JPH03131515A - 排ガスから硼酸を回収する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野コ 本発明は、ガラス溶融炉等から生ずる硼素を含有する排
ガスから高純度の硼酸を有効に回収する方法に関するも
のである。硼素は高温では非常に揮発しやすいため、硼
酸が原料として入っているガラスを溶かす場合、大量の
硼素が揮発逸散する。

例えば硼珪酸ガラスの溶解では、投入原料中の硼素成分
の１０％以上が揮発し、燃焼排ガスと共に排出されて、
貴重な原料の損失を招くと共に環境を汚染する。本発明
は、燃焼排ガス中の硼素を除去して環境汚染を防止する
と共に有用な資源を回収するものである。

［従来の技術］ 排ガス中の硼素を徹底的に効率よく回収する方法に関し
ては未だ技術が確立されていない。硼素を含む排ガスは
、温度を低下させるとそれに従って固体の硼酸となって
析出してくることは知られているが、燃焼排ガスの場合
は排ガス中に多量の水分を含むため、低温になると排ガ
ス中の水分が凝縮して水となって析出することになる。

従って析出した硼酸は凝縮水に溶けて硼酸水になって硼
酸の回収を困難にする。−力水を凝縮させないで硼酸を
析出させた場合は熱交換器、集塵機等の回収装置の内部
構造物、特にその低温伝熱体に析出堆積する。しかもこ
の析出堆積物は、回収装置との結合が強く、剥離が難し
い。又、排ガスの気相中で析出した硼酸も排ガス中の水
分を吸収して回収装置に付着して堆積し、剥離・払落し
が困難になり、回収装置の閉塞を生じせしめ、逐にはそ
の運転を不可能にする。

排ガス中から硼素を回収する種々の方法が提案されてい
る。特公昭５２−４４７６０号、特公昭５Ｇ−４５８５
７号、特公昭５７−１９１１ｉ９９号では、いずれも硼
素をアルカリ塩又はアルカリ土類塩上に析出せしめて回
収するものであるが、回収した硼酸中のアルカリ含有量
が大となり、アルカリ含有量の少ないことが要求される
ガラスを製造する場合には、その回収品をガラス原料と
して使用することが出来ない。

又、これらの方法では処理した排ガス中にかなりの量の
硼素が残るものである。

アルカリ塩を散布しない方法として、冷却媒体上に排ガ
ス中の水分と硼素を凝縮析出させる特公昭Ｇｏ−２２Ｇ
４５号がある。この方法は排ガス中の水分を冷却媒体上
に析出させるため、冷却媒体表面の腐食、侵食が生じ、
腐食、侵食された異物が回収硼酸中に混入し硼酸中の不
純物が増加する。又、水分を凝縮させるため、析出した
硼酸は凝縮水に溶解して、硼酸水溶液になり、この液を
処理して硼酸を回収するので回収工程が複雑となる。

［本発明が解決しようとする問題点コ 排ガスの温度を低下させると、アルカリ塩、アルカリ土
類塩が存在しない場合には、排ガス温度が１２０℃位か
ら硼素は硼酸として析出を始め、９０〜６０℃位で析出
は激しくなり、５０℃位で析出は殆ど終了する。従って
、排ガス中の残存硼素量を極めて少なくするには、排ガ
スを５５℃以下望ましくは４０℃以下に冷却する必要が
ある。

硼酸の析出は排ガスの気相中でも起こるが、排ガスより
低温の物体があるとその低温の物体表面上に盛んに析出
する。排ガスを冷却する低温伝熱体は硼酸が析出する最
適の場所となる。その析出は、析出した硼酸の上に次の
硼酸が析出し、更にその次の硼酸が析出するので、時間
の経過と共に大きな堆積層となる。低温伝熱体が板状の
時には、板の上に厚さ３〜１０ｃｍ更にそれ以上を形成
する。

この堆積層は、硼酸の粉が単に積ったものではなくて、
低温伝導体の表面の小さい突起等を核として硼酸が析出
して低温物体と強固に結合している。

この堆積層は、振動、衝撃ショック、超音波衝撃等であ
る程度は剥離除去できるが、完全に除去出来ない状態が
度々生じる。完全に除去できない状態を繰り返している
と、除去できない部分が次第に肥大して逐には排ガス通
路の閉塞を生じる。機械的に剥離除去するスフレバー等
の使用もあるが、熱交換器内のスフレバーの駆動は非常
に複雑である。その上、スフレバーの磨耗による異物の
混入や、スフレバーの装置のメンテナンスが必要になる
等の問題がある。このために従来この種の回収装置では
、これらの析出堆積物を除去する為に、一定期間回収装
置の運転を止めて内部の堆積物を取り除いていたのが実
状である。

本発明者等はこれらの問題を解決するために実験を繰り
返した結果、回収装置内の硼酸の堆積層の剥離除去が容
易に出来る方法を見いだした。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、硼素を含む排ガスを５５℃以下に冷却して排
ガス中から硼酸を析出させ回収する方法において、回収
装置内に析出堆積した硼酸を、同装置を１２０〜１８０
℃に昇温してその温度に少なくとも１時間以上保持する
ことにより剥離除去せしめる事を特徴とする。回収装置
の温度を上昇させる方法は、例えば熱交換器の冷却を停
止すれば良く、冷却を停止すると回収装置内は排ガス温
度まで上昇を続けることになり、前記の所定の温度にな
ったところで排ガス量を調整してその温度を維持する。

その温度で好ましくは２〜３時間以上保持した後、振動
、衝撃ショック等を与えると堆積層は完全に剥離崩壊す
る。昇温の温度を１２０〜１８０″Ｃに限定したのは、
１２０℃以下では硼酸堆積物の剥離除去が困難であり、
一方１８０℃以上では硼酸が硼素となって揮発すること
になるからである。

［作用コ かかる回収装置内の堆積物は、ガス状硼素が排ガス中の
水分と結合して硼酸となって析出した物であるが、温度
を上げることにより硼酸が脱水してメタ硼酸になって、
その体積が著しく減少し、体積の減少により低温伝熱体
の表面との間に剥離を生じ、堆積物間にも多数の亀裂を
生じて堆積物が潰れるものと考えられる。剥離直後の堆
積物を分析したところ、堆積物はメタ硼酸が主成分であ
った。回収したメタ硼酸をそのまま排ガス中又は大気中
に放置すると、排ガス中又は大気中の水分を吸収して自
然に硼酸に変化する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

ガラス溶融炉の排ガスを煙道１から導入し、排ガス中の
水分が４０℃でも飽和蒸気圧にならないように、すなわ
ち排ガス中の水分が６〜７％程度になるように熱交換器
２の前にある大気吸入口３より空気を取り入れ、排ガス
中の水分を希釈して熱交換器２に入れる。煙道１からの
排ガスは２００〜３００℃の温度で、熱交換器２の第一
冷却２ａでは排ガス温度を１２０℃程度まで冷やし、第
二冷却２ｂではＧＯ〜７０℃迄冷却し、第三冷却２ｃで
は４０℃以下に冷却する。然る後排ガスを集塵機４に入
れファン５を経て第一冷却２ａの冷媒として使用して、
排ガス温度を４０℃から　１００℃迄上昇させて排出口
６から大気に放出する。第二冷却２ｂ１第三冷却２Ｃの
冷媒は、ファン７で冷却用空気吸入口８から吸引した大
気を用いる。冷媒の温度が排ガスの露点以下の時は熱交
換器の排ガス冷却部が排ガスの露点以下になり結露する
ので冷媒の温度が排ガスの露点以下の温度にならないよ
うに、−変周いた温度の上がった空気を一部循環使用し
て、冷媒の温度を排ガスの露点以上に保持する。

このように処理すると、排ガスの温度の低下に伴って排
ガス中の硼素ガスは硼酸となって析出し、特に熱交換器
の冷却面板に大量に析出する。この傾向は排ガス温度が
９０〜６０℃の範囲内に該当する第二冷却２ｂで特に激
しい。付着堆積した硼酸は振動や衝撃で毎日剥離除去し
て回収するが、しかし、一部は剥離する事無く、毎日少
しずつ堆積量が増加していく。１〜６月後には通風圧損
が大きくなり、通風ガス量が減少し逐には閉塞をきたす
ようになる。そこで、本発明方法を行う。すなわち堆積
した硼酸層を剥離除去する為にダンパー９、ＩＯを閉に
し冷却送風を中止すると、熱交換器２内の温度は上昇す
ると共に集塵機４の内部の温度も上昇する。温度を１５
０℃迄上昇させ２〜３時間この状態で保持する。２〜３
時間経過後、前記の各ダンパー９、ＩＯを元の状態に戻
し通常運転に戻す。

上記の温度上昇により硼酸の堆積層は潰れて剥離し、熱
交換器２及び集塵機４の下部のホ７　／ｓ’ｌ−に貯ま
る。また、熱交換器、集塵機の閉塞が解消されて通気抵
抗は正常の状態に戻る。

尚、図面に示した熱交換器、集塵機からなる回収装置を
もう一つ並列に設置すれば、一方の回収装置では同装置
内に堆積した硼酸の剥離除去を用いながら、他方の回収
装置では通常の運転を行うことが可能になる。

［発明の効果］ 以上説明した本発明の排ガスから硼酸を回収する方法に
よれば、回収装置内に析出堆積した硼酸を容易な操作に
よって剥離除去することが可能となり、高純度の硼酸を
効率よく回収できる回収装置の長期稼曇が可能となった
。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示す排ガスから硼酸を回収
する系統図である。 １・・・煙道 ２・・・熱交換器 ４・・・集塵機 ９、ＩＯ・・・ダンパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硼素を含む排ガスを５５℃以下に冷却して排ガス
   中から硼酸を析出させ回収する方法において、回収装置
   内に析出堆積した硼酸を、同装置を１２０〜１８０℃に
   昇温してその温度に少なくとも１時間以上保持すること
   により剥離除去せしめる事を特徴とする排ガスから硼酸
   を回収する方法。