JP2003305331A - 排ガス中の特定成分回収方法及び回収装置 - Google Patents

排ガス中の特定成分回収方法及び回収装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中に含まれるガス状の硼酸類及び酸化
砒素類を固体として析出させ、乾燥状態で回収すること
ができる回収方法及び回収装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、排ガスを水噴霧式及び空気混
合式併用の水冷乾燥式冷却塔に通して排ガス温度を70
℃以下に下げ、排ガス中のガス状の硼酸類及び酸化砒素
類を固体として析出させ、その排ガスを乾式電気集塵機
で処理して固体の硼酸類及び酸化砒素類を乾燥状態で回
収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス中に含まれる
特定成分を回収する回収方法及び回収装置に関し、特
に、ガス状態の硼酸類及び酸化砒素類を固体として析出
させ、回収する回収方法及び回収装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ガラス溶解炉からの排ガスは、
図4に示すように、水を噴霧して完全蒸発させることに
より水の気化熱として熱を奪って排ガスGを冷却する方
法または、排ガスGに冷却用の空気を混合することで冷
却する方法による乾式冷却塔1で排ガス温度を150〜
200℃に下げた後、バグフィルター2で排ガスG中に
含まれる特定成分を回収する方法が行われている。しか
し、排ガスG中のガラス原料や他の固化された成分は回
収されても150〜200℃の温度領域では排ガスG中
の硼酸類及び酸化砒素類はほぼ100%がガス状である
ため、バグフィルター2では捕集することができずに通
過して大気中に放出されることになる。
【0003】また、図5に示すように、ガラス溶解炉か
らの排ガスGを水噴霧により排ガスG中の水分を飽和状
態で冷却する湿式冷却塔3により排ガスGの温度を65
℃まで冷却し、湿式電気集塵機4、4で回収する方法で
は、ガス状の硼酸類及び酸化砒素類は固体として100
%析出されるが、ガス中の水分が飽和していて、さらに
湿式電気集塵機4で処理するため、捕集された硼酸類及
び酸化砒素類は水に溶解しているのでガラス原料として
回収するには、さらに別の乾燥処理設備等が必要にな
る。
【0004】一方、排ガスの冷却方法で空気のみを混合
する方法では、大量の冷却空気を使用することになるの
で、冷却後の排ガス量が膨大な量となり排ガス処理設備
への負荷が大きくなる。例えば、温度が500℃、ガス
流量が2,500mN/hの排ガスを65℃に下げる
には、温度が35℃の冷却用空気を使用すると、52,
500mN/hの空気流量が必要となり、冷却後の総
排ガス量はもとの22倍になり、後段の排ガス処理設備
への負荷が非常に大きいものとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ガラ
ス溶解炉の排ガス中に含まれるガス状の硼酸類及び酸化
砒素類を固体として析出させ、乾燥状態で回収すること
により原料としてリサイクル可能なものとし、さらに大
気中に放出される硼酸類及び酸化砒素類の量を減らし環
境改善を図ると共に、冷却後の排ガス量を抑制して、排
ガス処理設備への負荷を減らすものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る排ガス中の
特定成分回収方法は、硼酸類及び酸化砒素類を含む排ガ
スを70℃以下に冷却し、ガス状の硼酸類及び酸化砒素
類を固体として析出させ、該排ガスから硼酸類及び酸化
砒素類を乾燥状態で回収することを特徴とする。
【0007】排ガスを冷却する際の温度が、70℃を超
えると、硼酸類及び酸化砒素類がほとんど析出せず、そ
の大半が大気中に放出されることになる。また、湿式電
気集塵機等で回収すると、捕集された硼酸類及び酸化砒
素類は水に溶解しているのでガラス原料として回収する
には、さらに別の処理設備を必要としコスト高となる。
本発明では、硼酸類及び酸化砒素類を含む排ガスを70
℃以下に冷却することが重要である。一方、排ガスが6
0℃以下になると排ガス中の水分が凝縮し始め乾燥状態
で析出させることが困難となり、他方で、65℃を超え
ると析出する結晶温度を超えて回収率も下がる。硼酸類
及び酸化砒素類をほぼ完全に析出させて大気汚染を防止
する上で、排ガスを65℃以下に冷却することが好まし
く、且つ、析出した硼酸類及び酸化砒素類を乾燥状態で
回収する上で、排ガスを60℃以上に維持することがガ
ラス原料として再利用する上で好ましい。
【0008】本発明に係る排ガス中の特定成分回収装置
は、排ガスを冷却塔で冷却してガス状の特定成分を固体
として析出させ、該特定成分を集塵機で回収する排ガス
中の特定成分回収装置であって、水噴霧式冷却手段及び
空気混合式冷却手段を併用して硼酸類及び酸化砒素類を
含む排ガスを70℃以下、好ましくは60〜65℃に冷
却する水冷乾燥式冷却塔を備えてなることを特徴とす
る。
【0009】一方で、冷却塔が乾式の場合、非常に大量
の冷却空気を使用することになるので、冷却後の排ガス
量が膨大な量となり排ガス処理設備への負荷が大きくな
る。他方、水噴霧式冷却手段のみを備える冷却塔では、
排ガス中の水分が多く、捕集された硼酸類及び酸化砒素
類はそのままではガラス原料として再利用ができない。
本発明の装置は、排ガスから硼酸類及び酸化砒素類を乾
燥状態で回収する上で、水噴霧式冷却手段及び空気混合
式冷却手段を併用して硼酸類及び酸化砒素類を含む排ガ
スを70℃以下に冷却する水冷乾燥式冷却塔を備えてい
ることが重要であり、硼酸類及び酸化砒素類をほぼ完全
に析出させることが大気汚染を防止し、且つ、析出した
硼酸類及び酸化砒素類を乾燥状態で回収してガラス原料
として再利用する上で、60〜65℃に冷却する水冷乾
燥式冷却塔を備えていることが好ましい。
【0010】また、本発明の排ガス中の特定成分回収装
置は、排ガスを冷却塔で冷却してガス状の特定成分を固
体として析出させ、該特定成分を集塵機で回収する排ガ
ス中の特定成分回収装置であって、荷電設備の碍子保護
用の吹込みエアー温度がその露点を超え且つ70℃以下
であり、ヒータ容量が機器の単位表面積当たり0.07
±0.005kW/mのホッパー加温用のヒータを有
し、硼酸類及び酸化砒素類を回収する乾式電気集塵機を
備えてなることを特徴とする。
【0011】荷電設備の碍子保護用の吹込みエアー温度
が露点以下、例えば排ガス中の水分量が15vol%で
はその露点である55℃以下になると、荷電設備の碍子
に結露して運転に支障が生じる。一方、70℃を超える
と硼酸類及び酸化砒素類の結晶化を妨げてしまい荷電設
備にダストが付着して短絡現象が生じる。又、メンテナ
ンスの頻度が高くなり実用的でない。本発明では、長期
間安定した稼働を実現する上で、荷電設備の碍子保護用
の吹込みエアー温度としてはその露点を超え且つ70℃
以下であることが重要である。また、ホッパー加温用の
ヒータのヒータ容量が機器の単位表面積当たり0.06
5kW/m未満であると、排ガスから析出した固体の
硼酸類及び酸化砒素類を十分に乾燥状態を維持すること
ができなくなる。本発明では、乾燥状態で硼酸類及び酸
化砒素類を回収する事を実現する上で、ホッパー加温用
のヒータのヒータ容量が機器の単位表面積当たり0.0
7±0.005kW/mであることが重要である。
【0012】
【作用】上記構成を有する本発明に係る排ガス中の特定
成分回収方法および回収装置は、水冷乾燥式冷却塔によ
り排ガス温度を70℃以下に下げてガス状の硼酸類及び
酸化砒素類を固体として十分に析出させることにより、
排ガス中の硼酸類及び酸化砒素類の濃度を所望値以下と
することが可能であり、且つ、固体となった硼酸類及び
酸化砒素類を乾式電気集塵機により乾燥状態で回収する
ことができるので、原料としてリサイクルが容易とな
る。また、硼酸類及び酸化砒素類を回収処理後の排ガス
の量を大幅に抑えることが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】本実施の形態に係る排ガス中の特
定成分回収装置は、図1に示すように、ガラス溶解炉か
らの排ガスを冷却する水冷乾燥式冷却塔11と、乾式電
気集塵機12とを備えているものである。
【0014】次に、水冷乾燥式冷却塔11の構成を図2
に示す。水冷乾燥式冷却塔11は、炉からの排ガスGを
導入する入口ダクト13と、排ガスを排出する出口ダク
ト14と、冷却水を噴霧するスプレーノズル15と、空
気を取り込む吸込ノズル16と、析出した硼酸類及び酸
化砒素類の固体を排出する排出機17とから構成され
る。本発明で使用する水冷乾燥式冷却塔11では、排ガ
スGの温度を70℃以下の例えば65℃に冷却するため
のスプレーノズル15からの水噴霧量は、吸込ノズル1
6からの空気の量を、混合後の出口排ガス中の水分量が
15vol%以下になるように設定し、ガス中の水分が
結露しないようにする。この時の排ガスとの反応時間は
水噴霧部で6秒以上、空気混合部で3秒以上とする。
【0015】次に、乾式電気集塵機12の構成を図3に
示す。乾式電気集塵機12は、排ガスを導入する入口ダ
クト18と、排ガスを排出する出口ダクト19と、析出
した固体を捕集する集塵部20と、捕集した固体を排出
する排出部21と、碍子を保護する碍子保護ファン22
及び碍子保護ヒータ23と、ホッパーを加温するホッパ
ーヒータ24と、外部保温25とから構成される。本発
明で使用する乾式電気集塵機12は、その内部で排ガス
中の水分量が15vol%の露点温度である55℃以下
の部分ができないように碍子保護エアー温度を65℃に
保ち、機器の全体表面積に対して0.07kW/m
容量のホッパーヒータ21を設置しているものである。
【0016】図1の装置を使用した本実施の形態に係る
排ガス中の特定成分回収方法は、ガラス溶解炉からの排
ガスを水冷乾燥式冷却塔11により排ガス温度を65℃
に下げて、排ガス中のガス状硼酸類及び酸化砒素類を固
体として析出させる。この温度領域では硼酸類及び酸化
砒素類は排ガス中から完全に析出する。この硼酸類及び
酸化砒素類が固化した析出物の電気抵抗率は8×10
Ω・cm程度であり、後段の乾式電気集塵機12で容易
に捕集することができる。乾式電気集塵機12で処理し
た後の排ガス中の硼酸類及び酸化砒素類の濃度は、硼酸
類はBとして5mg/mN以下、酸化砒素類は
Asとしては0.01mg/mN以下とすることが可
能である。また、この方法で、温度500℃、ガス量
2,500mN/h、水分量67vol%の排ガスを
65℃に冷却した後の排ガス量は23,000mN/
hに抑えられる。
【0017】また、排ガス中の特定成分回収装置は、6
ヶ月間の長期にわたってほとんどメンテナンスを要せず
上記の回収性能を発揮することができた。
【0018】
【発明の効果】本発明に係る排ガス中の特定成分回収方
法によれば、排ガスの温度を70℃以下に下げて処理す
ることにより排ガス中に含まれるガス状の硼酸類及び酸
化砒素類を固体として完全に析出させて除去することが
でき、大気環境が改善されるものである。また、析出し
た硼酸類及び酸化砒素類を乾燥状態で回収することによ
り、原料として容易にリサイクル利用することが可能と
なる。
【0019】本発明に係る排ガス中の特定成分回収装置
によれば、排ガスの冷却方法を水噴霧式及び空気混合式
を併用することにより、排ガス量の抑制ができ排ガス処
理設備への負荷が軽減でき、排ガス処理に要するコスト
を大幅に削減することが可能となる。
【0020】また、本発明の特定成分回収装置は、荷電
設備の碍子保護用の吹込みエアー温度が55℃以上で且
つ70℃以下であり、ヒータ容量が機器の単位表面積当
たり0.07±0.005kW/mのホッパー加温用
のヒータを有し、硼酸類及び酸化砒素類を回収する乾式
電気集塵機を備えてなるので、排ガス中の硼酸類及び酸
化砒素類を乾燥状態で長期間安定して完全に回収するこ
とが可能となる実用上優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る排ガス中の特定成分回収装置の構
成図。
【図2】本発明の回収装置に使用される水冷乾燥式冷却
塔の構成図。
【図3】本発明の回収装置に使用される乾式電気集塵機
の構成図。
【図4】従来の排ガス中の特定成分回収装置の構成図。
【図5】従来の他の排ガス中の特定成分回収装置の構成
図。
【符号の説明】
11 水冷乾燥式冷却塔 12 乾式電気集塵機 13、18 入口ダクト 14、19 出口ダクト 15 スプレーノズル 16 吸込ノズル 17 排出機 20 集塵部 21 排出部 22 碍子保護ファン 23 碍子保護ヒータ 24 ホッパーヒータ 25 外部保温 G 排ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C01B 35/10 B01D 53/34 ZAB C03B 5/16 B03C 3/01 Z (72)発明者 秋田 智司 滋賀県大津市晴嵐二丁目7番1号 日本電 気硝子株式会社内 Fターム(参考) 4D002 AA31 AA40 AC10 BA13 BA14 FA01 GA01 GB20 4D054 AA02 EA09 EA19 EA20

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硼酸類及び酸化砒素類を含む排ガスを7
    0℃以下に冷却し、ガス状の硼酸類及び酸化砒素類を固
    体として析出させ、該排ガスから硼酸類及び酸化砒素類
    を乾燥状態で回収することを特徴とする排ガス中の特定
    成分回収方法。
  2. 【請求項2】 排ガスを冷却塔で冷却してガス状の特定
    成分を固体として析出させ、該特定成分を集塵機で回収
    する排ガス中の特定成分回収装置であって、水噴霧式冷
    却手段及び空気混合式冷却手段を併用して硼酸類及び酸
    化砒素類を含む排ガスを70℃以下に冷却する水冷乾燥
    式冷却塔を備えてなることを特徴とする排ガス中の特定
    成分回収装置。
  3. 【請求項3】 排ガスを冷却塔で冷却してガス状の特定
    成分を固体として析出させ、該特定成分を集塵機で回収
    する排ガス中の特定成分回収装置であって、荷電設備保
    護用の吹込みエアー温度がその露点を超え且つ70℃以
    下であり、ヒータ容量が機器の単位表面積当たり0.0
    7±0.005kW/mのホッパー加温用のヒータを
    有し、硼酸類及び酸化砒素類を回収する乾式電気集塵機
    を備えてなることを特徴とする排ガス中の特定成分回収
    装置。
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