JP2003038909A - 金属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法 - Google Patents
金属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Separation Of Particles Using Liquids (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種金属精錬炉排ガスの湿式集塵器から排出
される含塵水をシックナーのセンターコア内に導入して
除塵処理した後、集塵器に送給する湿式集塵器循環水系
において、シックナーでの除塵効果に悪影響を及ぼすこ
となく、シックナーにホスホン酸系スケール防止剤を添
加して、シックナー及びその後段の処理水送水ポンプ、
送水配管や集塵器の散水ノズルのスケールの付着を効果
的に防止する。 【解決手段】 シックナー４内のセンターコア４Ａより
も外周側にホスホン酸系スケール防止剤を添加する。
される含塵水をシックナーのセンターコア内に導入して
除塵処理した後、集塵器に送給する湿式集塵器循環水系
において、シックナーでの除塵効果に悪影響を及ぼすこ
となく、シックナーにホスホン酸系スケール防止剤を添
加して、シックナー及びその後段の処理水送水ポンプ、
送水配管や集塵器の散水ノズルのスケールの付着を効果
的に防止する。 【解決手段】 シックナー４内のセンターコア４Ａより
も外周側にホスホン酸系スケール防止剤を添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属精錬炉排ガス
の湿式集塵器循環水の処理方法に係り、特に、金属精錬
炉排ガスの湿式集塵器から排出される含塵水をシックナ
ーのセンターコア内に導入して、該シックナーで除塵処
理した後、前記集塵器に送給する集塵器循環水系におい
て、シックナーにおけるスケール障害を効果的に防止す
る方法に関する。
の湿式集塵器循環水の処理方法に係り、特に、金属精錬
炉排ガスの湿式集塵器から排出される含塵水をシックナ
ーのセンターコア内に導入して、該シックナーで除塵処
理した後、前記集塵器に送給する集塵器循環水系におい
て、シックナーにおけるスケール障害を効果的に防止す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄又は非鉄金属製造設備には、溶鉱炉や
転炉などの各種精錬炉が設けられている。これらの精錬
炉で発生する排ガス中には金属粉や酸化金属粉ダストが
多量に含まれているため、この排ガスは乾式又は湿式で
集塵処理した後、大気に放散されている。また、排ガス
が一酸化炭素や水素ガスなどの可燃性ガスを含む場合に
は、これを回収して燃料として利用している。
転炉などの各種精錬炉が設けられている。これらの精錬
炉で発生する排ガス中には金属粉や酸化金属粉ダストが
多量に含まれているため、この排ガスは乾式又は湿式で
集塵処理した後、大気に放散されている。また、排ガス
が一酸化炭素や水素ガスなどの可燃性ガスを含む場合に
は、これを回収して燃料として利用している。
【０００３】このような精錬炉の排ガスの湿式集塵処理
において、湿式集塵処理に供される集塵用水は、ベンチ
ュリースクラバー等で排ガス中のダストを集塵した後、
集塵によりダストを含む水（以下「含塵水」と称す。）
はシックナーに送給され、除塵された後、循環使用され
る。この含塵水から除塵されたダストには、金属成分が
多く含まれているため、シックナーで分離されたダスト
は回収され原料として再利用される。
において、湿式集塵処理に供される集塵用水は、ベンチ
ュリースクラバー等で排ガス中のダストを集塵した後、
集塵によりダストを含む水（以下「含塵水」と称す。）
はシックナーに送給され、除塵された後、循環使用され
る。この含塵水から除塵されたダストには、金属成分が
多く含まれているため、シックナーで分離されたダスト
は回収され原料として再利用される。
【０００４】図１は、一般的な精錬炉排ガスの湿式集塵
器の循環水系を示す系統図である。精錬炉１の排ガスは
集塵器２に送給される。この集塵器２には後述の処理水
槽５からの処理水が散水ノズル７より散水されており、
排ガスはこの水と接触することで湿式集塵処理され、処
理ガスは大気に放散される。集塵器２でダストを集塵し
た含塵水は、原水槽３に貯留された後、原水ポンプＰ１
によりシックナー４に送給され、除塵処理される。即
ち、含塵水はシックナー４のセンターコア（撹拌槽）４
Ａからシックナー４内に導入され、攪拌器（図示せず）
による撹拌作用でダスト分が凝集、沈降分離され、シッ
クナーのオーバーリップ（越流部）４Ｂを溢流した表層
水が取り出される。シックナー４で除塵された処理水
は、処理水槽５に貯留された後、送水ポンプＰ２により
送水配管６を経て集塵器２に送給され循環使用される。
器の循環水系を示す系統図である。精錬炉１の排ガスは
集塵器２に送給される。この集塵器２には後述の処理水
槽５からの処理水が散水ノズル７より散水されており、
排ガスはこの水と接触することで湿式集塵処理され、処
理ガスは大気に放散される。集塵器２でダストを集塵し
た含塵水は、原水槽３に貯留された後、原水ポンプＰ１
によりシックナー４に送給され、除塵処理される。即
ち、含塵水はシックナー４のセンターコア（撹拌槽）４
Ａからシックナー４内に導入され、攪拌器（図示せず）
による撹拌作用でダスト分が凝集、沈降分離され、シッ
クナーのオーバーリップ（越流部）４Ｂを溢流した表層
水が取り出される。シックナー４で除塵された処理水
は、処理水槽５に貯留された後、送水ポンプＰ２により
送水配管６を経て集塵器２に送給され循環使用される。
【０００５】このようにして循環使用される水には、集
塵器２内でダスト中の金属成分が溶解するため、循環水
は、金属塩類濃度の高い水質となっている。ダスト中の
金属としては、精錬金属及び精錬に伴い除去される各種
の金属があり、代表的なものとしてＣａ、Ｍｇ、Ｚｎ、
Ｍｎ、Ｆｅなどがある。これらの金属は各種の塩として
集塵水中に溶解する。そして、水の循環利用率が高まる
につれその濃度は上昇し、水のｐＨが変動することによ
り析出して循環水系内にスケール障害をもたらす。
塵器２内でダスト中の金属成分が溶解するため、循環水
は、金属塩類濃度の高い水質となっている。ダスト中の
金属としては、精錬金属及び精錬に伴い除去される各種
の金属があり、代表的なものとしてＣａ、Ｍｇ、Ｚｎ、
Ｍｎ、Ｆｅなどがある。これらの金属は各種の塩として
集塵水中に溶解する。そして、水の循環利用率が高まる
につれその濃度は上昇し、水のｐＨが変動することによ
り析出して循環水系内にスケール障害をもたらす。
【０００６】即ち、精錬炉の排ガスには炭酸ガスが含ま
れているため、これが水中に溶解することで、集塵器１
内では水のｐＨが下がり、このためにダスト中の金属成
分の溶解が助長される。一方、金属成分が溶解した含塵
水は、シックナー４に送給された後シックナー４で大気
開放の環境で２時間程度静置され、この間に炭酸ガスを
放出するため、シックナー４の処理水はｐＨが上昇して
スケールが析出しやすい水質となる。
れているため、これが水中に溶解することで、集塵器１
内では水のｐＨが下がり、このためにダスト中の金属成
分の溶解が助長される。一方、金属成分が溶解した含塵
水は、シックナー４に送給された後シックナー４で大気
開放の環境で２時間程度静置され、この間に炭酸ガスを
放出するため、シックナー４の処理水はｐＨが上昇して
スケールが析出しやすい水質となる。
【０００７】このスケール障害を防止するために、従来
は、各種のスケール防止剤（分散剤）をシックナー４の
処理水に添加することが行われている。
は、各種のスケール防止剤（分散剤）をシックナー４の
処理水に添加することが行われている。
【０００８】従来において、スケール防止のためのスケ
ール防止剤は、図１の処理水槽５の送水ポンプＰ２の吸
い込み側の近傍（図２のＢ点に示す位置）に添加され、
送水ポンプＰ２、送水配管６、散水ノズル７及び集塵器
２内の接液部のスケール分散処理が行われている。この
ように分散剤の添加箇所が処理水槽５の送水ポンプＰ ２
の吸い込み側Ｂとされてきた背景として次のような理由
がある。
ール防止剤は、図１の処理水槽５の送水ポンプＰ２の吸
い込み側の近傍（図２のＢ点に示す位置）に添加され、
送水ポンプＰ２、送水配管６、散水ノズル７及び集塵器
２内の接液部のスケール分散処理が行われている。この
ように分散剤の添加箇所が処理水槽５の送水ポンプＰ ２
の吸い込み側Ｂとされてきた背景として次のような理由
がある。
【０００９】 シックナー４の流入水（含塵水：原
水）はＳＳ濃度が高く、スケール防止剤が消耗されやす
いため、スケール防止剤をシックナー４に添加すること
は不利である。 シックナー４の流入水にスケール防止剤を添加する
と、凝集阻害（清澄度悪化）を呈し、シックナー４の除
濁処理に悪影響を与えるため、この点からもシックナー
４へのスケール防止剤の添加は好ましくない。 スケールの付着力はシックナー４への流入水がシッ
クナー４で炭酸ガスが放散され、ｐＨが上昇することに
よって助長されることから、シックナー４の出口以降の
分散処理を行えば良いと考えられていた。 シックナー４のオーバーリップ４Ｂ等にもスケール
が付着するが、従来は、定期修理間隔が１ヶ月程度と短
かったため、その都度このスケールを除去することで障
害にはならなかった。
水）はＳＳ濃度が高く、スケール防止剤が消耗されやす
いため、スケール防止剤をシックナー４に添加すること
は不利である。 シックナー４の流入水にスケール防止剤を添加する
と、凝集阻害（清澄度悪化）を呈し、シックナー４の除
濁処理に悪影響を与えるため、この点からもシックナー
４へのスケール防止剤の添加は好ましくない。 スケールの付着力はシックナー４への流入水がシッ
クナー４で炭酸ガスが放散され、ｐＨが上昇することに
よって助長されることから、シックナー４の出口以降の
分散処理を行えば良いと考えられていた。 シックナー４のオーバーリップ４Ｂ等にもスケール
が付着するが、従来は、定期修理間隔が１ヶ月程度と短
かったため、その都度このスケールを除去することで障
害にはならなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近になっ
て、次のような理由により、シックナー自体のスケール
分散処理が必要になってきた。
て、次のような理由により、シックナー自体のスケール
分散処理が必要になってきた。
【００１１】即ち、最近では、省力化を図るための作業
の見直し等により、定期修理間隔が３ヶ月を超える長期
間となり、シックナー４のオーバーリップ４Ｂのスケー
ル付着絶対量が増加してきている。このため、オーバー
リップ４Ｂのスケール付着も問題となってきている。
の見直し等により、定期修理間隔が３ヶ月を超える長期
間となり、シックナー４のオーバーリップ４Ｂのスケー
ル付着絶対量が増加してきている。このため、オーバー
リップ４Ｂのスケール付着も問題となってきている。
【００１２】また、シックナー４のオーバーリップ４Ｂ
におけるスケールの付着の程度が円周方向で均一でない
ため、表層水がシックナー４から溢流する流量が円周方
向で異なり、部分的に溢流する流量が多くなることで、
キャリオーバー現象が生じる；スケール片が剥離し、シ
ックナー４のレーキ（図示せず）のスラリー掻き取りに
支障をきたしたり、送水ポンプに巻き込んで送水不良を
生じさせる；といった問題も発生している。
におけるスケールの付着の程度が円周方向で均一でない
ため、表層水がシックナー４から溢流する流量が円周方
向で異なり、部分的に溢流する流量が多くなることで、
キャリオーバー現象が生じる；スケール片が剥離し、シ
ックナー４のレーキ（図示せず）のスラリー掻き取りに
支障をきたしたり、送水ポンプに巻き込んで送水不良を
生じさせる；といった問題も発生している。
【００１３】近年では、精錬炉の改造により精錬能力を
向上させており、このことにより、集塵水の水処理負荷
が高くなっているが、一方で、集塵水の処理設備につい
ては改良されずにそのまま使用されている場合が多く、
上記の傾向が益々顕著になってきている。
向上させており、このことにより、集塵水の水処理負荷
が高くなっているが、一方で、集塵水の処理設備につい
ては改良されずにそのまま使用されている場合が多く、
上記の傾向が益々顕著になってきている。
【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決し、シッ
クナーでの除塵効果に悪影響を及ぼすことなく、また、
スケール防止剤を無駄に消耗することなく、シックナー
にスケール防止剤を添加してシックナー及びその後段の
循環水系におけるスケールの付着を効果的に防止する金
属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法を提供す
ることを目的とする。
クナーでの除塵効果に悪影響を及ぼすことなく、また、
スケール防止剤を無駄に消耗することなく、シックナー
にスケール防止剤を添加してシックナー及びその後段の
循環水系におけるスケールの付着を効果的に防止する金
属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法を提供す
ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の金属精錬炉排ガ
スの湿式集塵器循環水の処理方法は、金属精錬炉排ガス
の湿式集塵器から排出される含塵水をシックナーのセン
ターコア内に導入して、該シックナーで除塵処理した
後、前記集塵器に送給する湿式集塵器循環水の処理方法
において、該シックナー内の該センターコアよりも外周
側にホスホン酸系化合物を含む水系用スケール防止剤
（以降、「ホスホン酸系スケール防止剤」ということも
ある。）を添加することを特徴とする。
スの湿式集塵器循環水の処理方法は、金属精錬炉排ガス
の湿式集塵器から排出される含塵水をシックナーのセン
ターコア内に導入して、該シックナーで除塵処理した
後、前記集塵器に送給する湿式集塵器循環水の処理方法
において、該シックナー内の該センターコアよりも外周
側にホスホン酸系化合物を含む水系用スケール防止剤
（以降、「ホスホン酸系スケール防止剤」ということも
ある。）を添加することを特徴とする。
【００１６】即ち、本発明者らは、シックナーでの除塵
効果に悪影響を及ぼすことなく、シックナーにスケール
防止剤を添加してシックナーの特にオーバーリップにお
けるスケール付着を防止するべく高炉排ガスの湿式集塵
器循環水系において、以下のような調査を行った。
効果に悪影響を及ぼすことなく、シックナーにスケール
防止剤を添加してシックナーの特にオーバーリップにお
けるスケール付着を防止するべく高炉排ガスの湿式集塵
器循環水系において、以下のような調査を行った。
【００１７】まず、シックナー４に導入される原水（含
塵水）及びシックナー４の処理水と、シックナー４内の
下記３ヶ所から採取した表層水について、水質を調査し
て、表１に示す結果を得た。 表層水：シックナー４のセンターコア４Ａの外周か
ら、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周との
距離Ｗの１／３以内の領域（図１のＡ−）から採取し
た表層水。以下、この表層水を「センターコア側表層
水」と称す場合がある。 表層水：シックナー４のセンターコア４Ａの外周か
ら、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周との
距離Ｗの１／３を超え２／３以内の領域（図１のＡ−
）から採取した表層水。 表層水：シックナー４のセンターコア４Ａの外周か
ら、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周との
距離Ｌの２／３を超えシックナー４の内周までの領域
（図１のＡ−）から採取した表層水。以下、この表層
水を「オーバーリップ側表層水」と称す場合がある。
塵水）及びシックナー４の処理水と、シックナー４内の
下記３ヶ所から採取した表層水について、水質を調査し
て、表１に示す結果を得た。 表層水：シックナー４のセンターコア４Ａの外周か
ら、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周との
距離Ｗの１／３以内の領域（図１のＡ−）から採取し
た表層水。以下、この表層水を「センターコア側表層
水」と称す場合がある。 表層水：シックナー４のセンターコア４Ａの外周か
ら、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周との
距離Ｗの１／３を超え２／３以内の領域（図１のＡ−
）から採取した表層水。 表層水：シックナー４のセンターコア４Ａの外周か
ら、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周との
距離Ｌの２／３を超えシックナー４の内周までの領域
（図１のＡ−）から採取した表層水。以下、この表層
水を「オーバーリップ側表層水」と称す場合がある。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１より、次のような知見を得た。
(1) 原水ＳＳはシックナー４に導入されてセンターコ
ア４Ａ近くの撹拌・凝集部で凝集が進むため、センター
コア側表層水であっても、原水ＳＳの１／１０以下と
なり、更に表層水はオーバーリップ４Ｂに向かって流れ
るため、表層水ＳＳが順次低下し、オーバーリップ側表
層水は最も低くなっている。 (2) 原水ｐＨは６．８であるのに対し、センターコア
側表層水でｐＨ７．４に上昇するが、オーバーリップ
側表層水もｐＨ７．５で表層水〜のｐＨは殆ど変
わらない。これは、集塵用水が集塵器２内で吸収した炭
酸ガスはシックナー４内のセンターコア４Ａの撹拌・凝
集部で大半が放散されているためと考えられる。 (3) 表層水ＳＳは、最も高いセンターコア側表層水
で３０ｍｇ／Ｌ程度であり、この部分にスケール防止剤
を添加してもＳＳによるスケール防止剤の消耗は少な
い。
ア４Ａ近くの撹拌・凝集部で凝集が進むため、センター
コア側表層水であっても、原水ＳＳの１／１０以下と
なり、更に表層水はオーバーリップ４Ｂに向かって流れ
るため、表層水ＳＳが順次低下し、オーバーリップ側表
層水は最も低くなっている。 (2) 原水ｐＨは６．８であるのに対し、センターコア
側表層水でｐＨ７．４に上昇するが、オーバーリップ
側表層水もｐＨ７．５で表層水〜のｐＨは殆ど変
わらない。これは、集塵用水が集塵器２内で吸収した炭
酸ガスはシックナー４内のセンターコア４Ａの撹拌・凝
集部で大半が放散されているためと考えられる。 (3) 表層水ＳＳは、最も高いセンターコア側表層水
で３０ｍｇ／Ｌ程度であり、この部分にスケール防止剤
を添加してもＳＳによるスケール防止剤の消耗は少な
い。
【００２０】高炉以外の金属精錬炉においても、高炉と
同様に排ガス組成が炭酸ガスと金属ダストを含むもので
あるから、同様の結果が得られるものと考えられる。
同様に排ガス組成が炭酸ガスと金属ダストを含むもので
あるから、同様の結果が得られるものと考えられる。
【００２１】以上の結果から、シックナーにおいては、
センターコア４Ａにおいて、ダストの凝集分離が十分に
進行しており、センターコア４Ａよりも外周側の領域で
あれば、スケール防止剤を添加しても除塵効果には悪影
響を及ぼすことはなく、また、スケール防止剤の消耗は
少ないことが予想された。
センターコア４Ａにおいて、ダストの凝集分離が十分に
進行しており、センターコア４Ａよりも外周側の領域で
あれば、スケール防止剤を添加しても除塵効果には悪影
響を及ぼすことはなく、また、スケール防止剤の消耗は
少ないことが予想された。
【００２２】そして、この知見に基き、スケール防止剤
の添加効果を調べたところ、シックナー４のセンターコ
ア４Ａの外周側の表層水、特に、シックナー４のセンタ
ーコア４Ａの外周から、センターコア４Ａの外周とシッ
クナー４の内周との距離の１／３以内の領域（図１のＡ
−）に、ホスホン酸系スケール防止剤を添加すること
により、除塵効果に悪影響を及ぼすことなく、また、ス
ケール防止剤の消耗を抑えて、シックナー４におけるス
ケール付着を効果的に防止することができ、処理水槽５
以降の循環水系のスケール防止効果をも得ることができ
ることを見出し、本発明を完成させた。
の添加効果を調べたところ、シックナー４のセンターコ
ア４Ａの外周側の表層水、特に、シックナー４のセンタ
ーコア４Ａの外周から、センターコア４Ａの外周とシッ
クナー４の内周との距離の１／３以内の領域（図１のＡ
−）に、ホスホン酸系スケール防止剤を添加すること
により、除塵効果に悪影響を及ぼすことなく、また、ス
ケール防止剤の消耗を抑えて、シックナー４におけるス
ケール付着を効果的に防止することができ、処理水槽５
以降の循環水系のスケール防止効果をも得ることができ
ることを見出し、本発明を完成させた。
【００２３】本発明において、ホスホン酸系スケール防
止剤としては、アミノトリス（メチルホスホン酸）、ヒ
ドロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジアミンテ
トラメチルホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２，
４−トリカルボン酸及びこれらの塩よりなる群から選ば
れる１種又は２種以上のホスホン酸系化合物が挙げら
れ、このホスホン酸系化合物の添加量は、シックナーに
導入される含塵水に対して０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ（Ｐ
Ｏ４換算）であることが好ましい。また、必要に応じて
所定濃度のスケール防止用高分子重合体を併用すること
も可能である。
止剤としては、アミノトリス（メチルホスホン酸）、ヒ
ドロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジアミンテ
トラメチルホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２，
４−トリカルボン酸及びこれらの塩よりなる群から選ば
れる１種又は２種以上のホスホン酸系化合物が挙げら
れ、このホスホン酸系化合物の添加量は、シックナーに
導入される含塵水に対して０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ（Ｐ
Ｏ４換算）であることが好ましい。また、必要に応じて
所定濃度のスケール防止用高分子重合体を併用すること
も可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の金属精錬炉排ガス
の湿式集塵器循環水の処理方法の実施の形態を詳細に説
明する。
の湿式集塵器循環水の処理方法の実施の形態を詳細に説
明する。
【００２５】本発明においては、図１に示すような金属
精錬炉排ガスの湿式集塵器の循環水系において、ホスホ
ン酸系スケール防止剤を、シックナー４内のセンターコ
ア４Ａよりも外周側に添加する。
精錬炉排ガスの湿式集塵器の循環水系において、ホスホ
ン酸系スケール防止剤を、シックナー４内のセンターコ
ア４Ａよりも外周側に添加する。
【００２６】ホスホン酸系スケール防止剤の添加箇所
は、シックナー４内のセンターコア４Ａよりも外周側で
あって、センターコア４Ａに近い部分がシックナー４内
のスケール防止効果の面で好ましく、従って、図１にお
いて、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周と
の距離Ｗの１／３以内の領域（図１のＡ−）に添加す
ることが好ましい。
は、シックナー４内のセンターコア４Ａよりも外周側で
あって、センターコア４Ａに近い部分がシックナー４内
のスケール防止効果の面で好ましく、従って、図１にお
いて、センターコア４Ａの外周とシックナー４の内周と
の距離Ｗの１／３以内の領域（図１のＡ−）に添加す
ることが好ましい。
【００２７】また、添加するスケール防止剤としては、
後述の実験例１，２の結果から明らかなように、シック
ナー４での凝集処理に対する悪影響が少なく、また、Ｓ
Ｓによる消耗度も低いことからホスホン酸系化合物から
なるスケール防止剤を使用する。ホスホン酸系化合物と
しては、具体的には、アミノトリス（メチルホスホン
酸）、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジ
アミンテトラメチルホスホン酸、２−ホスホノブタン−
１，２，４−トリカルボン酸及びこれらの塩よりなる群
から選ばれる１種又は２種以上のホスホン酸系化合物が
挙げられる。なお、ホスホン酸塩としては、上記ホスホ
ン酸のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩や
アルカリ金類金属塩を用いることができる。
後述の実験例１，２の結果から明らかなように、シック
ナー４での凝集処理に対する悪影響が少なく、また、Ｓ
Ｓによる消耗度も低いことからホスホン酸系化合物から
なるスケール防止剤を使用する。ホスホン酸系化合物と
しては、具体的には、アミノトリス（メチルホスホン
酸）、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジ
アミンテトラメチルホスホン酸、２−ホスホノブタン−
１，２，４−トリカルボン酸及びこれらの塩よりなる群
から選ばれる１種又は２種以上のホスホン酸系化合物が
挙げられる。なお、ホスホン酸塩としては、上記ホスホ
ン酸のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩や
アルカリ金類金属塩を用いることができる。
【００２８】これらのホスホン酸系スケール防止剤の添
加量は、少な過ぎると十分なスケール防止効果を得るこ
とができず、多過ぎるとスケール防止効果に対して薬品
コストが高くつくことから、シックナーでのスケール析
出傾向等によっても異なるが、一般的にはシックナー４
に導入される含塵水（原水）量に対してＰＯ４換算で
０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ、特に０．０３〜３ｍｇ／Ｌと
するのが好ましい。
加量は、少な過ぎると十分なスケール防止効果を得るこ
とができず、多過ぎるとスケール防止効果に対して薬品
コストが高くつくことから、シックナーでのスケール析
出傾向等によっても異なるが、一般的にはシックナー４
に導入される含塵水（原水）量に対してＰＯ４換算で
０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ、特に０．０３〜３ｍｇ／Ｌと
するのが好ましい。
【００２９】なお、シックナー４での除塵処理において
は、通常ポリアクリルアミド等の高分子凝集剤が含塵水
（原水）に対して０．０５〜０．５ｍｇ／Ｌ程度添加さ
れる。
は、通常ポリアクリルアミド等の高分子凝集剤が含塵水
（原水）に対して０．０５〜０．５ｍｇ／Ｌ程度添加さ
れる。
【００３０】本発明においては、このように、シックナ
ー４においてホスホン酸系スケール防止剤を添加するこ
とから、その後段の処理水槽５等において、更にスケー
ル防止剤を添加する必要はないが、後段においてもスケ
ール防止剤を添加しても良い。この場合、スケール防止
剤としては特にホスホン酸系に限られず、他の一般的ス
ケール防止剤を使用することができる。
ー４においてホスホン酸系スケール防止剤を添加するこ
とから、その後段の処理水槽５等において、更にスケー
ル防止剤を添加する必要はないが、後段においてもスケ
ール防止剤を添加しても良い。この場合、スケール防止
剤としては特にホスホン酸系に限られず、他の一般的ス
ケール防止剤を使用することができる。
【００３１】
【実施例】以下に実験例及び実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００３２】実験例１（凝集沈殿処理に対するスケール
防止剤の影響） スケール防止剤として下記薬剤Ａ〜Ｄを用いて高炉排ガ
スの湿式集塵器の含塵水の凝集沈殿処理に対する分散剤
の影響を調べる実験を行った。 薬剤Ａ：ホスホノブタントリカルボン酸 薬剤Ｂ：ヒドロキシエチリデンジホスホン酸 薬剤Ｃ：アクリル酸とマレイン酸のコポリマー（分子量
約１００００） 薬剤Ｄ：ポリアクリル酸ソーダ（分子量約４０００）
防止剤の影響） スケール防止剤として下記薬剤Ａ〜Ｄを用いて高炉排ガ
スの湿式集塵器の含塵水の凝集沈殿処理に対する分散剤
の影響を調べる実験を行った。 薬剤Ａ：ホスホノブタントリカルボン酸 薬剤Ｂ：ヒドロキシエチリデンジホスホン酸 薬剤Ｃ：アクリル酸とマレイン酸のコポリマー（分子量
約１００００） 薬剤Ｄ：ポリアクリル酸ソーダ（分子量約４０００）
【００３３】含塵水に高分子凝集剤としてポリアクリル
アミド（ＰＡＡ）を０．２ｍｇ／Ｌ添加して凝集処理を
行う実験装置（ジャーテスター）に薬剤Ａ〜Ｄを各々
３．０ｍｇ／Ｌ添加し、得られるフロックの状態と、処
理水の水質を調べ、結果を表２に示した。なお、比較の
ため分散剤及び凝集剤を全く添加しない場合と、凝集剤
のみを添加した場合についても同様に実験を行い、結果
を表２に示した。
アミド（ＰＡＡ）を０．２ｍｇ／Ｌ添加して凝集処理を
行う実験装置（ジャーテスター）に薬剤Ａ〜Ｄを各々
３．０ｍｇ／Ｌ添加し、得られるフロックの状態と、処
理水の水質を調べ、結果を表２に示した。なお、比較の
ため分散剤及び凝集剤を全く添加しない場合と、凝集剤
のみを添加した場合についても同様に実験を行い、結果
を表２に示した。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２より、スケール防止剤は、高分子凝集
剤による基礎フロックを破壊するような凝集阻害現象は
示さないがカルボン酸系高分子化合物では処理水の清澄
度を低下させることが確認された。
剤による基礎フロックを破壊するような凝集阻害現象は
示さないがカルボン酸系高分子化合物では処理水の清澄
度を低下させることが確認された。
【００３６】実験例２（ＳＳによるスケール防止剤の消
耗度） スケール防止剤として、２−ホスホノブタン−１，２，
４−トリカルボン酸とポリアクリル酸ソーダ（分子量約
４０００）とを用いて、ビーカーテストにより消耗率を
調べる実験を行った。
耗度） スケール防止剤として、２−ホスホノブタン−１，２，
４−トリカルボン酸とポリアクリル酸ソーダ（分子量約
４０００）とを用いて、ビーカーテストにより消耗率を
調べる実験を行った。
【００３７】高炉排ガスの湿式集塵器の含塵水を所定の
ＳＳ濃度に調整した水をビーカーに入れ、スケール防止
剤を図２（ａ），（ｂ）に示す量添加して撹拌し、添加
１時間後の消耗率を調べ、結果を図２（ａ），（ｂ）に
示した。
ＳＳ濃度に調整した水をビーカーに入れ、スケール防止
剤を図２（ａ），（ｂ）に示す量添加して撹拌し、添加
１時間後の消耗率を調べ、結果を図２（ａ），（ｂ）に
示した。
【００３８】図２（ｂ）のポリアクリル酸ソーダを用い
た場合には、ＳＳが約５０〜１００ｍｇ／Ｌで添加１時
間後に２０〜３０％程度が消耗された。この消耗率は時
間の経過と共に進行し、３時間後には３０〜５０％が消
耗した。また、消耗率はＳＳ濃度が５００ｍｇ／Ｌ以上
に高くなるとより多くなり、またスケール防止剤の添加
量が多いほど消耗率も多い。
た場合には、ＳＳが約５０〜１００ｍｇ／Ｌで添加１時
間後に２０〜３０％程度が消耗された。この消耗率は時
間の経過と共に進行し、３時間後には３０〜５０％が消
耗した。また、消耗率はＳＳ濃度が５００ｍｇ／Ｌ以上
に高くなるとより多くなり、またスケール防止剤の添加
量が多いほど消耗率も多い。
【００３９】これに対して、２−ホスホノブタン−１，
２，４−トリカルボン酸はＳＳが１００ｍｇ／Ｌ程度で
あっても、５００ｍｇ／Ｌを超えても、添加１時間後の
消耗率で添加量にかかわらず５％以下であり、５時間経
過後であっても消耗率は１０％以下であった。
２，４−トリカルボン酸はＳＳが１００ｍｇ／Ｌ程度で
あっても、５００ｍｇ／Ｌを超えても、添加１時間後の
消耗率で添加量にかかわらず５％以下であり、５時間経
過後であっても消耗率は１０％以下であった。
【００４０】実施例１（高炉排ガスの湿式集塵器の循環
水系） 図１に示すような亜鉛やカルシウムの炭酸塩が付着する
高炉排ガスの湿式集塵器の循環水系で、分散剤として前
述の薬剤Ｃのカルボン酸系コポリマーを処理水槽５内の
送水ポンプＰ２の吸い込み側（図１のＢ点）に２ｐｐｍ
（固形分換算）添加して送水ポンプＰ２、送水配管６及
び散水ノズル７の分散処理を行ったが、シックナー４の
オーバーリップ４Ｂ部にスケールの付着が見られた。
水系） 図１に示すような亜鉛やカルシウムの炭酸塩が付着する
高炉排ガスの湿式集塵器の循環水系で、分散剤として前
述の薬剤Ｃのカルボン酸系コポリマーを処理水槽５内の
送水ポンプＰ２の吸い込み側（図１のＢ点）に２ｐｐｍ
（固形分換算）添加して送水ポンプＰ２、送水配管６及
び散水ノズル７の分散処理を行ったが、シックナー４の
オーバーリップ４Ｂ部にスケールの付着が見られた。
【００４１】このときオーバーリップ４Ｂ及び送水配管
６に付着したスケールの外観及び成分組成の分析結果を
表３に示す。
６に付着したスケールの外観及び成分組成の分析結果を
表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】そこで、添加場所を、センターコア４Ａ外
周から、センターコア４Ａ外周とシックナー４の内周と
の距離Ｗの１／１０離隔した部分（図１のＡ−の箇
所）とし、有孔円形ヘッダーに薬注することにより、オ
ーバーリップ４Ｂ部を含めたスケール分散処理を行っ
た。なお、含塵水には高分子凝集剤としてＰＡＡを０．
１ｍｇ／Ｌ添加してシックナーで凝集沈殿処理を行って
いる。
周から、センターコア４Ａ外周とシックナー４の内周と
の距離Ｗの１／１０離隔した部分（図１のＡ−の箇
所）とし、有孔円形ヘッダーに薬注することにより、オ
ーバーリップ４Ｂ部を含めたスケール分散処理を行っ
た。なお、含塵水には高分子凝集剤としてＰＡＡを０．
１ｍｇ／Ｌ添加してシックナーで凝集沈殿処理を行って
いる。
【００４４】薬注場所変更に伴い、送水ポンプＰ２出口
側に分岐短管８を設けて通水させスケールモニタリング
を行った。
側に分岐短管８を設けて通水させスケールモニタリング
を行った。
【００４５】７日間経過後のテスト短管８のスケール付
着状態を観察したが、従来５ｍｃｍ（ｍｇ／ｃｍ２／ｄ
ａｙ）以下であった付着速度が１８ｍｃｍと高くなっ
た。この原因はシックナーにてスケール防止剤が消耗さ
れたためと考えられる。
着状態を観察したが、従来５ｍｃｍ（ｍｇ／ｃｍ２／ｄ
ａｙ）以下であった付着速度が１８ｍｃｍと高くなっ
た。この原因はシックナーにてスケール防止剤が消耗さ
れたためと考えられる。
【００４６】そこで、分散剤を２−ホスホノブタン−
１，２，４−トリカルボン酸１ｍｇ／Ｌ（ＰＯ４換算）
に切り替えた。
１，２，４−トリカルボン酸１ｍｇ／Ｌ（ＰＯ４換算）
に切り替えた。
【００４７】従来、オーバーリップ４Ｂ部には３ヶ月
（一定期修理間隔、高炉の連続操業期間）で、厚さ約１
５ｍｍのスケールが付着しており、６ヶ月毎に清掃をし
ていたが、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカル
ボン酸をＡ−点に薬注することにより付着量は１ｍｍ
に減少し、清掃頻度も２年に一度ですむことが確認され
た。
（一定期修理間隔、高炉の連続操業期間）で、厚さ約１
５ｍｍのスケールが付着しており、６ヶ月毎に清掃をし
ていたが、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカル
ボン酸をＡ−点に薬注することにより付着量は１ｍｍ
に減少し、清掃頻度も２年に一度ですむことが確認され
た。
【００４８】このときのシックナー処理水ＳＳも１５．
６ｍｇ／Ｌと低く、凝集除濁処理も安定していた。
６ｍｇ／Ｌと低く、凝集除濁処理も安定していた。
【００４９】これは、使用した２−ホスホノブタン−
１，２，４−トリカルボン酸には凝集阻害現象が見られ
ず、また、オーバーリップ４Ｂ部のスケール堆積量が少
なかったため、キャリオーバーの問題もなく処理できた
ためと考えられる。
１，２，４−トリカルボン酸には凝集阻害現象が見られ
ず、また、オーバーリップ４Ｂ部のスケール堆積量が少
なかったため、キャリオーバーの問題もなく処理できた
ためと考えられる。
【００５０】送水ポンプＰ２のケーシングや送水配管６
のスケール付着状態も１．８ｍｃｍで従来と変わらず、
散水ノズル７の詰まりもなかった。
のスケール付着状態も１．８ｍｃｍで従来と変わらず、
散水ノズル７の詰まりもなかった。
【００５１】その後、２−ホスホノブタン−１，２，４
−トリカルボン酸の添加量を０．５ｍｇ／Ｌに変更した
が、ほぼ同程度の効果が得られた。
−トリカルボン酸の添加量を０．５ｍｇ／Ｌに変更した
が、ほぼ同程度の効果が得られた。
【００５２】この処理時の原水（含塵水）及びシックナ
ー処理水の水質の分析結果は表４に示す通りであり、良
好な除塵処理が行われていることがわかる。
ー処理水の水質の分析結果は表４に示す通りであり、良
好な除塵処理が行われていることがわかる。
【００５３】
【表４】
【００５４】実施例２（製鋼炉（転炉）排ガスの湿式集
塵器の循環水系） 図１に示すような、炭酸カルシウムや鉄が付着する製鋼
炉排ガスの湿式集塵器の循環水系で、分散剤としてポリ
アクリル酸ソーダ（分子量約４０００）を処理水槽５内
の送水ポンプＰ２の吸い込み側に３ｍｇ／Ｌ添加して、
送水ポンプＰ２、送水配管６、散水ノズル７のスケール
分散処理を行ったが、オーバーリップ４Ｂ部のスケール
の堆積が激しかった。なお、含塵水には高分子凝集剤と
してＰＡＡを０．１ｍｇ／Ｌ添加してシックナーで凝集
沈殿処理を行っている。このとき、オーバーリップ４Ｂ
及び送水配管に付着したスケールの外観及び成分組成の
分析結果を表５に示す。
塵器の循環水系） 図１に示すような、炭酸カルシウムや鉄が付着する製鋼
炉排ガスの湿式集塵器の循環水系で、分散剤としてポリ
アクリル酸ソーダ（分子量約４０００）を処理水槽５内
の送水ポンプＰ２の吸い込み側に３ｍｇ／Ｌ添加して、
送水ポンプＰ２、送水配管６、散水ノズル７のスケール
分散処理を行ったが、オーバーリップ４Ｂ部のスケール
の堆積が激しかった。なお、含塵水には高分子凝集剤と
してＰＡＡを０．１ｍｇ／Ｌ添加してシックナーで凝集
沈殿処理を行っている。このとき、オーバーリップ４Ｂ
及び送水配管に付着したスケールの外観及び成分組成の
分析結果を表５に示す。
【００５５】
【表５】
【００５６】そこで、ポリアクリル酸ソーダの薬注点を
実施例１と同様に、センターコア４Ａの外周側の位置
（図１のＡ−の箇所）に変更し、スケール分散効果の
改善を試みたが、変更直後に処理水濁度が上昇した。そ
こで、分散剤を２−ホスホノブタン−１，２，４−トリ
カルボン酸１ｍｇ／Ｌに変更した。
実施例１と同様に、センターコア４Ａの外周側の位置
（図１のＡ−の箇所）に変更し、スケール分散効果の
改善を試みたが、変更直後に処理水濁度が上昇した。そ
こで、分散剤を２−ホスホノブタン−１，２，４−トリ
カルボン酸１ｍｇ／Ｌに変更した。
【００５７】その結果、従来、オーバーリップ４Ｂ部に
は３ヶ月毎の炉修（定期修理）時に厚さ９ｍｍの硬質ス
ケールが堆積し、６ヶ月毎に清掃していたが、２−ホス
ホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸のセンターコ
ア４Ａ外周部への薬注により、スケール堆積量は１ｍｍ
以下に減少し、清掃頻度を２年に一度に低減することが
できることが確認された。
は３ヶ月毎の炉修（定期修理）時に厚さ９ｍｍの硬質ス
ケールが堆積し、６ヶ月毎に清掃していたが、２−ホス
ホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸のセンターコ
ア４Ａ外周部への薬注により、スケール堆積量は１ｍｍ
以下に減少し、清掃頻度を２年に一度に低減することが
できることが確認された。
【００５８】このときのシックナー処理水ＳＳも５０ｍ
ｇ／Ｌ以下で安定しており、送水ポンプＰ２のケーシン
グや送水配管７のスケール付着状態も１ｍｍ以下で従来
と同等の分散効果が得られた。
ｇ／Ｌ以下で安定しており、送水ポンプＰ２のケーシン
グや送水配管７のスケール付着状態も１ｍｍ以下で従来
と同等の分散効果が得られた。
【００５９】この処理時の原水（含塵水）とシックナー
処理水の水質の分析を表６に示す通りであり、良好な除
塵処理が行われていることがわかる。
処理水の水質の分析を表６に示す通りであり、良好な除
塵処理が行われていることがわかる。
【００６０】
【表６】
【００６１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の金属精錬炉
排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法によれば、各種金
属精錬炉排ガスの湿式集塵器から排出される含塵水をシ
ックナーのセンターコア内に導入して除塵処理した後、
集塵器に送給する湿式集塵器循環水系において、シック
ナーでの除塵効果に悪影響を及ぼすことなく、シックナ
ーにホスホン酸系スケール防止剤を添加して、シックナ
ー及びその後段の処理水送水ポンプ、送水配管や集塵器
の散水ノズルのスケールの付着を効果的に防止すること
ができる。
排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法によれば、各種金
属精錬炉排ガスの湿式集塵器から排出される含塵水をシ
ックナーのセンターコア内に導入して除塵処理した後、
集塵器に送給する湿式集塵器循環水系において、シック
ナーでの除塵効果に悪影響を及ぼすことなく、シックナ
ーにホスホン酸系スケール防止剤を添加して、シックナ
ー及びその後段の処理水送水ポンプ、送水配管や集塵器
の散水ノズルのスケールの付着を効果的に防止すること
ができる。
【００６２】ホスホン酸系スケール防止剤を用いること
により、スケール防止剤の消耗を抑えて、少ないスケー
ル防止剤添加量で、良好なスケール防止効果を得ること
ができる。
により、スケール防止剤の消耗を抑えて、少ないスケー
ル防止剤添加量で、良好なスケール防止効果を得ること
ができる。
【図１】一般的な精錬炉排ガスの湿式集塵器の循環水系
を示す系統図である。
を示す系統図である。
【図２】実験例２の２−ホスホノブタン−１，２，４−
トリカルボン酸とポリアクリル酸ソーダの消耗率の調査
結果のグラフである。
トリカルボン酸とポリアクリル酸ソーダの消耗率の調査
結果のグラフである。
１ 精錬炉
２ 集塵器
３ 原水槽
４ シックナー
４Ａ センターコア
４Ｂ オーバーリップ
５ 処理水槽
６ 送水配管
７ 散水ノズル
Ｐ１ 原水ポンプ
Ｐ２ 送水ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年８月２日（２００１．８．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｆ２７Ｄ 17/00 １０５ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０５Ｚ
(72)発明者 森井 吾郎
東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田
工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4D032 AC08 DA01
4K056 AA02 DB11
Claims (4)
- 【請求項１】 金属精錬炉排ガスの湿式集塵器から排出
される含塵水をシックナーのセンターコア内に導入し
て、該シックナーで除塵処理した後、前記集塵器に送給
する湿式集塵器循環水の処理方法において、 該シックナー内の該センターコアよりも外周側にホスホ
ン酸系化合物を含む水系用スケール防止剤を添加するこ
とを特徴とする金属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の
処理方法。 - 【請求項２】 請求項１において、該水系用スケール防
止剤を、前記シックナーのセンターコアの外周から、該
センターコアの外周と該シックナーの内周との距離の３
分の１以内の領域に添加することを特徴とする湿式集塵
器循環水の処理方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、該ホスホン酸
系化合物が、アミノトリス（メチルホスホン酸）、ヒド
ロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジアミンテト
ラメチルホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２，４
−トリカルボン酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上であることを特徴とする湿式集塵器
循環水の処理方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、該水系用スケール防止剤の添加量が、ホスホン酸系
化合物量として前記含塵水に対して０．０１〜１０ｍｇ
／Ｌ（ＰＯ４換算）であることを特徴とする湿式集塵器
循環水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001232062A JP2003038909A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 金属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001232062A JP2003038909A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 金属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003038909A true JP2003038909A (ja) | 2003-02-12 |
Family
ID=19064034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001232062A Pending JP2003038909A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 金属精錬炉排ガスの湿式集塵器循環水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003038909A (ja) |
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-07-31 JP JP2001232062A patent/JP2003038909A/ja active Pending
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| JP7149349B2 (ja) | 2018-06-28 | 2022-10-06 | パンアジア カンパニー リミテッド | 排煙ガス洗浄液浄化システム |
| JP7289000B2 (ja) | 2018-06-28 | 2023-06-08 | パンアジア カンパニー リミテッド | 排煙ガス洗浄液浄化システム |
| CN111895797A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-06 | 赣州市合安科技有限公司 | 一种具有废气处理功能的盐浴炉 |
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