專利名稱：水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理系統(tǒng)及處理方法，特別是一種由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路，將燃燒氣體的一部分抽出并除去氯及硫等，且可有效地將鉛從含于抽氣中的燃燒氣體內(nèi)的灰塵中除去的方法。
背景技術(shù)：
以往，氯、硫、堿等是成為引起水泥制造設(shè)備中的預(yù)熱器堵塞等問題的原因，其中特別是氯會造成問題，著眼于此，使用由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路可將燃燒氣體的一部分抽出并可進(jìn)行除氯及脫硫的氯·硫旁路設(shè)備。
在該氯·硫旁路設(shè)備中，由于氯偏在于冷卻業(yè)經(jīng)抽出的排氣而生成的灰塵的細(xì)粉側(cè)，因此根據(jù)分級機(jī)將灰塵分離為細(xì)粉與粗粉，并隨著使粗粉回到水泥窯系統(tǒng)的同時，回收含有業(yè)經(jīng)分離的氯化鉀等的細(xì)粉(氯旁路灰塵)并添加至水泥粉碎磨機(jī)系統(tǒng)中。(例如，參照專利文獻(xiàn)1)但，近年來，隨著廢棄物的水泥原料化或燃料化的資源回收不斷進(jìn)展，廢棄物處理量的增加，水泥窯中所含有害的鉛量也隨之增加，因此水泥中的鉛濃度有超過管理基準(zhǔn)值的可能性。
以往，在從氯旁路灰塵等中除去鉛等重金屬時，例如，專利文獻(xiàn)2中所記載的技術(shù)是在窯燃燒氣體的灰塵中添加水，使其成為最適合灰塵中Cd沉淀的pH12的一次泥漿之后，將沉淀于一次泥漿中的固體物利用作為水泥原料等，并添加二氧化碳?xì)怏w于一次泥漿中，使其成為最適合鉛沉淀的pH9的二次泥漿，再將沉淀于二次泥漿中的固態(tài)物利用作為水泥原料等。
另外，在專利文獻(xiàn)3中公開了為了提供一種對于回收含于廢棄物中的鉛等具有優(yōu)異效果的處理方法，將硫酸、鹽酸、硝酸或二氧化碳?xì)怏w加入已水洗處理含重金屬廢棄物的濾液中，再使濾液中的重金屬沉淀為氫氧化物、硫酸鹽或碳酸鹽，并堿溶沉淀污泥以溶出重金屬，再對該濾液進(jìn)行中和或硫化處理，使濾液中鉛等重金屬沉淀且加以回收的方法。
另外，在專利文獻(xiàn)4中曾記載一種廢棄物處理方法，為了將廢棄物中的氯成分及鉛成分有效地分離除去，該處理方法包括廢棄物的水洗工序、將濾出的固體成分堿溶出工序、從該濾液中將鉛沉淀并分離的脫鉛工序、從已脫鉛的濾液中將鈣沉淀且分離的脫鈣工序、及加熱該濾液以析出氯化物并分離回收的鹽分回收工序。
另外，在專利文獻(xiàn)5中曾揭示一種廢棄物處理方法。該方法在水洗處理灰塵等廢棄物時，為了在保證高的脫鹽效果的同時，抑制重金屬類的溶出，而提高回收效率，在水洗含有氯及重金屬類的廢棄物并脫鹽的處理工序中將廢棄物的水性泥漿(水性懸浮液)的pH保持在8.5～13范圍內(nèi)進(jìn)行水洗，由此抑制重金屬鹽的溶出并進(jìn)行脫鹽。
另一方面，在專利文獻(xiàn)6中曾揭示一種提供可降低設(shè)備成本，且可將含在水泥窯抽氣的燃燒氣體中的硫成分除去，并且可有效利用的水泥窯氯、硫旁路的技術(shù)。該技術(shù)是由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路抽出一部分的燃燒氣體，且分離含于抽氣氣體中的灰塵粗粉，并在濕式集塵裝置使用溶劑收集含有細(xì)粉的抽氣氣體的灰塵，再將收集的灰塵泥漿添加至水泥研磨系統(tǒng)，并將在濕式集塵器3收集的灰塵泥漿固液分離，再將得到的脫鹽灰塵濾餅添加至水泥研磨系統(tǒng)，或?qū)I(yè)經(jīng)分離的鹽水添加至水泥研磨系統(tǒng)。
專利文獻(xiàn)1國際公開第WO97/21638號小冊子專利文獻(xiàn)2日本專利第2764508號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2002-11429號公報專利文獻(xiàn)4日本特開2003-1218號公報專利文獻(xiàn)5日本特開2002-18394號公報專利文獻(xiàn)6日本特開2004-2143號公報

發(fā)明內(nèi)容
但，在前述習(xí)知的除鉛方法中，必須設(shè)置使灰塵泥漿化的設(shè)備、水槽等沉淀處理設(shè)備、水洗設(shè)備等，因此提高了設(shè)備成本，而且除了這些設(shè)備的操作以外，也必須添加各種的藥品等，因此提高了操作成本。
在此，本發(fā)明是鑒于前述公知技術(shù)中的問題點(diǎn)而作成的，其目的在提供一種可一邊降低設(shè)備成本及操作成本，一邊有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去的裝置及方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是水泥窯抽氣氣體處理系統(tǒng)，其特征在于，具備探管，其由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路一邊冷卻一部分的燃燒氣體一邊抽氣；分級機(jī)，其可分離包含于由前述探管抽出的燃燒氣體中的灰塵粗粉；濕式集塵器，其可收集含有從前述分級機(jī)排出的細(xì)粉的抽氣灰塵；及一供給裝置，其可將用以硫化包含于前述窯排氣體中的鉛的硫化劑供給至前述濕式集塵器內(nèi)。
于是，依據(jù)本發(fā)明，可利用分級機(jī)分離含在一邊用探管冷卻一邊抽氣的燃燒氣體中的灰塵粗粉，并在濕式集塵器中收集含有從分級機(jī)排出的細(xì)粉的灰塵時，同時對窯排氣體脫硫及使含于窯排氣體的鉛硫化，因此可降低設(shè)備成本及操作成本，同時有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去。
前述濕式集塵器包括濕式滌氣器；循環(huán)液槽，其供給由前述濕式滌氣器所收集的灰塵泥漿；及泵，是可使前述循環(huán)槽內(nèi)的灰塵泥漿的一部分回到前述滌氣器，可以形成將前述硫化劑添加于前述循環(huán)液槽或泵中的構(gòu)成。當(dāng)使用NaSH作為硫化劑時，由于在循環(huán)液槽中變化成硫化氫(H2S)并直接容易地排出，因此優(yōu)選盡可能供給于濕式滌氣器的入口側(cè)那樣的構(gòu)成。
本發(fā)明可以形成下述構(gòu)成，即具備可將由前述濕式集塵器所得到的泥漿分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿的浮選設(shè)備。由于可利用較單純的浮選操作且低成本地從窯排氣體的原料灰塵和因脫硫而發(fā)生的石膏成分中分離鉛分離，因此不需要新的水洗、脫水設(shè)備，并且可將設(shè)備投資控制在最低。另外，由于回收的鉛可以作為易于再利用的硫化鉛(PbS)，因此容易回饋至礦場。
另外，本發(fā)明的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理方法是由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路一邊抽氣一邊冷卻一部分的燃燒氣體，且分離包含于抽出的燃燒氣體的一部分的灰塵粗粉，并且于濕式集塵分離粗粉后的含有細(xì)粉的抽氣氣體的灰塵且脫硫時，添加硫氫化鈉或硫化鈉。
依據(jù)本發(fā)明，在分離包含于一邊抽氣一邊冷卻的燃燒氣體的灰塵粗粉之后，在濕式集塵器中收集含有細(xì)粉的抽氣氣體時，并同時進(jìn)行窯排氣體的脫硫及利用硫氫化鈉或硫化鈉進(jìn)行含于窯排氣體的鉛的硫化，因此，可降低設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本，同時有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去。
前述水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理方法中，可以浮選由前述濕式集塵所得到的泥漿，并分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿。藉此可如上所述，以低成本分離鉛，并且可將設(shè)備投資控制在最低，又可以容易回饋至礦場的狀態(tài)回收鉛。
前述濕式集塵工序中的泥漿的pH可調(diào)整在4以上7以下。藉此，可盡量防止NaSH的分解，同時可防止在供給于濕式滌氣器的循環(huán)滌氣器流路中發(fā)生積垢問題，并且可使在高pH的環(huán)境下無法發(fā)揮功能的浮選劑確實(shí)地發(fā)揮功能。
當(dāng)使從前述泡沫得到的分離水回到浮選工序的同時，將含石膏的尾側(cè)泥漿分離的鹽水添加至水泥粉碎工序、或在水處理后放流至下水或/和海洋、或者使以回收鹽工序脫鹽之后得到的水回到前述濕式集塵工序。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理系統(tǒng)及處理方法，可降低設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本，同時有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去。
附圖
的簡單說明第1圖是顯示本發(fā)明的處理系統(tǒng)的一實(shí)施方式的流程圖。
符號說明1...處理系統(tǒng)2...水泥窯3...探管4...冷卻風(fēng)扇5...旋風(fēng)除塵器6...濕式滌氣器7...循環(huán)液槽8...洗滌塔9，11，13，15，16，19，20...泵10，12，14，18...儲存槽17...浮選器21...壓濾機(jī)22...固液分離器23...風(fēng)扇具體實(shí)施方式
第1圖是顯示本發(fā)明的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理系統(tǒng)(以下簡稱為處理系統(tǒng))的第一實(shí)施方式的流程圖，該處理系統(tǒng)1包括由水泥窯2窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路對一部分燃燒氣體抽氣的探管3；可作為分離含于由前述探管3抽出的燃燒氣體中的灰塵粗粉的分級機(jī)的旋風(fēng)除塵器5；可用以濕式集塵從旋風(fēng)除塵器5排出的含有細(xì)粉的抽氣灰塵的濕式滌氣器6；在濕式滌氣器6中用以循環(huán)灰塵泥漿的循環(huán)液槽7；可供給在濕式滌氣器6中作為脫硫劑的Ca(OH)2的儲存槽10；可供給用以使鉛硫化的NaSH的儲存槽12；可構(gòu)成為可將由前述濕式集塵器所得到的泥漿分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿的浮選設(shè)備的浮選器17；浮選劑及起泡劑的儲存槽14、18；可從浮選器17固液分離含鉛的泡沫，并得到含硫化鉛的濾餅的壓濾機(jī)21；可從浮選器17固液分離泥漿，并得到石膏與鹽水的固液分離器22等。
接著，一面參照第1圖一面針對具有上述構(gòu)成的處理系統(tǒng)的運(yùn)作加以說明。
由從水泥窯2窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路抽出的抽氣氣體是由探管3中冷卻風(fēng)扇4所吹出的冷風(fēng)冷卻之后，再輸入旋風(fēng)除塵器5，分離為粗粉與細(xì)粉及氣體，而業(yè)經(jīng)分離的低含氯率的粗粉則回到水泥窯系統(tǒng)。
含氯率高的細(xì)粉及氣體，利用在濕式滌氣器6中由循環(huán)液槽7供給的泥漿所具有的水分等冷卻，再利用濕式滌氣器6收集細(xì)粉的灰塵。在此，在濕式滌氣器6所收集的灰塵泥漿中，由于存在有因細(xì)粉中的CaO與水反應(yīng)而產(chǎn)生的Ca(OH)2，因此存于從水泥窯入口排氣罩產(chǎn)生的抽氣氣體中的SO2會與Ca(OH)2反應(yīng)，并根據(jù)CaO+H2O→Ca(OH)2SO2+Ca(OH)2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O脫硫，而可回收石膏。
在此，必須將循環(huán)液槽7內(nèi)的循環(huán)液的pH控制在6前后，以防止在供給于濕式滌氣器6的旋環(huán)滌氣器流路中發(fā)生積垢問題。因此，當(dāng)循環(huán)液槽7內(nèi)的循環(huán)液的pH上升過高時，會如專利文獻(xiàn)6所記載，可以改變旋風(fēng)除塵器5的分類點(diǎn)，并減少細(xì)粉中的CaO濃度的方式來處理。
另一方面，除去存于抽氣氣體的硫成分的效果是通過監(jiān)視排氣體的硫成分的濃度而確認(rèn)，當(dāng)除去性能有下降的傾向時，可如上所述改變旋風(fēng)除塵器5的分類點(diǎn)，并提升從旋風(fēng)除塵器5排出的細(xì)粉中的CaO濃度，且增加吸收劑的量，而可從儲存槽10通過泵11供給作為吸收劑的Ca(OH)2。
另外，從儲存槽12通過泵13及泵9將硫氫化鈉(NaSH)添加于濕式滌氣器6中。添加硫氫化鈉的原因是為了硫化含于抽氣氣體中的氯化鉛、氧化鉛等的細(xì)粉，使其成為硫化物而沉淀。另外，通過硫化而可產(chǎn)生硫化鉛(PbS)。在此，由于NaSH可在酸性側(cè)分解，所以必須將NaSH的pH調(diào)整在7以上。另外，如上所述，為了防止在供給于濕式滌氣器6的循環(huán)泥漿流路中發(fā)生積垢問題，及為了提升Pb的回收率，因此循環(huán)槽7內(nèi)的循環(huán)液的pH必須控制在4～7的范圍。
從濕式滌氣器6排出的氣體是經(jīng)過循環(huán)液槽7、洗滌塔8及風(fēng)扇23而釋放至大氣。
另一方面，從循環(huán)液槽7排出的泥漿是通過泵16而供給至浮選器17。浮選器17中有從儲存槽14通過泵15所供給的浮選劑，及從儲存槽18通過泵19所供給的起泡劑。浮選劑可使用具有黃原酸鹽基(R-O-Ca2Na)、二硫代氨基甲酸基(R-NH-CS2Na)或硫醇基(-SH)等有機(jī)化合物重金屬捕捉劑等。在該情況下，雖然在堿性區(qū)域下捕捉劑的處理效果會惡化，但如上所述，由于在本發(fā)明中循環(huán)液槽的pH維持在6前后，因此不會產(chǎn)生問題。起泡劑是可使用MIBC(甲基異丁基甲醇，Methyl Isobutyl Carbinol)。另外，將空氣供給至浮選器17中，且由浮選操作將泥漿分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿。
含鉛的泡沫是通過泵20而供給至壓濾機(jī)21，并分離為含氧化鉛的濾餅與水。含酸化鉛的濾餅可回饋至礦場并再利用，而分離水可回到浮選機(jī)17并再利用于浮選工序中。
另一方面，從浮選機(jī)17得到的含石膏的尾側(cè)泥漿是在固液分離器22中固液分離，并可將業(yè)經(jīng)分離的鹽水添加至水泥粉碎工序。另外，業(yè)經(jīng)分離的鹽水可在水處理后流放至下水或海洋，或，在回收鹽工序脫鹽之后，使得到的水回到洗滌塔8。
另外，在上述實(shí)施方式中是針對使用硫氫化鈉作為鉛的硫化劑的情況加以說明，但亦可使用硫化鈉(Na2S)代替硫氫化鈉。
另外，在上述實(shí)施方式中是利用浮選操作將從循環(huán)液槽7排出的泥漿分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿，但亦可與此相反地使用浮選劑，使石膏成為泡沫而浮起。但，在該情況下，由于在石膏側(cè)加入起泡劑，因此需要更多的起泡劑，并且在將石膏添加至水泥研磨機(jī)時，起泡劑可能對水泥的硬化產(chǎn)生不良的影響，因此優(yōu)選上述實(shí)施方式所示的方法。
權(quán)利要求
1.一種水泥窯抽氣氣體處理系統(tǒng)，包含有探管，其由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路一邊冷卻一部分的燃燒氣體一邊抽氣；分級機(jī)，其分離由該探管抽出的包含于燃燒氣體中的灰塵粗粉；濕式集塵器，其收集從該分級機(jī)排出的含有細(xì)粉的抽氣灰塵；及供給裝置，其將用以硫化包含于前述窯排氣中的鉛的硫化劑供給至該濕式集塵器內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1的水泥窯抽氣氣體處理系統(tǒng)，其中前述濕式集塵器包含有濕式滌氣器；循環(huán)液槽，其供給由該濕式滌氣器所收集的灰塵泥漿；及泵，其使該循環(huán)液槽內(nèi)的灰塵泥漿的一部分返回到前述滌氣器，前述硫化劑添加于前述循環(huán)液槽或泵中。
3.如權(quán)利要求1或2的水泥窯抽氣氣體處理系統(tǒng)，包含有可將由前述濕式集塵器所得到的泥漿分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿的浮選設(shè)備。
4.一種水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理方法，其中，由從水泥窯窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路一邊冷卻一部分的燃燒氣體一邊抽氣，分離包含于抽出的燃燒氣體的一部分的灰塵粗粉，濕式集塵分離粗粉后的含有細(xì)粉的抽氣氣體的灰塵的同時進(jìn)行脫硫時，添加硫氫化鈉或硫化鈉。
5.如權(quán)利要求4的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理方法，其中，浮選由前述濕式集塵所得到的泥漿，分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿。
6.如權(quán)利要求4或5的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理方法，其中，前述濕式集塵工序中的泥漿的pH調(diào)整在4以上7以下。
7.如權(quán)利要求5或6的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理方法，其中，使從前述泡沫得到的分離水返回到浮選工序的同時，將由含石膏的尾側(cè)泥漿分離的鹽水添加至水泥粉碎工序、或在水處理后放流至下水或/和海洋中、或者使以回收鹽工序中脫鹽之后得到的水返回到前述濕式集塵工序。
全文摘要
本發(fā)明是一種可降低設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本，同時有效地將鉛從水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵中除去的水泥窯燃燒氣體抽氣灰塵的處理系統(tǒng)及處理方法。本發(fā)明的處理系統(tǒng)1包含有探管3，其由從水泥窯2窯尾至最下段的旋風(fēng)除塵器的窯排氣流路一邊抽氣一邊冷卻一部分的燃燒氣體；分級機(jī)5，其可分離由前述探管抽出的包含于燃燒氣體中的灰塵粗粉；濕式集塵器6，其可收集含有從前述分級機(jī)5排出的細(xì)粉的抽氣灰塵；及一供給裝置12，其可將用以硫化包含于前述窯排氣體中的鉛的硫化劑供給至前述濕式集塵器6內(nèi)。另外，優(yōu)選以從硫化劑供給裝置12、13將硫化劑添加至循環(huán)液槽7或用以循環(huán)泥漿的泵9。另外，本發(fā)明可通過浮選設(shè)備14、17、18將由前述濕式集塵器6所得到的泥漿分離為含鉛的泡沫與含石膏的尾側(cè)泥漿。
文檔編號B01D53/64GK101027261SQ20058003263
公開日2007年8月29日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者齋藤紳一郎, 岡村聰一郎, 松良剛 申請人:太平洋水泥株式會社