JPS6150649B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス溶融炉の廃熱を有効に利用す
る方法、詳しくはガラス溶融炉からの排ガスをろ
過材として硅砂などのガラス原料用粒塊状物を用
いた集じん装置で乾式集じんして、粗製芒硝を主
体とするダストを集じんして再利用すると同時
に、ガラス原料用粒塊状物を予熱し、脱じん後の
排ガスをエアヒータに導入して燃焼用空気を高い
熱効率で予熱して廃熱回収を図るガラス溶融炉排
ガスの処理方法に関するものである。

従来のガラス溶融炉としては、第１図に示すよ
うな側壁ポート式のものが一般に用いられてい
る。すなわちガラス溶融炉１の両側に複数のサイ
ドポート２を設け、このサイドポート２を介して
ガラス溶融炉の両側に蓄熱器３ａ，３ｂを接続
し、これらの蓄熱器３ａ，３ｂに夫々煙道４ａ，
４ｂを接続し、これらの４ａ，４ｂの一端を共通
のガス変換器５に接続し、さらにこのガス変換器
５に空気ダクト６および煙突７へ通じる煙道８を
接続して、一定時間毎にガス変換器５を切り換え
て排ガスにより高温に加熱された蓄熱器３ｂ内に
煙道４ｂを通して燃焼用空気を導入して予熱した
後、サイドポート２内に設けられたバーナ１０で
効率よく燃焼させるように構成されている。

一般に、ガラスは硅砂、炭酸ソーダ、石灰など
を主原料とし、これに清澄剤などの副原料を配合
して製造される。清澄剤としては通常、芒硝（硫
酸ナトリウム）が用いられ、このためガラス溶融
炉排ガス中のダストは芒硝を主成分としている。
このようなダストを含むガラス溶融炉排ガスはガ
ス変換器５を出た後、たとえばスプレー式のガス
冷却器９で冷却され、ついで電気集じん機１１で
除じんされ煙突７から放出されている。第１図に
おいて、１２は原料ホツパ、１３はドツグハウス
（原料投入部）、１４は送風機、１５はダンパ、１
６は製品である。

上記のように従来のガラス溶融炉排ガス処理装
置においては、高価な電気集じん機を必要とする
のでコストが嵩むという欠点があつた。電気集じ
ん機の代わりに湿式集じん装置を用いることも考
えられるが、廃水の処理の問題、白煙防止の問題
などが生ずるので好ましいものではない。

上記の問題点を解決するために、本発明者らは
第２図に示すようなガラス溶融炉排ガス処理装置
を開発している。すなわち、１７はガス変換器５
の下流側に設けられた乾式ろ過集じん装置で、
砂、砂利、セラミツクスなどの粒塊状ろ過材１８
を支持体２０間に移動可能に充填してなる集じん
層２１を有している。支持体２０としては、ルー
バ、パンチングメタル、金網、スリツト状孔を有
する金属板などが用いられる。乾式ろ過集じん装
置１７の下流側にはエアヒータ２２が接続され、
このエアータ２２の下流側に煙突７が接続され
る。エアヒータ２２の空気入口は空気ダクト２３
を介して送風機１４に接続され、エアヒータ２２
の空気出口は空気ダクト２４を介してガス変換器
５に接続される。集じん層２１の上端にはろ過材
ホツパ２５が接続され、集じん層２１の下端には
振動篩などのダスト・ろ過材分離装置２６が接続
されて、連続的または断続的に抜き出されたろ過
材とダストとを分離した後、分離したろ過材を高
所移送して循環再使用できるように構成されてい
る。２７はダスト抜出管である。

上記のように構成された装置において、ガラス
溶融炉１からの排ガスは、一方の蓄熱器３ａ、一
方の煙道４ａおよびガス変換器５を経て乾式ろ過
集じん装置１７に導入され、排ガス中の粗製芒硝
を主体とするダストは集じん層２１により高温集
じんされた後、ダスト・ろ過材分離装置２６で分
離・回収されて再使用される。乾式ろ過集じん装
置１７を出た高温の排ガスはエアヒータ２２に導
かれ、燃焼用空気を予熱した後、煙突７から放出
される。予熱された空気はガス変換器５、他方の
煙道４ｂを経て他方の蓄熱器３ｂに導かれ、この
蓄熱器内でさらに加熱されて燃焼用空気として使
用される。ガス変換器５は一定時間毎に切り替え
られて、燃焼用空気が交互に蓄熱器３ａ，３ｂ内
に導入されるようになつている。なお前記集じん
層２１の層厚・数、ろ過材の粒径・移動速度など
は適宜選択される。

しかし上記の第２図に示す方式では、ダストと
ろ過材との分離装置および分離工程を必要とする
などの問題点がある。

本発明は第２図に示す方式をさらに改良し、ろ
過材にガラス原料の硅砂などのガラス原料用粒塊
状物を用いることにより、集じんと原料の予熱と
を同時に行うとともに、ダスト・ろ過材分離装置
および分離工程を不要とするガラス溶融炉排ガス
の処理方法を提供せんとするものである。

また本発明は、上記の乾式ろ過集じん装置と、
触媒を用いたアンモニア接触還元方式による脱硝
装置とを組み合わせることにより、ガラス溶融炉
排ガスの脱じん（粗製芒硝回収）と原料予熱と脱
硝とを行うことができる方法を提供せんとするも
のである。

本願の第１の発明は、図面を参照して説明すれ
ば、ガラス溶融炉１の排ガスを浄化するに際し、
ガス変換器５の下流側に設けられたガラス原料用
粒塊状物を支持体間に移動可能に充填してなる集
じん層２１を有する乾式ろ過集じん装置１７に、
ガラス溶融炉排ガスを導入し、粗製芒硝を主体と
するダストの集じんを行つた後、ダストを集じん
した予熱ガラス原料用粒塊状物をそのままガラス
溶融炉１に供給するとともに排ガスをエアヒータ
２２に導入して燃焼用空気を予熱して廃熱回収を
行うことを特徴としている。

また本願の第２の発明は、ガラス溶融炉１の排
ガスを浄化するに際し、ガス変換器５の下流側に
設けられたガラス原料用粒塊状物を支持体間に移
動可能に充填してなる集じん層２１に、ガラス溶
融炉排ガスを導入し、粗製芒硝を主体とするダス
トの集じんを行つた後、ダストを集じんした予熱
ガラス原料用粒塊状物をそのままガラス溶融炉１
に供給するとともに、集じん層２１の下流側にエ
アヒータ３２を介して設けられたアンモニア接触
還元方式の脱硝触媒を支持体間に移動可能に充填
してなる触媒層３６に、排ガスを所定温度に冷却
しかつ排ガスにアンモニアなどの還元ガスを添加
しつつ導入して排ガス中の窒素酸化物を還元・除
去し、ついで排ガスを別のエアヒータ３７に導入
して燃焼用空気を予熱して廃熱回収を行うことを
特徴としている。

以下、本発明の実施例を第３図および第４図に
基づいて説明する。第３図は本発明の方法を実施
る装置の二例を示すもので、粒塊状ろ過材として
ガラス原料用硅砂を用いる場合を示している。す
なわち集じん層２１の下端とドツグハウス１３と
を予熱硅砂パイプ２８を介して接続し、粒塊状ろ
過材として砂、砂利、セラミツクスなどの代りに
ガラス原料の硅砂３０を用いて、粗製芒硝を集じ
んした予熱硅砂をそのままドツグハウス１３に供
給してガラス原料として使用するように構成され
ている。したがつてガラス溶融炉１へ投入する前
に硅砂の予熱を行うことができ、またろ過材とダ
ストとの分離装置および分離工程が不要となると
いう利点がある。なお硅砂の代わりに他のガラス
原料用粒塊状物を用いることもできる。他の構成
および作用は第２図の場合と同様である。

また本発明の他の実施例を第４図に基づいて説
明する。第４図は集じんと、触媒を用いたアンモ
ニア接触還元方式の脱硝とを組み合わせた集じ
ん・脱硝装置３１を示しており、この集じん・脱
硝装置３１を第３図において集じん装置１７の代
りに用いるのである。第４図において、２１は第
３図と同様に構成された集じん層で、この集じん
層２１の下流側にエアヒータ３２が設けられ、こ
のエアヒータ３２の下流側にアンモニア、硫化水
素などの還元ガスを供給する還元ガス供給管３３
が設けられ、この還元ガス供給管３３の下流側に
アンモニア接触還元方式の脱硝触媒３４を支持体
３５間に移動可能に充填してなる触媒層３６を設
け、さらにこの触媒層３６の下流側にエアヒータ
３７が設けられる。エアヒータ３２，３７の空気
入口は送風機１４に接続され、エアヒータ３２，
３７の空気出口はガス変換器５に接続される。集
じん層２１、エアヒータ３２、還元ガス供給管３
３、触媒層３６およびエアヒータ３７は第４図に
示すように、共通のケーシング３８内に設置する
のがコンパクトな形状になるので望ましいが、
別々に設置することも可能である。この集じん・
脱硝装置３１を設ける場合は、第３図に示すエア
ヒータ２２は不要となる。第４図において、４０
は触媒ホツパ、４１はダスト・ろ過材排出機、４
２は廃触媒排出機である。なお触媒層の支持体３
５としては、ルーバ、パンチングメタル、金網、
スリツト状孔を有する金属板などが用いられる。

第４図に示す装置において、集じん・脱硝装置
３１内に導入された500〜600℃前後の高温のガラ
ス溶融炉排ガスは、まず集じん層２１で粗製芒硝
を主体とするダストの集じんが行われた後、ダス
トを集じんした予熱ガラス原料用粒塊状物をその
ままガラス溶融炉に供給するとともに、集じん層
２１の下流側にエアヒータ３２、還元ガス供給管
３３を介して設けられた触媒層３６に、排ガスを
所定温度に冷却しかつ排ガスにアンモニア、硫化
水素などの還元ガスを添加しつつ導入して排ガス
中の窒素酸化物を還元・除去する。触媒層３６に
おける最適反応温度は、触媒、容積速度などによ
つて異なるが、約250〜450℃、好ましくは350℃
前後であり、この温度になるように高温排ガスを
エアヒータ３２で冷却するのである。触媒層３６
を出た排ガスはエアヒータ３７に導入されて燃焼
用空気を予熱して廃熱回収が行われる。このよう
にアンモニア接触還元脱硝法との組合せにより、
脱じんと原料予熱と脱硝とを同時に行うことがで
きるという利点がある。他の構成および作用は第
３図の場合と同様である。

第４図において、エアヒータを２段に設けた理
由、あるいはその特徴として、つぎの点が挙げら
れる。

(1) 脱硝装置入口温度が、処理ガスの変動に関係
なく一定となるよう、温度制御を行うことによ
つて、脱硝性能の温度による変動をなくし、安
定した脱硝率を得る。また入口ガス温度が変動
しなくても、入口のガス量、ダスト濃度によつ
ては、ろ過材の移動速度を変えることがあり、
そのような場合には、ろ過材（原料）に貯えら
れる熱量も変化するので集じん装置出口ガス温
度が変動する可能性があり、これを解消してい
る。

(2) 脱硝装置出口にて、熱回収を行うよりも、温
度レベルの高い所で熱回収した方が伝熱効率が
よいため、装置（熱交換器）をコンパクトにで
きる。したがつて、脱硝装置運転温度を維持す
る範囲内で、一部、集じん装置出口にて熱回収
を行つた方が有利になる場合がある。なおスチ
ームによる熱回収を行うことも可能である。

以上説明したように、本発明のガラス溶融炉排
ガスの処理方法は、500〜600℃前後の高温で乾式
集じんするため、ダストの主成分である芒硝が粗
製芒硝の形で補集され回収・再利用でき、同時に
ガラス原料用粒塊状物の予熱もでき、高温で集じ
ん・予熱するためダストおよび予熱ガラス原料用
粒塊状物に粘着性がなく（200℃以では酸性芒硝
となつて粘着性が大きくなる）、さらさらして取
扱い易くなる。また集じん後の排ガスはダスト含
有量がきわめて少ないので、エアヒータなどの熱
交換器の伝熱面への付着が少なく熱効率の低下が
少なくなり、エアヒータと共用することにより、
蓄熱器に入る前の燃焼用二次空気の予熱が行える
ため、燃料費を低減することができる。さらに本
発明における乾式ろ過集じん装置は構成が簡単で
あり安価に製作することができるので、低コスト
で排ガスを処理することでき、湿式集じんを用い
ないので、白煙の発生がなく白煙防止対策が不要
であるなどの効果を有している。

またろ過材に原料の硅砂などのガラス原料用粒
塊状物を用いているので、ガラス溶融炉へ投入す
る前にガラス原料用粒塊状物の予熱を行うことが
でき、回収される熱量が増大し、したがつて燃料
費を低減することができ、かつろ過材とダストと
の分離装置および分離工程が不要となるという利
点がある。

さらに上記の乾式ろ過集じんと、触媒を用いた
アンモニア接触還元方式の脱硝とを組み合わせる
場合は、粗製芒硝回収を伴う脱じんと原料予熱と
脱硝とが同時に可能になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガラス溶融炉排ガスの処理装置
の系統的説明図、第２図は本発明者らが開発して
いるガラス溶融炉排ガスの処理方法を実施する装
置の一例を示す系統的説明図、第３図は本発明の
方法を実施する装置の一例を示す系統的説明図、
第４図は本発の方法を実施する装置の他の例を示
すもので、集じんと触媒を用いたアンモニア接触
還元方式の脱硝とを組み合わせた場合の系統的説
明図である。なお図示を明確にするために、ガラ
ス溶融炉などは平面的に表わし、集じん装置など
は立面的に表わしている。 １……ガラス溶融炉、２……サイドポート、３
ａ，３ｂ……蓄熱器、４ａ，４ｂ……煙道、５…
…ガス変換器、６……空気ダクト、７……煙突、
８……煙道、９……ガス冷却器、１０……バー
ナ、１１……電気集じん機、１２……原料ホツ
パ、１３……ドツグハウス、１４……送風機、１
５……ダンパ、１６……製品、１７……乾式ろ過
集じん装置、１８……粒塊状ろ過材、２０……支
持体、２１……集じん層、２２……エアヒータ、
２３，２４……空気ダクト、２５……ろ過材ホツ
パ、２６……ダスト・ろ過材分離装置、２７……
ダスト抜出管、２８……予熱硅砂パイプ、３０…
…硅砂、３１……集じん・脱硝装置、３２……エ
アヒータ、３３……還元ガス供給管、３４……脱
硝触媒、３５……支持体、３６……触媒層、３７
……エアヒータ、３８……ケーシング、４０……
触媒ホツパ、４１……ダスト・ろ過材排出機、４
２……廃触媒排出機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス溶融炉の排ガスを浄化するに際し、ガ
   ス変換器の下流側に設けられたガラス原料用粒塊
   状物を支持体間に移動可能に充填してなる集じん
   層を有する乾式ろ過集じん装置に、ガラス溶融炉
   排ガスを導入し、粗製芒硝を主体とするダストの
   集じんを行つた後、ダストを集じんした予熱ガラ
   ス原料用粒塊状物をそのままガラス溶融炉に供給
   するとともに、排ガスをエアヒータに導入して燃
   焼用空気を予熱して廃熱回収を行うことを特徴と
   するガラス溶融炉排ガスの処理方法。 ２ ガラス溶融炉の排ガスを浄化するに際し、ガ
   ラス変換器の下流側に設けられたガラス原料用粒
   塊状物を支持体間に移動可能に充填してなる集じ
   ん層に、ガラス溶融炉排ガスを導入し、粗製芒硝
   を主体とするダストの集じんを行つた後、ダスト
   を集じんした予熱ガラス原料用粒塊状物をそのま
   まガラス溶融炉に供給するとともに、集じん層の
   下流側にエアヒータを介して設けられたアンモニ
   ア接触還元方式の脱硝触媒を支持体間に移動可能
   に充填してなる触媒層に、排ガスを所定温度に冷
   却しかつ排ガスにアンモニアなどの還元ガスを添
   加しつつ導入して排ガス中の窒素酸化物を還元・
   除去し、ついで排ガスを別のエアヒータに導入し
   て燃焼用空気を予熱して廃熱回収を行うことを特
   徴とするガラス溶融炉排ガスの処理方法。