JPS5812205B2 - 硼酸の分離回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス特に高温ガス中に含まれる硼酸を分離回収
する方法に関するものである。

硼素成分を含有する原料を加熱すると原料中に含まれる
硼素成分は相当多量に大気中に揮発逸散する。

例えば硼珪酸ガラスを製造する際硼素原料たるコンマナ
イトを含むバッチを加熱熔融すると通常の熔融方法では
コレマナイト中に含まれる硼素分の約１０係程度が大気
中に逸散するといわれ、貴重な、高価な資源を浪費する
。

バッチをプレシンターする等硼素分の逸散を防止する方
法も知られそいるが、一旦大気中に逸散した硼素分を工
業的に回収することは次のような理由から困難であった
。

即ち、硼素分は酸化硼素として揮発し、加熱ガス中に含
まれる水蒸気と反応して大部分硼酸に転化すると思われ
るが、酸化硼素、硼酸は反応性が比較的低いためこれを
例えば吸収液と反応せしめ化学的に除去することは効率
的でなく、又回収液の処理に手数と費用を要し、二次公
害を生じやすい。

硼酸を含有するガス体を冷却することにより硼酸を固体
として析出せしめて除去することも可能であるが、硼酸
は蒸気圧が高いため硼酸の回収率を高めるためには極め
て低い温度迄冷却するを要し大規模の冷却装置を必要と
し又ガス体を煙突から排出する際のドラフトが小さくな
る。

さらに通常の硼酸を含有する工業的排ガスは相当量の水
蒸気を含有しておりこのため硼酸の蒸気圧は同量の硼酸
を含むガスより大巾に高くなっており硼酸の冷却による
析出は一層困難となり且つ一層低温に冷却するを要する
のみならず、冷却によってガス中に含まれる水分が凝縮
し、装置腐蝕の原因となりやすい。

本発明は硼酸を含有する排ガス中に温度の低い空気を送
給する事により大規模な冷却装置を使用することなく効
果的に排ガスを冷却し、かつ水分の含有量の少ない空気
を使用することにより排ガスＩＮｍ３中の水分の含有量
を低下せしめて、水分の凝縮を招来することなく排ガス
を冷却し硼酸を析出させることを試みだが、良好な結果
をうろことができなかった。

空気混入によりガスＩＮｍ３中の硼酸の含有量が低下す
るためと思われる。

更に又、冷却によって生成した固体硼酸は超微粒である
だめ、生成した固体硼酸の捕集は困難である。

このような原因のため、排ガス中に含まれる硼酸を工業
的に効率よく回収する好適な方法は知られていなかった
。

本発明者はかかる難点を解決するため種々研究を重ねた
結果、硼酸含有ガス体中に微粒粉体を添加浮遊せしめた
後、該硼酸含有ガス体を出口面の温度を入口面の温度よ
り低く保った多孔質フィルターを通過せしめてガス体を
冷却することにより硼酸はフィルター面に析出して効率
よく捕果しつることを見出し本発明として提案したもの
である．次に本発明を更に具体的に説明する。

硼酸を含有するガス体中に微粒粉体を添加浮遊せしめた
後、この硼酸含有ガス体を出口面の温度が入口面の温度
より低く保たれるように出口面を冷却したフィルターを
通過せしめてガス体を冷却する。

フィルターの冷却手段としては冷却媒体として温度の低
いガス体を多孔質フィルターの出口面に沿って流動せし
め或は温度の低い冷却ガス体を出口面に向って吹付ける
のが適当であり、極めて好適な結果の得られることが判
明した。

相平衡理論的には、同量の冷却ガスをフィルターの入口
面乃至これより手前で供給しても同一の効果をうること
ができる筈であるが、この方法では前述したように好適
な結果をうることができない。

本発明の作用については充分明らかでないが、およそ次
のようなものと考えられる。

多孔質フィルターには析出した硼酸が堆積しフィルター
の網目を充填し、目の細かいフィルタ一層が形成される
。

しかしてフィルターの出口面は入口面より低い温度に保
たれ、しかもフィルターの厚みは小さく形成されるので
この間に急激な温度勾配が生じてガス体が急激に低い温
度のフィルタ一層と接触し、フィルターに堆積した硼酸
を核としてガス中に含まれる大部分の硼酸が析出する。

ガス体が水分を含んでいる場合；乾燥ガスを使用するこ
とによってガス中の水分含有量が低下して硼酸の平衡蒸
気圧が低下するので、本発明の方法は水分を含有する硼
酸にも好適に使用することができる。

フィルター上に堆積した硼酸は目の細かい、通気抵抗の
小さい炉過層を形成し生成した硼酸は良好な収率をもっ
て捕集することができる。

本発明はこのように圧力損失も少く、良好な収率をもっ
て硼酸を捕集でき、しかもその理由は明らかではないが
、冷却ガスをフィルターの入口面乃至その手前で排ガス
に加えた場合に比し硼酸の回収率は播かに良好であり、
出口排ガスの温度を極めて低くする必要もないので、ト
ラフトの低下、ガス中の水分の凝縮による装置腐蝕等の
難点を招来することもない。

本発明の方法は乾燥した硼酸含有排ガスの処理にも用い
ることができるが、水分含有量５０ｇｒ７Ｎｍ’以上、
望ましくは１００ｇｒ／Ｎｍ３以上の湿った排ガスに適
用した場合特に有効である。

このような湿った排ガスは硼酸の蒸気圧が高く通常の方
法ではその回収が特に困難であるが、本発明の方法にお
いては乾燥冷却ガスの使用による水分のフィルター面に
よる急激な減少が有効に寄与するものと考えられ、良好
な結果をうることができる。

高温の排ガス中にスプレーノズルから所定量の水を超微
粒として噴霧せしめることによって好適に水分を上記範
囲に保ち、又この操作によりガス体の温度を硼酸の除去
に好適なしかも通常材質のフィルターの使用可能な温度
迄低下せしめることができる。

なお、このため使用した水分は高温のガス体によって蒸
発し、ガス体中には水滴は実質的に残存毛ない。

なお、フィルターを通過せしめる前にガス中に微粒粉体
を添加浮遊せしめることにより、粉体が硼酸析出の核と
して作用し、又、有効な炉過層の形成に寄与するため、
硼酸の回収率をより一層向上させることができる。

添加せしむべき微粒としては２００メッシュ通過程度の
炭酸ゾーグ、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が好
適に使用できる。

添加量はガスＩＮｍ３中に対し１ｇｒ程度以下で充分で
ある。

これらの粉体は回収後ガラス原料として再使用可能であ
り、且つ弗化水素のような池の公害成分と反応し、同時
に該成分を除去することが可能となる。

フィルターの材質に特に限定はないが、ガラス年が特に
好適であり耐久性、耐蝕性、耐熱性に優れた長所を有す
る。

フィルターの出口面に冷却ガスを吹付け或は出口面に沿
って冷却ガスを流動せしめる。

冷却ガスの量は出口ガス温度が１２０℃以下、入口ガス
と出口ガスの温度差が５℃以上、望ましくは３０℃以上
となるように定める。

冷却ガスとしては空気を使用するのが実際的である。

排ガスが水分を含有している場合、冷却ガスとしての空
気を脱湿して使用するのが一層効果的であるが、水分含
有量１５９ｒ／Ｎｍ３程度以下であれば、大気をそのま
ま使用することができる３次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ 弗化水素５０３ｐｐｍ、硼酸（Ｂ２０３として）１５１
ｐｐｍを含有する６０５℃のガス体に水滴を噴霧し、水
分含有量１６７９ｒ／Ｎｍ３、２００℃のガス体を得た
。

このガス体中に２ｏｏメッシュ以下のＣａ（ＯＨ）２を
１ｍ３当り６．７ｇｒの割合で添加浮遊せしめた後、こ
のガス体をファン１でフィルター室２に圧送しガラス布
で構成したフィルター３を通過せしめ、フィルター出口
面に沿って２５℃、水分含有量１５ｇｒ／Ｎｍ３の空気
をスリット４から流動せしめ、出口ガスの温度を１１２
℃とすることにより硼酸を９８係以上の回収率をもって
回収することができた。

比較例 １ 実施例１と同じガス体を使用し、同量の冷却ガスをフィ
ルターの入口面乃至その手前でガス体中に吹込んだ場合
の硼酸の回収率は１８チであった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を模型的に説明するだめの正面図で
ある。 なお、図中３は多孔質フィルター、５はフィルターの入
口面、６はフィルターの出口面を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硼酸含有ガス体中に微粒粉体を添加浮遊せしめた後
   、該硼酸含有ガス体を出口面の温度を入口面の温度より
   低く保った多孔質フィルターを通過せしめてガス体を冷
   却し、硼酸をフィルターに析出せしめることを特徴とす
   る硼酸の分離回収方法。 ２ ガス体を５℃以上冷却し、出口ガスの温度を１２０
   ℃以下に保つ特許請求の範囲第１項記載の硼酸の分離回
   収方法。 ３ 硼酸含有ガスを多孔質フィルターを通過せしめ、フ
   ィルター出口面を低温ガスを使用して冷却する特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の硼酸の分離回収方法。 ４ 硼酸及び水分を含有するガスを多孔質フィルターを
   通過せしめ、フィルター出口面を低温乾燥ガスを使用し
   て冷却する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の硼酸
   の分離回収方法。