JPH1076247A

JPH1076247A - セメントキルン排ガスダストの脱塩方法

Info

Publication number: JPH1076247A
Application number: JP8234356A
Authority: JP
Inventors: Michio Kimita; 美智雄君田; Takashi Yamada; 尚山田; Takeshi Kuninishi; 健史國西; Takao Koide; 貴夫小出
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1998-03-24
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JP3333910B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない水量で洗浄を効率良く行ってダストから
塩分を除去することができ、洗浄後のダストとともにキ
ルンに戻される塩分量を減少させ、しかも洗浄濾液を蒸
発乾固して回収される有用な塩を有効に利用することを
可能とする新たな技術を提供することを主な目的とす
る。【解決手段】セメントキルン排ガス中のダストを抜き出
し、ダストを水で洗浄して脱塩する方法において、ダス
トの洗浄を複数段階で行い、ダストの最初の洗浄段階で
使用した水を濾過して塩類を回収するとともに、最終段
階のダスト洗浄において新水により洗浄を行い、その濾
液を順次前段のダスト洗浄段階における洗浄水としてリ
サイクル使用することを特徴とするセメントキルン排ガ
スダストの脱塩方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメントキルン排
ガス中のダスト（以下排ガスダスト或いはダストという
ことがある）の脱塩方法に関し、より詳しくは、塩素バ
イパス或いはアルカリバイパス（以下塩素バイパスとい
う）と呼ばれる装置を用いてセメントキルンから塩分を
排ガスダストとともに抜き出すことによりクリンカー中
の塩素含有量を低減させる技術において、得られる排ガ
スダストの水洗による脱塩方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来産業廃棄物、都市ゴミなどの廃棄物
をセメント製造の燃料乃至原料として多量に使用する場
合には、これらの廃棄物中に多量に含まれる塩素により
プレヒーターへのコーチングが増加して操業状態が不安
定となったり、或いはクリンカー中の塩素分が増加して
セメント組成がJIS規格から逸脱したりするという問題
を生じている。この様な事態を回避するために、セメン
トキルンに塩素バイパスと呼ばれるバイパス経路を設け
ることにより、塩分が付着したダストを排ガスとともに
系外に抜き出すことが行われている（特開昭62-252351
号公報、特開昭63-265847号公報など参照）。抜き出し
た排ガスダストは、そのまま廃棄処分したり、或いは水
で洗浄して塩分を除去した後、原料として再びキルンに
リサイクルすることも行われている。しかしながら、こ
れらの公報に記載された技術においては、水による洗浄
についての具体的な方法乃至装置に関しては、明らかに
されていない。また、ダストの洗浄に際し多量に発生す
る洗浄廃水の処理に関しても、セメント系固化材製造用
の原料成形水として再利用することが知られているに過
ぎない（特開平7-277786号公報参照）。

【０００３】排ガスダストの水洗浄において、ダストに
対して多量の水を使用すれば、洗浄後のダストに残留す
る塩分は確かに低下するが、同時に洗浄濾液が大量に発
生するので、これを蒸発乾固させるために多量のエネル
ギーを必要とすることになる。一方、洗浄水が少量であ
る場合には、ダストに高塩分濃度の液が残留して、再び
多量の塩分がキルンに戻されることになり、洗浄効果か
極めて低く、抜き出すべき排ガスダストの量も多くなら
ざるを得ない。その結果、設備の容量が大きくなった
り、エネルギーロスが大きくなったりする。

【０００４】また、排ガスダストは、脱炭酸反応がほぼ
終了した状態にあるので、水に触れると、アルカリ性を
呈し、含まれている鉛などの両性有害重金属も塩分とと
もに溶出してくる。従って、排ガスダストの洗浄濾液を
蒸発乾固して回収した塩も、そのままでは重金属を含む
ので、有効利用し難い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、少
ない水量で洗浄を効率良く行って排ガスダストから塩分
を除去することができ、洗浄後のダストとともにキルン
に戻される塩分量を減少させ、しかも洗浄濾液を蒸発乾
固して回収される塩分を有効に利用することを可能とす
る新たな技術を提供することを主な目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な技術の現状を考慮して研究を重ねた結果、セメントキ
ルン排ガスダストの洗浄を複数段階で行う場合には、従
来技術の問題点を著しく軽減しうることを見出した。

【０００７】すなわち、本発明は、下記のセメントギル
ン排ガスの脱塩方法を提供するものである：１．セメントキルン排ガス中のダストを抜き出し、ダス
トを水で洗浄して脱塩する方法において、ダストの洗浄
を複数段階（ｎ段階；ｎ≧２）で行い、ダストの最初の
洗浄段階で使用した水を濾過して塩類を回収するととも
に、最終段階のダスト洗浄において新水により洗浄を行
い、その濾液を順次前段のダスト洗浄段階における洗浄
水としてリサイクル使用することを特徴とするセメント
キルン排ガスダストの脱塩方法。

【０００８】２．最初の洗浄段階後に回収する濾液のpH
を低下させることにより、濾液中の重金属を水酸化物と
して沈殿させて除去し、有用物を回収利用する上記項１
に記載のセメントキルン排ガスダストの脱塩方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明が対象とする排ガスダスト
は、クリンカー中に取り込まれる塩素或いはアルカリ量
を低減させるために、塩素バイパス装置によってセメン
トキルンから抜き出されるダストである限り、特に限定
されない。塩素バイパス装置も、特に限定されず、一例
として、セメントキルン窯尻近傍からバイパス経路によ
ってキルン排ガスとともにダストを抜き出し、これに冷
気を吹き込むことにより気化状態にある塩化物などのガ
スをダスト表面に凝縮・付着させ、集塵器でダストとと
もに捕集して系外に取り出す形式の装置を挙げることが
できる。

【００１０】以下図面を参照しつつ、本発明をさらに詳
細に説明する。

【００１１】本発明においては、ダストの洗浄を複数段
階（少なくとも２段階；以下主に２段階での洗浄につい
て説明する）で行う。図１に示すように、セメントキル
ンから排ガスとともに抜き出されたダストは、洗浄槽１
において、後述する濾過器４から循環される濾液からな
る洗浄水により一次洗浄された後、洗浄水とともに濾過
器２に送られ、ここで濾液から分離される。洗浄槽とし
ては、特に限定されるものではないが、通常撹拌洗浄槽
などが使用される。また、濾過器としても、制限されな
いが、通常フィルタープレスなどが使用される。

【００１２】回収された濾液は、常法に従って、放流さ
れるか或いは所定の処理（蒸発乾固など）後固形物の形
態で廃棄される。

【００１３】次いで、一次洗浄後のダストは、第二の洗
浄槽３に送られ、ここで新水により二次洗浄された後、
洗浄水とともに第二の濾過器４に送られ、ここで濾液か
ら分離される。

【００１４】濾過器４で得られた洗浄済みダストは、常
法に従って、キルンに戻し、セメント原料の一部として
再利用することができる。

【００１５】第二の濾過器４で得られる濾液は、第二の
洗浄槽３における洗浄対象であるダストがすでに一次洗
浄されていることおよび洗浄槽３での洗浄液が新水であ
ることにより、未だ高度の洗浄力を有しているので、本
発明では、これを洗浄槽１に循環して、ダストの一次洗
浄液として利用する。

【００１６】この様な複数段階での洗浄という本発明の
構成により、ダスト洗浄に必要な水量が減少するととも
に、ダストの洗浄が効率良く行われるので、洗浄済みダ
ストをキルンへ戻す場合にも、多量の塩分がキルンに循
環されることもない。

【００１７】一次洗浄および二次洗浄のいずれの場合に
も、洗浄水の量は、例えば、ダスト量の0.5〜10倍程度
（重量比）の範囲にある。従って、濾過器２からの回収
濾液に見合う量の新水を洗浄槽３に供給使用すればよ
い。洗浄水の量が多すぎる場合には、洗浄水の繰り返し
使用による効果が失われて、従来の１回洗浄の場合と同
程度の低い塩分除去効率にとどまるとともに、多量の洗
浄濾液が発生してしまう。これに対し、洗浄水の量が少
なすぎる場合には、洗浄が困難となり、繰り返し洗浄を
行っても、ダストに残留する塩分量が多くなって、洗浄
の効率が低下する。洗浄水の量は、より好ましくは、ダ
スト量の約2倍程度である。

【００１８】図２に３段階以上の洗浄操作を行う場合の
フローを示す。この場合には、第一の濾過器２と第二の
洗浄槽３との間に、少なくとも１つの中間洗浄槽と少な
くとも１つの中間濾過器とを配置する。図３において、
例えばｎ≧３の場合、すなわち、３段階の洗浄操作を行
う場合には、濾過器４から送られてきた濾液を中間洗浄
槽１３に送り、一次洗浄を終えたダストを中間洗浄す
る。中間洗浄されたダストは、中間濾過器１４を経て洗
浄槽３に送られ、前記と同様にさらに洗浄処理と濾過処
理に供される。一方、中間濾過器１４から回収された濾
液は、第一の洗浄槽１にリサイクルされ、ダストの一次
洗浄に使用される。３段階以上の洗浄操作を行う場合に
も、洗浄水の量は、例えば、ダスト量の0.5〜10倍程度
の範囲とすれば良い。

【００１９】ダストの洗浄回数は、特に限定されるもの
ではないが、洗浄効率、設備費などを考慮して、２〜３
段階で洗浄することが経済上有利である。

【００２０】図３に示す実施態様は、基本的な操作にお
いては、図１に示す実施態様と変わりはない。この実施
態様においては、pH調整槽５において、酸（例えば、硫
酸、塩酸、硝酸、キルン排ガス中のCO₂など）を濾過器
２からの回収濾液に添加して、そのpHを低下させること
により、濾液中のPbなどの重金属を水酸化物の形態で沈
殿させた後、濾過器６で濾別除去し、次いで濾液を乾燥
機７で乾燥して、有用成分を回収する。添加する酸とし
ては、硫酸がより好ましい。酸の濃度は、回収濾液のpH
を低下させることができ、且つ濾液の液量を著しく増大
させないものであれば、特に限定されない。

【００２１】回収濾液に含まれる主な重金属であるPb
は、両性金属であり、ダスト洗浄濾液の様な高アルカリ
性液中では、HPbO₂ ^-の様なイオンとなって溶解してい
る。しかるに、この様な濾液のpHを中性近傍まで低下さ
せると、Pbを水酸化物として沈殿除去することができ
る。また、濾液中のCa²⁺やSO₄ ^2-も、石膏として沈殿
し、除去される。その結果、濾液を蒸発乾固して得られ
る塩類は、高純度のKCl、NaClなどを主とするものであ
り、有効に利用できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、セメントキルン排ガス
中のダストの洗浄を少量の水で効率良く行うことができ
る。

【００２３】また、回収される濾液の塩分濃度をその溶
解限度まで高めることができるので、濾液の蒸発乾固に
よる有用な塩類の回収に要するエネルギーも少なくて済
む。

【００２４】さらに、洗浄済みのダスト中の塩分濃度が
低いので、これをキルンに戻しても、随伴する塩分によ
る弊害も、軽減される。

【００２５】回収された塩類は、石鹸製造などのための
油脂加工原料、ガラス製造原料、肥料原料などとして有
用である。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。

【００２７】実施例１〜４および比較例１〜２図１または図２にフローを示すプロセスにより、２段階
洗浄（実施例１、３）または３段階洗浄（実施例２、
４）による本発明方法を実施した。すなわち、セメント
キルン窯尻から塩素バイパス装置により抜き出されたダ
スト（Cl^-濃度４．３％）を水：ダスト＝２：１（実施
例１、２）と水：ダスト＝５：１（実施例３、４）の比
率となる様に、濾過器２から濾液を回収しつつ且つ洗浄
槽３に新水を補給しつつ、それぞれ洗浄した。

【００２８】濾過器２において回収した濾液中のＣｌ⁻
濃度を測定し、ダストから濾液へ移行したCl^-抽出率を
算出した。結果を表１に示す。

【００２９】また、比較として、ダスト（Cl^-濃度4.3
％）を水：ダスト＝２：１（比較例１）と水：ダスト＝
５：１（比較例２）の比率となる様に、水量を調整しつ
つ、ダストを１回洗浄した後、回収した濾液中のCl^-濃
度を測定し、ダストから濾液へ移行したCl^-抽出率を算
出した。結果を表１に併せて示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示す結果において、実施例１、２と
比較例１および実施例３、４と比較例２とを対比すれ
ば、ダストの複数回洗浄を行う本発明方法による優れた
Cl^-除去効果が明らかである。

【００３２】実施例５〜７実施例１で得られた回収濾液に1N硫酸を加えてpH9（実
施例５）或いはpH7（実施例６）に調整し、濾過した
後、濾液を蒸発乾固して得られた塩類を分析した。結果
を表２に示す。

【００３３】また、実施例７として、実施例１で得られ
た回収濾液のpH調整を行うことなくそのまま蒸発乾固し
て得られた塩類を分析した。結果を表２に併せて示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２に示す結果から明らかな様に、回収濾
液のpHを低下させた後、蒸発乾固を行う場合（実施例５
および６）には、得られる塩中のPb含有量を大幅に低減
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様の一例を示すフローチャート
である。

【図２】本発明の実施態様の他の一例を示すフローチャ
ートである。

【図３】本発明の実施態様のさらに他の一例を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１…洗浄槽２…濾過器３…洗浄槽４…濾過器５…pH調整槽６…濾過器７…乾燥機１３…洗浄槽１４…濾過器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者國西健史大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番55 号住友大阪セメント株式会社セメント・コンクリート研究所内 (72)発明者小出貴夫大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番55 号住友大阪セメント株式会社セメント・コンクリート研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントキルン排ガス中のダストを抜き出
し、ダストを水で洗浄して脱塩する方法において、ダス
トの洗浄を複数段階（ｎ段階；ｎ≧２）で行い、ダスト
の最初の洗浄段階で使用した水を濾過して塩類を回収す
るとともに、最終段階のダスト洗浄において新水により
洗浄を行い、その濾液を順次前段のダスト洗浄段階にお
ける洗浄水としてリサイクル使用することを特徴とする
セメントキルン排ガスダストの脱塩方法。
【請求項２】最初の洗浄段階後に回収する濾液のpHを低
下させることにより、濾液中の重金属を水酸化物として
沈殿させて除去し、有用物を回収利用する請求項１に記
載のセメントキルン排ガスダストの脱塩方法。