説明

塩素バイパスシステム及びこのシステムの運転方法

【課題】微粉(塩素バイパスダスト)の回収効率を高く維持しながら、冷却熱損失や圧力損失を低減し、運転コストやメンテナンスコストも低く抑えることのできる塩素バイパスシステム等を提供する。
【解決手段】セメントキルン2の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブ3と、プローブで抽気した抽気ガスG1中のダストの粗粉D1を分離する分級機5と、分級機によって粗粉を分離した後の排ガスG2中のダストの微粉D2を集塵する、少なくとも250℃以上の耐熱性を有する電気集塵装置6とを備える塩素バイパスシステム1。電気集塵装置に導入される排ガスの温度を200℃以上450℃以下に調整することが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメントキルンの窯尻等から燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去する塩素バイパスシステム及びこのシステムの運転方法等に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素、硫黄、アルカリ等の中で、塩素が特に問題となることに着目し、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気して塩素を除去している。
【0003】
上記塩素等を除去する装置として、例えば、特許文献1には、プレヒータライジングダクトから排ガスの一部をプローブを用いて抽気し、この抽気された排ガスをハロゲンの融点の600〜700℃以下にまで低下させてハロゲンを排ガス中のダストに付着させ、このダストをダスト捕集装置にて300℃以上の高温状態のまま捕集し、ダスト除去後の排ガスをサスペンションプレヒータ排ガスラインへ戻すセメント焼成設備の排ガス処理装置が開示されている。
【0004】
また、特許文献2には、セメントキルンの窯尻等から燃焼ガスをプローブによって冷却しながら抽気し、抽気ガスに含まれるダストをサイクロンにより粗粉と微粉とに分離し、サイクロンからの排ガスをブーストファンにより誘引して冷却器に導入して冷却した後、バグフィルタで塩化カリウム(KCl)等の塩素分を多く含む微粉を回収する塩素バイパスシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−261886号公報
【特許文献2】特開2010−195660号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献1に記載の装置では、抽気された排ガス中のハロゲンが付着したダストを、300℃ 以上の高温状態のまま分離捕集することができるものの、サイクロン型のダスト捕集装置は、集塵効率が低いため、ハロゲンを多く含む微粉を効率よく回収することができず、ハロゲン除去効率が低下するという問題がある。
【0007】
一方、特許文献2に記載のシステムでは、サイクロンの排ガスに含まれる微粉を後段のバグフィルタで集塵するため、効率よく微粉を回収することができる。しかし、抽気した排ガスをバグフィルタの耐熱温度以下である130〜200℃まで冷却しなければならないため、高温のまま処理することができず、冷却熱損失が発生するだけでなく、冷却器のメンテナンスの必要性も生じる。さらに、バグフィルタの使用により、圧力損失が上昇するのに加え、ろ布を定期的に交換する必要もあるため、運転コストやメンテナンスコストの増加を招いていた。
【0008】
また、上記冷却器で冷却した抽気ガスを電気集塵装置によって集塵することもできるが、サイクロン等の分級機によって粗粉を分離した後の排ガスに含まれる微粉は、粒度が細かく高塩素濃度であるため、電気集塵装置の荷電が安定せず、集塵効率が低下する問題があった。
【0009】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、微粉の回収効率を高く維持しながら、冷却熱損失や圧力損失を低減し、運転コストやメンテナンスコストも低く抑えることのできる塩素バイパスシステム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明は、塩素バイパスシステムであって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブと、該プローブで抽気した抽気ガス中のダストの粗粉を分離する分級機と、該分級機によって粗粉を分離した後の排ガス中のダストの微粉を集塵する、少なくとも250℃以上の耐熱性を有する電気集塵装置とを備えることを特徴とする。
【0011】
そして、本発明によれば、少なくとも250℃以上の耐熱性を有する電気集塵装置によって排ガス中のダストの微粉を集塵するため、微粉の回収効率を高く維持することができると共に、冷却熱損失を低く抑えることができる。また、冷却器が不要となるため、装置コスト及び運転コストを低減することもできる。さらに、バグフィルタを使用しないため、圧力損失の上昇を抑え、運転コストやメンテナンスコストも低く抑えることができる。
【0012】
また、本発明は、上記塩素バイパスシステムの運転方法であって、前記電気集塵装置に導入される前記排ガスの温度を200℃以上450℃以下に調整することを特徴とする。排ガスの温度を200℃以上450℃以下に調整することで、電気集塵装置に導入される排ガス中のダストの見掛け電気抵抗率を、電気集塵装置でのダストの再飛散を防止することのできる範囲内に収めて集塵効率が低下するのを防止することができると共に、排ガスを高温の状態で集塵することで、冷却熱損失を低く抑えることができる。
【0013】
上記塩素バイパスシステムの運転方法において、前記分級機の分級点を調整することにより、前記電気集塵装置に導入される前記排ガスに含まれる前記微粉の粒径を制御することができる。これにより、電気集塵装置に導入されるダストの電気抵抗率を制御し、電気集塵装置にて安定した集塵を行うことができる。
【0014】
上記塩素バイパスシステムの運転方法において、前記分級点を10μm以上25μm以下に調整することができる。これにより、電気集塵装置に導入されるダストの電気抵抗率を安定化させ、高い集塵効率を維持することができる。
【0015】
上記塩素バイパスシステムの運転方法において、前記電気集塵装置の放電電流値又は/及び荷電電圧値に基づいて、前記分級機の分級点を制御することができる。これにより、電気集塵装置内の荷電が安定し、高い集塵効率を維持することができる。
【発明の効果】
【0016】
以上のように、本発明によれば、微粉の回収効率を高く維持しながら、冷却熱損失や圧力損失を低減し、運転コストやメンテナンスコストも低く抑えることのできる塩素バイパスシステム等を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明にかかる塩素バイパスシステムの一実施の形態を示す全体構成図である。
【図2】塩素バイパスシステムの分級機の分級点と、分級機で分離された微粉の塩素濃度との関係を示すグラフである。
【図3】塩素バイパスシステムの分級機の分級点が10μm、分級機で分離された微粉の塩素濃度が23%のときの、分級機から排出された微粉を含む排ガスのガス温度と、微粉の見掛け電気抵抗率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1は、本発明にかかる塩素バイパスシステムの一実施の形態を示し、このシステム1は、大別して、セメントキルン2の窯尻から最下段サイクロン(不図示)に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気するプローブ3と、プローブ3に冷風を供給する冷却ファン4と、プローブ3で抽気した抽気ガスG1に含まれる粗粉D1を分離する分級機としてのサイクロン5と、サイクロン5から排出された微粉D2を含む排ガスG2から微粉D2を回収する電気集塵装置6と、電気集塵装置6の排ガスG3を誘引する排気ファン7等で構成される。プローブ3、冷却ファン4、サイクロン5及び排気ファン7は、従来の塩素バイパスシステムに用いられている装置であって、詳細説明を省略する。
【0020】
本発明にかかる塩素バイパスシステム1は、電気集塵装置6を備えることを特徴とし、この電気集塵装置6は、250℃以上、450℃程度以下の耐熱性を有し、例えば、特開2010−115618号公報に記載されたような古河産機システムズ株式会社製フィルタ式電気集塵装置等を使用することができる。
【0021】
次に、上記構成を有する塩素バイパス処理システム1の動作について、図1等を参照しながら説明する。
【0022】
セメントキルン2の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの燃焼ガスの一部G1をプローブ3によって抽気しながら、冷却ファン4からの冷風によって冷却する。これによって、抽気ガスが550℃程度以下に急冷され、塩素化合物の微結晶が生成される。この塩素化合物の微結晶は、抽気ガスG1に含まれるダストの微粉側に偏在しているため、サイクロン5で分級した粗粉D1をセメントキルン2に付設されたプレヒータ等にセメント原料として戻す。
【0023】
サイクロン5から排出された微粉D2を含む排ガスG2を電気集塵装置6に導入し、微粉(塩素バイパスダスト)D2を回収する。それと併行して、電気集塵装置6からの排ガスG3を排気ファン7により誘引し、セメントキルン2の排ガス系、すなわちセメントキルン2の排ガスを誘引するファン(IDF)の出口側や、セメントキルン2に付設されるプレヒータに戻す。
【0024】
上記運転に際し、サイクロン5の分級点(分離粒径)を10μm〜25μmに調整するのが好ましい。分級点をこの範囲に調整することで、図2に示すグラフから、サイクロン5で分離された微粉D2の塩素濃度が5〜25%となり、高塩素濃度の微粉(塩素バイパスダスト)D2を回収することができると共に、電気集塵装置6に導入される微粉D2の性状が安定し、電気集塵装置6の集塵効率の安定化に繋がる。
【0025】
また、上記運転に際し、電気集塵装置6に導入される排ガスG2の温度を200℃〜450℃に調整することが好ましい。排ガスG2の温度をこの範囲に調整することで、電気集塵装置6に導入される排ガスG2中の微粉D2の見掛け電気抵抗率を、電気集塵装置6でのダストの再飛散を防止することのできる範囲内に収めることができる。
【0026】
例えば、サイクロン5の分級点を10μmに調節し、微粉D2の塩素濃度が23%のときに、排ガスG2の水分が2.0%の場合には、図3に示すように、排ガスG2の温度が約200℃を超えると、電気集塵装置6でのダストの再飛散を防止することのできる見掛け電気抵抗率1.0E+10を下回ることができ、電気集塵装置6の集塵効率の低下を回避することができる。
【0027】
また、電気集塵装置6の放電電流値又は荷電電圧値、あるいはこれらの両方に基づいて、上記サイクロン5の分級点を制御することが好ましい。電気集塵装置6の放電電流値、荷電電圧値は、電気集塵装置6の運転状況の良否を判断する指標であるため、これらの値に基づいてサイクロン5の分級点を制御することで、高い集塵効率を維持することができる。
【符号の説明】
【0028】
1 塩素バイパスシステム
2 セメントキルン
3 プローブ
4 冷却ファン
5 サイクロン
6 電気集塵装置
7 排気ファン
D1 粗粉
D2 微粉
G1 抽気ガス
G2 排ガス
G3 排ガス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブと、
該プローブで抽気した抽気ガス中のダストの粗粉を分離する分級機と、
該分級機によって粗粉を分離した後の排ガス中のダストの微粉を集塵する、少なくとも250℃以上の耐熱性を有する電気集塵装置とを備えることを特徴とする塩素バイパスシステム。
【請求項2】
請求項1に記載の塩素バイパスシステムの運転方法であって、
前記電気集塵装置に導入される前記排ガスの温度を200℃以上450℃以下に調整することを特徴とする塩素バイパスシステムの運転方法。
【請求項3】
前記分級機の分級点を調整することにより、前記電気集塵装置に導入される前記排ガスに含まれる前記微粉の粒径を制御することを特徴とする請求項2に記載の塩素バイパスシステムの運転方法。
【請求項4】
前記分級点を10μm以上25μm以下に調整することを特徴とする請求項2又は3に記載の塩素バイパスシステムの運転方法。
【請求項5】
前記電気集塵装置の放電電流値又は/及び荷電電圧値に基づいて、前記分級機の分級点を制御することを特徴とする請求項2、3又は4に記載の塩素バイパスシステムの運転方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−86985(P2013−86985A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−226319(P2011−226319)
【出願日】平成23年10月14日(2011.10.14)
【出願人】(000000240)太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Fターム(参考)】