JP2024039393A - CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment - Google Patents

CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2024039393A
JP2024039393A JP2022143914A JP2022143914A JP2024039393A JP 2024039393 A JP2024039393 A JP 2024039393A JP 2022143914 A JP2022143914 A JP 2022143914A JP 2022143914 A JP2022143914 A JP 2022143914A JP 2024039393 A JP2024039393 A JP 2024039393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
gas
exhaust gas
raw material
calcium oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022143914A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
裕和 島
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2022143914A priority Critical patent/JP2024039393A/en
Publication of JP2024039393A publication Critical patent/JP2024039393A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

【課題】原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができるセメント製造設備のＣＯ２回収システムを提供する。【解決手段】セメント製造用キルンおよび間接加熱型仮焼炉を有し、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスが流れる燃焼排ガス管と、前記燃焼排ガス管と接続するガス導入口と、酸化カルシウム導入口と、炭酸カルシウム取出口と、ガス排出口とを有し、前記ガス導入口から導入された前記燃焼排ガスと前記酸化カルシウム導入口から導入された酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のＣＯ２と前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる反応装置と、前記反応装置の前記炭酸カルシウム取出口から取り出された炭酸カルシウムを、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に搬送する搬送装置と、を有するセメント製造設備のＣＯ２回収システム。【選択図】図１[Problem] To provide a CO2 capture system for a cement production facility that can efficiently capture CO2 originating from raw materials and CO2 originating from a fuel. [Solution] The CO2 capture system for a cement production facility has a cement production kiln and an indirectly heated calciner, a combustion exhaust gas pipe through which combustion exhaust gas discharged from the indirectly heated calciner flows, a gas inlet connected to the combustion exhaust gas pipe, a calcium oxide inlet, a calcium carbonate outlet, and a gas outlet, and includes a reactor that generates calcium carbonate by reacting CO2 in the combustion exhaust gas with the calcium oxide by bringing the combustion exhaust gas introduced from the gas inlet into contact with calcium oxide introduced from the calcium oxide inlet, and a transport device that transports calcium carbonate extracted from the calcium carbonate outlet of the reactor to the raw material inlet of the indirectly heated calciner. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、セメント製造設備のＣＯ２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ２回収方法に関する。 The present invention relates to a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment.

セメント製造設備では、セメントの製造時にＣＯ２が多量に発生する。セメントの製造時に発生するＣＯ２には、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とがある。原料起源のＣＯ２は、セメント原料の主要成分である炭酸カルシウム（石灰石）が熱分解して酸化カルシウム（生石灰）を生成することによって発生するＣＯ２である。燃料起源のＣＯ２は、セメント原料を焼成する際の熱源として利用した燃焼ガスの排ガス中のＣＯ２である。 Cement manufacturing equipment generates a large amount of CO 2 during cement manufacturing. The CO 2 generated during the production of cement includes CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel. CO 2 originating from raw materials is CO 2 generated when calcium carbonate (limestone), which is the main component of cement raw materials, thermally decomposes to produce calcium oxide (quicklime). Fuel-derived CO 2 is CO 2 in the exhaust gas of combustion gas used as a heat source when firing cement raw materials.

セメント製造設備のＣＯ２の排出量を削減するために、セメントの製造時に発生するＣＯ２を回収するシステムが検討されている。原料起源のＣＯ２を高効率で回収できるシステムとして、燃焼ガスを用いて、炭酸カルシウムの熱分解温度以上に加熱した熱媒体と、セメント原料とを混合か焼炉で混合して、セメント原料を加熱して仮焼することによって生成した原料起源のＣＯ２を回収するシステムが検討されている（特許文献１、２）。特許文献１には、熱媒体を加熱するために用いた燃焼ガスの排ガス（燃焼排ガス）とセメント原料をプレヒータに供給して、セメント原料を燃焼排ガスで予熱することが記載されている。また、特許文献２には、仮焼後のセメント原料の一部を熱交換器で降温させた後、プレヒータに戻して、セメント原料と燃焼排ガスと接触させて、セメント原料中の酸化カルシウムに燃焼排ガス中の燃料起源のＣＯ２を吸収させることが記載されている。 In order to reduce CO 2 emissions from cement manufacturing equipment, systems are being considered to recover CO 2 generated during cement manufacturing. As a system that can highly efficiently recover CO2 originating from raw materials, we use combustion gas to mix a heat medium heated above the thermal decomposition temperature of calcium carbonate and cement raw materials in a mixing calcination furnace to produce cement raw materials. A system for recovering raw material-originated CO 2 generated by heating and calcining has been studied (Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 describes that exhaust gas (combustion exhaust gas) of combustion gas used to heat a heat medium and cement raw material are supplied to a preheater, and the cement raw material is preheated with the combustion exhaust gas. Furthermore, Patent Document 2 discloses that after cooling a part of the cement raw material after calcining in a heat exchanger, the cement raw material is returned to the preheater, and the cement raw material is brought into contact with combustion exhaust gas, and the cement raw material is combusted into calcium oxide in the cement raw material. It is described that CO 2 originating from fuel in exhaust gas is absorbed.

特開２００９－２９２７１５号公報JP2009-292715A 特開２０１１－０８８７６０号公報JP2011-088760A

特許文献１に記載されているセメント製造設備では、セメント原料を燃焼排ガスで予熱しているため、セメント製造設備における熱源を有効活用することができる。しかしながら、燃焼排ガスは高温であるため、セメント原料を燃焼排ガスで予熱する際に、炭酸カルシウムの一部が熱分解して、プレヒータ内にて原料起源のＣＯ２が生成することがある。また、特許文献２に記載されているセメント製造設備では、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のＣＯ２とを反応させることによって発生した反応熱により燃焼排ガスの温度がさらに上昇して、酸化カルシウムとＣＯ２との反応が抑制され、燃料起源のＣＯ２を酸化カルシウムに吸収させることが困難となるおそれがあった。 In the cement manufacturing equipment described in Patent Document 1, since the cement raw material is preheated with combustion exhaust gas, the heat source in the cement manufacturing equipment can be effectively utilized. However, since the combustion exhaust gas has a high temperature, when preheating the cement raw material with the combustion exhaust gas, a part of the calcium carbonate may be thermally decomposed and CO 2 originating from the raw material may be generated in the preheater. Furthermore, in the cement manufacturing equipment described in Patent Document 2, the temperature of the combustion exhaust gas further increases due to the reaction heat generated by the reaction between calcium oxide and CO 2 in the combustion exhaust gas, and calcium oxide and CO 2 There was a risk that the reaction with calcium oxide would be suppressed, making it difficult for calcium oxide to absorb CO 2 originating from the fuel.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができるセメント製造設備のＣＯ２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ２回収方法を提供することにある。 This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and includes a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a cement manufacturing equipment that can efficiently recover CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel. The objective is to provide a CO 2 recovery method.

上記の課題を解決するために、本発明の態様１のセメント製造設備のＣＯ２回収システムは、セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、ＣＯ２取出口とを備え、前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させる間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ２回収システムであって、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスが流れる燃焼排ガス管と、前記燃焼排ガス管と接続するガス導入口と、酸化カルシウム導入口と、炭酸カルシウム取出口と、ガス排出口とを有し、前記ガス導入口から導入された前記燃焼排ガスと前記酸化カルシウム導入口から導入された酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のＣＯ２と前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる反応装置と、前記反応装置の前記炭酸カルシウム取出口から取り出された炭酸カルシウムを、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に搬送する搬送装置と、を有する構成とされている。 In order to solve the above problems, a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 1 of the present invention includes a cement manufacturing kiln, a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO 2 outlet. , CO 2 recovery in a cement manufacturing facility that has an indirect heating type calciner that indirectly calcinates the cement raw material introduced from the raw material inlet using combustion gas to produce a cement raw material calcined product and CO 2 . The system includes a combustion exhaust gas pipe through which combustion exhaust gas discharged from the indirect heating calciner flows, a gas inlet connected to the combustion exhaust gas pipe, a calcium oxide inlet, a calcium carbonate outlet, and a gas inlet. by bringing the combustion exhaust gas introduced from the gas introduction port into contact with the calcium oxide introduced from the calcium oxide introduction port, causing the CO 2 in the combustion exhaust gas to react with the calcium oxide. a reaction device for producing calcium carbonate; and a conveyance device for conveying the calcium carbonate taken out from the calcium carbonate outlet of the reaction device to the raw material inlet of the indirect heating type calciner. It is said that

このような構成とされた本発明の態様１のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、間接加熱型仮焼炉にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させるので、間接加熱型仮焼炉内に高濃度のＣＯ２を生成させることができる。また、反応装置にて、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、生成した炭酸カルシウムを搬送装置にて間接加熱型仮焼炉に供給するので、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収することができる。したがって、本発明の態様１のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のＣＯ２との反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量（燃焼ガスの使用量）を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment of aspect 1 of the present invention having such a configuration, cement raw materials are indirectly calcined using combustion gas in an indirect heating type calcining furnace. Since the cement raw material calcined product and CO 2 are generated, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calciner. In addition, in the reaction device, CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted to produce calcium carbonate, and the generated calcium carbonate is supplied to the indirect heating type calciner by the conveyance device, so that the CO 2 in the combustion exhaust gas is CO2 can be recovered. Therefore, according to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 1 of the present invention, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO2 in combustion exhaust gas to preheat cement raw materials, the amount of heat (amount of combustion gas used) when indirectly heating cement raw materials can be reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明の態様２は、態様１のセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスを、前記反応装置の前記ガス導入口に搬送する配管を有する構成とされている。
本発明の態様２のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、燃焼排ガス中のＣＯ２とともに、セメント製造用キルンの排ガス中のＣＯ２を回収することができる。また、セメント製造用キルンの排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量（燃焼ガスの使用量）、および、前記セメント製造用キルンにおける燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 According to a second aspect of the present invention, the CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to the first aspect is configured to include piping for conveying exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln to the gas inlet of the reaction device. .
According to the CO 2 recovery system for cement production equipment according to aspect 2 of the present invention, it is possible to recover CO 2 in the exhaust gas of the cement production kiln together with CO 2 in the combustion exhaust gas. In addition, by using the reaction heat generated by reacting CO 2 in the exhaust gas of a cement manufacturing kiln with calcium oxide for preheating cement raw materials, we can use the amount of heat (combusted gas ) and the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明の態様３は、態様１または態様２のセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記反応装置内に、冷却部が配置されている構成とされている。
本発明の態様３のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、冷却装置を用いて反応装置内の温度を低くすることにより、応装置内でのＣＯ２と酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、燃焼排ガス中のＣＯ２の回収効率が向上する。 According to a third aspect of the present invention, in the CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to the first or second aspect, a cooling section is disposed within the reaction device.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 3 of the present invention, the reaction between CO 2 and calcium oxide in the reaction device is promoted by lowering the temperature in the reaction device using the cooling device. Ru. Therefore, the recovery efficiency of CO 2 in the combustion exhaust gas is improved.

本発明の態様４は、態様３のセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記冷却部が、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラである構成とされている。
本発明の態様４のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、冷却部がボイラであるので、反応装置内の温度を効率よく低下させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to the third aspect, the cooling section is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 4 of the present invention, since the cooling section is a boiler, the temperature inside the reaction device can be efficiently lowered.

本発明の態様５は、態様１から態様４のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記セメント原料仮焼物が酸化カルシウムを含み、前記間接加熱型仮焼炉の前記仮焼物取出口から取り出された前記セメント原料仮焼物を、前記セメント製造用キルンに搬送する第１搬送路と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する第２搬送路とを有する構成とされている。
本発明の態様５のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、セメント原料仮焼物を用いて燃焼排ガス中のＣＯ２を回収することができる。また、燃焼排ガス中のＣＯ２に接触させる酸化カルシウムの量の調整が容易になる。 Aspect 5 of the present invention is a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to any one of aspects 1 to 4, wherein the cement raw material calcined product contains calcium oxide, and the calcined product collection of the indirect heating type calcining furnace is provided. The cement raw material calcined material taken out from the outlet is configured to have a first conveyance path that conveys it to the cement manufacturing kiln, and a second conveyance path that conveys it to the calcium oxide inlet of the reaction device. .
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 5 of the present invention, CO 2 in combustion exhaust gas can be recovered using the calcined cement raw material. Moreover, it becomes easy to adjust the amount of calcium oxide brought into contact with CO 2 in the combustion exhaust gas.

本発明の態様６は、態様５のセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記第２搬送路に冷却器が配置されている構成とされている。
本発明の態様６のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、燃焼排ガスと接触させる酸化カルシウムの温度を低下させることができるので、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることによって反応熱が発生しても、生成する炭酸カルシウムの温度を所定の温度に保つことができる。このため、燃焼排ガスの温度が上昇しにくくなり、燃焼排ガス中のＣＯ２をより高い効率で回収することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to the fifth aspect, a cooler is disposed in the second conveyance path.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 6 of the present invention, it is possible to lower the temperature of calcium oxide brought into contact with combustion exhaust gas, so that by causing CO 2 in the combustion exhaust gas to react with calcium oxide, Even if reaction heat is generated, the temperature of the produced calcium carbonate can be maintained at a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the combustion exhaust gas becomes difficult to rise, and CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with higher efficiency.

本発明の態様７は、態様５または態様６のセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記セメント製造用キルンに搬送する前記セメント原料仮焼物の量と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する前記セメント原料仮焼物の量とを制御する酸化カルシウム量制御装置を有する構成とされている。
本発明の態様７のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、反応装置に搬送する酸化カルシウムの量を調整することが可能となるので、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置に供給することができる。このため、燃焼排ガス中のＣＯ２をさらに高い効率で回収することができる。 Aspect 7 of the present invention is a CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to aspect 5 or 6, in which the amount of the calcined cement raw material to be transported to the cement manufacturing kiln and the calcium oxide inlet of the reaction device are controlled. The structure includes a calcium oxide amount control device that controls the amount of the calcined cement raw material to be transported.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 7 of the present invention, it is possible to adjust the amount of calcium oxide to be transported to the reaction device, so that the amount of calcium oxide required to recover CO 2 in the combustion exhaust gas can be adjusted. A quantity of calcium oxide can be fed to the reactor. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様８は、態様７のセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記酸化カルシウム量制御装置は、前記反応装置の前記ガス導入口から導入されたガスのＣＯ２濃度および前記反応装置の前記ガス排出口から排気されるガスのＣＯ２濃度の一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する構成とされている。
本発明の態様８のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置に確実に供給することができる。このため、燃焼排ガス中のＣＯ２をさらに高い効率で回収することができる。 Aspect 8 of the present invention is the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 7, in which the calcium oxide amount control device controls the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet of the reaction device, and The amount of calcium oxide to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device is adjusted based on one or both of the CO 2 concentrations of the gas exhausted from the gas exhaust port.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 8 of the present invention, the amount of calcium oxide required to recover CO 2 in the combustion exhaust gas can be reliably supplied to the reaction device. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様９は、態様１から態様８のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記間接加熱型仮焼炉の内圧を減圧する減圧装置を有する構成とされている。
本発明の態様９のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、間接加熱型仮焼炉の内圧を減圧することによって、間接加熱型仮焼炉内での炭酸カルシウムの熱分解温度を下げることができる。これにより、セメント原料を間接加熱するときの熱量、すなわち燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 According to a ninth aspect of the present invention, the CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to any one of the first to eighth aspects includes a pressure reducing device that reduces the internal pressure of the indirectly heated calciner.
According to the CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to aspect 9 of the present invention, by reducing the internal pressure of the indirect heating type calcining furnace, the thermal decomposition temperature of calcium carbonate in the indirect heating type calcining furnace can be lowered. I can do it. Thereby, the amount of heat when indirectly heating the cement raw material, that is, the amount of combustion gas used can be reduced. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明の態様１０は、態様１から態様９のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記反応装置の内圧を加圧する加圧装置を有する構成とされている。
本発明の態様１０のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、反応装置の内圧を加圧することによって、炭酸カルシウムの熱分解温度を高くすることができる。これにより、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとの反応が促進され、燃焼排ガス中のＣＯ２をさらに高い効率で回収することができる。 Aspect 10 of the present invention is a CO 2 recovery system for the cement manufacturing equipment according to any one of aspects 1 to 9, which includes a pressurizing device that pressurizes the internal pressure of the reaction device.
According to the CO 2 recovery system for cement production equipment according to aspect 10 of the present invention, the thermal decomposition temperature of calcium carbonate can be increased by increasing the internal pressure of the reaction device. Thereby, the reaction between CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide is promoted, and the CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

本発明の態様１１は、態様１から態様１０のいずれか一つのセメント製造設備のＣＯ２回収システムにおいて、前記セメント製造用キルンおよび前記間接加熱型仮焼炉を除く他の装置で発生したＣＯ２含有ガスを、前記反応装置の前記ガス導入口に搬送する配管を有する構成とされていてもよい。
本発明の態様１１のセメント製造設備のＣＯ２回収システムによれば、セメント製造用キルンおよび間接加熱型仮焼炉を除く他の装置で発生したＣＯ２を効率よく回収することができ、大気に放出されるＣＯ２を低減することができる。 In an eleventh aspect of the present invention, in the CO 2 recovery system for a cement manufacturing facility according to any one of the first to tenth aspects, a CO 2 -containing gas generated in an apparatus other than the cement manufacturing kiln and the indirect heating type calciner is transported to the gas inlet of the reaction apparatus. The system may be configured to have a pipe.
According to the CO 2 recovery system for a cement manufacturing facility of aspect 11 of the present invention, CO 2 generated in other equipment except for the cement manufacturing kiln and the indirect heating type calciner can be efficiently recovered, and the amount of CO 2 released into the atmosphere can be reduced.

本発明の態様１２のセメント製造設備のＣＯ２回収方法は、セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、ＣＯ２取出口とを備える間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ２回収方法であって、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させて、前記ＣＯ２を回収するＣＯ２回収工程と、前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスを含む燃焼排ガス含有ガスと酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のＣＯ２と前記酸化カルシウムとを反応させて炭酸カルシウムを生成させる炭酸カルシウム生成工程と、固気分離によって前記炭酸カルシウムを回収し、回収した前記炭酸カルシウムを前記間接加熱型仮焼炉のセメント原料導入口に供給する炭酸カルシウム供給工程と、を含む構成とされている。 A method for recovering CO 2 from a cement production facility according to aspect 12 of the present invention is a cement production kiln, and a cement production kiln having an indirect heating type calcining furnace comprising a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO 2 outlet. A CO 2 recovery method for manufacturing equipment, wherein the cement raw material introduced from the raw material inlet of the indirect heating type calciner is indirectly heated and calcined using combustion gas to produce a cement raw material calcined product. A CO 2 recovery step in which CO 2 is generated and the CO 2 is recovered, and calcium oxide is brought into contact with combustion exhaust gas-containing gas including combustion exhaust gas discharged from the indirect heating calciner. A calcium carbonate generation step in which CO 2 in exhaust gas and the calcium oxide are reacted to generate calcium carbonate, and the calcium carbonate is recovered by solid-gas separation, and the recovered calcium carbonate is transferred to the indirect heating type calcining furnace. The structure includes a step of supplying calcium carbonate to a cement raw material inlet.

このような構成とされた本発明の態様１２のセメント製造設備のＣＯ２回収方法によれば、ＣＯ２回収工程にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させるので、間接加熱型仮焼炉内に高濃度のＣＯ２を生成させることができる。また、炭酸カルシウム生成工程にて、燃焼排ガス含有ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、炭酸カルシウム供給工程にて、生成した炭酸カルシウムを搬送装置にて間接加熱型仮焼炉に供給するので、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収することができる。したがって、本発明の態様１２のセメント製造設備のＣＯ２回収方法によれば、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のＣＯ２との反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量（燃焼ガスの使用量）を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 According to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to aspect 12 of the present invention having such a configuration, in the CO 2 recovery process, cement raw materials are indirectly calcined using combustion gas to produce cement raw materials. Since the calcined material and CO 2 are generated, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calcination furnace. In addition, in the calcium carbonate generation process, calcium carbonate is generated by reacting CO 2 in the combustion exhaust gas containing gas with calcium oxide, and in the calcium carbonate supply process, the generated calcium carbonate is transferred to an indirect heating type vaporizer using a conveying device. Since it is supplied to the furnace, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered. Therefore, according to the method for recovering CO 2 for cement manufacturing equipment according to aspect 12 of the present invention, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO2 in combustion exhaust gas to preheat cement raw materials, the amount of heat (amount of combustion gas used) when indirectly heating cement raw materials can be reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明の態様１３は、態様１２のセメント製造設備のＣＯ２回収方法において、前記ＣＯ２と前記酸化カルシウムとを６００℃以上７５０℃以下の温度で反応させる構成とされている。
本発明の態様１３のセメント製造設備のＣＯ２回収方法によれば、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとの反応が起こりやすくなる。よって、燃焼排ガス中のＣＯ２をより効率よく回収することができる。 Aspect 13 of the present invention is the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to aspect 12, in which the CO 2 and the calcium oxide are reacted at a temperature of 600° C. or more and 750° C. or less.
According to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to aspect 13 of the present invention, the reaction between CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide is likely to occur. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered more efficiently.

本発明の態様１４は、態様１２または態様１３のセメント製造設備のＣＯ２回収方法において、前記燃焼排ガス含有ガスが前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスを含む構成とされている。
本発明の態様１４のセメント製造設備のＣＯ２回収方法によれば、燃焼排ガス中のＣＯ２とともに、セメント製造用キルンの排ガス中のＣＯ２を回収することができる。また、セメント製造用キルンの排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量（燃焼ガスの使用量）、および、前記セメント製造用キルンにおける燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 Aspect 14 of the present invention is the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to aspect 12 or 13, wherein the combustion exhaust gas-containing gas includes exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln.
According to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to aspect 14 of the present invention, it is possible to recover CO 2 in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln together with the CO 2 in the combustion exhaust gas. In addition, by using the reaction heat generated by reacting CO 2 in the exhaust gas of a cement manufacturing kiln with calcium oxide for preheating cement raw materials, we can use the amount of heat required to indirectly heat cement raw materials (combusted gas ) and the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本発明によれば、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができるセメント製造設備のＣＯ２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ２回収方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment that can efficiently recover CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel. Become.

本発明の第１実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システムを示す概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows the CO2 recovery system of the cement manufacturing equipment based on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システムを示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to a second embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システムおよびセメント製造設備のＣＯ２回収方法について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment and a CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments shown below will be specifically described in order to better understand the gist of the invention, and unless otherwise specified, the embodiments are not intended to limit the invention. Furthermore, in order to make the features of the present invention easier to understand, the drawings used in the following explanation may show important parts enlarged for convenience, and the dimensional ratio of each component may be the same as the actual one. It doesn't necessarily have to be.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システムを示す概略構成図である。なお、図１において、実線の矢印は、物質の流れを模式的に表し、破線の矢印は、気体の流れを模式的に表している。
図1に示すように、セメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１は、セメント製造用キルン１０と、間接加熱型仮焼炉２０とを有する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to a first embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 1, solid line arrows schematically represent the flow of substances, and dashed line arrows schematically represent the flow of gas.
As shown in FIG. 1, a CO 2 recovery system 101 for cement manufacturing equipment includes a cement manufacturing kiln 10 and an indirect heating type calcining furnace 20.

セメント製造用キルン１０は、回転可能な円筒形の炉体１１と、この炉体１１の内部を加熱する主バーナ１２とを備える。炉体１１は一方の端部にセメント原料仮焼物導入部を有し、他方の端部にセメントクリンカ取出部を有する。セメントクリンカ取出部はクリンカクーラー１３と接続されている。クリンカクーラー１３は、冷却ファンなどの冷却装置を有する。セメント製造用キルン１０は、セメント原料仮焼物を、主バーナ１２を用いて焼成することにより、セメントクリンカとＣＯ２を生成させる。生成した原料起源のＣＯ２と主バーナ１２の排ガスはキルン排ガス管１４にて取り出される。クリンカクーラー１３は、空気との熱交換によりセメントクリンカを冷却する。クリンカクーラー１３からは、セメントクリンカを冷却したときに得られる高温空気ＣＧが取り出される。 The cement production kiln 10 includes a rotatable cylindrical furnace body 11 and a main burner 12 that heats the inside of the furnace body 11. The furnace body 11 has a cement raw material calcined product introduction section at one end and a cement clinker takeout section at the other end. The cement clinker extractor is connected to a clinker cooler 13. The clinker cooler 13 has a cooling device such as a cooling fan. The cement manufacturing kiln 10 generates cement clinker and CO 2 by firing a cement raw material calcined product using a main burner 12 . The generated CO 2 originating from the raw materials and the exhaust gas from the main burner 12 are taken out through the kiln exhaust gas pipe 14 . The clinker cooler 13 cools the cement clinker through heat exchange with air. High temperature air CG obtained when cement clinker is cooled is taken out from the clinker cooler 13.

間接加熱型仮焼炉２０は、下部に原料導入口を、上部に仮焼物取出口を備える。仮焼物取出口は、仮焼物取出管２１に接続されている。また、間接加熱型仮焼炉２０は、内部に燃焼ガスが流れる燃焼ガス管２３を備える。燃焼ガス管２３の燃焼ガス排気口は燃焼排ガス管３０に接続され、燃焼排ガス管３０の他方の端部は反応装置４０に接続されている。反応装置４０はキルン排ガス管１４と反応生成ガス熱交換器５０に接続されている。 The indirect heating type calcining furnace 20 has a raw material inlet at the lower part and a calcined product outlet at the upper part. The calcined product outlet is connected to the calcined product removal pipe 21. The indirect heating type calciner 20 also includes a combustion gas pipe 23 through which combustion gas flows. A combustion gas exhaust port of the combustion gas pipe 23 is connected to a combustion exhaust gas pipe 30 , and the other end of the combustion exhaust gas pipe 30 is connected to a reaction device 40 . The reactor 40 is connected to a kiln exhaust gas pipe 14 and a reaction product gas heat exchanger 50.

間接加熱型仮焼炉２０は、燃焼ガス管２３を流れる燃焼ガスの熱によって、セメント原料を加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させる。
セメント原料としては、例えば、主成分が石灰石（炭酸カルシウム）で、その他に粘土成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３）を含む混合粉末を用いることができる。このセメント原料を加熱、仮焼することによって、セメント原料中の石灰石の一部もしくは全部が熱分解して酸化カルシウムを含むセメント原料仮焼物とＣＯ２とが生成する。 The indirect heating type calcining furnace 20 heats and calcinates the cement raw material using the heat of the combustion gas flowing through the combustion gas pipe 23 to generate a cement raw material calcined product and CO 2 .
As the cement raw material, for example, a mixed powder containing limestone (calcium carbonate) as the main component and clay components (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) can be used. By heating and calcining this cement raw material, part or all of the limestone in the cement raw material is thermally decomposed to generate a calcined cement raw material containing calcium oxide and CO2 .

仮焼物取出管２１は、間接加熱型仮焼炉２０内で生成したセメント原料仮焼物とＣＯ２を外部に取り出すための配管である。仮焼物取出管２１は、固気分離装置２２に接続されている。固気分離装置２２は、セメント原料仮焼物とＣＯ２とを分離する。固気分離装置２２としては、例えば、サイクロンを用いることができる。固気分離装置２２の気体取出口は、ＣＯ２熱交換器６０の吸気口（配管６２ａ）と接続されている。固気分離装置２２のセメント原料仮焼物取出口は搬送路Ａと接続されている。 The calcined material removal pipe 21 is a pipe for taking out the cement raw material calcined material and CO 2 generated in the indirect heating type calcining furnace 20 to the outside. The calcined product removal pipe 21 is connected to a solid-gas separator 22 . The solid-gas separator 22 separates the cement raw material calcined product from CO 2 . As the solid-gas separator 22, for example, a cyclone can be used. A gas outlet of the solid-gas separator 22 is connected to an intake port (piping 62a) of the CO 2 heat exchanger 60. The cement raw material calcined product outlet of the solid-gas separator 22 is connected to the conveyance path A.

ＣＯ２熱交換器６０は、上下方向に直列的に配置された３つの固気分離装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃと、固気分離装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃを接続する配管６２ａ、６２ｂ、６２ｃとを有する。最上段の固気分離装置６１ｃは、排ＣＯ２管６２ｄが接続されている。排ＣＯ２管６２ｄは、送風機６３が配置されている。最上段の固気分離装置６１ｃと中段の固気分離装置６１ｂとの間の配管６２ｃは、セメント原料投入口が配置されている。セメント原料の投入量は、セメント原料量制御装置によって制御されている。最下段の固気分離装置６１ａの固形物取出口には搬送路Ｃが接続されている。搬送路Ｃは、間接加熱型仮焼炉２０の原料導入口と接続している。固気分離装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃとしては、例えば、サイクロンを用いることができる。ＣＯ２熱交換器６０は、セメント原料投入口から導入されたセメント原料とＣＯ２とを接触させることによって、セメント原料を予熱するプレヒータとして作用する。 The CO 2 heat exchanger 60 includes three solid-gas separators 61a, 61b, and 61c arranged in series in the vertical direction, and pipes 62a, 62b, and 62c that connect the solid-gas separators 61a, 61b, and 61c. have The uppermost solid-gas separator 61c is connected to an exhaust CO 2 pipe 62d. A blower 63 is arranged in the exhaust CO 2 pipe 62d. A cement raw material input port is arranged in a pipe 62c between the uppermost solid-gas separator 61c and the middle solid-gas separator 61b. The amount of cement raw material input is controlled by a cement raw material amount control device. A conveyance path C is connected to the solid matter outlet of the solid-gas separator 61a at the lowest stage. The conveyance path C is connected to a raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace 20. For example, cyclones can be used as the solid-gas separators 61a, 61b, and 61c. The CO 2 heat exchanger 60 acts as a preheater that preheats the cement raw material by bringing the cement raw material introduced from the cement raw material input port into contact with CO 2 .

搬送路Ａとしては、パイプラインなどのセメント原料の搬送装置として利用されている装置を用いることができる。搬送路Ａは、酸化カルシウム量制御装置２５に接続されている。酸化カルシウム量制御装置２５は、第１搬送路Ａ１と第２搬送路Ａ２とに接続されている。第１搬送路Ａ１は、セメント原料仮焼物をセメント製造用キルン１０に搬送する搬送路である。第２搬送路Ａ２は、セメント原料仮焼物を燃焼排ガス管３０に搬送する搬送路である。酸化カルシウム量制御装置２５は、セメント製造用キルン１０に搬送するセメント原料仮焼物の量と、反応装置４０の酸化カルシウム導入口に搬送するセメント原料仮焼物の量とを制御する。酸化カルシウム量制御装置２５は、反応装置４０のガス導入口から導入されたガスのＣＯ２濃度および反応装置４０のガス排出口から排気されるガスのＣＯ２濃度の一方または両方に基づいて、反応装置４０の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整してもよい。第２搬送路Ａ２には、セメント原料仮焼物を冷却するための冷却器２６が配置されている。冷却器２６は、熱交換器であってもよい。 As the conveyance path A, a device used as a conveyance device for cement raw materials, such as a pipeline, can be used. The conveyance path A is connected to a calcium oxide amount control device 25. The calcium oxide amount control device 25 is connected to the first conveyance path A1 and the second conveyance path A2. The first conveyance path A1 is a conveyance path that conveys the calcined cement raw material to the cement manufacturing kiln 10. The second conveyance path A2 is a conveyance path that conveys the calcined cement raw material to the combustion exhaust gas pipe 30. The calcium oxide amount control device 25 controls the amount of calcined cement raw material to be transported to the cement production kiln 10 and the amount of calcined cement raw material to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 40. The calcium oxide amount control device 25 controls the reaction based on one or both of the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet of the reaction device 40 and the CO 2 concentration of the gas exhausted from the gas discharge port of the reaction device 40 . The amount of calcium oxide conveyed to the calcium oxide inlet of the device 40 may be adjusted. A cooler 26 for cooling the calcined cement raw material is arranged in the second conveyance path A2. Cooler 26 may be a heat exchanger.

燃焼ガス管２３は、外部から供給された燃料ガスと燃焼用空気を含む混合気体の燃焼により燃焼ガスを生成させることにより、間接加熱型仮焼炉２０内を加熱する。本実施形態では、燃料ガスとして天然ガスを用い、燃焼用空気として、クリンカクーラー１３から取り出された高温空気ＣＧを用いる。燃焼ガスとしては、天然ガス、石油、石炭などの燃料を別の燃焼炉で燃焼させて生成させた高温の燃焼ガスを用いることができる。 The combustion gas pipe 23 heats the inside of the indirect heating type calciner 20 by generating combustion gas by combustion of a gas mixture containing fuel gas and combustion air supplied from the outside. In this embodiment, natural gas is used as the fuel gas, and high temperature air CG taken out from the clinker cooler 13 is used as the combustion air. As the combustion gas, high-temperature combustion gas produced by burning fuel such as natural gas, oil, or coal in a separate combustion furnace can be used.

燃焼排ガス管３０は、燃焼ガス管２３から送られた排ガス（燃焼排ガス）と、第２搬送路Ａ２から搬送された酸化カルシウム（セメント原料仮焼物）とを含む混合物を反応装置４０に供給する。 The combustion exhaust gas pipe 30 supplies the reaction device 40 with a mixture containing the exhaust gas (combustion exhaust gas) sent from the combustion gas pipe 23 and calcium oxide (calcined cement raw material) transported from the second transport path A2.

反応装置４０は、燃焼排ガス管３０に接続する混合物導入口と、炭酸カルシウム取出口と、ガス排出口とを有する。また、反応装置４０は、キルン排ガス管１４に接続するキルン排ガス導入口を有する。反応装置４０の内部には、冷却部４１が配置されている。冷却部４１は、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラとされている。反応装置４０は、燃焼排ガスおよびキルン排ガスを含む燃焼排ガス含有ガスと酸化カルシウム（セメント原料仮焼物）とを接触させることにより、燃焼排ガス含有ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムを反応させて、炭酸カルシウムと反応生成ガスとを生成させ、生成した炭酸カルシウムと反応生成ガスとを固気分離する。反応装置４０としては、サイクロン型反応器を用いることができる。生成した炭酸カルシウムは炭酸カルシウム取出口から取り出され、反応生成ガスはガス排出口から取り出される。反応装置４０の炭酸カルシウム取出口には搬送路Ｂが接続されている。搬送路Ｂは、間接加熱型仮焼炉２０の原料導入口に接続されている。反応装置４０のガス排出口は、反応生成ガス熱交換器５０の吸気口（配管５２ａ）に接続されている。 The reactor 40 has a mixture inlet connected to the combustion exhaust gas pipe 30, a calcium carbonate outlet, and a gas outlet. The reaction device 40 also has a kiln exhaust gas inlet connected to the kiln exhaust gas pipe 14 . A cooling section 41 is arranged inside the reaction device 40 . The cooling unit 41 is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water. The reaction device 40 brings the combustion exhaust gas containing gas including the combustion exhaust gas and the kiln exhaust gas into contact with calcium oxide (cement raw material calcined product), thereby reacting CO 2 in the combustion exhaust gas containing gas with calcium oxide to produce calcium carbonate. and a reaction product gas, and solid-gas separation of the generated calcium carbonate and the reaction product gas. As the reaction device 40, a cyclone reactor can be used. The produced calcium carbonate is taken out from the calcium carbonate outlet, and the reaction product gas is taken out from the gas outlet. A transport path B is connected to the calcium carbonate outlet of the reaction device 40. The conveyance path B is connected to the raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace 20. A gas outlet of the reaction device 40 is connected to an inlet (piping 52a) of a reaction product gas heat exchanger 50.

反応生成ガス熱交換器５０は、上下方向に直列的に配置された３つの固気分離装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、固気分離装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃを接続する配管５２ａ、５２ｂ、５２ｃとを有する。最上段の固気分離装置５１ｃは、排ガス管５２ｄが接続されている。排ガス管５２ｄには、送風機５３が配置されている。最上段の固気分離装置５１ｃと中段の固気分離装置５１ｂとの間の配管５２ｃは、セメント原料投入口を備える。セメント原料の投入量は、セメント原料量制御装置によって制御されている。最下段の固気分離装置５１ａの固形物取出口から取り出されたセメント原料は、搬送路Ｄによって仮焼炉２０に搬送される。固気分離装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃとしては、例えば、サイクロンを用いることができる。反応生成ガス熱交換器５０は、セメント原料投入口から導入されたセメント原料と反応生成ガスとを接触させることによって、セメント原料を予熱するプレヒータとして作用する。 The reaction product gas heat exchanger 50 includes three solid-gas separators 51a, 51b, and 51c arranged in series in the vertical direction, and pipes 52a, 52b, and 52c that connect the solid-gas separators 51a, 51b, and 51c. has. The uppermost solid-gas separator 51c is connected to an exhaust gas pipe 52d. A blower 53 is arranged in the exhaust gas pipe 52d. A pipe 52c between the uppermost solid-gas separator 51c and the middle solid-gas separator 51b includes a cement raw material input port. The amount of cement raw material input is controlled by a cement raw material amount control device. The cement raw material taken out from the solid material outlet of the solid-gas separator 51a at the lowest stage is transported to the calcining furnace 20 through the transport path D. For example, cyclones can be used as the solid-gas separators 51a, 51b, and 51c. The reaction product gas heat exchanger 50 acts as a preheater that preheats the cement raw material by bringing the cement raw material introduced from the cement raw material input port into contact with the reaction product gas.

次に、第１実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１を用いたＣＯ２の回収方法とセメントの製造方法について説明する。
ＣＯ２回収方法は、ＣＯ２回収工程と、炭酸カルシウム生成工程と、炭酸カルシウム供給工程とを含む。 Next, a CO 2 recovery method and a cement manufacturing method using the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the first embodiment will be described.
The CO 2 recovery method includes a CO 2 recovery step, a calcium carbonate generation step, and a calcium carbonate supply step.

ＣＯ２回収工程では、間接加熱型仮焼炉２０の原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させて、ＣＯ２を回収する。セメント原料は、搬送路Ｂによって搬送された炭酸カルシウムおよび搬送路Ｃによって搬送されたセメント原料、搬送路Ｄによって搬送されたセメント原料を含む。ＣＯ２回収工程は、間接加熱型仮焼炉２０で行われる。本実施形態では、間接加熱型仮焼炉２０の燃焼ガス管２３にて、燃料ガスと燃焼用空気を含む混合気体の燃焼により燃焼ガスを生成させて、間接加熱型仮焼炉２０内の温度を上昇させることにより、セメント原料を加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させる。間接加熱型仮焼炉２０を用いることによって、セメント原料を燃焼ガスと接触させずに、セメント原料を仮焼することができる。このため、間接加熱型仮焼炉２０内にて生成する気体はＣＯ２のみとなり、間接加熱型仮焼炉２０内のＣＯ２濃度は１００％もしくはそれに近い値となる。 In the CO 2 recovery process, the cement raw material introduced from the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20 is indirectly heated and calcined using combustion gas to generate a cement raw material calcined product and CO 2 . , recover CO2 . The cement raw materials include calcium carbonate conveyed by conveyance path B, cement raw materials conveyed by conveyance path C, and cement raw materials conveyed by conveyance path D. The CO 2 recovery process is performed in an indirect heating type calcining furnace 20. In this embodiment, combustion gas is generated by combustion of a gas mixture containing fuel gas and combustion air in the combustion gas pipe 23 of the indirect heating type calciner 20, and the temperature inside the indirect heating type calciner 20 is increased. By raising the temperature, the cement raw material is heated and calcined to produce a cement raw material calcined product and CO2 . By using the indirect heating type calcining furnace 20, the cement raw material can be calcined without bringing the cement raw material into contact with combustion gas. Therefore, the only gas generated in the indirect heating type calcination furnace 20 is CO 2 , and the CO 2 concentration within the indirect heating type calcination furnace 20 becomes 100% or a value close to it.

間接加熱型仮焼炉２０内の温度は、セメント原料に含まれる炭酸カルシウムが熱分解して酸化カルシウムを生成する温度である。炭酸カルシウムの熱分解温度は、間接加熱型仮焼炉２０内の圧力によって変動する。間接加熱型仮焼炉２０内の圧力が低くなるに伴って、炭酸カルシウムの熱分解温度は低くなる。間接加熱型仮焼炉２０内の圧力を低くする方法としては、例えば、送風機６３に減圧タイプの送風機を用いることである。間接加熱型仮焼炉２０内の温度は、例えば、７００℃以上１０００℃以下の温度である。 The temperature in the indirect heating type calcining furnace 20 is a temperature at which calcium carbonate contained in the cement raw material is thermally decomposed to produce calcium oxide. The thermal decomposition temperature of calcium carbonate varies depending on the pressure inside the indirectly heated calciner 20. The thermal decomposition temperature of calcium carbonate decreases as the pressure within the indirect heating type calcining furnace 20 decreases. A method of lowering the pressure inside the indirect heating type calcining furnace 20 is to use a pressure reducing type blower as the blower 63, for example. The temperature inside the indirect heating type calcining furnace 20 is, for example, 700° C. or more and 1000° C. or less.

間接加熱型仮焼炉２０内にて生成したＣＯ２は、仮焼物取出管２１と固気分離装置２２とを通ってＣＯ２熱交換器６０に送られる。ＣＯ２熱交換器６０の配管６２ａに送られたＣＯ２は、上方に向かって流れる。配管６２ｃに、セメント原料を供給すると、セメント原料は、配管６２ｃを流れるＣＯ２に随伴して固気分離装置６１ｃに流入する。固気分離装置６１ｃにて、セメント原料とＣＯ２とは分離され、分離されたセメント原料は配管６２ｂに送られる。配管６２ｂに送られたセメント原料は、配管６２ｂを流れるＣＯ２に随伴して固気分離装置６１ｂに流入する。固気分離装置６１ｂにて、セメント原料とＣＯ２とは分離され、分離されたセメント原料は配管６２ａに送られる。配管６２ａに送られたセメント原料は、配管６２ａを流れるＣＯ２に随伴して固気分離装置６１ａに流入する。固気分離装置６１ａにて、セメント原料とＣＯ２とは分離され、分離されたセメント原料は、搬送路Ｃにて間接加熱型仮焼炉２０の原料導入口に送られる。セメント原料とＣＯ２とが接触することによって、ＣＯ２の熱がセメント原料に移動して、セメント原料が予熱されると共に、ＣＯ２の温度は低下する。排ＣＯ２管６２ｄ外部に取り出されたＣＯ２は、例えば、地中または海底下に貯留する方法などによって固定される。 The CO 2 generated in the indirect heating type calcining furnace 20 is sent to the CO 2 heat exchanger 60 through the calcined material take-out pipe 21 and the solid-gas separator 22 . The CO 2 sent to the pipe 62a of the CO 2 heat exchanger 60 flows upward. When the cement raw material is supplied to the pipe 62c, the cement raw material flows into the solid-gas separator 61c together with the CO 2 flowing through the pipe 62c. The cement raw material and CO 2 are separated in the solid-gas separator 61c, and the separated cement raw material is sent to the pipe 62b. The cement raw material sent to the pipe 62b flows into the solid-gas separator 61b together with the CO 2 flowing through the pipe 62b. The cement raw material and CO 2 are separated in the solid-gas separator 61b, and the separated cement raw material is sent to the pipe 62a. The cement raw material sent to the pipe 62a flows into the solid-gas separator 61a together with the CO 2 flowing through the pipe 62a. The cement raw material and CO 2 are separated in the solid-gas separator 61a, and the separated cement raw material is sent to the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20 through the conveyance path C. When the cement raw material and CO 2 come into contact, the heat of the CO 2 is transferred to the cement raw material, and the cement raw material is preheated, and the temperature of the CO 2 is lowered. The CO 2 taken out to the outside of the exhaust CO 2 pipe 62d is fixed, for example, by storing it underground or under the seabed.

炭酸カルシウム生成工程では、間接加熱型仮焼炉２０から排出された燃焼排ガスを含む燃焼排ガスと酸化カルシウムとを接触させることにより、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させて炭酸カルシウムを生成させる。炭酸カルシウム生成工程は、反応装置４０で行なわれる。本実施形態では、燃焼排ガス管３０から搬送された燃焼排ガスとセメント原料仮焼物（酸化カルシウム）との混合物、およびキルン排ガス管１４から搬送されたキルン排ガスを反応装置４０で混合して、燃焼排ガスおよびキルン排ガスを含む燃焼排ガス含有ガス中のＣＯ２と中の酸化カルシウムとを反応させる。反応装置４０内の温度は、特に限定されないが、６００℃以上７５０℃以下の範囲内にあることが好ましい。また、燃焼排ガス管３０に供給するセメント原料仮焼物（酸化カルシウム）の温度は、特に限定されないが、４５０℃以下であることが好ましく、好ましくは３００℃以下であることがより好ましい。 In the calcium carbonate generation step, calcium oxide is brought into contact with combustion exhaust gas including combustion exhaust gas discharged from the indirect heating calciner 20, thereby causing CO 2 in the combustion exhaust gas to react with calcium oxide to produce calcium carbonate. Generate. The calcium carbonate production process is performed in the reaction device 40. In the present embodiment, a mixture of combustion exhaust gas and cement raw material calcined material (calcium oxide) conveyed from a combustion exhaust gas pipe 30 and a kiln exhaust gas conveyed from a kiln exhaust gas pipe 14 are mixed in a reaction device 40 to generate a combustion exhaust gas. And CO 2 in the combustion exhaust gas containing gas including the kiln exhaust gas is reacted with the calcium oxide therein. The temperature inside the reactor 40 is not particularly limited, but is preferably in the range of 600°C or higher and 750°C or lower. Further, the temperature of the calcined cement raw material (calcium oxide) supplied to the combustion exhaust gas pipe 30 is not particularly limited, but is preferably 450°C or lower, more preferably 300°C or lower.

炭酸カルシウム供給工程では、炭酸カルシウム生成工程で生成した炭酸カルシウムを固気分離によって回収し、回収した炭酸カルシウムを間接加熱型仮焼炉２０のセメント原料導入口に供給する。炭酸カルシウム供給工程は反応装置４０および搬送路Ｂで行なわれる。
反応装置４０で生成した炭酸カルシウムを含むセメント原料仮焼物は、反応装置４０で固気分離によって、速やかに反応生成ガスと分離される。 In the calcium carbonate supply step, the calcium carbonate produced in the calcium carbonate generation step is recovered by solid-gas separation, and the recovered calcium carbonate is supplied to the cement raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace 20. The calcium carbonate supply step is performed in the reaction device 40 and the conveyance path B.
The calcined cement raw material containing calcium carbonate produced in the reaction device 40 is quickly separated from the reaction product gas by solid-gas separation in the reaction device 40.

炭酸カルシウム供給工程で供給された炭酸カルシウムは、間接加熱型仮焼炉２０にて加熱、仮焼され、セメント原料仮焼物とＣＯ２が生成する。炭酸カルシウム生成工程で生成した炭酸カルシウムは、燃料由来のＣＯ２を多く含む。このため、炭酸カルシウム供給工程で回収された炭酸カルシウムを仮焼することによって、燃料由来のＣＯ２を効率よく回収できる。 The calcium carbonate supplied in the calcium carbonate supply step is heated and calcined in the indirect heating type calcining furnace 20, and a cement raw material calcined product and CO 2 are generated. Calcium carbonate produced in the calcium carbonate production process contains a large amount of fuel-derived CO 2 . Therefore, by calcining the calcium carbonate recovered in the calcium carbonate supply step, fuel-derived CO 2 can be efficiently recovered.

反応装置４０の反応生成ガス取出口から取り出された反応生成ガスは、反応生成ガス熱交換器５０に送られる。反応生成ガス熱交換器５０にて、反応生成ガスとセメント原料とが接触することによって、反応生成ガスの熱がセメント原料に移動して、セメント原料が予熱される。予熱されたセメント原料は、間接加熱型仮焼炉２０の原料導入口に送られる。
熱交換された反応生成ガスは、ＣＯ２を多く含まないため、例えば、排熱ボイラ、セメント原料の乾燥などの熱源として利用し、適切な除塵処理をした上で外部に排気される。 The reaction product gas taken out from the reaction product gas outlet of the reaction device 40 is sent to the reaction product gas heat exchanger 50. When the reaction product gas and the cement raw material come into contact with each other in the reaction product gas heat exchanger 50, the heat of the reaction product gas is transferred to the cement raw material, and the cement raw material is preheated. The preheated cement raw material is sent to the raw material inlet of the indirect heating type calciner 20.
Since the heat-exchanged reaction product gas does not contain much CO 2 , it is used as a heat source for, for example, a waste heat boiler or drying cement raw materials, and is exhausted to the outside after being subjected to appropriate dust removal treatment.

以上のような構成とされた本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１によれば、間接加熱型仮焼炉２０にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させるので、間接加熱型仮焼炉２０内に高濃度のＣＯ２を生成させることができる。また、反応装置４０にて、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、生成した炭酸カルシウムを搬送路Ｂにて間接加熱型仮焼炉２０に供給するので、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収することができる。したがって、セメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１によれば、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のＣＯ２との反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量（燃焼ガスの使用量）を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 According to the CO 2 recovery system 101 for cement manufacturing equipment of this embodiment configured as described above, the cement raw material is indirectly calcined using combustion gas in the indirect heating type calcining furnace 20. Since the cement raw material calcined product and CO 2 are generated in this way, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calcining furnace 20 . In addition, in the reaction device 40, CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted to generate calcium carbonate, and the generated calcium carbonate is supplied to the indirect heating type calciner 20 through the conveyance path B, so that combustion is possible. CO2 in exhaust gas can be recovered. Therefore, according to the CO 2 recovery system 101 for cement manufacturing equipment, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO2 in combustion exhaust gas to preheat cement raw materials, the amount of heat (amount of combustion gas used) when indirectly heating cement raw materials can be reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１において、セメント製造用キルン１０において生成した排ガスを、反応装置４０のガス導入口に搬送するキルン排ガス管１４を有する場合は、燃焼排ガス中のＣＯ２とともに、セメント製造用キルン１０の排ガス中のＣＯ２を回収することができる。また、セメント製造用キルン１０の排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント製造用キルン１０における燃焼ガスの使用量をより少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 In addition, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment includes a kiln exhaust gas pipe 14 that conveys the exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln 10 to the gas inlet of the reaction device 40, the combustion exhaust gas CO 2 in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 can be recovered together with the CO 2 in the cement production kiln 10. In addition, the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln 10 can be reduced by using the reaction heat generated by reacting CO 2 and calcium oxide in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 for preheating cement raw materials. can be made smaller. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１において、反応装置４０内に、冷却部４１が配置されている場合は、冷却部４１を用いて反応装置４０内の温度を低くすることにより、反応装置４０内でのＣＯ２と酸化カルシウムとの反応が促進される。よって、燃焼排ガス中のＣＯ２の回収効率が向上する。さらに、冷却部４１が、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラである場合は、反応装置４０内の温度を効率よく低下させることができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the present embodiment, if the cooling section 41 is arranged in the reaction device 40, the temperature inside the reaction device 40 can be lowered using the cooling section 41. As a result, the reaction between CO 2 and calcium oxide within the reaction device 40 is promoted. Therefore, the recovery efficiency of CO 2 in the combustion exhaust gas is improved. Furthermore, when the cooling unit 41 is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water, the temperature inside the reaction device 40 can be efficiently lowered.

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１において、セメント原料仮焼物が酸化カルシウムを含み、間接加熱型仮焼炉２０の仮焼物取出口から取り出されたセメント原料仮焼物を、セメント製造用キルン１０に搬送する第１搬送路Ａ１と、反応装置４０の酸化カルシウム導入口に搬送する第２搬送路Ａ２とを有する場合は、セメント原料仮焼物を用いて燃焼排ガス中のＣＯ２を回収することができる。また、燃焼排ガス中のＣＯ２に接触させる酸化カルシウムの量の調整が容易になる。さらに、第２搬送路Ａ２に冷却器２６が配置されている場合は、燃焼排ガスと接触させる酸化カルシウムの温度を低下させることができるので、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることによって反応熱が発生しても、生成する炭酸カルシウムの温度を所定の温度に保つことができる。このため、燃焼排ガスの温度が上昇しにくくなり、燃焼排ガス中のＣＯ２をより高い効率で回収することができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of the present embodiment, the cement raw material calcined material contains calcium oxide, and the cement raw material calcined material taken out from the calcined material outlet of the indirect heating type calcining furnace 20 is used for cement production. In the case of having a first conveyance path A1 for conveying to the manufacturing kiln 10 and a second conveyance path A2 for conveying to the calcium oxide inlet of the reaction device 40, CO 2 in the combustion exhaust gas is removed using the calcined cement raw material. It can be recovered. Moreover, it becomes easy to adjust the amount of calcium oxide brought into contact with CO 2 in the combustion exhaust gas. Furthermore, when the cooler 26 is arranged in the second conveyance path A2, the temperature of the calcium oxide brought into contact with the combustion exhaust gas can be lowered, so that the CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide can react. Even if reaction heat is generated, the temperature of the produced calcium carbonate can be maintained at a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the combustion exhaust gas becomes difficult to rise, and CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１において、セメント製造用キルン１０に搬送するセメント原料仮焼物の量と、反応装置４０の酸化カルシウム導入口に搬送するセメント原料仮焼物の量とを制御する酸化カルシウム量制御装置２５を有する場合は、反応装置４０に搬送する酸化カルシウムの量を調整することが可能となるので、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置４０に供給することができる。このため、燃焼排ガス中のＣＯ２をさらに高い効率で回収することができる。さらに、酸化カルシウム量制御装置２５が、反応装置４０のガス導入口から導入されたガスのＣＯ２濃度および反応装置４０のガス排出口から排気されるガスの濃度の一方または両方に基づいて、反応装置４０の酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する場合は、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収するために必要な量の酸化カルシウムを反応装置に確実に供給することができる。このため、燃焼排ガス中のＣＯ２をさらに高い効率で回収することができる。 In addition, in the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment, the amount of cement raw material calcined material to be transported to the cement manufacturing kiln 10 and the amount of cement raw material calcined material to be transported to the calcium oxide inlet of the reaction device 40. If the calcium oxide amount control device 25 is provided to control the Calcium oxide can be supplied to reactor 40. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency. Furthermore, the calcium oxide amount control device 25 controls the reaction based on one or both of the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet of the reaction device 40 and the concentration of the gas exhausted from the gas exhaust port of the reaction device 40. When adjusting the amount of calcium oxide conveyed to the calcium oxide inlet of the device 40, it is possible to reliably supply the amount of calcium oxide necessary for recovering CO 2 in the combustion exhaust gas to the reaction device. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１において、間接加熱型仮焼炉２０の内圧を減圧する減圧装置を有する場合は、間接加熱型仮焼炉２０の内圧を減圧することによって、間接加熱型仮焼炉内での炭酸カルシウムの熱分解温度を下げることができる。これにより、セメント原料を間接加熱するときの熱量、すなわち燃焼ガスの使用量を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 In addition, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment includes a pressure reducing device that reduces the internal pressure of the indirectly heated calcining furnace 20, by reducing the internal pressure of the indirectly heated calcining furnace 20, , it is possible to lower the thermal decomposition temperature of calcium carbonate in an indirect heating type calcining furnace. Thereby, the amount of heat when indirectly heating the cement raw material, that is, the amount of combustion gas used can be reduced. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

また、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１において、反応装置４０の内圧を加圧する加圧装置を有する場合は、反応装置４０の内圧を加圧することによって、炭酸カルシウムの熱分解温度を高くすることができる。これにより、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとの反応が促進され、燃焼排ガス中のＣＯ２をさらに高い効率で回収することができる。 In addition, in the case where the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment of this embodiment includes a pressurizing device that pressurizes the internal pressure of the reaction device 40, by pressurizing the internal pressure of the reaction device 40, the thermal decomposition temperature of calcium carbonate can be increased. can be made higher. Thereby, the reaction between CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide is promoted, and the CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered with even higher efficiency.

また、以上のような構成とされた本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収方法によれば、ＣＯ２回収工程にて、セメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させるので、間接加熱型仮焼炉２０内に高濃度のＣＯ２を生成させることができる。また、炭酸カルシウム生成工程にて、燃焼排ガス含有ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させ、炭酸カルシウム供給工程にて、生成した炭酸カルシウムを搬送路Ｂにて間接加熱型仮焼炉２０に供給するので、燃焼排ガス中のＣＯ２を回収することができる。したがって、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収方法によれば、原料起源のＣＯ２と燃料起源のＣＯ２とを効率よく回収することができる。さらに、酸化カルシウムと燃焼排ガス中のＣＯ２との反応によって発生した熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント原料を間接加熱するときの熱量（燃焼ガスの使用量）を少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 Further, according to the CO 2 recovery method of the cement manufacturing equipment of this embodiment configured as described above, in the CO 2 recovery process, cement raw materials are indirectly calcined using combustion gas to produce cement. Since the raw material calcined product and CO 2 are generated, a high concentration of CO 2 can be generated in the indirect heating type calciner 20. In addition, in the calcium carbonate generation process, calcium carbonate is generated by reacting CO 2 in the combustion exhaust gas containing gas with calcium oxide, and in the calcium carbonate supply process, the generated calcium carbonate is transferred to an indirect heating type in the conveyance path B. Since it is supplied to the calciner 20, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered. Therefore, according to the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of the present embodiment, CO 2 originating from raw materials and CO 2 originating from fuel can be efficiently recovered. Furthermore, by using the heat generated by the reaction between calcium oxide and CO2 in combustion exhaust gas to preheat cement raw materials, the amount of heat (amount of combustion gas used) when indirectly heating cement raw materials can be reduced. be able to. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収方法において、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを６００℃以上７５０℃以下の温度で反応させる場合は、燃焼排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとの反応が起こりやすくなる。よって、燃焼排ガス中のＣＯ２をより効率よく回収することができる。 In the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of this embodiment, when CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted at a temperature of 600°C or higher and 750°C or lower, the CO 2 in the combustion exhaust gas and calcium oxide are reacted. Reactions are more likely to occur. Therefore, CO 2 in the combustion exhaust gas can be recovered more efficiently.

本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収方法において、燃焼排ガス含有ガスがセメント製造用キルンにおいて生成した排ガスを含む場合は、燃焼排ガス中のＣＯ２とともに、セメント製造用キルン１０の排ガス中のＣＯ２を回収することができる。また、セメント製造用キルン１０の排ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることによって発生した反応熱を、セメント原料の予熱などに利用することによって、セメント製造用キルン１０における燃焼ガスの使用量をより少なくすることができる。よって、燃料起源のＣＯ２の発生量を低減させることができる。 In the CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment of this embodiment, if the combustion exhaust gas-containing gas includes the exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln, the CO 2 in the combustion exhaust gas and the CO 2 in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 are removed. 2 can be recovered. In addition, the amount of combustion gas used in the cement manufacturing kiln 10 can be reduced by using the reaction heat generated by reacting CO 2 and calcium oxide in the exhaust gas of the cement manufacturing kiln 10 for preheating cement raw materials. can be made smaller. Therefore, the amount of CO 2 generated from fuel can be reduced.

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システムを示す概略構成図である。なお、図２において、図１に示した第１実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。 (Second embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to a second embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 2, the same components as those of the CO 2 recovery system 101 of the cement manufacturing equipment according to the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be simplified.

図２に示すように、第２実施形態に係るセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０２は、キルン排ガス管１４に異排出源ＣＯ２含有ガス搬送配管７０が接続されている。異排出源ＣＯ２含有ガスは、セメント製造用キルン１０および間接加熱型仮焼炉２０を除くその他の装置で発生したＣＯ２含有ガスである。異排出源ＣＯ２含有ガスの温度は４５０℃以下、好ましくは３００℃以下である。 As shown in FIG. 2, in a CO 2 recovery system 102 for cement manufacturing equipment according to the second embodiment, a gas conveying pipe 70 containing CO 2 from a different source is connected to a kiln exhaust gas pipe 14 . The CO 2 -containing gas from different emission sources is the CO 2 -containing gas generated in other devices other than the cement manufacturing kiln 10 and the indirectly heated calciner 20 . The temperature of the gas containing CO 2 from different sources is below 450°C, preferably below 300°C.

本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０２においては、キルン排ガス管１４から反応装置４０に送られるガスは、キルン排ガスと異排出源ＣＯ２含有ガスとの混合ガスとなる。反応装置４０は、燃焼排ガス管３０から搬送された燃焼排ガスとセメント原料仮焼物（酸化カルシウム）との混合物、およびキルン排ガス管１４から搬送されたキルン排ガスと異排出源ＣＯ２含有ガスとの混合ガスを混合して、炭酸カルシウムとＣＯ２が除去された反応生成ガスとを生成させる。 In the CO 2 recovery system 102 of the cement manufacturing facility of this embodiment, the gas sent from the kiln exhaust gas pipe 14 to the reaction device 40 is a mixed gas of the kiln exhaust gas and a gas containing CO 2 from a different emission source. The reaction device 40 mixes a mixture of combustion exhaust gas and cement raw material calcined material (calcium oxide) conveyed from the combustion exhaust gas pipe 30, and a mixture of kiln exhaust gas and a gas containing CO 2 from different emission sources conveyed from the kiln exhaust gas pipe 14. The gases are mixed to produce calcium carbonate and a CO2- depleted reaction product gas.

本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０２は、キルン排ガス管１４に、異排出源ＣＯ２含有ガス搬送配管７０が接続されていること以外は、図１のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１と同じであるので、セメント製造設備のＣＯ２回収システム１０１と同様の効果を有する。さらに、本実施形態のセメント製造設備のＣＯ２回収システム１０２は、異排出源ＣＯ２含有ガス中のＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させるので、異排出源ＣＯ２含有ガス中のＣＯ２を簡易かつ効率的に回収することができ、大気に放出されるＣＯ２を低減することができる。 The CO 2 recovery system 102 for the cement manufacturing equipment of this embodiment is the CO 2 recovery system 102 for the cement manufacturing equipment shown in FIG. Since it is the same as the system 101, it has the same effect as the CO 2 recovery system 101 of cement manufacturing equipment. Furthermore, since the CO 2 recovery system 102 of the cement manufacturing equipment of this embodiment reacts CO 2 in the gas containing CO 2 from different emission sources with calcium oxide, CO 2 in the gas containing CO 2 from different emission sources can be easily recovered. Moreover, it can be efficiently recovered and CO 2 released into the atmosphere can be reduced.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、間接加熱型仮焼炉２０は、内部に燃焼ガスが流れる燃焼ガス管２３を備える構成とされているが、間接加熱型仮焼炉２０は、セメント原料と燃焼ガスとが直接触れずに、炉内温度を調整できるように構成された仮焼炉であればその構成に特に制限はない。間接加熱型仮焼炉２０は、固形の熱媒体を用いて炉内温度を調整するものであってもよい。間接加熱型仮焼炉２０として、例えば、熱媒体加熱部とセメント原料仮焼部とを有し、熱媒体加熱部にて燃焼ガスを用いて加熱した熱媒体をセメント原料仮焼部に供給することによって炉内温度を調整するものを用いることができる。この間接加熱型仮焼炉では、熱媒体加熱部から排出された燃焼ガスが燃焼排ガスとなる。また、間接加熱型仮焼炉２０に接続する固気分離装置２２にて分離されたセメント原料仮焼物の一部を熱媒体として、熱媒体加熱部を経て間接加熱型仮焼炉２０に返送してもよい。さらに、セメント製造用キルン１０で得られたクリンカの一部を熱媒体として、間接加熱型仮焼炉２０に供給してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, the indirect heating type calcination furnace 20 is configured to include a combustion gas pipe 23 through which combustion gas flows; There is no particular restriction on the configuration of the calcining furnace as long as it is configured so that the temperature inside the furnace can be adjusted without direct contact with the calciner. The indirect heating type calcining furnace 20 may use a solid heat medium to adjust the temperature inside the furnace. The indirect heating type calcination furnace 20 has, for example, a heat medium heating section and a cement raw material calcination section, and the heat medium heated using combustion gas in the heat medium heating section is supplied to the cement raw material calcination section. It is possible to use a device that adjusts the temperature inside the furnace. In this indirect heating type calciner, the combustion gas discharged from the heat medium heating section becomes combustion exhaust gas. In addition, a part of the calcined cement raw material separated in the solid-gas separator 22 connected to the indirect heating type calcination furnace 20 is returned to the indirect heating type calcination furnace 20 via the heat medium heating section as a heat medium. You can. Furthermore, a part of the clinker obtained in the cement production kiln 10 may be supplied to the indirect heating type calcining furnace 20 as a heat medium.

また、本実施形態では、酸化カルシウム（セメント仮焼物）を燃焼排ガス管３０から導入しているが、反応装置４０内でＣＯ２と酸化カルシウムとを反応させることができれば、酸化カルシウムの導入場所に制限はない。例えば、酸化カルシウムを反応装置から導入させてもよいし、キルン排ガス管１４から導入させてもよい。 Further, in this embodiment, calcium oxide (calcined cement) is introduced from the combustion exhaust gas pipe 30, but if CO 2 and calcium oxide can be reacted in the reaction device 40, the place where calcium oxide is introduced can be changed. There are no restrictions. For example, calcium oxide may be introduced from the reactor or may be introduced from the kiln exhaust gas pipe 14.

１０ セメント製造用キルン
１１ 炉体
１２ 主バーナ
１３ クリンカクーラー
１４ キルン排ガス管
２０ 間接加熱型仮焼炉
２１ 仮焼物取出管
２２ 固気分離装置
２３ 燃焼ガス管
３０ 燃焼排ガス管
４０ 反応装置
４１ 冷却部
５０ 反応生成ガス熱交換器
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、 固気分離装置
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、 配管
５２ｄ 排ガス管
５３ 送風機
６０ ＣＯ２熱交換器
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ 固気分離装置
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ 配管
６２ｄ 排ＣＯ２管
６３ 送風機
７０ 異排出源ＣＯ２含有ガス搬送配管
１０１、１０２ セメント製造設備のＣＯ２回収システム 10 Cement production kiln 11 Furnace body 12 Main burner 13 Clinker cooler 14 Kiln exhaust gas pipe 20 Indirect heating type calciner 21 Calcined product take-out pipe 22 Solid gas separation device 23 Combustion gas pipe 30 Combustion exhaust gas pipe 40 Reactor 41 Cooling section 50 Reaction product gas heat exchanger 51a, 51b, 51c, solid gas separator 52a, 52b, 52c, piping 52d exhaust gas pipe 53 blower 60 CO 2 heat exchanger 61a, 61b, 61c solid gas separator 62a, 62b, 62c piping 62d Exhaust CO2 pipe 63 Blower 70 Different emission source CO2 -containing gas conveyance pipe 101, 102 CO2 recovery system for cement manufacturing equipment

Claims (14)

セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、ＣＯ２取出口とを備え、前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させる間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ２回収システムであって、
前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスが流れる燃焼排ガス管と、
前記燃焼排ガス管と接続するガス導入口と、酸化カルシウム導入口と、炭酸カルシウム取出口と、ガス排出口とを有し、前記ガス導入口から導入された前記燃焼排ガスと前記酸化カルシウム導入口から導入された酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のＣＯ２と前記酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウムを生成させる反応装置と、
前記反応装置の前記炭酸カルシウム取出口から取り出された炭酸カルシウムを、前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口に搬送する搬送装置と、を有するセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 A cement manufacturing kiln, comprising a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO2 outlet, and indirectly calcinates the cement raw material introduced from the raw material inlet using combustion gas. A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment having an indirect heating type calcining furnace that generates cement raw material calcined product and CO 2 ,
a combustion exhaust gas pipe through which combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner flows;
It has a gas inlet connected to the combustion exhaust gas pipe, a calcium oxide inlet, a calcium carbonate outlet, and a gas outlet, and the combustion exhaust gas introduced from the gas inlet and from the calcium oxide inlet a reaction device that causes the CO 2 in the combustion exhaust gas to react with the calcium oxide to produce calcium carbonate by bringing the introduced calcium oxide into contact;
A CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment, comprising: a conveying device that conveys calcium carbonate taken out from the calcium carbonate outlet of the reaction device to the raw material inlet of the indirect heating type calciner. 前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスを、前記反応装置の前記ガス導入口に搬送する配管を有する請求項１に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1, further comprising a pipe for conveying exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln to the gas inlet of the reaction device. 前記反応装置内に、冷却部が配置されている請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, wherein a cooling section is arranged in the reaction device. 前記冷却部が、水の吸熱によって水蒸気を発生させるボイラである請求項３に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 3, wherein the cooling unit is a boiler that generates water vapor by absorbing heat from water. 前記セメント原料仮焼物が酸化カルシウムを含み、前記間接加熱型仮焼炉の前記仮焼物取出口から取り出された前記セメント原料仮焼物を、前記セメント製造用キルンに搬送する第１搬送路と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する第２搬送路とを有する請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 a first conveyance path for transporting the cement raw material calcined material containing calcium oxide and the cement raw material calcined material taken out from the calcined material outlet of the indirect heating type calcining furnace to the cement manufacturing kiln; The CO 2 recovery system for cement production equipment according to claim 1 or 2, further comprising a second conveyance path for conveying the calcium oxide to the calcium oxide inlet of the reaction device. 前記第２搬送路に冷却器が配置されている請求項５に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 5, wherein a cooler is disposed in the second conveyance path. 前記セメント製造用キルンに搬送する前記セメント原料仮焼物の量と、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する前記セメント原料仮焼物の量とを制御する酸化カルシウム量制御装置を有する請求項５に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO2 recovery system for a cement manufacturing facility according to claim 5, further comprising a calcium oxide amount control device that controls an amount of the cement raw material calcined material transported to the cement manufacturing kiln and an amount of the cement raw material calcined material transported to the calcium oxide inlet of the reaction device. 前記酸化カルシウム量制御装置は、前記反応装置の前記ガス導入口から導入されたガスのＣＯ２濃度および前記反応装置の前記ガス排出口から排気されるガスのＣＯ２濃度の一方または両方に基づいて、前記反応装置の前記酸化カルシウム導入口に搬送する酸化カルシウム量を調整する請求項７に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The calcium oxide amount control device is based on one or both of the CO 2 concentration of the gas introduced from the gas inlet of the reaction device and the CO 2 concentration of the gas exhausted from the gas discharge port of the reaction device. 8. The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 7, wherein the amount of calcium oxide conveyed to the calcium oxide inlet of the reaction device is adjusted. 前記間接加熱型仮焼炉の内圧を減圧する減圧装置を有する請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, further comprising a pressure reducing device that reduces the internal pressure of the indirectly heated calciner. 前記反応装置の内圧を加圧する加圧装置を有する請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The CO 2 recovery system for cement manufacturing equipment according to claim 1 or 2, further comprising a pressurizing device that pressurizes the internal pressure of the reaction device. 前記セメント製造用キルンおよび前記間接加熱型仮焼炉を除く他の装置で発生したＣＯ２含有ガスを、前記反応装置の前記ガス導入口に搬送する配管を有する請求項１または２に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収システム。 The cement according to claim 1 or 2, further comprising piping for conveying CO2 - containing gas generated in other equipment other than the cement production kiln and the indirectly heated calciner to the gas inlet of the reaction device. CO 2 recovery system for manufacturing equipment. セメント製造用キルン、および、原料導入口と、仮焼物取出口と、ＣＯ２取出口とを備える間接加熱型仮焼炉を有するセメント製造設備のＣＯ２回収方法であって、
前記間接加熱型仮焼炉の前記原料導入口から導入されたセメント原料を、燃焼ガスを用いて間接的に加熱、仮焼してセメント原料仮焼物とＣＯ２を生成させて、前記ＣＯ２を回収するＣＯ２回収工程と、
前記間接加熱型仮焼炉から排出された燃焼排ガスを含む燃焼排ガス含有ガスと酸化カルシウムとを接触させることにより、前記燃焼排ガス中のＣＯ２と前記酸化カルシウムとを反応させて炭酸カルシウムを生成させる炭酸カルシウム生成工程と、
固気分離によって前記炭酸カルシウムを回収し、回収した前記炭酸カルシウムを前記間接加熱型仮焼炉のセメント原料導入口に供給する炭酸カルシウム供給工程と、を含むセメント製造設備のＣＯ２回収方法。 A method for recovering CO 2 in a cement manufacturing facility having a cement manufacturing kiln, and an indirect heating type calcining furnace comprising a raw material inlet, a calcined product outlet, and a CO 2 outlet, the method comprising:
The cement raw material introduced from the raw material inlet of the indirect heating type calcining furnace is indirectly heated and calcined using combustion gas to generate a cement raw material calcined product and CO2 , and the CO2 is A CO 2 recovery process to recover;
By bringing the combustion exhaust gas containing gas including the combustion exhaust gas discharged from the indirect heating type calciner into contact with calcium oxide, the CO 2 in the combustion exhaust gas and the calcium oxide are reacted to generate calcium carbonate. Calcium carbonate generation process,
A CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment, comprising a calcium carbonate supply step of recovering the calcium carbonate by solid-gas separation and supplying the recovered calcium carbonate to a cement raw material inlet of the indirect heating type calciner. 前記燃焼排ガス中のＣＯ２と前記酸化カルシウムとを６００℃以上７５０℃以下の温度で反応させる請求項１２に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収方法。 The CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to claim 12 , wherein CO 2 in the combustion exhaust gas and the calcium oxide are reacted at a temperature of 600° C. or more and 750° C. or less. 前記燃焼排ガス含有ガスが前記セメント製造用キルンにおいて生成した排ガスを含む請求項１２または１３に記載のセメント製造設備のＣＯ２回収方法。 The CO 2 recovery method for cement manufacturing equipment according to claim 12 or 13, wherein the combustion exhaust gas-containing gas includes exhaust gas generated in the cement manufacturing kiln.
JP2022143914A 2022-09-09 2022-09-09 CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment Pending JP2024039393A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022143914A JP2024039393A (en) 2022-09-09 2022-09-09 CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022143914A JP2024039393A (en) 2022-09-09 2022-09-09 CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024039393A true JP2024039393A (en) 2024-03-22

Family

ID=90326266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022143914A Pending JP2024039393A (en) 2022-09-09 2022-09-09 CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024039393A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI436962B (en) Carbon dioxide gas recovery method and recovery equipment in cement manufacturing equipment
RU2466950C2 (en) Method for production of cement
EP2559472A1 (en) Integrated carbon dioxide capture for cement plants
MX2011001157A (en) Process for manufacturing cement clinker in a plant, and cement clinker manufacturing plant as such.
CN113606946A (en) Carbon dioxide capture system and emission reduction method for cement kiln tail flue gas
US20190047911A1 (en) Plant for production of cement with reduced emission of pollutant gasses
US9914663B2 (en) Manufacturing facility for quicklime, and manufacturing facility and manufacturing process for slaked lime
JPH08225347A (en) Method of cooling high-temperature bulk material and method and apparatus for producing fired bulk material
JP4730394B2 (en) CO2 gas recovery method and recovery facility in cement manufacturing facility
JP2024039393A (en) CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment
JP2024039390A (en) CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment
JP2023017884A (en) Carbon dioxide production device, method and design method of carbon dioxide production device
JP4730393B2 (en) CO2 gas recovery method and recovery facility in cement manufacturing facility
CN102057240B (en) Gasification with separate calcination
KR20220125354A (en) Material handling apparatus and process using hydrogen
JP2024039396A (en) CO2 recovery system for cement manufacturing equipment and CO2 recovery method for cement manufacturing equipment
CN115151663A (en) Calcination apparatus and process using hydrogen
JP2002187750A (en) Process and plant for producing cement
CN114751665B (en) Method for trapping CO2 gas generated by decomposing cement raw material, cement production method and system
EP4303514A1 (en) Method for manufacturing cement clinker and cement plant
CN111763019B (en) Carbon capture lime calcination system and application method
CN116457319A (en) Method and apparatus for decarbonating carbonated material
JP2022147034A (en) Manufacturing system of cement clinker and manufacturing method of cement clinker
WO2023165895A1 (en) Process for decarbonation of carbonated materials and hydration thereof and device thereof
CN117751005A (en) Method and apparatus for producing lime or calcined dolomite