鈣的除去方法
【專利說明】鈣的除去方法
[0001]本申請是申請日為2011年5月11日、申請號為201180030602.6、發明名稱為“鈣的除去方法”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及鈣的除去方法，尤其是涉及將濾液等中所含的鈣除去的方法，該濾液是將用附設于水泥制造設備的氯旁路系統回收的氯旁路灰塵進行水洗而獲得的。
【背景技術】
[0003]目前，正在使用將成為引起水泥制造設備中的預熱裝置的堵塞等問題的原因的氯除去的氯旁路系統。近年來，正在推進廢棄物的水泥原料化或燃料化的再循環，隨著廢棄物的處理量增加，帶進水泥窯的氯等揮發成分的量也增加，氯旁路灰塵的產生量也增加。因此，要求開發氯旁路灰塵的有效利用方法。
[0004]從這種見解出發，在專利文獻1記載的的水泥原料化處理方法中，通過向含有氯的廢棄物中添加水，使廢棄物中的氯溶出并進行過濾，將獲得的脫鹽濾餅用作水泥原料，并且對排水進行凈化處理，將其直接排放或回收鹽分，不會引起環境污染，實現了氯旁路灰塵的有效利用。
[0005]但是，在該方法中，對氯旁路灰塵進行脫鹽處理時，為了除去砸，直到使排水中的砸濃度達到安全的標準:例如，污水排放時為0.lmg-Se/1,需要使作為還原劑的氯化亞鐵(FeCl2)達到8000mg-Fe27l以上，在除去砸的過程中消耗大量的還原劑，存在運轉成本昂貴這樣的問題。
[0006]因此，為了解決上述問題，本申請人在專利文獻2中提出了如圖9所示的水泥窯燃燒氣體排氣灰塵的處理方法。
[0007]該處理方法大致分為以下工序:對氯旁路灰塵進行水洗而除去氯成分的水洗工序、從濾液除去砸等重金屬類等的排水處理工序、和從濃縮鹽水回收鹽而得到工業原料的鹽回收工序。
[0008]在水洗工序中，將在鍋爐61中產生的熱水經過熱水槽62供給到溶解槽63，與氯旁路灰塵進行混合。由此，使氯旁路灰塵中所含的水溶性氯成分溶解于熱水中。將從溶解槽63排出的漿液在帶式過濾器64中進行固液分離，使除去了氯成分的一次濾餅返回水泥窯等，作為水泥原料加以利用。另一方面，將含有氯成分及砸等重金屬類的一次濾液臨時儲存在貯槽65。
[0009]在排水處理工序中，將被儲存在貯槽65的含有氯成分、砸等重金屬類及鈣的一次濾液供給到藥液反應槽66，加入作為pH調節劑的鹽酸，將藥液反應槽66內的pH調節為4以下。利用硫酸亞鐵使排水中所含的作為重金屬的砸還原并使其析出后，加入氫氧化鈣，使pH上升為8?11，使通過硫酸亞鐵的添加而生成的氫氧化亞鐵凝結、析出。
[0010]然后，利用壓濾機67將從藥液反應槽66排出的漿液進行固液分離，使二次濾餅返回水泥窯等，作為水泥原料加以利用，二次濾液在藥液反應槽68中與碳酸鉀進行混合，除去二次濾液中的鈣。
[0011 ] 接著，利用壓濾機69將從藥液反應槽68排出的漿液進行固液分離，使三次濾餅返回水泥窯等，作為水泥原料加以利用，三次濾液在貯槽70中加入鹽酸進行pH調節之后，通過除鐵塔71、螯合樹脂塔72、過濾裝置73除去鐵、殘留重金屬、懸浮物質(SS)。
[0012]將來自過濾裝置73的排水供給到電滲析裝置74，在電滲析裝置74中，排水中的砸酸(Se042 )包含于脫鹽水中，氯成分包含于濃縮鹽水中。來自電滲析裝置74的脫鹽水經由未圖示的循環路徑返回水洗工序的熱水槽62 (參照符號A)。
[0013]另外，在鹽回收工序中，利用來自鍋爐75的蒸氣在加熱器76中對濃縮鹽水進行加熱，利用結晶裝置77進行晶體化。在結晶裝置77中，濃縮鹽水中的溶質能夠作為晶體而析出，經過離心分離機80回收以氯化鉀(KC1)為主成分的工業鹽，用作工業原料。另一方面，將在結晶裝置77中蒸發的水分在冷凝器78中進行冷卻并回收排水，使該排水返回水洗工序。通過離心分離機80而分離出的濾液經過濾液罐79返回結晶裝置77。另外，也可以不從濃縮鹽水中回收鹽而將其排放。
[0014]現有技術文獻
[0015]專利文獻
[0016]專利文獻1:日本國特開平11-100243號公報
[0017]專利文獻2:日本國特開號公報

【發明內容】

[0018]發明所要解決的課題
[0019]但是，在上述專利文獻2中記載的水泥窯燃燒氣體排氣灰塵的處理方法中，雖然在藥液反應槽66中除去重金屬類之后，在藥液反應槽68中添加碳酸鉀而除去二次濾液中的鈣，但存在該碳酸鉀的添加需要的費用增高、運轉成本上漲的問題。
[0020]因此，本發明是鑒于上述現有技術中的問題點而提出的，其目的在于提供一種能夠減少用于除去鈣的化學藥品費、將運轉成本壓低的鈣的除去方法等。
[0021]用于解決課題的手段
[0022]為了實現上述目的，本發明提供一種鈣的除去方法，其特征為，使含有鉀或/和鈉及鈣的溶液通過離子交換樹脂，將該鉀或/和鈉與鈣進行分離。
[0023]而且，根據本發明，由于能夠使用離子交換樹脂將鉀或/和鈉與鈣進行分離，不需要像以往那樣添加碳酸鉀，能夠大幅降低運轉成本。
[0024]在上述鈣的除去方法中，可以使所述溶液為對在水泥燒成工序中產生的氯旁路灰塵進行水洗而獲得的濾液，能夠降低氯旁路系統的運轉成本。
[0025]在上述鈣的除去方法中，可以調節向所述離子交換樹脂供給的所述濾液的供給量和向該離子交換樹脂供給的再生水的供給量，使分離出的含鈣水的量和所述濾液的供給量相等。由此，能夠將分離出的含鈣水的全部返回水洗工序，能夠避免向系統外的排出。另外，此時，能夠將鉀或/和鈉與鈣高精度地分離。
[0026]在上述鈣的除去方法中，可以調節向所述離子交換樹脂供給的所述濾液的供給量和向該離子交換樹脂供給的再生水的供給量，使被分離的含鈣水的量比所述濾液的供給量多。由此，能夠在水泥制造工序中使用分離出的含鈣水的一部分或全部。
[0027]另外，在上述鈣的除去方法中，能夠基于選自從該離子交換樹脂排出的液體的鈣或氯的濃度的測定結果、電導率及PH中的一個以上的測定結果，進行向所述離子交換樹脂供給的所述濾液的供給量的調節、向該離子交換樹脂供給的再生水的供給量的調節、從該離子交換樹脂排出的液體的切換時機的控制中的至少一個。
[0028]另外，能夠將所述溶液作為最后處理場的浸出水，從而能夠以低成本進行最后處理場中的有害的浸出水的處理。
[0029]進而，本發明提供一種離子交換樹脂，其特征在于，使含有鉀或/和鈉及鈣的溶液通過，將該鉀或/和鈉與鈣進行分離。由此，和上述發明一樣，能夠大幅降低運轉成本。
[0030]發明的効果
[0031]如上所述，根據本發明，可以提供能夠減少用于除去鈣的化學藥品費，將運轉成本壓低的鈣的除去方法等。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示使用了本發明的鈣的除去方法的水泥窯燃燒氣體排氣灰塵的處理系統的一個例子的流程圖；
[0033]圖2是用于說明圖1所示處理系統所使用的離子交換樹脂的動作的概略圖；
[0034]圖3是表示本發明的鈣的除去方法的第一實施例的曲線圖；
[0035]圖4是表示本發明的鈣的除去方法的第一實施例中的水平衡的流程圖；
[0036]圖5是表示本發明的鈣的除去方法的第二實施例的曲線圖；
[0037]圖6是表示本發明的鈣的除去方法的第二實施例中的水平衡的流程圖；
[0038]圖7是表示本發明的鈣的除去方法的比較例的曲線圖；
[0039]圖8是表示使用本發明的鈣的除去方法對最后處理場的浸出水進行處理時的流程圖；
[0040]圖9是表示現有水泥窯燃燒氣體排氣灰塵的處理系統的一個例子的流程圖。
【具體實施方式】
[0041]下面，參照附圖對用于實施本發明的方式進行說明。
[0042]圖1表示作為本發明的鈣的除去方法的第一實施方式，適用于水泥窯燃燒氣體排氣灰塵的處理系統的情況，該處理系統1為了對從水泥窯的窯尾等抽出的燃燒廢氣中包含的氯旁路灰塵進行水洗后，加以有效利用，由水洗工序2、除去鈣及重金屬的鈣等除去工序3和鹽回收工序4構成。
[0043]水洗工序2的構成包括:使貯存在罐21中的氯旁路灰塵D中的氯成分溶解的溶解槽22、將從溶解槽22排出的漿液S1固液分離為濾餅C1和濾液L1的過濾機23、向溶解槽22供給熱水Η的熱水槽24、和貯存濾液L1的貯槽25。
[0044]設置熱水槽24是為了貯存利用從鹽回收工序4的袋濾器42排出的熱氣體G3，將貯存在后述的鈣等除去工序3的含鈣水罐37中的含鈣水L3加熱后作為工業用的熱水Η，在溶解槽22中循環使用。
[0045]鈣等除去工序3的構成包括:除去從貯槽25供給的濾液L1中的重金屬的藥液反應槽32 (32Α、32Β)、將從藥液反應槽32排出的漿液S2固液分離為濾餅C2和濾液L2的壓濾機33、對從壓濾機33排出的濾液L2進行過濾的砂濾機34、將從砂濾機34供給的濾液L2中所包含的鈣除去的離子交換樹脂35、貯存向離子交換樹脂35供給的再生水L5的再生水罐36、分別貯存從離子交換樹脂35排出的含鈣水L3、鹽水L4的含鈣水罐37、鹽水罐38。
[0046]設置藥液反應槽32A是為了向濾液L1中添加硫氫化鈉(NaHS)而生成硫化鉛(PbS)、硫化鉈(T12S)等。設置藥液反應槽32B是為了向從藥液反應槽32A供給的濾液L1中添加氯化亞鐵(FeCl2)，使生成的硫化鉛和硫化鉈等凝聚，以容易地進行固液分離，并且使溶解的砸還原并析出而進行固液分離。
[0047]設置壓濾機33是為了將從藥液反應槽32B排出的漿液S2進行固液分離，分離為含有硫化鉈和硫化鉛的濾餅C2和濾液L2。
[0048]設置離子交換樹脂35是為了除去從砂濾機34排出的濾液L2中所含的鈣，可以使用兩性離子交換樹脂等。所謂兩性離子交換樹脂，是指使母體為交聯聚苯乙烯等，使同一官能團鏈中具有季銨基和羧酸基等，且具有與陽離子和陰離子雙方進行離子交換的功能的樹月旨。例如，可以使用三菱化學株式會社制的兩性離子交換樹脂DIA10N(注冊商標)AMP03。該離子交換樹脂35能夠進行水溶液中的電解質和非電解質的分離，還能夠進行電解質的相互分離。
[0049]鹽回收工序4的構成包括:噴霧干燥器41，其使用從附設于上述水泥窯的熟料冷卻器(未圖示)排出的熱氣體(下面稱為“冷卻器廢氣”)G1，使貯存在鹽水罐38中的鹽水L4干燥而獲得工業鹽SL ;袋濾器42，其收集從噴霧干燥器41排出的廢氣G2中的工業鹽SL ;造粒機43，其對由噴霧干燥器41及袋濾器42回收的工業鹽SL進行造粒。
[0050]下面省略了圖示，噴霧干燥器41具備:微粒化裝置、熱風導入裝置、干燥腔室、干燥粉分離收集裝置、排氣處理裝置及產品冷卻裝置，從微粒化裝置向經由熱風導入裝置導入