JP2001302252A - ガラス溶融炉 - Google Patents

ガラス溶融炉

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JP2001302252A
JP2001302252A JP2000122242A JP2000122242A JP2001302252A JP 2001302252 A JP2001302252 A JP 2001302252A JP 2000122242 A JP2000122242 A JP 2000122242A JP 2000122242 A JP2000122242 A JP 2000122242A JP 2001302252 A JP2001302252 A JP 2001302252A
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JP
Japan
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melting tank
glass
exhaust gas
side wall
melting
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JP2000122242A
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English (en)
Inventor
Katsumi Mizumoto
勝美 水本
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INOENBAIRO TECHNO KK
Original Assignee
INOENBAIRO TECHNO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/033Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by using resistance heaters above or in the glass bath, i.e. by indirect resistance heating
    • C03B5/0336Shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/193Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中の有害物質を効率よく除去できるガ
ラス溶融炉を提供することである。 【解決手段】 一次溶融槽1で溶解したガラスを横長形
状の二次溶融槽2に流入させ、その一方の長手方向側壁
3に沿って、排ガス5が供給される給気室4と連通する
多数の微小孔7を設け、側壁3と対向する長手方向側壁
15の底部側に溶融ガラス9の加熱用ヒータ16を配置
することにより、多数の細かい排ガス5の気泡8を溶融
ガラス9中にバブリングさせるとともに、溶融ガラス9
の対流を二次溶融槽2の長手方向各断面内で大きく滑ら
かに生じさせて、各気泡8をこの対流に沿わせて循環さ
せ、排ガス5を広い接触面積で、かつ長時間均一に溶融
ガラス9と接触させて、排ガス5中の有害物質を効率よ
く除去できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、排ガス中の有害
物質を除去するガラス溶融炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】焼却
炉等から排出される排ガス中には、ダイオキシンや重金
属等の有毒物質や、炭酸ガス等の地球環境を破壊する物
質が含まれており、これらの有害物質を排ガスから除去
するために、各種の技術開発が推進されている。このう
ち、ガラス溶融炉を用いる技術は、有毒なダイオキシン
やポリ塩化ビフェニールの分解除去のみならず、炭酸ガ
スや窒素酸化物、硫黄酸化物、鉛や砒素等の重金属酸化
物、ハロゲン系物質等のガスもガラスに溶け込ませて除
去することができ、注目されている。
【0003】このガラス溶融炉を用いて排ガス中の有害
物質を除去する技術では、排ガスを溶融ガラスに接触さ
せる方法を工夫して有害物質の除去効率を高めることが
課題であり、例えば、本出願人による特許第30381
85号では、焼却炉から排出される排ガスをガラス溶融
炉に導いて、排ガスを溶融ガラスの中にバブリングさ
せ、ガラス溶融炉の中に多孔板やメッシュ板を配置する
ことにより、バブリングされる排ガスの気泡を細かく分
断し、排ガスと溶融ガラスとの接触面積を大きくして、
有害物質の除去効率を高める装置を採用している。
【0004】そこで、この発明の課題は、排ガス中の有
害物質を効率よく除去できるガラス溶融炉を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明のガラス溶融炉は、ガラスの溶融槽の側
壁に、排ガスが供給される給気室と連通する多数の微小
孔を設け、前記溶融槽の底部側に、溶融槽内の溶融ガラ
スを加熱する加熱手段を配置し、前記給気室に供給され
る排ガスを、前記微小孔から溶融槽内の溶融ガラスにバ
ブリングさせる構成を採用した。
【0006】すなわち、ガラスの溶融槽の側壁に、排ガ
スが供給される給気室と連通する多数の微小孔を設ける
ことにより、多数の細かい排ガスの気泡を溶融ガラス中
にバブリングさせるとともに、溶融槽の底部側に溶融ガ
ラスを加熱する加熱手段を配置することにより、溶融ガ
ラスの対流を広範囲に生じさせて、この対流に沿わせて
排ガスの各気泡を溶融槽内で循環させ、排ガスを広い接
触面積で、かつ長時間溶融ガラスと接触させて、排ガス
中の有害物質を効率よく除去できるようにした。
【0007】前記溶融槽を横長形状とし、この溶融槽の
一方の長手方向側壁に沿って前記多数の微小孔を設け、
この微小孔を設けた側壁と対向する他方の長手方向側壁
の底部側に前記加熱手段を配置することにより、排ガス
の気泡を溶融槽の長手方向で満遍なくバブリングさせる
とともに、溶融ガラスの対流を溶融槽の長手方向各断面
内で概ね均一に生じさせ、溶融槽全体を使用して、各気
泡をより長時間均一に溶融ガラスと接触させることがで
きる。
【0008】前記加熱手段を配置した側の長手方向側壁
を、前記溶融槽の長手方向断面が上方に拡がるように傾
斜させることにより、溶融槽の長手方向各断面内での溶
融ガラスの対流を、これらの断面内で大きく滑らかに循
環させ、各気泡の合体を防止して、排ガスをより広い接
触面積で、かつ長時間均一に溶融ガラスと接触させるこ
とができる。
【0009】前記横長形状の溶融槽の底を長手方向の一
端に向けて傾斜下降させ、この下降した側の底近傍に、
溶融ガラスに溶け込む重金属の排出口を設けることによ
り、溶融ガラスに溶け込む重金属を効率よく分別排除す
ることができる。
【0010】前記溶融槽の上方に一次溶融槽を設け、前
記溶融槽を二次溶融槽として、溶融ガラスを一次溶融槽
から二次溶融槽に流入させることにより、排ガスがバブ
リングされる二次溶融槽内の溶融ガラスの量、温度、対
流等を安定した状態に保持し、排ガス中の有害物質を安
定して除去することができる。
【0011】前記給気室の入側に、セラミックまたは耐
熱金属から成る多孔状、メッシュ状、ハニカム状、ファ
イバ状もしくはウィスカ状のフィルタを設ることによ
り、排ガスの顕熱や未燃焼成分の燃焼熱によりこれらの
フィルタを赤熱させて、排ガス中の飛灰等に含まれる未
燃焼成分を燃焼させ、固形の有害物質をガス化して溶融
ガラス中にバブリングさせることができる。また、飛灰
等による微小孔の目詰まりも防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、この発明の
実施形態を説明する。このガラス溶融炉は、図1および
図2に示すように、ガラス原料が投入される横長形状の
一次溶融槽1と、一次溶融槽1の下方に設けられた横長
形状の二次溶融槽2と、二次溶融槽2の一方の長手方向
側壁3に沿って並設された給気室4と、給気室4の入側
に設けられ、供給される排ガス5をフィルタリングする
フィルタ室6とで基本的に構成され、側壁3に沿って設
けられた二次溶融槽2と給気室4とを連通する多数の微
小孔7から、排ガス5の細かい気泡8が二次溶融槽2内
の溶融ガラス9に満遍なくバブリングされるようになっ
ている。
【0013】前記一次溶融槽1の一方の長手方向側壁1
0は垂直に、他方の長手方向側壁11は傾斜して形成さ
れ、長手方向の一端側の底部に溶融したガラスの排出口
12が設けられている。側壁10側の上部には、投入さ
れるガラス原料を溶解するヒータ13が配置され、側壁
11側の下部には、排出口12から二次溶融槽2に流入
する溶融ガラス9を予熱するヒータ14が配置されてい
る。なお、一次溶融槽1には、溶解窯等で予め溶解した
ガラス原料を投入してもよい。
【0014】前記二次溶融槽2の微小孔7が設けられた
長手方向側壁3は垂直に形成され、これと対向する長手
方向側壁15は下部で傾斜して形成され、この傾斜部の
底部側に、二次溶融槽2下部の溶融ガラス9を加熱する
ヒータ16が長手方向に沿って配置されている。なお、
各ヒータ13、14、16が配置された側壁10、1
1、15の外側は、それぞれキャスタブル耐火物17で
覆われている。
【0015】前記ヒータ16による加熱で、二次溶融槽
2内の溶融ガラス9は長手方向各位置で、長手方向断面
全体に大きく滑らかに対流し、微小孔7からバブリング
される排ガス5の各気泡8は、この対流に沿って溶融ガ
ラス9中を循環しながら、溶融ガラス9の液面に浮上す
る。この液面に浮上する排ガス5の気泡8は、その中に
含まれていた有害物質が、溶融ガラス9の熱で分解され
たり、溶融ガラス9中に溶け込んだりして除去され、無
害化されている。
【0016】図2に示すように、二次溶融槽2の底18
は、前記排出口12と反対側に向かって長手方向で傾斜
下降し、この下降した側の底近傍に、溶融ガラス9に溶
け込んだ重金属の排出口19が設けられている。この排
出口19の上方には、二次溶融槽2内の溶融ガラス9を
オーバフローさせるオーバフロー口20も設けられてい
る。また、二次溶融槽2の上部には排気室21が形成さ
れ、前記溶融ガラス9の液面に浮上する無害化されたク
リーンな排ガス5は、この排気室21の排気口22から
外部に放出される。
【0017】前記フィルタ室6には、アルミナの焼結板
で形成された多孔状のフィルタ23が取り付けられてい
る。このフィルタ23は、フィルタ室6の入口24から
供給される排ガス5中の飛灰等に含まれる未燃焼成分を
燃焼させ、固形の有害物質をガス化して、排ガス5を給
気室4に供給する。なお、フィルタ23は排ガス5の顕
熱や未燃焼成分の燃焼熱により赤熱し、未燃焼成分を燃
焼させ、飛灰等による微小孔7の目詰まりも防止する。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明のガラス溶融炉
は、ガラスの溶融槽の側壁に、排ガスが供給される給気
室と連通する多数の微小孔を設けるとともに、溶融槽の
底部側に溶融ガラスの加熱手段を配置したので、多数の
細かい排ガスの気泡を溶融ガラス中にバブリングさせ、
これらの気泡を溶融ガラスの対流に沿わせて溶融槽内で
広範囲に循環させて、排ガスを広い接触面積で、かつ長
時間溶融ガラスと接触させ、排ガス中の有害物質を効率
よく除去することができる。
【0019】前記溶融槽を横長形状とし、この溶融槽の
一方の長手方向側壁に沿って多数の微小孔を設け、この
微小孔を設けた側壁と対向する他方の長手方向側壁の底
部側に加熱手段を配置することにより、排ガスの気泡を
溶融槽の長手方向で満遍なくバブリングさせるととも
に、溶融ガラスの対流を溶融槽の長手方向各断面内で概
ね均一に生じさせ、溶融槽全体を使用して、各気泡をよ
り長時間均一に溶融ガラスと接触させることができる。
【0020】前記加熱手段を配置した側の長手方向側壁
を、溶融槽の長手方向断面が上方に拡がるように傾斜さ
せることにより、溶融槽の長手方向各断面内での溶融ガ
ラスの対流を、これらの断面内で大きく滑らかに循環さ
せ、各気泡の合体を防止して、排ガスをより広い接触面
積で、かつ長時間均一に溶融ガラスと接触させることが
できる。
【0021】前記横長形状の溶融槽の底を長手方向の一
端に向けて傾斜下降させ、この下降した側の底近傍に、
溶融ガラスに溶け込む重金属の排出口を設けることによ
り、溶融ガラスに溶け込む重金属を効率よく分別排除す
ることができる。
【0022】前記溶融槽の上方に一次溶融槽を設け、前
記溶融槽を二次溶融槽として、溶融ガラスを一次溶融槽
から二次溶融槽に流入させることにより、排ガスがバブ
リングされる二次溶融槽内の溶融ガラスの量、温度、対
流等を安定した状態に保持し、排ガス中の有害物質を安
定して除去することができる。
【0023】前記給気室の入側に、セラミックまたは耐
熱金属から成る多孔状、メッシュ状、ハニカム状、ファ
イバ状もしくはウィスカ状のフィルタを設けることによ
り、排ガスの顕熱や未燃焼成分の燃焼熱によりこれらの
フィルタを赤熱させて、排ガス中の飛灰等に含まれる未
燃焼成分を燃焼させ、全ての有害物質をガス化して溶融
ガラス中にバブリングさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガラス溶融炉の実施形態を示す切り欠き斜視図
【図2】図1の正面断面図
【符号の説明】
1、2 溶融槽 3 側壁 4 給気室 5 排ガス 6 フィルタ室 7 微小孔 8 気泡 9 溶融ガラス 10、11 側壁 12 排出口 13、14 ヒータ 15 側壁 16 ヒータ 17 キャスタブル耐火物 18 底 19 排出口 20 オーバフロー口 21 排気室 22 排気口 23 フィルタ 24 入口

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスの溶融槽の側壁に、排ガスが供給
    される給気室と連通する多数の微小孔を設け、前記溶融
    槽の底部側に、溶融槽内の溶融ガラスを加熱する加熱手
    段を配置し、前記給気室に供給される排ガスを、前記微
    小孔から溶融槽内の溶融ガラスにバブリングさせるよう
    に形成したガラス溶融炉。
  2. 【請求項2】 前記溶融槽を横長形状とし、この溶融槽
    の一方の長手方向側壁に沿って前記多数の微小孔を設
    け、この微小孔を設けた側壁と対向する他方の長手方向
    側壁の底部側に前記加熱手段を配置した請求項1に記載
    のガラス溶融炉。
  3. 【請求項3】 前記加熱手段を配置した側の長手方向側
    壁を、前記溶融槽の長手方向断面が上方に拡がるように
    傾斜させた請求項2に記載のガラス溶融炉。
  4. 【請求項4】 前記横長形状の溶融槽の底を長手方向の
    一端に向けて傾斜下降させ、この下降した側の底近傍
    に、溶融ガラスに溶け込む重金属の排出口を設けた請求
    項2または3に記載のガラス溶融炉。
  5. 【請求項5】 前記溶融槽の上方に一次溶融槽を設け、
    前記溶融槽を二次溶融槽として、溶融ガラスを一次溶融
    槽から二次溶融槽に流入させるようにした請求項1乃至
    4のいずれかに記載のガラス溶融炉。
  6. 【請求項6】 前記給気室の入側に、セラミックまたは
    耐熱金属から成る多孔状、メッシュ状、ハニカム状、フ
    ァイバ状もしくはウィスカ状のフィルタを設けた請求項
    1乃至5のいずれかに記載のガラス溶融炉。
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