技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及由從水泥窯的窯尾至預(yù)熱器的最下段旋流器(日文：サイクロン)的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分以除去氯的氯旁通(日文：塩素バイパス)系統(tǒng)、和處理其排氣的方法。

背景技術(shù)：

目前，著眼于成為引起水泥制造設(shè)備的預(yù)熱器堵塞等問題的原因的氯、硫、堿等之中、氯尤其成為問題，使用由從水泥窯的窯尾至最下段旋流器的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分以除去氯的氯旁通系統(tǒng)。

作為這樣的氯旁通系統(tǒng)，如圖2所示那樣，提出了一種氯旁通系統(tǒng)31，其具備由從水泥窯32的窯尾至最下段旋流器(未圖示)的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分的取樣器(日文：プローブ)33、向取樣器33內(nèi)供給冷風將抽氣氣體G1驟冷的冷卻風扇34、分離抽氣氣體G1所含的粉塵的粗粉D1的作為分級機的旋流器35、冷卻從旋流器35排出的包含微粉D2的抽氣氣體G2的冷卻器36、向冷卻器36供給冷風的冷卻風扇37、對經(jīng)冷卻器36冷卻的抽氣氣體G2中的粉塵的微粉D2進行集塵的袋式集塵器38、和回收從冷卻器36和袋式集塵器38排出的微粉D2的粉塵罐39等(例如，參照專利文獻1)。

上述氯旁通系統(tǒng)31中，由于在袋式集塵器38的排氣G3中含有大量的SO₂，因而無法將該排氣G3直接放出到體系外，通過排氣風扇40將排氣G3返回到引導(dǎo)水泥窯32的排氣的風扇(IDF)側(cè)。此時，若將排氣G3返回到附設(shè)于水泥窯32的預(yù)熱器中，則有如下問題：導(dǎo)致水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低，且引起因硫份的濃縮帶來的涂覆故障(日文：コーチングトラブル)等。

另一方面，提出了將上述排氣G3作為水泥原料燒結(jié)體系的燃料燃燒用空氣利用的方法，但由于本方法中與上述同樣是硫份在燒結(jié)工序中濃縮，因而存在因硫份的濃縮引起的涂覆故障等這樣的問題(參照專利文獻2)。

因此，為了解決上述各種問題，如圖3所示，提出了一種氯旁通系統(tǒng)61，其具備由從水泥窯62的窯尾至最下段旋流器(未圖示)的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分的取樣器63、向取樣器63內(nèi)供給冷風將抽氣氣體G1驟冷的冷卻風扇64、分離抽氣氣體G1所含的粉塵的粗粉D1的作為分級機的旋流器65、對來自旋流器65的抽氣氣體G2所含的微粉D2進行集塵的濕式集塵機66、和將從濕式集塵機66排出的漿體(日文：スラリー)S2固液分離成濾渣C和濾液L的固液分離器67(例如，參照專利文獻3)。

該氯旁通系統(tǒng)61中，通過使來自旋流器65的抽氣氣體G2中的SO₂與在濕式集塵機66中循環(huán)的漿體S1所含的鈣份反應(yīng)、在固液分離器67的濾渣C側(cè)作為石膏而回收，由此，即便將排氣G3返回到引導(dǎo)水泥窯62的排氣的風扇(IDF)側(cè)，也不會招致從煙囪向大氣放出的排氣中的SO₂的增加。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平11－035354號公報

專利文獻2：日本專利第355246號公報

專利文獻3：日本特開2004－002143號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

如上述那樣，圖3所示的氯旁通系統(tǒng)61具有如下優(yōu)點：除去氯的同時避免水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低，還可抑制硫份的濃縮。但是，由于需要用于同時除去氯和硫的濕式集塵機66和處理濾液L的排水處理設(shè)備(未圖示)，因而設(shè)備成本和運行成本上升。尤其是，存在從上述氯旁通系統(tǒng)31向氯旁通系統(tǒng)61過渡需要大額的設(shè)備投資的問題。于是，期望在以低成本解決上述氯旁通系統(tǒng)31的各問題的同時，改善上述排氣所含的有機份的除去和氯除去效率的提高。

本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成，其目的在于，提供在處理氯旁通排氣時，以低成本避免水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低，還抑制了硫份的濃縮和向體系外排出，可同時處理上述排氣所含的有機份和氯份的氯旁通系統(tǒng)和氯旁通抽氣氣體的處理方法。

用于解決問題的方案

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為一種氯旁通系統(tǒng)，其特征在于，其具備由從水泥窯的窯尾至最下段旋流器的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分的取樣器、對用該取樣器抽出的燃燒氣體所含的粉塵進行集塵的干式集塵機和除去、回收該集塵后的抽氣氣體所含的有害成分的裝置。

并且，根據(jù)本發(fā)明，在通過干式集塵機對用取樣器抽出的燃燒氣體所含的粉塵進行集塵后，可通過除去抽氣氣體所含的有害成分的裝置同時處理該抽氣氣體所含的有機份等有害成分和氯份，因此，無需新設(shè)置濕式集塵機、對固液分離后的重金屬等進行處理的高級排水處理的設(shè)備，可以以低成本處理氯旁通排氣。

此外，為了通過上述裝置除去、回收抽氣氣體中的有害成分，也沒有必要將上述氯旁通排氣作為水泥原料燒結(jié)體系的燃料燃燒用空氣利用、或返回到附設(shè)于水泥窯的預(yù)熱器中，也不會導(dǎo)致水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低。進而，還可避免因硫份的濃縮帶來的涂覆故障。此外，由于除去、回收抽氣氣體中的有害成分，因此即便在將氯旁通排氣返回到引導(dǎo)水泥窯的排氣的風扇(IDF)側(cè)及風扇側(cè)下游的位置時，也不會增加從煙囪放出到大氣的排氣中的有害成分。

上述氯旁通系統(tǒng)可將通過上述除去、回收裝置除去、回收了有害成分的抽氣氣體供給到設(shè)置在附設(shè)于上述水泥窯的預(yù)熱器的出口側(cè)的引導(dǎo)風扇的出口側(cè)。由此，即便將氯旁通排氣返回到引導(dǎo)水泥窯的排氣的風扇(IDF)側(cè)及風扇側(cè)下游的位置，也可抑制從煙囪向大氣放出的排氣中的有害成分，并增加了窯內(nèi)通風量，增加了熔渣產(chǎn)量。

上述氯旁通系統(tǒng)可在上述干式集塵機的前段具備對用上述取樣器抽出的燃燒氣體進行冷卻的冷卻器、或自該燃燒氣體回收熱的換熱器，此外，可以是，在上述干式集塵機的前段具備分離用上述取樣器抽出的燃燒氣體所含的粉塵的粗粉的分級機，上述干式集塵機對從該分級機排出的含有微粉的抽氣氣體進行集塵。

上述除去、回收的有害成分可以是選自硫份、有機份和氣態(tài)氯化合物中的至少任一種。有機份含有VOC、POPs等。這些有害成分是作為原燃料在水泥制造設(shè)備中使用的廢棄物中所含的成分、和因不完全燃燒等而產(chǎn)生并與用該取樣器抽出的燃燒氣體一起被抽出的成分，未吸附于粉塵上，因此與上述排氣一起排出，但通過在本體系中將它們除去、回收，可凈化上述排氣。

上述除去、回收有害成分的裝置的特征在于，可以是使將堿成分溶解或漿體化而得到的溶液循環(huán)的吸附、吸收塔，無需具有所導(dǎo)入的抽氣氣體的除塵功能。氯旁通系統(tǒng)中回收的粉塵很微細，為幾μm，因此，雖然現(xiàn)有的吸附、吸收塔中壓力損失變高等可能使運行成本變高，但是在本體系中由于捕獲上述粉塵，因而可將該功能抑制為最小限度。

可以使上述吸附、吸收塔中的漿體的氯濃度為2％以下。氯濃度為2％以上時，吸附、吸收塔中生成的二水硫酸鈣變得容易溶解，產(chǎn)生垢，成為運轉(zhuǎn)的障礙。此外，變得需要高級排水處理，不優(yōu)選。

可將從上述吸附、吸收塔排出的漿體進行固液分離而得到的濾渣添加處理到水泥中。

此外，本發(fā)明的特征在于，其為氯旁通抽氣氣體的處理方法，其中，由從水泥窯的窯尾至最下段旋流器的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分，對該抽出的燃燒氣體所含的粉塵進行干式集塵，除去、回收該集塵后的抽氣氣體所含的有害成分，將該除去、回收有害成分后的抽氣氣體供給到設(shè)置在附設(shè)于上述水泥窯的預(yù)熱器的出口側(cè)的引導(dǎo)風扇的出口側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，與上述發(fā)明同樣，可以以低成本處理氯旁通排氣，也不會招致水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低，另一方面可增加熔渣產(chǎn)量，還可避免因硫份的濃縮帶來的涂覆故障等。此外，沒有熱損失的增加和減產(chǎn)的擔憂，也不會增加從煙囪向大氣放出的排氣中的SO₂和有機份(VOC、POPs等)、氯份，因此還可增加氯旁通率。

上述氯旁通抽氣氣體的處理方法中，可在進行上述干式集塵之前冷卻上述由窯排氣流路抽出的燃燒氣體的一部分，可在進行上述干式集塵之前分離上述由窯排氣流路抽出的燃燒氣體的一部分所含的粉塵的粗粉、對含有微粉的抽氣氣體進行干式集塵。

此外，上述除去、回收的有害成分可以是選自硫份、有機份和氣態(tài)氯化合物中的至少任一種，作為有機份可除去、回收VOC、POPs等。

進而，可以使氯旁通抽氣率為1％以上且30％以下。在將氯旁通排氣返回到附設(shè)于水泥窯的預(yù)熱器時，水泥熔渣產(chǎn)量減少，因此，生產(chǎn)成本增加。通過引入本體系，上述排氣所含的有害成分被除去，因此即便返回到引導(dǎo)水泥窯的排氣的風扇(IDF)側(cè)及風扇側(cè)下游的位置時，也不會增加從煙囪向大氣放出的排氣中的SO₂、有機份(VOC、POPs等)、氯成分，因此，可以只限于最低限的抽氣帶來的熱損失，不會減產(chǎn)，可得到增產(chǎn)效果。

一種氯旁通抽氣氣體的處理方法，其特征在于，使該燃燒氣體所含的集塵后的排氣的溫度為50℃以上且200℃以下。排氣溫度超過200℃時，水的蒸發(fā)量變多，因此需要大量的水，且固形份附著于管路、除去、回收裝置內(nèi)，因此不優(yōu)選。另一方面，不足50℃時，設(shè)備的腐蝕導(dǎo)致陳舊化、修理費增加，故不優(yōu)選。

發(fā)明的效果

如上那樣，根據(jù)本發(fā)明的氯旁通系統(tǒng)和氯旁通抽氣氣體的處理方法，可以以低成本避免水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低，得到增產(chǎn)效果。此外，可以在抑制以硫份為首的有害成分的濃縮、向體系外的排出的同時處理氯旁通排氣。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的氯旁通系統(tǒng)的一實施方式的流程圖。

圖2為表示現(xiàn)有的氯旁通系統(tǒng)的一例的流程圖。

圖3為表示現(xiàn)有的氯旁通系統(tǒng)的另一例的流程圖。

附圖標記說明

1 氯旁通系統(tǒng)

2 水泥窯

3 取樣器

4 冷卻風扇

5 旋流器

6 冷卻器

7 冷卻風扇

8 袋式集塵器

9 粉塵罐

10 排氣風扇

11 吸附、吸收塔

具體實施方式

接著，邊參照說明書附圖邊說明用于實施本發(fā)明的方式。

圖1表示本發(fā)明的氯旁通系統(tǒng)的一實施方式，該氯旁通系統(tǒng)1的特征在于，其具備由從水泥窯2的窯尾至最下段旋流器(未圖示)的窯排氣流路抽出燃燒氣體的一部分的取樣器3、向取樣器3內(nèi)供給冷風將抽氣氣體G1驟冷的冷卻風扇4、分離抽氣氣體G1所含的粉塵的粗粉D1的作為分級機的旋流器5、冷卻從旋流器5排出的包含微粉D2的抽氣氣體G2的冷卻器6、向冷卻器6供給冷風的冷卻風扇7、對經(jīng)冷卻器6冷卻的抽氣氣體G2中的微粉D2進行集塵的袋式集塵器8、回收從冷卻器6和袋式集塵器8排出的微粉D2的粉塵罐9、和凈化從袋式集塵器8排出的排氣G3的吸附、吸收塔11，在圖2所示的現(xiàn)有的氯旁通系統(tǒng)31的排氣處理系統(tǒng)的下流側(cè)設(shè)置吸附、吸收塔11，將吸附、吸收塔11的排氣G4返回到引導(dǎo)水泥窯2的排氣的風扇(IDF)側(cè)。

吸附、吸收塔11是為了除去在除去微粉D2之后的排氣G3所含的硫份(SO₂等)、有機份(VOC、POPs等)、氯份(氣態(tài)氯化合物)而具備的，在吸附、吸收塔11內(nèi)噴灑作為試劑的消石灰等以除去硫份、有機份、氯份。

在噴灑消石灰(Ca(OH)₂)時，存在于排氣G3中的SO₂、HCl與消石灰進行如下反應(yīng)。

SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

CaSO₃·1/2H₂O+1/2O₂+3/2H₂O→CaSO₄·2H₂O

2HCl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2H₂O

由此，可以在回收排氣G3中的SO₂的同時，生成石膏(CaSO₄·2H₂O)，HCl可與排水一起排出到水泥制造工序體系外。另外，作為脫硫劑，除了消石灰以外，還可使用生石灰、預(yù)燒結(jié)的水泥原料(從預(yù)熱器的最下段旋流器等分離出的水泥原料)、煤灰等。

接著，參照圖1對上述氯旁通系統(tǒng)1的動作進行說明。

在由從水泥窯2的窯尾至最下段旋流器的窯排氣流路用取樣器3抽出燃燒氣體的一部分的同時，通過來自冷卻風扇的冷風，將其驟冷至氯化合物的熔點即600～700℃以下。接著，在旋流器5中，將從取樣器3排出的抽氣氣體G1分離成粗粉D1和包含微粉D2的抽氣氣體G2，將粗粉D1返回到水泥窯體系中，另一方面，抽氣氣體G2用冷卻器6冷卻。其后，在袋式集塵器8中對抽氣氣體G2中的微粉D2進行集塵，作為氯旁通粉塵回收到粉塵罐9中。

另一方面，將除去了微粉D2的氣體G3通過排氣風扇10供給到吸附、吸收塔11中，對排氣G3噴灑作為脫硫劑的消石灰等。由此，排氣G3中的硫份和氯份與消石灰等反應(yīng)而生成石膏、氯化鈣。此外，有機份不進行化學反應(yīng)，而是被循環(huán)的漿體捕捉。除去了硫份、有機份、氯份而得到的排氣G4向引導(dǎo)水泥窯2的排氣的風扇(IDF)側(cè)返回。

另外，上述本實施方式中，例示了在吸附、吸收塔11中噴灑消石灰等將排氣G3中的硫份作為石膏回收的消石灰－石膏方式，但并不限于此，還可將氫氧化鎂(Mg(OH)₂)、碳酸氫鈉(NaHCO₃)作為試劑使用。此時，氫氧化鎂與SO₂、HCl反應(yīng)而成為硫酸鎂、氯化鎂，碳酸氫鈉成為硫酸鈉、氯化鈉而溶解于水中。

如以上那樣，根據(jù)本實施方式，可通過吸附、吸收塔11回收排氣G3中的硫份，而不引入濕式集塵機、高級排水處理設(shè)備，因此，可以以低成本避免水泥燒結(jié)體系的熱損失的增加和熔渣產(chǎn)量的降低，抑制硫份的濃縮、向體系外的排出的同時，處理氯旁通排氣。另一方面，由于窯內(nèi)通風量增加，因此可增加窯中的燒結(jié)熱量，由此可以增產(chǎn)。

吸附、吸收塔11只要是噴霧式、流化床式、填充式、多孔板式、高壓噴霧式等可除去有害物質(zhì)的塔，則可以是任一類型。

另外，還可以將除去了硫份的排氣G4向引導(dǎo)水泥窯2的排氣的風扇(IDF)及風扇之后的任一位置返回，進而還可直接放出到大氣中而不向引導(dǎo)的風扇(IDF)側(cè)返回。

表1表示附設(shè)了氯旁通的水泥窯中的、氯旁通的抽氣率以及從窯尾抽出熱氣體的量的熱損失、將該氯旁通排氣返回到預(yù)熱器并升溫至800℃時的熱損失和由此帶來的熔渣生產(chǎn)的減產(chǎn)率的一例，表2表示將該氯旁通排氣返回到引導(dǎo)窯的排氣的風扇(IDF)側(cè)及風扇側(cè)下游的位置時的增產(chǎn)率。另外，在返回到引導(dǎo)該氯旁通排氣的風扇(IDF)側(cè)及風扇側(cè)下游的位置時，也會發(fā)生抽出熱氣體的量的熱損失。根據(jù)本發(fā)明，通過將上述氯旁通排氣返回到引導(dǎo)水泥窯的排氣的風扇(IDF)側(cè)及風扇側(cè)下游的位置，可抑制表1所示的損失，另一方面，可得到表2所示的增產(chǎn)效果。

此外，即使是不足10％的抽氣率，也具有熱損失·減產(chǎn)抑制效果，但返回到IDF側(cè)且成為30％的高抽氣時的熱損失327.9kJ/kg－cli.與抽氣率為約6.3％而預(yù)返回(日文：プレ戻し)時的總(熱氣體抽氣+預(yù)返回)的熱損失為相同程度，抽氣率越高，其效果越變大。

表1：

表2：

表3為將從對微粉D2進行集塵的袋式集塵器8排出的排氣的一部分分取出、在使消石灰漿體循環(huán)的吸附、吸收塔(噴霧式)中處理前后的濃度。另外，處理氣體量為10m³N/min，吸附、吸收塔中的液氣比為25，漿體濃度為15％。

表3：