JPH02289432A - 溶融炉からの排ガス浄化方法と浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （卒業上の利用分野） 本発明は、あらゆる種類のガラス、特にソーダ石灰ガラ
ス生産用の重油加熱式の溶融炉から排出される排ガスを
冷却し、その後バッグフィルタでろ過する浄化プロセス
に関する。

（従来の技術） ガラス溶融炉、特に容器または中空のガラス生産用の溶
融炉からの排ガスによる大気汚染の問題は、最近ではほ
とんどの場合、低減装置の分野で経験を持つ会社のみに
よって取り組まれてきた。

今日までガラス産業は従来の装置、つまり電気集じん器
、を使用するのみであった。この従来装置は、実験で証
明されたネガティブな現象を抑制または防止するよう改
変されているが、それは必ずしも適切な形ではない。

排ガス中の物質の化学的特性とその高温性をより詳細に
検討すれば、今日まで採用されてきたほとんどすべての
解決手段は不適格とされることが明かである。その理由
は次の通りである。

ソーダ石灰ガラスの溶融炉の排ガスは燃焼室から約１　
、５００〜１．６００℃の温度で排出される。

この排ガスは熱回収システムを通過する。熱回収システ
ムにはいくつかの種類があるが、もちろんどのシステム
も溶融炉／ｓのエネルギ循環のために排ガスの熱の一部
を燃焼用空気に伝える機能を持つ、この種の熱回収は管
束を備えた金属製の熱交換器（熱回収装置）または再生
室（蓄熱装置）を使用して達成できる。後者は、不連続
サイクルにおいて、排気工程時に排ガスからの熱を耐火
れんがまたはチエッカ−れんかに蓄積し、点火工程時に
この熱を燃焼用空気に放出する。このようなシステムは
、排ガスの温度を金属製の熱交換器の場合７５０〜８０
０　’Ｃに、再生室の場合４００〜５００℃に下げるこ
とができる。

管束を備えた金属製の熱交換器を使用して排ガスの温度
をより低くする改良された熱回収は実現できない。また
、再生室の場合は、チエッカ−れんがを増加させなけれ
ばならず、熱回収の増加分による利益を無意味にする程
の投資が必要になって非経済的であるほか、明白な熱力
学的限界がある。

大抵のガラス工場、そしてソーダ石灰ガラス容器を生産
するほとんどすべての工場では大量のエネルギを高熱レ
ベルで使用しているが、低熱レベル（低温）でのエネル
ギの使用は実際上まったく行われていない。

これによって、上記熱回収システムの下流の排ガスの温
度が種々の工程に必要とされる温度に比べて低すぎるの
で、下流の排ガスに残留する大量のエネルギを直接利用
する可能性が制限されることが明かである。

この大量の低温エネルギを蒸気に変換してから機械また
は電気エネルギに変換することができる。しかし、この
解決策は７５０〜８００℃程度の排ガス温度のみ経済的
であり、従って金属製の熱回収器を備えた炉にしか適用
できない。また、この解決策は相当な財政投資を必要と
し、ガス中の粒子状物質がボイラーの熱交換面に付着す
るといった作動上の問題も発生する。

以上が、はとんどすべてのガラス工場が４５０〜８００
℃の温度で排ガスを大気中に放出する理由である。

１　、３５０〜１　、５００℃程度の質量温度で行われ
るソーダ石灰ガラスの生産における溶融工程時に、粉じ
ん粒子、亜硫酸ガス、三酸化イオウ、および窒素酸化物
が生成する状態になる。特に、炉の煙突から排出される
排ガス中の粉じん粒子は次の理由で生成する。

ａ）バッチ原料の機械的な持ち越し この現象は明らかに炉の設計寸法と作動方法に著しく左
右される。機械的持ち越しによる粉じん粒子は、その大
きさ故に再生室に堆積しがちであり、ガラスバッチを濡
らすことがこの現象を相当抑制するので、大気中へ放出
される排ガスに通常ごく機微しか含まれない。

ｂ）硫酸ナトリウムの生成 これは、溶融炉から１．５００〜１．６００　℃（７）
温度で排出される排ガスが酸化ナトリウム蒸気と二酸化
イオウおよび三酸化イオウを含有するので発生する。ソ
ーダ石灰ガラス中に酸化ナトリウム（１２〜１４％）と
いう形で存在するナトリウムは、他より断熱揮発性の高
いガラス成分であることがよく知られている。従って、
排ガス中におけるその濃度は、ガラス中のＮａ、Ｏの割
合が増えたり、炉の作動温度が上昇すると高くなる。こ
れら二つの成分（酸化ナトリウムと三酸化イオウ）から
の固体粒子の生成は、排ガスが再生室内で冷え、これら
が硫酸ナトリウムが安定する温度、つまり７５０〜８０
０℃に達する限り生じる。

Ｃ）硫酸カルシウムおよびマグネシウムの存在これらの
成分は、機械的に持ち越された炭酸カルシウムおよびマ
グネシウムが三酸化イオウと反応することによって生成
する。

ソーダ石灰ガラス炉の排ガス中のガス状汚染物質は以下
のように生成する。

１）二酸化イオウおよび三酸化イオウ（Ｓ　Ｏｘ　）こ
れらは、化石燃料のイオウ成分の酸化と、ガラスバッチ
中に存在する硫酸塩と硫化物の酸化・還元反応によって
生成する。ガラスの酸化状態とその清澄メカニズムはこ
れらの反応に依存する。これらのガスのかなりの量が生
態系カレットの部分的脱気によって放出される。この現
象は、排ガス中のＳＯｘの大半部分の生成の原因になる
場合もあり、生態学的理由により還元ガラスの生産に酸
化ガラスカレットを使用することが必要になり、ＳＯｘ
が酸化ガラスより還元ガラスにずっと溶解し難いという
事実により発生する。

二つの可溶度の差異が排ガスとともに大気中へ放出され
ることが明かである。

２）窒素酸化物（ＮＯｘ） これらは燃焼用空気中に存在する窒素の酸化によって生
成し、炉の作動温度によって助長される。この二次的な
寄生反応は、燃料の完全燃焼に必要な燃焼用空気の過剰
がその好条件になる。

３）フッ化物および塩化物 これらは、ガラスバッチがこれらの陰イオンを微量含む
場合に生じるが、この微量は回避できる。フッ化物はガ
ラスバッチの流動促進剤として一度点火された後はソー
ダ石灰ガラスに使用されないので、ガラス炉の排ガス中
でのその含有量は急激に、そして連続的に減少する。こ
れらはフン化物が使用されなくなる前に生産された容器
のカレットの使用いがんによる。

塩化物は、塩化ナトリウムを原料としてツルベイ法で生
産されるソーダ灰を使用する場合にガラス炉に供給され
得るものである。

上記のように、現行の法律に沿うだけでなく、７ガラス
産業がそれによって生産される容器の場合のように汚染
を生じないようなレベルにガラス炉の排ガスを処理する
ことは、ガラス技術のすべての問題を考慮に入れて初め
て取り組み、解決できる複雑な問題である。

ガラス炉の排ガス浄化の問題は、測定された排ガス中の
粒子状物質の放出レベルよりずっと低いレベルに最初に
規制したアメリカの州（カリフォルニアとニューシャー
シー）にあるガラス工場が先ず取り組んだ。２５０℃＠
超える温度に耐え得るフィルタ布がなかったので（今で
もないカリ、排ガスの高温のためバッグフィルタは当初
から考慮されなかった。

そのため、原理上４００〜６００℃の温度で作動できる
電気集じん器を使用するしかなかった。

しかし、この解決策にはいくつかの制限と問題がある。

その主なものは以下の通りである。

ａ）　この種の低減装置は設置に必要な投資額が非常に
大きい。１日の生産量が２２０トンのガラス炉からの排
ガスを処理できる電気集じん器は、炉自体のための投資
の４０％に相当する投資が必要である。

ｂ）　低減システムにもとづく電気集じん器の運転費も
、電気エネルギの消費と運転および保守に人手が必要な
ため非常に高い。

Ｃ）電気集じんシステムの連続運転は、排ガス中のＳＯ
ｘによる中断のため不確実である。

従って、放出される排ガスの質を調整するための長期の
運転停止が必要になり得る。

ｄ）定常運転における効率は、排ガス中の粒子状物質の
レベルを大幅に低下させるが、現行の法律で義務づけら
れる粒子状物質濃度に達し、それを維持することを保証
するわけではない。

ｅ）　上記制限内での電気集じん器の使用は、粒子状物
質の低減のみの解決になるが、ＳＯｘ、ＮＯｘ、フッ化
物および塩化物等のガス状汚染物質の放出レベルの低下
に役立たない。

上記Ｃ）の問題の解決の一部として、また排ガス中のＳ
Ｏｘレベルを低下させるために、電気集じん器を通す前
に排ガスを酸化カルシウムなどの塩基物で処理して、そ
れに含まれるＳ０３を中和させる実験が西ドイツで行わ
れている。

この化学的処理によって電気集じん器の作動状態が改善
され、排ガス中の５Ｏｘｆｉ度が低下する。その反面、
設備が複雑化し、投資額と運転費が増加する。これによ
って粒子状物質の量が大幅に増加する。この粒子状＃ｙ
Ｊ質は、硫酸カルシウムと酸化カルシウムを含む非常に
複雑な化学組成のため、ガラスバッチに再使用できない
。

電気集じん器にかかわる困難な事情のため、大気汚染の
法律が非常に厳しいカリフォルニアで別の解決策が開発
された。その中でもロサンゼルスのラッチフォード・ガ
ラス（ＬａｔｃｈｆｏｒｄＧｌａｓｓ）によって開発さ
れたものは非常に意義があり、排ガスの温度を従来の右
型フィルタを使用して粒子状物質が取り除ける程度まで
下げるというものである。

温度の低下は、排ガスと水が同時に供給される大型の容
器である「急冷−１装置で得られる。

排ガスの熱の一部は水を蒸発させるのに使用される。フ
ィルタ材の損傷を防止し、「急冷」プロセスで水渾気の
濃度が増すことによって生じる凝縮を回避するために、
放出される排ガスを十分低い温度に維持するよう水流が
自動調節される。

徘ガスの温度を低下させるために水を使用することは、
ろ過によって分離できる、ＳＯｘを形成する固体の硫酸
塩を部分的に中和させるために塩基性試薬を加えること
を可能にする。この解決策は興味深い結果をもたらすが
、多くのガラス工場が解決できない問題を生じる。その
うち、明白なものは以下の通りである。

１）　このシステムは非常に大きなスペースを必要とし
、それは炉用のスペースの約４倍である。

２）必要とされる投資が電気集じん器の場合と同様であ
る。これは、より安いフィルタシステムのコストが「急
冷ｊ装置のコストと両者を接続する高価な断熱ダクトに
よって相殺されるからである。

３）炉の係員の作業区域から必然的に遠い装置でのプロ
セスの可変要素（温度、試薬の供給、ろ過等）の制御は
、低減システムの操作に熟練した専門要員を使うことを
意味する。

フィルタ布の耐熱性に合わせるように排ガス温度を低下
させるまったく異なった技術が試験されている。そのひ
とつは炉の排ガスを薄めるために低温空気を使用する。

しかし、この方法はろ過される流体の粒子状物質濃度を
下げるという逆効果があり、本質的にフィルタを通る流
れを増加させる。これは、粒子状物質の濃度が変わらな
いとしても、低温空気による希釈で流量が増加するので
、フィルタシステムの効率を下げる。そして、大気に放
出される総！　（ｋｇ／ｈ）が必然的に増加する。フィ
ルタ面積も広げる必要があり、従って低減装置のための
投資も高額になる。

第二の方法は、事務所や工場の作業域の暖房用の流体（
例えば水）の加熱に排ガスのエネルギを使用することに
よって排ガス温度を下げる。

この方法も、排ガス中の粒子状物質が熱交換面に付着し
て熱回収率を下げるとともに、フィルタ材を損傷するく
らい高い温度の排ガスをフィルタへ送る危険性が増すの
で、うまくいっていない。

また、排ガスを露点以下に冷却すると、システムの早期
腐食の原因となる酸性の凝縮物が生成する可能性がある
。このような冷却は、粒子状物質の付着がないと熱交換
率が高いので、運転の初期なら可能である。

最近、化石燃料の一部を電気エネルギ（電気ブースト）
に代えることによってガラス溶融炉からの排ガス中の粒
子状ｅ！Ｊ質を減少させる試みがなされている。この技
術は、必要な熱エネルギの一部をガラス溶融物に直接供
給することが可能であり、炉の上部構造の温度を下げて
酸化ナトリウムの蒸発を抑え、従って排ガスの粒子状物
質の含有量を減少させる。排ガス中の粒子状物質とＮＯ
ｘの含有量が全熱エネルギの７〜８％のブーストレベル
で改善されたとしても、満足のゆく結果からは遠いこと
をこれらの試みは証明している。上記方法はすべて大き
な投資を必要とし、従って容器類の生産コストがかなり
増加する。

これらの低減装置は、長期的に見ても関連投資に対する
金銭的見返りがない。

以上がヨーロッパのガラス産業界が炉の徘ガス低減シス
テムを設置したがらない基本的理由である。非常に厳し
い法律が施行され、効率的な制御手段が入手できる国で
のみ上記のような低減システムが設置されている。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の目的は、煙道ガス中の汚染物質を低減
する問題に対する効果的な解決を見いだすことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、約４００〜７５０℃の高温排ガスを使用して
ガラスカレットまたはガラスカレットとガラスバッチの
機械的混合物を予熱し、これによって排ガスをバッグフ
ィルタの布材の損傷を防止するに十分に低い温度レベル
に冷却し、排ガスによって予熱されたガラスカレットま
たはガラスカレットとガラスバッチの機械的混合物を溶
融炉に供給する排ガス浄化方法を堤供する。

（作用と効果） 本発明の方法は、粒子状物質ないしダストの低減の問題
を非常に効率的に解決するとともに、ソーダ石灰ガラス
炉から出る排ガス中のガス状汚染物質（ＳＯｘとＮ０ｘ
）の制御と低減を達成する。

また、ガラスカレットの予熱に利用することによってろ
退役の排気ガスを冷却すると、排ガスの低減はもちろん
、大幅なエネルギの節約とより高い溶融速度が達成され
る。これらの利点と、排ガスからの硫酸ナトリウムの回
収によって、投資の見返りが比較的短期に得られるとい
う経済的利点が生じる。また、これまで達成できなかっ
た粒子状物質の低ｆＩｉ（２８０から２ｍｇ／ｒｄ）と
、ＳＯｘおよびＮＯｘレベルの低下、生態系カレットの
無制限の再利用等が経済的に達成できる。

増え続けるガラスカレットの消費が、炉の排ガスから熱
を取り出す手段としての利用の可能性をもたらした。世
界の有力なガラス製造会社はガラスバッチの予熱に排ガ
スの熱を利用する可能性について長年研究してきた。し
かし、高温の排ガスとガラスバッチの直接接触が分離と
凝集の問題を生じ、それが作動に支障をきたすので今日
まで思わしい結果が得られていない。

これに反して、粒径の大きなはっきりした化学品である
ガラスカレットは、木質的に本書に記載されたろ過条件
にかかわらず上記問題をすべて解決できるのである。

ガラスカレットを予熱することによって排ガスから熱を
取り出すシステムが開発された。当初、金属製の熱交換
器を使用し、従って高温の排ガスを大気中に放出する新
しいタイプの炉の熱効率を改善するために各装置が開発
された。

この新しいシステムは、排ガスの温度を従来のバッグフ
ィルタが下流で使用できるレベルに低下させ、その同じ
排ガスから得られるエネルギを予熱ガラスカレットによ
って再利用するために使用される。

（実施例） 第１図は上記観点から設計され、設置され、実験された
装置の構成図である。

図外のガラス炉の再生室ないし金属製の熱交換器１３か
ら排ガスが４００〜７５０℃の温度で排出され、断熱ダ
クト１２を介してｌｔｌ′ｉｖ！、性のカレット予熱シ
ステム１１へ供給される。このシステムは、ファン１５
によって例えば３５０℃の高温排ガスが送り込まれる空
洞外壁２を備えたサイロ１と、大量の熱を放出してカレ
ットベツド６を通過した煙道ガスを集める中心マニホル
ド５の、ガラスカレットの連続した流れを通す開口部３
からなる。煙道ガスはカレットベツド６を横切って空洞
外壁２０通路７を中心マニホルド５へ向かって流れる。

これら通路７は煙道ガスの流入を許すが、ガラスカレッ
ト４を流出させないよう構成されている。ガラスカレッ
ト４は上部から連続的に供給され、底部から振動流路９
を介して排出される。煙道ガスの流量とガラスカレット
最の比率は、通常の状態での炉の吸引にもとづくガラス
カレットと炉の燃料消費のパーセンテージを考慮した物
質収支によって決定される。

ガラスカレットは使用される量に応じて２００〜３００
℃に予熱され、別の容器（図外）に収納された低温のガ
ラスバッチとともに炉に供給される。バッチチャージ十
の手前に設置された２基の投入システムによってカレッ
トとバッチの比率が所定のレベルに保たれる。カレット
予熱システムから流出する煙道ガス（排ガス）は２００
〜２５０℃に冷却される。ガスはダクトを介して公知の
バッグフィルタｌＯに送られ、ファン１６と煙突１７を
介して外気へ放出される。

カレット予熱器１の下流のろ過工程で得られた経験によ
れば、ソーダ石灰ガラス炉からの排ガスの場合、非常に
厳密な作動条件のみでろ過が可能である。

ろ過温度はバルブ１８．１９によって一定に維持するこ
とができる。カレット予熱器１１とフィルタ１００間の
ダクト２０内の温度が限界値を超えると、バルブ１８が
開かれて新鮮な空気が導入される。温度が低い場合は、
バルブ１９が開かれてバイパス路２１から冷却されてい
ない徘ガスが供給される。

２００〜２０５℃以上の温度でのろ過によって、フィル
タの布面に薄膜を形成する密な物質が容易に生成する。

この薄膜は布をはさんだ圧力低下が大きくなるに従って
ろ過を困難にし、最終的に不可能にする。このような条
件下で実験を行ったところ、運転１０日後にフィルタを
はさんで水柱４５０ｍｍの圧力低下になり、ろ過工程に
支障をきたした。

実験を中断してからフィルタ布の目視検査と分析を行っ
たところ、ろ過された排ガス中の粒子状物質の約７５％
がフィルタ布に吸い取られていた。ろ退役のガスの粒子
状物１ｒｆＡ度は非常に低いが（４＋ｎｇ／Ｎｒ＆未満
）、作動条件は許容レベル以下に悪化した。同様の結果
が別の種類のフィルタ布材を使用して確認された。これ
は、ろ過温度が構造、形状、従って粒状物質のろ過の可
能性を影響する決定的条件であることを示している。実
際、１９０　’Ｃ程度の温度では明かな変化が起き、フ
ィルタの付着物が微細でフィルタバッグから容易に取り
除けるようになる。この現象は約１８０　’Ｃでは更に
顕著になる。種々のろ過温度で回収された粉状物と薄膜
を分析したところ、化学組成や化合構造に格別の相違は
見いだせなかった。化学分析によれば、試料の酸性度が
非常に類似しており、Ｈｓ　Ｓ　Ｏａのパーセントで表
せば約８％で、種りのろ過温度でＳＯｌの吸収が一定し
ていることを示した。Ｘ線回折の結果は、両試料中の主
化合物はＮ　ａ　、Ｓ　Ｏ４およびＮａ３　（）１３０
４）Ｚ、つまりＮ　ａ　２Ｓ　０ａＮａＨ３０．である
ことを示した。

化学およびＸ線向析の結果は、ろ過温度がフィルタ面に
堆積する化合物の種類に影響しないことを示している。

一方、ろ過温度はろ過能力を大きく左右する粉状物質の
構造と形状に決定的な影響を与える。限られた温度変化
が、ろ過された粉状物質の化学組成の変化をもたらさず
にそのようなろ過能力の相違を生じることはなさそうで
ある。従って、より高温（２００〜２０５℃）の際に、
フィルタ面に存在する硫酸ナトリウムによるＳ０．Ｊの
吸収の結果ピロ硫酸ナトリウム（ＮａｔＳｚＯｔ）を生
成し、それが、予防措置を取ったにもかかわらず分析を
行う前に周囲の湿気と反応してＮ　ａ　ｚ　Ｓ　Ｏａと
ＮａＨ３０．を生成したと考えるのが妥当である。より
低い温度（１８０〜１９０℃）では、排ガスに含まれる
水の凝縮によってこの反応が直接フィルタ面で起きたは
ずである。高い温度でのろ過はピロ硫酸ナトリウムの存
在のため困難であろう。１８０〜１９０℃程度の温度で
のろ過能力の顕著な改善は、これが単純な化学的メカニ
ズムに依存するか、より複雑な一連の化学反応に依存す
るかにかかわらず、本発明の主要部分である。

ろ過温度の下限は排ガスの凝縮温度とし、これはＨ，Ｏ
と８０３を含有するので大体１４０〜１５０℃である。

工場設備の作動条件として、温度を低下させ、ａ縮の恐
れが生じる熱ｔ４失を考慮に入れる必要があることは明
かである。

また、条件次第では酸性の凝縮物が生成する場合もある
ので、酸性雰囲気に耐えるフィルタ材を使用することが
望ましい。

実験では耐酸ポリイミド材を使用した場合によい結果が
得られた（しかしテフロンコーティングされたフィルタ
バッグは酸腐食のため１４日しかもたなかった）。

上記のようなシステムを試験したところ良好な結果が得
られ、このことは長期にわたって何回か確認された。こ
れらのプロセス条件および結果の主なものは第２図に示
されており、以下の通りである。

１、公知のフィルタバッグまたはフィルタチューブでろ
過され、大気中へ放出された排ガスの質は非常に高かっ
た０粒子状物質ないしダストのレベルは非常に低い値に
減少していた（約４〜５ｍｇ／ｒｒｒ）。この低い値は
、フィルタ材の耐熱性および耐薬品性を正しく判定する
ための約１００日という長い期間維持された。

２、カレット予熱器の上流、予熱器とフィルタバッグの
間、そしてフィルタの下流で排ガスの分析を行ったとこ
ろ、フィルタ前後で採取された試料の５Ｏｘ１度が驚異
的に減少していたく４０〜５０％）。フィルタバッグに
堆積した物質を分析した結果、１６０〜２００℃の排ガ
スろ過温度での熱力学的条件によりピロ硫酸ナトリウム
（Ｎ　ａ　ｚｓ’ｔｏｔ）が生成され、それが水と反応
して重硫酸ナトリウム（ＮａＨ３０．）を生成すること
が判明した。

ソーダ石灰ガラス炉から排出される排ガス中の粒子状物
質は主として（９０〜９２％）硫酸ナトリウムであるこ
とが判明している。この塩化物は３００℃未満の周囲温
度で排ガス中のＳＯｌの一部を吸収してピロ硫酸ナトリ
ウムを生成する。

この反応は、徘ガスの熱の一部がカレット予熱器で取り
除かれた１６０〜２００℃のろ過条件が適している。Ｓ
Ｏｌを含有する排ガスは、実際、フィルタ面に常に存在
する硫酸ナトリウムの層を強制的に通される。従って、
Ｎ　ａ　、Ｓ　ＯａとＳＯｌの質量比が非常に高（、こ
の反応に適している。

上記理由により、少量の水分凝縮に適した温度条件で運
転することが必要であろう。これによりピロ硫酸塩（Ｎ
ａｚｓｚｏｔ）がずっとろ過しやすい重硫酸ナトリウム
に変換され、ろ過プロセスが促進される。

上記反応は、排ガス温度の低下によって可能であり、従
って本発明の主要な部分であるが、これが上記のように
大気中に放出される排ガスのＳＯｘ濃度を驚異的に低減
させる。

３、フィルタから周期的に取り出された粉状物質は硫酸
ナトリウム（ＮａｔＳ０４）、重硫酸ナトリウム（Ｎａ
Ｈ３０．）、少量の炭酸カルシウムおよびマグネシウム
、そしてフィルタバッグの上流に設けられた装置から持
ち越された少量のガラスダストを含んでいた。

フィルタにろ過された粉状物質の典型的な分析結果は以
下の通りである。

ＮａｚＳＯａ　＝　　５４．２％ に、Ｓ０．＝　　　７．０３％ Ｃａ５０．＝　　　３．６％ ＮａＨ３０．＝　　２０．８０％ Ｍｇ５０．＝　　　０．６％ Ｐｂ５０．＝　　　２．７％ ガラス　＝１１．０％ この粉状物質は、溶融ガラスの酸化状態を制御し、ガラ
スン青滑フ゛ロセス（＃融ガラスからのガス（Ｃｏ□）
の放出）を補助するために必要な硫酸ナトリウムの代わ
りとしてガラスバッチに再使用できる。これはそのまま
、または重硫酸ナトリウム（ＮａＨ３０．）を水酸化ナ
トリウム（ＮａＯＨ）で中和してから再使用できる。

水酸化ナトリウムで処理することにより、重硫酸ナトリ
ウムの下に閉じ込められたＳ０３が熱的に安定し、溶融
ガラスの酸化と清澄プロセスの制御効率を高める。従っ
て、フィルタバッグから取り出された粉状物質は、 ＮａＨ３Ｏ４＋ＮａＯＨ−＋　ＮａｚＳ０．＋Ｈ，０の
反応によって硫酸ナトリウムの中性懸濁液を得るために
水酸化ナトリウム溶液に加えることができる。この懸濁
液は測定した量をバッチミキサヘポンプ送りすることに
よって炉ヘリサイクルできる。

４、フィルタバッグから取り出された粉状体の中和によ
って中性の硫酸ナトリウム水溶液を調製することで、上
記２項に記載のＳＯ□吸収効果をうまく利用した方法が
可能になる。この利点も本発明の主要部分をなすもので
、カレット予熱器のすぐ下流でフィルタの上流に設けら
れた小型の「急冷気」へ硫酸ナトリウムの懸濁液の一部
をポンプ送りすることを必要とする。

硫酸ナトリウムの懸濁液とともに加えられた水を蒸発さ
せるために、排ガスの残留熱のほんの一部が利用される
。この結果、バッグフィルタに流入する排ガスをフィル
タ材の長期使用を可能にする程度に低いが、ピロ硫酸塩
（ＮａｔＳｘＯｌ）を重硫酸塩（ＮａＨ３Ｏ４）に変換
するために必要な水の凝縮が過剰になるのを防止するに
程度に高い温度に調節することができる。この処置が排
ガス中の硫酸ナトリウムとＳＯｘの比率を自由に増加し
、上記反応に適したものにするとともに大気に放出され
る排ガス中のＳＯｘレベルを低下させることができる点
が非常に興味深い。分離された粉状物質の再利用は、当
然フィルタのｉ荷を増すことになり、従ってフィルタ面
を大きくする必要がある。この問題は、リサイクルの結
果通常より粒子状物質の濃度が高い排ガスの場合でも、
ガスによって運ばれるガラスダストがフィルタでの一定
流量において圧力低下を小さくするろ過補助の作用をす
ることによっである程度解決される。

５、上記２．３および４項に記載した本発明の主要部分
をなす予期せぬ発見の主な利点のひとつは、明白な理由
で炉に供給しなければならない生態系のカレットの使用
で生成するＳ０３の大部分をバッグフィルタで捕捉でき
ることである。このカレットは種々の色のソーダ石灰ガ
ラスを含む混成物であり、従って種々の酸化レベルのも
のである。この種のカレットの使用は溶融プロセス時に
必然的に多量のＳＯｘを生成する。ソーダ石灰ガラス中
のＳＯｘの可溶性はガラスの酸化レベルの上昇とともに
急速に増すことが知られている。このレベルは必要とさ
れる分光測光特性（色および紫外線吸収）にもとづいて
選択される。酸化ガラスのｓｏ、４度が約０．３５〜０
．３８％程度であるのに対し、還元ガラスは０．０２％
と低い。従って、酸化ガラスまたは還元ガラスを製造す
る場合、混成の生態系カレットの使用は酸化・還元反応
の触媒作用を起こし、これがガラスの硫化物の可溶性を
変え、排ガス中に多量のＳＯｘを放出することが明かで
ある。上記の現象は、多くの場合、イオウを微量しか含
まない天然ガスを使用しても法的最大限の放出濃度を越
える条件を作り出すことになる。

フィルタ作動温度でＳｏ、を吸収する硫酸ナトリウムの
驚異的容量は、水酸化ナトリウムとともに回収された粉
状物質を中和して得られた懸濁液の一部を再使用してフ
ィルタ上の硫酸ナトリウム層に加え得ることと合わせて
、ろ退役の排ガス中のＳＯｘ濃度を低くするばかりでな
く、ＳＯｘの放出レベルを上昇させるので以前使用が制
限されていた生態系カレットの無制限の使用を可能にす
る。

６、本発明のデビュレーションサイクルの他の重要な利
点は、予熱されたカレットを使用して、大気中に放出さ
れる排ガスのＮＯｘ：ａ度に関する効果が生じることに
ある。予熱されたカレットの供給は、バッチをガラスに
変える反応の速度に関する限り、かなり有利に作用する
。

この効果は、もちろんガラスの吸引にもとづ（カレット
のパーセンテージが高いほど顕著になるが、同じガラス
の質レベルおよび低い炉運転温度で同じ特定炉吸引を維
持することを可能にする。上記のように、低下した炉の
温度が窒素の酸化反応、従って排ガス中のＮ　Ｏｘ　１
３度を低下させる。また、炉の運転温度の低下がガラス
接触部と上部耐火構造の摩耗を低減し、従って炉の寿命
を延ばす。

７、本発明による粒子状物質ないしダストの低減プロセ
スと、ソーダ石灰ガラス溶融炉から大気中に放出される
排ガス中のガス状汚染物質の制御と低減は次のような経
済的利点をもたらす。

７ａ、生態系のカレットを無制限の量使用できるという
ことは炉のエネルギ消費を減少させ、従ってガラスの製
造コストを下げる。また、法的ＳＯｘ放出レベルを越え
る恐れがない。

７ｂ、予熱されたカレットの使用によってエネルギ消費
とガラスの製造コストを更に下げることは明かである。

７ｃ、排ガスから抽出された硫酸ナトリウムをガラスバ
ッチにリサイクルするによって、回収された粉状物質の
正しい処分法を可能にし、この成分の購買を不要にして
原料費を下げる。

７ｄ、炉の運転温度の低下がガラス接触部と上部耐火構
造の耐用年数を増し、炉の寿命を延ばして再集コストと
単位ガラスコストを下げる。

上記事項は非常に重要であり、それによる経済的利点に
よって節約が生じ、工場設備に必要な投資が使用される
カレットの量によって５年から７年で回収できる。

本発明以前のすべての低減システムははるかに大きな投
資を必要とし、経済的利点がないだけでなく高い運転費
の負担が生じていた。

本発明の更に有利な特徴は請求項２から２１に記載され
ている。

１日に２１０トンの能力のガラス炉からの煙道ガスの１
０％（１，２０ＯＮｒｒｆ／　ｈ　）を処理できる試験
工場で行ったいくつかの実験例を下に列挙するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

例１； カレット　　ガラス吸引の４０％ 流！　　　　　１．２００　ＮｒＩｆ／　ｈ排ガス分析
二　粒子状物質レベル ＳＯｘの低減：　　　４０％ 粉状物質の組成： 炉エネルギの低減＝　　４％ 例２： カレット　　４０％ 流量　　　　１．２００　Ｎｎ（／ｈ 排ガス分析−粒子状物質レベル フィルタにおけるＮａｔｉｏｎ： のレベルの１．５倍 ＳＯｘの低減＝　　　６０％ 炉エネルギの低減：　　４％ 例３： カレット　　４０％ 流！　　　　　１，２００　Ｎイ／ｈ 排ガス分析：　粒子状物質レベル フィルタにおけるＮ　ａ　、Ｓ　０．：のレベルの２倍 ２ｍｇ／ｒｒｉ ２ｍｇ／ｒｒｊ 排ガス中 ２ｍｇ／ｎｆ 排ガス中 ＳＯｘの低減−６０％ 炉エネルギの低減：　　４％ 例４： カレット　　５０％ 流量　　　　１．２００　Ｎビ／ｈ Ｎ　ａ　ｚ　Ｓ　Ｏ４：　　排ガス中のレベルと同じＳ
Ｏｘの低減：　　　４５％ 炉エネルギの低減：　　５％ 尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに番号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明の排ガス浄化システムの構成図、第２図
は浄化システムの作用の説明図である。 １０・・・・・・バッグフィルタ、１２・・・・・・予
熱器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、あらゆる種類のガラス、特にソーダ石灰ガラス生産
   用の溶融炉から排出される排ガスを冷却し、その後バッ
   グフィルタでろ過する浄化方法であって、 溶融炉が重油で加熱され、 約４００〜７５０℃の高温排ガスを使用してガラスカレ
   ットまたはガラスカレットとガラスバッチの機械的混合
   物を予熱し、 これによって排ガスをバッグフィルタの布材の損傷を防
   止するに十分低い温度レベルに冷却し、 排ガスによって予熱されたガラスカレットまたはガラス
   カレットとガラスバッチの機械的混合物を溶融炉に供給
   する ことを特徴とする方法。 ２、バッグフィルタにおける排ガスの温度条件を、排ガ
   スに含まれる水蒸気の部分的で適度な凝縮を促進し、凝
   縮水と排ガスの成分で構成されるピロ硫酸塩とを反応さ
   せて重硫酸塩を生成する、特に Ｎａ＿２Ｓ＿２Ｏ＿７＋Ｈ＿２Ｏ→ＮａＨＳＯ＿４の反
   応を促進するレベルに維持することを特徴とする請求項
   １に記載の方法。 ３、排ガスに含まれるＳＯｘと少なくとも排ガスに含ま
   れる別のイオウ化合物との反応、特にＮａ＿２ＳＯ＿４
   ＋ＳＯ＿３→Ｎａ＿２Ｓ＿２Ｏ＿７の反応によってピロ
   硫酸塩が生成されることを特徴とする請求項２に記載の
   方法。 ４、バッグフィルタにおける排ガスの温度条件を、排ガ
   スに含まれるＳＯｘと少なくとも排ガスに含まれる別の
   イオウ化合物とを反応させてピロ硫酸塩を生成する、特
   に Ｎａ＿２ＳＯ＿４＋ＳＯ＿３→Ｎａ＿２Ｓ＿２Ｏ＿７の
   反応を促進するレベルに維持することを特徴とする請求
   項１に記載の方法。 ５、バッグフィルタが１５０〜２５０℃の温度、好まし
   くは１８０〜１９０℃の温度で作動することを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 ６、排ガスが３００〜８５０℃の温度、好ましくは４０
   ０〜７５０℃の温度で、ガラスカレットまたはガラスカ
   レットとガラスバッチの機械的混合物の予熱器に供給さ
   れることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
   方法。 ７、ガラスカレットまたはガラスカレットとガラスバッ
   チの機械的混合物の予熱が、ガラスカレットまたは前記
   機械的混合物の流れを横切るかそれに衝突するように排
   ガスを送ることによって排ガスとカレットまたは前記機
   械的混合物の直接接触で熱交換が得られるシステムで行
   われることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
   の方法。 ８、排ガスとガラスカレットまたは前記機械的混合物と
   の熱交換が、０．０５〜０．１５ｍ／ｓ、好ましくは約
   ０．１ｍ／ｓの排ガス速度で行われることを特徴とする
   請求項１〜７のいずれかに記載の方法。 ９、ガラスカレットまたは前記機械的混合物の予熱器か
   ら出る排ガスの温度が１５０〜３５０℃、好ましくは２
   ００〜３００℃であることを特徴とする請求項１〜８の
   いずれかに記載の方法。 １０、ガラスカレットまたは前記機械的混合物の予熱器
   から出る排ガスを低温空気で薄めるか、それにより高温
   の排ガスを加えることによってバッグフィルタの作動温
   度を制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか
   に記載の方法。 １１、バッグフィルタの作動温度が酸性の凝縮を回避す
   るか抑制するに十分な高さに維持されることを特徴とす
   る請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。 １２、ガラスカレットまたは前記機械的混合物の予熱器
   から出る排ガスを水またはＮａ＿２ＳＯ＿４の水溶液と
   混合することによってバッグフィルタの作動温度を制御
   することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
   の方法。 １３、溶融炉から出る排ガスを酸化カルシウムまたは酸
   化マグネシウムまたはＮａＯＨの水溶液またはこれらの
   成分のいくつかで処理して排ガス中のＳＯ＿３を中和す
   ることを特徴とする請求項の１〜１２のいずれかに記載
   の方法。 １４、排ガスの中和がガラスカレットまたは前記機械的
   混合物の予熱器の下流かつバッグフィルタの上流で行わ
   れることを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５、バッグフィルタでろ過された粒子状物質がバッグ
   フィルタから取り出され、特に ＮａＨＳＯ＿４＋ＮａＯＨ→Ｎａ＿２ＳＯ＿４＋Ｈ＿２
   ＯＮａ＿２Ｓ＿２Ｏ＿７＋２ＮａＯＨ→２Ｎａ＿２ＳＯ
   ＿４＋Ｈ＿２Ｏの反応の一方または両方によって硫酸塩
   に変えられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれ
   かに記載の方法。 １６、得られた硫酸塩の一部または全部がバッグフィル
   タの上流の排ガスにリサイクルされることを特徴とする
   請求項１５に記載の方法。 １７、得られた硫酸塩の一部または全部がガラスバッチ
   調製に使用されることを特徴とする請求項１５または１
   ６に記載の方法。 １８、ろ過工程用の排ガス温度が予熱器に供給されるガ
   ラスカレットまたは前記機械的混合物に水を加えること
   によって制御されることを特徴とする請求項１〜１７の
   いずれかに記載の方法。 １９、特にＳＯ＿３の酸化カルシウム、酸化マグネシウ
   ムまたはＮａＯＨとの中和反応で生成される硫酸カルシ
   ウムまたはマグネシウムまたはナトリウムまたはこれら
   いくつかの成分が予熱器から出るガラスカレットまたは
   前記機械的混合物から取り出されることを特徴とする請
   求項１８に記載の方法。 ２０、前記取出しがふるい分け、選別等で行われること
   を特徴とする請求項１９に記載の方法。 ２１、あらゆる種類のガラス、特にソーダ石灰ガラス生
   産用の溶融炉から排出される排ガスを冷却し、その後バ
   ッグフィルタでろ過する浄化装置であって、 前記バッグフィルタ（１０）、 バッグフィルタの上流で排ガスを冷却することによって
   ガラスカレットまたはガラスカレットとガラスバッチの
   機械的混合物を予熱するための予熱器（１２）、 予熱器から排出される予熱されたガラスカレットまたは
   予熱された機械的混合物を溶融炉へ送る手段、 フィルタ（１０）へ流入する排ガスの温度を制御する手
   段、 を備えている装置。