氯旁路粉尘及废气的处理方法及处理装置
阅读：1026发布：2020-09-30
专利汇可以提供氯旁路粉尘及废气的处理方法及处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供氯旁路粉尘及废气的处理方法及处理设备，能够防止药剂费及熟料中重金属浓度的增加，确保 水 泥 质量 稳定性 并对氯旁路粉尘进行处理，并且，避免 水泥 窑等中的结皮故障，防止预热器等中的 热损失 ，在不招致熟料生产量降低的情况下对氯旁路废气进行处理。在从自水泥窑(2)的窑尾到最下段旋 风 分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分(G)边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘(D6)的氯旁路设备(1)中，将回收的氯旁路粉尘制成 浆液 ，与该氯旁路设备的废气(G4) 接触 。也可以将氯旁路粉尘分级后制成浆液，与氯旁路设备的废气接触，也可以将在从抽出气体回收氯旁路粉尘前进行了分级的粗粉(D1)进一步分级，并与氯旁路粉尘一起制成浆液，与氯旁路设备的废气接触。，下面是氯旁路粉尘及废气的处理方法及处理装置专利的具体信息内容。
1.一种氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，在从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘的氯旁路设备中，
将所述回收的氯旁路粉尘分级后制成浆液，并与该氯旁路设备的废气接触，且将与所述氯旁路设备的废气接触后的浆液的pH设定为7.0以上且10.5以下。
2.一种氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，在从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘的氯旁路设备中，
将所述回收的氯旁路粉尘分级后制成浆液，并与该氯旁路设备的废气接触，且将所述回收的氯旁路粉尘制成浆液后使该浆液固液分离，
使获得的滤饼再溶解，
使该滤饼再溶解而得到的浆液与该氯旁路设备的废气接触，进行该废气的脱硫，将通过氯旁路设备的废气的脱硫而生成的浆液固液分离从而回收石膏。
3.一种氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，在从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘的氯旁路设备中，
将所述回收的氯旁路粉尘分级后制成浆液，并与该氯旁路设备的废气接触，且将使所述氯旁路粉尘溶解而得到的浆液或/和使所述氯旁路粉尘制成浆液后进行固液分离而获得的滤饼再溶解而得到的浆液的钾浓度及氯浓度设定为6％以下，将通过氯旁路设备的废气的脱硫而生成的浆液固液分离从而回收石膏。
4.一种氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，在从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘的氯旁路设备中，
将所述回收的氯旁路粉尘分级后制成浆液，并与该氯旁路设备的废气接触，且将所述浆液的SO42-浓度设定为10000mg/L以下，
将通过氯旁路设备的废气的脱硫而生成的浆液固液分离从而回收石膏。
5.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，根据与所述浆液接触的氯旁路设备的废气中含有的SO2量，控制使所述氯旁路粉尘分级时的分级点，所述SO2量指所述氯旁路设备的废气量与该废气中的SO2浓度的积。
6.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，将所述分级点以10μm通过量计，设定为70质量％以上且100质量％以下。
7.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，将在从所述抽出气体回收氯旁路粉尘前进行了分级的粗粉进一步分级，与所述氯旁路粉尘一起制成浆液，并与所述氯旁路设备的废气接触。
8.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，将与所述氯旁路设备的废气接触的浆液的pH设定为3.0以上且10.5以下。
9.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，将与所述氯旁路设备的废气接触后的浆液进行固液分离而获得固体成分，将该固体成分供给水泥精加工工序。
10.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，将在从所述抽出气体回收氯旁路粉尘前进行了分级的粗粉进一步分级，与所述氯旁路粉尘一起制成浆液后使该浆液脱水，使获得的滤饼再溶解，使该滤饼再溶解而得到的浆液与该氯旁路设备的废气接触，进行该废气的脱硫。
11.权利要求1～4任一项所述的氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，将石膏的纯度设定为75％以上，所述石膏是通过将使所述氯旁路粉尘溶解而得到的浆液或/和使所述氯旁路粉尘制成浆液后进行脱水而获得的滤饼再溶解而得到的浆液与所述氯旁路设备的废气接触而生成的浆液进行固液分离而获得的。
12.一种氯旁路粉尘及废气处理装置，其特征在于，其附设于氯旁路设备，所述氯旁路设备从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘，所述氯旁路粉尘及废气处理装置具备：
第一溶解槽，其将所述回收的氯旁路粉尘制成浆液；
固液分离装置，其将在该第一溶解槽中生成的浆液进行固液分离；
第二溶解槽，其将在该固液分离装置中生成的滤饼进行再调浆；
溶解反应槽，其使在所述第二溶解槽中生成的再溶解后的浆液与该氯旁路设备的废气接触，进行该废气的脱硫，
将通过氯旁路设备的废气的脱硫而生成的浆液固液分离从而回收石膏。
13.权利要求12所述的氯旁路粉尘及废气处理装置，其特征在于，具备：
盐回收装置，其从由所述固液分离装置排出的滤液回收盐；
气体-气体加热器，其将从所述抽出气体回收的热用于所述盐回收装置中的盐回收。
14.权利要求13所述的氯旁路粉尘及废气处理装置，其特征在于，所述气体-气体加热器从对所述抽出气体进行集尘的高温集尘器的废气进行热回收。
氯旁路粉尘及废气的处理方法及处理装置
技术领域
背景技术
[0002] 目前，正在使用将成为引起水泥制造设备的预热器的堵塞等问题的原因的氯除去的氯旁路设备。近年来，正在推进废弃物的水泥原料化或燃料化的再循环，随着废弃物的处理量增加，带进水泥窑的氯等挥发成分的量也增加，氯旁路粉尘的产生量也增加。因此，要求开发氯旁路粉尘的有效利用方法。
[0003] 从这种见解出发，在专利文献1和2所记载的水泥原料化处理方法中，向含有氯的废弃物中添加水，使废弃物中的氯溶出并进行过滤，将获得的脱盐滤饼用作水泥原料，并对排水的pH进行调节将重金属沉淀回收，将重金属回收后的排水在回收盐分后排放，或直接排放。
[0004] 另外，在专利文献3所记载的氯旁路粉尘的处理方法及装置中，向氯旁路粉尘中加入水作为浆液贮存，将贮存的浆液与熟料、石膏及混合材料的至少一个一起供给到水泥精加工工序，用水泥制造用的磨机进行混合粉碎。
[0005] 另一方面，由于在自上述氯旁路设备排出的气体(下面称为“氯旁路废气”)中含有高浓度的SO2，因此需要脱硫处理。因此，例如在专利文献4和5中，在回收氯旁路粉尘后，使氯旁路废气返回水泥窑系统进行处理。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1：日本国专利第3304300号公报
[0009] 专利文献2：日本国专利第4210456号公报
[0010] 专利文献3：日本国专利第4434361号公报
[0011] 专利文献4：日本特开2010-180063号公报
[0012] 专利文献5：日本特开2010-195660号公报
发明内容
[0013] 发明所要解决的课题
[0014] 但是，在上述专利文献1和2所记载的发明中，由于在脱盐滤饼中残留有重金属，并且在通过排水处理而回收的污泥中含有重金属，因此，当使脱盐滤饼和污泥返回水泥原料系统时，由于重金属在水泥烧成系统中循环浓缩，所以，用于排水处理的药剂费有可能增加，或熟料中的重金属浓度有可能增加。
[0015] 另外，在专利文献3所记载的处理方法中，当向氯旁路粉尘中加水形成浆液时，氯旁路粉尘中的CaO熟化成为Ca(OH)2。因此，作为浆液中的钙化合物，混合有未反应而残留的CaO、Ca(OH)2及CaCO3等，当将该浆液供给水泥精加工工序时，有可能制造的水泥的CaO、Ca(OH)2含有率不稳定，对凝固时间等物理性质产生影响。
[0016] 另一方面，将上述氯旁路废气返回水泥窑系统而进行脱硫时，因硫磺成分的浓缩，而存在水泥窑及预热器中的结皮故障（コ一チングトラブル）增加，或因来自氯旁路设备的低温的废气被导入而造成预热器等中的热损失增大，关系到水泥窑的熟料生产量降低这样的问题。
[0017] 因此，本发明是鉴于上述现有技术中的问题点而提出的，目的在于，防止药剂费及熟料中的重金属浓度增加，在确保水泥质量的稳定性的同时对氯旁路粉尘进行处理，并且，避免水泥窑等中的结皮故障，防止预热器等中的热损失，在不招致熟料生产量降低的情况下对氯旁路废气进行处理。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 为了实现上述目的，本发明提供一种氯旁路粉尘及废气的处理方法，其特征在于，从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，并从该抽出气体中回收氯旁路粉尘的氯旁路设备中，将所述回收的氯旁路粉尘制成浆液，使其与该氯旁路设备的废气接触。
[0020] 而且，根据本发明，通过使含有氯旁路粉尘的浆液与氯旁路设备的废气接触，能够使浆液中的CaO及Ca(OH)2与所述废气中的SO2进行反应而形成石膏（CaSO4），能够使浆液的CaO、Ca(OH)2的含有率降低。另外，通过与氯旁路设备的废气中所含的SO2进行反应，能够对氯旁路设备的废气中的酸性气体（SOx）边抑制热损失边以低成本进行脱硫处理。
[0021] 在上述氯旁路粉尘及废气的处理方法中，能够将所述回收的氯旁路粉尘分级后制成浆液，使其与所述氯旁路设备的废气接触。由此，能够控制制成浆液的氯旁路粉尘的CaO含有率，高效地控制与氯旁路设备的废气接触后的浆液的pH。
[0022] 另外，能够根据与所述浆液接触的氯旁路设备的废气中所含的SO2量（氯旁路设备的废气量和该废气中的SO2浓度的积），控制对所述氯旁路粉尘进行分级时的分级点。由此，能够高效地控制与氯旁路设备的废气接触后的浆液的pH。这时，可以将所述分级点设定为以10μm通过量计为70质量％以上100质量％以下。
[0023] 此外，在上述氯旁路粉尘及废气的处理方法中，能够对在从所述抽出气体回收氯旁路粉尘前分级的粗粉进一步分级，将获得的细粉与所述氯旁路粉尘一起制成浆液，使得到的浆液与所述氯旁路设备的废气接触。由此，在仅用回收的氯旁路粉尘的浆液难以控制与氯旁路设备的废气接触后的浆液的pH的情况下，也能够容易地对应。
[0024] 可以将与所述氯旁路设备的废气接触的浆液的pH设定为3.0以上10.5以下。在pH不足3.0的情况下，氯旁路设备的废气的脱硫效果降低，若pH超过10.5时，在处理该浆液的装置中就会产生结垢故障（スケ一ルトラブル），因此不优选。
[0025] 另外，可以将与所述氯旁路设备的废气接触后的浆液的pH设定为7.0以上10.5以下。在该pH不足7.0的情况下及超过10.5的情况下，重金属的不溶化会变得不充分，因此不优选。
[0026] 此外，能够将与所述氯旁路设备的废气接触后的浆液进行固液分离而获得固体成分，且将该固体成分供给水泥精加工工序。该固体成分因CaO、Ca(OH)2的含有率低，即使在添加于水泥中的情况下也能够将水泥的质量维持在稳定的状态，并且，由于不使该固体成分返回水泥原料系统，因此，能够防止药剂费及熟料中的重金属浓度的增加。
[0027] 另外，在上述氯旁路粉尘及废气的处理方法中，能够在将所述回收的氯旁路粉尘制成浆液后对该浆液进行脱水，使获得的滤饼再溶解，使该滤饼再溶解而得到的浆液与该氯旁路设备的废气接触，进行该废气的脱硫。
[0028] 根据该方法，由于不使氯旁路废气返回水泥窑系统，能够避免水泥窑和预热器中的结皮故障，并且能够防止预热器等中的热损失，能够在不招致熟料生产量的降低的情况下对氯旁路废气进行处理。
[0029] 另外，使将氯旁路粉尘制成浆液后进行脱水而获得的滤饼再溶解，用于氯旁路废气的脱硫，因此，能够在氯浓度低的环境下进行脱硫，将成为结垢故障原因的石膏的溶解抑制在最小限度，能够在抑制成为使混凝土强度降低的主要原因的钾石膏（K2Ca(SO4)2）的生成的同时对氯旁路废气进行处理。
[0030] 在上述氯旁路粉尘及废气的处理方法中，能够对在从所述抽出气体回收氯旁路粉尘前进行了分级的粗粉进一步进行分级，使获得的细粉与所述氯旁路粉尘一起制成浆液后，将该浆液进行脱水，使获得的滤饼再溶解，使该滤饼再溶解而得到的浆液与该氯旁路设备的废气接触，进行该废气的脱硫。由此，在仅用回收的氯旁路粉尘的浆液不能充分地进行氯旁路废气的脱硫的情况下，也能够容易地对应，而不必另外购买熟石灰等药剂。
[0031] 在上述氯旁路粉尘及废气的处理方法中，通过将使所述氯旁路粉尘溶解而得到的浆液或／和使所述氯旁路粉尘制成浆液后进行脱水而获得的滤饼再溶解而得到的浆液的钾浓度及氯浓度设定为6％以下，能够将上述钾石膏的生成抑制得较低。另外，通过将所述浆液的SO42-浓度设定为10000mg／L以下，能够将上述钾石膏的生成抑制得较低。
[0032] 另外，能够通过使所述氯旁路粉尘溶解而得到的浆液或／和使所述氯旁路粉尘制成浆液后进行脱水而获得的滤饼再溶解而得到的浆液与所述氯旁路设备的废气接触，将对生成的浆液进行固液分离而获得的石膏的纯度调节为75％以上。
[0033] 另外，本发明提供一种氯旁路粉尘及废气处理装置，其特征在于，具备：溶解反应槽，其附设于从自水泥窑的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘的氯旁路设备上，使所述回收的氯旁路粉尘与该氯旁路设备的废气接触；固液分离装置，其对自该溶解反应槽排出的浆液进行固液分离。根据本发明，在溶解槽中，通过使含有氯旁路粉尘的浆液与氯旁路设备的废气互相接触，由此，使浆液中的CaO及Ca(OH)2与废气中的SO2进行反应而变为CaSO4，通过在固液分离装置中进行固液分离，能够获得CaO及Ca(OH)2的含有率低的固体成分。此外，通过利用氯旁路设备的废气中所含的SO2，也能够边抑制热损失边以低成本对氯旁路设备的废气中的酸性气体（SOx）进行处理。
[0034] 此外，本发明提供一种氯旁路粉尘及废气处理装置，其特征在于，具备：第一溶解槽，其附设于从自水泥窑的窑尾至最下段旋风分离器的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分边对其进行冷却，从该抽出气体回收氯旁路粉尘的氯旁路设备上，将所述回收的氯旁路粉尘制成浆液；固液分离装置，其对在该第一溶解槽中生成的浆液进行固液分离；第二溶解槽，其使在该固液分离装置中生成的滤饼再溶解；溶解反应槽，其使在所述第二溶解槽中生成的再溶解后的浆液与该氯旁路设备的废气接触，进行该废气的脱硫。根据本发明，和上述发明同样，能够将成为结垢故障的原因的石膏的溶解抑制在最小限度，能够边抑制钾石膏的生成边对氯旁路废气进行处理。
[0035] 在上述氯旁路粉尘及废气处理装置中，可以具备：从自所述固液分离装置排出的滤液回收盐的盐回收装置，和将从所述抽出气体回收的热用于所述盐回收装置的盐回收的气体-气体加热器。由此，能够边有效利用抽出的燃烧气体的热边进行盐回收。
[0036] 所述气体-气体加热器能够从对所述抽出气体进行集尘的高温集尘器的废气进行热回收，通过从除尘后的高温气体进行热回收而提高了热效率。
[0037] 发明效果
[0038] 如上所述，根据本发明，可以防止药剂费及熟料中的重金属浓度的增加，可以在确保水泥质量的稳定性的同时对氯旁路粉尘进行处理，并且，避免了水泥窑等中的结皮故障，防止预热器等中的热损失，在不招致熟料生产量降低的情况下对氯旁路废气进行处理。附图说明
[0039] 图1是表示本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第一实施方式的概略图；
[0040] 图2是表示水泥窑抽出粉尘的10μm通过量（质量％）和该粉尘的CaO浓度的关系的图；
[0041] 图3是表示本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第二实施方式的概略图；
[0042] 图4(a)是表示粗粉的每个颗粒群的Cl贡献率的图，(b)是表示粗粉的粒度分布的图；
[0043] 图5是表示本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第三实施方式的流程图；
[0044] 图6是表示K＋、Cl-及SO42-和钾石膏的生成量的关系的图；
[0045] 图7是表示本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第四实施方式的流程图；
[0046] 图8是表示本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第五实施方式的流程图。
具体实施方式
[0047] 下面，参照附图对用于实施本发明的方式详细地进行说明。
[0048] 图1表示具备本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第一实施方式的氯旁路设备，该氯旁路设备1包括：探头3，其从自水泥窑2的窑尾到最下段旋风分离器（未图示）的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分G边对其进行冷却；旋风分离器4，其将由探头3抽出的抽出气体G1中所含有的粉尘的粗粉D1进行分离；热交换器5，其将含有自旋风分离器4排出的微粉D2的抽出气体G2进行冷却；袋滤器6，其对来自热交换器5的抽出气体G3进行集尘；分级器7，其将自热交换器5及袋滤器6排出的粉尘（D3＋D4）进行分级；贮尘槽8，其临时贮存自分级器7排出的粉尘D5；溶解反应槽9，其使自贮尘槽8排出的粉尘（氯旁路粉尘）D6溶解于水后，与袋滤器6的废气G4接触；调节槽10，其进行自溶解反应槽9排出的浆液S1的pH调节，以不使重金属溶化；固液分离器11，其将自调节槽10排出的浆液S2进行固液分离；等等。关于探头3~袋滤器6的结构，由于为与现有氯旁路设备同样的结构，因此省略了详细说明。
[0049] 分级器7将自热交换器5及袋滤器6排出的粉尘（D3＋D4）进行分级，如后所述，调节向溶解反应槽9供给的粉尘D5的粒度分布并调节向溶解反应槽9供给的CaO的量。该分级器7可以使用惯性力分级器(吹气分离器、斯图文特分离器（スターテバンドセパレ一タ）、隐藏式（ハイドタイプ）分离器等)、离心力分级器（微粉分离器、蜗轮分级器等）等，只要是可调节供给的粉尘的粒度分布的装置，可以使用任一种，也可以分为二段或数段。
[0050] 溶解反应槽9是为了使用水（或热水）将来自贮尘槽8的粉尘D6制成浆液，并且向溶解反应槽9供给来自袋滤器6的含有SO2气体的废气G4，使浆液中含有的钙化合物和SO2气体反应而设置的。再有，作为溶解反应槽9，可以使用填充塔、多孔板塔、文丘里涤气器、喷雾塔、混合型涤气器或扩散板等，另外，这些可以为连续式、间歇式的任一种。另外，粉尘D6的供给可以是在制成浆液后，或者将粉尘D6直接投入溶解反应槽9，在槽内制成浆液的方式的任一种。
[0051] 调节槽10是为了向自溶解反应槽9排出的浆液S1中添加pH调节剂来进行pH调节，以不使铅等重金属溶化而设置的。作为pH调节剂可以使用NaOH、Ca(OH)2、CaO、Mg(OH)2以及硫酸等。
[0053] 接着，参照图1对具有上述结构的氯旁路设备1的动作进行说明。
[0054] 来自从水泥窑2的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路的燃烧气体的一部分G，在探头3中由来自冷却风扇（未图示）的冷风冷却，生成氯化合物的微晶。该氯化合物的微晶偏在于抽出气体G1中含有的粉尘的微粉侧，因此，使由旋风分离器4分级的粗粉D1返回水泥窑系统。
[0055] 含有由旋风分离器4分离出的微粉D2的抽出气体G2被导入热交换器5，进行抽出气体G2和介质的热交换。通过热交换而被冷却的抽出气体G3被导入袋滤器6，在袋滤器6中回收抽出气体G3中含有的粉尘D4。由袋滤器6回收的粉尘D4与自热交换器5排出的粉尘D3一起由分级器7分级后，临时贮存在贮尘槽8中，导入溶解反应槽9。另外，关于分级器7的分级点，后面进行叙述。
[0056] 导入溶解反应槽9的粉尘D6与溶解反应槽9内的水混合形成浆液。在此，在浆液中，作为钙化合物混合存在有CaO、CaCO3及Ca(OH)2，但CaO、Ca(OH)2与废气G4中含有的SO2反应而转变成CaSO4。根据在该CaO及Ca(OH)2与SO2反应时，溶解反应槽9中的废气G4的减少率(SO2气体的减少率)、溶解反应槽9内的浆液的pH、粉尘D6的化学分析值等，调节溶解反应槽9内的浆液的滞留时间、粉尘D6的投入量、使粉尘D6溶解而得到的浆液的供给量。
[0057] 在溶解反应槽9中，将反应槽内的浆液的pH调节为3~10.5，更优选将pH调节为3~7，进一步优选将pH调节为3~6来进行运行。在pH不足3的情况下，氯旁路设备的废气脱硫效果降低，若pH超过10.5，成为在处理该浆液的装置中产生结垢故障的原因。
[0058] 另外，上述分级器7的分级点基于导入溶解反应槽9的废气G4含有的SO2量（处理气体量×处理气体中的SO2浓度）、和导入溶解反应槽9的粉尘D5含有的CaO的量（浓度×粉尘量）进行控制。即，在以溶解反应槽9内的浆液的pH达到一定的方式进行控制时导入溶解反应槽9的SO2量（如果处理气体量一定，也可用SO2浓度代替）增加的情况下、或要使溶解反应槽9内的浆液的pH上升的情况下，需要增加粉尘D6含有的CaO的量，因此，使分级器7的分级点改变。在此，粉尘D6的10μm通过量（质量％）和CaO浓度存在如图2所示的相关关系。利用该相关关系以10μm通过量控制分级点，例如可以在70质量％~100质量％之间进行调节。
[0059] 接着，将自溶解反应槽9排出的浆液S1供给调节槽10，在浆液S1中添加碱源而将pH调节为7~10.5，以不使铅、镉、铜、锌等重金属溶化。溶解反应槽9的废气G5被导入附设于水泥窑2的预热器的出口。
[0060] 接着，将自调节槽10排出的浆液S2在固液分离器11中进行固液分离，向水泥精加工工序供给获得的固体成分C。另一方面，由于在自固液分离器11排出的滤液L中含有盐和重金属，因此可以通过在考虑作为产品的水泥的质量的同时向水泥精加工工序中添加，进行盐及重金属处理。再有，在水泥精加工工序中不能添加的滤液L，在将盐及重金属回收后排放。
[0061] 如上所述，根据本实施方式，在添加到水泥中的情况下，使有可能对产品的质量带来影响的CaO及Ca(OH)2与SO2反应而变化为CaSO4后进行脱水，向水泥精加工工序供给由此获得的固态物，因此，能够制造CaO及Ca(OH)2的含有率低的水泥，能够不对凝结时间等物理性质产生影响而确保水泥质量的稳定性。
[0062] 另外，由于不使上述固体成分返回水泥原料系统，因此在水泥烧成系统中重金属不会循环浓缩，能够减少用于排水处理的药剂费，并且不会增加熟料中的重金属浓度。
[0063] 另外，虽然在来自袋滤器6的含有SO2气体的废气G4、即氯旁路设备1的废气中含有酸性气体（SOx），但由于将该废气用于与上述CaO及Ca(OH)2的反应，因此，能够边抑制热损失边以低成本处理酸性气体，不会增加环境负荷。
[0064] 接着，参照图3对本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第二实施方式进行说明。该氯旁路设备21在以下方面和图1所示的氯旁路设备1不同，即，去掉了配置在热交换器5及袋滤器6的后段的分级器7，设置将自旋风分离器4排出的粗粉D1进行分级的分级器27，设置将由分级器27分级后的微粉侧粉尘D7导入溶解反应槽9的路径，其它结构和氯旁路设备1是同样的。因此，在图3中，对于和图1相同的结构要素、物质等，赋予相同参照编号并省略了其说明。
[0065] 分级器27是为了将自旋风分离器4排出的粗粉D1进行分级，将分离出的微粉侧粉尘D7供给溶解反应槽9，使粗粉侧粉尘D8返回窑系统而设置的。该分级器27可以使用和图1的分级器7同样的分级器。
[0066] 接着，参照图3对具有上述结构的氯旁路设备21的动作进行说明。
[0067] 来自从水泥窑2的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路的燃烧气体的一部分G，在探头3中由来自冷却风扇（未图示）的冷风冷却，生成氯化合物的微晶。由于该氯化合物的微晶偏在于抽出气体G1含有的粉尘的微粉侧，因此由旋风分离器4分离为粗粉D1和含有微粉D2的抽出气体G2，将粗粉D1供给分级器27，并且将含有微粉D2的抽出气体G2导入热交换器5。再有，关于分级器27的动作及分级点，后面进行叙述。
[0068] 在热交换器5中，进行抽出气体G2和介质的热交换，通过热交换而被冷却的抽出气体G3被导入袋滤器6，在袋滤器6中回收抽出气体G3中含有的粉尘D4。由袋滤器6回收的粉尘D4与自热交换器5排出的粉尘D3一起临时贮存在贮尘槽8中，导入溶解反应槽9。
[0069] 被导入溶解反应槽9的粉尘D5与溶解反应槽9内的水混合而形成浆液。在此，在浆液中，作为钙化合物混合存在有CaO、CaCO3及Ca(OH)2，但CaO、Ca(OH)2与废气G4中含有的SO2反应而转变成CaSO4。在该CaO及Ca(OH)2与SO2进行反应时，根据溶解反应槽9中的废气G4的减少率（SO2气体的减少率）、溶解反应槽9内的浆液的pH、粉尘D5的化学分析值等，调节溶解反应槽9内的浆液的滞留时间、粉尘D5的投入量、使粉尘D5溶解而得到的浆液的供给量。
[0070] 分级器27基于导入溶解反应槽9的废气G4含有的SO2量（处理气体量×处理气体中的SO2浓度）和导入溶解反应槽9的粉尘D5含有的CaO的量（浓度×粉尘量）进行控制。即，在以溶解反应槽9内的浆液的pH达到一定的方式进行控制时导入溶解反应槽9的SO2气体的量增多的情况下、或要使溶解反应槽9内的浆液的pH上升的情况下，需要增加粉尘D7含有的CaO的量，因此，用分级器27按照下面所示的要领将粗粉D1进行分级，将微粉侧粉尘D7添加在溶解反应槽9中。
[0071] 如上所述，在探头3中冷却而生成的氯化合物的微晶偏在于抽出气体G1中含有的粉尘的微粉侧，因此，从除去氯的观点考虑也优选将在分级器27中被分级的微粉侧粉尘D7中含有大量微粉的部分导入溶解反应槽9。
[0072] 图4表示对在旋风分离器4中被分级的两种粗粉侧粉尘D1（粗粉A及粗粉B）的粒度分布和氯浓度等进行比较的图。
[0073] 图4(a)表示粗粉A、B的颗粒群、粗粉中的氯（粗粉Cl）的贡献率。在制作该图时，首先，(1)将粗粉按每个颗粒群筛分计算出粒度分布（重量比例）；(2)测定每个颗粒群的氯浓度；(3)计算出每个颗粒群的氯量（重量×氯浓度）；(4)计算对粗粉氯量的贡献率（颗粒群的氯量／总氯量）。从该图判断出粒径为32μm以下的粉尘的Cl的贡献率高。另外，图4(b)表示粗粉A、B的粒度分布，表1表示粗粉A、B各自的氯含有率及CaO含有率、获得各粗粉时的氯旁路粉尘的氯浓度。
[0074] 表1
[0075]
[0076] 如上所述，根据本实施方式，由分级器27将自旋风分离器4排出的粗粉D1进行分级，将分离出的微粉侧粉尘D7供给溶解反应槽9，从而，即使在仅从贮尘槽8向溶解反应槽9供给粉尘D5时CaO的量不足的情况下，也能够灵活对应。
[0077] 再有，在上述实施方式中，举例说明了氯旁路设备1、21各自设有分级器7、27的情况，但氯旁路设备也可以同时设有分级器7、27。另外，即使是分级器7、27两者都不存在的结构也能够通过将回收在贮尘槽8的氯旁路粉尘制成浆液，并使其与氯旁路设备的废气（袋滤器6的废气G4）接触，使溶解反应槽9内的浆液中的CaO及Ca(OH)2与废气中的SO2反应而生成石膏（CaSO4），降低该浆液的CaO、Ca(OH)2的含有率，能够边抑制热损失边以低成本处理氯旁路设备的废气中的酸性气体（SOx），避免水泥烧成系统中的重金属循环浓缩，减少用于排水处理的药剂费，还可避免熟料中的重金属浓度增加。
[0078] 图5表示设有本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第三实施方式的氯旁路设备，该氯旁路设备31包括如下：探头33，其从自水泥窑32的窑尾到最下段旋风分离器（未图示）的窑废气流路边抽出燃烧气体的一部分G边用来自冷却风扇34、35的冷风对其进行冷却；旋风分离器36，其将由探头33抽出的抽出气体G1中含有的粉尘的粗粉D1进行分离；分级器40，其将从来自旋风分离器36的粗粉D1中分取的粗粉D3进行分级；冷却器37，其对含有自旋风分离器36排出的微粉D2的抽出气体G2进行冷却；袋滤器38，其对来自冷却器37的抽出气体G3进行集尘；贮尘槽39，其贮存自冷却器37及袋滤器38排出的粉尘（D6＋D7）；第一溶解槽41，其使自贮尘槽39排出的粉尘（氯旁路粉尘）D8等溶解于来自第二固液分离器47的滤液L2；第一固液分离器42，其将自第一溶解槽41排出的浆液S1进行固液分离；第二溶解槽44，其使自第一固液分离器42排出的滤饼C再溶解（再调浆）；溶解反应槽46，其使用自第二溶解槽44排出的再调浆浆液R将袋滤器38的废气（氯旁路废气）G4脱硫；第二固液分离器47，其将自溶解反应槽46排出的浆液S2进行固液分离；盐回收装置48，其从自第一固液分离器42排出的滤液L1回收盐；等等。关于探头33~贮尘槽39的结构，为与现有的氯旁路设备同样的结构，因此省略了详细说明。
[0079] 分级器40是为了将从自旋风分离器36排出的粗粉D1分取的粗粉D3进行分级而设置的，由分级器40分级而得到的微粉D5被供给到第一溶解槽41，粗粉D4作为水泥原料返回到附设于水泥窑32的预热器等。再有，自旋风分离器36排出的粗粉D1中成为多余的部分不向分级器40供给，作为粗粉D1’直接作为水泥原料返回所述预热器等。
[0080] 第一溶解槽41是为了使用来自第二固液分离器47的滤液L2将来自贮尘槽39的粉尘D8及来自分级器40的微粉D5制成浆液而设置的。
[0081] 第一固液分离器42是为了将自第一溶解槽41排出的浆液S1进行固液分离而设置的。固液分离出的滤饼C被供给到第二溶解槽44，滤液L1被供给到盐回收装置48。
[0082] 第二溶解槽44是为了使自第一固液分离器42排出的滤饼C再溶解而设置的，经再调浆而得到的浆液R在溶解反应槽46中用于袋滤器38的废气G4的脱硫。
[0083] 溶解反应槽46是为了利用自第二溶解槽44供给的经再调浆的浆液R，对自袋滤器38经由风扇45供给的废气G4进行脱硫而设置的。含有通过脱硫而生成的二水石膏的浆液S2返回第二固液分离器47，脱硫后的废气G5返回水泥窑32的废气系统。
[0084] 第二固液分离器47是为了将自溶解反应槽46供给的浆液S2进行固液分离而设置的，固液分离出的滤液L2在第一溶解槽41中被再利用，在固液分离出的滤饼侧回收二水石膏Gy。
[0085] 盐回收装置48是为了回收自第一固液分离器42排出的滤液L1中含有的盐而设置的。
[0086] 接着，边参照图5边对具有上述结构的氯旁路设备31的动作进行说明。
[0087] 边利用探头33抽出来自从水泥窑32的窑尾到最下段旋风分离器的窑废气流路的燃烧气体的一部分G，边利用来自冷却风扇34、35的冷风进行冷却。由此，生成氯化合物的微晶。该氯化合物的微晶偏在于抽出气体G1中含有的粉尘的微粉侧，因此，将由旋风分离器36分级的粗粉D1作为水泥原料返回附设于水泥窑32的预热器等（D1’），或进行分取（D3）并供给到分级器40，如后述用于脱硫。
[0088] 将含有由旋风分离器36分离出的微粉D2的抽出气体G2导入冷却器37，进行抽出气体G2和介质的热交换。将通过热交换被冷却的抽出气体G3导入袋滤器38，在袋滤器38中回收抽出气体G3中含有的粉尘D7。由袋滤器38回收的粉尘D7与自冷却器37排出的粉尘D6一起临时贮存在贮尘槽39中，导入第一溶解槽41。
[0089] 另一方面，分取自旋风分离器36排出的粗粉D1的一部分，供给分级器40进行分级。未被分取的粗粉D1’作为水泥原料直接返回附设于水泥窑32的预热器等。将由分级器40分级的微粉D5供给第一溶解槽41，使粗粉D4返回所述预热器等。再有，关于分级器40的控制方法的详细情况，后面进行描述。另外，也可以不分取粗粉D1的一部分，而将粗粉D1全部供给分级器40。
[0090] 被导入第一溶解槽41的微粉D5及来自贮尘槽39的粉尘D8，在第一溶解槽41内与自第二固液分离器47供给的滤液L2混合，生成浆液S1。
[0091] 接着，由第一固液分离器42将自第一溶解槽41排出的浆液S1进行固液分离。边将浆液S1进行固液分离边对通过固液分离而获得的滤饼进行水洗，除去氯成分。将除去了氯成分的滤饼C供给第二溶解槽44使之再溶解，将经再调浆的浆液R供给溶解反应槽46，用于脱硫。再有，脱硫后的废气G5导入水泥窑32的废气系统。
[0092] 在此，虽然在上述经再调浆的浆液R中，作为钙化合物而混合存在有CaO、CaCO3及Ca(OH)2，这些钙化合物在溶解反应槽46中与袋滤器38的废气G4中含有的SO2反应而转变成二水石膏（CaSO4·2H2O）。这时，由于在第一固液分离器42中除去了钾成分及氯成分，经再调浆的浆液R的氯含有率降低，能够将成为结垢故障的原因的石膏的溶解控制在最小限度，并且，能够抑制钾石膏（K2Ca(SO4)2）的生成。
[0093] 此外，基于导入溶解反应槽46的废气G4含有的SO2量（处理气体量×处理气体中的SO2浓度）和导入溶解反应槽46的经再调浆的浆液R含有的有助于脱硫的钙（CaO、Ca(OH)2、CaCO3）的量（提供给经再调浆的浆液R的固体成分中的Ca浓度×使再溶解（再调浆）的固体成分量），控制分级器40。即，在导入溶解反应槽46的SO2气体的量增多的情况下，需要增加经再调浆的浆液R含有的有助于脱硫的钙量，因此增加供给分级器40的粗粉D3，将进行分级而获得的微粉D5添加在第一溶解槽41中。
[0094] 相反，在所述废气G4含有的SO2量减少的情况下，使供给分级器40的粗粉D3减少，将获得的微粉D5添加在第一溶解槽41中，或完全不将粗粉D3供给分级器40，而是仅用粉尘D8进行脱硫。
[0095] 另外，上述分级器40的分级点基于导入溶解反应槽46的废气G4含有的SO2量（处理气体量×处理气体中的SO2浓度）和导入溶解反应槽46的经再调浆的浆液R含有的有助于脱硫的钙的量（例如CaO浓度×粉尘量）进行控制。即，在导入溶解反应槽46的SO2量（如果处理气体量一定，也可以用SO2浓度代替）增加的情况下，以经再调浆的浆液R含有的CaO的量增加的方式改变分级器40的分级点。如上所述，在探头33中冷却而生成的氯化合物的微晶偏在于抽出气体G1中含有的粉尘的微粉侧，因此，从除去氯的观点考虑，也优选将在分级器40中被分级的微粉D5中含有大量微粉的部分导入溶解反应槽46。
[0096] 表2示出了改变来自贮尘槽39的粉尘（氯旁路粉尘）D8和水的混合比例，并供给溶解反应槽46，将pH为4~6的浆液S2进行固液分离后的滤液L2的pH及化学分析值以及滤饼Gy中含有的钾石膏及二水石膏的含有比例。如表2所示，通过将供给到溶解反应槽46的浆液R、即，使氯旁路粉尘溶解而得到的浆液或／和使氯旁路粉尘制成浆液后进行脱水而获得的滤饼再溶解而得到的浆液的钾浓度、氯浓度设定为6％以下，钾石膏的生成量相对于二水石膏的生成量的比例减小。
[0097] ［表2］
[0098]
[0099] 另外，使氯旁路粉尘溶解而得到的浆液或／和使氯旁路粉尘制成浆液后进行脱水而获得的滤饼再溶解而得到的浆液中含有的K＋、Cl-及SO42-与钾石膏的生成量存在如图6所示的关系，因此，通过将浆液R的钾浓度及氯浓度设定为6％以下，且将所述浆液R的SO42-浓度设定为10000mg／L以下，能够抑制上述钾石膏的生成，使其较低。
[0100] 接着，由第二固液分离器47将自溶解反应槽46排出的浆液S2进行固液分离，将所获得的滤液L2在第一溶解槽41中进行再利用，并且在滤饼侧回收二水石膏Gy。该二水石膏Gy的纯度为75％以上。
[0101] 另一方面，将由第一固液分离器42进行固液分离而获得的滤液L1供给盐回收装置48，将盐回收，在排水处理后进行排放。
[0102] 接着，参照图7对本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第四实施方式详细地进行说明。再有，在图7中，对与图5所示的氯旁路设备31相同的结构要素赋予相同的参照编号并省略了详细说明。
[0103] 该氯旁路设备61的特征为，设置气体-气体加热器62代替氯旁路设备31的冷却器37，其它结构要素与氯旁路设备31同样。
[0104] 气体-气体加热器62是为了利用自旋风分离器36排出的抽出气体G2加热自周围吸入的空气A1，将由气体-气体加热器62加热的高温空气A2在后段的盐回收装置48中用于盐回收而设置的。由此，能够边有效利用抽出的燃烧气体的热边处理氯旁路废气。另外，也可以将由气体-气体加热器62回收的热用于溶解反应槽46的废气G5的升温。
[0105] 接着，参照图8对本发明涉及的氯旁路粉尘及废气处理装置的第五实施方式详细进行说明。再有，在图8中，对与图5所示的氯旁路设备31相同的结构要素赋予相同的参照编号并省略了详细说明。
[0106] 该氯旁路设备71的特征为，设置高温集尘器72代替氯旁路设备31的冷却器37、袋滤器38及贮尘槽39，在高温集尘器72的后段配置气体-气体加热器73，设置一台固液分离器74代替第一固液分离器42及第二固液分离器47，其它结构要素与氯旁路设备31同样。
[0107] 高温集尘器72例如为具备陶瓷过滤器，具有直至900℃程度的耐热性的高耐热型的袋滤器或电集尘器，在不将含有自旋风分离器36排出的微粉D2的抽出气体G2进行冷却的情况下进行集尘，将收集的粉尘（氯旁路粉尘）D9供给第一溶解槽41。
[0108] 气体-气体加热器73是为了利用自高温集尘器72排出的抽出气体G6加热自周围吸入的空气A3，将由气体-气体加热器73加热的高温空气A4在后段的盐回收装置48中用于盐回收而设置的。由此，能够边有效利用抽出的燃烧气体的热边处理氯旁路废气。另外，通过与空气A3的热交换，可以进行在溶解反应槽46中脱硫的废气G7的温度调节，能够抑制固结的产生。另外，也可以将由气体-气体加热器73回收的热用于溶解反应槽46的废气G5的升温。
[0109] 固液分离器74是为了分时进行自第一溶解槽41排出的浆液S1的固液分离和自溶解反应槽46供给的浆液S2的固液分离而设置的。将对浆液S1进行固液分离而获得的滤饼C供给第二溶解槽44，将滤液L1供给盐回收装置48。另外，对浆液S2进行固液分离而获得的滤液L2在第一溶解槽41中被再利用，在固液分离后的滤饼侧回收二水石膏Gy。
[0110] 在该氯旁路设备71中，也能够边有效利用抽出的燃烧气体的热边处理氯旁路废气，并且能够通过减少固液分离器的台数来降低设备成本。
[0111] 附图标记说明
[0112] 1 氯旁路设备
[0113] 2 水泥窑
[0114] 3 探头
[0115] 4 旋风分离器
[0116] 5 热交换器
[0117] 6 袋滤器
[0118] 7 分级器
[0119] 8 贮尘槽
[0120] 9 溶解反应槽
[0121] 10 调节槽
[0122] 11 固液分离器
[0123] 21 氯旁路设备
[0124] 27 分级器
[0125] 31 氯旁路设备
[0126] 32 水泥窑
[0127] 33 探头
[0128] 34、35 冷却风扇
[0129] 36 旋风分离器
[0130] 37 冷却器
[0131] 38 袋滤器
[0132] 39 贮尘槽
[0133] 40 分级器
[0134] 41 第一溶解槽
[0135] 42 第一固液分离器
[0136] 44 第二溶解槽
[0137] 45 风扇
[0138] 46 溶解反应槽
[0139] 47 第二固液分离器
[0140] 48 盐回收装置
[0141] 61 氯旁路设备
[0142] 62 气体-气体加热器
[0143] 71 氯旁路设备
[0144] 72 高温集尘器
[0145] 73 气体-气体加热器
[0146] 74 固液分离器
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