JPH09229572A - スクラップ溶解における排ガスの処理方法 - Google Patents

スクラップ溶解における排ガスの処理方法

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JPH09229572A
JPH09229572A JP3020896A JP3020896A JPH09229572A JP H09229572 A JPH09229572 A JP H09229572A JP 3020896 A JP3020896 A JP 3020896A JP 3020896 A JP3020896 A JP 3020896A JP H09229572 A JPH09229572 A JP H09229572A
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JP
Japan
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exhaust gas
porous carbon
gas
dry
dry distillation
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Application number
JP3020896A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Ryoji Tsujino
良二 辻野
Yoshihiro Hatsuta
好弘 八太
Takero Sato
健朗 佐藤
Toshiya Harada
俊哉 原田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクラップの溶解炉又は予熱炉の排ガスの乾
式での冷却、集塵等の処理において、排ガス中に含まれ
る微量の有機化合物ガスを除去するための、低コストで
環境上の問題のない排ガス処理方法を提供する。 【解決手段】 冷却集塵後の排ガスをコークス、木炭等
の多孔質炭素物質が充填された吸着塔に導入して、排ガ
ス中に含まれる有機化合物ガスを吸着除去し、有機化合
物ガスが吸着された多孔質炭素物質をスクラップの溶解
炉又は予熱炉に供給して燃焼させる。また、木材の乾溜
装置を配し、木材を高温の排ガスで間接加熱して木炭を
製造し、上記の多孔質炭素物質として使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄スクラップの溶
解炉又は予熱炉から排出される排ガスの処理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、我が国においても鉄スクラップ
(以下、単にスクラップという)の発生量が著しく増加
し、鉄鋼生産のうちスクラップを原料とするものの比率
が増加してきている。一般に、市中で回収されるスクラ
ップ(市中屑)は亜鉛、錫、銅等の重金属類を含み、こ
れらの一部がダストとして排ガスと共に炉外に排出され
る。
【0003】また、市中屑には塗料や油脂類が付着して
いたり、プラスチック類が混在していて、これらが加熱
時に分解揮発し、各種の有害な有機化合物ガスが排ガス
中に含まれることがある。したがって、環境問題が生じ
ずかつ経済的な排ガスの処理方法を確立することが、今
後の市中屑増加に対応するための重要な課題の一つであ
る。
【0004】従来から金属製錬炉の排ガスの冷却、集塵
等の処理は湿式で行われることが多かったが、湿式排ガ
ス処理はその排水の処理に多額の設備費、作業費を必要
としかつ環境上の問題が多いため、これを乾式の排ガス
処理に置き換えることが望ましい。
【0005】しかし、一般に乾式の排ガス処理では、沸
点の低い有機化合物ガスの完全な除去が難しいという問
題がある。とくにスクラップ溶解の排ガス中には悪臭を
発生させる有機化合物ガスが含まれることが多く、これ
らはきわめて微量でも人体に感知されるため、その対策
が大きな問題となっている。
【0006】排ガスの脱臭方法としては、例えば特開昭
59−9490号公報のように緩衝筒において熱分解処
理する方法があるが、これは排ガス温度が低下すると有
機化合物が再生成することがあって、抜本的解決策では
ない。
【0007】再生成防止については、特開平7−146
082号公報のように、熱分解処理後にアルカリ土類元
素の塩を添加して塩化物とし、再生成を防止する方法も
提案されているが、この塩化物の廃棄処理の問題が残
る。
【0008】また、本発明の発明者らは先に、特開平6
−117780号公報のように、活性炭などの吸着剤に
より吸着させて乾式バグフィルターで捕集する方法を提
案しているが、捕集した吸着剤および有害成分の廃棄処
理の問題が解決していない。
【0009】さらに、本発明の発明者らは、特開平7−
207328号公報のように、吸着剤として脱硫機能を
有する石灰粉を用いて、有機化合物ガスを吸着後溶解炉
に装入する方法を提案しているが、吸着効率が高くない
ため多量の石灰粉を使用する必要があり、溶解炉のスラ
グ量を増大させて好ましくないという問題がある。
【0010】このような低沸点の有機化合物ガスを除去
するためには、活性炭により吸着させて系外で廃棄処理
する方法が最も一般的に考えられるが、活性炭は高価で
ある上、ダストによる汚染に起因して性能が劣化し易い
ため交換頻度が高く、使用量が多くなる。さらに、有機
化合物を吸着した活性炭の廃棄処理が難しく、実用上問
題があるというのが現状である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スクラップ
溶解炉又は予熱炉から排出される排ガスを乾式で冷却、
集塵等の処理を行うに際して、排ガス中に含まれる微量
の有機化合物ガスおよびダストを除去するための、低コ
ストでかつ環境上の問題のない系内循環式の排ガス処理
方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたものであって、その要旨は、 (1)スクラップの溶解炉又は予熱炉の排ガスを乾式で処
理するガス冷却装置と集塵装置を有する排ガス処理設備
において、該ガス冷却装置および該集塵装置の後流の排
ガスダクトを吸着塔に連結し、該吸着塔に充填された多
孔質炭素物質により排ガス中に含まれる有機化合物ガス
を吸着除去し、該有機化合物ガスが吸着された多孔質炭
素物質をスクラップの溶解炉又は予熱炉に供給して燃焼
させることを特徴とするスクラップ溶解における排ガス
の処理方法である。
【0013】(2)また、前記多孔質炭素物質として木炭
又はコークスを使用することを特徴とする前項(1)記載
のスクラップ溶解における排ガスの処理方法である。
【0014】(3)さらに、木材を間接加熱して木炭を製
造するための加熱室と乾溜室を有する乾溜装置を配設
し、スクラップの溶解炉又は予熱炉の出口側の排ガスの
一部又は全部を該乾溜装置の加熱室に導入して乾溜室内
の木材の乾溜を行い、該乾溜装置で製造された木炭を多
孔質炭素物質として前記吸着塔に充填することを特徴と
する前項(1)記載のスクラップ溶解における排ガスの処
理方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明を実施するための設
備配置の例を示す説明図である。スクラップの溶解炉1
で発生した高温の排ガスは、スクラップの予熱炉2で原
料スクラップと熱交換した後、乾式排ガス処理設備3で
冷却、除塵され、ブロワー8で吸引されて煙突9から排
出される。なお、図1は溶解炉と予熱炉がある場合を示
しているが、勿論溶解炉のみの場合も本発明の方法を実
施することができる。
【0016】乾式排ガス処理設備3は、一次集塵器4、
乾式ガスクーラー5、二次集塵器6及び吸着塔7より構
成されている。一次集塵器4には例えばサイクロンを、
二次集塵器5には例えばバグフィルターや乾式電気集塵
器などが用いられる。また、一次集塵器を省略して、乾
式ガスクーラーと二次集塵器のみで排ガスを冷却、除塵
することも可能である。
【0017】除塵後の排ガスは、例えば温度100℃以
下、含塵量30mg/Nm3以下程度まで冷却・清浄化
されているが、微量の低沸点有機化合物ガス(例えばホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒドなど)を含んでいる
場合が多い。これらの低沸点有機化合物ガスは極微量で
も悪臭等の公害の原因となり得るので、本発明の排ガス
処理方法においては、冷却、除塵後の排ガスをさらに吸
着塔7を通して清浄化する。
【0018】図2に本発明の排ガス処理方法に用いられ
る吸着塔の構造の例を示す。吸着塔7の内部には多孔質
炭素物質の充填層11が形成されており、排ガスはこの
充填層11の上部から流入し充填層の下部に流出する
が、充填層11の内部で多孔質炭素物質と接触し、排ガ
ス中の有機化合物は吸着除去され、ダストは多孔質炭素
物質に付着して除去される。
【0019】多孔質炭素物質は、上部のホッパー12か
ら吸着塔7内に供給され、連続的または間欠的に下部の
切出し装置13により吸着塔7の外部に排出される。こ
のように固体粒子が移動する充填層(以下、移動層とい
う)で排ガスを処理することにより、多孔質炭素物質の
汚染の影響を軽減し常に一定の清浄化能力を維持でき
る。
【0020】なお、図2はガスと固体粒子が並流する形
式の移動層の場合を示しているが、この他ガスと固体粒
子が向流する形式の移動層や、ガスが水平方向に流れ固
体粒子が下方に移動する、いわゆる十字流形式の移動層
も適用することができる。
【0021】多孔質炭素物質としては、最終的に吸着し
た有機化合物と共に溶解炉に装入するという本発明の趣
旨からして、安価で入手の容易な各種のコークス、ある
いは木炭、木材などを用いることが望ましい。使用する
コークス、木炭等の粒度は、通気性と吸着性能(比表面
積に依存する)の両面を勘案して選択されるが、一般的
には数mm〜数十mmの範囲が望ましい。
【0022】本発明の排ガス処理方法の特徴は、多孔質
炭素物質として安価なコ−クスや木炭を使用することと
併せて、吸着塔で有機化合物やダストにより汚染された
多孔質炭素物質を、スクラップとともに溶解炉1又は予
熱炉2に供給し、炉内で燃焼させる点にある。
【0023】これにより、多孔質炭素物質に吸着された
有機化合物は熱分解され、かつ酸化されて炭酸ガスや水
その他の無害な物質に変化する。また付着ダストには、
重金属類が含まれる場合が多いが、重金属元素は溶解炉
で溶鉄に溶解して無害化される。
【0024】さらに、多孔質炭素物質はほとんど炭素で
あり、熱源としても利用するので、安価なコ−クスや木
炭を使用すれば、吸着効率が悪い場合に比較的多量の多
孔質炭素物質を使用してもコスト面で不利にならない。
【0025】図3は、本発明を実施するための設備配置
の他の例を示す説明図である。この例では、乾式排ガス
処理工程3において、一次集塵器4とガスクーラー5と
の間に木材の木炭化に用いる乾溜装置10を設置する。
また一次集塵器4の出口の高温のガスの一部を乾溜装置
10に導入して、木材の乾溜のための熱源として利用す
る。
【0026】図4に、木材の乾溜装置の構造の例を示
す。乾溜装置10は乾溜室14と加熱室15を有し、木
材は乾溜室上部のホッパー12から供給され、生成した
木炭は乾溜室14の下部の切出し装置13により排出さ
れる。高温の排ガスは加熱室15の下部から導入され、
乾溜室内14の木材を間接加熱する。
【0027】図3の一次集塵器4の出口のガスは通常8
00℃以上の高温であり、木材を700℃程度まで加熱
することができる。加熱室15からの排出ガス及び乾溜
室14で発生したガスは、図3に示すように、乾式ガス
クーラー5に導入され、溶解炉の排ガスと併せて冷却集
塵される。
【0028】乾溜装置10で生成した木炭は、冷却した
後、多孔質炭素物質として吸着塔7で使用される。図3
の例においても、図1の例と同じく、スクラップの溶解
炉1又は予熱炉2の排ガスは冷却集塵された後吸着塔7
でさらに清浄化され、また吸着塔で使用した後の汚染さ
れた木炭はスクラップの溶解炉1又は予熱炉2に供給し
て燃焼させる。
【0029】乾溜装置10に装入する木材としては、廃
木材のリサイクル(環境保護)の観点から建築廃材や木材
加工時の端材などを使用するのが好適である。この場
合、廃材中に有機物質などがあっても、同一系内で吸着
して処理できる点で画期的である。使用する木材の大き
さには特に制限がなく、切断屑や削り屑、破砕された木
片等も使用できる。
【0030】なお、乾溜装置で生成した木炭を多孔質炭
素物質として使用するに際しては、破砕、整粒して吸着
塔に装入することが望ましい。吸着塔で使用する木炭の
粒度は前記と同じく、通気性と吸着性能を勘案して選択
される。
【0031】
【実施例】乾式の排ガス処理設備を有する商用の電気炉
を用い、図3に示すような木材の乾溜装置及び吸着塔を
付設して、本発明の排ガス処理方法の試験を行った。木
材の乾溜装置の諸元及び操作条件は下記のとおりであ
る。
【0032】 乾溜室大きさ 約2.0mφ×2.0m 木材供給量 300〜600 kg/hr 加熱室ガス流量 2000〜5000 Nm3/hr 加熱室入口排ガス温度 800℃以上。
【0033】木材としては、建築廃材を適宜破砕したも
のを使用した。生成した木炭を破砕し、5〜20mmに
整粒して、吸着塔で使用した。吸着塔は、ガス−固体並
流型の移動層で、その諸元及び操作条件は下記のとおり
である。
【0034】 移動層大きさ 約2.0mφ×1.0m 木炭供給速度 200〜300 kg/hr 処理排ガス流量 2000〜5000 Nm3/hr (移動層内ガス線速度 0.2〜0.5 Nm/sec) 排ガス温度 20〜50℃。
【0035】上記の条件で、電気炉の排ガスを処理した
結果、吸着塔入口及び出口ガスの有機物濃度及び含塵量
の測定結果は下記のとおりであった。
【0036】 入口ガス中の有機化合物濃度 50〜100 ppm 出口ガス中の有機化合物濃度 (検出限界以下) 入口ガス中の含塵量 2〜4 mg/Nm3 出口ガス中の含塵量 1 mg/Nm3以下 なお、入口、出口ガス中の有機化合物濃度はガスクロマ
トグラフィ法により測定し、含塵量は円筒濾紙法により
測定した。
【0037】さらに、吸着塔で使用後の木炭は、電気炉
の炭素源として問題なく使用できることが確かめられ
た。
【0038】
【発明の効果】本発明により、スクラップの溶解炉又は
予熱炉の排ガスの乾式処理設備において、安価な多孔質
炭素物質を使用し又は製造して、排ガス中の有機化合物
ガス及びダストを吸着塔でほぼ完全に除去することが可
能となった。また、使用後の多孔質炭素物質を無公害で
処理しかつ熱源として利用することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための設備配置の例を示す説
明図である。
【図2】吸着塔の構造の例を示す図である。
【図3】本発明を実施するための設備配置の他の例を示
す説明図である。
【図4】木材の乾溜装置の構造の例を示す図である。
【符号の説明】
1 スクラップの溶解炉 2 スクラップの予熱炉 3 乾式排ガス処理設備 4 一次集塵器 5 乾式ガスクーラー 6 二次集塵器 7 吸着塔 8 ブロワー 9 煙突 10 乾溜装置 11 多孔質炭素物質の充填層 12 ホッパー 13 切り出し装置 14 乾溜室 15 加熱室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23J 15/00 F23J 15/00 J (72)発明者 佐藤 健朗 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 原田 俊哉 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクラップの溶解炉又は予熱炉の排ガス
    を乾式で処理するガス冷却装置と集塵装置を有する排ガ
    ス処理設備において、該ガス冷却装置および該集塵装置
    の後流の排ガスダクトを吸着塔に連結し、該吸着塔に充
    填された多孔質炭素物質により排ガス中に含まれる有機
    化合物ガスを吸着除去し、該有機化合物ガスが吸着され
    た多孔質炭素物質をスクラップの溶解炉又は予熱炉に供
    給して燃焼させることを特徴とするスクラップ溶解にお
    ける排ガスの処理方法。
  2. 【請求項2】 前記多孔質炭素物質として木炭又はコー
    クスを使用することを特徴とする請求項1記載のスクラ
    ップ溶解における排ガスの処理方法。
  3. 【請求項3】 木材を間接加熱して木炭を製造するため
    の加熱室と乾溜室を有する乾溜装置を配設し、スクラッ
    プの溶解炉又は予熱炉の出口側の排ガスの一部又は全部
    を該乾溜装置の加熱室に導入して乾溜室内の木材の乾溜
    を行い、該乾溜装置で製造された木炭を多孔質炭素物質
    として前記吸着塔に充填することを特徴とする請求項1
    記載のスクラップ溶解における排ガスの処理方法。
JP3020896A 1996-02-19 1996-02-19 スクラップ溶解における排ガスの処理方法 Pending JPH09229572A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106288828A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 凡音环保科技(苏州)有限公司 一种烧成炉废热干燥热水器内胆瓷釉的装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106288828A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 凡音环保科技(苏州)有限公司 一种烧成炉废热干燥热水器内胆瓷釉的装置

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Effective date: 20000926