JPS63123843A - セメント・キルンからの排ガスを洗浄すると同時に同排ガスから有用な副産物を生成する方法及び装置 - Google Patents
セメント・キルンからの排ガスを洗浄すると同時に同排ガスから有用な副産物を生成する方法及び装置Info
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- JPS63123843A JPS63123843A JP62220570A JP22057087A JPS63123843A JP S63123843 A JPS63123843 A JP S63123843A JP 62220570 A JP62220570 A JP 62220570A JP 22057087 A JP22057087 A JP 22057087A JP S63123843 A JPS63123843 A JP S63123843A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、セメント・プラントのキルン粉じん及び排煙
の処理に関するものであり、キルン粉じんを有用な生成
物に変換する一方、排煙中から汚染物を除去することに
関する。
の処理に関するものであり、キルン粉じんを有用な生成
物に変換する一方、排煙中から汚染物を除去することに
関する。
セメントまたは石灰製造キルンで稼働する粉じん収集施
設では、キルン排気から微小物質を除去する。この微小
物質には炭酸カルシウム、酸化カルシウム及び他の金属
の酸化物や炭酸塩が、4:ルンへの供給原料゛の組成に
応じて含まれる。キルン粉じん中にはカリウムとナトリ
ウムの二元素が含まれることが多い。これらの元素は最
n製品の特性を阻害するため、キルン粉じんをキルン供
給原料として再使用することが制限され、または禁止さ
れることとなり、従って混じんば廃棄されている。しか
しながら、これらの粉じん収集m設では排気流中から十
分mの気体状汚染物が除去されないので、汚染物の大気
中への混入を避けるため、別途ガス洗浄器を装備しなけ
ればならない。
設では、キルン排気から微小物質を除去する。この微小
物質には炭酸カルシウム、酸化カルシウム及び他の金属
の酸化物や炭酸塩が、4:ルンへの供給原料゛の組成に
応じて含まれる。キルン粉じん中にはカリウムとナトリ
ウムの二元素が含まれることが多い。これらの元素は最
n製品の特性を阻害するため、キルン粉じんをキルン供
給原料として再使用することが制限され、または禁止さ
れることとなり、従って混じんば廃棄されている。しか
しながら、これらの粉じん収集m設では排気流中から十
分mの気体状汚染物が除去されないので、汚染物の大気
中への混入を避けるため、別途ガス洗浄器を装備しなけ
ればならない。
排ガスの洗浄(硫黄及び窒素酸化物の除去)にアルカリ
またはアルカリ土類物質を固体、スラリーまたは溶液と
して用いることは以前から知られている(G、 Hor
risonの論文を参照のこと。これを引用文献とする
)、例えば、Hehliann (1985年、2el
ent−にalk−Gips Edi−tion B)
は、水和または粉砕した石灰石の1100℃までの温度
での使用、または水和石灰を用いるスプレー・ドライイ
ングの使用を記述しティる。また、Ayer (197
9年、EPA−600/7−79−1676 )は、加
熱プラントからの排ガスの洗浄への石灰の使用について
書いている。石灰石は同じ目的で流動床炉に用いられる
こともある。
またはアルカリ土類物質を固体、スラリーまたは溶液と
して用いることは以前から知られている(G、 Hor
risonの論文を参照のこと。これを引用文献とする
)、例えば、Hehliann (1985年、2el
ent−にalk−Gips Edi−tion B)
は、水和または粉砕した石灰石の1100℃までの温度
での使用、または水和石灰を用いるスプレー・ドライイ
ングの使用を記述しティる。また、Ayer (197
9年、EPA−600/7−79−1676 )は、加
熱プラントからの排ガスの洗浄への石灰の使用について
書いている。石灰石は同じ目的で流動床炉に用いられる
こともある。
排ガス中に存在する炭素、硫黄、窒素の酸化物が水と反
応すると、通常、硫酸、亜硫酸、硝酸、炭酸等の酸を生
成する。各々の酸の存在及び岳は、存在する酸化物、酸
素の有無、及び反応条件によって決まる。これらの酸が
アルカリ及びアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物また
は炭酸塩と反応するとそれぞれの成分の塩が生成する。
応すると、通常、硫酸、亜硫酸、硝酸、炭酸等の酸を生
成する。各々の酸の存在及び岳は、存在する酸化物、酸
素の有無、及び反応条件によって決まる。これらの酸が
アルカリ及びアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物また
は炭酸塩と反応するとそれぞれの成分の塩が生成する。
例えば、l1Iii酸は石灰石中に存在する炭酸カルシ
ウムと反応して硫酸カルシウムを生成する。
ウムと反応して硫酸カルシウムを生成する。
本発明の主たる目的は、セメント・プラントに存する粉
じん廃棄処理の問題を解消し、同時に気体状及び微粒子
状放出物を減少させ、また、廃棄物に過ぎない物質を有
効生成物へ変換することを、低コストで効率的に実施し
得る方法及び装置を提供することにある。
じん廃棄処理の問題を解消し、同時に気体状及び微粒子
状放出物を減少させ、また、廃棄物に過ぎない物質を有
効生成物へ変換することを、低コストで効率的に実施し
得る方法及び装置を提供することにある。
本発明はキルン粉じん中の実質的なmのカリウム、ナト
リウム及び硫黄を除去する方法、装置を提供する。これ
により、キルン粉じlυをキルン原料として再使用でき
ると同時に、排気流から硫黄、窒素及び炭素の酸化物を
除去するだめの反応剤としても用いることができる。
リウム及び硫黄を除去する方法、装置を提供する。これ
により、キルン粉じlυをキルン原料として再使用でき
ると同時に、排気流から硫黄、窒素及び炭素の酸化物を
除去するだめの反応剤としても用いることができる。
さらに詳細に説明すると、本発明は、セメント・キルン
粉じんまたは石灰キルン粉じんを排ガス中の硫黄、窒素
及び炭素の酸性酸化物から生成する酸と反応させ、キル
ン粉じんのかなりの成分を溶解し、残りの未溶解固体を
プロセス原料として再使用可能とすること、排気流から
硫黄、窒素及び炭素の酸化物の一部を洗浄してこれをキ
ルン粉じんとの反応に利用できるようにすること、洗浄
された排ガスの硫黄、窒素及び炭素酸化物、並びにキル
ン粉じんに由来する物質から成るアルカリ及びアルカリ
土類金属塩を副生成物として製造すること、溶解したア
ルカリ及びアルカリ土類金属塩を含むプロセス気流の含
水mを低下させるため排気流の熱を利用することを含む
。
粉じんまたは石灰キルン粉じんを排ガス中の硫黄、窒素
及び炭素の酸性酸化物から生成する酸と反応させ、キル
ン粉じんのかなりの成分を溶解し、残りの未溶解固体を
プロセス原料として再使用可能とすること、排気流から
硫黄、窒素及び炭素の酸化物の一部を洗浄してこれをキ
ルン粉じんとの反応に利用できるようにすること、洗浄
された排ガスの硫黄、窒素及び炭素酸化物、並びにキル
ン粉じんに由来する物質から成るアルカリ及びアルカリ
土類金属塩を副生成物として製造すること、溶解したア
ルカリ及びアルカリ土類金属塩を含むプロセス気流の含
水mを低下させるため排気流の熱を利用することを含む
。
本発明によれば、(a)粉じんを水と反応させてアルカ
リ溶液(phγより大)を形成し、(b)前記アルカリ
溶液中に排気流を通し、これによって前記溶液と排ガス
を反応させてアルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液、並
び辷不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩、鉄化合物を伴う
アルカリ及びアルカリ土類金属塩の沈降物を形成させる
過程から成る、酸性酸化物を含む排気流の洗浄とアルカ
リ及びアルカリ土類金属化合物を固体として含む粉じん
の処理を同時に行う方法、装置が提供される。
リ溶液(phγより大)を形成し、(b)前記アルカリ
溶液中に排気流を通し、これによって前記溶液と排ガス
を反応させてアルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液、並
び辷不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩、鉄化合物を伴う
アルカリ及びアルカリ土類金属塩の沈降物を形成させる
過程から成る、酸性酸化物を含む排気流の洗浄とアルカ
リ及びアルカリ土類金属化合物を固体として含む粉じん
の処理を同時に行う方法、装置が提供される。
本発明の特徴として、アルカリ溶液中に排気流を通過さ
せる前に、排気流の冷却及び除湿を行うこと、このよう
な冷却及び除湿のためのアルカリ及びアルカリ土類金属
塩溶液の利用、前記沈降物を不溶性のケイ酸塩、アルミ
ン酸塩及び鉄化合物と共に、プラント原料に加えて利用
すること、前記アルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液か
ら水を除去するための排ガス熱の利用、アルカリ塩溶液
の溶解した固体成分の肥料としての利用、並びにセメン
ト・プラントのキルンから排気流と粉じんを得ることを
含む。
せる前に、排気流の冷却及び除湿を行うこと、このよう
な冷却及び除湿のためのアルカリ及びアルカリ土類金属
塩溶液の利用、前記沈降物を不溶性のケイ酸塩、アルミ
ン酸塩及び鉄化合物と共に、プラント原料に加えて利用
すること、前記アルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液か
ら水を除去するための排ガス熱の利用、アルカリ塩溶液
の溶解した固体成分の肥料としての利用、並びにセメン
ト・プラントのキルンから排気流と粉じんを得ることを
含む。
本発明の特徴の−として、(a)粉じんの可溶部を水中
に溶解してアルカリ溶液を形成し、(b)キルンからの
排ガスを前記溶液に通し、こうして前記溶液と排ガスを
反応させアルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液、並びに
不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩、鉄化合物を伴いキル
ン原料への添加に適するアルカリ及びアルカリ土類金属
塩の沈降物を形成する過程から成る、アルカリ及びアル
カリ土類金属化合物を固体として含むセメント・キルン
からの粉じんを前記キルン原料として利用するのに適す
る生成物に変換する方法が提供される。
に溶解してアルカリ溶液を形成し、(b)キルンからの
排ガスを前記溶液に通し、こうして前記溶液と排ガスを
反応させアルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液、並びに
不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩、鉄化合物を伴いキル
ン原料への添加に適するアルカリ及びアルカリ土類金属
塩の沈降物を形成する過程から成る、アルカリ及びアル
カリ土類金属化合物を固体として含むセメント・キルン
からの粉じんを前記キルン原料として利用するのに適す
る生成物に変換する方法が提供される。
さらにその特徴としては、排ガスをアルカリ溶液中に通
す前に冷却及び除湿すること、この目的のために後者を
利用すること、及び排ガスからの熱によってアルカリ塩
溶液からの水を蒸発させることである。
す前に冷却及び除湿すること、この目的のために後者を
利用すること、及び排ガスからの熱によってアルカリ塩
溶液からの水を蒸発させることである。
さらに、本発明の他の特徴の−として、(a)粉じんを
水中に溶解してアルカリ溶液を形成し、(b)セメント
・キルンからの排ガスを前記溶液に通し、こうして前記
溶液と排ガスを反応させ後者を洗浄し、それと同時にア
ルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液と不溶性のケイ酸塩
、アルミン酸塩及び鉄化合物を伴い前記キルン原料への
添加に適するアルカリ及びアルカリ土類金属塩の沈降物
とを形成する過程から成る、アルカリ及びアルカリ土類
金属化合物を固体として含むセメント・キルンからの粉
じんをキルン原料への添加に適する生成物に変換すると
同時に、キルンからの排気流を洗浄し肥料としての使用
に適するアルカリ及びアルカリ土類金属塩を製造する方
法が提供される。
水中に溶解してアルカリ溶液を形成し、(b)セメント
・キルンからの排ガスを前記溶液に通し、こうして前記
溶液と排ガスを反応させ後者を洗浄し、それと同時にア
ルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液と不溶性のケイ酸塩
、アルミン酸塩及び鉄化合物を伴い前記キルン原料への
添加に適するアルカリ及びアルカリ土類金属塩の沈降物
とを形成する過程から成る、アルカリ及びアルカリ土類
金属化合物を固体として含むセメント・キルンからの粉
じんをキルン原料への添加に適する生成物に変換すると
同時に、キルンからの排気流を洗浄し肥料としての使用
に適するアルカリ及びアルカリ土類金属塩を製造する方
法が提供される。
本発明は、また、処理タンク、水と粉じんの混合物を処
理タンクに供給する装置、前記混合物をさらに稀釈する
ために前記処理タンク中にさらに付加水を供給するため
の装置、前記混合物中に排ガスを通過してこれと反応さ
せ、これによってその水溶性成分の水溶液を製造すると
同時に酸性酸化物、アルカリ及びアルカリ土類金属塩及
び残存不溶性化合物を形成するための装置、沈降タンク
、処理タンクからスラリーを沈降タンクに運びここでス
ラリーを固体と液体に分離し、前者を沈降タンク上部に
留まる後者の下方のタンク底部に沈下させる装置、前記
固体を沈降タンク底部から取除くための装置、並びに沈
降タンク上部から前記液体を取除くための装置から成る
、酸性酸化物を含む排ガス流を洗浄すると同時にアルカ
リ及びアルカリ土類金属塩を含むセメント・キルン等か
らの粉じんを処理するための装置をも含む。
理タンクに供給する装置、前記混合物をさらに稀釈する
ために前記処理タンク中にさらに付加水を供給するため
の装置、前記混合物中に排ガスを通過してこれと反応さ
せ、これによってその水溶性成分の水溶液を製造すると
同時に酸性酸化物、アルカリ及びアルカリ土類金属塩及
び残存不溶性化合物を形成するための装置、沈降タンク
、処理タンクからスラリーを沈降タンクに運びここでス
ラリーを固体と液体に分離し、前者を沈降タンク上部に
留まる後者の下方のタンク底部に沈下させる装置、前記
固体を沈降タンク底部から取除くための装置、並びに沈
降タンク上部から前記液体を取除くための装置から成る
、酸性酸化物を含む排ガス流を洗浄すると同時にアルカ
リ及びアルカリ土類金属塩を含むセメント・キルン等か
らの粉じんを処理するための装置をも含む。
本発明の特徴の−によれば、装置としてさらに、熱交換
器、前記排ガスを処理タンクに供給するに先立って熱交
換器を通すための装置、並びに沈降タンクから取除かれ
た液体を熱交換器に通して入ってくるガス流を冷却する
と共に前記液体を加熱して水分を除去するための設備も
金遣れる。
器、前記排ガスを処理タンクに供給するに先立って熱交
換器を通すための装置、並びに沈降タンクから取除かれ
た液体を熱交換器に通して入ってくるガス流を冷却する
と共に前記液体を加熱して水分を除去するための設備も
金遣れる。
本発明のさらなる目的、特徴及び利点は付属図面と共に
以下に示す好ましい実施態様の説明から明らかであろう
。
以下に示す好ましい実施態様の説明から明らかであろう
。
本発明は、固体としてのアルカリ及びアルカリ土類金属
化合物、キルン粉じん、水及び排ガスを供給する方法及
び装置、並びに上記物質を混合反応させてから生成物を
分離する方法及び装置から成る。
化合物、キルン粉じん、水及び排ガスを供給する方法及
び装置、並びに上記物質を混合反応させてから生成物を
分離する方法及び装置から成る。
即ち、酸性ガスとアルカリ性固体を処理タンク中で水と
混合し反応させてスラリーを形成する。
混合し反応させてスラリーを形成する。
スラリー中の水溶液及び溶解した固体から沈澱及び未溶
解固体を分離するために沈降タンクを装備する。熱交換
−析出装置も装備し、排気流中の熱を潜熱を含めて利用
して、スラリー中の塩類を溶解した溶液から水を蒸発さ
せ、上記の過程で使用するために排ガスを冷却する。塩
を溶解した溶液から水を蒸発させるための熱は、熱い廃
粉じん、粉じんと水との水和反応及び排ガスの圧縮から
得られるエネルギーからも得られる。
解固体を分離するために沈降タンクを装備する。熱交換
−析出装置も装備し、排気流中の熱を潜熱を含めて利用
して、スラリー中の塩類を溶解した溶液から水を蒸発さ
せ、上記の過程で使用するために排ガスを冷却する。塩
を溶解した溶液から水を蒸発させるための熱は、熱い廃
粉じん、粉じんと水との水和反応及び排ガスの圧縮から
得られるエネルギーからも得られる。
Fig、1について説明する。スラリーはアルカリ及び
アルカリ土類金属塩固体及び水から成り、混じん及び水
の混合タンク(図示していない)から8において出て、
稀釈スラリー16をを作るための供給源(図示してしな
い)からの入口14を通る付加水と共に、バイブ10を
経て処理タンクに送られる。セメント・キルンまたはボ
イラー(図示していない)からの排ガスは入口18を通
って熱交換器22に入り、ここから冷却された排ガスと
して現われる。凝縮した排ガス水分は熱交換器22で収
集され、バイブ44を介して処理タンク12に輸送され
る。
アルカリ土類金属塩固体及び水から成り、混じん及び水
の混合タンク(図示していない)から8において出て、
稀釈スラリー16をを作るための供給源(図示してしな
い)からの入口14を通る付加水と共に、バイブ10を
経て処理タンクに送られる。セメント・キルンまたはボ
イラー(図示していない)からの排ガスは入口18を通
って熱交換器22に入り、ここから冷却された排ガスと
して現われる。凝縮した排ガス水分は熱交換器22で収
集され、バイブ44を介して処理タンク12に輸送され
る。
排ガスは次いでバイブ23を通って圧縮器20に移動し
、バイブ24を通って処理タンク12の底部にある分配
バイブ26に輸送される。処理タンク12の底部への固
体の沈着を防止するため、スラリーを適当な手段、例え
ば循環ポンプ21を使って撹拌または循環しても良い。
、バイブ24を通って処理タンク12の底部にある分配
バイブ26に輸送される。処理タンク12の底部への固
体の沈着を防止するため、スラリーを適当な手段、例え
ば循環ポンプ21を使って撹拌または循環しても良い。
排ガスは泡状にてアルカリ性固体と水のスラリー16を
通過し、洗浄済排ガス28としてタンクの上部から放出
される。処理された固体、水及び溶解物質の混合物とし
てのスラリー16はポンプ32によってバイブ30を経
て沈降タンク34に送られ、ここで、沈降した固体36
はポンプ38で吸出され、溶解した塩を含む水37は熱
交換器22に送られて入ってくる排気ガスの冷却に供さ
れる。塩溶液3γからの水は蒸発して蒸気となり、バイ
ブ40を経て大気中に放出されるか、あるいは蒸発後液
体に凝縮して、再使用のために潜熱を取戻す。塩溶液3
7からの塩は濃縮及び/または析出後、バイブ42を経
て熱交換器から収集される。収集された塩の陽イオン成
分は主としてカリシラム、カリウム、マグネシウム及び
ナトリウムである。塩の陰イオン成分は主に硫酸塩、炭
酸塩及び硝酸塩である。塩の実際の組成は、処理される
キルン粉じんの初期組成及び排ガスの組成に依存する。
通過し、洗浄済排ガス28としてタンクの上部から放出
される。処理された固体、水及び溶解物質の混合物とし
てのスラリー16はポンプ32によってバイブ30を経
て沈降タンク34に送られ、ここで、沈降した固体36
はポンプ38で吸出され、溶解した塩を含む水37は熱
交換器22に送られて入ってくる排気ガスの冷却に供さ
れる。塩溶液3γからの水は蒸発して蒸気となり、バイ
ブ40を経て大気中に放出されるか、あるいは蒸発後液
体に凝縮して、再使用のために潜熱を取戻す。塩溶液3
7からの塩は濃縮及び/または析出後、バイブ42を経
て熱交換器から収集される。収集された塩の陽イオン成
分は主としてカリシラム、カリウム、マグネシウム及び
ナトリウムである。塩の陰イオン成分は主に硫酸塩、炭
酸塩及び硝酸塩である。塩の実際の組成は、処理される
キルン粉じんの初期組成及び排ガスの組成に依存する。
熱交換器22は既知の型の熱交換−析出併用装置で、排
ガスから熱を抽出し、排ガスの水分の凝縮から得られる
潜熱を含めて、抽出した熱を水の蒸発に利用する。
ガスから熱を抽出し、排ガスの水分の凝縮から得られる
潜熱を含めて、抽出した熱を水の蒸発に利用する。
本発明の装置の全体のシステムは標準的な方法によって
組立てられる周知の部品から構成される。
組立てられる周知の部品から構成される。
例えば、典型的には処理タンクは容量100万ガロンで
ガス分配装置及び撹拌装置を備え、沈降タンクは容量1
0万ガロンで、共にステンレス鋼あるいは高アルカリ性
や高酸性溶液に耐久性のあるゴム等の適当な材料で建造
される。
ガス分配装置及び撹拌装置を備え、沈降タンクは容量1
0万ガロンで、共にステンレス鋼あるいは高アルカリ性
や高酸性溶液に耐久性のあるゴム等の適当な材料で建造
される。
本発明の作業原理は、燃焼時に生成する二つの廃物の流
れを再度組合わせて反応させ、この二つの廃物の流れ相
互間に中和作用を及ぼさせること、価値の高い有用な副
生成物の製造、及び低度の熱エネルギーの利用にある。
れを再度組合わせて反応させ、この二つの廃物の流れ相
互間に中和作用を及ぼさせること、価値の高い有用な副
生成物の製造、及び低度の熱エネルギーの利用にある。
二つの廃物の流れは、水中で酸性溶液を形成する気体状
酸化物と、水中で塩基性溶液を形成するセメント・キル
ンからの微粒子状廃物質である。
酸化物と、水中で塩基性溶液を形成するセメント・キル
ンからの微粒子状廃物質である。
水中に部分的に溶解後、二つの廃棄物は反応して相互に
中和し合う。過剰のカリウム及び/またはナトリウム及
び硫酸塩を含むセメント・キルン粉じんの場合、本プロ
セスによりカリシラム及びマグネシウム塩を含む残存未
溶解固体の相当部分が溶解される。従って、結果として
生成する固体はプロセス原料としての使用に適する。ま
た、熱交換−析出装置から取除かれる硫酸カリウム等の
塩類は肥料としてまたは化学薬品の抽出用の原材料とし
て適する。同時に、処理タンクのスラリーを通過した排
ガスは、1!!!塩及び硝酸塩を形成することによって
硫黄及び窒素の酸化物の相当部分を浄化される。
中和し合う。過剰のカリウム及び/またはナトリウム及
び硫酸塩を含むセメント・キルン粉じんの場合、本プロ
セスによりカリシラム及びマグネシウム塩を含む残存未
溶解固体の相当部分が溶解される。従って、結果として
生成する固体はプロセス原料としての使用に適する。ま
た、熱交換−析出装置から取除かれる硫酸カリウム等の
塩類は肥料としてまたは化学薬品の抽出用の原材料とし
て適する。同時に、処理タンクのスラリーを通過した排
ガスは、1!!!塩及び硝酸塩を形成することによって
硫黄及び窒素の酸化物の相当部分を浄化される。
実施例
以下の記載は、中規模湿式セメント製造施設における本
発明の実施例に関する。
発明の実施例に関する。
ダクト18を経由して供給されたキルンφバグハウスか
らの排ガスは、圧縮機20によって200.000実f
t’ /Winの速度で熱交換器22に導入される。
らの排ガスは、圧縮機20によって200.000実f
t’ /Winの速度で熱交換器22に導入される。
排ガス組成は変化し得るが、大体、29%水、25%二
酸化炭素、36%窒素、10%酸素、並びに400〜6
00 ppm窒素酸化物類と2001)l)1m二酸化
硫黄を含む。熱交換器22において排ガスは冷却されて
水が凝縮し流動体積が35〜40%減少する。排ガスは
続いてバイブ24を経て送出するためバイブ23を通し
て圧縮!120で分配バイア26に送られてスラリー1
6との反応に委ねられ、ここで硫黄及び窒素の酸化物の
大半が除去される。実験室規模の試験では、排ガスから
SO2の99%が除去された。
酸化炭素、36%窒素、10%酸素、並びに400〜6
00 ppm窒素酸化物類と2001)l)1m二酸化
硫黄を含む。熱交換器22において排ガスは冷却されて
水が凝縮し流動体積が35〜40%減少する。排ガスは
続いてバイブ24を経て送出するためバイブ23を通し
て圧縮!120で分配バイア26に送られてスラリー1
6との反応に委ねられ、ここで硫黄及び窒素の酸化物の
大半が除去される。実験室規模の試験では、排ガスから
SO2の99%が除去された。
キルン粉じんは処理タンク12に8〜12t/h(乾燥
重量)の速度で導入される。水は含水量最高95%まで
の稀釈スラリーを作るために加える。スラリーの含水層
は廃粉じんのカリウムとナトリウムの初期濃度、並びに
キルン原料システムに戻す材料の好ましい濃度によって
決定される。排ガスとの反応後、処理された粉じんのス
ラリーは約200ガロン7 !l r nの速度で沈降
タンク34に送られる。
重量)の速度で導入される。水は含水量最高95%まで
の稀釈スラリーを作るために加える。スラリーの含水層
は廃粉じんのカリウムとナトリウムの初期濃度、並びに
キルン原料システムに戻す材料の好ましい濃度によって
決定される。排ガスとの反応後、処理された粉じんのス
ラリーは約200ガロン7 !l r nの速度で沈降
タンク34に送られる。
このタンクの中で固体は沈降し、水及び処理中に溶解し
た可溶性塩の溶液の下部に、約35%の水と65%の固
体から成るスラリーを形成する。このスラリーはタンク
39からポンプ38で送られ、固体速度約7.8 t/
hでセメント・プラント用プロセス原料と混合される。
た可溶性塩の溶液の下部に、約35%の水と65%の固
体から成るスラリーを形成する。このスラリーはタンク
39からポンプ38で送られ、固体速度約7.8 t/
hでセメント・プラント用プロセス原料と混合される。
水溶液は出口37から約200ガロン/winの速度で
熱交換器22に輸送され、排ガスの冷却に供されると共
に水分が蒸発され、副生成塩類を生成する。副生成塩類
はバイブ42を介して除去され、約8〜12t/日の速
度で製造される。
熱交換器22に輸送され、排ガスの冷却に供されると共
に水分が蒸発され、副生成塩類を生成する。副生成塩類
はバイブ42を介して除去され、約8〜12t/日の速
度で製造される。
副生成塩類は、硫酸カリウム、炭酸カルシウム、及びカ
リウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムを初め
とする陽イオン成分と炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩を初めと
する陰イオン成分を含む。硝酸塩の一部は亜硫酸を硫酸
塩に酸化する。
リウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムを初め
とする陽イオン成分と炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩を初めと
する陰イオン成分を含む。硝酸塩の一部は亜硫酸を硫酸
塩に酸化する。
次にFig、2について説明する。粉じんからのアルカ
リ及びアルカリ土類金属塩の抽出により処理された粉じ
んがキルン原料として容認できるものになることを示す
二つの実験結果(KO−18とにD−20)を示す。す
なわち、カリウム塩濃度は約3%から1〜172%未満
に低下し、硫酸塩濃度は約6%から3%以下に低下する
。Fig、2に示した例では、最初に粉じんを処理タン
ク中に一杯に供給してからガスの導入を始めたことに留
意すべきである。日付AからMの間のグラフの傾斜はこ
れによって説明される。最初の未処理材料から最終の処
理材料に至るカリウム、ナトリウム及び硫酸塩濃度の減
少は50%を超える。資料A−Mは連続的な日付で、こ
の間に資料は連続的な処理過程から採取した。
リ及びアルカリ土類金属塩の抽出により処理された粉じ
んがキルン原料として容認できるものになることを示す
二つの実験結果(KO−18とにD−20)を示す。す
なわち、カリウム塩濃度は約3%から1〜172%未満
に低下し、硫酸塩濃度は約6%から3%以下に低下する
。Fig、2に示した例では、最初に粉じんを処理タン
ク中に一杯に供給してからガスの導入を始めたことに留
意すべきである。日付AからMの間のグラフの傾斜はこ
れによって説明される。最初の未処理材料から最終の処
理材料に至るカリウム、ナトリウム及び硫酸塩濃度の減
少は50%を超える。資料A−Mは連続的な日付で、こ
の間に資料は連続的な処理過程から採取した。
処理粉じん添加の原料組成への影響は、タイブエ及びタ
イプ■の正常なキルン原料の各酸化物の比率を記す次の
表に示されている。「100TPD粉じんを原料に添加
」、「200TPD粉じんを原料に添加」と表示した欄
の数字は、正常な原料に対する処理粉じんのそれぞれ1
00t/日及び200t/日の添加が原料組成にほとん
ど影響しないことを劇的に表わしている。
イプ■の正常なキルン原料の各酸化物の比率を記す次の
表に示されている。「100TPD粉じんを原料に添加
」、「200TPD粉じんを原料に添加」と表示した欄
の数字は、正常な原料に対する処理粉じんのそれぞれ1
00t/日及び200t/日の添加が原料組成にほとん
ど影響しないことを劇的に表わしている。
処理粉じん添加の原料組成への影響
100 TPD 200 TPD
通 常 粉じんを 粉じんを
タイブエ 凰−旦 原料に添加 原料に添加Sin
、 12.99 12.99 12.
99^1jLOJ 3.57 3.59
3.61Fe、031.45 1.53
1.61CaO43,4943,6243,75
8(IQ 2.83 2.81
2.78SOJ 0.18 0.2
3 0.28に20 0.93
0.94 0.96損失 35.83 35.
45 35.07S1 比率 2.5g
2.54 2.49AI/Fe 2.4
6 2.35 3.24タイプ■ 5iOz 13.24 13.23
13.22A1よOJ 3.33 3.
35 3.38Fe2031.77 2.8
3 2.09Ca0 43.09
43.23 43.38Ho0
2.6B 2.64 2.62SO,0
1190,240,29 に工0 0.68 0.70 0
.72損失 35.20 34.85 34.49S
i 比率 2.49 2.46 2.
42AI/Fe 1.69 1.65
1.62(SO,:硫酸塩はrso、 Jとして
表示)これらの結果は、キルン粉じん組成の主要な変化
はSOJ とにLOの除去であり、除去されていないS
Qj とに、0は原料組成を顕著には変化させないとい
うことを実証している。
、 12.99 12.99 12.
99^1jLOJ 3.57 3.59
3.61Fe、031.45 1.53
1.61CaO43,4943,6243,75
8(IQ 2.83 2.81
2.78SOJ 0.18 0.2
3 0.28に20 0.93
0.94 0.96損失 35.83 35.
45 35.07S1 比率 2.5g
2.54 2.49AI/Fe 2.4
6 2.35 3.24タイプ■ 5iOz 13.24 13.23
13.22A1よOJ 3.33 3.
35 3.38Fe2031.77 2.8
3 2.09Ca0 43.09
43.23 43.38Ho0
2.6B 2.64 2.62SO,0
1190,240,29 に工0 0.68 0.70 0
.72損失 35.20 34.85 34.49S
i 比率 2.49 2.46 2.
42AI/Fe 1.69 1.65
1.62(SO,:硫酸塩はrso、 Jとして
表示)これらの結果は、キルン粉じん組成の主要な変化
はSOJ とにLOの除去であり、除去されていないS
Qj とに、0は原料組成を顕著には変化させないとい
うことを実証している。
本発明を実施する上で好ましい方法及び装置をここに開
示・説明したが、これは説明のためであって制限のため
のものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の適切
な解釈によって決定されるものである。
示・説明したが、これは説明のためであって制限のため
のものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の適切
な解釈によって決定されるものである。
開示の概要
本発明は、酸性の排ガスの洗浄とセメント・プラント等
からの廃粉じんからのアルカリ及びアルカリ土類金属塩
の除去を同時に行い、廃棄される物質から有用な生成物
を製造する方法及び装置を提供する。本質的には、この
二つの廃棄物を水中で結合して、生成する溶液と沈降物
をタンク中で分離する。溶液は入ってくる排ガスの冷却
及び肥料としての両方に役立ち、沈降物はキルン原料と
して適する。
からの廃粉じんからのアルカリ及びアルカリ土類金属塩
の除去を同時に行い、廃棄される物質から有用な生成物
を製造する方法及び装置を提供する。本質的には、この
二つの廃棄物を水中で結合して、生成する溶液と沈降物
をタンク中で分離する。溶液は入ってくる排ガスの冷却
及び肥料としての両方に役立ち、沈降物はキルン原料と
して適する。
Ftg、1は本発明を実施するための一つの装置の概略
図である。 図中、10.14.23.24.30.40.42.4
4は輸送バイブ、12は処理タンク、14は稀釈スラリ
ー供給源からの入口、16は稀釈スラリー、18はセメ
ント・キルンまたはボイラーからの入口、20は圧縮機
、22は熱交換器、26は分配バイブ、27は循環バイ
ブ、32.38はポンプ、34は沈降タンク、36は沈
降した固定、37は溶解した塩を含む水である。 Fig、2は、本発明の排ガス酸化物を用いた反応の間
のキルン粉じんからのカリウム及び硫黄酸化物の除去の
効果を示すグラフである。
図である。 図中、10.14.23.24.30.40.42.4
4は輸送バイブ、12は処理タンク、14は稀釈スラリ
ー供給源からの入口、16は稀釈スラリー、18はセメ
ント・キルンまたはボイラーからの入口、20は圧縮機
、22は熱交換器、26は分配バイブ、27は循環バイ
ブ、32.38はポンプ、34は沈降タンク、36は沈
降した固定、37は溶解した塩を含む水である。 Fig、2は、本発明の排ガス酸化物を用いた反応の間
のキルン粉じんからのカリウム及び硫黄酸化物の除去の
効果を示すグラフである。
Claims (22)
- (1)(a)セメント・キルン粉じんを水と混合して未
溶解固体と前記粉じん中の可溶物の溶液から成るスラリ
ーを形成し、(b)セメント・キルンからの排ガスを前
記スラリー中に通し、これにより排ガス中に含まれる酸
性酸化物を水と反応させて酸とし、生成した酸をセメン
ト・キルン粉じんに含まれるアルカリ及びアルカリ土類
金属の炭酸塩及び酸化物と反応させ主にカルシウム、カ
リウム、マグネシウム、ナトリウムの陽イオン成分と炭
酸塩、硝酸塩の陰イオン成分、並びに不溶性のケイ酸塩
、アルミン酸塩及び鉄化合物を伴うアルカリ及びアルカ
リ土類金属塩の沈降物から成るアルカリ及びアルカリ土
類金属塩の溶液を形成し、前記スラリー中を通過後の前
記排ガス流のガスを洗浄済排ガスとすることから成る、
セメント・キルンからの熱い排気流から硫黄、窒素及び
炭素の酸性酸化物を洗浄し、それと同時にそれから得ら
れる酸を利用して、前記の炭酸塩、酸化物、並びに不溶
性のケイ酸塩、アルミン酸塩及び鉄化合物から成るセメ
ント・キルン粉じん中に固体として含まれるアルカリ及
びアルカリ土類金属の炭酸塩及び酸化物から有用な生成
物を製造する方法。 - (2)前記アルカリ及びアルカリ土類金属塩の溶液を前
記沈降物と不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩及び鉄化合
物から後者を沈降させることによって分離することを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 - (3)前記アルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液、並び
に前記不溶物を伴う前記沈降物を沈降タンクに移行し、
ここで前記沈降物並びに不溶性のケイ酸塩、アルミン酸
塩及び鉄化合物から後者を沈降させることによって前記
溶液を分離する過程を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 - (4)分離した溶液を熱交換器を通過させ、排ガスが前
記スラリーを通過する前に排ガスから熱を吸収する通過
過程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の方法。 - (5)前記通過過程の前に、排気流を冷却により除湿す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (6)前記溶液を排気流の冷却及び除湿に利用すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (7)不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩、鉄化合物を含
む前記沈降物をセメントを製造するためのセメント・プ
ラント原料へ添加することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 - (8)排気流からの熱を上記溶液から水分を除去するた
めに使用することを特徴とする特許請求の範囲第6項記
載の方法。 - (9)前記の熱を部分的にそれぞれ熱い排ガス、排ガス
中の水分の潜熱、粉じんと水との水和反応、及び前記通
過過程の前に排ガスの圧縮から得ることを特徴とする特
許請求の範囲第8項記載の方法。 - (10)前記溶液中に溶解した固体を肥料として利用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (11)(a)セメント・キルン粉じんを水と混合して
未溶解固体と前記粉じん中の可溶物の溶液から成るスラ
リーを形成する設備と、(b)セメント・キルンからの
排ガスを前記スラリー中に通し、これにより排ガス中に
含まれる酸性酸化物を水と反応させて酸とし、生成した
酸をセメント・キルン粉じんに含まれるアルカリ及びア
ルカリ土類金属の炭酸塩及び酸化物と反応させ主にカル
シウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウムの陽イオ
ン成分と炭酸塩、硝酸塩の陰イオン成分、並びに不溶性
のケイ酸塩、アルミン酸塩及び鉄化合物を伴うアルカリ
及びアルカリ土類金属塩の沈降物から成るアルカリ及び
アルカリ土類金属塩の溶液を形成し、前記スラリー中を
通過後の前記排ガス流のガスを洗浄済排ガスとする設備
から成る、セメント・キルンからの熱い排気流から硫黄
、窒素及び炭素の酸性酸化物を洗浄し、これと同時にそ
れから得られる酸を利用して、前記の炭酸塩、酸化物、
並びに不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩及び鉄化合物か
ら成るセメント・キルン粉じん中に固体として含まれる
アルカリ及びアルカリ土類金属の炭酸塩及び酸化物から
有用な生成物を製造する装置。 - (12)前記アルカリ及びアルカリ土類金属塩の溶液を
前記沈降物と不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩及び鉄化
合物から後者を沈降させることによって分離するための
設備を有する特許請求の範囲第11項に記載の装置。 - (13)前記アルカリ及びアルカリ土類金属塩溶液、並
びに前記不溶物を伴う前記沈降物を沈降タンクに移行し
、ここで前記沈降物並びに不溶性のケイ酸塩、アルミン
酸塩及び鉄化合物から後者を沈降させることによって前
記溶液を分離するための設備を有する特許請求の範囲第
11項に記載の装置。 - (14)熱交換器、分離されたアルカリ及びアルカリ土
類金属塩溶液と前記スラリーを通過過程の前の熱い排気
流を前記熱交換器に通過させる設備、及び前記熱交換器
において上記排ガスから凝縮された水分を収集しこれを
移送して粉じんと水に混合する設備を有する特許請求の
範囲第12項記載の装置。 - (15)熱交換器、及び分離されたアルカリ及びアルカ
リ土類金属塩溶液と前記スラリーを通過前の前記の熱い
排気流を前記熱交換器に通過させ、これにより排ガスの
スラリー通過前に上記溶液が同排ガスから熱を収集する
設備を有する特許請求の範囲第13項に記載の装置。 - (16)(a)処理タンク、(b)不溶解固体とセメン
ト・キルン粉じん中の溶解性物質から成るスラリーを生
成するための水とセメント・キルン粉じんを処理タンク
に供給する設備、(c)前記排ガスを前記スラリー中に
通し、これにより排ガス中に含まれる酸性酸化物を水と
反応させて酸とし、生成した酸をセメント・キルン粉じ
んに含まれるアルカリ及びアルカリ土類金属の炭酸塩及
び酸化物と反応させ主にカルシウム、カリウム、マグネ
シウム、ナトリウムの陽イオン成分と炭酸塩、硝酸塩の
陰イオン成分、並びに不溶性のケイ酸塩、アルミン酸塩
及び鉄化合物を含むアルカリ及びアルカリ土類金属塩の
溶液を形成し、前記排ガスは前記スラリーを通過後洗浄
済排ガスとして出現させるための循環器、(d)沈降タ
ンク、(e)処理タンクと沈降タンクを連結するための
循環設備、(f)前記スラリーを上記循環設備(e)を
経て処理タンクから沈降タンクに輸送し、スラリーを固
体と液体に分離し、固体は同タンクの上部に残留する液
体より下方の同タンク底部に沈降させるためのポンプ設
備、(g)沈降タンクの底部に沈降した上記固体を取り
除くための設備、及び沈降タンクの上部から上記液体を
取り除くための設備から成る、セメント・キルンからの
熱い排気流から硫黄、窒素及び炭素の酸性酸化物を洗浄
し、それと同時にそれから得られる酸を利用して、前記
の炭酸塩、酸化物、並びに不溶性のケイ酸塩、アルミン
酸塩及び鉄化合物から成るセメント・キルン粉じん中に
固体として含まれるアルカリ及びアルカリ土類金属の炭
酸塩及び酸化物から有用な生成物を製造する装置。 - (17)熱交換器、熱い排気流を処理タンクに供給する
前に熱交換器に通す循環設備、及び沈降タンクから除去
された液体を熱交換器に通し、これにより熱い排気流を
冷却し、更に、前記液体を熱してこれから水分を蒸発さ
せるための設備を有する特許請求の範囲第16項記載の
装置。 - (18)前記処理タンク中のスラリーの固体が定着する
のを防ぐために撹拌する設備を有する特許請求の範囲第
16項記載の装置。 - (19)撹拌設備が、ポンプ、及びスラリーを処理タン
クから出し入れする回転のために前記ポンプと処理タン
クを連結する循環設備から成る、特許請求の範囲第18
項記載の装置。 - (20)前記液体から水分を蒸発させるため前記排ガス
により供給された熱を補給する設備を有する、特許請求
の範囲第16項記載の装置。 - (21)前記熱を補給する設備が前記排ガスを混合物に
通過させる前に圧縮する設備を有する、特許請求の範囲
第20項記載の装置。 - (22)前記熱交換器において排ガスから凝縮された水
分を収集する設備と上記水分を粉じんと混合させるため
に処理タンクに輸送するための設備を有する、特許請求
の範囲第11項記載の装置。
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|---|---|---|---|
| JP62220570A Pending JPS63123843A (ja) | 1986-09-05 | 1987-09-04 | セメント・キルンからの排ガスを洗浄すると同時に同排ガスから有用な副産物を生成する方法及び装置 |
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