JP2001300219A - Ceramic filter for treating exhaust gas and exhaust gas treatment method - Google Patents

Ceramic filter for treating exhaust gas and exhaust gas treatment method

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JP2001300219A
JP2001300219A JP2000126897A JP2000126897A JP2001300219A JP 2001300219 A JP2001300219 A JP 2001300219A JP 2000126897 A JP2000126897 A JP 2000126897A JP 2000126897 A JP2000126897 A JP 2000126897A JP 2001300219 A JP2001300219 A JP 2001300219A
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exhaust gas
ceramic filter
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dust
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Kosuke Yamashita
幸介 山下
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Nippon Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably remove dioxins in exhaust gas generated from a melting or preheating furnace of ferrous scrap, a melting furnace of a non-ferrous metal and alloyed iron, a melting furnace of dust, incineration ash, or the like, a general incinerator, or the like. SOLUTION: The exhaust gas from a melting furnace 1 and a preheating furnace 2 is perfectly burnt in a combustion column 3 to be held to a high temperature and subsequently lowered in its temperature in a cooling column 4 to be introduced into a dust collector 5, which uses an exhaust gas treating ceramic filter wherein a catalyst for decomposing dioxins is supported on a porous sintered body, to remove not only dust but also dioxins. The catalyst is supported in a dispersed state or charged in a candle type ceramic filter to be supported or can be supported on the inside of the candle type ceramic filter, on the outside of a tube type ceramic filter or on the clean gas passage side of a cross flow type ceramic filter in a laminar state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系スクラップの
溶解炉や予熱炉、非鉄金属・合金鉄の溶解炉、ダスト・
焼却灰等の溶解炉、または一般ゴミの焼却炉等から発生
する排ガス中のダイオキシン類を除去するための排ガス
処理用セラミックフィルターおよび排ガス処理方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a melting furnace and a preheating furnace for ferrous scrap, a melting furnace for non-ferrous metals and alloyed iron,
The present invention relates to an exhaust gas treatment ceramic filter and an exhaust gas treatment method for removing dioxins in exhaust gas generated from a furnace for melting incineration ash or the like or an incinerator for general waste.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境に対する規制は益々厳しくな
ってきており、スクラップの溶解炉や予熱炉、非鉄金属
・合金鉄を溶融精錬する溶解炉、ダスト・焼却灰等を溶
融処理する溶解炉、或いは一般的なゴミを焼却する焼却
炉等から発生する排ガスについて、浮遊粉塵のみならず
多種の有害物質を規制値以下に低減する必要がある。特
にダイオキシン類については衆人の注目するところであ
り、規制値そのものも徐々に厳しくなっている。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental regulations have become increasingly strict. Scrap melting furnaces and preheating furnaces, melting furnaces for melting and refining non-ferrous metals and alloyed irons, melting furnaces for melting dust and incinerated ash, etc. Alternatively, regarding exhaust gas generated from an incinerator or the like that incinerates general garbage, it is necessary to reduce not only floating dust but also various harmful substances to below a regulation value. In particular, dioxins are the focus of public attention, and the regulatory values themselves are becoming increasingly strict.

【0003】従来は、図4に示すように、溶解炉1、予
熱炉2の排ガス中のダイオキシン類の低減は、燃焼塔3
で完全燃焼させながら高温に一定時間保持し、その後冷
却塔4で速やかに冷却することが重要とされている。こ
れについては既に都市ゴミ焼却炉に対する厚生省のガイ
ドラインが提示されている。冷却後の排ガスはバグフィ
ルターによる集塵機8で除塵されるが、ダスト中にもダ
イオキシン類が付着して除去される。
Conventionally, as shown in FIG. 4, the reduction of dioxins in the exhaust gas of the melting furnace 1 and the preheating furnace 2 is performed by reducing the combustion tower 3
It is important to keep the temperature at a high temperature for a certain period of time while completely burning the mixture, and then quickly cool it in the cooling tower 4. In this regard, the Ministry of Health and Welfare guidelines for municipal waste incinerators have already been presented. The exhaust gas after cooling is removed by a dust collector 8 using a bag filter, and dioxins adhere to the dust and are removed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】都市ゴミ焼却の場合、
集塵機8での排ガス温度は約170℃前後で管理されて
おり、この温度での安定した定常運転時においては排ガ
ス中のダイオキシン類は再合成もなく、充分に除去・低
減される。但し、操業の立ち上げ時・終了時・燃焼が不
安定な非定常時、或いは小型の焼却炉、タイプの古い焼
却炉等は、ダイオキシン類が充分に除去・低減されてい
ない場合もあり、今後、更に改善の余地が残る。
[Problem to be solved by the invention]
The temperature of the exhaust gas in the dust collector 8 is controlled at about 170 ° C., and at the time of stable steady operation at this temperature, dioxins in the exhaust gas are sufficiently removed and reduced without resynthesis. However, dioxins may not be sufficiently removed or reduced at the start-up / end of operation, during unsteady times when combustion is unstable, or at small incinerators or old incinerators. There is still room for improvement.

【0005】これに対して、電気炉等のスクラップを大
量に使用する溶解炉の排ガス処理においては、冷却塔4
後の温度が都市ゴミ焼却の様に170℃前後では、ダイ
オキシン類の再合成が進行することが判明した。本発明
者等が詳細な研究を行なった結果、使用されるスクラッ
プの種類にもよるが、約80℃以下程度迄冷却しない
と、ダイオキシン類は燃焼塔3で一旦分解除去されたに
もかかわらず、冷却塔4以降集塵機8までの間で再合成
が起き、ダストとともに除去出来ないことが判った。こ
の原因は、スクラップに付着している油分の影響が大き
いと言われているが、明確なメカニズムについては今後
の詳細な研究による解明が期待される。
On the other hand, in exhaust gas treatment of a melting furnace such as an electric furnace which uses a large amount of scrap, a cooling tower 4 is used.
When the subsequent temperature was around 170 ° C. as in the case of incineration of municipal garbage, it was found that the resynthesis of dioxins proceeded. As a result of detailed studies by the present inventors, depending on the type of scrap used, if not cooled down to about 80 ° C. or less, dioxins are decomposed and removed in the combustion tower 3 once. It was found that resynthesis occurred between the cooling tower 4 and the dust collector 8 and could not be removed together with the dust. The cause is said to be largely due to the oil content attached to the scrap, but the clear mechanism is expected to be clarified by detailed research in the future.

【0006】また、キュポラ型の溶解炉は、COを含有
した還元性の排ガスのため、ダイオキシン類濃度は予熱
炉を装備した電気炉等と比較して低いが、規制値に対し
ては満足していない。よって、他の溶解炉と同様に燃焼
塔内で排ガス温度を高温に保持した後、速やかに冷却す
る必要があり、また、冷却後の温度も同様に約80℃以
下程度にしないと最終的に規制値を満足することができ
ない。
[0006] In the cupola type melting furnace, the concentration of dioxins is lower than that of an electric furnace equipped with a preheating furnace because of the reducing exhaust gas containing CO. Not. Therefore, similarly to other melting furnaces, it is necessary to rapidly cool the exhaust gas after maintaining the exhaust gas temperature at a high temperature in the combustion tower. Regulation values cannot be satisfied.

【0007】ところで、燃焼塔3で高温に加熱された排
ガスは、冷却塔4で速やかに冷却するため通常水で直接
噴霧冷却される。このため排ガス中の水蒸気圧が急激に
上昇し、露点温度が高くなる。都市ゴミ焼却における1
70℃程度までならば工業的に問題はないが、それ以下
の温度になると酸露点より低い温度となり、ダクト・集
塵機等の腐食が問題となり、更に、100℃以下になる
と排ガス中の蒸気の凝縮が大きくなり、集塵機のフィル
ターの目詰まり等の問題が発生する。
By the way, the exhaust gas heated to a high temperature in the combustion tower 3 is usually directly spray-cooled with water to be rapidly cooled in the cooling tower 4. For this reason, the steam pressure in the exhaust gas sharply increases, and the dew point temperature increases. 1 in urban garbage incineration
There is no industrial problem up to about 70 ° C, but if it is lower than this, the temperature will be lower than the acid dew point, and there will be a problem of corrosion of ducts and dust collectors. And the problems such as clogging of the filter of the dust collector occur.

【0008】冷却塔4以降の温度を極端に低下させる代
わりに、排ガス中のダストがクリーンとなる集塵機8の
後面に図4に示すように触媒塔10を設置すれば、ダイ
オキシン類を触媒分解法で処理することができる。しか
し、これまでの触媒の性能から、排ガスを加熱装置9で
再加熱して温度を高める必要がある。排ガスを一旦冷却
してから再度加熱することは省エネルギーの観点から好
ましくなく、また設備規模も大きくなり投資額が膨らん
でしまうため、触媒塔10の設置は最善の対策とは言え
ない。
[0008] Instead of extremely lowering the temperature after the cooling tower 4, a catalyst tower 10 as shown in FIG. Can be processed. However, due to the performance of the catalyst so far, it is necessary to reheat the exhaust gas by the heating device 9 to increase the temperature. Cooling the exhaust gas once and then heating it again is not desirable from the viewpoint of energy saving, and the equipment scale is increased and the investment amount is increased. Therefore, the installation of the catalyst tower 10 cannot be said to be the best measure.

【0009】他方、バグフィルターに触媒を担持して、
窒素酸化物の除去、ダイオキシン類の除去を行なう方法
があり、使用条件によってはある程度の効果が得られて
いる。しかし濾布系のバグフィルターは、その厚みが2
〜3mm程度のため単位面積当たりの触媒の担持量に限界
があること、以下に述べるダスト中の金属鉄の酸化発熱
による濾布の燃焼・焼損、排ガス温度の上昇に対する濾
布の耐熱性等課題が多い。
On the other hand, a catalyst is supported on a bag filter,
There are methods for removing nitrogen oxides and dioxins, and some effects are obtained depending on the use conditions. However, the filter cloth bag filter has a thickness of 2
There is a limit to the amount of catalyst supported per unit area because of about 3 mm, and the following issues such as filter cloth combustion and burning due to oxidation heat of metallic iron in dust and heat resistance of filter cloth against rise in exhaust gas temperature. There are many.

【0010】すなわち、鉄系スクラップ溶解炉の溶湯か
ら発生する排ガス中のダストには鉄分が含まれる。特に
排ガス成分中のCO・H2濃度が高い還元性雰囲気で
は、ダスト中に金属鉄の占める割合が高くなる。一方C
O・H2濃度が低い、即ちCO2・O2濃度が高い酸化性
排ガス中では金属鉄の比率は大きく下がる。これを実際
のスクラップ溶解炉における操業タイミングで示すと、
排ガス成分は、吹酸中が還元性ガスとなり、吹酸初期或
いは末期は酸化性ガス、非吹酸中または待機中はほぼ空
気組成に近くなる。転炉方式のスクラップ溶解の様にバ
ッチ処理の場合は、このように還元性ガスと酸化性ガス
が交互に流れる。溶解中に集塵機のフィルターに付着・
堆積した金属鉄を多量に含んだダストは、溶解終了後ほ
ぼ空気組成に近い排ガスに晒される。この場合、極めて
活性な微粒子状の金属鉄は急激に酸化され、発熱する。
通常の濾布の常用耐熱温度は160〜260℃と言われている
が、実際には160〜200℃程度の範囲で使用されている。
よって、こうした濾布式のバグフィルーに付着したダス
トがヒート毎に発熱・燃焼すると、バグフィルターの寿
命は著しく短くなり、集塵性能が急激に劣化する。
That is, the dust in the exhaust gas generated from the molten metal of the iron-based scrap melting furnace contains iron. In particular, in a reducing atmosphere in which the concentration of CO.H 2 in the exhaust gas component is high, the proportion of metallic iron in the dust increases. Meanwhile C
O · H 2 concentration is low, i.e., CO 2 · O 2 concentration of metallic iron with high oxidizing exhaust gas ratio decreases significantly. When this is shown in the operation timing in the actual scrap melting furnace,
The exhaust gas component becomes a reducing gas in the blowing acid, becomes an oxidizing gas in the initial or final stage of the blowing acid, and is substantially close to the air composition in the non-blowing acid or in the standby state. In the case of batch processing like scrap melting in a converter system, a reducing gas and an oxidizing gas alternately flow in this way. Adhered to the dust collector filter during melting
The dust containing a large amount of the deposited metallic iron is exposed to exhaust gas having a substantially air composition after melting. In this case, the extremely active particulate iron metal is rapidly oxidized and generates heat.
It is said that the ordinary heat-resistant temperature of ordinary filter cloth is 160 to 260 ° C, but it is actually used in the range of about 160 to 200 ° C.
Therefore, when dust adhering to such a filter cloth type bag filter generates and burns for each heat, the life of the bag filter is significantly shortened, and the dust collection performance is rapidly deteriorated.

【0011】本発明は、鉄系スクラップの溶解炉や予熱
炉、非鉄金属・合金鉄の溶解炉、ダスト・焼却灰等の溶
解炉、または一般ゴミの焼却炉等において、設備の腐食
およびフィルターの目詰まり等の問題がない冷却塔以降
の温度で、且つ排ガスの組成変化によるダスト温度の上
昇にも充分対応可能で、濾過式集塵機によりダストとと
もにダイオキシン類を除去しながら、排ガス中のダイオ
キシン類を規制値を満足するレベルに低減することを目
的とする。
The present invention relates to a furnace for melting and preheating a steel scrap, a melting furnace for preheating, a melting furnace for non-ferrous metals and alloys, a melting furnace for dust and incinerated ash, and an incinerator for general waste. Dioxins in exhaust gas can be removed while removing dioxins together with dust with a filtration type dust collector at a temperature after the cooling tower where there is no problem such as clogging, and it can sufficiently respond to a rise in dust temperature due to a change in exhaust gas composition. The purpose is to reduce to a level that satisfies the regulation value.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は以下の(1)〜
(5)の通りである。
Means for Solving the Problems The present invention provides the following (1)-
It is as (5).

【0013】(1) 多孔質焼結体にダイオキシン類を
分解する触媒を担持したことを特徴とする排ガス処理用
セラミックフィルター。
(1) A ceramic filter for treating exhaust gas, wherein a catalyst for decomposing dioxins is supported on a porous sintered body.

【0014】(2) 前記触媒を分散させて担持したこ
とを特徴とする前記(1)の排ガス処理用セラミックフ
ィルター。
(2) The exhaust gas treatment ceramic filter according to (1), wherein the catalyst is dispersed and supported.

【0015】(3) 前記触媒をキャンドル式セラミッ
クフィルターの内側に充填して担持したことを特徴とす
る前記(1)の排ガス処理用セラミックフィルター。
(3) The exhaust gas treatment ceramic filter according to (1), wherein the catalyst is filled and carried inside a candle-type ceramic filter.

【0016】(4) 前記触媒をキャンドル式セラミッ
クフィルターの内側、チューブ式セラミックフィルター
の外側、またはクロスフロー式セラミックフィルターの
クリーンなガスの通路側に層状に担持したことを特徴と
する前記(1)の排ガス処理用セラミックフィルター。
(4) The catalyst according to the above (1), wherein the catalyst is supported in a layer on the inside of a candle type ceramic filter, on the outside of a tube type ceramic filter, or on the side of a clean gas passage of a cross flow type ceramic filter. Ceramic filter for exhaust gas treatment.

【0017】(5) 排ガスを燃焼塔で完全燃焼させ且
つ高温保持した後、直接噴霧冷却または間接冷却と直接
噴霧冷却の組み合わせにより排ガス温度を低下させ、そ
の後前記(1)〜(4)のいずれかの排ガス処理用セラ
ミックフィルターを濾過体に使用した集塵機に導入し
て、除塵と同時にダイオキシン類を除去することを特徴
とする排ガス処理方法。
(5) After the exhaust gas is completely burned in the combustion tower and kept at a high temperature, the temperature of the exhaust gas is lowered by direct spray cooling or a combination of indirect cooling and direct spray cooling, and thereafter any of the above (1) to (4) An exhaust gas treatment method comprising introducing the ceramic filter for exhaust gas treatment into a dust collector using a filter body to remove dioxins simultaneously with dust removal.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1に本発明の排ガス処理方法を
実施するための装置の例を示す。
FIG. 1 shows an example of an apparatus for carrying out the exhaust gas treatment method of the present invention.

【0019】溶解炉1で発生した排ガスはスクラップの
予熱炉2を通り、燃焼塔3で完全燃焼・高温保持され、
直接水噴霧による冷却塔4で冷却され、集塵機5で除塵
され、吸引ファン6で吸引されながらスタック7から大
気中に放散される。ここで、集塵機5のフィルターは多
孔質焼結体にダイオキシン類を分解する触媒を担持した
セラミックフィルターで構成されており、排ガス温度の
変動、排ガス組成の変動によるダストの酸化発熱等によ
り温度が高くなっても集塵性能は変化しない。むしろ、
触媒を担持しているため温度が高くなっても触媒作用に
よりダイオキシン類がより効率的に分解除去される。
Exhaust gas generated in the melting furnace 1 passes through a scrap preheating furnace 2 and is completely burned and maintained at a high temperature in a combustion tower 3.
It is cooled by the cooling tower 4 by direct water spray, is dust-removed by the dust collector 5, and is released from the stack 7 into the atmosphere while being sucked by the suction fan 6. Here, the filter of the dust collector 5 is constituted by a ceramic filter in which a catalyst for decomposing dioxins is supported on a porous sintered body, and the temperature is high due to fluctuations in exhaust gas temperature, oxidation heat generation of dust due to fluctuations in exhaust gas composition, and the like. The dust collection performance does not change. Rather,
Since the catalyst is supported, dioxins are more efficiently decomposed and removed by the catalytic action even when the temperature rises.

【0020】セラミックフィルターにはセラミック繊維
を織布やフェルト状に加工したものと、焼結して多孔質
体にしたものとがある。しかし、織布やフェルト状のも
のは引張強度や曲げ特性などの機械的強度が高温域で急
激に低下するので、これをフィルターに用いても前述の
バグフィルターと同様の欠点を有するものとなる。そこ
で本発明では、そのような強度上の問題を生じるおそれ
のない多孔質焼結体に触媒を担持したセラミックフィル
ターを排ガス処理に用いることにした。
There are two types of ceramic filters: those obtained by processing ceramic fibers into a woven fabric or a felt, and those obtained by sintering to form a porous body. However, woven fabrics and felt-like ones have the same drawbacks as the above-mentioned bag filters even if they are used for filters, because the mechanical strength such as tensile strength and bending characteristics rapidly decreases at high temperatures. . Therefore, in the present invention, a ceramic filter in which a catalyst is supported on a porous sintered body which is unlikely to cause such a problem in strength is used for exhaust gas treatment.

【0021】図2には、集塵機5内に多孔質焼結体のセ
ラミックフィルターを設置する典型的な例を示す。図2
(a)は片端が閉じたキャンドル式セラミックフィルタ
ー11を使用する場合を示し、排ガス入口13から含塵
排ガスが導入され、キャンドル式セラミックフィルター
11の外面にダストを付着させ、内側からクリーンなガ
スを抜き出し、排ガス出口14から排出する。定期的な
逆洗浄により、セラミックフィルター11の外面に付着
したダストは集塵機の底部ダスト溜まり15に落下後、
外部に排出される。図2(b)は両端が開口したチュー
ブ式セラミックフィルター12を使用する例を示し、排
ガス入口13から含塵排ガスが導入され、チューブ式セ
ラミックフィルター12の内面にダストを付着させ、外
側からクリーンなガスを抜き出し、排ガス出口14から
排出する。定期的な逆洗浄により、セラミックフィルタ
ー12の内面に付着したダストは集塵機の底部ダスト溜
まり15に落下後、外部に排出される。図示はしていな
いが、この他にクロスフロー式(多孔質焼結体中に排ガ
ス通路を複数本平行に配置した層と、多孔質焼結体中に
集塵後のクリーンなガスの通路を複数本平行に配置した
層とを、各通路の方向を90°変えて交互に隣接させて
積層したもの)セラミックフィルター等、種々の型式の
セラミックフィルターがあるが、触媒の担持方式として
は図示の例に類似しており、これで代表させることがで
きる。
FIG. 2 shows a typical example in which a porous sintered ceramic filter is installed in the dust collector 5. FIG.
(A) shows a case where a candle type ceramic filter 11 having one end closed is used. Dust-containing exhaust gas is introduced from an exhaust gas inlet 13, dust is attached to the outer surface of the candle type ceramic filter 11, and clean gas is removed from the inside. It is extracted and discharged from the exhaust gas outlet 14. The dust adhered to the outer surface of the ceramic filter 11 due to the regular back washing falls into the bottom dust accumulation 15 of the dust collector,
It is discharged outside. FIG. 2B shows an example in which a tubular ceramic filter 12 having both ends opened is used. Dust-containing exhaust gas is introduced from an exhaust gas inlet 13, dust adheres to the inner surface of the tubular ceramic filter 12, and clean air is removed from the outside. The gas is extracted and discharged from the exhaust gas outlet 14. The dust adhered to the inner surface of the ceramic filter 12 due to the regular back washing falls into the bottom dust accumulation 15 of the dust collector and is discharged to the outside. Although not shown, in addition to this, a cross-flow type (a layer in which a plurality of exhaust gas passages are arranged in parallel in a porous sintered body, and a passage for clean gas after dust collection in the porous sintered body) There are various types of ceramic filters, such as a ceramic filter, in which a plurality of layers arranged in parallel are alternately adjacently stacked with the direction of each passage changed by 90 °. It is similar to the example and can be represented here.

【0022】図3(a)〜(c)は、図2(a)に示し
たキャンドル式セラミックフィルターに触媒を担持した
例を示す。図3(a)は、キャンドル式セラミックフィ
ルター11の多孔質焼結体内部にダイオキシン類を分解
する触媒16を分散させて担持した例を示す。セラミッ
クフィルターの原材料に触媒16を練り込んでから焼成
したり、セラミックフィルターは極めてポーラスである
ため、焼成後のセラミックフィルターを触媒含有溶液に
浸漬することにより、空隙内に触媒16を微粒子状にし
て分散させたりすることにより担持する。排ガスはこの
空隙内を通過中に触媒16と接触し、ダイオキシン類が
触媒反応により分解除去される。微粒子状の触媒には球
状・塊状・線状等種々の形状があり、空隙内で担持でき
るサイズであれば良いが、小さいサイズがより反応性が
高く好ましい。図3(b)はキャンドル式セラミックフ
ィルター11の内面側に触媒17を充填した例であり、
排ガスはセラミックフィルター11の本体を通過して集
塵された後触媒充填部で触媒17と接触し、ダイオキシ
ン類が触媒反応により分解除去される。図3(c)はキ
ャンドル式セラミックフィルター11の内面側に触媒1
8を層状に組み込んだ例であり、排ガスはセラミックフ
ィルター11の本体を通過して集塵された後、触媒層で
触媒18と接触・反応し、触媒層の内面側に抜けること
になる。図3(b)、図3(c)の触媒形状にも球状・
塊状・線状等種々あり、また触媒の反応性の点で小さい
サイズが好ましいが、触媒が飛散しないような対策が必
要である。なお、本発明は、これらを組み合わせた触媒
の担持方式も含む。
FIGS. 3A to 3C show an example in which a catalyst is supported on the candle type ceramic filter shown in FIG. 2A. FIG. 3A shows an example in which a catalyst 16 for decomposing dioxins is dispersed and supported inside a porous sintered body of a candle-type ceramic filter 11. The catalyst 16 is kneaded into the raw material of the ceramic filter and then fired. Since the ceramic filter is extremely porous, the fired ceramic filter is immersed in a catalyst-containing solution to make the catalyst 16 fine particles in the voids. It is carried by being dispersed. The exhaust gas comes into contact with the catalyst 16 while passing through the space, and the dioxins are decomposed and removed by the catalytic reaction. The catalyst in the form of fine particles has various shapes such as a spherical shape, a massive shape, and a linear shape, and any size may be used as long as it can be supported in the voids. FIG. 3B shows an example in which the catalyst 17 is filled on the inner surface side of the candle type ceramic filter 11.
After the exhaust gas passes through the body of the ceramic filter 11 and is collected, the exhaust gas comes into contact with the catalyst 17 at the catalyst filling portion, and dioxins are decomposed and removed by a catalytic reaction. FIG. 3C shows catalyst 1 on the inner surface side of candle type ceramic filter 11.
In this example, the exhaust gas passes through the main body of the ceramic filter 11 and is collected, and then contacts and reacts with the catalyst 18 in the catalyst layer, and is discharged to the inner side of the catalyst layer. The catalyst shapes of FIGS. 3B and 3C also have spherical shapes.
There are various forms such as a lump and a line, and a small size is preferable in view of the reactivity of the catalyst. However, it is necessary to take measures to prevent the catalyst from scattering. In addition, the present invention also includes a catalyst supporting system in which these are combined.

【0023】図3(d)、(e)は、図2(b)に示し
たチューブ式セラミックフィルター12に触媒を担持し
た例を示す。図3(d)はチューブ式セラミックフィル
ター12の本体内部に図3(a)の場合と同様に多孔質
焼結体内部に触媒16を分散させて担持した例を示す。
排ガスはこの空隙内を通過中に触媒16と接触し、ダイ
オキシン類が触媒反応により分解除去される。微粒子状
の触媒には球状・塊状・線状等種々の形状があり、空隙
内で担持できるサイズであれば良いが、小さいサイズが
より反応性が高く好ましい。図3(e)はチューブ式セ
ラミックフィルター12の外面側に触媒19を層状に組
み込んだ例であり、排ガスはセラミックフィルター12
の本体を通過して集塵された後、触媒層で触媒19と接
触・反応し、触媒層の外面側に抜けることになる。触媒
形状には球状・塊状・線状等種々あり、また触媒の反応
性の点で小さいサイズが好ましいが、触媒が飛散しない
ような対策が必要である。なお、本発明は、これらを組
み合わせた触媒の担持方式も含む。
FIGS. 3D and 3E show examples in which a catalyst is supported on the tubular ceramic filter 12 shown in FIG. 2B. FIG. 3D shows an example in which the catalyst 16 is dispersed and supported inside the porous sintered body inside the main body of the tubular ceramic filter 12 as in the case of FIG.
The exhaust gas comes into contact with the catalyst 16 while passing through the space, and the dioxins are decomposed and removed by the catalytic reaction. The catalyst in the form of fine particles has various shapes such as a spherical shape, a massive shape, and a linear shape, and any size may be used as long as it can be supported in the voids. FIG. 3E shows an example in which the catalyst 19 is incorporated in a layer on the outer surface side of the tubular ceramic filter 12, and the exhaust gas is from the ceramic filter 12.
After passing through the main body and collecting dust, the catalyst layer contacts and reacts with the catalyst 19, and escapes to the outer surface side of the catalyst layer. There are various shapes of the catalyst, such as spherical, massive, and linear, and a small size is preferable in view of the reactivity of the catalyst. However, it is necessary to take measures to prevent the catalyst from scattering. In addition, the present invention also includes a catalyst supporting system in which these are combined.

【0024】また、クロスフロー式セラミックフィルタ
ーについても、前述の2型式のものと同様に多孔質焼結
体内部に触媒を分散させて担持し、排ガスを集塵しなが
らダイオキシン類を分解除去することもできるし、セラ
ミックフィルターのクリーンなガスの通路側に触媒を層
状に担持し、セラミックフィルターの本体を通過して集
塵された排ガスを触媒と接触させてダイオキシン類を分
解除去するすることもできる。
Also, as for the cross-flow type ceramic filter, similarly to the above-mentioned two-type type, a catalyst is dispersed and supported inside a porous sintered body, and dioxins are decomposed and removed while collecting exhaust gas. Alternatively, the catalyst can be carried in a layered manner on the clean gas passage side of the ceramic filter, and the exhaust gas collected through the body of the ceramic filter can be contacted with the catalyst to decompose and remove dioxins. .

【0025】セラミックフィルターに担持する触媒の成
分についてはこれまで数多く提案されており、白金、パ
ラジウム、ロジウム等の貴金属や、バナジウム、タング
ステン、クロム、銅、スズ、コバルト、マンガン等の金
属酸化物を活性成分とし、酸化チタン、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、ゼオライト等を担体とする触媒系が良
く知られている。本発明はこれらの触媒の種類は特に限
定しておらず、排ガス成分・温度等の性状に合わせて触
媒の種類を選択し、セラミックフィルターに直接担持す
ればよい。
There have been many proposals for catalyst components supported on ceramic filters. Noble metals such as platinum, palladium and rhodium and metal oxides such as vanadium, tungsten, chromium, copper, tin, cobalt and manganese have been proposed. A catalyst system using titanium oxide, alumina, silica, zirconia, zeolite or the like as a carrier as an active component is well known. In the present invention, the types of these catalysts are not particularly limited, and the types of the catalyst may be selected according to the properties such as the exhaust gas component and the temperature, and may be directly supported on the ceramic filter.

【0026】多孔質焼結体のセラミックフィルターの耐
熱温度は900℃程度まであり、ダストが多少酸化発熱
を起こしても充分耐熱性があり、集塵性能・寿命には殆
ど影響がない。むしろ、温度が高くなると一般に触媒は
そのダイオキシン類の酸化分解性能が向上するため、触
媒を担持した濾布式のバグフィルターで不可能であった
高温での安定した除去性能が得られる。また、濾布式の
バグフィルターの厚みは2〜3mm程度であるのに対
し、多孔質焼結体のセラミックフィルターは10mm程
度の厚みがあり、単位濾過面積当たりの触媒担持量が数
倍大きくなり、従って、排ガスの温度・流量・成分等が
同一条件であっても、本発明の触媒担持セラミックフィ
ルターは、触媒担持濾布式バグフィルターよりもダイオ
キシン類の酸化分解除去率が著しく向上する。
The heat resistance temperature of the ceramic filter of the porous sintered body is up to about 900 ° C., and the dust has sufficient heat resistance even if the dust generates a little oxidative heat, and has little effect on the dust collection performance and life. Rather, the higher the temperature, the more the catalyst generally improves the oxidative decomposition performance of dioxins, so that a stable removal performance at a high temperature, which is impossible with a filter cloth type bag filter supporting the catalyst, is obtained. In addition, the thickness of the filter cloth type bag filter is about 2 to 3 mm, whereas the thickness of the ceramic filter of the porous sintered body is about 10 mm, and the amount of catalyst carried per unit filtration area is several times larger. Therefore, even when the temperature, flow rate, components, etc. of the exhaust gas are the same, the catalyst-supporting ceramic filter of the present invention has a remarkably improved oxidative decomposition removal rate of dioxins as compared with the catalyst-supporting filter cloth type bag filter.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明により、鉄系スクラップを多量使
用する溶解炉や予熱炉、非鉄金属・合金鉄を溶融精錬す
る溶解炉、ダスト・焼却灰等を溶融処理する溶解炉、或
いは一般ゴミを焼却する焼却炉等において、設備の腐食
およびフィルターの目詰まり等の問題がない冷却塔以降
の温度で、濾過式集塵機によりダストとともにダイオキ
シン類を除去することにより、排ガス中のダイオキシン
類を規制目標値を充分クリヤできるレベルまで低減する
ことが可能となる。また、排ガスの温度・組成変化によ
るダストの酸化発熱で集塵機内のフィルター温度が上昇
しても焼損等の問題がなく、充分集塵機能の維持が可能
となる。更に、集塵機以降に触媒塔などの設備を設置し
ないで必要最小限の設備構成とすることで、設備投資を
極めて小さい規模に抑制することができる。
According to the present invention, a melting furnace or a preheating furnace using a large amount of iron-based scrap, a melting furnace for melting and refining non-ferrous metals and alloyed irons, a melting furnace for melting dust and incinerated ash, or a general refuse furnace. Dioxins in exhaust gas are regulated by removing dust and dioxins together with dust by using a filter dust collector at a temperature after the cooling tower where there is no problem such as equipment corrosion and filter clogging in incinerators etc. Can be reduced to a level that can be sufficiently cleared. Further, even if the filter temperature in the dust collector rises due to the oxidative heat of the dust due to the change in the temperature and composition of the exhaust gas, there is no problem such as burning, and the dust collecting function can be sufficiently maintained. Furthermore, the equipment investment can be suppressed to a very small scale by using the minimum necessary equipment configuration without installing equipment such as a catalyst tower after the dust collector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の排ガス処理方法を実施するための装置
の例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus for performing an exhaust gas treatment method of the present invention.

【図2】集塵機におけるセラミックフィルターの設置例
を示す図である。
FIG. 2 is a view showing an example of installation of a ceramic filter in a dust collector.

【図3】セラミックフィルターに触媒を担持する例を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which a catalyst is supported on a ceramic filter.

【図4】従来の触媒塔を備えた排ガス処理装置を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an exhaust gas treatment apparatus provided with a conventional catalyst tower.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶解炉 2 予熱炉 3 燃焼塔 4 冷却塔 5 集塵機 6 吸引ファン 7 スタック 8 集塵機 9 加熱装置 10 触媒塔 11 キャンドル式セラミックフィルター 12 チューブ式セラミックフィルター 13 排ガス入口 14 排ガス出口 15 底部ダスト溜まり 16 触媒 17 触媒 18 触媒 19 触媒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting furnace 2 Preheating furnace 3 Combustion tower 4 Cooling tower 5 Dust collector 6 Suction fan 7 Stack 8 Dust collector 9 Heating device 10 Catalyst tower 11 Candle type ceramic filter 12 Tube type ceramic filter 13 Exhaust gas inlet 14 Exhaust gas outlet 15 Bottom dust reservoir 16 Catalyst 17 Catalyst 18 Catalyst 19 Catalyst

───────────────────────────────────────────────────── 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) F23J 15/06 F23J 15/00 H F27D 17/00 105 J K Fターム(参考) 3K065 AA16 AA18 AA23 AA24 AB01 AB03 AC01 BA05 BA10 HA02 HA03 3K070 DA05 DA07 DA09 DA25 DA32 DA35 DA37 DA56 4D019 AA01 AA10 BA05 BA06 BB06 BC07 CA03 CB09 4D048 AA11 AB03 BB05 CC41 CC51 CD05 4K056 AA01 AA02 AA05 AA19 BA01 BA03 BB01 BB08 CA02 CA04 CA20 DB11 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F23J 15/06 F23J 15/00 H F27D 17/00 105 JK F term (Reference) 3K065 AA16 AA18 AA23 AA24 AB01 AB03 AC01 BA05 BA10 HA02 HA03 3K070 DA05 DA07 DA09 DA25 DA32 DA35 DA37 DA56 4D019 AA01 AA10 BA05 BA06 BB06 BC07 CA03 CB09 4D048 AA11 AB03 BB05 CC41 CC51 CD05 4K056 AA01 AA02 AA05 AA19 BA01 BA03 BB01 DB08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔質焼結体にダイオキシン類を分解す
る触媒を担持したことを特徴とする排ガス処理用セラミ
ックフィルター。
1. A ceramic filter for exhaust gas treatment, wherein a catalyst for decomposing dioxins is supported on a porous sintered body.
【請求項2】 前記触媒を分散させて担持したことを特
徴とする請求項1記載の排ガス処理用セラミックフィル
ター。
2. The exhaust gas treatment ceramic filter according to claim 1, wherein the catalyst is dispersed and supported.
【請求項3】 前記触媒をキャンドル式セラミックフィ
ルターの内側に充填して担持したことを特徴とする請求
項1記載の排ガス処理用セラミックフィルター。
3. The ceramic filter for exhaust gas treatment according to claim 1, wherein said catalyst is filled and carried inside a candle-type ceramic filter.
【請求項4】 前記触媒をキャンドル式セラミックフィ
ルターの内側、チューブ式セラミックフィルターの外
側、またはクロスフロー式セラミックフィルターのクリ
ーンなガスの通路側に層状に担持したことを特徴とする
請求項1記載の排ガス処理用セラミックフィルター。
4. The catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is supported in a layer on the inside of a candle type ceramic filter, on the outside of a tube type ceramic filter, or on the side of a clean gas passage of a cross flow type ceramic filter. Ceramic filter for exhaust gas treatment.
【請求項5】 排ガスを燃焼塔で完全燃焼させ且つ高温
保持した後、直接噴霧冷却または間接冷却と直接噴霧冷
却の組み合わせにより排ガス温度を低下させ、その後請
求項1〜4のいずれか記載の排ガス処理用セラミックフ
ィルターを濾過体に使用した集塵機に導入して、除塵と
同時にダイオキシン類を除去することを特徴とする排ガ
ス処理方法。
5. The exhaust gas according to claim 1, wherein the exhaust gas is completely burned in a combustion tower and kept at a high temperature, and then the exhaust gas temperature is lowered by direct spray cooling or a combination of indirect cooling and direct spray cooling. An exhaust gas treatment method comprising introducing a treatment ceramic filter into a dust collector used for a filter to remove dioxins simultaneously with dust removal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101041651B1 (en) * 2009-03-17 2011-06-14 한모기술주식회사 Complex denitrification system
JP4807935B2 (en) * 2001-12-29 2011-11-02 ポール・コーポレーション Filter element
CN107120976A (en) * 2017-06-15 2017-09-01 龙游县金怡热电有限公司 A kind of gas cleaning and residual neat recovering system

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