特許 6878229 セメントキルン抽気ガスの処理方法及びその処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6878229

(24)【登録日】2021年5月6日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】セメントキルン抽気ガスの処理方法及びその処理装置

(51)【国際特許分類】

   C04B 7/60 20060101AFI20210517BHJP

   B01D 53/50 20060101ALI20210517BHJP

   B01D 53/80 20060101ALI20210517BHJP

   B01D 53/18 20060101ALI20210517BHJP

   B01D 53/68 20060101ALI20210517BHJP

   B01D 53/14 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   C04B7/60ZAB

   B01D53/50 245

   B01D53/80

   B01D53/18 150

   B01D53/68 100

   B01D53/14 210

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-181737(P2017-181737)

(22)【出願日】2017年9月21日

(65)【公開番号】特開2019-55899(P2019-55899A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2020年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北澤 健資

(72)【発明者】

【氏名】佐野 雄哉

【審査官】 手島 理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１０８９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４０３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１０８９０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ２／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ ４０／００−４０／０６

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／５０

Ｂ０１Ｄ ５３／６８

Ｂ０１Ｄ ５３／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理方法であって、前記塩素を除去した後の該抽気ガスを送気管に導入し、その送気管内を流れる該抽気ガスに向けて脱硫剤を含むスラリーを吹きかけて、前記脱硫剤を含むスラリーを吹きかける角度が以下の関係を満たし、なお且つ、前記脱硫剤を含むスラリーを吹きかける速度ｖＳ（ｍ／ｓ）と前記抽気ガスの流速ｖＧ（ｍ／ｓ）との比ｖＳ／ｖＧが１．０〜４．０であるようにして、該抽気ガスの脱硫を行うことを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理方法。
２β≦α＋β≦９０°、且つ、αは前記抽気ガスに向流する側に存する。
α：吹き込みノズルと送気管の内壁が成す鋭角（°）
β：前記スラリーの噴霧角（°）

【請求項2】

セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理装置であって、
脱硫剤と水を混合して脱硫剤スラリーを調製するためのスラリー撹拌槽と、
前記脱硫剤スラリーを圧送するためのスラリーポンプと、
前記塩素を除去した後の該抽気ガスを送気するための送気管と、
前記送気管内を流れる該抽気ガスに向けて前記脱硫剤スラリーを吹き込むための吹き込みノズルと、
前記脱硫剤スラリーを吹き込まれた該抽気ガス中に生成した固体硫化物を回収する固気分離装置とを備え、
前記脱硫剤スラリーを吹きかける角度が以下の関係を満たし、なお且つ、前記脱硫剤を含むスラリーを吹きかける速度ｖＳ（ｍ／ｓ）と前記抽気ガスの流速ｖＧ（ｍ／ｓ）との比ｖＳ／ｖＧが１．０〜４．０であるようにして、該抽気ガスの脱硫を行うように構成されていることを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理装置。
２β≦α＋β≦９０°、且つ、αは前記抽気ガスに向流する側に存する。
α：吹き込みノズルと送気管の内壁が成す鋭角（°）
β：前記スラリーの噴霧角（°）

【請求項3】

セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理装置であって、
前記塩素を除去した後の該抽気ガスを送気するための送気管と、
前記送気管内を流れる該抽気ガスに向けて、脱硫剤と水を同時に吹き込むための吹き込みノズルと、
前記脱硫剤と水を同時に吹き込まれた該抽気ガス中に生成した固体硫化物を回収する固気分離装置とを備え、
前記脱硫剤スラリーを吹きかける角度が以下の関係を満たし、なお且つ、前記脱硫剤を含むスラリーを吹きかける速度ｖＳ（ｍ／ｓ）と前記抽気ガスの流速ｖＧ（ｍ／ｓ）との比ｖＳ／ｖＧが１．０〜４．０であるようにして、該抽気ガスの脱硫を行うように構成されていることを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理装置。
２β≦α＋β≦９０°、且つ、αは前記抽気ガスに向流する側に存する。
α：吹き込みノズルと送気管の内壁が成す鋭角（°）
β：前記スラリーの噴霧角（°）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、その抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理方法及びその処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、セメント製造設備においてプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす塩素の処理については、塩素バイパスシステムが採用されている。このシステムは、セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気したうえ、その抽気ガスから塩素を除去して、セメントキルン系内に存在する塩素を系外除去するものである。より具体的には、抽気ガスに含まれる塩素は、冷却による凝縮等によって、抽気ガスに含まれるダスト（以下、「塩素バイパスダスト」と称する。）と一緒になって固相に移行するので、相対的に塩素含有量が低く、セメントキルン系に戻すことが可能なダストの粗粉をサイクロン等の分級機により分離したうえで、塩素含有量が高められた微粉を含むダストを固気分離して回収することにより、抽気ガスから塩素を除くことができ、その塩素の除かれた抽気ガスは、セメントキルン系に戻す、といったシステムである。

【0003】

この塩素バイパスシステムから排出されるガス（以下、「塩素バイパス排ガス」と称する。）には、高濃度のＳＯ_２が含まれるため、塩素除去後の排ガスをそのまま系外へ放出することができず、プレヒータ等のセメントキルン系に戻す必要があった。しかし、塩素バイパス排ガスをプレヒータ等に戻すことは、セメントキルン系内での硫黄分の濃縮を促進させる結果となり、セメントキルンやプレヒータでの硫黄由来のコーチングトラブルが生じて、ひいてはセメントの安定製造が困難になるという問題があった。

【0004】

このような問題に対処するため、塩素バイパス排ガスを脱硫する技術が開発され、例えば、特許文献１には、回収された塩素バイパスダストからなるスラリーと塩素バイパス排ガスを接触させて脱硫を行う脱硫塔を備える塩素バイパス排ガスの処理設備が開示されている。また、特許文献２には、塩素バイパスシステムの後段に乾式脱硫装置を備える塩素バイパス排ガスの処理方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１８７４５８号公報

【特許文献2】特開２０１２−２００６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法（湿式法）は、大型の専用設備に加えて処理で生じる廃水やスラッジの処理を必要とした。また、特許文献２に記載の塩素バイパス排ガスの処理方法（乾式法）においても、湿式法同様に大型の専用設備を必要とした。一般的に、設置場所に新規設備を増設するための余裕が少ない既存の塩素バイパス設備では、それら排ガス脱硫設備の設置が困難である。

【0007】

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、セメントキルン設備の塩素バイパスシステムから排出される塩素バイパス排ガスを、既存のセメントキルン設備に付設し易い簡易な設備で、高効率に脱硫することを可能にする、セメントキルン抽気ガスの処理方法及びその処理装置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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、第１に、セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理方法であって、前記塩素を除去した後の該抽気ガスを送気管に導入し、その送気管内を流れる該抽気ガスに向けて脱硫剤を含むスラリーを吹きかけて、該抽気ガスの脱硫を行うことを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理方法を提供するものである。

【0009】

本発明による上記処理方法によれば、一般的な送気管内を流れる抽気ガスに向けて脱硫剤を含むスラリーを吹きかけて、その抽気ガスの脱硫を行うので、既存のセメントキルン設備に付設し易い簡易な設備で、高効率に、セメントキルン設備の塩素バイパスシステムから排出される塩素バイパス排ガスの脱硫を行うことができる。

【0010】

本発明による上記処理方法においては、前記脱硫剤を含むスラリーを吹きかける角度が以下の関係を満たし、なお且つ、前記脱硫剤を含むスラリーを吹きかける速度ｖ_Ｓ（ｍ／ｓ）と前記抽気ガスの流速ｖ_Ｇ（ｍ／ｓ）との比ｖ_Ｓ／ｖ_Ｇが１．０〜４．０であることが好ましい。これによれば、より高効率に、塩素バイパス排ガスの脱硫を行うことができる。
２β≦α＋β≦９０°、且つ、αは前記抽気ガスに向流する側に存する。
α：吹き込みノズルと送気管の内壁が成す鋭角（°）
β：前記スラリーの噴霧角（°）

【0011】

一方、本発明は、第２に、セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理装置であって、脱硫剤と水を混合して脱硫剤スラリーを調製するためのスラリー撹拌槽と、前記脱硫剤スラリーを圧送するためのスラリーポンプと、前記塩素を除去した後の該抽気ガスを送気するための送気管と、前記送気管内を流れる該抽気ガスに向けて前記脱硫剤スラリーを吹き込むための吹き込みノズルと、前記脱硫剤スラリーを吹き込まれた該抽気ガス中に生成した固体硫化物を回収する固気分離装置とを備えることを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理装置を提供するものである。

【0012】

本発明による上記処理装置によれば、一般的な送気管内を流れる抽気ガスに向けて脱硫剤スラリーを吹き込むための吹き込みノズルを設ける構成としたので、既存のセメントキルン設備に簡易に付設することができ、これにより高効率に、セメントキルン設備の塩素バイパスシステムから排出される塩素バイパス排ガスの脱硫を行うことができる。

【0013】

他方、本発明は、第３に、セメントキルン設備におけるセメントキルンの窯尻からプレヒータの最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路から燃焼ガスの一部を抽気し、該抽気ガスから塩素を除去したうえ脱硫を行う、セメントキルン抽気ガスの処理装置であって、前記塩素を除去した後の該抽気ガスを送気するための送気管と、前記送気管内を流れる該抽気ガスに向けて、脱硫剤と水を同時に吹き込むための吹き込みノズルと、前記脱硫剤と水を同時に吹き込まれた該抽気ガス中に生成した固体硫化物を回収する固気分離装置とを備えることを特徴とするセメントキルン抽気ガスの処理装置を提供するものである。

【0014】

本発明による上記処理装置によれば、一般的な送気管内を流れる抽気ガスに向けて脱硫剤と水を同時に吹き込むための吹き込みノズルを設ける構成としたので、既存のセメントキルン設備に簡易に付設することができ、これにより高効率に、セメントキルン設備の塩素バイパスシステムから排出される塩素バイパス排ガスの脱硫を行うことができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、送気管内を流れる抽気ガスに向けて脱硫剤を含むスラリーを吹きかけて、その抽気ガスの脱硫を行う構成としたので、既存のセメントキルン設備に付設し易い簡易な設備で、セメントキルン設備の塩素バイパスシステムから排出される塩素バイパス排ガスを、高効率に脱硫することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る脱硫方法を塩素バイパス排ガスに適用した塩素バイパス排ガス脱硫システムの一例を示す全体構成図である。

【図2】図１に示した塩素バイパス排ガス脱硫システムの吹き込みノズルの送気管への固定の位置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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詳細に説明する。

【0018】

図１には、本発明に係る脱硫方法を塩素バイパス排ガスに適用した塩素バイパス排ガス脱硫システムの一例を示す。この塩素バイパス排ガス脱硫システム１は、従来の塩素バイパスシステム、すなわち、セメントキルン１１の窯尻１１ａからプレヒータ２０の最下段サイクロン２０ａに至るまでのキルン排ガス流路３０から、燃焼ガスの一部を冷却ファン１３からの冷風ＣＡで冷却しながら抽気する抽気プローブ１２と、抽気プローブ１２で抽気した抽気ガスＧ１に含まれる塩素バイパスダストの粗粉Ｄ１を分離する分級機１４と、分級機１４から排出された抽気ガスＧ２に含まれる塩素バイパスダストの微粉Ｄ２を回収する固気分離装置１５と、固気分離装置１５から排出された抽気ガスＧ３を排気するための排気ファン１６等で構成される従来の塩素バイパスシステムに、さらに、抽気ガスＧ３の脱硫のために、塩素を除去した後の抽気ガスＧ３を送気するための送気管８と、脱硫剤タンク２から供給される脱硫剤ＤＳと、水タンク３から供給される水Ｗを混合して脱硫剤スラリーＳを調製するためのスラリー撹拌槽４と、脱硫剤スラリーＳを圧送するためのスラリーポンプ５と、スラリーポンプ５で圧送される脱硫剤スラリーＳを、送気管８内を流れる抽気ガスＧ３に向けて吹き込むための吹き込みノズル６と、脱硫剤スラリーＳを吹き込まれた抽気ガスＧ３中に生成した固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）Ｄ３を回収する固気分離装置７とを備えている。

【0019】

この塩素バイパス排ガス脱硫システム１においては、キルン排ガス流路３０から抽気プローブ１２を介して冷風ＣＡで冷却しながら抽気した抽気ガスＧ１に含まれる塩素は、冷却により抽気ガスに含まれる塩素バイパスダストの表面等に凝縮して、固相となって塩素バイパスダストと一緒に運ばれる。分級機１４では、相対的に塩素含有量が低く、セメントキルン系に戻すことが可能な、塩素バイパスダストの粗粉Ｄ１が分離され、その後に、固気離装置１５では、分級機１４から排出された抽気ガスＧ２から、相対的に塩素含有量が高い、塩素バイパスダストの微粉Ｄ２を回収することにより、抽気ガスから塩素を取除く。

【0020】

スラリー撹拌槽４には、脱硫剤ＤＳを入れた脱硫剤タンク２と水を入れた水タンク３とがそれぞれ連設し、スラリー撹拌槽４に脱硫剤ＤＳと水Ｗとを供給するようにしている。また、スラリー攪拌装置として攪拌翼４ａが付設されており、その内部で、脱硫剤ＤＳ及び水Ｗを混合して脱硫剤スラリーＳを生成する処理、並びに、その混合によって生成された脱硫剤スラリーＳの攪拌する処理が行われるようにしている。攪拌翼４ａとしては、例えば、一般的な、スクリュー型のもの等を用いればよい。

【0021】

脱硫剤ＤＳとしては、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）や生石灰（ＣａＯ）等を用いればよく、脱硫剤スラリーＳの製造における発熱現象の観点からは、消石灰が好ましい。一方、生石灰を用いた場合でも、水Ｗと混合されて脱硫剤スラリーＳを形成した場合、脱硫剤スラリーＳ中の生石灰は、直ちに消石灰となる。

【0022】

ここで、固気分離装置１５で回収される塩素バイパスダストの微粉Ｄ２には、生石灰が含まれるため、この塩素バイパスダストの微粉Ｄ２を脱硫剤ＤＳとして利用してもよい。

【0023】

脱硫剤スラリーＳと抽気ガスＧ３が接触した場合、脱硫剤スラリーＳ中の消石灰が、抽気ガスＧ３中の硫黄酸化物（ＳＯ_２）と反応して、直ちに石こう（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）及び／又は亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_３・０．５Ｈ_２Ｏ）等の固体硫化物が生成するので、これを固気分離により回収することによって、抽気ガスＧ３中の硫黄酸化物を除去し、脱硫することができる。

【0024】

脱硫剤スラリーＳに含まれる消石灰は、粒径が小さいほど上記の反応速度が上がり、脱硫効果に優れるものとなるが、脱硫剤スラリーＳの製造等でのハンドリングの観点からは、過剰な小径化は好ましくない。また、消石灰及び生石灰共に水と混合した場合に溶解して小径化することから、用いる脱硫剤ＤＳの粒径は、吹き込みノズル６の噴霧孔径以下の大きさであれば使用することができる。

【0025】

水Ｗとしては、上水道水や工業用水が使用できる。

【0026】

脱硫剤ＤＳと水Ｗの混合割合は、質量比で、脱硫剤ＤＳ／水Ｗが１．０〜０．０１であることが好ましく、０．５〜０．０１であることがより好ましく、０．１〜０．０５であることがさらにより好ましい。この範囲内であれば、脱硫剤スラリーＳの流動性及びポンプ圧送性が、吹き込みノズル６からの吐出に適しつつ、抽気ガスＧ３からの上記固体硫化物の生成反応を確実に生じさせることができる。

【0027】

スラリーポンプ５としては、スラリー用渦巻きポンプ、ピストンポンプ、及び、モーノポンプ等の通常のスラリー液用輸送装置を用いればよい。

【0028】

吹き込みノズル６には、スラリーポンプ５によって、スラリー撹拌槽４から排出された脱硫剤スラリーＳが圧送される。

【0029】

吹き込みノズル６は、送気管８内の抽気ガスＧ３のガス流に対して、上流側に傾けた状態で送気管８に固定する。以下、この吹き込みノズル６の送気管８への固定の位置関係について、図２により説明する。

【0030】

図２は、本発明における吹き込みノズル６と送気管８の固定の位置関係を示すもので、αは、吹き込みノズル６と送気管８の内壁が成す鋭角（°）であり、βは、吹き込みノズル６から噴霧される脱硫剤スラリーＳの噴霧角（°）である。

【0031】

ここで、塩素バイパスシステムからの一般的な排ガスは、温度が１００℃〜２５０℃、ＳＯ_２濃度が５００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ、排ガス流量が２．５ｍ^３Ｎ／ｓ〜２５ｍ^３Ｎ／ｓである。この実施形態においては、そのような排ガスが、抽気ガスＧ３に相当している。また、塩素バイパスシステムからの排気経路の一般的な排気管の内径は、６００ｍｍ〜１３００ｍｍである。この実施形態においては、そのような排気経路の排気管が、送気管８に相当している。

【0032】

送気管８内で脱硫剤スラリーＳを噴霧すると、脱硫剤スラリーＳに含有されていた消石灰は、抽気ガスＧ３の硫黄酸化物と直ちに反応して、固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）Ｄ３が生成し、また、脱硫剤スラリーＳに含有されていた水Ｗは、１００℃以上の温度を有する抽気ガスＧ３の熱によって直ちに水蒸気となる。そして、生成した固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）Ｄ３は、抽気ガスＧ３と生成した水蒸気が合流してなる排ガスＧ４と共に、固気分離装置７へ運ばれる。

【0033】

ここで、脱硫剤スラリーＳの噴霧方向が、抽気ガスＧ３の下流側、すなわち固気分離装置７側の場合、脱硫剤スラリーＳの噴霧と抽気ガスＧ３が並流してしまい、脱硫剤スラリーＳと抽気ガスＧ３の混合が充分に生じずに、脱硫効果が低下してしまう場合がある。

【0034】

そのため、送気管８への吹き込みノズル６の固定位置は、送気管８の垂直部（ライジングダクト）において、吹き込みノズル６は下向きに、すなわち、送気管８内を上向きに流れてくる抽気ガスＧ３に向流させる。このような固定の位置関係にすることで、脱硫剤スラリーＳと抽気ガスＧ３が充分に混合することができ、ひいては上記固体硫化物の生成反応と水蒸気生成とをより効率的に生じさせることができる。

【0035】

送気管８内における脱硫剤スラリーＳの噴霧量は、脱硫剤スラリーＳに含有されるＣａＯと、抽気ガスＧ３に含有されるＳＯ_２のモル比ＣａＯ／ＳＯ_２が、１．５〜４．０であることが好ましく、３．０〜４．０であることがより好ましい。この範囲であれば、抽気ガスＧ３に含有される硫黄酸化物の８０％以上を固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）Ｄ３に変化させることができる。

【0036】

また、送気管８内における脱硫剤スラリーＳの噴霧量Ｖ_Ｓ（リットル／ｓ）は、抽気ガスＧ３の排ガス流量Ｖ_Ｇ（ｍ^３Ｎ／ｓ）に対して、Ｖ_Ｓ／Ｖ_Ｇが０．００２〜０．０２リットル／ｍ^３Ｎであることが好ましく、０．００４〜０．０１リットル／ｍ^３Ｎであることがより好ましい。この範囲であれば、噴霧した脱硫剤スラリーＳ中の水Ｗの全量を水蒸気に変化させることができる。

【0037】

さらに、噴霧される脱硫剤スラリーＳが送気管８の内壁に付着すると、送気管８内にカルシウム化合物のコーチングを形成して、抽気ガスＧ３の流れの阻害につながる。したがって、送気管８内で噴霧される脱硫剤スラリーＳは、送気管８の内壁に到達しないように吹き込みノズル６と送気管８の固定の位置関係、吹き込みノズル６の噴霧角及び抽気ガスＧ３の運転条件等の適正化を行うことが好ましい。

【0038】

具体的には、吹き込みノズル６と送気管８の固定の位置関係は、以下の関係を有していることが好ましい。
２β≦α＋β≦９０°、且つ、αは抽気ガスＧ３に向流する側（下方側）に存する。
α：吹き込みノズル６と送気管８の内壁が成す鋭角（°）
β：脱硫剤スラリーＳの噴霧角（°）

【0039】

すなわち、脱硫剤スラリーＳは、吹き込みノズル６と鋭角を形成する送気管８の内壁面に平行な方向から、かかる内壁面に垂直な方向までの範囲であって、抽気ガスＧ３に対して向流する方向に噴霧するようにすることが好ましい。

【0040】

なお、吹き込みノズル６の先端部は送気管８の内部に入り込んでいるので、送気管８の内壁面に平行な方向に脱硫剤スラリーＳを噴霧しても、送気管８の内壁面に付着することはない。

【0041】

また、吹き込みノズル６から送気管８内への脱硫剤スラリーＳの噴霧速度ｖ_Ｓ（ｍ／ｓ）と、送気管８内を流れる抽気ガスＧ３の流速ｖ_Ｇ（ｍ／ｓ）との関係は、ｖ_Ｓ／ｖ_Ｇ比が１．０〜４．０であることが好ましく、１．０〜２．０であることがより好ましい。この範囲であれば、脱硫剤スラリーＳと抽気ガスＧ３が充分に混合するので、上記固体硫化物の生成反応と水蒸気生成とをより効率的に生じさせることができる。

【0042】

送気管８内に噴霧される脱硫剤スラリーＳの粒径Ｒ_Ｓ（μｍ）は、小さいほど上記の反応効率に優れ、９０μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。一方、脱硫剤スラリーＳの粒径Ｒ_Ｓ（μｍ）が、９０μｍを超えると、例えば、上記の吹き込みノズル６と送気管８の固定の位置関係がα＋β＝９０°の場合など、あるいはその位置関係に近い場合などにおいては、送気管８の対面の内壁に脱硫剤スラリーＳが到達するおそれがある。なお、脱硫剤スラリーＳの粒径Ｒ_Ｓ（μｍ）は、吹き込みノズル６の孔径を指し、ノズルチップを変更することで容易に調整できる。

【0043】

固気分離装置７としては、遠心力式、ろ過式、静電気式等の一般的な集塵装置を用いることができるが、操作性等からバグフィルタ（ろ過式）が好ましい。なお、固気分離装置７内には、処理に用いられた脱硫剤スラリーＳに由来するカルシウム成分が、バグフィルタに付着する等して存在しており、排ガスＧ４中に残留する硫黄酸化物の一部は、この固気分離装置７内に存在するカルシウム成分と反応して、固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）Ｄ３を生成する場合もある。

【0044】

固気分離装置７で固体硫化物Ｄ３として回収された石こう、亜硫酸カルシウム等は、副産物としての利用も可能である。

【0045】

次に、上記に説明した塩素バイパス排ガス脱硫システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。

【0046】

脱硫剤タンク２から供給される脱硫剤ＤＳと、水タンク３から供給される水Ｗとを混合して、スラリー撹拌槽４で脱硫剤スラリーＳを調製する。

【0047】

スラリー撹拌槽４で調製した脱硫剤スラリーＳを、スラリーポンプ５で吹き込みノズル６に圧送する。

【0048】

吹き込みノズル６からは、上記脱硫剤スラリーＳを、抽気ガスＧ３の排気経路である送気管８内に噴霧する。

【0049】

固気分離装置７では、脱硫剤スラリーＳと抽気ガスＧ３の接触によって生成された、排ガスＧ４に含まれる固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）Ｄ３を、回収すると共に、その固体硫化物が除かれた排ガスＧ４を大気解放するかセメントキルン系に戻す。

【0050】

一方、本発明の別の態様としては、吹き込みノズル６に二流体用ノズルを使用してもよい。すなわち、脱硫剤ＤＳと水Ｗとを別々に二流体用ノズルからなる吹き込みノズル６に圧送して、ノズル６の異なる吹き出し口から脱硫剤ＤＳと水Ｗとを同時に送気管８内を流れる抽気ガスＧ３に向けて吹き込むようにしてもよい。この二流体用ノズルを使用する場合には、上記のスラリー撹拌槽４とスラリーポンプ５の代わりに、脱硫剤ＤＳの空気圧送設備と、水Ｗの送液ポンプを設置すればよい。この態様のように二流体用ノズルを使用する場合には、そのノズル６から脱硫剤ＤＳと水Ｗとが吐出された直後には、それらが混ざり合って上述した脱硫剤スラリーＳと実質的に同様な性状のものとなって抽気ガスＧ３に接触する。よって、これにより、抽気ガスの脱硫を成すことができる。また、この場合の、脱硫剤ＤＳと水Ｗの混合物に関するノズル６からの噴霧角等の各種噴霧の条件は、前記の脱硫剤スラリーＳの噴霧の条件と同じであればよい。

【0051】

次に、上記動作の効果について説明する。

【0052】

具体的には、表１に示す抽気ガスＧ３、脱硫剤スラリーＳ、及び送気管８を使用して、吹き込みノズル６の固定角度（α＋β）（°）、脱硫剤スラリーＳの噴霧速度Ｖ_Ｓ（ｍ／ｓ）、及び脱硫剤スラリーＳの粒径Ｒ_Ｓ（μｍ）を変化させた場合の、固気分離後の排ガス中（図１の排ガスＧ４）の硫黄酸化物濃度と、脱硫剤スラリーＳの送気管８内壁への付着状況を確認した。なお、脱硫剤スラリーＳの送気管８内壁への付着状況の評価には、目視による官能評価を用い、○（付着なし）、△（微量の付着の形跡あり）、×（付着あり）の３段階評価とした。

【0053】

【表1】

【0054】

確認結果を表２に示す。

【0055】

【表2】

【0056】

表２に示すように、脱硫剤スラリーＳの噴霧角度（α＋β）が、２β≦α＋β≦９０°の関係を満足している水準１〜３では、脱硫剤スラリーＳの送気管内壁への付着は認められず、また、脱硫性能の低下も認められなかった。一方、脱硫剤スラリーＳの噴霧角度（α＋β）が、上記関係を満足しない水準４では、脱硫剤スラリーＳの送気管内壁への付着と脱硫性能の低下が認められた。
また、脱硫剤スラリーＳの噴霧速度と抽気ガスＧ３の流速の速度比（スラリー／排ガス）の値が１．５の水準６では、その値が１．０である水準１と同様の結果が得られたが、速度比（スラリー／排ガス）の値が４．０の水準５では、脱硫剤スラリーＳの送気管内壁への付着傾向が若干みられた。一方、速度比（スラリー／排ガス）の値が１．０未満の水準7及び水準８では、脱硫性能の低下傾向がみられた。
さらに、脱硫剤スラリーＳの粒径が７５μｍである水準９では、その粒径が５０μｍである水準１と同様の結果が得られた。

【0057】

以上のように、脱硫剤を含むスラリーを、送気管内を流れる抽気ガスに向けて吹きかけることにより、その抽気ガスの脱硫を行うことができ、さらには、その脱硫剤を含むスラリーを、特定の角度及び特定の速度で吹きかけることで、より高効率に、その抽気ガスの脱硫を行うことができることが明らかとなった。

【符号の説明】

【0058】

１ 塩素バイパス排ガス脱硫システム
２ 脱硫剤タンク
３ 水タンク
４ スラリー撹拌槽
４ａ 攪拌翼
５ スラリーポンプ
６ 吹き込みノズル
７ 固気分離装置
８ 送気管
１１ セメントキルン
１１ａ 窯尻
１２ 抽気プローブ
１３ 冷却ファン
１４ 分級機
１５ 固気分離装置
１６ 排気ファン
２０ プレヒータ
２０ａ 最下段サイクロン
３０ キルン排ガス流路
ＣＡ 冷却ガス
Ｄ１ 塩素バイパスダストの粗粉
Ｄ２ 塩素バイパスダストの微粉
Ｄ３ 固体硫化物（石こう、亜硫酸カルシウム等）
ＤＳ 脱硫剤
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 抽気ガス
Ｇ４ 排ガス
Ｓ 脱硫剤スラリー
Ｗ 水

【図1】

【図2】