セメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法
【課題】セメント製造設備から排出されるダイオキシン類、ＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量を低減可能で、燃料の節約も図れるセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法を提供する。
【解決手段】ダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体を、セメント製造設備内で１００℃以上の高温ガスに接触させ、有機塩素化合物を分離または熱分解する。次に粉体を濾過し、高温ガス中の有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる。次に、その吸着粉をクリンカの焼成燃料の一部とすることで、吸着された有機塩素化合物を熱分解する。その結果、セメント製造設備から排出される有機塩素化合物の排出量をさらに低減できる。しかも、焼成燃料が節約できる。
【解決手段】ダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体を、セメント製造設備内で１００℃以上の高温ガスに接触させ、有機塩素化合物を分離または熱分解する。次に粉体を濾過し、高温ガス中の有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる。次に、その吸着粉をクリンカの焼成燃料の一部とすることで、吸着された有機塩素化合物を熱分解する。その結果、セメント製造設備から排出される有機塩素化合物の排出量をさらに低減できる。しかも、焼成燃料が節約できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法、詳しくはセメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を吸着して熱分解し、その排出量を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン（ＰＣＤＤｓ）は、ポリ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン（Ｐｏｌｙ ｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ−ｐ−ｄｉｏｘｉｎ）の略称で、有機塩素化合物の一種である。このダイオキシンに類似したものに、ポリ・クロロ・ジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ：Ｐｏｌｙ ｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ−ｆｕｒａｎ）が知られている。
特に、ＰＣＤＤｓの四塩化物（Ｔ４ＣＤＤｓ）であるテトラ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン（Ｔｅｔｒａ ｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ−ｐ−ｄｉｏｘｉｎ）に属して、２，３，７，８の位置に塩素を持った２，３，７，８−Ｔ４ＣＤＤは猛毒である。
２，３，７，８−テトラクロロ体は、トリクロロフェノール、２，４，５−トリクロロフェノキシ酢酸製造時の副産物として得られ、そしてジベンゾ−Ｐ−ジオキシンの塩素化により得られる。融点は３０６〜３０７℃である。
【０００３】
また、人体に有害とされる別の有機塩素化合物として、例えばＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）が知られている。ＰＣＢは、化学的安定性、絶縁性、不燃性、粘着性に優れており、発電所、鉄道、ビルなどの電気設備に搭載されるトランス、コンデンサの絶縁油として利用されてきた。しかしながら、ダイオキシンと同等の毒性を有するコプラナーＰＣＢを含んでいる。そのため、１９７４年に法律でＰＣＢの製造、流通および新規の使用が禁止されるに至った。
【０００４】
ＰＣＢの処理方法としては、例えば、ＰＣＢを高温で熱処理する焼却処理方法、ＰＣＢを脱塩素化処理する脱塩素化分解法、超臨界水を使用してＰＣＢを二酸化炭素と水とに分解する超臨界水酸化分解法などが開発されている。このうちの焼却処理方法では、ＰＣＢの熱処理ガスを冷却する際、ダイオキシン類が合成されてしまうことが懸念されている。
【０００５】
そこで、これらを解消する従来技術として、例えば特許文献１および特許文献２が知られている。
特許文献１は、セメント製造設備の排ガスを集塵機に供給し、有機塩素化合物を含む集塵ダストを捕集し、この捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、セメント製造設備の８００℃以上の高温部に投入する方法を示している。ダイオキシン類は８００℃前後で熱分解されるため、この方法により、ダイオキシン類を効率的に分解して無害化することができる。
また、集塵機から排出され、煙道より大気開放される脱塵ガス中にも、気化した有機塩素化合物が若干量含まれている。この対策として、特許文献１では、脱塵ガス中のダイオキシン濃度を低下させる方法が記載されている。これは、セメント製造設備のうち、温度が３０〜４００℃の地点（低温部）から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法である。すなわち、低温部から導出された排ガスは、セメント製造設備の高温部からの排ガスに比べて、有機塩素化合物が濃縮（低温濃縮）されている。その結果、このように有機塩素化合物が高濃度になった集塵ダストを集塵処理により除去すれば、脱塵ガス中のダイオキシン類の濃度は低下するというものである。
【０００６】
特許文献２は、外部からセメント工場に運び込まれたＰＣＢ含有物を、ロータリーキルン内に投入し、これをセメントクリンカを焼成するときの熱（１０００℃以上）により加熱してＰＣＢを熱分解し、この熱分解時に発生した排ガスをロータリーキルン外に導出した後、２０℃／秒以上の冷却速度で急冷する方法を示している。排ガスを２０℃／秒以上で冷却することにより、ダイオキシン類の合成量が増加する温度領域を短時間で通過する。その結果、ダイオキシン類の発生を防ぎながら、ＰＣＢを分解することができる。
【特許文献１】特開２００４−２４４３０８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、特許文献１によれば、排ガスを集塵機に通して捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、通常運転時に８００℃以上となるセメント製造設備の高温部に投入し、集塵ダストに吸着されたダイオキシン類を熱分解していた。その際、煙道から大気開放される脱塵ガス（集塵機通過ガス）中の有機塩素化合物の対策として、セメント製造設備のうち、温度が３０〜４００℃の地点（低温部）から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法が採用されていた。しかしながら、この対策では、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類を十分に低減させることができなかった。
【０００８】
一方、特許文献２は、セメント製造設備の系外（外部）から搬入されたＰＣＢ含有物を、ロータリーキルン内で１０００℃以上に加熱して熱分解させるものであった。しかしながら、この方法では、セメント製造設備内で発生したＰＣＢを除去することができなかった。
【０００９】
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、まず、セメント製造設備内に存在し、かつダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体（集塵ダストなど）を、セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、この粉体から有機塩素化合物を分離（気化）または分解する。次に、この分離した有機塩素化合物を含んだ高温ガスを、有機塩素化合物の吸着機能を有する吸着粉に吸着させ、この吸着済みの吸着粉を焼成燃料に使用し、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解するようにすれば、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができるとともに、焼成用の燃料の節約を図ることができることを知見し、この発明を完成させた。
【００１０】
この発明は、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量を低減させることができ、しかも燃料の節約を図ることができるセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法およびそのセメント製造設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、セメント原料からセメントクリンカを焼成するセメント製造設備内において、有機塩素化合物を含む粉体を、前記セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、前記粉体から有機塩素化合物を分離または分解する有機物除去工程と、前記粉体が接触した高温ガス中から、前記有機塩素化合物が分離または分解された粉体を捕集して除去する粉体除去工程と、該粉体が除去され、かつ前記有機塩素化合物を含む高温ガスを吸着粉と接触させ、該吸着粉に有機塩素化合物を吸着させる有機物吸着工程と、該有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、前記セメントクリンカの焼成時の燃料に使用することで、前記吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたことを特徴とするセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、セメント製造設備内に存在し、かつダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体を、セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させる。これにより、粉体から有機塩素化合物が分離（気化）したり、有機塩素化合物が分解する（有機物除去工程）。
その後、粉体が接触された高温ガス中から、有機塩素化合物が分離または分解された粉体を、捕集により除去する（粉体除去工程）。それから、こうして分離された高温ガスを吸着粉に接触させ、高温ガス中の有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる（有機物吸着工程）。次に、有機塩素化合物を吸着した吸着粉を焼成燃料として使用し、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する（分解工程）。
これにより、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
【００１３】
有機塩素化合物としては、例えばダイオキシン類（前駆体を含む）、ＰＣＢなどに代表される残留有機塩素化合物などを採用することができる。
【００１４】
ダイオキシン類の粉体からの分離温度は、１００℃以上である。また、ダイオキシン類の分解温度は、８００℃以上である。ＰＣＢの粉体からの分離温度は、１００℃以上である。ＰＣＢの分解温度は、８００℃以上である。
吸着粉は、排ガス中のダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を吸着可能な粉体であれば限定されない。ただし、有機塩素化合物の吸着性が高い多孔質の粉体が好ましい。例えば石炭微粉末、オイルコークス微粉末、活性炭微粉末などを採用することができる。
吸着粉は、ＢＥＴ比表面積が大きいほどよい。０．１ｍ２／ｇ未満では、現実的な吸着性能は得られない。ＢＥＴ比表面積が大きい吸着粉を使用することが、集塵機の負担を小さくすることができる。
【００１５】
高温ガスとしては、例えば、セメント製造設備がロータリーキルンおよびプレヒータを有するものの場合、焼成時にプレヒータの上部から排出される排ガス（２５０〜４００℃）を採用することができる。その他、クリンカクーラから排出される排ガス（２５０〜１０００℃）などを採用することができる。
高温ガス中への吸着粉の供給量は多いほどよい。しかしながら、多すぎると除塵設備への負担が増す。期待する濃度以下になるように吸着粉のＢＥＴ比表面積に応じて変更する。
【００１６】
高温ガスの温度は、１００℃以上であれば限定されない。１００℃未満では有機塩素化合物が飛び散らない。効率を考慮すれば２００℃以上が好ましい。
吸着粉を高温ガスに接触させる方法は限定されない。例えば、高温ガスの配管の途中に、吸着粉の投入口を形成する方法などを採用することができる。吸着粉投入機としては、スクリューフィーダなどを採用することができる。
セメント製造設備としては、例えばロータリーキルンを焼成装置としたものを採用することができる。また、プレヒータ、仮焼炉およびロータリーキルンを有するものなどを採用してもよい。ただし、セメント製造設備は、これらの構造に限定されない。
【００１７】
高温ガス中から粉体を捕集する方法としては、例えば、集塵機による捕集を採用することができる。ここでの集塵機としては、例えば電気集塵機、バグフィルタなどを採用することができる。
有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、セメントクリンカの焼成時の燃料に使用する方法としては、例えば、ロータリーキルンの燃焼バーナの燃料として、燃焼バーナの燃料投入口から投入することができる。この場合、バーナーフレーム（１５００℃以上）の熱により、有機塩素化合物が瞬間的に分解される。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記粉体は、前記セメント製造設備内で集塵機により捕集された集塵ダストであることを特徴とする請求項１に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
集塵機としては、例えば電気集塵機、バグフィルタなどを採用することができる。
ここで利用される集塵ダストは、集塵機から排出された集塵ダストの全部でもよいし、一部でもよい。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記高温ガスは、前記セメントクリンカの焼成時にプレヒータの上部から排出される排ガスであることを特徴とする請求項２または請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、プレヒータの上部から排出された排ガス（２５０〜４００℃）に、有機塩素化合物を含む粉体を接触させる。これにより、粉体に吸着された有機塩素化合物を、粉体から分離したり、分解させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記吸着粉は、前記セメントクリンカの焼成用の燃料である石炭微粉末、オイルコークス微粉末のうち、何れか１つであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００２２】
吸着粉は、石炭微粉末でもよいし、オイルコークス微粉末でもよい。また、石炭微粉末とオイルコークス微粉末との両方でもよい。
石炭微粉末のＢＥＴ比表面積は大きいほどよい。０．１ｍ２／ｇ未満では、現実的な吸着性能は得られない。
オイルコークス微粉末のＢＥＴ比表面積は大きいほどよい。０．１ｍ２／ｇ未満では、現実的な吸着性能は得られない。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、前記粉体除去工程で除去された粉体を、前記焼成用のセメント原料を粉砕する原料ミルに投入することを特徴とする請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、有機塩素化合物が除去され、高温ガス中から捕集された粉体は、原料ミルに投入されてセメント原料の一部となる。これにより、セメント原料の節約を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載された発明によれば、ダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体を、セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、粉体から有機塩素化合物を分離させたり、熱分解する。その後、高温ガス中から粉体を捕集により除去後、有機塩素化合物を含む高温ガスを吸着粉に接触させ、有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる。そして、有機塩素化合物を含む吸着粉をセメントクリンカの焼成燃料の一部として利用することで、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を熱分解する。その結果、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１において、１０はこの発明の実施例１に係るセメント製造設備からの排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント焼成設備である。このセメント焼成設備１０は、セメント原料を粉砕する原料工程部と、粉砕されたセメント原料を焼成する焼成工程部とを有している。
【００２８】
原料工程部は、セメント原料としての石灰石、粘土、珪石および鉄原料を個別に貯蔵する原料貯蔵庫１１と、セメント原料を加熱して乾燥する原料ドライヤ１２と、セメント原料を粉砕する原料ミル１３と、原料ドライヤ１２および原料ミル１３から排出された有機塩素化合物を含むダストを捕集する第１の電気集塵機（集塵機）Ｂ１と、原料ミル１３により粉砕されたセメント原料をいったん貯蔵する貯蔵サイロ１４とを備えている。
【００２９】
原料貯蔵庫１１に貯蔵されたセメント原料は、原料供給管１１８を通して原料ミル１３の回転ドラム内に投入される。ただし、粘土などの一部のセメント原料は、原料供給設備１３１を経て原料ドライヤ１２に投入される。この一部のセメント原料は、ここで乾燥された後、乾燥原料排出設備１３２を通して、原料ミル１３に投入される。原料ミル１３の回転ドラムには、多数の金属ボールが収納されている。回転ドラムを回転させながらセメント原料を連続的に投入することで、およそ粒度９０μｍに粉砕されたセメント原料粉が得られる。粉砕されたセメント原料は、粉砕原料輸送設備１２１を介して、貯蔵サイロ１４に投入される。
【００３０】
原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、後述するプレヒータ１６の上部から排出された３５０℃の高温の排ガス（高温ガス）が、下流側部が二股となった排ガスダクト２１を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ１２の内部温度は約３００℃、原料ミル１３の内部温度は約１００℃以上に保持されている。排ガスダクト２１の上流部には、ファンＦ１が設けられている。
原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、各内部からの排ガスを煙突１３０を介して大気開放する煙道１２９のうち、二股となった上流側部の各端部が連結されている。煙道１２９の下流側部の途中には、内部温度が９０℃の前記電気集塵機Ｂ１が設けられている。また、煙道１２９には、その二股となった上流側部の原料ミル１３側にファンＦ２が設けられるとともに、電気集塵機Ｂ１と煙突１３０との間の部分にファンＦ３が設けられている。
【００３１】
前記排ガスダクト２１のうち、二股の分岐部とファンＦ１との間の部分には、後述する石炭ミル５０の石炭投入口に先端部が連結された排ガス分岐管１５０の元部が連結されている。排ガス分岐管１５０の上流部には、ダスト投入口１５０ａが形成されている。プレヒータ１６の上部からの排ガスは３５０℃程度で、その熱により、排ガス中に含まれるダストと有機塩素化合物とは分離されている。
ダスト投入口１５０ａには、前記電気集塵機Ｂ１により捕集され、かつダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む集塵ダスト（粉体）の一部が、下流部が二股になったダスト配送管１２３を通して投入される。具体的には、ダスト配送管１２３の下流部のうち、二股部分の一方を構成する枝管を通して、集塵ダストの一部がダスト投入口１５０ａ内に投入される。また、集塵ダストの残り部分は、ダスト配送管１２３の下流部のうち、二股部分の他方を構成する枝管を通して、原料ミル１３に供給される。
【００３２】
排ガス分岐管１５０の管内では、ダスト投入口１５０ａからの集塵ダストが３５０℃の排ガスに接触する。これにより、集塵ダストに含まれた有機塩素化合物が気化して分離されたり、有機塩素化合物が熱分解される。
排ガス分岐管１５０のうち、ダスト投入口１５０ａより若干下流部分には、排ガス中から有機塩素化合物を含まない集塵ダストを捕集する第２の電気集塵機Ｂ２が設けられている。第２の電気集塵機Ｂ２により捕集された集塵ダスト（有機塩素化合物は除去）は、有機除去ダスト管１５１を通って原料ミル１３に投入される。
【００３３】
また、排ガス分岐管１５０のうち、第２の電気集塵機Ｂ２より若干下流部分には、ファンＦ４が設けられている。このファンＦ４の負圧力により、排ガスダクト２１を流れる高温の排ガスの一部が排ガス分岐管１５０に流れ込むとともに、第１の電気集塵機Ｂ１により捕集された有機塩素化合物を含む集塵ダストが、ダスト投入口１５０ａから排ガス分岐管１５０の管内に流れ込む。しかも、ファンＦ４の負圧力により、第２の電気集塵機Ｂ２を通過した有機塩素化合物を含む脱塵ガスが、前記石炭ミル５０に流れ込む。
【００３４】
焼成工程部は、上部から投入されるセメント原料を下降するほど徐々に高温に加熱する多段式のサイクロン１５を備えたプレヒータ１６と、燃焼バーナを有する仮焼炉と、窯尻部にプレヒータ１６の最下段部が連結され、燃焼バーナ１７を有してセメント原料からセメントクリンカを得る乾式のロータリーキルン１８と、ロータリーキルン１８の窯前から排出されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ１９と、得られたセメントクリンカを、いったん貯蔵する図示しないクリンカサイロと、クリンカサイロから排出されたダストを捕集する同じく図示しない第２の集塵機とを備えている。
【００３５】
プレヒータ１６では、原料粉輸送設備１６５を介して、貯蔵サイロ１４から投入された粉砕原料がロータリーキルン１８内で焼成され易いように、上下５段のサイクロン１５を上側より順次通過しながら所定温度（９００℃）まで加熱される。
ロータリーキルン１８には、１００ｔ／ｈでセメントクリンカを生産するものが採用されている。ロータリーキルン１８内で、石炭ミル５０により粉砕された石炭微粉末を燃料とする燃焼バーナ１７からの炎の熱で、セメント原料が焼成される。
すなわち、焼成工程部では、貯蔵サイロ１４からのセメント原料が、プレヒータ１６の各サイクロン１５および仮焼炉を流下中に仮焼され、その後、プレヒータ１６の下段部からロータリーキルン１８の窯尻部に投入される。ここで、セメント原料はキルンシェルの回転に伴って周方向に回転しながら、燃焼バーナ１７によるバーナ加熱により、セメントクリンカが焼成される。得られたセメントクリンカは、クリンカクーラ１９により冷却される。
【００３６】
石炭ミル５０は、多数の金属ボールが収納された回転ドラムを有している。回転ドラム内に、石炭投入口を通して石炭と、前記第２の電気集塵機Ｂ２を通過した有機塩素化合物を含む脱塵ガスとをそれぞれ連続的に投入する。これにより、有機塩素化合物が吸着された石炭微粉末（吸着粉）が得られる。石炭微粉末は、微粉炭配送管１５２を通して、ロータリーキルン１８の窯前部に設けられた燃焼バーナ１７に連続的に投入される。石炭微粉末の燃料投入口からの投入量は、脱塵ガス１ｍ３当たり５００〜９００ｇである。石炭微粉末に代えて、オイルコークス微粉末を採用してもよい。
【００３７】
次に、実施例１のセメント製造設備１０の内部（系内）で行われる排ガス中の有機塩素化合物低減方法を説明する。
図１に示すように、原料貯蔵庫１１内の各セメント原料は、原料供給管１１８を通して原料ミル１３に投入される。ただし、粘土などの含水量が高い一部のセメント原料は原料供給設備１３１を経て原料ドライヤ１２に投入される。この一部のセメント原料は、高温の原料ドライヤ１２内で加熱乾燥され、その後、乾燥原料排出設備１３２を経て原料ミル１３に投入される。原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、プレヒータ１６の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト２１を通してそれぞれ供給されている。原料ミル１３では、原料ドライヤ１２から供給された乾燥原料を含む全てのセメント原料が７５℃程度に加熱されながら、多数の金属ボールにより、セメント原料が平均粒度１０〜３０μｍに粉砕される。粉砕されたセメント原料は、粉砕原料輸送設備１２１を通って貯蔵サイロ１４に投入される。
【００３８】
原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、プレヒータ１６の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト２１を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ１２の内部温度は約３００℃、原料ミル１３の内部温度は１００℃以上となっている。原料ドライヤ１２および原料ミル１３を通過したダストを含む排ガスは、原料ドライヤ１２および原料ミル１３内で熱を奪われ、電気集塵機Ｂ１の入り口ガス温度は、９０℃となっている。そのため、排ガス中の有機塩素化合物の多くは、ダストに吸着される。
前述したように、原料ドライヤ１２および原料ミル１３の各内部は、例えばダイオキシン類が気化し易い３００℃前後に維持されている。そのため、セメント原料の一部（例えば粘土）として、ダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物、その他、有機物および塩素などを含む廃棄物（都市ごみおよび焼却灰など）を混入した場合、原料ドライヤ１２および原料ミル１３内で、有機塩素化合物が気化される。
【００３９】
原料ドライヤ１２および原料ミル１３からの有機塩素化合物を含むダストは、電気集塵機（集塵機）Ｂ１により捕集され、その集塵ダストは、その一部がダスト配送管１２３のうち、二股部分の一方を構成する枝管とダスト投入口１５０ａとを通過し、排ガス分岐管１５０の管内に流れ込む。また、集塵ダストの残り部分は、ダスト配送管１２３の下流部のうち、二股部分の他方を構成する枝管を通して、原料ミル１３に投入される。その後、集塵ダストの残り部分は、原料ミル１３内で粉砕されたセメント原料とともに、粉砕原料輸送設備１２１を通って貯蔵サイロ１４にいったん貯蔵される。
【００４０】
前記排ガス分岐管１５０の管内に流入した有機塩素化合物を含む集塵ダストは、この管内を通過する約３００℃のプレヒータ１６の上部からの排ガスに接触する。これにより、集塵ダストに含まれた有機塩素化合物が気化して分離されたり、この有機塩素化合物が熱分解される。その結果、排ガス分岐管１５０のうち、ダスト投入口１５０ａより下流部では、有機塩素化合物および集塵ダストが分離した状態で混在する排ガスが流れている。
その後、これらが混在した排ガスは、第２の電気集塵機Ｂ２に吸引される。ここで、排ガス中から有機塩素化合物を含まない集塵ダストだけが捕集（濾過）される。
【００４１】
第２の電気集塵機Ｂ２により捕集された有機塩素化合物が除去された集塵ダストは、有機除去ダスト管１５１を通って原料ミル１３に投入される。一方、第２の電気集塵機Ｂ２を通過した有機塩素化合物を含む脱塵ガスは、排ガス分岐管１５０を通って石炭ミル５０に流れ込む。ミルとしては、竪ミルでも横型ボールミルでも同じ効果が得られる。その結果、粉砕中の石炭に有機塩素化合物が吸着される。これにより、有機塩素化合物（ダイオキシン類およびＰＣＢなど）が吸着された石炭微粉末が作製される。
【００４２】
得られた石炭微粉末は、微粉炭配送管１５２を通して、ロータリーキルン１８の窯前部に設けられた燃焼バーナ１７に連続的に投入され、バーナ加熱によりセメントクリンカが焼成される。このとき、石炭微粉末に含まれた有機塩素化合物が熱分解される。その結果、セメント製造設備１０から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量を従来に比べてより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
【００４３】
ここで、実施例１のセメント製造設備１０を使用して、大気開放される排ガス中の有機塩素化合物の減少率（加熱原料使用原単位；５０ｋｇ／ｔ．ｃｌｉのとき）を調査した結果を報告する。
すなわち、セメント製造設備１０を用いることで、脱塵ガス中から、ＰＣＢ９５重量％、アセトアルデヒドは９９重量％以上、メチルアルコールは９９重量％以上、クロロフェノール１００重量％、プロパノールは９９重量％以上およびアセトンは９９重量％以上、ベンゼンは９９重量％以上、トルエンは９９重量％以上それぞれ除去することができた。これらは、脱塵９９重量％以上ガス中から除去されなければならない代表的な有害物質である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施例１に係るセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント焼成設備の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ セメント製造設備、
１３ 原料ミル、
１６ プレヒータ、
１８ ロータリーキルン、
Ｂ１ 第１の電気集塵機（集塵機）、
Ｂ２ 第２の電気集塵機（集塵機）。
【技術分野】
【０００１】
この発明はセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法、詳しくはセメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を吸着して熱分解し、その排出量を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン（ＰＣＤＤｓ）は、ポリ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン（Ｐｏｌｙ ｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ−ｐ−ｄｉｏｘｉｎ）の略称で、有機塩素化合物の一種である。このダイオキシンに類似したものに、ポリ・クロロ・ジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ：Ｐｏｌｙ ｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ−ｆｕｒａｎ）が知られている。
特に、ＰＣＤＤｓの四塩化物（Ｔ４ＣＤＤｓ）であるテトラ・クロロ・ジベンゾ・パラ・ダイオキシン（Ｔｅｔｒａ ｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ−ｐ−ｄｉｏｘｉｎ）に属して、２，３，７，８の位置に塩素を持った２，３，７，８−Ｔ４ＣＤＤは猛毒である。
２，３，７，８−テトラクロロ体は、トリクロロフェノール、２，４，５−トリクロロフェノキシ酢酸製造時の副産物として得られ、そしてジベンゾ−Ｐ−ジオキシンの塩素化により得られる。融点は３０６〜３０７℃である。
【０００３】
また、人体に有害とされる別の有機塩素化合物として、例えばＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）が知られている。ＰＣＢは、化学的安定性、絶縁性、不燃性、粘着性に優れており、発電所、鉄道、ビルなどの電気設備に搭載されるトランス、コンデンサの絶縁油として利用されてきた。しかしながら、ダイオキシンと同等の毒性を有するコプラナーＰＣＢを含んでいる。そのため、１９７４年に法律でＰＣＢの製造、流通および新規の使用が禁止されるに至った。
【０００４】
ＰＣＢの処理方法としては、例えば、ＰＣＢを高温で熱処理する焼却処理方法、ＰＣＢを脱塩素化処理する脱塩素化分解法、超臨界水を使用してＰＣＢを二酸化炭素と水とに分解する超臨界水酸化分解法などが開発されている。このうちの焼却処理方法では、ＰＣＢの熱処理ガスを冷却する際、ダイオキシン類が合成されてしまうことが懸念されている。
【０００５】
そこで、これらを解消する従来技術として、例えば特許文献１および特許文献２が知られている。
特許文献１は、セメント製造設備の排ガスを集塵機に供給し、有機塩素化合物を含む集塵ダストを捕集し、この捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、セメント製造設備の８００℃以上の高温部に投入する方法を示している。ダイオキシン類は８００℃前後で熱分解されるため、この方法により、ダイオキシン類を効率的に分解して無害化することができる。
また、集塵機から排出され、煙道より大気開放される脱塵ガス中にも、気化した有機塩素化合物が若干量含まれている。この対策として、特許文献１では、脱塵ガス中のダイオキシン濃度を低下させる方法が記載されている。これは、セメント製造設備のうち、温度が３０〜４００℃の地点（低温部）から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法である。すなわち、低温部から導出された排ガスは、セメント製造設備の高温部からの排ガスに比べて、有機塩素化合物が濃縮（低温濃縮）されている。その結果、このように有機塩素化合物が高濃度になった集塵ダストを集塵処理により除去すれば、脱塵ガス中のダイオキシン類の濃度は低下するというものである。
【０００６】
特許文献２は、外部からセメント工場に運び込まれたＰＣＢ含有物を、ロータリーキルン内に投入し、これをセメントクリンカを焼成するときの熱（１０００℃以上）により加熱してＰＣＢを熱分解し、この熱分解時に発生した排ガスをロータリーキルン外に導出した後、２０℃／秒以上の冷却速度で急冷する方法を示している。排ガスを２０℃／秒以上で冷却することにより、ダイオキシン類の合成量が増加する温度領域を短時間で通過する。その結果、ダイオキシン類の発生を防ぎながら、ＰＣＢを分解することができる。
【特許文献１】特開２００４−２４４３０８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、特許文献１によれば、排ガスを集塵機に通して捕集された集塵ダストの少なくとも一部を、通常運転時に８００℃以上となるセメント製造設備の高温部に投入し、集塵ダストに吸着されたダイオキシン類を熱分解していた。その際、煙道から大気開放される脱塵ガス（集塵機通過ガス）中の有機塩素化合物の対策として、セメント製造設備のうち、温度が３０〜４００℃の地点（低温部）から排ガスを引き出し、これを集塵機に供給するという方法が採用されていた。しかしながら、この対策では、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類を十分に低減させることができなかった。
【０００８】
一方、特許文献２は、セメント製造設備の系外（外部）から搬入されたＰＣＢ含有物を、ロータリーキルン内で１０００℃以上に加熱して熱分解させるものであった。しかしながら、この方法では、セメント製造設備内で発生したＰＣＢを除去することができなかった。
【０００９】
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、まず、セメント製造設備内に存在し、かつダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体（集塵ダストなど）を、セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、この粉体から有機塩素化合物を分離（気化）または分解する。次に、この分離した有機塩素化合物を含んだ高温ガスを、有機塩素化合物の吸着機能を有する吸着粉に吸着させ、この吸着済みの吸着粉を焼成燃料に使用し、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解するようにすれば、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができるとともに、焼成用の燃料の節約を図ることができることを知見し、この発明を完成させた。
【００１０】
この発明は、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量を低減させることができ、しかも燃料の節約を図ることができるセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法およびそのセメント製造設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、セメント原料からセメントクリンカを焼成するセメント製造設備内において、有機塩素化合物を含む粉体を、前記セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、前記粉体から有機塩素化合物を分離または分解する有機物除去工程と、前記粉体が接触した高温ガス中から、前記有機塩素化合物が分離または分解された粉体を捕集して除去する粉体除去工程と、該粉体が除去され、かつ前記有機塩素化合物を含む高温ガスを吸着粉と接触させ、該吸着粉に有機塩素化合物を吸着させる有機物吸着工程と、該有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、前記セメントクリンカの焼成時の燃料に使用することで、前記吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたことを特徴とするセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、セメント製造設備内に存在し、かつダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体を、セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させる。これにより、粉体から有機塩素化合物が分離（気化）したり、有機塩素化合物が分解する（有機物除去工程）。
その後、粉体が接触された高温ガス中から、有機塩素化合物が分離または分解された粉体を、捕集により除去する（粉体除去工程）。それから、こうして分離された高温ガスを吸着粉に接触させ、高温ガス中の有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる（有機物吸着工程）。次に、有機塩素化合物を吸着した吸着粉を焼成燃料として使用し、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する（分解工程）。
これにより、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
【００１３】
有機塩素化合物としては、例えばダイオキシン類（前駆体を含む）、ＰＣＢなどに代表される残留有機塩素化合物などを採用することができる。
【００１４】
ダイオキシン類の粉体からの分離温度は、１００℃以上である。また、ダイオキシン類の分解温度は、８００℃以上である。ＰＣＢの粉体からの分離温度は、１００℃以上である。ＰＣＢの分解温度は、８００℃以上である。
吸着粉は、排ガス中のダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を吸着可能な粉体であれば限定されない。ただし、有機塩素化合物の吸着性が高い多孔質の粉体が好ましい。例えば石炭微粉末、オイルコークス微粉末、活性炭微粉末などを採用することができる。
吸着粉は、ＢＥＴ比表面積が大きいほどよい。０．１ｍ２／ｇ未満では、現実的な吸着性能は得られない。ＢＥＴ比表面積が大きい吸着粉を使用することが、集塵機の負担を小さくすることができる。
【００１５】
高温ガスとしては、例えば、セメント製造設備がロータリーキルンおよびプレヒータを有するものの場合、焼成時にプレヒータの上部から排出される排ガス（２５０〜４００℃）を採用することができる。その他、クリンカクーラから排出される排ガス（２５０〜１０００℃）などを採用することができる。
高温ガス中への吸着粉の供給量は多いほどよい。しかしながら、多すぎると除塵設備への負担が増す。期待する濃度以下になるように吸着粉のＢＥＴ比表面積に応じて変更する。
【００１６】
高温ガスの温度は、１００℃以上であれば限定されない。１００℃未満では有機塩素化合物が飛び散らない。効率を考慮すれば２００℃以上が好ましい。
吸着粉を高温ガスに接触させる方法は限定されない。例えば、高温ガスの配管の途中に、吸着粉の投入口を形成する方法などを採用することができる。吸着粉投入機としては、スクリューフィーダなどを採用することができる。
セメント製造設備としては、例えばロータリーキルンを焼成装置としたものを採用することができる。また、プレヒータ、仮焼炉およびロータリーキルンを有するものなどを採用してもよい。ただし、セメント製造設備は、これらの構造に限定されない。
【００１７】
高温ガス中から粉体を捕集する方法としては、例えば、集塵機による捕集を採用することができる。ここでの集塵機としては、例えば電気集塵機、バグフィルタなどを採用することができる。
有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、セメントクリンカの焼成時の燃料に使用する方法としては、例えば、ロータリーキルンの燃焼バーナの燃料として、燃焼バーナの燃料投入口から投入することができる。この場合、バーナーフレーム（１５００℃以上）の熱により、有機塩素化合物が瞬間的に分解される。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記粉体は、前記セメント製造設備内で集塵機により捕集された集塵ダストであることを特徴とする請求項１に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
集塵機としては、例えば電気集塵機、バグフィルタなどを採用することができる。
ここで利用される集塵ダストは、集塵機から排出された集塵ダストの全部でもよいし、一部でもよい。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記高温ガスは、前記セメントクリンカの焼成時にプレヒータの上部から排出される排ガスであることを特徴とする請求項２または請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、プレヒータの上部から排出された排ガス（２５０〜４００℃）に、有機塩素化合物を含む粉体を接触させる。これにより、粉体に吸着された有機塩素化合物を、粉体から分離したり、分解させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記吸着粉は、前記セメントクリンカの焼成用の燃料である石炭微粉末、オイルコークス微粉末のうち、何れか１つであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００２２】
吸着粉は、石炭微粉末でもよいし、オイルコークス微粉末でもよい。また、石炭微粉末とオイルコークス微粉末との両方でもよい。
石炭微粉末のＢＥＴ比表面積は大きいほどよい。０．１ｍ２／ｇ未満では、現実的な吸着性能は得られない。
オイルコークス微粉末のＢＥＴ比表面積は大きいほどよい。０．１ｍ２／ｇ未満では、現実的な吸着性能は得られない。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、前記粉体除去工程で除去された粉体を、前記焼成用のセメント原料を粉砕する原料ミルに投入することを特徴とする請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法である。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、有機塩素化合物が除去され、高温ガス中から捕集された粉体は、原料ミルに投入されてセメント原料の一部となる。これにより、セメント原料の節約を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載された発明によれば、ダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む粉体を、セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、粉体から有機塩素化合物を分離させたり、熱分解する。その後、高温ガス中から粉体を捕集により除去後、有機塩素化合物を含む高温ガスを吸着粉に接触させ、有機塩素化合物を吸着粉に吸着させる。そして、有機塩素化合物を含む吸着粉をセメントクリンカの焼成燃料の一部として利用することで、吸着粉に吸着された有機塩素化合物を熱分解する。その結果、セメント製造設備から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量をより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１において、１０はこの発明の実施例１に係るセメント製造設備からの排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント焼成設備である。このセメント焼成設備１０は、セメント原料を粉砕する原料工程部と、粉砕されたセメント原料を焼成する焼成工程部とを有している。
【００２８】
原料工程部は、セメント原料としての石灰石、粘土、珪石および鉄原料を個別に貯蔵する原料貯蔵庫１１と、セメント原料を加熱して乾燥する原料ドライヤ１２と、セメント原料を粉砕する原料ミル１３と、原料ドライヤ１２および原料ミル１３から排出された有機塩素化合物を含むダストを捕集する第１の電気集塵機（集塵機）Ｂ１と、原料ミル１３により粉砕されたセメント原料をいったん貯蔵する貯蔵サイロ１４とを備えている。
【００２９】
原料貯蔵庫１１に貯蔵されたセメント原料は、原料供給管１１８を通して原料ミル１３の回転ドラム内に投入される。ただし、粘土などの一部のセメント原料は、原料供給設備１３１を経て原料ドライヤ１２に投入される。この一部のセメント原料は、ここで乾燥された後、乾燥原料排出設備１３２を通して、原料ミル１３に投入される。原料ミル１３の回転ドラムには、多数の金属ボールが収納されている。回転ドラムを回転させながらセメント原料を連続的に投入することで、およそ粒度９０μｍに粉砕されたセメント原料粉が得られる。粉砕されたセメント原料は、粉砕原料輸送設備１２１を介して、貯蔵サイロ１４に投入される。
【００３０】
原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、後述するプレヒータ１６の上部から排出された３５０℃の高温の排ガス（高温ガス）が、下流側部が二股となった排ガスダクト２１を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ１２の内部温度は約３００℃、原料ミル１３の内部温度は約１００℃以上に保持されている。排ガスダクト２１の上流部には、ファンＦ１が設けられている。
原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、各内部からの排ガスを煙突１３０を介して大気開放する煙道１２９のうち、二股となった上流側部の各端部が連結されている。煙道１２９の下流側部の途中には、内部温度が９０℃の前記電気集塵機Ｂ１が設けられている。また、煙道１２９には、その二股となった上流側部の原料ミル１３側にファンＦ２が設けられるとともに、電気集塵機Ｂ１と煙突１３０との間の部分にファンＦ３が設けられている。
【００３１】
前記排ガスダクト２１のうち、二股の分岐部とファンＦ１との間の部分には、後述する石炭ミル５０の石炭投入口に先端部が連結された排ガス分岐管１５０の元部が連結されている。排ガス分岐管１５０の上流部には、ダスト投入口１５０ａが形成されている。プレヒータ１６の上部からの排ガスは３５０℃程度で、その熱により、排ガス中に含まれるダストと有機塩素化合物とは分離されている。
ダスト投入口１５０ａには、前記電気集塵機Ｂ１により捕集され、かつダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物を含む集塵ダスト（粉体）の一部が、下流部が二股になったダスト配送管１２３を通して投入される。具体的には、ダスト配送管１２３の下流部のうち、二股部分の一方を構成する枝管を通して、集塵ダストの一部がダスト投入口１５０ａ内に投入される。また、集塵ダストの残り部分は、ダスト配送管１２３の下流部のうち、二股部分の他方を構成する枝管を通して、原料ミル１３に供給される。
【００３２】
排ガス分岐管１５０の管内では、ダスト投入口１５０ａからの集塵ダストが３５０℃の排ガスに接触する。これにより、集塵ダストに含まれた有機塩素化合物が気化して分離されたり、有機塩素化合物が熱分解される。
排ガス分岐管１５０のうち、ダスト投入口１５０ａより若干下流部分には、排ガス中から有機塩素化合物を含まない集塵ダストを捕集する第２の電気集塵機Ｂ２が設けられている。第２の電気集塵機Ｂ２により捕集された集塵ダスト（有機塩素化合物は除去）は、有機除去ダスト管１５１を通って原料ミル１３に投入される。
【００３３】
また、排ガス分岐管１５０のうち、第２の電気集塵機Ｂ２より若干下流部分には、ファンＦ４が設けられている。このファンＦ４の負圧力により、排ガスダクト２１を流れる高温の排ガスの一部が排ガス分岐管１５０に流れ込むとともに、第１の電気集塵機Ｂ１により捕集された有機塩素化合物を含む集塵ダストが、ダスト投入口１５０ａから排ガス分岐管１５０の管内に流れ込む。しかも、ファンＦ４の負圧力により、第２の電気集塵機Ｂ２を通過した有機塩素化合物を含む脱塵ガスが、前記石炭ミル５０に流れ込む。
【００３４】
焼成工程部は、上部から投入されるセメント原料を下降するほど徐々に高温に加熱する多段式のサイクロン１５を備えたプレヒータ１６と、燃焼バーナを有する仮焼炉と、窯尻部にプレヒータ１６の最下段部が連結され、燃焼バーナ１７を有してセメント原料からセメントクリンカを得る乾式のロータリーキルン１８と、ロータリーキルン１８の窯前から排出されたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ１９と、得られたセメントクリンカを、いったん貯蔵する図示しないクリンカサイロと、クリンカサイロから排出されたダストを捕集する同じく図示しない第２の集塵機とを備えている。
【００３５】
プレヒータ１６では、原料粉輸送設備１６５を介して、貯蔵サイロ１４から投入された粉砕原料がロータリーキルン１８内で焼成され易いように、上下５段のサイクロン１５を上側より順次通過しながら所定温度（９００℃）まで加熱される。
ロータリーキルン１８には、１００ｔ／ｈでセメントクリンカを生産するものが採用されている。ロータリーキルン１８内で、石炭ミル５０により粉砕された石炭微粉末を燃料とする燃焼バーナ１７からの炎の熱で、セメント原料が焼成される。
すなわち、焼成工程部では、貯蔵サイロ１４からのセメント原料が、プレヒータ１６の各サイクロン１５および仮焼炉を流下中に仮焼され、その後、プレヒータ１６の下段部からロータリーキルン１８の窯尻部に投入される。ここで、セメント原料はキルンシェルの回転に伴って周方向に回転しながら、燃焼バーナ１７によるバーナ加熱により、セメントクリンカが焼成される。得られたセメントクリンカは、クリンカクーラ１９により冷却される。
【００３６】
石炭ミル５０は、多数の金属ボールが収納された回転ドラムを有している。回転ドラム内に、石炭投入口を通して石炭と、前記第２の電気集塵機Ｂ２を通過した有機塩素化合物を含む脱塵ガスとをそれぞれ連続的に投入する。これにより、有機塩素化合物が吸着された石炭微粉末（吸着粉）が得られる。石炭微粉末は、微粉炭配送管１５２を通して、ロータリーキルン１８の窯前部に設けられた燃焼バーナ１７に連続的に投入される。石炭微粉末の燃料投入口からの投入量は、脱塵ガス１ｍ３当たり５００〜９００ｇである。石炭微粉末に代えて、オイルコークス微粉末を採用してもよい。
【００３７】
次に、実施例１のセメント製造設備１０の内部（系内）で行われる排ガス中の有機塩素化合物低減方法を説明する。
図１に示すように、原料貯蔵庫１１内の各セメント原料は、原料供給管１１８を通して原料ミル１３に投入される。ただし、粘土などの含水量が高い一部のセメント原料は原料供給設備１３１を経て原料ドライヤ１２に投入される。この一部のセメント原料は、高温の原料ドライヤ１２内で加熱乾燥され、その後、乾燥原料排出設備１３２を経て原料ミル１３に投入される。原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、プレヒータ１６の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト２１を通してそれぞれ供給されている。原料ミル１３では、原料ドライヤ１２から供給された乾燥原料を含む全てのセメント原料が７５℃程度に加熱されながら、多数の金属ボールにより、セメント原料が平均粒度１０〜３０μｍに粉砕される。粉砕されたセメント原料は、粉砕原料輸送設備１２１を通って貯蔵サイロ１４に投入される。
【００３８】
原料ドライヤ１２および原料ミル１３には、プレヒータ１６の上部から高温の排ガスが、排ガスダクト２１を通してそれぞれ供給されている。そのため、原料ドライヤ１２の内部温度は約３００℃、原料ミル１３の内部温度は１００℃以上となっている。原料ドライヤ１２および原料ミル１３を通過したダストを含む排ガスは、原料ドライヤ１２および原料ミル１３内で熱を奪われ、電気集塵機Ｂ１の入り口ガス温度は、９０℃となっている。そのため、排ガス中の有機塩素化合物の多くは、ダストに吸着される。
前述したように、原料ドライヤ１２および原料ミル１３の各内部は、例えばダイオキシン類が気化し易い３００℃前後に維持されている。そのため、セメント原料の一部（例えば粘土）として、ダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物、その他、有機物および塩素などを含む廃棄物（都市ごみおよび焼却灰など）を混入した場合、原料ドライヤ１２および原料ミル１３内で、有機塩素化合物が気化される。
【００３９】
原料ドライヤ１２および原料ミル１３からの有機塩素化合物を含むダストは、電気集塵機（集塵機）Ｂ１により捕集され、その集塵ダストは、その一部がダスト配送管１２３のうち、二股部分の一方を構成する枝管とダスト投入口１５０ａとを通過し、排ガス分岐管１５０の管内に流れ込む。また、集塵ダストの残り部分は、ダスト配送管１２３の下流部のうち、二股部分の他方を構成する枝管を通して、原料ミル１３に投入される。その後、集塵ダストの残り部分は、原料ミル１３内で粉砕されたセメント原料とともに、粉砕原料輸送設備１２１を通って貯蔵サイロ１４にいったん貯蔵される。
【００４０】
前記排ガス分岐管１５０の管内に流入した有機塩素化合物を含む集塵ダストは、この管内を通過する約３００℃のプレヒータ１６の上部からの排ガスに接触する。これにより、集塵ダストに含まれた有機塩素化合物が気化して分離されたり、この有機塩素化合物が熱分解される。その結果、排ガス分岐管１５０のうち、ダスト投入口１５０ａより下流部では、有機塩素化合物および集塵ダストが分離した状態で混在する排ガスが流れている。
その後、これらが混在した排ガスは、第２の電気集塵機Ｂ２に吸引される。ここで、排ガス中から有機塩素化合物を含まない集塵ダストだけが捕集（濾過）される。
【００４１】
第２の電気集塵機Ｂ２により捕集された有機塩素化合物が除去された集塵ダストは、有機除去ダスト管１５１を通って原料ミル１３に投入される。一方、第２の電気集塵機Ｂ２を通過した有機塩素化合物を含む脱塵ガスは、排ガス分岐管１５０を通って石炭ミル５０に流れ込む。ミルとしては、竪ミルでも横型ボールミルでも同じ効果が得られる。その結果、粉砕中の石炭に有機塩素化合物が吸着される。これにより、有機塩素化合物（ダイオキシン類およびＰＣＢなど）が吸着された石炭微粉末が作製される。
【００４２】
得られた石炭微粉末は、微粉炭配送管１５２を通して、ロータリーキルン１８の窯前部に設けられた燃焼バーナ１７に連続的に投入され、バーナ加熱によりセメントクリンカが焼成される。このとき、石炭微粉末に含まれた有機塩素化合物が熱分解される。その結果、セメント製造設備１０から排出されるダイオキシン類およびＰＣＢなどの有機塩素化合物の排出量を従来に比べてより以上に低減させることができる。しかも、焼成用の燃料の節約を図ることができる。
【００４３】
ここで、実施例１のセメント製造設備１０を使用して、大気開放される排ガス中の有機塩素化合物の減少率（加熱原料使用原単位；５０ｋｇ／ｔ．ｃｌｉのとき）を調査した結果を報告する。
すなわち、セメント製造設備１０を用いることで、脱塵ガス中から、ＰＣＢ９５重量％、アセトアルデヒドは９９重量％以上、メチルアルコールは９９重量％以上、クロロフェノール１００重量％、プロパノールは９９重量％以上およびアセトンは９９重量％以上、ベンゼンは９９重量％以上、トルエンは９９重量％以上それぞれ除去することができた。これらは、脱塵９９重量％以上ガス中から除去されなければならない代表的な有害物質である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施例１に係るセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法が適用されたセメント焼成設備の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ セメント製造設備、
１３ 原料ミル、
１６ プレヒータ、
１８ ロータリーキルン、
Ｂ１ 第１の電気集塵機（集塵機）、
Ｂ２ 第２の電気集塵機（集塵機）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント原料からセメントクリンカを焼成するセメント製造設備内において、有機塩素化合物を含む粉体を、前記セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、前記粉体から有機塩素化合物を分離または分解する有機物除去工程と、
前記粉体が接触した高温ガス中から、前記有機塩素化合物が分離または分解された粉体を捕集して除去する粉体除去工程と、
該粉体が除去され、かつ前記有機塩素化合物を含む高温ガスを吸着粉と接触させ、該吸着粉に有機塩素化合物を吸着させる有機物吸着工程と、
該有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、前記セメントクリンカの焼成時の燃料に使用することで、前記吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたことを特徴とするセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項２】
前記粉体は、前記セメント製造設備内で集塵機により捕集された集塵ダストであることを特徴とする請求項１に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項３】
前記高温ガスは、前記セメントクリンカの焼成時にプレヒータの上部から排出される排ガスであることを特徴とする請求項２または請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項４】
前記吸着粉は、前記セメントクリンカの焼成用の燃料である石炭微粉末、オイルコークス微粉末のうち、何れか１つであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項５】
前記粉体除去工程で除去された粉体を、前記焼成用のセメント原料を粉砕する原料ミルに投入することを特徴とする請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項１】
セメント原料からセメントクリンカを焼成するセメント製造設備内において、有機塩素化合物を含む粉体を、前記セメント製造設備内で１００℃以上となる高温ガスに接触させ、前記粉体から有機塩素化合物を分離または分解する有機物除去工程と、
前記粉体が接触した高温ガス中から、前記有機塩素化合物が分離または分解された粉体を捕集して除去する粉体除去工程と、
該粉体が除去され、かつ前記有機塩素化合物を含む高温ガスを吸着粉と接触させ、該吸着粉に有機塩素化合物を吸着させる有機物吸着工程と、
該有機塩素化合物が吸着された吸着粉を、前記セメントクリンカの焼成時の燃料に使用することで、前記吸着粉に吸着された有機塩素化合物を分解する分解工程とを備えたことを特徴とするセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項２】
前記粉体は、前記セメント製造設備内で集塵機により捕集された集塵ダストであることを特徴とする請求項１に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項３】
前記高温ガスは、前記セメントクリンカの焼成時にプレヒータの上部から排出される排ガスであることを特徴とする請求項２または請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項４】
前記吸着粉は、前記セメントクリンカの焼成用の燃料である石炭微粉末、オイルコークス微粉末のうち、何れか１つであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【請求項５】
前記粉体除去工程で除去された粉体を、前記焼成用のセメント原料を粉砕する原料ミルに投入することを特徴とする請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のセメント製造設備の排ガス中の有機塩素化合物低減方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−６３０２７（Ｐ２００７−６３０２７Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０５０６４（Ｐ２００５−２０５０６４）
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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