JP2012236187A - 工業用シュレッダの煙道ガスの浄化のための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術と比較して煙道ガスからの有害物質の高度な分離を可能にする、工業用シュレッダの煙道ガスの浄化のための装置を提供する。
【解決手段】この発明は、工業用シュレッダの煙道ガスの浄化用の装置であって、有害物質を有する煙道ガスを洗浄液と接触させるための湿式ダスト除去設備（１８）を有する工業用シュレッダの前記煙道ガスの浄化用装置に関する。湿式ダスト除去設備（１８）には、煙道ガスの流れ方向において前後に配置された複数のベンチュリ段階を有するベンチュリ洗浄機が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、工業用シュレッダの煙道ガスの浄化のための装置に関する。

廃棄金属（金属スクラップ）のような残留物の処理及び調整のために、大きな工業用シュレッダが使用されている。

環境上の理由のために、これらシュレッダは通常は、例えばダストの放出及び脂質、オイル、燃料などによる放出物をできるだけ低く抑えるための、追加的な装置を含む。“空気”（独語ではＴＡ Ｌｕｆｔ）の業務遂行技術指針は、放出限界を規定している。

後燃焼によって煙道ガス中の有害物質を最小化することが試みられてきた。また、電気的フィルター、生物学的フィルター、及び活性炭フィルターが採用されてきた。

上述のタイプのシュレッダに対しては、技術的かつ経済的に満足の行く解決法は今日まで存在していない。

これは、固体、特に煙道ガス中の微細成分に対してだけではなく、例えば炭化水素などの液状又はガス状有害物質に対しても当てはまる。

特許文献１は、工業用シュレッダの湿式ダスト除去設備からの汚水の調整のための方法及び装置に関する。この装置及び方法によって、湿式ダスト除去設備の洗浄水は浮上設備に送られる。固体堆積物は、下流の回収槽中に回収されて、その後脱水される。このように集められた液体は、浮上法の浮上水と全く同じように湿式ダスト除去設備に再循環される。

既知の設備では、シュレッダ煙道ガスの重要な部分的浄化が達成される。しかしながら、洗浄水から適正な量で微細な固体粒子（ｎｍの範囲までの１μｍ未満の粒子サイズ）及び、ガス状並びに液状の有害物質を除去することはできない。

独国特許第１９５２０３９９号明細書 独国特許第４３３１３０１号明細書

したがって、本発明の目的は、従来技術と比較して煙道ガスからの有害物質の高度な分離を可能にする、工業用シュレッダの煙道ガスの浄化のための装置を提供することである。用語“シュレッダ”は、分離装置のような関連する設備をも含む。

この際に、本発明は、煙道ガスを湿式ダスト除去設備へ送る特許文献１に開示された技術から発している。そこでは、有害物質を有する煙道ガスは洗浄液と接触させられる。有害物質は洗浄液に吸収され、吸収された及び／又は析出した有害物質は主に洗浄液とともに排出される。

本発明の解決法の重要な改善点は、湿式ダスト除去設備に多段ベンチュリ洗浄機を設けることであり、これらベンチュリ段階は煙道ガスの流れ方向に互いに前後に配置される。２つのベンチュリ段階は限られた設備上の要求と、煙道ガスの洗浄及び浄化の高い品質とをもたらす。

本発明の最も一般的な実施形態において、本発明は、有害物質を有する煙道ガスを洗浄液と接触させるための湿式ダスト除去設備を有する工業用シュレッダの煙道ガスの浄化用装置に関し、湿式ダスト除去設備は、煙道ガスの流れ方向において前後に配置された複数のベンチュリ段階を有するベンチュリ洗浄機を備える。

本発明の１つの実施形態は、加圧気泡浮上分離用設備を、装置の中に一体化することを提案する。そうするために、湿式ダスト除去設備から取り出された、使用された洗浄液が加圧気泡浮上分離設備に送られ、そこでさらに処理される。

加圧気泡浮上分離設備（Ｄｒｕｃｋｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇｓｆｌｏｔａｔｉｏｎ）において、この洗浄液は過度の圧力によって空気で飽和させられ、その後、膨張バルブを通じて従来の浮上槽に送られる。

気泡浮上分離による洗浄液の処理の間に、全ての集合体状態（固体状、液状、ガス状）にある炭化水素（ＶＯＣ）は結合させることができ、微細に分割された空気によって浮上槽中をさらに上昇し、その低密度の故に浮上液の表面に凝集物として堆積し、そこでその後、吸引によって引き抜かれるか、又は除去される。

加圧気泡浮上分離の最適化のために、洗浄水の空気による高い飽和と有圧水が必須である。例えば３〜８バールの有圧水の過度の圧力と、引き続く圧力解放（減圧）とによって、非常に微細なガスの気泡の連続体を達成することができ、それによって液上の気泡及び／又はガス状の炭化水素の凝集（付着）が改善される。

大規模の試験において、固相、液相、及びガス相の炭化水素（炭化水素化合物）をこのように洗浄液から除去することができ、分離効率は、炭化水素及び他の有害物質の全量の８５％までの値に達し得ることが強調された。

湿式ダスト除去設備と加圧気泡浮上分離との間には沈殿槽を設置することができ、この沈殿槽を通じて洗浄液が送られて、浮上段階の前に固体の有害物質を除去することができる。

同様に、使用された洗浄液の一部分の流れのみを湿式ダスト除去設備から加圧気泡浮上分離へ直接圧送することができ、一方で別の（吸収剤の）洗浄液の部分的流れは沈殿槽を通じて／介して送られる。

この装置は様々な手段によって最適化することができ、これら手段は個々に、又はいずれかの組み合わせ（これら組み合わせが明白に除外されていない限り）の形で実現することができる。対応する特徴は、発明の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面の一部分である。“前方に、前に、〜の前”、“後に”などのような記載は、通常の、典型的なプロセスに関連するものであり、したがって別に記述されない限り、煙道ガス又は洗浄水それぞれの流れ方向に特に関連している。

湿式ダスト除去設備は、以下のように設計することができる。
・第１のベンチュリ段階を有し、この第１のベンチュリ段階を通じてシュレッダ及び／又は関連する分離機（この分離機の中において、軽い物質と重い物質が分離される）の煙道ガスが送られる。少なくとも１つの設備が、ベンチュリ段階（ベンチュリタイプの注入装置、ベンチュリノズル）の前に、及び／又はベンチュリ段階に沿って配置されて、洗浄液を煙道ガスの流れの中に導く。ベンチュリ段階は１つ以上のベンチュリ溝を有することができる。
・第１のベンチュリ段階の後には、第２のベンチュリ段階を配置することができる。両方のベンチュリ段階は同一に構成することができる。
・ベンチュリ段階それぞれの横断面は、好ましくは空気速度を制御するように調整可能である。１つの実施形態によれば、第２の段階のベンチュリ溝は、第１の段階のベンチュリ溝より小さい。
・代替実施形態は、特許文献２の教唆に従って、すなわちベンチュリ溝の後に配置された移動装置を有し、この移動装置は滑動可能に取り付けることができる少なくとも１つの段階、例えば第２の段階、を設計することを推奨する。洗浄液の供給は、ベンチュリ段階の前において及び／又はベンチュリ段階に沿って、ベンチュリ注入装置の中心において（煙道ガスの流れに対して中心長手方向に）、又は反対側から行う。洗浄液は淡水、又は加圧気泡浮上分離器からの浮上水とすることができる。
・淡水部分は分離の効率の程度を上げ、同時に、装置全体に沿った液体の損失を補償する 。
・１つの実施形態は、第１のベンチュリ段階に浮上水を使用し、第２のベンチュリ段階において淡水を部分的に又は全体的に使用することを推奨している。
・洗浄液を煙道ガスの中に、例えば注入装置を通じて／注入装置によって注入することができる。洗浄液が、スプレー設備によって湿式ダスト除去設備の中に注入される場合が有利である。洗浄液をスプレーすることによって、洗浄液と煙道ガスとの間に大きな接触面積が達成され、したがって有害物質の高い分離効率が達成される。
・第１／第２のベンチュリ段階の洗浄液間の質量比は、例えば２５：１〜１：１又は１５：１〜５：１である。
・少なくとも１つの煙道ガスパイプが湿式洗浄段階の下流に配置され、この煙道ガスパイプに沿って清浄な／浄化された煙道ガスが装置から、例えば煙突を通じて、大気中に引き抜かれる。
・有害物質を有する、使用された洗浄液は、湿式ダスト除去設備から装置の下流部分の中に送られる。

加圧気泡浮上分離から湿式ダスト除去設備へ浮上水を返送するために、少なくとも１つの対応するパイプが必要とされる。これは、湿式ダスト除去設備への使用されていない洗浄液の供給にも同様に有効である。

加圧気泡浮上分離の装置の最適化された洗浄効率の故に、浮上水は、湿式ダスト除去設備に（清浄な）洗浄水として戻される際には、有害物質を殆ど有していない。

この手段によって、従来技術の装置においてはしばしばそうであるような、洗浄水の循環によって有害物質が濃縮され、したがって装置全体の洗浄効率が下がることが回避される。

加圧気泡浮上分離の装置においては、分離された有害物質（例えば炭化水素）の集積が液面の領域において不可避的に生じ、この集積した有害物質をさらなる手段によって後洗浄のプロセスにおいて処理することができる。

加圧気泡浮上分離の装置によって、固体状、液状、及び／又はガス状の有害物質は浮上槽中の液体の表面領域に凝集体の形態で集積する。

したがって、本発明のさらなる実施形態は、加圧気泡浮上分離の装置にこの凝集体の除去用の機械的設備を設けている。このような機械的設備、例えば篩は既知であり、したがってここでさらに説明することはしない。

沈殿槽中に集積する主にスラリーの形態の沈殿物に、及び／又は加圧気泡浮上分離の装置に対しては、スラリーの形態のこれら沈殿物の除去のための対応する設備を設けることができる。さらにこれら沈殿物は、特に脱水の後に、直接排出するか、又は後処理ステップに送ることができる。

本発明のさらなる特徴は従属請求項及び他の出願書類の特徴から得られる。

本発明が、以下にさらに記載される。添付の図面は、本発明の装置の可能性のある構造を示している。

完成した装置の設置図である。 湿式ダスト除去設備の一実施形態の図である。

参照符号１０は、工業用破砕装置であり、この場合には廃棄された金属（金属スクラップ）用のシュレッダを示す。シュレッダ１０から、煙道ガス管１２が湿式ダスト除去装置１８へ延在し、この湿式ダスト除去装置１８は２段ベンチュリ洗浄装置として設計されている。装置１８のこの部分は、図２に図示されている。煙道ガスの流れ方向（頂部から底部へ）は、矢印Ｐによって強調されている。

煙道ガスは、第１のベンチュリ段階１４と後続の第２のベンチュリ段階１６を備える流路１８Ｓを通じて流れる。

気流は、第１のベンチュリ段階１４に配置された案内板１４Ｆによって、ベンチュリ溝１４Ｋへ流路１８Ｓに沿って供給され、このプロセスにおいて加速される。示されている長手断面においては、案内板１４Ｆは互いに向かって円錐状に延びている。パイプ３８及びインジェクタ１４Ｄを介して、洗浄液は小さな液滴の形で煙道ガスの流れの中に注入される。

第１のベンチュリ段階（ベンチュリンジェクタ）１４を通じて通過する間に、液滴は高速の気流によってバラバラになり（分離し）、これによって噴霧状の調整が達成される。煙道ガスのベンチュリンジェクタ１４に沿った高度の加速、及び結果的な煙道ガス中の有害物質と洗浄液との間の相対的な高速によって、不純物の煙道ガスからの最初の効果的な分離と洗浄液への付着が確実となる。

このように予備浄化された煙道ガスは、その後第２のベンチュリ段階１６を通じて供給される。このベンチュリ段階はベンチュリ段階１４とは僅かに異なって設計されている。ベンチュリ溝１６Ｋの領域は、流路１８Ｓの対向する壁に沿って延びる２つのパイプ１６Ｒ間に位置している。パイプ１６Ｒそれぞれのインジェクタ様の開口部１６Ｎを通じて、新鮮な洗浄液が煙道ガス流の中に注入される。煙道ガスは、前記溝１６Ｋへの途中で、案内板１４Ｆと同様に、案内板１６Ｆに沿って加速され、減速部材１６Ｖによって前記溝の後方において２つの部分流に分けられる（矢印１６Ｐ１及び１６Ｐ２参照）。前記減速部材１６Ｖの位置の変化によって、対応するギャップの幅、したがって煙道ガス流の流速を、煙道ガス流が下流に配置された容器１８Ｂ１及び１８Ｂ２中に進入する前に、調節することができる。その他の点に関しては、ベンチュリ段階１６のプロセス技術はベンチュリ段階１４のプロセス技術と同等である。第２のプロセス段階１６における後浄化を通じて、好適な浄化効率が煙道ガスに対して達成される。

浄化された煙道ガスが、送風機２０Ｇを用いてパイプ２０を通じて、容器１８Ｂ１及びＢ２の上端から煙突２４へ、その後煙突２４から大気中へ放出される間に、使用された洗浄液は容器１８Ｂ１及び１８Ｂ２それぞれの底に除去され、沈殿槽の中に送られる。沈殿槽は通性である。また、洗浄水全体を加圧気泡浮上分離用設備３４に直接送ることができるか、又は洗浄水の部分流（のみ）をバイパスに沿ってまず沈殿段階２８に、その後設備３４に送ることができ、このことは以下にさらに記載される。

沈殿槽（セトリングタンク）２８中に形成された沈殿物（スラリー）は、機械的コンベヤ３０によって沈殿槽２８から除去される。

これまでに予備洗浄された洗浄液が貯蔵される沈殿槽２８の領域から、液パイプ３２が加圧気泡浮上分離用設備３４の入口領域３４Ｅに延び、これによって液の輸送が対応するポンプによって行われる。

浮上水用パイプは３８にて示されており、設備３４から離れるように、入口領域３４Ｅに対向して延び、浮上水をポンプ４０の助けを借りて湿式ダスト除去設備１８に戻らせ、この湿式ダスト除去設備１８において、浮上水がインジェクタ１４Ｄ（スプレー設備）を介して煙道ガスの中に射出される。

分岐４４はパイプ３８からイジェクタ４８に続く水圧ポンプ４６に延び、このイジェクタ４８の中に圧縮空気パイプ５０が進入している。

浮上水はイジェクタ４８から加圧水容器５２の中に流れ、そこで空気で飽和させられる。加圧水容器５２から、浮上水は膨張弁５６へと別の加圧空気パイプ５４を通じて流れ、圧縮空気パイプ５４はこの膨張弁５６から設備３４の入口チャンバ３４Ｅの中に延びている。この入口チャンバ３４Ｅは、供給された浮上水と沈殿槽２８からの洗浄水との接触及び混合領域を形成している。

この接触及び混合領域においては、洗浄水のさらなる重要な処理が行われる。

膨張弁５６における大気圧への圧力解放の結果として、既に溶解していた空気は小さな気泡として解放される。これら最小の気泡（μｍの範囲の直径）は、予備浄化後の洗浄水中に依然として残存している固体、液体、及びガス状の炭化水素に付着することができ、それら固体、液体、及びガス状の炭化水素とともに泡立つ。

これによって、（有害物質を含む）固体、液体、及びガス状の不純物の凝集物が形成され、これら凝集物は次いで接触及び混合領域から下流の浮上領域３４Ｆの中に送られ、そこで凝集物として表面領域において主に回収される。

この凝集物は、機械的設備（ここでは浮上スラリースクレーパ５８）によって浮上槽から回収導管６０を介して除去される。

水より高密度の粒状物質は沈殿物として浮上設備３４の底に沈降し、そこで連続的に又は不連続的に、スラリースクレーパ（図示せず）によって機械的に除去することができるか、又は吸い出される。

固体、液体、及びガス状不純物及び有害物質をできるだけ除去された、残った浮上水は、上述したように、設備３４の接触及び混合領域に対向する端部から除去されて、前記浮上水パイプ３８を介して湿式ダスト除去設備１８へ返送される。

第２のベンチュリ段階１６において使用された液体は浮上水をも含んでいるが、少なくとも部分的に淡水又は新鮮な吸収剤をここで使用するというプロセスにおける利点がある。

本発明の装置は、煙道ガスから（ダストのような）固体の不純物の最適化された除去を可能とするだけでなく、事前に除去することができなかった炭化水素及び、シュレッダの煙道ガス中の他の液状並びにガス状の有害物質の非常に広範囲な除去を可能とする。このようにすることによって、７０％よりかなり高い、これら有害物質に対する浄化効率を予備テストにおいて達成した。

また、この装置は、加圧気泡浮上分離用設備３４からの（図示されない）煙道ガスを引き抜く（排出する）設備を含む。

湿式ダスト除去設備は、湿式脱塵設備／装置である。

１４・・・第１のベンチュリ段階
１４Ｄ、１６Ｎ・・・スプレー設備
１６・・・第２のベンチュリ段階
１６Ｋ・・・ベンチュリ溝
１６Ｖ・・・移動部材
１８・・・湿式ダスト除去設備
２０、２４・・・煙道ガスを湿式ダスト除去設備から排出する設備
２６・・・使用された洗浄液の輸送のための機器
２８・・・沈殿槽
３０・・・スラリー除去のための装置
３４・・・加圧気泡浮上分離用設備
５８・・・浮上凝集物の除去のための機械機器

Claims (15)

1. 有害物質を有する煙道ガスを洗浄液と接触させるための湿式ダスト除去設備（１８）を有する、工業用シュレッダの前記煙道ガスの浄化用装置であって、
   前記湿式ダスト除去設備（１８）は、前記煙道ガスの流れ方向において前後に配置された複数のベンチュリ段階を有するベンチュリ洗浄機を備えることを特徴とする装置。
2. 第１の前記ベンチュリ段階（１４）の前に配置された、及び／又は該第１の前記ベンチュリ段階（１４）に沿って配置された設備（３８、１４Ｄ）を備え、前記洗浄液を前記煙道ガスの流れに導入することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. ２つ以上のベンチュリ溝を特徴とする少なくとも１つのベンチュリ段階を備えることを特徴とする請求項に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのベンチュリ段階（１４、１６）の横断面は調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 第２の前記ベンチュリ段階（１６）の前記ベンチュリ溝の前記横断面は、前記第１のベンチュリ段階（１４）の前記ベンチュリ溝の前記横方向溝より小さいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 少なくとも１つのベンチュリ段階（１６）には、前記ベンチュリ溝（１６Ｋ）の後方に配置された滑動可能な逸らし部材（１６Ｖ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 加圧気泡浮上分離用設備（３４）と、前記湿式ダスト除去設備（１８）から前記加圧気泡浮上分離用設備（３４）への使用された洗浄液の輸送のための機器（２６）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 浮上水を洗浄液として前記加圧気泡浮上分離用設備（３４）から前記湿式ダスト除去設備（１８）へ再循環させる液パイプ（３８）を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記洗浄液を前記湿式ダスト除去設備（１８）へ射出するための少なくとも１つのスプレー設備を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つのスプレー設備（１４Ｄ、１６Ｎ）は、前記洗浄液が対応するベンチュリ段階（１４、１６）の前において、及び／又は対応するベンチュリ段階（１４、１６）に沿って前記煙道ガスの中に直接供給されるように、前記少なくとも１つのベンチュリ段階（１４、１６）の前に、及び／又は前記少なくとも１つのベンチュリ段階（１４、１６）に沿って、配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記加圧気泡浮上分離用設備（３４）は、前記洗浄液の最上部に配置された浮上凝集物の除去のための機械機器（５８）を備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
12. 前記湿式ダスト除去設備（１８）と前記加圧気泡浮上分離用設備（３４）との間に、流れ方向に配置された沈殿槽（２８）を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
13. 前記沈殿槽（２８）及び／又は前記加圧気泡浮上分離用設備（３４）からのスラリー構成要素の除去のための少なくとも１つの装置（３０）を有することを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記煙道ガスを、前記湿式ダスト除去設備（１８）から排出する設備（２０、２４）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つのベンチュリ段階への淡水の供給機器（１６Ｎ）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。

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