JP5587607B2 - 金属製造における鉱石および/または他の金属含有材料の焼結工程の排ガスを浄化する方法および装置 - Google Patents
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Description
第1の実際的な実施形態においては、図1Aに示した操作条件が見い出されている(但し、バッグフィルタを使用しない場合における条件である)。
第2の実際的な実施形態においては、図1Bに示した操作条件が見い出されている(バッグフィルタを使用し、それ以外は図1Aに示すのと同様のセットアップにおける条件である)。
11,12,13,15,16,17,17',17",18,19,19' 導管
14,19A ブロワ
20 電気フィルタ
20A バッグフィルタ
40 NH3添加ユニット
40A 混合サイト
40B ノズルトレー
40C 熱交換器
40D 噴霧ノズル
40E 給送導管
50 移動床リアクタ
50A 容器
50A',50B' 表面
50B バルク材分配管
50C,50CC" バルク材分配管
51,53,53',55,55' 中間トレー
52A,52A' 上段ガス流入・バルク材抜出しトレー
52B,52B' 下段ガス流入・バルク材抜出しトレー
52C,52D バルク材抜出し管
54A,54A' 上段バルク材層
54B,54B' 下段バルク材層
56 収容器
56'下段の収容器
57,57' 偏向サイト
58,58' 放出部
59A,59B バルク材導管
59C 抜出し漏斗
60 煙突
70 再生ユニット
70A,70B,70C 再生段階
71 収容器
72 放出容器
73 ヒータ
74,75 導管
80 スクリーニング装置
90 硫酸生成ユニット
Claims (19)
- 金属製造における、鉱石または金属含有廃棄物の焼結工程の排ガスを浄化するための方法であって、鉱石材料は、少なくとも一部が固体燃料であるものと共に当該固体燃料の燃焼の少なくとも一部の下で、燻しプロセスを経つつ焼結され、前記焼結排ガスは、CO2、CO、O2、H2O、および/またはN2の成分に加えて少なくともNOx、SO2、HCl、HS、Hg、ダイオキシン、フラン、ダスト、燻しプロセスにて昇華または凝集して生じ得る残滓、炭化水素、および/または重金属から選ばれるいくつかの汚染物質を含み、
前記焼結排ガスは、移動床リアクタにその下側から流入し、当該移動床リアクタにおける、ガス流入・バルク材抜出し下段水平トレーを通過し、NOxとSOxおよび/または他の汚染物質とによって既に汚染されている吸着および/または吸収材よりなる下段層に流入し、当該下段吸着および/または吸収材層を通過する過程において、SOxおよび/または場合によっては他の汚染物質の少なくとも大部分が、前記焼結排ガスから、NOxおよび/またはN2に対して既にロードされた前記吸着および/または吸収材の細孔システムに吸着され、
SOxの大部分が除去された前記焼結排ガスは、前記下段吸着および/または吸収材層をその上露出面から抜け出て、その後、NOxをN2および水蒸気に変換するために、アンモニア、尿素およびNH 4 OHから選択されるアンモニウム含有化合物と充分に混合され、
SOxの大部分が除去され且つ前記アンモニウム含有化合物と混合された前記焼結排ガスは、前記移動床リアクタのガス流入・バルク材抜出し上段水平トレーにその下側から流入して通過し、NOxおよび/またはN2とによって既に汚染されている吸着および/および吸収材よりなる上段層に流入し、当該上段吸着および/または吸収材層を通過する過程において、前記焼結排ガス中のNOx成分の少なくとも大部分および/またはその反応生成物が、NOxおよび/またはN2とに対して既にロードされている前記吸着および/または吸収材の表面に吸着され、
SOxの大部分ならびにNOx成分が除去された前記焼結排ガスは、前記上段吸着および/または吸収材層をその上露出面から抜け出て、続いて当該プロセスを抜け出て、
フレッシュな及び/又は再生された吸着および/または吸収材が、前記移動床リアクタの上端側において、バルク材分配トレーを介して均一に分配されつつ前記上段層の上露出面に向けて供給され、続いて、前記上段ガス流入・バルク材抜出しトレーの領域にて遮断要素によって阻まれずに、前記移動床リアクタ内の前記上段層および前記下段層を完全に通過するように上から下へと除々に移り進み、これにより、前記吸着および/または吸収材は、連続的に、先ずは、NOx、またはN2および水蒸気に対してロードされてそれを表面にて吸着し、次に、SOxに対してロードされてそれを細孔システムにて吸着して、その後、前記移動床リアクタの前記下段ガス流入・バルク材抜出しトレーを通過し、
前記吸着および/または吸収材の、その後の操作、即ち抜き出しおよび移動速度調節は、前記下段ガス流入・バルク材抜出しトレーに設けられた又はその下に位置するバルク材放出部にて行われ、
前記移動床リアクタの前記上段層内にある前記吸着および/または吸収材の、SOxに対するローディング量は、前記下段ガス流入・バルク材抜出しトレーに設けられた又はその下に位置する前記バルク材放出部が対応する作動を行うことによって、既にロードされている前記吸着および/または吸収材に対する所定割合の量に調節され、
前記アンモニウム含有化合物は、前記下段層の上露出面と前記上段水平トレーとの間にて添加される、ことを特徴とする方法。 - 前記移動床リアクタの前記上段層内にある前記吸着および/または吸収材の、SOxに対するローディング値は、前記バルク材放出部によって抜き出されることになる前記吸着および/または吸収材の質量に対する10wt%以下に制限されていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記吸着および/または吸収材として、炭素含有吸着および/または吸収材を使用することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記炭素含有吸着および/または吸収材は、活性炭であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記炭素含有吸着および/または吸収材の粒径は、1〜10mmであることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
- 消費または部分的に消費されて前記移動床リアクタの下に抜き出された前記吸着および/または吸収材は、吸着および/または吸収された汚染物質が再生ステップにて徹底的に除去され、少なくともその一部が、当該吸着および/または吸収材単独で或は新しく使用される炭素含有吸着および/または吸収材と混合されたうえで、前記移動床リアクタの上端側に再び運ばれることを特徴とする、請求項3から5のいずれか一つに記載の方法。
- 新たに使用する前記炭素含有吸着および/または吸収材として、事前に活性化されたものを使用することを特徴とする、請求項3から6のいずれか一つに記載の方法。
- 前記吸着および/または吸収材によるガスの浄化は、80℃以上の温度範囲で行うことを特徴とする、請求項3から7のいずれか一つに記載の方法。
- 前記移動床リアクタにおける、前記吸着および/または吸収材よりなる前記上段層の厚さは、1.5〜4.5mの範囲にあることを特徴とする、請求項3から8のいずれか一つに記載の方法。
- 前記移動床リアクタにおける、前記吸着および/または吸収材よりなる前記下段層の厚さは、0.5〜3mの範囲にあることを特徴とする、請求項3から9のいずれか一つに記載の方法。
- NOxを変性させてバルク材へ吸着させるために、NH4OH溶液と圧縮空気との混合物を、前記アンモニウム含有化合物と空気との別に加熱された混合物の存在下でエバポレータ内に噴霧して空気/水蒸気/NH3のガス混合物を生じさせて、前記アンモニウム含有化合物を生成することを特徴とする、請求項6から10のいずれか一つに記載の方法。
- 前記再生ステップは、三段階プロセスで行い、そこでは、窒素付きの活性炭が、まず、前記移動床リアクタから、縦に延びる再生ユニットへと導かれて、管状の脱着装置など間接的に加熱される脱着装置を上から下に通過するように導かれ、次に、脱着した汚染ガスの吸引を伴う後段ガス抜き領域を上から下に通過するように導かれ、最後に、間接的な冷却が行われる冷却器を上から下に通過するように導かれることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一つに記載の方法。
- 酸化カルシウム、水酸化カルシウム、重炭酸ナトリウム、および/または、アルカリ土類の化合物、からなる群より選択される物質を、SOx、HS、および/またはHClの一部を捕捉するために、事前予備浄化ステップでバッグフィルタの前にて、前記焼結排ガスに添加することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一つに記載の方法。
- 添加量は、化学量論因子1.0〜2.5の範囲に対応する量であることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記事前予備浄化ステップで除去されるSOx、HSおよび/またはHClの前記一部は、前記焼結排ガスに含まれるSOx、HS、および/またはHClの10〜90%に相当することを特徴とする、請求項13または14に記載の方法。
- 金属製造における、鉱石または金属含有廃棄物の焼結工程の排ガスを浄化するための装置であって、鉱石材料は、少なくとも一部が固体燃料であるものと共に当該固体燃料の燃焼の少なくとも一部の下で、燻しプロセスを経つつ焼結され、前記焼結排ガスは、CO2、CO、O2、H2Oおよび/またはN2の成分に加えて少なくともNOx、SO2、HCl、HS、Hg、ダイオキシン、フラン、ダスト、燻しプロセスにて昇華または凝集して生じ得る残滓、炭化水素、および/または重金属から選ばれるいくつかの汚染物質を含み、
上段吸着および/または吸収材層と下段吸着および/または吸収材層とを有し、NOxおよび/またはN2によって既に汚染されている吸着および/または吸収材よりなる前記下段層(54B,54B')にその下から前記焼結排ガスが流入できるように前記焼結排ガスが通過可能なガス流入・バルク材抜出し下段水平トレー(52B,52B')を有する、移動床リアクタ(50)と、
SOxの大部分が除去された前記焼結排ガスを、アンモニア、尿素およびNH 4 OHから選択されるアンモニウム含有化合物と充分に混合するための、前記下段吸着および/または吸収材層の上露出面(50B')に続くように設けられた混合部と、
前記移動床リアクタにおいて前記混合部に続くように設けられたガス流入・バルク材抜出し上段水平トレー(52A,52A')であって、当該ガス流入・バルク材抜出し上段水平トレーの領域に遮断要素を伴わず、SOxの大部分が除去されて前記アンモニウム含有化合物と混合された前記焼結排ガスが、それを下側から通過して、NOxまたはN2、並びに微量のSOxによって既に汚染されている前記吸着および/または吸収材よりなる前記上段層(54A,54A')に流入可能となるような、ガス流入・バルク材抜出し上段水平トレー(52A,52A')と、
SOxの大部分とNOxとが除去された前記焼結排ガスが、前記移動床リアクタ(50)を続いて抜け出るように、前記上段吸着および/または吸収材層を抜け出るときに通過する、前記上段吸着および/または吸収材層(54A,54A')の上露出面(50A')と、
フレッシュな及び/又は再生された吸着および/または吸収材が供給される、前記移動床リアクタの上端側に位置するバルク材分配トレー(50C)であって、当該トレーを介して、上から、前記上段層の前記上露出面に前記吸着および/または吸収材を均一に分配可能な、バルク材分配トレーと、
前記ガス流入・バルク材抜出し下段トレー(52B,52B')に設けられた又はその下に位置するバルク材放出部(58,58')であって、そこでは、前記吸着および/または吸収材の、その後の操作、即ち抜き出しおよび移動速度調節が、行われるバルク材放出部と、
前記バルク材放出部を制御するための手段であって、これによって前記下側ガス流入・バルク材抜出しトレー(52B,52B')に設けられた又はその下に位置する前記バルク材放出部を作動させることにより、前記移動床リアクタの前記上段層(54A,54A')内にある前記吸着および/または吸収材の、SOxに対するローディング量を、既にロードされている前記吸着および/または吸収材に対する所定割合の量に調節する、手段と、によって特徴付けられる装置。 - SOxの大部分が除去された前記焼結排ガスを、前記アンモニウム含有化合物と充分に混合するための、前記混合部は、前記移動床リアクタの少なくとも一つの壁部に沿って実質的に水平に延びるスリットノズルを有してなることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 前記混合部は、NOxを変性させてバルク材へ吸着させるための前記アンモニウム含有化合物を生成するためのNH3添加ユニットであって、NH 4 OH溶液と圧縮空気とを混合するための混合サイトと、前記アンモニウム含有化合物と空気との別の混合物を加熱するための熱交換器と、エバポレータ内にて、前記の第1の混合物を、加熱された前記の第2の混合物に添加混合して、空気/水蒸気/NH3の混合物を生じさせるための噴霧ノズルと、を備えることを特徴とする、請求項16または17に記載の装置。
- 三段階脱着プロセスのための再生ユニットであって、そこでは、汚染物質付きの活性炭が、まず、前記移動床リアクタ(50)から、縦に延びる再生ユニット(70)へと導かれて、管状の脱着装置など間接的に加熱される脱着装置を上から下に通過するように導かれ、次に、脱着した汚染ガスの吸引を伴う後段ガス抜き領域を上から下に通過するように導かれ、最後に、間接的な冷却が行われる冷却器を上から下に通過するように導かれることを特徴とする、請求項16から18のいずれか一つに記載の装置。
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