JP2004209360A

JP2004209360A - 燃焼排ガスの処理方法及びその装置

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Publication number: JP2004209360A
Application number: JP2002380546A
Authority: JP
Inventors: Akira Gushima; 昭具島; Junichi Sakuragi; 準一桜木; Hisatsugu Kitaguchi; 久継北口; Tsuneo Ikeda; 恒男池田; Michio Chiba; 道夫千葉
Original assignee: Nippon Steel Corp; Tetsugen Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Tetsugen Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP3818963B2

Abstract

【課題】燃焼排ガス中の有害成分を低コストで効率よく除去することが可能な燃焼排ガス処理方法及びその装置を提供する。
【解決手段】燃焼排ガスの処理装置１０は、燃焼排ガスの流路の途中に設けられ、流路の燃焼排ガス通過断面積より大きな断面積を有する燃焼排ガス処理室１３と、燃焼排ガス処理室１３内に設けられた吸着層２３とを備え、燃焼排ガス中の有害成分は、吸着層２３を構成する吸着剤２１の主体となる加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱に吸着されて除去される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼排ガス中の有害成分を除去する燃焼排ガス処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塵焼却炉や焼結機等から排出される排ガス中には、ダストの他に硫黄酸化物、ダイオキシン、窒素酸化物等の大気汚染を招く成分が含まれている。このため、排ガスを大気中に排出する際には、ダストと共にこれらの有害成分を除去する必要がある。
例えば、高炉から排出されるダストを含んだ排ガスの処理では、酸化鉄とコークス粉を焼成して製造した造粒物を集塵装置内に濾材として設け、この濾材で排ガス中のダストを分離除去し大気中に排出している。そして分離したダストや造粒物から発生した微粒粉は回収して、原料として再利用している（例えば、特許文献１参照）。また、二酸化イオウやアンモニアを含む排ガスの処理では、排ガスを移動層型吸着塔の下部に送給し、活性炭と向流接触させて二酸化イオウを希硫酸、アンモニアを硫酸アンモニウムに変化させてそれぞれ吸着して除去した後に、大気中に排出している。そして、この活性炭を生石灰と反応させて処理している（例えば、特許文献２参照）。更に、排ガス中のダイオキシンの処理では、不活性ガスに最適な波長のレーザ光線を照射することでダイオキシンを分解することや（例えば、特許文献３参照）、活性アルミナ粒子又は活性ボーキサイト粒子を吸着剤として使用して排ガス中のダイオキシンを吸着させて除去することが行なわれている（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５５−１１９４０９号公報
【特許文献２】
特開昭５６−１０８５１３号公報
【特許文献３】
特開平８−１０３６２３号公報
【特許文献４】
特開２００１−４６８３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、酸化鉄とコークス粉から造粒物を作製し焼成して濾材を製造しているため、造粒物中に形成される気孔量は少なく、しかも気孔サイズは大きい。このため、ダスト等の大きな粒子の除去は可能であるが、排ガス中のダイオキシンや窒素酸化物等の有害成分を吸着させることはできず、排ガス中から大気汚染の原因となる有害成分を除去することはできない。特許文献２に記載された発明では、排ガスの脱硫処理及び脱硝処理は可能であるがその除去効率が低く、しかも、有害成分を吸着した活性炭の二次処理を行なう必要があり、排ガスの処理に手間を要する方法となっている。更に、ダイオキシンが存在する場合、この方法ではダイオキシンの吸着と分解が困難であり、この方法で処理した排ガスを大気中に放出することはできない。特許文献３に記載された発明では、処理コストが非常に高くなり、しかも、ダイオキシンを分解させた後の処理条件によっては、再びダイオキシンの合成が生じるという問題がある。特許文献４に記載された発明では、ダイオキシンの吸着効率が低い上に触媒の寿命が短いという問題がある。更に、触媒が高価なために、排ガスの処理コストが上昇するという問題も生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、排ガス中の有害成分を低コストで効率よく除去することが可能な燃焼排ガス処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る燃焼排ガスの処理方法は、加熱設備から排出され有害成分を含有する燃焼排ガスを吸着剤に通して該有害成分を吸着除去する燃焼排ガスの処理方法において、前記吸着剤は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体としている。
【０００６】
褐鉄鉱（リモナイトともいう）は、火山の火口湖に溶出した鉄が化学的、又は生物的な作用により含水酸化物として沈降し、火口湖の上昇により干上がり土壌となったものである。褐鉄鉱は様々な鉱物質及び有機質を含有しているが、その主成分は含水酸化鉄を鉄換算で２０〜６０質量％、有機物を炭素換算で１〜１０質量％含んでいることが特徴である。ここで、含水酸化鉄とは、構造式ＦｅＯＯＨ（又は、Ｆｅ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）で表させるものである。
加熱処理とは、褐鉄鉱から結合水を脱離させる処理であり、結合水が脱離した箇所には微細気孔が形成されるため、褐鉄鉱は多孔質となる。このため、加熱処理した褐鉄鉱に燃焼排ガスを通すと、燃焼排ガス中のアンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンは褐鉄鉱中に形成された微細気孔内に捕捉されて固定化されることが考えられる。ここで、褐鉄鉱の加熱処理は、処理容器内に褐鉄鉱を入れて流動させながら、外部から熱を加えて褐鉄鉱を均一に加熱することが好ましい。
【０００７】
結合水が脱離した後に形成される微細気孔の周辺では、鉄と酸素の結晶構造に不完全な領域が発生し、一部の酸素は活性サイト化していると考えられる。図３は、活性炭と加熱処理した褐鉄鉱とをそれぞれ１５０〜３００℃に保持し、有機塩素化合物の一例であるクロロベンゼンを通過させて、排出されたガス中の二酸化炭素含有量からクロロベンゼンの二酸化炭素への転換率を調査した結果を示したものである。活性炭中にクロロベンゼンを通過させても、クロロベンゼンは二酸化炭素へ転換しないが、褐鉄鉱中にクロロベンゼンを通過させると、反応温度が１５０℃を超えるとクロロベンゼンが二酸化炭素へ転換していることが認められる。これは、クロロベンゼンが微細気孔に捕捉され、活性サイト化した酸素によりクロロベンゼンが分解され、クロロベンゼン中の炭素が酸化されて二酸化炭素に転換したと考えられる。従って、この活性サイト化した部分にダイオキシンが捕捉されると、ダイオキシンを構成する炭素が酸化されてダイオキシンが分解されると考えられる。
【０００８】
本発明に係る燃焼排ガスの処理方法において、前記加熱処理は３００℃以上、かつ５５０℃未満の温度で行なうことが好ましい。
３００℃未満の温度における加熱処理では結合水の脱離が少なく、その結果微細気孔の形成量が少なくなって好ましくない。また、５５０℃以上では、褐鉄鉱の組織に変化が生じ、形成された微細気孔が崩壊して気孔が大きくなるため、有害成分の捕捉率が低下して好ましくない。
【０００９】
本発明に係る燃焼排ガスの処理方法において、前記褐鉄鉱は気孔径が２ｎｍ以下の気孔を有し、その比表面積は２０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。
燃焼排ガス中のダイオキシンのように、低濃度の有機塩素化合物を吸着するには、吸着分子の大きさの数倍程度の大きさの気孔径を備えた微細気孔が存在することが必要である。微細気孔の気孔径が吸着分子よりも小さい場合は、気孔内に分子を吸着できず、気孔径が大きい場合は、吸着力が低下する。ダイオキシンの中で最も毒性が強い２、３、７、８−Ｔ４ＣＤＤの大きさは、長さが約１．８ｎｍ、幅が約１．０ｎｍ、厚さが約０．３ｎｍであることから、半径として１ｎｍ以上で２ｎｍ以下の微細気孔が最適サイズとなる。比表面積についても２０ｍ^２／ｇ未満ではダイオキシンを捕捉する微細気孔の壁面の面積が小さくなって、ダイオキシンの捕捉量、吸着量が低下するため好ましくない。また、比表面積を５００ｍ^２／ｇを超えて大きくしても捕捉量、吸着量の大幅な増加が生じないので、比表面積を５００ｍ^２／ｇ以下にするとよく、更に、比表面積が５０ｍ^２／ｇ以上で２５０ｍ^２／ｇ以下のものを用いると、より安定した吸着と分解を行うことができる。
【００１０】
本発明に係る燃焼排ガスの処理方法において、前記加熱設備は塵焼却炉及び焼結機のいずれか１つとすることができる。
特に、都市の塵焼却炉では多種多様な塵を焼却処理するので、燃焼排ガス中にはアンモニア、窒素酸化物、硫黄酸化物、ダイオキシン等の有害成分が含有されている。また、製鉄所の焼結機から排出される燃焼排ガス中には、使用する鉄鉱石や石灰石に起因した硫黄酸化物やダイオキシン、更に窒素酸化物等の有害成分が含有されている。従って、塵焼却炉及び焼結機から排出される燃焼排ガスから有害成分を除去して清浄化した燃焼排ガスを大気中に排出することができる。
【００１１】
前記目的に沿う本発明に係る燃焼排ガスの処理装置は、燃焼排ガスの流路の途中に設けられ、該流路の燃焼排ガス通過断面積より大きな断面積を有する燃焼排ガス処理室と、前記燃焼排ガス処理室内に設けられた吸着層とを備え、該吸着層は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体とする吸着剤及び該吸着剤を保持する保持部材を有している。
燃焼排ガスの流路の途中に、流路の燃焼排ガス通過断面積より大きな断面積を有する燃焼排ガス処理室を設けることにより、燃焼排ガスの流速を低下させることができる。そして、燃焼排ガス処理室内に、加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体とする吸着剤を保持部材に保持させて構成した吸着層を設けることにより、燃焼排ガスと吸着剤とを十分に接触させることができる。その結果、吸着剤を構成する褐鉄鉱に形成されている微細気孔により燃焼排ガス中の有害成分を捕捉させ、この微細気孔の壁面に吸着させることにより、燃焼排ガス中から除去することができる。
【００１２】
本発明に係る燃焼排ガスの処理装置において、前記保持部材を耐熱性の網とすることができる。
耐熱性の網（例えば、ステンレス鋼製の網）に吸着剤を保持させ、この網を燃焼排ガスの流れに対向させて積層させることにより、燃焼排ガスが燃焼排ガス処理室内を通過する際に、燃焼排ガスの流れに接触する吸着剤の表面積を大きく保つことができる。
【００１３】
本発明に係る燃焼排ガスの処理装置において、前記吸着層は粉砕して加熱処理した前記褐鉄鉱を造粒し前記網に吹き付けて形成することができる。
褐鉄鉱を、例えば１〜１０μｍに粉砕して加熱処理し、得られた多孔質の褐鉄鉱を、例えば、１〜３０００μｍの範囲に造粒して、耐熱性の網（例えば、孔径３〜６ｍｍ、孔間隔０．７５〜２．２５ｍｍのステンレス鋼製の集塵網を数枚重ね合わせたもの）に吹き付けることにより、吸着層を構成することができる。その結果、燃焼排ガスを通過させる際に、吸着層に十分に接触させることができる。
ここで、褐鉄鉱を１μｍ未満にすると褐鉄鉱が飛散し易くなり好ましくない。また、褐鉄鉱が１０μｍを超えると褐鉄鉱の内部まで均一に加熱されず、微細気孔の形成量が少なくなって比表面積が低下し好ましくない。更に、褐鉄鉱を造粒する際に、造粒物の粒径を３０００μｍを超えて大きくすると、吹き付け後の脱落が顕著となって好ましくない。
【００１４】
本発明に係る燃焼排ガスの処理装置において、前記保持部材を通気性を備えた耐熱性の容器とすることができる。
通気性を備えた耐熱性の容器（例えば、ステンレス鋼製の籠）内に吸着剤を入れて燃焼排ガスの流れに対向させて配置することにより、燃焼排ガスが燃焼排ガス処理室内を通過する際に、燃焼排ガスの流れに接触する吸着剤の表面積を大きく保つことができる。
【００１５】
本発明に係る燃焼排ガスの処理装置において、前記吸着層は粉砕して加熱処理した前記褐鉄鉱を造粒し前記容器内に充填して形成することができる。
褐鉄鉱を、例えば１〜１０μｍに粉砕して加熱処理し、得られた多孔質の褐鉄鉱を、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ程度の粒径の造粒物に成形し通気性を備えた耐熱性の容器内に充填して燃焼排ガスの流れに対向させて配置することにより、燃焼排ガスが燃焼排ガス処理室内を通過する際に、燃焼排ガスの流れに接触する吸着剤の表面積を大きく保つことができる。なお、褐鉄鉱を造粒しないと吸着層内を通過する燃焼排ガスの通気抵抗が大きくなって好ましくない。
また、褐鉄鉱を５０ｍｍを超えて大きくすると、燃焼排ガスとの接触面積が小さくなって好ましくない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置の説明図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置の説明図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置１０は、加熱設備の一例である塵焼却炉１１から排出された燃焼排ガスを冷却する冷却器１２と、冷却された燃焼排ガス中の有害成分を加熱処理した褐鉄鉱を用いて吸着除去する燃焼排ガス処理室１３と、有害成分が除去された燃焼排ガスからダストを除去する集塵機１４と、ダストが除去された燃焼排ガスを大気中に放出する煙突１５と、塵焼却炉１１から発生した燃焼排ガスを冷却器１２、燃焼排ガス処理室１３、及び集塵機１４を経由して煙突１５まで通過させる流路の一部を構成する配管（以下、流路とも言う）１６〜１９とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１７】
先ず、燃焼排ガス中の有害成分を除去する燃焼排ガス処理室１３について説明する。燃焼排ガス処理室１３は、冷却器１２から冷却された燃焼排ガスを燃焼排ガス処理室１３へ供給する配管１７の断面積より大きな断面積を有する燃焼排ガス処理室本体２０と、燃焼排ガス処理室本体２０内に設けられた複数枚の吸着層２３を有しており、各吸着層２３は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体とする吸着剤２１と、吸着剤２１を保持する保持部材の一例であるステンレス鋼製の集塵網２２を有している。燃焼排ガス処理室本体２０の断面積を配管１７の断面積より大きくすることにより、燃焼排ガス処理室本体２０内に流入した燃焼排ガスの流速を低下させて、吸着層２３を通過するのに要する時間を長くすることができる。その結果、燃焼排ガス中の有害成分を効率的に吸着させることができる。
ここで、集塵網２２としては、例えば、孔径３〜６ｍｍ、孔間隔０．７５〜２．２５ｍｍのものを使用することができる。また、吸着剤２１は、褐鉄鉱を、例えば１〜１０μｍに粉砕して、流動加熱処理炉内に投入して、加熱温度３００〜５５０℃、好ましくは、４５０〜５００℃に設定して、１０〜１８００秒間加熱処理を行なって、褐鉄鉱中の結合水を脱離させることにより製造した。そして、加熱処理した褐鉄鉱には気孔径が２ｎｍ以下の微細気孔が多数形成されており、その比表面積は２０ｍ^２／ｇ以上である。また、複数枚の吸着層２３は、孔の形成角度が９０度異なるステンレス鋼製の集塵網２２を積層（例えば、１０枚）させて積層体を構成し、この積層体に加熱処理した褐鉄鉱に適量の水を加えて調製したスラリーをノズルを用いて吹き付け、孔の周囲及び各集塵網２２の隙間に褐鉄鉱を付着させることにより作製した。
【００１８】
塵焼却炉１１では、焼却処分する廃棄物の種類により燃焼温度が変化するが、一般に１２００〜１３００℃の温度で焼却処分を行なっている。このため、発生する燃焼排ガスの温度も高く、塵焼却炉１１の出口側では８００〜１０００℃となっている。一方、燃焼排ガス中に含有される有害成分（例えば、ダイオキシン、硫黄酸化物、窒素酸化物、アンモニア）を吸着除去する吸着剤２１は、３００℃以上、かつ５５０℃未満の温度で加熱処理された褐鉄鉱であるため、５５０℃以上の温度の燃焼排ガスが流入すると、加熱処理により褐鉄鉱中に形成された微細気孔が崩壊して有害成分を吸着除去する機能が低下する。このため、塵焼却炉１１から排出された燃焼排ガスの温度を冷却器１２を使用して、例えば３００〜４００℃に冷却してから燃焼排ガス処理室１３に流入させる必要がある。
ここで、冷却器１２としては、例えば一次側に燃焼排ガスを通過させ、二次側に空気を通過させる対向式熱交換器を使用することができる。なお、二次側で得られる加熱空気は、塵焼却炉１１の燃焼器に供給する二次空気に使用することができる。また、冷却後の燃焼排ガスの温度を３００〜４００℃としたのは、３００℃未満であるとダイオキシンの分解が効率的に進行しないためである。４００℃を超えないように設定したのは、燃焼排ガスを長期間にわたって燃焼排ガス処理室１３に供給しても、褐鉄鉱中に形成された微細気孔が徐々に崩壊することを防止するためである。
【００１９】
燃焼排ガスが燃焼排ガス処理室本体２０内に設けられた各吸着層２３を通過する際に、燃焼排ガス中のダストの一部は吸着層２３内に形成されている細径路で捕捉されるが、残りのダストは燃焼排ガスの流れに乗って燃焼排ガス処理室本体２０の下流側に接続した流路１８内に排出される。このため、集塵機１４を流路１８に接続して燃焼排ガス中のダストを除去する。ここで、集塵機１４としては、電気集塵機、又はバグフィルター式集塵機を使用することができ、電気集塵機とバグフィルター式集塵機を組み合わせて使用することもできる。
集塵機１４から排出される燃焼排ガスは、有害成分は燃焼排ガス処理室１３内で吸着層２３に吸着されて除去され、ダストは集塵機１４により分離除去されているので清浄化されている。このため、流路１９で煙突１５の下部に導いて煙突１５を介して大気中に排出することができる。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置１０の使用方法について詳細に説明する。
塵焼却炉１１で発生した燃焼排ガスを流路１６を介して冷却器１２に導入し、塵焼却炉１１の燃焼器に供給する２次空気と熱交換させて、燃焼排ガスの温度を、例えば３００〜４００℃に冷却する。
【００２１】
冷却器１２で冷却された燃焼排ガスは、流路１７を通過して、燃焼排ガス処理室１３内に流入する。燃焼排ガス処理室１３内には集塵網２２に保持された褐鉄鉱を主体とする吸着剤２１を備えた吸着層２３が、燃焼排ガスの流れに対して対向して設けられている。このため、燃焼排ガスは、吸着層２３を透過する際に、吸着剤２１の主体である褐鉄鉱と接触し、燃焼排ガス中の有害成分は褐鉄鉱中に形成された微細気孔に捕捉される。ここで、有害成分の中で、硫黄酸化物、窒素酸化物、アンモニアは微細気孔に捕捉されて微細気孔の壁面に吸着する。また、ダイオキシンは、微細気孔に捕捉された後、微細気孔の周辺に形成されている酸素の活性サイトにより炭素が酸化されて分解する。このようにして、燃焼排ガス中の有害成分は、吸着層２３を通過する際に褐鉄鉱中の微細気孔に吸着して除去される。一方、燃焼排ガス中のダストは吸着層２３を透過する際に吸着層２３に一部捕捉されるが、残りのダストは燃焼排ガス中に残留して流路１８に排出される。
【００２２】
次いで、流路１８内に排出された燃焼排ガスを集塵機１４に流入させて燃焼排ガス中のダストを除去する。そして、有害成分とダストが除去されて清浄化された燃焼排ガスを流路１９を介して煙突１５に送り、大気中に排出する。
なお、吸着剤２１の主成分は鉄であるため、使用済みの吸着剤２１は集塵網２２から剥落させて、製鉄原料として回収して利用する。また、集塵網２２は保持部材として再利用する。
【００２３】
本発明の第２の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置２４は、高炉に供給する焼結鉱を製造する焼結機２５（加熱設備の一例）から排出される燃焼排ガス中の有害成分を吸着除去する燃焼排ガス処理室２６と、有害成分が除去された燃焼排ガス中のダストを除去する集塵機２７と、ダストが除去された燃焼排ガスを大気中に放出する煙突２８と、燃焼排ガスを焼結機２５から燃焼排ガス処理室２６、及び集塵機２７を経由して煙突２８にまで供給する流路の一部を構成する配管２９〜３１とを有している。ここで、第２の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置２４に設けられた燃焼排ガス処理室２６は、第１の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置１０に設けられた燃焼排ガス処理室１３と実質的に同一の構成とすることができるので、詳しい説明は省略する。なお、集塵機２７には、例えば電気集塵機を使用することが好ましい。
【００２４】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置２４の使用方法について説明する。
原料ホッパー３２内の焼結鉱原料をシュート３３を介して焼結炉３４内に配置した図示しないパレットに供給し図示しない空気供給口から空気を供給しながら原料中のコークスを燃焼させる。そして、パレットを図示しない排出口側に向けて徐々に移動（図２では、左側から右側に移動）させながら原料の温度を上げて、焼結鉱を製造する。このとき発生する燃焼排ガスは、焼結炉３４の下側に設けられ複数の室に分割されたウインドボックス３５内に流入し、次いで、ウインドボックス３５の下側に設けられ複数の室に分割されたメインダクト３６内に流入する。ここで、メインダクト３６に設けられた第１低温側ダクト部３７内に流入した燃焼排ガス中にはまだ十分な酸素が存在しているので、高温側燃焼空気ボックス３８に供給されて燃焼用２次空気と混合して使用される。また、第２低温側ダクト部３９に流入した燃焼排ガスは、燃焼温度が低いために、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンは発生しない。このため、第２低温側ダクト部３９に接続された配管４０を介して第２低温側ダクト部３９内の燃焼排ガスをブロア４１で吸引して煙突２８から大気中に排出する。
【００２５】
また、メインダクト３６に設けられた中温側ダクト部４２に流入した燃焼排ガス中には、ダスト、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンが存在している。このため、燃焼排ガスは配管２９を介して燃焼排ガス処理室２６内に流入させて、褐鉄鉱を主体とした吸着剤２１を備えた吸着層２３を透過させて、その際に褐鉄鉱中に形成した微細気孔に硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンを捕捉させる。
捕捉された硫黄酸化物と窒素酸化物は微細気孔の壁面に吸着され、ダイオキシンは微細気孔の壁面に吸着された後に酸化されて分解される。また、ダストの一部は、吸着層２３に捕捉されるが、残りのダストは燃焼排ガス処理室２６から排出された燃焼排ガス中に含まれているので、配管３０を介して集塵機２７に流入させ、残留しているダストを除去して、配管３１、ブロア４１を介して煙突２８から大気中に排出する。
【００２６】
メインダクト３６に設けられた第１高温側ダクト部４３に流入した燃焼排ガス中には酸素が残留しているので、中温側燃焼空気ボックス４４に送風されて燃焼用２次空気と混合して使用される。また、メインダクト３６に設けられた第２高温側ダクト部４５に流入した燃焼排ガス中には、ダスト、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンが存在しているので、燃焼排ガス処理室２６内に流入させて硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンを除去し、集塵機２７でダストを除去する必要がある。しかし、第２高温側ダクト部４５に流入した燃焼排ガスの温度は高いため、燃焼排ガス処理室２６に直接供給すると、吸着剤２１の主体である褐鉄鉱中に形成された微細気孔が崩壊する。このため、第２高温側ダクト部４５に流入した燃焼排ガスを中温側ダクト部４２に供給し中温側ダクト部４２に流入する温度の低い燃焼排ガスと混合して温度を低下させてから、燃焼排ガス処理室２６に供給する。なお、使用済みの吸着剤２１は集塵網２２から剥落させて、製鉄原料として回収して利用し、集塵網２２は保持部材として再利用する。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の燃焼排ガスの処理方法及びその装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。例えば、保持部材にステンレス鋼製の集塵網を使用し、これに吸着剤を吹き付けて吸着層を構成したが、通気性を備えた耐熱性の容器、例えば、ステンレス鋼製の籠を使用して、この籠に、例えば１〜５０ｍｍの範囲に造粒した褐鉄鉱を充填して吸着層を構成することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の燃焼排ガスの処理方法においては、加熱設備から排出され有害成分を含有する燃焼排ガスを吸着剤に通して有害成分を吸着除去する燃焼排ガスの処理方法において、吸着剤は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体としているので、燃焼排ガス中に含有されるアンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物を吸着して除去することができ、またダイオキシンを吸着して分解することができ、燃焼排ガスを無害化して大気中に排出することが可能となる。更に、褐鉄鉱は、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシンとは反応しないので、長期間にわたり安定して使用することが可能となる。
【００２９】
特に、請求項２記載の燃焼排ガスの処理方法においては、加熱処理は３００℃以上、かつ５５０℃未満の温度で行なうので、褐鉄鉱の加熱処理により吸着剤を容易に、かつ低コストで製造することができ、燃焼排ガスの処理コストを低減させることが可能となる。
【００３０】
請求項３記載の燃焼排ガスの処理方法においては、褐鉄鉱は気孔径が２ｎｍ以下の気孔を有し、その比表面積は２０ｍ^２／ｇ以上であるので、有害成分の吸着除去と分解効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
請求項４記載の燃焼排ガスの処理方法においては、加熱設備は塵焼却炉及び焼結機のいずれか１つであるので、多様な有害成分を含有する燃焼排ガス中から、低コストで効率よく有害成分を除去することができる。
【００３２】
請求項５〜９記載の燃焼排ガスの処理装置においては、燃焼排ガスの流路の途中に設けられ、流路の燃焼排ガス通過断面積より大きな断面積を有する燃焼排ガス処理室と、燃焼排ガス処理室内に設けられた吸着層とを備え、吸着層は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体とする吸着剤及び吸着剤を保持する保持部材を有しているので、燃焼排ガスの処理装置を簡素化することが可能となる。更に、使用済みの吸着剤は、主成分が鉄であるので、製鉄原料としてリサイクルすることができる。
【００３３】
特に、請求項６記載の燃焼排ガスの処理装置においては、保持部材が耐熱性の網であるので、燃焼排ガス処理室内に吸着層を設けた際に、燃焼排ガスが接触する吸着剤の表面積をより大きく保つことができ、有害成分の除去効率を向上させることができる。
【００３４】
請求項７記載の燃焼排ガスの処理装置においては、吸着層は粉砕して加熱処理した褐鉄鉱を造粒し網に吹き付けて形成しているので、吸着層を容易に、かつ低コストで製作することができ、燃焼排ガスの処理装置のコストを低減させることが可能となる。
【００３５】
請求項８記載の燃焼排ガスの処理装置においては、保持部材が通気性を備えた耐熱性の容器であるので、容器は流路内にを吊るしたり、置いたりすることができ、吸着層を流路内に容易に構築することが可能となる。
【００３６】
請求項９記載の燃焼排ガスの処理装置においては、吸着層は粉砕して加熱処理した褐鉄鉱を造粒し容器内に充填して形成しているので、容易に吸着層を作製することが可能となる。また、使用済みの吸着剤は、容器から取り出すことで容易に回収することができ、使用済み吸着剤を製鉄原料としてリサイクルすることが促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る燃焼排ガスの処理装置の説明図である。
【図３】褐鉄鉱によるクロロベンゼンの二酸化炭素への転換を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：燃焼排ガスの処理装置、１１：塵焼却炉、１２：冷却器、１３：燃焼排ガス処理室、１４：集塵機、１５：煙突、１６〜１９：配管、２０：燃焼排ガス処理室本体、２１：吸着剤、２２：集塵網、２３：吸着層、２４：燃焼排ガスの処理装置、２５：焼結機、２６：燃焼排ガス処理室、２７：集塵機、２８：煙突、２９〜３１：配管、３２：原料ホッパー、３３：シュート、３４：焼結炉、３５：ウインドボックス、３６：メインダクト、３７：第１低温側ダクト部、３８：高温側燃焼空気ボックス、３９：第２低温側ダクト部、４０：配管、４１：ブロア、４２：中温側ダクト部、４３：第１高温側ダクト部、４４：中温側燃焼空気ボックス、４５：第２高温側ダクト部

Claims

加熱設備から排出され有害成分を含有する燃焼排ガスを吸着剤に通して該有害成分を吸着除去する燃焼排ガスの処理方法において、
前記吸着剤は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体としていることを特徴とする燃焼排ガスの処理方法。
請求項１記載の燃焼排ガスの処理方法において、前記加熱処理は３００℃以上、かつ５５０℃未満の温度で行なうことを特徴とする燃焼排ガスの処理方法。
請求項１及び２のいずれか１項に記載の燃焼排ガスの処理方法において、前記褐鉄鉱は気孔径が２ｎｍ以下の気孔を有し、その比表面積は２０ｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする燃焼排ガスの処理方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼排ガスの処理方法において、前記加熱設備は塵焼却炉及び焼結機のいずれか１つであることを特徴とする燃焼排ガスの処理方法。
燃焼排ガスの流路の途中に設けられ、該流路の燃焼排ガス通過断面積より大きな断面積を有する燃焼排ガス処理室と、
前記燃焼排ガス処理室内に設けられた吸着層とを備え、
該吸着層は加熱処理されて多孔質となった褐鉄鉱を主体とする吸着剤及び該吸着剤を保持する保持部材を有していることを特徴とする燃焼排ガスの処理装置。
請求項５記載の燃焼排ガスの処理装置において、前記保持部材が耐熱性の網であることを特徴とする燃焼排ガスの処理装置。
請求項６記載の燃焼排ガスの処理装置において、前記吸着層は粉砕して加熱処理した前記褐鉄鉱を造粒し前記網に吹き付けて形成していることを特徴とする燃焼排ガスの処理装置。
請求項５記載の燃焼排ガスの処理装置において、前記保持部材が通気性を備えた耐熱性の容器であることを特徴とする燃焼排ガスの処理装置。
請求項８記載の燃焼排ガスの処理装置において、前記吸着層は粉砕して加熱処理した前記褐鉄鉱を造粒し前記容器内に充填して形成していることを特徴とする燃焼排ガスの処理装置。