a cement kiln exhaust gas treatment device, a dust collector for collecting dust contained in the exhaust gas of the cement kiln, and dust collected by the dust collector, A fluidized bed heating device that heats while forming a fluidized bed using the exhaust gas of a cement firing device including the cement kiln, a dust removal device that removes dust from the fluidized bed heating device, and mercury that has volatilized by the heating. And a mercury recovery device for recovery.

そして、本発明によれば、セメントキルン排ガスに含まれるダストの加熱手段として加熱効率の高い流動層加熱装置を採用したため、水銀を効率よく揮発させることができるとともに、流動層加熱装置において流動層を形成するためのガス量は少なくて済むため、セメント焼成装置の排ガスを加熱に用いた場合でも、セメント焼成装置の安定運転維持に与える影響は小さく、さらに、後段の固気分離装置の処理能力を低く抑えることもできるため、固気分離装置を大型化する必要もなく、装置コストを低く抑えることもできる。   And according to the present invention, since a fluidized bed heating device with high heating efficiency is adopted as a means for heating dust contained in the cement kiln exhaust gas, mercury can be volatilized efficiently, and the fluidized bed in the fluidized bed heating device Since the amount of gas to be formed is small, even when the exhaust gas of the cement firing device is used for heating, the effect on maintaining the stable operation of the cement firing device is small. Since it can also be kept low, it is not necessary to increase the size of the solid-gas separation device, and the device cost can be kept low.

前記セメントキルン排ガスの処理装置において、前記流動層加熱装置を、前記セメント焼成装置からの排ガスが導入される加熱ジャケットと、前記セメント焼成装置からの排ガスを流動層加熱炉内に導入するダクトとで構成することができる。これにより、セメント焼成装置からの高温の排ガスを流動層の形成にも利用し、セメントキルン排ガスに含まれるダストをより効率よく加熱し、水銀をさらに効率よく揮発させることができる。   In the cement kiln exhaust gas treatment apparatus, the fluidized bed heating device includes a heating jacket into which exhaust gas from the cement firing device is introduced, and a duct for introducing exhaust gas from the cement firing device into a fluidized bed heating furnace. Can be configured. Thereby, the high temperature exhaust gas from a cement baking apparatus is utilized also for formation of a fluidized bed, the dust contained in a cement kiln exhaust gas can be heated more efficiently, and mercury can be volatilized more efficiently.

前記セメントキルン排ガスの処理装置において、前記セメント焼成装置の排ガスをクリンカクーラの排ガスとすることができる。クリンカクーラの排ガスを用いることで、プレヒータ等における温度制御に乱れを生じさせることなくセメントキルンの安定運転を維持することができるとともに、クリンカクーラの排ガスの含塵量は、プレヒータの排ガスに比較して充分に低いため、後段の集塵装置にかかる負担を大幅に軽減することができ、活性炭吸着塔を設けた場合には、活性炭の吸着性能の低下を抑えることができ好ましい。   In the cement kiln exhaust gas treatment apparatus, the exhaust gas of the cement baking apparatus can be used as an exhaust gas of a clinker cooler. By using exhaust gas from the clinker cooler, it is possible to maintain a stable operation of the cement kiln without causing disturbance in temperature control in the preheater etc., and the dust content of the exhaust gas from the clinker cooler is compared to the exhaust gas from the preheater. Therefore, the burden on the subsequent dust collecting device can be greatly reduced, and the provision of an activated carbon adsorption tower is preferable because it can suppress a decrease in the adsorption performance of activated carbon.

また、本発明は、セメントキルン排ガスの処理方法であって、セメントキルンの排ガスに含まれるダストを集塵し、該集塵によって得られたダストを該セメントキルンを含むセメント焼成装置の排ガスを利用して流動層を形成しながら加熱し、該加熱後の排ガスを除塵し、前記加熱によって揮発した水銀を回収することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、水銀を効率よく揮発させることができるとともに、セメント焼成装置の排ガスを加熱に用いた場合でも、セメント焼成装置の安定運転維持に与える影響は小さく、固気分離装置を大型化する必要もなく、装置コストを低く抑えることもできる。   The present invention is also a method for treating a cement kiln exhaust gas, collecting dust contained in the exhaust gas of the cement kiln, and using the exhaust gas of a cement baking apparatus including the cement kiln as the dust obtained by the dust collection. Then, heating is performed while forming a fluidized bed, the exhaust gas after the heating is removed, and mercury volatilized by the heating is recovered. According to the present invention, similarly to the above-described invention, mercury can be efficiently volatilized, and even when the exhaust gas of the cement baking apparatus is used for heating, the influence on maintaining stable operation of the cement baking apparatus is small, and solid There is no need to increase the size of the gas separation device, and the device cost can be kept low.

以上のように、本発明によれば、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、低コストで、セメントキルンから排出される燃焼排ガスから効率よく水銀を除去することができる。   As described above, according to the present invention, mercury can be efficiently removed from combustion exhaust gas discharged from a cement kiln at a low cost while maintaining a stable operation of the cement baking apparatus.

本発明にかかるセメントキルン排ガスの処理装置の一実施の形態を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating one Embodiment of the processing apparatus of the cement kiln exhaust gas concerning this invention. 図１のセメントキルン排ガスの処理装置に用いられる流動層加熱装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the fluidized bed heating apparatus used for the processing apparatus of the cement kiln exhaust gas of FIG.

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明にかかるセメントキルン排ガスの処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、セメント焼成装置２に付設され、セメントキルン排ガスＧ１に含まれるダストを集塵する電気集塵装置７と、クリンカクーラ４から延設されたクーラ抽気ダクト（仮焼炉６に連結される２次空気ダクト）から分岐するクーラ抽気ダクト１１と抽気ガスＧ２のガス温度を調整するガス温度調整装置１２と、電気集塵装置７で集塵されたダスト（以下、「ＥＰダスト」という）Ｄ１を温度調整されたガスＧ３を用いて流動層を形成しながら加熱する流動層加熱装置８と、流動層加熱装置８から排出されたガスＧ４を除塵するバグフィルタ９と、バグフィルタ９を通過したガスＧ５から水銀を回収する水銀回収装置１０等で構成される。   FIG. 1 shows an embodiment of a cement kiln exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. This treatment apparatus 1 is attached to a cement firing apparatus 2 and collects dust contained in the cement kiln exhaust gas G1. Gas temperature adjustment for adjusting the gas temperature of the extractor gas 11 and the cooler bleed duct 11 branched from the cooler bleed duct (secondary air duct connected to the calciner 6) extending from the clinker cooler 4 A fluidized bed heating device 8 that heats dust collected by the electric dust collector 7 (hereinafter referred to as “EP dust”) D1 while forming a fluidized bed using a temperature-adjusted gas G3; The bag filter 9 that removes the gas G4 discharged from the fluidized bed heating device 8 and the mercury recovery device 10 that recovers mercury from the gas G5 that has passed through the bag filter 9 are configured.

セメント焼成装置２を構成するセメントキルン３、クリンカクーラ４、プレヒータ５及び仮焼炉６、並びに電気集塵装置７については、セメント製造装置で一般的に用いられているものであり、これらについての詳細説明は省略する。尚、電気集塵装置７の前段には、プレヒータ５に供給するセメント原料Ｒを生成するための原料系の設備等が配置される。   The cement kiln 3, the clinker cooler 4, the preheater 5 and the calcining furnace 6, and the electrostatic precipitator 7 constituting the cement baking apparatus 2 are generally used in cement manufacturing apparatuses. Detailed description is omitted. In addition, a material system facility for generating a cement material R to be supplied to the preheater 5 is disposed in the front stage of the electric dust collector 7.

ガス温度調整装置１２は、クーラ抽気ダクト１１から分取された抽気ガスＧ２の温度を、５５０℃〜６００℃に調整するために設けられる。   The gas temperature adjusting device 12 is provided to adjust the temperature of the extraction gas G2 taken from the cooler extraction duct 11 to 550 ° C to 600 ° C.

流動層加熱装置８は、ＥＰダストＤ１を加熱するために設けられ、図２に示すように、縦型円筒状容器の側面に設けられる加熱ジャケット８ａと、ＥＰダストＤ１を流動させるためにガスＧ８を均一に吹き込むための複数のガス吹込口（不図示）を有する分散板８ｂと、ＥＰダストＤ１を投入するためのダスト投入口８ｃと、加熱処理したＥＰダストＤ２を排出するためのダスト排出口８ｄと、加熱に用いた後のガスＧ４を排出するためのガス排出口８ｅと、ＥＰダストＤ１の流動層を形成するための撹拌装置１３又は振動装置１４とで構成される。流動層加熱装置８には、図示を省略するが、上記各ガスＧ３、Ｇ４、Ｇ８を供給又は排出するためのダクトが連結される。   The fluidized bed heating device 8 is provided for heating the EP dust D1, and as shown in FIG. 2, the heating jacket 8a provided on the side surface of the vertical cylindrical container and the gas G8 for flowing the EP dust D1. Dispersing plate 8b having a plurality of gas injection ports (not shown) for uniformly blowing in, dust input port 8c for inputting EP dust D1, and dust discharge port for discharging heat-treated EP dust D2 8d, a gas discharge port 8e for discharging the gas G4 used for heating, and a stirring device 13 or a vibration device 14 for forming a fluidized bed of EP dust D1. Although not shown, the fluidized bed heating device 8 is connected to a duct for supplying or discharging the gases G3, G4, and G8.

図１に戻り、バグフィルタ９は、ガスＧ４を集塵するために備えられる。このバグフィルタ９は、２００℃以上で使用可能であればよいが、４５０℃以上で使えるものが好ましい。例えば、ハニカムセル化した棒状のセラミック管を複数配列したものや、シート状のセラミックス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、ガスＧ４に含まれる微粒子を集塵し得るものであれば、フィルタのタイプは特に限定されない。   Returning to FIG. 1, the bag filter 9 is provided to collect the gas G4. The bag filter 9 only needs to be usable at 200 ° C. or higher, but is preferably usable at 450 ° C. or higher. For example, various types of rod-shaped ceramic tubes formed into honeycomb cells and those using a sheet-like ceramic filter have been developed. In the present invention, these are included in the gas G4. The type of filter is not particularly limited as long as it can collect fine particles.

水銀回収装置１０は、ガスＧ５から水銀を回収するために備えられる。尚、ガスＧ５は温度調節装置１５により１００℃〜１５０℃に調節される。水銀回収装置１０としては、一般的な吸着剤により水銀を吸着回収するガス吸着装置を用いることができ、より具体的には、乾式法として、活性炭や活性コークスなどの多孔質吸着媒体を固定層式又は移動層式の装置に充填し、これに通ガスすることで、ガス中に含まれる水銀を吸着回収する方法、キレート樹脂等の水銀を選択的に吸着する媒体を固定層式の装置に充填し、これに水銀を通ガスすることで、ガス中に含まれる水銀を吸着回収する方法等があり、湿式法として、スクラバーやスプレー塔等の湿式洗浄装置により水銀含有ガスを洗浄し、水銀を液相側にて回収する方法等を用いることができる。その他、水銀含有ガスの深度冷却による凝集析出法を用いることもできる。   The mercury recovery device 10 is provided for recovering mercury from the gas G5. The gas G5 is adjusted to 100 ° C. to 150 ° C. by the temperature adjusting device 15. As the mercury recovery apparatus 10, a gas adsorption apparatus that adsorbs and collects mercury with a general adsorbent can be used. More specifically, as a dry method, a porous adsorption medium such as activated carbon or activated coke is used as a fixed layer. A method of adsorbing and recovering mercury contained in gas by filling a gas-type or moving-bed type device and passing the gas through it, and a medium that selectively adsorbs mercury such as chelate resin in a fixed-bed type device There is a method of adsorbing and recovering mercury contained in the gas by filling it and passing mercury through it, and as a wet method, the mercury-containing gas is washed with a wet cleaning device such as a scrubber or a spray tower. A method of recovering the liquid on the liquid phase side can be used. In addition, a coagulation precipitation method by deep cooling of a mercury-containing gas can also be used.

次に、上記構成を有するセメントキルンの排ガス処理装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。   Next, the operation of the cement kiln exhaust gas treatment apparatus 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

セメントキルン３の運転時に、プレヒータ５に供給されたセメント原料Ｒは、プレヒータ５で予熱され、仮焼炉６で仮焼された後、セメントキルン３にて焼成されてセメントクリンカが生成される。一方、セメントキルン３から排出された排ガスＧ１は、セメントキルン３の窯尻部３ａ、仮焼炉６を経てプレヒータ５から排出され、ファン等（不図示）を介して電気集塵装置７に導入される。そして、電気集塵装置７で捕集したＥＰダストＤ１の一部を、このＥＰダストＤ１に含まれる水銀を除去するために流動層加熱装置８に供給する。   During the operation of the cement kiln 3, the cement raw material R supplied to the preheater 5 is preheated by the preheater 5, calcined in the calcining furnace 6, and then calcined in the cement kiln 3 to generate cement clinker. On the other hand, the exhaust gas G1 discharged from the cement kiln 3 is discharged from the preheater 5 through the kiln bottom 3a of the cement kiln 3 and the calcining furnace 6, and introduced into the electric dust collector 7 through a fan or the like (not shown). Is done. Then, a part of the EP dust D1 collected by the electric dust collector 7 is supplied to the fluidized bed heating device 8 in order to remove mercury contained in the EP dust D1.

一方、クリンカクーラ４からクーラ抽気ダクト１１を介して排ガスを抽気し、この抽気ガスＧ２をガス温度調整装置１２によって５５０℃〜６００℃となるように温度調整した後、温度調整されたガスＧ３を流動層加熱装置８の加熱ジャケット８ａに供給する。そして、このガスＧ３と、流動層加熱装置８の底部の分散板８ｂから均一に供給されるガスＧ８によって、流動層加熱装置８に供給されたＥＰダストＤ１を流動層を形成しながら３５０〜４５０℃に加熱し、ＥＰダストＤ１に含まれる水銀を揮発させる。加熱ジャケット８ａから排出されるガスＧ７の一部はセメントキルン３系に戻され、残りはクーラ抽気ダクト１１に戻され加熱源として再利用される。流動層加熱装置８から排出されるダストＤ２は、セメントキルン３の原料系に戻される。   On the other hand, after exhaust gas is extracted from the clinker cooler 4 through the cooler extraction duct 11, the temperature of the extracted gas G2 is adjusted to 550 ° C. to 600 ° C. by the gas temperature adjusting device 12, and then the temperature-adjusted gas G3 is supplied. It supplies to the heating jacket 8a of the fluidized bed heating apparatus 8. The EP dust D1 supplied to the fluidized bed heating device 8 is formed into a fluidized bed by the gas G3 and the gas G8 uniformly supplied from the dispersion plate 8b at the bottom of the fluidized bed heating device 8 while forming a fluidized bed. Heat to 0 ° C. to volatilize mercury contained in the EP dust D1. Part of the gas G7 discharged from the heating jacket 8a is returned to the cement kiln 3 system, and the rest is returned to the cooler bleed duct 11 and reused as a heating source. The dust D2 discharged from the fluidized bed heating device 8 is returned to the raw material system of the cement kiln 3.

一方、水銀を含むガスＧ４は、バグフィルタ９に導入され、バグフィルタ９で回収されたダストＤ３は、セメント原料Ｒとして利用したり、流動層加熱装置８に供給して再加熱する。   On the other hand, the gas G4 containing mercury is introduced into the bag filter 9, and the dust D3 collected by the bag filter 9 is used as the cement raw material R or supplied to the fluidized bed heating device 8 to be reheated.

次いで、バグフィルタ９から排出されたガスＧ５を水銀回収装置１０に導入し、ガスＧ５中の水銀を回収する。水銀回収装置１０で水銀が回収されて無害化したガスＧ６はセメントキルン３系に戻す。   Next, the gas G5 discharged from the bag filter 9 is introduced into the mercury recovery device 10, and the mercury in the gas G5 is recovered. The gas G6 that has been detoxified by the recovery of mercury by the mercury recovery device 10 is returned to the cement kiln 3 system.

以上のように、本実施の形態によれば、加熱効率に優れる流動層加熱装置８を用いるため、水銀を効率よく揮発させることができるとともに、流動層加熱装置８の加熱源としてクリンカクーラ４からの抽気ガスＧ２を利用して電気集塵装置７で捕集したＥＰダストＤ１を加熱するため、セメント焼成装置２の安定運転を阻害することもない。また、流動層加熱装置８において流動層を形成するためのガス量は少なくて済むため、バグフィルタ９及び水銀回収装置１０の処理能力を低く抑えることができて装置コストを低減することもできる。   As described above, according to the present embodiment, since the fluidized bed heating device 8 having excellent heating efficiency is used, mercury can be efficiently volatilized and the clinker cooler 4 can be used as a heating source of the fluidized bed heating device 8. Since the EP dust D1 collected by the electric dust collector 7 is heated using the extracted gas G2, the stable operation of the cement baking apparatus 2 is not hindered. In addition, since the amount of gas for forming the fluidized bed in the fluidized bed heating device 8 is small, the processing capabilities of the bag filter 9 and the mercury recovery device 10 can be kept low, and the device cost can be reduced.

尚、上記実施の形態においては、セメントキルン３の排ガスに含まれるダストを捕集するために電気集塵装置７を設けたが、電気集塵装置７に代えて、バグフィルタ、サイクロン、移動式集塵装置等を配置し、これらの集塵装置によってセメントキルン３の排ガスに含まれるダストを捕集し、流動層加熱装置８に供給するようにしてもよい。   In the above embodiment, the electrostatic precipitator 7 is provided to collect the dust contained in the exhaust gas of the cement kiln 3, but instead of the electrostatic precipitator 7, a bag filter, a cyclone, a mobile type A dust collector or the like may be arranged, and dust contained in the exhaust gas of the cement kiln 3 may be collected by these dust collectors and supplied to the fluidized bed heating device 8.

また、流動層加熱装置８の熱源として、クリンカクーラ４からの抽気ガスＧ２以外に、プレヒータ５の上から２段目又は３段目のサイクロンの排ガスを利用することもできる。この場合でも、流動層加熱装置８において流動層を形成するためのガス量は少なくて済むため、セメント焼成装置２の安定運転維持に与える影響は小さい。但し、サイクロン内部において、ダスト濃度の比較的少ない天板から排ガスを抜き出したとしても、ダスト濃度が、８００ｇ／Ｎｍ3程度とかなり高いため、セメント焼成装置２の安定運転やバグフィルタ９等の装置コストの観点から緻密な管理が要求される。 In addition to the extracted gas G2 from the clinker cooler 4, the second-stage or third-stage cyclone exhaust gas from the top of the preheater 5 can be used as a heat source for the fluidized bed heating device 8. Even in this case, since the amount of gas for forming the fluidized bed in the fluidized bed heating device 8 is small, the influence on maintaining the stable operation of the cement firing device 2 is small. However, even if the exhaust gas is extracted from the top plate having a relatively low dust concentration inside the cyclone, the dust concentration is quite high at about 800 g / Nm 3. Close management is required from the viewpoint of cost.

一方、クリンカクーラ４の抽気ガスＧ２であれば、ダスト濃度が、高くても数十ｇ／Ｎｍ3程度とプレヒータ５の排ガスに比べると充分に低いため、上述のような緻密な管理が不要で、バグフィルタ９にかかる負担を軽減することができ、また、水銀回収手段として活性炭吸着塔を採用した場合において、活性炭の吸着性能を悪化させることもない。 On the other hand, in the case of the bleed gas G2 of the clinker cooler 4, the dust concentration is about several tens of g / Nm 3 at most, which is sufficiently lower than the exhaust gas of the preheater 5, so that the above-described precise management is unnecessary. The burden on the bag filter 9 can be reduced, and when the activated carbon adsorption tower is adopted as the mercury recovery means, the activated carbon adsorption performance is not deteriorated.

直径０．５ｍ、高さ０．５ｍの流動層加熱器を試作してＥＰダストの加熱を行った。揮発した水銀を含む排ガスはバグフィルタにて除塵した後、排ガス温度を１００℃以下に調整し、活性炭層で揮発水銀を吸着除去した。   A fluidized bed heater having a diameter of 0.5 m and a height of 0.5 m was prototyped to heat EP dust. The exhaust gas containing volatilized mercury was removed by a bag filter, the exhaust gas temperature was adjusted to 100 ° C. or less, and the activated carbon layer was used to adsorb and remove volatile mercury.

加熱器については、ＥＰダストは粒径が細かく、流動層形成ガス（流動層加熱器下部から分散板を通して供給されるガス）のみでは流動層が形成され難いため、加熱器上部に攪拌機を設置し、加熱器内部を撹拌することで安定した流動層を得られるように工夫した。また、熱ガスにより外壁加熱が可能となるように加熱ジャケットを設置した。   As for the heater, EP dust has a small particle size, and it is difficult to form a fluidized bed only with a fluidized bed forming gas (a gas supplied through the dispersion plate from the lower part of the fluidized bed heater). In order to obtain a stable fluidized bed, the inside of the heater was stirred. A heating jacket was installed so that the outer wall could be heated with hot gas.

ＥＰダストとしては、既存のセメント製造装置の電気集塵機にて捕集した物を用いた。ＥＰダストは上部から加熱器へ供給して加熱後に下部より排出した。処理量は３０ｋｇ／ｈとし、３８０℃まで加熱して水銀を揮発させた。   As EP dust, the thing collected with the electric dust collector of the existing cement manufacturing apparatus was used. EP dust was supplied to the heater from the top and discharged from the bottom after heating. The throughput was 30 kg / h, and the mercury was volatilized by heating to 380 ° C.

ＥＰダストの加熱は、外部加熱（加熱器外壁から）と内部加熱（流動層形成ガスから）を組み合わせて行った。加熱源としては６００℃の熱ガスを使用して、加熱器手前で外壁加熱用ガスと流動層形成用ガスとに分岐して供給した。各々の風量は、外壁加熱用が３６Ｎｍ3／ｈ、流動層形成用に３０Ｎｍ3／ｈとした。 The EP dust was heated by a combination of external heating (from the heater outer wall) and internal heating (from the fluidized bed forming gas). A hot gas of 600 ° C. was used as a heating source, and it was branched and supplied to the outer wall heating gas and the fluidized bed forming gas before the heater. Each air volume, for the outer wall heating 36 Nm 3 / h, was 30 Nm 3 / h for the fluidized layer formation.

一方、比較例として、ＥＰダストを加熱するため、加熱源として６００℃×７５Ｎｍ3／ｈの熱ガスを使用し、気流中で加熱した。熱ガスの風量は気流によるダスト搬送を考慮して決定した。 On the other hand, as a comparative example, in order to heat EP dust, a hot gas of 600 ° C. × 75 Nm 3 / h was used as a heating source and heated in an air stream. The air volume of the hot gas was determined in consideration of dust conveyance by the air current.

この比較例においてもＥＰダストの処理量を３０ｋｇ／ｈとし、４２０℃まで加熱して水銀を挿発させた。ＥＰダストを含んだ熱ガスは、サイクロンにて固気分離した後、揮発した水銀を含む排ガスはバグフィルタにて除塵した。排ガス温度を１００℃以下に調節し、活性炭層で揮発水銀を吸着除去した。   Also in this comparative example, the processing amount of EP dust was set to 30 kg / h, and it was heated to 420 ° C. to induce mercury. The hot gas containing EP dust was solid-gas separated by a cyclone, and the exhaust gas containing volatilized mercury was removed by a bag filter. The exhaust gas temperature was adjusted to 100 ° C. or lower, and volatile mercury was adsorbed and removed by the activated carbon layer.

上記実施例及び比較例におけるＥＰダストの加熱による水銀揮発に関するデータを表１に示す。同表に示すように、実施例としての流動層加熱は、比較例の気流加熱よりも低い加熱温度でも同様の水銀揮発率が得られ、効率よく水銀を揮発させることができるのが確認された。   Table 1 shows data on mercury volatilization due to heating of EP dust in the above Examples and Comparative Examples. As shown in the table, it was confirmed that the fluidized bed heating as an example can obtain the same mercury volatilization rate even at a heating temperature lower than the airflow heating of the comparative example, and can volatilize mercury efficiently. .

Figure 2011207658
Figure 2011207658

次に、上記実施例及び比較例における活性炭層に関する試験データを表２に示す。尚、ＳＶ値は水銀吸着に必要とされる一般的な数値を設定した。   Next, Table 2 shows test data relating to the activated carbon layer in the above examples and comparative examples. The SV value is a general value required for mercury adsorption.

Figure 2011207658
Figure 2011207658

同表より、流動層加熱は気流加熱と比較して処理風量を少なくできるため、活性炭充填量を４０％減らしても同様の水銀除去率を得られた。これにより、装置の運転コストが低減できることが確認された。また、処理風量を少なくすることによってバグフィルタや活性炭層等の排ガス処理設備をコンパクトにすることができ、装置コストを低減できる。以上のように、本発明の水銀処理装置によれば、セメント焼成装置２の安定運転を維持しながら、低コストで、効率よく水銀を揮発除去することができる。   From the same table, fluidized bed heating can reduce the amount of treatment air flow compared to air flow heating, so that the same mercury removal rate was obtained even if the amount of activated carbon was reduced by 40%. Thereby, it was confirmed that the operating cost of the apparatus can be reduced. Further, by reducing the processing air volume, exhaust gas treatment equipment such as a bag filter and an activated carbon layer can be made compact, and the apparatus cost can be reduced. As described above, according to the mercury treatment apparatus of the present invention, mercury can be volatilized and removed efficiently at low cost while maintaining a stable operation of the cement baking apparatus 2.

１ セメントキルン排ガスの処理装置
２ セメント焼成装置
３ セメントキルン
３ａ 窯尻部
４ クリンカクーラ
５ プレヒータ
６ 仮焼炉
７ 電気集塵装置
８ 流動層加熱装置
８ａ 加熱ジャケット
８ｂ 分散板
８ｃ ダスト投入口
８ｄ ダスト排出口
８ｅ ガス排出口
９ バグフィルタ
１０ 水銀回収装置
１１ クーラ抽気ダクト
１２ ガス温度調整装置
１３ 撹拌装置
１４ 振動装置
１５ 温度調節装置
Ｄ１ ＥＰダスト
Ｄ２〜Ｄ３ ダスト
Ｇ１ セメントキルン排ガス
Ｇ２ 抽気ガス
Ｇ３〜Ｇ８ ガス
Ｒ セメント原料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cement kiln exhaust gas processing apparatus 2 Cement baking apparatus 3 Cement kiln 3a Kiln bottom part 4 Clinker cooler 5 Preheater 6 Calciner 7 Electric dust collector 8 Fluidized bed heating apparatus 8a Heating jacket 8b Dispersing plate 8c Dust inlet 8d Dust exhaust Outlet 8e Gas outlet 9 Bag filter 10 Mercury recovery unit 11 Cooler extraction duct 12 Gas temperature adjustment unit 13 Stirrer 14 Vibration unit 15 Temperature adjustment unit D1 EP dust D2 to D3 Dust G1 Cement kiln exhaust gas G2 Extraction gas G3 to G8 Gas R Cement raw material

Claims (4)

セメントキルンの排ガスに含まれるダストを集塵する集塵装置と、
該集塵装置で集塵されたダストを、該セメントキルンを含むセメント焼成装置の排ガスを利用して流動層を形成しながら加熱する流動層加熱装置と、
該流動層加熱装置からの排ガスを除塵する除塵装置と、
前記加熱によって揮発した水銀を回収する水銀回収装置とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガスの処理装置。 A dust collector for collecting dust contained in the exhaust gas of the cement kiln;
A fluidized bed heating device that heats the dust collected by the dust collector while forming a fluidized bed using the exhaust gas of a cement firing device containing the cement kiln;
A dust removing device for removing the exhaust gas from the fluidized bed heating device;
A cement kiln exhaust gas treatment apparatus comprising: a mercury recovery device that recovers mercury volatilized by the heating. 前記流動層加熱装置は、前記セメント焼成装置からの排ガスが導入される加熱ジャケットと、前記セメント焼成装置からの排ガスを流動層加熱炉内に導入するダクトとを備えることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン排ガスの処理装置。   The fluidized bed heating device includes a heating jacket into which exhaust gas from the cement firing device is introduced, and a duct for introducing exhaust gas from the cement firing device into a fluidized bed heating furnace. The cement kiln exhaust gas treatment apparatus as described in 1. 前記セメント焼成装置の排ガスは、クリンカクーラの排ガスであ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排ガスの処理装置。   The cement kiln exhaust gas treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas of the cement baking apparatus is an exhaust gas of a clinker cooler. セメントキルンの排ガスに含まれるダストを集塵し、
該集塵によって得られたダストを該セメントキルンを含むセメント焼成装置の排ガスを利用して流動層を形成しながら加熱し、
該加熱後の排ガスを除塵し、
前記加熱によって揮発した水銀を回収することを特徴とするセメントキルン排ガスの処理方法。 Collect dust contained in the exhaust gas of cement kiln,
The dust obtained by the dust collection is heated while forming a fluidized bed using the exhaust gas of a cement baking apparatus containing the cement kiln,
Dust is removed from the exhaust gas after heating,
A method for treating a cement kiln exhaust gas, comprising recovering mercury volatilized by the heating.
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