セメント製造装置およびセメント製造方法
【課題】セメント製造工程において、排ガスからダストを捕集する集塵機にかかる負荷を軽減するとともに、粗粒の回収効率を向上させる。
【解決手段】セメント製造装置は、セメント焼成設備１０と、電気集塵機２２と、再供給手段２３と、分級手段２１とを有する。電気集塵機２２は、セメント焼成設備１０から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する。再供給手段２３は、電気集塵機２２により捕集された集塵粗粒をセメント焼成設備１０に再供給する。分級手段２１は、セメント焼成設備１０と電気集塵機２２との間に設置され、電気集塵機２２での捕集に先立って排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を再供給手段２３に導入する。
【解決手段】セメント製造装置は、セメント焼成設備１０と、電気集塵機２２と、再供給手段２３と、分級手段２１とを有する。電気集塵機２２は、セメント焼成設備１０から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する。再供給手段２３は、電気集塵機２２により捕集された集塵粗粒をセメント焼成設備１０に再供給する。分級手段２１は、セメント焼成設備１０と電気集塵機２２との間に設置され、電気集塵機２２での捕集に先立って排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を再供給手段２３に導入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造装置、およびセメント製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメント工場では、多種多様な廃棄物をセメント焼成用燃料やセメント原料の一部として使用するようになってきている。それら廃棄物には水銀等の揮発性の高い重金属が含まれることがあり、そのような揮発性の高い有害物質はセメント焼成設備で揮発して排ガス中に含有されることがある。セメント製造工程内の有害物質は、系外へ排出されるまでの工程で、排ガスに含まれるセメント原料や循環ダストに吸着し、工程内を循環しており、セメント原料や循環ダストに吸着しなかった有害物質は排ガスとともに系外（大気中）へ放出される。
【０００３】
そこで、系外へ放出される有害物質の量を低減するため、例えば特許文献１には、セメント焼成設備から排出された排ガス中に含まれるダストを集塵機で捕集し、捕集したダストを、そのダストに含まれる揮発性金属成分の揮発温度以上に加熱することによって、有害物質である重金属をガス化して除去することが開示されている。また、特許文献２には、セメント焼成設備から排出された排ガスを、例えば集塵機によって重金属の含有量の高いダストと重金属の含有量の低いダストに分離して回収した後、得られた重金属の含有量の低いダストをセメント焼成設備に供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５５５３１号公報
【特許文献２】特開２００６−４５００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に開示された技術によれば、セメント焼成設備からの排ガスは集塵機に直接供給される。そのため、集塵機は様々なダストを含む排ガスを処理しなければならず、結果的に、集塵機への負荷が高くなりダストの捕集効率が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は、セメント製造工程において、排ガスからダストを捕集する集塵機にかかる負荷を軽減するとともに、粗粒の回収効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセメント製造装置は、セメント焼成設備と、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるセメント原料および循環ダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する電気集塵機と、前記電気集塵機により捕集された集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給する再供給手段と、を有するセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備と前記電気集塵機との間に設置され、前記電気集塵機での捕集に先立って前記排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を前記再供給手段に導入する分級手段を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のセメント製造方法は、セメント焼成設備でセメント原料を焼成し、電気集塵機によって、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集し、捕集した前記集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給するセメント製造方法において、
前記ダストを前記電気集塵機によって捕集するのに先立って、前記電気集塵機とは別の分級手段で前記ダストの粗粒を捕集することと、
前記分級手段によって捕集された前記粗粒を前記セメント焼成設備に再供給することと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電気集塵機でダストを捕集する前に、電気集塵機とは別の分級手段で粗粒を捕集するように構成することにより、粗粒の回収効率が向上するとともに、電気集塵機にかかる負荷を軽減することができる。また、分級手段により捕集された粗粒を再度セメント原料として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるセメント製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるセメント製造装置が示されている。なお、図１において、固体とガスの流れを矢印で示しているが、固体の流れは実線矢印で示し、ガスの流れは破線矢印で示している。また、有害物質を多く含んでいる可能性の高い微粒成分の流れは一点鎖線で示している。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のセメント製造装置は、セメント焼成設備１０および竪型ミル１４を有している。石灰石、珪石、粘土、鉄源および廃棄物等からなるセメント原料は、所定の諸率に配合調合された後、コンベア１５で搬送されて竪型ミル１４に供給され、竪型ミル１４では、セメント焼成設備１０から排出される排ガスを用いてセメント原料が乾燥・粉砕され、粉砕されたセメント原料とともに排ガスが排出される。
【００１３】
竪型ミル１４は、セパレータ１４ａと、セパレータ１４ａの回転数を制御する、例えば制御回路として与えることができるセパレータ回転数制御手段１４ｂと、回転するテーブル１４ｃと、テーブル１４ｃ上に微小な隙間を介して配置されたローラ１４ｄ等と、を有している。セメント原料は、テーブル１４ｃ上に供給され、テーブル１４ｃの回転による遠心力でテーブル１４ｃの外周部へ移動し、テーブル１４ｃとローラ１４ｄとの間で圧縮およびせん断されることによって粉砕される。粉砕されたセメント原料は、セメント焼成設備１０から導入された排ガスとともにセパレータ１４ａに送り込まれ、セパレータ１４ａは、回転により生じる気流を利用してセメント原料を所定の粒度に分級し、竪型ミル１４から排出されるセメント原料の粒度は、セパレータ回転数制御手段１４ｂによってセパレータ１４ａの回転数を制御することによって調整することができる。一般に、セパレータ１４ａの回転数を高くするほど、排出されるセメント原料は、粒径の小さいものの割合が多くなる。
【００１４】
セメント焼成設備１０から排出された排ガスは、セメント製造装置を循環する循環ダスト（以下、単にダストともいう）を含んでいる。本発明で取り扱う排ガスに含まれるダストは、セメント原料を含んでいるが、本発明における排ガス処理では、セメント原料もダストとして他の粒子と特に区別することなく処理する。よって、本明細書では、排ガスの処理に関して述べるとき、セメント原料と他の粒子とを区別せず単にダストということもある。
【００１５】
前述のように、セメント原料には廃棄物が含まれているが、廃棄物には、水銀、タリウム、セレン、カドミウム、亜鉛、鉛およびヒ素など揮発性の高い重金属類等が含まれていることがある。これらの有害物質は、ダストに吸着した状態およびガスの状態で排ガス中に含まれている。
【００１６】
セメント焼成設備１０は、サスペンションプレヒータ１１とロータリーキルン１２とを有している。サスペンションプレヒータ１１の上段に供給されたセメント送入原料は、サスペンションプレヒータ１１で予熱・仮焼され、予熱・仮焼された最下段サイクロン原料は、ロータリーキルン１２で約１４５０℃で焼成され、冷却後に排出され、これによってセメントクリンカが得られる。得られたセメントクリンカは、石膏等を添加された後、仕上げミル（不図示）で粉砕されてセメントになる。
【００１７】
一般に、セメント焼成設備１０と竪型ミル１４との間には、セメント焼成設備１０から排出された排ガスを冷却するための調湿塔１３が設置されており、セメント焼成設備１０から排出された排ガスは、調湿塔１３で冷却された後、セメント原料の乾燥用に竪型ミル１４に供給される。
【００１８】
セメント製造装置は、セメント焼成設備１０から竪型ミル１４を経て排出された排ガス中のセメント原料およびダストを捕集する電気集塵機２２と、電気集塵機２２で捕集されたダストの粗粒をセメント製造設備１０に再供給するための再供給手段２３と、竪型ミル１４と電気集塵機２２との間に設置された分級手段２１とをさらに有している。再供給手段２３は、例えば、空気輸送機、スクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットエレベータ等で構成することができる。また、再供給手段２３とセメント焼成設備１０との間には、セメント原料とダストとを均一に混合するブレンディングサイロと、セメント焼成設備１０へ送入されるセメント原料を貯蔵するストレージサイロとを有している（不図示）。
【００１９】
分級手段２１は、電気集塵機２２とは異なる方式でダストを捕集するものであり、特に、電気集塵機２２を用いるまでもなく捕集できる粗粒を捕集する。具体的には、分級手段２１は、第１サイクロン２１Ａおよび第２サイクロン２１Ｂを有する。サイクロンの形式としては、接線流入式、軸流案内式のいずれであってもよい。第１サイクロン２１Ａは、竪型ミル１４から排出された排ガスから、この第１サイクロン２１Ａで捕集可能な粗粒である第１サイクロン粗粒を捕集して再供給手段２３へ導入するとともに、第１サイクロン粗粒から排出される第１排ガスを第２サイクロン２１Ｂへ供給する。第２サイクロン２１Ｂは、第１サイクロン２１Ａから供給された第１排ガスから、この第２サイクロン２１Ｂで捕集可能な第２サイクロン粗粒を捕集するとともに、第２サイクロンから排出される第２排ガスを電気集塵機２２へ供給する。
【００２０】
電気集塵機２２には、第２サイクロン２１Ｂで捕集されなかった第２サイクロン粗粒を含んだ第２排ガスが入る。電気集塵機２２では、第２排ガス中のセメント原料およびダストからを集塵粗粒（集塵前段ダスト）と集塵微粒（集塵後ダスト）とを捕集し、集塵粗粒を再供給手段２３へ導入する。
【００２１】
セメント製造装置は、電気集塵機２２で集塵粗粒および集塵微粒が捕集された後の浄化排ガス中の有害物質濃度を検出する有害物質濃度検出器２４と、第２サイクロン２１Ｂで捕集された第２サイクロン粗粒および電気集塵機２２で捕集された集塵微粒を加熱する加熱手段２５とをさらに有している。
【００２２】
有害物質濃度検出器２４は、電気集塵機２２と、電気集塵機２２から排出された、ダストを捕集した後の浄化排ガスを大気中に放出する煙突２６との間のガス移送ラインに設置されている。有害物質濃度検出器２４は、例えば、有害物質として、水銀濃度を連続的に検出したり、他の有害物質の検出器と組み合わせて複数種類の有害物質の濃度を連続的に検出したりすることもできる。有害物質濃度検出器２４によって検出された有害物質濃度の検出値は、竪型ミル１４のセパレータ回転数制御手段１４ｂへ送られる。セパレータ回転数制御手段１４ｂは、有害物質濃度検出器２４からの検出値に基づいて、検出値が所定のしきい値以上になったとき（有害物質濃度が所定の濃度以上になったとき）に、セパレータ１４ａの回転数を増加させるようにセパレータ１４ａの回転数を制御する。例えば水銀濃度の場合は０．０５ｍｇ／ｍ3以下を所定のしきい値として設定させる。
【００２３】
加熱手段２５は、窒素ガス等の還元雰囲気中で第２サイクロン２１Ｂで捕集された粗粒や電気集塵微粒（集塵後ダスト）に含まれる重金属や有機塩素化合物等の有害物質を加熱することによってガス化または脱塩素化する。このような加熱炉２５としては、ハーゲンマイヤー法を利用した加熱脱塩素化装置を使用することができる。加熱手段２５を通過したセメント原料および循環ダストは、再供給手段２３に導入される。
【００２４】
次に、上述した構成による排ガスの処理手順を説明する。
【００２５】
調湿塔１３および竪型ミル１４を経てセメント焼成設備１０から排出された、セメント原料および循環ダストを含む排ガスは、第１サイクロン２１Ａへ導入される。第１サイクロン２１Ａでは、第１サイクロン粗粒が捕集され、そこで捕集されなかった、第１サイクロン粗粒よりも粒径の小さいセメント原料および循環ダストを含む第１排ガスが第２サイクロン２１Ｂへ導入される。第２サイクロン２１Ｂでは、第２サイクロン粗粒が捕集され、そこで捕集されなかった、第２サイクロン粗粒よりも粒径の小さいセメント原料および循環ダストを含む第２排ガスが電気集塵機２２へ供給される。第１サイクロン２１Ａで捕集された第１サイクロン粗粒は、再供給手段２３に導入され、再供給手段２３によって、セメント原料の一部としてセメント焼成設備１０に供給される。
【００２６】
電気集塵機２２に供給された第２排ガスは、電気集塵機２２によって集塵粗粒が捕集され、さらに集塵微粒が捕集される。集塵粗粒は、再供給手段２３に導入され、再供給手段２３によって、セメント原料の一部としてセメント焼成設備１０に供給される。
【００２７】
一般的に有害物質は、粒径が比較的小さい（比表面積が大きい）ダストに吸着しやすく、粒径が比較的大きい（比表面積が小さい）ダストには吸着しにくい。分級手段２１は第１サイクロン２１Ａおよび第２サイクロン２１Ｂを有しており、電気集塵機２２でなくとも捕集可能な粗粒を捕集するので、電気集塵機２２の負荷をより軽減することができる。
【００２８】
第２サイクロン２１Ｂで捕集された第２サイクロン粗粒は、第１サイクロン２１Ａで捕集された第１サイクロン粗粒よりも粒径が小さいものが多く、したがって、第１サイクロン粗粒と比べて有害物質を多く含んでいる。同様に、電気集塵機２２で捕集された集塵微粒も、集塵粗粒と比べて有害物質を多く含んでいる。そこで、第２サイクロン粗粒および集塵微粒は、そのままセメント焼成設備１０へは供給せず、加熱手段２５へ供給され、加熱手段２５で加熱処理された後、再供給手段２３へ導入される。
【００２９】
加熱手段２５では、第２サイクロン粗粒および集塵微粒を還元雰囲気中で３５０℃以上で加熱することによって、第２サイクロン粗粒および集塵微粒に吸着している有害物質がガス化または脱塩素化され、第２サイクロン粗粒および集塵微粒から分離される。これによって、第２サイクロン粗粒および集塵微粒が無害化され、セメント原料の一部としてセメント焼成設備１０へ供給することができる。ここで、ガス化された重金属等の有害物質は加熱手段２５内で無害化される。
【００３０】
第２サイクロン２１Ｂへは、有害物質を吸着する吸着剤を投入することが好ましい。第２サイクロン２１Ｂに吸着剤を投入することで、第２サイクロン２１Ｂ内での旋回流によって、第２サイクロン粗粒への有害物質の吸着が促進される。その結果、吸着剤とともに有害物質を第２サイクロン粗粒の一部として排ガスから除去することができる。また、有害物質を第２サイクロン粗粒で捕集できない場合であっても、吸着剤に吸着された有害物質は電気集塵機２２で容易に捕集できるので、系全体として効率的に排ガスから有害物質を除去することができる。吸着剤としては、例えば、活性炭、キレート剤を担持させた活性炭、活性白土、および未燃カーボンを多く含む石炭灰や高炉灰等を１種以上用いることができる。
【００３１】
電気集塵機２２で集塵粗粒および集塵微粒が捕集された後の浄化排ガスは、煙突２６へ導入され、煙突２６から大気中へ放出される。また、浄化排ガスは、電気集塵機２２から煙突２６までの移送ラインの工程で、有害物質濃度検出器２４により有害物質濃度が検出される。有害物質濃度の検出値は、竪型ミル１４のセパレータ回転数制御手段１４ｂへ送られる。
【００３２】
有害物質濃度の検出値が所定のしきい値未満であれば、セパレータ回転数制御手段１４ｂは通常の回転数でセパレータ１４ａを回転させ、竪型ミル１４はそのままセメント調合原料の乾燥・破砕を続ける。
【００３３】
一方、有害物質濃度の検出値が所定のしきい値以上であれば、セパレータ回転数制御手段１４ｂは、セパレータ１４ａの回転数を増加させ、通常よりも高い回転数でセパレータ１４ａを回転させる。セパレータ１４ａの回転数を増加させることにより、竪型ミル１４から排出されるセメント原料および循環ダストは粒径が小さくなり、有害物質がより吸着しやすい。よって、セパレータ１４ａの回転数を増加させ、セメント原料および循環ダストの粒径をより小さくすることで、ダストへの有害物質の吸着が促進される。有害物質が吸着したセメント原料および循環ダストは分級手段２１および電気集塵機２２で効率的に捕集することができ、浄化排ガスの有害物質濃度を低下させることができる。また、セメント原料および循環ダストの小径化による有害物質の吸着促進がセパレータ１２ａの回転数制御によって行なわれ、これは排ガスからのダストの捕集に直ちに反映されるので、有害物質の除去に即効性を持たせることができる。
【００３４】
以上説明した排ガスの処理手順において、有害物質をより効率よく吸着させることができるようにするために、竪型ミル１４で乾燥・粉砕されたセメント原料のＢＥＴ比表面積は、２〜４ｍ2／ｇであることが好ましい。この値が２ｍ2／ｇ未満であると、セメントクリンカ中のｆ．ＣａＯが増大しやすく、また、水銀等の有害物質の吸着量が減少するので、好ましくない。一方、この値が４ｍ2／ｇよりも大きいと、分級手段２１および電気集塵機２２で捕集できるダストの量が減少するため、セメント原料としての供給量が減少してしまうため、好ましくない。
【００３５】
以上説明したように、本発明の一形態によれば、以下の（１）〜（５）に記載するセメント製造装置、および（６）に記載するセメント製造方法が提供される。
【００３６】
（１） セメント焼成設備１０と、前記セメント焼成設備１０から排出される排ガスに含まれるセメント原料および循環ダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する電気集塵機２２と、前記電気集塵機２２により捕集された集塵粗粒を前記セメント焼成設備１０に再供給する再供給手段２３と、を有するセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備１０と前記電気集塵機２２との間に設置され、前記電気集塵機２２での捕集に先立って前記排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を前記再供給手段２３に導入する分級手段２１を有すること
を特徴とするセメント製造装置。
【００３７】
上記のセメント製造装置では、電気集塵機２２にダストを導入する前に、分級手段２１によって予め粗粒を捕集する。このことにより粗粒の回収効率が向上するとともに、電気集塵機２２の負荷を軽減させることができる。また、電気集塵機２２でなくとも捕集可能な粗粒を予め分級手段２１により捕集することで、電気集塵機２２にかかる負荷をさらに軽減することができる。水銀等の重金属といった有害物質が排ガスに含まれている場合であっても、有害物質は比較的小さい粒子に吸着しやすく、比較的大きな粒子には吸着しにくいため、分級手段２１により捕集された粗粒を再度セメント原料として使用することができる。
【００３８】
（２） 上記（１）に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段２１は第１サイクロン２１Ａおよび第２サイクロン２１Ｂを有し、
前記第１サイクロン２１Ａは、前記セメント焼成設備１０から排出された排ガスから、この第１サイクロン２１Ａによって捕集可能な粗粒である第１サイクロン粗粒を捕集して前記再供給手段２３へ導入するとともに、前記第１サイクロン２１Ａから排出される第１排ガスを前記第２サイクロン２１Ｂへ供給し、
前記第２サイクロン２１Ｂは、前記排ガスに含まれる有害物質を吸着する吸着剤が投入されて、前記第１排ガスから、この第２サイクロン２１Ｂによって捕集可能な粗粒である第２サイクロン粗粒を捕集し、前記第２サイクロン２１Ｂから排出される第２排ガスを前記電気集塵機２２へ供給し、
前記電気集塵機２２は、前記第２排ガス中のダストからさらに、前記集塵粗粒と前記集塵微粒とを捕集し、前記集塵粗粒を前記再供給手段２３へ導入すること
を特徴とするセメント製造装置。
【００３９】
上記のように、吸着剤を第２サイクロン２１Ｂに投入することで、第２サイクロン２１Ｂ内での旋回流によって有害物質の吸着が促進され、吸着剤とともに有害物質を第２サイクロン粗粒の一部として排ガスから除去することができる。また、有害物質を第２サイクロン２１Ｂで捕集できない場合であっても、吸着剤に吸着された有害物質は電気集塵機２２で捕集が容易となるため、系全体として効率的に有害物質を除去することができる。
【００４０】
（３） 上記（２）に記載のセメント製造装置において、
前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒に含まれる有害物質を還元雰囲気中でガス化または脱塩素化するために、前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒を加熱処理する加熱手段２５をさらに備え、
前記加熱手段２５によって加熱処理された前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒が前記再供給手段２３に導入されること
を特徴とするセメント製造装置。
【００４１】
上記のセメント製造装置によれば、有害物質のガス化または脱塩素化により、第２サイクロン粗粒および集塵微粒を無害化でき、無害化されたこれらのダストをセメント原料の一部として使用することができる。
【００４２】
（４） 上記（１）から（３）のいずれか１項に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段２１と前記セメント焼成設備１０との間に設置され、セメント原料を乾燥・粉砕する竪型ミル１４と、
前記竪型ミル１４に備えられ、前記排ガスのダストとともに前記竪型ミル１４から排出される前記セメント原料および循環ダストの粒度を調整するために回転されるセパレータ１４ａと、
前記セパレータ１４ａの回転数を制御するセパレータ回転数制御手段１４ｂと、
前記排ガス中の有害物質濃度を検出する有害物質濃度検出器２４をさらに有し、
前記セパレータ回転数制御手段１４ｂは、前記有害物質濃度検出器２４の検出値に基づいて前記セパレータ１４ａの回転数を制御すること
を特徴とするセメント製造装置。
【００４３】
前述したように、ダストへの有害物質の吸着のしやすさは、排ガス中のダストの大小と関係がある。そこで、上記のように、竪型ミルによって乾燥・粉砕されるセメント原料および循環ダストの粒度を調整するセパレータの回転数を有害物質濃度に応じて制御することで、分級手段２１および電気集塵機２２による効率的な有害物質の捕集のために、セメント原料および循環ダストに対する有害物質の吸着の度合いを調整することができる。
【００４４】
（５） 上記（４）に記載のセメント製造装置において、
前記セパレータ回転数制御手段１４ｂは、前記有害物質濃度検出器２５の検出値が所定のしきい値以上になったときに前記セパレータ１４ｃの回転数を増加させること
を特徴とするセメント製造装置。
【００４５】
このように、排ガス中の有害物質濃度が高い場合にセパレータ１４ａの回転数を増加させてセメント原料および循環ダストをより小径化することにより、セメント原料および循環ダストに対する有害物質の吸着を促進させ、分級手段２１および電気集塵機２２にて効率的に捕集することができる。しかも、セメント原料および循環ダストの小径化による有害物質の吸着促進をセパレータ１４ａの回転数制御により行なうため、有害物質の除去に即効性をもたせることができる。
【００４６】
（６） 上記（４）または（５）に記載のセメント製造装置において、
前記前記竪型ミル１４は、前記セメント原料をＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ2／ｇとなるように粉砕することを特徴とするセメント製造装置。
【００４７】
ＢＥＴ比表面積を上記の範囲とすることにより、有害物質を効率よく吸着させることができる。
【００４８】
（７） セメント焼成設備１０でセメント原料を焼成し、電気集塵機によって、前記セメント焼成設備１０から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集し、捕集された前記集塵粗粒を前記セメント焼成設備１０に再供給するセメント製造方法において、
前記ダストを前記電気集塵機２２によって捕集するのに先立って、前記電気集塵機２２とは別の分級手段２１で前記ダストの粗粒を捕集することと、
前記分級手段２１によって捕集された前記粗粒を前記セメント焼成設備１０に再供給することと、
を含むことを特徴とするセメント製造方法。
【００４９】
上記のセメント製造方法によれば、電気集塵機２２での捕集に先立って、電気集塵機２２とは別の分級手段２１により粗粒を捕集することにより、電気集塵機２２にかかる負荷が軽減され、また、分級手段２１で捕集した粗粒は再度セメント原料として使用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０ セメント焼成設備
１１ サスペンションプレヒータ
１２ ロータリーキルン
１３ 調湿塔
１４ 竪型ミル
１４ａ セパレータ
１４ｂ セパレータ回転数制御手段
１４ｃ テーブル
１４ｄ ローラ
１５ コンベア
２１ 分級手段
２１Ａ 第１サイクロン
２１Ｂ 第２サイクロン
２２ 電気集塵機
２３ 再供給手段
２４ 有害物質濃度検出器
２５ 加熱手段
２６ 煙突
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造装置、およびセメント製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメント工場では、多種多様な廃棄物をセメント焼成用燃料やセメント原料の一部として使用するようになってきている。それら廃棄物には水銀等の揮発性の高い重金属が含まれることがあり、そのような揮発性の高い有害物質はセメント焼成設備で揮発して排ガス中に含有されることがある。セメント製造工程内の有害物質は、系外へ排出されるまでの工程で、排ガスに含まれるセメント原料や循環ダストに吸着し、工程内を循環しており、セメント原料や循環ダストに吸着しなかった有害物質は排ガスとともに系外（大気中）へ放出される。
【０００３】
そこで、系外へ放出される有害物質の量を低減するため、例えば特許文献１には、セメント焼成設備から排出された排ガス中に含まれるダストを集塵機で捕集し、捕集したダストを、そのダストに含まれる揮発性金属成分の揮発温度以上に加熱することによって、有害物質である重金属をガス化して除去することが開示されている。また、特許文献２には、セメント焼成設備から排出された排ガスを、例えば集塵機によって重金属の含有量の高いダストと重金属の含有量の低いダストに分離して回収した後、得られた重金属の含有量の低いダストをセメント焼成設備に供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５５５３１号公報
【特許文献２】特開２００６−４５００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に開示された技術によれば、セメント焼成設備からの排ガスは集塵機に直接供給される。そのため、集塵機は様々なダストを含む排ガスを処理しなければならず、結果的に、集塵機への負荷が高くなりダストの捕集効率が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明の目的は、セメント製造工程において、排ガスからダストを捕集する集塵機にかかる負荷を軽減するとともに、粗粒の回収効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセメント製造装置は、セメント焼成設備と、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるセメント原料および循環ダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する電気集塵機と、前記電気集塵機により捕集された集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給する再供給手段と、を有するセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備と前記電気集塵機との間に設置され、前記電気集塵機での捕集に先立って前記排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を前記再供給手段に導入する分級手段を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のセメント製造方法は、セメント焼成設備でセメント原料を焼成し、電気集塵機によって、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集し、捕集した前記集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給するセメント製造方法において、
前記ダストを前記電気集塵機によって捕集するのに先立って、前記電気集塵機とは別の分級手段で前記ダストの粗粒を捕集することと、
前記分級手段によって捕集された前記粗粒を前記セメント焼成設備に再供給することと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電気集塵機でダストを捕集する前に、電気集塵機とは別の分級手段で粗粒を捕集するように構成することにより、粗粒の回収効率が向上するとともに、電気集塵機にかかる負荷を軽減することができる。また、分級手段により捕集された粗粒を再度セメント原料として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるセメント製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるセメント製造装置が示されている。なお、図１において、固体とガスの流れを矢印で示しているが、固体の流れは実線矢印で示し、ガスの流れは破線矢印で示している。また、有害物質を多く含んでいる可能性の高い微粒成分の流れは一点鎖線で示している。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のセメント製造装置は、セメント焼成設備１０および竪型ミル１４を有している。石灰石、珪石、粘土、鉄源および廃棄物等からなるセメント原料は、所定の諸率に配合調合された後、コンベア１５で搬送されて竪型ミル１４に供給され、竪型ミル１４では、セメント焼成設備１０から排出される排ガスを用いてセメント原料が乾燥・粉砕され、粉砕されたセメント原料とともに排ガスが排出される。
【００１３】
竪型ミル１４は、セパレータ１４ａと、セパレータ１４ａの回転数を制御する、例えば制御回路として与えることができるセパレータ回転数制御手段１４ｂと、回転するテーブル１４ｃと、テーブル１４ｃ上に微小な隙間を介して配置されたローラ１４ｄ等と、を有している。セメント原料は、テーブル１４ｃ上に供給され、テーブル１４ｃの回転による遠心力でテーブル１４ｃの外周部へ移動し、テーブル１４ｃとローラ１４ｄとの間で圧縮およびせん断されることによって粉砕される。粉砕されたセメント原料は、セメント焼成設備１０から導入された排ガスとともにセパレータ１４ａに送り込まれ、セパレータ１４ａは、回転により生じる気流を利用してセメント原料を所定の粒度に分級し、竪型ミル１４から排出されるセメント原料の粒度は、セパレータ回転数制御手段１４ｂによってセパレータ１４ａの回転数を制御することによって調整することができる。一般に、セパレータ１４ａの回転数を高くするほど、排出されるセメント原料は、粒径の小さいものの割合が多くなる。
【００１４】
セメント焼成設備１０から排出された排ガスは、セメント製造装置を循環する循環ダスト（以下、単にダストともいう）を含んでいる。本発明で取り扱う排ガスに含まれるダストは、セメント原料を含んでいるが、本発明における排ガス処理では、セメント原料もダストとして他の粒子と特に区別することなく処理する。よって、本明細書では、排ガスの処理に関して述べるとき、セメント原料と他の粒子とを区別せず単にダストということもある。
【００１５】
前述のように、セメント原料には廃棄物が含まれているが、廃棄物には、水銀、タリウム、セレン、カドミウム、亜鉛、鉛およびヒ素など揮発性の高い重金属類等が含まれていることがある。これらの有害物質は、ダストに吸着した状態およびガスの状態で排ガス中に含まれている。
【００１６】
セメント焼成設備１０は、サスペンションプレヒータ１１とロータリーキルン１２とを有している。サスペンションプレヒータ１１の上段に供給されたセメント送入原料は、サスペンションプレヒータ１１で予熱・仮焼され、予熱・仮焼された最下段サイクロン原料は、ロータリーキルン１２で約１４５０℃で焼成され、冷却後に排出され、これによってセメントクリンカが得られる。得られたセメントクリンカは、石膏等を添加された後、仕上げミル（不図示）で粉砕されてセメントになる。
【００１７】
一般に、セメント焼成設備１０と竪型ミル１４との間には、セメント焼成設備１０から排出された排ガスを冷却するための調湿塔１３が設置されており、セメント焼成設備１０から排出された排ガスは、調湿塔１３で冷却された後、セメント原料の乾燥用に竪型ミル１４に供給される。
【００１８】
セメント製造装置は、セメント焼成設備１０から竪型ミル１４を経て排出された排ガス中のセメント原料およびダストを捕集する電気集塵機２２と、電気集塵機２２で捕集されたダストの粗粒をセメント製造設備１０に再供給するための再供給手段２３と、竪型ミル１４と電気集塵機２２との間に設置された分級手段２１とをさらに有している。再供給手段２３は、例えば、空気輸送機、スクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットエレベータ等で構成することができる。また、再供給手段２３とセメント焼成設備１０との間には、セメント原料とダストとを均一に混合するブレンディングサイロと、セメント焼成設備１０へ送入されるセメント原料を貯蔵するストレージサイロとを有している（不図示）。
【００１９】
分級手段２１は、電気集塵機２２とは異なる方式でダストを捕集するものであり、特に、電気集塵機２２を用いるまでもなく捕集できる粗粒を捕集する。具体的には、分級手段２１は、第１サイクロン２１Ａおよび第２サイクロン２１Ｂを有する。サイクロンの形式としては、接線流入式、軸流案内式のいずれであってもよい。第１サイクロン２１Ａは、竪型ミル１４から排出された排ガスから、この第１サイクロン２１Ａで捕集可能な粗粒である第１サイクロン粗粒を捕集して再供給手段２３へ導入するとともに、第１サイクロン粗粒から排出される第１排ガスを第２サイクロン２１Ｂへ供給する。第２サイクロン２１Ｂは、第１サイクロン２１Ａから供給された第１排ガスから、この第２サイクロン２１Ｂで捕集可能な第２サイクロン粗粒を捕集するとともに、第２サイクロンから排出される第２排ガスを電気集塵機２２へ供給する。
【００２０】
電気集塵機２２には、第２サイクロン２１Ｂで捕集されなかった第２サイクロン粗粒を含んだ第２排ガスが入る。電気集塵機２２では、第２排ガス中のセメント原料およびダストからを集塵粗粒（集塵前段ダスト）と集塵微粒（集塵後ダスト）とを捕集し、集塵粗粒を再供給手段２３へ導入する。
【００２１】
セメント製造装置は、電気集塵機２２で集塵粗粒および集塵微粒が捕集された後の浄化排ガス中の有害物質濃度を検出する有害物質濃度検出器２４と、第２サイクロン２１Ｂで捕集された第２サイクロン粗粒および電気集塵機２２で捕集された集塵微粒を加熱する加熱手段２５とをさらに有している。
【００２２】
有害物質濃度検出器２４は、電気集塵機２２と、電気集塵機２２から排出された、ダストを捕集した後の浄化排ガスを大気中に放出する煙突２６との間のガス移送ラインに設置されている。有害物質濃度検出器２４は、例えば、有害物質として、水銀濃度を連続的に検出したり、他の有害物質の検出器と組み合わせて複数種類の有害物質の濃度を連続的に検出したりすることもできる。有害物質濃度検出器２４によって検出された有害物質濃度の検出値は、竪型ミル１４のセパレータ回転数制御手段１４ｂへ送られる。セパレータ回転数制御手段１４ｂは、有害物質濃度検出器２４からの検出値に基づいて、検出値が所定のしきい値以上になったとき（有害物質濃度が所定の濃度以上になったとき）に、セパレータ１４ａの回転数を増加させるようにセパレータ１４ａの回転数を制御する。例えば水銀濃度の場合は０．０５ｍｇ／ｍ3以下を所定のしきい値として設定させる。
【００２３】
加熱手段２５は、窒素ガス等の還元雰囲気中で第２サイクロン２１Ｂで捕集された粗粒や電気集塵微粒（集塵後ダスト）に含まれる重金属や有機塩素化合物等の有害物質を加熱することによってガス化または脱塩素化する。このような加熱炉２５としては、ハーゲンマイヤー法を利用した加熱脱塩素化装置を使用することができる。加熱手段２５を通過したセメント原料および循環ダストは、再供給手段２３に導入される。
【００２４】
次に、上述した構成による排ガスの処理手順を説明する。
【００２５】
調湿塔１３および竪型ミル１４を経てセメント焼成設備１０から排出された、セメント原料および循環ダストを含む排ガスは、第１サイクロン２１Ａへ導入される。第１サイクロン２１Ａでは、第１サイクロン粗粒が捕集され、そこで捕集されなかった、第１サイクロン粗粒よりも粒径の小さいセメント原料および循環ダストを含む第１排ガスが第２サイクロン２１Ｂへ導入される。第２サイクロン２１Ｂでは、第２サイクロン粗粒が捕集され、そこで捕集されなかった、第２サイクロン粗粒よりも粒径の小さいセメント原料および循環ダストを含む第２排ガスが電気集塵機２２へ供給される。第１サイクロン２１Ａで捕集された第１サイクロン粗粒は、再供給手段２３に導入され、再供給手段２３によって、セメント原料の一部としてセメント焼成設備１０に供給される。
【００２６】
電気集塵機２２に供給された第２排ガスは、電気集塵機２２によって集塵粗粒が捕集され、さらに集塵微粒が捕集される。集塵粗粒は、再供給手段２３に導入され、再供給手段２３によって、セメント原料の一部としてセメント焼成設備１０に供給される。
【００２７】
一般的に有害物質は、粒径が比較的小さい（比表面積が大きい）ダストに吸着しやすく、粒径が比較的大きい（比表面積が小さい）ダストには吸着しにくい。分級手段２１は第１サイクロン２１Ａおよび第２サイクロン２１Ｂを有しており、電気集塵機２２でなくとも捕集可能な粗粒を捕集するので、電気集塵機２２の負荷をより軽減することができる。
【００２８】
第２サイクロン２１Ｂで捕集された第２サイクロン粗粒は、第１サイクロン２１Ａで捕集された第１サイクロン粗粒よりも粒径が小さいものが多く、したがって、第１サイクロン粗粒と比べて有害物質を多く含んでいる。同様に、電気集塵機２２で捕集された集塵微粒も、集塵粗粒と比べて有害物質を多く含んでいる。そこで、第２サイクロン粗粒および集塵微粒は、そのままセメント焼成設備１０へは供給せず、加熱手段２５へ供給され、加熱手段２５で加熱処理された後、再供給手段２３へ導入される。
【００２９】
加熱手段２５では、第２サイクロン粗粒および集塵微粒を還元雰囲気中で３５０℃以上で加熱することによって、第２サイクロン粗粒および集塵微粒に吸着している有害物質がガス化または脱塩素化され、第２サイクロン粗粒および集塵微粒から分離される。これによって、第２サイクロン粗粒および集塵微粒が無害化され、セメント原料の一部としてセメント焼成設備１０へ供給することができる。ここで、ガス化された重金属等の有害物質は加熱手段２５内で無害化される。
【００３０】
第２サイクロン２１Ｂへは、有害物質を吸着する吸着剤を投入することが好ましい。第２サイクロン２１Ｂに吸着剤を投入することで、第２サイクロン２１Ｂ内での旋回流によって、第２サイクロン粗粒への有害物質の吸着が促進される。その結果、吸着剤とともに有害物質を第２サイクロン粗粒の一部として排ガスから除去することができる。また、有害物質を第２サイクロン粗粒で捕集できない場合であっても、吸着剤に吸着された有害物質は電気集塵機２２で容易に捕集できるので、系全体として効率的に排ガスから有害物質を除去することができる。吸着剤としては、例えば、活性炭、キレート剤を担持させた活性炭、活性白土、および未燃カーボンを多く含む石炭灰や高炉灰等を１種以上用いることができる。
【００３１】
電気集塵機２２で集塵粗粒および集塵微粒が捕集された後の浄化排ガスは、煙突２６へ導入され、煙突２６から大気中へ放出される。また、浄化排ガスは、電気集塵機２２から煙突２６までの移送ラインの工程で、有害物質濃度検出器２４により有害物質濃度が検出される。有害物質濃度の検出値は、竪型ミル１４のセパレータ回転数制御手段１４ｂへ送られる。
【００３２】
有害物質濃度の検出値が所定のしきい値未満であれば、セパレータ回転数制御手段１４ｂは通常の回転数でセパレータ１４ａを回転させ、竪型ミル１４はそのままセメント調合原料の乾燥・破砕を続ける。
【００３３】
一方、有害物質濃度の検出値が所定のしきい値以上であれば、セパレータ回転数制御手段１４ｂは、セパレータ１４ａの回転数を増加させ、通常よりも高い回転数でセパレータ１４ａを回転させる。セパレータ１４ａの回転数を増加させることにより、竪型ミル１４から排出されるセメント原料および循環ダストは粒径が小さくなり、有害物質がより吸着しやすい。よって、セパレータ１４ａの回転数を増加させ、セメント原料および循環ダストの粒径をより小さくすることで、ダストへの有害物質の吸着が促進される。有害物質が吸着したセメント原料および循環ダストは分級手段２１および電気集塵機２２で効率的に捕集することができ、浄化排ガスの有害物質濃度を低下させることができる。また、セメント原料および循環ダストの小径化による有害物質の吸着促進がセパレータ１２ａの回転数制御によって行なわれ、これは排ガスからのダストの捕集に直ちに反映されるので、有害物質の除去に即効性を持たせることができる。
【００３４】
以上説明した排ガスの処理手順において、有害物質をより効率よく吸着させることができるようにするために、竪型ミル１４で乾燥・粉砕されたセメント原料のＢＥＴ比表面積は、２〜４ｍ2／ｇであることが好ましい。この値が２ｍ2／ｇ未満であると、セメントクリンカ中のｆ．ＣａＯが増大しやすく、また、水銀等の有害物質の吸着量が減少するので、好ましくない。一方、この値が４ｍ2／ｇよりも大きいと、分級手段２１および電気集塵機２２で捕集できるダストの量が減少するため、セメント原料としての供給量が減少してしまうため、好ましくない。
【００３５】
以上説明したように、本発明の一形態によれば、以下の（１）〜（５）に記載するセメント製造装置、および（６）に記載するセメント製造方法が提供される。
【００３６】
（１） セメント焼成設備１０と、前記セメント焼成設備１０から排出される排ガスに含まれるセメント原料および循環ダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する電気集塵機２２と、前記電気集塵機２２により捕集された集塵粗粒を前記セメント焼成設備１０に再供給する再供給手段２３と、を有するセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備１０と前記電気集塵機２２との間に設置され、前記電気集塵機２２での捕集に先立って前記排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を前記再供給手段２３に導入する分級手段２１を有すること
を特徴とするセメント製造装置。
【００３７】
上記のセメント製造装置では、電気集塵機２２にダストを導入する前に、分級手段２１によって予め粗粒を捕集する。このことにより粗粒の回収効率が向上するとともに、電気集塵機２２の負荷を軽減させることができる。また、電気集塵機２２でなくとも捕集可能な粗粒を予め分級手段２１により捕集することで、電気集塵機２２にかかる負荷をさらに軽減することができる。水銀等の重金属といった有害物質が排ガスに含まれている場合であっても、有害物質は比較的小さい粒子に吸着しやすく、比較的大きな粒子には吸着しにくいため、分級手段２１により捕集された粗粒を再度セメント原料として使用することができる。
【００３８】
（２） 上記（１）に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段２１は第１サイクロン２１Ａおよび第２サイクロン２１Ｂを有し、
前記第１サイクロン２１Ａは、前記セメント焼成設備１０から排出された排ガスから、この第１サイクロン２１Ａによって捕集可能な粗粒である第１サイクロン粗粒を捕集して前記再供給手段２３へ導入するとともに、前記第１サイクロン２１Ａから排出される第１排ガスを前記第２サイクロン２１Ｂへ供給し、
前記第２サイクロン２１Ｂは、前記排ガスに含まれる有害物質を吸着する吸着剤が投入されて、前記第１排ガスから、この第２サイクロン２１Ｂによって捕集可能な粗粒である第２サイクロン粗粒を捕集し、前記第２サイクロン２１Ｂから排出される第２排ガスを前記電気集塵機２２へ供給し、
前記電気集塵機２２は、前記第２排ガス中のダストからさらに、前記集塵粗粒と前記集塵微粒とを捕集し、前記集塵粗粒を前記再供給手段２３へ導入すること
を特徴とするセメント製造装置。
【００３９】
上記のように、吸着剤を第２サイクロン２１Ｂに投入することで、第２サイクロン２１Ｂ内での旋回流によって有害物質の吸着が促進され、吸着剤とともに有害物質を第２サイクロン粗粒の一部として排ガスから除去することができる。また、有害物質を第２サイクロン２１Ｂで捕集できない場合であっても、吸着剤に吸着された有害物質は電気集塵機２２で捕集が容易となるため、系全体として効率的に有害物質を除去することができる。
【００４０】
（３） 上記（２）に記載のセメント製造装置において、
前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒に含まれる有害物質を還元雰囲気中でガス化または脱塩素化するために、前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒を加熱処理する加熱手段２５をさらに備え、
前記加熱手段２５によって加熱処理された前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒が前記再供給手段２３に導入されること
を特徴とするセメント製造装置。
【００４１】
上記のセメント製造装置によれば、有害物質のガス化または脱塩素化により、第２サイクロン粗粒および集塵微粒を無害化でき、無害化されたこれらのダストをセメント原料の一部として使用することができる。
【００４２】
（４） 上記（１）から（３）のいずれか１項に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段２１と前記セメント焼成設備１０との間に設置され、セメント原料を乾燥・粉砕する竪型ミル１４と、
前記竪型ミル１４に備えられ、前記排ガスのダストとともに前記竪型ミル１４から排出される前記セメント原料および循環ダストの粒度を調整するために回転されるセパレータ１４ａと、
前記セパレータ１４ａの回転数を制御するセパレータ回転数制御手段１４ｂと、
前記排ガス中の有害物質濃度を検出する有害物質濃度検出器２４をさらに有し、
前記セパレータ回転数制御手段１４ｂは、前記有害物質濃度検出器２４の検出値に基づいて前記セパレータ１４ａの回転数を制御すること
を特徴とするセメント製造装置。
【００４３】
前述したように、ダストへの有害物質の吸着のしやすさは、排ガス中のダストの大小と関係がある。そこで、上記のように、竪型ミルによって乾燥・粉砕されるセメント原料および循環ダストの粒度を調整するセパレータの回転数を有害物質濃度に応じて制御することで、分級手段２１および電気集塵機２２による効率的な有害物質の捕集のために、セメント原料および循環ダストに対する有害物質の吸着の度合いを調整することができる。
【００４４】
（５） 上記（４）に記載のセメント製造装置において、
前記セパレータ回転数制御手段１４ｂは、前記有害物質濃度検出器２５の検出値が所定のしきい値以上になったときに前記セパレータ１４ｃの回転数を増加させること
を特徴とするセメント製造装置。
【００４５】
このように、排ガス中の有害物質濃度が高い場合にセパレータ１４ａの回転数を増加させてセメント原料および循環ダストをより小径化することにより、セメント原料および循環ダストに対する有害物質の吸着を促進させ、分級手段２１および電気集塵機２２にて効率的に捕集することができる。しかも、セメント原料および循環ダストの小径化による有害物質の吸着促進をセパレータ１４ａの回転数制御により行なうため、有害物質の除去に即効性をもたせることができる。
【００４６】
（６） 上記（４）または（５）に記載のセメント製造装置において、
前記前記竪型ミル１４は、前記セメント原料をＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ2／ｇとなるように粉砕することを特徴とするセメント製造装置。
【００４７】
ＢＥＴ比表面積を上記の範囲とすることにより、有害物質を効率よく吸着させることができる。
【００４８】
（７） セメント焼成設備１０でセメント原料を焼成し、電気集塵機によって、前記セメント焼成設備１０から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集し、捕集された前記集塵粗粒を前記セメント焼成設備１０に再供給するセメント製造方法において、
前記ダストを前記電気集塵機２２によって捕集するのに先立って、前記電気集塵機２２とは別の分級手段２１で前記ダストの粗粒を捕集することと、
前記分級手段２１によって捕集された前記粗粒を前記セメント焼成設備１０に再供給することと、
を含むことを特徴とするセメント製造方法。
【００４９】
上記のセメント製造方法によれば、電気集塵機２２での捕集に先立って、電気集塵機２２とは別の分級手段２１により粗粒を捕集することにより、電気集塵機２２にかかる負荷が軽減され、また、分級手段２１で捕集した粗粒は再度セメント原料として使用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０ セメント焼成設備
１１ サスペンションプレヒータ
１２ ロータリーキルン
１３ 調湿塔
１４ 竪型ミル
１４ａ セパレータ
１４ｂ セパレータ回転数制御手段
１４ｃ テーブル
１４ｄ ローラ
１５ コンベア
２１ 分級手段
２１Ａ 第１サイクロン
２１Ｂ 第２サイクロン
２２ 電気集塵機
２３ 再供給手段
２４ 有害物質濃度検出器
２５ 加熱手段
２６ 煙突
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント焼成設備と、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるセメント原料および循環ダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する電気集塵機と、前記電気集塵機により捕集された集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給する再供給手段と、を有するセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備と前記電気集塵機との間に設置され、前記電気集塵機での捕集に先立って前記排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を前記再供給手段に導入する分級手段を有すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段は第１サイクロンおよび第２サイクロンを有し、
前記第１サイクロンは、前記セメント焼成設備から排出された排ガスから、この第１サイクロンによって捕集可能な粗粒である第１サイクロン粗粒を捕集して前記再供給手段へ導入するとともに、前記第１サイクロンから排出される第１排ガスを前記第２サイクロンへ供給し、
前記第２サイクロンは、前記排ガスに含まれる有害物質を吸着する吸着剤が投入されて、前記第１排ガスから、この第２サイクロンによって捕集可能な粗粒である第２サイクロン粗粒を捕集し、前記第２サイクロンから排出される第２排ガスを前記電気集塵機へ供給し、
前記電気集塵機は、前記第２排ガス中のダストからさらに、前記集塵粗粒と前記集塵微粒とを捕集し、前記集塵粗粒を前記再供給手段へ導入すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセメント製造装置において、
前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒に含まれる有害物質を還元雰囲気中でガス化または脱塩素化するために、前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒を加熱処理する加熱手段をさらに備え、
前記加熱手段によって加熱処理された前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒が前記再供給手段に導入されること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段と前記セメント焼成設備との間に設置され、セメント原料を乾燥・粉砕する竪型ミルと、
前記竪型ミルに備えられ、前記排ガスのダストとともに前記竪型ミルから排出される前記セメント原料および循環ダストの粒度を調整するために回転されるセパレータと、
前記セパレータの回転数を制御するセパレータ回転数制御手段と、
前記排ガス中の有害物質濃度を検出する有害物質濃度検出器をさらに有し、
前記セパレータ回転数制御手段は、前記有害物質濃度検出器の検出値に基づいて前記セパレータの回転数を制御すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載のセメント製造装置において、
前記セパレータ回転数制御手段は、前記有害物質濃度検出器の検出値が所定のしきい値以上になったときに前記セパレータの回転数を増加させること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のセメント製造装置において、
前記前記竪型ミルは、前記セメント原料をＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ2／ｇとなるように粉砕することを特徴とするセメント製造装置。
【請求項７】
セメント焼成設備でセメント原料を焼成し、電気集塵機によって、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集し、捕集された前記集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給するセメント製造方法において、
前記ダストを前記電気集塵機によって捕集するのに先立って、前記電気集塵機とは別の分級手段で前記ダストの粗粒を捕集することと、
前記分級手段によって捕集された前記粗粒を前記セメント焼成設備に再供給することと、
を含むことを特徴とするセメント製造方法。
【請求項１】
セメント焼成設備と、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるセメント原料および循環ダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集する電気集塵機と、前記電気集塵機により捕集された集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給する再供給手段と、を有するセメント製造装置において、
前記セメント焼成設備と前記電気集塵機との間に設置され、前記電気集塵機での捕集に先立って前記排ガスに含まれるダストの粗粒を捕集し、捕集した粗粒を前記再供給手段に導入する分級手段を有すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段は第１サイクロンおよび第２サイクロンを有し、
前記第１サイクロンは、前記セメント焼成設備から排出された排ガスから、この第１サイクロンによって捕集可能な粗粒である第１サイクロン粗粒を捕集して前記再供給手段へ導入するとともに、前記第１サイクロンから排出される第１排ガスを前記第２サイクロンへ供給し、
前記第２サイクロンは、前記排ガスに含まれる有害物質を吸着する吸着剤が投入されて、前記第１排ガスから、この第２サイクロンによって捕集可能な粗粒である第２サイクロン粗粒を捕集し、前記第２サイクロンから排出される第２排ガスを前記電気集塵機へ供給し、
前記電気集塵機は、前記第２排ガス中のダストからさらに、前記集塵粗粒と前記集塵微粒とを捕集し、前記集塵粗粒を前記再供給手段へ導入すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセメント製造装置において、
前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒に含まれる有害物質を還元雰囲気中でガス化または脱塩素化するために、前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒を加熱処理する加熱手段をさらに備え、
前記加熱手段によって加熱処理された前記第２サイクロン粗粒および前記集塵微粒が前記再供給手段に導入されること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のセメント製造装置において、
前記分級手段と前記セメント焼成設備との間に設置され、セメント原料を乾燥・粉砕する竪型ミルと、
前記竪型ミルに備えられ、前記排ガスのダストとともに前記竪型ミルから排出される前記セメント原料および循環ダストの粒度を調整するために回転されるセパレータと、
前記セパレータの回転数を制御するセパレータ回転数制御手段と、
前記排ガス中の有害物質濃度を検出する有害物質濃度検出器をさらに有し、
前記セパレータ回転数制御手段は、前記有害物質濃度検出器の検出値に基づいて前記セパレータの回転数を制御すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載のセメント製造装置において、
前記セパレータ回転数制御手段は、前記有害物質濃度検出器の検出値が所定のしきい値以上になったときに前記セパレータの回転数を増加させること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のセメント製造装置において、
前記前記竪型ミルは、前記セメント原料をＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ2／ｇとなるように粉砕することを特徴とするセメント製造装置。
【請求項７】
セメント焼成設備でセメント原料を焼成し、電気集塵機によって、前記セメント焼成設備から排出される排ガスに含まれるダストから集塵粗粒と集塵微粒とを捕集し、捕集された前記集塵粗粒を前記セメント焼成設備に再供給するセメント製造方法において、
前記ダストを前記電気集塵機によって捕集するのに先立って、前記電気集塵機とは別の分級手段で前記ダストの粗粒を捕集することと、
前記分級手段によって捕集された前記粗粒を前記セメント焼成設備に再供給することと、
を含むことを特徴とするセメント製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２０７６７８（Ｐ２０１１−２０７６７８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７２５２（Ｐ２０１０−７７２５２）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
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