石灰窯は石灰生産における重要な設備であり、高温によって石灰石を生石灰と二酸化炭素に分解することで機能します。しかし、石灰窯の製造過程では有害物質を多く含む排ガスが大量に発生し、環境や人の健康に重大な影響を与えます。したがって、石灰窯の煙をどのように処理し、環境への影響を軽減するかが環境保護の重要な課題となっています。

石灰キルン製造における排ガスの性質

まず、石灰窯の煙の性質を理解する必要があります。石灰窯排ガスは主に二酸化炭素、一酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物、粒子状物質などで構成されています。中でも二酸化炭素と一酸化炭素は主な温室効果ガスであり、地球温暖化に重要な影響を及ぼします。窒素酸化物と硫黄酸化物は主な大気汚染物質であり、人間の健康と環境に深刻な害を引き起こします。粒子状物質は大気の質を悪化させ、人間の呼吸器系に悪影響を与える可能性があります。一般に、次のような特徴があります。

l水分含有量が高い

原料の石灰石や石炭の水分は約5%で、予熱部で乾燥するとそれに相当する水蒸気が発生し、露点は60℃～70℃にもなります。排ガス温度が露点温度より低い場合、パイプラインや集塵機に結露が発生しやすくなり、ペースト袋が発生します。

l高温

実際の生産では、排ガスは200℃の範囲内で制御されますが、供給サイクルに一定の変動があり、温度が低すぎると結露が発生し、温度が高すぎるとエネルギーの無駄が発生し、特殊な場合には、材料は350℃の高温で切断されます。

lほこりの多い

物質の種類、性質、乾燥の度合いが異なるため、排ガス中のダスト量も異なります。

l二酸化硫黄が存在する

石灰窯製造の排ガスには二酸化硫黄が含まれており、湿気の多い環境では装置やフィルター材が腐食します。二酸化硫黄のほとんどは、硫黄分を多く含む石炭の燃焼から発生します。

排ガス処理方法

1.洗濯方法：

洗浄方法は、排ガス中の有害物質を液体噴霧により水中に溶解し、水中に溶解している有害物質を沈殿、ろ過等により除去する方法です。この方法は、排ガス中の粒子や一部の有害ガスを効果的に除去できますが、処理された廃水はさらに処理する必要があり、そうしないと環境に二次汚染を引き起こすことになります。

2. 吸着法

吸着法は、吸着剤を用いて排ガス中の有害物質を吸着剤に吸着させ、再生や焼却等の工程を経て吸着剤に吸着した有害物質を除去する方法です。この方法は排ガスから窒素酸化物と硫黄酸化物を効果的に除去できますが、吸着剤の耐用年数には限界があり、定期的に交換する必要があります。

3. 脱硫・脱硝技術

排ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物を同時に除去できる先進的な排ガス処理技術です。この方法には主に湿式脱硫と乾式脱硫が含まれます。湿式脱硫は排ガスを脱硫溶液に通して、排ガスの窒素酸化物と硫黄酸化物が脱硫溶液と反応して硫酸塩と硝酸塩を生成します。乾式脱硫は触媒を介して行われ、排ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物が酸素と反応して二酸化硫黄と窒素が生成されます。

4. 電気除塵技術

電気粉塵除去技術は、高電圧電界を通じて排ガス中の粒子を帯電させ、電界力の作用により帯電粒子を電極板に吸着させて粒子除去の目的を達成します。この方法は排ガス中の粒子を効果的に除去できますが、エネルギー消費量が高くなります。

混合焼成ライムシャフトキルンは低温燃焼に属するため、通常の状況では窒素酸化物は正常範囲内であり、排ガス処理には除塵脱硫のみが必要であり、除塵には一般にサイクロン集塵機とバッグパルス集塵機が使用されます。脱硫には一般に二アルカリ脱硫、石灰、脱硫剤としてナトリウムアルカリ（Na2CO3またはNaOH）がよく使われます。脱硫液は塔外に循環されます。排ガス処理後、粒子状物質 ≤10mg/Nm3 および二酸化硫黄 ≤50mg/Nm3 が標準排出基準を満たします。プール内で脱硫されたものは沈殿・再生後にリサイクルされ、沈殿物は石膏となり、板枠フィルタープレスでろ過されて建材として利用されます。